JPH0537889U - 電動巻上装置におけるラチエツト機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スリップ可能なメカニカルブレーキを備えた
ラチェット機構を設けた電動巻上装置において、所定ト
ルク以上の負荷が作用した際に発生する衝撃音を防止す
ると共に、ラチェットホイールの歯及びラチェット爪の
噛合部における摩耗を防止する。 【構成】 メカニカルブレーキを備えたラチェット機構
を構成するラチェットホイールの歯底部及びラチェット
爪の歯先部を相互にアール部を介して噛合せしめた構成
である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電動巻上装置におけるラチェット機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

本出願人は、過去に、モータにより減速軸を介してロードシーブを回転せしめ 、前記減速軸にスリップ可能なクラッチ機構を備えたラチェット機構を設けた電 動巻上装置を提案した。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記電動巻上装置におけるラチェット機構は、図８に示すように、ラチェット ホイール２４の歯底部及びラチェット爪２７の歯先部が何れも鋭角状に加工され ており、このような鋭い歯底部と歯先部が相互に噛合する関係にある。

【０００４】 このようなラチェット機構は、従来の電動巻上装置のようにスリップ可能なメ カニカルブレーキを備えていないものについては何も問題はないが、本出願人が 提案するようなスリップ可能なメカニカルブレーキを備えた電動巻上装置におい ては、後述するように、スリップ時にラチェットホイール２４の歯底部とラチェ ット爪２７の歯先部が強く衝突し、大きな衝撃音を発生する。その結果、オペレ ータに精神的なショックを与える問題があると共に、前記歯底部と歯先部の早期 摩耗を招来するという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決した電動巻上装置を提供するものであり、その手段 として構成したところは、モータにより減速軸を介してロードシーブを回転せし め、前記減速軸にスリップ可能なメカニカルブレーキを備えたラチェット機構を 設けた電動巻上装置において：前記ラチェット機構を構成するラチェットホイー ルの歯底部及びラチェット爪の歯先部を相互にアール部を介して噛合せしめて成 る点にある。

【０００６】

【実施例】

以下図面に基づき本考案の１実施例を詳述する。

【０００７】 （電磁ブレーキの構成） 図１及び図２に示すように、モータ１のロータ軸２には、モータエンド側にデ ィスク３がスプライン結合されている。このディスク３の外周には更にブレーキ ディスク４がスプライン結合されており、該ブレーキディスク４の両側面にはブ レーキライニング５、５が設けられている。一方のブレーキライニング５には固 定板６が臨み、他方のブレーキライング５には可動板７が臨んでおり、可動板７ は常時はスプリング８により前記ブレーキライニング５に圧接されている。従っ て、この状態でブレーキディスク４は両側面のブレーキライニング５、５を固定 板６及び可動板７により挟持され、ロータ軸２を摩擦制動する。

【０００８】 前記可動板７の後方には、ギャップを介してブレーキコイル９が配設されてお り、該ブレーキコイル９はモータ１と電気的に接続されている。即ち、モータ１ に電流が流れると同時にブレーキコイル９にも電流が流れる。従って、モータ１ の回転時にはブレーキコイル９が前記可動板７を吸引し、前述したギャップに相 当して可動板７をスプリング８に抗して後退させるので、ブレーキディスク４に 制動力は作用しない。

【０００９】 而して、モータ１の回転時には可動板７が図２の矢印Ｘ１方向に移動してロー タ軸２を非制動状態とし、モータ１の停止時には可動板７が矢印Ｘ２方向に移動 してロータ軸２を制動状態とする電磁ブレーキ１０が構成される。

【００１０】 前記モータ１は、一定速のモータでも、２速形のモータでも良いが、後述の安 定した摩擦トルクを設定するためには、スタート時は低速運転、吊荷が空間に上 昇してからは高速運転で操作できる２速形モータを採用することにより、設定ト ルクが決めやすく、また使用状態からしても作業性が良い。

【００１１】 （伝動機構の構成） 図１及び図３に示すように、前記ロータ軸２は、接続カラー１１を介してピニ オン軸１２に連結されている。このピニオン軸１２は、ギヤボックス１３内に延 長された軸部にピニオン１４を有する。前記ギヤボックス１３内にはピニオン軸 １２と平行な減速軸１５が軸架されている。この減速軸１５には伝動ギヤ１６が 設けられており、該伝動ギヤ１６は前記ピニオン１４に噛合し、後述するクラッ チ機構４２を介して、ピニオン軸１２の回転を伝動ギヤ１６により減速軸１５に 伝達する。

【００１２】 前記減速軸１５の軸端部には減速ピニオン１７が設けられており、該減速ピニ オン１７は減速ギヤ１８に噛合する。減速ギヤ１８は筒状のロードシーブ１９の 外周にスプライン結合されており、該ロードシーブ１９は、前記ピニオン軸１２ の外側に同軸状に配置されると共に、該ピニオン軸１２とは独立して回転自在で ある。従って、減速軸１５の回転は減速ピニオン１７及び減速ギヤ１８を介して ロードシーブ１９に伝達される。ロードシーブ１９にはロードチェーン２０が巻 掛けされており、以上の伝動機構により、モータ１によりロードシーブ１９を駆 動回転しロードチェーン２０を巻上げる。

【００１３】 （メカニカルブレーキの構成） 前記減速軸１５の外周には雄ネジ２１が形成され、該雄ネジ２１には第一作動 部材２２と第二作動部材２３がそれぞれ内周の雌ネジを介して螺合されている。 第一作動部材２２は減速軸１２の減速ピニオン１７に隣接して設けられ、外周に 第一ブレーキ板２２ａを構成する。第二作動部材２３は、筒部２３ｂと、該筒部 ２３ｂの外周から前記第一ブレーキ板２２ａに近隣して延設された第二ブレーキ 板２３ａとを形成している。

【００１４】 前記第一ブレーキ板２２ａ及び第二ブレーキ板２３ａの間に位置して、筒部２ ３ｂの外周にはラチェット機構が配置され、このラチェット機構は、ラチェット ホイール２４とラチェット爪２７から構成されている。

【００１５】 前記ラチェットホイール２４の両側面にはブレーキライニング２５、２５が設 けられている。このラチェットホイール２４は、内周部に摺動カラー２６を圧入 一体化しており、該摺動カラー２６は前記筒部２３ｂの外周上に摺動自在に外挿 されている。ラチェットホイール２４に噛合されるラチェット爪２７はギヤボッ クス１３に軸支２８され、常時スプリング２９により該ラチェット爪２７をラチ ェットホイール２４に噛合するように付勢されている。

【００１６】 而して、図４に示すように、ラチェットホイール２４の歯底部２４ａ及びラチ ェット爪２７の歯先部２７ａは、何れも角を有しない滑らかなアール部を構成し 、相互にこのようなアール部を介して噛合されている。

【００１７】 モータ１によりピニオン軸１２を駆動回転し、減速軸１５を正転せしめること により、減速ピニオン１７及び減速ギヤ１８を介してロードシーブ１９を正転さ せる巻上げ時において、静止した減速軸１５に対して伝動ギヤ１６を正転方向に 回転させる場合、伝動ギヤ１６と減速軸１５の相対的関係は、正転する伝動ギヤ １６に対して減速軸１５が「相対的に逆転する」場合であり、この場合は、雄ネ ジ２１を介して第一作動部材２２及び第二作動部材２３はネジが締まる方向、即 ち、図３の矢印Ｙ１方向に移動される。ラチェットホイール２４は第一ブレーキ 板２２ａ及び第二ブレーキ板２３ａにより挟持一体化され、第一ブレーキ板２２ ａを減速ピニオン１７に圧接し、減速軸１５を同行回転させる。ラチェットホイ ール２４はラチェット爪２７に対し自由回転可能な方向に回転され、該爪２７を ラチェット歯を乗り越えさせつつ、図４の矢印Ｚ１方向に回転する。

【００１８】 一方、伝動ギヤ１６を静止した状態で、減速軸１５を逆転させる場合、又は、 伝動ギヤ１６を逆転させるが、その逆転速度よりも速い速度で減速軸１５を逆転 させる場合、何れも伝動ギヤ１６に対して減速軸１５が「相対的に逆転する」関 係にあるから、前記と同様に、雄ネジ２１によりラチェットホイール２４が第一 ブレーキ板２２ａ及び第二ブレーキ板２３ａと一体化されるが、ラチェットホイ ール２４はラチェット爪２７により逆転を阻止される。即ち、ラチェットホイー ル２４はラチェット爪２７に噛合しており、図４の矢印Ｚ２のように回転不能な 状態にある。従って、回転不能に固定されたラチェットホイール２４に対して減 速軸１５は、第一ブレーキ板２２ａ及び第二ブレーキ板２３ａの一対のブレーキ ライニング２５、２５に対する摩擦抵抗による制動力を受けることになり、これ によりメカニカルブレーキ３０が構成される。

【００１９】 尚、減速軸１５を静止した状態で伝動ギヤ１６を逆転させる場合、又は減速軸 １５が逆転するが、該逆転速度よりも高速で伝動ギヤ１６が逆転する場合は、上 述したような「相対的に逆転する」関係とは反対に「相対的に正転する」関係と されるので、第一作動部材２２及び第二作動部材２３は雄ネジ２１に対して弛む 方向、即ち図３の矢印Ｙ２方向に移動し、ラチェットホイール２４の挟着状態を 解くので、ラチェットホイール２４は筒部２３ｂ上を空転する。

【００２０】 （クラッチ機構の構成） 図３に示すように、上述した伝動ギヤ１６は、内周に摺動カラー３１を圧入一 体化しており、該摺動カラー３１を第二作動部材２３の筒部２３ｂの外周上に摺 動自在に外挿している。伝動ギヤ１６の両側面にはブレーキライニング３２、３ ２が設けられており、一方のブレーキライニング３２は前記第二ブレーキ板２３ ａに隣接せしめられている。他方のブレーキライニング３２に隣接して前記筒部 ２３ｂには押さえ板３３が外挿され、該押さえ板３３に更に隣接して皿バネ３４ が設けられている。

【００２１】 皿バネ３４は筒部２３ｂに螺合された軸ナット３５により固定される。即ち、 軸ナット３５を筒部２３ｂに螺進させることにより皿バネ３４を押圧し、これに より伝動ギヤ１６を第二ブレーキ板２３ａと押さえ板３３により挟持せしめる。 挟持力は、前記軸ナット３５の螺進量による皿バネ３４の弾発力により定められ るが、伝動ギヤ１６が適正負荷で空回りしない摩擦トルクに設定される。トルク 設定を行うとき、クラッチ機構部一式を組立てた後、伝動ギヤ１６を固定した状 態で、第二ブレーキ板２３ａの側部位置に設けられた段差部４３にトルクレンチ をセットし、設定トルク値を決められるようにしてある。因に、段差部４３は、 図５に示している。また軸ナット３５の回転による摩擦トルク調整は、ギヤボッ クス１３の外部から操作できるようにしておくことが好ましい。尚、前記軸ナッ ト３５は爪付座金３６により遊転を防止されている。また、前記押さえ板３３は 第二作動部材２３に対して一体的に結合されており、例えば、図５に示すように 第二作動部材２３の筒部２３ｂの外周面に等角度で溝部３７を形成する一方、図 ６に示すように押さえ板３３の軸孔に前記溝部に適合する突出部３８を形成し、 両者の嵌合により一体的結合を構成する。

【００２２】 更に、伝動ギヤ１６の逆転時における第二作動部材２３のストッパとして、減 速軸１５の軸端部に凹部３９を設け、図７（Ａ）に示すような半割カラー４０を 前記凹部３９を挟んで対向せしめ、一対の半割カラー４０を外周側から丸カラー ４１により拘束している。これにより、第二作動部材２３の矢印Ｙ２方向への移 動量を制御し、無負荷時の巻下回転に際してのメカニカルブレーキ３０の弛み過 ぎや、負荷時の巻下回転に際してロードチェーン２０のエンドストッパ突き当た り時におけるメカニカルブレーキ３０の弛み過ぎを防止できる。

【００２３】 而して、前記皿バネ３４により摩擦トルクを調整し設定された伝動ギヤ１６に よりクラッチ機構４２が構成される。

【００２４】 次に前記実施例に基づく作用を説明する。

【００２５】 （適正負荷における巻上げ） モータ１を正転方向に駆動回転することによりロータ軸２及びピニオン軸１２ が回転される。ピニオン軸１２の回転は伝動ギヤ１６により第二作動部材２３に 伝達される。第二作動部材２３が正転すると、上述したように、該第二作動部材 ２３は減速軸１５上を雄ネジ２１に沿って矢印Ｙ１方向に移動し、該第二作動部 材２３の第二ブレーキ板２３ａとラチェットホイール２４と第一ブレーキ板２２ ａとを締めつけ一体化し、第一作動部材２２を減速ピニオン１７に圧着すること により該減速軸１５を回転せしめ、減速ギヤ１８を介してロードシーブ１９を巻 上げ方向に回転駆動する。

【００２６】 尚、前記ラチェットホイール２４は、ラチェット爪２７を乗り越えつつ図４の 矢印Ｚ１方向に回転する。

【００２７】 （適正負荷における停止） モータ１を停止した状態で、吊り荷によりロードシーブ１９は逆転（巻下げ回 転）しようとする。ロードシーブ１９の逆転は、減速ギヤ１８及び減速ピニオン １７を介して減速軸１５に伝達されるが、ラチェットホイール２４はラチェット 爪２７により逆転を阻止されているので、減速軸１５は逆転しない。即ち、この 減速軸１５の逆転方向に対しては、上述したように、第一作動部材２２及び第二 作動部材２３が何れも雄ネジ２１を締めつける方向に作用し、矢印Ｙ１方向に螺 進し締着されるので、ラチェットホイール２４は減速軸１５に対して空回りしな い。従って、減速軸１５と、第一、第二作動部材２２、２３と、ラチェットホイ ール２４と、ラチェット爪２７とが一体化された関係にあり、ラチェットホイー ル２４の両側面のブレーキライニング２５の摩擦制動トルクにより吊り荷の下降 を防止する。

【００２８】 （適正負荷における巻下げ） モータ１を逆転してロータ軸２及びピニオン軸１２を逆転すると、伝動ギヤ１ ６が逆転される結果、減速軸１５に対して第二作動部材２３が雄ネジ２１を弛め る方向、即ち、矢印Ｙ２方向に移動する。このためメカニカルブレーキ３０の制 動力が弱められ、ラチェットホイール２４は第一、第二作動部材２２、２３に対 して相対的に空回りする。一方、下降する吊り荷の重力によりロードシーブ１９ も逆転され、この逆転は減速ギヤ１８及び減速ピニオン１７を介して減速軸１５ に伝達される。

【００２９】 ところで、伝動ギヤ１６の逆転に対して、吊り荷の負荷による減速軸１５の逆 転が速くなろうとすると、上述したように、減速軸１５の雄ネジ２１に対して、 第一、第二作動部材２２、２３が矢印Ｙ１方向に締着されることになり、ラチェ ットホイール２４の両側面のブレーキライニング２５、２５に圧接して制動トル クを生じ、減速軸１５の逆転を減速する。

【００３０】 このため、減速軸１５は伝動ギヤ１６よりも速く逆転することはなく、吊り荷 を加速させることなくモータ１の逆転に応じて等速で巻下げ下降させることがで きる。

【００３１】 （衝撃負荷、過大負荷作用時における巻上げ） クラッチ機構４２により、伝動ギヤ１６は、適正負荷内では空転しないように トルク設定がなされている。この状態で、衝撃負荷や過大負荷が作用すると、伝 動ギヤ１６は、皿バネ３４に抗して押さえ板３３の側面上をスリップすることに なり、該伝動ギヤ１６を空転させ、吊り荷を巻上げない。

【００３２】 このため、電動巻上装置には適正負荷以上の負荷が作用することはなく、衝撃 負荷、過大負荷による破損を防止することができる。

【００３３】 （無負荷時における運転） メカニカルブレーキ３０は作動しないが、モータ１や歯車機構の惰性回転は、 電磁ブレーキ１０により制動され停止する。

【００３４】 （ラチェット機構の作用） 前述したように、所定トルク以下における巻上運転においては、メカニカルブ レーキ３０が一体となり、ラチェットホイール２４を図４の矢印Ｚ１方向に回転 せしめ、このときラチェットホイール２４はラチェット爪２７を乗り越えながら 回転する。一方、所定トルク以下における停止時においては、ラチェットホイー ル２４は第一、第二作動部材２２、２３に締着された状態でラチェット爪２７に 噛合し、逆転を防止する。

【００３５】 ところで、電動巻上装置で負荷を巻上げるとき、スタート時は無負荷の状態で あり、その後に負荷のトルクが巻上装置に伝達される。そこで、負荷が規定重量 をオーバーしていると、巻上装置にも所定トルク以上のトルクが作用する。そこ で、所定トルク以上のトルクが作用すると、クラッチ機構４２及び／又はメカニ カルブレーキ３０においてスリップが起こるが、このスリップが生じるとラチェ ットホイール２４とラチェット爪２７の位置関係如何により衝撃音を発生する虞 れがある。

【００３６】 即ち、図４（Ａ）のように、ラチェットホイール２４の歯底部２４ａとラチェ ット爪２７の歯先部２７ａが相互に完全に噛合した状態であれば、スリップによ っても衝撃音を生じることはない。然しながら、図４（Ｂ）のように、ラチェッ トホイール２４の歯の中間位置にラチェット爪２７の歯先部２７ａが位置してい る状態の場合、この状態からスリップが生じると、ラチェットホイール２４の最 も近い歯底部２４ａがラチェット爪２７の歯先部２７ａにガツンと噛合する。こ のスリップが生じるまでは、負荷はメカニカルブレーキ３０により担持されてい たものであるから、スリップの勢いは相当に強く、前記瞬時の噛合は極めて強い 衝撃を伴い、大きな衝撃音を発生する。

【００３７】 この点に関して、図８に示したような従来における鋭いラチェット歯及び爪に よる衝突が生じると、その衝撃音が大であるばかりか、ラチェット爪２７の歯先 部の摩耗が激しく、歯先部が折損することさえある。これに対して、本考案によ れば、前述のように、ラチェットホイール２４の歯底部２４ａとラチェット爪２ ７の歯先部２７ａは相互に滑らかなアール部を介して噛合する関係にあるから、 前記スリップ時においても、ラチェット爪２７の歯先部２７ａが歯底部２７ａに スムースに侵入し、大なる衝撃を伴わないので、衝撃音をほとんど発生せず、し かも、摩耗や折損の危険もほとんどない。

【００３８】

【考案の効果】

本考案によれば、モータにより減速軸を介してロードシーブを回転せしめ、前 記減速軸にスリップ可能なメカニカルブレーキを備えたラチェット機構を設けた 電動巻上装置において、メカニカルブレーキのスリップにより生じるラチェット ホイール２４とラチェット爪２７の衝撃的噛合に際し、歯底部２４ａ及び歯先部 ２７ａが滑らかなアール部を介して噛合する関係にあるから、衝撃の吸収を可能 とし、衝撃音を軽減することができ、摩耗を防止することができるという効果が ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の１実施例を示す切欠断面図である。

【図２】図１の左半部を拡大して示す断面図である。

【図３】図１の右半部を拡大して示す断面図である。

【図４】本考案の実施例に係るラチェットホイール及び
ラチェット爪を示す側面図である。

【図５】第二作動部材を示す正面図と側面図である。

【図６】押さえ板を示す正面図と側面図である。

【図７】半割カラーと丸カラーを示し、（Ａ）は半割カ
ラーの正面図と側面図、（Ｂ）は丸カラーの正面図と側
面図である。

【図８】従来のラチェットホイール及びラチェット爪を
示す側面図である。

【符号の説明】

１ モータ ２ ロータ軸 １０ 電磁ブレーキ １２ ピニオン軸 １３ ギヤボックス １４ ピニオン １５ 減速軸 １６ 伝動ギヤ １７ 減速ピニオン １８ 減速ギヤ １９ ロードシーブ ２０ ロードチェーン ２１ 雄ネジ ２２ 第一作動部材 ２２ａ 第一ブレーキ板 ２３ 第二作動部材 ２３ａ 第二ブレーキ板 ２３ｂ 筒部 ２４ ラチェットホイール ２４ａ 歯底部 ２７ ラチェット爪 ２７ａ 歯先部 ３０ メカニカルブレーキ ３３ 押さえ板 ３４ 皿バネ ３５ 軸ナット ４０ 半割カラー ４１ 丸カラー ４２ クラッチ機構

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータにより減速軸を介してロードシー
   ブを回転せしめ、前記減速軸にスリップ可能なメカニカ
   ルブレーキを備えたラチェット機構を設けた電動巻上装
   置において：前記ラチェット機構を構成するラチェット
   ホイールの歯底部及びラチェット爪の歯先部を相互にア
   ール部を介して噛合せしめて成ることを特徴とする電動
   巻上装置におけるラチェット機構。