JP2012180726A - シャッター開閉機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の火災時に開口部を開閉する開閉機では、消防用の水圧でスイッチを入れ、バッテリを駆動源にして電動モータの回転で開口させる構成であるが、バッテリの点検整備が怠っていると、バッテリの放電・電圧不足・容量不足等により電動モータが回転しないという問題がある。本発明では、バッテリと消防用の供給水を駆動源として電気と水圧で回転して開口する開閉機を提供する。
【解決手段】開閉機３は、モータ軸１５に軸着する水車装置１２を駆動源にする第一駆動力２９と、該水車装置１２と連結した状態で通常時に商用電源２８で回転する電動モータ１４の第二駆動力３０と、火災時に蓄電池２７の電源の供給で回転する前記電動モータ１４の第三駆動力３１と、前記モータ軸１５に回転を停止する制動装置１６とを備え、前記第一及び第三駆動力２９・３１は、火災時にモータ軸１５を駆動回転させる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、開口部を開閉する遮蔽部材を備えた開閉機であり、この開閉機が火災時等に商用電源が停止されたとき、消防用の供給水により、水圧を駆動源にする水車と蓄電池を駆動源にする電動モータとを合わせて駆動回転させて、開口部の遮蔽部材を巻き上げる駆動装置の構成に関するものである。

従来の特許文献１の開口部を開閉する開閉機は、平常時のシャッター制御盤に商用電源を供給し、火災時には消防送水検知スイッチにより起動される。電源は、停電時であれば内蔵バッテリによる電源をシャッター制御盤に供給し、非停電時であればそのまま商用電源をシャッター制御盤に供給し、かつシャッター解放信号を送出するシャッター非常電源装置である。火災時は、消防送水検知スイッチにより起動された際に、非停電時の場合に商用電源の供給を一旦遮断し、その後商用電源を復帰供給するようにした構成である。

特許第３５００５９７号公報

しかし、停電時における電源である内蔵バッテリは、大きな容量のものでなければならず、常時メンテナンスが必要であり、充電動作をすることで電力を保持できる状態にして、定期的に交換をすることもあり、場所と費用を必要とする問題があった。
本発明では、蓄電池を電源とするモータと水圧で駆動させる水車との２つの駆動部で回転する開閉機を提供するもので、電力の半減と供給水の半減をする省エネ機構にして、万が一にも蓄電池が放電して使用できない状態でも、水車の回転で開口させることができる構成とする。

請求項１の発明では、開口部で遮蔽材を上下動する開閉機の駆動装置の構成である。
前記遮蔽材は、開口部側面に沿って巻取りドラムに巻回可能な開閉機に接続されている。
前記開閉機は、巻取りドラムを回転する減速機を備え、該減速機に入力回転するモータ軸に軸着する水車装置を駆動源にする第一駆動力を備える。該水車装置には、通常時に商用電源の供給で回転する電動モータを連結する第二駆動力を備える。火災時は、蓄電池の電源の供給で前記電動モータを回転させる第三駆動力を備える。前記モータ軸は、回転を停止させる制動装置を備えている。
火災時には、消火用の消防水を供給口に供給することで、前記電動モータのモータ軸を蓄電池による第三駆動力を駆動回転させる電動モータのスイッチになる供給口を備える。
前記供給口は、第一駆動力の水圧または第二・第三駆動力の電動により制動装置を少なくとも一方の動作で解除する。
前記第一及び第三駆動力は、火災時にモータ軸を駆動回転させる構成とする。

請求項２の発明では、請求項１の第一駆動力は、水車装置のケース本体内に水車を備え、該水車に供給水を噴射させるノズルと供給水を排出する排水口を備え、モータ軸に電動モータと制動装置を同軸に軸着する構成とする。

請求項３の発明では、請求項１の第二駆動力は、電動モータの遮蔽材が下降するとき、回生制動により発電して蓄電池に充電する構成とする。

請求項４の発明では、請求項１の制動装置は、火災時に消火用の供給水の水圧を受け制動を解除する水圧によるスイッチを備えた供給口である構成である。

請求項１の構成では、火災の時にモータ軸を駆動回転させる駆動力を、消火用の供給水のよる水車装置の第一駆動力と蓄電池を電源とする電動モータの第三駆動力とにより回転させる作用がある。
請求項２の構成では、消火用の供給水の噴射により、モータ軸を駆動回転させる作用がある。
請求項３の構成では、遮蔽材の重量により下降するときに発電して蓄電される作用がある。
請求項４の構成では、供給水が供給されると電動モータに蓄電池が接続され、制動装置も解除される作用がある。

請求項１の発明では、消火用の供給水を挿入することで、制動装置を解除して蓄電池の電源を電動モータに接続し、供給水を噴射して水車装置の駆動力を得て、電動モータと水車装置の２つの力でモータ軸を駆動回紜して遮蔽部材を上昇させるため、２つの駆動源を備えているので出力が高く速く、小型化と省エネができ、どちらか一方が不調でも稼働させることができる効果がある。
請求項２の発明では、モータ軸に水車と電動モータと制動装置が連結され、二通りの駆動力と同軸に制動力を与えることができる効果がある。

請求項３の発明では、遮蔽材の重量で下降するときに、モータ軸を回転させて電動モータが回生制動により発電して、蓄電池に充電することができる効果がある。
請求項４の発明では、供給口に送水することで、水車装置の作動と蓄電池の電源の給電が作動させることができる効果がある。

開口部に設置した開閉装置の正面断面図。 水車装置の構造図。 正常運転時のフローチャート図。 火災時のフローチャート図。 火災時のバッテリ故障時のフローチャート図。 回生制動による充電時のフローチャート図。

本発明は、開口部１を遮蔽材５の上下動により開閉する開閉装置２を備え、この開閉装置２の開閉機３を開口部１の上部に配置している。駆動部は、水車装置１２を備えた第一駆動部２９と、商用電源２８で回転する電動モータ１４を備えた第二駆動部３０と、蓄電池を駆動源にする第三駆動部３１と制動装置１６を備えている。
第一駆動部２９は、水車装置１２を駆動源にして、水車１３を回転させる水圧を供給する供給口２３と、排水する排水管２４を備えて、特許第２５５３９５０号公報の空気導入口付き水圧シャッタ開閉機の構成を採用している。
第二駆動部３０は、商用電源２８で回転する電動モータ１４と制御盤２５を備えている。
第三駆動部３１は、蓄電池２７を駆動源にして電動モータ１４を回転させるインバータ２６を備えている。
第一駆動部２９と第二駆動部３０と第三駆動部３１を備えた開閉装置２について、一実施形態を図面で示し説明する。

図１は、開閉装置２の全体を示すもので、開口部１に巻取りドラム４を備え、この巻取りドラム４に遮蔽材５を巻回して吊下げられ支持軸により回転可能に軸着され、開閉機３の回転を伝達する伝達装置８を備えている。開閉機３は、伝達装置８側に減速機９を配置して、水車装置１２を入力として減速機９に接続し、水車装置１２と同軸に電動モータ１４のモータ軸１５に連結して、制動装置１６も同軸に備えている。
水車装置１２は、消防用の水圧を供給する供給口２３を備え、供給口２３に水圧が掛ると、送水されて水車１３が回転を始め排水管２４から外部に排出し、水圧で制御盤２５を作動させ、制動装置１６を解除して、蓄電池２７によりインバータ２６で電動モータ１４を回転させる。

商用電源２８は、制御盤２５により上昇・下降のスイッチを入れることで、電動モータ１４を回転させることができ、インバータ２６に接続して低速運転と高速運転をさせることもできる。蓄電池２７は、リチウムイオン電池・ニッケル水素電池・角型電池・電気二重層キャパシタ・鉛電池・その他電池機能を備えたものを対象にして、インバータ２６を介して電動モータ１４を駆動回転させている。

図２は、開閉機３の水車装置１２を説明するもので、特許第２５５３９５０号の空気導入口付き水圧シャッタ開閉機の構成を採用したもので、巻取りドラム４を回転させる伝達装置８に出力する減速機９がケース本体１０により形成され、内部をギヤ群１１により入力される電動モータ１４のモータ軸１５の回転トルクを高トルクの低回転数にする。モータ軸１５は、減速機側の一端に入力ピニオンを備え、ギヤ群１１に回転を伝達する駆動源を、水車１３と電動モータ１４により得ることができ、他端に制動装置１６を備えて連結している。

水車装置１２は、モータ軸１５に固着された水車１３に水圧を噴出するノズル１９を備え、ノズル１９からの流量を調整する水量弁２０を備え、水圧を供給する供給口２３に配管している。水量弁２０は、伝達装置８に接続され開口部１の遮蔽材５の位置により、水量弁２０の開閉をすることで水圧の流量を調整して、水車１３の回転トルクを適切に受けている。

水量弁２０とノズル１９間には、圧力シリンダ２１に配管され、水圧が高まると制動装置１６を解除して、モータ軸１５を回転可能にする。制動装置１６は、モータ軸１５に嵌着された制動板１７ａに圧力シリンダ２１の伸縮動作でブレーキ杆２２を回動させて、制動板１７ａからライニング１７を離間させて制動力を小さくして水車１３を回転させ、巻取りドラム４を回転させることで遮蔽材５を上昇させて開口する。

圧力シリンダ２１は、ばね１８が備えてあり水圧が小さくなれば、ばね１８の付勢力でライニング１７が制動板１７ａに当接してモータ軸１５の回転を停止することになる。
圧力シリンダ２１の延長先には、ソレノイド３２が備えてあり、通電時の正常運転においては、電気により電動モータ１４の回転と同時にソレノイド３２を作動させて、制動板１７ａとライニング１７を離間させて制動を解除する。

図３は、商用電源２８を使用して開閉装置２を駆動する正常運転時の第二駆動力３０であり、三相電源により制御盤２５から電動モータ１４の回転を指示することで、モータ軸１５の水車１３と制動板１７ａの制動解除をして減速機９に入力して巻取りドラム４を回転させ、遮蔽材５を上昇させる。このときの供給口２３は、何も起動しない無作動の状態にいる。蓄電池２７は、制御盤２５より適切な電圧の供給を受け、充電をしている。制御盤２５は、開閉機３の上昇・停止・下降のスイッチを備え、商用電源２８をインバータ２６に介して電動モータ１４に通電して、制動装置１６を解除することで駆動回転させる。

図４は、火災時による開口部１を開口して、消火活動をする作業のための入口となるが、商用電源２８が停止されるので遮蔽材５を上昇させることができない。開口するには、消防自動車が到着して、消火用ホースを供給口２３に接続して水圧を掛けることで、制動装置１６を解除して、水車１３に水圧を噴出して回転させることができる。水車１３は、回転するとモータ軸１５を回転することで、減速機９が巻取りドラム４を回転して遮蔽材５を回転して上昇させる第一駆動力２９である。

供給口２３は、水圧が掛ることで、水車１３に水圧を噴出させると共に、蓄電池２７に接続してインバータ２６を介して電動モータ１４を駆動回転させる第三駆動力３１を得ることができる。モータ軸１５は、第一駆動力２９と第三駆動力３１の２つの駆動回転を受けて、巻取りドラム４を回転させることができる。２つの駆動力は、水圧が低い時でも、蓄電池２７の電源によりインバータ２６を介して電動モータ１４を駆動回転させることができる。

図５は、火災時に蓄電池２７が放電状態で第三駆動力３１の使用ができないことになり、第一電力２９のみで駆動することになる。第一駆動力２９は、供給口２３から水圧を送水されて制動装置１６を解除し、水圧で水車１３を回転させることで巻取りドラム４を上昇させる。遮蔽材５の上昇は、供給口２３に水圧を送水し続けることで上昇して、水圧を停止すれば、制動装置１６が作動してモータ軸１５を固着すること遮蔽材５を停止させることができる。また、遮蔽材５を下降するときは、水圧を供給口２３に送水することで、制動装置１６を解除することで、モータ軸１５が回転自在になり、遮蔽材５が巻取りドラム４に吊下げられて重量を掛けているので、その重量により下降が始まる。地上面ＧＬ付近になれば、水圧を下げて速度を落とし閉鎖する回転を停止させる。

図６は、遮蔽材５を下降させて開口部１を閉鎖するとき、制御盤２５の下降を指令することで遮蔽材５が下降動作をする。下降動作は、遮蔽材５の重量が駆動源になり、モータ軸１５を回転させて電動モータ１４の磁気ローターを回転することで、磁気ローターとモータコイルにより発電され、インバータ２６を介して蓄電池２７に適切な電圧にして電流が通電されて充電される。

本発明は、開閉機に限らず、ホームエレベータとか搬送機の昇降用駆動部・コンベアの駆動部として採用できる。昇降用駆動部・駆動部は、商用電源が停止しても、蓄電池か水道等の水圧の供給があれば駆動回転させることができるので、台風とか電力元の事故とかで停電時の時でも利用することができる効果が出る。

１ 開口部
２ 開閉装置
３ 開閉機
４ 巻取りドラム
５ 遮蔽材
６ ガイドレール
７ 支持軸
８ 伝達装置
９ 減速機
１０ ケース本体
１１ ギヤ群
１２ 水車装置
１３ 水車
１４ 電動モータ
１５ モータ軸
１６ 制動装置
１７ ライニング
１７ａ制動板
１８ ばね
１９ ノズル
２０ 水量弁
２１ 圧力シリンダ
２２ ブレーキ杆
２３ 供給口
２４ 排水管
２５ 制御盤
２６ インバータ
２７ 蓄電池
２８ 商用電源
２９ 第一駆動力
３０ 第二駆動力
３１ 第三駆動力
３２ ソレノイド

Claims (4)

1. 開口部で遮蔽材を上下動する開閉機の駆動装置において、
   前記遮蔽材は、開口部側面に沿って巻取りドラムに巻回可能な開閉機に接続され、
   前記開閉機は、巻取りドラムを回転する減速機を備え、該減速機に入力回転するモータ軸に軸着する水車装置を駆動源にする第一駆動力と、
   該水車装置と連結した状態で通常時に商用電源の供給で回転する電動モータの第二駆動力と、
   火災時に蓄電池の電源の供給で回転する前記電動モータの第三駆動力と、
   前記モータ軸に回転を停止する制動装置と、を備え、
   前記電動モータは、火災時に消火用の消防水を供給口に供給することで、モータ軸を蓄電池による第三駆動力を駆動回転させる電動モータのスイッチになる供給口と、
   前記水圧または商用電源の少なくとも一方の動作で解除する制動装置と、
   前記第一及び第三駆動力は、火災時に入力軸を駆動回転させることを特徴とするシャッター開閉機の駆動装置。
2. 前記第一駆動力は、水車装置のタービンケース内にモータ軸に嵌着した水車を備え、該水車に供給水を噴射させるノズルと供給水を排出する排水口を備え、該モータ軸に電動モータと制動装置を同軸に軸着していることを特徴とする請求項１記載のシャッター開閉機の駆動装置。
3. 前記第二駆動力は、電動モータの遮蔽材が下降するとき、回生制動により蓄電池に充電することを特徴とする請求項１記載のシャッター開閉機の駆動装置。
4. 前記制動装置は、火災時に消火用の供給水の水圧を受け制動装置の制動を解除する水圧で作動するスイッチを備えた供給口であることを特徴とする請求項１記載のシャッター開閉機の駆動装置。

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