JP6155080B2 - ケーブル巻き揚げ機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自走式カメラを接続した電力ケーブルの収納に適用されるケーブル巻き揚げ機に関する。

長尺ケーブルの巻付け機械として、モータによりドラムを回転させてドラム周面のケーブル巻き取り部に電力ケーブルを巻き取るケーブル巻揚げ機（ウィンチ）がある。この種、ケーブル巻揚げ機は、ドラム軸にブレーキホイール（金属円盤）を取付け、その周面（制動面）に摩擦ベルトを巻き付けたブレーキ構造を備え、その制動作用により、電力ケーブルをドラムから引き出す際に、ケーブルの引き出しに伴う遠心力でドラムの回転に勢いが付過ぎないようにドラムの加速を抑制している。

このブレーキホイールの周面に摩擦ベルトを巻き付けたブレーキ構造においては、環境温度条件やドラム回転速度によって、大きな騒音を発生することがある。

このブレーキ構造から生起する騒音は、例えば自転車のブレーキ部から発生するブレーキ騒音と同様の摩擦現象により発生するもので、スティックスリップ（stick slip）現象と呼ばれるものである。ブレーキホイールの一様な周面に、ブレーキパッドとして摩擦係数の異なるベルトを接触固定させた場合、ブレーキホイールを回転させるとブレーキパッドには一定の間隔でブレーキホイールの回転について行こうとする運動と、固定側に引戻そうとする運動が起こる。この運動が非常に細かい間隔で発生すると、所謂、ビビリ音が発生し、場合によってはドラムフレーム本体に共振して大きな騒音を発生させる。

特開２００２−２４１０５０号公報 特開２００６−３３５４９２号公報

本発明は、ブレーキホイールの周面に摩擦ベルトを巻き付けたブレーキ構造から生起する騒音を簡単かつ安価な構成で抑制可能にしたケーブル巻き揚げ機を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るケーブル巻き揚げ機は、モータの回転が伝達される回転駆動軸に支承され、電力ケーブルを巻き取る円筒状のケーブル巻き枠部を有したケーブル巻き付けドラムと、前記回転駆動軸と前記ケーブル巻き付けドラムとの間に介在して、前記電力ケーブルの巻き取り時に前記回転駆動軸の回転動力をケーブル巻き付けドラムに伝達し、前記電力ケーブルの引き出し時に前記伝達を解除して前記ケーブル巻き付けドラムを前記モータに対し回転フリーの状態にする第１のワンウェイクラッチと、前記ケーブル巻き枠部に巻き取られる前記電力ケーブルの巻き取り位置を案内するケーブルガイドのボールねじ軸を兼ねたブレーキ取付軸と、このブレーキ取付軸に支承された前記電力ケーブルの繰り出し量を調整するブレーキホイールと、このブレーキホイールの制動面に前記ブレーキ取付軸の回転が可能な一定の圧接力で摺接するブレーキベルトと、前記ケーブル巻き付けドラムの回転を前記ブレーキ取付軸に伝達する回転伝達手段と、前記ブレーキ取付軸と前記ブレーキホイールとの間に介在して、前記電力ケーブルの引き出し時に前記ブレーキ取付軸の回転を前記ブレーキホイールに伝達し、前記電力ケーブルの巻き取り時に前記ブレーキホイールへの回転伝達を解除して前記ブレーキホイールを前記ブレーキ取付軸に対し回転フリーの状態にする第２のワンウェイクラッチと、を備え、前記ブレーキホイールが、前記制動面に、前記ブレーキベルトが一様に接しない切除跡を有して構成れていることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、ブレーキホイールの周面に加工を施す簡単かつ安価な加工でブレーキ構造から生起する騒音の発生を抑止することができる。

本発明の実施形態に係るケーブル巻き揚げ機を示す斜視図。 図１に示すケーブル巻き揚げ機の一部を示す側面図。 上記実施形態に係るブレーキホイールの構造を示す斜視図。 他の実施形態に係るブレーキホイールの構造を示す斜視図。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係るケーブル巻き揚げ機は、図１および図２に示すように、フレーム本体１０に回転可能に軸着されたブレーキホイール２０と、このブレーキホイール２０の制動面に摺接するブレーキベルト３０と、電力ケーブル（Ｆ）の巻き取り時にモータ（図３に示す回転駆動軸１３参照）により回転駆動され、電力ケーブル（Ｆ）の引き出し時にブレーキホイール２０を介して制動制御されるケーブル巻き付けドラム１２とを具備して構成される。ブレーキホイール２０は、図３に示すように、ホイール周面に形成される制動面２１に、ブレーキベルト３０が一様に接しない切除跡２１ａを有している。このブレーキホイール２０は、他の実施形態に係るブレーキホイールとの混同をさけるため、図３に示す一実施形態においては符号２０Ａを付記し、図４に示す他の実施形態においては符号２０Ｂを付記している。

フレーム本体１０は、左右一対の側板１１Ａ，１１Ｂと、側板１１Ａ，１１Ｂ相互を固定する支持枠１１Ｃ，１１Ｄと、基台１１Ｓとを有し、作業者の把持による搬送並びに設置を可能にした枠状フレーム構造としている。

回転駆動軸１３とブレーキ取付軸１６は互いに平行し並んだ状態で一定の間隔を存し左右の側板１１Ａ，１１Ｂに回転可能に軸着されている。

ケーブル巻き付けドラム１２は、円筒状のケーブル巻き枠部１２Ａの両側に円板状のケーブル保持部１２Ｂ，１２Ｃを有して構成されている。

ケーブル巻き付けドラム１２は、ワンウェイクラッチ（フリーホイール）１３Ｃを介して減速機付モータの回転駆動軸１３に軸支され、ブレーキホイール２０は、ワンウェイクラッチ（フリーホイール）１６Ｃを介してケーブルガイドのボールねじ軸１８を兼ねたブレーキ取付軸１６に軸支されている。

ワンウェイクラッチ１３Ｃは、電力ケーブル（Ｆ）の巻き取り時に、モータの回転駆動軸１３をケーブル巻き付けドラム１２に結合して、回転駆動軸１３の回転動力をケーブル巻き付けドラム１２に伝達する。

ワンウェイクラッチ１６Ｃは、電力ケーブル（Ｆ）の引き出し時（ケーブル繰り出し時）に、ケーブル巻き付けドラム１２の回転をスプロケット１４、１７およびチェーン１５を介してブレーキホイール２０に伝達する。

ブレーキホイール２０は、ホイールの周面両側にフランジ２０ｆ，２０ｆを有し、フランジ２０ｆ，２０ｆ間に制動面３１を形成している。このブレーキホイール２０の制動面３１には、略半周に亘ってブレーキベルト３０が巻き付かれている。

このブレーキベルト３０は、柔軟な摩擦ベルトにより構成され、引っ張りばね３１とテンション調整部材３２を介してフレーム本体１０に保持されている。ブレーキベルト３０は引っ張りばね３１の張力により一定の圧接力で制動面２１に接している。

電力ケーブル（Ｆ）の引き出し時において、ケーブル巻き付けドラム１２が回転すると、このドラムの回転が、スプロケット１４、チェーン１５、スプロケット１７、ワンウェイクラッチ１６Ｃをそれぞれ介してブレーキホイール２０に伝達され、ブレーキホイール２０が回転する（ドラムの回転に従動する）。このブレーキホイール２０の回転に伴い、ブレーキベルト３０が制動面２１に摺接し、ブレーキが作動して、ケーブル巻き付けドラム１２の回転に勢いが付過ぎないように、ケーブル巻き付けドラム１２の回転が制動制御され、ケーブル繰り出し量が抑制される。

このブレーキ作動状態において、ブレーキベルト３０がブレーキホイール２０の制動面２１に一様に接している場合は、上述したようにスティックスリップ現象による騒音が発生し易い。

そこで本発明の実施形態は、この騒音を解消するため、図３に示すように、ブレーキホイール２０の制動面２１に加工を施し、ブレーキホイール２０の回転時にブレーキベルト３０が制動面２１に一様に接しないよう切除跡２１ａを形成している。

この実施形態における一実施例として、フランジ２０ｆ，２０ｆ間に形成される制動面２１の幅を１２mm、フランジ径を９７mm、としたブレーキホイール２０Ａにおいて、軸中心から４５°ピッチで８箇所に０．１mmの面取り加工を行った。この面取り加工された平坦面に切除跡２１ａと同一符号を付す。

この面取り加工により、面取り加工された平坦面２１ａと、ブレーキホイールの周面を為す円弧面２０ｂとが一定の間隔で交互に配設された、ブレーキベルト３０が一様に接しない制動面２１を形成している。平坦面２１ａは、フランジ２０ｆ，２０ｆの一部を含んで面取り加工されることから、ブレーキホイール２０Ａは八角形に近い円筒形状となっている。平坦面２１ａの形状をより大きくすると、制動面２１の凹凸が大きくなり、ブレーキベルト３０との接触面積が円筒の場合と大きく異なることから、ブレーキ寿命や制動力に影響を及ぼす。

上記した一実施例によれば、円筒軸中心から４５°ピッチで８箇所に０．１mmの面取り加工を行ったブレーキホイール２０Ａを用いることで、加工前の円盤形状と同様の制動力を維持しつつ騒音発生を抑止することができた。また、上記実施形態は金属円盤により構成されるブレーキホイール２０の制動面２１に切削加工を施すだけの構造であることから、既存設計品に対しても簡単かつ安価に適用できる。

本発明の他の実施形態に係るブレーキホイール２０の構成例を図４に示している。
この図４に示すブレーキホイール２０Ｂは、制動面２１の周方向に螺旋状にスリット加工（螺旋スリット加工）を施した切除跡２３を有している。

この実施形態における一実施例として、フランジ２０ｆ，２０ｆ間に形成される制動面２１の幅を１２mm、フランジ径を９７mm、としたブレーキホイール２０Ｂにおいて、制動面２１に、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍ程度の螺旋スリット加工を行った。なお、この実施例では螺旋スリット加工によりブレーキホイール２０Ｂの周面（制動面２１）に、該周面を略１周する一条の螺旋スリットを設けたが、これに限らず、例えば制動面２１を半周する二条の螺旋スリットを設けた構成、または複数条の螺旋スリットを並行して設けた構成等であってもよい。

このスリット状の切溝加工による螺旋状の切除跡２３を有することで、ブレーキホイール２０Ｂの回転時において、制動面２１とブレーキベルト３０との接触面は常時変化し、これによって、回転するブレーキホイール２０の制動面２１にブレーキベルト３０が常時一様に接することにより発生するスティックスリップ現象を回避することができる。

上記したスリット状の切溝加工を行ったブレーキホイール２０Ｂを用いることで、加工前の円盤形状と同様の制動力を維持しつつ騒音発生を抑止することができる。また、金属円盤により構成されるブレーキホイール２０の制動面２１に切削加工を施すだけの構造であることから、既存設計品に対しても簡単かつ安価に適用できる。

なお、本発明は、上記した実施形態の形状、構造に係わらず、要は本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用、変形が可能である。

１０…フレーム本体、１２…ケーブル巻き付けドラム、１３…モータの回転駆動軸、１３Ｃ，１６Ｃ…ワンウェイクラッチ（フリーホイール）、１４，１７…スプロケット、２０…ブレーキホイール（金属円盤）、２１…制動面（周面）、２１ａ…切除跡（平坦面）、２３…切除跡（螺旋スリット）、３０…ブレーキベルト。

Claims (6)

1. モータの回転が伝達される回転駆動軸に支承され、電力ケーブルを巻き取る円筒状のケーブル巻き枠部を有したケーブル巻き付けドラムと、
   前記回転駆動軸と前記ケーブル巻き付けドラムとの間に介在して、前記電力ケーブルの巻き取り時に前記回転駆動軸の回転動力をケーブル巻き付けドラムに伝達し、前記電力ケーブルの引き出し時に前記伝達を解除して前記ケーブル巻き付けドラムを前記モータに対し回転フリーの状態にする第１のワンウェイクラッチと、
   前記ケーブル巻き枠部に巻き取られる前記電力ケーブルの巻き取り位置を案内するケーブルガイドのボールねじ軸を兼ねたブレーキ取付軸と、
   このブレーキ取付軸に支承された前記電力ケーブルの繰り出し量を調整するブレーキホイールと、
   このブレーキホイールの制動面に前記ブレーキ取付軸の回転が可能な一定の圧接力で摺接するブレーキベルトと、
   前記ケーブル巻き付けドラムの回転を前記ブレーキ取付軸に伝達する回転伝達手段と、
   前記ブレーキ取付軸と前記ブレーキホイールとの間に介在して、前記電力ケーブルの引き出し時に前記ブレーキ取付軸の回転を前記ブレーキホイールに伝達し、前記電力ケーブルの巻き取り時に前記ブレーキホイールへの回転伝達を解除して前記ブレーキホイールを前記ブレーキ取付軸に対し回転フリーの状態にする第２のワンウェイクラッチと、
   を備え、前記ブレーキホイールが、前記制動面に、前記ブレーキベルトが一様に接しない切除跡を有していることを特徴とするケーブル巻き揚げ機。
2. 前記切除跡は面取り加工により形成された平坦面であり、前記制動面は、前記平坦面と前記ブレーキホイールの周面を為す円弧面を交互に有していることを特徴とする請求項１に記載のケーブル巻き揚げ機。
3. 前記ブレーキホイールは前記制動面の両側にフランジを有し、前記平坦面は前記フランジの一部を含んで形成されていることを特徴とする請求項２に記載のケーブル巻き揚げ機。
4. 前記平坦面は前記ブレーキホイールの周面に等間隔で設けられている請求項２または３に記載のケーブル巻き揚げ機。
5. 前記切除跡は周方向に螺旋状に形成された溝である請求項１に記載のケーブル巻き揚げ機。
6. 前記ブレーキベルトは、前記電力ケーブルの引き出し時における前記ケーブル巻き付けドラムの過度の回転を抑制し、前記電力ケーブルの引き出し時における前記電力ケーブルの繰り出し量を調整している請求項１に記載のケーブル巻き揚げ機。

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