JPH02275B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 中心軸２８を有するハウジング４２に回転可
能に支持される軸６６を含むシフトコントロール
１０を備えるウインチ装置８において、 前記軸６６に固定され前記ハウジング４２内に
軸方向に摺動可能に配設されると共に少なくとも
１部が前記ハウジング４２内にほゞ同一容積を有
する第１、第２の中空室１３８、１４２を有する
第１、第２ピストン９９，１００と、 前記第１中空室１３８を加圧することにより前
記第１ピストン９９と前記軸６６とを第１位置に
向つて押圧する第１装置１２２と 前記第１位置を反対方向の第２位置に向つて前
記第２中空室１４２を加圧することにより前記第
２ピストン１００と前記軸６６とを押圧する第２
装置１２４と、 前記ピストン９９，１００と前記ハウジング４
２とが当接するときに前記軸６６を前記第１、第
２位置との間においてセンタリングするセンタリ
ング装置１２６を有することを特徴とするウイン
チ装置。

２ 請求の範囲第１項記載のウインチ装置８にお
いて、前記センタリング装置１２６は圧縮リング
１４４と該圧縮リング１４６に当接する第１、第
２の環状ばね座１４６とを含むウインチ装置。

３ 請求の範囲第２項記載のウインチ装置８にお
いて、前記センタリング装置１２６は前記ばね座
１４６の外側軸方向に位置する第１、第２軸受１
４７を含むウインチ装置。

４ 請求の範囲第３項記載のウインチ装置８にお
いて、前記ハウジング４２は両端において肩１１
８，１２０を有すると共に前記ばね座１４６は該
肩１１８，１２０に夫々前記軸の中心において着
座するウインチ装置。

５ 請求の範囲第４項記載のウインチ装置８にお
いて、前記ピストン９９，１００は夫々円形フラ
ンジ１０４と該フランジ１０４に個々に当接する
軸受１４７を有するウインチ装置。

６ 請求の範囲第１項記載のウインチ装置８にお
いて前記ピストン９９，１００は夫々入れ子式に
重なる管状部分１０２と円形フランジ部分１０４
とを含むウインチ装置。

７ 請求の範囲第６項記載のウインチ装置８にお
いて、前記センタリング装置１２６は前記軸６６
の中心において前記フランジ部分１０４に対し作
動するウインチ装置。

８ 請求の範囲第７項記載のウインチ装置８にお
いて、最初に組立てるとき前記センタリング装置
１２６を前記フランジ部分１０４の間に収容する
装置１５０を含むウインチ装置。

９ 請求の範囲第１項記載のウインチ装置８にお
いて、前記軸６６は肩３６を有し、第２ピストン
１００は該肩８６に当接し前記第１ピストン９９
は前記センタリング装置１２６を挟持して第２ピ
ストン１００に面して当接するウインチ装置。

１０ 請求の範囲第９項記載のウインチ装置８に
おいて、センタリング装置１２６は１個のばね１
４４を含むウインチ装置。

１１ 請求の範囲第１０項記載のウインチ装置８
において、ばね１４４の負荷に応答して前記第
１、第２ピストン９９，１００が離間するのを制
限する装置８０，１５８，１６０を有するウイン
チ装置。

１２ 請求の範囲第１０項記載のウインチ装置８
において、前記軸６６は半径方向外方に延在し反
対側に歯９２，９４を有する連結部９０を備える
ウインチ装置。

技術分野 本発明は一般にウインチ装置、特に、駆動装置
の軸を３位置の一つにコンパクトかつ効果的に位
置決めする切換え制御機構を有するウインチ装置
に関する。

背景技術 1979年７月17日付のJ.E.ウインツエラによる米
国特許第4161126号に開示されるウインチ構造は
巻上げ２速および安全な降下能力を有する極めて
有益なパツケージ構造を提供する。この駆動装置
は、連結された３組の遊星歯車装置と、入力軸
と、該入力軸を包囲する中空軸と、一方向ブレー
キを介してウインチハウジングに結合される軸方
向へ変位可能な軸とを備えている。変位可能な軸
の第１位置では、荷重は比較的低速で上昇され、
第２位置では荷重は比較的早く上昇され、第３の
中央位置では、荷重は降下される。

米国特許第4161126号のウインチ構造は全般的
に非常に満足すべきものであるが、軸方向へ変位
可能な軸の構造は望ましい程丈夫でなく、全体お
よび関連するサブアセンブリの組立てとが非常に
困難である。また、異なる流体作用体積は望まし
いものでないが軸を変位するために必要である。

本発明は上述の様な問題の一つまたはそれ以上
を克服することに指向される。

発明の開示 本発明の一側面では、ハウジング内に回転可能
に支持される軸と該ハウジング内に位置し該軸に
装架される第１、第２ピストン部材とを有する切
換え制御機構を備えるウインチ装置が提供され
る。第１装置は第１ピストン部材と軸とを第１位
置へ流体で付勢するように設けられ、第２装置は
第２ピストン部材と軸とを第１位置の反対の第２
位置へ流体で付勢するように設けられ、心出し装
置はピストン部材とハウジングとの当接に応答し
て第１、第２位置間で軸を機械的に中央位置とす
るように設けられる。

本発明のウインチ装置の変位可能な軸は一層頑
丈であり、肩を備えている点有利である。ピスト
ン部材の一つは該肩に当接し、他のピストン部材
は第１ピストン部材に入れ子式に装架され、従つ
て、単一コイルの圧縮ばねと一対の環状ばねシー
トとを有する心出し装置はサブアセンブリとして
ピストン部材間に捕捉され得る。変位可能な軸上
でピストン部材を解放可能に結合して収容する装
置が設けられる。

その他の特徴および利点は添付図面を参照する
下記の説明によつて明瞭になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を例示し、その構造の
詳細を一層良好にするために一後を断面で表示さ
れるウインチ装置の図式的な立面図である。

発明を実施するための最良の形態 ウインチ装置８は図示のように本発明によつて
構成される切換え制御機構１０を備えている。該
ウインチは逆転可能な可変速液圧モータ１６で駆
動される入力軸１４を有している。該被動入力軸
は、例えば図面の右側から軸心に沿つてウインチ
を見たとき、軸心２８のまわりに時計方向へウイ
ンチドラム２４と該ドラムに巻付けられたケーブ
ル２６とを回転することで選択的に荷重を上昇す
るか、または反時計方向へウインチドラムを回転
することで荷重を降下するために、第１、第２、
第３遊星歯車装置１８，２０，２２と、切換え制
御機構１０とに協働可能に関連する。

第１ないし中応に位置する遊星歯車装置１８は
通常の型式の第１リングギヤ部材３０と、第１サ
ンギヤ部材３２と、第１遊星キヤリヤ部材３４と
を有し、複数の同様な遊星歯車部材３６はキヤリ
ヤ部材に回転可能に装架され、リングギヤとサン
ギヤとに相互に噛合う。この実施例では、リング
ギヤ３０はベル形ハウジング３８と管状軸４０と
に共に回転するように一体に結合される。管状軸
４０は直列に配置される一方向クラツチないしオ
ーバランニングクラツチ４４と、通常のデイスク
タイプのブレーキ４６とを介してウインチハウジ
ング４２に結合される。該一方向クラツチは通常
のローラ式のものであり、常時ばね付勢、液圧解
放の該ブレーキに結合される外輪４８を有してい
る。この構成により、管状軸４０は図面の右側か
ら軸心に沿つて見て反時計方向へ駆動されると
き、該クラツチをオーバランするが、時計方向へ
回転されるとき、係合程度にブレーキで制動され
る。

第２遊星歯車装置２０は同様に第２リングギ
ヤ、サンギヤおよび遊星キヤリヤの各部材５０，
５２，５４を有し、複数の遊星ギヤ部材５６が該
キヤリヤ部材に回転可能に装架される。図示のよ
うに、該第２リングギヤはベル形ハウジング３８
と第１リングギヤ３０とに共に回転するように結
合される。また、第２遊星キヤリヤ５４はウイン
チドラム２４に共に回転するように本質的に結合
される。

また、第３遊星歯車装置２２は第３リングギ
ヤ、サンギヤおよび遊星キヤリヤの各部材５８，
６０，６２を有し、複数の遊星ギヤ部材６４が該
キヤリヤ部材に回転可能に装架され、リングギヤ
部材と、サンギヤ部材とに相互に噛合い係合す
る。第３リングギヤ５８はウインチドラム２４に
共に回転するように結合され、第３遊星キヤリヤ
６２はウインチハウジング４２に結合され、従つ
て、常に静止状態に保持される。第３サンギヤ６
０は管状軸４０に結合され、従つて、リングギヤ
３０，５０とサンギヤ６０とがユニツトとして回
転することが認められる。

軸方向へ変位可能な軸６６は、図面で見てウイ
ンチ８の左端におけるウインチハウジング４２へ
のブツシユ６８と、その右端における回転可能な
第１遊星キヤリヤ３４へのスプライン継手７０と
により回転可能に支持される。ウインチドラム２
４の左端はウインチハウジング４２に玉軸受組立
体７２で回転可能に支持され、右端はウインチハ
ウジングにころ軸受組立体７３で回転可能に支持
され、第２遊星キヤリヤ５４がウインチドラムに
連結されているため、第２遊星キヤリヤは他の玉
軸受組立体７４を介して第１遊星キヤリヤ３４を
回転可能に支持する。更に他の玉軸受組立体７６
が第１遊星キヤリヤ３４に第２サンギヤ５２を回
転可能に支持する。

特に、軸方向へ変位可能な軸６６は図面で見て
その左端に位置する通常のスプラツグ式一方向ブ
レーキ７８と、中間の結合用管状スリーブ部材８
０とにより、ウインチハウジング４２に間接的に
結合される。この構成では、軸６６は右端から軸
心２８に沿つて見て時計方向へ回転されるとき、
ブレーキ７８をオーバランする。軸６６が反時計
方向へ付勢されるとき、該ブレーキは軸６６を回
転しない様に保持する。スリーブ部材８０はスプ
ラツグ式ブレーキの半径方向内輪への外側スプラ
イン継手８２と軸６６の左端への内側スプライン
継手８４とを有している。

また、変位可能な軸６６は中央に位置する円筒
形面８７と円筒形装着面８８との間に限定され左
方に面する環状肩８６と、両側に歯付きフエース
ギヤ９２，９４を有し半径方向外方へ延びる継手
部材９０とを備えている。好ましくは、継手部材
９０は破線で示される円筒形結合面９６に沿い軸
６６の本体に電子ビーム溶接される別個の部材で
あるのが好ましい。ウインチドラム２４での荷重
の低速上昇のため、右フエースギヤ９４は第２サ
ンギヤ５２の側部に限定されるフエースギヤ９７
に結合され、高速上昇のため、左フエースギヤ９
２はウインチドラム２４に着脱可能に結合される
フエースギヤ９８に結合される。

切換え制御機構１０は符号９９，１００で全体
を示される第１、第２ピストン部材を備えている
点有利である。各ピストン部材は管状部分１０２
と環状フランジ部分１０４とを有している。第２
ないし右のピストン部分１００の管状部分は第１
ないし左のピストン部材９９のものよりも長く、
左方に面する環状肩１０８を間に限定する段付き
の第１、第２円筒形面１０５，１０６を有してい
る。右ピストン部材は変位可能な軸６６の円筒形
面８８に装架されているが、左ピストン部材は完
全に設置された状態で肩１０８に当接して右ピス
トン部材の第１円筒形面１０５に入れ子式に装架
される。ウインチハウジング４２の左端は軸心２
８に沿い同心状に位置する段付きボア１１０を限
定する。この段付きボアは部分的に、中央に位置
する拡大された円筒ボア１１２と、該拡大ボアの
両端における直径の僅かに小さい円筒形シール面
１１４，１１６と、これ等の間に夫々位置する一
対の内方へ面する環状肩１１８，１２０とで限定
される。従つて、左ピストン部材９９はハウジン
グのシール面１１４内を摺動可能でシール可能に
位置し、右ピストン部材１００はシール面１１６
内に同様に位置している。

本発明の主な側面によると、第１装置１２２は
低速の荷重上昇速度に対応する第１ないし右方の
位置決め位置へ左ピストン部材９９と軸６６とを
流体で付勢するために設けられ、第２装置１２４
は高速の荷重上昇速度に対応する第２ないし左方
の位置決め位置へ右ピストン部材１００と軸６６
とを流体で付勢するために設けられ、心出し装置
１２６はピストン部材とハウジング４２との当接
に応答して軸を機械的に心出しするために設けら
れる。

第１装置１２２は手動操作可能な制御レバー１
２８と、例えば1977年９月20日付のK.F.ゴラン
等による米国特許第4048799号に開示される様な
スプール弁式の関連する制御システム１３０とを
備えている。該制御システムは、例えば
2067KPα（3000psi）のレベルまで液体を有する導
管および関連する通路１３２に加圧下の流体源を
選択的に連通するように構成される。第２装置１
２４は同様な制御システムを有してもよく、従つ
て、制御レバー１２８を第２位置に置くと、導管
および関連する通路１３４を交代して加圧するよ
うに作用可能である。更に制御レバーの第３位置
では、加圧流体源は制御システム内の図示されな
いドレーン通路へ戻すように加圧されたこれ等の
導管および導管の両者を連通することにより、制
御システムでこれ等の両者から遮断可能である。
導管および通路１３２は第１ピストン部材９９の
左に位置する第１環状チヤンバ１３８へ導く。同
様な態様で、導管および通路１３４は、第２環状
チヤンバ１４２と流体の連通状態にある。従つ
て、第１、第２装置１２２，１２４はチヤンバ１
３８またはチヤンバ１４２のいずれかを加圧する
ために作用可能であり、該チヤンバは少くとも部
分的にハウジングとピストン部材とで限定され
る。

心出し装置１２６は一対の環状ばねシートない
しレース１４６の間にほゞ位置するる単一コイル
の圧縮ばね１４４を有しているのが好ましい。図
示のように、ばねシートはウインチハウジング４
２の肩１１８，１２０に当接して位置し、変位可
能な軸６６の中央位置で中間のニードルスラスト
軸受１４７を介しピストン部材９９，１００のフ
ランジ部分１０４に対して位置している。

軸６６におけるピストン部材９９，１００と、
心出し装置１２６との最初の組立ての際、最初の
保持装置１４８は、ピストン部材の間に負荷可能
に収容されるばね１４４により所定の距離離され
たピストン部材を保持するために設けられる。こ
の例では、保持装置１４８は第２ピストン部材１
００の円筒形面１０５に限定される環状凹所に位
置する中断された円形スナツプリング１５０を有
している。サブアセンブリとして、スナツプリン
グ１５０は第１ピストン部材９９の環状穴ぐり１
５４内の所定の位置に確実に保持される。しかし
ながら、使用の際スナツプリングは穴ぐり１５４
内に半径方向に設置されるのではなく、環状スリ
ーブ部材８０の右端内に限定される他の並置され
た穴ぐり１５６内にある。運転の際、スリーブ部
材８０はピストン部材９９，１００が端部板１５
８で一体に強く押し付けられるように右へ完全に
付勢される。該端部板は軸６６にねじ込み可能に
係合する着脱可能なフアスナ１６０で負荷可能に
係合される。

産業上の利用可能性 例えば、ウインチドラム２４にケーブル２６を
巻取ることで荷重を低速で上昇することが所望さ
れるとき、継手部材９０は右へ変位される。これ
は、制御システム１３０と、導管および通路１３
２とを介して第１チヤンバ１３８へ圧力下の液圧
流体を方方づけることで達成される。該加圧の結
果、第１ピストン部材９９は図面で見て右へ付勢
され、右肩１２０に向つて心出し装置１２６を圧
縮する。第１ピストン部材は第２ピストン部材１
００の連続的に当接し、従つて、フエースギヤ９
４，９７が相互に噛合い可能に係合するように部
材１００と変位可能な軸６６とを右へ付勢する。
従つて、第２遊星歯車装置２０のサンギヤ５２は
入力軸１４がモータ１６で回転される以前に共に
回転するように、変位可能な軸と第１遊星キヤリ
ヤ３４とに結合される。入力軸が時計方向へ駆動
されるとき、ドラムは第１、第２、第３遊星歯車
装置１８，２０，２２のギヤ比で速度比の定まる
低減された速度で時計方向へ同様に駆動される。
管状軸４０はこの運転モードの際に反時計方向へ
駆動され、一方向クラツチ４４をオーバランす
る。荷重の上昇中に動力の不足を生じると、荷重
に作用する重力はドラムからケーブル２６を巻戻
しドラムを反時計方向に回転しようとする。しか
しながら、常時係合ブレーキ４６と、一方向クラ
ツチ４４とは管状軸の対応する時計方向の回転を
確実に阻止し、望ましくない方向へのドラムの回
転を停止する。

高速での荷重の上昇は、第２装置１２４で第２
チヤンバ１４２へ流体を方向づけることにより、
図で見て左へ継手部材９０を変位することによつ
て実施される。これは、第２遊星キヤリヤ５４と
第１遊星キヤリヤ３４とに共に回転するようにウ
インチドラム２４を結合する。時計方向へ再度駆
動される入力軸１４により、ドラムは第１、第３
遊星歯車装置１８，２０のギヤ比で定まる速度比
で時計方向へ同様に駆動される。ドラムの逆回転
は荷重の低速上昇の際と同様な態様で動力不足の
場合に防止される。

荷重を制御可能に降下するため、継手部材９０
は流体を排出するために環状チヤンバ１３８，１
４２の両者を開口することにより図示の様にその
中立位置ないし中央位置に設置され、心出し装置
１２６が軸６６を中央位置に置くのを可能にす
る。所望の程度までブレーキを解放して、ウイン
チドラム２４での荷重がドラム２４を反時計方向
へ回転するのを可能にし、管状軸４０が時計方向
へ制御可能に回転するのを可能にするように、液
圧が周知の態様でブレーキ４６に加えられる。

ケーブル２６にウインチドラム２４から繰出す
ために動力を加えることが所望のとき、継手部材
９０はその中立位置に置かれ、ブレーキ４６は液
圧で解放される。入力軸１４はモータ１６の逆転
によつて反対方向ないし反時計方向へ回転され、
スプラツグ式ブレーキ７８は変位可能な軸６６と
第１遊星キヤリヤ３４とが反時計方向へ回転する
のを阻止する。これ等の状態の下で第１遊星キヤ
リヤ３４を静止状態に保持するブレーキ７８によ
り、第１リングギヤ３０は第３サンギヤ６０と共
に時計方向へ回転するように強制され、これはウ
インチドラムを反時計方向へ駆動する。ケーブル
２６の荷重の重量が入力軸１４の相対的な速度で
与えられるものよりも早い比率でドラムの回転速
度を加速すれば、第１リングギヤ３０の回転の比
率は第１遊星キヤリヤ３４がスプラツグ式ブレー
キ７８をオーバランする状態で駆動される点まで
増大される。これは第１サンギヤ３２とモータ１
６とのウインチドラム２４からの効果的な分離を
生じさせ、従つて、モータはポンプとして駆動さ
れない点有利である。

ウインチ１２の作動部分ないし左側の組立ては
比較的簡単であり、幾つかの基本的なサブアセン
ブリを一体にした後に達成される。第１サブアセ
ンブリは第１遊星キヤリヤ３４とその関連する遊
星ギヤ３６とを有し、第２サブアセンブリは第２
遊星キヤリヤ５４とその関連する遊星ギヤ５６と
を有している。第１、第２サブアセンブリはウイ
ンチドラム２４から離れて第３サブアセンブリを
限定するように次に一体に結合される。軸受組立
体７４およびその関連する保持リングと、軸受組
立体７６およびその保持リングと、第２サンギヤ
５２とは装着用フランジ１６２と共に該第３サブ
アセンブリの一部を形成する。該着用フランジ１
６２は一層容易な手入れ性のため、ウインチの左
ないし外側の部分から第２遊星キヤリヤ５４にね
じ込み可能に有利に装着される複数のフアスナ１
６４で該キヤリヤに着脱可能に固定される。右方
に位置する内側保持リング１６６は装着用フラン
ジ１６２に設置され、次に、第３サブアセンブリ
はドラム２４に挿入され、複数の固定ボルト１６
８でドラムに取付けられる。

次に、軸受組立体７２とシール１７２とを有す
る軸受箱１７０は基本的に第４組立体を形成し、
これ等は、例えば複数の固定ボルト１７６で例え
ば、ウインチハウジング４２の外側ハウジング壁
１７４へ該箱を固定することによつて設置され
る。保持リング１７８はウインチドラム２４が基
本的にウインチハウジング内に完全に回転可能に
支持されるのを可能にするために装着用フランジ
１６２に所定の位置で該軸受組立体の内輪を固定
する。

次に、変位可能な軸６６は第１遊星キヤリヤ３
４内のスプライン継手７０に挿入される。フエー
スギヤ９８は装着用フランジ１６２内の位置に軸
方向へ保持リング１６６に向つてスプライン結合
可能に挿入されてもよく、次に、他の保持リング
１８０は所定の位置に該フエースギヤを固定する
ために設置される点有利である。次に、環状ハウ
ジング部材１８２は、例えば複数の固定ボルト１
８３で軸受箱１７０に所定の位置で固定可能であ
る。

第５サブアセンブリは第１、第２ピストン部材
９９，１００とばね１４４とばねシート１４６と
軸受１４７と第１ピストン部材に対して位置する
スナツプリング１５０とで限定され、かなり圧縮
されたばねの負荷を包含する。このサブアセンブ
リは変位可能な軸６６の上に設置され、固定ボル
ト１６０の作用で所定の位置に固定される。ボル
ト１６０は該軸にねじ込まれ、従つて、端部板１
５８と内側および外側にスプライン付きのスリー
ブ部材８０とは第１ピストン部材９９と圧縮され
たばねとに向つて付勢される。

最後に、スプラツグ式ブレーキ７８に関連する
外側端部部材はサポート組立体１８４と内輪１８
６および外輪１８８を有するブレーキ７８と、ド
ラツグばね１９０と、カバー１９２とを備え、例
えばハウジング部材１８２にねじ込み可能に結合
される複数の固定ボルト１９４で設置される。

従つて、ウインチ８は比較的便利な態様で組立
てまたは分解し得ることが認められる。変位可能
な軸６６は装着用フランジ１６２で設置される
か、または手入のために解放されてもよく、ウイ
ンチドラム２４を回転可能に支持するのを継続す
るためにその設置位置に維持されてもよい点有利
である。例えばハウジング部材１８２とその他の
外側部品とを図面で左方へ除去することにより、
フエースギヤ９８と変位可能な軸と継手部材９０
も装着用フランジ１６２の充分に大きい内径ない
しボア内から除去可能である。これは米国特許第
4161126号の構造では可能でなかつた。

その上、第１、第２ピストン部材９９，１００
と心出し装置１２６とは変位可能な軸上で独立の
サブアセンブリとして設置または除去可能であ
り、ピストン部材とウインチハウジング４２とは
等しい作用体積を有する作用チヤンバ１３８，１
４２をほゞ限定する。後者の特徴は作用可能に関
連する制御システム１３０が高速と低速との両者
の運転に対し同様な応答速度を容易に得ることの
見地から有益である。これと対照的に、米国特許
第4161126号の従来技術のウインチは確実に協働
する第１、第２ピストン部材または等しい体積の
作用チヤンバ１３８，１４２を備えていない。

本発明のその他の側面、目的および利点は図面
と本開示と本請求の範囲とを精査することによつ
て明瞭になる。