JP3165118U - 塔内一人乗り昇降機 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の設備に取り付け可能とし、取り付けのスペースを余計に必要としない塔内一人乗り昇降機を提供する。【解決手段】地上面にそびえる中空体の中空部内にレールを垂直に敷設し、レールに作業員が搭乗できる昇降体を昇降自在に装着した塔内一人乗り昇降機において、昇降体は、作業員が搭乗する搭乗部を上部に、昇降体を昇降させる駆動部を下部に具備し、駆動部は、駆動モータと駆動モータの出力軸に設けたピニオンとにより構成すると共に、レールに形成したラックにピニオンを噛合させることにより、通電による駆動モータの駆動を介して、昇降体を中空円柱体内で昇降作動するように構成し、搭乗部は、一人の作業員が立ち状態で搭乗可能とする。【選択図】図９

Description

本考案は塔内一人乗り昇降機、詳しくは中空円柱体を有する風力発電塔等の塔内を昇降可能とする塔内一人乗り昇降機に関するものである。

例えば、風力発電塔の風車を上端で支持する塔や展望台を上端に支持した柱体などのように、上空に高くそびえる風車や展望台に関しては、これらを支持するための塔や柱体が地上高に立設されている。

これらの塔や柱体等の内部は、中空になっており、この中空部には塔内壁に沿って昇り降りするための梯子が設置されており、風車や展望台のメンテナンスや修理に際しては、作業員が地上より上端の風車などの風車部までこの梯子を利用して昇り、作業終了後は梯子を利用して降下して戻るようにしている。

この梯子の高さは、高いものでは７０〜８０ｍ程もあり、このため、作業者にとって昇り降りは重労働であり、肉体的な負担と危険を伴う大変な作業となっている。このため、梯子とは別に昇降機を設置する場合があり、かかる昇降機として例えば、特許文献１に記載のように、昇降体とカウンターウェイトをワイヤーロープを介して連結し、昇降体の昇降に応じてカウンターウェイトが下降、上昇するように構成したものがある。又は、塔内の高所位置に巻上用装置を設置し、昇降体をワイヤーロープを介して連結して、巻上用装置により昇降自在としたものがある。

特開２００８−０５６４１１号公報

ところが、従来の昇降機では、ワイヤーロープにより昇降体を巻き上げるカウンターウェイトや巻上用装置が必要であるため、設備が大がかりとなり、また塔内に梯子と離れた位置にそれらを設置する場所とスペースが必要であった。また、かご型の昇降体を設置した場合には形状も大きくなり、塔内の中空の設置スペースが狭いと、そのかご型の昇降体で大きく場所が占有されてしまい、また、昇降機の他の設備を設置するスペースの確保が困難になっていた。

この考案は、上記問題を解決するためになされたもので、自走式であり、既存の梯子等の設備に取り付け可能とし、取り付けのためのスペースを可及的に少なくしたコンパクトタイプの塔内一人乗り昇降機を提供することを目的とする。

そこで、請求項１に記載の考案は、地上面にそびえる中空体の中空部内にレールを垂直に敷設し、レールに作業員が搭乗できる昇降体を昇降自在に装着した塔内一人乗り昇降機において、昇降体は、作業員が搭乗する搭乗部を上部に、昇降体を昇降させる駆動部を下部に具備し、駆動部は、駆動モータと駆動モータの出力軸に設けたピニオンとにより構成すると共に、レールに形成したラックにピニオンを噛合させることにより、通電による駆動モータの駆動を介して、昇降体を中空円柱体内で昇降作動するように構成し、搭乗部は、一人の作業員が立ち状態で搭乗可能とすることを特徴とする塔内一人乗り昇降機である。

請求項２に記載の考案は、上記搭乗部には、昇降時に作業員を支持する支持フレームを作業員の前後及び一側方に配設すると共に、作業員の他側方を開放された空間とすることにより、開放された空間より作業員が搭乗部に乗降自在とすることを特徴とする請求項１に記載の塔内一人乗り昇降機である。

請求項３に記載の考案は、上記昇降体は、中空円柱体の既存施設に取り付けることができる取付体を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塔内一人乗り昇降機である。

本考案は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。

（１）本考案では、風力発電塔などの中空円柱体の中空部にラックを付設したレールを敷設し、駆動モータを駆動させてピニオンをラックに噛み合いさせながら昇降体を上下に自由に昇降させる、自走式の昇降機とすることができる。また、従来のワイヤーロープ式の昇降体のようなカウンターウェイトや巻取装置が不要であり、設置スペースを可及的に少なくできる効果を有する。また、本考案では、昇降体は作業員が一人で立ち状態で搭乗可能としているので、作業員が搭乗する昇降体をコンパクトにすることができ、昇降体を設置する塔内のスペースを有効利用することができる。

（２）本考案では、上記搭乗部には、昇降時に作業員を支持する支持フレームが作業員の前後及び一側方に配設すると共に、作業員の他側方を開放された空間とすることにより、開放された空間より作業員が搭乗部に乗降自在としているので、作業員を最低減の支持フレームで昇降時に支持することができ、また、開放された空間より自由に搭乗部に乗降可能とすることができる。しかも、作業員の支持フレームを簡素化して昇降体全体の軽量化を図ることができ、製作費用も安くなる。

（３）本考案では、上記昇降体は、中空円柱体の既存施設に取り付ける取付体を有するので、昇降機を中空円柱体の施工時に取り付けなくても、取付体を介して、後付で自由に既存設備に取り付け可能であり、設置費用も安く済む。

本実施形態における風力発電塔の全体構成を示す側面図である。 本実施形態における風力発電塔の一部を拡大した構成を示す側面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の取り付けの構成を示す平面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機のレールと梯子との取り付け状態を示す平面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機のレールと梯子との取り付け状態を示す側面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の全体構成を示す左側面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の全体構成を示す正面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の全体構成を示す右側面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の全体構成を示す斜視図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の駆動部の構成を示す正面図である。 本実施形態における塔内一人乗り昇降機の駆動部の構成を示す平面図である。

以下に、本考案の実施形態について図面を参照しながら説明する。

本考案に係る塔内一人乗り昇降機の１１は、例えば、地上面にそびえる中空円柱体の風力発電塔１０の中空部内に装備されるものである。

風力発電塔１０は、図１及び図２に示すように、地上面にそびえる中空円柱体の支持塔１０ａを立設し、その支持塔１０ａの頂部に発電用の風車（図示せず）を配設している。しかしながら、風車で安定した電力を生成するためにメンテナンスが必要であり、支持塔１０ａ下部にはメンテナンスする作業員Ｐが出入りする出入口（図示せず）が配設されている。

また、図３に示すように、支持塔１０ａ内には、作業員Ｐが通常時又は非常時に使用する梯子１６が配設されている。梯子１６の踏桟１６ａの両端部には側方フレーム２９ａ，２９ｂが配設されている。側方フレーム２９ａ，２９ｂの先端側は、支持塔１０ａの内周面９１に支持体取付部材９３を介して取り付けられている。

図３に示すように、本実施形態では側方フレーム２９ａ，２９ｂは、昇降機１１の支持体として機能し、梯子１６の支持体としても機能する。側方フレーム２９ａ，２９ｂは、梯子１６のように、上下方向に所定間隔を有して複数個配設されている。なお、図３に示す９２は、支持塔１０ａの接続部のフランジ面である。

図３に示すように、踏桟１６ａ、左右の側方フレーム２９ａ，２９ｂ及び風力発電塔１０の内周面９１に取り付けた支持体取付部材９３により枠形状に構成し、その枠内において昇降機１１が昇降自在としている。

本考案に係る昇降機１１は、上記梯子１６の既存設備に取付体５８を介して取り付けられるようにしている。すなわち、取付体５８は、図４及び図５に示すように、レール１３側に取付けるレール側ブラケット６４と、梯子１６側に取り付ける梯子側ブラケット７４とにより構成されている。

図４及び図５に示すように、梯子側ブラケット７４は、その本体が断面視してＬ字形状で形成された細長の接続片を有する。レール側ブラケット６４は、レール１３の一側面に取り付ける板状の取付片６７と、その取付片６７の取付面と反対の面より垂直方向に突出した板状の連結片６９とにより構成されている。

梯子側ブラケット７４の一側部を梯子１６の踏桟１６ａにＵ字ボルト７７で締結し、また、レール側ブラケット６４の取付片６７をレール１３の一側面に当接させて締結ボルト６８により締結する。そして、梯子側ブラケット７４の他側部と、レール側ブラケット６４の連結片６９とを連結ボルト７０により連結することにより、レール１３と梯子１６とを連結する。

このようにして、レール１３を既存設備の梯子１６に取付体５８を介して簡単に取付可能としている。そして、レール１３を中空円柱体内に上下方向に伸延させ、同レール１３に沿って昇降体１４を昇降自在に配設している。

昇降体１４は、図６〜図９に示すように、上部に搭乗部１７を、下部に駆動部１８を配設している。

搭乗部１７では、図６に示すように、作業員Ｐ一人のみが立った状態で搭乗可能としている。搭乗部１７は、作業員Ｐが立つ床部１９と、作業員Ｐの周囲を固定する支持フレーム２０とで構成されている。支持フレーム２０は、作業員Ｐ前方に配設する前側フレーム９４と、作業員Ｐの背中部分に配設する後側フレーム２１と、昇降体１４の上部に配設する上部フレーム２２と、作業員Ｐの左側方に配設する側方フレーム２３とで構成されている。

このようにして、図９に示すように、作業員Ｐの前後を前側フレーム９４及び後側フレーム２１で支持し、作業員Ｐの左側方を側方フレーム２３で支持すると共に、作業員Ｐの右側方には開放された空間を形成している。

そして、作業員Ｐは右側方から作業員Ｐが搭乗できるようにしている。なお、筐体３２の側方外周面には作業員Ｐが搭乗できるようにステップ体９５が配設されている。

支持塔１０ａの中空部内のスペースが少ないときには、昇降機１１を設置するスペースが限られてしまうが、本考案に係る昇降機１１は、一人の作業員Ｐが立った状態で搭乗するようにしている。これにより、本考案に係る昇降機１１は、昇降体１４をコンパクトにすることができ、支持塔１０ａ内の占有スペースを可及的に少なくして有効利用することができる。しかも、作業員Ｐを支持する支持フレーム２０をできるだけ簡素化して昇降体１４全体の軽量化を図っている。

また、支持フレーム２０は、図７に示すように、左右一対の縦フレーム片２４ａ，２４ｂとその２４ａ，２４ｂに横架される複数個の横フレーム片２５とで略矩形状に構成されている。そして、左右一対の縦フレーム片２４ａ，２４ｂの中途部には取っ手２６，２６が配設されている。取っ手２６，２６は、作業員Ｐが昇降体１４から落下しないように掴まるものである。

さらに、図７及び図８に示すように、支持フレーム２０の右縦フレーム片２４ｂの下側には、手動降下機構２８のブレーキ解放レバー７１を配設している。手動降下機構２８について後で詳細に説明する。

また、図３に示すように、上下方向に所定間隔を有して複数個配設された側方フレーム２９ａに給電レール３０を上下方向に伸延させている。そして、この給電レール３０に昇降体１４の給電部３１を摺動させて、昇降体１４は給電レール３０から給電部３１に給電されることで昇降可能としている。

さらに、図６に示すように、搭乗部１７の上部には、レール１３に沿って回転する上部フレーム２２に固設された車輪支持体８３を介して補助用の走行車輪８４が配設されている。

さらに、図７に示すように、支持フレーム２０の右縦フレーム片２４ｂの上側には、昇降用スイッチ２７が配設されている。作業員Ｐは、この昇降用スイッチ２７のスイッチ片を上側に押し上げると、昇降体１４を上昇させることができ、スイッチ片を下側に押し下げると、昇降体１４を降下させることができる。

次に、駆動部１８は、搭乗部１７の下部に箱形状の筐体３２（図９に示す）内に配設されている。

駆動部１８は、図１０〜図１１に示すように、筐体３２の下部に、昇降体１４を昇降駆動させる駆動モータ３３を配設すると共に、駆動モータ３３の上部に、昇降体１４を一定速度で降下させるための制動機構３４を配設している。また、制動機構３４の上部にはピニオン停止機構６０を配設している。

なお、図６に示すように、駆動部１８には、昇降体１４がさらに上方に上昇しないように、走行上限用リミッタ８５が配設されており、また、昇降体１４がさらに下方に降下しないように、走行下限用リミッタ８６が配設されている。

駆動モータ３３は、ピニオン駆動軸３６を介して駆動用ピニオン３７を回動自在に取付け、駆動用ピニオン３７はラック１５に噛合している。また、上記駆動用ピニオン３７とは別にブレーキ用ピニオン３８がラック１５に噛合している。駆動用ピニオン３７及びブレーキ用ピニオン３８は、図１１に示すように、その外周端部の中央に凹部３９を有する。その凹部に外周端部にラック１５の凹凸部に噛み合う凹凸部４０が形成されている。そして、駆動用ピニオン３７及びブレーキ用ピニオン３８をラック１５上で回動させることにより、昇降体１４がラック１５に沿って自走により走行する。

また、駆動モータ３３には、電源から駆動モータ３３への電力供給が停止した場合に、駆動モータ３３のピニオン駆動軸３６を保持して、駆動モータ３３を停止する停止機構（図示せず）が内蔵されている。

すなわち、駆動モータ３３は、一般のスプリングクローズ方式の電磁ブレーキ付モータで、コイルに電圧を加えると、スプリングによって抑制されたアーマチュアが吸入されて、スプリングを押してアーマチュアとディスクプレートとの間に隙間を形成して、制動力を解除する構造を備えたものである。また、コイルへの電圧の供給が無くなると、スプリングの付勢が解除されて、アーマチュアがディスクプレートに押え付けられ、制動力が与えられるものである。

通常運転時には、駆動モータ３３への電力供給を停止することにより、昇降体１４を停止できるようにしている。また、停電時になると、駆動モータ３３への電力の供給が断たれ、駆動モータ３３内のスプリングの付勢が解除され昇降体１４を停止できるようにしている。

駆動モータ３３は、入力軸４１をその上端部から上方に突出させ、その入力軸４１にドラムブレーキ４２を連動連結している。入力軸４１は、駆動モータ３３内においてピニオン駆動軸３６と連動連結している。したがって、ピニオン駆動軸３６の回転に伴い、入力軸４１も回転するように構成されている。

次に、図１０に示すように、入力軸４１の上端側には制動機構３４であるドラムブレーキ４２が配設されている。このドラムブレーキ４２は、図１０に示すように、略円筒状のブレーキドラム４３と、同ブレーキドラム４３の内部に収容し、かつ、駆動モータ３３の入力軸４１に連動連結したブレーキシュー４４とにより構成されている。図１０中、４５は軸受、４６は軸受支持体、４７は軸端カバー取付用ボルトである。

ブレーキシュー４４は、図１０に示すように、駆動モータ３３の入力軸４１に連設したボス４８の外周面に８個のシュー支持体４９を放射状に突設し、各シュー支持体４９の先端部に断面円弧状のシュー５０を連設している。

そして、本実施形態における昇降機１１は、停電時に停止した場合に手動で降下する手動降下機構２８を具備する。手動降下機構２８により以下のように昇降体を手動降下させるようにしている。

まず、図８に示すように、上記ブレーキ解放レバー７１に設置されたロックピン７５を取り外して、ブレーキ解放レバー７１を回動自在とする。次いで、ブレーキ解放レバー７１を手で持ち、図８に示すＡ方向に下方に引き下げて回動軸７３を軸にして回動し、ブレーキ解放レバー７１の中途部に設けたワイヤ７８をその一端から引張する。

これにより、そのワイヤ７８の他端側であって、駆動モータ３３のブレーキ機能の手動開放用レバー８０の軸部８１を軸として上方に回動することができる。また、駆動モータ３３内には、手動開放用レバー８０の回動により、スプリングを付勢させる機構が設けられている。

すなわち、手動開放用レバー８０の回動によりスプリングを付勢させて、駆動モータ３３内のアーマチュアとディスクプレートとの間に隙間を形成することにより、制動力を解除するようにしている。このようにして、駆動モータ３３のブレーキ動作を解除することができる。

そして、ドラムブレーキ４２は、図１０に示すように、駆動モータ３３の入力軸４１の回動に伴って遠心力の作用によりブレーキシュー４４のシュー支持体４９が伸張し、それによってシュー５０の外周面が外側方に広がり、シュー５０の外周面がブレーキドラム４３の内周面に当接し、その摩擦力によって駆動モータ３３の入力軸４１の回動を低減させ、同入力軸４１に連動連結したピニオン駆動軸３６の回動を低減させることにより、駆動用ピニオン３７の回転速度を低減させて、昇降体１４を一定速度で昇降させるようにしている。

また、本実施形態では、上記手動降下中に過剰降下速度になった場合に昇降体１４を停止するようにしている。

すなわち、昇降体１４は、ブレーキドラム４３に過荷重による回転速度の負荷がかかり、トルクリミッター５１がブレーキドラム４３に所定値以上のトルクが作用した場合には、トルクリミッター５１による連結体５２の保持を解除する。

これにより、トルクリミッター５１とブレーキドラム４３との間に連結された保持体５７による保持が解除されて、ブレーキドラム４３が回転自在になる。そして、ブレーキドラム４３が左回りに回転し、ブレーキドラム４３の上部に配設したスパーギヤ５３も左回りに回転する。さらに、スパーギヤ５３に噛合されているピニオンギヤ５４が回動し、そのピニオンギヤ５４に連結した連結板５５も右回りに回動する。

このようにして、連結板５５に連結した連結紐６５が引っ張り込まれ、連結紐６５はレバー当接部材６３を引張することにより、レバー当接部材６３による無励磁作動形ブレーキ６１の解放レバー６２への当接が解除された状態になる。

そして、無励磁作動形ブレーキ６１の制動作動が働き、無励磁作動形ブレーキ６１に連動連結したブレーキ用ピニオン軸６６を制動するようにしている。これにより、昇降体１４が過剰降下速度で降下している場合には、ブレーキ用ピニオン３８を制動させてその昇降を停止させる。

以上のように、本実施例における昇降機１１は、停電などの非通電時や駆動系統の故障で作動した駆動モータ３３のブレーキ機能を、手動降下機構２８で解除することにより駆動用ピニオン３７をフリー状態にし、昇降体１４をその自重で降下させ、駆動用ピニオン３７の回転力を受けたドラムブレーキの制動により、昇降体１４を一定速度で降下するようにしている。

これにより、停電時や駆動系統の故障で昇降体１４が停止した状態であっても、昇降体１４に乗っている人は安全な場所まで降りることができる。

また、手動で降下した場合に、例えば過荷重がかかって過剰降下速度になっている場合でも、駆動部１８に設けたトルク検出手段でその過剰降下速度を検出して、ピニオン停止機構６０により昇降機１１を停止するようにしているので、万が一の場合においても安全性を備えるようにしている。

なお、本実施形態では、風力発電塔１０の支持塔１０ａ内に設置される昇降機１１について説明したが、これに限られず、例えば、ダム内や所定勾配の傾斜面を昇降する昇降機１１などにも適用することができる。また、展望塔等の昇降機１１としても適用することができる。

Ｐ 作業員
１０ 風力発電塔
１１ 昇降機
１３ レール
１４ 昇降体
１５ ラック
１７ 搭乗部
１８ 駆動部
２０ 支持フレーム
３７ 駆動用ピニオン
３８ ブレーキ用ピニオン
３３ 駆動モータ
５８ 取付体

Claims (3)

1. 地上面にそびえる中空体の中空部内にレールを垂直に敷設し、レールに作業員が搭乗できる昇降体を昇降自在に装着した塔内一人乗り昇降機において、
   昇降体は、作業員が搭乗する搭乗部を上部に、昇降体を昇降させる駆動部を下部に具備し、
   駆動部は、駆動モータと駆動モータの出力軸に設けたピニオンとにより構成すると共に、レールに形成したラックにピニオンを噛合させることにより、通電による駆動モータの駆動を介して、昇降体を中空円柱体内で昇降作動するように構成し、
   搭乗部は、一人の作業員が立ち状態で搭乗可能とすることを特徴とする塔内一人乗り昇降機。
2. 上記搭乗部には、昇降時に作業員を支持する支持フレームを作業員の前後及び一側方に配設すると共に、作業員の他側方を開放された空間とすることにより、開放された空間より作業員が搭乗部に乗降自在とすることを特徴とする請求項１に記載の塔内一人乗り昇降機。
3. 上記昇降体は、中空円柱体の既存施設に取り付ける取付体を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の塔内一人乗り昇降機。

Images