(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変速度ウィンチであって、
ハウジングと、
上記ハウジングに回転可能に連結されているウィンチドラムと、
対向する第１の端部及び第２の端部を有する駆動シャフトと、
上記駆動シャフトの第２の端部を回転するために連結されているウィンチモーターと、
上記駆動シャフトの回転に応答して上記ウィンチドラムが回転するように、上記ウィンチドラムと上記駆動シャフトの第１の端部とを相互連結する手段であって、第１の速度で上記ウィンチドラムを駆動するための高速度手段と、上記第１の速度よりも遅い第２の速度で上記ウィンチドラムを駆動するための低速度手段と、を含む相互連結手段と、
ここで、上記高速度手段は、上記駆動シャフトを上記ウィンチドラムに連結し、上記ウィンチドラムを上記駆動シャフトの回転速度に等しい速度で回転させる直接結合手段を含み、
上記高速度手段と上記低速度手段とを選択する手段と、
を備え、
前記低速度手段は、前記駆動シャフトを前記ウィンチドラムに連結して、前記ウィンチドラムを前記駆動シャフトの回転比よりも遅い回転比で回転させるギヤ減速手段を含み、
前記ギヤ減速手段は、衛星ギヤセンブリを含み、上記衛星ギヤセンブリは、
リングギヤと、上記リングギヤとかみ合いながら、前記駆動シャフトの第１の端部によって駆動される複数の衛星ギヤと、複数の衛星ギヤシャフトであって、上記衛星ギヤシャフトについて上記衛星ギヤが回転するようになされていて、各衛星ギヤシャフトは前記ウィンチドラムに連結されている複数の衛星ギヤシャフトとを有し、
前記高速度手段は、前記駆動シャフトを前記ウィンチドラムに連結する直接結合手段であって、対向する第１の側部と第２の側部とを有するカップリングプレートを含む直接結合手段を含み、
上記カップリングプレートは、
当該カップリングプレートの中心を貫通して設けられ且つ前記駆動シャフトの第１の端部によって駆動されるキー穴を有する中央開口と、
上記中央開口について半径方向に位置づけられている複数の周縁開口と、を含み、上記周縁開口の数は、少なくとも前記衛星ギヤシャフトの数と同数で、各上記周縁開口が周縁シャフトに対して位置づけられるように前記衛星ギヤシャフトに対して離隔している、ことを特徴とする可変速度ウィンチ。
【請求項２】
請求項１のウィンチであって、前記選択手段は、前記駆動シャフトと前記相互連結手段との間の不整合を補償する不整合補償手段を含むことを特徴とするウィンチ。
【請求項３】
請求項１のウィンチであって、
前記高速度手段と低速度手段とを選択する手段は、前記駆動シャフトに対する第１の軸位置と第２の軸位置との間で前記カップリングプレートを移動させる手段を含み、
前記カップリングプレートの中央開口は、上記第１の軸位置にあるときに前記駆動シャフトの第１の端部と係合し、上記第２の軸位置にあるときに前記駆動シャフトの第１の端部から外れる、ことを特徴とするウィンチ。
【請求項４】
請求項３のウィンチであって、
前記２つの軸位置の間でカップリングプレートを移動させる手段は、
対向する第１の端部及び第２の端部を有するピストンと、
上記ピストンの第２の端部と前記ハウジングの内面との間で圧縮されているピストンスプリングであって、前記カップリングプレート及び前記駆動シャフトに向けて上記ピストンを押圧するピストンスプリングと、
上記ピストンの第１の端部及び前記カップリングプレートの第２の側部の間に位置づけられているベアリングであって、前記カップリングプレートを上記ピストンの第１の端部に関して回転自在とすることができるベアリングと、
前記カップリングプレートの第２の軸位置に対応する保持位置及び前記カップリングプレートの第１の軸位置に対応する解放位置の間で、上記ピストンを移動させる手段と、
前記衛星ギヤ及び前記カップリングプレートの第１の側部の間で圧縮されている複数のカップリングプレートスプリングであって、前記カップリングプレートを前記駆動シャフトから離隔させるように押圧し、全体で上記ピストンスプリングの弾性係数よりも小さい弾性係数を有する複数のカップリングプレートスプリングと、
を含むことを特徴とするウィンチ。
【請求項５】
請求項４のウィンチであって、前記選択手段は、
伸長位置と収縮位置とを有するリングギヤロックピンであって、上記リングギヤロックピンが伸長位置にあるときには前記リングギヤがロックされ、上記リングギヤロックピンが収集位置にあるときには前記リングギヤがロックされていないようにするリングギヤロックピンと、
前記ピストンを保持位置と解放位置との間で移動させる手段と、を含み、
前記リングギヤがロックされていて前記ピストンが保持位置にあるときに前記ウィンチドラムが低速度で回転し、前記リングギヤがロックされておらず前記ピストンが解放位置にあるときに前記ウィンチドラムが高速度で回転し、前記リングギヤがロックされておらず前記ピストンが保持位置にあるときに前記ウィンチドラムがフリースプールである、ことを特徴とするウィンチ。
【請求項６】
請求項５のウィンチであって、前記ピストンを移動させる手段は、前記ピストンの第２の端部に隣接するカム（１３６）を含み、当該カム（１３６）は、ピストンを解放位置に移動させて、カップリングプレートが第１の軸位置に移動させる係合位置と、ピストンを保持位置に移動させて、カップリングプレートを第２の軸位置に移動させ前記駆動シャフトの第１の端部から外す収縮位置と、の間で移動可能である、ことを特徴とするウィンチ。
【請求項７】
請求項５のウィンチであって、前記ピストンを移動させる手段は、
エネルギーを与えられる状態と、エネルギーを与えられない状態と、を有する直接駆動ソレノイドであって、上記ソレノイドは連結して、上記ソレノイドがエネルギーを与えられた状態にあるときには前記ピストンを保持位置に置いて、上記ソレノイドがエネルギーを与えられない状態にあるときには前記ピストンを解放位置に置く直接駆動ソレノイドと、
上記直接駆動ソレノイドに選択的にエネルギーを与えたり与えなかったりする直接駆動スイッチと、
を含むことを特徴するウィンチ。
【請求項８】
請求項５のウィンチであって、
さらに、前記リングギヤロックピンを伸長位置と収縮位置との間で移動させる手段を備えることを特徴とするウィンチ。
【請求項９】
請求項８のウィンチであって、前記リングギヤロックピンを移動させる手段は、カム（８９）付きハンドル（８８）を含み、当該カム付きハンドルは、前記カムの位置に従って、前記ピンを収縮位置と伸長位置との間で移動するために位置づけられていることを特徴とするウィンチ。
【請求項１０】
請求項８のウィンチであって、前記リングギヤロックピンを移動させる手段は、
エネルギーを与えられた状態及びエネルギーを与えられない状態とを有するギヤ減速ソレノイドであって、上記ソレノイドは連結されて、上記ソレノイドがエネルギーを与えられている状態にあるときに前記ロックピンを収縮位置に置き、上記ソレノイドがエネルギーを与えられていない状態にあるときに前記ソレノイドを伸長位置に置くギヤ減速ソレノイドと、
前記直接駆動ソレノイドに選択的にエネルギーを与えたりエネルギーを与えないためのギヤ減速スイッチと、
を含むことを特徴とするウィンチ。
【請求項１１】
可変速度ウィンチであって、
ハウジングと、
上記ハウジングに回転可能に連結されているウィンチドラムと、
対向する第１及び第２の端部を有する駆動シャフトと、
上記駆動シャフトの第２の端部を回転させるために連結されているウィンチモーターと、
上記ウィンチドラムと上記駆動シャフトの第１の端部とを相互連結させて、上記ウィンチドラムを上記駆動シャフトの回転に応答して回転させる相互連結手段であって、上記相互連結手段は、第１の速度にて上記ウィンチドラムを駆動する高速度手段、上記第１の速度よりも遅い第２の速度にて上記ウィンチドラムを駆動する低速度手段及び上記高速度手段と上記低速度手段とを選択的に駆動するための上記駆動シャフトの第１の端部により駆動される単一のスピンドルを含む相互連結手段と、
上記高速度手段及び上記低速度手段の間を選択する手段と、
を備え、
前記低速度手段及び前記高速度手段は、
それぞれ、第１の複数の衛星ギヤ、第２の複数の衛星ギヤ、及び複数の衛星ギヤシャフトと、を含み、所定の上記第１の複数の衛星ギヤ、上記第２の複数の衛星ギヤ及び上記複数の衛星ギヤシャフトが堅固に連結されてなる複数の複合衛星ギヤと、
上記第１の複数の衛星ギヤと噛み合う第１のリングギヤと、
上記第２の複数の衛星ギヤと噛み合う第２のリングギヤと、
を備えることを特徴とする可変速度ウィンチ。
【請求項１２】
請求項１１の可変速度ウィンチであって、
前記高速度手段は、前記駆動シャフトを前記ウィンチドラムに連結し、上記駆動シャフトの回転速度に等しい速度にて上記ウィンチドラムを回転させる直接結合手段を含むことを特徴とする可変速度ウィンチ。
【請求項１３】
請求項１１の可変速度ウィンチであって、
前記高速度手段は、前記駆動シャフトを前記ウィンチドラムに連結し、前記駆動シャフトの回転比よりも遅く且つ前記低速度手段の回転比よりも早い回転比にて前記ウィンチドラムを回転させるギヤ減速手段を含むことを特微とする可変速度ウィンチ。
【請求項１４】
可変速度ウィンチであって、
ハウジングと、
上記ハウジングに回転可能に連結されているウィンチドラムと、
対向する第１及び第２の端部を有する駆動シャフトと、
上記駆動シャフトの第２の端部を回転させるために連結されているウィンチモ一ターと、
上記ウィンチドラムと上記駆動シャフトの第１の端部とを相互連結させて、上記ウィンチドラムを上記駆動シャフトの回転に応答して回転させる相互連結手段であって、上記相互連結手段は、第１の速度にて上記ウィンチドラムを駆動する高速度手段、上記第１の速度よりも遅い第２の速度にて上記ウィンチドラムを駆動する低速度手段及び上記高速度手段と上記低速度手段とを選択的に駆動するための上記駆動シャフトの第１の端部により駆動される単一のスピンドルを含む相互連結手段と、
上記高速度手段及び上記低速度手段の間を選択する手段と、
を備え、
前記低速度手段及び高速度手段は、
それぞれが、第１の複数の衛星ギヤ及び第２の複数の衛星ギヤを含み、所定の上記第１及び第２の複数の衛星ギヤが堅固に連結されてなる複数の複合衛星ギヤと、
前記ウィンチドラムに堅固に連結されている複数の衛星ギヤシャフトであって、この複数の衛星ギヤシャフトの周りを上記複数の複合衛星ギヤが回転する複数の衛星ギヤシャフトと、
上記第１の複数の衛星ギヤと噛み合う第１のリングギヤと、
上記第２の複数の衛星ギヤと噛み合う第２のリングギヤと、
を含むことを特徴とする可変速度ウィンチ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、油圧源などの車両のパワーステアリングシステムを利用するマルチスピード油圧車両ウィンチに向けられている。
発明の背景
車両に載置されているウィンチを有する利点は、すでに明らかである。オフロードの冒険家にとって、泥にスタックした場合や車両が凸凹の地形の中心付近にある（high-centered）場合などに、ウィンチは車両の救出に非常に効果的な手段を提供する。ウィンチは、オフロードの冒険家が、通常ならば躊躇するような車両の本来の性能を越える行動を行うことを許容するが、性能の上限を越えるときには制限内に戻す。ウィンチは、他の車両を危険な泥穴から救出すること、倒木などの大きな物体を移動すること、及び他の車両を牽引することなどを含む他の用途に良好にエンドレスに用いることができる。
重い負荷を移動するためには低速度で高トルクのウィンチ作動を必要とするが、負荷を移動する前にケーブルを迅速に弛めるため又は負荷を移動してしまった後に長さの長いケーブルを迅速に巻き取るためには、高速度でウィンチを作動することが望ましい。車両に搭載された高速度・低トルク作動と低速度・高トルク作動との間の利便で信頼性の高いスイッチ手段は知られていない。
伝統的には、Dilksの米国特許第５，５２２，５８２号明細書に記載されているように、車両ウィンチの大部分は、車両バッテリに連結された電気モーターにより作動されている。これらの電気ウィンチは、多量の電力を必要とし、車両バッテリを迅速に消費させ、結果的に超過作動中にウィンチモーターのオーバーロードを引き起こす。
油圧ウィンチは、電気ウィンチを超えるいくつかの利点を呈することは知られている。油圧ウィンチは、概して、よりパワフルで、複雑でなく、小型で、超過作動をしてもモーターにストレスをかけず、信頼性及びメンテナンス面でも高水準に合致する。油圧ウィンチは、特定の用途に使用するために適するように伝統的に設計されている。例えば、Gravenhorstの米国特許第４，９５０，１２５号明細書は、改良された自由落下特性に適するバックホーとクレーンとの変換キットにラジアルピストン油圧モーターを用いる旨を開示する。Bellの米国特許第５，１７６，３６４号明細書は、マルチスプールを有し、油井及びガス井に用いるためのディーゼルエンジンにより駆動されるケーブルリールウィンチシステムを開示する。Petersonの米国特許第４，６５０，１６３号明細書は、トラクターの３点ヒッチ（連結部）に載置するための迅速な連結特性を有する油圧ウィンチを開示する。
少なくとも１つの試みは、油圧ウィンチを非商用車両に組み込むためになされているJohnsonの米国特許第３，７８８，６０５号明細書は、自動車又はボートに用いるためのケーブルスプール内に含まれている油圧モーターを有する単一速度の油圧ウィンチを開示する。油圧モーターは、自動車のパワーステアリングポンプからの油圧によって又はボート上の油圧供給システムによって作動され得る。しかし、Johnson特許のウィンチは、マルチスピードウィンチ作動又は信頼性のあるシステム作動を提供せず、車両の安全性又は人の安全性を考慮していない。
発明の概要
したがって、本発明の目的は、マルチスピード作動を提供する車両搭載ウィンチを提供することにある。
本発明の別の目的は、車両の既存の油圧パワー供給及び電気システムに容易に取り付けられ得るウィンチを提供することにある。
更に本発明の目的は、重負荷作動に耐え得るウィンチを提供することにある。
また本発明の別の目的は、簡易且つ低コストで組み込めるウィンチを提供することにある。
本発明のまた別の目的は、前進、後退、フリースプール及びブレーキモードで作動可能なウィンチを提供することにある。
本発明の別の目的は、ウィンチの作動中に、操作者を安全な位置に維持するために遠隔操作可能なウィンチを提供することにある。
上記目的及び本発明の他の目的に関して、本発明は、ギア減速アセンブリを介して、ウィンチドラムを回転する駆動シャフトを回転させるモーターを具備するウィンチを提供する。好ましい実施形態において、ウィンチドラムは、駆動シャフトによって直接的に駆動されてもよく、このときウィンチドラムと駆動シャフトとは同じ速度で回転する。選択的な結合手段は、操作者が高トルク・低速度作動と低トルク・高速度作動との間をスイッチ可能にする。
本発明の好ましい実施形態において、衛星ギア減速アセンブリは、リングギアと複数の衛星ギアとからなるように開示されている。駆動シャフトによって駆動される衛星ギアは、リングギアと噛み合ってリングギアの周りを回転する。衛星ギアシャフトは、ウィンチドラムに連結されていて、低速度作動が選択された場合に、ウィンチドラムは、衛星ギアが駆動シャフトの周りに軌道を描いて回る速度と同じ速度で回転する。
さらに、好ましい実施形態においては、リングギアがウィンチハウジング内で自由に回転して、駆動シャフトからウィンチドラムを取り外すフリースプールモードが開示されている。このモードにおいて、ウィンチドラムは、回転自在で、ケーブルの迅速なアンスプールが可能となる。
高速度作動又は低速度作動を選択する手段は、ウィンチドラムを駆動シャフトに結合するカップリングプレートと、カップリングプレートを駆動シャフトに対して軸方向に移動させるための機構と、を含む。カップリングプレートが軸方向に移動させられて駆動シャフトに係合すると、ウィンチドラムは、駆動シャフトと同じ速度で回転する。カップリングプレートが軸方向に移動させられて駆動シャフトから外れると、ウィンチドラムは、ギア減速アセンブリのギア減速比によって決定された減速された速度にて回転する。
好ましい実施形態において、高速度作動と低速度作動との間のシフトの手動手段が開示されている。圧縮状態のバネは、ピストンをカップリングプレートに押し付けて、カップリングプレートを駆動シャフトに係合させ、ウィンチドラムを高速度で回転させる。カムに取り付けられたハンドルは、操作者がピストンを引き戻してカップリングプレートを駆動シャフトから外して、ウィンチドラムを低速度で回転させることを可能とする。
別の実施形態は、低速度作動と高速度作動との間の遠隔操作スイッチを提供する。この実施形態において、ソレノイドコイルが車両バッテリからの電力によってエネルギーを与えられるとき、駆動シャフトを外すためにウィンチを引き戻すソレノイドシステムが開示される。
本発明は、さらに、油圧源などの車両の油圧ステアリングシステムを利用するフェイルセイフマルチスピード油圧ウィンチを提供する。複数のバルブピストンを有するバルブは、油圧モーターへの油圧流体の流れを制御する。バルブは、油圧流体を受け入れるための車両の油圧ステアリングシステムに連結されている少なくとも１個のインプットポートと、油圧流体を送り込むための油圧モーターに連結されている少なくとも１個のアウトプットポートと、を有する。車両の油圧ステアリングシステムは、連続的に、加圧された油圧流体をバルブに供給し、バルブは、モーターへの加圧された油圧流体の流れを制御する。バルブに供給された加圧された油圧流体は、連続的に、油圧ステアリングシステムに戻される。バルブに連結されているのは、コントローラによって決定された所定位置にバルブを置く位置づけ手段であり、ユーザーの入力に対応して電力を選択的にバルブ位置づけ手段に向ける。
本発明の好ましい実施形態において、４ポート油圧バルブアセンブリが開示されている。４ポート油圧バルブアセンブリは、コントローラによって、車両の油圧ステアリングシステムと車両に取り付けられたアクセサリ油圧ウィンチモーターとの間の加圧された油圧流体の流れを制御するための第１及び第２の電気コイルを有する。第１及び第２の電気コイルの各々は、エネルギーを与えられた状態とエネルギーを与えられない状態とを有する。第１のバルブポートは、油圧ステアリングシステムからの加圧された油圧流体を連続的に受け入れるために、油圧ステアリングシステムに連結されている。第２のバルブポートは、油圧ステアリングシステムに加圧された油圧流体を連続的に送り出すために、油圧ステアリングシステムに連結されている。第３のバルブポートは、第１の電気コイルがエネルギーを与えられた状態にある場合に、ウィンチモーターに加圧された油圧流体を供給するために、ウィンチモーターに連結されていて、ウィンチモーターを第１の方向に転向させる。第４のバルブポートは、第２の電気コイルがエネルギーを与えられた状態にある場合に、ウィンチモーターに加圧された油圧流体を供給するために、ウィンチモーターに連結されていて、ウィンチモーターを第２の方向に転向させる。
本発明の好ましい実施形態において、油圧ウィンチコントローラーが開示されている。油圧ウィンチコントローラーは、油圧コントロールバルブに取り付けられている１以上のバルブソレノイドに選択的にエネルギーを与えることによって、バッテリーを有する車両に取り付けられている油圧ウィンチの作動を制御する。バルブバッテリー及びバルブソレノイドに対するコントローラの相互連結は、細長い電気コードの一端部に連結されている電気コネクタによりなされる。電気コードの他端は、コントロールユニットの安全スイッチに連結されている。安全スイッチは、位置の範囲に亘り移動可能で、安全スイッチが手動によって押圧されるとバルブソレノイドに選択的にエネルギーを与える。
好ましい実施形態には、油圧ステアリングシステムに連結されていて油圧流体を冷却するためのクーラーもまた開示されている。
【図面の簡単な説明】
本発明を添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。ここで、同様の要素には、同様の参照符号が付されている。
図１Ａは、単一衛星ギアアセンブリを組み込み、種々のウィンチ作動モードの間を選択するためにウィンチ要素の手動による始動を用いるマルチスピードウィンチの断面図である。
図１Ｂは、図１Ａの衛星ギアアセンブリの切断図である。
図１Ｃは、マルチスピードウィンチアセンブリの拡大図である。
図１Ｄは、カップリングプレートと図１Ａの衛星ギアアセンブリの切断図である。
図２は、油圧システムを有する車両に組み込まれた図１Ａのウィンチの概略図である。
図３Ａは、エネルギーを与えられていない状態のコイル１及び２を有する油圧バルブの機能図である。
図３Ｂは、エネルギーを与えられている状態のコイル１及びエネルギーを与えられていない状態のコイル２を有する油圧バルブの機能図である。
図３Ｃは、エネルギーを与えられていない状態のコイル１及びエネルギーを与えられている状態のコイル２を有する油圧バルブの機能図である。
図４は、図１Ａ−Ｄのウィンチ用リモートコントローラーの好ましい実施形態における図である。
図５は、油圧ウィンチの一般的な車両への取り付け図である。
図６は、種々のウィンチ作動モードの間を選択するためにウィンチ要素のソレノイドによる始動を用いる場合の図１Ａのウィンチの断面図である。
図７は、車両に組み込まれた状態の図６のウィンチの概略図である。
図８は、図６及び図９のウィンチ用リモートコントローラの好ましい実施形態における図である。
図９は、マルチスピードウィンチの別の実施形態の断面図であり、ここで、種々のウィンチ作動モードの間を選択するためにウィンチ要素のソレノイドによる始動を用いるデュアル衛星ギアアセンブリを組み込んでいる。
好ましい実施形態の説明
図１Ａ−１Ｄに示す本発明の好ましい実施形態によれば、油圧マルチスピード車両ウィンチ１０用のハードウェア構成が示されている。
油圧ウィンチモータ７０（図２）により駆動される駆動シャフト７５は、左サポート７７及びギアボックスハウジング７６によって所定位置に保持されているウィンチドラム８０の軸中心を貫通して延びる。載置プレート７９は基盤を提供し、ホスト車両に取り付けられると、この基盤上には左サポート７７及びギアボックスハウジング７６が載る。載置プレート７９内のねじ穴（５２で示す）は、左サポート７７内のねじ穴（５４で示す）とギアボックスハウジング７６内のねじ穴（５６で示す）とホスト車両のウィンチバンパー１１０の穴（図５）と整合する。図１Ａに示すように、左サポート７７及びギアボックスハウジング７６は、８１ａ及び８１ｂで示すボルトによって、ベースプレート７９及びホスト車両に載置される。
左サポート７７及びギアボックスハウジング７６は、２本のタイロッド８７ａ及び８７ｂによって、上部近くに連結される。好ましい実施形態においては２本のタイロッド８７ａ及び８７ｂが設けられているけれども、代わりに１本のタイロッドが用いられてもよいことは理解されるであろう。さらに、タイロッド８７ａ及び８７ｂが取り除かれると、左サポート７７、ギアボックスハウジング７６及びウィンチドラム８０はもはや連結されず、自由に引き離すことができることは明らかであり、この場合にはメンテナンスが簡易になる。換言すれば、左サポート７７及びギアボックスハウジング７６がタイロッド８７ａ及び９８ｂによって連結されている場合には、ウィンチドラム８０は、左サポート７７及びギアボックスハウジング７６によって効果的に所定位置に保持され且つ支持される。
ウィンチドラム８０は、ギアボックスハウジング７６内に含まれている適切な減速ギア伝動を介して駆動シャフト７５に結合されていて、ウィンチドラム８０はウィンチモーター７０の作動に応答して回転し、こうして、ウィンチモーター７０が前方向に転向する際にはケーブル８２がスプール８０から巻き出され、ウィンチモーター７０が反転する際にはケーブル８２がスプール８０に巻き取られる。ウィンチモーター７０及びウィンチドラム８０を適切に結合するために、及びウィンチドラム８０に十分なトルク出力を与えるために、典型的な減速ギア装置及び方法を用いることができる。好ましい実施形態において、ウィンチモーター７０は、２５０ｃｃの容量を有する低速度・高トルクモーターである。かようなモーターとして適当なモーターは、ケンタッキー州のルーイヴィルのWhite Hydraulics及びウィンスコンシン州にあるDan Foss Companyから入手できる。
しかし、好ましい減速ギア装置は、図１Ａ−１Ｃに示されている。ウィンチモーター駆動シャフト７５は、ウィンチドラム８０の軸中心を貫通して延びて、３本の衛星ギアシャフト６３ａ−ｃ上で回転する３個の衛星ギア８３ａ−ｃと係合する。図１Ｂに示すように、衛星ギアシャフト６３ａ−ｃの一端部は、ドラム駆動プレート２３に取り付けられている。衛星ギアシャフト６３ａ−ｃは、ドラム駆動プレート２３の周縁について１２０度だけ半径方向に離隔している。ドラム駆動シャフト２３は、溶接などによって、ウィンチドラム８０に堅固に取り付けられている。駆動シャフト７５の端部上のスプライン５８は衛星ギア８３ａ−ｃに係合しており、衛星ギア８３ａ−ｃは駆動シャフト７５の回転に対応して回転する。リングギア８４は衛星ギア８３ａ−ｃと噛み合っており、リングギア８４がギア減速ピン８５によってギアボックスハウジング７６にロックされるときに、駆動シャフト７５は駆動シャフト７５の回転速度よりも遅い速度でウィンチドラム８０を回転させる。好ましい実施形態において、この配置によって達成されるギア減速比は６：１である。しかし、図示された配置で、他のギア減速比が達成できることは理解されるであろう。
ウィンチモーター７０に車両のパワーステアリングシステムによって動力が供給される典型的な車両取り付けにとって、パワーステアリングポンプ４０（図２及び図７）は、１分間に３ガロンの流速で１５００ｐｓｉの圧力にて、油圧流体をウィンチモーター７０に供給するであろう。この取り付け構成は、ウィンチモーターの作動中に、ウィンチドラムボトムウィンド上に１０，５００ft lbsの最大トルクを発生させ、８rpmの通常のドラム回転速度を発生させる。しかし、最大トルク及び通常のドラム回転速度は、特定の取り付け構成並びに用いられる特定のギア減速比に依存して変わることは理解されるであろう。
ギア減速ピン８５は、リングギア８４の外面に沿って戻り止め６７によって、リングギア８４をギアボックスハウジング７６に機械的に結合するので、ギア減速ピン８５が引き込まれて戻り止め６７から外れると、リングギア８４及び衛星ギア８３に対するウィンチドラム８０からの動力伝動が遮断される。換言すれば、リングギア８４からのギア減速ピン８５の引き込みは、ウィンチ駆動シャフト７５をウィンチドラム８０から効果的に外して、ウィンチドラム８０は巻き取られなくなる（フリースプール）。この態様において、ウィンチモーター７０の補助なしに、ケーブル８２をウィンチドラム８０から緩めることができるフリースプーリング能が開示される。このフリースプーリング能は、ケーブル８２を迅速にウィンチドラム８０から取り除くために特に有用である。
好ましい実施形態において、ギア減速ピン８５は、バネ８６によって、リングギア８４に向かって押しつけられている。ギア減速ピン８５をリングギア８４から外すために、ギア減速ピン８５は、ギア減速ピン８５が取り付けられているカム８９の回転によって、リングギア８４から半径方向に離隔するように引き出される。この状態は、図１Ａに示されている。カム８９は、ギア減速選択ハンドル８８によって回転させられて、ギア減速選択ハンドル８８が図１Ａに示す位置にあるとき、ウィンチドラム８０はフリースプール（詳細は後述する）になり得る。ギア減速選択ハンドル８８が図１Ａに示す位置から反時計方向に１８０度回転すると、リングギア８４はギアボックスハウジング７６にロックされ、フリースプール作動を無能にする。
ソレノイド始動型ギア減速ピンを有する本発明の別の実施形態は、図６に示されている。この実施形態において、ギア減速ピン８５は、ギアボックスハウジング７６に取り付けられているギア減速ソレノイド１４８を用いるリングギア８４内の戻り止め６７から引き込まれる。ソレノイドコイル１５２にエネルギーが与えられると、アーマチャ１５０及びアーマチャ１５０に連結されているギア減速ピン８５は、リングギア８４から半径方向に離隔して移動させられる。結果として、ギア減速ピン８５は、リングギア８４内の戻り止め６７から外れて、リングギア８４はギアボックスハウジング７６内で自由に回転できるようになる。
ウィンチドラムは、ギア減速なしに、ウィンチドラム８０に直接的に駆動シャフト７５の回転をつなげることによって、高速度・低トルクモードで駆動されてもよい。より早いドラム回転速度は、負荷移動作動が完了した後では巻き取られていないケーブル８２の長い長さを巻き取るために、及び負荷を移動する前にはケーブル８２を弛緩させるために、有用である。ウィンチドラム８０に対する駆動シャフト７５の結合は、ウィンチドラム８０が駆動シャフト７５から外れている低速度位置とウィンチドラム８０が駆動シャフト７５に結合している高速度位置との２箇所の軸位置の間で移動可能なカップリングプレート１２０によって達成される。上述の例示的な車両（１分間に３ガロンで１５００psi）に対して、直接駆動装置は、ウィンチモーター作動中に、４８rpmの通常ドラム回転速度と１，７５０ft lbsの最大トルクを発生させる。
図１Ｄに示されているように、好ましい実施形態のカップリングプレート１２０は、中心にキーのある（適合させた）開口１２２を有する円形プレートである。キーのある開口１２２の形状は、駆動シャフト７５の端部にてスプライン５８に噛み合う。カップリングプレート１２０はさらに、周縁に対して半径方向に１２０度離隔した３個の開口１２４ａ−ｃを有する。これらの開口１２４の位置及び間隔は、駆動ドラムプレート１２３から延びている衛星ギアシャフト６３の位置及び間隔に符合する。この配置において、カップリングプレート１２０は、開口１２４内の衛星ギアシャフト６３を係合させることによって、ウィンチドラム８０に連結される。開口１２４は、カップリングプレート１２０に対して、衛星ギアシャフト６３上に軸方向にスライド自在にするに十分な直径である。
図１Ａを参照すると、ピストンスプリング１３０によって与えられる力ゆえにカップリングプレート１２０が駆動シャフト７５に向かってスライドする際に、カップリングプレート１２０内のキーのある開口１２２は駆動シャフト７５の端部にてスプライン５８と係合し、カップリングプレート１２０を駆動シャフト７５と同じ速度で回転させる。この態様において、駆動シャフト７５は、カップリングプレート１２０を貫通して直接的にウィンチドラム８０及び衛星ギアシャフト６３と結合する。ピストンスプリング１３０はさらに、スプライン又はその他の回転を通して正確な整合が達成されるまで、カップリングプレート１２０をスプライン５８に対して保持することによって、スプライン５８とキーのある穴１２２との間の不整合をも可能とする。カップリングプレート１２０が駆動シャフト７５に向かってスライドする際に、キーのある穴１２２とスプライン５８との間の不整合が生じるならば、正確な位置になるまで、ピストンスプリング１３０はカップリングプレート１２０を駆動シャフト７５に対して保持するであろう。この態様において、ピストンスプリング１３０は、初期の不正確な整合を補償し且つ補正する。
ウィンチ１０の高速度作動は、ギア減速ピン８５が引き込まれる場合にのみ達成されることが理解されるであろう。かような位置において、ギア減速ピン８５は、リングギア８４内の戻り止め６７と係合せず、リングギア８４はウィンチドラム８０と一緒に回転自在である。ギア減速ピン８５がリングギア８４内の戻り止め６７と係合するならば、衛星ギア８３とリングギア８４との噛み合い及びカップリングプレート１２０による駆動シャフト７５の衛星ギアシャフト６３に対する結合ゆえに、リングギア８４又は駆動シャフト７５の回転は生じない。換言すれば、ギア減速ピン８５が戻り止め６７と係合し、カップリングプレート１２０が駆動シャフト７５と係合する場合には、ウィンチドラム８０はロックされた位置にある。
駆動シャフト７５を係合し又は外すために、軸方向にカップリングプレート１２０を移動させるために用い得る多くの機構があるけれども、図１A及び図１Cは、好ましい実施形態の機構を示す。カップリングプレート１２０を駆動シャフト７５に向かって移動させるために、ピストン１２６及びギアボックスハウジング７６の間に圧縮されているピストンスプリング１３０は、ピストン１２６をカップリングプレート１２０に対して押圧する。カップリングプレートのキーのある穴１２２とスプライン５８とは、両者が整合状態になるとすぐに係合する。カップリングプレート１２０及びピストンスプリング１３０の間に位置づけられているローラーベアリング１２８は、ピストンがローラーベアリング１２８を押圧する際に、カップリングプレート１２０をピストン１２６に対して回転自在にすることができる。カップリングプレート１２０及び衛星ギア８３ａ−ｃの間に圧縮状態にある３個のカップリングプレートスプリング１３８ａ−ｃからなる１セットは、カップリングプレート１２０をローラーベアリング１２８及びピストン１２６に対して押圧するので、カップリングプレート１２０はローラーベアリング１２８と接触しつづける。カップリングプレートスプリング１３８ａ−ｃの弾性係数は、ピストンスプリング１３０の弾性係数よりも小さいので、ピストン１２６に別の軸方向力がかけられることはなく、カップリングプレート１２０は駆動シャフト７５に強制的に係合させられる。
カップリングプレート１２０を駆動シャフト７５から外すために、ピストン１２６に連結されているピストンロッド１３２は、ピストンロッド１３２が取り付けられているカム１３６の回転によって、駆動シャフト７５から強制的に離隔させられる。ピストン１２６が駆動シャフト７５から強制的に離隔させられる際に、ピストンスプリング１３０は圧縮されて、キーのある穴１２２及びスプライン５８は外れる。この状態は、図１Ａに示されている。カム１３６は、直接駆動ハンドル１３４によって回転させられる。
ウィンチの操作者は、ギア減速選択ハンドル８８及び直接的な駆動選択ハンドル１３４の位置に応じて、ウィンチ作動の異なる４モードから選択することができる。低速度ウィンチ作動は、直接駆動ハンドル１３４が図１Ａに示す位置にあり且つギア減速選択ハンドル８８が図１Ａに示されている位置から反時計回り方向に１８０度回転させられるときに選択される。高速度ウィンチ作動は、直接駆動選択ハンドル１３４が図１Ａに示されている位置から反時計回り方向に１８０度回転させられ且つギア減速選択ハンドル８８が図１Ａに示す位置にあるときに選択される。フリースプールウィンチ作動は、直接駆動選択ハンドル１３４及びギア減速選択ハンドル８８が共に図１Ａに示す位置にあるときに選択される。ウィンチは、直接駆動選択ハンドル１３４及びギア減速選択ハンドル８８が共に図１Ａに示す位置から反時計回り方向に１８０度回転させられるときに、ロックされ／ブレーキがかけられる（ドラムは回転しない）。
図２に示されるように、ウィンチ１０は、ウィンチモーター７０を駆動するために、ホスト車両の油圧供給源を利用する。好ましくは、車両のパワーステアリングシステム１２は、ウィンチモーター７０の作動用の油圧を提供するために利用される。しかし、入手可能であれば、他の油圧源をも利用できることは理解されるであろう。
パワーステアリングシステムのデザインを変えることができるが、典型的なシステムは、少なくとも１個のパワーステアリングポンプ４０とパワーステアリングギアボックス６０と、他の等価なものを組み込む。典型的なパワーステアリングポンプは、１２００psi〜１５００psiの範囲の圧力で、１分間に２ガロン〜４ガロンの間の流速を生じさせる。油圧バブル２０は、パワーステアリングポンプ４０とパワーステアリングギアボックス６０との間で、車両のパワーステアリングシステム１２に連結される。典型的な自動車の油圧ステアリングポンプは、１５００psiで１分間に４ガロンの出力能を有する。ウィンチモーター７０は、高圧油圧導管２６ａ及び２８ａを介してバルブ２０に連結される。バルブ２０によってパワーステアリングシステム１２から方向転換されている高圧油圧流体は、前方又は後方の一方に、ウィンチモーター７０の駆動シャフト７５を転向させる。
好ましい実施形態において、バルブ２０は、HYDRAFORCE（登録商標）SV10-47A、４ウェイ、３位置、タンデムセンター、ソレノイド作動型バルブであって、ウィンチモーター７０及びパワーステアリングギアボックス６０の同時作動を可能とする。バルブ２０は、２個の電気コイル３０及び３２によって作動され、各電気コイル３０及び３４２は、エネルギーを与えられた状態及びエネルギーを与えられない状態を有する。両方の電気コイル３０及び３２がエネルギーを与えられていない状態にある時、油圧流体は、ウィンチモーター７０に流れず、パワーステアリングポンプ４０からパワーステアリングギアボックス６０まで直接的に流れる。図３Ａは、両方の電気コイル３０及び３２がエネルギーを与えられていない状態にある場合のバルブ２０を貫通する油圧流体の流れを機能的に示す。次いで、油圧流体は、パワーステアリングギアボックス６０に流れるポート２４を介してバルブ２０から直接的に流出する。両方の電気コイル３０及び３２がエネルギーを与えられていない状態にある時、ポート２６及び２８を貫通する流体の流れはなく、バルブ２０は、パワーステアリングポンプ４０をパワーステアリングギアボックス６０に連結する簡易なコネクターと同様に機能する。
適切に巻かれたウィンチドラム８０にとって、ケーブル８２は、エネルギーを与えられた電気コイル３０によってウィンチドラム８０から外される。図３Ｂは、電気コイル３０にエネルギーが与えられた場合のバルブ２０を貫通する油圧流体の流れを示す。エネルギーを与えられた電気コイル３０によって、ポンプ４０からの高圧油圧流体は、ポート２２を介してバルブ２０に流入し、ウィンチモーター７０に流れるポート２８を介してバルブ２０から流出する。この経路を通る高圧油圧流体は、ウィンチモーター７０上で作用して、ウィンチモーター７０を前方に転回させ、ウィンチドラム８０が回転する際にケーブル８２を解く。油圧流体は、ウィンチモーター７０から戻って、ポート２６を介してバルブ２０に再び流入する。ポート２６を介して戻る流体は、ギアボックス６０に流れるポート２４を介してバルブ２０から流出する。このウィンチモーター７０からの戻り流れは、電気コイル３０にエネルギーが与えられたときに、ウィンチモーター７０及びギアボックス６０の両者を作動させ得るに十分な高圧に維持する。この態様において、電気コイル３０にエネルギーが与えられた状態にならなかったとしても、この欠落は車両の安全性又は性能に影響を与えないので、このシステム１０は、フェイルセイフ油圧ウィンチとして機能する。換言すれば、車両のパワーステアリングシステム１２は、不注意によりエネルギーを与えられた電気コイル３０がウィンチモーター７０に油圧を供給しつづける場合であっても、安全に機能しつづける。フェイルセイフ保護のさらなる手段として、電気コイル３０及び３２に対する電力ロスが生じた場合に、バルブ内のスプリング（図示せず）は、バルブポート２２−２８をエネルギーを与えられていない状態に戻す。
ケーブル８２は、エネルギーを与えられている電気コイル３２によって、ウィンチドラム８０に巻き取られる。図３Ｃは、電気コイル３２にエネルギーが与えられているときに、バルブ２０を介する油圧流体の流れを示す。エネルギーを与えられている電気コイル３２で、油圧流体は、バルブ２０を介して異なる経路をたどる。この経路は、パワーステアリングポンプ４０から流れる高圧油圧流体と、ポート２２を介してバルブ２０に流入する高圧油圧流体と、ポート２６を介してバルブ２０から流出する高圧油圧流体と、からなる。ポート２６から流出した後、流体は、ウィンチモーター７０に作用して、ウィンチモーターを反転方向に転向させて、ウィンチドラム８０上にケーブル８２を巻き上げる。油圧流体はウィンチモーター７０から戻り、ポート２８を介してバルブ２０に再び流入する。ここで、油圧流体は、パワーステアリングギアボックス６０に作用するに十分な圧力を有して、ポート２４にてバルブ２０から流出する。したがって、油圧流体のバルブ２０からウィンチモーター７０まで及びバルブ２０に戻る流れは、電気コイル３０にエネルギーが与えられているときに生じる流れの方向から正確に反転させられる。
図２を参照すれば、ギアボックス６０から流出する低圧油圧流体は、クーラー５０に流入して、ここで冷却される。次いで、冷却された流体は、クーラー５０から流出して、再度加圧されるために、パワーステアリングポンプ４０に流入する。クーラー５０は、車両のパワーステアリングシステム１２にとって本質的なものではなく、パワーステアリングシステム１２及びウィンチモーター７０の追加の手段として、ウィンチモーター７０の作動中にのみ要求される。しかし、一度組み込まれると、クーラー５０は、車両のエンジンの作動中には、油圧流体を冷却しつづける。こうして、パワーステアリングシステム１２の保護の追加のレベルが提供される。
電気コイル３０及び３２にエネルギーを与える電力は、車両のバッテリー９８から提供される。図２に示すように、電線９５は、バッテリー９８から４ピン雄型コネクタ９０まで延びて、ここで電線９５はピン９１ａと連結される。ライン９６は、電気コイル３０を雄型コネクタ９０のピン９２ａに連結し、ライン９７は、電気コイル３２を雄型コネクタ９０のピン９３ａに連結する。この好ましい実施形態において、ピン９４ａは用いられない。
図７は、本発明の別の実施形態を示し、ギア減速ピン８５及び直接駆動ピストンロッド１３２は、ソレノイド１４８及び１４０によってそれぞれ始動させられる。ソレノイドコイル１５２及び１４４（図７）にエネルギーを与える電力もまた車両のバッテリー９８から提供される。電線９５は、バッテリー９８からリセス雄型コネクタ９０まで延びて、ここでピン９１ａと連結される。この実施態様において、雄型コネクタ９０は、上述の形状のピン９１ａ、９２ａ、９３ａを有する５ピンを具備する。ライン１５４は、ギア減速ソレノイド１４８を雄型コネクタ９０のピン１５６ａに電気的に連結し、ライン１４６は、直接駆動ソレノイド１４０を雄型コネクタ９０のピン９４ａに電気的に連結する。
図５は、車両２００の外側から容易にアクセス可能となるように、標準ウィンチバンパー１１０に載置された雄型コネクタ９０を示す。コネクタ９０は雄型でも雌型でもよいが、雄型コネクタは、汚染物、水その他の自然要素の暴露に対してより耐性があるので、この使用には好ましい。さらなる保護手段のために、コネクタ９０のピンは、好ましくはバンパー１１０の縁部からへこんでいて、バンパー１１０に取付けられている標準フリップカバー（図示せず）によって要素から保護される。あるいは、コネクタ９０は、車両の内側を含む車両２００上の容易にアクセス可能ないかなるポイントに載置されていてもよい。
再び、図５を参照すれば、ウィンチモーター７０及びウィンチドラム８０の好ましい載置方法が示されている。パーツ及びコストを減少させながら、効率及び利用可能性を強めるために、システム１０がホスト車両に既存のパワーステアリングシステム１２及びバッテリー９８を用いる場合には、ウィンチモーター７０及びウィンチドラム８０の組み込みは、可能な場合に標準載置装備を利用することにより同様に強められる。標準ウィンチバンパー１１０がこれらの要素を載置するためのレベルプラットホームを提供するが、ウィンチモーター７０及びウィンチドラム８０は、代わりに、適当な載置設備を有する車両のエンジンコンパートメント１１２に載置されてもよいことは理解されよう。モーター７０及びドラム８０をバンパー１１０に載置するために、既存の電気ウィンチを載置するための標準４穴ボルトパターン（図示せず）が好ましく利用される。
図１Ａ−Ｄ及び図２の実施形態において、バッテリー９８と電気コイル３０及び３２との間の電気的連続性は、図４に示すリモートスイッチアセンブリ１００によって選択的に達成される。別の実施形態において、ウィンチコントロールは車両の内側にしっかりと載置されてもよい。追加的にウィンチアセンブリは、ワイヤレスリモートコントロールによって操作されてもよいことは理解されるだろう。リモートスイッチ１００は、雌型コネクタ１０１によって車両のバンパーにてリセス雄型コネクタ９０に取り付けられる。雌型コネクタ１０１は、好ましくは、雄型コネクタ９０内のキー９９ｂに符合するためにキー付き９９ａである。よって、雌型コネクタ９０のピン９１ａ、９２ａ及び９３ａと雌型コネクタ１０１のレセプタクル９１ｂ、９２ｂ及び９３ｂとの正確な整合を確実にする。正確に整合されると、ピン９１ｂはレセプタクル９１ｂ内に挿入され、ピン９２ａはレセプタクル９２ｂ内に挿入され、ピン９３ａはレセプタクル９３ｂ内に挿入される。
図４のコントローラ１０４は、ロッカースイッチ１０６を具備する。ロッカースイッチ１０６は、電線１０２の延長された長さを介して、雌型コネクタ１０１に電気的に連結されている。そこで、ロッカースイッチ１０６は“ＯＵＴ”位置１０６ａに向けて押圧される際に、車両バッテリー９８と電気コイル３０との間の連続性が確立され、ケーブル８２がウィンチドラム８０から外れる。ロッカースイッチ１０６が“ＩＮ”位置１０６ｂに向けて押圧される際に、バッテリー９８と電気コイル３２との間の連続性が確立されるので、ケーブル８２がウィンチドラム８０上に巻き取られる。
ギア減速ピン８５及び直接駆動ピストンロッド１３２がソレノイドで始動される図６及び図７の別の実施形態及び図９のソレノイド作動構成において、リモートスイッチアセンブリ１００の好ましい実施形態が図８に示されている。ここで、上述のピン／レセプタクル構成（９１−９３）に加えて、ピン９４ａがレセプタクル９４ｂに挿入され、ピン１５６ａがレセプタクル１５６ｂに挿入される。
図８に示されているコントローラ１０４は、操作者がウィンチ作動のすべてのモードの中で選択可能である。２個のトグルスイッチ１６２及び１６４は、操作者が所望のモードを選択するように設けられている。スピード選択トグルスイッチ１６２は、操作者が高速度ウィンチ作動と低速度ウインチ作動との間をスイッチできるようにする２位置トグルスイッチであり、トグルスイッチ１６４は、操作者がロックされた位置、フリースプール位置及び中立位置の間をスイッチできるようにする３位置トグルスイッチである。スイッチ１６４はフリースプールモードでは”ＦＲＥＥ”位置にあり、スイッチ１６４はウィンチドラム８０をロックするために”ＬＯＣＫ”位置に置かれる。”ＮＥＵＴＲＡＬ”位置は、スイッチ１６２の位置に応じて、ウィンチが高速度又は低速度で駆動され得るようにする。ロッカースイッチ１６０は、”ＯＵＴ”位置１６０ａに押圧されて、所望のモードに従って、ケーブル８２をウィンチドラム８０から外す。ロッカースイッチ１６０を”ＩＮ”位置１６０ｂに押圧すると、選択されたモードに従ってケーブルを巻き取る。コントローラ１０４は、３個のスイッチ１０６，１６２及び１６４の位置に基づく所望のウインチ作動を効果的に行うために必要な理論回路を含む。
例えば、図７の実施形態を考慮すると、低速度モードにおいてケーブル８２をウィンチドラム８０から外すために、スイッチ１６２は”ＬＯＷ”位置に置かれ、スイッチ１６４は”ＮＡＴＵＲＡＬ”位置に置かれる。このトグルスイッチ１６２，１６４の構成は、車両バッテリー９８とギア減速ソレノイド１４０との間の電気的連続性の損失を生じるので、ギア減速ピン８５は延ばされた位置に強制的に置かれ、一方、連続性は直接駆動ソレノイド１４８に与えられるので、カップリングプレート１２０は上述のように駆動シャフトスピンドル５８から外される。よって、ロックされたリングギア８４及び外されたカップリングプレート１２０で、スイッチ１６０を”ＯＵＴ”位置１６０ａに押圧して且つ保持することによって、ケーブルは低速度で外される。同様に、スイッチ１６０を”ＩＮ”位置１６０ｂに保持することによって、ケーブルは低速度で巻き取られる。
ケーブルを高速度で外し又は巻き取るために、トグルスイッチ１６２は、”ＨＩＧＨ”位置に置かれ、トグルスイッチ１６４は”ＮＡＴＵＲＡＬ”位置に置かれる。この構成において、ギア減速ピン８５は収縮して、リングギア８４をロックせず、一方、カップリングプレート１２０は、駆動シャフトスピンドル５８に係合する。
作動時には、ウィンチ操作者は、典型的には車両の外側に位置して、視界が遮られてはいない。延長コード１０２は、操作者が安全な距離にいながらウィンチ作動ができるようにする。ウィンチはさらに車両の内側にいる操作者によって操作されてもよいことを理解されたい。パワーステアリングシステム１２にパワーを与えるべく作動する車両エンジンで、操作者は単にロッカースイッチ１０６を可所望の位置に押圧して、所望の時間だけロッカースイッチ１０６に圧力をかけ続ければよい。ケーブル８２は、ロッカースイッチ１０６を”ＯＵＴ”位置１０６ａに押圧することによって解かれ、ロッカースイッチ１０６を”ＩＮ”位置１０６ｂに押圧することによって巻き取られる。リモートスイッチ１００の安全性は、操作者が一度ロッカースイッチ１０６を離したら、車両バッテリー９８と電気コイル３０及び３２との間の連続性が破れ、ウィンチモーター７０の作動を中止させる。１０フィートなどの延長コード１０２によって、コントローラ１０４を車両に連結することで、ウィンチモーター７０の作動中に、操作者が安全な距離にいることが可能となる。
このリモートスイッチアプローチの顕著な安全上の利点は、電気コイル３０及び３２に不注意によって電力が与えられる可能性を実質的に排除することにある。電力が不注意により与えられたとしても、このシステムは安全保障型である。なぜなら、パワーステアリングシステム１２の機能は、逆に影響することはないからである。
パワーステアリングギアボックス６０及びウィンチモーター７０の同時作動を可能とする能力を有する他のタイプのバルブをＳＶ１０−４７Ａに代えて用いることもできることを理解されたい。例えば、電気的励起の種々のレベルに応答して、バルブの種々の位置づけを可能とする単一のソレノイドを有するバルブを用いることもできることは予想できる。
図９に示されている本発明の別の実施形態は、デュアルスピード作動を達成するためにデュアル衛星ギアアセンブリを組み込む。駆動シャフト２４８の端部におけるスプライン２４２は、３個の複合衛星ギア２３２ａ−ｃの１セットと係合する。各複合衛星ギア２３２ａ−ｃは、１個の大きな衛星ギア２３４ａ−ｃと、１個の小さな衛星ギア２３６ａ−ｃと、単一の衛星ギアシャフト２３３ａ−ｃと、からなる。単一の衛星ギアシャフト２３３ａ−ｃは、大きな衛星ギア２３４ａ−ｃ及び小さな衛星ギア２３６ａ−ｃが常に同じ速度で回転するように、堅固に連結されている。好ましくは、大きな衛星ギア２３４ａ−ｃと、小さな衛星ギア２３６ａ−ｃと、衛星ギアシャフト２３３ａ−ｃとは、単一の材料の連続ピースから形成される。あるいは、大きな衛星ギア２３４ａ−ｃと小さな衛星ギア２３６ａ−ｃとは、ドラム駆動シャフト２３８に堅固に取りつけられている衛星ギアシャフト２３３ａ−ｃについて回転する単一のパーツとして形成される。
図９に示すように、衛星ギアシャフト２３３ａ−ｃは、一端部にてドラム駆動プレート２３８に、及び他端部にてベアリングプレート５４に、回転可能に取りつけられている。ベアリングプレート２５４は、３本のボルト２５８ａ−ｃによってドラム駆動プレート２３８に固着されていて、複合衛星ギア２３２ａ−ｃは、ドラム駆動プレート２３８及びベアリングプレート２５４の間に捕捉される。ローラーベアリング２５２ａ−ｃ及び２５６ａ−ｃは、複合衛星ギア２３２ａ−ｃを駆動ドラムプレート２３８及びベアリングプレート２５４に対して回転自在とすることができる。複合衛星ギア２３２ａ−ｃは、ドラム駆動プレート２３８の周縁について１２０度だけ半径方向に離隔している。ドラム駆動プレート２３８は、溶接などによって、ウィンチドラム２５０に堅固に取りつけられる。
大きなリングギア２２８は、大きな衛星ギア２３４ａ−ｃと噛み合うので、大きなリングギア２２８が高速度ロッキングピン２１８によってギアボックスハウジング２２６にロックされて、小さなリングギア２３０がギアボックスハウジング２２６に関して回転自在となるとき、駆動シャフト２４８の回転は、ウィンチドラム２５０を駆動シャフト２４８の回転速度よりも遅い回転速度にて回転させる。このギア減速配置の好ましい実施形態は、駆動シャフト回転速度に対してウィンチドラム回転速度を５：１で減速させる。
小さなリングギア２３０は、小さな衛星ギア２３６ａ−ｃと噛み合うので、小さなリングギア２３０が低速度ロッキングピン２２０によってギアボックスハウジング２２６にロックされ、大きなリングギア２２８がギアボックスハウジング２２６に関して回転自在になるとき、駆動シャフト２４８の回転は、ウィンチドラム２５０を駆動シャフト２４８の回転速度よりも遅い第２の速度にて回転させる。このギア減速配置の好ましい実施形態は、駆動シャフト回転速度に対してウィンチドラム回転速度を１０：１で減速させる。
高速度ロッキングピン２１８は、大きなリングギア２２８の外面に沿って、戻り止め２２４によって、大きなリングギア２２８をギアボックスハウジング２２６に機械的に結合させる。高速度ロッキングピン２１８が収縮されて、戻り止め２２４から取り除かれると、大きなリングギア２２８はギアボックスハウジング２２６に対して回転自在となる。同時に、低速度ロッキングピン２２０は、小さなリングギア２３０の外面に沿って、戻り止め２２６によって、小さなリングギア２３０をギアボックスハウジング２２６に機械的に結合させる。図９に示すように、低速度ロッキングピン２２０が収縮されて、戻り止め２２４から取り除かれると、小さなリングギア２３０はギアボックスハウジング２２６に対して回転自在となる。
両方のロッキングピン２１８及び２２０がリングギア２２８及び２３０にそれぞれ係合されて、両方のリングギア２２８及び２３０がギアボックスハウジング２２６に対してロックされるとき、ウィンチスプール２５０はロックされた状態にある。両方のロッキングピン２１８及び２２０がそれぞれのリングギア２２８及び２３０から収縮されて、両方のリングギア２２８及び２３０がギアボックスハウジング２２６に対して回転自在となるとき、ウィンチドラム２５０はフリースプール状態にある。
図９に示すように、収縮位置と伸長位置との間で高速度ロッキングピン２１８及び低速度ロッキングピン２２０を移動させる好ましい方法は、ソレノイド２１０及び２１２並びにスプリング２２２及び２２４によってなされる。ソレノイドコイル２１４及び２１６にエネルギーが与えられているとき、ピン２１８及び２２０は収縮され、それぞれのリングギア２２８及び２３０はロックが解除されて回転自在となる。ソレノイドコイル２１４及び２１６にエネルギーが与えられていないとき、スプリング２２２及び２２４はピン２１８及び２２０を強制的に伸長位置にする。
上記記載及び添付図面から、当業者には、本発明の実施形態における変更及び／変化がなされてもよいことは理解されるであろう。したがって、上記記載及び添付図面は、好ましい実施形態の説明だけを意図しており、請求の範囲によって決定される本発明の精神及び範囲を制限するものではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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