JP4573600B2 - 巻上機における過負荷防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、チェーンブロック等の巻上機における過負荷防止装置に関する。

従来より、ロードシーブを駆動する駆動軸と、駆動軸に固定された受圧部材と、駆動軸に進退可能に螺合された押圧駆動部材と、押圧駆動部材に回転可能に嵌合され、ハンドホイール等の駆動輪の駆動を押圧駆動部材に伝達する回転駆動部材を備えた巻上機は公知である。このような巻上機において、吊荷の制限荷重の調整を容易にし、かつ、過負荷状態になった場合にも、巻き降しを容易に行うための過負荷防止装置として、押圧駆動部材と回転駆動部材に対して付勢力を付与する皿バネを備えたものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
以下、特許文献１に記載された過負荷防止装置について、図７及び図８を参照して説明する。

図７は、従来の巻上機を示す正面図、図８は、巻上機の過負荷防止装置の主要部を示す分解斜視図である。図７において、ロードシーブ２１には駆動軸２２が回転可能に挿通されている。駆動軸２２には、ネジ部２２ａが形成され、ネジ部２２ａには、ロードシーブ２１に近い方から、受圧部材２４と駆動部材３０とが螺合されており、受圧部材２４はネジ部２２ａの最内部までねじ込まれて駆動軸２２に固定されている。受圧部材２４は、大径のディスク部２４ａと小径のボス部２４ｂとを同心に有しており、ボス部２４ｂには、一対の摩擦部材２９、２９に挟まれて逆転防止輪２７が外嵌されている。逆転防止輪２７とその両側に配設された摩擦部材２９、２９とは、駆動部材３０により受圧部材２４のディスク部２４ａに押圧可能に構成されている。逆転防止輪２７は、その外周に円周方向の一方へ傾斜する係止歯２７ａを備えており、その係止歯２７ａが側板に枢支されたラチェット爪２８と係合することにより、逆転防止輪２７は逆転が防止され、駆動軸に対して一方向、すなわち巻上方向にのみ回転可能としている。また、駆動部材３０のフランジ部３０ａの軸方向先端面であって、大径のボス部３０ｂにより外側の円盤面部には同一形状の係止歯３０ｃが形成されている。駆動部材３０の大径のボス部３０ｂには、回転駆動部材３２が外嵌されており、回転駆動部材３２の軸方向基端面には、駆動部材３０の係止歯３０ｃと係合可能な係止歯３２ａが軸方向基端側に突き出して形成されている。回転駆動部材３２の各係止歯３２ａは、駆動部材３０の係止歯３０ｃ間に形成された凹溝と略適合した形状に形成されている。回転駆動部材３２の外周部には、ハンドホイール３４が外嵌されている。回転駆動部材３２の駆動部材３０に対する位置決めは、駆動部材３０の先端側の小径のボス部３０ｄのねじ部に、円板状の回転制限部材３５及び付勢手段である皿バネ３３を介して、ナット３６をねじ込むことにより行われる。回転制限部材３５の内周部には、略短形状の係合凸部３５ａが径方向内側に複数個突出形成されている。回転制限部材３５は、駆動部材３０に対し周方向への相対移動が規制されるが、軸方向移動は可能とされている。皿バネ３３は、回転制限部材３５を介して、回転駆動部材３２を軸方向基端方向（駆動部材３０の側）に押圧するよう付勢力を作用させる。

次に、この実施例の巻上機の使用について説明する。まず、ナット３６がねじ込まれ、付勢手段である皿バネ３３が回転制限部材３５を軸方向基端側に押圧する。回転制限部材３５は回転駆動部材３２に接触しているから、回転駆動部材３２を駆動部材３０の側に付勢する。このとき、駆動部材３０の係止歯３０ｃと、回転駆動部材３２の係止歯３２ａとが互いに係合している。ロードシーブ１に巻掛けられたロードチェーンに、制限荷重以下の負荷が吊り下げられている場合には、ハンドホイール３４を操作して回転駆動部材３２を回転させると、回転は係止歯３２ａ、３０ｃを介して、駆動部材３０に伝達され、駆動部材３０で受圧部材２３を押圧して回転させ、荷を巻き上げることができる。これに対し、過負荷の荷が吊り上げられている場合に、ハンドホイール３４で回転駆動部材３２を回転させると、回転駆動部材３２は、皿バネ３３の付勢力に抗して軸方向先端側に押し戻されつつ、係止歯３２ａの巻上時押圧面が駆動部材３０の係止歯３０ｃの巻上時押圧面に沿って押し上げられ、回転駆動部材３２の係止歯３２ａは、駆動部材３０の係止歯３０ｃを乗り越え、皿バネ３３の付勢力により、駆動部材３０の係止歯３０ｃの間の次の溝に収まって係合される。このように、過負荷状態でハンドホイール３４を巻上方向に回転させると、駆動部材３０は回転しないが、回転駆動部材３２のみが回転して、駆動部材３０を正転させることができず、過負荷の吊上げ（巻き上げ）が防止される。
特許第３０９６２９号明細書（３〜５頁、図１、２参照）

しかしながら、従来の巻上機における過負荷防止装置では、付勢手段と付勢手段を押圧するナットを駆動部材上に積層している構造としているので、巻上機を小形化するためには、付勢手段として皿バネ等の小ストロークの付勢手段を用いざるを得ず、そのため、付勢手段の軸方向のストロークが小さく、係止歯の高さも皿バネのストロークに合わせて小さいものとなり、係止歯の高さに精度を持たせるためには、機械加工等が必要で、コスト高となり、さらに、係止歯の高さが低いため、製造公差を一定とした場合、係止歯の高さが高い歯に比べて、歯の高さに対する製造公差の誤差の割合が大きくなるため、スリップ荷重のばらつきが大きくなり、製品の品質安定性を損なうこととなる。また、巻上機の出荷時にスリップ荷重をある値以下に調整することが必要となるが、ストロークが小さいため、調整範囲も微小となり、調整が困難で熟練を有していた。また、係止歯を一定の高さのものとする場合には、高ストロークのばねが必要であり、その場合は、皿バネを何層にも重層することを要し、その結果巻上機が大型化することとなる。

上記課題を解決するため、本発明の巻上機における過負荷防止装置は、ロードシーブを駆動する駆動軸と、駆動軸に外装された受圧部材と、内側端面に突起と、内側周面に回転駆動部材の嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部を有するハンドホイールと、前記ハンドホイールからの駆動力を受圧部材を介して駆動軸に伝達する駆動部材と、前記駆動部材と係合し、背面に突起と、周面上にハンドホイールに設けた嵌合凹部と嵌合する嵌合凸部を有する回転駆動部材と、一端が回転駆動部材の背面に設けた突起に嵌合係止され、他端がハンドホイールの内側端面に設けた突起に嵌合係止され、駆動部材の軸方向に沿って装着され、回転駆動部材を付勢するコイルバネからなる弾性部材を備えた巻上機における過負荷防止装置である。

また、駆動部材は、円盤状のフランジとボス部を備え、フランジ部は回転駆動部材に備えた係合歯を噛合する係合歯を有し、ボス部先端には、ハンドホイールの端面と係着する係止用フランジを有することを特徴とする。

本発明によれば、弾性部材は、ハンドホイールの厚みを利用して、厚み分のストローク間隔を得ることができるため、装置を大型化することなく、ストロークの大きな弾性部材を用いることができ、また、ストロークの大きさに応じて、係合歯の高さも大きくすることができるため、係合歯の高さに対する製造公差の誤差の割合いを小さくでき、スリップ荷重のばらつきを抑制することができ、巻上機の出荷時における調整も不要となる効果を有する。

さらに、駆動部材、回転駆動部材、弾性部材から構成される過負荷防止装置は、駆動部材の端部に設けた係止用フランジを操作手段の端面に係着して、操作手段と一体的に装着できるため、操作手段に過負荷防止装置を容易に位置決めして組立てることができる。

さらに、従来の過負荷防止装置では、付勢手段として皿ばねを用いていたため、軸方向のストロークが小さく、そのため、係合歯の高さも小さいものであったが、本発明では、弾性部材に操作手段の厚み分のストロークを得ることができるため、従来装置の課題をすべて解決できる過負荷防止装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態１の巻上機について図１〜５を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１の巻上機の正面図、図２は、図１における要部拡大図、図３は、過負荷防止装置を内設したハンドホイールのハンドホイールの外側斜視図、図４は図３の内側（受圧部材側）斜視図、図５は図３の分解斜視図である。図において、１はロードシーブ、２はロードシーブ１に回転可能に軸支された駆動軸、２ａはセレーション部５ａの嵌合部、３ａは減速ギヤ、３ｂはロードギヤ、５は受圧部材４と駆動軸２間に介装され、内側に駆動軸２のセレーション部２ａと係合するセレーション部５ａを備えたスライダである。６は操作ニギリ、７はワンウエイクラッチ板、８はワンウエイクラッチローラ、９はブレーキ板、１０は駆動部材、１０ａは駆動部材のメネジ部、１０ｂは、駆動部材１０のフランジ部で、端面は円盤形状である。１０ｃはボス部、１０ｄはフランジ部１０ｂのハンドホイール側円盤面に形状された係合歯、１０ｅはボス部１０ｃの端部に設けられ駆動部材１０をハンドホイール１４に一体的に係止する係止用フランジ、１０ｆは係止時に、後記するストライカ１６が嵌合する係止溝である。１２は駆動部材１０のボス部１０ｃに嵌合する回転駆動部材で、駆動部材側の端面には、駆動部材１０の係合歯１０ｄと噛合する係合歯１２ａと、反対側には、後記するバネが嵌合係止される突起を備える。回転駆動部材の外周には、後記するハンドホイール１４の嵌合凹部１４ｂに嵌合する嵌合凸部１２ｃを備える。１３は一端が回転駆動部材１２の突起１２ｂに嵌合係止され、他端が後記するハンドホイール１４の突起１４ａに嵌合係止され、回転駆動部材１２を駆動部材１０側に付勢するコイルバネである。１４は操作手段であるハンドホイールで、ハンドホイール１４に備えられた内側端面１４ｆと、前記内側端面１４ｆにコイルバネ１３を嵌合係止する突起１４ａと、内側内周に、回転駆動部材１２の嵌合凸部１２ｃが嵌合する嵌合凹部１４ｂと、駆動部材１０の係止用フランジ１０ｅ挿通用の挿入溝１４ｃと、後述するストライカ１６をハンドホイールの径方向外側への抜け止めのための保持凸部１４ｄと、内側端面１４ｆの裏側でハンドホイールの側方に形成された平坦状の端面１４ｅを備える。コイルバネ１３は、ハンドホイール１４のチェーンガイド溝１５と、駆動部材１０との間で、軸方向に沿って配設される。１５はハンドホイール１４の外周面に形成され、ハンドチェーンを巻回するチェーンガイド溝、１６はストライカである。ストライカ１６は、駆動部材１０、回転駆動部材１２、コイルバネ１３を一体としてハンドホイールに嵌合係着する場合に、ハンドホイール１４の端面側に突出させた駆動部材１０の係止用フランジ１０ｅとハンドホイール１４の端面１４ｅ間で、駆動部材１０の係止用溝１０ｆと保持凸部１４ｄ間に嵌合し、駆動部材１０とハンドホイール１４を一体的に係着するもので、２個に分割されたリング状部品である。巻上機の駆動、制動部分は、ハンドホイール１４に回転駆動部材１２を介して連結した駆動部材１０、受圧部材４、ワンウェイクラッチ板７、ワンウェイクラッチローラ８、ブレーキ板９から構成され、いわゆるメカニカルブレーキを構成している。通常動作時には、ハンドホイール１４の回転駆動力は、ハンドホイール１４に内設されている回転駆動部材１２、駆動部材１０、受圧部材４、スライダ５を介して、駆動軸２に伝達される。スライダ５は、駆動軸２に対して軸方向に所定範囲でスライド可能に嵌挿されている。駆動部材１０の内側にはメネジ１０ａが螺設されており、該メネジ１０ａは受圧部材４の外周に設けたネジに螺合している。受圧部材４の外周には、ブレーキ板９が同軸上に回転可能に備えられ、ブレーキ板９は、受圧部材４の一端に形成された受圧部と駆動部材１０間に一対で設けられており、受圧部材４に対しては回転可能に設けられている。また、ブレーキ板９、９間には、同様に受圧部材４の外周に同軸上で回転可能に備えられたワンウェイクラッチ板７とクラッチ板７の凹部（図示せず）に備えられローラバネ（図示せず）によってワンウェイクラッチローラ接合孔（図示せず）と内接するワンウェイクラッチローラ８が設けられている。
また、受圧部材４は、スライダ５と回転伝達可能で、かつ、スライダ５を軸方向にスライド可能に嵌合しており、また、スライダ５の内側には、嵌合部であるセレーション５ａが設けられており、該セレーション５ａは、駆動軸２の外側に設けたセレーション部２ａと軸方向にスライド可能に嵌合している。スライダ５は駆動軸２のセレーション部２ａとセレーション部２ａより小径の空転部２ｂ間で軸方向にスライドし、セレーション５ａが空転部２ｂへ移動すると、セレーション部２ａとの係合は解除され、スライダ５の先端突起部（図示せず）がロードシーブの嵌合部（図示せず）と係合し、スライダ５の回転力が直接ロードシーブ１に伝達され、高速巻上下駆動の切替え動作が行われる。
次に、本実施の形態による駆動力切替え動作についてさらに詳しく説明する。通常操作時において、スライダ５のセレーション部５ｂは、駆動軸２のセレーション部２ａと係合し、ハンドホイール１２の回転は、回転駆動部材１２、駆動部材１０、受圧部材４、スライダ５を介して駆動軸２にのみ伝達され、駆動軸２から減速ギヤ３ａを含む減速機溝を介して、ロードシーブ１に伝達され、ロードシーブ１を減速駆動する。
次に、無負荷時に高速操作へ切換える場合は、操作ニギリ６を押圧すると、スライダ５は駆動軸２の空転部２ｂに移動し、セレーション部２ａとの係合が解除され、スライダ５を介して駆動軸２への駆動力の伝達を中断し、ハンドホイール１４から、回転駆動部材１２、駆動部材１０、受圧部材４、スライダ５を介して、減速装置を介さずに直接ロードシーブ１を回転するため、ロードシーブ１は高速回転される。
次に、本実施の形態の巻上機における過負荷防止装置の作用について説明する。ハンドホイール１４には、コイルバネ１３、回転駆動部材１２、駆動部材１０が内設されており、コイルバネ１３は回転駆動部材１２を軸方向すなわち駆動部材１０側に付勢している。回転駆動部材１２は、ハンドホイール１４と凹凸嵌合により、回転方向には一体的に回転し、軸方向にはスライド可能に連結している。駆動部材１０は、ハンドホイール１４に対しては、回転可能に嵌合しており、回転駆動部材１２とは、係合歯１０ｄ、１２ａが噛合し、回転駆動部材１２と一体的に回転できるように連結している。
ハンドホイール１４を操作して、回転駆動部材１２を回転させると、係合歯１２ａ、１０ｄを介して、駆動部材１０を回転し、駆動部材１０は受圧部材４を押圧して回転させる。受圧部材４の内側には、スライダ５が一体回転可能で、かつ軸方向にスライド可能に凹凸嵌合しており、受圧部材４の回転は、スライダ５を介して、スライダ５とセレーション部５ａ、２ａにより嵌合している駆動軸２を回転し、駆動軸２から、減速ギヤ３ａ、ロードギヤ３ｂを介して、ロードシーブ１を回転し、荷の巻き上げを行う。
この荷の巻き上げ動作時に、過負荷状態で荷が吊上げられ、ハンドホイールに所定値以上のトルクが加わった場合に、ハンドホイール１４で回転駆動部材１２を回転させると、回転駆動部材１２は、コイルバネ１３の付勢力に抗して、軸方向に押し戻されつつ、回転駆動部材１２の係合歯１２ａは駆動部材１０の係合歯１０ｄの歯面に沿って押し上げられ、回転駆動部材１２の係合歯１２ａは、駆動部材１０の係合歯１０ｄを乗り越え、コイルバネ１３の付勢力により、駆動部材１０の次の係合歯１０ｄと噛合し、この動作が継続して行われる。
このように、過負荷状態では、ハンドホイール１４を巻上げ方向に回転させると、回転駆動部材１２は回転するが、回転駆動部材１２の係合歯１２ａは、駆動部材１０の係合歯１０ｄの歯面をスライドして乗り越え、空転するため、回転駆動部材１２の回転は、駆動部材１０には伝達されず、過負荷時の巻き上げ動作が防止される。
本実施の形態は、前記したように、駆動部材１０のボス部１０ｃに回転駆動部材１２が嵌装されており、一端が回転駆動部材１２の背面の円周上で、他端がハンドホイール１４のチェーンガイド溝１５に接近したハンドホイール内周部で、回転駆動部材１２の背面とハンドホイール１４の内側端面間に、コイルバネ１３を嵌装し、回転駆動部材１２を押圧する弾性部材を駆動部材１０のボス部１０ｃ上でナットにて係止していた従来装置に対して、駆動部材１０の係止用フランジ１０ｅをハンドホイール１４の端に突出させ、前記フランジ１０ｅとハンドホイールの端面１４ｅ間にストライカー１６を挿入して係止するようにしたので、コイルバネ１３はハンドホイール１４の厚みを利用して、厚み分のストローク間隔を有するものを用いることができるため、装置を大型化することなく、大きなストロークを得ることができ、ストロークの大きさに応じて、係合歯の高さも大きくすることができるため、係合歯の高さに対する製造公差の誤差の割合いが小さくなり、スリップ荷重のばらつきを抑制することができ、巻上機の品質を安定させ、さらに、スリップ荷重のばらつきが抑制されるため、巻上機の出荷時における調整も不要となり、バネ力の調整用のナットが不要となる。
さらに、駆動部材１０、回転駆動部材１２、コイルバネ１３から構成される過負荷防止装置は、駆動部材１０の端部に設けた係止用フランジ１０ｅとハンドホイール１４の端面１４ｅ間にストライカ１６を挟むことによって、ハンドホイール１４と一体的に装着されるため、ハンドホイール１４に過負荷防止装置を容易に位置決めして組立てることができる。
さらに、従来の過負荷防止装置では、付勢手段として皿ばねを用いざるを得ないため、軸方向のストロークが小さく、そのため、係合爪の高さもストロークの高さに合わせて小さいものとなり、係合爪の高さに精度を持たせるためには、機械加工等が必要で、コスト高となる。さらに、係合爪の高さが低いため、爪の高さを高くしたものと比べて製造公差を同一とした場合、爪の高さに対する製造公差の誤差の割合が大きくなるため、スリップ荷重のばらつきが大きくなり、製品の品質安定性を損なうこととなる。また、巻上機の出荷時にスリップ荷重をある値以下に調整することが必要となるが、ストロークが小さいため、調整範囲も微小となり、調整が困難で熟練を要していた。また、係合爪を一定の高さのものとする場合には、高ストロークのばねが必要であり、その場合は、皿バネを何層にも重層することを要し、その結果、巻上機が大型化することとなる。しかし、本実施の形態では、前記した通りコイルバネ１３は、ハンドホイール１４の厚みを利用して、装着されているので、ハンドホイールの厚み分のストローク間隔を得ることができるため、装置を大型化することなく、ストロークの大きなバネ部材を用いることができる。また、ストロークの大きさに応じて、係合歯の高さも大きくすることができるため、係合爪の高さに対する製造公差の誤差の割合いが小さくなり、スリップ荷重のばらつきを抑制することができ、巻上機の品質を安定させ、さらに、スリップ荷重のばらつきが抑制されるため、巻上機の出荷時における調整も不要となるという、従来装置に比して顕著な作用効果を有する。

（実施例２）
図６は、本発明の過負荷防止装置を搭載した他の形態の巻上機の全体概要図である。図６において、１はロードシーブで、駆動軸２が回転可能に挿着され、ロードシーブ１は、駆動軸２、減速ギヤ３ａ、ロードギヤ３ｂを介して駆動される。駆動軸２は、ブレーキ側に嵌合部２ｃと、ネジ部２ｄを備え、該嵌合部２ｃに、受圧部材４が嵌合しており、該ネジ部２ｄに駆動部材１０が螺合している。受圧部材４は、ボス部４ａを有し、該ボス部４ａには、爪車７ｂを挟んで一対のブレーキ板９、９が外嵌されている。爪車７ｂは、外周に係止歯を備え、該係止歯は巻上機本体に取設された爪８ｂと係合しており、爪車７ｂの逆転が防止され、巻上方向のみ回転可能とするメカニカルブレーキを構成している。

また、爪車７ｂとブレーキ板９、９は駆動部材１０により押圧されると、受圧部材４を押圧し、駆動部材１０の回転を受圧部材４を介して駆動軸２に伝達する。駆動部材１０は、フランジ部１０ｂとボス部１０ｃを備え、フランジ部１０ｂのハンドホイール側の円盤面には、同一形状をした係合歯１０ｄが形成されている。また、ボス部１０ｃには、回転駆動部材１２が外嵌されており、該回転駆動部材１２の駆動部材１０側のフランジには、駆動部材１０の係合歯１０ｄと係合する係合歯１２ａが形成されている。その他、駆動部材１０、回転駆動部材１２、バネからなる過負荷防止装置の構成は、図５に示す実施例１と同じであり、説明を省略する。前記した実施例の他に、本実施の形態の過負荷防止装置は、レバーブロックやその他の巻上機に適用することができる。また、弾性部材としてコイルバネを用いたが、同じ作用を有するものたであれば、コイルバネに限定されない。

本発明の過負荷防止装置は、装置を大型化することなく、ストロークの大きい弾性部材を装着することができるため、巻上機等の過負荷防止装置として特に好適である。

本発明の実施の形態１の巻上機の正面図。 図１の要部拡大図。 過負荷防止装置を内設したハンドホイールの外側斜視図。 図３の内側（受圧部材側）斜視図。 図３の分解斜視図。 実施の形態２の巻上機の正面図。 従来の巻上機の正面図。 従来の過負荷防止装置の分解斜視図。

符号の説明

１ ロードシーブ
２ 駆動軸
２ａ 嵌合部
２ｂ 空転部
２ｃ 嵌合部
２ｄ ネジ部
３ａ 減速ギヤ
３ｂ ロードギヤ
４ 受圧部材
４ａ ボス部
５ スライダ
５ａ セレーション
６ 操作ニギリ
７ ワンウエイクラッチ板
７ａ 凹部
７ｂ 爪車
８ ワンウエイクラッチローラ
８ａ ローラバネ
８ｂ 爪
９ ブレーキ板
１０ 駆動部材
１０ａ メネジ
１０ｂ フランジ
１０ｃ ボス部
１０ｄ 係合歯
１０ｅ 係止用フランジ
１０ｆ 係止溝
１２ 回転駆動部材
１２ａ 係合歯
１２ｂ 突起
１２ｃ 嵌合凸部
１３ バネ
１４ ハンドホイール
１４ａ 突起
１４ｂ 嵌合凹部
１４ｃ 挿入溝
１４ｄ 保持凸部
１４ｅ 端面
１４ｆ 内側端面
１５ チェーンガイド溝
１６ ストライカ
１７ 上フック

Claims (2)

1. ロードシーブを駆動する駆動軸と、駆動軸に外装された受圧部材と、内側端面に突起と、内側周面に回転駆動部材の嵌合凸部が嵌合する嵌合凹部を有するハンドホイールと、前記ハンドホイールからの駆動力を受圧部材を介して駆動軸に伝達する駆動部材と、前記駆動部材と係合し、背面に突起と、周面上にハンドホイールに設けた嵌合凹部と嵌合する嵌合凸部を有する回転駆動部材と、一端が回転駆動部材の背面に設けた突起に嵌合係止され、他端がハンドホイールの内側端面に設けた突起に嵌合係止され、駆動部材の軸方向に沿って装着され、回転駆動部材を付勢するコイルバネからなる弾性部材を備えた巻上機における過負荷防止装置。
2. 駆動部材は、円盤状のフランジとボス部を備え、フランジ部は回転駆動部材に備えた係合歯と噛合する係合歯を有し、ボス部先端には、ハンドホイールの端面と係着する係止用フランジを有することを特徴とする請求項１記載の巻上機における過負荷防止装置。

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