負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機
【課題】
従来の自動変速機を内蔵した巻上牽引機は、クラッチ切替える伝達プレートを機械的にスライドさせる接触式の切替え方式であるため、切替え時の内部抵抗が大きく、操作性が悪いという課題を有していた。
【解決手段】
ハンドホイール６に連結された入力管１４の内周に設けられた外側磁性体１６と、入力管１４の回転を増速装置を介して高速回転し、入力管１４の回転中心上に軸芯を有する中間軸２４に固設した内側磁性体２３と、前記外側磁性体１６と内側磁性体２３の中間に、中間軸２４の軸線方向に移動可能な出力管２６の一端に設けられ、前記外側磁性体１６と内側磁性体２３とのいずれか一方と対向可能な外側及び内側歯部を有する中間磁性体２４出力管２６の駆動を駆動力伝達手段を介して巻上牽引機の駆動部材１２に伝達する出力伝達手段２５を備えた巻上牽引機。
従来の自動変速機を内蔵した巻上牽引機は、クラッチ切替える伝達プレートを機械的にスライドさせる接触式の切替え方式であるため、切替え時の内部抵抗が大きく、操作性が悪いという課題を有していた。
【解決手段】
ハンドホイール６に連結された入力管１４の内周に設けられた外側磁性体１６と、入力管１４の回転を増速装置を介して高速回転し、入力管１４の回転中心上に軸芯を有する中間軸２４に固設した内側磁性体２３と、前記外側磁性体１６と内側磁性体２３の中間に、中間軸２４の軸線方向に移動可能な出力管２６の一端に設けられ、前記外側磁性体１６と内側磁性体２３とのいずれか一方と対向可能な外側及び内側歯部を有する中間磁性体２４出力管２６の駆動を駆動力伝達手段を介して巻上牽引機の駆動部材１２に伝達する出力伝達手段２５を備えた巻上牽引機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドホイールと駆動部材間の駆動力伝達装置に自動変速機を内蔵した巻上牽引機に関するもので、詳しくは、無負荷時と低荷重時に高速早送り動作を行う負荷感応型自動変速機を内蔵した巻上牽引機に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻上牽引機は、ロードチェーンの吊下げる最大荷重および作業者がハンドチェーンに加えることができる最大手引き力に基づき、減速比が決定されており、無負荷時にハンドチェーンを引いても、上記の減速比でロードチェーンが作動するため、極めて作業効率が悪いという課題を有していた。
【０００３】
この課題を解決するため、巻上牽引機のハンドチェーン（入力側）とロードチェーン（出力側）の間に変速装置を内蔵し、無負荷時にロードチェーンの巻取り速度を高速にするようにした巻上牽引機が開発されている。
【０００４】
上記変速装置を内蔵した巻上牽引機は、ハンドホイールからの回転トルクを１対１の回転比で駆動軸に伝達する第１クラッチ手段と、巻取り速度を高速とする増速変速装置に伝達する第２クラッチ手段と、前記、第１クラッチ手段と、第２クラッチ手段とを係脱するための伝達プレートとを備え、ロードシーブに負荷が掛かる場合にハンドホイールを回転すると、第１クラッチ手段が係合し、第２クラッチ手段を解放する方向に前記伝達プレートが移動し、巻取り速度を高速から低速に切り替え、無負荷時には第２クラッチが係合し、巻取り速度を高速にする自動変速装置を備えたものである。〔特許文献１〕
上記した特許文献１に記載された巻上牽引機の自動変速装置は、ハンドホイールからの回転トルクを１対１の回転比で駆動軸に伝達する第１クラッチ手段と、増速変速装置に伝達する第２クラッチ手段と、第１、第２クラッチ手段の切換えを行う伝達プレートを備え、切換え時には伝達プレートをスライドさせ、機械的にクラッチ手段を切換えるようにしたものである。
【特許文献１】特開2001-146391号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された巻上牽引機の自動変速機は、２つのクラッチ機構を備え、無負荷時には高速巻上げを可能にするものであるが、伝達プレートを機械的にスライドさせる接触式の切替え方式であるため、切替え時の内部抵抗が大きく、操作性が悪いという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、巻上牽引機に磁気変速装置を内蔵するとともに、磁気変速装置の機軸をロードチェーン及びハンドホイールの駆動軸と同一軸線上に配置し、また、磁気変速装置の軸受け構造を巻上牽引機本体に固設される外周フレームと、ハンドホイールを固定する入力管と変速装置の出力を巻上牽引機の駆動部材に伝達する出力管の三層構造とすることで、変速装置の内部抵抗を減少し、操作性を改善するとともに、作業者が荷重の状態が変化する度に煩雑な変速操作を行う必要が無く、また、定格以上の荷重を巻上げようとした場合には、過負荷保護機能による安全操作が可能で、かつ、ハンドホイールとロードチェーンのオフセット量を小さくして、巻上牽引機本体のバランスを改善し、操作時の振れを抑制できる小型・軽量化が可能な負荷感応型自動変速機を内蔵した巻上牽引機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】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、巻上牽引機のハンドホイールと駆動部材間に負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機であって、ハンドホイールに連結された入力管の端面に設けられた外側磁性体と、入力管の回転を増速装置を介して高速回転し、入力管の回転中心上に軸芯を有する出力軸に固設された内側磁性体と、前記外側磁性体と内側磁性体の中間に、磁性体位置切り替え手段により、出力軸の軸線方向に移動可能な出力管の一端に設けられ、前記外側磁性体と内側磁性体とのいずれか一方の歯部と噛合可能な外側及び内側歯部を有し、高速及び低速回転の切り替えを行う中間磁性体と、出力管の駆動を駆動力伝達手段を介して巻上牽引機の駆動部材に伝達する出力伝達手段を備え、負荷トルクにより中間磁性体を内側磁性体または外側磁性体に対向させ、駆動部材の回転を高速または低速回転に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記入力管を巻上牽引機に固設された外周フレームの内周に回転自在に軸支し、出力伝達手段を入力管の内周に回転自在に軸支し、入力管及び出力伝達手段の回転中心を巻上牽引機の駆動軸と同一軸線上に設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記増速装置は、入力管の端部に設けたプラネタリーキャリアに軸着された遊星歯車と、外周フレームの端部に設けたアウターギヤ支持フレームの開口部内面に設けられ、前記遊星歯車が内接噛合するアウターギヤと、太陽ギヤ軸の端部に設けられ、前記遊星歯車と内接噛合する太陽ギヤであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記磁気位置切り替え手段は、出力管の他端に設けられた中間円板に固設された位置切り替え磁石と、出力伝達手段に固設され、前記位置切り替え磁石に対向する一対の出力管移動磁石と、出力管移動磁石の両側に設けられた出力管戻し磁石であり、一定以上のトルクが出力伝達手段と中間円板間に加わると、両部材伝達手段の相対位置が移動し、磁石の反発により中間円板を軸方向にスライドさせ、トルクが低下すると原位置に復帰するように中間円板と出力伝達手段を磁気的に結合したことを特徴とする。
【００１１】
また、前記駆動力伝達手段は、低トルク時に出力管と出力伝達手段を磁気的に連結する磁石と、高トルク時に出力管と出力伝達手段を機械的に連結する高トルク伝達部材であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記中間磁性体の外側及び内側歯部間に磁性体連結用磁石を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記出力伝達手段をクラッチ板に設けた係合孔に係合する連結手段でクラッチ板と連結し、クラッチ板を介して駆動部材を駆動することを特徴とする。
【００１４】
また、前記出力伝達手段を駆動部材に設けた係合孔に係合する連結手段で駆動部材と連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の負荷感応変速装置を内蔵した巻上牽引機は、動力伝達の切替えを磁気を用いた非接触回転スラスト変換機構によって実現するので、変速機内部の機械的接触は歯車および軸受け部分のみ限定されるため、スムーズな切替え操作が可能となり、また、作業者は荷重の状態が変化する度に煩雑な変速操作を行う必要はなくなり、また、磁気クラッチを用いた負荷感応変速機は、過負荷に対してスリップするため、定格以上の荷重を巻き上げようとした場合には、スリップし過負荷保護機能を奏するので、安全操作が可能となる。
【００１６】
また、動力入力手段であるハンドホイールから磁気式負荷感応型変速機に伝達する伝達手段を入力管とし、入力管内に磁気式負荷感応型変速機を内蔵するようにしたので、入力手段と磁気式負荷感応型変速機の出力手段を磁気式負荷感応型変速機の軸方向において、同一方向に配置することが可能となり、巻き上げ機の本体フレームの側面直近に配置することができ、巻上機全体を小形化でき、かつ、ハンドホイールに巻き掛けたチェーンを操作しても、本体の振れ量を抑えることができて、操作性を向上できるという効果を有する。
【００１７】
また、入力管を収納する外側フレームを、本体フレームの側面に備えると共に、外側フレームの内周で入力管を軸支するようにしたので、磁気式変速装置を、変速装置を備えない巻き上げ装置に追加する場合でも、簡単な改造で追加できるという効果を有する。
【００１８】
また、変速機軸と巻上牽引機の駆動軸を同一軸線上にオフセット配置したので、出力伝達手段を入力管の内周に回転自在にかつ径方向内側に配置したので、巻上牽引機本体の小型化が可能となり、巻上牽引機本体の重量バランスを改善でき、かつ、ハンドホイールとロードチェーンのオフセットを短縮できるので手引き時に生ずる振れを減少することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の負荷感応型自動変速装置を備えた巻上牽引機の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１はオーバロード機構を有しない形態の巻上牽引機の側面断面図、図２はオーバロード機構を有する形態の巻上牽引機側面断面図、図３は高トルク低速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図、図４は低トルク高速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図、図５は負荷感応型自動変速装置の分解概要図、図６は低負荷低速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図、図７は高負荷低速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図、図８（ａ）は高負荷低速回転時のスケルトン図、（ｂ）は低負荷高速回転時のスケルトン図、図９（ａ）はスラスト変換機構の構成説明図、（ｂ）は円周方向断面図、図１０（ａ）は磁気クラッチ機構の構成説明図、（ｂ）は円周方向断面図である。
【００２１】
図において、１は巻上牽引機、２はロードシーブ及び減速ギヤ用軸受を備えた本体フレーム、３は本体フレーム２．２間に回転可能に軸支され、図示しないロードチェーンを巻き上げ巻き下げするロードシーブ、３ａはロードシーブ３の中空軸に軸着されたロードギヤ、４はロードシーブ３の挿通孔に回転自在に貫装された駆動軸で、一端にはピニオン５ａ、他端には雄ネジ５ｂが設けられている。６はリンクチェーンが掛架されるハンドホイールで、後記する入力管１４に連結手段１４ａで固設され、外周フレーム２０に回転自在に軸支されている。６ａは後記する連結手段１４ａが嵌装される連結孔、７は駆動軸４のピニオン５ａと噛合し、ロードギヤ３ａと噛合する図示しない減速歯車（小）と同軸に軸着された減速ギヤ（大）で、駆動軸４の回転を減速してロードシーブ３に伝達している。８は駆動軸４に回転不能に軸着された受圧部材で、ボス部８ａには一対のブレーキ板１０ａ、１０ｂと、ブレーキ板１０ａ、１０ｂに挟装される逆転防止用爪車１１が回転可能に外装されている。１２は雌ネジ１２ａを有し、前記駆動軸４の雄ネジ５ｂに螺合する駆動部材で、正転することでブレーキ板１０ａ、１０ｂ及び逆転防止用爪車１１を介して受圧部材８を押圧し、駆動部材１２の回転を駆動軸４に伝達するように構成され、逆転することで前記押圧方向とは逆方向にスライドして逆転防止用爪車１１との係合を解放し逆転（巻き下げ）を可能にするように構成されている。１２ｂは後記する出力円板２５に固着され駆動部材１２に向かって突出する連結部材２５ａが嵌装される連結孔である。連結部材２５ａと連結孔１２ｂは、前記駆動部材１２の正・逆転に伴なう軸方向のスライドを阻害することなく回転力のみを伝達する構成となっている。
【００２２】
次に、巻上牽引機に備えられる負荷感応型自動変速装置について説明する。
【００２３】
１４はハンドホイール６の連結孔６ａと連結手段１４ａで連結され、後記する外周フレーム２０に回転自在に外周を軸支される中空の入力軸である入力管、１５は外周を後記する外側コ字状磁性体１６の入力管１６取付面の反対側側面に取設されたプラネタリーキヤリア、１６は外周フレーム２０に軸受け１９ｃを介して内接し、外周を軸支され、入力管１４の端面で円周方向内側に開口し、プラネタリーキヤリア１５と同速度で回転する断面コ字型の磁性体からなる外側コ字状磁性体で、後記する中間磁性体２９の外側歯部２９ａと対向する歯部１６ａを有する。１７はプラネタリーキヤリア１５に設けたギヤ軸１３に軸着された遊星ギヤ、１８は前記ギヤ軸１３の一端及び遊星ギヤ軸１３を軸支する遊星ギヤ支持板である。遊星ギヤ１７は後記する太陽ギヤ軸２４に設けた太陽ギヤ２４ａに噛合し、軸芯が太陽ギヤ２４ａの周りを回転し、後記するアウターギヤ支持フレーム２２に設けたアウターギヤ２１と内接噛合するように構成されている。２０はフランジ２０ａが巻上牽引機本体に固設され、一端にアウターギヤ支持フレーム２２が固設される外周フレーム、２２は外周フレーム２０の開口部に固設されたアウターギヤ支持フレームで、開口部に遊星歯車装置を構成するアウターギヤ２１が設けられている。２４は遊星ギヤ支持板１８に設けられた軸受け１９ａ、プラネタリーキヤリア１５の内周に設けられた軸受け１９ｃ及び後記する出力伝達手段２５の内周に設けられた中空軸２５ｂに設けられた軸受け１９ｄ、１９ｄで軸支された出力軸である太陽ギヤ軸、２４ａは太陽ギヤ軸２４の先端部に設けた太陽ギヤである。太陽ギヤ２４ａは前記した通り遊星ギヤ１７と噛合し増速手段を構成する。２３は太陽ギヤ軸２４に該軸の軸芯と同芯円周上に等間隔で配置され、該軸２４と一体で回転するように固設された断面コ字型の磁性体からなる内側コ字状磁性体で、図１０（ｂ）に示すように、後記する中間磁性体２９の内側歯部２９ｂに対向する歯部２３ａと出力回転を内側コ字状磁性体２３に伝達する伝達部２３ｂを有する。２５は連結手段２５ａで駆動部材１２と動力伝達可能に連結され、入力管１４の内周に設けた軸受け１９ｆで外周を軸支される出力伝達手段である出力円板、２５ｂは出力円板２５の内周で後記する高トルク伝達部材支持板２８側に延出する中空軸である。連結手段２５ａは丸棒体で駆動部材１２に設けた係合孔１２ｂと係合し、駆動部材１２にトルクを伝達する。２６は前記した中空軸２５ａの外周に嵌装された中空の出力軸である出力管で、一端には磁性体位置切り替え手段を有する中間円板２７を備え、他端には外側コ字状磁性１６と対向する断面コ字型の外側歯２９ａと内側コ字状磁性体２３と対向する断面コ字型の内側歯２９ｂを備えた磁性体からなる中間磁性体２９が設けられている。中間磁性体２９は図１０（ｂ）に示すように、外側コ字状磁性体１６と内側コ字状磁性体２３のいずれか一方と対向可能となっており、中間磁性体２９が軸線方向右側に1/2ピッチ移動すると、図３及び図８（ａ）に示すように、外側コ字状磁性体１６と対向し、軸線方向左側に1/2ピッチ移動すると、図４及び図８（ｂ）に示すように内側コ字状磁性体２３と対向するように構成されている。２８は一端が出力円板２５に固設され、中間円板２７に設けたトルク伝達孔２７ｂに嵌挿され、中間円板２７と出力円板２５を動力伝達可能に連結する高トルク伝達部材、２８ａは高トルク伝達部材２８の他端を固着する高トルク伝達部材支持板である。３０は中間磁性体間に設けられた磁性体連結用磁石で、一対の中間磁性体の一方がＮ極で他方がＳ極になるように配置され、外側コ字状磁性体及び内側コ字状磁性体のいずれか一方に対向可能に配置されている。中間磁性体２９の外側歯２９ａと内側歯２９ｂの歯部は前記磁石３０より外側、内側にそれぞれ突出している。３１は中間円板２７に設けた磁石、３２ａは出力円板２５に設けた中間円板２７移動用磁石、３２ｂは中間円板２７移動用磁石の両側に配設され、中間円板２７に戻し力を与える磁石である。磁石３１と３２ａ、３２ｂは互いに対向して、位相及び極性と異にして配置されており、一定以上のトルクが前記した出力円板２５と中間円板２７間に加わると、出力円板２５と中間円板２７が相対的に所定角度回転変位し、出力円板２５の磁石３２ａの先端の部分が中間円板２７の磁石３１の先端部分に移動し、両磁石は同極が対向するため反発し、その反発力によって中間円板２７は軸線方向にスライドして移動する。従って、中間円板２７と出力円板２５間に所定のトルク以上の力が加わると、両円板の相対位置が移動し、そのトルクが低下すると原位置に復帰するように両者は磁石３１及び３２ａ、３２ｂを介して磁気的に結合されている。図２に示す実施例において、３５は駆動部材１２とクラッチ押え３７間に介装されたクラッチ板、３６はクラッチ板３５の両側に設けられた磨耗板、３７は駆動部材１２の雌ネジ部１２ａとクラッチ板３５間に設けられたクラッチ押え、３８はクラッチ押え３７を介してクラッチ板３５を付勢する押圧バネ、３９は押圧３５のバネ力を調整するトルク設定用ナット、４０は駆動部材の雌ネジ１２の所定量以上の弛みを防止するストッパーである。駆動部材１２、クラッチ板３５、磨耗板３６、クラッチ押え３７、押圧バネ３８、ナット３９でオーバーロードリミット機構を構成する。上記したオーバーロードリミット機構を備えた形態では、図２に記載する通り、出力円板２５は連結手段２５ａでクラッチ板３５と連結され、クラッチ板３５を介して駆動部材１２に駆動力が伝達される。
【００２４】
次に自動変速装置の高速・低速の切り替え手段について説明する。
【００２５】
図９に示すように、出力管２６の端部に設けた中間円板２７には永久磁石Ｍ１（３１）を、出力伝達手段である出力円板２５には中間円板２７移動用磁石ＭＯＡ（３２ａ）と、この中間円板移動用ＭＯＡ（３２ａ）の両側に、中間円板２７に戻し力を与える磁気バネ用磁石ＭＯＢ（３２ｂ）をそれぞれ配置する。最初に負荷トルクが小さい場合は、中間円板２７に配置した磁石Ｍ１と出力円板２５に配置した磁石ＭＯＡの異極同士が対向して吸引する。このため中間円板２７を出力円板２５に近づける方向にスラストが発生し、中間円板２７は軸方向にスライドして太陽ギヤ２４で高速回転する内側コ字状磁性体２３側に接続し、変速機は、図８（ｂ）に示す高速モードで動作する。この動作時、中間磁性体２９は内側コ字状磁性体２３と対向する位置にスライドし、中間磁性体２９に設けた磁石３０により、両磁性体は磁気結合し、中間磁性体２９の内歯２９ｂが内側コ字状磁性体２３の歯部２３ａと噛合し、高速モードで動作する。この状態は中間円板２７と出力円板２５間に所定以上の軸線方向に移動する力が作用するまではこの位置を保持する。また、このとき、中間円板２７の磁石Ｍ１のＳ極は、磁気バネ用磁石ＭＯＢのＳ極に対向し、中間円板２６ａの磁石Ｍ１のＮ極は磁気バネ用磁石ＭＯＢ'のＮ極に対向するため、前記のような中間円板移動用磁石ＭＯＡと吸引している状態におていは、磁石Ｍ１が両側から受ける反発力による磁気的バネ作用によって所定位置が保持される。
【００２６】
次に、負荷トルクが増大すると、中間円板２７と出力円板２５を結合する磁気的バネ要素に戻れ力が生じ、その力が前記磁気バネの保持力を超えると、両円板が相対回転する。その結果磁石の位置関係が変化し、中間円板２７の磁石Ｍ１が中間円板移動用磁石側ＭＯＡ側に移動し、両磁石の同極が対向するため、相互に反発し、中間円板２７に作用するスラスト方向が反転し、中間磁性体２９は入力管１４に設けられた外側コ字状磁性体１６と対向する位置にスライドし、中間磁性体２９に設けた磁石３０により、両磁性体は磁気結合し、中間磁性体２９の外歯２９ａが外側コ字状磁性体１６の歯部１６ａと噛合し、変速機は低速モードに遷移して、出力円板２５に設けた連結手段２５ａを介して巻上牽引機の駆動部材１２または図２に示すクラッチ板３５を高負荷に対応した低速回転を行う。
【００２７】
上記した通り、本実施の形態の負荷型自動変速装置は、低負荷高速時には、図８（ｂ）に示すように出力管２６の中間磁性体２９は内側コ字状磁性体２３に接続し、ハンドホイール６に連結する入力管１４の回転は、遊星ギヤ１７、遊星ギヤ１７と噛合する太陽歯車２４ａで増速され、太陽ギヤ軸２４を増速回転し、太陽ギヤ軸２４に固設された内側コ字状磁性体２３の歯２３ａと中間磁性体２９の内歯２９ｂが噛合し、中間磁性体２９及び出力管２６が高速回転し、出力円板２５に設けた連結手段２５ａを介して巻上牽引機の駆動部材１２または図２に示すクラッチ板３５を低負荷に対応した高速回転を行う。
【００２８】
上記した動作時において、高負荷低速時には、図８（ａ）に示すように、出力管２６の中間磁性体２９は入力管１４に設けた外側コ字状磁性体１６に接続し、外側コ字状磁性体１６の歯部１６ａと中間磁性体２９の外側歯２９ａが噛合し、出力管２６は入力管１４と同速で回転する。この動作時に、出力管２６に設けた中間円板２７と出力円板２５の磁気的連結は遮断されているので、出力管２６が回転すると、出力円板２５に設けた高トルク伝達部材２８と中間円板２７に設けたトルク伝達孔２７ａの相対位置が図６から、高トルク伝達部材２８がトルク伝達孔２７ａの端部に当接する図７の状態に変位し、出力管２６の回転は高トルク伝達部材２８を介して出力円板２５を低速回転し、出力円板２５に設けた連結手段２５ａを介して巻上牽引機の駆動部材１２または図２に示すクラッチ板３５を低速回転する。
【００２９】
駆動部材１２が高速または低速で回転すると、駆動部材１２はブレーキ板１０ａ、１０ｂ、爪車１１を受圧部材８に押圧し、受圧部材８を介して駆動軸４を回転し、駆動軸４の端部に設けたピニオンギヤ５ａと噛合する減速ギヤ７と噛合するロードギヤ３ａを介してロードシーブ３を回転する。
【００３０】
また、図２に示す実施例のように、駆動部材１２と変速装置の出力円板２５間にクラッチ板３５、磨耗板３６、クラッチ押え３７、押圧バネ３８、トルク設定用ナット３９からなるフリクションクラッチ手段を備える構成とすると、吊り上げ荷重が超過しても、フリクションクラッチが滑ることで、自動変速機に所定のトルク以上の負荷が掛かるのを防ぎ、変速装置の故障の発生を防止することができる。フリクションクラッチのトルク値はトルク設定用ナット３９で押圧バネ３８のバネ力を所定値に調整することで適宜設定される。
【００３１】
上記実施の形態において、外側コ字状磁性体１６は外周フレーム２０に設けた軸受け１９ｅによって外周を軸支する構成として説明したが、入力管１４を外周フレーム２０に設けた軸受けで軸支し、外側コ字状磁性体１６の軸受けを省略することもできる。また、プラネタリキャリア１５の軸受けを外周フレーム２０に設けた軸受けで軸支することもできる。
【００３２】
また、外側コ字状磁性体１６を入力管１４の端面に直接設けることもできる。
【００３３】
また、ハンドホイール６を連結する入力管１４を軸受け１９ｅで外周フレーム２０に回転可能に軸支する構成として説明したが、ハンドホイール６を本体フレームによって軸支するようにすることも、また、駆動部材１２の外周で軸支する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】オーバロード機構を有しない形態の巻上牽引機の側面断面図。
【図２】オーバロード機構を有する形態の巻上牽引機の側面断面図。
【図３】高トルク低速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図。
【図４】低トルク高速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図。
【図５】負荷感応型自動変速装置の分解概要図。
【図６】低負荷高速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図。
【図７】高負荷低速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図。
【図８】（ａ）は高負荷低速回転時のスケルトン図、（ｂ）は低負荷高速回転時のスケルトン図。
【図９】（ａ）はスラスト変換機構の構成説明図、（ｂ）は断面図。
【図１０】（ａ）は磁気クラッチ機構の構成説明図、（ｂ）は断面図。
【符号の説明】
【００３５】
３ ロードシーブ
４ 駆動軸
６ ハンドホイール
７ 減速ギヤ
８ 受圧部材
１０ａ、１０ｂ ブレーキ板
１１ 爪車
１２ 駆動部材
１４ 入力管
１５ プラネタリーキャリア
１６ 外側コ字状磁性体
１７ 遊星ギヤ
１９ａ〜１９ｅ 軸受け
２０ 外周フレーム
２１ アウターギヤ
２３ 内側コ字状磁性体
２４ 太陽ギヤ軸／出力軸
２５ 出力円板
２５ａ 連結手段
２５ｂ 中空軸
２６ 出力管
２７ 中間円板
２７ａ 連結孔
２８ 高トルク伝達部材
２９ 中間磁性体
３０ 磁石
３５ クラッチ板
３６ 磨耗板
３７ クラッチ押え
３８ 押圧バネ
３９ トルク設定用ナット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドホイールと駆動部材間の駆動力伝達装置に自動変速機を内蔵した巻上牽引機に関するもので、詳しくは、無負荷時と低荷重時に高速早送り動作を行う負荷感応型自動変速機を内蔵した巻上牽引機に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻上牽引機は、ロードチェーンの吊下げる最大荷重および作業者がハンドチェーンに加えることができる最大手引き力に基づき、減速比が決定されており、無負荷時にハンドチェーンを引いても、上記の減速比でロードチェーンが作動するため、極めて作業効率が悪いという課題を有していた。
【０００３】
この課題を解決するため、巻上牽引機のハンドチェーン（入力側）とロードチェーン（出力側）の間に変速装置を内蔵し、無負荷時にロードチェーンの巻取り速度を高速にするようにした巻上牽引機が開発されている。
【０００４】
上記変速装置を内蔵した巻上牽引機は、ハンドホイールからの回転トルクを１対１の回転比で駆動軸に伝達する第１クラッチ手段と、巻取り速度を高速とする増速変速装置に伝達する第２クラッチ手段と、前記、第１クラッチ手段と、第２クラッチ手段とを係脱するための伝達プレートとを備え、ロードシーブに負荷が掛かる場合にハンドホイールを回転すると、第１クラッチ手段が係合し、第２クラッチ手段を解放する方向に前記伝達プレートが移動し、巻取り速度を高速から低速に切り替え、無負荷時には第２クラッチが係合し、巻取り速度を高速にする自動変速装置を備えたものである。〔特許文献１〕
上記した特許文献１に記載された巻上牽引機の自動変速装置は、ハンドホイールからの回転トルクを１対１の回転比で駆動軸に伝達する第１クラッチ手段と、増速変速装置に伝達する第２クラッチ手段と、第１、第２クラッチ手段の切換えを行う伝達プレートを備え、切換え時には伝達プレートをスライドさせ、機械的にクラッチ手段を切換えるようにしたものである。
【特許文献１】特開2001-146391号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された巻上牽引機の自動変速機は、２つのクラッチ機構を備え、無負荷時には高速巻上げを可能にするものであるが、伝達プレートを機械的にスライドさせる接触式の切替え方式であるため、切替え時の内部抵抗が大きく、操作性が悪いという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、巻上牽引機に磁気変速装置を内蔵するとともに、磁気変速装置の機軸をロードチェーン及びハンドホイールの駆動軸と同一軸線上に配置し、また、磁気変速装置の軸受け構造を巻上牽引機本体に固設される外周フレームと、ハンドホイールを固定する入力管と変速装置の出力を巻上牽引機の駆動部材に伝達する出力管の三層構造とすることで、変速装置の内部抵抗を減少し、操作性を改善するとともに、作業者が荷重の状態が変化する度に煩雑な変速操作を行う必要が無く、また、定格以上の荷重を巻上げようとした場合には、過負荷保護機能による安全操作が可能で、かつ、ハンドホイールとロードチェーンのオフセット量を小さくして、巻上牽引機本体のバランスを改善し、操作時の振れを抑制できる小型・軽量化が可能な負荷感応型自動変速機を内蔵した巻上牽引機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】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するため、巻上牽引機のハンドホイールと駆動部材間に負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機であって、ハンドホイールに連結された入力管の端面に設けられた外側磁性体と、入力管の回転を増速装置を介して高速回転し、入力管の回転中心上に軸芯を有する出力軸に固設された内側磁性体と、前記外側磁性体と内側磁性体の中間に、磁性体位置切り替え手段により、出力軸の軸線方向に移動可能な出力管の一端に設けられ、前記外側磁性体と内側磁性体とのいずれか一方の歯部と噛合可能な外側及び内側歯部を有し、高速及び低速回転の切り替えを行う中間磁性体と、出力管の駆動を駆動力伝達手段を介して巻上牽引機の駆動部材に伝達する出力伝達手段を備え、負荷トルクにより中間磁性体を内側磁性体または外側磁性体に対向させ、駆動部材の回転を高速または低速回転に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記入力管を巻上牽引機に固設された外周フレームの内周に回転自在に軸支し、出力伝達手段を入力管の内周に回転自在に軸支し、入力管及び出力伝達手段の回転中心を巻上牽引機の駆動軸と同一軸線上に設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記増速装置は、入力管の端部に設けたプラネタリーキャリアに軸着された遊星歯車と、外周フレームの端部に設けたアウターギヤ支持フレームの開口部内面に設けられ、前記遊星歯車が内接噛合するアウターギヤと、太陽ギヤ軸の端部に設けられ、前記遊星歯車と内接噛合する太陽ギヤであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記磁気位置切り替え手段は、出力管の他端に設けられた中間円板に固設された位置切り替え磁石と、出力伝達手段に固設され、前記位置切り替え磁石に対向する一対の出力管移動磁石と、出力管移動磁石の両側に設けられた出力管戻し磁石であり、一定以上のトルクが出力伝達手段と中間円板間に加わると、両部材伝達手段の相対位置が移動し、磁石の反発により中間円板を軸方向にスライドさせ、トルクが低下すると原位置に復帰するように中間円板と出力伝達手段を磁気的に結合したことを特徴とする。
【００１１】
また、前記駆動力伝達手段は、低トルク時に出力管と出力伝達手段を磁気的に連結する磁石と、高トルク時に出力管と出力伝達手段を機械的に連結する高トルク伝達部材であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記中間磁性体の外側及び内側歯部間に磁性体連結用磁石を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記出力伝達手段をクラッチ板に設けた係合孔に係合する連結手段でクラッチ板と連結し、クラッチ板を介して駆動部材を駆動することを特徴とする。
【００１４】
また、前記出力伝達手段を駆動部材に設けた係合孔に係合する連結手段で駆動部材と連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の負荷感応変速装置を内蔵した巻上牽引機は、動力伝達の切替えを磁気を用いた非接触回転スラスト変換機構によって実現するので、変速機内部の機械的接触は歯車および軸受け部分のみ限定されるため、スムーズな切替え操作が可能となり、また、作業者は荷重の状態が変化する度に煩雑な変速操作を行う必要はなくなり、また、磁気クラッチを用いた負荷感応変速機は、過負荷に対してスリップするため、定格以上の荷重を巻き上げようとした場合には、スリップし過負荷保護機能を奏するので、安全操作が可能となる。
【００１６】
また、動力入力手段であるハンドホイールから磁気式負荷感応型変速機に伝達する伝達手段を入力管とし、入力管内に磁気式負荷感応型変速機を内蔵するようにしたので、入力手段と磁気式負荷感応型変速機の出力手段を磁気式負荷感応型変速機の軸方向において、同一方向に配置することが可能となり、巻き上げ機の本体フレームの側面直近に配置することができ、巻上機全体を小形化でき、かつ、ハンドホイールに巻き掛けたチェーンを操作しても、本体の振れ量を抑えることができて、操作性を向上できるという効果を有する。
【００１７】
また、入力管を収納する外側フレームを、本体フレームの側面に備えると共に、外側フレームの内周で入力管を軸支するようにしたので、磁気式変速装置を、変速装置を備えない巻き上げ装置に追加する場合でも、簡単な改造で追加できるという効果を有する。
【００１８】
また、変速機軸と巻上牽引機の駆動軸を同一軸線上にオフセット配置したので、出力伝達手段を入力管の内周に回転自在にかつ径方向内側に配置したので、巻上牽引機本体の小型化が可能となり、巻上牽引機本体の重量バランスを改善でき、かつ、ハンドホイールとロードチェーンのオフセットを短縮できるので手引き時に生ずる振れを減少することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の負荷感応型自動変速装置を備えた巻上牽引機の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１はオーバロード機構を有しない形態の巻上牽引機の側面断面図、図２はオーバロード機構を有する形態の巻上牽引機側面断面図、図３は高トルク低速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図、図４は低トルク高速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図、図５は負荷感応型自動変速装置の分解概要図、図６は低負荷低速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図、図７は高負荷低速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図、図８（ａ）は高負荷低速回転時のスケルトン図、（ｂ）は低負荷高速回転時のスケルトン図、図９（ａ）はスラスト変換機構の構成説明図、（ｂ）は円周方向断面図、図１０（ａ）は磁気クラッチ機構の構成説明図、（ｂ）は円周方向断面図である。
【００２１】
図において、１は巻上牽引機、２はロードシーブ及び減速ギヤ用軸受を備えた本体フレーム、３は本体フレーム２．２間に回転可能に軸支され、図示しないロードチェーンを巻き上げ巻き下げするロードシーブ、３ａはロードシーブ３の中空軸に軸着されたロードギヤ、４はロードシーブ３の挿通孔に回転自在に貫装された駆動軸で、一端にはピニオン５ａ、他端には雄ネジ５ｂが設けられている。６はリンクチェーンが掛架されるハンドホイールで、後記する入力管１４に連結手段１４ａで固設され、外周フレーム２０に回転自在に軸支されている。６ａは後記する連結手段１４ａが嵌装される連結孔、７は駆動軸４のピニオン５ａと噛合し、ロードギヤ３ａと噛合する図示しない減速歯車（小）と同軸に軸着された減速ギヤ（大）で、駆動軸４の回転を減速してロードシーブ３に伝達している。８は駆動軸４に回転不能に軸着された受圧部材で、ボス部８ａには一対のブレーキ板１０ａ、１０ｂと、ブレーキ板１０ａ、１０ｂに挟装される逆転防止用爪車１１が回転可能に外装されている。１２は雌ネジ１２ａを有し、前記駆動軸４の雄ネジ５ｂに螺合する駆動部材で、正転することでブレーキ板１０ａ、１０ｂ及び逆転防止用爪車１１を介して受圧部材８を押圧し、駆動部材１２の回転を駆動軸４に伝達するように構成され、逆転することで前記押圧方向とは逆方向にスライドして逆転防止用爪車１１との係合を解放し逆転（巻き下げ）を可能にするように構成されている。１２ｂは後記する出力円板２５に固着され駆動部材１２に向かって突出する連結部材２５ａが嵌装される連結孔である。連結部材２５ａと連結孔１２ｂは、前記駆動部材１２の正・逆転に伴なう軸方向のスライドを阻害することなく回転力のみを伝達する構成となっている。
【００２２】
次に、巻上牽引機に備えられる負荷感応型自動変速装置について説明する。
【００２３】
１４はハンドホイール６の連結孔６ａと連結手段１４ａで連結され、後記する外周フレーム２０に回転自在に外周を軸支される中空の入力軸である入力管、１５は外周を後記する外側コ字状磁性体１６の入力管１６取付面の反対側側面に取設されたプラネタリーキヤリア、１６は外周フレーム２０に軸受け１９ｃを介して内接し、外周を軸支され、入力管１４の端面で円周方向内側に開口し、プラネタリーキヤリア１５と同速度で回転する断面コ字型の磁性体からなる外側コ字状磁性体で、後記する中間磁性体２９の外側歯部２９ａと対向する歯部１６ａを有する。１７はプラネタリーキヤリア１５に設けたギヤ軸１３に軸着された遊星ギヤ、１８は前記ギヤ軸１３の一端及び遊星ギヤ軸１３を軸支する遊星ギヤ支持板である。遊星ギヤ１７は後記する太陽ギヤ軸２４に設けた太陽ギヤ２４ａに噛合し、軸芯が太陽ギヤ２４ａの周りを回転し、後記するアウターギヤ支持フレーム２２に設けたアウターギヤ２１と内接噛合するように構成されている。２０はフランジ２０ａが巻上牽引機本体に固設され、一端にアウターギヤ支持フレーム２２が固設される外周フレーム、２２は外周フレーム２０の開口部に固設されたアウターギヤ支持フレームで、開口部に遊星歯車装置を構成するアウターギヤ２１が設けられている。２４は遊星ギヤ支持板１８に設けられた軸受け１９ａ、プラネタリーキヤリア１５の内周に設けられた軸受け１９ｃ及び後記する出力伝達手段２５の内周に設けられた中空軸２５ｂに設けられた軸受け１９ｄ、１９ｄで軸支された出力軸である太陽ギヤ軸、２４ａは太陽ギヤ軸２４の先端部に設けた太陽ギヤである。太陽ギヤ２４ａは前記した通り遊星ギヤ１７と噛合し増速手段を構成する。２３は太陽ギヤ軸２４に該軸の軸芯と同芯円周上に等間隔で配置され、該軸２４と一体で回転するように固設された断面コ字型の磁性体からなる内側コ字状磁性体で、図１０（ｂ）に示すように、後記する中間磁性体２９の内側歯部２９ｂに対向する歯部２３ａと出力回転を内側コ字状磁性体２３に伝達する伝達部２３ｂを有する。２５は連結手段２５ａで駆動部材１２と動力伝達可能に連結され、入力管１４の内周に設けた軸受け１９ｆで外周を軸支される出力伝達手段である出力円板、２５ｂは出力円板２５の内周で後記する高トルク伝達部材支持板２８側に延出する中空軸である。連結手段２５ａは丸棒体で駆動部材１２に設けた係合孔１２ｂと係合し、駆動部材１２にトルクを伝達する。２６は前記した中空軸２５ａの外周に嵌装された中空の出力軸である出力管で、一端には磁性体位置切り替え手段を有する中間円板２７を備え、他端には外側コ字状磁性１６と対向する断面コ字型の外側歯２９ａと内側コ字状磁性体２３と対向する断面コ字型の内側歯２９ｂを備えた磁性体からなる中間磁性体２９が設けられている。中間磁性体２９は図１０（ｂ）に示すように、外側コ字状磁性体１６と内側コ字状磁性体２３のいずれか一方と対向可能となっており、中間磁性体２９が軸線方向右側に1/2ピッチ移動すると、図３及び図８（ａ）に示すように、外側コ字状磁性体１６と対向し、軸線方向左側に1/2ピッチ移動すると、図４及び図８（ｂ）に示すように内側コ字状磁性体２３と対向するように構成されている。２８は一端が出力円板２５に固設され、中間円板２７に設けたトルク伝達孔２７ｂに嵌挿され、中間円板２７と出力円板２５を動力伝達可能に連結する高トルク伝達部材、２８ａは高トルク伝達部材２８の他端を固着する高トルク伝達部材支持板である。３０は中間磁性体間に設けられた磁性体連結用磁石で、一対の中間磁性体の一方がＮ極で他方がＳ極になるように配置され、外側コ字状磁性体及び内側コ字状磁性体のいずれか一方に対向可能に配置されている。中間磁性体２９の外側歯２９ａと内側歯２９ｂの歯部は前記磁石３０より外側、内側にそれぞれ突出している。３１は中間円板２７に設けた磁石、３２ａは出力円板２５に設けた中間円板２７移動用磁石、３２ｂは中間円板２７移動用磁石の両側に配設され、中間円板２７に戻し力を与える磁石である。磁石３１と３２ａ、３２ｂは互いに対向して、位相及び極性と異にして配置されており、一定以上のトルクが前記した出力円板２５と中間円板２７間に加わると、出力円板２５と中間円板２７が相対的に所定角度回転変位し、出力円板２５の磁石３２ａの先端の部分が中間円板２７の磁石３１の先端部分に移動し、両磁石は同極が対向するため反発し、その反発力によって中間円板２７は軸線方向にスライドして移動する。従って、中間円板２７と出力円板２５間に所定のトルク以上の力が加わると、両円板の相対位置が移動し、そのトルクが低下すると原位置に復帰するように両者は磁石３１及び３２ａ、３２ｂを介して磁気的に結合されている。図２に示す実施例において、３５は駆動部材１２とクラッチ押え３７間に介装されたクラッチ板、３６はクラッチ板３５の両側に設けられた磨耗板、３７は駆動部材１２の雌ネジ部１２ａとクラッチ板３５間に設けられたクラッチ押え、３８はクラッチ押え３７を介してクラッチ板３５を付勢する押圧バネ、３９は押圧３５のバネ力を調整するトルク設定用ナット、４０は駆動部材の雌ネジ１２の所定量以上の弛みを防止するストッパーである。駆動部材１２、クラッチ板３５、磨耗板３６、クラッチ押え３７、押圧バネ３８、ナット３９でオーバーロードリミット機構を構成する。上記したオーバーロードリミット機構を備えた形態では、図２に記載する通り、出力円板２５は連結手段２５ａでクラッチ板３５と連結され、クラッチ板３５を介して駆動部材１２に駆動力が伝達される。
【００２４】
次に自動変速装置の高速・低速の切り替え手段について説明する。
【００２５】
図９に示すように、出力管２６の端部に設けた中間円板２７には永久磁石Ｍ１（３１）を、出力伝達手段である出力円板２５には中間円板２７移動用磁石ＭＯＡ（３２ａ）と、この中間円板移動用ＭＯＡ（３２ａ）の両側に、中間円板２７に戻し力を与える磁気バネ用磁石ＭＯＢ（３２ｂ）をそれぞれ配置する。最初に負荷トルクが小さい場合は、中間円板２７に配置した磁石Ｍ１と出力円板２５に配置した磁石ＭＯＡの異極同士が対向して吸引する。このため中間円板２７を出力円板２５に近づける方向にスラストが発生し、中間円板２７は軸方向にスライドして太陽ギヤ２４で高速回転する内側コ字状磁性体２３側に接続し、変速機は、図８（ｂ）に示す高速モードで動作する。この動作時、中間磁性体２９は内側コ字状磁性体２３と対向する位置にスライドし、中間磁性体２９に設けた磁石３０により、両磁性体は磁気結合し、中間磁性体２９の内歯２９ｂが内側コ字状磁性体２３の歯部２３ａと噛合し、高速モードで動作する。この状態は中間円板２７と出力円板２５間に所定以上の軸線方向に移動する力が作用するまではこの位置を保持する。また、このとき、中間円板２７の磁石Ｍ１のＳ極は、磁気バネ用磁石ＭＯＢのＳ極に対向し、中間円板２６ａの磁石Ｍ１のＮ極は磁気バネ用磁石ＭＯＢ'のＮ極に対向するため、前記のような中間円板移動用磁石ＭＯＡと吸引している状態におていは、磁石Ｍ１が両側から受ける反発力による磁気的バネ作用によって所定位置が保持される。
【００２６】
次に、負荷トルクが増大すると、中間円板２７と出力円板２５を結合する磁気的バネ要素に戻れ力が生じ、その力が前記磁気バネの保持力を超えると、両円板が相対回転する。その結果磁石の位置関係が変化し、中間円板２７の磁石Ｍ１が中間円板移動用磁石側ＭＯＡ側に移動し、両磁石の同極が対向するため、相互に反発し、中間円板２７に作用するスラスト方向が反転し、中間磁性体２９は入力管１４に設けられた外側コ字状磁性体１６と対向する位置にスライドし、中間磁性体２９に設けた磁石３０により、両磁性体は磁気結合し、中間磁性体２９の外歯２９ａが外側コ字状磁性体１６の歯部１６ａと噛合し、変速機は低速モードに遷移して、出力円板２５に設けた連結手段２５ａを介して巻上牽引機の駆動部材１２または図２に示すクラッチ板３５を高負荷に対応した低速回転を行う。
【００２７】
上記した通り、本実施の形態の負荷型自動変速装置は、低負荷高速時には、図８（ｂ）に示すように出力管２６の中間磁性体２９は内側コ字状磁性体２３に接続し、ハンドホイール６に連結する入力管１４の回転は、遊星ギヤ１７、遊星ギヤ１７と噛合する太陽歯車２４ａで増速され、太陽ギヤ軸２４を増速回転し、太陽ギヤ軸２４に固設された内側コ字状磁性体２３の歯２３ａと中間磁性体２９の内歯２９ｂが噛合し、中間磁性体２９及び出力管２６が高速回転し、出力円板２５に設けた連結手段２５ａを介して巻上牽引機の駆動部材１２または図２に示すクラッチ板３５を低負荷に対応した高速回転を行う。
【００２８】
上記した動作時において、高負荷低速時には、図８（ａ）に示すように、出力管２６の中間磁性体２９は入力管１４に設けた外側コ字状磁性体１６に接続し、外側コ字状磁性体１６の歯部１６ａと中間磁性体２９の外側歯２９ａが噛合し、出力管２６は入力管１４と同速で回転する。この動作時に、出力管２６に設けた中間円板２７と出力円板２５の磁気的連結は遮断されているので、出力管２６が回転すると、出力円板２５に設けた高トルク伝達部材２８と中間円板２７に設けたトルク伝達孔２７ａの相対位置が図６から、高トルク伝達部材２８がトルク伝達孔２７ａの端部に当接する図７の状態に変位し、出力管２６の回転は高トルク伝達部材２８を介して出力円板２５を低速回転し、出力円板２５に設けた連結手段２５ａを介して巻上牽引機の駆動部材１２または図２に示すクラッチ板３５を低速回転する。
【００２９】
駆動部材１２が高速または低速で回転すると、駆動部材１２はブレーキ板１０ａ、１０ｂ、爪車１１を受圧部材８に押圧し、受圧部材８を介して駆動軸４を回転し、駆動軸４の端部に設けたピニオンギヤ５ａと噛合する減速ギヤ７と噛合するロードギヤ３ａを介してロードシーブ３を回転する。
【００３０】
また、図２に示す実施例のように、駆動部材１２と変速装置の出力円板２５間にクラッチ板３５、磨耗板３６、クラッチ押え３７、押圧バネ３８、トルク設定用ナット３９からなるフリクションクラッチ手段を備える構成とすると、吊り上げ荷重が超過しても、フリクションクラッチが滑ることで、自動変速機に所定のトルク以上の負荷が掛かるのを防ぎ、変速装置の故障の発生を防止することができる。フリクションクラッチのトルク値はトルク設定用ナット３９で押圧バネ３８のバネ力を所定値に調整することで適宜設定される。
【００３１】
上記実施の形態において、外側コ字状磁性体１６は外周フレーム２０に設けた軸受け１９ｅによって外周を軸支する構成として説明したが、入力管１４を外周フレーム２０に設けた軸受けで軸支し、外側コ字状磁性体１６の軸受けを省略することもできる。また、プラネタリキャリア１５の軸受けを外周フレーム２０に設けた軸受けで軸支することもできる。
【００３２】
また、外側コ字状磁性体１６を入力管１４の端面に直接設けることもできる。
【００３３】
また、ハンドホイール６を連結する入力管１４を軸受け１９ｅで外周フレーム２０に回転可能に軸支する構成として説明したが、ハンドホイール６を本体フレームによって軸支するようにすることも、また、駆動部材１２の外周で軸支する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】オーバロード機構を有しない形態の巻上牽引機の側面断面図。
【図２】オーバロード機構を有する形態の巻上牽引機の側面断面図。
【図３】高トルク低速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図。
【図４】低トルク高速回転時の負荷感応型自動変速装置の側面断面図。
【図５】負荷感応型自動変速装置の分解概要図。
【図６】低負荷高速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図。
【図７】高負荷低速回転時の負荷感応型自動変速装置の正面断面図。
【図８】（ａ）は高負荷低速回転時のスケルトン図、（ｂ）は低負荷高速回転時のスケルトン図。
【図９】（ａ）はスラスト変換機構の構成説明図、（ｂ）は断面図。
【図１０】（ａ）は磁気クラッチ機構の構成説明図、（ｂ）は断面図。
【符号の説明】
【００３５】
３ ロードシーブ
４ 駆動軸
６ ハンドホイール
７ 減速ギヤ
８ 受圧部材
１０ａ、１０ｂ ブレーキ板
１１ 爪車
１２ 駆動部材
１４ 入力管
１５ プラネタリーキャリア
１６ 外側コ字状磁性体
１７ 遊星ギヤ
１９ａ〜１９ｅ 軸受け
２０ 外周フレーム
２１ アウターギヤ
２３ 内側コ字状磁性体
２４ 太陽ギヤ軸／出力軸
２５ 出力円板
２５ａ 連結手段
２５ｂ 中空軸
２６ 出力管
２７ 中間円板
２７ａ 連結孔
２８ 高トルク伝達部材
２９ 中間磁性体
３０ 磁石
３５ クラッチ板
３６ 磨耗板
３７ クラッチ押え
３８ 押圧バネ
３９ トルク設定用ナット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻上牽引機のハンドホイールと駆動部材間に負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機であって、ハンドホイールに連結された入力管の端面に設けられた外側磁性体と、入力管の回転を増速装置を介して高速回転し、入力管の回転中心上に軸芯を有する出力軸に固設された内側磁性体と、前記外側磁性体と内側磁性体の中間に、磁性体位置切り替え手段により、出力軸の軸線方向に移動可能な出力管の一端に設けられ、前記外側磁性体と内側磁性体のいずれか一方の歯部と噛合可能な外側及び内側歯部を有し、高速及び低速回転の切り替えを行う中間磁性体と、出力管の駆動を駆動力伝達手段を介して巻上牽引機の駆動部材に伝達する出力伝達手段を備え、負荷トルクにより中間磁性体を内側磁性体または外側磁性体に対向させ、駆動部材の回転を高速または低速回転に切り替えることを特徴とする負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項２】
前記入力管を巻上牽引機に固設された外周フレームの内周に回転自在に軸支し、出力伝達手段を入力管の内周に回転自在に軸支し、入力管及び出力伝達手段の回転中心を巻上牽引機の駆動軸と同一軸線上に設けたことを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項３】
前記増速装置は、入力管の端部に設けたプラネタリーキャリアに軸着された遊星歯車と、外周フレームの端部に設けたアウターギヤ支持フレームの開口部内面に設けられ、前記遊星歯車が内接噛合するアウターギヤと、太陽ギヤ軸の端部に設けられ、前記遊星歯車と内接噛合する太陽ギヤであることを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項４】
前記磁性体位置切り替え手段は、出力管の他端に設けられた中間円板に固設された位置切り替え磁石と、出力伝達手段に固設され、前記位置切り替え磁石に対向する一対の出力管移動磁石と、出力管移動磁石の両側に設けられた出力管戻し磁石であり、一定以上のトルクが出力伝達手段と中間円板間に加わると、両部材の相対位置が移動し、磁石の反発により中間円板を軸方向にスライドさせ、トルクが低下すると原位置に復帰するように、中間円板と出力伝達手段を磁気的に結合したことを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項５】
前記駆動力伝達手段は、低トルク時に出力管と出力伝達手段を磁気的に連結する磁石と、高トルク時に出力管と出力伝達手段を機械的に連結する高トルク伝達部材であることを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項６】
前記中間磁性体の外側及び内側歯部間に磁性体連結用磁石を設け、中間磁性体の歯部を外側磁性体と内側磁性体のいずれか一方の歯部と噛合するように磁気的に結合することを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項７】
前記出力伝達手段をクラッチ板に設けた係合孔に係合する連結手段でクラッチ板と連結し、クラッチ板を介して駆動部材を駆動することを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項８】
前記出力伝達手段を駆動部材に設けた係合孔に係合する連結手段で駆動部材と連結したことを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項１】
巻上牽引機のハンドホイールと駆動部材間に負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機であって、ハンドホイールに連結された入力管の端面に設けられた外側磁性体と、入力管の回転を増速装置を介して高速回転し、入力管の回転中心上に軸芯を有する出力軸に固設された内側磁性体と、前記外側磁性体と内側磁性体の中間に、磁性体位置切り替え手段により、出力軸の軸線方向に移動可能な出力管の一端に設けられ、前記外側磁性体と内側磁性体のいずれか一方の歯部と噛合可能な外側及び内側歯部を有し、高速及び低速回転の切り替えを行う中間磁性体と、出力管の駆動を駆動力伝達手段を介して巻上牽引機の駆動部材に伝達する出力伝達手段を備え、負荷トルクにより中間磁性体を内側磁性体または外側磁性体に対向させ、駆動部材の回転を高速または低速回転に切り替えることを特徴とする負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項２】
前記入力管を巻上牽引機に固設された外周フレームの内周に回転自在に軸支し、出力伝達手段を入力管の内周に回転自在に軸支し、入力管及び出力伝達手段の回転中心を巻上牽引機の駆動軸と同一軸線上に設けたことを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項３】
前記増速装置は、入力管の端部に設けたプラネタリーキャリアに軸着された遊星歯車と、外周フレームの端部に設けたアウターギヤ支持フレームの開口部内面に設けられ、前記遊星歯車が内接噛合するアウターギヤと、太陽ギヤ軸の端部に設けられ、前記遊星歯車と内接噛合する太陽ギヤであることを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項４】
前記磁性体位置切り替え手段は、出力管の他端に設けられた中間円板に固設された位置切り替え磁石と、出力伝達手段に固設され、前記位置切り替え磁石に対向する一対の出力管移動磁石と、出力管移動磁石の両側に設けられた出力管戻し磁石であり、一定以上のトルクが出力伝達手段と中間円板間に加わると、両部材の相対位置が移動し、磁石の反発により中間円板を軸方向にスライドさせ、トルクが低下すると原位置に復帰するように、中間円板と出力伝達手段を磁気的に結合したことを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項５】
前記駆動力伝達手段は、低トルク時に出力管と出力伝達手段を磁気的に連結する磁石と、高トルク時に出力管と出力伝達手段を機械的に連結する高トルク伝達部材であることを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項６】
前記中間磁性体の外側及び内側歯部間に磁性体連結用磁石を設け、中間磁性体の歯部を外側磁性体と内側磁性体のいずれか一方の歯部と噛合するように磁気的に結合することを特徴とする請求項１記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項７】
前記出力伝達手段をクラッチ板に設けた係合孔に係合する連結手段でクラッチ板と連結し、クラッチ板を介して駆動部材を駆動することを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【請求項８】
前記出力伝達手段を駆動部材に設けた係合孔に係合する連結手段で駆動部材と連結したことを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の負荷感応型自動変速装置を内蔵した巻上牽引機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２３６２０９（Ｐ２００９−２３６２０９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８２７３０（Ｐ２００８−８２７３０）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００１２９３６７）株式会社キトー (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願人】（０００１２９３６７）株式会社キトー (101)
【Ｆターム（参考）】
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