JP4915932B2 - Chain block with built-in load-sensitive automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は、自動変速機を内蔵したチェーンブロックに関するもので、詳しくは、無負荷時と低荷重時に高速早送り動作を行う負荷感応変速機を内蔵したチェーンブロックに関する。 The present invention relates to a chain block incorporating an automatic transmission, and more particularly, to a chain block incorporating a load-sensitive transmission that performs high-speed rapid feed operation when no load is applied and when the load is low.
チェーンブロックは、後記するように、ロードチェーンの吊下げる最大荷重および作業者がハンドチェーンに加えることができる最大手引き力に基づき、減速比が決定されており、そのため無負荷時にハンドチェーンを引いても、上記の減速比でロードチェーンが移動するため、極めて作業効率が悪いという課題を有していた。 As will be described later, the reduction ratio of the chain block is determined based on the maximum load that the load chain can suspend and the maximum pulling force that an operator can apply to the hand chain. However, since the load chain moves at the above reduction ratio, there is a problem that work efficiency is extremely poor.
この課題を解決するため、チェーンブロックのハンドチェーン(入力側)とロードチェーン(出力側)の間に変速装置を内蔵し、無負荷時にロードチェーンの巻取り速度を高速にするようにしたチェーンブロックが開発されている。 In order to solve this problem, a chain block with a built-in transmission between the hand chain (input side) and load chain (output side) of the chain block is designed to increase the winding speed of the load chain when there is no load. Has been developed.
上記変速装置を内蔵したチェーンブロックは、ハンドホイールからの回転トルクを1対1の回転比で駆動軸に伝達する第1クラッチ手段と、巻取り速度を高速とする増速変速装置に伝達する第2クラッチ手段と、前記、第1クラッチ手段と、第2クラッチ手段とを係脱するための伝達プレートとを備え、ロードシーブに負荷が掛かる場合にハンドホイールを回動すると、第1クラッチ手段が係合し、第2クラッチ手段を解放する方向に前記伝達プレートが移動し、巻取り速度を高速から低速に切り替え、無負荷時には第2クラッチが係合し、巻取り速度を高速にする自動変速装置を備えたものである。[特許文献1]
上記した特許文献1に記載されたチェーンブロックの自動変速装置は、ハンドホイールからの回転トルクを1対1の回転比で駆動軸に伝達する第1クラッチ手段と、増速変速装置に伝達する第2クラッチ手段と、第1、第2クラッチ手段の切換えを行う伝達プレートを備え、切換え時には伝達プレートをスライドさせ、機械的にクラッチ手段を切換えるようにしたものである。
The chain block incorporating the above-described transmission is provided with first clutch means for transmitting rotational torque from the handwheel to the drive shaft at a one-to-one rotation ratio and to a speed increasing transmission for increasing the winding speed. 2 clutch means, a transmission plate for engaging and disengaging the first clutch means and the second clutch means, and when the handwheel is rotated when a load is applied to the load sheave, the first clutch means The transmission plate moves in the direction of engaging and releasing the second clutch means, the winding speed is switched from high speed to low speed, and the second clutch is engaged when no load is applied to increase the winding speed. It is equipped with a device. [Patent Document 1]
The chain block automatic transmission described in Patent Document 1 described above includes a first clutch means for transmitting rotational torque from the handwheel to the drive shaft at a one-to-one rotation ratio, and a first clutch means for transmitting to the speed increasing transmission. A transmission plate for switching between the two clutch means and the first and second clutch means is provided, and at the time of switching, the transmission plate is slid to mechanically switch the clutch means.
その他、チェーンブロックに設けた切替紐を引っ張ることにより、高速、低速の切替えを行う変速装置を備えたチェーンブロックも公知である。[特許文献2]
従来、チェーンブロックの設計においては、ロードチェーンに吊下げる最大荷重および作業者がハンドチェーンに加えることができる最大手引き力に基づき、それらの比から減速比が決定されている。
Conventionally, in the design of a chain block, the reduction ratio is determined from these ratios based on the maximum load suspended from the load chain and the maximum pulling force that an operator can apply to the hand chain.
上記の設計により、小さな手引力で重量物の吊上げが可能となる。例えばK=100の場合、250N(約25kgf)の手引力で25kN(約2.5tf)の荷重を吊上げることができる。 The above design makes it possible to lift a heavy object with a small hand pull. For example, when K = 100, a load of 25 kN (about 2.5 tf) can be lifted with a hand-drawing force of 250 N (about 25 kgf).
しかしながらその代償として、ハンドチェーンに対するロードチェーンの速度は極めて低くなってしまう。
However, the price is that the speed of the load chain relative to the hand chain is very low.
上式で再びK=100の場合を考えると、ロードチェーンを1m移動するためには、たとえ空荷重状態でも作業者はハンドチェーンを100m引かなければならないことを意味し、空荷での位置合わせにおいてきわめて能率の低い作業を強いられるという課題を有していた。 Considering the case of K = 100 again in the above equation, in order to move the load chain by 1 m, it means that the operator must pull the hand chain by 100 m even in an empty load state. Had the problem of being forced to work very inefficiently.
上記特許文献1に記載されたチェーンブロックの自動変速機は、この課題を解決するため、2つのクラッチ機構を備え、無負荷時には高速巻上げを可能にするものであるが、伝達プレートを機械的にスライドさせる接触式の切替え方式であるため、切替え時の内部抵抗が大きく、操作性が悪いという課題を有していた。 In order to solve this problem, the chain block automatic transmission described in Patent Document 1 includes two clutch mechanisms and enables high-speed winding when there is no load. Since it is a contact-type switching method that slides, it has a problem that internal resistance during switching is large and operability is poor.
また、特許文献2に記載されたチェーンブロックの変速装置は、切替紐等の操作部が巻上用ハンドチェーンと干渉したり、切替操作を誤ってトラブルが発生する等の課題を有していた。 In addition, the chain block transmission described in Patent Document 2 has problems such as an operation unit such as a switching string interfering with the hoisting hand chain, or a problem that a switching operation is erroneously generated. .
本発明は、上記課題を解決するもので、チェーンブロックに内蔵する変速装置の切替えを非接触式とすることで、内部抵抗を減少し、操作性を改善するとともに、作業者が荷重の状態が変化する度に煩雑な変速操作を行う必要が無く、また、定格以上の荷重を巻上げようとした場合には、過負荷保護機能により安全操作が可能なチェーンブロックにおける自動変速装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and by making the switching of the transmission incorporated in the chain block non-contact, the internal resistance is reduced, the operability is improved, and the load of the operator is reduced. To provide an automatic transmission in a chain block that can be operated safely by an overload protection function when there is no need to perform complicated gear shifting operations each time it changes, and when a load exceeding the rating is to be lifted. Objective.
本発明は上記課題を解決するもので、チェーンブロックの入力軸と出力軸間に負荷感応型自動変速機を内蔵したチェーンブロックであって、チェーンブロックの入力軸と同速度で回転するトルク伝達外側ヨークと、前記外側ヨークの内側に、入力軸の回転を予め算定された増速比により高速回転する中間軸に軸支され、前記外側ヨークと回転軸の軸線方向位置を異にして設けたトルク伝達内側ヨークと、前記外側ヨークと内側ヨークの中間に、出力軸の軸線方向に移動可能に軸支された中間円板に設けられ、前記外側ヨーク及び内側ヨークと対向可能な中間ヨークと、出力軸に軸支され、バネにより中間円板と結合し、負荷トルクにより、中間円板を相対回転させ、中間円板を軸線方向に移動させる出力円板からなる負荷感応型自動変速機を備え、前記出力軸をロードシーブを駆動する駆動軸にオフセット配置し、両軸を軸間駆動力伝達手段で連結し、負荷トルクにより中間ヨークを内側ヨークまたは外側ヨークに対向させ、出力軸を高速または低速に切り替えることを特徴とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problem, and is a chain block having a load-sensitive automatic transmission built in between the input shaft and the output shaft of the chain block, wherein the torque transmission outside rotates at the same speed as the input shaft of the chain block. Torque provided on the inner shaft of the yoke and the outer yoke and supported by an intermediate shaft that rotates at a high speed with a pre-calculated speed increase ratio, and the outer yoke and the rotating shaft are located at different axial positions. A transmission inner yoke, an intermediate yoke that is supported between the outer yoke and the inner yoke so as to be movable in the axial direction of the output shaft, and can be opposed to the outer yoke and the inner yoke; A load-sensitive automatic transmission comprising an output disk that is supported by a shaft, coupled to an intermediate disk by a spring, and that rotates the intermediate disk relatively by load torque and moves the intermediate disk in the axial direction. The output shaft is offset to the drive shaft that drives the load sheave, both shafts are connected by the inter-shaft drive force transmission means, the intermediate yoke is made to face the inner yoke or the outer yoke by the load torque, and the output shaft is driven at high speed. Or it switches to low speed, It is characterized by the above-mentioned.
また、中間軸の増速比は、次式により算出される値であることを特徴とする。
Further, the speed increasing ratio of the intermediate shaft is a value calculated by the following equation.
また、軸間駆動力伝達手段に減速手段を設け、ハンドホイールの増速分を軸間駆動力伝達手段により減速することを特徴とする。 Further, a reduction means is provided in the inter-axis driving force transmission means, and the speed increase of the handwheel is decelerated by the inter-axis driving force transmission means.
また、フレームを挟んでロードシーブの反対側に負荷感応型自動変速機を設けたことを特徴とする。 Also, a load-sensitive automatic transmission is provided on the opposite side of the load sheave across the frame.
また、ロードチェーンと巻上げ側ハンドチェーンの間のオフセットが最短になるように負荷感応型自動変速機とチェーンブロックを配置したことを特徴とする。 Further, the load-sensitive automatic transmission and the chain block are arranged so that the offset between the load chain and the winding hand chain is minimized.
本発明の負荷感応変速装置を内蔵したチェーンブロックは、動力伝達の切替えを磁気を用いた非接触回転スラスト変換機構によって実現するので、変速機内部の機械的接触は歯車および軸受け部分のみに限定されるため、スムーズな切替え操作が可能となり、また、作業者は荷重の状態が変化する度に煩雑な変速操作を行う必要はなくなり、また、磁気クラッチを用いた負荷感応変速機は、過負荷に対してスリップするため、定格以上の荷重を巻き上げようとした場合には、スリップし過負荷保護機能を奏するので、安全操作が可能となる。 Since the chain block incorporating the load-sensitive transmission of the present invention realizes switching of power transmission by a non-contact rotary thrust conversion mechanism using magnetism, mechanical contact inside the transmission is limited to only the gear and the bearing portion. Therefore, it is possible to perform a smooth switching operation, and it is not necessary for the operator to perform a complicated shifting operation every time the load state changes, and the load sensitive transmission using the magnetic clutch is overloaded. On the other hand, since it slips, when it tries to wind up the load more than a rating, it slips and has an overload protection function, Therefore Safe operation is attained.
また、本発明の負荷感応変速機は、安全装置を併設することが可能であるから、荷重の落下を防止でき、チェーンブロックの安全性をより向上することができる。 Moreover, since the load-sensitive transmission of the present invention can be provided with a safety device, the load can be prevented from dropping and the safety of the chain block can be further improved.
また、中間軸の増速比を請求項2に記載した最適値に設定することにより、作業者の能力を最大限に利用した空荷での早送り動作を実現することができる。 Moreover, by setting the speed increasing ratio of the intermediate shaft to the optimum value described in claim 2, it is possible to realize the fast-forwarding operation with the empty load that makes the best use of the operator's ability.
また、変速機軸とチェーンブロックの駆動軸をオフセット配置し、軸間伝達機構により、軸間で動力を伝達することにより、小型化が可能となり、チェーンブロックの重量バランスを改善でき、かつ、ハンドチェーンの巻上げ側をロードチェーン側に配置することで、ロードチェーンとハンドチェーン間のオフセットを短縮できるので手引き時に生ずる振れを減少することができる。 In addition, the transmission shaft and the drive shaft of the chain block are offset, and the transmission power between the shafts is transmitted by the inter-shaft transmission mechanism, enabling downsizing, improving the weight balance of the chain block, and hand chain By arranging the hoisting side on the load chain side, the offset between the load chain and the hand chain can be shortened, so that the shake generated during the handing can be reduced.
また、軸間伝達機構において減速を行うことにより、変速機の最大伝達トルクを緩和した負荷感応変速機内蔵チェーンブロックを提供でき、ハンドホイールを小径化することにより、ハンドホイール回転を増速し、ハンドホイールの増速分を軸間伝達機構により減速する結果、チェーンブロックの駆動軸の回転速度は変化しないため、ハンドホイール回転を増速することにより、変速機が伝達するトルクを減少し、それだけ変速機の最大伝達トルクも小さくて済むため、変速機の小型軽量化が可能となる。 In addition, by decelerating in the inter-shaft transmission mechanism, it is possible to provide a load-sensitive transmission built-in chain block that relaxes the maximum transmission torque of the transmission, and by reducing the diameter of the handwheel, the handwheel rotation is increased, As a result of decelerating the acceleration of the handwheel by the inter-shaft transmission mechanism, the rotational speed of the drive shaft of the chain block does not change, so increasing the handwheel rotation reduces the torque transmitted by the transmission, and only Since the maximum transmission torque of the transmission can be small, the transmission can be reduced in size and weight.
さらにまた、ロードチェーンと巻上げ側ハンドチェーンの間のオフセットが最短になるように負荷感応型自動変速機とチェーンブロックを配置することで、手引き時の振れを抑制することができる。 Furthermore, by arranging the load-sensitive automatic transmission and the chain block so that the offset between the load chain and the winding-side hand chain is the shortest, it is possible to suppress shake during hand-drawing.
以下図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本実施の形態のチェーンブロックに搭載される自動変速装置の概略図、図2(a)〜(c)はトルク伝達ヨークの概要図、図3は高速時のブロック図、図4は高速時のスケルトン図、図5は低速時のブロック図、図6は低速時のスケルトン図、図7は中間ヨークの動作説明図、図8はスラスト変換機構を示す説明図、図9はチェーンブロックの平面図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic transmission mounted on a chain block according to the present embodiment, FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams of a torque transmission yoke, FIG. 3 is a block diagram at high speed, and FIG. Skeleton diagram at high speed, FIG. 5 is a block diagram at low speed, FIG. 6 is a skeleton diagram at low speed, FIG. 7 is an operation explanatory diagram of an intermediate yoke, FIG. 8 is an explanatory diagram showing a thrust conversion mechanism, and FIG. FIG.
図1において、1はハンドホイールの入力軸、2は入力軸1のフランジ1aとリニアシャフト3により連結される遊星歯車、2aは遊星歯車2と噛合する内歯車、4は中間軸8に設けられ、遊星歯車2と噛合する太陽歯車、5はリニアシャフト3により入力軸1と連結する低速入力円板である。遊星歯車2は中間軸8の太陽歯車4と噛合し、中間軸8を高速回転する。22は低速入力円板5の外周面に周設されたトルク伝達外側ヨークで、内周面に図2(a)に示す2列の内歯22aが断面コ字状に列設されている。21は中間軸8に固定され、高速時には後記するトルク伝達中間ヨーク20に対向し、高速回転するトルク伝達内側ヨークで、図2(c)に示す2列の外歯21aが断面コ字状に列設されている。6は出力軸9に軸支された中間円板で、低速入力円板5側に延出するフランジ6aを備え、該フランジ6aの先端に内歯20a、外歯20bを有する2個のトルク伝達中間ヨーク20が列設されている。(図2(b)には1枚のヨーク20のみ記載)
前記トルク伝達外側ヨーク22は図2(a)に示すように、円周方向内側に開口し、入力軸1と同速度で回転する断面コ字型の磁性体からなり、また、トルク伝達外側ヨーク22の内周側には、前記外側ヨーク22に対向し、且つ互いに回転軸の軸線方向の位置を異にして設けられ、断面コ字型の磁性体からなるトルク伝達内側ヨーク21が配置されている。トルク伝達内側ヨーク21は入力軸1を増速して回転する。また、外側ヨーク22と内側ヨーク21間には、外側ヨーク22、内側ヨーク21の何れか一方と同速回転するトルク伝達中間ヨーク20が配置されており、中間ヨーク20には図7に示すように、ヨーク間に永久磁石10が配置され、外側ヨーク22及び内側ヨーク21の何れか一方に対向可能になっている。中間ヨーク20が軸線方向右側に移動すると、図4に示すように内側ヨーク21に対向し、軸線方向左側に移動すると、図6に示すように外側ヨーク22と対向するように構成されている。7は出力軸9に軸支された出力円板で、中間円板6に後記する磁気的な回転バネ(捩れが生ずると中立位置に戻そうとする磁気作用)で接続され、相対的に回転可能になっている。また、中間円板6及び出力円板7の表面には図8(a)(b)に示すように、互いに位相及び極性を異にする磁石が固定されており、負荷によるトルクが前記した出力円板7と中間円板6間に加わり、そのトルクが回転バネの戻し力よりも大きくなると、出力円板7が回転し、出力円板7の磁石の先端の部分が中間円板6の磁石の先端部分に移動し、両磁石の磁性は同極が対向するため、その反発力によって中間円板6は軸線方向にスライドして移動する。以上の通り、中間円板6と出力円板7間に所定のトルク以上の力が加わると、両円板の相対位置が移動し、そのトルクが低下すると元位置に復帰するように両者は結合されている。
In FIG. 1, 1 is an input shaft of the handwheel, 2 is a planetary gear connected by a flange 1a of the input shaft 1 and a linear shaft 3, 2a is an internal gear meshing with the planetary gear 2, and 4 is provided on an intermediate shaft 8. The sun gear 5 that meshes with the planetary gear 2 is a low-speed input disk that is connected to the input shaft 1 by the linear shaft 3. The planetary gear 2 meshes with the sun gear 4 of the intermediate shaft 8 and rotates the intermediate shaft 8 at high speed. Reference numeral 22 denotes a torque transmission outer yoke provided around the outer peripheral surface of the low-speed input disk 5, and two rows of internal teeth 22a shown in FIG. Reference numeral 21 denotes a torque transmission inner yoke which is fixed to the intermediate shaft 8 and faces a torque transmission intermediate yoke 20 which will be described later at high speed, and rotates at a high speed. Two rows of external teeth 21a shown in FIG. It is lined up. Reference numeral 6 denotes an intermediate disk supported by the output shaft 9, which includes a flange 6a extending toward the low-speed input disk 5, and has two torque transmissions having an inner tooth 20a and an outer tooth 20b at the tip of the flange 6a. Intermediate yokes 20 are arranged in a row. (Only one yoke 20 is shown in FIG. 2 (b))
As shown in FIG. 2 (a), the torque transmission outer yoke 22 is formed of a U-shaped magnetic body that opens in the circumferential direction and rotates at the same speed as the input shaft 1, and the torque transmission outer yoke. A torque transmission inner yoke 21 made of a magnetic material having a U-shaped cross section is disposed on the inner peripheral side of the magnet 22 so as to be opposed to the outer yoke 22 and have different rotational axis positions in the axial direction. Yes. The torque transmission inner yoke 21 rotates while the input shaft 1 is accelerated. Further, between the outer yoke 22 and the inner yoke 21, a torque transmission intermediate yoke 20 that rotates at the same speed as either the outer yoke 22 or the inner yoke 21 is disposed. The intermediate yoke 20 is shown in FIG. In addition, a permanent magnet 10 is disposed between the yokes, and can be opposed to either the outer yoke 22 or the inner yoke 21. The intermediate yoke 20 is configured to face the inner yoke 21 as shown in FIG. 4 when it moves to the right in the axial direction, and to face the outer yoke 22 as shown in FIG. 6 when it moves to the left in the axial direction. Reference numeral 7 denotes an output disk supported by the output shaft 9, which is connected to the intermediate disk 6 by a magnetic rotating spring (a magnetic action that attempts to return to the neutral position when torsion occurs) and rotates relatively. It is possible. Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, magnets having different phases and polarities are fixed on the surfaces of the intermediate disk 6 and the output disk 7, and the torque caused by the load outputs the output described above. When the torque is applied between the disc 7 and the intermediate disc 6 and the torque becomes larger than the return force of the rotary spring, the output disc 7 rotates, and the tip portion of the magnet of the output disc 7 is the magnet of the intermediate disc 6. Since the same polarity of the magnets of both magnets are opposed to each other, the intermediate disk 6 slides and moves in the axial direction due to the repulsive force. As described above, when a force greater than a predetermined torque is applied between the intermediate disk 6 and the output disk 7, the relative positions of both disks move, and when the torque decreases, the two are coupled together. Has been.
以下、上記したスラスト変換機構について詳細に説明する。図8に示すように、中間円板6には永久磁石M1を、出力円板7には中間円板6移動用磁石MOAと、この中間円板移動用磁石の両側に、中間円板6に戻し力を与える磁気バネ用磁石MOBをそれぞれ配置する。最初に負荷トルクが小さい場合は、中間円板6に配置した磁石M1及び出力円板7に配置した磁石MOAの異極同士が対向して吸引する。このため中間円板6を出力円板7に近づける方向にスラストが発生し、中間円板6は軸方向にスライドして内側ヨーク21側に接続する。その結果図4に示す変速機は高速モードで動作する。この時、中間円板6の永久磁石M1の磁力が作用する中間ヨーク20が内側ヨーク21とそれぞれ対向し、相互間に所定以上の軸線方向に移動する力が作用するまではこの位置を保持する。またこのとき、中間円板の磁石M1のS極は、磁気バネ用磁石MOBのS極に対向し、中間円板6の磁石M1のN極は磁気バネ用磁石MOB’のN極に対向するため、前記のような中間円板移動用磁石MOAと吸引している状態においては、磁石M1が両側から受ける反発力による磁気的バネ作用によって所定位置が保持される。なお、前記のように、両者間を実際に引っ張りバネ等のスプリングによって連結し、所定位置に保持するように構成してもよい。 Hereinafter, the above-described thrust conversion mechanism will be described in detail. As shown in FIG. 8, the intermediate disk 6 has a permanent magnet M1, the output disk 7 has an intermediate disk 6 moving magnet MOA, and the intermediate disk 6 has magnets on both sides thereof. Magnetic spring magnets MOB for providing a return force are respectively arranged. When the load torque is initially small, the different poles of the magnet M1 disposed on the intermediate disk 6 and the magnet MOA disposed on the output disk 7 are attracted to face each other. For this reason, thrust is generated in the direction in which the intermediate disk 6 is brought closer to the output disk 7, and the intermediate disk 6 slides in the axial direction and is connected to the inner yoke 21 side. As a result, the transmission shown in FIG. 4 operates in the high speed mode. At this time, the intermediate yoke 20 to which the magnetic force of the permanent magnet M1 of the intermediate disk 6 acts is opposed to the inner yoke 21, and this position is maintained until a force that moves in a predetermined axial direction or more is applied between them. . At this time, opposite S pole of the magnet M1 of the intermediate disc is opposed to the S pole of the magnet MOB magnetic spring, the N pole of the magnet M1 of the intermediate disc 6 to the N pole of the magnet M OB 'for the magnetic spring Therefore, in the state of being attracted with the intermediate disk moving magnet MOA as described above, the predetermined position is held by the magnetic spring action caused by the repulsive force that the magnet M1 receives from both sides. As described above, the two may be actually connected by a spring such as a tension spring and held at a predetermined position.
次に、負荷トルクが増大すると、中間円板6と出力円板7を結合する前記のバネ要素に捩れ力が生じ、その力が前記磁気バネやスプリングの保持力を超えると、両円板が相対回転する。その結果磁石の位置関係が変化し、中間円板の磁石M1が中間円板移動用磁石側MOA側に移動し、両磁石の同極が対向するため、相互に反発し、中間円板6に作用するスラスト方向が反転する。その結果、中間円板6の永久磁石M1で励磁されている中間ヨーク20は、低速入力円板5に設けられた外側ヨーク22と対向する位置にスライドし、中間ヨーク20に設けた磁石10により、両ヨークは磁気結合し、中間ヨーク20の外歯20bが外側ヨーク22の内側ヨーク22aと噛合するので変速機は低速モードに遷移して、高負荷に対応した回転を行う。 Next, when the load torque increases, a torsional force is generated in the spring element that couples the intermediate disk 6 and the output disk 7, and when the force exceeds the holding force of the magnetic spring or the spring, Relative rotation. As a result, the positional relationship of the magnets changes, the magnet M1 of the intermediate disk moves to the intermediate disk moving magnet side MOA side, and the same poles of both magnets oppose each other, so that they repel each other and the intermediate disk 6 The acting thrust direction is reversed. As a result, the intermediate yoke 20 excited by the permanent magnet M1 of the intermediate disk 6 slides to a position facing the outer yoke 22 provided on the low-speed input disk 5, and is moved by the magnet 10 provided on the intermediate yoke 20. The two yokes are magnetically coupled, and the outer teeth 20b of the intermediate yoke 20 mesh with the inner yoke 22a of the outer yoke 22, so that the transmission shifts to the low speed mode and rotates corresponding to the high load.
上記した通り、本実施の形態の自動変速装置は、低負荷高速時には、図4に示すように、中間円板6の中間ヨーク20は内側ヨーク21に接続し、入力軸1の回転は、遊星歯車2と、遊星歯車2と噛合する太陽歯車4で増速され、中間軸8を増速回転し、中間軸8に軸支されたトルク伝達内側ヨーク21の歯21aとトルク伝達中間ヨーク20の内歯20aが噛合し、トルク伝達中間ヨーク20が高速回転し、中間円板6、出力円板7を介して出力軸9を高速回転する。 As described above, in the automatic transmission according to the present embodiment, when the load is low and the speed is high, the intermediate yoke 20 of the intermediate disk 6 is connected to the inner yoke 21 as shown in FIG. The speed is increased by the gear 2 and the sun gear 4 meshing with the planetary gear 2, the intermediate shaft 8 is rotated at a higher speed, and the teeth 21 a of the torque transmission inner yoke 21 supported by the intermediate shaft 8 and the torque transmission intermediate yoke 20 The internal teeth 20 a mesh with each other, the torque transmission intermediate yoke 20 rotates at high speed, and the output shaft 9 rotates at high speed via the intermediate disk 6 and the output disk 7.
次に、高負荷低速時には、図6に示すように、中間円板6の中間ヨーク20は外側ヨーク22に接続し、入力軸1と同速回転する低速側入力円板5に設けたトルク伝達外側ヨーク22の内歯22aとトルク伝達中間ヨーク20の外歯20bが噛合し、トルク伝達中間ヨーク20が入力軸と同速で回転し、中間円板6、出力円板7を介して出力軸9を低速回転する。 Next, at high load and low speed, as shown in FIG. 6, the intermediate yoke 20 of the intermediate disk 6 is connected to the outer yoke 22, and torque transmission provided on the low-speed input disk 5 that rotates at the same speed as the input shaft 1. The inner teeth 22a of the outer yoke 22 and the outer teeth 20b of the torque transmission intermediate yoke 20 mesh with each other, the torque transmission intermediate yoke 20 rotates at the same speed as the input shaft, and the output shaft via the intermediate disk 6 and the output disk 7 9 is rotated at low speed.
本実施の形態のチェーンブロックは、大きな力による荷重の巻上げと空荷での高速な早送り動作を両立し、作業能率の高いチェーンブロックを実現することができる。 The chain block of the present embodiment can achieve both high-speed and fast-forwarding operation with a large force and a high-efficiency chain block.
次に、低負荷時の変速機増速比を適切に設定し,最大速度での早送りを実現する変速機の増速比の算定方法について説明する。
・ 作業者による手引き速度・力は,それぞれ最大値以下に制約される
・ チェーンブロック内部には安全装置のラチェットやグリース等,粘性要素で近似される摩擦が存在する
・ このため低負荷時の増速比を増してもロードチェーン速度は単調に増加するのではなく,ある増速比以上ではかえって減少に転じる.すなわち,増速比には最大ロードチェーン速度に対応する最適値がある
以上の条件から、
作業者の手引き能力
Next, a description will be given of a method for calculating the transmission speed increase ratio in which the transmission speed increase ratio at the time of low load is appropriately set and the rapid feed at the maximum speed is realized.
・ The pulling speed and force by the operator are limited to below the maximum values. ・ There is friction approximated by viscous elements such as ratchet and grease of the safety device inside the chain block. Even if the speed ratio is increased, the load chain speed does not increase monotonously, but rather starts to decrease beyond a certain speed ratio. In other words, from the above conditions, the speed increase ratio has an optimum value corresponding to the maximum load chain speed.
Operator guidance ability
変速機における増速
Speed increase in transmission
ロードチェーンにおける増速
変速機を使用しないオリジナルのチェーンブロックのロードチェーン速度
に対する実際のロードチェーン速度
の比率
を以下のように定義する。
Load chain speed of the original chain block without using a speed increasing transmission in the load chain
Actual load chain speed against
Ratio
Is defined as follows.
チェーンブロック内部の粘性摩擦
Viscous friction inside chain block
以上の準備を経て,まず式(5), (6), (8)より変速機入力軸に取付けたハンドチェーンに現われる粘性抵抗が,変速機における増速比の2乗に比例して増大することが導かれる。
After the above preparations, first, the viscous resistance that appears in the hand chain attached to the transmission input shaft from equations (5), (6), and (8) increases in proportion to the square of the speed increase ratio in the transmission. That is led.
ここで式(9)-(10)に式(3)-(4)の制約を課すると,作業者がハンドチェーンを引く状態は変速機における増速比に応じて以下の2通りに場合分けされる.また式(2'), (7)より,各状態でのロードチェーンにおける増速比が導かれる。
Here, if the constraints of Equations (3)-(4) are imposed on Equations (9)-(10), the state in which the operator pulls the hand chain is divided into the following two cases according to the gear ratio in the transmission. It is done. In addition, from the equations (2 ') and (7), the speed increase ratio in the load chain in each state is derived.
領域1ではロードチェーン増速比は変速機増速比に比例して増大する反面,領域2では反比例する減少に転じる.式(11)-(11')より,変速機およびロードチェーンにおける増速比の関係を以下の図表のように整理することができる。
In region 1, the load chain speed increase ratio increases in proportion to the transmission speed increase ratio, while in region 2, it starts to decrease in inverse proportion. From equations (11)-(11 '), the relationship between the speed increase ratios of the transmission and the load chain can be arranged as shown in the following chart.
なお,変速機増速比の最適値
は領域1, 2の境界において次式のように定まる。
The optimum value of the transmission speed increase ratio
Is determined by the following equation at the boundary between regions 1 and 2.
変速機の増速比を式(12)で、算出される最適値に設定することにより,作業者の能力を最大限に利用した空荷での早送り動作を実現する事ができる。 By setting the speed increase ratio of the transmission to the optimum value calculated by Equation (12), it is possible to realize a fast-forward operation with an empty load that makes the best use of the operator's ability.
図9は他の実施の形態の負荷感応変速機を内蔵したチェーンブロックである。 FIG. 9 shows a chain block incorporating a load-sensitive transmission according to another embodiment.
本実施の形態は、図9に示す通り、変速機の出力軸とチェーンブロックの軸をオフセットに配置したことを特徴とする。フレームを挟んで図の左側の上方にチェーンブロックが配置され、ハンドチェーン等の入力側装置は左側の下方に配置され、右側の下方に負荷感応変速機が配置されている。チェーンブロック軸と変速機軸は歯車列やタイミングベルト等から選択される軸間伝達機構により動力が伝達される。 As shown in FIG. 9, the present embodiment is characterized in that the output shaft of the transmission and the shaft of the chain block are arranged at an offset. A chain block is disposed above the left side of the figure with the frame interposed therebetween, an input side device such as a hand chain is disposed below the left side, and a load sensitive transmission is disposed below the right side. Power is transmitted to the chain block shaft and the transmission shaft by an inter-shaft transmission mechanism selected from a gear train, a timing belt, and the like.
このように変速機軸とチェーンブロック軸をオフセット配置することで、軸間伝達機構において減速を行うことが可能となり、ハンドホイールを小径化することにより、ハンドホイール回転を増速し、ハンドホイールの増速分を軸間伝達機構により減速する結果、チェーンブロック軸の回転速度は変化せず、ハンドホイール回転を増速することにより、変速機が伝達するトルクは減少し、その分だけ変速機の最大伝達トルクを緩和できるため、変速機の小型軽量化が可能となる。 By arranging the transmission shaft and the chain block shaft in this way, it is possible to reduce the speed in the inter-axis transmission mechanism, and by reducing the diameter of the handwheel, the rotation of the handwheel is increased and the number of handwheels is increased. As a result of decelerating the speed by the inter-shaft transmission mechanism, the rotation speed of the chain block shaft does not change, and by increasing the handwheel rotation, the torque transmitted by the transmission decreases, and the maximum transmission speed is reduced accordingly. Since the transmission torque can be relaxed, the transmission can be reduced in size and weight.
また、ハンドチェーンの巻上側をロードチェーン側に配置する軸間伝達機構とすることで、ロードチェーンと手引き力が大きい巻上げ側ハンドチェーン間のオフセットを短縮し、手引き時の振れを抑制することができる。 In addition, by using an inter-shaft transmission mechanism that places the winding side of the hand chain on the load chain side, it is possible to reduce the offset between the load chain and the winding-side hand chain with a large hand-drawing force, and to suppress shaking during hand-drawing. it can.
1 入力軸
2 遊星歯車
3 リニアシャフト
4 太陽歯車
5 低速入力円板
6 中間円板
7 出力円板
8 中間軸
9 出力軸
10 永久磁石
20 トルク伝達中間ヨーク
21 トルク伝達内側ヨーク
22 トルク伝達外側ヨーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input shaft 2 Planetary gear 3 Linear shaft 4 Sun gear 5 Low speed input disk 6 Intermediate disk 7 Output disk 8 Intermediate shaft 9 Output shaft 10 Permanent magnet 20 Torque transmission intermediate yoke 21 Torque transmission inner yoke 22 Torque transmission outer yoke
Claims (5)
2. The chain block incorporating a load-sensitive automatic transmission according to claim 1, wherein the speed increasing ratio of the intermediate shaft is a value calculated by the following equation.
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