JP2013163960A - 高速開閉機の自重降下装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電時にモータ軸の回転を低速に規制して自重降下速度を規制する回転規制装置を備えた高速開閉機の自重降下装置を提供する。
【解決手段】制動部７の作動を解除するブレーキ解放レバー１６と、駆動モータ６の回転数を制御する回転制御器と、ブレーキ解放レバー１６の作動及び制動部７の解放時に作動するクラッチ部８と、モータ軸１７の接続入りを選択したときに作動する回転規制装置９と、回転規制装置９の高速Ｈの回転により拡開して外周面のフレームFに接触するライニング３２を備えた自重降下装置において、ライニング３２はモータ軸１７の回転を低速Ｌの回転に規制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、開口部を開閉する遮蔽材を低速から高速の上下動させる速度変換器により駆動する高速開閉機であり、この遮蔽材を停電時等に降下させるときに、低速の自重降下をすることができる制動部とクラッチ部と構成で駆動する回転規制装置に関するものである。

従来のインバータ駆動する開閉機では、開口部のスラットの開閉を速くスムーズにすることで出入りの待つ時間を短縮することができるものである。この開閉機は、上下動する制御を始動時では低速回転から高速回転させて、終点が近付くと低速にして停止させることで安全に速く開閉することができる。

特開２００８−１１５５８３号公報 特許第３３１８７２９号公報

従来のインバータで昇降速度を高速に変速する開閉機では、開口した状態で停電になった時、ブレーキ解放装置を作動して、スラットの自重により降下させることで、閉鎖するようにしているが、降下速度が自重の増加することで、加速され徐々に速度を増し危険な状態になるため、ブレーキ解放装置を解除して停止させることを、閉鎖するまで数回行うことになる。しかしながら、スラットの自重降下作業は、慣れた作業員が行うもので、誰でもできるものではなく、不慣れな人が行うと、下降するスラットと床面が衝突して、スラットを破壊する大事故になる問題があった。

本発明は、駆動モータの回転数を速度変換器により、低速回転から高速回転の変速を可能にして、緊急を要する開閉に採用する高速開閉機である。この高速開閉機は、停電時に開口状態のときに手動で閉鎖する場合に、ブレーキ解放レバーの作動により、制動装置を解除して、遮蔽材自身の重量で降下させる動作にする。遮蔽材の降下速度は、停電時の自重降下の速度を制限することを可能にして、降下速度を低速に制動する回転規制装置を備えることを目的にしている。高速開閉機は、減速機に高速回転を可能に制御するモータ軸を入力する電動モータを接続して、モータ軸を制動する制動部を備え、電源の消失で作動するクラッチ部を備え、クラッチ部の接続で作動する回転規制装置により、モータ軸の回転を低速度回転して、遮蔽材を一定速に降下させる自重降下装置を提供するものである。

請求項１の発明では、開口部を遮蔽材の上下動で開閉する開閉機において、開閉機は、巻き胴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を備えた駆動モータを接続して、該モータ軸の回転を制動する制動部を備え、前記制動部の作動を解除するブレーキ解放レバーを備え、前記電動モータの回転数を低速回転から高速回転まで無段階に制御する回転制御器を備え、前記ブレーキ解放レバーの作動及び電源の消失時に作動するクラッチ部を備え、前記クラッチ部は、モータ軸に固着して該モータ軸と接続を入り切り可能に作動し、入りを選択したときに作動する回転規制装置を備え、前記回転規制装置は、モータ軸の回転を低速回転する構成にする。
請求項２の発明の回転規制装置は、モータ軸の回転により拡開作動して規制するライニングを備え、前記ライニングが、モータ軸の回転を低速回転に維持する構成とする。

請求項３の発明では、請求項１のクラッチ部は、電動式であり、通電時には接続を切りして、停電時には接続を入りにする構成とする。

請求項４の発明では、請求項１の回転規制装置は、前記クラッチ部の接続入りにより増速の回転をする構成とする。
請求項５の発明では、請求項１のブレーキ解放レバーは、解放時に全ての電源を遮断するスイッチ備え、クラッチ部を作動してモータ軸と回転規制装置に接続する構成とする。

請求項１の構成では、開口部の遮蔽材が開口状態のときに、ブレーキ解放レバーの操作で自重により下降する時、回転規制装置により遮蔽材が低速の昇降を維持することができる作用がある。
請求項２の構成では、自重降下を遠心力で拡狭するガバナ動作するライニングにより、モータ軸の回転を一定値に規制する作用がある。
請求項３の構成では、通電状態の通常運転ではクラッチ部に接続してないので、回転規制装置の作動がなく高速回転の運転ができる作用がある。

請求項４の構成では、自重下降時のモータ軸の回転数を増速して、回転規制装置に高速回転の伝達をするので、モータ軸を低速回転に規制することができる作用がある。
請求項５の構成では、ブレーキ解放レバーを作動する時に、全ての電源が遮断するので作業途中で電源が復帰しても駆動モータが回転しない作用がある。

請求項１の発明では、停電時の上昇した遮蔽材をブレーキ解放レバーの操作で、容易に安全な低速回転に規制する回転規制装置により、低速回転の昇降速度で開口部の閉鎖をすることができる効果がある。
請求項２の発明では、ライニングのガバナ作用により摺動する抵抗力で、自重降下を一定値の低速回転で下降して、安全に閉鎖することができる効果がある。
請求項３の発明では、停電時に接続する回転規制装置によりモータ軸の高速回転を規制することができ、遮蔽材を低速に昇降する効果がある。

請求項４の発明では、通電時の高速回転で遮蔽部材を昇降する時でも、回転規制装置を作動することができ、停電時の低速降下時でも作動することができる効果がある。
請求項５の発明では、ブレーキ解放レバーを作動させると、全ての電源が遮断されるので、安全に作業をすることができる効果がある。

遮蔽部材と高速開閉機備えた開口部の正面図。 高速開閉機の制動部とクラッチ部と回転規制装置を示す断面側面図。 高速開閉機の制御を示すブロック図。 回転規制装置に増速機を介在した実施形態の断面側面図。

本発明の高速開閉機１は、開口部Ｗを開閉する遮蔽材２が、開口部Ｗの天井に配置された巻き胴３により、巻き取り・巻き戻しされて昇降することで開口部Ｗの出入りと閉鎖を可能にしている。格納庫等の開口部Ｗの開口を高速度で行うのは、格納庫に収納されているものを緊急に出動させたいためである。例えば、戦闘機・警察車両・消防車・救急車等の緊急を要する時の出庫をするときに、高速開閉機１が開口を閉鎖する遮蔽材２を低速回転Ｌから高速回転Ｈに変速して上昇させ、天井付近で低速Ｌにして停止させる。

駆動モータ６の回転数は、回転制御器Ｉをインバータ・サーボドライブ等による周波数変換とか、電圧・電流の高低調整による変換で、低速回転Ｌから高速回転Ｈまで調整を可能にしている。開口部Ｗの遮蔽材２が上昇した状態で電気系統の故障により停電になった時は、ブレーキ解放レバー１６を作動させて制動部７を解放することで、遮蔽材２を吊下げている巻き胴３が、遮蔽材２の自重で回転を始め加速して行くが、回転規制装置９により低速Ｌの回転を維持することで、遮蔽材２を低速Ｌで降下することができる高速開閉機１を提供するものである。

図１は、開口部Ｗの一例を示し説明すると、開口部Ｗの両側に立設したレール４間を上下動する遮蔽材２を備え、この遮蔽材２を巻き上げ・巻き戻しする巻き胴３を天井に配置して、この巻き胴３を駆動回転する高速開閉機１を接続して配置している。遮蔽材２は、金属製のスラット・樹脂製のシート・格子とか網状の板面等であり、高速開閉機１の駆動回転で地上面ＧＬの停止位置Ｔから上昇して天井付近で停止する。高速開閉機１の駆動回転は、商用電源により回転制御器Ｉを介して駆動モータ６の回転数を変速して低速Ｌの回転始動から中速Ｍの回転さらに高速Ｈの回転にして中速Ｍの回転に戻して低速Ｌの回転にして停止位置Ｔで止める動作をする。

回転制御器Ｉは、商用電源の周波数変換とか電圧・電流を変化させるインバータ・サーボの制御であり、駆動モータ６をインバータ用又はサーボ用であり、通常の周波数変換の高速側の１８００ｒｐｍを超える３５００ｒｐｍまでの高速回転を制御させるものである。高速開閉機１は、減速機５の出力軸１０にスプロケット１１を嵌着して、巻き胴３のスプロケット１１ａにチェンを介して連結している。減速機５は、駆動モータ６が接続されて、この駆動モータ６のモータ軸１７が入力軸になり、駆動力の高回転の低トルクを内蔵する歯車群に入力して、低回転の高トルクに変速する。モータ軸１７は、駆動モータ６の駆動力を伝達するシャフトで、減速機５側の端部にピニオンを備え入力軸として歯車群に噛合わされて、反対側の他端部に制動部７とクラッチ部８に連結している。
回転規制装置９は、モータ軸１７と入り切り可能に接続するクラッチ部８を介在して、低速Ｌの回転にすることができる抵抗材であり、液体内を回動する羽根車のバンパーとか、ガバナライニングとかである。本実施形態では、ガバナライニングの一例の回転規制装置９で説明する。

図２では、フレームＦに形成された制動部７とクラッチ部８と回転規制装置９を示し説明する。制動部７は、電磁ブレーキであり、モータ軸１７に固着したライニング２１をコイル１８の励磁により、押しばね１９を介在した金属製のプレート２０を吸引して、フレームＦとプレート２８間のライニング２１に隙間を備えて、モータ軸１７を回転可能にする。制動部１７が制動する作動は、コイル１８に電流が遮断されて励磁しないとき、プレート２０が押しばね１９に押し出されて、ライニング２１をフレームＦに当接して、モータ軸１７の回転を制動することになる。この制動を解除するには、プレート２０を強制性的にライニング２１の当接力を弱める間隙をつくるブレーキ解放レバー１６を備える。
このブレーキ解放レバー１６は、棒状を突出させワイヤ等の紐により遠隔から操作できるようにして、棒状の付近にマイクロスイッチ等のスイッチＳを備え、ブレーキを解除すると操作をすることで、ブレーキ解放レバー１６の傾動で、接触するスイッチＳにより作動して、電源をＯＦＦ状態にすることができる。

クラッチ部８は、モータ軸１７の端部に位置して、フレームＦに固着されたコイル２２とライニング２９を張り付けたプレート２０と、プレート２０を付勢力する押しばね２７を備え、プレート２０と当接する円板３６と、この円板３６の中心に固着した規制軸３０を備えて回転の規制をする。規制軸３０は、ガバナプレート３１を備え、回転方向に拡狭動作する半円形のライニング３２を円状の１組にして、円状にしたライニング３２の両端を支持ピン３４により支持して、引きばね３３で内側に引き寄せて、円形を維持して遊嵌して形成している。

この規制軸３０は、低速Ｌの回転で前記ライニング３２を遠心力により、引きばね３３の付勢力に反して拡張して、外周面のフレームＦに接触し、規制軸３０の回転を一定の低速Ｌの回転にする、そして、高速開閉機１から突出させるハンドル軸３５を備える。
ハンドル軸３５は、停電時に遮蔽材２を上昇させて開口部Ｗを開口させ通行可能にするもので、手動のハンドルにより手回しで、ブレーキ解放レバー１６を操作しながら制動部７を解除しながらモータ軸１７を回転させるものである。

通電時の高速開閉機１は、駆動回転動作では制動部７のコイル１８を励磁させて、モータ軸１７を回転可能にし、クラッチ部８のコイル２２も励磁させて円板３６の非接続にして規制軸３０を回転不可にしている。停電時の高速開閉機１は、コイル１８もコイル２２も励磁がなく、制動動作をして、規制軸３０とモータ軸１７とが接続した状態にする。
このときに、モータ軸１７の回転が低速Ｌの回転に規制する回転規制装置９が動作して、遮蔽材２の昇降速度を規制することになる。

図３は、高速開閉機１の電源ＯＮ時の動作を示すブロック図の通常の開閉を行うものと、電源ＯＦＦ時の動作を示すブロック図の手動操作による閉鎖を行うもので説明する。
電源が有るときの高速開閉機１は、図示略の制御盤から駆動モータ６に電源が入りモータ軸１７に駆動力を伝達して、制動部７のブレーキを解除して、クラッチ部８の接続を切りして、減速機５に入力して、巻き胴３を回転させて遮蔽材２を巻き上げたり巻き戻したりすることができる。遮蔽材２は、下部を地上面ＧＬに停止位置Ｔを備え、天井付近を上部の停止位置Ｔとして、減速機５の出力軸１０の回転を検出するリミットスイッチ１５をリミット取付板１４により支持され、出力軸１０のスプロケット１１に連結されて、停止位置Ｔと低速Ｌの回転・中速Ｍの回転・高速Ｈの回転の昇降を行う。遮蔽材２を開口する時は、上昇の電源を入れることで回転制御器Ｉにより変速する回転を、低速Ｌの回転の例えば８００ｒｐｍで始動して、中速Ｍの回転の２０００ｒｐｍにして、高速Ｈの回転の３５００ｒｐｍにして、元の中速Ｍの回転と低速Ｌの回転にして停止位置Ｔに正確に止めることができ、高速Ｈの回転にする時間で処理時間を短縮することができる。

電源がないときは、駆動源を上昇するときにはハンドル軸３５を回転する手動式にして、下降するときには遮蔽材２の重量で下降する自重降下で行う。自重降下は、電源ＯＦＦの状態で回転規制装置９が作動することになり、モータ軸１７と規制軸３０が接続されて、ブレーキ解放レバー１６を作動させて制動部７を解除すると、遮蔽材２が下降を始めて速度が増してゆき、低速Ｌの回転に達するとガバナプレート３１に遊嵌してあるライニング３２が拡張して、外周面のフレームＦに接触する。ライニング３２は、支持ピン３４によりガバナプレート３１に固着されているので規制軸３０の回転に低速Ｌの回転の規制が掛ることになる。遮蔽材２は、低速Ｌの回転の一定速で下降して、停止位置Ｔの手前でブレーキ解放レバー１６の引きを戻すことで、制動部７によりブレーキが掛けられて停止位置Ｔ付近で停止することができる。

図４は、低速Ｌの回転するモータ軸１７の回転が、クラッチ部８を介して増速機３７に入力して連結し、増速機３７に連結されたガバナプレート３１の回転を増速させることで、ライニング３２を高速Ｈの回転にすることができ、ライニング３２が拡張してフレームＦの内周面と接触して一定速に作動して、遮蔽材２の下降速度を低速Ｌの回転にするものである。クラッチ部８は、押しばね４０の付勢力でライニング付プレート３９を押圧してインター４４をライニング３９ａの押圧で固定して増速機３７にするか、または、コイルを励磁してライニング付プレート３９を吸引し、インター４４を回転可能にすることで増速機３７と切断状態にして、規制軸３０をモータ軸１７と同回転数にすることができる。

増速機３７は、インター４４に複数個の遊星歯車４３を内蔵した遊星機構であり、複数個の遊星歯車４３を回転自在に支承するキャリア４２を備え、このキャリア４２にモータ軸を固着している。前記遊星歯車４３は、噛合うピニオン４１を備えた規制軸３０に伝達して、ガバナプレート３１を回転させている。このときのガバナプレート３１の動作は、例えば３５００ｒｐｍでライニング３２が開き回転を規制する仕様にしているとき、高速開閉機１が高速Ｈの回転の３４００ｒｐｍにしても、ライニング３２が作動することがなくスムーズな開閉動作させることができる。増速機３７の速比が４．４倍であると、自重降下するときは、増速機３７が作動してモータ軸１７の回転数が８００ｒｐｍ付近で、ガバナプレート３１を３５００ｒｐｍにしてライニング３２を開き、モータ軸１７の回転を規制して、遮蔽材２を低速Ｌの回転で下降することができる。
更に、別例として通電時でも、制御装置のソフトにより、クラッチ部８の電源スイッチを切りにして、高速Ｈの回転時を規制するようにして、モータ軸１７の回転を上がりすぎないようにした安全装置にしてもよい。

１ 高速開閉機
２ 遮蔽材
３ 巻き胴
４ レール
５ 減速機
６ 駆動モータ
７ 制動部
８ クラッチ部
９ 回転規制装置
１０ 出力軸
１７ モータ軸
１８ コイル
１９ 押しばね
２０ プレート
２１ ライニング
２２ コイル
２７ 押しばね
２８ プレート
２９ ライニング
３０ 規制軸
３１ ガバナプレート
３２ ライニング
３３ 引きばね
３４ 支持ピン
３５ ハンドル軸
３６ 円板
３７ 増速機
３８ コイル
３９ ライニング付プレート
Ｓ スイッチ
Ｉ 回転制御器
Ｗ 開口部
Ｈ 高速
Ｍ 中速
Ｌ 低速
Ｔ 停止位置

Claims (5)

1. 開口部を遮蔽材の上下動で開閉する開閉機において、
   開閉機は、巻き胴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を備えた駆動モータを接続して、該モータ軸の回転を制動する制動部を備え、
   前記制動部の作動を解除するブレーキ解放レバーを備え、
   前記駆動モータの回転数を低速の回転から高速の回転まで無段階に制御する回転制御器を備え、
   前記ブレーキ解放レバーの作動及び電源の消失時に作動するクラッチ部を備え、
   前記クラッチ部は、モータ軸に固着して該モータ軸と接続を入り切り可能に作動し、入りを選択したときに作動する回転規制装置を備え、
   前記回転規制装置は、モータ軸の回転を低速の回転に規制することを特徴とする高速開閉機の自重降下装置。
2. 前記回転規制装置は、高速の回転により拡開作動して規制するライニングを備え、
   前記ライニングは、モータ軸の回転を低速の回転に規制することを特徴とする請求項１記載の高速開閉機の自重降下装置。
3. 前記クラッチ部は、電動式であり、通電時には接続を切りして、停電時には接続を入りにすることを特徴とする請求項１記載の高速開閉機の自重降下装置。
4. 前記回転規制装置は、前記クラッチ部の接続入りにより増速機を介在して伝達することを特徴とする請求項１記載の高速開閉機の自重降下装置。
5. 前記ブレーキ解放レバーは、解放時に全ての電源を遮断するスイッチ備え、クラッチ部を作動してモータ軸と回転規制装置に接続することを特徴とする請求項１記載の高速開閉機の自重降下装置。

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