Apparatus for manually controlling driving and/or lifting gear device for hoisting machine

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】発明の背景 本発明は、一般に、手動制御のための装置に関し、より詳細には、巻上げ装置（ホイスト）の駆動および／または持上げ歯車装置を操作するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】手動で力を印加して制御要素を作動させることにより少なくとも１つの希望値を入力するために、オペレータが手で握ることが可能なハンドルとして形成されている制御要素を有する制御装置が、公知である。 この制御要素には、希望方向に作用する手動の力を電気信号に変換するための電気的変換器が接続されている。 ドイツ特許第ＤＥ２９７１９８６５号明細書は、巻上げ装置の駆動および／または持上げ歯車装置を制御するためのハンドルを使用することを開示しており、この場合、制御システムは、巻上げ装置を変位させるため、
およびそれぞれの速度で巻上げ装置を操作するために、
ハンドルの動きにより命令される。 手動による力の大きさは、制御信号の大きさと、ひいては、制御システムのための希望値とを決定する。 希望方向に作用する手動の力を電気信号に変換することは、ハンドルに連結されているそれぞれの電気的変換器により実施される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の手動制御装置は、サイズが大きいことと、ニュートラル位置からハンドルを大幅に変位させる必要があり、このようにして、
手動制御装置の操作が困難であることとに起因した欠点を有する。

【０００４】従って、従来の欠点を除去し、基本的に変位路を必要としない巻上げ装置の駆動および／または持上げ歯車装置を手動制御するための改善された手持形制御装置を提供することが望ましくかつ好適である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明の概要 本発明の１つの態様では、巻上げ装置の駆動および／または持上げ歯車装置を手動制御するための装置が、制御要素に手動で力を印加することにより少なくとも１つの希望値を入力するためのハンドルとして形成されている制御要素と、希望方向に前記制御要素を事前応力印加するためのバイアス装置と、前記希望方向に作用した前記手動の力を電気信号に変換するための、前記制御要素に結合されている少なくとも１つの電気的変換器であって、前記希望方向に対して垂直に延びるとともに前記制御要素と相互作用するセンサ表面を有する力センサを含む電気的変換器とを含む。

【０００６】本発明は、各方向に制御要素を事前応力印加することと、制御要素を相互作用するために、力センサの一部であるとともに希望方向に対して垂直に配置されているセンサ表面を変換器に設けることにより、従来の問題を解決している。 事前応力印加される構造形態の結果として、制御要素は、（枢転、シフトなどの）動きを適用すること無しにまたは僅かしか適用せずに、操作が可能である。 希望方向に作用する手動の力を検出し、
前記力を制御信号に変換する高感度小型線形力センサを使用することも可能である。

【０００７】本発明の別の１つの特徴では、制御要素は、力の均一な伝達を実現するために、センサ表面に当接して静止している湾曲状端部表面で形成された押し棒を介してセンサ表面と相互作用することが可能である。
適切には、ボールが端部表面内に配置されるとともに部分的に突出する。

【０００８】本発明の別の１つの特徴では、センサは、
高レベルの感度を有する高線形性を実現するために、センサ表面に取付けられている電気抵抗のブリッジ回路を含む。 センサは、特に、センサ表面のための担体としてセラミックプレートを使用していて、温度安定性がある。

【０００９】センサ表面に作用する力を最小に維持するために、制御要素は、希望方向に制御要素を負荷する第１の弾性部材を介して、押し棒で支持されていてもよい。

【００１０】設置を簡単にするために、センサ表面、押し棒および弾性部材は、第１の弾性部材を間接的に支持するための内面を有する共通のセンサハウジング内に配置されてもよい。

【００１１】センサは、第１の弾性部材が第２の弾性部材を介してセンサハウジングの内面上に支持される場合、外部からアクセス可能であるとともに制御要素により希望方向に操作される作動要素を挿入配置することにより、（一方向およびその反対の方向の）２つの互いに反対の方向に操作されることが可能となる。 操作方向に依存して、センサ表面は、制御要素の長手軸線に対して平行にまたは横断方向に配置されている。

【００１２】１つの特に小型の構造形態が、異なる直径のつる巻ばねとして２つの弾性部材を形成することと、
外方へ突出するひれ及び凹部を有する帽子のように作動要素を形成することとにより実現され、この場合、より大きい内径を有するつる巻ばねは、ひれ及びハウジング内面により支持され、より小さい外径を有するつる巻ばねは、凹部内に挿入可能であり、凹部の底部および押し棒により支持されている。

【００１３】本発明の別の１つの特徴では、制御要素は、より大きい製造公差の構成要素を有する変換器の構造形態を可能にするために、制御素子の長手軸線に対して横断する方向に配置されている枢転軸線を中心として旋回可能、および／または、長手軸線の方向にシフト可能である。

【００１４】制御要素の基本的支持は、長手軸線に対して同軸に延びるとともに制御要素を貫通して案内される金属管を設けることにより、なされる。 巻上げ装置に制御要素を取付けることは、金属管の上端をケーブルに接続するとともに、下端を荷物受取り部材に接続することにより、なされる。

【００１５】３つの独立した方向で制御を実現するために、変換器が、３つの方向のそれぞれに設けられ、変換器の３つすべての方向および長手軸線は、変換器に対して平行に延びるとともに、互いに対して垂直に延びる。

【００１６】本発明の別の１つの特徴では、光バリヤーが、制御要素の操作状態を検出するために手が制御要素を掴んだときに作動信号を供給するために制御要素に設けられている。 操作の容易性は、作動信号の欠如下で変換器信号が無効にされると、促進される。

【００１７】制御操作をさらに容易に開始させるために、制御要素から作動されることが可能である例えば押しボタンの形の切換要素が設けられてもよい。

【００１８】本発明の別の１つの特徴では、コンパクトな制御要素を実現するために、制御要素の内側輪郭に対して相補的である可撓性印刷回路基板が、設置される。

【００１９】本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照して、本発明の好ましい例示的な実施形態に関する次の説明を読むと、より容易に明らかになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】好ましい実施形態の詳細な説明 すべての図において、同一のまたは対応する要素は、一般に、同一の参照番号により示されている。

【００２１】特に図１において、例えば巻上げ装置（図示せず）の駆動および持上げ歯車装置を手動制御するために用いられる、符号１で一般的に示す手持形制御装置の概略的な前面および側面の斜視図が示されている。 制御装置１は、ハンドルとして形成された制御要素２を含み、この制御要素２は、上部ハウジング部分１８（図４
または図５参照）を有し、この上部ハウジング部分１８
は、切換要素３としての押しボタンを備えている。 例えば緊急スイッチオフのために、オペレータの母指が切換要素３に達して作動させることが可能である。 金属管４
は、制御要素２の長手軸線Ｌに対して同軸に制御要素２
を貫通して長手方向に案内され、制御要素２に可動に固定されている。 図示されないケーブルが、金属管４の上端に取付けられ、図示されない荷物受取り部材が、金属管４の下端に取付けられている。 操作して希望値を入力するために、制御要素２がオペレータの手で握られ、手により印加される力の作用を受ける。

【００２２】図２において符号５を付すとともに、図３
および図４で詳細に示した電気的変換器は、図２の二重矢印により示されているようにこの場合にはＸ方向（図６参照）である特定の一方向で制御要素２にオペレータから印加される力に応答し、この場合、変換器５は動作し、印加力を電気信号に変換する。 電気信号は、図示されない電動機に伝送され、これにより、荷物がＸ方向に動かされる。 当業者は、制御要素１が、例えば電動機または、電動機に切換要素を電気的に接続する装置などの、いずれの図にも示されていない多くの機械的装置を含む必要があることが分かる。 しかし、これらの構成要素は、多数の他の必要な構成要素と同様に、簡単化のために図示が省略されている。

【００２３】図４に示すように、変換器５は、ハウジング部分１８内に収容されるとともに、ねじファスナー２
５により金属管４に固定されている（図３参照）。 変換器５は、円筒形セラミック基板８を含んでおり、このセラミック基板８は、Ｕ形形状形態のセラミックプレートを有し、このセラミックプレート７は、外方へ面するセンサ表面６を有している。 センサ表面６には、電気抵抗を有するブリッジ回路が取付けられ、このブリッジ回路は、図示されていない電子装置に機能的に作用するように接続されている。 セラミックプレート７のセンサ表面６に対向する位置にある内面６ａにボール９が当接し、
このボール９は、Ｔ形押し棒１１の頭巾状ポケット２２
に収容されており、部分的に押し棒１１の湾曲状端部表面１０を越えて突出して、内面６ａに当接している。 セラミック基板８の内方に、符号１４により示されている作動要素が配置されている。 作動要素１４は、略帽子形状形態を有し、作動要素１４の、セラミック基板８に対して近位の端部に、凹部１６と外方へ突出するひれ１５
とが形成され、このひれ１５は、ハウジング部分１８内のそれぞれのスロット２４を十分な遊びを有して貫通して、互いに反対の側のそれぞれで延びる（図５参照）。
制御要素２とセラミックプレート７のセンサ表面６との間の相互作用は、作動要素１４、押し棒１１および弾性部材１２、１３を介して実現されている。 現時点で好ましい実施形態では、弾性部材１２、１３は、つる巻ばねとして設けられている。 つる巻ばね１２、１３は、異なる直径を有し、より小さい直径のつる巻ばね１２は、より大きい直径のつる巻ばね１３内に配置されている。 底部１６ａは、凹部１６の境界を形成しており、凹部１６
内に受入れられているつる巻ばね１２の一端を支持している。 つる巻ばね１２の他端は、押し棒１１により支持されている。 より大きいつる巻ばね１３の一端はひれ１
５により支持され、他端は、ハウジング部分１８の内面壁１７により支持されている。

【００２４】作動要素１４は、符号２３により示されている適切なリンク機構を介して制御要素２に機能的に作用するように接続されていて、制御要素２に印加された力を、作動要素１４、つる巻ばね１２、１３および押し棒１１を介して、センサ表面６に伝達する。 ニュートラル位置にある図５に示す作動要素１４は、矢印２６により示したように、ハウジング部分１８内で変位して、センサ表面６に作用することが可能であり、これにより、
制御要素２に印加される力の大きさおよびその方向に比例する電気的応答が発生される。 センサ表面６の配向は、この場合にはＸ方向である変位方向に垂直に延びるように定められる。

【００２５】つる巻ばね１２は、Ｘ方向すなわちつる巻ばね１２の長手方向に制御要素２をバイアス変位させる。 同時に、作動要素１４には、つる巻ばね１３により印加された反対の方向の力がかかる。 ２つのつる巻ばね１２、１３のばね定数の選択は、ニュートラル位置にある作動要素１４が、ハウジング１８のスロット２４内のほぼ中間セクション内に位置するように定められる。

【００２６】２つのつる巻ばね１２、１３は、非常に剛性に設計されることも可能であり、このようにして、作動要素１４が、制御要素２により作用される際、不動であるようにする。 しかし、つる巻ばね１２、１３の製造公差がより大きい場合、ある程度の遊びが設けられなければならず、これにより、作動要素１４の可動性を可能にする。 従って、図２に示すように、枢転要素１９は、
金属管４に配置され、このようにして、制御要素２が、
枢転要素１９を中心として旋回することが可能であるようにし、この場合、枢転軸線Pは、制御要素２の長手軸線Ｌに対して横断方向に延びる。

【００２７】図２にさらに示すように、制御装置１は、
オペレータが手で制御要素２を掴んだときに、作動信号を供給するための、光放射器２０および受光器２１から成る光バリヤーを備えている。

【００２８】図６において、本発明による手持式制御装置の一変形例における断面図が示されている。 図１ないし図５においてこれらの部分に対応する部分は同一の符号で示しており、再度説明しない。 この実施形態では、
３つの直交方向Ｘ、Ｙ、Ｚのそれぞれで制御要素２に印加される力に応答するために、３つの変換器５が設けられている。 このようにして、手動による力が、３つの方向で検出されることが可能であり、この場合、３つの変換器５は、互いに対して垂直に配置され、三次元制御機構を可能にする。 変換器５のうちの第１のものが、図１
の右側に示され、Ｘ方向の力に応答するために長手軸線Ｌに対して横断方向に配向され、この場合、第１の変換器５のセンサ表面６は、長手軸線１に対して平行に延びる。 変換器５の第２のものが、図１の左側に示され、Ｙ
方向の力に応答するために長手軸線Ｌの方向に配向され、この場合、第２の変換器５のセンサ表面６は、長手軸線Ｌに対して横断方向に延びる。 変換器５の第３のものは、図６に示されておらず、Ｚ方向すなわち図面平面に対して垂直な方向の力に応答するために、右側の変換器５と同一の平面内で、かつ、右側の変換器５に対して垂直に配置され、この場合、第３の変換器５のセンサ表面６は、長手軸線Ｌに対して横断方向に延びる。 Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、図６の隣の線図に示されている。 このようにして、各場合、変換器５のそれぞれの変換器のセンサ表面６は、変位方向に対して垂直に延びる。

【００２９】左側すなわち第２の変換器５は、ハウジング１８により支持されている下端および上端を有する。
制御要素２は、枢転要素１９を中心として旋回可能であるが、金属管４に沿って約１ｍｍないし２ｍｍシフト可能でもある。

【００３０】作動信号が欠如する場合、電気的変換器信号の零平衡が発生する。 従って、変換器信号は、作動要素１４が作動されていないときに正確に中央位置に位置することとは無関係に、無効にされる。

【００３１】制御要素２の単純でコンパクトな構造形態が、制御要素２の上部ハウジング部分１８内の可撓性印刷回路基板を配置することにより保証される。 これは、
制御要素２の内側輪郭に対して相補的であるように、印刷回路基板を、コスト的に効率的に設置および形状形成することを可能にする。

【００３２】本発明は、特に、荷物巻上げ装置の駆動歯車装置および／または持上げ歯車装置を手動制御するための装置において実施されるものとして示されるとともに説明されたが、前述の詳細に制限されるものではない。 何故ならば、様々な変更および構造的変化が、本発明の範囲からいかなる面でも逸脱することなしに、行われることが可能だからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制御装置の概略的な前面および側面を示した斜視図である。

【図２】図１の制御装置の縦断面図である。

【図３】図２の特に変換器を示す、部分的に拡大した縦断面図である。

【図４】図３の変換器を断面にした拡大斜視図である。

【図５】図３の変換器の概略外観斜視図である。

【図６】本発明に係る装置を示す、変換器が互いに対して垂直な方向に配置された手持形制御装置の一変形例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 制御装置 ２ 制御要素 ３ 切換要素 ４ 金属管 ５ 変換器 ６ センサ表面 ６ａ 内面 ７ セラミックプレート ８ セラミック基板 ９ ボール １０ 湾曲状端部表面 １１ 押し棒 １２ つる巻ばね（第１の弾性部材） １３ つる巻ばね（第２の弾性部材） １４ 作動要素 １５ ひれ １６ 凹部 １６ａ 底部 １７ 内面壁 １８ ハウジング部分 １９ 枢転要素 ２０ 光放射部 ２１ 受光部 ２２ 頭巾状ポケット ２３ リンク機構 ２４ スロット ２５ ねじファスナー ２６ 矢印 Ｌ 長手軸線 Ｐ 枢転軸線 Ｘ、Ｙ、Ｚ 直交方向

フロントページの続き (72)発明者 ジョルジョ・マッチョーニ ドイツ連邦共和国、デー 58455 ヴィッ テン、ディアコニッセンシュトラーセ 84 (72)発明者 アントン・ミュンツェブロック ドイツ連邦共和国、デー 44139 ドルト ムント、ハウスマンシュトラーセ ９ (72)発明者 ミヒャエル・レーア ドイツ連邦共和国、デー 44265 ドルト ムント、ジーブルガー‐ドルフ‐シュトラ ーセ 29