JP5697613B2

JP5697613B2 - 補助モータ付き手動巻上機

Info

Publication number: JP5697613B2
Application number: JP2012012891A
Authority: JP
Inventors: 貴幸河西
Original assignee: Kito Corp
Current assignee: Kito Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: JP2013151347A; WO2013111691A1

Description

本発明は、補助モータ付き手動巻上機に関するものである。

従来、ハンドホイールの回転を伝達機構を介して駆動軸に伝達し、駆動軸に回転自在に外装した減速機構を介してロードシーブを回転するチェーンブロックにおいて、ハンドホイールに加わるトルクに応じて作動するトルク応答レバーと、駆動軸と連係する補助モータを設け、トルク応答レバーの動作により補助モータの駆動を制御するようにした補助モータ付きチェーンブロックは本出願人においてすでに提案されている。

特開２００２−３６２８８３号公報

上記補助モータ付きチェーンブロックは、荷の巻き下げ時など、手動によるハンドホイール回動時には、電磁クラッチにより補助モータと駆動軸の連係を切ることにより、補助モータはハンドホイール回動時の抵抗にならないため、補助モータを装置しない手動チェーンブロックと同じ力で作業を行うことができ、一方、ハンドホイールに高トルクが加わった場合には、トルク応答レバーにより、補助モータを作動し、同時に電磁クラッチを作動し、補助モータのアシストにより、減速装置を介してロードシーブを駆動するもので、巻き上げ操作時の負荷の軽減を自動的に行うことができるが、ハンドホイールと電動補助モータとの連結をＯＮ−ＯＦＦをするために、電磁クラッチ手段を用いているため、高価でかつ構成が複雑であるという課題を有していた。

すなわち、従来の、駆動軸に補助動力伝達機構を介して補助モータの駆動力を伝達する方法では、ハンドホイール等が巻き下げ方向に回動すると、何らかのクラッチ手段がなければ補助モータも回転するので、そのままでは操作性が悪く、ハンドホイールと補助モータの切り離しを行うため高価な電磁クラッチ等が必要であり、操作者が違和感なく連結切り離しする制御は難しいものだった。

本発明は、補助モータ付手動巻上機において、電磁クラッチ手段など、高価な切換手段を必要とせず、かつ、構成が簡単な補助モータ付き手動巻上機を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、吊り荷を保持するメカニカルブレーキ機構と
操作者の巻き上げ手引き力を補助する補助モータ付き手動巻上機において、
前記メカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジが螺刻されたブレーキ軸と、前記ブレーキ軸に螺合する雌ネジを有する駆動部材と、前記ブレーキ軸の外周に嵌合された受圧部材と、前記駆動部材と前記受圧部材間にブレーキ板に挟まれ前記ブレーキ軸に回転可能に配置され、回転規制手段により、巻き下げ方向への回転が規制される制動部材を備え、前記操作者の巻き上げ手引き力を手引き力伝達機構を介して前記駆動部材に伝達し、
前記補助モータの回転を補助動力伝達機構を介して前記メカニカルブレーキ機構の制動手段に伝達することを特徴とする。

また、前記回転規制手段は、制動部材の外周に配置された歯部と爪からなるラチェット機構であることを特徴とする。

また、前記回転規制手段は、補助動力伝達機構に配置された第１ワンウェイクラッチであることを特徴とする。

また、前記補助動力伝達機構は、前記補助モータの巻き上げ回転方向の回転力のみを制動部材に伝達する第２ワンウェイクラッチを備えていることを特徴とする。

本発明によると、吊り荷を保持するメカニカルブレーキ機構と操作者の巻き上げ手引き力を補助する補助モータ付き手動巻上機において、前記メカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジが螺刻されたブレーキ軸と、前記ブレーキ軸に螺合する雌ネジを有する駆動部材と、前記ブレーキ軸の外周に嵌合された受圧部材と、前記駆動部材と前記受圧部材間にブレーキ板に挟まれ前記ブレーキ軸に回転可能に配置され、回転規制手段により、巻き下げ方向への回転が規制される制動部材を備え、前記操作者の巻き上げ手引き力を手引き力伝達機構を介して前記駆動部材に伝達し、前記補助モータの回転を補助動力伝達機構を介して前記メカニカルブレーキ機構の制動手段に伝達する構成としたので、従来装置のように高価な電磁ブレーキ手段を必要とせず、また複雑なクラッチ機構を必要としないため、故障の少ない電動補助モータ付チェーンブロックを提供することができる。また、補助モータの補助動力伝達機構に補助モータの巻き上げ回転方向の回転力のみを制動部材に伝達する第２ワンウェイクラッチを設けたので、低負荷の巻き上げ操作時においても、補助モータがハンドホイールの回転の抵抗とならない補助モータ付き手動巻上機を提供することができる。

本発明の補助モータ付き手動巻上機を示す斜視図。図１の断面図。図２のＡ−Ａ線による断面図。実施の形態１の補助動力伝達機構を示す詳細説明図。トルク応答レバー部を示す拡大正面図。巻き上げ動作時の動力伝達を示すシステム構成図。巻き下げ動作時の動力伝達を示すシステム構成図。本発明の第２実施例の補助モータ付き手動巻上機を示す斜視図。図８の断面図。他の実施の形態の補助動力伝達機構を示す詳細説明図。他の実施の形態の補助動力伝達機構を示す詳細説明図。他の実施の形態の補助動力伝達機構を示す詳細説明図。

[実施の形態１]
図１〜図５を参照して本発明の第１実施の形態の補助モータ付き手動巻上機について説明する。

図において、１は手引き力を入力するハンドホイール、２はハンドホイール１の内側に設けた内歯車、３は前記内歯車２と噛合し回転する遊星歯車、４は遊星歯車３と噛合し、支持軸５にスプライン５ａで連結されたサンギア、６は遊星歯車のキヤリア、６ａはキヤリア６に固設けられ、キヤリア６と一体で回転する出力部材で、第一実施の形態では、遊星歯車の回転軸の一端に一体的に形成されている。内歯車２、遊星歯車３、サンギア４、及びキヤリア６で遊星歯車機構を構成し、ハンドホイール１から出力軸６ａで手引き力伝達機構を構成する。

７は出力部材６ａに連結され雌ネジ７ａを有する駆動部材、８はブレーキ板、９は両側にブレーキ板８が配設された制動部材である。１０、１０ａは制動部材９の外周に設けられ、回転規制手段であるワンウェイクラッチとして作用する歯部と爪で、歯部１０に並設して大径スプロケット１９ａが制動部材９の外周に設けられている。歯部１０と爪１０ａでラチェット機構を構成する。

１１は受圧部材で、１２は雄ネジ１２ａが螺刻され、前記駆動部材７の雌ネジ７ａと螺合するブレーキ軸で、駆動部材７とブレーキ軸１２に働らくねじ作用で、ブレーキ板８と制動部材９をブレーキ軸１２に嵌合固定された受圧部材１１に押圧することで、ブレーキ軸１２と制動部材９は一体となる。駆動部材７、ブレーキ板８、制動部材９、受圧部材１１及びブレーキ軸１２でメカニカルブレーキを構成する。１３はロードシーブ、１４はロードギヤ、１５はブレーキ軸１２の端部に連結された小歯車と噛合する減速歯車である。

次に、補助モータと補助動力伝達機構について説明する。１６は補助モータ、１７ａは補助モータ１６の出力軸１６ａの端部に設けられた小径ギヤ、１７ｂは小径ギヤ１７ａと噛合する大径ギヤ、１８は前記大径ギヤ１７ｂを軸承し、端部は小径スプロケット１９ｂを有する伝達軸、２０は前記制動部材９に設けた大径スプロケット１９ａと小径スプロケット１９ｂ間に張設されたチェーン、２１は前記大径ギヤ１７ｂと伝達軸１８間に嵌装され、補助モータの巻き上げ回転方向の回転力のみを制動部材９に伝達する第２ワンウェイクラッチで、ハンドホイール１による巻上方向の回転が補助モータ１６による巻上方向の回転を上回った時に空転し、補助モータ１６が制動部材９の回転の抵抗とならないように作用する。出力軸１６ａ、小径ギヤ１７ａ、大径ギヤ１７ｂ、伝達軸１８、大径スプロケット１９ａ、小径スプロケット１９ｂ、チェーン２０で補助動力伝達機構を構成する。

次に、２２は前記遊星歯車機構の支持軸５の端部に設けられたトルク応答レバー、２３はトルク応答レバー２２の作動部、２４はトルク応答レバー２２の作動部２３に作用して一方向に付勢する調整バネ、２５はトルク応答レバー２２のストッパー、２６はトルク応答レバー２２の作動量を検出するポテンションメータで、前記トルク応答レバー２２からポテンションメータ２６が巻き上げ手引力検出手段を構成する。

前記遊星歯車機構のサンギヤ４は、前記調整バネ２４とストッパ２５により支持軸５を介して回転が規制されている。巻き上げ負荷が低負荷の場合にハンドホイール１を手動により巻き上げ方向に回動すると、内歯車２が回転し、遊星歯車３、キャリア６を介して出力部材６ａを回転し、出力部材６ａに連結している駆動部材７を回転し、制動部材９と受圧部材１１とブレーキ軸１２が一体となって回転し、減速歯車１５と中間ギヤ（開示せず）を介してロードギヤ１４を回転し、ロードシーブ１３を回転する。

一方、巻き上げ負荷が調整バネ２４の付勢力によって定まる所定の負荷を上まわる負荷の場合は、ハンドホイール１を手動により巻き上げ方向に回動すると、低負荷の場合と同様に、手引き力伝達機構とメカニカルブレーキ機構と減速歯車機構の遊星歯車機構で伝達するトルクに応じてトルク応答レバーが調整バネ２４の付勢力に抗して所定量回転し、この回転量をポテンショメータ２６で検知することで、ハンドホイール１に加えられた負荷、すなわち、巻き上げ手引き力の有無と大きさを検出する。

ポテンショメータ２６により検出された巻き上げ手引き力が一定値に達すると、コントローラ（図示せず）により補助モータ１６が回転し、補助モータ１６の出力軸１６ａに固設された小径ギヤ１７ａと大径ギヤ１７ｂ間で減速され、第２ワンウェイクラッチ２１を介して伝達軸１８を回転し、伝達軸１８に設けた小径スプロケット１９ｂを回転し、チェーン２０を介して大径スプロケット１９ａを回転し、制動部材９を回転する。

ハンドホイール１からの巻き上げ方向への回転は、前記の通り、遊星歯車機構（内歯車２、遊星歯車３）、出力部材６ａを介して駆動部材７を回転し、ブレーキ板８、制動部材９、受圧部材１１とブレーキ軸１２がねじの作用で締めつけられ一体となっており、メカニカルブレーキ機構を構成する制動部材９において、ハンドホイール１からの手動による入力トルクと補助モータ１６からの補助トルクが重畳され、ブレーキ軸１２、減速歯車１５等を介してロードシーブ１３に伝達され、補助モータ１６のアシストによる荷の巻き上げが行われる。

次に図６、７に示すシステム構成図を参照し、本実施の形態のチェーンブロックの動作について説明する。

図６に示す荷の巻き上げ時には、まず、ハンドホイール１を手動により荷物の巻き上げ方向に回転し、荷物の荷重等により、ハンドホイール１のトルクが一定値以上になると、サンギヤ４を介してトルク応答レバー２２を回動し、ポテンショメータ２６によりトルクが検出され、検出されたトルクが一定値以上の場合は、コントローラ（図示せず）を介して補助モータ１６を作動し、小径ギヤ１７ａ、大径ギヤ１７ｂを介して伝達軸１８を回転し、小径スプロケット１９ｂ、大径スプロケット１９ａ間に張設されるチェーン２０で制動部材９を回転し、ハンドホイール１からの入力トルクと補助モータ１６からの補助トルクが制動部材９で重畳されて、受圧部材１１、ブレーキ軸１２から減速歯車１５、ロードギヤ１４を介してロードシーブ１３を回転する。また、上記した巻き上げ動作時に、ハンドホイール１の回転が補助モータ１６の回転を上回った時には、伝達軸１８に設けたワンウェイクラッチ２１で大径ギヤ１７ｂが空転することで、補助モータ１６の回転は制動部材９の回転の抵抗とならない。

図７に示す荷の巻き下げ時には、ハンドホイール１を巻き下げ方向に回転すると、メカニカルブレーキ機構の制動部材９を締め付ける力が弛緩することで、ブレーキ軸１２は吊り荷の負荷によって巻き下げ方向に回転する。この巻き下げ動作時には、トルク応答レバー２２の回転は、ストッパー２５により規制されているためハンドホイールに加えられた巻き下げ手引力は検出されず、補助モータ１６は作動しない。また、ワンウェイクラッチとして作用する制動部材９の外周に設けられた歯部１０は爪１０ａにより巻き下げ方向には回転しないため、補助動力伝達機構も回転しないので前記補助モータ１６はハンドホイール１の巻き下げ方向の回動抵抗とはならず、従来の手動チェーンブロックと同じ力で巻き下げ操作を行うことができる。
[実施の形態２]
次に、図８〜１２を参照して他の実施の形態について説明する。

実施の形態１においては、制動部材９と補助動力伝達機構は、制動部材９に設けられ、ワンウェイクラッチとして作用する歯部１０と、爪１０ａにより巻き下げ方向への回転を規制しているが、本実施の形態では、制動部材９は、歯部１０と爪１０ａを備えず、制動部材９の巻き下げ方向への回転を規制するワンウェイクラッチを補助モータ１６の補助動力伝達機構に設けた構成としている。

図８、９において、制動部材９は外周に大径スプロケット１０を備える円板状体であり、その他の構成は図１、２と同一であり説明を省略する。

図１０において、２７ａは補助モータ１６の出力軸１６ａの軸受け部に取設された第１ワンウェイクラッチで、ワンウェイクラッチ２７ａは出力軸１６ａの巻き上げ方向の回転を許容し巻き下げ方向への回転を規制することで、制動部材９の巻き下げ方向への回転を規制する。また、２１は伝達軸１８に設けられた第２ワンウェイクラッチで、ハンドホイール１による巻き上げ方向の回転が補助モータ１６による巻き上げ方向の回転を上回った時、または、軽負荷時で補助モータ１６が作動しない時に空転し、補助モータ１６の回転が制動部材９の回転の抵抗とならないように作用する。

図１１において、２７ｂは小径スプロケット１９ｂのボス部外周に設けられた第１ワンウェイクラッチで、小径スプロケット１９ｂの巻き上げ方向の回転を許容し、巻き下げ方向の回転を規制し、制動部材９の巻き下げ方向の回転を規制する。図１２において、２７ｃは大径ギヤ１７ｂに突出部２８を設け、突出部２８と支持フレーム２９の軸受け部２９ａ間に設けた第１ワンウェイクラッチで、大径ギヤ１７ｂの巻き上げ方向への回転を許容し、巻き下げ方向への回転を規制し制動部材９の巻き下げ方向の回転を規制する。前記実施の形態１、２において、手動巻上機として、手動チェーンブロックを用いて説明したが、この形態に限定されるものではなく、レバーホイストや手動ウィンチ他の手動巻上機であってもよい。また、手引力検出手段として、トルク応答レバー２２〜ポテンションメータ２６を用いて説明したが、この形態に限定されない。

本発明によると、補助モータ付き手動巻上機のメカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジ１２ａが螺刻されたブレーキ軸１２と、前記ブレーキ軸１２に螺合する雌ネジ７ａを有する駆動部材７と、前記ブレーキ軸１２の外周に嵌装された受圧部材１１と、前記駆動部材７と前記受圧部材１１間にブレーキ板８に挟まれ前記ブレーキ軸１２に回転可能に配置され、ワンウェイクラッチである歯部１０、爪１０ａまたは第１ワンウェイクラッチ２７ａ〜２７ｃにより、巻き下げ方向への回転が規制される制動部材９を備え、前記操作者の巻き上げ手引き力を手引き力伝達機構を介して前記駆動部材に伝達し、前記補助モータの回転を補助動力伝達機構を介して前記メカニカルブレーキ機構の制動手段に伝達する構成とし、巻き下げ操作時に補助モータ１６の切り放し不要としたので、従来装置のように高価な電磁ブレーキ手段等を必要とせず、また複雑なクラッチ機構を必要としないため、故障の少ない補助モータ付手動巻上機を提供することができる。また、補助モータの補助動力伝達機構にハンドホイールによる回転が補助モータによる回転を上回ったときに空転するワンウェイクラッチを設けたので、巻き上げ操作時においても、補助モータの回転がハンドホイール１の回転の抵抗とならない補助モータ付き手動巻上機を提供することができる。また、制動手段９の回転規制を制動手段９の外周に設けたワンウェイクラッチから補助動力伝達機構の第１ワンウェイクラッチに変更することで、メカニカルブレーキ機構を小形化することができる。

１ハンドホイール
３遊星歯車
４サンギヤ
６キャリア
６ａ出力部材
７駆動部材
７ａ雌ネジ
８ブレーキ板
９制動部材
１０歯部
１０ａ爪
１１受圧部材
１２ブレーキ軸
１２ａ雄ネジ
１３ロードシーブ
１６補助モータ
１６ａ出力軸
１７ａ小径ギヤ
１７ｂ大径ギヤ
１８伝達軸
１９ａ大径スプロケット
１９ｂ小径スプロケット
２０チェーン
２１第２ワンウェイクラッチ
２２トルク応答レバー
２６ポテンションメータ
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ第１ワンウェイクラッチ
２８突出部

Claims

吊り荷を保持するメカニカルブレーキ機構と
操作者の巻き上げ手引き力を補助する補助モータ付き手動巻上機において、
前記メカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジが螺刻されたブレーキ軸と、前記ブレーキ軸に螺合する雌ネジを有する駆動部材と、前記ブレーキ軸の外周に嵌合された受圧部材と、前記駆動部材と前記受圧部材間にブレーキ板に挟まれ前記ブレーキ軸に回転可能に配置され、回転規制手段により、巻き下げ方向への回転が規制される制動部材を備え、前記操作者の巻き上げ手引き力を手引き力伝達機構を介して前記駆動部材に伝達し、
前記補助モータの回転を補助動力伝達機構を介して前記メカニカルブレーキ機構の制動部材に伝達することを特徴とする補助モータ付き手動巻上機。
前記回転規制手段は、制動部材の外周に配置された歯部と爪からなるラチェット機構であることを特徴とする請求項１記載の補助モータ付き手動巻上機。
前記回転規制手段は、補助動力伝達機構に配置された第１ワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項１記載の補助モータ付き手動巻上機。
前記補助動力伝達機構は、前記補助モータの巻き上げ回転方向の回転力のみを制動部材に伝達する第２ワンウェイクラッチを備えていることを特徴とする請求項１記載の補助モータ付き手動巻上機。