JPS6259715A - ラツクピニオン式昇降装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は海上作業船海底油田掘削船及び重量物昇降装置
などに装備されるラックピニオン式昇降装置に関する。

〔従来の技術〕

第５［１ニラツクピニオン式昇降装置が最も多く応用さ
れている海上作業船の従来例を示す側面図である。ラッ
クピニオン式昇降装置は脚（１）の側面に固定されたラ
ック歯（２）と２作業台（７）の側部に取付けられラッ
ク歯（２）とかみあっている複数のピニオン歯車（３）
、減速歯車機構（４）、駆動モータ（５）及びブレーキ
（６）からなシたっている。

海上作業時には、まず脚（１）を海底の強固な地盤にお
ろし、その後ピニオン歯車（３）を全数同時に回転させ
２脚（１）に沿って作業台（７）を持ち上げる。所定の
高さになればピニオン歯車（３）の回転をとめ、ブレー
キ（６）で作業台（７）を保持する。作業台（７）が昇
降中及び所定位置に保持されているとき作業台（７）の
全重量はラック歯（２）にかみ合った全てのピニオン歯
車（３）へ均等に荷重が分担されることが望ましい。し
かしながら現実には歯車の工作精度やブレーキ（６）の
作動時間のバラツキ等の理由があって、あるピニオン歯
車（３）には所定以上の荷重がかかり、逆に他のあるピ
ニオン歯車（３）には所定以下の荷重しかかからないと
いった荷重の分担の不均衡が生じる。

あるピニオン歯車（３）に所定以上の荷重がかかること
は歯車にとって非常に危険である。従って作業台（７）
の昇降中もまた作業台（７）の保持中もこのピニオン歯
車（３）にかかる荷重を均一化することは本装置におい
ては不可欠のことである。

従来から行なわれている手段として１作業台（７）を保
持中のピニオン歯車（３）の荷重の均一化は操作員が現
場において駆動モータ（５）もしくはブレーキ（６）の
軸にトルクレンチをかけてブレーキ（６）を手動開放し
てトルクを測定し、各ピニオン歯車（３）へかかる荷重
が均等になるよう調整する手段、もしくは２作業台（７
）の昇降中におけるピニオン歯車（３）の荷重の均一化
としては、高すべりを有するかご形層導電動機を駆動モ
ータ（５）として使用する手段とがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これらの従来のピニオン歯車（３）の荷
重を均一化することにおいて、ひとつひとつの軸にトル
クレンチをかけて調整していくという作業は、現場にお
ける繁雑かつときには危険な作業となっている。

またかご形層導電動機を高すべり形とした場合は、電動
機効率が一般のかご形層導電動機に比較してはるかに悪
くなり多大な電力を消費するとともに電動機自体の寸法
２重量が大きいものとなる。

本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので夫
々のピニオン歯車（３）にかかる荷重を簡単かつ安全に
荷重の均一化ができるようにするラックピニオン式昇降
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため２本発明のラックピニオン式昇降装置は、復数
の脚に沿って作業台を昇降させるラックピニオン式昇降
装置において、上記昇降装置の駆動ピニオンと駆動モー
タ間に介装する起動時に、ゼロ回転数から所要回転数ま
で徐々に加速を及び停止時に、所要回転数からゼロ回転
数まで徐々に減速を可能にする変速手段と起動時及び停
止時の該変速手段のゼロ回転状態にて前記駆動モータに
同軸後方に設けるブレーキを解放及び作動させる制御装
置とを備えたことを特徴としている。

〔作用〕

上述の構成により、駆動装置を起動することによって作
業台の昇降運動が行なわれる。この時ピニオン歯車にか
かる荷重は変速手段に制御され常に自動的に均一化され
る。

〔実施例〕

第１図〜第４図は２本発明のラックピニオン式昇降装置
としての一実施例であり、第１図は本発明の全体構成図
、第２図は無段変速機の断面図、第３（ａ）図は無段変
速機の制御回路図、第３（ｂ）図は駆動装置の主回路図
、第４図は無段変速機の変速比、−回転数特性図を示す
。

第１図に示すように脚（１）の側面に固定されたラック
歯（２）と１作業台（７）の側部に取付けられ。

ランク歯（２）とかみあっている複数個のピニオン歯車
（３）、減速歯車機構（４）、無段変速機（４Ａ）。

駆動モータ（５）及びブレーキ（６）からなシたってい
る。

この無段変速機（４Ａ）は、第２図に示すように差動遊
星機構であり、駆動モータ（５）と連結され入力円板ｑ
すと共に回転する入力軸（８）と、出力円板０ηと共に
回転する自動調圧カムＣｌ４）を有する出力軸（９）が
減速歯車機構（４）に連結されている。

さらに上記入力円板α０と出力円板αυをブリッジする
遊星コーン（２）、同遊星コーン＠の外縁に設けられパ
イロットモータαυにより図の左右方向に移動する変速
リング（１３があ９１以上のもので無段変速機（４Ａ）
が構成されている。

前記パイロットモータ（１均で変速リング（１枠を左右
に動かしてＯ回転または超微速から所定の回転数まで無
段階に変速させる。変速リングａ［有］の位置はポテン
ショメータαＱで検出される。

第３（ａ）図は、無段変速機（４Ａ）の制御回路を示し
、制御電源α力より給電されるひとつの起動押釦Ｃ１停
止押釦Ｔ、制御用継電器８８．限時復帰リレーＴｍ、上
昇（正転）〜下降（逆転）切換スイッチＳＥＬ　、上昇
用主開閉器８８Ｆ、下降用主開閉器８８Ｒと、駆動モー
タ（５）と同数の無段変速機コントローラＰＩかも構成
され、同無段変速機コントローラＰＩには、夫々の無段
変速機（４Ａ）に設けられたパイロットモータ（Ｊ■、
ポテンショメータ００及び制御用継電器８８の接点が接
続される。

また無段変速機（４Ａ）の変速比は初期状態では、無限
大分の工即ち無段変速機（４Ａ）の入力軸（８）の回転
数に関保なく呂力軸（９）の回転数ばＯの状態である。

無段変速機コントローラＰＩの外部接点、この場合制御
継電器８８の接点が閉位置におかれると、無段変速機コ
ントローラＰＩはパイロットモータ０υを操作し予め設
定された変速比まで変速され、外部接点が開位置になれ
ば無段変速機（４Ａ）は変速比が無限大分の１の初期状
態に戻される。

前記限時復帰リレーＴｍの時間設定は、予め設定された
変速比から初期状態に戻される時間以上に設定される。

また無段変速機コントローラＰＩは、変速比の値をポテ
ンショメータαｅからフィードバックされ比例−積分制
御する。

さらに第３（ｂ）図で示すように各駆動モータ（５）は
、常時閉位置のしゃ断器ＭＯＢを介して主母線００に接
続される。ブレーキ（６）のコイ／Ｌ／（６ａ）は１脚
分まとめて並列接続され常時閉位置のしゃ断器ＭＣＢを
介して主母線αＯに接続される。

この主母線α１は、上昇用主開閉器８８Ｆ或は下降用主
開閉器８８Ｒの接点を介して主電源α８）に接続される
。

上述の構成により、起動押釦Ｃを押すと制御用継電器８
８が励磁され、そして上昇〜下降切換スイッチＳＥＬの
選択に従って上昇用主開閉器８８Ｆまたは下降用主開閉
器８８Ｒが励磁されその接点が閉位置となる。

従って全ての駆動モータ（５）及びブレーキコイ／ｖ（
６ａ　）は主電源α功に接続されることになり。

ブレーキ（６）が解放されると同時に駆動モータ（５）
は回転する。

一方、制御用継電器８８の励磁と共に、無段変速機コン
トローラＰＩはパイロットモータａυヲ操作し、無段変
速機（４Ａ）の変速比を無限大分の１から予め設定され
た変速比まで変速する。

従ってピニオン歯車（３）はＯ回転の状態から、徐々に
所定の回転速度まで上昇し作業台（７）は昇降運転には
いる。

無段変速機（４Ａ）は前記の通り入力円板００゜遊星コ
ーン（イ）、出力円板αυの摩擦接合を原理としている
だめピニオン歯車（３）の荷重つまり出力軸（９）の負
荷トルクの変動に対し１回転数は第４図に示すように変
動する。つまり負荷トルクが増えるほど回転数は下がり
、負荷トルクが減るほど回転数は上がる。

次に停止押釦Ｔを押すと制御用継電器８８は解磁され無
段変速機コントローラＰＩに接続されたその接点が開位
置となシ、無段変速機（４Ａ）の変速比は徐４に下がり
、無限大分の１．即ちピニオン歯車（３）の回転数は０
となる。

その後限時復帰リレーＴｍの接点が開位置となシ全ての
駆動モータ（５）が停止すると同時にブレーキ（６）が
作動し作業台（７）は保持される。

〔発明の効果〕

以上、具体的に説明したように本発明のラックピニオン
式昇降装置によれば１次の利点、効果が得られる。

（１）起動はピニオン歯車をＯ回転から徐々に所定の回
転数まで加速し、停止は所定の回転数からＯ回転まで徐
４に減速していくので１機械系に与える衝撃は大巾に減
少し１機械系の保護が向上する。

（２）　　ブレーキは常時無負荷で解放・制動されるた
めブレーキライニングの摩耗がほとんど皆無となり、交
換保守が不要となる。

（３）遊星差動式の無段変速機の採用により、昇降運転
中、他に比較して大きな荷重を担っているピニオン歯車
は回転が下がり、小さな荷重を担っているピニオン歯車
は回転が上がシ。

ピニオン歯車の荷重の均一化が自動的に行なわれる。

（４）従って駆動モータは効率の悪い高すべυ形を使用
する必要がなく、効率の良い汎用の駆動モータが使用で
き１重量・寸法とも小型化され、経済的である。

（５）上記均一化の効果は停止直前のＯ回転近傍でも発
揮される。つまシ均−化されて０回転近傍でほぼ静止に
近い状態でブレーキが作動するのでブレーキの作動時間
差によるピニオン歯車への荷重のばらつきはなくなり、
常に均一化された状態で保持されることになり。

従って停止後保持中のピニオン歯車への荷重の均一化作
業は不要となる。

以上の効果により作業効率は向上すると共に。

安全性も大巾に向上でき産業上極めて有益なものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は１本発明の一実施例であり。 第１図はラックピニオン式昇降装置の全体溝成図、第２
図は無段変速機の断面図、第３（ａ）図は無段変速機の
制御回路図、第３（ｂ）図は駆動装置の主回路図、第４
図は無段変速機の変速比−回転数特性図、第５図は従来
の海上作業船を示す側面図である。 １・・・脚、２・・・ラック歯、３・・・ピニオン歯車
。 ４・・・減速歯車機構、４Ａ・・・無段変速機、５・・
・駆動モータ、６・・・ブレーキ、７・・・作業台、８
・・・入力軸、９・・・出力軸、　１０・・・入力円板
、１１・・・出力円板、１２・・・遊星コーン、　１３
・・・変速リング、１４・・・自動調圧カム、１５・・
・パイロットモータ、１６・・・ポテンショメータ、１
７・・・制御電源、１８・・・主電源、１９・・・主母
線、５ａ・−・ブレーキコイル側２区 ４Ａ 蝙３℃）翌 晃　３（しン　七α ｌテ１４Ｌ煉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の脚に沿って作業台を昇降させるラックピニオン式
   昇降装置において、上記昇降装置の駆動ピニオンと駆動
   モータ間に介装する起動時に、ゼロ回転数から所要回転
   数まで徐々に加速を及び停止時に、所要回転数からゼロ
   回転数まで徐々に減速を可能にする変速手段と起動時及
   び停止時の該変速手段のゼロ回転状態にて前記駆動モー
   タに同軸後方に設けるブレーキを解放及び作動させる制
   御装置とを備えたことを特徴とするラックピニオン式昇
   降装置。