JP6652570B2 - ケーブルウィンチ - Google Patents

Description

本発明は、電気駆動モータ、伝動装置、およびロータリエンコーダを備えたケーブルウィンチであって、電気駆動モータが伝動装置に連結され、ロータリエンコーダが駆動モータおよび／または伝動装置の回転速度を決定するための信号を提供するように、ロータリエンコーダが電気駆動モータおよび／または伝動装置に割り当てられて成る、ケーブルウィンチに関する。

独国特許出願公開DE3424590A1はすでに、電気駆動モータを備えたチェーンホイストを開示している。駆動モータは伝動装置によって、チェーンを駆動させるためのチェーンホイールに接続される。伝動装置は通常、伝動装置入力軸を有し、駆動モータとは反対側のその端部にはディスクがそれと結合回転するように接続される。ディスクは、ホール効果に従って動作するセンサを含む伝動装置入力軸の回転速度を決定するためのセンサ配列の構成部品である。この目的のために、磁石がディスクの外周に沿って相互に間隔を置いて埋設され、前記磁石は、伝動装置入力軸の回転によってそれらがホールセンサを通過して移動するときに、ホールセンサによって検出される。

さらに、欧州特許出願公開EP0476459A2は、回転速度センサおよび回転角センサが電気駆動モータに割り当てられ、さらにケーブルドラムにも割り当てられた、クレーン用の安全装置を記載している。回転速度センサはインクリメンタルセンサとして設計され、回転角センサは角度エンコーダとして設計される。駆動モータとケーブルドラムとの間の伝動装置の領域には、回転速度センサおよび回転角センサのどちらも設けられない。

さらに、独国特許出願公開DE10339440A1は、回転速度センサの信号を評価するチェーンホイストの監視方法を開示している。回転速度センサは、電気駆動モータとは反対側の伝動装置の入力軸の一端に配設される。回転速度センサは、鋸歯状ロックワッシャの外縁の周囲に二股状に係合する光バリアとして設計される。鋸歯状ロックワッシャは、伝動装置の入力軸にそれと結合回転するように接続され、かつその外縁領域には、鋸歯状ロックワッシャの外周に沿って均等にかつ略矩形の穴と交互に分布する略矩形の歯が設けられる。通過移動する鋸歯状ロックワッシャの歯によって生じる光ビームの遮断は、信号として評価される。

駆動モータと伝動装置との間のロータリエンコーダの配設は、車両の操舵駆動装置に関連して日本国特開2010-200543A号公報から公知であり、かつ車両の電動窓リフトおよびミラーアジャスタの作動駆動装置に関連して独国特許出願公開19749009A1から公知である。同様の配設は、日本国特開2001-103709A号公報からも公知である。

独国特許出願公開DE3424590A1 欧州特許出願公開EP0476459A2 独国特許出願公開DE10339440A1 日本国特開2010-200543A号公報 独国特許出願公開19749009A1 日本国特開2001-103709A号公報

本発明の目的は、電気駆動モータ、伝動装置、およびロータリエンコーダを備え、ロータリエンコーダが有利に配設されて成る、ケーブルウィンチを提供することである。

この目的は、請求項１に記載の特徴を有する、電気駆動モータ、伝動装置、およびロータリエンコーダを備えたケーブルウィンチの場合に達成される。本発明の有利な実施形態は請求項２ないし１１に記載される。

本発明によれば、電気駆動モータ、伝動装置、およびロータリエンコーダを備えたケーブルウィンチであって、電気駆動モータが伝動装置に連結され、かつロータリエンコーダが駆動モータおよび／または伝動装置の回転速度を決定するための信号を提供するように、ロータリエンコーダが電気駆動モータおよび／または伝動装置に割り当てられて成るケーブルウィンチの場合、ロータリエンコーダの有利な配設は、ロータリエンコーダが電気駆動モータと伝動装置との間に配設されるという事実のおかげで達成される。

伝動装置の入力軸の領域で伝動装置に受容部が配設されるようにし、電気駆動モータが受容部に固定され、受容部内には連結空間が設けられ、その中にロータリエンコーダの少なくとも機能部分が配設されることは有利である。したがって、ロータリエンコーダは省スペース的に既存の連結空間に収容することができる。ディスクおよび隣接するセンサは、ロータリエンコーダの機能部分であることを理解すべきである。センサの筐体の一部分は筐体または受容部の壁内に受容することができる。

連結空間はまた、軸継手によって電気駆動モータのモータ軸を伝動装置の入力軸に接続するためにも使用される。

この場合、連結空間は、半径方向には受容部によって画定され、かつ軸線方向には伝動装置および電気駆動モータによって画定されることが有利である。

一つの特定の構造実施形態では、受容部は環状であり、伝動装置の入力軸に対し同心状に向き付けられる。

連結空間は閉鎖されることが特に有利である。ロータリエンコーダはこうして、環境の影響から保護されるように収容することができる。

一つの有利な実施形態では、ロータリエンコーダはディスクおよびセンサを含み、ディスクはモータ軸または入力軸に同心状に、かつそれらと結合回転するように配設され、かつディスクはセンサによってスキャンされ、センサは受容部および／または伝動装置に固定される。

入力軸上のロータリエンコーダの配設は、電気駆動モータの交換または装着を容易にする。

一つの好適な実施形態では、ディスクは扁平かつ環状にすることができ、複数の窓が縁部領域に配設され、周方向に連続しているこれらの窓は相互に等間隔に配置され、センサはホールセンサとして設計され、窓の領域でディスクをスキャンする。これは信号を軸線方向にタップすることを可能にし、それは半径方向に見て小さい構成サイズを可能にする。

特に単純な組立および保守は、ロータリエンコーダのセンサが伝動装置の筐体の壁の外側から、壁に設けられた穴を介して挿入され、外側に当接した状態で連結空間内に突き出るという事実のおかげで可能になる。

簡単な構造で、ロータリエンコーダ、特にそのセンサは、連結空間に隣接する伝動装置の筐体の内部空間の外側に配設することができる。したがって、センサは特に、保守および組立のために筐体またはその内部空間を開放する必要なく、この目的のために伝動装置の筐体の外側からアクセス可能である。

本発明の例示的実施形態を以下で、図面に示す例示的実施形態に関連して、さらに詳しく説明する。

図１は、ケーブルウィンチ１の基本的構成要素の略図である。 図２は、伝動装置３に接続された電気駆動モータ２の領域の拡大断面図である。

図１は、荷物を昇降させるためのケーブルウィンチ１の基本的構成要素の略図を示し、前記ケーブルウィンチは電気駆動モータ２、伝動装置３、ロータリエンコーダ４、およびケーブルドラム５を備える。電気駆動モータ２は通常、駆動モータ２の従動側に突出するモータ軸２ａを有する。モータ軸２ａは、軸継手６を介して、それと結合回転するように伝動装置３の入力軸３ａに接続される。入力軸３ａにはロータリエンコーダ４が割り当てられ、それによって入力軸３ａの回転速度を決定することができる。出力側では伝動装置３は、出力軸３ｂおよびさらなる継手７を介して、ケーブルドラム５のドラム軸５ａに接続される。

図２は、電気駆動モータ２の従動側部分および伝動装置３の入力側部分および筐体３ｃの内部空間３ｇの拡大断面図を示す。電気駆動モータ２は、好ましくは標準仕様の伝動装置３にボルト止めするための貫通穴（図示せず）付きの接続フランジ２ｂを有する、市販の電動モータとして設計される。駆動モータ２を伝動装置３の筐体３ｃに装着するために、筒形スリーブ状の受容部３ｄが筐体３ｃに形成され、伝動装置３の入力軸３ａに対して同心状に向き付けられ、入力軸３ａと平行に外向きに延びる。駆動モータ２および伝動装置３が組立て状態にあるときに、駆動モータ２の接続フランジ２ｂは伝動装置３の筐体３ｃとは反対側を向いた受容部３ｄの一端に当接され、受容部３ｄにボルト止めされる。これにより、半径方向には受容部３ｄによって画定され、かつ軸線方向には筐体３ｃの壁３ｅおよび駆動モータ２のモータ軸側プレート２ｃによって画定される、閉鎖連結空間８が形成される。この場合、壁３ｅおよびプレート２ｃは、連結空間８を形成するために、相応して相互に幅Ｂだけ離隔される。幅Ｂは約５０〜１４０ｍｍである。連結空間８内で、モータ軸２ａおよび軸線方向にそれと位置合わせされた入力軸３ａは、軸継手６を介して、結合回転するように一体に接続される。軸継手６の構造、特にその軸方向長さ、および連結空間８の幅Ｂは、入力軸３ａが筐体３ｃの壁３ｅから、かつしたがって筐体３ｃの内部空間３ｇから略長さＬだけ、入力軸が軸継手６内に受容されるまで突出するように、選択される。長さＬは約１０〜６０ｍｍである。その結果、連結空間８内にロータリエンコーダ４を受容するための充分な空間が存在し、ロータリエンコーダは連結空間８に隣接して内部空間３ｇの外側に、したがって内部空間３ｇから離間して配設される。

ロータリエンコーダ４は現行の全ての実施形態で形成することができる。好ましくは、図２に示すように、ロータリエンコーダ４の一実施形態は、ホール効果に従って動作するセンサ４ｂによって非接触方式でスキャンされる円形ディスク４ａを有する。ディスク４ａは、入力軸３ａ上に同心状にかつわずかな隙間を隔てて押し込むために、かつ伝動装置３に面する側でそれを固定リング９により固定するために、中心開口を有する。ディスク４ａの穴には内方に突起するラグが設けられ、それは入力軸３ａの長手溝内に係合する。反対側では、ディスク４ａは、例えばスリーブを介して軸継手６に当接する。ディスク４ａは、外縁領域に縁から少し離隔して、周方向に見て相互に等間隔に配置された複数の台形の窓４ｃを有する、円形環状の打抜き薄板金属部品である。この場合、窓４ｃは、ディスク４ａの全周にわたって均等に分布し、かついずれの場合もディスク４ａの材料から成る窓４ｃ間のウェブ４ｄによって相互に離間して、配設される。窓４ｃは同様に打抜き加工され、したがってディスク４ａの開口孔である。回転する入力軸３ａによって、窓４ｃはディスク４ａの周方向にセンサ４ｂを通過して誘導され、センサ４ｂは窓４ｃとウェブ４ｄとの間の変化を検出し、それは計数インパルスとして評価される。この計数インパルスを用いて、入力軸３ａの回転速度が次いで、コントローラ１０（図１参照）で例えば毎分回転数で算出される。好ましくは、周方向に連続した三十の窓４ｃが設けられ、ディスクは１４０ｍｍの直径を有する。三十ではなく他の数の窓および他の直径も実現可能である。

この場合、センサ４ｂは、センサ４ｂにおけるホールセンサと磁石の固定された組合せである、いわゆるバイアスされたホールセンサとして設計される。センサ４ｂを通過して移動する窓４ｃおよびウェブ４ｄは、磁石の力線の異なる偏向を発生させ、それは次いでホールセンサによって、計数インパルスで表される磁束密度の変調として検出される。

さらに、図２はセンサ４ｂの設置位置をより詳細に示す。図２に示される通り、連結空間８は、伝動装置側で筐体３ｃ内から内部空間３ｇを介して、かつ筐体３ｃの外側から穴１１を介して、アクセス可能である。センサ４ｂは、外側から穴１１を通して、すなわち筐体３ｃの外側３ｈから、筐体３ｃの壁３ｅを通して、センサ４ｂが筐体の一部分により壁３ｅ内に受容されるように、挿置される。この場合、センサ４ｂ、または筐体３ｃに固定されたその保持部は、外側３ｈに当接され、こうして前記センサは、保守および組立のために筐体３ｃまたはその内部空間３ｇを開放する必要なく、この目的のために伝動装置３の筐体３ｃの外側から容易にアクセス可能になる。センサ４ｂは外側３ｈから穴１１を介して突出し、かつ穴１１から内側に向かって連結空間８内に突出し、かつスキャンされるディスク４ａからわずかな間隔Ａを置いて終端する。間隔Ａは０．２ｍｍ〜５ｍｍである。センサ４ｂは、内部空間３ｇから離して装着されるため、伝動装置３の内部空間３ｇと接触せず、センサ４ｂは壁３ｅの一部分３ｆ内に配設されるので、伝動装置３の筐体３ｃは、一方では受容部３ｄの一部分を支持するために、かつ他方では連結空間８を画定するために、長くなる。それに対応して、受容部３ｄおよびしたがって連結空間８は、入力軸３ａの方向に見て横方向にずらして向き付けられるので、この方向に見たときに受容部３ｄの一部分だけが伝動装置３の筐体３ｃを被覆する。被覆部分と横方向に隣接する受容部３ｄの部分は、伝動装置側を壁３ｅの前記一部分３ｆによって画定され、上述の通り、壁の穴１１内にセンサ４ｂは受容される。

センサ４ｂを有するロータリエンコーダ４は、鋸歯状ロックワッシャの外縁の周囲に二股状に係合する光バリアとして設計することも実現可能である。鋸歯状ロックワッシャは次いで、伝動装置３の入力軸３ａにそれと結合回転するように接続され、かつその外縁領域に、鋸歯状ロックワッシャの外周に沿って均等にかつ略矩形の穴と交互に分布する略矩形の歯が設けられる。通過移動する鋸歯状ロックワッシャの歯によって生じる光ビームの遮断は、回転速度センサによって信号として評価される。同様に処理される、すなわち磁化される入力軸３ａの回転運動の直接非接触タッピングも実現可能であろう。

１ ケーブルウィンチ
２ 電気駆動モータ
２ａ モータ軸
２ｂ 接続フランジ
２ｃ プレート
３ 伝動装置
３ａ 入力軸
３ｂ 出力軸
３ｃ 筐体
３ｄ 受容部
３ｅ 壁
３ｆ 壁３ｅの一部分
３ｇ 内部空間
３ｈ 外側
４ ロータリエンコーダ
４ａ ディスク
４ｂ センサ
４ｃ 窓
４ｄ ウェブ
５ ケーブルドラム
５ａ ドラム軸
６ 軸継手
７ さらなる継手
８ 連結空間
９ 固定リング
１０ コントローラ
１１ 穴
Ａ 間隔
Ｂ 幅
Ｌ 長さ

Claims (7)

1. 電気駆動モータ（２）と、伝動装置（３）と、ロータリエンコーダ（４）とを備え、前記電気駆動モータ（２）が前記伝動装置（３）に連結され、かつ前記ロータリエンコーダ（４）が前記電気駆動モータ（２）および／または前記伝動装置（３）の回転速度を決定するための信号を提供するように、前記ロータリエンコーダ（４）が前記電気駆動モータ（２）および／または前記伝動装置（３）に割り当てられており、前記ロータリエンコーダ（４）が前記電気駆動モータ（２）と前記伝動装置（３）との間に配設されており、前記ロータリエンコーダ（４）はディスク（４ａ）およびセンサ（４ｂ）を含み、前記ディスク（４ａ）は前記電気駆動モータ（２）のモータ軸（２ａ）上または前記伝動装置（３）の入力軸（３ａ）上に同心状に、かつそれと結合回転するように配設され、前記センサ（４ｂ）は前記ディスク（４ａ）をスキャンし、かつ受容部（３ｄ）および／または前記伝動装置に固定されている、ケーブルウィンチであって、
   前記ディスク（４ａ）は扁平かつ環状であり、縁部領域に複数の窓（４ｃ）が配設され、周方向に連続している前記窓は相互に等間隔に配置され、前記センサ（４ｂ）は、前記窓（４ｃ）の領域で前記ディスク（４ａ）をスキャンするように構成されており、前記ディスク（４ａ）と前記センサ（４ｂ）とは、前記信号を受信することを可能にするように軸線方向に対面配置されており、
   前記伝動装置（３）の入力軸（３ａ）の領域で前記伝動装置（３）に前記受容部（３ｄ）が配設され、前記電気駆動モータ（２）は前記受容部（３ｄ）に固定され、前記ロータリエンコーダ（４）の少なくとも機能部分が配設される連結空間（８）が前記受容部（３ｄ）内に設けられ、
   前記ロータリエンコーダ（４）のセンサ（４ｂ）は、前記伝動装置（３）の筐体（３ｃ）の壁（３ｅ）の外側（３ｈ）から、前記壁（３ｅ）に設けられた穴（１１）を介して挿置され、かつ外側（３ｈ）に当接した状態で前記連結空間（８）内に突出することを特徴とする、ケーブルウィンチ（１）。
2. 前記連結空間（８）内で、前記電気駆動モータ（２）のモータ軸（２ａ）が、軸継手（６）を介して前記伝動装置（３）の前記入力軸（３ａ）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のケーブルウィンチ（１）。
3. 前記連結空間（８）は、半径方向には前記受容部（３ｄ）によって、かつ軸線方向には前記伝動装置（３）および前記電気駆動モータ（２）によって画定されることを特徴とする、請求項１または２に記載のケーブルウィンチ（１）。
4. 前記受容部（３ｄ）は環状であり、かつ前記伝動装置（３）の前記入力軸（３ａ）に対して同心状に向き付けられることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか一つに記載のケーブルウィンチ（１）。
5. 前記連結空間（８）は閉鎖されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一つに記載のケーブルウィンチ（１）。
6. 前記ロータリエンコーダ（４）は入力軸（３ａ）上に配設されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一つに記載のケーブルウィンチ（１）。
7. 前記ロータリエンコーダ（４）、特にそのセンサ（４ｂ）は、前記連結空間（８）に隣接して前記伝動装置（３）の筐体（３ｃ）の内部空間（３ｇ）の外側に配設されることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一つに記載のケーブルウィンチ（１）。

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