(57)【要約】  【課題】被巻取物を巻取る際の巻取速度が高速となることを防止できるとともに、被巻取物を低速でも安定して巻取ることができるリール装置を提供する。  【解決手段】本体ケース12内に、ホース13を巻取るリール14を、本体ケース12の中央部に固定したシャフト15により回動自在に軸支する。ドラム21の右半分内には、リール14を巻取方向に付勢するゼンマイバネ31を設ける。ドラム21の左半分内には、ゼンマイバネ31に抗してリール14に対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与する減速機構41を設ける。この減速機構41は、リール14の回転速度を規制するオイルダンパ46を備えている。  【選択図】図１
2006056619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースと、
この本体ケース内に回動自在に軸支され被巻取物を巻取るリールと、
このリールを巻取方向に付勢するバネと、
このバネに抗してリールに対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与する減速機構と
を具備したことを特徴とするリール装置。
【請求項２】
減速機構は、
オイル中に平行に設けられた複数の固定板と、これらの複数の固定板に対し交互に配置されリールの回転とともにオイル中で回転する複数の回転板とを備えたオイルダンパ
を具備したことを特徴とする請求項１記載のリール装置。
【請求項３】
減速機構は、
リールの回転とともに空気中で回転する羽根を備えた風力ダンパ
を具備したことを特徴とする請求項１記載のリール装置。
【請求項４】
減速機構は、
リールの回転とともに回転するロータを備えた発電機
を具備したことを特徴とする請求項１記載のリール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バネを用いてホースまたはコードなどの被巻取物を巻取るリール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リールに巻取られたホースなどの被巻取物をリールから引出すときの力を利用して、ゼンマイバネを巻き、このゼンマイバネに蓄えられた巻戻力を用いてリールを回転させることで、ホースなどを自動巻取りできるようにしたリール装置がある。
【０００３】
従来は、ゼンマイバネのトルクを、そのまま被巻取物を巻取るためのリールに伝えており、制御していなかった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３１３９０４７号公報（第２−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この場合、ゼンマイバネのトルクは常に一定ではないため、ゼンマイバネのトルクが大きいときは、巻取速度が高速となり、ホースなどの被巻取物に予測不能な暴れ動作が生じて、作業者や周辺設備機器などに好ましくない結果を及ぼすおそれがあり、一方、ゼンマイバネのトルクが小さいときは、巻取抵抗により巻取動作が途中で止まってしまう問題があり、低速で安定して巻取ることは困難である。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、被巻取物を巻取る際の巻取速度が高速となることを防止できるとともに、被巻取物を低速でも安定して巻取ることができるリール装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、本体ケースと、この本体ケース内に回動自在に軸支され被巻取物を巻取るリールと、このリールを巻取方向に付勢するバネと、このバネに抗してリールに対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与する減速機構とを具備したリール装置であり、そして、減速機構により、バネに抗してリールに対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与することで、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは大きな巻取抵抗が生まれ、リールの巻取速度を自動的に減速させ、巻取速度が高速の場合に生じる被巻取物の予測不能な暴れ動作を防止し、一方、バネのトルクが小さくリールの巻取速度が低速のときは巻取抵抗も小さくなるため、被巻取物を低速でも安定した速度で確実に巻取ることが可能となる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のリール装置における減速機構が、オイル中に平行に設けられた複数の固定板と、これらの複数の固定板に対し交互に配置されリールの回転とともにオイル中で回転する複数の回転板とを備えたオイルダンパを具備したものであり、そして、オイルダンパは、その回転板の回転速度に応じて、回転板に作用する抵抗が変化するので、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは、リールの巻取速度を自動的に減速させるとともに、複数の固定板に対し交互に配置された複数の回転板をオイル中で回転することで、各固定板と各回転板との間のオイルが持つ粘性やオイルに作用するせん断力により、回転板の動きをその回転速度に応じて安定的に制動する。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のリール装置における減速機構が、リールの回転とともに空気中で回転する羽根を備えた風力ダンパを具備したものであり、そして、風力ダンパは、その羽根の回転速度に応じて、羽根に作用する空気抵抗が変化するので、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは、リールの巻取速度を自動的に減速させるとともに、空気中で羽根を回転させる構造は、製作が容易になる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のリール装置における減速機構が、リールの回転とともに回転するロータを備えた発電機を具備したものであり、そして、発電機は、そのロータの回転速度に応じて、このロータに作用する抵抗が変化するので、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは、リールの巻取速度を自動的に減速させるとともに、バネの余剰エネルギを電気エネルギに変換するので、電力として蓄えておいて有効利用することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、減速機構により、バネに抗してリールに対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与することで、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは大きな巻取抵抗が生まれ、リールの巻取速度を自動的に減速させ、巻取速度が高速の場合に生じる被巻取物の予測不能な暴れ動作を防止でき、一方、バネのトルクが小さくリールの巻取速度が低速のときは巻取抵抗も小さくなるため、被巻取物を低速でも安定した速度で確実に巻取ることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、オイルダンパは、その回転板の回転速度に応じて、回転板に作用する抵抗が変化するので、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは、リールの巻取速度を自動的に減速できるとともに、複数の固定板に対し交互に配置された複数の回転板をオイル中で回転することで、各固定板と各回転板との間のオイルが持つ粘性やオイルに作用するせん断力により、回転板の動きをその回転速度に応じて安定的に制動することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、風力ダンパは、その羽根の回転速度に応じて、羽根に作用する空気抵抗が変化するので、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは、リールの巻取速度を自動的に減速できるとともに、空気中で羽根を回転させる構造は、製作を容易にすることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、発電機は、そのロータの回転速度に応じて、このロータに作用する抵抗が変化するので、バネのトルクが大きくリールの巻取速度が高速になりそうなときは、リールの巻取速度を自動的に減速できるとともに、バネの余剰エネルギを電気エネルギに変換するので、電力として蓄えておいて有効利用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を、図１乃至図８に示された第１の実施の形態、図９乃至図１１に示された第２の実施の形態、図１２乃至図１５に示された第３の実施の形態を参照しながら説明する。
【００１５】
先ず、図１乃至図８に示された第１の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１に示されるように、上部に取付板11が設けられた本体ケース12内に、被巻取物としてのホース13を巻取るリール14が、本体ケース12の中央部に固定されたシャフト15により回動自在に軸支されている。シャフト15の左側部はパイプ状に形成され、そのパイプ状部16には、エルボ管継手17などを介して流体供給側のホース18が接続されている。
【００１７】
リール14は、ドラム21を介して左右両側部に側板22，23が一体化されたもので、左側の側板22には、シャフト15のパイプ状部16に対してＯリング形シール24を介して回動自在に嵌合されたスイベルジョイント25が一体に設けられ、右側の側板23にはカム26が取付けられ、このカム26は、本体ケース12の軸部材27に回動自在に取付けられスプリング28により付勢された係止体29と係脱自在に設けられ、この係止体29は、任意のホース引出位置でリール14のカムを係止するとともに、ホース引張動作でその係止状態を解除する。
【００１８】
ドラム21の右半分内には、リール14を巻取方向に付勢するバネとしてのゼンマイバネ31が設けられている。このゼンマイバネ31の内端部はシャフト15に固定され、外端部は爪32を介してドラム21の一部に係合されている。さらに、ゼンマイバネ31は、プレート33により限られたスペースに規制され、このプレート33は、軸受34を介し、シャフト15に螺合されたナット35により固定されている。
【００１９】
ドラム21の左半分内には、ゼンマイバネ31に抗してリール14に対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与する減速機構41が設けられている。
【００２０】
この減速機構41は、左側に位置する本体ケース12の中央部内に歯車取付板42を介して太陽歯車43が固定され、この太陽歯車43に対し、左側の側板22に対し回動自在に設けられた遊星歯車44が噛合され、この遊星歯車44の中心に一体に嵌着された回転軸45に対して、リール14の回転速度を規制するオイルダンパ46が設けられている。
【００２１】
このオイルダンパ46は、図３に示されるように、ドラム21の隔壁に固定されたケース51および回転軸45に対してＯリング形シール52，53を介して嵌合された蓋板54が係止リング55により固定され、この蓋板54に穿設された孔56より、ケース51内にオイルが注入されてプラグ57により密封され、このオイル中に平行に複数の固定板58が設けられ、これらの複数の固定板58に対し、回転軸45に取付けられた複数の回転板59が交互に配置されたものである。
【００２２】
図４に示されるように、固定板58は、円板形本体61の中央部に丸穴62が穿設されているとともに、ケース51の形状に合わせて外周部２箇所に半円形の突起63が一体形成されたものであり、一方、図５に示されるように、回転板59は、円板形本体64の中央部に６角穴65が穿設されているとともに、外周部２箇所に相互に平行な切落部66が形成されたものであり、そして、図６および図７に示されるように、固定板58は、その突起63が、ケース51の内面に軸方向に形成された凹溝67に軸方向擦動自在に嵌合され、一方、回転板59は、その６角穴65が回転軸45の６角軸部45aに軸方向擦動自在に嵌合されている。
【００２３】
リール14に巻回されたホース13の一端は、スイベルジョイント25の接続口部68に接続されて、供給側のホース18に連通され、一方、ホース13の他端は、図２に示されるように、本体ケース12の引出口69から外部へ引出されている。このホース13には引出口69に係合するストッパ70が取付けられている。
【００２４】
次に、この第１の実施の形態の作用効果を説明する。
【００２５】
ホース13を引出した状態で、そのホース13に引張動作を与えると、カム26と係止体29との係合が解除されて、リール14は、ゼンマイバネ31に蓄積された復元力により巻取方向に回転し、ホース13を巻取る。
【００２６】
リール14が回転すると、減速機構41は、リール14と共に太陽歯車43の周囲を公転運動しながら自転運動する遊星歯車44によって回転軸45が回転されるので、この回転軸45の６角軸部45aに嵌合されたオイルダンパ46の各回転板59は、リール14の回転とともにオイル中で回転する。
【００２７】
これらの各回転板59が回転すると、図６に示された状態と図７に示された状態とが交互に起こり、複数層の固定板58と回転板59との間で、オイルが持つ粘性やオイルに作用するせん断力を利用して、回転板59にその回転速度に応じた抵抗を付与することができる。
【００２８】
この回転板59に作用する抵抗は、回転軸45の回転抵抗となり、遊星歯車44の太陽歯車43に対する周回抵抗となり、リール14がゼンマイバネ31により回転する際の抵抗となるので、ゼンマイバネ31によるリール14の巻取速度に応じた巻取抵抗が得られる。
【００２９】
すなわち、オイルダンパ46は、リール巻取速度に応じて回転板59の回転速度が得られ、この回転板59の回転速度に応じて回転板59に作用する抵抗が得られ、リール巻取速度に応じた巻取抵抗がリール14にフィードバックされる。
【００３０】
このように、減速機構41により、ゼンマイバネ31に抗してリール14に対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与することで、ゼンマイバネ31のトルクが大きくリール14の巻取速度が高速になりそうなときは大きな巻取抵抗が生まれ、リール14の巻取速度を自動的に減速させ、巻取速度が高速の場合に生じるホース13の予測不能な暴れ動作を防止する。
【００３１】
一方、ゼンマイバネ31のトルクが小さくリール14の巻取速度が低速のときは巻取抵抗も小さくなるため、ホース13を低速でも安定した速度で確実に巻取ることが可能となる。
【００３２】
このように、減速機構41のオイルダンパ46は、その回転板59の回転速度に応じて、回転板59に作用する抵抗が変化するので、ゼンマイバネ31のトルクが大きくリール14の巻取速度が高速になりそうなときは、リール14の巻取速度を自動的に減速させるとともに、複数の固定板58に対し交互に配置された複数の回転板59をオイル中で回転することで、各固定板58と各回転板59との間のオイルが持つ粘性やオイルに作用するせん断力により、回転板59の動きをその回転速度に応じて安定的に制動する。
【００３３】
下記の表１は、ホース13内に供給されるエア圧が異なるときに、減速機構41のオイルダンパ46を設けた場合と、設けない場合とで、ホース巻取時間を測定した実験データであり、図８は、その結果をグラフにしたものである。
【００３４】
【表１】
2006056619.tif 000003
【００３５】
この表１または図８を見ると明らかなように、オイルダンパ46がある場合は、ない場合より、低速でホースを巻取ることができ、また、ホース13内に供給されるエア圧が高まるほど、ホース巻取時間がかかる。
【００３６】
次に、図９乃至図１１に示された第２の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部分は、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３７】
図９に示されるリール装置は、本体ケース12内に、被巻取物としてのホース13を巻取るリール14が回動自在に軸支され、このリール14のドラム21の右側には、リール14を巻取方向に付勢するバネとしてのゼンマイバネ31が内蔵され、ドラム21の左側には、このゼンマイバネ31に抗してリール14に対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与する減速機構71が設けられている。
【００３８】
減速機構71は、リール14の回転とともに空気中で回転する羽根を有する風力ダンパ72を具備している。
【００３９】
この風力ダンパ72は、左側の側板22とドラム21の隔壁に固定された軸受73とによって回転自在に支持された回転軸45に、図１０および図１１に示されるように、空気抵抗を受けやすい形状の３枚の羽根74が一体に取付けられている。これらの羽根74はリブ75により補強されている。
【００４０】
次に、この第２の実施の形態の作用効果を説明する。
【００４１】
この減速機構71の風力ダンパ72は、リール14が回転すると、リール14と共に太陽歯車43の周囲を公転運動しながら自転運動する遊星歯車44によって回転軸45が回転され、この回転軸45に取付けられた羽根74も回転され、この羽根74に対し、その回転速度に応じた空気抵抗を付与することができる。
【００４２】
この羽根74に作用する空気抵抗は、回転軸45の回転抵抗となり、遊星歯車44の太陽歯車43に対する周回抵抗となり、リール14がゼンマイバネ31により回転する際の抵抗となるので、ゼンマイバネ31によるリール14の巻取速度に応じた巻取抵抗が得られる。
【００４３】
すなわち、風力ダンパ72は、リール巻取速度に応じて羽根74の回転速度が得られ、この羽根74の回転速度に応じて羽根74に作用する空気抵抗が得られ、リール巻取速度に応じた巻取抵抗がリール14にフィードバックされる。
【００４４】
そして、ゼンマイバネ31のトルクが大きくリール14の巻取速度が高速になりそうなときは大きな巻取抵抗が生まれ、リール14の巻取速度を自動的に減速させ、巻取速度が高速の場合に生じるホース13の予測不能な暴れ動作を防止し、一方、ゼンマイバネ31のトルクが小さくリール14の巻取速度が低速のときは巻取抵抗も小さくなるため、ホース13を低速でも安定した速度で確実に巻取ることが可能となる。
【００４５】
この風力ダンパ72は、空気中で羽根74を回転させるだけの簡単な構造物であるから、製作が容易になる。
【００４６】
次に、図１２乃至図１５に示された第３の実施の形態を説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部分は、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００４７】
図１２に示されるリール装置は、本体ケース12内に、被巻取物としてのホース13を巻取るリール14が回動自在に軸支され、このリール14のドラム21の右側には、リール14を巻取方向に付勢するバネとしてのゼンマイバネ31が内蔵され、ドラム21の左側には、このゼンマイバネ31に抗してリール14に対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与する減速機構81が設けられている。
【００４８】
減速機構81は、リール14の回転とともに回転するロータを有する発電機82を具備している。
【００４９】
この発電機82は、図１３乃至図１５に示されるように、ドラム21の隔壁に固定されたケース83の内部にステータ84が嵌着され、このステータ84の内部に、左側の側板22に対し回動自在に設けられた遊星歯車44の回転軸45に取付けられたロータ85が、外周間隙86を介して嵌合されたもので、ステータ84に装着されたコイル87より、発電された電力を取出すものである。
【００５０】
次に、この第３の実施の形態の作用効果を説明する。
【００５１】
この減速機構71の発電機82は、リール14のドラム21が回転すると、リール14と共に太陽歯車43の周囲を公転運動しながら自転運動する遊星歯車44によって回転軸45が回転され、この回転軸45に取付けられたロータ85も回転され、このロータ85に対し、その回転速度に応じた発電に伴なう抵抗を付与することができる。
【００５２】
この発電時のロータ85に作用する抵抗は、回転軸45の回転抵抗となり、遊星歯車44の太陽歯車43に対する周回抵抗となり、リール14がゼンマイバネ31により回転する際の抵抗となるので、ゼンマイバネ31によるリール14の巻取速度に応じた巻取抵抗が得られる。
【００５３】
すなわち、発電機82は、リール巻取速度に応じてロータ85の回転速度が得られ、このロータ85の回転速度に応じてロータ85に作用する発電時の抵抗が得られ、リール巻取速度に応じた巻取抵抗がリール14にフィードバックされる。
【００５４】
このように、減速機構81の発電機82により、ゼンマイバネ31に抗してリール14に対し巻取速度に応じた巻取抵抗を付与することで、ゼンマイバネ31のトルクが大きくリール14の巻取速度が高速になりそうなときは大きな巻取抵抗が生まれ、リール14の巻取速度を自動的に減速させ、巻取速度が高速の場合に生じるホース13の予測不能な暴れ動作を防止し、一方、ゼンマイバネ31のトルクが小さくリール14の巻取速度が低速のときは巻取抵抗も小さくなるため、ホース13を低速でも安定した速度で確実に巻取ることが可能となる。
【００５５】
さらに、減速機構81に発電機82を用いた場合は、単にリール14の巻取速度を自動的に減速させるだけでなく、ゼンマイバネ31の余剰エネルギを電気エネルギに変換するので、この電気エネルギを図示しないバッテリに電力として蓄えておいて有効利用することも可能である。
【００５６】
以上のように、減速機構41，71，81によって、リール14が速く回転するときは抵抗が生まれ、遅く回転をするときは抵抗が減少するか生まれないようにする。
【００５７】
なお、本発明のリール14装置は、ホース13の巻取だけでなく、電線コードなどの巻取にも適用できる。すなわち、被巻取物は、ホース13に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るリール装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】同上リール装置の正面図である。
【図３】同上リール装置に組込まれたオイルダンパを示す断面図である。
【図４】同上オイルダンパの固定板を示す正面図である。
【図５】同上オイルダンパの回転板を示す正面図である。
【図６】同上オイルダンパの拡大断面図である。
【図７】同上オイルダンパの回転板作動後の拡大断面図である。
【図８】ホース巻取時間に関する実験データをグラフ化した特性図である。
【図９】本発明に係るリール装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図１０】同上リール装置に組込まれた風力ダンパを示す断面図である。
【図１１】同上風力ダンパの羽根形状を示す正面図である。
【図１２】本発明に係るリール装置の第３の実施の形態を示す断面図である。
【図１３】同上リール装置に組込まれた発電機を示す断面図である。
【図１４】同上発電機のステータを示す断面図である。
【図１５】同上発電機のステータを示す正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
12    本体ケース
13    被巻取物としてのホース
14    リール
31    バネとしてのゼンマイバネ
41    減速機構
46    オイルダンパ
58    固定板
59    回転板
71    減速機構
72    風力ダンパ
74    羽根
81    減速機構
82    発電機
85    ロータ
【図１】
2006056619.tif 000004
【図２】
2006056619.tif 000005
【図３】
2006056619.tif 000006
【図４】
2006056619.tif 000007
【図５】
2006056619.tif 000008
【図６】
2006056619.tif 000009
【図７】
2006056619.tif 000010
【図８】
2006056619.tif 000011
【図９】
2006056619.tif 000012
【図１０】
2006056619.tif 000013
【図１１】
2006056619.tif 000014
【図１２】
2006056619.tif 000015
【図１３】
2006056619.tif 000016
【図１４】
2006056619.tif 000017
【図１５】
2006056619.tif 000018