WO2013111691A1

WO2013111691A1 - 補助モータ付き手動巻上機

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Publication number: WO2013111691A1
Application number: PCT/JP2013/051047
Authority: WO
Inventors: 貴幸河西
Original assignee: Kito KK; Kito Corp
Current assignee: Kito KK; Kito Corp
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2014-07-25
Also published as: JP5697613B2; JP2013151347A

Description

補助モータ付き手動巻上機

　本発明は、補助モータ付き手動巻上機に関する。

　ハンドホイールの回転を、伝達機構を介して駆動軸に伝達し、この駆動軸に回転自在に外装した減速機構を介してロードシーブを回転させるチェーンブロックが知られている。このチェーンブロックに関し、本出願人は、ハンドホイールに加わるトルクに応じて作動するトルク応答レバーと、駆動軸と連係する補助モータとを設けた補助モータ付きチェーンブロックを提案している。この補助モータ付きチェーンブロックは、トルク応答レバーの動作により補助モータの駆動を制御することができる。

特開２００２－３６２８８３号公報

　上記補助モータ付きチェーンブロックでは、荷の巻下げ時などの手動によるハンドホイール回動時には、電磁クラッチによって補助モータと駆動軸の連係を切り、補助モータは、ハンドホイール回動時の抵抗にならない。このため、補助モータを装備しない手動式のチェーンブロックと同じ力で作業を行うことができる。一方、ハンドホイールに高トルクが加わった場合、トルク応答レバーにより補助モータを作動させると同時に、電磁クラッチを作動させ、補助モータのアシストにより減速装置を介してロードシーブを駆動させる。したがって、上記補助モータ付きチェーンブロックには、巻上げ操作時の負荷の軽減を自動的に行うことができるものの、ハンドホイールと補助モータの連結をＯＮ/ＯＦＦする電磁クラッチ手段を設けているため、高価でかつ構成が複雑であるという問題があった。

　すなわち、上記補助モータ付きチェーンブロックでは、ハンドホイールなどが巻下げ方向に回動すると、何らかのクラッチ手段がなければ補助モータも回転してしまう。この状態のままでは操作性が悪く、ハンドホイールと補助モータの切り離しを行うためには高価な電磁クラッチが必要であった。また、違和感を覚えることなく補助モータの連結を切り離す制御は、電磁クラッチ以外には難しかった。

　本発明は、補助モータ付手動巻上機において、電磁クラッチなどの高価で、複雑な構成を有する切換手段を必要とせず、容易にハンドホールと補助モータの切り離しを行うことができ、しかも構成が簡略化された補助モータ付き手動巻上機を提供することを課題としている。

　本発明は、上記の課題を解決するために、吊り荷を保持するメカニカルブレーキ機構と、補助モータと、操作者の巻上げ手引き力を補助する補助動力伝達機構とを備えた補助モータ付き手動巻上機において、メカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジが螺刻されたブレーキ軸と、ブレーキ軸に螺合する雌ネジを有する駆動部材と、ブレーキ軸の外周に嵌挿された受圧部材と、受圧部材と駆動部材の間でブレーキ板に挟まれ、ブレーキ軸に回転可能に配置された制動部材とを備え、制動部材は、回転規制手段により巻下げ方向への回転が規制され、操作者の巻上げ手引き力が手引き力伝達機構を介して駆動部材に伝達し、補助モータの回転を、補助動力伝達機構を介して制動部材に伝達するようにしたことを特徴としている。

　この補助モータ付き手動巻上機においては、回転規制手段は、制動部材の外周に配置された歯部と爪からなるラチェット機構であることが好ましい。

　また、この補助モータ付き手動巻上機においては、回転規制手段は、補助動力伝達機構に配置された第１ワンウェイクラッチであることが好ましい。

　また、この補助モータ付き手動巻上機においては、補助動力伝達機構は、補助モータの巻上げ回転方向の回転力のみを制動部材に伝達する第２ワンウェイクラッチを備えていることが好ましい。

　本発明の補助モータ付き手動巻上機によれば、巻下げ操作時に回転規制手段によって補助モータの切放しが不要となる。したがって、高価で、複雑な構成を有する電磁クラッチなどの切換手段を必要とせず、容易にハンドホールと補助モータの切り離しを行うことができる。構成が簡略化され、故障の少ない補助モータ付手動巻上機の提供が可能となる。

本発明の補助モータ付き手動巻上機の第１実施形態を示した斜視図である。図１に示した補助モータ付き手動巻上機の断面図である。図２に示した補助モータ付き手動巻上機のＡ－Ａ線による断面図である。図１に示した補助モータ付き手動巻上機における補助動力伝達機構を示した要部側面図である。図１に示した補助モータ付き手動巻上機におけるトルク応答レバーおよびその周辺を示した拡大正面図である。図１に示した補助モータ付き手動巻上機の巻上げ動作時の動力伝達を示したシステム構成図である。図１に示した補助モータ付き手動巻上機の巻下げ動作時の動力伝達を示したシステム構成図である。本発明の補助モータ付き手動巻上機の第２実施形態を示した斜視図である。図８に示した補助モータ付き手動巻上機の断面図である。図８に示した補助モータ付き手動巻上機における補助動力伝達機構を示した要部側面図である。図１０に示した第１ワンウェイクラッチの別の形態を示した要部側面図である。図１０に示した第１ワンウェイクラッチの別の形態を示した要部側面図である。

（第１実施形態）
　図１～図５を参照し、本発明の補助モータ付き手動巻上機の第１実施形態について説明する。

　図において、１は手引き力を入力するハンドホイール、２はハンドホイール１の内側に設けた内歯車、３は内歯車２と噛合し回転する遊星歯車、４は遊星歯車３と噛合し、支持軸５にスプライン５ａで連結された太陽歯車である。６は遊星歯車３のキャリア、６ａはキャリア６に設けられ、キャリア６と一体で回転する出力部材である。出力部材６ａは、遊星歯車３の回転軸の一端に一体的に形成されている。内歯車２、遊星歯車３、太陽歯車４、支持軸５およびキャリア６により遊星歯車機構が構成され、この遊星歯車機構と、ハンドホイール１および出力部材６ａにより手引き力伝達機構が構成されている。

　７は出力部材６ａに連結され、雌ネジ７ａを有する駆動部材、８はブレーキ板、９は両側にブレーキ板８が配設された制動部材である。１０、１０ａは、それぞれ、制動部材９の外周に設けられ、回転規制手段として機能する歯部と爪である。歯部１０に大径スプロケット１９ａが並設され、大径スプロケット１９ａは、制動部材９の外周に設けられている。歯部１０と爪１０ａは、ラチェット機構を構成している。

　１１は受圧部材で、１２は雄ネジ１２ａが螺刻され、駆動部材７の雌ネジ７ａと螺合するブレーキ軸である。駆動部材７とブレーキ軸１２に働くねじ作用によって、ブレーキ板８と制動部材９が、ブレーキ軸１２に嵌装された受圧部材１１に押圧される。この押圧によりブレーキ軸１２と制動部材９が一体となる。駆動部材７、ブレーキ板８、制動部材９、受圧部材１１およびブレーキ軸１２によってメカニカルブレーキ機構が構成される。１３はロードシーブ、１４はロードギヤである。１５はブレーキ軸１２の端部に連結された小歯車と噛合する減速歯車である。

　１６は補助モータ、１７ａは補助モータ１６の出力軸１６ａの端部に設けられた小径ギヤ、１７ｂは小径ギヤ１７ａと噛合する大径ギヤである。１８は大径ギヤ１７ｂを軸承し、端部に小径スプロケット１９ｂを有する伝達軸、２０は、制動部材９に設けた大径スプロケット１９ａと、小径スプロケット１９ｂとの間に張設されたチェーンである。２１は、大径ギヤ１７ｂと伝達軸１８間に嵌装され、補助モータ１６の巻上げ方向の回転力のみを制動部材９に伝達する第２ワンウェイクラッチである。第２ワンウェイクラッチ２１は、ハンドホイール１による巻上げ方向の回転が補助モータ１６による巻上げ方向の回転を上回ったときに大径ギヤ１７ｂを空転させる。大径ギヤ１７ｂの空転によって、補助モータ１６の回転が制動部材９の回転の抵抗とはならない。出力軸１６ａ、小径ギヤ１７ａ、大径ギヤ１７ｂ、伝達軸１８、大径スプロケット１９ａ、小径スプロケット１９ｂ、チェーン２０および第２ワンウェイクラッチ２１によって補助動力伝達機構が構成されている。

　２２は遊星歯車機構の支持軸５の端部に設けられたトルク応答レバー、２３はトルク応答レバー２２の作動部、２４はトルク応答レバー２２の作動部２３に作用して一方向に付勢する調整バネ、２５はトルク応答レバー２２のストッパである。２６はトルク応答レバー２２の作動量を検出するポテンションメータである。トルク応答レバー２２、作動部２３、調整バネ２４、ストッパ２５およびポテンションメータ２６によって巻上手引き力検出手段が構成されている。

　遊星歯車機構の太陽歯車４の回転は、調整バネ２４とストッパ２５により支持軸５を介して規制される。巻上げ負荷が低負荷であるとき、ハンドホイール１を手動により巻上げ方向に回動させると、内歯車２が回転し、遊星歯車３およびキャリア６を介して出力部材６ａが回転し、出力部材６ａに連結している駆動部材７を回転する。同時に、制動部材９、受圧部材１１およびブレーキ軸１２が一体となって回転し、減速歯車１５と中間ギヤ（図示なし）を介してロードギヤ１４が回転し、ロードシーブ１３を回転させる。

　一方、巻上げ負荷が、調整バネ２４の付勢力によって定まる所定の負荷を上まわるときには、ハンドホイール１を手動により巻上げ方向に回転させるトルクに応じてトルク応答レバー２２が調整バネ２４の付勢力に抗して所定量回動する。トルク応答レバー２２の回動量をポテンショメータ２６が検知し、ハンドホイール１に加えられた負荷、すなわち、巻上げ手引き力の有無と大きさが検出される。

　ポテンショメータ２６により検出された巻上げ手引き力が一定値に達すると、コントローラ（図示なし）により補助モータ１６が回転する。補助モータ１６の回転は、小径ギヤ１７ａと大径ギヤ１７ｂの間で減速された後、第２ワンウェイクラッチ２１を介して伝達軸１８に伝達され、伝達軸１８が回転する。伝達軸１８の回転にともない、小径スプロケット１９ｂが回転し、チェーン２０を介して大径スプロケット１９ａが回転し、制動部材９が回転する。

　ハンドホイール１の巻上げ方向の回転は、遊星歯車機構および出力部材６ａを介して駆動部材７に伝達され、駆動部材７を回転させる。上記のとおり、駆動部材７は、ブレーキ板８、制動部材９、受圧部材１１およびブレーキ軸１２とねじ作用で締め付けられ、一体となっている。このため、メカニカルブレーキ機構を構成している制動部材９において、ハンドホイール１からの手動による入力トルクと補助モータ１６からの補助トルクとが重畳される。重畳される入力トルクおよび補助トルクは、ブレーキ軸１２、減速歯車１５などを介してロードシーブ１３に伝達され、補助モータ１６のアシストによる荷の巻上げが行われる。

　図６は、図１に示した補助モータ付き手動巻上機の巻上げ動作時の動力伝達を示したシステム構成図である。図７は、図１に示した補助モータ付き手動巻上機の巻下げ動作時の動力伝達を示したシステム構成図である。

　荷の巻上げ時には、図６に示したように、ハンドホイール１を手動により荷物の巻上げ方向に回転させ、荷物の荷重などによりハンドホイール１のトルクが一定値以上になると、太陽歯車４を介してトルク応答レバー２２が回動する。トルク応答レバー２２の回動量に基づいてポテンショメータ２６によりトルクが検出される。検出されたトルクが一定値以上の場合は、コントローラ（図示なし）を介して補助モータ１６が作動し、小径ギヤ１７ａおよび大径ギヤ１７ｂを介して伝達軸１８が回転する。伝達軸１８の回転にともない、小径スプロケット１９ｂと大径スプロケット１９ａの間に張設されるチェーン２０介して制動部材９が回転し、ハンドホイール１からの入力トルクと補助モータ１６からの補助トルクとが制動部材９で重畳される。重畳された入力トルクと補助トルクによって、受圧部材１１、ブレーキ軸１２、減速歯車１５およびロードギヤ１４を介してロードシーブ１３が回転する。また、巻上げ動作時に、ハンドホイール１の回転が補助モータ１６の回転を上回った場合には、伝達軸１８に設けられた第２ワンウェイクラッチ２１により大径ギヤ１７ｂが空転する。大径ギヤ１７ｂの空転によって、補助モータ１６の回転は制動部材９の回転の抵抗とはならない。

　荷の巻下げ時には、図７に示したように、ハンドホイール１を手動により巻下げ方向に回転させると、メカニカルブレーキ機構の制動部材９を締め付ける力が弛緩する。このため、ブレーキ軸１２は吊り荷の負荷によって巻下げ方向に回転する。この巻下げ動作時には、トルク応答レバー２２の回動は、ストッパ２５により規制されるため、ハンドホイール１に加えられた巻下げ手引き力は、ポテンショメータ２６では検出されず、補助モータ１６は作動しない。また、回転規制手段として制動部材９の外周に設けられた歯部１０は、爪１０ａにより巻下げ方向には回転しない。このため、補助動力伝達機構も回転せず、補助モータ１６は、ハンドホイール１の巻下げ方向の回転の抵抗とはならず、従来のチェーンブロックと同様に巻下げ操作を行うことができる。
（第２実施形態）
　図８～図１２を参照し、本発明の補助モータ付き手動巻上機の第２実施形態について説明する。

　第２実施形態は、制動部材９は、歯部１０と爪１０ａを備えず、制動部材９の巻下げ方向への回転を規制する回転規制手段として第１ワンウェイクラッチが、補助モータ１６の補助動力伝達機構に設けられている点において第１実施形態と異なっている。その他の構成は第１実施形態と同一であるので、図面に同一の符号を付し、以下ではその説明を省略する。

　図８および図９に示したように、制動部材９は、外周に大径スプロケット１９ａを備える円板状体である。

　図１０に示したように、２７ａは補助モータ１６の出力軸１６ａの軸受け部に取設された、回転規制手段としての第１ワンウェイクラッチである。第１ワンウェイ２７ａは、出力軸１６ａの巻上げ方向の回転を許容する一方、巻下げ方向への回転を規制し、制動部材９の巻下げ方向への回転を規制する。なお、第２ワンウェイクラッチ２１は、第１実施形態と同様に、伝達軸１８に設けられている。第２ワンウェイクラッチ２１は、ハンドホイール１による巻上げ方向の回転が補助モータ１６による巻上げ方向の回転を上回った時、または軽負荷時で補助モータ１６が作動しない時に大径ギヤ１７ｂを空転させる。大径ギヤ１７ｂの空転によって、補助モータ１６の回転が制動部材９の回転の抵抗とはならない。

　回転規制手段としての第１ワンウェイクラッチは、図１１に示したように設けることもできる。図１１に示した第１ワンウェイクラッチ２７ｂは、小径スプロケット１９ｂのボス部の外周に設けられている。第１ワンウェイクラッチ２７ｂは、小径スプロケット１９ｂの巻上げ方向の回転を許容する一方、巻下げ方向の回転を規制し、制動部材９の巻下げ方向の回転を規制する。また、第１ワンウェイクラッチは、図１２に示したように設けることもできる。図１２に示した第１ワンウェイクラッチ２７ｃは、大径ギヤ１７ｂに設けられた突出部２８と、支持フレーム２９の軸受け部２９ａとの間に設けられている。第１ワンウェイクラッチ２７ｃは、大径ギヤ１７ｂの巻上げ方向への回転を許容する一方、巻下げ方向への回転を規制し、制動部材９の巻下げ方向の回転を規制する。

　なお、以上の実施形態は、手動巻上機として手動式のチェーンブロックを例示したが、手動巻上機は、チェーンブロックに限定されることはなく、レバーホイストや手動式のウィンチなどであっても構わない。また、手引き力検出手段として、トルク応答レバー２２、作動部２３、調整バネ２４、ストッパ２５およびポテンションメータ２６から構成されるものを例示したが、手引き力検出手段も上記に構成に特に限定されるものではない。

　本発明の補助モータ付き手動巻上機では、吊り荷を保持するメカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジ１２ａが螺刻されたブレーキ軸１２と、ブレーキ軸１２に螺合する雌ネジ７ａを有する駆動部材７とを備えている。また、メカニカルブレーキ機構は、ブレーキ軸１２の外周に嵌装された受圧部材１１と、受圧部材１１と駆動部材７の間でブレーキ板８に挟まれ、ブレーキ軸１２に回転可能に配置された制動部材９を備えてもいる。制動部材９は、回転規制手段としての歯部１０および爪１０ａ、または第１ワンウェイクラッチ２７ａ、２７ｂ、２７ｃにより巻下げ方向への回転が規制されている。また、本発明の補助モータ付き手動巻上機では、操作者の巻上げ手引き力が手引き力伝達機構を介して駆動部材９に伝達し、補助モータの回転を、補助動力伝達機構を介して制動部材９に伝達するようにしている。このため、本発明の補助モータ付き手動巻上機では、巻下げ操作時に回転規制手段によって補助モータ１６の切放しを不要としている。したがって、本発明の補助モータ付き手動巻上機は、高価で、複雑な構成を有する電磁クラッチなどの切換手段を必要とせず、容易にハンドホール１と補助モータ１６の切り離しを行うことができる。しかも、本発明の補助モータ付手動巻上機は、構成の簡略化されたものとして提供可能となり、故障の少ないものともなる。また、本発明の補助モータ付き手動巻上機では、好ましくは、補助動力伝達機構に、ハンドホイール１による回転が補助モータ１６による回転を上回ったときに大径ギヤ１７ｂを空転させる第２ワンウェイクラッチ２１を設けることができる。第２ワンウェイクラッチ２１によって、巻上げ操作時においても、補助モータ１６の回転がハンドホイール１の回転の抵抗とはならなくなる。また、本発明の補助モータ付き手動巻上機では、制動手段９の回転規制手段に第１ワンウェイクラッチ２７ａ、２７ｂ、２７ｃを採用する場合、メカニカルブレーキ機構を小形化することができる。補助モータ付き手動巻上機のより一層の小型化が図られる。

　１　ハンドホイール
　２　内歯車
　３　遊星歯車
　４　太陽歯車
　５　支持軸
　６　キャリア
　６ａ　出力部材
　７　駆動部材
　７ａ　雌ネジ
　８　ブレーキ板
　９　制動部材
　１０　歯部
　１０ａ　爪
　１１　受圧部材
　１２　ブレーキ軸
　１２ａ　雄ネジ
　１６　補助モータ
　１６ａ　出力軸
　１７ａ　小径ギヤ
　１７ｂ　大径ギヤ
　１８　伝達軸
　１９ａ　大径スプロケット
　１９ｂ　小径スプロケット
　２０　チェーン
　２１　第２ワンウェイクラッチ
　２２　トルク応答レバー
　２３　作動部
　２４　調整バネ
　２５　ストッパ
　２６　ポテンションメータ
　２７ａ、２７ｂ、２７ｃ　第１ワンウェイクラッチ

　本発明の補助モータ付き手動巻上機は、電磁クラッチなどの高価で、複雑な構成を有する切換手段を必要とせず、容易にハンドホールと補助モータの切り離しを行うことができる。しかも、本発明の補助モータ付き手動巻上装置は、構成が簡略化されたものであり、故障の少ないものである。本発明の手動式の補助モータ付き手動巻上機は、チェーンブロックをはじめ、レバーホイストや手動式のウィンチなどに利用可能である。

Claims

　吊り荷を保持するメカニカルブレーキ機構と、補助モータと、操作者の巻上げ手引き力を補助する補助動力伝達機構とを備えた補助モータ付き手動巻上機において、
　前記メカニカルブレーキ機構は、外周に雄ネジが螺刻されたブレーキ軸と、このブレーキ軸に螺合する雌ネジを有する駆動部材と、前記ブレーキ軸の外周に嵌挿された受圧部材と、この受圧部材と前記駆動部材の間でブレーキ板に挟まれ、前記ブレーキ軸に回転可能に配置された制動部材とを備え、
　前記制動部材は、回転規制手段により巻下げ方向への回転が規制され、
　操作者の巻上げ手引き力が手引き力伝達機構を介して前記駆動部材に伝達し、前記補助モータの回転を、前記補助動力伝達機構を介して前記制動部材に伝達するようにした
ことを特徴とする補助モータ付き手動巻上機。
　前記回転規制手段は、前記制動部材の外周に配置された歯部と爪からなるラチェット機構であることを特徴とする請求項１に記載の補助モータ付き手動巻上機。
　前記回転規制手段は、前記補助動力伝達機構に配置された第１ワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項１に記載の補助モータ付き手動巻上機。
　前記補助動力伝達機構は、前記補助モータの巻上げ回転方向の回転力のみを前記制動部材に伝達する第２ワンウェイクラッチを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の補助モータ付き手動巻上機。