JP3982590B2 - 過負荷防止クラッチ組立体 - Google Patents
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Description
本発明は手動操作されるホイストの改善に関し、特に吊り上げ可能な負荷重量を制限できる過負荷防止装置を備えたホイストの改善に関する。
チェーン及びレバーによって操作されるホイストであって過負荷防止装置を備えたものが、例えば、米国特許第4,466,598号公報及び米国特許第4,768,754号公報に開示されている。米国特許第4,466,598号公報において、その過負荷防止装置は、チェーンホイールの取付フランジに取付られ、この取付フランジを弾性的に変形させるねじファスナを含んでいる。米国特許第4,768,754号公報において、過負荷装置は、手動レバー操作者とウェストンブレーキとの間で動作可能に設けられている。
発明の概要
本発明の目的は、ホイストの過負荷を防止するために適用される過負荷防止クラッチ組立体を提供すること、特に、ウェストンブレーキを用いる形式のレバー操作ホイストに装着される組立体を提供することである。また、本発明の目的は、該クラッチ組立体を備えるホイストを提供することである。
本発明の過負荷防止クラッチ組立体は、一般的に、ホイストの負荷吊り上げ手段と機能的に連結するべく設けられた出力手段、例えばハブと;ホイストの操作手段と機能的に連結するべく設けられた入力手段、例えばラチェットリングと;入力手段と出力手段の間のトルク伝達が可変に調節できるように、ラチェットリングをハブ上に取り付けるカップリング手段を有していることを特徴としている。好ましくは、カップリング手段は、ラジアル方向内方に面しラチェットリングによって規定されるクラッチ面と係合するよう設けられたラジアル方向外方に面するクラッチ面が設けられた弾性変形カップリング部材と、カップリング手段をハブ上に取り付けると共に、カップリング手段の弾性変形を調節することにより、クラッチ面間の摩擦係合の程度を可変し、これによって、該クラッチ面間で伝達されるトルクを可変調整する取付手段と、を有している。
本発明の第一視点によれば、ホイスト(12)を操作するためのホイスト操作手段(18)及び負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段を備えたホイスト(12)用の過負荷防止クラッチ組立体(10)であって、ホイスト操作手段(18)と機能的に結合するべく設けられ、第1のクラッチ面(42)を画成する入力手段(30)と、負荷吊り上げ手段と機能的に結合するべく設けられた出力手段(32)と、カップリング手段(34)と、取付手段(38)と、を有し、該カップリング手段(34)は、入力手段(30)を出力手段(32)に取り付けるよう設けられ、入力手段(30)と出力手段(32)の間に伝達可能なトルクを調節可能に変化させると共に、該カップリング手段(34)は、第1のクラッチ面(42)と摩擦面係合するよう設けられたラジアル方向に面する第2のクラッチ面(76)を画成する弾性変形部材(36)を含み、該取付手段(38)は、弾性変形部材(36)を出力手段(32)と共に回転するよう取り付け、弾性変形部材を調節可能に弾性変形させて入力手段(30)と出力手段(32)間で両クラッチ面(42,76)を介して伝達されるトルクを可変にし、前記入力手段を支持している前記両クラッチ面を相対的に回転可能とし、両クラッチ面(42,76)の摩擦係合がそれらの相対回転を防止するよう作用し、取付手段(38)が、出力手段(32)によって規定されたねじ孔(64)と、弾性変形部材(36)によって画成された円錐台状の取付開口(84)と、ねじ孔(64)の一に受容されて螺合可能なねじ軸部(92)及び取付開口(84)の一に受容される円錐台状のねじ頭部(94)を備え、軸方向に調節されることによって、弾性変形部材(36)をラジアル方向に弾性変形させる、各ねじファスナ(90)と、を含むことを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
上記第一視点の好ましい実施形態によれば、入力手段(30)及び弾性変形部材(36)が同じような熱膨張係数を有している過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
本発明の第二視点によれば、第1の取付面(52)と、第1の変位制限面(58)と、複数のねじ孔(64)と、を備えた出力手段(32)と、第1のクラッチ面(42)と、互いに対向する第1の端面(44,46)と、を備えた入力手段(30)と、リング(36)と、複数の取付部材(90)と、を有し、該リング(36)は、第1の取付面(52)に解除可能に支持された第2の取付面(70)と、第1のクラッチ面(42)と摩擦面係合するよう設けられた第2のクラッチ面(76)と、互いに対向する第2の端面(72,74)と、第1の制限面(58)と離間して設けられこれと協同して第1の端面(44,46)の変位を制限する第2の変位制限面(78)と、第2の端面(72,74)間に延在してねじ孔(64)と一直線上に配置される円錐台状の複数の開口(84)と、を備え、弾性変形可能なリングであること、さらに、該複数の取付部材(90)は、ねじ孔(64)に螺合可能に受容されるねじ軸部(92)及び円錐台状の開口内に受容可能な円錐台状のねじ頭部をそれぞれ備え、これらと係合して、リングを弾性的にラジアル方向に変形させることにより、第2のクラッチ面(76)を第1のクラッチ面(42)に対して選択的に変位させ、入力手段(30)と出力手段(32)間で両クラッチ面(42,76)を介して伝達されるトルクを可変にする複数の取付部材であること、を特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
上記第二視点の好ましい実施形態によれば、入力手段(30)及びリング(36)が同じような熱膨張係数を有する過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
本発明の第三視点によれば、レバーラチェット(20)に取り付けられたレバー操作体(18)と;負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段と;負荷吊り上げ手段と連結されたシャフト(14)と;シャフト(14)に共に回転するよう係合されたハブ(24)を備え、ラチェット(28)をまたぐよう設けられた一対の摩擦板(26)を取り付けるよう設けられ、ハブ(24)が該摩擦板(26)の一つと摩擦係合する、ウェストンブレーキ(22)と;過負荷防止クラッチ組立体(10)と;を有し、該過負荷防止クラッチ組立体(10)が、シャフト(14)に螺合支持されてウェストンブレーキ(22)が備える摩擦板(26)の他の一つと係合するよう設けられた取付ハブ(32)と、レバーラチェット(20)と係合するよう設けられた複数の歯(40)及び第1のクラッチ面(42)を備えたラチェットリング(30)と、第2のクラッチ面(76)を備えた弾性変形可能なラチェットリング挿入体(36)と、ラチェットリング挿入体(36)をクランプして取付ハブ(32)と一体回転可能とし、取付ハブ(32)とラチェットリング(30)とが協同してクラッチ面(42,76)間の相互の接触を維持する取付手段(38)と、を含み、ラチェットリング挿入体(36)が取付手段(38)によって弾性変形可能とされ、これによって、第2のクラッチ面(76)の第1のクラッチ面(42)に対する変位が調節されてクラッチ面(42,76)間で伝達されるトルクが可変され、ラチェットリング挿入体(36)上のラチェットリング(30)を支持する両クラッチ面(42,76)が相対的に回転可能とされ、両クラッチ面(42,76)の摩擦係合がそれらの相対回転を防止し、及び両クラッチ面(42,76)が円筒形状であり、取付手段(38)が、取付ハブ(32)内に形成された複数の平行なねじ孔(64)と、ねじ孔(64)と一直線上に配置されるようラチェットリング挿入体(36)内に形成された複数の平行な円錐台状の取付開口(84)と、ねじ孔(64)内に受容されるねじ軸部(92)及び取付開口(84)内に受容される円錐台状の頭部(94)を備え、軸方向に変位可能とされてラチェットリング挿入体(36)を可撓的に変形し、これによって第2のクラッチ面(76)の第1のクラッチ面(42)に対するラジアル方向変位を調節する複数のねじファスナ(90)と、を含むことを特徴とするホイストを提供する。
上記第三視点の好ましい実施形態によれば、ラチェットリング(30)及びラチェットリング挿入体(36)が同じような熱膨張係数を有するホイストを提供する。
なお、上述の各視点において付記した参照符号は、あくまでも本願発明の理解を容易にするために付したものであり、本願発明を、図示した実施形態に限定することを意図するものではない。
本発明の過負荷防止クラッチ組立体及びホイストによれば、吊り上げ可能な負荷重量を可変調節して制限することができる。
以下に、本発明の各実施の形態について説明する。
第1の実施の形態によれば、ホイストを操作するためのホイスト操作手段及び負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段を備えたホイスト用の過負荷防止クラッチ組立体であって、操作手段及び負荷吊り上げ手段とそれぞれ機能的に係合するよう設けられた入力手段及び出力手段を含み、入力手段を出力手段に取り付け、入力手段から出力手段へトルクを伝達する手段を含み、弾性変形される部材を含み、該部材を入力手段と摩擦係合してトルク伝達可能な出力手段に取り付け、かつ、部材の弾性変形を調節して、部材を介して入力手段から出力手段に伝達されるトルクを可変する手段を含み、部材が出力手段に対して回転方向に固定され、入力手段を出力手段に対して回転方向に支持することを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
第2の実施の形態によれば、ホイストを操作するためのホイスト操作手段及び負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段を備えたホイスト用の過負荷防止クラッチ組立体であって、操作手段と機能的に結合するべく設けられ、ラジアル方向内方に面する第1のクラッチ面を備えた入力手段と、負荷吊り上げ手段と機能的に結合するべく設けられた出力手段と、カップリング部材と、取付手段と、を有し、該カップリング部材は、第1のクラッチ面と回転可能に摩擦面−面摺動係合するよう設けられたラジアル方向外方に面する第2のクラッチ面を備え、弾性変形して該第2のクラッチ面をラジアル方向に変位させることにより、第1,第2のクラッチ面間の摩擦係合の程度を可変して、これによって、両面間でこの部材を介して伝達されるトルクが可変に調節されること、及び、該取付手段は、カップリング部材を出力手段に取り付けるよう設けられ、カップリング部材を調節可能に弾性変形させ、これによって、第2のクラッチ面が第1のクラッチ面に対してラジアル方向に変位され、カップリング部材が出力手段と回転方向に一体化され、及びカップリング部材及び出力手段が入力手段と係合して第1のクラッチ面が第2のクラッチ面とラジアル方向にアラインメントされた状態が維持されることを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
第2の実施の形態の好ましい態様によれば、取付手段が、出力手段に形成されたねじ孔と、カップリング部材内に形成された円錐台状の取付開口と、複数のねじファスナと、を備え、該複数のねじファスナは、ねじ孔の一つに受容されて螺合可能なねじ軸部及び取付開口の一つに受容される円錐台状のねじ頭部をそれぞれ備え、軸方向に調節されることによって、第2のクラッチ面のラジアル方向変位が調節されることを特徴とする。
第3の実施の形態によれば、ホイストを操作するためのホイスト操作手段及び負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段を備えたホイスト用の過負荷防止クラッチ組立体であって、ホイスト操作手段と機能的に結合するべく設けられ、ラジアル方向に面する第1のクラッチ面を画成する入力手段と、負荷吊り上げ手段と機能的に結合するべく設けられた出力手段と、カップリング手段と、取付手段と、を有し、該カップリング手段は、入力手段を出力手段に取り付けるよう設けられ、入力手段と出力手段の間に伝達可能なトルクを調節可能に変化させると共に、該カップリング手段は、第1のクラッチ面と摩擦面係合するよう設けられたラジアル方向に面する第2のクラッチ面を画成する弾性変形部材を含み、該取付手段は、弾性変形部材を出力手段と共に回転するよう取り付け、弾性変形部材を調節可能に弾性変形させて入力手段と出力手段間で両クラッチ面を介して伝達されるトルクを可変にし、入力手段を支持している両クラッチ面を相対的に変位可能とし、両クラッチ面の摩擦係合がそれらの相対回転を防止するよう作用することを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
第3の実施の形態の好ましい態様によれば、取付手段が、出力手段によって規定されたねじ孔と、弾性変形部材及びねじファスナによって画成された円錐台状の取付開口と、ねじ孔の一に受容されて螺合可能なねじ軸部及び取付開口の一に受容される円錐台状のねじ頭部を備え、軸方向に調節されることによって、弾性変形部材を弾性変形させる、各ねじファスナと、を含む。
第3の実施の形態の好ましい態様によれば、入力手段及び弾性変形部材が実質的に同じような熱膨脹係数を有している。
第4の実施の形態によれば、軸方向に延在する第1の取付面と、軸方向に面する第1の変位制限面と、軸方向に延在する複数のねじ孔と、を備えた出力手段と、ラジアル方向内方に面する第1のクラッチ面と、軸方向に沿って互いに対向する第1の端面と、を備えた入力手段と、リングと、複数の取付部材と、を有し、該リングは、第1の取付面に解除可能に支持された軸方向に延在する第2の取付面と、ラジアル方向外方に面し、第1のクラッチ面と摩擦面係合するよう設けられた第2のクラッチ面と、軸方向に沿って互いに対向する第2の端面と、軸方向に面し、第1の制限面と離間して設けられこれと協同して第1の端面の軸方向変位を制限する第2の変位制限面と、軸方向に沿って第2の端面間に延在してねじ孔と一直線上に配置される円錐台状の複数の開口と、を備え、ラジアル方向に沿って弾性変形可能なリングであること、さらに、該複数の取付部材は、ねじ孔に螺合可能に受容されるねじ軸部及び円錐台状の開口内に受容可能な円錐台状のねじ頭部をそれぞれ備え、これらと係合して、リングを弾性的にラジアル方向に変形させることにより、第2のクラッチ面を第1のクラッチ面に対して調節可能にラジアル方向に沿って変位させ、入力手段と出力手段間で両クラッチ面を介して伝達されるトルクを可変にする複数の取付部材であることを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
第4の実施の形態の好ましい態様によれば、第1及び第2の取付面が円筒形状であり、第1及び第2の変位制限面がラジアル方向に延在する環状な形状である。
第4の実施の形態の好ましい態様によれば、入力手段及び出力手段が実質的に同じような熱膨張係数を有する。
第5の実施の形態によれば、出力手段と、第1のクラッチ面を備えた入力手段と、入力手段を出力手段に取り付けるための取付手段であって、第1のクラッチ面と回転面−面摩擦係合して、入力手段と出力手段の間でトルクを伝達する第2のクラッチ面を備えた取付手段と、を有し、取付手段が、第2のクラッチ面を画成する弾性変形可能な部材と、部材を出力手段に一体回転可能に取り付ける部材取付手段と、を備え、該部材取付手段は、部材を調節可能に弾性変形させることにより、第2のクラッチ面を第1のクラッチ面に対してラジアル方向に変位させ、第2のクラッチ面が第1のクラッチ面に摩擦係合して一体回転する状態が維持されるように作用する摩擦力を可変に調節する部材取付手段であること、及び両クラッチ面が円筒形状であることを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体を提供する。
第5の実施の形態の好ましい態様によれば、部材が一つの部材から構成されている。
第5の実施の形態の好ましい態様によれば、部材がラジアル方向に延在する環状な変位制限面を含み、該変位制限面が出力手段と協同して第1のクラッチ面と第2のクラッチ面とのラジアル方向のアラインメントを維持させる。
第6の実施の形態によれば、レバーラチェットに取り付けられたレバー操作体と;負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段と;負荷吊り上げ手段と連結されたシャフトと;シャフトに共に回転するよう係合されたハブを備え、ラチェットをまたぐよう設けられた一対の摩擦板を取り付けるよう設けられ、ハブが該摩擦板の一つと摩擦係合する、ウェストンブレーキと;及び、過負荷防止クラッチ組立体を有し、該過負荷防止クラッチ組立体が、シャフトに螺合支持されて軸方向にウェストンブレーキが備える摩擦板の他の一つと軸方向に係合するよう設けられた取付ハブと、ラジアル方向外方に延在し、レバーラチェットと係合するよう設けられた複数の歯と、及びラジアル方向内方に面する第1のクラッチ面と、を備えたラチェットリングと、ラジアル方向外方に面する第2のクラッチ面を備えた弾性変形可能なラチェットリング挿入体と、及び、ラチェットリング挿入体をクランプして取付ハブと一体回転可能とし、取付ハブとラチェットリングとが協同してクラッチ面間のラジアル方向に沿ったアラインメントを維持する取付手段と、を含み、ラチェットリング挿入体が取付手段によって弾性変形可能とされ、これによって、第2のクラッチ面の第1のクラッチ面に対するラジアル方向の変位が調節されてクラッチ面間で伝達されるトルクが可変され、ラチェットリング挿入体上のラチェットリングを支持する両クラッチ面が相対的に回転可能とされ、及び両クラッチ面の摩擦係合がそれらの相対回転を防止し、及び両クラッチ面が円筒形状であることを特徴とするホイストを提供する。
第6の実施の形態の好ましい態様によれば、取付手段が、取付ハブ内に形成された複数の平行なねじ孔と、ねじ孔と一直線上に配置されるようラチェットリング挿入体内に形成された複数の平行な円錐台状の取付開口と、及びねじ孔内に受容されるねじ軸部及び取付開口内に受容される円錐台状の頭部を備え、軸方向に変位可能とされてラチェットリング挿入体を可撓的に変形し、これによってラチェットリング挿入体を弾性変形させて第2のクラッチ面の第1のクラッチ面に対するラジアル方向変位を調節する複数のねじファスナと、を含む。
第6の実施の形態の好ましい態様によれば、ラチェットリング及びラチェットリング挿入体が実質的に同じような熱膨張係数を有する。
【図面の簡単な説明】
本発明の操作原理及び操作形態をさらに十分に説明するために、下記の詳細な説明においては添付の図面を参照する。
図1は、レバー操作チェーンホイストに取り付けられた本発明の過負荷防止クラッチ組立体の一部破断側面図である;
図2は、図1の右方から見た組立体の端面図である;
図3は、図2中の線3−3に沿った断面図である;
図4は、本発明のクラッチ組立体内に組み込まれたラチェットリング挿入体の側面図である;
図5は、図4の左方から見たラチェットリング挿入体の端面図である;
図6は、図4中の線6−6に略沿った部分拡大断面図である;
図7は、図4中の線7−7に略沿った部分拡大断面図である。
詳細な説明
本発明の一実施の形態に係る過負荷防止クラッチ組立体は、通常、図1の10に示すように構成され、ホイスト12内に支持されている。ホイスト12は、その慣用の形態において、チェーンホイスト負荷吊り上げ手段と機能的(operably)に連結されるドリブンシャフト14、チェーンホイストホイール16;例えば、往復運動するレバーラチェット20を備えたレバーオペレータ18のようなホイスト操作手段;及び慣用のウェストンブレーキ22、さらにシャフト14にスプライン結合された摩擦ハブ24、一対の摩擦板26,26、及び、ラチェット28と、ラチェット28と係合可能であり負荷吊り上げ方向へのラチェットの回転を制限する不図示のラチェット手段を含んでいる。
斯くして、クラッチ組立体10は、不図示のラチェット装置に代えて、典型的には、図示した形式のホイストに装着されることが理解されるであろう。
ここで、図2及び図3を参照すると、クラッチ組立体10は、一般的に、入力手段としてラチェットリング30、出力手段として取付ハブ32、及び、ラチェットリング挿入体、ないしカップリング部材36及び取付手段38を備えたカップリング手段34を含んでいる。
ラチェットリング30には、ラジアル方向外方に面して環状に設けられ、ラチェットリングをレバーラチェット20を介してレバー18に機能的(operably)に連結するラチェット歯40;第1のラジアル方向内方に面する環状クラッチ面42;及び、軸方向に沿って互いに対向している、又はラジアル方向に延在している第1の一対の環状端面44,46が形成されている。
ハブ32には、軸方向に穿設され、ハブをシャフト14上に取り付けるためのスクリュねじ取付孔50;軸方向に延在し、好ましくは、ラジアル方向外方に面しねじ孔50と同心に設けられた円筒面52として規定される第1の取付面;互いに軸方向に対向しかつラジアル方向に延在する第2の一対の環状端面54,56;ラジアル方向に延在する環状な第1の変位制限面58;ラジアル方向に延在する環状な軸受面60;ねじ孔開口50と同心に設けられた第1の円筒軸受面62;4つのスクリュねじ孔、但し、これら4つのスクリュねじ孔のうちの2つのみが図3に64で示すスクリュねじ孔であって、ねじ孔50の軸66と平行にかつ好ましくは等距離に延在されるスクリュねじ孔;及び軸方向に後退したクリアランス面68が形成されている。ハブ32は、シャフト14に取り付けられる際に、ウェストンブレーキ22及びドライブシャフト14を介して負荷吊り上げ手段に接続可能とされている。
ラチェットリング挿入体36には、図2及び図3に加えて図4〜図7に示すように、軸方向に互いに対向しかつラジアル方向に延在している第3の一対の環状端面72,74間に延在するよう軸方向に穿設された略円筒状の開口70;ラジアル方向外方に面する第2の環状クラッチ面76;ラジアル方向に延在する環状な第2の変位制限面78;第2の変位制限面78に隣接する第2のクラッチ面76のラジアル方向内方に延在する環状なリリーフスロット80;ねじ孔64と一直線上に設けられ、かつ第3の端面72の近傍から第3の端面74に向かって収斂している円錐台状の複数の取付開口84;ラジアル方向に関して第2のクラッチ面76と開口70の間、かつ軸方向に関して第2の変位制限面78と第3の端面74の間に延在され、各取付開口84を軸方向に2分割している複数のリリーフスロット86;及び第2の円筒軸受面88が形成されている。特に図6及び図7に示すように、好ましくは、取付開口84の各軸84aは、円筒状開口70と平行かつ等距離であり;及び開口70と環状リリーフスロット80の環状面80aの内部間とのラジアル方向に沿った距離が、好ましくは、各軸84aと面70間の距離より小さくされる。(取付開口の2分割)リリーフスロット86によって、ラチェットリング挿入体36が部分的に分割され、第2のクラッチ面76の半径方向内方において、4つの環状セグメント36a,36b,36c,36dとなり、これらは上述したように弾性変形される。図3に最もよく示されるように、クラッチ面42,76は円筒形状にするとよい。
取付手段(ないし組付手段)38は、上記ねじ孔64及び円錐台状の取付開口84、そして、各ねじ孔64内にそれぞれ螺合可能なねじ軸部92並びに取付開口84の一つに一直線上に整列した状態で受容される大きさに形成された円錐台状の頭部94を備えた複数のねじファスナ90を有する。
頭部94の軸方向長さは、取付開口84の軸方向長さより短く、環状に延在するリリーフ孔80と第3の端面74の間で延在している。
図3を参照して分かるように、本発明の過負荷防止クラッチ組立体を構成する複数の要素のアセンブリにおいては、まず、ラチェットリング30をラチェットリング挿入体36に取り付けて、第1のクラッチ面42を第2のクラッチ面76とラジアル方向に関して整合して位置(アラインメント)させると共に回転可能に係合させる。次に、ラチェットリング挿入体をハブ32に取り付けて、開口70の壁部を取付面52とラジアル方向に整合して位置(アラインメント)させると共にスライド係合させ、かつ第3の端面74を第1の変位制限面58に当接係合させ、取付開口84とねじ孔64を整合して位置(アラインメント)させる。図3に示すように、アセンブリは、複数のねじファスナ90を複数のねじ孔64に挿入し、ねじ頭部94が取付開口84内部と係合して第3の端面74が第1の変位制限面58と当接係合するまで、それらのねじ軸部92をねじ孔64内にねじ込むことによって完了する。クラッチをアセンブリする際には、対向する第1,第2の変位制限面58,78がラチェットリング30と緩やかに係合され、協同して第1のクラッチ面42が第2のクラッチ面76とラジアル方向に整合(アライン)した状態を維持させ、一方、軸方向に十分に離間して、第1の端面44,46をそれぞれ面78,58に対して相対的に変位可能とさせる。
クラッチ組立体10のアセンブリの次に、複数のねじファスナ90が締め込まれることにより、ラチェットリング挿入体セグメント36a〜36dが変形され、そして第2のクラッチ面76が押し込まれてラジアル方向外方へ変位し、第1のクラッチ面42と緊密に摩擦係合する(図2、図3及び図5参照)。その結果、ラチェットリング30及びラチェットリング挿入体36、かくてハブ32、が互いにカップリングされないし摩擦力によって互いにロックされ、ある予め設定されたホイスト負荷条件に対して一体回転する。その予め設定されたホイスト負荷条件が実質的に過剰である場合、例えば、ホイスト操作者がホイストの定格に対して重すぎる負荷を吊り上げようとした場合、初期状態においてはクラッチ面42,76が一体運動するように、クラッチ面42,76の係合を維持するよう作用する摩擦力が、乗り越えられないし克服される(臨界を超える)。その結果、第1,第2のクラッチ面42,76は回転方向に沿って互いに滑り、すなわちスリップする。これによって、ラチェットリング30のラチェットリング挿入体36に対する、さらにはハブ32に対する動力伝達結合が解除される。
次に、図1〜図3に示すように、クラッチ組立体10のアセンブリにおいて、ハブ32がドライブシャフト14上でねじ回され、ハブ端面56がウェストンブレーキの摩擦ハブ24に対して自由に変位できるよう設けられたハブ後退面68を備えたウェストンブレーキ22が備える摩擦板26のうちの一つの近傍に軸方向摩擦軸受係合されることによって、ドライブシャフト14に取り付けられる。組立体10は、ハブ端面54と係合する保持ナット100によって取り外し可能にシャフト14上に保持される。続いて、レバー挿入体102がハブ軸受面62及びラチェットリング挿入体軸受面88上をスライドされ、そして、レバーカバー104が、ラチェットリング挿入端面72において開口しているねじ孔108内に挿入された一対のねじファスナ106によって、ラチェットリング挿入体36に取り付けられる。
ホイスト使用中、もし、クラッチ面42及び/又は76の摩擦係合が解除されたような場合、又例えば、両クラッチ面間ですべりが生じて負荷トルクの値が変化した場合には、レバーカバー104を一時的に取り外して、調節のため、ねじ頭部を操作することができる。
クラッチ面42,76間で生じる摩擦力、すなわち両面間でスリップが生じた際に伝達されるトルクに及ぼす温度の影響を最小化するためには、ラチェットリング30とラチェットリング挿入体36の熱膨張係数を、予想されるホイストの操作環境温度範囲において、実質的に同一する必要がある。この目的のため、銅合金C54400(りん青銅、快削性)及びAISIタイプ304ステンレス鋼が、ラチェットリング挿入体36及びラチェットリング30の各材料としてそれぞれ選択される。これらの材料の熱膨張係数はいずれも9.6×10-6in/in/°Fである。ラチェットリングには使用時に比較的高い入力負荷が加わるため、ラチェットリングの材料としてステンレス鋼が選択される。
本発明がレバー操作されるホイストに適用された例を開示したが、本発明はチェーンブロック形式のホイストに適用された場合でも有用である。
Claims (6)
- ホイストを操作するためのホイスト操作手段及び負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段を備えたホイスト用の過負荷防止クラッチ組立体であって、
前記ホイスト操作手段と機能的に結合するべく設けられ、第1のクラッチ面を画成する入力手段と、
前記負荷吊り上げ手段と機能的に結合するべく設けられた出力手段と、
カップリング手段と、
取付手段と、を有し、
該カップリング手段は、前記入力手段を前記出力手段に取り付けるよう設けられ、前記入力手段と前記出力手段の間に伝達可能なトルクを調節可能に変化させると共に、該カップリング手段は、前記第1のクラッチ面と摩擦面係合するよう設けられたラジアル方向に面する第2のクラッチ面を画成する弾性変形部材を含み、
該取付手段は、前記弾性変形部材を前記出力手段と共に回転するよう取り付け、前記弾性変形部材を調節可能に弾性変形させて前記入力手段と前記出力手段間で前記両クラッチ面を介して伝達されるトルクを可変にし、前記入力手段を支持している前記両クラッチ面を相対的に回転可能とし、前記両クラッチ面の摩擦係合がそれらの相対回転を防止するよう作用し、
前記取付手段が、前記出力手段によって規定されたねじ孔と、前記弾性変形部材によって画成された円錐台状の取付開口と、前記ねじ孔の一に受容されて螺合可能なねじ軸部及び前記取付開口の一に受容される円錐台状のねじ頭部を備え、軸方向に調節されることによって、前記弾性変形部材をラジアル方向に弾性変形させる、各ねじファスナと、を含む
ことを特徴とする過負荷防止クラッチ組立体。 - 前記入力手段及び前記弾性変形部材が同じような熱膨張係数を有していることを特徴とする請求項1記載の過負荷防止クラッチ組立体。
- 第1の取付面と、第1の変位制限面と、複数のねじ孔と、を備えた出力手段と、
第1のクラッチ面と、互いに対向する第1の端面と、を備えた入力手段と、
リングと、
複数の取付部材と、を有し、
該リングは、前記第1の取付面に解除可能に支持された第2の取付面と、前記第1のクラッチ面と摩擦面係合するよう設けられた第2のクラッチ面と、互いに対向する第2の端面(複数)と、前記第1の制限面と離間して設けられこれと協同して前記第1の端面の変位を制限する第2の変位制限面と、前記第2の端面間に延在して前記ねじ孔と一直線上に配置される円錐台状の複数の開口と、を備え、弾性変形可能なリングであること、さらに、
該複数の取付部材は、前記ねじ孔に螺合可能に受容されるねじ軸部及び前記円錐台状の開口内に受容可能な円錐台状のねじ頭部をそれぞれ備え、これらと係合して、前記リングを弾性的にラジアル方向に変形させることにより、前記第2のクラッチ面を前記第1のクラッチ面に対して選択的に変位させ、前記入力手段と前記出力手段間で前記両クラッチ面を介して伝達されるトルクを可変にする複数の取付部材であること、
を特徴とする過負荷防止クラッチ組立体。 - 前記入力手段及び前記リングが同じような熱膨張係数を有することを特徴とする請求項3記載の過負荷防止クラッチ組立体。
- レバーラチェットに取り付けられたレバー操作体と;負荷を吊り上げるための負荷吊り上げ手段と;前記負荷吊り上げ手段と連結されたシャフトと;前記シャフトに共に回転するよう係合されたハブを備え、ラチェットをまたぐよう設けられた一対の摩擦板を取り付けるよう設けられ、前記ハブが該摩擦板の一つと摩擦係合する、ウェストンブレーキと;過負荷防止クラッチ組立体と;を有し、
該過負荷防止クラッチ組立体が、
前記シャフトに螺合支持されて前記ウェストンブレーキが備える前記摩擦板の他の一つと係合するよう設けられた取付ハブと、
前記レバーラチェットと係合するよう設けられた複数の歯及び第1のクラッチ面を備えたラチェットリングと、
第2のクラッチ面を備えた弾性変形可能なラチェットリング挿入体と、
前記ラチェットリング挿入体をクランプして前記取付ハブと一体回転可能とし、前記取付ハブと前記ラチェットリングとが協同して前記クラッチ面間の相互の接触を維持する取付手段と、を含み、
前記ラチェットリング挿入体が前記取付手段によって弾性変形可能とされ、これによって、前記第2のクラッチ面の前記第1のクラッチ面に対する変位が調節されて前記クラッチ面間で伝達されるトルクが可変され、前記ラチェットリング挿入体上の前記ラチェットリングを支持する前記両クラッチ面が相対的に回転可能とされ、前記両クラッチ面の摩擦係合がそれらの相対回転を防止し、及び前記両クラッチ面が円筒形状であり、
前記取付手段が、前記取付ハブ内に形成された複数の平行なねじ孔と、前記ねじ孔と一直線上に配置されるよう前記ラチェットリング挿入体内に形成された複数の平行な円錐台状の取付開口と、前記ねじ孔内に受容されるねじ軸部及び前記取付開口内に受容される円錐台状の頭部を備え、軸方向に変位可能とされて前記ラチェットリング挿入体を可撓的に変形し、これによって前記第2のクラッチ面の前記第1のクラッチ面に対するラジアル方向変位を調節する複数のねじファスナと、を含むこと
を特徴とするホイスト。 - 前記ラチェットリング及び前記ラチェットリング挿入体が同じような熱膨張係数を有することを特徴とする請求項5記載のホイスト。
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