JP6326134B2 - 滑車 - Google Patents

Description

本発明は、滑車の分野、より具体的にはロープを反転させることができる滑車に関する。

複数の種類の滑車が市販されている。

第１の種類の滑車は、ロープが綱車（溝を有する滑車輪）の中央凹部を通る際に反転させることができる綱車である。

これらの低摩擦綱車では、回転する要素が無いため、あらゆるケースにおいて堅牢性／重量／価格が互いに関係している。摩擦抵抗は、反転対象ロープの繊維および綱車の固定に用いる繊維のみに生じる。この製品は、信頼性が保証されているため、外洋レース船で普及しつつある。その主な短所は、滑車の中心を通るロープによる摩擦の発生が増え、その結果、従来の滑車よりもロープを動かすためにより大量のエネルギーを要する点である。

第２の種類の滑車は、ボールベアリング綱車、すなわちボールベアリングにより回転する綱車を有する滑車を含んでいる。そのボールベアリング綱車の摩擦係数は極めて小さい。この種の滑車は極めて効率的であり、段階的に力を弱める複雑なシステムの構築を可能にする。これらの滑車の短所は、重い荷重に用いる場合に高価である点である。これらはまた、ボールベアリングの存在に起因して保守および定期点検を必要とする。別の短所は、軸、横方向面、または係合位置が破損した場合、ロープと係合位置の接続部が破損してシステム全体に付随的損傷が及ぶことである。更に、重い荷重用に構成されたボール型滑車の性能もまた重い。例えば、航海分野において、これらの短所は船舶の性能にとって有害である。

本発明の目的は、上記の短所を克服して、重量軽減のために、大きな荷重負担能力を有しながら、反転対象ロープにおける摩擦の発生を減らすべく改良された滑車を提供することである。

本発明は、
・２個の対向する長手面、横方向中央凹部、およびロープを反転させるべく設けられた環状溝を形成する凹外面を含み、中央凹部と凹外面とが互いに固定されている一体鋳造綱車と、
・綱車の中央凹部を通って伸長する綱車の固定ロープであって、中央凹部と直接接触する、綱車の固定ロープと、
・固定ロープを綱車の長手面から分離すべく配置されたスペーサ要素と
を含む滑車を提案するものである。

滑車は、綱車の環状溝を通って伸長するロープ（撚り合わされた糸からなる、長く、柔軟性および耐久性のある丸い部材）の反転を可能にする。綱車は、運動の伝達に用いる車輪状の構成要素である。綱車は、綱車の固定ロープにより所定位置に保持される。綱車は、固定ロープの周りを自由に回転し、スペーサ要素は、固定ロープと綱車との摩擦の発生を減らすべくロープを分離することを目的としている。

従来技術のボールベアリングを有する滑車と比較して、現在の滑車は、ボールベアリングに関する一切の保守を必要としない。軽量性、価格、および低摩擦による性能に関する利点により、本発明の滑車は極めて有利である。

これは、滑車が耐久性、軽量性、妥当な価格、および特に低摩擦を合わせて備えているためである。その結果ユーザーにとり、重い荷重が掛かった状態で使用していても軽量性および安全性を保ちながら、中央凹部によりロープが反転された際の綱車の使用に関する取扱いが極めて容易になる。

スペーサ要素は、綱車における摩擦の発生を減らす役割を果たす。この構成により、スペーサ要素は、固定ロープの圧縮により係止されることなく綱車を回転させることができる。綱車が固定ロープの周りを回転できることで、摩擦の発生を最小限に抑えることができる。

本発明による滑車は、使用時の安全性が向上している。例えば、綱車が破損した場合、反転されたロープは固定ロープにより係止されたままになる。このような破損は、反転されたロープに過剰な荷重が掛かった結果生じ得る。

本発明による一態様によれば、スペーサ要素は、綱車の長手面に対して横方向に突出する２個の終端を含み、２個の突出終端は固定ロープを当接させて収容すべく配置されている。

このように、固定ロープは、綱車の長手面から横方向に離されている。このように、固定ロープはまた、綱車をスペーサ要素に対して所定位置に保持する役割を果たし、構成要素が少ないため組み立てが容易になって組み立てコストが最適化される。

本発明の別の態様によれば、スペーサ要素は、綱車の長手面の両側に配置された２個の固定手段を含み、固定手段は固定ロープをスペーサ要素に固定すべく設けられている。

本発明の別の態様によれば、綱車の回転軸を通って伸長する横方向平面において、回転軸と平行なスペーサ要素の長手軸に沿って測定されたスペーサ要素の長さは、綱車の長手面を分離する距離よりも長く、その距離は綱車の回転軸に沿って画定される。特定の実施形態において、スペーサ要素の長さは、綱車の長手面が離れている距離の最低１．５倍、有利には２倍である。

滑車の横方向平面は、綱車とスペーサ要素とを組み立てる際に画定される。スペーサ要素の長さは、回転軸を通って伸長する横方向平面の長手軸に沿って測定されたスペーサ要素の２個の終端間の距離である。

また本発明によれば、固定ロープは綱車から、綱車の各側で１方向として２方向へ遠ざかり、その２方向は１０°〜１８０°、好ましくは８０°〜１２０°の角度を共になす。このように、摩擦の発生は減少する。この角度は滑車の動作位置、すなわち綱車が固定ロープにより保持された際に画定される。

別の好適な態様によれば、スペーサ要素は、綱車の誘導溝を含み、誘導溝は綱車の少なくとも一部を覆うべく設けられている。

このように、誘導溝が一方向への摩擦により綱車を保持できるため、積載を行う間に綱車がピボット回転したり、スペーサ要素を除去したりすることが防止できる。更に、この構成はロープが綱車から外れないようにする。

固定ロープは、綱車の中央凹部を通って伸長する少なくとも２個のストランドを含んでいてよい。有利には、スペーサ要素は、２個のストランドを綱車の長手面と平行に分離すべく配置されている。代替的に、少なくとも２個のストランドは隣接していてよい。

好ましくは、綱車の固定ロープは無限ループを形成する。例えば、無限ループによりスペーサ要素を綱車に対して保持することができる。ループは、滑車の組み立ておよび分解を容易にすべくスペーサ要素から回収することができる。無限ループは、積載を行う間、綱車を保持して綱車を安定させることができる。この構成において、スペーサ要素は、固定ロープにより中央凹部の両側で形成される２個の索目を収容すると共に、２個の索目を貫通することにより滑車を固定可能にすべく配置されている。

より一般的に、滑車を固定すべく固定ロープを用いることにより、滑車を使用する間の安定性を更に向上させることができる。その理由は、スペーサ要素が破損した場合でも、反転されたロープが固定ロープにより係止状態に保たれるからである。

本発明の別の態様によれば、滑車は、中央凹部を各々通って伸長する複数の分離された固定ロープを含んでいる。滑車は、固定ロープに各々関連付けられている、固定ロープと同数のスペーサを含んでいてよい。

本発明の別の態様によれば、滑車は、
・各々が２個の対向する長手面、横方向中央凹部、およびロープを反転させるべく設けられた環状溝を形成する凹外面を含み、中央凹部と凹外面とが互いに固定されている複数の一体鋳造綱車と、
・綱車の各々に関連付けられていて、対応する綱車の中央凹部を通って伸長する固定ロープであって、関連する綱車の中央凹部と直接接触する固定ロープと、
・異なる固定ロープを、対応する綱車の長手面から横方向に移動させて分離すべく配置されたスペーサ要素と
を含んでいる。

綱車に対する固定ロープの摩擦により発生する熱の放射を向上させるべく、綱車は、中央凹部と接触する固定ロープの摩擦により発生する熱を対流により消散可能にするラジエータを含んでいる。

綱車に対する固定ロープの摩擦を抑制すべく、綱車は、潤滑剤を収容することを目的とし、且つ固定ロープと中央凹部との接触を潤滑させるべく設けられた空洞を含んでいる。

滑車の組み立てを容易にすべく、固定ロープは、中央凹部を通って伸長する閉ループ、および滑車を固定することを目的とする伸長部を含んでいる。

滑車は、中央凹部を通って伸長し、且つ中央凹部と直接接触するロープループにより形成されたベケットを含んでいてよい。

フィドルブロック型滑車の組立品において、滑車は、
・綱車の中央凹部を通って伸長し、且つ中央凹部と直接接触する、綱車の第２の固定ロープと、
・２個の対向する長手面、第２の横方向中央凹部、およびロープを反転させるべく設けられた環状溝を形成する第２の凹外面を含み、第２の中央凹部と第２の凹外面とが互いに固定されている第２の一体鋳造綱車と、
・第２の固定ロープを、２個の綱車の長手面から分離すべく配置された第２のスペーサ要素と
を更に含んでいる。

有利には、滑車は、固定ロープに過剰な力が掛かっていることを検知する手段を含んでいる。

有利には、滑車は、温度測定手段を含んでいる。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面に基づき記述する以下の説明を通じて理解されよう。以下の実施形態は非限定的に示すものである。以下の説明は、添付図面を参照しつつ読解されたい。

本発明の第１の実施形態による正面図である。 本発明の第１の実施形態による透視図である。 本発明の第１の実施形態の変型形態による正面図である。 第１の実施形態の変型形態を示す。 第１の実施形態の変型形態を示す。 第１の実施形態の別の変型形態を示す。 他の機能を有する構造をスペーサ要素が形成する実施形態を示す。 他の機能を有する構造をスペーサ要素が形成する実施形態を示す。 複数の綱車が同一スペーサ要素を共有する実施形態を示す。 スペーサ要素が固定された実施形態を示す。 固定ロープがフィラメントの巻きにより作られた実施形態を示す。 複数の固定ロープループが同一綱車に関連付けられている実施形態を示す。 複数の固定ロープループが同一綱車に関連付けられている実施形態を示す。 同一スペーサ要素が複数の綱車に関連付けられている実施形態を示す。 熱放射手段を有する綱車を示す。 熱放射手段を有する綱車を示す。 固定ロープとの接触部の潤滑を可能にする綱車を示す。 本発明による滑車の組立品を示す。 本発明による滑車の組立品を示す。 本発明による滑車の組立品を示す。 本発明による滑車の組立品を示す。 固定ロープが複合的である滑車を示す。 固定ロープがストラップにより形成されている滑車を示す。 本発明の概略試験図である。

図１、２に、本発明による滑車１０の第１の実施形態を示す。滑車１０は、２個の対向する長手面１２、１３、横方向中央凹部１４、およびロープ１６を反転させるべく設けられた環状溝を形成する凹外面１５を含む綱車１１を含んでいる。中央凹部１４は、綱車１１を通って一方の長手面から他方まで伸長する。綱車１１は一体鋳造である。換言すれば、２個の長手面１２、１３、中央凹部１４、および凹外面１５は互いに固定されている。綱車１１は、例えば鋳造または機械加工により作成された１個の機械部品として作成されていてよい。代替的に、綱車１１は、機能的表面１２、１３、１４および１５が全て互いに固定された組立品を形成すべく、別々に作成された後で組み立てられた複数の機械部品を含んでいてよい。

綱車１１は、２個の長手面１２、１３に垂直な軸Ａの周りを回転することができる。綱車１１は軸Ａ周りの回転により生成される。滑車１０はまた、綱車１１の固定ロープ１７を含んでいる。固定ロープ１７の一部は綱車１１の中央凹部１４を通って伸長する。固定ロープ１７は、中央凹部１４内で、ほぼ軸Ａに沿って伸長している。固定ロープ１７は単一のストランドを有していてよい。代替的に、固定ロープ１７は複数のストランドを有していてよい。図示する例において、固定ロープ１７は、綱車１１の２個の長手面１２、１３の両側で伸長する２個のストランド１８、１９を含んでいる。

滑車１０は、固定ロープ１７を綱車１１の長手面１２、１３から横方向に分離すべく配置されたスペーサ要素２０を含んでいる。綱車１１は回転時に固定ロープ１７に擦れる。スペーサ要素２０が存在することで摩擦を減らすことができる。

スペーサ要素２０は、綱車１１の長手面１２、１３に対して横方向に突出する２個の終端２２、２３を含んでいる。２個の終端２２、２３は、固定ロープ１７の２個のストランド１８、１９を当接させて収容すべく配置されている。このように、２個のストランド１８、１９は、滑車１０を使用する間における摩擦の発生を減らしながら綱車１１を保持する。スペーサ要素２０の長さＬは、綱車１１の回転軸Ａと平行な長手軸Ｂに沿った、スペーサ要素２０の２個の終端２２と２３との間の距離である。固定ロープ１７を綱車１１の長手面１２、１３から分離すべく、長さＬは長手面１２と１３との間の距離Ｍよりも長い。距離Ｍは軸Ａに沿って画定される。

固定ロープ１７を少なくとも２個のストランドとして作成することにより、２本の軸Ａ、Ｂが平行である観点からの短所が抑制される。その理由は、ロープ１６により綱車１１に掛かる力の方向が変化することにより、２本の軸Ａ、Ｂに垂直な軸Ｃの周りにスペーサ２０に対する綱車１１の回転が生じるためである。スペーサ要素２０の幅Ｉは、長さＬに垂直且つ各終端２２、２３における２個のストランド１８、１９のスペーサ要素２０への当接を分離する距離である。幅Ｉは、スペーサ要素２０に対する綱車１１の軸Ｃの周りの回転を抑制する。幅Ｉは有利には、中央凹部１４の最小直径Ｄよりも大きい。中央凹部１４は軸Ａの周りの回転により生じる。軸Ａに垂直な中央凹部１４の直径は、例えば軸Ａの周りに伸長する「ディアボロ」型を得るために可変的である。中央凹部１４の最小直径Ｄは従って、軸Ｃの領域に存在する。他の形式の中央凹部１４も可能である。中央凹部１４は、不変な円形断面を有する円筒形、楕円形、回転により生じた双曲面形等をなしていてよい。

換言すれば、スペーサ要素２０は、綱車１１の長手面１２、１３と平行な２個のストランド１８、１９を分離すべく配置されている。

２個のストランド１８、１９は完全に分離されていてよい。代替的に、図１、２に示す実施形態において、綱車１１の固定ロープ１７は無限ループを形成し、綱車１１は従って、スペーサ要素２０の形状に沿う複数の位置で固定ロープ１７により保持されている。固定ロープ１７の２個のストランド１８、１９は、綱車１１の２個の長手面１２、１３とスペーサ要素２０との間に、綱車１１の両側における固定ロープ１７の部分の間で画定されている。無限ループは、溝または凹部内でスペーサ要素２０に固定されていて、形状はストランド１８、１９の形状にほぼ一致する。例えば、円形の横断面を有するストランド１８、１９の場合、ストランド１８、１９の収容を目的とする溝もまた、ほぼ半円形且つストランド１８、１９の横断面と同一直径の横断面を有している。このように、固定ロープ１７は、スペーサ要素２０に対して所定位置に固定される。

綱車１１の固定ロープ１７が無限ループを形成する変型形態において、固定ロープ１７は、固定ロープ１７により形成されて中央凹部１４の両側に配置された２個の索目２６、２７により、両端が繋がっている。

スペーサ要素２０は、２個の索目２６、２７を収容して、２個の索目２６、２７を通って伸長する滑車１０を固定できるように配置されている。この目的のため、スペーサ要素２０は、２個の索目２６、２７を通って外側要素が伸長できる開口部２８を含んでいる。図示する例において、外側要素は、滑車１０を固定することができるロープ２９である。

固定ロープ１７は、綱車１１の両側の２方向３１、３２に向かって綱車１１から遠ざかる。２方向３１、３２は１０°〜１８０°、好ましくは８０°〜１２０°の角度αを共になしている。その角度αは、主にスペーサ要素２０の形状により画定され、ロープ１６に掛かる力に応じて僅かに変化し得る。図１に示す例において、角度αは１００°である。

スペーサ要素２０はまた、綱車１１の誘導溝３４を含んでいてよい。誘導溝３４は軸Ｃに沿って開口する。誘導溝３４は綱車１１の少なくとも一部を覆うべく設けられている。この明確な特徴により、綱車１１が自身の位置から離れる、または反転対象ロープ１６が綱車１１の溝１５から離れるのを防止する。

図３に、第１の実施形態の変型形態を示し、第１の実施形態の同一要素を示している。これらの差異は、固定ロープ１７が同一軸に沿って綱車１１遠ざかるようにスペーサ要素２０が綱車１１を覆っている点である。換言すれば、角度αは１８０°である。その後、固定ロープ２は、スペーサ要素２０の形状に沿う。

図４ａ、４ｂに、固定ロープ１７を保護可能にするキャップ３６を含む滑車１０の別の変型形態を示す。滑車は図４ａに透視図として、図４ｂに分解図として示されている。２個の部分３６ａ、３６ｂにキャップ３６が形成されていてよい。

図５に、滑車の固定部が剛体４０に適合された滑車１０の別の変型形態を更に示す。綱車１１、スペーサ要素２０、およびここでは２個のストランド１８、１９により形成された固定ロープ１７が示されている。変型形態において、スペーサ要素２０は、綱車１１の２個の長手面１２、１３と平行に開く溝４１を有している。溝４１は、２個の索目２６、２７の間で開口する。スペーサ要素２０は、溝４１に垂直な孔４２を含んでいる。溝４１は剛体４０の収容を目的とし、孔４２は、スペーサ要素２０と剛体４０の両方を通って伸長する心棒４３の収容を目的とする。心棒４３は、スペーサ要素２０を剛体４０に接続可能にするネジであってよい。溝４１および剛性要素４０の寸法は、剛体４０上のスペーサ要素２０の位置を精密に画定すべく適合されていてよい。

図５に、スペーサ要素２０に対する綱車１１の所定位置での固定度合を向上させることができるスペーサ要素２０の幅Ｉを明確に示す。所定位置への固定は変型形態において特に有利である。これは同時に、スペーサ要素２０による剛体４０に対する綱車１１の所定位置への固定度合を向上させる。

図６、７に第２の実施形態を示す。第１の実施形態と同様に、滑車５０は、２個の対向する長手面１２、１３、横方向中央凹部１４、およびロープを反転させるべく設けられた環状溝を形成する凹外面１５を含む綱車１１を含んでいる。滑車５０はまた、綱車１１の固定ロープ１７を含んでいる。固定ロープ１７の一部は、綱車１１の中央凹部１４を通って伸長する。固定ロープ１７は、綱車１１の２個の長手面１２、１３の両側で伸長する２個のストランドを含んでいてよい。

滑車５０はまた、綱車１１の長手面の両側に配置された２個の固定手段５２、５３を含むスペーサ要素５１を含んでいる。綱車１１の固定ロープ１７をスペーサ要素５１に固定すべく固定手段が設けられている。このように、固定ロープ１７により、固定ロープ１７が綱車１１の長手面１２、１３から横方向に、従って角度αが増大するように、離れることができる。角度αが大きくなるほど摩擦の発生が減る。

スペーサ要素５１は、他の機能を実現できる構造内に作り込まれていてよい。図６、７に示す例において、スペーサ要素５１は船舶のマストに作り込まれている。このようなマストは、中空の金属外殻部材として形成することができる。綱車１１を内部に配置すべく外殻部材に第１開口部５４が作成されている。他の２個の開口部５５、５６が、開口部５４と対称に外殻部材に作成されている。２個の開口部５５、５６の各々により固定ロープ１７の一方の終端を固定することができる。より具体的には、固定ロープ１７の両終端は各々開口部５５、５６の一方を通って伸長し、各終端に取り付けられた保持要素５７、５８の各々により固定ロープ１７の各終端を保持することができる。固定手段５２、５３は、開口部５５、５６と、保持要素５７、５８とを含んでいる。船舶マストは一般に、側面が凸面をなしている。固定ロープ１７は従って、主に外殻部材内に配置することができる。保持要素５７、５８を備えた固定ロープ１７の終端はマストの外側で伸長する。滑車５０を用いて、例えば帆を揚げるための揚げ索のように、マストの壁を通って伸長するロープ１６を誘導することができる。揚げ索はマスト内を伸長し、揚げ索はマストの底部で伸長してマストから突き出て操作可能になる。滑車５０により、揚げ索をマストから離して、操作のため反転させることができる。固定ロープ１７は無限ループであってよく、伸長して開口部５５、５６を介して突き出ている固定ロープ１７の終端は、固定ロープ１７に形成された索目５９、６０であってよい。保持要素５７、５８は、索目５９、６０内にすべり込ませたフィンガーであってよい。代替的に、固定ロープ１７の各終端が固定的に結合されたフック、または綱車１１を所定位置に固定すべくストランドまたは固定ロープ１７の終端をスペーサ要素５１に固定的に結合可能にする他の任意の手段を有していてよい。滑車５０を、揚げ索等のロープ１６を突き出させることが望ましいマストを例に説明してきた。当然、変型形態は、ロープ１６が通って伸長する任意の種類の壁、すなわち、壁を通って伸長できるようにロープ１６を支持する滑車を備えた壁にも利用可能である。

図８に、綱車１１と同一回転軸に沿って互いに平行に配置された３個の綱車１１を含む滑車６５の第３の実施形態を示す。各綱車１１は、第１の実施形態または第２の実施形態の説明と同一である。

滑車６５はまた、綱車１１の１個が各々で摺動可能な３個の溝６７を含むスペーサ要素６６を含んでいる。スペーサ要素６６は、異なる綱車１１で共通である。

固定ロープ１７は、各々の溝６７を貫通しながら、各綱車１１の中央凹部１４を通って伸長する。上述のように、固定ロープ１７は、各綱車１１の２個の長手面１２、１３の両側で伸長する。図示する構成において、固定ロープ１７は無限ループを形成する。スペーサ要素６６は、滑車６５を固定可能にする開口部６８を含んでいる。

第３の実施形態は当然、綱車１１の個数に依らず適用することができる。

図９に、綱車１１の長手面１２、１３に対して横方向に突出する２個の終端７２および７３を含む要素により滑車７０のスペーサ要素７１が形成されている別の実施形態を概略的に示す。２個の終端７２および７３は、固定ロープ１７の終端を固定すべく配置される。固定ロープ１７によりスペーサ要素７１に掛かる力に最も良く耐えるためにスペーサ要素は金属製であってよい。

図１０に、固定ロープ７５が、より大きな直径を有する固定ロープ１７と同一の荷重支持能力を有するように複数のより小さいループを含む実施形態を概略的に示す。固定ロープ７５をフィラメントの巻きにより作ることが可能である。作るループの個数は、滑車が支える必要がある力に依存する。

図１１、１２に示す他の二つの実施形態によれば、単一の固定ロープ１７よりも大きな荷重支持能力を有するように固定ロープ１７が複数の無限ループを有していてもよい。固定ロープ１７はまた、互いに固定された複数のストランドで構成されていてもよい。図１１において固定ロープ１７の各ループにスペーサ要素２０が関連付けられている。図１２においてスペーサ要素２０は固定ロープ１７の複数のループで共通である。

図１１、１２の二つの実施形態により、固定ロープ１７に過剰な力が掛かっていることを検知する手段を作成することができる。例えば、同一綱車１１関連付けられた固定ロープ１７の一方の機械的強度を他方の固定ロープ１７よりも弱くすることが可能である。より弱い強度は、固定ロープの断面が小さいか、または機械的強度が弱い材料により得られる。滑車が耐えられる最大名目荷重は、機械的強度が最も弱い固定ロープ１７の断裂強度により画定することができる。この荷重を超えた場合、機械的強度が最も弱い固定ロープ１７は破損し、滑車の動作の連続性を保証すべく他の固定ロープ（群）１７が引き継ぐ。固定ロープ１７のうち１個が破損することで、名目荷重を超えたことが視覚的に検知可能になり、滑車の交換が必要である旨の警告を可能にする。

代替的に、本発明による滑車において、例えば伸長に伴い抵抗が増大する耐性素子により形成された１個以上の変形ゲージ７７を固定ロープ１７に取り付ける等、過剰な力を検知する他の手段を用いてもよい。固定ロープ１７が滑車の固定部に対して固定されているため、固定ロープ１７を辿ることにより、変形ゲージ７７を滑車の外側で測定手段に電気的に接続し、抵抗を測定すべく滑車を固定して、従って固定ロープ１７に掛かる力を測定することが容易である。

図１３に、同一のスペーサ要素８０に複数の綱車１１が関連付けられている実施形態を示す。各綱車１１は、個別の固定ロープ１７を有している。異なる固定ロープ１７は全て同一のスペーサ要素８０により保持されている。図示する例において、各綱車１１の回転軸は互いに平行または共通である。広範な用途の滑車を用意すべく、異なる綱車の回転軸が互いに平行でないように綱車１１を設けることも可能である。

図１４、１５に、熱放射手段を有する綱車１１を示す。その理由は、綱車１１が動作中に回転した場合、固定ロープ１７と綱車１１との摩擦により熱が生じ、有利には綱車１１は、中央凹部１４と接触して固定ロープ１７の摩擦により生じた熱を対流により消散可能にするラジエータを含んでいる。図１４において、ラジエータを形成するフィン８５が環状溝１５に配置されている。フィン８５は、例えば軸Ａに垂直に伸長する。図１５において、フィン８７は長手面１２、１３の一方または両方に配置されている。図１５に示していないスペーサ要素２０は有利には、固定ロープ１７とフィン８７との接触を防止する。

図１６に、固定ロープ１７との接触を潤滑可能にする綱車１１を示す。その潤滑により、固定ロープ１７と中央凹部１４との接触領域での発熱を抑制することができる。潤滑は、固定ロープ１７にグリース等の潤滑剤を単に配置することで得られる。これは、固定ロープ１７をグリースで再コーティングするための定期的な作業が必要である。これらの作業の間隔を空けるべく、滑車に潤滑剤タンクを設けることが可能である。この目的のため、綱車１１は、潤滑剤の収容を目的とする空洞９０を含んでいる。空洞９０は、固定ロープ１７と中央凹部１４との接触に潤滑させるべく配置されている。空洞９０は、例えば軸Ｃに配置されている。

より一般的に、滑車は、中央凹部１４と接触している固定ロープ１７の摩擦により発生する熱の放射手段を含んでいる。図１４、１５に示すように、これらの手段は、例えば固定ロープ１７内で伸長するチャネルにより、綱車１１に配置されていても、または代替的にスペーサ２０または固定ロープ１７に配置されていてもよく、チャネルは熱を放射可能にする熱交換液の搬送を目的とする。

潤滑および外側への熱交換により滑車の発熱を抑制することができる。滑車はまた、例えば固定ロープ１７に配置された温度測定手段を含んでいてよい。力センサに関して、例えば正または負の温度係数を有する抵抗を用いて温度センサ７８を固定ロープ１７内に配置することが可能である。また、温度閾値を超えた場合に変色可能な要素を固定ロープに配置することも可能である。色の変化は、滑車の交換が必要である旨を警告すべく閾値を超えたことを記録可能にすべく明確であってよい。

図１７〜２０に、本発明による滑車の異なる組立品を示す。各々の組立品は、これに特に適した実施形態を参照しながら記述されている。記述する異なる組立品が他の実施形態に利用できることは自明である。従って組立品の簡単な適合を行うことが意図されている。

図１７は、図４ａ、４ｂに示す実施形態を引き継いでいる。スペーサ要素２０は、キャップの２個の部分３６ａ、３６ｂの下に隠されている。固定ロープ１７は無限ループを形成し、２個の索目２６、２７は軸Ｃの領域内で伸長してキャップ３６から突き出る。ロープ２９の一方の終端９０が、滑車１０を固定すべく２個の索目２６、２７を通って伸長する。終端２９は閉ループ９１を形成する。ロープ２９の終端９０で生じた結び目によりループ９１を再び閉じることが可能である。有利には、ループ９１は、ロープ２９に生じた重ね継ぎにより再び閉じられる。

図１８に、固定ロープ１７が、中央凹部１４を通って伸長する閉ループ９５と、滑車１０の固定を目的とする伸長部９６とを含む滑車１０の組立品の変型形態を示す。より具体的には、同一ロープが、綱車１１を通って伸長する固定ロープとして、且つ滑車１０を固定する手段として用いられる。組立品は、ロープの一方の終端９７を綱車１１を通すことにより実現可能である。終端９７は、スペーサ要素２０と当接させられ、次いで例えば重ね継ぎ９８により再び閉じられる。重ね継ぎ９８により形成された閉ループ９５の外側で、ロープは、滑車１０を固定可能にする伸長部９６を形成すべく伸長する。

図１９に、中央凹部１４を通って伸長し、且つ中央凹部１４と直接接触するロープループによりベケット１００が形成された滑車１０の組立品の変型形態を示す。図示する例において、ベケット１００は、固定ロープ１７から分離されたロープループにより形成される。代替的に、ベケット１００を形成すべく固定ロープ１７を伸長させてもよい。

滑車１０の固定は、図示する例において、図１７を参照して記述した固定方法と同様である。追加されたベケット１００は特に、図１９に示していないロープ１６の固定点の作成を可能にする。固定点を、滑車１０を用いる巻き上げに用いることができる。ベケット１００は固定ロープ１７から分離されている。ここではベケット１００の存在を簡略的に示している。綱車１１の長手面１２、１３からベケット１００を遠ざけるべく配置されたスペーサ要素１０１を、ベケット１００により作成されたループ内に配置することが可能である。

代替的に、スペーサ要素２０に固定されていて綱車１１から独立したロープループによりベケットが形成されていてもよい。

図２０に、巻き上げを行うために非常に適した滑車１０の組立品の変型形態を示す。「フィドル滑車」と呼ばれる一般的な組立品は、同一の担持構造に搭載された２個の綱車により形成された組立品を含んでいる。組立品は本明細書に述べる本発明に適している。本発明によるフィドル滑車を１１０で示す。より具体的には、滑車１１０は、上記と同様に第１の綱車１１、第１のスペーサ要素２０、および第１の固定ロープ１７を含み、これらの特徴は上で述べられている。滑車１１０は更に、
・綱車１１の中央凹部１４を通って伸長し、且つ中央凹部１４と直接接触する第１の綱車１１の第２の固定ロープ１１７と、
・綱車１１と同様であり、２個の対向する長手面１１２、１１３、第２の横方向中央凹部１１４、およびロープを反転させるべく設けられた環状溝を形成する第２の凹外面１１５を含み、第２の中央凹部１１４と第２の凹外面１１５とが互いに固定されている第２の一体鋳造綱車１１１と、
・第２の固定ロープ１１７を２個の綱車１１、１１１の長手面１２、１３、１１２、１１３から遠ざけるべく配置された第２のスペーサ要素１２０と
を含んでいる。

全ての実施形態によれば、綱車１１は有利には、なるべく滑らかで且つ応力の下で変形しない外観を有している。従って、使用可能な材料は限られており、主に金属または複合材料である。

例えば、以下に使用可能な金属および複合材料の非網羅的リストを示す。
− 純粋または陽極酸化アルミニウムまたはその誘導体、無加工または研磨済みステンレス鋼、処理済みまたは未処理チタン、鋳造アルミニウム等、
− 繊維（ポリアミド、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン等）が充填されていてもされていなくてもよい、プラスチック射出成形に基づく等方性複合材料、樹脂（エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル、天然）および繊維（カーボン、ガラス、ケブラー、亜麻、セルロース）基づく異方性複合材料等。

これら２例は網羅的でなく、全てが、有利には軽量且つ腐食および紫外光に耐性を有すると共に、高水準の応力耐性を有している金属または複合材料を含んでいる。金属合金、帯電金属、およびカーボンまたはガラス繊維系の複合材料を用いてもよい。

同様に、全ての実施形態によれば、スペーサ要素２０は高圧縮を受けないため、スペーサ要素の作成に用いる材料は、鋳造またはプラスチック射出成形から作成された材料に加え、綱車１１のものと同一であってよい。スペーサ要素２０は木製であってもよい。

全ての実施形態によれば、固定ロープ１７は、有利には綱車１１とスペーサ要素２０の接続を保証する織物である。第１に、材料は、高水準の引っ張り強度を有し、且つ滑車の動作荷重に適していなければならない。次いで、摩擦の発生下でのその機械的特性も優れていなければならない。これら２条件に適合する繊維は殆ど無いが、各種繊維を互い混合することが可能である。使用可能な材料が多数あるのはこのためである。

例えば、固定ロープ１７は、高弾性率ポリエチレン（または一般に「ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）」または「ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）」と呼ばれ、以下ではｄｙｎｅｅｍａと表記）、高性能ポリエチレン、またはポリエチレンの部分構造等、単一の材料から作成される。材料は、軽量性、引っ張り強度、弱い伸長、外部攻撃（化学的、有機的、紫外線）に対する耐性、低摩擦係数、および合理的なコストを併せ持つ。有利には、単一の材料を用いることで、効率、品質および価格の最適な組合せが得られる。

例えば、図２１に示すような別の例において、例えば、芯１２５と呼ばれる内部構造部分およびカバー１２６と呼ばれる保護部分を含む複数の材料の混合物が用いられる。芯１２５は引っ張り耐性が極めて高い繊維であってよく、カバー１２６については摩擦係数が低い繊維を用いてもよい。以下に多くの可能な例を示す。
− ｄｙｎｅｅｍａの芯、ｄｙｎｅｅｍａまたはｄｙｎｅｅｍａ／テフロン（登録商標）混合物のカバー、
− アラミドの芯、ｄｙｎｅｅｍａまたはｄｙｎｅｅｍａ／テフロン混合物のカバー、
− ベクトランの芯、ｄｙｎｅｅｍａまたはｄｙｎｅｅｍａ／テフロン混合物のカバー、
− ＰＢＯ（ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）の芯、ｄｙｎｅｅｍａまたはｄｙｎｅｅｍａ／テフロン混合物のカバー、
− 延伸済みポリエステルの芯、ｄｙｎｅｅｍａまたはｄｙｎｅｅｍａ／テフロン混合物のカバー、
− 金属編みにより形成された芯、およびｄｙｎｅｅｍａのカバー。

しかし、複数の繊維の混合物は、時間の経過に伴い性能レベルおよび耐性が低下するため好適ではない。

芯１２５はまた、ポリウレタンまたはポリウレタンの部分構造等により処理されていてよい。

カバー１２６は、綱車１１と固定ロープ１７との間での摩擦の発生を抑制すべく自己潤滑材料で形成されていてよい。

図２２に、平坦な織り繊維を用いて作成可能なストラップを用いて固定ロープ１７が形成された滑車の変型形態を示す。使用する繊維は例えば、上述のような高弾性率ポリエチレン、または綱車１１における摩擦への対応に適した他の任意の材料を含んでいる。

他の全ての図面において、固定ロープ１７の断面は円形である。当然、固定ロープ１７の他の任意の断面も本発明の範囲から逸脱することなく可能である。

本発明の荷重耐性の驚異的な結果を示すべく本発明の滑車を二つの解決策と比較する。第１の解決策は綱車単独であり、第２の解決策はボール型綱車、すなわちボールベアリングを有する滑車である。使用する綱車は重さが１２．８グラム、動作荷重が１６００キロで、破壊荷重が３５００キロである。ボール型綱車は重さが１１８グラム、動作荷重が５００キロで、破壊荷重が１５００キロである。

試験を実施するために２個の力センサを用いる。第１の力センサ１３５の能力は１０トンであり、第２の力センサ１３６の能力は５トンである。２個の力センサは、荷重誤差を測定すべく直列に取り付けられている。誤差のマージンは２個の力センサ間で０．５％である。

試験は、試験対象である反転部材１３８（本発明の滑車、綱車およびボール型綱車）の、ロープにより固定点１３７に接続された油圧シリンダ１３４により適用される牽引力の荷重を伝達する能力に関する。本発明による滑車の場合、固定ロープ１７は、高弾性率ポリエチレンの芯、および直径が６ｍｍのポリエステルのカバーを含んでいる。反転要素１３８内へ伸長しているロープがなす角度は１８０°である。

第１の力センサ１３５は油圧シリンダ１３４の荷重線に取り付けられ、第２の力センサ１３６は、固定点１３７で係合するロープに取り付けられている。要素は、もやい結びにより互いに接続されている。試験の構成は図２３に見られる。

第１の試験は、直径３５ｍｍの綱車を単独で試験するものである。ｄｙｎｅｅｍａロープが中央凹部を通って伸長し、綱車を一体的に保持する。試験の荷重線もまた、綱車の中央凹部を通って伸長する。張力が掛かっている間、ロープがぎこちなく摺動して、高水準の摩擦力の特徴を示す雑音を発したことが分かった。

力センサにより得られた測定値の１つを次表に示す。

綱車の後で荷重の４５％の損失が観察され、従って誘発された摩擦の発生により力の大部分が吸収された。ロープを点検する間、綱車との接触点でロープの疲労が見られ、摩擦の発生の力による発熱の結果、繊維の部分的断裂および繊維同士の部分的融合により特徴付けられる。綱車は全く損傷しなかった。

第２の試験は直径が５７ｍｍのボール型綱車に関するものである。試験は、綱車単独の場合と同一の条件下で実施された。試験において、荷重線はボール型綱車の溝を通って伸長する。

ボール型綱車の結果を次表に示す。

システムを分解した後、ロープに対する更なる損傷は見られなかった。しかし、ボール型綱車の金属製固定要素は変形していた。これは、ロープに１８０°の角度で約５００キロが掛かる状態で、理論上の使用荷重が５００キロであるボール型綱車に掛かる荷重が１トンに近くであり、従って滑車が損傷したからである。

第３の試験は、本発明の滑車に１００°の角度αを掛けるものである。試験はボール型綱車と同一条件の下で実施されたが、本発明の滑車の方が使用荷重が大きいため、最大牽引荷重を増やした。荷重線は綱車１の溝を通って伸長する。

システムを分解した後、本発明による滑車の綱車１１の損傷は見られなかった。滑車の性能は保持されている。更に、荷重の下であっても綱車１１は回転可能である。

綱車単独での第１の試験を行う間、荷重に大幅な損失があり、従って効率が極めて限定され、且つ芯の断裂および部分的な融合を伴うロープの不可逆的な損傷が見られた。損傷は、第２の試験および第３の試験では生じなかった。

第２の試験は、ロープに５００キロの荷重が掛かるボール型綱車の限界を露呈する。荷重の損失が約１０％に過ぎないため、綱車の効率は第１の試験よりはるかに良い。ボール型綱車は、力を効果的に伝達して、ロープを使用する間におけるロープの性能に準拠している。ボール型綱車の短所は価格であり、すなわち本発明による滑車の３〜４倍であり、且つその重量はすなわち本発明による滑車の７〜８倍も重い。

本発明の滑車は、あらゆる観点から真に効果的な結果を示す。従って、力の伝達がボール型綱車よりも良好であることが分かっているため、本発明の真の効率を証明している。

Claims (19)

1. ・２個の対向する長手面（１２、１３）、横方向中央凹部（１４）、およびロープ（１６）を反転させるべく設けられた環状溝（１５）を形成する凹外面を含み、前記中央凹部（１４）と前記凹外面（１５）とが互いに固定されている一体鋳造綱車（１１）と、
   ・前記綱車（１１）の前記中央凹部（１４）を通って伸長する前記綱車（１１）の固定ロープ（１２）であって、前記中央凹部（１４）と直接接触する、前記綱車（１１）の固定ロープ（１７）と、
   ・前記固定ロープ（１７）を前記綱車（１１）の前記長手面から分離すべく配置されたスペーサ要素（２０）と
   を含むことを特徴とする滑車。
2. 前記スペーサ要素（２０）が、前記綱車（１１）の前記長手面（１２、１３）に対して横方向に突出する２個の終端（２２、２３）を含み、前記２個の突出終端（２２、２３）が前記固定ロープ（１７）を当接させて収容すべく配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の滑車。
3. 前記スペーサ要素（５１）が、前記綱車（１１）の前記長手面（１２、１３）の両側に配置された２個の固定手段（５２、５３）を含み、前記固定手段（５２、５３）が前記固定ロープ（１７）を前記スペーサ要素（５１）に固定すべく設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の滑車。
4. 前記固定ロープ（１７）が前記綱車（１１）から、前記綱車（１１）の各側で１方向として２方向（３１、３２）へ遠ざかり、前記２方向（３１、３２）が１０°〜１８０°、好ましくは８０°〜１２０°の角度を共になすことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の滑車。
5. 前記スペーサ要素（２０）が、前記綱車（１１）の誘導溝（３４）を含み、前記誘導溝（３４）が前記綱車（１１）の少なくとも一部を覆うべく設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の滑車。
6. 前記固定ロープ（１７）が、前記綱車（１１）の前記中央凹部（１４）を通って伸長する２個のストランド（１８、１９）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の滑車。
7. 前記スペーサ要素（２０）が、前記２個のストランド（１８、１９）を前記長手面（１２、１３）と平行に分離すべく配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の滑車。
8. 前記固定ロープ（１７）が無限ループを形成すること、および前記スペーサ要素（２０）が、前記固定ロープ（１７）により前記中央凹部（１４）の両側で形成される２個の索目（２６、２７）を収容すると共に、前記２個の索目（２６、２７）を貫通することにより前記滑車（１０）を固定可能にすべく配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の滑車。
9. 前記固定ロープ（１７）が、前記綱車（１１）の前記中央凹部（１４）を通って伸長する少なくとも２個のストランド（７５）を含むこと、および前記少なくとも２個のストランド（７５）が隣接していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の滑車。
10. 前記中央凹部（１４）を各々通って伸長する複数の分離された固定ロープ（１７）を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の滑車。
11. 固定ロープ（１７）に各々関連付けられている、固定ロープ（１７）と同数のスペーサ（２０）を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の滑車。
12. ・各々が２個の対向する長手面（１２、１３）、横方向中央凹部（１４）、およびロープ（１６）を反転させるべく設けられた環状溝（１５）を形成する凹外面を含み、前記中央凹部（１４）と前記凹外面（１５）とが互いに固定されている複数の一体鋳造綱車（１１）と、
    ・前記綱車（１１）の各々に関連付けられていて、前記対応する綱車（１１）の前記中央凹部（１４）を通って伸長する固定ロープ（１７）であって、前記関連する綱車（１１）の前記中央凹部（１４）と直接接触する固定ロープ（１７）と、
    ・前記異なる固定ロープ（１７）を、前記対応する綱車（１１）の前記長手面（１２、１３）から横方向に移動させて分離すべく配置されたスペーサ要素（８０）と
    を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の滑車。
13. 前記綱車（１１）が、前記中央凹部（１４）と接触する前記固定ロープ（１７）の摩擦により発生する熱を対流により消散可能にするラジエータ（８５、８７）を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の滑車。
14. 前記綱車（１１）が、潤滑剤を収容することを目的とし、且つ前記固定ロープ（１７）と前記中央凹部（１４）との接触を潤滑させるべく設けられた空洞（９０）を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の滑車。
15. 前記固定ロープ（１７）が、前記中央凹部（１４）を通って伸長する閉ループ（９５）、および前記滑車（１０）を固定することを目的とする伸長部（９６）を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の滑車。
16. 前記中央凹部（１４）を通って伸長し、且つ前記中央凹部（１４）と直接接触するロープループにより形成されたベケット（１００）を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の滑車。
17. ・前記綱車（１１）の前記中央凹部（１４）を通って伸長し、且つ前記中央凹部（１４）と直接接触する、前記綱車（１１）の第２の固定ロープ（１１７）と、
    ・２個の対向する長手面（１１２、１１３）、第２の横方向中央凹部（１１４）、およびロープ（１６）を反転させるべく設けられた環状溝を形成する第２の凹外面（１１５）を含み、前記第２の中央凹部（１１４）と前記第２の凹外面（１１５）とが互いに固定されている第２の一体鋳造綱車（１１１）と、
    ・前記第２の固定ロープ（１１７）を、前記２個の綱車（１１、１１１）の前記長手面（１２、１３、１１２、１１３）から分離すべく配置された第２のスペーサ要素（１２０）と
    を更に含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の滑車。
18. 前記固定ロープ（１７）に過剰な力が掛かっていることを検知する手段（７７）を含むことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の滑車。
19. 温度測定手段（７８）を含むことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の滑車。

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