JPH04173693A - ウインチ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばランドクルーザのようなオフロード
車に搭載されて荷物などの吊り上げ作業やけん引作業等
に使用されるウィンチに係り、詳しくはウィンチの減速
機構の改良に関する。

（従来の技術） 従来の、たとえば電動ウィンチにおける減速機構は、３
組のプラネタリ−ギヤとリングギヤで構成される遊星歯
車列からなり、ドライブシャフトからの動力を３組のプ
ラネタリ−ギヤの作用で増大し、アウトプットシャフト
を介してウィンチドラムに伝達するようになっている。

また、従来の電動ウィンチは逆転防止機構（ブレーキ機
構）を備えている。これは、電動モータと遊星歯車列と
の間に組み込まれるクラッチ機構により構成されていて
、ウィンチドラム側から荷重が加わったときには、イン
ナクラッチサブアツシーとアウタクラッチサブアツシー
がネジ作用により圧着され、ワンウェイクラッチがロッ
ク方向に働くことによって逆転を防止する構造となって
いる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した従来の電動ウィンチにあっては、目
標減速比（一般には約１／１５０　）を得るために、３
組のプラネタリ−ギヤとリングギヤとで構成される３段
の遊星歯車列を採用している関係で、部品点数が多く構
造の複雑化、重量の増大化、そして大型化め問題を有す
る。因みに、車両のような搭載スペースに制約のある場
所に設置する場合にあっては大型化であることは非常に
重要な問題となる。

また、動力伝達系の構造上、ウィンチドラム側から外部
荷重が加わったときのセルフロック機能を有しないもの
であり、そのため、逆転防止機構の設置は必要不可欠な
事項であるが、該逆転防止機構の設置は上記問題をより
悪化する結果となっている。

しかも、電動モータと遊星歯車列との間に逆転防止機構
が介在されている関係で、摩擦抵抗等による動力ロスの
原因となり、効率も悪いものとなっている。

そこで本発明は、上述の問題に鑑み、１段の遊星歯車列
により目標減速比を得ることが可能でかつセルフロック
機能を有するウィンチを提供することを、その目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は次のように構成し
たものである。

すなわち、本発明に係るウィンチは、ドライブシャフト
を経て入力される動力により回転されるサンギヤと、該
サンギヤと同一の軸線回りに回転可能なキャリヤに回転
可能に支持されるとともに、前記サンギヤに噛み合うプ
ラネタリ−ギヤと、ギヤケース側に固定されて前記プラ
ネタリ−ギヤと噛み合う固定リングギヤと、ウィンチド
ラム側に結合されて前記プラネタリ−ギヤと噛み合う可
動リングギヤとを備えており、そして、前記固定リング
ギヤの歯数と可動リングギヤの歯数とに差を付けた構成
としたものである。

（作用） 上記のように構成されたウィンチにあっては、ドライブ
シャフトを経て入力される電動モータあるいはエンジン
からの動力によりサンギヤか回転されると、プラネタリ
−ギヤはそれ自体の中小口りに回転しながらサンギヤの
外周を回転する。つまり、プラネタリ−ギヤは自転と公
転とを行う。

このとき、プラネタリ−ギヤと噛み合う２つのリングギ
ヤのうち、ギヤハウジング側の固定リングギヤは回転さ
れないが、ウィンチドラム側の可動リングギヤは、プラ
ネタリギヤが１回公転する間に固定リングギヤとの歯数
差分だけ回転する。従って、両リングギヤの歯数差を、
たとえば１歯あるいは２歯程度に設定することにより、
大きな減速比を得ることができる。

一方、ドライブシャツに対する動力が遮断された状態、
つまり動力が入力されていない状態において、ウィンチ
ドラム側から荷重が加わったとき固定リングギヤはプラ
ネタリ−ギヤをロックすべく作用する。すなわち、可動
リングギヤを経てプラネタリ−ギヤに回転力が作用した
場合、固定リングギヤ及び可動リングギヤに噛み合うプ
ラネタリ−ギヤは、可動リングギヤの回転方向側の歯面
を該可動リングギヤで押され、反対向きの歯面を固定リ
ングギヤで押される。つまり、プラネタリ−ギヤは噛み
合い部分において、歯面の両面を両リングギヤにより挟
み付けられた状態でロックされ、その結果、ウィンチド
ラムの逆転か阻止されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

本実施例は電動ウィンチを対象としたものである。第１
図に示すように、電動ウィンチ１は車体前部のフレーム
（図示省略）に固定されるウィンチベース２上に載置さ
れており、そして一般には前面側を図示省略のフロント
バンパにより覆われている。横向き円筒形のウィンチド
ラム３は、軸方向の一端がギヤケース４により、他端か
エンドブラケット５により、それぞれブツシュ６を介し
て回転可能に支持されており、それらギヤケース４及び
エンドブラケット５はウィンチベース２に取付ボルト２
ａにより固定されている。

正逆転可能な電動モータ７は、エンドブラケット５に形
成された開口５ａを通してウィンチドラム３内に横向き
に挿入され、その大部分がウインチトラム３に収容され
た状態でエンドブラケット５にモータブラケット８か取
付ボルト８ａにより取り付けられている。

つぎに、電動モータ７の動力をトルクアップしてウィン
チドラム３に伝達するための減速機構について説明する
。本実施例の減速機構は、第１図〜第３図に示すように
、１段の遊星歯車列９から構成されており、該遊星歯車
列９はウィンチドラム３の軸方向の一端に形成されたエ
ンドプレート３ａとギヤケース４とにより形成される空
間内に収容されている。以下、遊星歯車列９について説
明する。

電動モータ７により回転される入力軸としてのドライブ
シャフト１０は、ウィンチドラム３のエンドプレーｔ−
３ａを貫通して延在するとともに先端部がギヤケース４
に回転可能に支持されており、該ドライブシャフト１０
にはサンギヤ１１が取り付けられている。

サンギヤ１１の回りには該サンギヤ１１と噛み合う３個
のプラネタリ−ギヤ１２が配置されており、それらプラ
ネタリ−ギヤ１２はキャリヤ１３に取り付けられた軸１
２ａに回転可能に支持されている。なお、キャリヤ１３
はプラネタリ−ギヤ１２の軸方向の両端面に配置される
２枚の円板からなり、側円板はその円周方向において適
数本の段付連結ピン１３ａにより一定間隔に保持された
状態で連結されている。

前記プラネタリ−ギヤ１２には２個の内歯のリングギヤ
１４，１５が並んで噛み合っている。そして、一方のリ
ングギヤ１４は前記ギヤケース４の円筒内周面に嵌合さ
れるとともにキー１６により固定されている。また、他
方のリングギヤ１５はウィンチドラム３のエンドプレー
ト３ａよりも外側に張り出した円筒部内周面に嵌合され
るとともにキー１７により固定されている。

すなわち、ギヤ側のリングギヤ１４は固定リングギヤと
され、ドラム側のリンギヤ１５は可動リングギヤとされ
ている。そして、それら固定リングギヤ１４と可動リン
グギヤ１５とは、その歯数に１歯〜２歯の差が付けられ
ている。なお、両リングギヤの歯数に差を付ける手段と
しては、一方のリングギヤを標準歯車とし、他方のリン
グギヤを転位歯車、つまりフラネタリーキャ１２に対す
る当たり面が標準歯車より外側又は内側へずらせたもの
とすることで達成されるが、その場合の歯数差は一般に
１歯〜２歯である。

つぎに、上述のように構成された本実施例の作用を説明
する。

電動モータ７の入力回転がドライブシャフトＩＯを経て
サンギヤ１１に伝達されると、該サンギヤ１１及び両リ
ングギヤ１４，１５にそれぞれ噛み合うプラネタリ−ギ
ヤ１２は、軸１２ａを中心に回転（自転）しながらサン
ギヤＩｆの回りを回転（公転）するが、このとき、可動
リングギヤ１５はプラネタリ−ギヤ１２がサンギヤ１１
の回りを１回転、つまりｌ公転すると、固定リングギヤ
１４との歯数差分だけ回転し、この回転はウィンチドラ
ム３に伝達されることになる。

しかして、両リングギヤ１４，１５の歯数差は上述した
ように、僅か１〜２歯であることから、】段の遊星歯車
列９でありながら、目標の大きな減速比（一般には約１
／１５０　）を得ることが可能となる。

なお、上記構成の遊星歯車列９によって得られる減速比
Ｉは、次の式で表すことができる。

ｒ　＝　　（１＋（Ｚ３　／　Ｚｌ）ｌ　　／　（１−
（Ｚ３　／　Ｚ４）１ここで、 Ｚｌ　：サンギャの歯数 Ｚ２：プラネタリギヤの歯数 Ｚ３　：固定リングギヤの歯数 Ｚ４：可動リングギヤの歯数 である。

因みに、可動リングギヤ１５の回転方向は、該可動リン
グギヤ１５の歯数が固定リングギヤ１４の歯数より多い
場合は、プラネタリ−ギヤ１２の公転方向と同方向であ
り、少ない場合は逆方向となる。

つぎに、逆転防止のセルフロックについて説明する。

電動モータ７の入力を断った状態でウインチドラム３に
逆転方向の外部荷重が作用すると、該外部荷重は可動リ
ングギヤ１５を経てプラネタリ−ギヤ１２を回転させよ
うとするが、該プラネタリ−ギヤ１２は固定リングギヤ
１４によってロックされ、その回転が阻止される。

すなわち、プラネタリ−ギヤ１２はリングギヤとの噛み
合い部において、可動リングギヤ１５により一方の歯面
を押庄され、かつ反対側の歯面が固定リングギヤ１４に
押圧される。その結果、プラネタリ−ギヤ１２は両リン
グギヤ１４，１５により両側から挟み付けられるような
状態となって回転できない。

このように、固定リングギヤ１４はウィンチドラム３に
外部荷重が作用したときにおいて遊星歯車列９をセルフ
ロックさせてウィンチドラム３の逆転を防止する。

なお、本実施例は電動ウィンチの場合で説明しているが
、必ずしもこれに限るものではなく、エンジンの動力を
パワーティクオフ（ＰＴＯ）により取り出してドライブ
シャフトに伝達するタイプのメカニカルウィンチにも適
用可能である。また、本実施例は車両に適用される電動
ウィンチとして説明しているが、その適用範囲は車両に
限られるものではない。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明に係るウィンチによれば、
僅か１段の遊星歯車列をもって大きな目標減速比を得る
ことができるので、従来の３段式遊星歯車列に比較して
、部品点数が大幅に低減され、構造の簡素化、重量の軽
減化並びに小型化等が達成される。また、本発明の遊星
歯車列は逆転に対するセルフロック機能を有するので、
逆転機構を別途組付ける必要がない。このことは、ウィ
ンチの重量軽減及びコンパクト化を図る上でより有効化
するとともに、動力伝達に関する機械的ロスが少なく効
率かアップする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電動ウィンチの縦断面図
、第２図は遊星歯車列を側面から表した模式図、第３図
は同じく正面から表した模式図である。 ３・・・ウィンチドラム　　４・・・ギヤケース５・・
・エンドブラケット　７・・・電動モータ９・・・遊星
歯車列　　　ｌＯ・・・ドライブシャフト１１・・・サ
ンギヤ　　　　１２・・・プラネタリ−ギヤ１３・・・
キャリヤ　　　　１４・・・固定リングギヤ１５・・・
可動リングギヤ 出願人　株式会社豊田自動織機製作所 代理人　弁理士　岡田英彦（外３名） ３・・・ウィンチドラム ４・・・ギヤケース ５・・・エンドブラケット ７・・・電動モータ ９・・・遊星歯車列 １０・・・ドライブシャフト １】・・・サンギヤ １２・・・プラネタリ−ギヤ １３・・・キャリヤ １４・・・固定リングギヤ １５・・・可動リングギヤ 第１図 第２図　　　　第３図 ム 自発手続補正口 平成　３年　９月２６日 特許庁長官　　深　沢　　亘　　殿 ２、発明の名称 ウィンチ ３、補正をする者 事件との関係：　特許出願人 名　称　　　（３２１）株式会社豊田自動織機製作所４
、代理人 住　所　　　〒４６０　名古屋市中区栄２丁目１０番１
９号名古屋商工会議所ビル内 電話　０５２　（２２１）−６１４１ ］沢 −と一一一 ニノ （１）明細書中、第６頁第１８行目から第７頁第３行目
までの「正逆転可能な・・・られている。」の記載を以
下のとおり補正する。 「正逆転可能な電動モータ７は、エンドブラケット５に
形成された開口５ａを通してウィンチドラム３内に横向
きに挿入されて収容されており、そしてそのモータブラ
ケット８が取付ボルト８ａによりエンドブラケット５に
固定されている。 このように電動モータ８をウィンチドラム３に内蔵化し
たときは、ウィンチ全体のコンパクト化、特に長手方向
の短縮化か図られ、車両搭載時の自由度が得られること
になる。」 （２）同書、第９頁第３行目の「つまりフラネタリーギ
ャ」の記載を「つまりプラネタリ−ギヤ」と補正する。 （３）図面中、第１図を別紙補正図面、第１図のとおり
補正する。 〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドライブシャフトを経て入力される動力により回転され
   るサンギヤと、該サンギヤと同一の軸線回りに回転可能
   なキャリヤに回転可能に支持されるとともに、前記サン
   ギヤに噛み合うプラネタリーギヤと、ギヤケース側に固
   定されて前記プラネタリーギヤと噛み合う固定リングギ
   ヤと、ウインチドラム側に結合されて前記プラネタリー
   ギヤと噛み合う可動リングギヤとを備え、前記固定リン
   グギヤの歯数と可動リングギヤの歯数とに差を付けたウ
   インチ。