负荷感测变速装置及附设负荷感测变速装置之卷扬机

摘要

本发明之目的在于提供一种小型，能顺畅的切换速度，且能在无空档状态下安全地切换转速的负荷感测变速装置，以及附设此负荷感测变速装置的卷扬机。当旋转经由小齿轮轴（6）传递至太阳齿轮（14）而行星齿轮（17，18）旋转时，当位于行星齿轮（17，18）外周的附设内齿的环形齿轮（19）的旋转被限制时，则经由行星齿轮（17，18）的自转和公转而被减速后的旋转从行星齿轮座（16）输出；当附设内齿的环形齿轮（19）的旋转不被限制且和行星齿轮（17，18）的公转一起旋转时，则未被减速的旋转从行星齿轮座（16）输出。附设内齿的环形齿轮（19）的旋转是否被限制，则由负荷感测机构（22）驱动卡合爪（35）来进行切换。行星齿轮座（16）的旋转是经由附设滑块平板（23），负荷弹簧（24，25）及附设凸轮平板（30）来输出。

说明书

技术领域

本发明涉及一种负荷感测变速装置及附设负荷感测变速装置之卷扬机，通过在负荷感测变速装置设置用于将重量物向上吊的卷扬机等，通过负荷高低而改变荷重升降速度从而提高工作效率。

背景技术

一般而言，卷扬机为了能以小的力量将重量物吊起，设置齿轮机构来连结以手链(hand chain)操作旋转手轮(handwheel)、及进行将荷重悬吊载重链(load chain)的升降的载重滑轮(load sheave)。卷扬机的齿轮机构系为使手轮的旋转减速而传递至载重滑轮的减速机构，故无关乎有无负荷而会使载重滑轮的旋转时常减速，因而招致作业效率降低。

因此，目前已有一种提案，为设置有因应负荷的有无或高低而使载重滑轮的旋转速度可变的变速机构。例如已提案有一种自动变速装置，为具备使来自手轮的旋转就此传递的第一离合器(clutch)手段、传递至加速机构的第二离合器手段、及使第一离合器手段与第二离合器手段卡合脱离的传递平板，当将负荷施加于载重滑轮时会使第一离合器手段卡合，且传递平板会将第二离合器手段朝脱离方向移动，卷绕速度会由高速切换为低速，在无负荷时会使第二离合器手段卡合而将卷绕速度设定为高速(参照专利文献1)。

所述自动变速装置系为传递平板朝轴方向移动而分别推压第1离合器与第2离合器而使压接来切换速度者，故会有切换时的阻力大而操作感不佳的问题。此外，因传递平板等系配置于轴方向并且朝轴方向移动，且因装置在轴方向变大并配置于卷扬机的手轮与制动器之间，故使卷扬机的单侧变重而平衡性不佳，亦会使卷扬机倾斜而难以操作的问题。

此外，另外还提案有一种负荷感应型变速装置，系具备低速旋转构件、高速旋转构件、及输出旋转构件，且分别装设有磁性体，所述磁性体系以于磁性卡合之后机械性卡合的方式构成(参照专利文献2)。

但是，在所述变速装置中，在速度切换时，会有因磁力导致不稳定的卡合状态，亦有空转的危险性。此外，在所述变速装置中，系太多使用由磁性体构成复杂形状的构件，亦会有构造变得复杂且沉重，并且成本变高的问题。再者，于所述变速装置亦因通过将各构件配置于轴方向并使朝轴方向移动来使其卡合，故装置会朝轴方向变大，亦会有在安装至卷扬机时的平衡性变得不佳的问题。特别是所述变速装置配置于卷扬机的手轮与制动器之间，平衡性会变得极端不佳。 

专利文献1:日本特开2001-146391号公报。

专利文献2:日本特开2010-116957号公报。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种负荷感测变速装置及附设负荷感测变速装置之卷扬机，不但体积小、重量轻、速度切换顺畅，而且切换旋转速度时因没有旋转方向不固定的空挡位置，故能安全且准确的进行切换。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种负荷感测变速装置，为输入外部旋转并根据负荷的高低切换为低速或高速以进行旋转输出的负荷感测变速装置，其特征在于，包括：变速机构，为输入外部旋转并减速作为低速旋转进行传递，或将外部旋转就此作为高速旋转进行传递；负荷感测机构，用于感测所述变速机构的旋转输出侧负荷的高低；及切换机构，经所述负荷感测机构驱动，并通过与所述变速机构进行卡合或解除卡合，将变速机构的输出旋转切换为低速状态或高速状态。

所述变速机构包括：可相互地相对旋转的中央旋转构件，及内侧旋转构件与外侧旋转构件；所述中央旋转构件为输入外部旋转；所述内侧旋转构件与外侧旋转构件用于将所述中央旋转构件的旋转予以变速；当所述变速机构与所述切换机构连动，并将所述外侧旋转构件及内侧旋转构件的一方予以限制旋转时，会由所述外侧旋转构件及内侧旋转构件的另一方输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且比所述中央旋转构件低速的旋转；或者当将所述外侧旋转构件及内侧旋转构件的一方的限制旋转予以解除时，会由所述外侧旋转构件及内侧旋转构件的另一方输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且与所述中央旋转构件相同的旋转速度的高速旋转。

所述切换机构包括：限制旋转切换机构，系将所述变速机构的外侧旋转构件或内侧旋转构件的限制旋转与其限制旋转的解除予以切换；及连结切换机构，当所述限制旋转解除时经由所述负荷感测机构，将所述外侧旋转构件与内侧旋转构件、所述外侧旋转构件与中央旋转构件、及所述内侧旋转构件与中央旋转构件的任一组合予以连结而切换为不可相互地相对旋转的状态，并且在所述限制旋转时解除连结而切换为可相互地相对旋转的状态。

所述负荷感测机构包括：保持机构，所述保持机构分别设定由高速切换为低速时的低速切换负荷与由低速切换为高速时的高速切换负荷，在感测到由高速切换为低速时的低速切换负荷而将所述切换机构由高速状态切换为低速状态时，保持高速状态直到负荷超过预先设定的负荷变动范围的上限为止，且在感测到由低速切换为高速时的高速切换负荷而将所述切换机构由低速状态切换为高速状态时，保持低速状态直到负荷低于所述负荷变动范围的下限为止。

所述负荷感测机构包括：滑块，用于切换所述切换机构；一对平板构件，在一定范围内可相对旋转的状态而合并设置，并且通过所述变速机构驱动一方或两方且通过外部负荷而相对旋转；负荷弹性构件，系设置于所述一对平板构件之间，并通过平板构件的相对旋转而变形；及凸轮机构，当因由高速切换为低速时的低速切换负荷使所述负荷弹性构件变形且所述一对平板构件相对旋转时，使所述滑块成为可移动至低速切换位置的状态，当因由低速切换为高速时的高速切换负荷使所述负荷弹性构件复原且所述一对平板构件朝反方向相对旋转时，使所述滑块成为可移动至高速切换位置的状态。

所述负荷感测机构包括用于保持所述滑块的位置的保持机构，所述保持机构包括：锁定机构，与所述滑块一起设置于所述一对平板构件的一方，当所述滑块抵达低速切换位置或高速切换位置时，锁定机构与滑块进行卡合而锁定；及锁定解除机构，设置于所述一对平板构件的另一方，当所述滑块通过所述凸轮机构而成为可移动至低速切换位置或高速切换位置的状态且相对于预先设定的负荷变动范围当负荷超过其上限或低于其下限时，解除所述锁定机构的锁定，使滑块移动至低速切换位置或高速切换位置。

所述滑块及所述凸轮机构的一方，具有与所述滑块及所述凸轮机构的另一方接触的弹性构件，所述弹性构件一面给予使所述滑块可朝径向移动的力，一面用于让所述保持机构使滑块在预先设定的负荷变动范围内维持位置状态不变。

所述切换机构对向设置于所述滑块，并具有供所述滑块嵌合脱离的内侧凹部，所述内侧凹部的侧壁在有负荷时接触于滑块的一方的侧壁比另一方的侧壁有更大幅度的倾斜。

所述变速机构中，当将所述外侧旋转构件予以限制旋转时，会由所述内侧旋转构件输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且较所述中央旋转构件低速的旋转，当将所述限制旋转予以解除时，会输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且与所述中央旋转构件相同的旋转速度的高速旋转；所述负荷感测机构中的一对平板构件，通过所述变速机构的内侧旋转构件的旋转驱动一方，且当于另一方施加外部负荷时会相对旋转；所述切换机构在当所述滑块移动至低速切换位置时，将所述外侧旋转构件予以限制旋转，并且解除所述内侧旋转构件与外侧旋转构件的连结，当所述滑块移动至高速切换位置时，将所述外侧旋转构件的限制旋转予以解除，并且经由所述负荷感测机构连结所述内侧旋转构件与外侧旋转构件。

所述变速机构中，当将所述外侧旋转构件予以限制旋转时，会由所述内侧旋转构件输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且较所述中央旋转构件低速的旋转，又当将所述限制旋转予以解除时，会输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且与所述中央旋转构件相同的旋转速度的高速旋转；所述负荷感测机构中的一对平板构件，通过所述变速机构的外侧旋转构件的旋转驱动一方，且另一方与所述变速机构的内侧旋转构件连结或解除连结，并通过外部负荷产生的所述外侧旋转构件与内侧旋转构件的相对旋转而相对旋转；所述切换机构系当所述滑块移动至低速切换位置时，将所述外侧旋转构件予以限制旋转，并且解除所述内侧旋转构件与外侧旋转构件的连结，当所述滑块移动至高速切换位置时，将所述外侧旋转构件的限制旋转予以解除，并且经由所述负荷感测机构连结所述内侧旋转构件与外侧旋转构件。

所述变速机构中，当将所述外侧旋转构件予以限制旋转时，会由所述内侧旋转构件输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且较所述中央旋转构件低速的旋转，当将所述限制旋转予以解除时，会输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且与所述中央旋转构件相同的旋转速度的高速旋转；所述负荷感测机构中的一对平板构件，通过所述变速机构的外侧旋转构件的旋转驱动一方，且另一方与所述变速机构的中央旋转构件连结或解除连结，并通过外部负荷产生的所述外侧旋转构件与中央旋转构件的相对旋转而相对旋转；所述切换机构系当所述滑块移动至低速切换位置时，将所述外侧旋转构件予以限制旋转，并且解除所述中央旋转构件与外侧旋转构件的连结，当所述滑块移动至高速切换位置时，将所述外侧旋转构件的限制旋转予以解除，并且经由所述负荷感测机构连结所述中央旋转构件与外侧旋转构件。

所述变速机构中，当将所述内侧旋转构件予以限制旋转时，会由所述外侧旋转构件输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且较所述中央旋转构件低速的旋转，又当将所述限制旋转予以解除时，会输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且与所述中央旋转构件相同的旋转速度的高速旋转；所述负荷感测机构中的一对平板构件，通过所述变速机构的内侧旋转构件的旋转驱动一方，且另一方与所述变速机构的中央旋转构件连结或解除连结，并通过外部负荷产生的所述内侧旋转构件与中央旋转构件的相对旋转而相对旋转；所述切换机构系当所述滑块移动至低速切换位置时，将所述内侧旋转构件予以限制旋转，并且解除所述内侧旋转构件与中央旋转构件的连结，当所述滑块移动至高速切换位置时，将所述内侧旋转构件的限制旋转予以解除，并且经由所述负荷感测机构连结所述内侧旋转构件与中央旋转构件。

所述变速机构中，当将所述内侧旋转构件予以限制旋转时，会由所述外侧旋转构件输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且较所述中央旋转构件低速的旋转，当将所述限制旋转予以解除时，会输出与所述中央旋转构件相同的旋转方向且与所述中央旋转构件相同的旋转速度的高速旋转；所述负荷感测机构中的一对平板构件，通过所述变速机构的内侧旋转构件的旋转驱动一方，且另一方与所述变速机构的外侧旋转构件连结或解除连结，并通过外部负荷产生的所述内侧旋转构件与外侧旋转构件的相对旋转而相对旋转；所述切换机构系当所述滑块移动至低速切换位置时，将所述内侧旋转构件予以限制旋转，并且解除所述内侧旋转构件与外侧旋转构件的连结，当所述滑块移动至高速切换位置时，将所述内侧旋转构件的限制旋转予以解除，并且经由所述负荷感测机构连结所述内侧旋转构件与外侧旋转构件。

一种附设负荷感测变速装置之卷扬机，其特征在于，包括：手轮，系通过手链的操作而旋转；载重滑轮，系将悬吊有荷重的载重链进行向上向下操作；变速机构，系传递所述手轮的旋转，或将其旋转减速而传递低速旋转，或以相同速度传递高速旋转；负荷感测机构，系通过所述变速机构的旋转输出来感测施加于所述载重滑轮的负荷的高低；及切换机构，系通过所述负荷感测机构而驱动，并通过卡合于所述变速机构或解除与变速机构的卡合，将变速机构的输出旋转切换为低速状态或高速状态。

在附设负荷感测变速装置之卷扬机中，也可在所述载重滑轮与所述变速机构之间设置有减速用齿轮。

有益效果：本发明提供的负荷感测变速装置中，（1）变速机构可以是行星齿轮机构、内接式行星齿轮机构及摆线针轮减速机构等，将行星齿轮机构中的附设内齿的环形齿轮、行星齿轮座、及太阳齿轮分别作为外侧、内侧、及中央旋转构件，内接式行星齿轮机构及摆线针轮减速机构的外侧低速环、内侧低速齿轮座、中央高速曲轴分别作为外侧、内侧、及中央旋转构件。（2）本发明的负荷感测变速装置中，将中央旋转构件作为旋转输入侧，通过将行星齿轮机构的外侧旋转构件、内接式行星齿轮机构及摆线针轮减速机构的内侧旋转构件予以限制旋转，而由所述等的另一方以与所述中央旋转构件相同旋转方向输出低速旋转，并将所述限制旋转予以解除而以与所述中央旋转构件相同旋转方向输出高速旋转。所述限制旋转通过负荷感测机构的滑块的径向的移动，使切换机构的卡合爪与离合环卡合或解除卡合，藉此直接或经由负荷感测机构进行所述外侧旋转构件或内侧旋转构件的限制旋转或限制旋转的解除。此外，与此同时，通过负荷感测机构的滑块的移动，附设卡合爪环或附设卡合沟平板与滑块的一部分进行卡合，并将外侧旋转构件与内侧旋转构件、外侧旋转构件与中央旋转构件、及内侧旋转构件与中央旋转构件的任一组合经由负荷感测机构予以连结，并通过与所述中央旋转构件成一体而输出高速旋转。如此，能以极为简单的构造来变速，并且能小型、轻量化而不须朝轴方向大型化。（3）本发明的负荷感测变速装置中，在负荷感测机构的滑块切换为低速切换位置与高速切换位置时，因通过保持机构来保持滑块的位置，故能使容易不稳定的高低速切换时的动作稳定，而能准确且顺畅地进行高低速的切换。（4）本发明的负荷感测变速装置的负荷感测机构、变速机构、及切换机构，系能将连结及卡合的方法进行种种的变更，故能因应用途而变更轴方向的配置。特别是能将负荷感测机构及切换机构配置在比变速机构更加远离例如旋转的输入输出侧的容易由外部渗入水或灰尘等的部分而收容于齿轮罩的深部，能因应用途而变更为最佳构成的装置。（5）本发明的负荷感测装置的滑块，系其顶点部分设置有与凸轮机构接触的弹性构件，能通过所述弹性构件而一面给予可使滑块朝径向移动的力，一面使保持机构在所述预先设定的负荷变动范围内能维持滑块的径向位置，故能使切换时的动作更稳定，且能防止产生旋转方向不固定的空挡状态，不会卡住而能顺畅地动作。此外，所述弹性构件亦能设置于所述凸轮机构而非所述滑块的顶点部。（6）通过设置负荷感测机构来缓冲因速度切换造成输入侧的转矩变化，能防止输入侧的转矩过度地变动而使之稳定，并提升速度切换的稳定性及操作性。

本发明中附设负荷感测变速装置之卷扬机，在安装有手轮的小齿轮轴的另一端与载重滑轮之间配置有负荷感测变速装置，使卷扬机能小型化且在无负荷时保持良好的平衡性。

附图说明

图1为本发明实施例1中附设负荷感测变速装置之卷扬机的剖面图；

图2为图1中负荷感测变速装置的分解斜视图；

图3为图2中负荷感测机构的分解斜视图；

图4为在不施加负荷的高速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图5为图4中滑块附近的剖面主要部位剖面图；

图6为在虽施加有轻负荷但仍保持高速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示的附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图7为图6中滑块附近的剖面主要部位剖面图；

图8为在虽施加有较图6大的负荷但仍保持高速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示的附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图9为在施加有低速切换负荷而切换为低速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示的附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图10为图9中滑块附近的剖面主要部位剖面图；

图11为在负荷变为较低速切换负荷轻但仍保持低速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示的附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图12为在负荷低于高速切换负荷而切换为高速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示的附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图13为实施例1中附设负荷感测变速装置之卷扬机之部分改变后的剖面图；

图14为本发明中实施例2中附设负荷感测变速装置之卷扬机的剖面图；

图15为图14中负荷感测变速装置的分解斜视图；

图16为图15中负荷感测机构的分解斜视图；

图17为在不施加负荷的高速旋转时，由轴方向观察图14至图16所示的附设卡合爪平板、附设卡合沟平板及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图；

图18为图14中附设负荷感测变速装置之卷扬机之部分改变后的剖面图；

图19为本发明实施例3中附设负荷感测变速装置之卷扬机的剖面图；

图20为本发明实施例4中附设负荷感测变速装置之卷扬机的剖面图；

图21为由轴方向观察图20所示变速机构的内部构造之一例的剖面图；

图22为由轴方向观察图20所示变速机构的内部构造之其他例的剖面图；

图23为本发明实施例5的附设负荷感测变速装置之卷扬机的剖面图；

图24为在不施加负荷的高速旋转时，图23中A-A方向观察的作用图；

图25为图23所示的附设负荷感测变速装置之卷扬机部分变更例的剖面图。

图中：1 卷扬机， 2、3框架，4载重滑轮，4a载重齿轮，6小齿轮轴，7手轮，8棘轮爪，9棘轮齿轮，10a、10b制动器衬，10    制动器托座，11负荷感测变速装置，12齿轮罩， 13行星齿轮机构， 14太阳齿轮，15、16行星齿轮座，16a凸部，17、18行星齿轮，19附设内齿的环形齿轮，20螺栓，21a、21c孔，21b、221b内侧凹部，21附设卡合爪环， 22负荷感测机构， 23附设滑块平板， 23a、23b、223a、223b负荷弹簧沟， 23c、23d、223c、223d挡止沟， 23e、223e    滑块沟， 23f、23g、223f、223g锁定销沟， 23h凹部，23i毂部， 24、25负荷弹簧， 26滑块，26a卡合端，26b销安装孔， 26c、26d锁定销卡合部， 27滑块销， 28滑块弹簧， 29销弹簧， 30、230附设凸轮平板， 30a孔，30b、30c、230b、230c负荷弹簧推压部， 30d、30e、230d、230e挡止件， 30f、230f锁定解除沟， 30g、30h、230g、230h解除壁， 30i、230i外缘部，30j、230j凸轮部， 30k连结部， 31、32锁定销， 33、34锁定销弹簧，35卡合爪，35a爪部，36离合环，36a离合沟，37爪弹簧，38外轴环，39内轴环，40、41、240、241螺栓，50、51减速齿轮， 50a、51a小齿轮，221附设卡合沟平板，223附设卡合爪平板，223x小径部，223y大径部，223j狭缝部，223k卡合爪用沟，223m孔，238、239外轴环，260、460负荷输出接头，260a、561a孔，260b、460b连结部，261、361、561接头，261a孔，261b、361b、561b轴部，262、263、462、463、562、563   螺栓，264、265轴承，401曲轴，402行星齿轮，403太阳内齿轮，404偏心体，405曲线板， 405a孔，406内部销，407外部销，408外侧环，413由内接式游星齿轮或摆线针轮减速器构成的齿轮机构，414中央高速曲轴，415内侧低速齿轮座，419外侧低速环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为本发明实施例1中附设负荷感测变速装置之卷扬机的剖面图；图2为图1中负荷感测变速装置的分解斜视图；图3为图2中负荷感测机构的分解斜视图；图4为在不施加负荷的高速旋转时，由轴方向观察图1至图3所示附设滑块平板、附设卡合爪环及离合环，并且将附设凸轮平板予以重叠而透视的状态的正面作用图。

卷扬机1，包括：载重滑轮4，系旋转自如地被隔着预定间隔而对向的框架2,3所支撑，并用以升降未图示的悬吊有荷重的载重链；小齿轮轴(pinion shaft)6，系旋转自如地贯穿安装于所述载重滑轮4的中心孔；手轮7，系螺合于所述小齿轮轴6，并通过未图示的手链的操作而旋转。此外，所述卷扬机1系设置有机械制动机构，所述机械制动机构系由下述构件所构成：制动器托座10，系不能旋转地轴向装设于小齿轮轴6；一对制动器衬(brake lining)10a,10b，系可旋转地外装于制动器托座10的毂部；棘轮齿轮(ratchet gear)9，系被制动器衬10a,10b所包夹，并啮合于装设于框架3的棘轮爪8以防止反向旋转。

负荷感测变速装置11，重要部位全部收容至剖面呈大致コ字形的齿轮罩12内。13系为作为变速机构的行星齿轮机构。所述行星齿轮机构13系具备：太阳齿轮(sun gear)14，系位于行星齿轮机构13的中心位置，且不可旋转地安装于作为输入来自卷扬机1的旋转的输入轴的小齿轮轴6的端部；复数个行星齿轮(planetary gear)17,18，系与所述太阳齿轮14啮合，并且旋转轴被一对行星齿轮座(planetary carrier)15,16所支撑而于太阳齿轮14的周围一面自转且一面公转；及附设内齿的环形齿轮(ring gear)19，系配置于所述行星齿轮17,18的外周，并具有内齿而啮合于行星齿轮17,18。与所述小齿轮轴6一体旋转的太阳齿轮14系构成中央旋转构件，且行星齿轮17,18以及行星齿轮座15,16系构成内侧旋转构件，附设内齿的环形齿轮19系构成外侧旋转构件。

在所述行星齿轮机构13的中，太阳齿轮14通过从小齿轮轴6所输入的旋转而旋转，行星齿轮17,18随之一面自转且一面公转。此时的行星齿轮座16的旋转系成为与小齿轮轴6的旋转同方向且使其旋转予以减速者，且成为低速旋转。此种低速旋转系附设内齿的环形齿轮19卡合于齿轮罩12侧，在被限制单向旋转的情况下，由行星齿轮座16输出。另一方面，在附设内齿的环形齿轮19相对于齿轮罩12自由地旋转的情况下，行星齿轮17,18不自转，而行星齿轮座16会成为与附设内齿的环形齿轮19与太阳齿轮14不能相对旋转的一体化状态而以相同速度旋转，小齿轮轴6的旋转会就此由行星齿轮座16输出作为高速旋转。如此，在附设内齿的环形齿轮19成为自由旋转的同时，行星齿轮座16会成为与附设内齿的环形齿轮19与太阳齿轮14不能相对旋转的一体化状态。

本实施例的附设内齿的环形齿轮19，系以螺栓20连结后述的供安装卡合爪的附设卡合爪环21，并与所述附设卡合爪环21成为一体而成为被限制旋转或不被限制旋转的旋转构件。所述附设卡合爪环21系邻接设置有供安装卡合爪的孔21a、供安装爪弹簧37的孔21c、及供卡合后述的滑块的内侧凹部21b。再者，在本实施例中，附设内齿的环形齿轮19与附设卡合爪环21以不同个体形成来连结，但亦可以一体形成。

负荷感测机构22，设置于行星齿轮机构13与卷扬机1的载重滑轮4之间，以感测施加于成为输出侧的载重滑轮4的负荷。所述负荷感测机构22的附设滑块平板23系由滑动嵌合于小齿轮轴6的圆板所构成，且设置于行星齿轮座16的外表面的复数个凸部16a嵌合于设置于与行星齿轮机构13相对向的面的复数个凹部23h，而成为与行星齿轮座16一体化旋转者。此外，本实施例的附设滑块平板23系大致收容于行星齿轮机构13的附设卡合爪环21内，并以其外周面与附设卡合爪环21的内周面面对的方式配置，所述附设卡合爪环21成为附设滑块平板23的旋转轴承，且亦防止轴方向脱落。所述附设滑块平板23的面向卷扬机1的方向(以下简称为「输出侧方向」)的面，系设置有朝旋转方向弯曲的负荷弹簧沟23a,23b、同样朝旋转方向弯曲的挡止沟23c,23d、设置于径向且于外周面开口的滑块沟23e、由旋转方向连通至所述滑块沟23e且分别配置于朝径向偏移的位置的锁定销沟23f,23g。

所述附设滑块平板23的滑块沟23e系于径向滑动自如地收容有呈大致长方体的滑块26。所述滑块26系为通过被收容于滑块沟23e内部的滑块弹簧28朝径向外侧弹推而出入者，且与附设卡合爪环21的内侧凹部21b面对的朝外方突出的卡合端26a系呈突形状，并具有并排于其输出方向隔邻的滑块销27。滑块26的卡合端26a与附设卡合爪环21的内侧凹部21b系构成属于切换机构的一部份的连结切换机构。此外，所述滑块销27系收容于在滑块26的内部朝径向设置的销安装孔26b内，并通过销安装孔26b内的销弹簧29朝径向外侧弹推。所述滑块销27及销弹簧29系构成具备弹性而抵接于凸轮机构的弹性构件。此外，滑块26的侧面设置有面对于锁定销沟23f,23g的横向凹状的锁定销卡合部26c,26d。

此外，附设滑块平板23的负荷弹簧沟23a,23b系收容有抵抗输出侧的负荷而变形的作为负荷弹性构件的负荷弹簧24,25。

进一步，附设滑块平板23的锁定销沟23f,23g系分别滑动自如地收容有前端呈L字形的锁定销31,32。所述锁定销31,32系构成锁定机构，且通过收容于锁定销沟23f,23g内部的锁定销弹簧33,34而朝滑块26的方向弹推。所述锁定销31,32系分别卡合于滑块26的锁定销卡合部26c,26d，藉以作为用以保持滑块26的径向位置的保持机构者。

另一方面，负荷感测机构22的附设凸轮平板30，系由剖面呈浅凹状的圆板所构成，并将中央的孔30a外嵌于设置于附设滑块平板23的输出侧中央的毂部23i，将防止轴方向脱落用C环安装于毂部23i的端部，藉以组装为能以同一旋转轴相对于附设滑块平板23 旋转的状态。于对向于附设滑块平板23的所述附设凸轮平板30的面，系设置有嵌入于附设滑块平板23的负荷弹簧沟23a,23b，并将负荷弹簧24,25朝旋转方向推压的凸状的负荷弹簧推压部30b,30c，当通过输出侧的负荷与输入侧的旋转而在附设凸轮平板30与附设滑块平板23之间产生相对旋转时，系成为负荷弹簧推压部30b,30c将负荷弹簧24,25予以推压者。

此外，于附设凸轮平板30对向于附设滑块平板23的面系设置有挡止件(stopper)30d,30e，供嵌入于附设滑块平板23的挡止沟23c,23d。所述挡止件30d,30e系嵌入于挡止沟23c,23d，藉以将附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间的相对旋转限制于一定范围。进一步，于附设凸轮平板30对向于附设滑块平板23的面系设置有作为锁定解除机构的锁定解除沟30f，系面对于锁定销31,32，不会妨碍锁定销31,32的动作而能解除锁定销31,32的卡合。所述锁定解除沟30f设置有解除壁30g,30h，系通过附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间的相对旋转而分别卡合锁定销31,32的前端以解除锁定。

此外，于附设凸轮平板30的外缘部30i的内周面系设置有由具有高低差的面所构成的作为凸轮机构的凸轮部30j，所述凸轮部30j系为接触滑块26的滑块销27而进行滑块销27的进出控制。

在图2中，符号35系为设置于附设卡合爪环21的卡合爪，且符号36系为离合环(clutch ring)，并相互关连而构成属于切换机构一部份的限制旋转切换机构。卡合爪35系为呈细长的大致板状者，其中央系旋转自如地轴向装设于附设卡合爪环21的孔21a。此外，所述卡合爪35系通过安装于附设卡合爪环21的爪弹簧37而以使一端的爪部35a恒常地朝径向外侧推出的方式弹推。此外，所述卡合爪35的另一端系在滑块26的卡合端26a位于突出的位置，并通过卡合端26a以如同跷跷板(seesaw)的方式被驱动。另一方面，离合环36系配置于附设卡合爪环21的外侧且固定于齿轮罩12，并具有全内周配合卡合爪35的爪部35a的呈大致山形的离合沟36a。卡合爪35的爪部35a系卡合于所述离合环36的离合沟36a，而藉以于一方向限制安装有卡合爪35的附设卡合爪环21(与行星齿轮机构22的附设内齿的环型齿轮19为一体)的旋转，并通过解除卡合而能使附设卡合爪环21于两方向自由旋转。再者，于本实施例中，卡合爪35的爪部35a系卡合于离合环36的离合沟36a，藉以限制图9、图11等的附设卡合爪环21朝逆时针方向的旋转，并以不会朝逆时针方向旋转的方式固定，且以当朝顺时针方向的旋转施以一定强度以上的力量时会成为可旋转的状态的方式构成。在卷扬机中较理想的系为使附设卡合爪环21的旋转限制如同所述方式那样对逆时针方向的单向的旋转加以限制。此系因为某些理由而在滑块26进入附设卡合爪环21的内侧凹部21b的状态下，当卡合爪35的爪部35a卡合于离合环36的离合沟36a的状态未被解除时，会有无法向上卷与向下卷的危险性。即使在此种情况，只要卡合爪35的爪部35a为相对于离合环36的离合沟36a可朝顺时针方向移动的状态，则附设卡合爪环21能与附设滑块平板23及附设凸轮平板30一起旋转。结果，即使产生所述的故障，亦能使悬吊的荷重朝单向移动。再者，本实施例的附设滑块平板23朝逆时针方向的旋转系设定为将荷重向下卷时的方向，且朝顺时针方向的旋转系设定为向上卷时的方向。

38系为外轴环、39系为内轴环，系包夹离合环36而通过螺栓40,41固定于齿轮罩12，并由轴方向限位负荷感测机构22等，亦充当旋转轴承。

再者，于本实施例中，由附设凸轮平板30的中央附近突出的圆筒形的连结部30k系由内轴环39的中央孔39a朝输出侧方向凸出，并通过锯齿形(serration)构造而不可相对旋转地连结于载重滑轮4的端部。

接着，根据图1、图4至图12所示的作用图等，以负荷感测变速装置的动作为中心，说明由所述构成所构成的附设负荷感测变速装置之卷扬机的动作。于本实施例的卷扬机1的中，当未将荷重以载重链悬吊时，载重滑轮4会伴随着手轮7的旋转而高速旋转，当超过设定的低速切换负荷以上的荷重悬吊时，载重滑轮4会低速旋转。进一步，当降低至设定的高速切换负荷以下时，会再次切换至高速旋转。此种载重滑轮4的低速旋转与高速旋转的切换，系因应于负荷感测变速装置11的负荷而进行。亦即，如第1图所示，手轮7的旋转系经由小齿轮轴6而传递至行星齿轮机构13的太阳齿轮14。当行星齿轮17,18通过所述太阳齿轮14的旋转而旋转时，位于其外周的附设内齿的环形齿轮19只要被固定，则被行星齿轮17,18的自转与公转所减速的旋转会由行星齿轮座16输出，当附设内齿的环形齿轮19被解放而进一步与行星齿轮17,18的公转一起一体化旋转时，则未被减速的旋转会就此由行星齿轮座16输出作为高速旋转。所述附设内齿的环形齿轮19的固定与解放，系通过负荷感测机构22来感测负荷而进行卡合爪35所为的卡合与解除卡合来切换。由行星齿轮座16所输出的旋转系经由附设滑块平板23、负荷弹簧24,25、及附设凸轮平板30而传递至载重滑轮4，载重滑轮4会以低速或高速进行旋转。

接着，就由负荷感测机构22所进行的负荷的感测与卡合爪35的卡合状态的切换，说明因应于负荷与旋转速度的各者的动作。首先，根据图1、图4及图5，说明完全不对载重滑轮4施加负荷而输出高速旋转的情况。此情况，当来自手轮7的旋转经由小齿轮轴6、行星齿轮机构13而传递至附设滑块平板23时，连结于载重滑轮4的附设凸轮平板30会在附设滑块平板23的旋转经由负荷弹簧24,25传递过来时马上旋转。因此负荷弹簧24,25会维持现在的状态而不会进一步收缩，附设凸轮平板30亦不会相对于附设滑块平板23进行相对旋转。此时，滑块26系其滑块销27处于面对于凸轮部30j的大径部分的状态，附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间未产生旋转，故保持其状态。此时的滑块26系通过滑块弹簧28而成为朝径向外侧突出的状态，并以其卡合端26a推压卡合爪35的另一端，且胜过爪弹簧37的推力而使卡合爪35的爪部35a由离合环36的离合沟36a离开，成为解除卡合的状态。藉此，安装有卡合爪35的附设卡合爪环21，系成为由被固定的离合环36解放的状态。此外，在此时，滑块26的卡合端26a系嵌合于附设卡合爪环21的内侧凹部21b，而与附设滑块平板23和附设卡合爪环21成为一体而旋转的状态。藉此，与附设卡合爪环21一体化的附设内齿的环形齿轮19系由离合环36被解放，而成为与行星齿轮17,18、行星齿轮座16、太阳齿轮14一起以同速度旋转。结果，小齿轮轴6的旋转会就此传递至附设滑块平板23及附设凸轮平板30，并将其旋转作为高速旋转传递至载重滑轮4而使载重滑轮4高速旋转。

此外，如所述朝径向外侧突出的滑块26系成为锁定销31卡合于其锁定销卡合部26c的状态。藉此，能稳定并保持滑块26的状态。此种滑块26的锁定系构成为用以使由高速切换至低速、或由低速切换至高速时的中间状态的旋转速度及动作稳定而有效者。

图6及图7系显示如所述于高速旋转状态中，对载重滑轮4施加有低速切换负荷(在本实施例中设为约5kg等)以下的轻负荷时的负荷感测机构22等的状态。图标的状态系显示对载重滑轮4施加有低速切换负荷以下的轻负荷(例如2kg等)时的状态。在此种施加有低速切换负荷以下的负荷的情况，如同所述，当手轮7的旋转经由行星齿轮机构13而使附设滑块平板23旋转时，因负荷经由载重滑轮4而施加于附设凸轮平板30，故设置于附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间的负荷弹簧24,25会因应负荷而些微收缩，且附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间产生相对旋转。通过所述相对旋转，当滑块26成为面对于凸轮部30j的中间的倾斜部分的状态时，滑块销27会被推入滑块26内，滑块26自身会成为保持在突出的状态。与所述的情况同样地，于所述状态中，滑块26会将卡合爪35朝径向推压而持续解除与离合环36的卡合的状态，行星齿轮机构13不进行减速功能，且整体成为一体化状态而旋转，并输出高速旋转。

此外，即使附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间产生些微相对旋转，锁定解除沟30f的解除壁30g不会与锁定销31接触，滑块26会以维持朝径向突出的状态(高速切换位置)的方式被锁定。

图8系为于高速旋转状态中，在低速切换负荷以下且施加有较所述第6图所示的状态更大的负荷(例如4kg)时的负荷感测机构22等的状态。此种情况，负荷弹簧24,25系较所述的第6图所示的状态更加收缩，且附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间的相对旋转会藉此增加其旋转角度。通过所述相对旋转，滑块26会成为面对于凸轮部30j的小径部分的状态，且滑块销27会成为最大限度地被推入滑块26内的状态。此时，滑块26会因为滑块销27被推入而造成收缩的销弹簧29胜过滑块弹簧28的推力，而成为可被弹推至径向内侧的状态。此时，锁定解除沟30f亦旋转，虽其解除壁30g接近于锁定销31的前端，但至此还不至于使锁定销31移动，且滑块26会保持为被锁定于突出状态(高速切换位置)的状态。因此，卡合爪35会维持被滑块26的卡合端26a推压的状态。结果，此时行星齿轮机构13不进行减速功能，且整体成为一体化状态而旋转，并输出高速旋转。

图9及图10为显示于高速旋转状态时施加超过低速切换负荷的负荷(例如5kg以上等)时的负荷感测机构22等的状态。此种情况，负荷弹簧24,25会进一步收缩，当负荷大时会成为挡止件30d,30e抵接挡止沟23c,23d的内壁的状态。此时，锁定解除沟30f的解除壁30g会推抵锁定销31的前端，并将锁定销31由滑块26的锁定销卡合部26c推出并解除锁定。藉此，被解除锁定的滑块26会因为已收缩的销弹簧29胜过滑块弹簧28的推力而被推入滑块沟23e的内部(低速切换位置)。在此，卡合爪35系由滑块26被解放，且爪部35a系被爪弹簧37朝径向外侧推出，卡合于离合环36的离合沟36a。藉此，安装有卡合爪35的附设卡合爪环21会于离合环36侧被限制朝逆时针方向的旋转，同时，滑块26的卡合端26a会因为收缩至最大限的销弹簧29胜过滑块弹簧28的推力而由内侧凹部21b脱离，成为能与附设滑块平板23相对旋转。结果，与附设卡合爪环21成为一体的附设内齿的环形齿轮19系被限制朝逆时针方向的旋转，行星齿轮17,18会一面自转且一面公转，且其公转会由行星齿轮座16输出作为被减速的低速旋转。所述低速旋转系经由附设滑块平板23、附设凸轮平板30而传递至载重滑轮4，并以低速进行荷重的上升下降。

此外，如同所述，当滑块26朝径向内侧滑动而被推入时，这次会变成锁定销32卡合于滑块26的锁定销卡合部26d，并将滑块26锁定为被推入的状态(低速切换位置)。

图11为显示在所述的低速旋转状态下，施加的负荷为高速切换负荷(例如设定为1kg等)以上，低速切换负荷以下时的负荷感测机构22等的状态。此种情况，负荷弹簧24,25会复原达到负荷减轻的量，且附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间会产生与所述者反方向的相对旋转。藉此，滑块销27会成为再次抵接于凸轮部30j的倾斜部分的状态，且滑块销27会成为大致由滑块26突出的状态。滑块26会成为被滑块弹簧28朝径向外侧推出的态势，但此时卡合于滑块26的锁定销卡合部26d的锁定销32尚未与锁定解除沟30f的解除壁30h接触，并保持为将滑块26锁定并拉入的状态(低速切换位置)。因此，卡合爪35未被滑块26推压，并保持于通过爪弹簧37卡合于离合环36的状态。结果，与附设卡合爪环21成为一体的附设内齿的环形齿轮19系保持为朝逆时针方向的旋转被限制的状态，藉此，行星齿轮机构13系保持为输出低速旋转的状态。

图12为显示在负荷较所述第11图的情况进一步变轻，且成为高速切换负荷以下时的负荷感测机构22等的状态。当负荷成为高速切换负荷以下时，负荷弹簧24,25大致复原为初始状态。因此，附设滑块平板23与附设凸轮平板30之间的相对旋转亦变大，锁定解除沟30f的解除壁30h会推抵锁定销32的前端而解除与滑块26的锁定销卡合部26d的卡合。此时，滑块26已抵达与凸轮部30j的大径部分面对的位置，并进一步成为滑块销27亦由滑块26完全地突出而销弹簧29已复原的状态，故被滑块弹簧28朝径向外侧(高速切换位置)推出。藉此，卡合爪35系其另一端被滑块26的卡合端26a推压而胜过爪弹簧37的推力，并进行如同跷跷板的动作，前端的爪部35a会由离合环36的离合沟36a脱离，并解除卡合。同时，滑块26的卡合端26a会嵌合于附设卡合爪环21的内侧凹部21b。结果，附设卡合爪环21由离合环36被解放，且附设内齿的环形齿轮19会成为与行星齿轮17,18及行星齿轮座16等一起旋转的状态，行星齿轮机构13不进行减速功能，且整体成为一体化状态而切换为输出高速旋转的状态。再者，在滑块26由锁定销32解除的位置非为内侧凹部21b的位置的情况，会维持低速状态而暂时持续旋转，当内侧凹部21b的位置到来时会由所述低速状态切换为高速状态。此外，在图示的实施例中，虽系将内侧凹部21b与卡合爪35分别设置一个，但通过将内侧凹部21b的数量与卡合爪35的数量以相同数量配置复数个于附设卡合爪环21的圆周上，能使高速切换变快而使切换所需时间减少。

如同所述，于本实施例的负荷感测变速装置11中，滑块26会保持在被锁定销31,32锁定的状态直到负荷达到设定的低速切换负荷与高速切换负荷为止。如此，设定低速切换负荷与高速切换负荷，并在其差值范围内不进行旋转速度的切换而锁定，故没有旋转方向不固定的空挡状态，可防止明明有施加负荷却突然变为高速、或高速与低速的切换会反复来回变化等不稳定的动作，而能稳定且准确地进行切换动作。

再者，于本实施例中，虽使用通过销弹簧29而弹推的滑块销27，但即使使用板片弹簧作为弹性构件代替所述滑块销27及销弹簧29，亦能得到同样的效果。此外，于本实施例中，即使将负荷感测机构22于轴方向逆配置，亦即，将附设凸轮平板30配置为被行星齿轮座16旋转驱动，将附设滑块平板23配置作为旋转输出侧，亦能得到与所述同样的效果。

图13为显示以能应用于大容量的卷扬机的方式，于行星齿轮机构13之外，再设置一个减速机构的变更例的剖面图。在所述的第1图所示的装置中，虽将附设凸轮平板30直接连结于载重滑轮4，但在本变更例中，系于附设凸轮平板30与载重滑轮4之间设置减速用齿轮。本变更例的附设凸轮平板30的连结部30k系于其外周形成有齿，并于此啮合减速齿轮50,51。所述减速齿轮50,51系同轴一体地设置有小齿轮(pinion gear)50a,51a，且所述小齿轮50a,51a系啮合于不可相对旋转地设置于载重滑轮4的端部的载重齿轮4a。如此，通过于附设凸轮平板30与载重滑轮4之间介设连结部30k、减速齿轮50,51、小齿轮50a,51a及载重齿轮4a，能将附设凸轮平板30的旋转予以减速而增强转矩(torque)，亦能应用于更大容量的卷扬机而不变更负荷感测装置11的构造。

再者，减速齿轮50,51系其旋转轴通过卷扬机1的框架2与负荷感测变速装置11的内轴环39来支撑，且能追加减速齿轮50,51而不施加大幅变更。

所述各实施例中的负荷感测变速装置11虽安装于卷扬机1，但亦可应用于任何必须因应负荷而自动变速者。例如安装于自行车的车轴，当负荷在爬坡变大时，以低速旋转使旋转转矩增加，当道路平坦时则能切换为高速旋转。

图14为显示本发明的实施例2的负荷感测变速装置的剖面图，图15为其负荷感测变速装置的分解斜视图，图16为其负荷感测机构的分解斜视图，图17为显示由轴方向观察附设卡合爪平板、附设卡合沟平板及离合环，并且与附设凸轮平板重叠透视的状态的前视作用图。

在所述实施例1的负荷感测变速机构中，如图1所示，图中各机构由右开始依卷扬机1、负荷感测机构22及行星齿轮机构13的顺序排列。一般而言，此种排列并无任何问题，但为了长期间顺畅地保持滑块26等的动作，应尽量防止水、灰尘等进入为宜。因此，在本实施例中，系于齿轮罩12的最内部配置负荷感测机构22而做成为难以受到由卷扬机1的周围所进入的水、灰尘等影响的构造。再者，在本实施例中，基本上而言，变速机构、负荷感测机构系由与实施例1的行星齿轮机构13、负荷感测机构22为同样的构成所构成，切换机构亦为近似的构成，只不过在关于各机构的连接及卡合的部分与实施例1的构成一部分不同。因此，在以下的各实施例中，对具有与实施例1相同功能及相同作用的部分附加相同符号，并简略化其构成及动作的说明。

此外，安装于框架2,3的卷扬机1亦为由与所述的实施例1相同的构成所构成者，动作亦相同。

本实施例的行星齿轮机构13系于小齿轮轴6安装太阳齿轮14，并由面向输出侧的作为内侧旋转构件的行星齿轮座16输出旋转。传递所述行星齿轮座16的旋转的圆板状的负荷输出接头260系为于板面具有复数个孔260a，并通过设置于行星齿轮座16的凸部16a嵌合于孔260a而一体化旋转者。此外，所述负荷输出接头260系于输出侧具有突出的圆筒状的连结部260b，所述连结部260b系通过锯齿形构造连结于载重滑轮4的端部。

此外，于行星齿轮机构13的相反侧的行星齿轮座15系嵌合有接头261。所述接头261系为呈圆板状且于板面具有复数个孔261a，并通过设置于行星齿轮座15的凸部15a嵌合于孔261a而一体化旋转者。此外，所述接头261的中心部分系设置有轴部261b。

构成切换机构一部份的附设卡合沟平板221系以一体化旋转的方式安装于所述接头261的轴部261b前端。所述附设卡合沟平板221系于设置于面向负荷感测机构22的一面的外周附近的环状壁厚部的内周部分，设置有复数个供滑块26卡合的内侧凹部221b。

本实施例的负荷感测机构22系设置于变速机构13与附设卡合沟平板221之间。所述负荷感测机构22系具备附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230作为一对平板构件，所述平板构件系呈圆板状且旋转自如地被接头261的轴部261b所支撑。

本实施例的附设卡合爪平板223系具有设置于附设凸轮平板230侧的小径部223x与设置于附设卡合沟平板221侧的大径部223y。于所述附设卡合爪平板223的小径部223x的附设凸轮平板230侧的面系与实施例1的附设滑块平板相同，设置有朝旋转方向弯曲的负荷弹簧沟223a,223b，同样朝旋转方向弯曲的挡止沟223c,223d、设置于径向并于外周面开口的滑块沟223e、及由旋转方向连通于所述滑块沟223e且分别配置于朝径向偏移的位置的锁定销沟223f,223g。

与实施例1相同，呈大致长方体的滑块26系于径向可滑动自如地被收容于所述附设卡合爪平板223的滑块沟223e。所述滑块26亦通过被收容于滑块23e的内部的滑块弹簧28朝径向外侧弹推出入，并具有卡合于附设卡合沟平板221的内侧凹部221b的卡合端26a、及并排于其隔邻的滑块销27。在本实施例中，滑块26的卡合端26a与附设卡合沟平板221的内侧凹部221b，系构成属于切换机构一部分的连结切换机构。此外，所述滑块销27亦与实施例1同样被收容于在滑块26的内部朝径向设置的销安装孔26b内，并通过销安装孔26b内的销弹簧29朝径向外侧弹推。此外，滑块26的侧面设置有面对于锁定销沟223f,223g的横向凹状的锁定销卡合部26c,26d。再者，本实施例的滑块26的卡合端26a系因与内侧凹部221b的距离的关系而较实施例1者更朝轴方向延长，但功能及动作系为相同。

此外，附设卡合爪平板223的负荷弹簧沟223a,223b亦与实施例1同样收容有负荷弹簧24,25作为抵抗负荷而变形的负荷弹性构件。

进一步，附设卡合爪平板223的锁定销沟223f,223g亦与实施例1同样分别滑动自如地收容有前端呈L形的锁定销31,32。所述锁定销31,32亦通过被收容于锁定销沟223f,223g的内部的锁定销弹簧33,34而朝滑块26的方向弹推。所述锁定销31,32系通过分别卡合于滑块26的锁定销卡合部26c,26d而作用为作为保持机构保持滑块26的径向位置。

此外，附设卡合爪平板223的大径部223y系设置有对应于滑块沟223e的位置的径向的狭缝(slit)部223j，并以交叉于所述狭缝部223j的方式沿着外周面设置细长的卡合爪用沟223k。

另一方面，本实施例的附设凸轮平板230系由两面呈凹状的剖面大致I形的圆板构成，以附设卡合爪平板223的小径部223x收容于凹状部分的方式安装，并通过螺栓262,263来安装于行星齿轮机构13的附设内齿的环形齿轮19。所述附设凸轮平板230对向于附设卡合爪平板223的面，系为与实施例1同样地为设置有嵌入负荷弹簧沟223a,223b而将负荷弹簧24,25朝旋转方向推压的凸状的负荷弹簧推压部230b,230c，并在当附设凸轮平板230与附设卡合爪平板223之间因负荷产生相对旋转时，负荷弹簧推压部230b,230c会推压负荷弹簧24,25者。

此外，附设凸轮平板230的对向于附设卡合爪平板223的面，系与实施例1同样地设置有凸状的挡止件230d,230e，供嵌入于挡止沟223c,223d。所述挡止件230d,230e系嵌入于挡止沟223c,223d，藉以将附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间的相对旋转限制于一定范围。进一步，于附设凸轮平板230的对向于附设卡合爪平板223的面，系设置有锁定解除沟230f，在面对于锁定销31,32，且不会妨碍锁定销31,32的动作下而能解除锁定销31,32的卡合。所述锁定解除沟230f设置有解除壁230g,230h，系通过附设卡合爪平板223与附设凸轮平板30之间的相对旋转而分别卡合锁定销31,32的前端以解除锁定。

此外，于附设凸轮平板230的外缘部230i的内周面系设置有由具有高低差的面所构成的作为凸轮机构的凸轮部230j，所述凸轮部230j系为接触滑块26的滑块销27而进行滑块销27的进出与滑块26的移动者。

本实施例系于附设卡合爪平板223设置有卡合爪35，并与离合环36相互关连而构成属于切换机构一部份的限制旋转切换机构。与实施例1同样地，卡合爪35系为呈细长的大致板状者，其中央系转动自如地轴向装设于附设卡合爪平板223的孔223m。此外，所述卡合爪35系通过安装于附设卡合爪平板223的爪弹簧37而以使一端的爪部35a朝径向外侧推出的方式弹推。此外，所述卡合爪35的另一端系在滑块26的卡合端26a位于突出的位置，并通过卡合端26a以如同跷跷板的方式被驱动。另一方面，离合环36系配置于附设卡合爪平板223的外侧且被外轴环238,239包夹，且通过螺栓240,241而固定于框架2，并具有全内周符合卡合爪35的爪部35a的呈大致山形的离合沟36a。卡合爪35的爪部35a系卡合于所述离合环36的离合沟36a，而藉以至少于一方向限制安装有卡合爪35的附设卡合爪平板223(经由附设凸轮平板230而与行星齿轮机构22的附设内齿的环形齿轮19成一体)的旋转，并通过解除卡合而能使附设卡合爪平板223于两方向自由旋转。

再者，于本实施例中，与实施例1同样地，卡合爪35的爪部35a系卡合于离合环36的离合沟36a，藉以限制第17图的附设卡合爪平板223朝逆时针方向的旋转，并以不会朝逆时针方向旋转的方式固定，且以当朝顺时针方向的旋转施以一定强度以上的力量时会成为可旋转的状态的方式构成。

此外，在本实施例中，外轴环238与附设卡合沟平板221之间、外轴环239与行星齿轮机构13之间系分别设置有轴承(bearing)264,265。

接着，说明由所述构成所构成的附设负荷感测变速装置之卷扬机的动作。在本实施例中，与实施例1同样地，位于外周的附设内齿的环形齿轮19只要被固定，则被减速的旋转会由行星齿轮座16输出，当附设内齿的环形齿轮19被解放而进一步与行星齿轮17,18的公转一起一体化旋转时，则未被减速的旋转会就此由行星齿轮座16输出作为高速旋转。所述附设内齿的环形齿轮19的固定与解放，系通过负荷感测机构22来感测负荷而进行卡合爪35所为的卡合与解除卡合来切换。由行星齿轮座16所输出的旋转系经由负荷输出接头260而传递至载重滑轮4，载重滑轮4会以低速或高速进行旋转。

在载重滑轮4完全未施加负荷或轻负荷的情况，附设凸轮平板230会通过负荷弹簧24,25的弹性或复原而相对于附设卡合爪平板223而位于初始位置，此时，滑块26会处于面对于凸轮部230j的大径部分的状态。此时的滑块26系通过滑块弹簧28而成为朝径向外侧突出的状态，并以其卡合端26a推压卡合爪35的另一端，且胜过爪弹簧37的推力而使卡合爪35的爪部35a由离合环36的离合沟36a脱离成为解除卡合状态。藉此，安装有卡合爪35的附设卡合爪平板223系成为由固定的离合环36解放的状态。

此外，此时，滑块26的卡合端26a会嵌合于附设卡合沟平板221的内侧凹部221b，附设卡合爪平板223与附设卡合沟平板221会成为一体而旋转的状态。藉此，附设卡合爪平板223会经由接头261及附设卡合沟平板221连结于行星齿轮机构13的行星齿轮座15。另一方面，因附设凸轮平板230结合于行星齿轮机构13的附设内齿的环形齿轮19，故行星齿轮座15与附设内齿的环形齿轮19会经由负荷感测机构22而连结成为一体而将小齿轮轴6的旋转就此传递，并输出至载重滑轮4作为高速旋转。

再者，与实施例1同样地，于朝径向外侧突出的滑块26，系成为其锁定销卡合部26c卡合有锁定销31的状态。

于此状态时，当载重滑轮4施加有负荷时，行星齿轮机构13的行星齿轮座15,16与附设内齿的环形齿轮19系进行有相对旋转的旋转，且其旋转会分别传递至附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230。通过此时的行星齿轮座15,16与附设内齿的环形齿轮19的相对旋转，附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间会产生相对旋转，且设于其间的负荷弹簧24,25会收缩。

当负荷轻，而附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230为些微相对旋转，且滑块26面对于凸轮部230j的中间倾斜部份的状态时，会成为仅滑块销27被推入滑块26内，但滑块26自身仍保持为突出的状态。因此，得以保持输出高速旋转的状态。

此外，锁定解除沟230f的解除壁230g不会接触锁定销31，滑块26会以维持朝径向突出的状态(高速切换位置)的方式被锁定。

当施加更大负荷时，负荷弹簧24,25会从所述状态更加收缩，藉此附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间的相对旋转系增加其旋转角度。因此相对旋转而使滑块26变成面对凸轮部230j的小径部分的状态时，滑块销27会在滑块26内成为被压入至最大限的状态。在此锁定销31尚未被解除，滑块26被锁定在突出状态(高速切换位置)的状态仍被保持。因此，行星齿轮机构不产生减速功能，全体成为一体状态而旋转，且形成输出高速旋转。

当施加超过低速切换负荷的负荷时，负荷弹簧24,25会更加收缩，且锁定解除沟230f的解除壁230g会推抵锁定销31的前端，并将锁定销31由滑块26的锁定销卡合部26c推出而解除锁定。藉此，被解除锁定的滑块26会通过收缩的销弹簧29的推力胜过滑块弹簧28的推力而被推入滑块勾223e的内部(低速切换位置)。在此，卡合爪35会由滑块26被解放，爪部35a会被爪弹簧37朝径向外侧推出，并卡合于离合环36的离合沟36a。藉此，安装有卡合爪35的附设卡合爪平板223朝逆时针方向的旋转会被离合环36限制，同时，因滑块26的卡合端26a会由内侧凹部221b脱离而成为能与附设卡合沟平板221相对旋转。

于此状态中，附设凸轮平板230会被附设卡合爪平板230限制旋转，藉此，安装于附设凸轮平板230的附设内齿的环形齿轮19亦被限制旋转。结果，行星齿轮17,18会一面自转且一面公转，其公转会由行星齿轮座16输出作为被减速的低速旋转。

此外，此时，与实施例1同样地，锁定销32会卡合于滑块26的锁定销卡合部26d，并将滑块26锁定为推入的状态(低速切换状态)。

在所述的低速切换状态时，当负荷变轻时，负荷弹簧24,25会复原达到负荷变轻的量，且附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间会产生反方向的相对旋转。藉此，滑块销27会成为再次抵接于凸轮部230j的倾斜部分的状态，即使滑块销27成为由滑块26突出的状态，锁定销32亦会保持为将滑块26锁定为推入的状态(低速切换位置)。因此，行星齿轮机构13会成为保持输出低速旋转的状态。

当负荷进一步变轻而成为高速切换负荷以下时，负荷弹簧24,25会大致复原为初始状态。因此，附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间的相对旋转亦变大，锁定解除沟230f的解除壁230h会推动锁定销32的前端而使与滑块26的锁定销卡合部26d的卡合解除。此时，滑块26会抵达面对于凸轮部230j的大径部分的位置，并被滑块弹簧28朝径向外侧(高速切换位置)推出。藉此，卡合爪35系其另一端被滑块26的卡合端26a推动，而前端的爪部35a会由离合器环36的离合沟36a脱离而解除卡合。同时，滑块26的卡合端26a会嵌合于附设卡合沟平板221的内侧凹部221b。结果，附设卡合爪平板223会由离合器环36解放，并且连结至行星齿轮座15，成为附设内齿的环形齿轮19与行星齿轮17,18及行星齿轮座16等一起旋转的状态。藉此，行星齿轮机构13不进行减速功能，且整体成为一体化状态并切换为输出高速旋转的状态。

此时，因附设卡合沟平板221于圆周上设置有复数个内侧凹部221b，故当滑块26由锁定销32解除时，会立刻嵌合于内侧凹部221b，能马上由低速状态切换为高速状态。

如同所述，于本实施例中，系做成为将负荷感测机构22配置于齿轮罩12的内部，且几乎不会变更各机构的构成而能达成相同作用效果的装置。

图18为显示与实施例1同样地除了行星齿轮机构13的外，再设置一个减速机构的变更例的剖面图。在本变更例中，系于负荷输出接头260与载重滑轮4之间设置减速用齿轮。本变更例的负荷输出接头260的连结部260b系于其外周形成齿，并于此啮合减速齿轮50,51。所述减速齿轮50,51系同轴一体地设置有小齿轮50a,51a，所述小齿轮50a,51a系啮合于不能相对旋转地设置于载重滑轮4的端部的载重齿轮4a。如此，通过于负荷输出接头260与载重滑轮4之间介设连结部260b、减速齿轮50,51、小齿轮50a,51a及载重齿轮4a，能将负荷输出接头260的旋转予以减速而增强转矩，能应用于容量更大的卷扬机而不须变更负荷感测变速机构11的构造。再者，减速齿轮50,51系其旋转轴被框架2与外轴环239所支撑。

图19为显示本发明实施例3的负荷感测变速装置的剖面图。本实施例系由与所述的实施例2同样的构成所构成，并将行星齿轮机构13与负荷感测机构22等的连结予以一部分变更者。亦即，在本实施例中，将小齿轮轴6的前端延长并朝行星齿轮机构13的太阳齿轮14的图中左侧突出，且以一体性旋转的方式于其前端安装接头361。所述接头361的端部系安装有附设卡合沟平板221。藉此，在实施例2中系行星齿轮机构13的行星齿轮座15经由接头261而连接于附设卡合沟平板221，但在本实施例中，与行星齿轮机构13的太阳齿轮14一体性旋转的小齿轮轴6系经由接头361而连结于附设卡合沟平板221。

在施加如同所述变更的实施例3中，在无负荷或轻负荷的高速旋转的情况，负荷感测机构22的滑块26会如所述处于朝外方突出的状态，藉此，附设卡合爪平板223与附设卡合沟221会经由滑块26而连结。此时，卡合爪35由离合环36脱离，并解除卡合。因此，经由接头361、附设卡合沟平板221、滑块26、附设卡合爪平板223及附设凸轮平板230，太阳齿轮14与附设内齿的环形齿轮19会连结并成为一体而旋转，且其旋转会由行星齿轮座16及负荷输出接头260输出作为高速旋转。

此外，当负荷施加于载重滑轮4时，行星齿轮机构13的行星齿轮座16与附设内齿的环形齿轮19会旋转。此时，小齿轮轴6会通过卷扬机1而停止旋转，且太阳齿轮14与附设内齿的环形齿轮19之间会产生相对旋转。通过所述相对旋转，分别连结于太阳齿轮14与附设内齿的环形齿轮19的附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间会产生相对旋转，且设置于其间的负荷弹簧24,25会收缩。而且，当负荷变为低速切换负荷时，滑块26会如同所述成为被拉入内方的状态，且附设卡合爪平板223与附设卡合沟平板221的卡合会解除，并通过卡合爪35卡合于离合环36而限制附设卡合爪平板223的旋转。当附设卡合爪平板223的旋转被限制时，附设凸轮平板230与附设内齿的环形齿轮19的旋转会被限制，并通过行星齿轮机构13的减速作用而由行星齿轮座16以与太阳齿轮14相同的旋转方向输出旋转作为低速旋转。

再者，与所述的实施例1、2同样地，滑块26会通过锁定销31,32而保持为被锁定状态，直到负荷达到设定的低速切换负荷与高速切换负荷为止，可防止明明有施加负荷却突然变为高速、或高速与低速的切换会反复来回变化等不稳定的动作，而能稳定且准确地进行切换动作。

此外，于本实施例中，亦同样地设置实施例2的减速齿轮50,51而可应用于容量更大的卷扬机。

图20为显示本发明实施例4的负荷感测变速装置的剖面图。本实施例的变速机构所使用的齿轮机构413，系由较所述的行星齿轮机构有更大设定减速比的内接式行星齿轮机构、或摆线针轮减速机构所构成。如图21所示，所述内接式行星齿轮机构系由中央的偏心的曲轴(crank)401、供曲轴401内接的行星齿轮402、及供行星齿轮402啮合的太阳内齿轮403所构成，如图22所示，摆线针轮减速机构系由中央的偏心体404、供偏心体404内接的曲线板405、内接于设置于曲线板405且排列为圆状的复数个孔405a内的内部销406、接触于曲线板405的波形的外周的外部销407、及将外部销407予以支撑的外侧环408所构成。由具有此种内部构造的内接式行星齿轮机构或摆线针轮减速机构所构成的齿轮机构413，系具有由曲轴401或偏心体404所构成的作为中央旋转构件的中央高速曲轴414、通过行星齿轮402或内部销406所驱动的作为内侧旋转构件的内侧低速齿轮座415、通过太阳内齿轮403或外部销407所驱动的作为外侧旋转构件的外侧低速环419。

在本实施例中，系使小齿轮轴6的前端延长而朝齿轮机构413的中央高速曲轴414的图中左侧突出，并以一体性旋转的方式于其前端安装与实施例3同样的接头361。所述接头361的端部系安装有附设卡合沟平板221。藉此，在本实施例中与齿轮机构413的中央高速曲轴414一体性旋转的小齿轮轴6，系经由接头361而连结于附设卡合沟平板221。此外，齿轮机构413的内侧低速齿轮座415，系通过嵌合于其凸部415a所面对的附设凸轮平板230的凹部230m而连结。再者，外侧低速环419系通过螺栓462,463而安装于负荷输出接头460，且位于所述负荷输出接头460的中央的连结部460b系以一体性旋转的方式安装于载重滑轮4。

在施加如同所述的变更的实施例4中，在无负荷或轻负荷的高速旋转的情况，负荷感测机构22的滑块26会如所述处于朝外方突出的状态，藉此，附设卡合爪平板223与附设卡合沟221会经由滑块26而连结。此时，卡合爪35由离合环36脱离，并解除卡合。因此，经由接头361、附设卡合沟平板221、滑块26、附设卡合爪平板223及附设凸轮平板230，小齿轮轴6(中央高速曲轴414)与内侧低速齿轮座415会连结并与外侧低速环419成为一体而旋转，且其旋转会由外侧低速环419经由负荷输出接头460输出作为高速旋转。

此外，当负荷施加于载重滑轮4时，齿轮机构413的外侧低速环419与内侧低速齿轮座415会旋转。此时，小齿轮轴6(中央高速曲轴414)会通过卷扬机1而停止旋转，且中央高速曲轴414与内侧低速齿轮座415之间会产生相对旋转。通过所述相对旋转，分别连结于中央高速曲轴414与内侧低速齿轮座415的附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间会产生相对旋转，且设置于其间的负荷弹簧24,25会收缩。而且，当负荷变为低速切换负荷时，滑块26会如同所述成为被拉入内方的状态，且附设卡合爪平板223与附设卡合沟平板221的卡合会解除，并通过卡合爪35卡合于离合环36而限制附设卡合爪平板223的旋转。当附设卡合爪平板223的旋转被限制时，附设凸轮平板230与内侧低速齿轮座415的旋转会被限制，并通过齿轮机构413的减速作用而由外侧低速环419以与中央高速曲轴414同方向输出旋转作为低速旋转。

再者，与所述的实施例1、2、3同样地，滑块26会通过锁定销31,32而保持为被锁定状态，直到负荷达到设定的低速切换负荷与高速切换负荷为止，可防止明明有施加负荷却突然变为高速、或高速与低速的切换会反复来回变化等不稳定的动作，而能稳定且准确地进行切换动作。

此外，于本实施例中，亦同样地设置实施例2的减速齿轮50,51而可应用于容量更大的卷扬机。

图23为显示本发明实施例5的负荷感测变速装置的剖面图，图第24为由其A-A方向所见的作用图。本实施例系由与所述的实施例4大致同样的构成所构成，并将齿轮机构413与负荷感测机构22等的连结予以一部分变更者。亦即，在本实施例中，首先将负荷感测机构22相对于齿轮机构413逆向配置，并且将附设卡合沟平板221配置于齿轮机构413与负荷感测机构22之间。在以此方式配置的后，将附设卡合沟平板221与外侧低速环419以螺栓562,563结合，并通过使内侧低速齿轮座415的凸部415a与接头561的孔561a嵌合而分别连结。所述接头561的轴部561b系贯通附设卡合沟平板221及附设卡合爪平板223，且其前端安装有附设凸轮平板230。藉此，在实施例4中，齿轮机构416的中央高速曲轴414系连结于附设卡合沟平板221，且内侧低速齿轮座415系连结于附设凸轮平板230，但在本实施例中，齿轮机构413的外侧低速环419系连结于附设卡合沟平板221，且内侧低速齿轮座415系经由接头561而连结于附设凸轮平板230。

在施加如同所述的变更的实施例5中，在无负荷或轻负荷的高速旋转的情况，负荷感测机构22的滑块26会如所述处于朝外方突出的状态，藉此，附设卡合爪平板223与附设卡合沟平板221会经由滑块26而连结。此时，卡合爪35由离合环36脱离，并解除卡合。因此，经由接头561、附设凸轮平板230、附设卡合爪平板223、滑块26及附设卡合沟平板221，内侧低速齿轮座415与外侧低速环419会连结并与中央高速曲轴414成为一体而旋转，且其旋转会由外侧低速环419经由负荷输出接头460输出作为高速旋转。

此外，当负荷施加于载重滑轮4时，齿轮机构413的外侧低速环419与内侧低速齿轮座415会旋转。此时，外侧低速环419与内侧低速齿轮座415之间会产生相对旋转，通过所述相对旋转，分别连结于内侧低速齿轮座415与外侧低速环419的附设卡合爪平板223与附设凸轮平板230之间会产生相对旋转，且设置于其间的负荷弹簧24,25会收缩。而且，当负荷变为低速切换负荷时，滑块26会如同所述成为被拉入内方的状态，且附设卡合爪平板223与附设卡合沟平板221的卡合会解除，并通过卡合爪35卡合于离合环36而限制附设卡合爪平板223的旋转。当附设卡合爪平板223的旋转被限制时，附设凸轮平板230及内侧低速齿轮座415的旋转会被限制，并通过齿轮机构413的减速作用而由外侧低速环419以与中央高速曲轴414相同旋转方向输出旋转作为低速旋转。

再者，与所述的实施例1、2、3、4同样地，滑块26会通过锁定销31,32而保持为被锁定状态，直到负荷达到设定的低速切换负荷与高速切换负荷为止，可防止明明有施加负荷却突然变为高速、或高速与低速的切换会反复来回变化等不稳定的动作，而能稳定且准确地进行切换动作。

此外，如图25所示，于本实施例中，亦同样地设置实施例2的减速齿轮50,51而可应用于容量更大的卷扬机。

再者，于所述各实施例中，虽使用通过销弹簧29而弹推的滑块销27，但即使使用板片弹簧作为弹性构件代替所述滑块销27及销弹簧29，亦能得到同样的效果。此外，所述弹性构件不设于滑块26而设于附设凸轮平板30或230的凸轮部，亦能得到与所述同样的效果。

此外，于所述各实施例中，为使滑块26在高速位置与低速位置之间的切换更加顺畅，较佳为如图4、图17、或图24所示，附设卡合爪环21或附设卡合沟平板221的内侧凹部21b或221b的两侧壁相对于半径向设置角度，特别是当有负荷时，于与滑块26的卡合部26a接触的侧(图4的21b的右侧、图17的221b的左侧、图24的221b的右侧)，设置更大的角度(从约10度至45度)。推荐如此设计不仅为扩大内侧凹部21b、221b的开口部分而使滑块26容易进出，亦为了确保安全性。亦即，即使因某些障碍，例如销弹簧29故障，造成附设凸轮平板30或230的凸轮部不会给予使滑块26朝径向内侧移动的力量等，而产生滑块26不会朝径向内侧移动的故障，在有负荷时亦会通过使内侧凹部21b、221b与滑块26接触的侧的侧壁的较大幅度倾斜，并以所述侧壁将滑块26推出而脱离，能强制性由高速切换为低速而确保安全性。

所述各实施例的负荷感测变速装置11系安装于卷扬机1，但只要是任何必须因应负荷而自动变速者皆可应用，例如通过安装于自行车的车轴，能在坡道而负荷变大时以低速旋转使旋转轴矩增大，并能在变为平坦的道路时切换为高速旋转。