JPS5842119B2 - 巻上機械用過負荷防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は口・−プホイスト、チェンブロツク、あるいは
これらに類する装置に適用される過負荷防止装置に関す
るものである。

一般的な過負荷防止装置としてチェンブロックに用いら
れている例をもとに説明する。

単に奏上時の過負荷を防止するという目的で、チェンブ
ロツクに内蔵された減速歯車の一部に摩擦により動力を
伝達する所謂スリップギヤを用いるものがある。

すなわち、スプロケット軸上に配置された減速歯車の任
意の歯車を二分割して形成し、歯車を組合せる。

これらの歯車相互間のトルクの伝達は仲介されるライニ
ングを介し、一方の歯車に皿ばね等の弾性体により押圧
力を付し、ねじにより押圧力の調整をして所定の伝達摩
擦トルクを得るものである。

然し、この従来の過負荷防止装置付のチェンブロックで
は、所定の設定トルクにほぼ釣合った臨界状態で、荷が
巻上がってしまった場合は宙吊中に、揺動、振動等によ
る何らかの外力を付与されると、釣合いがくずれ、荷が
落下することとなり危険である。

例えば、これらの従来技術による過負荷防止機能を装置
した巻上機械を簡易リフトに使用した場合、宙吊り状態
において、設定トルク以上の過荷重を吊上げた場合、荷
は落下する結果となり非常に危険である。

また、上述に同様の状況で、一旦巻上げた荷物をインチ
ングし乍ら上げ、下げ停止をする様な場合、荷の急停止
、揺動等により衝撃力が発生し、設定トルクとの釣合い
が崩れ、荷物が下降すること等が挙げられる。

何れにしても、この技術は、不安定な摩擦力にトルク伝
達を委ねているものである。

本来、安全を補償すべき目的により付加する過負荷防止
機能は、逆に危険性を増大している結果となっていた。

本発明の目的は、安全で確実な機能を有した奏上機械用
過負荷防止装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、初張力を弾性体に付加することに
より、各部摺動部の摩滅を軽減しうる巻上機械用過負荷
防止装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、脈動現象をなくし、動作荷重の精
度の向上を計った巻上機械用過負荷防止装置を提供する
にある。

本発明の他の目的は、トルク調整の作業を不要にした奏
上機械用過負荷防止装置を提供するにある。

本発明の構成は、巻上機械に内蔵されている減速機構部
の任意の伝達歯車をアウタギヤユニットとインナギヤユ
ニットとで形成し、これら両ユニットの相互間トルクの
伝達はある一定な荷重に見合う弾性体を介して行なう。

そして一定荷重以上の過負荷になった場合には、弾性体
が圧縮され。

両ユニット間の相対位置が回転方向に変化する。

これらの回転方向の位置変化により、スラスト方向に動
きを変換する機構を、上記歯車動作に連動して設け、過
負荷時のスラスト動作により、このスラスト量を感知ス
イッチにより検知し、奏上回路を遮断し、巻上動作を停
止させる巻上機械用過負荷防止装置にある。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発′明の過負荷防止装置が適用されるに好
適なチェンブロツクを示したものである。

図面において、チェンブロツクは、奏上用電動機１を内
蔵しており、この電動機１は主枠２に固着されている。

電動機１により動力を伝達される減速機構部３を備えて
いる。

この減速機構部３は、主枠４，５により支持される１段
ピニオン６．１段ギヤＴ、２段ピニオン８．２段ギヤ９
．３段ピニオン１０．３段ギヤ１５およびスプロケット
軸１Ｂを内蔵している。

減速機構部３は平行に配された入力軸と出力軸を備えて
いる。

そして一段ビニオン６．２段ピニオン８．３段ビニオン
１０およびスプロケット軸１８は、それぞれ主枠４，５
上に配置されたベアリング１１ａ。

１１ｂ、ベアリング１２ａ、１２ｂ、ベアリング１３ａ
、１３ｂおよびベアリング１４ａ、１４ｂにより軸支持
されている。

３段ギヤ１５はスプロケット軸１８に連結されている。

このスプロケット軸１８は荷重巻土用リンクチエン１６
を巻回し、下フック１７を上下行させる。

電動機１と１段ピニオン６とはカップリング１９により
連結される。

そして電動機１への電圧付勢を受けてトルクの伝達を行
ない荷物の上下行を行なうものである。

第２図は本発明による過負荷防止装置を上述の電気チェ
ンブロックの１段減速部に装着した例である。

この過負荷防止装置に過負荷検出ユニットを付加しであ
る。

なお、本発明による過負荷防止装置を１段減速部に装着
した一例を示したが、２段減速部以降に装着してもよい
。

しかしながら低速部に至る程伝達トルクが犬となる為に
過負荷防止装置が大形化する。

本発明の一実施例ではこの理由により１段減速部に設置
している。

第２図ないし第６図において、２段ピニオン８に配置さ
れる改良された１段ギヤの構造を説明する。

アウタギヤユニットである外周ギヤ２０は、外周部には
トルク伝達用の一般的な歯車部２１を有している。

外周ギヤ２０の内部には、ギヤサポート２３ａ 、２３
ｂが対向して配置されている。

ギヤサポート２３ａ 、２３ｂとでインナギヤユニット
を構成している。

ギャサポー）２３ａは、内側に３個の突起部２４ａを有
する突出部材２４ｂを有している。

そしてギヤサポート２３ａと突起部２４ｃの中心部は、
２段ピニオン８に係止するためのスプライン８ａを有し
ている。

また外周ギヤ２０の内周部には、３個の突起部２４ｃを
有している。

ギヤサポート２３ａの突起部２４ａと、この突起部２４
ｃの間にそれぞれ３個の圧縮ばね２２を挿入している。

すなわち外周ギヤ２０の内周部には、圧縮ばね２２およ
びギヤサポート２３ａの突起部２４ａに衝合するために
３個の突起部２４ｂを設けている。

また外周ギヤ２００両側端内周部には、ギャサポー）２
３ａおよびギヤサポート２３ｂが嵌合するリング状の凹
部よりなる嵌合部２５ａ、２５ｂを形成している。

そして、外周ギヤ２０は、ギヤサポート２３ａ。

２３ｂを介して２段ピニオン８に支持されている。

ギャサポー）２３ａの内周部は、２段ピニオン８に係止
するためのスプライン８ａを有している。

ギヤサポート２３ａのギヤサポート２３ｂに対向する側
の突出部２４ａの側面には、第３図、第６図に示す如く
、外周ギヤ２０の突起部２４ｃに対向する３個の係止部
２６ａを形成している。

この係止部２６ａの側面は、圧縮ばね２２に衝合してい
る。

外周ギヤ２０とギヤサポート２３ａおよびギヤサポート
２３ｂとは圧縮はね２２の一定荷重を介して弾性支持さ
れている。

従って、これらの相互関係は、荷重側より伝達されるピ
ニオン８側のトルクにより変化する。

すなわちギャサポー）２３ａおよび２３ｂ側に付勢され
るトルクが圧縮はね２２の保持トルクよりも大きい場合
には、係止部２６ａが圧縮はね２２を圧縮させて一定位
置まで荷重トルクによって付勢される側に回転する。

一方圧縮ばね２２の保有する圧力以下のトルクを伝達す
る場合は外周ギヤ２０の突起部２４Ｃとギヤサポート２
３の係止部２６ａが衝合した状態で一体的に回転する。

ギヤサポート２３ｂは、ギヤサポート２３ａに類似した
形状を有している。

そしてギヤサポート２３ｂは、２段ピニオン８にギャサ
ポー）２３ａに対向して係止されている。

外周ギヤ２０およびギヤサポート２３ａ、２３ｂで形成
される内部空間には、圧縮はね２２のほかにボール支持
板２７を内蔵している。

このボール支持板２７は回転力′向の相対位置関係の変
化をスラスト量に置換するために設けたものである。

ボール支持板２７の形状は第４．５，６図に示すように
、外周部に外周ギヤ２０の突起部２４ｃに係止するため
の３個の凹部２８ａを有している。

またボール支持板２７′の内周部には、上記した外周部
の凹部２８ａにほぼ対向する位置に凹部２８ｂを形成し
ている。

この内周部の凹部２８ｂは、ギヤサポート２３ｂの係止
部２６ｂに対し、一定方向に一定値の回動範囲を保有す
る状態で係止する。

さらにギヤサポート２３ｂに対向する面には第５図にそ
の断面形状を示すような円錐状の３個のボール受けであ
る開口２９を形成している。

ギヤサポート２３ｂの内周部には、２段ピニオン８に係
止するためのスプライン８ｂを有している。

またギャサポー）２３ｂは、ギヤサポート２３ａに対向
する側に、突出部材２６ｃを設けている。

この突出部材２６ｃに上記した３個の係止部２６ｂを一
体的に形成している。

そして、ギヤサポート２３ｂはボール支持板２７に設け
たボール受け２９に対向する位置に３個のガイド穴であ
る開口３１を有している。

３個の円球のスチールボール３０が、ボール受２９およ
びガイド穴３１に挿入される。

ボール受２９のギヤサポート２３ａ側の直径は、スチー
ルボール３０の直径より小さい。

一方、ガイド穴３１の直径は、スチールボール３０の直
径より大きく形成されている。

従って、一定値以上の過負荷の付勢を受けて外周ギヤ２
０とギヤサポート２３ａ、２３ｂの相対関係が変化した
場合、ボール支持板２７は外周ギヤ２０と一体的に動作
する。

−カポール受け２９に押圧されるスチールボール３０は
、ギャサポート２３ｂのガイド穴３１により、ギヤサポ
ート２３ｂに一体的に回転する。

かくして、スチールボール３０は、ボール受け２９０円
錐状斜面を乗り上げ、第２図において右方へ移動する結
果となる。

ギヤサポート２３ｂの側面にスチールボール３０に接触
するストライカ−３１ａが設けられている。

このストライカ−３１ａは、ボール３０のスラスト方向
移動の押圧を受けるものである。

このストライカ−３１ａは、２段ビニオン８の外周をガ
イドとし、２段ピニオン８に対して回動、摺動自在に設
けられている。

また主枠４に配置されたベアリング１２ａの下方に、同
様に主枠４に感知スイッチ３２を取りつけている。

この感知スイッチ３２は、ボール３０のスラスト方向移
動の抑圧を受けて、圧接されることにより、回路の開ま
たは閉動作を行なう。

ストライカ−３１の円筒空間部には、圧縮ばね３３が挿
入されている。

この圧縮ばね３３は、他端をばね受け３４により支持さ
れている。

この圧縮ばね３３は、ストライカ−３１ａおよびスチー
ルボール３０を押圧する作用を有している。

またシーリング３４ａ 、３４ｂを有している。

本発明の基本原理について、簡単化した構造により説明
する。

第７図においてシリンダー１０１ａは荷重支持用弾性体
１０２ａ及び荷重に連結する支持杆１０３ａ等を内蔵し
ている。

シリンダー１０１ａの下端はホイスト本体等に固着され
る。

支持杆１０３ａにはスイッチ１０４ａの遮断を行なうた
めの突出杆１０５ａが併設されている。

調整ネジは弾性体１０２ａに所定の動作荷重に見合う初
張力を付加する。

これらの構成に於いて、支持杆１０３ａにより懸吊する
荷重（図示せず）が、弾性体１０２ａの張力Ｐ。

を越えた時点で突出杆１０５ａがスイッチ１０４ａを押
圧し、接点を開放し、巻上動作の停止をし、過荷重の検
知を行なうことが出来る。

従って、Ｐｏ以下の荷重に於いては荷重は弾性支持では
なく、剛体的支持と見做され、弾性体１０２ａの伸縮は
生じない。

第８図は、従来例の基本原理を簡単化した構造のものを
示し、弾性体１０２ｂには初張力は付加されていないも
のである。

この場合の動作点は弾性体１０２ｂが荷重Ｐ。

を得る点、即ちδ。の撓みが生じた点で、スイッチ１０
４ｂが遮断される。

またＰ。

以下の荷重に於いても、弾性体１０２ｂは常に伸縮動作
を繰り返すこととなる。

なお、シリンダー１０１ｂ、支持杆１０３ｂ、突出杆１
０５ｂをそれぞれ有している。

これらの結果から、本発明になる構成に於いては初張力
を付加することにより、検知荷重Ｐ。

以下の荷重を懸吊している限り弾性体の伸縮はなく各部
摺動部の摩滅が従来方式に対して大巾に軽減出来る。

また弾性体の伸縮は過電懸吊時のみに生じるもので、は
ぼ静荷重として考慮することが出来、繰り返し疲労強度
に対′して有利となり、結果的に弾性体、その他の小形
化が可能となる。

更に従来例に於いては、δ０の撓みを得てスイッチが作
動する為、この撓みを得る迄の時間内で荷重は惰性を得
る。

第１１図は、本発明と従来例の弾性体の脈動現象を示し
たものである。

図においてＡは本発明の場合、Ｂは従来例の場合である
。

従って従来例では、惰性によりスイッチ動作点を超越し
て荷重が変化し、脈動する。

一方、本発明の実施例によれば撓みδ。

に達する為の時間（１）を要せず、従って脈動現象が生
じない。

即ち動作荷重の精度の向上を計ることが出来ることを示
している。

次に本発明の電気チェンブロックの電気回路を第１２図
に示す。

３相電源３５は、奏上用電磁スイッチ３６、巻下用電磁
スイッチ３７に電圧付勢する。

巻上用電磁スイッチ３６は接点３８ａ−３８ｂ、３９ａ
−３９ｂ、４０ａ−４０ｂ及び接片４１，４２゜４３、
励磁コイル４４からなり、巻下用電磁スイッチ３１も同
様の構成である。

巻上用リミットスイッチ５２は、下フック１Ｔが上限に
来た場合に機械的に接点５３ａ−５３ｂを開路する。

巻下用リミットスイッチ５４は、下フック１７が下限ま
で下降した場合に接点５５ａ−５５ｂを開路し、動作の
停止を行なうものである。

奏上用押釦スイッチ５６および巻下用押釦スイッチ５Ｔ
が設けられてる。

巻上押釦５６の一端はサーマルタイマー５９のｂ接点５
８を経て巻上用励磁コイル４４０２次側に接続される。

サーマルタイマー５９は感知スイッチ３２と直列に接続
され、一端はｂ接点５８と巻上用押釦５６の中程に接続
され、他端は励磁コイル４４の一次側に接続される。

サーマルタイマー５９は電圧付勢を受けると内蔵するヒ
ーターが加熱されエバイメタルとなっている接点５８が
数秒の後に変形開路する作用を持っている。

そして電圧付勢が中止されると自然冷却し、数秒〜数１
０秒の後に復帰するものである。

これら機構は要するに感知スイッチ３２の動作に対して
奏上回路の動作を遅延させて作動させる機能または感知
スイッチ３２の寸動動作を感知してその動作を自己保持
する機能であればよい。

以上述べたような構成に於いて動作、作用について詳述
する。

所定の電源に電源線３５を接続し、押釦スイッチ５６，
５７の何れかを押す。

この結果電磁スイッチ３６または３７の励磁コイル４４
または５１が励磁される。

そして接点３８ａ−３８ｂ 、３９ａ−３９ｂ 、４０
ａ−４０ｂまたは４５ａ−４５ｂ 、４６ａ−４６ｂ
、＋７ａ−４７ｂが閉路し、奏上用電動機１が付勢され
る。

この付勢と同時に制動機構６０が電気的に開放され、奏
上用電動機１０回転トルクはカップリング１９を介し、
減速歯車群６，７，８，９，１０，１５を経てスプロケ
ット１８を回転させる。

このスプロケット１８に巻廻するリンクチエン１６及び
下フック１Ｔが上下動し、荷重の上下行を行なうもので
ある。

巻上荷重が定格荷重を越さない範囲、即ち、圧縮ばね２
２の圧力により弾性支持される外周ギヤ２０とギヤサポ
ート２３ａ 、２３ｂの突張り力以内の発生トルクであ
れば、これら二分割化された歯車の相対位置関係は伺ら
変化することはなく、過負荷防止装置を内蔵しない通常
歯車に同じ動作を行なう。

従ってスチールボール３０及びストライカ−３１ａ等の
スラスト方向動きは発生せず、電気配線上も何らの変化
はなく正常動作を行なうものである。

懸架荷重が定格荷重を越えた場合は、第３図に於いて、
荷重トルクがギヤサポート２３ａ、２３ｂに対して、反
時計方向即ち圧縮ばね２２を撓ませる方向に作用する。

この結果ギャサポー）２３ａ及び２３ｂは内径をスプラ
イン８ａ、８ｂにより２段ビニオン８に係止している為
、荷重トルクを受けて反時計方向に強制回転させられる
。

此の時、ギヤサポート２３ｂに形成されるスチールボー
ルのガイド孔３１は一体的に廻動する。

一方、ボール支持板２７は係止部２８により外周ギヤ２
０に一体的に構成される為、ボール受け２９とスチール
ボール３０は相対位置が変化し、円錐状穴から平担部に
、即ち第２図、第５図に於いて右方へ移動する結果とな
る。

これによりストライカ−３１ａは圧縮ばね３３を押圧し
ながら右方へ移動し、感知スイッチ３２を押し回路遮断
を行なう゛ものである。

感知スイッチ３２が閉路することにより、直ちに４０−
４７−３２−５９−５６−４６−３９の回路が構成され
る。

′そしてタイマー（ヒーター）５９が付勢され、数秒の
後にこれに連動するｂ接点５８を開路し、巻上用電磁ス
イッチ３６の励磁コイル４４を遮断し、巻上動作を停止
させるものである。

これらの感知スイッチ３２は奏上用回路のみに挿入され
るがこれは、−長巻上げた過荷重を巻下ろすに容易なる
様にするもので、感知スイッチ３２が動作しても、巻下
げ回路は正常動作が可能である。

また、感知スイッチ３２が動作してから、タイマースイ
ッチ５Ｂ、５９を併用し数秒の遅延時間を保有させてい
る。

これは前述した如く、圧縮ばね２２の・保持するトルク
に見合う過負荷即ち臨界荷重を吊り上げた場合に振動が
生じ、これらの周波数に応じてストライカ−３１ａが左
右に移動する。

この結果感知スイッチ３２がチャタリングし、電磁スイ
ッチ３６．３７がこれに追随してチャタリングし、接点
寿命を痛める可能性がある為に設ける。

このようにタイマースイッチ５８，５９は、地離れ時の
荷重揺動等によるトルク変化が沈静するまでの間、電磁
スイッチの開路動作を遅延させる目的により挿入するも
のであり、特にバイメタル式遅延タイマーに拘わるもの
ではない。

此の場合、感知スイッチにより直接的に奏上回路を遮断
しても良いが、荷重は通常、地離れ時の揺動等により付
勢を受けて、地離れ直後数秒間は脈動する為、これらの
小刻みなトルク変化がスラスト量変化となって生じ、奏
上回路の開閉を頻繁に発生させ（チャタリング）る場合
が生ずる為、遅延タイマーを併設しているものである。

感知スイッチは、奏上回路のみに作用するもので、過荷
重により巻上げ、一旦停止した荷物は、巻下げ回路は側
ら変化を受けないので、伺ら支障なく作動することが出
来るものであり、本発明は、摩擦力による過負荷検知を
完全廃止し、性能を確実にし、且つ、安価な装置を形成
するものである。

以上説明したように本発明によれば設定荷重は、圧縮は
ねの圧力により、一義的に決定され、非常に高精度の過
荷重の吊上げ防止装置を得ることができると共にトルク
調整等の作業も必要としない。

また、−長巻上げた過荷重であっても何ら支障なく巻下
げ動作が可能であり、更に万一、圧縮ばねが切損しても
、検知荷重の低下の方向に作用し、更に安全になるもの
である。

更に、また装置全体の寸法も過負荷防止装置を備えてい
ない従来装置に比して、それ程大きくならないという効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用され得る電気チェンブロツクを示
し、特に減速機構部をおおうカバーを取除いた全体図、
第２図は本発明の一実施例を示す要部の断面図、第３図
は第２図のＩ−ＩＩ線に沿った断面図、第４図は同じく
第２図におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、第５図は
スチールボールとそのガイド部の断面図、第６図Ａは本
発明の過負荷防止の要部構成の展開図、第６図Ｂはギヤ
サポート２３ｂの斜視図、第７図および第８図は、従来
技術の基本原理を示した要部断面図、第９図は、第７図
の構造に基づく弾性体の撓み一張力関係図、第１０図は
、第８図の構造に基づく弾性体の撓み張力関係図、第１
１図は、本発明と従来技術の比較を示した弾性体・の特
性図、第１２図は、本発明による電気チェンブロックの
電気回路図である。 １・・・・・・電動機、３・・・・・・減速機溝、１８
・・・・・・スプロケット、２０・・・・・・外周ギヤ
、２２・・・・・・圧縮ばね、２３ａ 、２３ｂ・・・
・・・ギヤサポート、３１ａ・・・・・・ストライカ−
８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機の回転を減速して荷重を昇降するものにおい
   て、 平行に配された入力軸と出力軸と、この入力軸と出力軸
   間に連結されるギヤと、このギヤはアウタギヤユニット
   とインナギヤユニットを含み、このアウタギヤユニット
   は外周部にピニオンと噛合う歯車を有し、インナギヤユ
   ニットは対向する第１のギヤ支持手段と第２のギヤ支持
   手段でなされると共に前記アウタギヤユニットに組込ま
   れ、スプリング部材は前記ギヤ支持手段間で、かつアウ
   タギヤユニットと接触するように設けられ、このスフリ
   ング部材は荷重のトルクがある一定値を越えた場合は、
   前記ギヤユニットの相対位置関係を回転方向に変化させ
   、この変化量をスラスト方向の動作に変換するための手
   段、更に上記手段による動きを検知する手段とから構成
   されることを特徴とする巻上機械用過負荷防止装置。 ２ 前記特許請求の範囲第１填記載のものにおいて、前
   記スプリングは圧縮ばねであることを特徴とする奏上機
   械用過負荷防止装置。 ３ 前記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前
   記第１、第２のギヤ支持手段はそれぞれ突出部を有する
   突出部材を設けており、これらの突出部材を接触させた
   ことを特徴とする奏上機械用過負荷防止装置。 ４ ＠記特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、ア
   ウタギヤユニットの内部に突出部を設け、この突出部を
   第１のギヤ支持手段の突出部と対向させ、この間にスプ
   リング部材を介在させたことを特徴とする奏上機械用過
   負荷防止装置。 ５ 前記特許請求の範囲第４項記載のものにおいて、前
   記第１、第２ギヤ支持手段の間に介在部材を設け、この
   介在部材は第２のギヤ支持手段の突出部材に装着したこ
   とを特徴とする巻上機械用過負荷防止装置。 ６ 前記特許請求の範囲第５項記載のものにおいて、第
   ２のギヤ支持手段と前記介在部材間に対向する開口をそ
   れぞれ設け、この開口間にボールを挿入し、かつ第２の
   ギヤ支持手段を圧接するストライカを設け、このストラ
   イカによりボールを第２のギヤ支持手段と前記介在部材
   間を移動可能に構成した°ことを特徴とする奏上機械用
   過負荷防止装置。 ７ 前記特許請求の範囲第６項記載のものにおいて、前
   記ストライカをスプリングにより圧接するように構成し
   たことを特徴とする巻上機械用過負荷防止装置。