JPH0246514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、荷役用、建築用、土砂掘削用クレー
ンのフツクやバケツトを上下動させるためや、そ
れらのブームを俯仰動させるためなどに用いられ
るロープウインチに関するものである。

一般に、ロープウインチはロープ巻取用のドラ
ムを有し、油圧モータ等の駆動モータを使用して
該ドラムを回転駆動させてそれにロープを巻取つ
たり、ロープを繰り出したりするように構成され
ている。そして、駆動モータとドラムとの間には
減速装置が介装され、該減速装置により駆動モー
タの出力回転を所定の減速比に減速させてドラム
に伝達するようになつている。この場合、減速装
置は、その減速比を任意に設定するために、通常
２段の減速機構を備えたものが使用される。

ここで、減速機構としては、遊星歯車減速機構
のようにその入力軸と出力軸とが同一軸線上に位
置させたものと、平歯車やチエーン、ヘリカルギ
ヤ等による減速機構のように入力軸と出力軸との
軸線が異なるように位置させたものとがある。そ
して、遊星歯車減速機構はそれにかかる荷重を遊
星歯車と噛合する内歯歯車を介して直接そのケー
シングに受承させることができる利点があるもの
の、このような遊星歯車減速機構はその入力軸と
出力軸とを同一軸線上に位置させている関係上、
軸方向長さが長くなる欠点がある。特に、かかる
減速機構を２段に形成すると、減速装置はその軸
方向に極めて大型化することになる。そして、こ
の減速装置をドラムに一体的に組み込み、一体型
ウインチとして構成すると、ロープウインチの幅
が著しく大きくなつてしまい、輸送の際の道路規
制等の点から不都合を生じることになる。また、
ドラムの駆動を制御するために、ドラムと該ドラ
ムに挿通して設けたドラム軸との間に油圧作動式
のクラツチ装置が設けられ、このクラツチ装置に
対する作動流体の供給は該ドラム軸を介して行な
われるようになつている。そして、減速装置とし
て遊星歯車減速機構を使用する場合には、クラツ
チ装置に対する作動流体の供給はドラム軸の一側
からしか行なうことができず、クラツチ装置の配
設位置のいかんによつては流体供給通路が著しく
長くなつてしまう不都合もある。

このために、ロープウインチには通常遊星歯車
減速機構と平歯車減速機構とを組合せた減速装置
が使用される。

第１図ないし第４図に従来技術によるロープウ
インチを示す。

まず、第１図において、１は油圧モータ等から
なる駆動モータ、２は減速装置をそれぞれ示し、
該減速装置２は遊星歯車減速機構からなる第１段
減速機構２Ａと平歯車減速機構からなる第２段減
速機構２Ｂとからなる２段の減速機構を有し、該
各減速機構２Ａ，２Ｂはそれぞれケーシング３，
４内に収納されている。ケーシング３にはボルト
５，５，…によりヘツドケーシング６が固着され
ており、該ヘツドケーシング６に駆動モータ１が
ボルト７，７，…により固着されている。そし
て、駆動モータ１の出力軸１Ａはヘツドケーシン
グ６を貫通してケーシング３内に突出せしめられ
ており、該出力軸１Ａには第１の減速機構２Ａの
入力軸としてのカツプリング８が嵌入固着されて
いる。該カツプリング８は太陽歯車９とスプライ
ン結合されて、該太陽歯車９は駆動モータ１と等
速回転せしめられるようになつている。そして、
太陽歯車９は遊星歯車１０と噛合しており、該遊
星歯車１０はケーシング３の内周壁に形成した内
歯歯車１１とも噛合しており、これにより遊星歯
車１０は自転しながら太陽歯車９の周りを公転せ
しめられるようになつている。該遊星歯車１０の
自転中心には軸受１２を介してピン１３が挿嵌さ
れており、該ピン１３は遊星アーム１４に固着さ
れ、該遊星アーム１４には遊星歯車１０の公転の
みが伝達されるようになつている。そして、遊星
アーム１４はカツプリング８と同一軸線上に配設
した中間軸１５とスプライン結合されており、該
中間軸１５は遊星アーム１４と同速回転せしめら
れるようになつている。このように、中間軸１５
は太陽歯車９と内歯歯車１１との間の歯数比に応
じた減速比で入力回転を減速して出力回転する第
１段減速機構２Ａの出力軸として機能するもので
ある。

中間軸１５はケーシング３に軸受１６により回
転自在に支持されると共に、その先端部は該ケー
シング３とボルト１７，１７，…で固着したケー
シング４内に突出して設けられている。そして、
該中間軸１５は第２段減速機構２Ｂを構成する小
平歯車１８の回転中心部にスプライン結合されて
いる。これにより、小平歯車１８は第１段減速機
構２Ａで減速された回転数で回転せしめられるこ
とになり、中間軸１５はまた第２段減速機構２Ｂ
の入力軸としても機能する。そして、小平歯車１
８は大平歯車１９と噛合しており、該大平歯車１
９はそれと小平歯車１８との歯数比に応じて減速
回転せしめられるようになつている。また、大平
歯車１９の回転中心にはドラム軸２０がスプライ
ン結合されており、該ドラム軸２０は大平歯車１
９と同速回転せしめられ、第２段減速機構２Ｂの
出力軸として機能する。ここで、中間軸１５は小
平歯車１８の回転中心に設けられ、ドラム軸２０
は小平歯車１８と外接する大平歯車１９の回転中
心に設けられているから、中間軸１５とドラム軸
２０とは異らる軸線上に位置せしめられている。
また、前述の第２段減速機構２Ｂを収納するケー
シング４はその製作、組付け等の都合上２部材で
形成され、相互にボルト２１，２１，…によつて
連結固着されている。そして、該ケーシング４に
は取付部４Ａが形成され、該取付部４Ａはウイン
チ固定用のフレーム２２にボルト２３，２３，…
…によつて固着されている。

さらに、ドラム軸２０は軸受２４によつてケー
シング４に回転自在に支持されると共に該ケーシ
ング４から外部に突出せしめられ、ロープ巻取用
のドラム２５，２６の回転中心部を貫通して延
び、その他端は軸受２７を介してボルト２８，２
８でフレーム２２に固着して設けた支持部材２９
に回転自在に支持されている。そして、ドラム２
５，２６はそれぞれロープが巻取られる巻胴２５
Ａ，２６Ａと、該巻胴２５Ａ，２６Ａの左右両側
部にそれぞれ設けた側板２５Ｂ，２６Ｂおよび２
５Ｃ，２６Ｃとを有し、該各ドラム２５，２６は
それぞれ別個にドラム軸２０によつて回転駆動さ
せることができるようになつている。このため、
各ドラム２５，２６とドラム軸２０との間には軸
受３０，３１および３２，３３がそれぞれ介装さ
れて、該各ドラム２５，２６はドラム軸２０と相
対回転し得るようになつている。そして、ドラム
２５の側板２５Ｂにはフランジ３４が形成されて
おり、該フランジ３４の内周面にはクラツチライ
ニング３５が貼着され、該クラツチライニング３
５にはドラム軸２０にスプライン結合したクラツ
チ装置３６のクラツチバンド３７が接離するよう
に構成されている。該クラツチ装置３６は油圧シ
リンダ（図示せず）により作動せしめられるもの
で、この油圧シリンダに作動流体を供給するため
の油路３８がドラム軸２０の軸心部に穿設されて
おり、該油路３８はドラム軸２０の端部に設けた
ロータリジヨイント３９を介して外部配管４０に
接続されている。一方、ドラム２６の側板２６Ｃ
にもフランジ４１が形成され、該フランジ４１の
内周面にはクラツチライニング４２が貼着されて
いる。そして、ドラム軸２０にはクラツチ装置４
３がスプライン結合されており、該クラツチ装置
４３のクラツチバンド４４が油圧シリンダ（図示
せず）によりクラツチライニング４２に接離させ
ることができるようになつている。そして、油圧
シリンダに作動流体を供給するためにドラム軸２
０の軸心部に油路４５が穿設され、該油路４５は
ドラム軸２０の他方の端部に設けたロータリジヨ
イント４６を介して外部配管４７に接続されてい
る。

従来技術は前述のように構成され、駆動モータ
１を回転駆動すると、その出力回転は減速装置２
を構成する第１段減速装置２Ａおよび第２段減速
装置２Ｂの２段で減速されて、ドラム軸２０が回
転せしめられる。しかしながら、ドラム２５は軸
受３０，３１を介してドラム軸２０と連結されて
おり、またドラム２６は軸受３２，３３を介して
ドラム軸２０と連結されているから、ドラム軸２
０はドラム２５，２６とは無関係に自由回転す
る。そこで、配管４０からロータリジヨイント３
９および油路３８を介してクラツチ装置３６に作
動流体を供給すると、該クラツチ装置３６は接続
状態となり、そのクラツチバンド３７がドラム２
５に設けたクラツチライニング３５と当接し、ク
ラツチ接続状態となる。このために、ドラム２５
はドラム軸２０により回転駆動され、該ドラム２
５にロープを巻取つたり、それからロープを繰り
出したりすることができるようになつている。ま
た、ドラム２６もクラツチ装置４３を作動させる
ことによつてドラム軸２０により回転駆動される
ようになつている。

前述のようにしてドラム２５，２６は回転駆動
されるが、ここで第２段減速機構２Ｂに作用する
力によつて第２図に基づき説明する。駆動モータ
１の出力回転が遊星歯車減速機構からなる第１段
減速機構２Ａで減速され、この減速された回転数
で中間軸１５が回転駆動される。これにより、第
２図中矢示Ａ方向に小平歯車１８が回転駆動さ
れ、この小平歯車１８の回転力は大平歯車１９に
伝達されて該大平歯車１９が回転駆動される。こ
のとき、大平歯車１９には回転力が伝達されるだ
けでなく、該小平歯車１８と大平歯車１９との間
の噛合部ではそのかみ合ピツチ円に矢印Ｃ方向の
接線力が作用する。一方、ドラム２５，２６に巻
き付けたロープの先端に吊り荷等が取付けられて
いると、駆動モータ１に負荷が作用するが、この
とき接線力Ｃとは反対方向のウインチ反力Ｄが作
用する。このウインチ反力Ｄはドラム軸２０を支
持する軸受２４および中間軸１５を支持する軸受
１６をそれぞれ介してケーシング３，４に伝達さ
れる。ここで、ケーシング３はケーシング４に連
結固着されているから、このウインチ反力Ｄはケ
ーシング４に伝えられることになる。さらに、ケ
ーシング４はその取付部４Ａがボルト２３を介し
てフレーム２２に固着されているから、ケーシン
グ４に伝えられたウインチ反力Ｄは該各ボルト２
３を介してフレーム２２に受承されることになる
が、このとき各ボルト２３には引張力E₁，E₂が
作用する。そこで、各ボルト２３に曲げ方向への
引張力が生じると、それらの疲労限度が低下する
ことになつてしまうから、かかる曲げ力をボルト
２３に生じさせないようにするため、第３図およ
び第４図に示したようにケーシング４の取付部４
Ａおよびフレーム２２の表面を減速装置２の軸方
向に長くし、ウインチ反力Ｄの作用線となる平歯
車１８，１９の配設位置の両側部に所要個数（図
面では４個）のボルト２３を設けている。このよ
うに、ウインチ反力Ｄをフレーム２２に有効に受
承させるためには、ボルト２３を所要個数設け、
しかもそれらを所定の幅Ｘをもつた位置に配設す
る必要があり、このために取付部４Ａおよびフレ
ーム２２の表面は幅広のものとする必要がある。

一方、駆動モータ１からドラム２５，２６への
回転の伝達を軽負荷で円滑に行なわせるために
は、ドラム２５，２６の回転中心軸とドラム軸２
０の軸心とを正確に一致させる必要があり、また
ドラム軸２０の軸線と中間軸１５の軸線とを平行
に配設し、さらに中間軸１５とカツプリング８と
の軸線を一致させる必要がある。ここで、ドラム
軸２０の先端部は軸受２７を介して支持部材２９
によつて支持され、またその基端部は軸受２４を
介してケーシング４に支持されている。そして、
これら支持部材２９およびケーシング４はそれぞ
れボルト２８，２３を介してフレーム２２に固着
されている。また、中間軸１５は軸受１６を介し
てケーシング３に支持され、該ケーシング３はケ
ーシング４に連結固着されているから、該中間軸
１５もケーシング４を介してフレーム２２に支持
されている。さらに、カツプリング８は駆動モー
タ１の出力軸１Ａに連結固着されているから、こ
れも結局はケーシング４を介してフレーム２２に
支持されている。従つて、ロープウインチの円滑
な作動を可能ならしめるには支持部材２９および
ケーシング４の取付部４Ａのフレーム２２への取
付面が正確に同一水平面上に位置するようにする
必要がある。とりわけ、ドラム軸２０の基端部は
軸受２４により、また中間軸１５は軸受１６によ
りそれぞれ一点で支持されているから、取付部４
Ａのフレーム２２への取付面が厳格に水平面とな
るように形成しなければ減速装置２の円滑な作動
が損なわれることになる。

前述したことから、従来技術によるロープウイ
ンチには以下に示すような欠点を有する。

まず第１に、ウインチ反力Ｄを有効に受承する
ためにケーシング４のフレーム２２への取付部４
Ａを幅広に形成する必要があり、このためにケー
シング４とフレーム２２との取付け、設置スペー
スが制約される欠点がある。また第２に、ウイン
チ反力Ｄをボルト２３を介してフレーム２２に伝
達する関係上、ボルト２３を所要数設けなければ
ならず、ケーシング４のフレーム２２への組付け
が面倒となる欠点もある。さらに第３に、広い取
付け面積を有するケーシング４の取付部４Ａおよ
びフレーム２２の表面を厳格に水平面となるよう
に形成しなければならず、このためそれらの表面
加工が著しく面倒となり、しかもその加工を行な
うために高精度でかつ大型の加工機械を使用しな
ければならない欠点がある。

本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、ケー
シングのウインチ固定用のフレームに対する取付
面の幅を狭くし、かつ取付用のボルトの数を少な
くすることができるようにしたロープウインチを
提供することをその目的とするものである。

前述の目的を達成するために、本発明に係るロ
ープウインチは、減速装置を収納するケーシング
をドラム軸と直交する方向に設けたボルトと該ド
ラム軸と同一方向に設けたボルトとにより固定部
材に固着するように構成したことをその特徴とす
るものである。

以下第５図ないし第９図に基づき本発明の実施
例について説明する。

同図において、従来技術で示したものと同一構
成要素については同一符号を付して説明を省略す
るものとする。

同図から明らかなように、駆動モータ１の出力
回転を２段の減速機構からなる減速装置２を介し
て所定の減速比となるように減速してドラム軸２
０を回転させ、このドラム軸２０によりドラム２
５，２６を回転させる点については前述した従来
技術によるものと格別差異はない。また、減速装
置２を構成する第１段減速機構２Ａは遊星歯車減
速機構からなり、第２段減速機構２Ｂは平歯車減
速機構で構成される点についても従来技術のもの
と同様である。

然るに、５１はウインチ固定用のフレームを示
し、該フレーム５１はの側面５１Ａに対面するよ
うに減速装置２が設けられてている。該減速装置
２の第１段段減速機構２Ａを収納するケーシング
３はフレーム５１の表面５１Ｂより下方に位置
し、該ケーシング３は第２段減速機構２Ｂを収納
するケーシング５２にボルト１７，１７，…で連
結固着されている。そして、ケーシング５２のフ
レーム表面５１Ｂへの取付けは該ケーシング５２
に形成した取付部５２Ａにより行なわれ、ドラム
軸２０を回転自在に支持する軸受２４の配設部を
挾んだ前後の部位に該ドラム軸２０と直交する方
向、即ち垂直方向に配設した一対のボルト５３，
５３によつて取付部５２Ａはフレーム５１に固着
されている。

次に、５４はフレーム５１の側面５１Ａに固着
して設けたねじ座を示し、該ねじ座５４はケーシ
ング５２の外周面と当接している。そして、ケー
シング５２とケーシング３とを連結するボルト１
７のうちの１本のボルト１７Ａの軸部を長くし、
該ボルト１７Ａをケーシング５２を貫通させてね
じ座５４に締結されている。これにより、減速装
置２はドラム軸２０の軸線と直交する方向即ち垂
直方向に設けたボルト５３とドラム軸２０の軸線
と同一方向即ち水平方向に設けたボルト１７Ａと
によりフレーム５１に固着されるように構成され
ている。

本発明は前述の構成を有するもので、そのロー
プウインチとしての作動自体については従来技術
によるものと格別差異はない。

然るに、ロープウインチに吊り荷等による荷重
が作用すると、第８図に示したように第２段減速
機構２Ｂを構成する小平歯車１８と大平歯車１９
との間の噛合部にウインチ反力Ｄが作用する。そ
して、このウインチ反力Ｄによりケーシング５２
の取付部５２Ａをフレーム５１に締結するボルト
５３に垂直方向の引張力Ｅが加わる。また、この
ウインチ反力Ｄの作用線と引張力Ｅの作用線との
位置の違いにより曲げモーメントＦが生じる。こ
こで、この曲げモーメントＦはボルト１７Ａに水
平方向の引張力Ｇとして作用する。このように、
ボルト５３はウインチ反力Ｄにより生じる引張力
Ｅを受け、またこれらの作用線の位置の違いによ
り生じる曲げモーメントＦをボルト１７Ａで受け
ることにより、ウインチ反力Ｄはこれら各ボルト
５３，１７Ａを介してフレーム５１に受承され、
ウインチ全体は有効にフレーム５１によつて支持
される。そして、ボルト５３，１７Ａにはそれぞ
れ軸方向への引張力が作用し、曲げ方向の力は作
用しないから、それらに疲労破損を生じるおそれ
はない。

ここで、ケーシング５２の取付部５２Ａは一対
のボルト５３，５３を取付けるだけの幅を有する
ように形成させておけばよいから、その幅を狭く
することができ、またフレーム５１の幅もこれに
応じて狭くすることができる。このように取付部
５２Ａおよびフレーム５１を幅狭にすることがで
きると、ウインチ取付スペースに余裕ができ、ド
ラム２５，２６の容量を拡大させたり、狭い場所
でのウインチの取付けが可能となる。また、取付
部５２Ａの取付面およびフレーム５１の表面５１
Ｂは厳格に水平となるように形成する必要がある
が、それらを幅狭に形成できることは、その表面
加工を一般の工作機械を使用して容易に行なうこ
とができる。

一方、ロープウインチをフレーム５１に固定す
るためのボルト数を少なくすることができるから
（本実施例ではボル１７Ａはケーシング３とケー
シング５２とを連結固着するためのものを利用し
ているから、実質的には２本のボルト５３，５３
だけである。）、ロープウインチのフレーム５１へ
の組付けが容易になる。しかも、ボルト１７Ａは
水平方向、ボルト５３，５３は垂直方向に取付け
られるようになつているから、ウインチ組付け時
にその倒れ事故を防止することができ、安全性が
向上することになる。そして、ねじ座５４とケー
シング５２との当接面の平行度等はその間にシム
等を介装することにより微細に調節することがで
きる。

なお、前述の実施例では曲げモーメントＦを受
けるボルトとしてケーシング３とケーシング５２
とを連結固着するボルト１７のうちの１個のボル
ト１７Ａを使用するものとして説明したが、要は
減速装置２のケーシング３または５２をフレーム
５１の側面に固定させることができるものであれ
ばよく、例えばケーシング５２を構成する２部材
を連結固着するためのボルト２１を使用すること
もできる。また、ねじ座５４はケーシング５２と
フレーム５１の側面５１Ａとの間の間隙を埋める
スペーサとしての機能を有するもので、該ねじ座
５４は必ずしもフレーム５１に固着する必要はな
く、ケーシング５２に固着することもできる。そ
して、この場合には曲げモーメントを受けるボル
トはフレーム５１側から該ねじ座５４に締結する
ように構成すればよいさらに、減速装置２を構成
する第１段減速機構２Ａは遊星歯車減速機構に限
らず、平歯車等からなる減速機構であつてもよ
い。さらにまた、第２段減速機構２Ｂはその入力
軸と出力軸との軸線を異にするものであれば、平
歯車減速機構だけでなく、チエーン、ベルト、ヘ
リカルギヤ、レベルギヤ等からなる減速機構を有
するものであつてもよい。さらに、ロープ巻取用
のドラムは２個連設したものだけでなく、単一の
ドラムを使用するものであつてもよい。

以上詳細に説明したように、減速装置のケーシ
ングをドラム軸と直交するボルトおよびそれと同
じ方向に設けたボルトとにより固定部材に固定す
るように構成したから、下記各項の諸効果を奏
る。

ケーシングの固定部材への取付部を幅狭に形
成することができるから、相互に平行度を保つ
必要がある取付部材と固定部材との当接面の面
積を減少させることができ、その表面加工が極
めて容易になる。

幅の狭い固定部材を使用することができるか
ら、その構造の簡素化、軽量化を図ることがで
き、ウインチ取付スペースに余裕ができる。

ウインチを固定部材に連結固定するボルトの
数を少なくすることができるから、その組付け
が容易になる。

ウインチを固定部材に相互に直交するボルト
により組付ける構成としたから、その組付時に
ウインチの倒れを防止することができ、その組
付けを安全かつ容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は従来技術を示し、第１図
はロープウインチの断面図、第２図は第２段減速
機構の噛合状態を示す説明図、第３図はロープウ
インチの外観図、第４図は作用説明図、第５図な
いし第８図は本発明の一実施例を示し、第５図な
いし第７図はそれぞれ一部を破断にして示すロー
プウインチの平面図、正面図および左側面図、第
８図は作用説明図である。 １…駆動モータ、２…減速装置、２Ａ…第１段
減速機構、２Ｂ…第２段減速機構、３，５２…ケ
ーシング、１７Ａ，５３…ボルト、１８…小平歯
車、１９…大平歯車、２０…ドラム軸、２５，２
６…ドラム、５１…フレーム、５２Ａ…取付部、
５４…ねじ座。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動モータと、入力軸と出力軸とが異なる軸
   線上に位置して設けられた減速機構を少なくとも
   １段の減速機構として有し前記駆動モータの出力
   回転を減速する減速装置と、該減速装置の出力側
   に接続されたドラム駆動軸と、該ドラム駆動軸に
   嵌合されたロープ巻取用のドラムとを備えたロー
   プウインチにおいて、前記減速装置を収納するケ
   ーシングを前記ドラム駆動軸と直交する方向に設
   けたボルトと該ドラム駆動軸と同一方向に設けた
   ボルトとによつて固定部材に固着したことを特徴
   とするロープウインチ。