JP5940892B2 - 策体巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホース、ロープ、ワイヤー及びケーブル等の可撓性を有する策体を巻き取るとともに、その巻き取られた策体を引き出すことが可能な策体巻取装置に関するものである。

例えば、特許文献１に記載の発明では、利用者がホースを引き出す際の引き出し力をリールモータの回生電圧に基づいて検出し、その検出された引き出し力に応じてリールモータによる制動力を調整している。このような構成より、特許文献１に記載の発明では、ホースの引き出しが終了した時点で巻取ドラムに巻かれたままのホースが緩んでしまうことを防止している。

特開２００８−１２７１８２号公報

本発明は、上記点に鑑み、特許文献１に記載の発明と異なる新規な構成にて、巻取ドラムに巻かれたホース等の策体が大きく緩んでしまうことを抑制することを目的とする。

利用者が策体を引き出す際の引き出し速さより、巻取ドラムの回転に伴う策体の送り出し速さが大きい場合には、巻取ドラムに巻かれている策体が緩んでしまう可能性が高い。そして、巻取ドラムに巻かれている策体が緩むと、通常、巻取ドラムに巻き取られた策体の最外径寸法が大きくなる。

そこで、本発明は、上記目的を達成するために、可撓性を有する策体（３）を巻き取る回転可能な巻取ドラム（５）と、巻取ドラム（５）を回転させる駆動源（７）と、巻取ドラム（５）に巻き取られた策体（３）の最外径寸法が、予め決められた所定寸法以上であるか否かを判定する巻取異常検出部（１７）と、巻取異常検出部（１７）により最外径寸法が所定寸法以上であると判定されたときに、少なくとも駆動源（７）の回転を停止又は逆転させる第１制御部（１５）とを備えることを特徴とする。

そして、本発明では、最外径寸法が所定寸法以上であると判定されたとき、つまり巻取ドラム（５）に巻かれている策体（３）に大きな緩みが発生したと推定可能なときに、駆動源（７）の回転を停止又は逆転させるので、策体（３）の緩みが大きくなることを抑制できる。

すなわち、利用者が策体（３）を引き出している際に、駆動源（７）の回転を停止させれば、巻取ドラム（５）の停止した状態で策体（３）が引き出されていくので、緩んでいた策体（３）が締まっていき、策体（３）が大きく緩んでしまうことを抑制できる。

そして、利用者が策体（３）を引き出している際に、駆動源（７）の回転を逆転させれば、緩んでいた策体（３）をより早く締めていくことができるので、策体（３）が大きく緩んでしまうことを抑制できる。

上記のように、利用者が策体（３）を引き出している際に本発明を適用すると、策体（３）が大きく緩んでしまうことを効果的に抑制できる。
なお、本発明は、策体（３）を引き出す際は勿論のこと、策体（３）を巻き取る際にも適用することが可能である。すなわち、巻き取り時には、策体（３）の緩みは発生し難いものの、例えば自動トラバーサ機構を備えていない場合には、特定箇所のみに策体（３）が巻かれてしまい、適切に策体（３）を巻き取ることができない。

しかし、本発明を適用すれば、特定箇所のみに大きく策体（３）が巻かれてしまう前に、巻取ドラム（５）の回転を停止又は逆転させることができるので、策体（３）が不適切に巻き取られることを未然に抑制することができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る本発明に係る策体巻取装置の正面図である。 図１の右側面図である。 図１の上面図である。 本発明の第１実施形態に係る巻取異常検出部１７の拡大図である。 第１推定部１９及び第２推定部２１の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る巻取異常検出部１７の特徴を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る巻取異常検出部１７の感知レバー１７Ｃを示す図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

そして、本実施形態は、電動式の策体巻取装置に本発明を適用したものである。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、以下、可撓性を有する策体として、水、空気及びオイル等の流体を移送するホースを例に本実施形態を説明する。

（第１実施形態）
１．策体巻取装置の概要
本実施形態に係る策体巻取装置１は、図１に示すように、策体３を巻き取る巻取ドラム５、及び巻取ドラム５を回転させる駆動源７等を備えている。なお、本実施形態に係る駆動源７は、電動モータ等の回転電機にて構成されている。そして、巻取ドラム５及び駆動源７は、台車９等の搬送車に据え付けられている。

因みに、策体３、つまりホースのうち巻取ドラム５に巻かれる側の端部は、巻取ドラム５に固定されているとともに、後述する中空状の支持軸５Ａ内に連通している。一方、策体３の他端側には、策体３を接続するためのジョイントノズル３Ａ等が組み付けられている。

また、巻取ドラム５は、台車９に固定された支持フレーム１１に回転可能に支持されている。具体的には、図２に示すように、巻取ドラム５は支持軸５Ａに支持されている。支持軸５Ａは、その軸方向両端側にて支持フレーム１１に回転可能に支持されている。そして、支持軸５Ａの軸方向一端側には、駆動源７から伝達された駆動力を受ける入力部５Ｂが設けられている。なお、図２では後述するカバー８が省略されている。

そして、本実施形態では、図３に示すように、駆動源７の駆動力はチェーン７Ａにて伝達される。このため、本実施形態に係る入力部５Ｂは、チェーン７Ａが掛けられるスプロケットにより構成されている。同様に、駆動源７の出力軸７Ｃには、チェーン７Ａを駆動するスプロケット７Ｂが設けられている。そして、チェーン７Ａは、図１に示すように、カバー８により覆われている。因みに、図３ではカバー８が省略されている。

支持軸５Ａの軸方向他端側には、図２に示すように、管用ねじ１３Ａを介して他のホース１３等が接続される。このため、巻取ドラム５に巻かれた策体３と他のホース１３等は、支持軸５Ａを介して連通する。なお、管用ねじ１３Ａと他のホース１３等との間には、巻取ドラム５、つまり支持軸５Ａの回転を吸収するカップリング１３Ｂが設けられている。

台車９のうち駆動源７の近傍には、図３に示すように、駆動源７の作動を制御する制御部１５が設けられている。なお、制御部１５を収納する制御ボックス１５Ａ内には、制御部１５及び駆動源７に電力を供給する蓄電池１５Ｂが格納されている。

２．制御部による駆動源の制御
２．１ 制御の概要
制御部１５は、原則として、リモートコントローラ等の作業者により操作される遠隔操作端末（図示せず。）からの操作信号に基づいて、駆動源７を正転、逆転又は停止させる。ここで、「正転」とは策体３を巻き取る向きの回転をいう。「逆転」とは策体３を送り出す向きの回転をいう。

なお、遠隔操作端末は、有線式及び無線式のいずれの方式でもよい。そこで、本実施形態に係る制御部１５は、有線式遠隔操作端末及び無線式遠隔操作端末のいずれも使用可能となっている。以下、特に断りをした場合を除き、遠隔操作端末とは、有線式遠隔操作端末及び無線式遠隔操作端末を総称する意味で用いる。

遠隔操作端末には、駆動源７を正転させる第１操作部（図示せず。）、及び駆動源７を逆転させる第２操作部（図示せず。）が設けられている。そして、本実施形態では、第１操作部が押下操作されている間のみ駆動源７が正転し、第２操作部が押下操作されている間のみ駆動源７が逆転する。したがって、いずれの操作部も押下操作されていないときには、駆動源７は停止する。

因みに、本実形態では、第１操作部及び第２操作部は、単純なオン／オフ式のスイッチであり、駆動源７は、一定速度で正転又は逆転する。しかし、例えば、第１操作部及び第２操作部の操作量に応じて駆動源７の回転速度を変更させる構成としてもよい。

そして、本実施形態に係る制御部１５は、（ａ）駆動源７が回転している場合において、巻取ドラム５に巻き取られた策体３の最外径寸法が、予め決められた所定寸法（以下、最大径寸法φという。）以上のときには、駆動源７の回転を停止させる。

なお、本実施形態においては、図２に示すように、巻取ドラム５に巻き取られた策体３のうち最外径側に位置する策体３の外周側から巻取ドラム５の回転中心軸線Ｌ１までの距離Ａを、巻取ドラム５に巻き取られた策体３の最外径寸法（以下、策体３の最外径寸法と略す。）として規定している。

また、制御部１５は、（ｂ）巻取ドラム５から引き出された策体３の長さ（以下、引出長という。）が予め決められた長さ（以下、最大引出長という。）以上となったときに、及び（ｃ）巻取ドラム５に巻き取られた策体３の長さ（以下、巻取長という。）が予め決められた長さ（以下、（以下、最大巻取長という。）以上となったときに、駆動源７の回転を停止させる。

なお、制御部１５は、駆動源７が回転しているとき、及び上記（ａ）〜（ｃ）により駆動源７を強制停止させたときには、図１に示す警告灯２３を点灯又は点滅させる。そして、駆動源７が回転しているときの点灯パターン又は点灯色と、上記（ａ）〜（ｃ）により駆動源７を強制停止させたときの点灯パターン又は点灯色とが異なるように警告灯２３を制御する。

また、上記（ａ）〜（ｃ）により駆動源７を強制停止させたときの点灯作動は、強制停止後、予め決められた所定時間（例えば、５秒）の経過後に停止する。なお、当該所定時間内においては、警告灯２３による視覚に訴える手段に加えて、音声等の聴覚に訴える手段にて警告を発してもよい。

２．２ 制御の詳細
＜巻取異常検出部＞
巻取異常検出部１７は、策体３の最外径寸法が最大径寸法φ以上であるか否かを判定するものである。本実施形態に係る巻取異常検出部１７は、図３に示すように、発光部１７Ａ及び受光部１７Ｂ等を有して構成されている。

発光部１７Ａは、図４に示すように、回転中心軸線Ｌ１から外径側にずれた位置に設けられ、かつ、軸線方向一端側から他端側に向けて光を出射する。受光部１７Ｂは、図３に示すように、軸線方向他端側に配設されて発光部１７Ａから出射された光を受光する。

そして、発光部１７Ａから出射された光を受光部１７Ｂが受光できなくなったとき、巻取異常検出部１７は、策体３の最外径寸法が最大径寸法φ以上となったものみなして、その旨の信号を制御部１５に発する。因みに、本実施形態に係る巻取異常検出部１７は、受光部１７Ｂが光を受信している間はＨｉ（ハイ）信号を出力し、光を受光部１７Ｂが受光できなくなったときにはＬｏ（ロー）信号を出力する。

なお、本実施形態では、発光部１７Ａから出射される光が、巻取ドラム５の最外径端近傍を通過するように発光部１７Ａ及び受光部１７Ｂが配設されている。このため、本実施形態では、駆動源７が駆動している場合において、策体３の最外径寸法が巻取ドラム５の最外径寸法を超えたときに、第１操作部及び第２操作部の状態によらず、駆動源７が自動停止することとなる。

＜策体の移動量の推定＞
本実施形態では、策体３の移動量、つまり巻取長及び引出長を巻取ドラム５の回転量に基づいて推定している。そして、引出長を推定する第１推定部１９、及び巻取長を推定する第２推定部２１は、図５に示すように、巻取ドラム５の軸線方向端部側に設けられている。

すなわち、本実施形態に係る第１推定部１９及び第２推定部２１は、いずれも回転部２０Ａ、変換部２０Ｂ、可動部２０Ｃ及び信号出力部２０Ｄ、２０Ｅ等を有して構成されている。なお、本実施形態は、回転部２０Ａ、変換部２０Ｂ及び可動部２０Ｃは、第１推定部１９と第２推定部２１とで共通である。

回転部２０Ａは、巻取ドラム５と一体的に回転する。この回転部２０Ａは支持軸５Ａの長手方向一端に一体化されたネジ棒により構成されている。変換部２０Ｂは、回転部２０Ａに形成された雄ねじ部と可動部２０Ｃに形成された雌ねじ部とのねじ結合部である。

そして、変換部２０Ｂは、ねじの原理により回転部２０Ａの回転運動を直線運動に変換して可動部２０Ｃを直線運動させる。信号出力部２０Ｅは、可動部２０Ｃが巻取ドラム５から所定寸法以上離間したときに、制御部１５に信号を出力する。

一方、信号出力部２０Ｄは、可動部２０Ｃと巻取ドラム５との距離が所定寸法以下となったときに、制御部１５に信号を出力する。なお、本実施形態に係る信号出力部２０Ｄ、２０Ｅは、可動部２０Ｃが接触したときに信号を発するリミットスイッチ方式である。

つまり、巻取ドラム５が回転すると、これに機械的に連動して可動部２０Ｃが軸線方向に直線移動し、かつ、可動部２０Ｃの移動量は、巻取ドラム５の回転量に比例する。そして、本実施形態では、巻取ドラム５が逆転すると、可動部２０Ｃは、実線で示すように、巻取ドラム５から離間する向きに移動する。一方、巻取ドラム５が正転すると、可動部２０Ｃは、二点鎖線で示すように、巻取ドラム５に近接する向きに移動する。

そこで、本実施形態では、信号出力部２０Ｅを最大引出長に対応する位置に配設し、かつ、信号出力部２０Ｄを最大巻取長に対応する位置に配設している。したがって、巻取長が最大巻取長に到達したとき、及び引出長が最大引出長に到達したときに信号が出力され、駆動源７が停止する。

因みに、本実施形態に係る信号出力部２０Ｄ、２０Ｅは、可動部２０Ｃと非接触のときにはＨｉ（ハイ）信号を出力し、可動部２０Ｃと接触したときにはＬｏ（ロー）信号を出力する。

３．本実施形態に係る策体巻取装置の特徴
本実施形態では、最外径寸法が最大径寸法φであると判定されたとき、つまり巻取ドラム５に巻かれている策体３に大きな緩みが発生したと推定可能なときに、駆動源７の回転を停止させるので、策体３の緩みが大きくなることを抑制できる。

すなわち、利用者が策体３を引き出している際に、駆動源７の回転を停止させれば、巻取ドラム５の停止した状態で策体３が引き出されていくので、緩んでいた策体３が締まっていき、策体３が大きく緩んでしまうことを抑制できる。

また、巻き取り時には、策体３の緩みは発生し難いものの、例えば自動トラバーサ機構を備えていない場合には、特定箇所のみに策体３が巻かれてしまい、適切に策体３を巻き取ることができない。

しかし、本実施形態によれな、特定箇所のみに大きく策体３が巻かれてしまう前に、巻取ドラム５の回転を停止させることができるので、策体３が不適切に巻き取られることを未然に抑制できる。

また、本実施形態では、第１推定部１９及び第２推定部２１は、ねじの原理により、巻取ドラム５の回転量を可動部２０Ｃの直線移動量に変換して巻取長及び引出長を推定するので、巻取ドラム５の回転量が３６０°を超える場合であっても容易に巻取長及び引出長を推定することができる。

また、本実施形態では、策体３に作用する力を検出することなく、策体３の最外径寸法が最大径寸法φ以上であるか否かを検出するとともに、当該検出結果に基づいて駆動源７の作動を制御するので、例えば特許文献１に記載の発明等に比べて、製造原価を低減することができる。

（第２実施形態）
上述の実施形態では、巻取異常検出部１７を発光部１７Ａ及び受光部１７Ｂ等を有する光学式にて構成したが、本実施形態は、図６に示すように、感知レバー１７Ｃ及び検知部１７Ｄにて巻取異常検出部１７を構成したものである。

感知レバー１７Ｃは、回転中心軸線Ｌ１から外径側にずれた位置に配設され、かつ、巻取ドラム５に巻き取られた策体３と接触したときに、巻取ドラム５から離間するように変位できる。

すなわち、感知レバー１７Ｃは、アーム１７Ｅを介して支持フレーム１１に揺動可能に組み付けられている。そして、策体３の最外径寸法が最大径寸法φ未満の場合には、感知レバー１７Ｃは実線で示す位置にある。策体３の最外径寸法が最大径寸法φ以上となると、感知レバー１７Ｃは、二点鎖線で示すように、巻取ドラム５から離間するように下方側に揺動変位する。

なお、本実施形態に係る感知レバー１７Ｃは、図７に示すように、巻取ドラム５の軸線方向一端側から他端側まで延びる棒状の部材にて構成され、かつ、その長手方向両端側で支持フレーム１１に揺動可能に組み付けられている。このため、策体３の最外径寸法が、いずれの部位にて最大径寸法φ以上となっても、これを検知することができる。

また、本実施形態に係る検知部１７Ｄは、リミットスイッチにて構成されている。そして、感知レバー１７Ｃは、検知部１７Ｄ（リミットスイッチ）が有するばね（図示せず。）により図６に示す実線の位置に保持される。

なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、特許文献１に記載の発明等に比べて、製造原価を低減することができる。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、駆動源７として電動モータを採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、油圧モータや内燃機関等の熱機関を用いてもよい。

また、上述の実施形態では、巻取ドラム５等が台車９に配置されて策体巻取装置１が移動可能であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば巻取ドラム５等を移動不可とする据え置きタイプに適用できる。

また、巻取異常検出部１７は、上述の実施形態に示された具体的な手段に限定されるものではなく、例えば、レーザ変位計等を用いてもよい。
また、第１推定部１９及び第２推定部２１は、上述の実施形態に示された具体的な手段に限定されるものではなく、例えば巻取ドラム５の回転量をエンコーダ等に検出して策体３の移動量を推定してもよい。

また、上述の実施形態に係る信号出力部２０Ｄ、２０Ｅでは、可動部２０Ｃと接触したときにはＬｏ（ロー）信号を出力したが、本発明はこれに限定されるものではなく、可動部２０Ｃが非接触のときにはＨｉ（ハイ）信号を出力してもよい。

また、上述の実施形態に係る巻取異常検出部１７では、光を受光部１７Ｂが受光できなくなったときにはＬｏ（ロー）信号を出力したが、本発明はこれに限定されるものではなく、受光部１７Ｂが光を受信しなくなったときにＨｉ（ハイ）信号を出力してもよい。

また、上述の実施形態では、駆動源７が回転している場合において、策体３の最外径寸法が最大径寸法φ以上となったときに、駆動源７の回転を停止させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、所定角度又は所定時間だけ駆動源７を逆転させてもよい。

そして、利用者が策体３を引き出している際に、駆動源７の回転を逆転させれば、緩んでいた策体３をより早く締めていくことができるので、策体３が大きく緩んでしまうことを抑制できる。

なお、上述したように、巻き取り時には、策体３の緩みは発生し難いものの、例えば自動トラバーサ機構を備えていない場合には、特定箇所のみに策体３が巻かれてしまい、適切に策体３を巻き取ることができない。

しかし、本実施形態では、特定箇所のみに大きく策体３が巻かれてしまう前に、巻取ドラム５の回転を逆転させるので、策体３が不適切に巻き取られることを未然に抑制できる。

また、上述の実施形態では、遠隔操作端末により駆動源７の作動を指示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、制御ボックス１５Ａに第１操作部及び第２操作部を設ける、又は音声認識機能を利用して作業者の発声により駆動源７の作動を指示してもよい。

また、上述の実施形態は、回転部２０Ａ、変換部２０Ｂ及び可動部２０Ｃは、第１推定部１９と第２推定部２１とで共通であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら２０Ａ〜２０Ｃを第１推定部１９及び第２推定部２１それぞれに設けてもよい。

また、上述の実施形態に係る信号出力部２０Ｄ、２０Ｅ及び検知部１７Ｄは、リミットスイッチ方式であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば磁界の変化を利用した近接スイッチ等であってもよい。

また、上述の実施形態では、チェーン７Ａにて駆動源７の駆動力を巻取ドラム５に伝達したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｖベルトや歯付きベルト、若しくはドライブシャフトや歯車等を介して伝達する、又は巻取ドラム５の軸端に駆動源７を配設して巻取ドラム５を直接駆動する等してもよい。

また、上述の実施形態では、上記（ａ）〜（ｃ）を実行する制御基盤（ハードウェア）にて制御部１５を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、制御部１５を、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるコンピュータにて構成するとともに、ＲＯＭ等の不揮発性記憶部に上記（ａ）〜（ｃ）を実行するためのプログラム（ソフトウェア）を組み込んでもよい。

また、上述の実施形態では、制御部１５は、上記（ａ）〜（ｃ）の全てを実行したが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも上記（ａ）を実行すれば、十分である。したがって、上記（ａ）及び（ｂ）、又は上記（ａ）及び（ｃ）を実行する制御部１５としてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１… 策体巻取装置 ３… 策体 ５… 巻取ドラム ５Ａ… 支持軸
５Ｂ… 入力部 ７… 駆動源 ７Ａ… チェーン ７Ｃ… 出力軸
７Ｂ… スプロケット ８… カバー ９… 台車 １１… 支持フレーム
１３Ｂ… カップリング １５… 制御部 １５Ａ…制御ボックス
１５Ｂ… 蓄電池 １７… 巻取異常検出部 １７Ａ… 発光部
１７Ｂ… 受光部 １７Ｃ… 感知レバー １７Ｄ… 検知部
１７Ｅ… アーム １９… 第１推定部 ２０Ａ… 回転部 ２０Ｂ… 変換部
２０Ｃ… 可動部 ２０Ｄ… 信号出力部 ２０Ｅ… 信号出力部
２１… 第２推定部 ２３… 警告灯

Claims (5)

1. 可撓性を有する策体を巻き取る回転可能な巻取ドラムと、
   前記巻取ドラムを回転させる駆動源と、
   前記巻取ドラムに巻き取られた策体の最外径寸法が、予め決められた所定寸法以上であるか否かを判定する巻取異常検出部と、
   前記策体が前記巻取ドラムから引き出されているときに、前記巻取異常検出部により前記最外径寸法が前記所定寸法以上であると判定されたときに、少なくとも前記駆動源の回転を逆転させる第１制御部と
   を備えることを特徴とする策体巻取装置。
2. 前記巻取異常検出部は、
   前記巻取ドラムの回転中心軸線から外径側にずれた位置に設けられ、軸線方向一端側から他端側に向けて光を出射する発光部、及び
   前記発光部から出射された光を受光する受光部
   を有することを特徴とする請求項１に記載の策体巻取装置。
3. 前記巻取ドラムの回転量に基づいて引き出された策体の長さを推定する第１推定部と、
   前記第１推定部により推定された長さが予め決められた長さ以上となったときに、前記駆動源の回転を停止させる第２制御部と
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の策体巻取装置。
4. 前記巻取ドラムの回転量に基づいて前記巻取ドラムに巻き取られた策体の長さを推定する第２推定部と、
   前記第２推定部により推定された長さが予め決められた長さ以上となったときに、前記駆動源の回転を停止させる第３制御部と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の策体巻取装置。
5. 前記第１推定部及び前記第２推定部のうち少なくとも一方の推定部は、
   前記巻取ドラムと一体的に回転する回転部、
   ねじの原理により前記回転部の回転運動を直線運動に変換する変換部、
   前記変換部により直線運動させられる可動部、及び
   前記可動部が予め決められた位置にあるときに信号を出力する信号出力部
   を有していることを特徴とする請求項４に記載の策体巻取装置。