JP2774861B2 - 逆回転制動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばウインチの駆動部に具備される逆回転
制動装置に関する。

（従来の技術） ウインチ装置では、巻下げ作業時に重力加速度を受け
て吊荷の下降速度（巻下げ速度）が増大してそのまま放
置すると落下事故が発生する危険性があるために、巻下
げ作業時に吊荷の下降速度を抑制する制動装置が装備さ
れている。すなわち、この制動装置は、巻上げ作業時に
ウインチのドラムの回転（正回転）を許容し、巻下げ作
業時に吊荷の下降速度の増大に伴いドラムの回転速度が
増大した時にドラムの回転（逆回転）を制動して回転速
度を抑制し吊荷の下降速度を適正に維持するものであ
る。

従来、この逆回転制動装置は、油圧モータの回転をウ
インチのドラムに伝達するクラッチと、逆回転防止用の
爪車装置とを組合せた構成が採用されている。

すなわち、この逆回転制動装置に用いる逆回転防止用
爪車装置は、外周面に複数の爪を円周方向に向きを揃え
て並べて形成した爪車と、この爪車の半径方向外方にお
いて爪車の爪に係脱するように揺動自在に設けられると
ともに、爪車の爪に接触する向きに常時ばね力が加えら
れた揺動爪とを備え、ドラムの回転に合せて爪車が正回
転（巻上げ方向に向けて回転）する時に、ばねにより押
された揺動爪が爪車の爪に常時すべり接触しながら爪車
の回転を許容することによりドラムの正回転を可能と
し、爪車が逆回転（巻下げ方向に向けて回転）する時
に、ばねにより押された揺動爪が爪車の爪に継合して爪
車の回転を阻止することによりドラムの逆回転を阻止す
るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような逆回転防止用爪車装置を備
えた従来の逆回転制動装置は爪車装置を使用することか
ら次に述べる問題が発生している。

ドラムが正回転する場合、すなわち爪車が正回転する
場合、爪車の目に摺接する揺動爪が爪車の各爪の段落部
で落下して爪の表面に当たる時に大きな打撃音が発して
騒音が発生する。

ドラムが逆回転する場合、すなわち爪車が逆回転する
場合には、揺動爪が爪車の爪の断部に係合して爪車の回
転を停止するが、爪車が逆回転を開始した時点と、爪車
の逆回転により爪の段部が揺動爪まで移動して係合する
時点との間に時間的な間隔があり、爪車の逆回転を瞬時
に停止することができない。この時間的なずれがドラム
の回転を停止する遅れとなり、この遅れによりその分だ
け吊荷が下降スリップして停止時に大きなショックが生
じる。

爪車はそれを装備するウインチ毎にその仕様に応じた
独自の仕様を有する専用品であるから、それぞれ個別に
製作する必要があり、不経済である。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、逆回転
制動動作の信頼性が高く、低騒音で経済性に優れた逆回
転制動装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明の逆回転制動装置
は、被駆動回転体を回転させる駆動軸と、この駆動軸に
螺合され回転および移動可能に設けられた駆動側回転体
および前記駆動軸に固定された従動側回転体を備え、駆
動側回転体が一方向に回転して移動する時に両方の回転
体が組合さり駆動側回転体から従動側回転体を介して前
記駆動軸に回転が伝達され、且つ駆動側回転体が他方向
に回転して移動する時に両方の回転体が離れ駆動側回転
体から前記駆動軸に回転が伝達されるクラッチと、この
クラッチの駆動側回転体が一方向に回転して前記従動側
回転体に回転伝達している時に前記駆動側回転体の回転
を許容し、前記駆動側回転体が他方向に回転して前記駆
動軸に回転を伝達している最中であって前記被駆動回転
体の回転により前記駆動軸の回転速度が前記駆動側回転
体の回転速度を越えた時に前記駆動側回転体の回転を制
動する一方向クラッチとを具備したことを特徴とするも
のである。

（作用） 上記構成により、駆動軸が正回転する時には一方向ク
ラッチが空回りして駆動軸の回転を許容し、駆動軸が逆
回転する時には一方向クラッチの動作により瞬時に駆動
軸の回転を停止する。一方向クラッチは動作時に打撃を
伴う部分が存在せず騒音の発生がない。一方向クラッチ
は汎用品を使用することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に参照して説明する。

本発明の逆回転制動装置の一実施例について第１図な
いし第４図、第６図および第７図を参照して説明する。

この実施例は、トラックに架装するクレーンに設ける
ウインチの駆動部に適用したものである。

トラック架装用のクレーンについて第６図および第７
図を参照して説明する。

図中１はトラックで、運転室部２と、荷台部３と、運
転室部２と荷台部３との間におけるクレーン架装部４を
有している。５はクレーンで、トラック１のクレーン架
装部４に搭載されている。このクレーン５はポスト６、
ブーム７、フック８、デリックシリンダ９およびウイン
チ10を備えており、ウインチ10はポスト６において運転
室部２の屋根および荷台部３に設けた鳥居3aの上端より
低い位置に設けられている。

ウインチ10は、ドラム11と、このドラム11を回転駆動
する駆動装置（減速機）12を装備している。ドラム11
は、旋回ポスト６に取り付けたドラム軸13に軸受14を介
して回転自在に支承され、また一端には第１図に示すよ
うに後述する制動装置に設けられる駆動軸23の歯車26と
噛合する歯車15が設けられている。ドラム11にはブーム
７に沿ってフック８まで設けるワイヤ16が巻き掛けてあ
る。駆動装置12は旋回ポスト６に装着され、油圧モータ
（図示せず）と、本発明の逆回動制動装置が設けられて
いる。

本発明の逆回転制動装置について第１図ないし第４図
を参照して説明する。

第１図および第２図は逆回転制動装置の全体を示して
いる。21はポスト６に固定されたハウジング、22はハウ
ジング21の開放部に組合せて固定された蓋である。23は
駆動軸で、ハウジング21および蓋22に設けた軸受24、25
に回転自在に支承されている。ハウジング21から突出し
た駆動軸23の端部には歯車26が形成され、この歯車26は
ドラム11に設けた歯車15と噛合している。27は第一の歯
車、28はディスク、29は第二の歯車であり、これら各部
品はハウジング21の内部に配置されている。第一の歯車
27は中央部にねじ孔27aが形成され、このねじ孔27aが駆
動軸23に形成したねじ部23aに螺合されている。ディス
ク28は中央部に孔28aが形成され、一側面に円形突部28b
が形成されている。ディスク28は円形突部28bを第一の
歯車27に向けた状態で第一の歯車27に隣接して配置さ
れ、孔28aが駆動軸23に嵌合されるとともにキー30を介
して駆動軸23に固定されている。すなわち、ディスク28
は駆動軸23に一体に回転するように設けられる、第二の
歯車29はリング形をなすものである。第二の歯車29は第
一の歯車27とディスク28の間に位置して配置され、ディ
スク28の円形突部28bの外周部に設けられた軸受33に回
転自在に支承されている。すなわち、第二の歯車29は駆
動軸23に対して回転自在に設けられる。第一の歯車27お
よびディスク28に対面する第二の歯車29の両方の側面に
摩擦板31、32が固定されている。

これら第一の歯車27、ディスク28および第二の歯車29
でクラッチを構成している。すなわち、第一の歯車27は
駆動側回転体であり、図示しない油圧モータによって回
転される歯車に噛合して該歯車により回転され、且つ駆
動軸23の軸方向に移動してクラッチをオン、オフさせる
機能を有している。ディスク28は第一の歯車27から回転
伝達される従動側回転体である。第一の歯車27はねじ孔
27aと駆動軸23のねじ部23aとの螺合により次に述べる動
作を行うように設けられている。つまり、第一の歯車27
は正回転されると第２の歯車29に接近する向きに移動
し、逆回転すると第２の歯車35から離れる向きに移動す
る。

34は第三の歯車で、これは円筒体の外周部に歯部を形
成するとともに、円筒体の一端部に固定軸35に嵌合する
孔部を有するものである。歯部は第二の歯車29に比較し
て小形のものである。第三の歯車34は、ハウジング21の
内部において第二の歯車29の半径方向に設けられて第二
の歯車29と噛合している。すなわち、第三の歯車34は駆
動軸23と平行に設けられた固定軸35に回転自在に嵌合支
承されている。固定軸35はハウジング21に嵌合して支持
され、さらにボルト36でハウジング21に取付けられたボ
ルト押さえ37に押えられて回転しないように固定されて
いる。

円筒体をなす第三の歯車34と固定軸35とで形成される
円形環状をなす空間部には、スプラグ形をなす一方向ク
ラッチ38が設けられている。

この一方向クラッチ38について第３図および第４図を
参照して説明する。39、40は第三の歯車34と固定軸35と
で形成される空間部に同心円状に配置された円形リング
をなす２個の保持器で、それぞれ円周方向に複数の保持
孔が並べて形成してある。41はスプラグで、このスプラ
グ41は各保持器39、40の各孔に共通に挿入保持して空間
部の円周方向に並べて複数個配置され、第三の歯車34の
内周面と固定軸35の外周面に接触子している。42はばね
で、このばね42は第３図に示すように各スプラグ41に対
して第三の歯車34と固定軸35に接触させるためのばね力
を加えている。

各保持器39、40の各孔の形状、スプラグ41の形状およ
びばね42のばね力に加え方は、一方向クラッチとしてス
プラグ41に対して次の動作を行うものである。第３図に
示すように第三の歯車34が正方向（巻上げ方向）に回転
する時にスプラグ41が第三の歯車34の回転方向に傾いて
第三の歯車34を受け流しその回転を許容し、また第４図
に示すように第三の歯車34が逆方向（巻下げ方向）に回
転する時にスプラグ41が第三の歯車34の回転方向に傾い
て第三の歯車34を受け止めその回転を阻止する。

本発明の逆回転制動装置を備えたウインチ10で荷物の
昇降を行う場合には、フック８には荷物を吊り、ウイン
チ10のドラム11を正回転してワイヤ16を巻取ってフック
８および吊荷を巻上げ、ウインチ10のドラム11を逆回転
してワイヤ16を繰出してフック８および吊荷を巻き下げ
る。

本発明の逆回転制動装置に動作について説明する。

吊荷の巻上げ時について説明する。油圧モータにより
第一の歯車27を正回転（巻上げ方向回転）すると、第一
の歯車27は駆動軸23との螺合により回転しながら第二の
歯車29に接近する向きに移動し、第二の歯車29を押圧し
てディスク28に圧接する。これにより摩擦板31、32を挟
んで第一の歯車27と第二の歯車29とディスク28とが一体
化されてクラッチがオンになり、第一の歯車27の回転が
第二の歯車29とディスク28を介して駆動軸23に伝達され
る。駆動軸23の回転により歯車26、15を介してウインチ
10のドラム11が巻上げ方向に回転する。このため、ドラ
ム11がワイヤ16を巻取って吊荷を上昇させる。

第二の歯車29の回転により第三の歯車34に回転伝達さ
れ、第三の歯車34が同じく正回転する。ここで、一方向
クラッチ38は、第３図に示すように第三の歯車34が正方
向（巻上げ方向）に回転する時にスプラグ41が第三の歯
車34の回転方向に傾いて第三の歯車34を受け流しその回
転を許容する。すなわち、保持器39、40、ばね42がスプ
ラグ41を第三の歯車34の正回転に対して自由な状態にな
るように保持しているので、第三の歯車34は回転を阻止
されずに回転する。この結果、第二の歯車29の回転も許
容され、クラッチにより回転伝達が行われる。

吊荷の巻下げ時について説明する。油圧モータにより
第一の歯車27を逆回転（巻下げ方向回転）すると、第一
の歯車27は駆動軸23との螺合により回転しながら第二の
歯車29から離れる向きに移動し、第二の歯車29を押圧し
てディスク28に圧接する状態を解放する。これによりク
ラッチがオフになり、ディスク28が第一の歯車27に対し
て自由になる。そして、第一の歯車27の回転により駆動
軸23が直接回転され、さらにウインチ10のドラム11が巻
下げ方向に回転する。このため、ドラム11がワイヤ16を
繰り出して吊荷を下降する。すなわち、駆動軸23および
ドラム11は油圧モータの回転速度に応じた回転速度で回
転して巻下げ動作を行う。この状態は、駆動軸23および
ドラム11の回転速度が油圧モータの回転速度を越えない
場合に継続される。

巻下げ作業が進行して吊荷が下降して行くと、重力加
速度により吊荷の下降速度が増大し、これに伴いドラム
11および駆動軸23の回転速度が増大する。そして、駆動
軸23の回転速度が油圧モータの回転速度を越えると、第
一の歯車27は駆動軸23に対して相対的に正回転方向に回
転することになり、同時に第一の歯車27は第二の歯車29
に向けて接近するように移動する。これにより第二の歯
車29を押圧してディスク28に圧接する。これにより摩擦
板31、32を挟んで第一の歯車27と第二の歯車29とディス
ク28とが一体化されてクラッチがオンになり、第一の歯
車27の逆回転が第二の歯車29に伝達され、第二の歯車29
が逆回転する。

しかし、第４図に示すように第三の歯車34が逆方向
（巻下げ方向）に回転する時にスプラグ41が第三の歯車
34の回転方向に傾いて第三の歯車34を受け止めその回転
を阻止する。すなわち、第三の歯車34が逆回転すると、
一方向クラッチ38の各スプラグ41が第三の歯車34に押さ
れてその回転方向に傾くが、各スプラグ41は固定軸35に
係止するとともに保持器39、40およびばね42に保持さ
れ、傾いた状態で第三の歯車34を受け止めて係止する。
これにより第三の歯車34の逆回転が阻止される。この結
果、第二の歯車29が回転を阻止されて停止する。このた
め、第一の歯車27は停止した第二の歯車29に取り付けら
れている摩擦板31に押圧することにより、その摩擦抵抗
により逆回転を抑制され回転速度が大幅に低下する。こ
の結果、駆動軸22およびドラム11の回転速度が低下して
吊荷が緩やかに下降することとなる。従って、ドラム11
を油圧モータの回転速度を維持しながら安全に巻下げ作
業を行う。

この実施例において使用しているスプラグ形の一方向
クラッチ38は、その構成から第三の歯車34が逆回転する
と各スプラグ41が極めて短い時間、すなわち小さな動き
で第三の歯車34の回転を停止する。このため、第三の歯
車34が逆回転すると各スプラグ41が瞬時に第三の歯車34
の逆回転を停止する。このため、第三の歯車34が逆回転
を開始してから停止する間での間に殆ど時間的な遅れが
なく、この結果吊荷が定速の下降速度を越えて急速に下
降を介した直後に瞬時に吊荷の下降速度を要請すること
ができ、しかも急速に停止することがないので安全であ
る。

しかも、一方向クラッチ38は動作時は打撃が伴う部分
がないために、騒音の発生がない。また、一方向クラッ
チ38は一般に市販の汎用品を使用できるので、ウインチ
10の使用に応じて部品を特別に製作する必要がない。

この実施例では、一方向クラッチ38の外側に設ける外
輪として第三の歯車34を使用し、この歯車34を第二の歯
車29の側方で該第二の歯車29に噛合して設けている。す
なわち、このように一方向のクラッチ38をクラッチの側
方に設けることにより駆動軸23の軸方長さが短くなり、
ウインチ10の駆動装置12の幅が短くなる。また、第三の
歯車34の歯車が第二の歯車29に比較して小さい歯車にな
っているので、一方向クラッチ38に伝達するトルクが小
さく、駆動軸23に直接設ける場合に比較してクラッチに
容量が小さくて済む。

このように逆回転装置を小型化できると、この逆回転
装置を装備したウインチ10を第６図および第７図におい
てトラック１に架装するクレーン５に設けた場合には、
旋回ポスト６の旋回半径を小さくし、トラック１のクレ
ーン架装部４のスペースを小さくできる。第７図中Ｏは
旋回中心である。

すなわち、トラック１のクレーン架装スペースは旋回
ポスト６の旋回半径で決まり、旋回ポスト６の旋回半径
はウインチ10の駆動装置（減速機）12、シリンダ９の大
きさで決まる。また、ポスト６の外形寸法、ウインチ10
のドラム11の大きさはクレーン５の性能、強度で規定さ
れるために、ウインチ10の駆動装置12を小型にすること
が要求される。これらのことから本実施例の逆回転装置
を使用すると、駆動装置12を小型にしてトラック１のク
レーン架装部４のスペースを小さくすることに役立つ。

第５図は逆回転制動装置の他の実施例における一方向
クラッチ装備部を示している。この実施例では、第三の
歯車34を設けた回転軸42を、ハウジング21およびこのハ
ウジング21にボルト43で取り付けたカバー44に設けた軸
受45、46で支承し、回転軸42とカバー44との間で一方向
クラッチ38を設けたもので、前述した動作と同じ動作を
得ることができる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されず、種々変
形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、駆動軸の逆回転
を制動するために一芳香にクラッチを使用しているの
で、逆回転制動動作の信頼性が高く、低騒音で経済性に
優れた逆回転制御装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は第２図Ａ−Ａ線に沿う逆回転制動装置の断面図、第２
図は逆回転制動装置の正面図、第３図および第４図は一
方向クラッチの一部を拡大して示す図、第５図は他の実
施例の逆回転制動装置における一方向クラッチ装備部を
示す図、第６図は車に搭載するクレーンを示す図、第７
図はクレーンのポスト部の横断面を示す図である。 21……ハウジンング、23……駆動軸、27……第一の歯
車、28……ディスク、29……第二の歯車、34……第三の
歯車、38……一方向クラッチ、41……スプラグ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B66D 1/16 B66D 3/14 B66D 3/16 B66D 5/00 B66D 5/02 B66D 5/06 B66D 5/18 B66D 5/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被駆動回転体を回転させる駆動軸と、この
   駆動軸に螺合されて回転および移動可能に設けられた駆
   動側回転体および前記駆動軸に固定された従動側回転体
   を備え、駆動側回転体が一方向に回転して移動する時に
   両方の回転体が組合さり駆動側回転体から従動側回転体
   を介して前記駆動軸に回転が伝達され、且つ駆動側回転
   体が他方向に回転して移動する時に両方の回転体が離れ
   駆動側回転体から前記駆動軸に回転が伝達されるクラッ
   チと、このクラッチの駆動側回転体が一方向に回転して
   前記従動側回転体に回転伝達している時に前記駆動側回
   転体の回転を許容し、前記駆動側回転体が他方向に回転
   して前記駆動軸に回転を伝達している最中であって前記
   被駆動回転体の回転により前記駆動軸の回転速度が前記
   駆動側回転体の回転速度を備えた時に前記駆動側回転体
   の回転を制動する一方向クラッチとを具備してなる逆回
   転制動装置。