JP4891022B2 - 補助モータ付きチェーンブロック - Google Patents

Description

本発明は、荷物の昇降を行なうチェーンブロックにおいて、荷物を吊り上げる際の負荷を軽減する補助モータが設けられた補助モータ付きチェーンブロックに関するものである。

従来、工場や建設現場などにおいて、人力では直接持ち上げることが困難な荷物を移動させる際には、ハンドホイルの回転をロードホイルに減速機を介して伝達し、ロードホイルに掛けられたロードチェーンにより荷物の昇降を行なうチェーンブロックが使用されていた。特に重量が大きい荷物の場合には、チェーンブロックを人力で動作させるのみでは持ち上げる事が困難な場合があり、チェーンブロックのハンドホイルの回転を補助する着脱自在な補助モータが設けられた補助モータ付きチェーンブロックが提案されている（例えば、特許文献１参照。)。

このような通常の補助モータ付きチェーンブロックでは、図４に示すチェーンブロック１のように、荷物吊り上げフック１１、ロードチェーン１２、ロードホイル１３、取り付けフック１４、減速機１５、ハンドチェーン１６、ハンドホイル１７を備えている。

チェーンブロック１は、取り付けフック１４により天井や梁等に吊り下げられる。移動を行なう荷物は、荷物吊り上げフック１１へ直接、又はロープ等で取り付けられる。ハンドチェーン１６を引いてハンドホイル１７を回転させ、減速機１５を介してロードホイル１３を回転させる。ロードホイル１３の回転方向により、ロードチェーン１２が巻き上げ、又は巻き下げ状態となり、それにともない荷物吊り上げフック１１が上昇、又は下降して荷物を移動する。

特に重い荷物を引き上げる際には、ハンドホイル１７に設けられた取り付け穴２へ補助モータ３の駆動軸４を差込む。ハンドチェーン１６を引くのに合わせて補助モータ３をハンドホイル１７と同じ回転方向に駆動させることにより、ハンドホイル１７に発生する負荷を軽減させる。
特開２００４−０２６４９８号公報

しかし、特許文献１に示されたような補助モータ付きチェーンブロックで荷物を吊り上げる際、モータの回転する速度は一定であり、必要以上の大きな力で補助される、または補助する力が足りないなど操作性が悪い。

また、荷物の重量が比較的軽く、人力のみでも高速に上昇させることが可能である時には、補助モータの回転する速度よりも人力によりチェーンを巻き上げる速度の方がより速くなる場合がある。この時、ハンドホイルが回転する方向とは逆向きの負荷が補助モータによってハンドホイルに生じることとなり、手にかかる負荷を増大させる。

本発明はこのような問題に対してなされたもので、補助モータ付きチェーンブロックにおいて、ハンドホイルに生じる負荷の大きさに応じて、ハンドホイルの回転補助を行う補助モータ付きチェーンブロックを提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、チェーンブロックのハンドホイルに接続された補助モータを駆動させることにより、荷物吊り上げ時の負荷を軽減させる機構を備えたチェーンブロックにおいて、荷物吊り上げ時に前記ハンドホイルに生じる負荷を検出するトルク検出機構と、前記トルク検出機構により検出された負荷の大きさに応じて前記補助モータの回転を制御する制御装置と、を備え、前記トルク検出機構は、前記ハンドホイルに取り付けられた外回転軸と、前記外回転軸の内側に該外回転軸と同方向に回転自在に設けられた内回転軸と、前記外回転軸と前記内回転軸とを連接するバネと、前記内回転軸に設けられ、抵抗値を変化させるバーが前記外回転軸に設けられたガイドピンにより移動するスライド抵抗と、により構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、ハンドチェーンを引いてハンドホイルを回転させ、荷物を吊り上げる際、ハンドホイルに生じる負荷がトルク検出機構により検出される。補助モータは、トルク検出機構により検出されたハンドホイルに生じている負荷の大きさに基づき、制御装置により回転速度が制御される。

これにより、荷物を吊り上げる際に生じる負荷を、負荷の大きさに応じて補助することが可能となり、ハンドホイルに不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げることが出来る。

本発明によれば、トルク検出機構は、ハンドホイルに取り付けられた外回転軸と、外回転軸の内側に外回転軸と同方向に回転自在に設けられた内回転軸と、外回転軸と内回転軸とを連接するバネと、内側回転軸に設けられ、抵抗値を変化させるバーが外回転軸に設けられたガイドピンによって移動することにより、外回転軸と内回転軸との回転角度の差を検出するスライド抵抗とにより構成されている。

荷物を吊り上げる方向にハンドチェーンを引くと、ハンドホイルが回転を始め、それに連れなって外回転軸が回転する。その際、内回転軸はその場に留まるため、外回転軸と内回転軸に回転角度の差が生じる。それにより、外回転軸に設けられたガイドピンにガイドされるスライド抵抗のレバーが移動し、スライド抵抗の抵抗値が増大する。制御部は、抵抗値の大きさに基づき補助モータを回転させ、内回転軸と外回転軸の回転角度の差がなくなるようにハンドホイルの回転を補助する。

これにより、荷物を吊り上げる際に生じる負荷を、負荷の大きさに応じて補助することが可能となり、ハンドホイルに不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げることが出来る。

本発明は、前記トルク検出機構で検出された前記ハンドホイルにかかる負荷の値は、スリップリングを介して前記制御装置へ送られることを特徴としている。

本発明によれば、回転するトルク検出機構により検出されたハンドホイルに生じる負荷に応じた抵抗値の変化は、スリップリングを介して制御装置へ送ることが可能となる。

本発明は、前記補助モータと前記ハンドホイルとの間には、前記補助モータに接続された軸を回転させると前記ハンドホイルに接続された軸が回転し、前記ハンドホイルに接続された軸を回転させた場合には前記補助モータに接続された軸は回転しない逆入力防止クラッチが設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、ハンドホイルの回転速度が、補助モータの最高回転速度より速い場合に生じる、補助モータの回転の遅れによる負荷は、逆入力防止クラッチによりハンドホイル側には伝達されなくなる。

これにより、ハンドホイルに不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げることが出来る。

以上説明したように、本発明の補助モータ付きチェーンブロックによれば、ハンドホイルに不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げることが出来る。

以下添付図面に従って本発明に係る補助モータ付きチェーンブロックの好ましい実施の形態について詳説する。

最初に本発明に係る補助モータ付きチェーンブロックの構成について説明する。図１は本発明に係る補助モータ付きチェーンブロックの構成図である。

図１に示すように、チェーンブロック１０には、荷物吊り上げフック１１、ロードチェーン１２、ロードホイル１３、取り付けフック１４、減速機１５、ハンドチェーン１６、ハンドホイル１７、トルク検出機構１８、ワンウェイクラッチ１９、電磁クラッチ２０、補助モータ２１、制御装置２２、及びバッテリ２３を備えている。

チェーンブロック１０は、図４に示すチェーンブロック１と同様に、荷物吊り上げフック１１へ荷物を取り付け、ハンドチェーン１６を引いてハンドホイル１７を回転させ荷物を移動する。荷物移動の際には、荷物の荷重によりハンドホイル１７に生じる負荷をトルク検出機構１８にて検出する。

トルク検出機構１８は図２に示すように、外回転軸３１、内回転軸３２、スライド抵抗３３、バー３４、ガイドピン３５、バネ３６、及びストッパ３７が備わっており、外回転軸３１はハンドホイル１７に取り付けられ、内回転軸３２は図１に示す回転軸Ａに取り付けられている。

内回転軸３２は、外回転軸３１の内側に外回転軸３１と同方向に回転自在に設けられ、内回転軸３２と外回転軸３１とはバネ３６により接続されている。内回転軸３２上にはスライド抵抗３３が設けられ、スライド抵抗３３のバー３４は、外回転軸３１に設けられたガイドピン３５により左右に移動する。

図２の（ｂ）に示すように、外回転軸３１が回転すると、内回転軸３２はその場に留まり、ガイドピン３５によりバー３４が移動してスライド抵抗３３の抵抗値が増大してゆく。抵抗値は図示されないスリップリングを介して制御装置２２へ送られ、抵抗値が増大していた場合は、補助モータ２１を抵抗値の大きさに合わせて回転させ、電磁クラッチ２０をロックして補助モータ２１の回転力をハンドホイル１７へ伝える。

補助モータ２１とハンドホイル１７とは、回転力伝達手段としてのワンウェイクラッチ１９によって接続されている。ワンウェイクラッチ１９は、１方向へのみ回転力を伝達することが可能であり、駆動軸Ａによりトルク検出機構１８を介してハンドホイル１７と接続され、駆動軸Ｂにより電磁クラッチ２０を介して補助モータ２１と接続されている。

ワンウェイクラッチ１９は、補助モータ２１の回転方向と逆方向の回転力が駆動軸Ａ側に発生した場合はロックされて補助モータ２１の回転力をハンドホイル１７側へ伝える。駆動軸Ａ側に補助モータ２１の回転方向と同方向の回転力が発生した場合は、ロックが外れて空転を始める。

バッテリ２３は制御装置２２を介してトルク検出機構１８、電磁クラッチ２０、及び補助モータ２１で電力を供給している。

これらの構成により、本発明の補助モータ付きチェーンブロック１０は、ハンドホイル１７に不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げ、補助モータ２１が動作中でも必要に応じて素早く荷物を吊り上げることが出来る。

次に、本発明に係る補助モータ付きチェーンブロックの作用について説明する。図１に示すように、ハンドホイル１７の回転は減速機１５を介してロードホイル１３に伝わり、荷物吊り上げフック１１が上昇、又は下降して荷物を移動させる。

荷物を上昇させる方向へハンドホイル１７を回転させた際のハンドホイル１７にかかる負荷は、トルク検出機構１８によって検出される。ハンドホイル１７が荷物を上昇させる方向へ回転を始め図２に示すスライド抵抗３３の抵抗値が増大すると、電磁クラッチ２０がロックされ、補助モータ２１が抵抗値の大きさに合わせてＰＷＭ制御されハンドホイル１７と同方向に回転を始める。

補助モータ２１の回転力はワンウェイクラッチ１９を介してハンドホイル１７へ伝達される。この時、ハンドホイル１７に生じている負荷が大きく、ハンドホイル１７の回転速度が補助モータ２１の最高回転速度より遅い場合、駆動軸Ａの回転が駆動軸Ｂの回転よりも遅れる為、駆動軸Ａ側には補助モータ２１の回転方向と逆方向の回転力が発生する。これにより、ワンウェイクラッチ１９はロック状態となり、駆動軸Ａと駆動軸Ｂとは等速で同回転方向に回転して補助モータ２１の回転力がハンドホイル１７へ伝達される。

ハンドホイル１７に生じている負荷が小さく、ハンドホイル１７の回転速度が補助モータ２１の最高回転速度より速い場合は、補助モータ２１を最高速度以上に回転させる為の負荷がハンドホイル１７に発生する。

しかし、駆動軸Ａの回転が駆動軸Ｂの回転よりも早い状態である為、ワンウェイクラッチ１９の駆動軸Ａ側には補助モータ２１の回転方向と同方向の回転力が発生する。これにより、ワンウェイクラッチ１９のロックは解除されてワンウェイクラッチ１９が空転し、ハンドホイル１７は補助モータ２１からの負荷に影響されることなく、補助モータ２１の最高回転速度よりも速い速度で回転を維持できる。

また、荷物を下降させる方向へハンドホイル１７を回転させた場合は、スライド抵抗３３の抵抗値が増大しない為、電磁クラッチ２０のロックが解除され補助モータ２１からの負荷に影響されることなく高速でハンドホイル１７を回転させて荷物を下降できる。

これらの作用により、本発明の補助モータ付きチェーンブロックは、ハンドホイル１７には不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げる事が可能となる。

次に本発明の別の実施の形態に係る補助モータ付きチェーンブロックの構成について説明する。図３は本発明の別の実施の形態に係る補助モータ付きチェーンブロックの構成図である。

チェーンブロック４０は、図１に示すチェーンブロック１０と同様に、荷物吊り上げフック１１へ荷物を取り付け、ハンドホイル１７を回転させて荷物の移動を行い、荷物の荷重によりハンドホイル１７に生じる負荷の大きさを、トルク検出機構１８を用いて抵抗値の増加として検出する。

検出された負荷による抵抗値の増加はスリップリング４１から図示されない制御装置へ送られる。抵抗値が増加している場合は、バッテリ４５により駆動する補助モータ４４を抵抗値の大きさに合わせて回転させ、補助モータ４４の回転力が減速機４５と逆入力防止クラッチ４２とを介してハンドホイル１７へ伝えられる。これによりハンドホイル１７に生じる負荷が軽減される。

逆入力防止クラッチ４２は、補助モータ４４側の軸を回転させた場合、回転力が伝わりハンドホイル１７側の軸が回転する。しかし、ハンドホイル１７側の軸を回転させた場合、回転力は伝達されず補助モータ４４側の軸は回転しない構造となっている。逆入力防止クラッチ４２としては、例えばＮＴＮ株式会社製トルクダイオード等を好適に使用できる。

次に、本発明の別の実施の形態に係る補助モータ付きチェーンブロックの作用について説明する。

図３に示すように、チェーンブロック４０は、ハンドホイル１７にかかる負荷をトルク検出機構１８によって検出し、負荷に合わせて補助モータ４４をＰＷＭ制御にて回転させてハンドホイル１７にかかる負荷の軽減を行なう。

補助モータ４４の回転力は逆入力防止クラッチ４２を介してハンドホイル１７へ伝達され、ハンドホイル１７の回転速度が補助モータ４４の最高回転速度より遅い場合、補助モータ４４の回転力はハンドホイル１７へ伝わりハンドホイル１７にかかる負荷が軽減される。

ハンドホイル１７の回転速度が補助モータ４４の最高回転速度を超えた場合、逆入力防止クラッチ４２の補助モータ４４側の軸の回転が、ハンドホイル１７側の軸より遅れる為、ハンドホイル１７側の軸より逆入力防止クラッチ４２を回転させた状態と同等となる。この時、逆入力防止クラッチ４２は、ハンドホイル１７側の軸を回転させても補助モータ４４側の軸は回転しない構造となっている為、ハンドホイル１７は補助モータ４４からの負荷に影響されることなく早い回転速度を維持する。

荷物を下降させる方向にハンドホイル１７を回転させた場合は、トルク検出機構１８で負荷が検出されず補助モータ４４は回転しない。この時、逆入力防止クラッチ４２の補助モータ４４側の軸は停止しているので、ハンドホイル１７側の軸より逆入力防止クラッチ４２を回転させた状態となる。よって、ハンドホイル１７側の軸だけが回転し、補助モータ４４からの負荷はハンドホイル１７には伝達されず、ハンドホイル１７を高速に回転させることが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る補助モータ付きチェーンブロックは、荷物の負荷が大きい場合には補助モータにより負荷を軽減し、ハンドホイルに不要な負荷が生じることが無く、素早く、僅かな力で荷物を吊り上げることが出来る。

また、無負荷、又は荷物の負荷が小さい場合など、高速にハンドホイルを回転させて素早く荷物を上昇させたい場合には、モータからの負荷に影響されることなく高速に上昇させることが可能となる。

本発明に係る補助モータ付きチェーンブロックの構成図。 トルク検出機構の構成と動作を示した上面図。 別の実施の形態の補助モータ付きチェーンブロックの構成図。 通常の補助モータ付きチェーンブロックの構成図。

符号の説明

１、１０、４０…チェーンブロック，２…取り付け穴，３、２１、４４…補助モータ，４、Ａ、Ｂ…駆動軸，１１…荷物吊り上げフック，１２…ロードチェーン，１３…ロードホイル，１４…取り付けフック，１５、４３…減速機，１６…ハンドチェーン，１７…ハンドホイル，１８…トルク検出機構，１９…ワンウェイクラッチ，２０…電磁クラッチ，２２…制御装置，２３、４５…バッテリ，４２…逆入力防止クラッチ

Claims (3)

1. チェーンブロックのハンドホイルに接続された補助モータを駆動させることにより、荷物吊り上げ時の負荷を軽減させる機構を備えたチェーンブロックにおいて、
   荷物吊り上げ時に前記ハンドホイルに生じる負荷を検出するトルク検出機構と、
   前記トルク検出機構により検出された負荷の大きさに応じて前記補助モータの回転を制御する制御装置と、を備え、
   前記トルク検出機構は、前記ハンドホイルに取り付けられた外回転軸と、
   前記外回転軸の内側に該外回転軸と同方向に回転自在に設けられた内回転軸と、
   前記外回転軸と前記内回転軸とを連接するバネと、
   前記内回転軸に設けられ、抵抗値を変化させるバーが前記外回転軸に設けられたガイドピンにより移動するスライド抵抗と、により構成されていることを特徴とする補助モータ付きチェーンブロック。
2. 前記トルク検出機構で検出された前記ハンドホイルにかかる負荷の値は、スリップリングを介して前記制御装置へ送られることを特徴とする請求項１に記載の補助モータ付きチェーンブロック。
3. 前記補助モータと前記ハンドホイルとの間には、前記補助モータに接続された軸を回転させると前記ハンドホイルに接続された軸が回転し、前記ハンドホイルに接続された軸を回転させた場合には前記補助モータに接続された軸は回転しない逆入力防止クラッチが設けられていることを特徴とする請求項１、又は２に記載の補助モータ付きチェーンブロック。

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