JP4205389B2 - セルフロック機能を有する減速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸側からの回転力を出力部材に確実に伝達するが、出力部材側からの回転力が入力軸に伝達されるのを、確実に阻止するようにした、セルフロック機能を有する減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、この種の装置として、２種類のものを提供している。
その一つは、特開２００１−４１２９３号公報に記載されているように、２段の内歯車機構を有する微小歯数差複合ハイポサイクロイド機構を用いたものであり、他の一つは、特開２００１−３５５６８５号公報に記載されているように、上記のものと同様の構成において、１段の内歯車機構を省略し、それに代えて、３個のピンとそれらが係合する３個の係合孔とにより、外歯車と支持体とを連係したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の２種類の装置は、いずれも信頼性の高いセルフロック機能を有しているが、これらを巻上機やジャッキ等に用いる場合、索条の繰り出し時やジャッキの下降時等に、入力軸を逆転操作しなければならず、時間が掛かり過ぎるという問題があり、このような場合に、セルフロック機能を無効とし、巻き取りドラムを高速で逆転しうるようにしたり、昇降台等を高速で下降させたりしうるようにすることが望まれている。
また、水門の昇降装置に用いる場合にも、水門を緊急に遮断させたい際に、セルフロック機能を無効とし、水門を、自重により高速で下降し得るようにすることが望まれている。
【０００４】
本発明は、このような要望に鑑み、信頼性の高いセルフロック機能を有するだけでなく、必要に応じて、セルフロック機能を無効とし、高速度での逆転作動等を可能としうるとともに、構造が簡単で、小型化を可能とした高性能のセルフロック機能を有する減速装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
(１) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、前記偏心軸部に、第１外歯と第２外歯とを有する外歯車を回転自在に外嵌し、前記第１外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材の内面に設けられ、かつ前記第１外歯の歯数(Ｎ１)よりわずかに多い歯数(Ｎ２)の内歯を有する第１内歯車と噛合し、前記第２外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された中間筒体の内面に設けられ、かつ前記第２外歯の歯数(Ｎ３)よりわずかに多い歯数(Ｎ４)の内歯を有する第２内歯車と噛合し、前記第１外歯に対する第１内歯車の歯数比(Ｎ２／Ｎ１)と、前記第２外歯に対する第２内歯車の歯数比(Ｎ４／Ｎ３)とを、わずかに異ならせるとともに、前記入力軸を無負荷とし、かつ前記中間筒体を支持体に固着して、出力部材に回転力を付与したときの前記第２内歯車と第２外歯との噛み合い作用力線と、第１外歯と第１内歯との噛み合い作用力線との合成作用力線が、ほぼ入力軸の中心を向くようにし、さらに、前記支持体に、前記中間筒体を、支持体に固定したり回転可能としたりするクラッチ手段を設け、このクラッチ手段を、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、前記中間筒体を入力軸に噛合させて、入力軸と一体となって回転させるようにしたものとする。
【０００６】
(２) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記支持体に前記入力軸と同芯をなして回転自在に枢支された中間筒体の前記外歯車の一側面と対向する端面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯車が偏心運動しうるように、前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材に、前記外歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯車と噛合する内歯車を設け、さらに、前記支持体に、前記中間筒体を、支持体に固定したり、回転可能としたりするクラッチ手段を設け、このクラッチ手段を、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、前記中間筒体を入力軸に噛合させて、入力軸と一体となって回転させるようにしたものとする。
【０００７】
(３) 上記(２)項において、中間筒体に、入力軸を制動する制動手段を設ける。
【０００８】
(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、クラッチ手段を、支持体に設けられ、操作レバーの一方向への回動操作により、中間筒体を支持体に締着し、かつ操作レバーの他方向への回動操作により、中間筒体の締め付けを緩めて、中間筒体を回転可能とする締付手段を備えるものとする。
【０００９】
( ５ ) 上記 ( １ ) 〜 ( ４ ) 項のいずれかにおいて、クラッチ手段を、支持体に固着した第１のクラッチギヤと、中間筒体に固着した第２のクラッチギヤと、入力軸に固着した第３のクラッチギヤとを、前記入力軸と同一軸線上に配設し、かつそれらのいずれにも噛合可能な内歯を有するクラッチリングを、操作手段により、前記内歯が第１のクラッチギヤと第２のクラッチギヤとに噛合する低速位置と、前記内歯が第２のクラッチギヤと第３のクラッチギヤとに噛合する高速位置とに移動させうるものとする。
【００１０】
(６) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、前記偏心軸部に、第１外歯と第２外歯とを有する外歯車を回転自在に外嵌し、前記第１外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材の内面に設けられ、かつ前記第１外歯の歯数(Ｎ１)よりわずかに多い歯数(Ｎ２)の内歯を有する第１内歯車と噛合し、前記第２外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された中間筒体の内面に設けられ、かつ前記第２外歯の歯数(Ｎ３)よりわずかに多い歯数(Ｎ４)の内歯を有する第２内歯車と噛合し、前記第１外歯に対する第１内歯車の歯数比(Ｎ２／Ｎ１)と、前記第２外歯に対する第２内歯車の歯数比(Ｎ４／Ｎ３)とを、わずかに異ならせるとともに、前記入力軸を無負荷とし、かつ前記中間筒体を支持体に固着して、出力部材に回転力を付与したときの前記第２内歯車と第２外歯との噛み合い作用力線と、第１外歯と第１内歯との噛み合い作用力線との合成作用力線が、ほぼ入力軸の中心を向くようにし、さらに、中間筒体にピニオンを固着し、前記ピニオンに噛合するラックを、前記ピニオンの接線方向に直線移動可能として支持体に支持するとともに、前記ラックを、予め定めた中立位置に向かって長手方向の両方向から付勢し、前記ラックの前記中立位置からの移動量により、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認し得るようにする。
【００１１】
(７) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記支持体に前記入力軸と同芯をなして回転自在に枢支された中間筒体の前記外歯車の一側面と対向する端面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯車が偏心運動しうるように、前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材に、前記外歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯車と噛合する内歯車を設け、さらに、中間筒体にピニオンを固着し、前記ピニオンに噛合するラックを、前記ピニオンの接線方向に直線移動可能として支持体に支持するとともに、前記ラックを、予め定めた中立位置に向かって長手方向の両方向から付勢し、前記ラックの前記中立位置からの移動量により、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認し得るようにする。
【００１２】
(８) 上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、出力部材を、索条巻き取り用の巻き取りドラムとする。
【００１３】
(９) 上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、出力部材を、弁装置における弁軸に連結する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態を備える巻上機を示す。図４は、作用を理解し易くするため、図１に示す各部材のうち、互いに固着されているもの同士を一体として示すとともに、軸受類を簡略化して示したものである。また、図５は、セルフロック機能を説明するための説明図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、支持体(１)は、正面形が方形枠状をなす支持枠(２)を有し、その支持枠(２)における左方の側板(2a)の中央に穿設した保持孔(３)を挾んで、側板(2a)の左右両側に、軸受筒(４)(５)をボルト(６)をもって固着し、かつ支持杆(２)における右方の側板(2b)の中央に穿設した保持孔(７)に、後述するクラッチ手段を保持する保持ブロック(８)を嵌合して、ボルト(９)により固着したものよりなっている。
【００１７】
軸受筒(４)(５)内には、入力軸(10)が、ボールベアリング(11)、ニードルベアリング(12)及びシールリング(13)を介して回転自在に枢支されている。
【００１８】
入力軸(10)の左端部には、スプリングピン(14)が直径方向を向くように貫設されたカプラー(15)が固着され、このカプラー(15)に、図示を省略した電動工具の出力軸に装着したカプラーを嵌合して、電動工具のモータの駆動力により、入力軸(10)を正逆回転させることができるようになっている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、入力軸(10)におけるやや右端部寄りには、偏心軸部(10a)が形成されており、ここに、第１外歯(16)と、それより若干小径とした（大径とすることもある）第２外歯(17)とを有する外歯車(18)が、ニードルベアリング(19)(19)を介して回転自在に外嵌されている。
【００２０】
左右の軸受筒(４)(５)間に形成された空所(20)内における入力軸(10)には、偏心円板状のバランスウエイト(21)が、偏心軸部(10a)と逆方向に偏心するようにして外嵌され、かつスプリングピン(22)により固着されている。
【００２１】
保持ブロック(８)内には、入力軸(10)と同芯とした中間筒体(23)の右半部が、ニードルベアリング(24)とシールリング(25)とをもって回転自在に嵌合されている。中間筒体(23)は、拡径段部(26a)を有する右半部の段付軸(26)と、筒体(27)とを、２本のボルト(28)(28)をもって固着したものよりなり、筒体(27)内には、入力軸(10)の右端部が、ニードルベアリング(29)をもって回転自在に嵌合されるとともに、第２外歯(17)と噛合する第２内歯車(30)が一体的に形成されている。
【００２２】
支持枠(２)内における左方の軸受筒(５)と右方の中間筒体(23)とには、出力部材である巻き取りドラム(31)が、ニードルベアリング(32)とシールリング(33)とをもって回転自在に外嵌されている。
【００２３】
巻き取りドラム(31)は、円筒形の胴部(34)の両端に、円板状の鍔部(35)(35)が固着され、かつ胴部(34)の中間部内面に、第１外歯(16)と噛合する第１内歯車(36)が固着され、胴部(34)の外周に、図示を省略したワイヤまたはロープ等の索条が巻き付けられている。
【００２４】
第１内歯車(36)の内歯の歯数(Ｎ2)は、第１外歯(16)の歯数(Ｎ1)よりわずかに多く(Ｎ1＜Ｎ2)、また第２内歯車(30)の内歯の歯数(Ｎ4)は、第２外歯(17)の歯数(Ｎ3)よりわずかに多く(Ｎ3＜Ｎ4)し、さらに第１外歯(16)に対する第１内歯車(36)の歯数比(Ｎ2／Ｎ1)と、第２外歯(17)に対する第２内歯車(30)の歯数比(Ｎ4／Ｎ3)とを、互いにわずかに異ならせてある（Ｎ2／Ｎ1≠Ｎ4／Ｎ3)。
【００２５】
Ｎ3〜Ｎ4の具体的な例としては、例えば次のような組合せとすることができる。なお、（ ）内は、そのときに得られる減速比を示す。
（１）Ｎ１＝２７、Ｎ２＝３０、Ｎ３＝２３、N４＝２５（減速比１／４５）
（２）Ｎ１＝２８、Ｎ２＝３０、Ｎ３＝３０、N４＝３２（減速比１／２２４）
（３）Ｎ１＝２７、Ｎ２＝３０、Ｎ３＝３０、N４＝３２（減速比１／９９）
【００２６】
図１及び図３に示すように、保持ブロック(８)内の上部には、段付軸(26)の拡径段部(26a)の外周面の接線方向である前後方向を向く案内孔(37)が穿設されており、この案内孔(37)内には、前後１対のロッキングブロック(38)(39)が前後方向に摺動自在に嵌合されている。
【００２７】
両ロッキングブロック(38)(39)の対向端部下縁には、段付軸(26)の拡径段部(26a)の外周面と同一曲率の円弧状の切欠き(38a)(39a)が設けられている。
【００２８】
前方のロッキングブロック(38)の中央にはねじ孔(40)が設けられており、このねじ孔(40)に、後方のロッキングブロック(39)の中央に穿設された通孔(41)を貫通してきた前後方向を向く締付軸(42)の前端部に形成された雄ねじ部(42a)を螺合し、締付軸(42)の後端に固嵌した操作レバー(43)の一方向への回動操作により、段付軸(26)の拡径段部(26a)の外周面を両ロッキングブロック(38)(39)により締め付けて、中間筒体(23)を支持体(１)に締着し、また操作レバー(43)の他方向への回動操作により、中間筒体(23)の締め付けを緩めて、中間筒体(23)を支持体(１)に対して自由に回転しうるようにしてある。
【００２９】
操作レバー(43)における筒状の基部(43a)は、締付軸(42)の後端部に嵌合され、かつスプリングピン(44)により回り止めされている。
【００３０】
後方のロッキングブロック(39)と操作レバー(43)の基部(43a)との間における締付軸(42)の外周には、締付完了時の操作レバー(43)の向きを調整するためのシム(45)が外嵌されている。
【００３１】
この例では、操作レバー(43)、締付軸(42)、１対のロッキングブロック(39)等により、締付手段(46)が形成されており、またこの締付手段(46)により、中間筒体(23)を支持体(１)に固定したり回転可能としたりするクラッチ手段が形成されている。
【００３２】
次に、主として、図４及び図５を参照して、この巻上機の作用及び取扱い要領について説明する。
【００３３】
平常時は、締付手段(46)により、中間筒体(23)を締め付けて、支持体(１)に固定しておく。
【００３４】
この状態で、入力軸(10)を、電動工具等により回転させると、巻き取りドラム(31)は、
１／ｉ＝１−Ｎ２×Ｎ３／Ｎ１×Ｎ４
の式により定まる減速比をもって回転させられる。
例えば、上記(１)の歯数例の場合、
１−Ｎ２×Ｎ３／Ｎ１×Ｎ４＝１−３０×２３／２７×２５＝｜１／４５｜
の減速比をもって回転させられる。
【００３５】
入力軸(10)の回転を停止させ、かつ入力軸(10)を無負荷としたとき、巻き取りドラム(31)には、吊り上げた物体の重力による負荷が、回転力として作用する。
【００３６】
このときの偏心軸部(10a)の中心(01)からの第１内歯車(36)と第１外歯(16)との噛み合い作用力線(F1)と、同じく中心(01)を通る第２外歯(17)と第２内歯車(30)（固定）との噛み合い作用力線(F2)とを図５に示す。
【００３７】
この両作用力線(F1)(F2)の合成作用力線(F0)が、図５に示すように、入力軸(10)の中心(00)を向くようにすると、巻き取りドラム(31)側からの外力が入力軸(10)側に作用しなくなり、セルフロック状態となる。
【００３８】
合成作用力線(F0)が、中心(00)から若干それる方向を向く場合には、理論上は入力軸(10)に回転力が生じることになるが、歯車装置の摩擦を考慮した場合、そのそれ角が±６度の範囲内であれば、歯車装置の摩擦により、実際には入力軸(10)が回転することはない。
【００３９】
この状態から、入力軸(10)を、上述の場合と逆方向に回転させると、巻き取りドラム(31)は、上述と同一の減速比をもって逆回転させられる。
【００４０】
しかし、このときの減速比は、上述のように大きいので、索条のくり出しに、巻き取り時と同様の時間を要す。
【００４１】
この時間を短縮したい場合には、操作レバー(43)を緩み方向に回動させる。
すると、前後のロッキングブロック(38)(39)が互いに離間し、中間筒体(23)の締付けが緩んで、中間筒体(23)が支持体(１)に対して回転可能となり、巻き取りドラム(31)、外歯車(18)、中間筒体(23)、及び入力軸(10)が一体となって回転しうるようになる。
すなわち、減速比１の状態で、それらが回転しうるようになる。
【００４２】
図６〜図９は、本発明の第２の実施形態を備える巻上機を示す。なお、図１〜図５に示すものと同様の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する（第３以後の実施形態においても同じ）。
【００４３】
この例においては、クラッチ手段を、方形箱状とした保持ブロック(８)内に、支持体(１)にボルト(50)をもって固着した第１のクラッチギヤ(51)と、中間筒体(23)の右端に設けた第２のクラッチギヤ(52)と、中間筒体(23)の中央を貫通させてその右端より突出させた入力軸(10)の右端寄りの部分に固嵌した第３のクラッチギヤ(53)とを、入力軸(10)と同一軸線上に配設し、それらのいずれにも噛合可能とした内歯(54a)を有するクラッチリング(54)を、操作手段(55)の操作により、内歯(54a)が第１のクラッチギヤ(51)と第２のクラッチギヤ(52)とに噛合する低速位置（図６）と、内歯(54a)が第２のクラッチギヤ(52)と第３のクラッチギヤ(53)とに噛合する高速位置（図７）とに移動可能としたものとして構成してある。
【００４４】
これによって、中間筒体(23)を支持体(１)に対して、回転可能としたとき（クラッチリング(54)を高速位置としたとき）、中間筒体(23)を入力軸(10)に噛合させて、入力軸(10)と一体となって回転するようにすることができる。
【００４５】
この例では、操作手段(55)は、クラッチリング(54)の外周面に形成した環状溝(56)に、側面視半円弧状をなす二股アーム(57)の両先端部内面に軸着した１対のローラ(58)(58)を嵌合し、二股アーム(57)の基部(57a)に固嵌した前後方向を向く回動軸(59)を、操作レバー(60)により回動させることによって、クラッチリング(54)を低速位置と高速位置とに移動しうるようにしたものとしてある。
【００４６】
下方を向く操作レバー(60)の下端部には、操作レバー(60)を低速位置と高速位置とにおいて、保持ブロック(８)にねじ止めしうるようにしたロック手段(61)が設けられている。
【００４７】
入力軸(10)の右端には、角軸部(62)が形成され、常時はこの角軸部(62)は、図６に示すように、保持ブロック(８)の外側面に設けられたカバー(63)により覆われているが、必要に応じて、このカバー(63)を外して、図７に示すように角軸部(62)に手動回転ハンドル(64)を嵌合し、入力軸(10)を手動操作で回転させることもできるようにしてある。
【００４８】
第２の実施形態によると、中間筒体(23)を支持体に対して回転可能とするのと同時に、中間筒体(23)と入力軸(10)とを結合して、それらと巻き取りドラム(31)とが確実に一体となって回転するようにすることができる。
【００４９】
図１０及び図１１は、本発明の第３の実施形態を備える巻上機を示す。
【００５０】
この例では、クラッチ手段に代えて、中間筒体(23)の右端にピニオン(70)をボルト(28)(28)をもって固着し、このピニオン(70)に噛合するラック(71)を、保持ブロック(８)の下部に前後方向に直線移動可能として支持するとともに、付勢手段(72)により、ラック(71)を予め定めた中位位置に向かって、長手方向である前後方向から付勢し、ラック(71)を支持するラック軸(73)の中立位置からの移動量により、出力部材である巻き取りドラム(31)に作用する負荷トルクの大きさを確認しうるようにしてある。
【００５１】
付勢手段(72)は、この例では、ラック(71)の前端より前方に突出するラック(71)より小径のラック軸(73)に、傾斜の向きを交互に前後逆向きとした多数の皿ばね(74)と、それらを前後から挾む前後１対の座板(75)(76)とからなる皿ばねパック(77)を前後方向に摺動自在に外嵌し、かつラック軸(73)の前端部に螺合したナット(78)により、皿ばねパック(77)を締め付け可能とし、さらに、皿ばねパック(77)を、保持ブロック(８)の前半部に穿設した拡径段孔(79)に嵌合して、その拡径段孔(79)の前端開口を、ナット(78)が前方に移動しうる空間を残して閉塞部材(80)により閉塞したものとしてある。
【００５２】
巻き取りドラム(31)に掛る負荷により、ラック(71)が中立位置から前方に押動されると、後方の座板(76)が皿ばね(74)を前方に向けて圧縮して、ラック(71)に中立位置への復帰力が付与され、また逆に、ラック(71)が中立位置から後方に押動されると、前方の座板(75)が皿ばね(74)を後方に向けて圧縮して、ラック(71)に中立位置への復帰力が付与される。
【００５３】
保持ブロック(８)より後方に突出するラック軸(73)の後端は、図示を省略したインジケータやリニアエンコーダ等に接続され、このラック軸(73)の前後方向の移動により、巻き取りドラム(31)に掛る負荷の大きさが確認されたり、検出されたりする。
【００５４】
図１２〜図１５は、本発明の第４の実施形態を備える巻上機を示す。
この巻上機は、本発明者の先願に係る特開２００１−３５５６８５号公報の図１〜図４に示されている巻上機に本発明を適用したもので、その基本的な構成と、本発明に係る部分の構成についてのみ詳細に説明し、その他の構成については詳細な説明を省略する。
【００５５】
この例では、支持体(１)に回転自在に枢支した入力軸(10)に、偏心軸部(10a)を設け、この偏心軸部(10a)に回転自在に嵌合した外歯車(81)の一側面における偏心軸部(10a)を中心とする同一円周上に、３個のピン(82)を等間隔をもって設け、支持体(１)に入力軸(10)と同芯をなして回転自在に枢支した中間筒体(83)における外歯車(81)に対向する端面の入力軸(10)を中心とする同一円周上に、外歯車(81)が偏心運動しうるように上記ピン(82)と嵌合する３個の丸孔(84)を設け、入力軸(10)と同芯をなして回転自在に支持体(１)に枢支された出力部材である巻き取りドラム(31)に、外歯車(81)の外歯の歯数よりわずかに多い歯数の内歯をもって、上記外歯車(81)と噛合する内歯車(85)を設け、さらに、支持体(１)に、中間筒体(83)を、支持体(１)に固定したり回転可能としたりする、上述と同様の締付手段(46)からなるクラッチ手段を設けている。
【００５６】
すなわち、第１の実施形態における第２外歯(17)と第２内歯車(30)との組合せを、３個のピン(82)と３個の丸孔(84)との組合せと置換したのが、この第４の実施形態である。
【００５７】
図１２及び図１５に示すように、中間筒体(83)内には、ばね鋼材等よりなる互いに平行とした１対の棒材(または板ばね)(86)(86)の両端部が、中間部で、入力軸(10)の右端部を弾圧把持するようにして保持されている。
【００５８】
この両棒材(86)(86)は、弾性変形可能なその中間部で入力軸(10)を弾性把持することにより、入力軸(10)を制動する制動手段となっている。
【００５９】
このような制動手段は、セルフロック機能をより確実なものとする作用を有するとともに、入力軸(10)の左端部に嵌合した回転ハンドル(87)の操作に適度の抵抗力を与え、操作性を向上する作用を有している。
【００６０】
しかし、入力軸(10)の回転抵抗がある程度大きい場合は、このような制動手段を省略してもよく、また、上記の１対の棒材(86)(86)からなる制動手段とは別の公知の制動手段を用いてもよい。
【００６１】
さらに、上記の実施形態において、丸孔(84)を外歯車(81)の右端面に設け、ピン(82)を中間筒体(23)の左端面に設けたりすることもできる。
【００６２】
第４の実施形態においても、第１の実施形態におけるのと同様に、締付手段(46)を締め付けたり、緩めたりすることにより、巻き取りドラム(31)を、低速で回転させたり、高速で回転させたりすることができる。
【００６３】
なお、以上の例は、いずれも本発明の減速装置を巻上機に用いた場合のものであるが、本発明は、巻上機以外のものにも用いることができることはもちろんである。
【００６４】
例えば、出力部材を、弁装置の弁軸に連結することにより、弁の開閉装置とすることができ、また、出力部材をピニオンとし、それに噛合するラックを昇降させるようにすることにより、ラックジャッキとすることができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によると、中間筒体を支持体に固定しているときは、信頼性の高いセルフロック機能を有する減速装置とすることができ、しかも必要に応じて、クラッチ手段を解除操作して、中間筒体を、支持体に対して回転可能とすることにより、セルフロック機能を無効とし、出力部材を高速度で逆転作動させたりすることができ、また構造が簡単で、容易に小型化することができる。
さらに、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、中間筒体は入力軸に噛合し、入力軸と中間筒体と出力部材とが一体となって回転する。すなわち、減速比を確実に安定して１とすることができ、減速比が不安定に変動するのを確実に防止することができる。
【００６６】
請求項３記載の発明によると、制動手段により、セルフロック機能をより確実なものとすることができるとともに、入力軸の回転に適度の抵抗力を付与して、操作性の向上を図ることができる。
【００６７】
請求項４記載の発明によると、操作レバーの一方向及び他方向への回動操作により、中間筒体を支持体に確実に締着したり、その締め付けを緩めて、回転可能としたりすることができ、操作及び取り扱いが簡単である。
【００６８】
請求項５記載の発明によると、クラッチ手段の構造を簡素化し、安価に製造することができる。
【００６９】
請求項６および７記載の発明によると、簡単な構造で、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認したり、検出したりすることができる。
【００７０】
請求項８記載の発明によると、信頼性の高いセルフロック機能を有するとともに、索条を高速で繰り出すことのできる巻上機を提供することができる。
【００７１】
請求項９記載の発明によると、信頼性の高いセルフロック機能を有するとともに、弁体を高速で開くか、または閉じることのできる弁開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態を備える巻上機の中央縦断正面図である。
【図２】 図１のII−II線断面図である。
【図３】 図１のIII−III線断面図である。
【図４】 図１に示す各部材のうち、互いに固着されているもの同士を一体として示すとともに、軸受類を簡略化して示した中央縦断正面図である。
【図５】 セルフロック機能を説明するための作用説明図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態を備える巻上機の右側部の中央縦断正面図である。
【図７】 同じく、クラッチリングを高速位置に移動したときの図６と同様の中央縦断正面図である。
【図８】 図６のVIII−VIII線断面図である。
【図９】 図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】 本発明の第３の実施形態を備える巻上機の右側部の中央縦断正面図である。
【図１１】 図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】 本発明の第４の実施形態を備える巻上機の中央縦断正面図である。
【図１３】 図１２のXIII−XIII線断面図である。
【図１４】 図１２のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】 図１２のXV−XV線断面図である。
【符号の説明】
(１)支持体
(２)支持枠
(2a)(2b)側板
(３)保持孔
(４)(５)軸受筒
(６)ボルト
(７)保持孔
(８)保持ブロック
(９)ボルト
(10)入力軸
(10a)偏心軸部
(11)ボールベアリング
(12)ニードルベアリング
(13)シールリング
(14)スプリングピン
(15)カプラー
(16)第１外歯
(17)第２外歯
(18)外歯車
(19)ニードルベアリング
(20)空所
(21)バランスウエイト
(22)スプリングピン
(23)中間筒体
(24)ニードルベアリング
(25)シールリング
(26)段付軸
(26a)拡径段部
(27)筒体
(28)ボルト
(29)ニードルベアリング
(30)第２内歯車
(31)巻き取りドラム（出力部材）
(32)ニードルベアリング
(33)シールリング
(34)胴部
(35)鍔部
(36)第１内歯車
(37)案内孔
(38)(39)ロッキングブロック
(38a)(39a)切欠き
(40)ねじ孔
(41)通孔
(42)締付軸
(42a)雄ねじ部
(43)操作レバー
(43a)基部
(44)スプリングピン
(45)シム
(46)締付手段（クラッチ手段）
(50)ボルト
(51)第１のクラッチギヤ
(52)第２のクラッチギヤ
(53)第３のクラッチギヤ
(54)クラッチリング
(54a)内歯
(55)操作手段
(56)環状溝
(57)二股アーム
(57a)基部
(58)ローラ
(59)回転軸
(60)操作レバー
(61)ロック手段
(62)角軸部
(63)カバー
(64)手動回転ハンドル
(70)ピニオン
(71)ラック
(72)付勢手段
(73)ラック軸
(74)皿ばね
(75)(76)座板
(77)皿ばねパック
(78)ナット
(79)拡径段孔
(80)閉塞部材
(81)外歯車
(82)ピン
(83)中間筒体
(84)丸孔
(85)内歯車
(86)棒材
(87)回転ハンドル
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸側からの回転力を出力部材に確実に伝達するが、出力部材側からの回転力が入力軸に伝達されるのを、確実に阻止するようにした、セルフロック機能を有する減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者は、この種の装置として、２種類のものを提供している。
その一つは、特開２００１−４１２９３号公報に記載されているように、２段の内歯車機構を有する微小歯数差複合ハイポサイクロイド機構を用いたものであり、他の一つは、特開２００１−３５５６８５号公報に記載されているように、上記のものと同様の構成において、１段の内歯車機構を省略し、それに代えて、３個のピンとそれらが係合する３個の係合孔とにより、外歯車と支持体とを連係したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の２種類の装置は、いずれも信頼性の高いセルフロック機能を有しているが、これらを巻上機やジャッキ等に用いる場合、索条の繰り出し時やジャッキの下降時等に、入力軸を逆転操作しなければならず、時間が掛かり過ぎるという問題があり、このような場合に、セルフロック機能を無効とし、巻き取りドラムを高速で逆転しうるようにしたり、昇降台等を高速で下降させたりしうるようにすることが望まれている。
また、水門の昇降装置に用いる場合にも、水門を緊急に遮断させたい際に、セルフロック機能を無効とし、水門を、自重により高速で下降し得るようにすることが望まれている。
【０００４】
本発明は、このような要望に鑑み、信頼性の高いセルフロック機能を有するだけでなく、必要に応じて、セルフロック機能を無効とし、高速度での逆転作動等を可能としうるとともに、構造が簡単で、小型化を可能とした高性能のセルフロック機能を有する減速装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
(１) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、前記偏心軸部に、第１外歯と第２外歯とを有する外歯車を回転自在に外嵌し、前記第１外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材の内面に設けられ、かつ前記第１外歯の歯数(Ｎ１)よりわずかに多い歯数(Ｎ２)の内歯を有する第１内歯車と噛合し、前記第２外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された中間筒体の内面に設けられ、かつ前記第２外歯の歯数(Ｎ３)よりわずかに多い歯数(Ｎ４)の内歯を有する第２内歯車と噛合し、前記第１外歯に対する第１内歯車の歯数比(Ｎ２／Ｎ１)と、前記第２外歯に対する第２内歯車の歯数比(Ｎ４／Ｎ３)とを、わずかに異ならせるとともに、前記入力軸を無負荷とし、かつ前記中間筒体を支持体に固着して、出力部材に回転力を付与したときの前記第２内歯車と第２外歯との噛み合い作用力線と、第１外歯と第１内歯との噛み合い作用力線との合成作用力線が、ほぼ入力軸の中心を向くようにし、さらに、前記支持体に、前記中間筒体を、支持体に固定したり回転可能としたりするクラッチ手段を設け、このクラッチ手段を、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、前記中間筒体を入力軸に噛合させて、入力軸と一体となって回転させるようにしたものとする。
【０００６】
(２) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記支持体に前記入力軸と同芯をなして回転自在に枢支された中間筒体の前記外歯車の一側面と対向する端面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯車が偏心運動しうるように、前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材に、前記外歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯車と噛合する内歯車を設け、さらに、前記支持体に、前記中間筒体を、支持体に固定したり、回転可能としたりするクラッチ手段を設け、このクラッチ手段を、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、前記中間筒体を入力軸に噛合させて、入力軸と一体となって回転させるようにしたものとする。
【０００７】
(３) 上記(２)項において、中間筒体に、入力軸を制動する制動手段を設ける。
【０００８】
(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、クラッチ手段を、支持体に設けられ、操作レバーの一方向への回動操作により、中間筒体を支持体に締着し、かつ操作レバーの他方向への回動操作により、中間筒体の締め付けを緩めて、中間筒体を回転可能とする締付手段を備えるものとする。
【０００９】
( ５ ) 上記 ( １ ) 〜 ( ４ ) 項のいずれかにおいて、クラッチ手段を、支持体に固着した第１のクラッチギヤと、中間筒体に固着した第２のクラッチギヤと、入力軸に固着した第３のクラッチギヤとを、前記入力軸と同一軸線上に配設し、かつそれらのいずれにも噛合可能な内歯を有するクラッチリングを、操作手段により、前記内歯が第１のクラッチギヤと第２のクラッチギヤとに噛合する低速位置と、前記内歯が第２のクラッチギヤと第３のクラッチギヤとに噛合する高速位置とに移動させうるものとする。
【００１０】
(６) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、前記偏心軸部に、第１外歯と第２外歯とを有する外歯車を回転自在に外嵌し、前記第１外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材の内面に設けられ、かつ前記第１外歯の歯数(Ｎ１)よりわずかに多い歯数(Ｎ２)の内歯を有する第１内歯車と噛合し、前記第２外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された中間筒体の内面に設けられ、かつ前記第２外歯の歯数(Ｎ３)よりわずかに多い歯数(Ｎ４)の内歯を有する第２内歯車と噛合し、前記第１外歯に対する第１内歯車の歯数比(Ｎ２／Ｎ１)と、前記第２外歯に対する第２内歯車の歯数比(Ｎ４／Ｎ３)とを、わずかに異ならせるとともに、前記入力軸を無負荷とし、かつ前記中間筒体を支持体に固着して、出力部材に回転力を付与したときの前記第２内歯車と第２外歯との噛み合い作用力線と、第１外歯と第１内歯との噛み合い作用力線との合成作用力線が、ほぼ入力軸の中心を向くようにし、さらに、中間筒体にピニオンを固着し、前記ピニオンに噛合するラックを、前記ピニオンの接線方向に直線移動可能として支持体に支持するとともに、前記ラックを、予め定めた中立位置に向かって長手方向の両方向から付勢し、前記ラックの前記中立位置からの移動量により、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認し得るようにする。
【００１１】
(７) 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記支持体に前記入力軸と同芯をなして回転自在に枢支された中間筒体の前記外歯車の一側面と対向する端面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯車が偏心運動しうるように、前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材に、前記外歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯車と噛合する内歯車を設け、さらに、中間筒体にピニオンを固着し、前記ピニオンに噛合するラックを、前記ピニオンの接線方向に直線移動可能として支持体に支持するとともに、前記ラックを、予め定めた中立位置に向かって長手方向の両方向から付勢し、前記ラックの前記中立位置からの移動量により、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認し得るようにする。
【００１２】
(８) 上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、出力部材を、索条巻き取り用の巻き取りドラムとする。
【００１３】
(９) 上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、出力部材を、弁装置における弁軸に連結する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態を備える巻上機を示す。図４は、作用を理解し易くするため、図１に示す各部材のうち、互いに固着されているもの同士を一体として示すとともに、軸受類を簡略化して示したものである。また、図５は、セルフロック機能を説明するための説明図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、支持体(１)は、正面形が方形枠状をなす支持枠(２)を有し、その支持枠(２)における左方の側板(2a)の中央に穿設した保持孔(３)を挾んで、側板(2a)の左右両側に、軸受筒(４)(５)をボルト(６)をもって固着し、かつ支持杆(２)における右方の側板(2b)の中央に穿設した保持孔(７)に、後述するクラッチ手段を保持する保持ブロック(８)を嵌合して、ボルト(９)により固着したものよりなっている。
【００１７】
軸受筒(４)(５)内には、入力軸(10)が、ボールベアリング(11)、ニードルベアリング(12)及びシールリング(13)を介して回転自在に枢支されている。
【００１８】
入力軸(10)の左端部には、スプリングピン(14)が直径方向を向くように貫設されたカプラー(15)が固着され、このカプラー(15)に、図示を省略した電動工具の出力軸に装着したカプラーを嵌合して、電動工具のモータの駆動力により、入力軸(10)を正逆回転させることができるようになっている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、入力軸(10)におけるやや右端部寄りには、偏心軸部(10a)が形成されており、ここに、第１外歯(16)と、それより若干小径とした（大径とすることもある）第２外歯(17)とを有する外歯車(18)が、ニードルベアリング(19)(19)を介して回転自在に外嵌されている。
【００２０】
左右の軸受筒(４)(５)間に形成された空所(20)内における入力軸(10)には、偏心円板状のバランスウエイト(21)が、偏心軸部(10a)と逆方向に偏心するようにして外嵌され、かつスプリングピン(22)により固着されている。
【００２１】
保持ブロック(８)内には、入力軸(10)と同芯とした中間筒体(23)の右半部が、ニードルベアリング(24)とシールリング(25)とをもって回転自在に嵌合されている。中間筒体(23)は、拡径段部(26a)を有する右半部の段付軸(26)と、筒体(27)とを、２本のボルト(28)(28)をもって固着したものよりなり、筒体(27)内には、入力軸(10)の右端部が、ニードルベアリング(29)をもって回転自在に嵌合されるとともに、第２外歯(17)と噛合する第２内歯車(30)が一体的に形成されている。
【００２２】
支持枠(２)内における左方の軸受筒(５)と右方の中間筒体(23)とには、出力部材である巻き取りドラム(31)が、ニードルベアリング(32)とシールリング(33)とをもって回転自在に外嵌されている。
【００２３】
巻き取りドラム(31)は、円筒形の胴部(34)の両端に、円板状の鍔部(35)(35)が固着され、かつ胴部(34)の中間部内面に、第１外歯(16)と噛合する第１内歯車(36)が固着され、胴部(34)の外周に、図示を省略したワイヤまたはロープ等の索条が巻き付けられている。
【００２４】
第１内歯車(36)の内歯の歯数(Ｎ2)は、第１外歯(16)の歯数(Ｎ1)よりわずかに多く(Ｎ1＜Ｎ2)、また第２内歯車(30)の内歯の歯数(Ｎ4)は、第２外歯(17)の歯数(Ｎ3)よりわずかに多く(Ｎ3＜Ｎ4)し、さらに第１外歯(16)に対する第１内歯車(36)の歯数比(Ｎ2／Ｎ1)と、第２外歯(17)に対する第２内歯車(30)の歯数比(Ｎ4／Ｎ3)とを、互いにわずかに異ならせてある（Ｎ2／Ｎ1≠Ｎ4／Ｎ3)。
【００２５】
Ｎ3〜Ｎ4の具体的な例としては、例えば次のような組合せとすることができる。なお、（ ）内は、そのときに得られる減速比を示す。
（１）Ｎ１＝２７、Ｎ２＝３０、Ｎ３＝２３、N４＝２５（減速比１／４５）
（２）Ｎ１＝２８、Ｎ２＝３０、Ｎ３＝３０、N４＝３２（減速比１／２２４）
（３）Ｎ１＝２７、Ｎ２＝３０、Ｎ３＝３０、N４＝３２（減速比１／９９）
【００２６】
図１及び図３に示すように、保持ブロック(８)内の上部には、段付軸(26)の拡径段部(26a)の外周面の接線方向である前後方向を向く案内孔(37)が穿設されており、この案内孔(37)内には、前後１対のロッキングブロック(38)(39)が前後方向に摺動自在に嵌合されている。
【００２７】
両ロッキングブロック(38)(39)の対向端部下縁には、段付軸(26)の拡径段部(26a)の外周面と同一曲率の円弧状の切欠き(38a)(39a)が設けられている。
【００２８】
前方のロッキングブロック(38)の中央にはねじ孔(40)が設けられており、このねじ孔(40)に、後方のロッキングブロック(39)の中央に穿設された通孔(41)を貫通してきた前後方向を向く締付軸(42)の前端部に形成された雄ねじ部(42a)を螺合し、締付軸(42)の後端に固嵌した操作レバー(43)の一方向への回動操作により、段付軸(26)の拡径段部(26a)の外周面を両ロッキングブロック(38)(39)により締め付けて、中間筒体(23)を支持体(１)に締着し、また操作レバー(43)の他方向への回動操作により、中間筒体(23)の締め付けを緩めて、中間筒体(23)を支持体(１)に対して自由に回転しうるようにしてある。
【００２９】
操作レバー(43)における筒状の基部(43a)は、締付軸(42)の後端部に嵌合され、かつスプリングピン(44)により回り止めされている。
【００３０】
後方のロッキングブロック(39)と操作レバー(43)の基部(43a)との間における締付軸(42)の外周には、締付完了時の操作レバー(43)の向きを調整するためのシム(45)が外嵌されている。
【００３１】
この例では、操作レバー(43)、締付軸(42)、１対のロッキングブロック(39)等により、締付手段(46)が形成されており、またこの締付手段(46)により、中間筒体(23)を支持体(１)に固定したり回転可能としたりするクラッチ手段が形成されている。
【００３２】
次に、主として、図４及び図５を参照して、この巻上機の作用及び取扱い要領について説明する。
【００３３】
平常時は、締付手段(46)により、中間筒体(23)を締め付けて、支持体(１)に固定しておく。
【００３４】
この状態で、入力軸(10)を、電動工具等により回転させると、巻き取りドラム(31)は、
１／ｉ＝１−Ｎ２×Ｎ３／Ｎ１×Ｎ４
の式により定まる減速比をもって回転させられる。
例えば、上記(１)の歯数例の場合、
１−Ｎ２×Ｎ３／Ｎ１×Ｎ４＝１−３０×２３／２７×２５＝｜１／４５｜
の減速比をもって回転させられる。
【００３５】
入力軸(10)の回転を停止させ、かつ入力軸(10)を無負荷としたとき、巻き取りドラム(31)には、吊り上げた物体の重力による負荷が、回転力として作用する。
【００３６】
このときの偏心軸部(10a)の中心(01)からの第１内歯車(36)と第１外歯(16)との噛み合い作用力線(F1)と、同じく中心(01)を通る第２外歯(17)と第２内歯車(30)（固定）との噛み合い作用力線(F2)とを図５に示す。
【００３７】
この両作用力線(F1)(F2)の合成作用力線(F0)が、図５に示すように、入力軸(10)の中心(00)を向くようにすると、巻き取りドラム(31)側からの外力が入力軸(10)側に作用しなくなり、セルフロック状態となる。
【００３８】
合成作用力線(F0)が、中心(00)から若干それる方向を向く場合には、理論上は入力軸(10)に回転力が生じることになるが、歯車装置の摩擦を考慮した場合、そのそれ角が±６度の範囲内であれば、歯車装置の摩擦により、実際には入力軸(10)が回転することはない。
【００３９】
この状態から、入力軸(10)を、上述の場合と逆方向に回転させると、巻き取りドラム(31)は、上述と同一の減速比をもって逆回転させられる。
【００４０】
しかし、このときの減速比は、上述のように大きいので、索条のくり出しに、巻き取り時と同様の時間を要す。
【００４１】
この時間を短縮したい場合には、操作レバー(43)を緩み方向に回動させる。
すると、前後のロッキングブロック(38)(39)が互いに離間し、中間筒体(23)の締付けが緩んで、中間筒体(23)が支持体(１)に対して回転可能となり、巻き取りドラム(31)、外歯車(18)、中間筒体(23)、及び入力軸(10)が一体となって回転しうるようになる。
すなわち、減速比１の状態で、それらが回転しうるようになる。
【００４２】
図６〜図９は、本発明の第２の実施形態を備える巻上機を示す。なお、図１〜図５に示すものと同様の部材には、同一の符号を付して図示するに止め、それらについての詳細な説明は省略する（第３以後の実施形態においても同じ）。
【００４３】
この例においては、クラッチ手段を、方形箱状とした保持ブロック(８)内に、支持体(１)にボルト(50)をもって固着した第１のクラッチギヤ(51)と、中間筒体(23)の右端に設けた第２のクラッチギヤ(52)と、中間筒体(23)の中央を貫通させてその右端より突出させた入力軸(10)の右端寄りの部分に固嵌した第３のクラッチギヤ(53)とを、入力軸(10)と同一軸線上に配設し、それらのいずれにも噛合可能とした内歯(54a)を有するクラッチリング(54)を、操作手段(55)の操作により、内歯(54a)が第１のクラッチギヤ(51)と第２のクラッチギヤ(52)とに噛合する低速位置（図６）と、内歯(54a)が第２のクラッチギヤ(52)と第３のクラッチギヤ(53)とに噛合する高速位置（図７）とに移動可能としたものとして構成してある。
【００４４】
これによって、中間筒体(23)を支持体(１)に対して、回転可能としたとき（クラッチリング(54)を高速位置としたとき）、中間筒体(23)を入力軸(10)に噛合させて、入力軸(10)と一体となって回転するようにすることができる。
【００４５】
この例では、操作手段(55)は、クラッチリング(54)の外周面に形成した環状溝(56)に、側面視半円弧状をなす二股アーム(57)の両先端部内面に軸着した１対のローラ(58)(58)を嵌合し、二股アーム(57)の基部(57a)に固嵌した前後方向を向く回動軸(59)を、操作レバー(60)により回動させることによって、クラッチリング(54)を低速位置と高速位置とに移動しうるようにしたものとしてある。
【００４６】
下方を向く操作レバー(60)の下端部には、操作レバー(60)を低速位置と高速位置とにおいて、保持ブロック(８)にねじ止めしうるようにしたロック手段(61)が設けられている。
【００４７】
入力軸(10)の右端には、角軸部(62)が形成され、常時はこの角軸部(62)は、図６に示すように、保持ブロック(８)の外側面に設けられたカバー(63)により覆われているが、必要に応じて、このカバー(63)を外して、図７に示すように角軸部(62)に手動回転ハンドル(64)を嵌合し、入力軸(10)を手動操作で回転させることもできるようにしてある。
【００４８】
第２の実施形態によると、中間筒体(23)を支持体に対して回転可能とするのと同時に、中間筒体(23)と入力軸(10)とを結合して、それらと巻き取りドラム(31)とが確実に一体となって回転するようにすることができる。
【００４９】
図１０及び図１１は、本発明の第３の実施形態を備える巻上機を示す。
【００５０】
この例では、クラッチ手段に代えて、中間筒体(23)の右端にピニオン(70)をボルト(28)(28)をもって固着し、このピニオン(70)に噛合するラック(71)を、保持ブロック(８)の下部に前後方向に直線移動可能として支持するとともに、付勢手段(72)により、ラック(71)を予め定めた中位位置に向かって、長手方向である前後方向から付勢し、ラック(71)を支持するラック軸(73)の中立位置からの移動量により、出力部材である巻き取りドラム(31)に作用する負荷トルクの大きさを確認しうるようにしてある。
【００５１】
付勢手段(72)は、この例では、ラック(71)の前端より前方に突出するラック(71)より小径のラック軸(73)に、傾斜の向きを交互に前後逆向きとした多数の皿ばね(74)と、それらを前後から挾む前後１対の座板(75)(76)とからなる皿ばねパック(77)を前後方向に摺動自在に外嵌し、かつラック軸(73)の前端部に螺合したナット(78)により、皿ばねパック(77)を締め付け可能とし、さらに、皿ばねパック(77)を、保持ブロック(８)の前半部に穿設した拡径段孔(79)に嵌合して、その拡径段孔(79)の前端開口を、ナット(78)が前方に移動しうる空間を残して閉塞部材(80)により閉塞したものとしてある。
【００５２】
巻き取りドラム(31)に掛る負荷により、ラック(71)が中立位置から前方に押動されると、後方の座板(76)が皿ばね(74)を前方に向けて圧縮して、ラック(71)に中立位置への復帰力が付与され、また逆に、ラック(71)が中立位置から後方に押動されると、前方の座板(75)が皿ばね(74)を後方に向けて圧縮して、ラック(71)に中立位置への復帰力が付与される。
【００５３】
保持ブロック(８)より後方に突出するラック軸(73)の後端は、図示を省略したインジケータやリニアエンコーダ等に接続され、このラック軸(73)の前後方向の移動により、巻き取りドラム(31)に掛る負荷の大きさが確認されたり、検出されたりする。
【００５４】
図１２〜図１５は、本発明の第４の実施形態を備える巻上機を示す。
この巻上機は、本発明者の先願に係る特開２００１−３５５６８５号公報の図１〜図４に示されている巻上機に本発明を適用したもので、その基本的な構成と、本発明に係る部分の構成についてのみ詳細に説明し、その他の構成については詳細な説明を省略する。
【００５５】
この例では、支持体(１)に回転自在に枢支した入力軸(10)に、偏心軸部(10a)を設け、この偏心軸部(10a)に回転自在に嵌合した外歯車(81)の一側面における偏心軸部(10a)を中心とする同一円周上に、３個のピン(82)を等間隔をもって設け、支持体(１)に入力軸(10)と同芯をなして回転自在に枢支した中間筒体(83)における外歯車(81)に対向する端面の入力軸(10)を中心とする同一円周上に、外歯車(81)が偏心運動しうるように上記ピン(82)と嵌合する３個の丸孔(84)を設け、入力軸(10)と同芯をなして回転自在に支持体(１)に枢支された出力部材である巻き取りドラム(31)に、外歯車(81)の外歯の歯数よりわずかに多い歯数の内歯をもって、上記外歯車(81)と噛合する内歯車(85)を設け、さらに、支持体(１)に、中間筒体(83)を、支持体(１)に固定したり回転可能としたりする、上述と同様の締付手段(46)からなるクラッチ手段を設けている。
【００５６】
すなわち、第１の実施形態における第２外歯(17)と第２内歯車(30)との組合せを、３個のピン(82)と３個の丸孔(84)との組合せと置換したのが、この第４の実施形態である。
【００５７】
図１２及び図１５に示すように、中間筒体(83)内には、ばね鋼材等よりなる互いに平行とした１対の棒材(または板ばね)(86)(86)の両端部が、中間部で、入力軸(10)の右端部を弾圧把持するようにして保持されている。
【００５８】
この両棒材(86)(86)は、弾性変形可能なその中間部で入力軸(10)を弾性把持することにより、入力軸(10)を制動する制動手段となっている。
【００５９】
このような制動手段は、セルフロック機能をより確実なものとする作用を有するとともに、入力軸(10)の左端部に嵌合した回転ハンドル(87)の操作に適度の抵抗力を与え、操作性を向上する作用を有している。
【００６０】
しかし、入力軸(10)の回転抵抗がある程度大きい場合は、このような制動手段を省略してもよく、また、上記の１対の棒材(86)(86)からなる制動手段とは別の公知の制動手段を用いてもよい。
【００６１】
さらに、上記の実施形態において、丸孔(84)を外歯車(81)の右端面に設け、ピン(82)を中間筒体(23)の左端面に設けたりすることもできる。
【００６２】
第４の実施形態においても、第１の実施形態におけるのと同様に、締付手段(46)を締め付けたり、緩めたりすることにより、巻き取りドラム(31)を、低速で回転させたり、高速で回転させたりすることができる。
【００６３】
なお、以上の例は、いずれも本発明の減速装置を巻上機に用いた場合のものであるが、本発明は、巻上機以外のものにも用いることができることはもちろんである。
【００６４】
例えば、出力部材を、弁装置の弁軸に連結することにより、弁の開閉装置とすることができ、また、出力部材をピニオンとし、それに噛合するラックを昇降させるようにすることにより、ラックジャッキとすることができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によると、中間筒体を支持体に固定しているときは、信頼性の高いセルフロック機能を有する減速装置とすることができ、しかも必要に応じて、クラッチ手段を解除操作して、中間筒体を、支持体に対して回転可能とすることにより、セルフロック機能を無効とし、出力部材を高速度で逆転作動させたりすることができ、また構造が簡単で、容易に小型化することができる。
さらに、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、中間筒体は入力軸に噛合し、入力軸と中間筒体と出力部材とが一体となって回転する。すなわち、減速比を確実に安定して１とすることができ、減速比が不安定に変動するのを確実に防止することができる。
【００６６】
請求項３記載の発明によると、制動手段により、セルフロック機能をより確実なものとすることができるとともに、入力軸の回転に適度の抵抗力を付与して、操作性の向上を図ることができる。
【００６７】
請求項４記載の発明によると、操作レバーの一方向及び他方向への回動操作により、中間筒体を支持体に確実に締着したり、その締め付けを緩めて、回転可能としたりすることができ、操作及び取り扱いが簡単である。
【００６８】
請求項５記載の発明によると、クラッチ手段の構造を簡素化し、安価に製造することができる。
【００６９】
請求項６および７記載の発明によると、簡単な構造で、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認したり、検出したりすることができる。
【００７０】
請求項８記載の発明によると、信頼性の高いセルフロック機能を有するとともに、索条を高速で繰り出すことのできる巻上機を提供することができる。
【００７１】
請求項９記載の発明によると、信頼性の高いセルフロック機能を有するとともに、弁体を高速で開くか、または閉じることのできる弁開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態を備える巻上機の中央縦断正面図である。
【図２】 図１のII−II線断面図である。
【図３】 図１のIII−III線断面図である。
【図４】 図１に示す各部材のうち、互いに固着されているもの同士を一体として示すとともに、軸受類を簡略化して示した中央縦断正面図である。
【図５】 セルフロック機能を説明するための作用説明図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態を備える巻上機の右側部の中央縦断正面図である。
【図７】 同じく、クラッチリングを高速位置に移動したときの図６と同様の中央縦断正面図である。
【図８】 図６のVIII−VIII線断面図である。
【図９】 図８のIX−IX線断面図である。
【図１０】 本発明の第３の実施形態を備える巻上機の右側部の中央縦断正面図である。
【図１１】 図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】 本発明の第４の実施形態を備える巻上機の中央縦断正面図である。
【図１３】 図１２のXIII−XIII線断面図である。
【図１４】 図１２のXIV−XIV線断面図である。
【図１５】 図１２のXV−XV線断面図である。
【符号の説明】
(１)支持体
(２)支持枠
(2a)(2b)側板
(３)保持孔
(４)(５)軸受筒
(６)ボルト
(７)保持孔
(８)保持ブロック
(９)ボルト
(10)入力軸
(10a)偏心軸部
(11)ボールベアリング
(12)ニードルベアリング
(13)シールリング
(14)スプリングピン
(15)カプラー
(16)第１外歯
(17)第２外歯
(18)外歯車
(19)ニードルベアリング
(20)空所
(21)バランスウエイト
(22)スプリングピン
(23)中間筒体
(24)ニードルベアリング
(25)シールリング
(26)段付軸
(26a)拡径段部
(27)筒体
(28)ボルト
(29)ニードルベアリング
(30)第２内歯車
(31)巻き取りドラム（出力部材）
(32)ニードルベアリング
(33)シールリング
(34)胴部
(35)鍔部
(36)第１内歯車
(37)案内孔
(38)(39)ロッキングブロック
(38a)(39a)切欠き
(40)ねじ孔
(41)通孔
(42)締付軸
(42a)雄ねじ部
(43)操作レバー
(43a)基部
(44)スプリングピン
(45)シム
(46)締付手段（クラッチ手段）
(50)ボルト
(51)第１のクラッチギヤ
(52)第２のクラッチギヤ
(53)第３のクラッチギヤ
(54)クラッチリング
(54a)内歯
(55)操作手段
(56)環状溝
(57)二股アーム
(57a)基部
(58)ローラ
(59)回転軸
(60)操作レバー
(61)ロック手段
(62)角軸部
(63)カバー
(64)手動回転ハンドル
(70)ピニオン
(71)ラック
(72)付勢手段
(73)ラック軸
(74)皿ばね
(75)(76)座板
(77)皿ばねパック
(78)ナット
(79)拡径段孔
(80)閉塞部材
(81)外歯車
(82)ピン
(83)中間筒体
(84)丸孔
(85)内歯車
(86)棒材
(87)回転ハンドル
Claims (9)
- 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、前記偏心軸部に、第１外歯と第２外歯とを有する外歯車を回転自在に外嵌し、前記第１外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材の内面に設けられ、かつ前記第１外歯の歯数(Ｎ１)よりわずかに多い歯数(Ｎ２)の内歯を有する第１内歯車と噛合し、前記第２外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された中間筒体の内面に設けられ、かつ前記第２外歯の歯数(Ｎ３)よりわずかに多い歯数(Ｎ４)の内歯を有する第２内歯車と噛合し、前記第１外歯に対する第１内歯車の歯数比(Ｎ２／Ｎ１)と、前記第２外歯に対する第２内歯車の歯数比(Ｎ４／Ｎ３)とを、わずかに異ならせるとともに、前記入力軸を無負荷とし、かつ前記中間筒体を支持体に固着して、出力部材に回転力を付与したときの前記第２内歯車と第２外歯との噛み合い作用力線と、第１外歯と第１内歯との噛み合い作用力線との合成作用力線が、ほぼ入力軸の中心を向くようにし、さらに、前記支持体に、前記中間筒体を、支持体に固定したり回転可能としたりするクラッチ手段を設け、このクラッチ手段を、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、前記中間筒体を入力軸に噛合させて、入力軸と一体となって回転させるようにしたものとしたことを特徴とするセルフロック機能を有する減速装置。
- 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記支持体に前記入力軸と同芯をなして回転自在に枢支された中間筒体の前記外歯車の一側面と対向する端面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯車が偏心運動しうるように、前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材に、前記外歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯車と噛合する内歯車を設け、さらに、前記支持体に、前記中間筒体を、支持体に固定したり、回転可能としたりするクラッチ手段を設け、このクラッチ手段を、中間筒体を支持体に対して回転可能としたとき、前記中間筒体を入力軸に噛合させて、入力軸と一体となって回転させるようにしたものとしたことを特徴とするセルフロック機能を有する減速装置。
- 中間筒体に、入力軸を制動する制動手段を設けた請求項２記載のセルフロック機能を有する減速装置。
- クラッチ手段を、支持体に設けられ、操作レバーの一方向への回動操作により、中間筒体を支持体に締着し、かつ操作レバーの他方向への回動操作により、中間筒体の締め付けを緩めて、中間筒体を回転可能とする締付手段を備えるものとした請求項１〜３のいずれかに記載のセルフロック機能を有する減速装置。
- クラッチ手段を、支持体に固着した第１のクラッチギヤと、中間筒体に固着した第２のクラッチギヤと、入力軸に固着した第３のクラッチギヤとを、前記入力軸と同一軸線上に配設し、かつそれらのいずれにも噛合可能な内歯を有するクラッチリングを、操作手段により、前記内歯が第１のクラッチギヤと第２のクラッチギヤとに噛合する低速位置と、前記内歯が第２のクラッチギヤと第３のクラッチギヤとに噛合する高速位置とに移動させうるものとしてなる請求項１〜４のいずれかに記載のセルフロック機能を有する減速装置。
- 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、前記偏心軸部に、第１外歯と第２外歯とを有する外歯車を回転自在に外嵌し、前記第１外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材の内面に設けられ、かつ前記第１外歯の歯数(Ｎ１)よりわずかに多い歯数(Ｎ２)の内歯を有する第１内歯車と噛合し、前記第２外歯を、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された中間筒体の内面に設けられ、かつ前記第２外歯の歯数(Ｎ３)よりわずかに多い歯数(Ｎ４)の内歯を有する第２内歯車と噛合し、前記第１外歯に対する第１内歯車の歯数比(Ｎ２／Ｎ１)と、前記第２外歯に対する第２内歯車の歯数比(Ｎ４／Ｎ３)とを、わずかに異ならせるとともに、前記入力軸を無負荷とし、かつ前記中間筒体を支持体に固着して、出力部材に回転力を付与したときの前記第２内歯車と第２外歯との噛み合い作用力線と、第１外歯と第１内歯との噛み合い作用力線との合成作用力線が、ほぼ入力軸の中心を向くようにし、さらに、中間筒体にピニオンを固着し、前記ピニオンに噛合するラックを、前記ピニオンの接線方向に直線移動可能として支持体に支持するとともに、前記ラックを、予め定めた中立位置に向かって長手方向の両方向から付勢し、前記ラックの前記中立位置からの移動量により、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認し得るようにしたことを特徴とするセルフロック機能を有する減速装置。
- 支持体に回転自在に枢支した入力軸に偏心軸部を設け、該偏心軸部に回転自在に嵌合した外歯車の一側面における前記偏心軸部を中心とする同一円周上に、３個のピンまたは丸孔を等間隔をもって設け、前記支持体に前記入力軸と同芯をなして回転自在に枢支された中間筒体の前記外歯車の一側面と対向する端面における前記入力軸を中心とする同一円周上に、前記外歯車が偏心運動しうるように、前記ピンまたは丸孔と嵌合する３個の丸孔またはピンを設け、前記入力軸と同芯をなして回転自在に前記支持体に枢支された出力部材に、前記外歯車の外歯の歯数よりわずかに多い内歯をもって前記外歯車と噛合する内歯車を設け、さらに、中間筒体にピニオンを固着し、前記ピニオンに噛合するラックを、前記ピニオンの接線方向に直線移動可能として支持体に支持するとともに、前記ラックを、予め定めた中立位置に向かって長手方向の両方向から付勢し、前記ラックの前記中立位置からの移動量により、出力部材に作用する負荷トルクの大きさを確認し得るようにしたことを特徴とするセルフロック機能を有する減速装置。
- 出力部材を、索条巻き取り用の巻き取りドラムとした請求項１〜７のいずれかに記載のセルフロック機能を有する減速装置。
- 出力部材を、弁装置における弁軸に連結した請求項１〜７のいずれかに記載のセルフロック機能を有する減速装置。
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