JPH01500658A - ウインチ補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ウィンチ補償装置 技術分野 本発明はケーブルを巻き上げた９、繰り出すためのウィンチに関し、特にケーブ ルの衝撃負荷に抵抗する補償装置に関する。

発明の背景 ウィンチは多様な用途に用いられている。通常ウィンチ自体は第１の対象物にし つかシと取シ付けられ、ある希望長さのケーブルあるいはワイヤが該ウィンチに 固定されて第２の対象物に接続するよう延ばされる。

ウィンチのドラムを回転させることによシ、希望に応じてケーブルを繰り出した り、あるいはドラムに巻き取ることができる。

ある用途においては渕象物が相互に対して急に運動してケーブルに衝撃負荷を生 ぜしめる可能性がある。

そのような衝撃負荷は関連装置の寿命や、さらにその構造上の一貫性に関して極 めて不具合である。そのような用途の一例は、補給ポートを係留するため固定さ れた海上プラットフォームに取り付けられるウィンチの場合である。ウィンチか らのケーブルの自由端は、荒海において頻繁に補給ポートに取り付けられる。補 給キードがプラットフォームに衝突するのを阻止することが絶対的に必要なので 、補給ボートはプラットフォームからは風下に係留され、その時の風と海流とが 補給ボートをプラットフォームから離れる方向に運動させるよう作用してケーブ ルにテンションを加える。

ポートの動きがケーブルによシ止められるにつれて、波と風の作用によりケーブ ルは衝撃負荷を受けることが度々ある。

過去において、ウィンチと対象物との間を延びるケーブルへ実際に組み入れた補 償装置が用いられてきた。

そのような補償装置は作動が典型的には水力空気式であって、それ故、作動のた めに加圧された空気あるいは流体を継続的に供給す必要のある「能動的」な装置 である。

ウィンチに巻き取られたシ、かつ繰り出したシしたケーブルに対する衝撃負荷を 低減させるために使用する改良補償装置が必要とされている。そのような補償装 置は信頼性があシ、かつ高圧の流体あるいは空気を継続的に供給する必要のない ものが好ましい。

発明の要約 本発明の一局面によれば、ケーブルを受け取るためのドラムを有するウィンチが 開示されている。軸心の周シで回転するよう構造体がドラムを支持している。

駆動要素も軸心の周シで回転するよう構造体により支持されている。ドラムと駆 動要素との間でトルクを伝達するよう弾性ばねが作動接続されている。弾性、ば ねはケーブルの衝撃負荷を吸収する。

本発明の別の局面によれば、ケーブルをドラムから繰シ出したシあるいは巻き取 るために弾性ばねを介して軸心の周りでドラムをいずれかの方向に回転させる構 造体を駆動要素に接続することができる。

本発明の別の局面によれば、弾性ばねを介するドラムブレーキを形成するために 細心の周シの駆動要素の回転を停止させる構造体を設けることができる。

本発明のさらに別の局面によれば、弾性ばねは、一体構造を形成するよう接着さ れた交互の弾性リングと剛性リングとからなる円筒体を形成し、該円筒体の第１ の端部は駆動要素に、第２の端部はドラムに接続されている。

本発明の別の局面によれば、弾性ばねは、それぞれの第１の端部が連α関係で相 互にしつかシと接続されている同心状の弾性円筒体から形成されている。

図面の簡単な説明 添付図面と関連して以下の詳細説明ｔＳ照すれば本発明をさらに完壁に理解する ことができる。

第１図は本発明の第１の実施例を形成するウィンチの斜視図、 第２図は第１図に示すウィンチの第１の修正形態の断側面図、 第３図は本発明の第２の実施例を形成するウィンチを示す図、および 第４図はトルクと、弾性ばねを介する駆１１ｈ要素とウィンチドラムとの角度回 転の間の関係を示すグラフである。

詳細説明 数葉の図を通して同じ部材あるいは対応する部材を同じ参照番号で指示する図面 、特に第１図を参照すれば、本発明の第１の実施例を形成するウィンチ１０が示 されている。

ウィンチは海上ゾラットフォーム等に固定しうる基部１２を有する。基部はドラ ム１４と駆動要素１６とを軸心の周シで回転するよう支持している。弾性ばね２ ０がドラム１４と駆動要素１６との間で固定されて軸心１８の周シで前記ドラム と駆動要素との間でトルク力を伝達する。ケーブル２２がドラム１４の外側で受 け取られ、そのためドラムが軸心１８の周シで所定方向に回転するにつれて、必 要に応じてケーブルが繰シ出されたシ、あるいは巻き取られる。以下詳細に説明 するように、弾性ばね２０ｔ−使用することにょシ、ドラムが回転しているとき と、およびドラムが静止しているときの双方の場合においてケーブル２２の不具 合な衝撃負荷を低減する補償装置としての機能をウィンチ１０に提供する。ケー ブル２２のテンションが急に増減することによシ弾性ばね２０を軸心１８の周シ で環状移動させ、ケーブルの衝撃を低下させ、そのためクープルとウィンチとの 寿命を延し、信頼性を向上させる。

ドラム１４は、円筒形部分の端部からケーブルを規制する壁２６と２８とが半径 方向外方に延びている円筒形部分２４を有する。壁２６は、軸心１８の周りで回 転するよう基部にドラムを取シ付ける構造体（図示せず）を有する。壁２８はそ の中心を貫通した開口を有し、該開口は駆動要素１６を通すよう円筒形部分２４ の内側へ開放している。駆動要素１６がドラム１４を壁２８において軸心１８の 周りを回転するよう支持するが、軸心１８の周シでの相゛対回転を許容するよう ベアリング構造体を壁２８を貫通する開口に設けることが好ましい。

駆動要素１６は例えばピローブロックベアリング３０によシ軸心１８の周シを回 転するよう基部１２に取シ付けられている。被動歯車３２が駆動要素１６に取り 付けられ、かつ駆動チェイン３６を介して駆動歯車３４と協働する。駆動歯車３ ４は、ウィンチの駆動およびブレーキの組み合わせ機構４０に接続された駆動ｑ ｅ３Ｂに支持されている。駆動軸３８は軸心１８に対して平行の軸心の周りで回 転するようビローブロックベアリング４２により取シ付けられている。ウィンチ の駆動およびブレーキの組み合わせ機構４０は種々の歯車を介して駆動要素１６ をいずれかの方向に回転させたシ、あるいは駆動要素１６の位置を固定すること ができる。

弾性ばね２０の全体形状は円筒形であって、−心１８と同心状に位置されている 。弾性ばね２０の第１の端リング４４は駆動要素１６にしつかシとボルト止めさ れている。弾性ばね２０の反対側の端部は壁２６にしりかシとボルト止めされた 第２の端リング４６である。前記の端リングの間には一連の弾性リング４８と剛 性りング５０とが交互に位置しておシ、それらは相互に接着されて一体の弾性ば ね２０を形成する。

もし駆動要素の運動を阻止するために前記機構４０のブレーキ部分が使用された としても、弾性ばねの弾性リング４８における捩れ剪断の結果ドラム１４は依然 としていずれかの方向に回転することができる。例えば、もしケーブル２２にテ ンションが加えられているとすれば、テンションが増加することによシ弾性要素 ２０において捩れ剪断を発生させ、弾性ばね２０を介して駆動要素１６に加えら れたトルクがケーブル２２によシトラム１４に加えられたトルクと等しくなるま でドラムからケーブルをさらに繰シ出すようにさせる。同様に、ケーブル２２の テンションが減少すればトルクが均衡するまで弾性リング４８の剪断を低減させ る。ケーブルのテンションが急に増減することによるクープルおよびウィンチに 対する衝撃負荷は弾性ばね２０の弾性捩れ剪断によシ緩和されることによりケー ブルおよびウィンチの双方の寿命を増加させ、深刻な故障の可能性を阻止する。

ケーブルを巻き取るべき場合、前記機構４０は、ばね２０を介してドラム１４に 伝達されるトルクがケーブルのテンション並びに、ドラム１４にケーブルを巻き 取るウィンチの運動に対する摩擦抵抗を上廻るまで駆動要素１６を弾性ばね２０ において捩れ剪断をもたらす、矢印５２の方向に回転させる。同様に、ケーブル を繰シ出すには、前記機構４０は駆動要素１６を矢印５２とは反対の方向に回転 させることによシトツム１４をケーブルを繰シ出すよう回転させる。

第２図はウィンチ１０の第１の修正形態を示す。修正されたドラム１００は円筒 形部分１０４を形成したリング１０２を有する。ドラム１０００円筒形部分１０ ４の外部にはケーブル２２を受け入れるための螺旋状の溝１０６が形成されてい る。ドラム１００は該ドラム１００と駆動軸１１４との間で作用するベアリング １１０と１１２とを介して細心１０８の周シで回転するよう取シ付けられている 。駆動軸１１４は軸心１０８の周シを回転するよう基部１２に直接取シ付けられ ている。環状プレート１１６がドラム１００の一端近傍で駆動軸１１４にしつか シと固定されている。

弾性ばね１１８が環状プレート１１６と、該プレート１１６とは反対側の端部に おいてドラム１００の一部との間で固定されている。弾性ばね１１８は弾性リン グ１２１の間で接着された円錐形部分を形成する剛性プレート１１９から形成さ れている。第２図に示す装置の機能と作動方法とは第１図に示すウィンチ１０の それと基本的に同一である。

第３図は本発明の第２の実施例を形成するウィンチ２００を示す。ウィンチ２０ ０は機能はウィンチ１０と同様であるが駆動軸２０６とドラム２０８との間で連 続関係で相互に固定された２個の同心状弾性要素を組み込んでいる。弾性ばね２ ０２と２０４とは接続キャップ２１０を介して接続端において相互に固定されて いる。接続キャップ２１０は駆動軸２０６とドラム２０８の双方に対して回転自 在である。

駆動軸２０６は細心２１２の周シを回転するよう、第３図の左側においてはベア リング組立体（図示せず）および第６図の右側においてはベアリング組立体２１ ６によシ７レーム２１４に取シ付けられている。ギヤリングのような駆動輪２１ ８が駆動軸２０６を回転させるよう該駆動軸に固定されている。内側の弾性ばね ２０４の第１の端リング２０６は駆動軸２０６の左側において環状プレート２２ ２にしつかシとボルト止めされている。弾性ばね２０４の反対側の端部における 第２の端りング２２４は接続キャップ２１０にしつかシとメルト止めされている 。外側の弾性ばね２０２の第２の端リング２２６も第２の端リング２２４０周り で接続キャップ２１０にしつかシと取り付けられている。外側の弾性ばね２０２ の第１の端リング２２８は環状プレート２２２の近傍でドラムにしっかりとボル ト止めされている。このように、弾性ばね２０２および２０４は一連作動するこ とによって駆動軸２０６およびドラム２０８との間に加えられる所定のトルクに よシ、同様の弾性変形特性を有する弾性ばねが１個の場合のものよシ大きい、ば ね間の相対角度回転をもたらす。

弾性ばね２０２と２０４とは、ドラム２０８と駆動軸２０６との間に加えられる 所定のトルクが軸心２１２の周シの等量の角度変形公告弾性ばねを変形させるよ う構成されることが好ましい。

第４図は、弾性ばね２０２および２０４の捩れ変形による駆動軸とドラムとの相 対角度回転の関数としての駆動軸２０６とドラム２０８との間で伝達されるトル クの典型的なグラフである。第４図からこの典型的な関係は直線関係でないこと が判る。しかしながら、弾性要素は希望に応じ直線関係を達成するよう構成しう る。

本発明の数実施例を添付図面に示し、かつ前述の詳細説明で述べてきたが、本発 明は開示した実施例に限定されるのではなくて、本発明の精神から逸脱すること なく、数多くの再配置、修正および部材並びに要素の代替が可能なことが理解さ れる。

国際調査報告 １ｍ”ｗｅｅ＋ｗｌＡ、＃’ｅ’ｌ’ｍ　ｐｃ’ｒｌｕｓ　８７１０１９９］

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ケーブルを受け入れるためのドラムと、軸心の周りで回転するよう前記ドラ ムを支持する手段と、駆動要素と、 軸心の周りで回転するよう前記駆動要素を支持する手段と、かよび 前記ドラムと駆動要素との間てトルクを伝達するために該ドラムと駆動要素との 間で作動接続された弾性ばねとを含むウインチ。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のクインチにかいて、軸心の周りで選定した方向に 駆動要素を回転させ弾性ばねを介してドラムを回転させてケーブルを巻き取つた り、繰り出す手段をさらに含むクインチ。
3. ３．請求の範囲第１項に記載のクインチにおいて、前記弾性ばねが弾性リングと 剛性リングとを交互に含み一体構造を形成する円筒形状を有し、捩れ剪断変形し てトルクを前記ドラムと前記駆動要素との間で伝達するクインチ。
4. ４．請求の範囲第３項に記載のクインチにおいて、前記弾性ばねが連続関係て接 続された複数の同心状の円筒形の弾性要素からなるウインチ。
5. ５．ケーブルを受け取るためのドラムであつて、円筒形部分を有し、ケーブルが 前記円筒形部分の外側で受け取られるドラムと、 軸心の周りで回転するよう前記ドラムを支持する手段と、 前記ドラムの円筒形部分の内部を一部が延びる駆動要素と、 軸心の周りを回転するよう前記駆動要素を支持する手段と、 軸心の周りで振れ変形するよう前記ドラムの円筒形部分の内部において前記ドラ ムと駆動要素との間で接続され、ケーブルにおける衝撃負荷を吸収するよう前記 ドラムと駆動軸との間でトルクを伝達する円筒形の弾性要素とを 含むウインチ。
6. ６．請求の範囲第５項に記載のクインチにおいて、前記弾性要素が、一体構造を 形成するよう接着された交互，弾性リングと剛性リングとの組立体から形成され ているウインチ。
7. ７．請求の範囲第５項に記載のウインチにおいて、前記弾性要素が、ドラムと駆 動要素とに対して軸心の周りで回転するよう取り付けられた接続キヤツプにより 連続関係で接続された複数の同心状の円筒形の弾性要素からなるクインチ。
8. ８．円筒形部分の各側において半径方向に延びた壁を備えた円筒形部分を有し、 ケーブルを受け取るドラムであつて、前記ケーブルは前記壁により該ドラム上で 規制され、前記壁の第１の壁が前記円筒形部分の内部へ開放した頁通韻口を有す るドラムと、一部が前記第１の壁の前記開口を通して前記円筒形部分の内側へ延 びている駆動要素と、 共通軸心の周りで相対回転するよう前記開口の近傍で前記駆動要素とドラムとを 支持する手段と、軸心の周りで回転するよう前記ドラムと駆動要素とを取り付け る手段と、および 前記ドラムの他方の壁と前記ドラムの円筒形部分の内部に来る弾性要素の部分と の間て固定され、弾性ばねの捩れ変形を介して前記駆動要素とドラムとの間でト ルク力を伝達する円筒形の弾性はねとを含むクインチ。