CN102381601A - 升降机的手动下降机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种升降机的手动下降机构，其即使在因停电或驱动系统故障而使升降机不能驱动的状态下也能下降到安全的场所。在本发明的升降机中，即使升降体因停电或驱动系统故障而处于停止状态，也可以通过手动下降机构解除驱动电机的制动机能，以鼓式制动器加以制动同时使升降体靠自重自由下降，由此，升降体内搭乘的人可以下降到安全的场所。而且，在手动下降时，即使在载重过大而使下降速度过大的情形下，如果在升降体上安装了用于检测过大下降速度的扭矩检测装置并由扭矩检测装置检测出了过大下降速度，就可由小齿轮停止机构使另外在轨条上设置的制动用小齿轮停止，由此，使升降体停止下降。

Description

升降机的手动下降机构

技术领域

本发明涉及一种升降机的手动下降机构，具体涉及一种在停电时能手动使升降体下降的升降机。

背景技术

例如，如同在上端对风力发电的风车进行支撑的塔或在上端支撑展望台的柱体等，在地面上向高处直立设置用于对向上空高高耸立的风车或展望台进行支撑的塔或柱体。

上述塔或柱体等的内部中空，在中空部中内置沿塔内壁升降的装置，当对风车或展望台进行维护或修理时，作业人员利用该升降装置从地面上升到上端的风车等的风车部，在作业完成后利用升降装置下降返回。

作为这样的升降装置，如同专利文献1中所记载的，在塔等的中空圆柱体内自由升降地保持搭载作业人员的升降体，并且，沿中空圆柱体的内壁部在上下方向上铺设轨条，升降体上安装的小齿轮与轨条啮合，借助于动力使小齿轮转动，由此，进行使升降体沿轨条升降的升降作业。

尤其是，在这样的升降机中，升降体自由升降地支撑在轨道上，对该升降体设置电动式的驱动电机，并且在该驱动电机上连动连结作为制动机构的鼓式制动器。通常的升降运动是通过对驱动电机进行驱动而使小齿轮动作进而沿轨道进行升降运动。在通常运行中在使其停止时，通过停止向驱动电机供给电力，使驱动电机停止，从而使升降体在规定的位置停止。

这样，鼓式制动器在与驱动电机连动连结的制动轴上安装制动靴，在升降机体的外壳上安装制动鼓，通过制动轴的转动所产生的离心力的作用使制动靴扩径，制动靴的外周面抵接制动鼓的内周面，通过其摩擦力使制动轴的转动保持一定。

【专利文献1】日本专利公开第2000-310261号公报

发明内容

然而，在停电时，因为切断了用于升降的电力的供给，升降机因不能驱动而不能下降，因此，出现升降机内的人被困在升降机内的问题。

在通常的下降运动时，在对升降体加载规定值以上的载重时，施加在小齿轮上的转动力大于驱动电机的下降驱动转的动力，产生升降体以规定值以上的速度下降的危险。

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种即使在停电时或因驱动系统的故障而不能驱动的状态下也能够下降到安全的场所的升降机。

因此，本发明提供的升降机的手动下降机构具有如下特征：竖立在地面上的中空圆柱体的中空部内竖直铺设轨道，搭乘作业人员的升降体自由升降地支撑在所述轨道上，并且，使小齿轮与设置在所述轨道上的轨条啮合，将所述小齿轮连动连结于所述升降体的升降机中的驱动电机的输出轴，通过对所述驱动电机通电驱动，使所述升降体在所述中空圆柱体内进行升降动作；在所述驱动电机不通电时，利用所述驱动电机中内置的停止机构使所述小齿轮停止转动，从而使升降机停止动作；在所述停止机构上连动连结手动下降机构，当所述升降机意外停止动作时，利用所述手动下降机构解除所述驱动电机的所述停止机构，由此，借助于所述升降体的自重使所述小齿轮的转动成为游动状态能够作下降动作，并且在小齿轮轴上设置扭矩检测装置；在检测出所述小齿轮以超过规定的转动使所述升降体的下降速度过快时，利用小齿轮停止机构使在所述轨条上另外设置的制动用小齿轮停止，使所述升降体停止下降。

在本发明的升降机的手动下降机构中，所述小齿轮停止机构具有无励磁制动器，所述无励磁制动器，在由所述扭矩检测装置检测出所述小齿轮以超过规定的转动使所述升降体的下降速度过快时，对制动用小齿轮的驱动轴进行制动。

在本发明的升降机的手动下降机构中，所述升降体具有能够使一名作业人员在站立状态下搭乘的搭乘部。

本发明以上述形态被实施，产生以下效果。

(1)在本发明中，升降机在通常运转时，来自驱动电机的转动力被传送到驱动用小齿轮，可以使升降体沿设置轨条的轨道自由升降。而且，在停电等非通电状态下，虽然启动驱动电机的制动机能使升降机停止，但是，通过用手动下降机构解除该制动机能，使小齿轮处于自由状态，从而使升降体靠自重下降。那么，与小齿轮连动连结的鼓式制动器因小齿轮的转动而动作，同时，通过该鼓式制动器的制动，升降体以一定的速度下降。

这样，即使升降体在停电时或因驱动系统的故障而处于停止状态，也可以通过用手动下降机构解除驱动电机的制动机能，一边以鼓式制动器加以制动一边使升降体靠自重自由下降，使升降体内搭乘的人可以下降到安全的场所。

在停电时等手动下降的情形下，如果施加过大的负载，会有急速下降的危险。因此，设置了检测急速下降时升降体的过大下降速度的扭矩检测装置，扭矩检测装置对过大下降速度进行检测，通过小齿轮停止机构使另外在轨道上设置的制动用小齿轮停止，从而使升降体停止下降，因此，提高升降体的安全性。

(2)在本发明中，扭矩检测装置根据超过规定的转动来检测升降体的过大下降速度，并且对与无励磁制动器连动连结的制动用小齿轮进行制动，因此，可以在升降体以过大下降速度下降的情形下对制动用小齿轮进行制动从而使升降体停止升降。

(3)在本发明中，因为可以作业人员一人在站立状态下搭乘升降体，所以可以缩小操作人员搭乘的升降体，并可以有效利用设置升降体的塔内部的空间。

附图说明

图1是本实施方式中升降机设置手动下降机构后的整体结构的左视图。

图2是本实施方式中升降机设置手动下降机构后的整体结构的主视图。

图3是本实施方式中升降机设置手动下降机构后的整体结构的右视图。

图4是本实施方式中升降机设置手动下降机构后的整体结构的俯视图。

图5是本实施方式的升降机的整体结构的立体图。

图6是本实施方式的升降机的驱动部的结构的主视图。

图7是本实施方式的升降机的驱动部的结构的俯视图。

图8是本实施方式的升降机的小齿轮停止机构的结构的左视图。

图9是本实施方式的升降机的小齿轮停止机构的结构的右视图。

标号说明

11升降机

13轨道

15轨条

28手动下降机构

33电磁电机

36小齿轮驱动轴

37驱动用小齿轮

38制动用小齿轮

42鼓式制动器

51扭矩限制器

60小齿轮停止机构

61无励磁制动器

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

本发明的升降机11，例如，被安装在竖立在地面上的中空圆柱体的风力发电塔的中空部内。升降机11，在中空圆柱体的塔90内使升降机支撑体12(如图4所示)以上下方向延伸，在该升降机支撑体12内以上下方向设置轨道13，并设置沿该轨道13自由升降的升降体14。

如图4所示，升降机支撑体12借助支撑体安装部件93安装于塔90的内周面91，并沿内周面91上下延伸。升降机支撑体12俯视时，由左右延伸片16、从左右延伸片16的两端部向升降体14的左右侧面延伸的侧部框架29a、29b构成的框形。左右延伸片16和侧部框架29a、29b以梯子状在上下方向上以一定间隔被设置多个。92为塔90连接部的凸缘面。

上下延伸地设置左右延伸片16，利用该左右延伸片16安装轨道13。轨道13上形成有沿其主体的侧面部延伸的轨条15。升降体14沿这样形成的轨道13自由升降。

如图1和图2所示，升降体14在上部设置搭乘部17，在下部设置驱动部18。

如图1所示，在搭乘部17中，仅一名作业人员能够以站立状态搭乘。搭乘部17包括作业人员的站立底板部19和围绕作业者P周围的固定框架。固定框架20设置有：设置在作业者前方的固定框架94、支撑作业人员背部的支撑框架21、配置在升降体14上部的上部框架22、以及支撑作业者左侧的侧部框架23。如图5所示，在壳体32一侧的外周面上设置作业者P可以搭乘的搭脚体95。而且，未在作业者P的右侧设置侧部框架23，以使作业者P可以从右侧搭乘。

在塔90的中空部内的可占面积少的情形下，一人乘坐的升降机11因为作业者P一人以站立状态搭乘，所以能够使升降体14缩小，可以有效利用塔90的中空部内的空间。

如图2所示，固定框架20由左右一对纵向框架片24a、24b以及横架在该24a、24b上的多个横向框架片25构成大致矩形。而且，在左右一对纵向框架片24a、24b的中部设置有把手26、26。把手26、26用来让作业者P抓住以免从升降体14掉落。

如图2所示，在固定框架20的右纵向框架片24b的上侧设置用于升降的开关27。作业者P向上按该用于升降的开关27的开关片则可使升降体14上升，向下按开关片可使升降体14下降。

因此，如图2和图3所示，在固定框架20的右纵向框架片24b的下侧设置手动下降机构28的制动释放控制杆71。下面详细说明手动下降机构28。

如图4所示，在上下方向上以一定间隔设置的多个侧部框架29a上，沿上下方向延伸有供电轨道30。而且，使升降体14的供电部31啮合于该供电轨道30，升降体14能够通过从供电轨道30向供电部31供电而进行升降。

如图2所示，在搭乘部17的上经由固定在上部框架22上的车轮支撑体83而配置沿轨道13转动的部设置辅助行走车轮84。

另外，在搭乘部17下部，驱动部18设置在箱状壳体32(如图4所示)内。

如图6～图7所示，驱动部18在壳体32的下部设置用于驱动升降体14升降的驱动电机33，并且在驱动电机33的上部设置用于使升降体14以一定速度下降的制动机构34。在制动机构34的上部设置小齿轮停止机构60。

如图1所示，在驱动部18中设置行走上限用限制器85，以使升降体14不再向上上升，而且，设置行走下限用限制器86，以使升降体14不再向下下降。

驱动电机33经由小齿轮驱动轴36自由转动地安装驱动用小齿轮37，驱动用小齿轮37与轨条15啮合。除了上述驱动用小齿轮37之外，制动用小齿轮38也与轨条15啮合。如图9所示，驱动用小齿轮37和制动用小齿轮38在其外周端部的中央具有凹部39。在该凹部处形成与外周端部的轨条15的凹凸部啮合的凹凸部40。通过使驱动用小齿轮37和制动用小齿轮38在轨条15上转动，使升降体14沿轨条15行走。

在驱动电机33中内置停止机构(未图示)，在停止从电源向驱动电机33供电时，保持驱动电机33的小齿轮驱动轴36使驱动电机33停止。

也就是说，在驱动电机33为一般的弹簧封闭式(spring close)电磁电机对线圈加电压时，由弹簧抑制的电枢被吸入而压紧弹簧，在电枢与圆板(disk plate)之间形成间隙，从而解除制动力。当停止向线圈供给电压时，弹簧的弹力被解除，电枢被圆板压紧，提供制动力。

在通常运转时，可以通过停止向驱动电机33供电来使升降体14停止。另外，在停电时，向驱动电机33供给的电力被切断，在驱动电机33内对弹簧的加力解除，能够使升降体14停止。

驱动电机33中，从其上端部向上方突出有输入轴41，并将鼓式制动器42连动连结于该输入轴41。输入轴41在驱动电机33内与小齿轮驱动轴36连动连结。因此，随着小齿轮驱动轴36转动，输入轴41也转动。

另外，如图6所示，在输入轴41的上端设置制动机构34的鼓式制动器42。如图6所示，该鼓式制动器42包括大致圆筒状的制动鼓43和在该制动鼓43的内部容纳的与驱动电机33的输入轴41连动连结的制动靴44。在图6中，45为轴承，46为轴承支撑体，47为轴端盖安装用螺栓。

如图6所示，制动靴44在驱动电机33的输入轴41上设置的轴套48的外周面上以放射状突出设置8个制动瓦支撑体49，在各制动瓦支撑体49的前端部设置圆弧截面的制动瓦50。

如图6所示，鼓式制动器42在随驱动电机33的输入轴41的转动而产生的离心力的作用下使制动靴44的制动瓦支撑体49伸张，由此制动瓦50的外周面向外扩张，制动瓦50的外周面抵接于制动鼓43的内周面，通过其摩擦力使驱动电机33的输入轴41的转动变慢，并使与该输入轴41连动连结的小齿轮驱动轴36的转动变慢，由此，使得驱动用小齿轮37的转速下降，进而使升降体14以一定的速度升降。

如图6所示，在鼓式制动器42的上方作为扭矩检测装置设置有扭矩限制器51，用于检测作用在鼓式制动器42的制动鼓43上的扭矩。

如图6所示，在扭矩限制器51(例如，日本椿本社制造的TL250-1等)以一定的紧固力保持连结体52，当抵抗该紧固力而在鼓式制动器42上作用规定值以上的扭矩时，扭矩限制器51解除对连结于鼓式制动器42的连结体52的保持，使小齿轮停止机构60动作并使制动用小齿轮轴66固定。

如图7所示，连结体52设置有大直径的正齿轮53和与该齿轮啮合的小直径的小齿轮54。在小齿轮54上，连结板55的基端连结于小齿轮54的连结轴56，连结板55以连结轴56为轴自由转动地连结于连结轴56。

如图7所示，用螺栓将正齿轮53安装在制动鼓43的上部，将圆筒状保持体57连结于扭矩限制器51，保持体57在其底部用轴端盖安装用螺栓47安装，以使正齿轮53与制动鼓43成为一体。

如图8和图9所示，小齿轮停止机构60具有作为电磁离合器或制动器的一种的无励磁制动器61。电磁离合器或制动器，利用对线圈通电所产生的电磁力进行机械连结、分离、制动或保持。所谓无励磁制动器61，指的是在停电等切断向线圈的通电时利用弹簧的力而动作的制动器。

无励磁制动器61，例如，可以采用三木滑轮株式会社制造的458型号产品。其内部具有安装凸缘、内置有励磁线圈并通过双头螺栓安装在安装凸缘上的定子、在设置于定子的前面的上述双头螺栓上沿轴向自由滑动地安装的电枢、设置在安装凸缘与电枢之间的转子、以及套在上述双头螺栓上且在安装凸轮的方向上压紧上述电枢的扭矩弹簧。在壳体外部具有通过手动操作来释放制动用小齿轮轴66的释放操作杆62。

当无励磁制动器61的线圈断电时，磁通量消失，利用被压缩后的扭矩弹簧的恢复力，使电枢瞬间从定子释放，转子被电枢和安装凸缘夹住，通过其摩擦力使轴制动、保持。

此时，在定子与电枢之间保持有一定的空隙。当对线圈通电时，定子克服扭矩弹簧的压缩力而吸引电枢，转子成为自由状态从而释放制动用小齿轮轴66。

而且，即使在停电时的未通电状态下，通过将释放操作杆62向定子侧拉动，能够使电枢压向定子，转子成为自由状态从而释放制动用小齿轮轴66。释放操作杆62在没有外力的情形下被加力而变为直立状态。在本实施方式中，在通常运转时使操作杆抵接部件63抵接的释放操作杆62向定子侧移动，释放制动用小齿轮轴66而使升降体14自由升降。

如图7所示，俯视图中呈“く”字形的操作杆抵接部件63以连结轴64为轴自由转动地连结于驱动部的固定框架20。操作杆抵接部件63与连结板55由连结带65连结。

操作杆抵接部件63在通常运转时处于抵接于无励磁制动器61的释放操作杆62的状态，在该状态下对制动用小齿轮轴66解除制动。

对此，在加速时等，当操作杆抵接部件63的抵接被解除时无励磁制动器61的制动机构动作，制动用小齿轮轴66被制动并且制动用小齿轮38成为停止状态。在本实施方式中，通过对制动用小齿轮轴66进行制动，使升降体14强制停止。

采用上述结构，本实施方式的升降机11在平时升降时通过一边使驱动用小齿轮37和制动用小齿轮38啮合在轨条上一边行走，使升降体14上下自由升降。

当停电时，对驱动电机断电，升降体14此时停止。升降体14当在塔90的中空部内的上部停止时，有必要通过手动使升降体14下降。本实施方式的升降机11具有在停电时停止的情形下通过手动而下降的手动下降机构28。下面，参照图1～图3说明停电时的升降机11的手动下降机构28。

手动下降机构28如图2和图3所示，在固定框架20上具有制动释放操作杆71，制动释放操作杆71设置在固定框架20的右纵向框架片24b的下部。通过由转动轴73将制动释放操作杆71的基端部转动支撑于右纵向框架片24b的侧壁上，将该制动释放操作杆71上下自由转动地转动支撑连结于右纵向框架片24b的中部。

通过将安全销75插入形成在右纵向框架片24b上的销孔，将制动释放操作杆71安装固定于右纵向制动瓦24b的内侧部。安全销75在除紧急情况以外的通常运转状态下使该制动释放操作杆71固定以不进行操作。

拉线78的一端连结于制动释放操作杆71的中部，并且拉线78的另一端连结于能将驱动电机33的后述制动机能打开的机构。拉线78采用将内部拉线可滑动地插入绝缘皮中的类型并且沿右纵向框架片24b设置。

如图6所示，驱动电机33具有手动打开其制动机能的手动打开用操作杆80，通过将手动打开用操作杆80向上倾倒，在对驱动电机33内的未图示的起制动作用的弹簧进行按压的电枢与圆板之间形成间隙，以解除制动力。当手动打开用操作杆80向下倾倒时，驱动电机33内的起制动作用的弹簧被解除，使电枢压在圆板上，从而启动制动机能。

在上述驱动电机33中，从上述制动释放操作杆71引出的拉线78的另一端连动连结于手动打开用操作杆80的一端。手动打开用操作杆80通过螺旋弹簧82连结于在驱动电机33的主体的一定位置设置的固定部件(未图示)。螺旋弹簧82对手动打开用操作杆80向动作侧(不释放制动)的下侧加力。

下面，说明手动下降机构28的操作方法。首先，如图2和图3所示，拆除设置在上述制动释放操作杆71上的安全销75，使制动释放操作杆71自由转动。然后，手持制动释放操作杆71，在上方用手以图3所示的方向向下拉制动释放操作杆71，使之以转动轴73为轴转动，牵拉设置在制动释放操作杆71的中部的拉线78的一端。

由此，在拉线78的另一端，驱动电机33的起制动作用的手动打开用操作杆80以轴部81为轴向上转动。在驱动电机33内，设置通过手动打开用操作杆80的转动使弹簧加力的机构。

也就是说，因手动打开用操作杆80的转动而使弹簧加力，在驱动电机33内的电枢与圆板之间形成间隙，由此解除制动力。因此，可以解除驱动电机33的制动动作。

升降机11由制动机构34加以制动，同时以一定速度下降。也就是说，鼓式制动器42通过随驱动电机33的输入轴41的转动而产生的离心力的作用，使制动靴44的片支撑体49伸张，由此使制动瓦50的外周面向外扩张，制动瓦50的外周面抵接于制动鼓43的内周面，通过该摩擦力使驱动电机33的输入轴41的转动变慢，使与该输入轴41连动连结的小齿轮驱动轴36的转动变慢，以使升降体14以一定速度下降到规定的安全位置。

在驱动电机33上具有未图示的减速齿，通过该减速齿可以抑制驱动用小齿轮37的转动，由此，可以抑制升降体14的下降速度使之以一定速度下降。

结果，本实施例的升降机11即使停电或驱动系统故障，也可以下降到一定的安全位置。使升降机11下降到安全位置之后，因制动释放操作杆71返回到原来的位置，所以对驱动电机33施加制动，使升降体14停止下降。

下面，说明在上述手动下降过程中当下降速度过快时使升降体14停止的方法。

在上述手动下降过程中出现载重过大等异常的情形下，因手动下降速度变大，所以驱动用小齿轮37的转速也增大。因此，驱动电机33的输入轴41的转速变大，当鼓式制动器42动作时，在制动靴44的外周面与制动鼓43的内周面之间因摩擦而生热，制动靴44的外周面与制动鼓43的内周面之间的摩擦力因摩擦热而变小，导致制动力变小。

因此，在本实施方式中，在制动力变小之前，由扭矩限制器51检测作用于制动鼓43的扭矩变到规定值以上，扭矩限制器51解除由连结体52对制动鼓43的保持，由此使小齿轮停止机构60动作，从而使升降体14强制停止。

也就是说，升降体14在紧急情况载重过大时，因载重过大引起的转速的负荷作用于制动鼓43，在扭矩限制器51将规定值以上的扭矩作用于制动鼓43的情形下，由扭矩限制器51解除连结体52的保持。

由此，在扭矩限制器51与制动鼓43之间连结的保持体57所进行的保持被解除，使得制动鼓43自由转动。制动鼓43逆时针转动，在制动鼓43上部设置的正齿轮53也逆时针转动。而且，与正齿轮53啮合的小齿轮54转动，与小齿轮54相连结的连结板55也顺时针转动。

这样，在连结板55上连结的连结带65被拉进，通过由连结带65牵拉操作杆抵接部件63，解除由操作杆抵接部件63向无励磁制动器61的释放操作杆62抵接。

由此，无励磁制动器61制动，对与无励磁制动器61连动连结的制动用小齿轮轴66进行制动。由此，使制动用小齿轮38制动，以在升降体14下降速度过快时使升降体14停止升降。

如上所述，本实施例的升降机11通过由手动下降机构28解除在停电等不通电时或因驱动系统故障造成驱动电机33的制动，由此使驱动用小齿轮37处于自由状态，使升降体14靠其自重下降，并利用引入了驱动用小齿轮37的转动力的鼓式制动器进行制动，使得升降体14以一定的速度下降。

由此，即使升降体14在停电时或因驱动系统故障而停止的状态下，搭乘升降体14的人也能下降到安全的场所。

在手动下降时，即使在例如载重过大而使下降速度过快时，也可由驱动部上设置的扭矩检测装置检测该过大的下降速度，并由小齿轮停止机构60使升降机11停止，因此，即使在发生意外时也能够具有安全性。

在本实施方式中，虽然说明了在风力发电机的塔90内设置的升降机11，但本发明并不限于此，例如，也可以适用于在堤坝内或沿一定斜率的倾斜面升降的单轨等。也可以适用于用于输送人的单轨、工程上使用的单轨。

Claims (3)

1.一种升降机的手动下降机构，其特征在于：

竖立在地面上的中空圆柱体的中空部内竖直铺设轨道，搭乘作业人员的升降体自由升降地支撑在所述轨道上，并且，使小齿轮与设置在所述轨道上的轨条啮合，将所述小齿轮连动连结于所述升降体的升降机中的驱动电机的输出轴，通过对所述驱动电机通电驱动，使所述升降体在所述中空圆柱体内进行升降动作；

在所述驱动电机不通电时，利用所述驱动电机中内置的停止机构使所述小齿轮停止转动，从而使升降机停止动作；

在所述停止机构上连动连结手动下降机构，当所述升降机意外停止动作时，利用所述手动下降机构解除所述驱动电机的所述停止机构，由此，借助于所述升降体的自重使所述小齿轮的转动成为游动状态能够作下降动作，并且在小齿轮轴上设置扭矩检测装置；

在检测出所述小齿轮以超过规定的转动使所述升降体的下降速度过快时，利用小齿轮停止机构使在所述轨条上另外设置的制动用小齿轮停止，使所述升降体停止下降。

2.根据权利要求1所述的升降机的手动下降机构，其特征在于：

所述小齿轮停止机构具有无励磁制动器，

所述无励磁制动器，在由所述扭矩检测装置检测出所述小齿轮以超过规定的转动使所述升降体的下降速度过快时，对制动用小齿轮的驱动轴进行制动。

3.根据权利要求1或2所述的升降机的手动下降机构，其特征在于：

所述升降体具有能够使一名作业人员在站立状态下搭乘的搭乘部。

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