JP3784449B2 - 昇降装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、昇降距離を変化させつつ重量物を昇降させる昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜坑を上方に向かって掘削(所謂切り上がり掘削)する場合には、掘削された斜坑の最上位に位置するトンネル掘削機(以下、ＴＢＭと略称する)に上記ＴＢＭの発進口(つまり、斜坑の開始口)から作業人員や資材を搬送するために、斜坑に敷設されたレール上を人荷車を昇降させる。
【０００３】
従来、上記人荷車の昇降はワイヤーロープの牽引力によって行っている。
すなわち、図３に示すように、ＴＢＭ１に牽引される最後尾の後続台車２に折り返しシーブ３を取り付け、この折り返しシーブ３に掛け回されたワイヤーロープ７の一端を斜坑４に敷設されたレール５上の人荷車６に取り付ける。一方、ワイヤーロープ７の他端を、斜坑４内を降下させて、上記発進口に連通した水平坑８に設けられた牽引用ウインチ９に取り付ける。そして、牽引用ウインチ９によってワイヤーロープ７を牽引することによって、人荷車６を後続台車２に向かって上昇させる。一方、牽引用ウインチ９からワイヤーロープ７を繰り出すことによって、人荷車６は自重で上記発進口に向かって下降する。その際に、牽引用ウインチ９によってブレーキを掛けて下降速度を調整する。
尚、図３においては、説明を簡単にするために、折り返しシーブ３を縦に描いているが、実際には水平方向に取り付けてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の斜坑掘削用の昇降装置には、以下のような問題がある。
ここで、Ｗ…人荷車６の重量
ｗ…ワイヤーロープ７の単位長さ当たりの重量(以下、単位重量と言う)
Ｌ…折り返しシーブ３と坑口シーブ１０との間の距離
ｌ…折り返しシーブ３と人荷車６との間の距離
Ｔ…牽引用ウインチ９による張力
θ…斜坑４の傾斜角
とする。
【０００５】
そして、上記折り返しシーブ３における釣り合いを考えると、
Ｔ＋ｗＬsinθ＝(Ｗ＋ｗｌ)sinθ
であるから、
Ｔ＝{Ｗ−(Ｌ−ｌ)ｗ}sinθ …（１）
但し、Ｗsinθ≧Ｔ＞Ｔ0 Ｔ0：乱巻防止等のために最小限必要な牽引用 ウインチ９の張力
となる。
したがって、上記人荷車６が折り返しシーブ３の位置に至って後続台車２に収納され(ｌ＝０)、且つ、牽引用ウインチ９の張力Ｔ＝０の場合には、式(１)から次式
Ｗ＝Ｌｗ
が得られ、折り返しシーブ３と坑口シーブ１０との間の距離Ｌが
Ｌ＝Ｗ/ｗ …（２）
となる地点で、折り返しシーブ３の位置に在る人荷車６の重量と折り返しシーブ３から坑口シーブ１０までのワイヤーロープ７の重量とが、張力Ｔ＝０で釣り合うことになる。そして、ワイヤーロープ７の長さＬが（Ｗ/ｗ）以上になると、牽引用ウインチ９の張力Ｔが負となって人荷車６を降ろすことが不可能となるのである。
【０００６】
例えば、上記ワイヤーロープ７の単位重量ｗが９.１kg/mであり、人荷車６の空重量Ｗ0が６ｔであるとすると、上記人荷車６の空重量Ｗ0とワイヤーロープ７の重量とが張力Ｔ＝０で釣り合う地点までの坑口シーブ１０からの距離Ｌ0は、式(２)より
Ｌ0＝Ｗ0/ｗ＝６０００/９.１
≒６６０ｍ
となり、坑口シーブ１０から斜坑４に沿った上方への距離が６６０ｍ以上になると空の人荷車６を自重のみで降ろすことができなくなる。
【０００７】
ここで、上記人荷車６の空重量Ｗ０とワイヤーロープ７の重量とが張力Ｔ＝０で釣り合う地点までの距離Ｌ0を大きくするには、式(２)より人荷車６の空重量Ｗ0を更に大きくするか、ワイヤーロープ７の単位重量ｗを更に小さくすればよい。そこで、人荷車６にＴＢＭ１の進行に応じた重さのウェイトを付けることが考えられる。
ところが、上記空重量Ｗ0が大きくなると、式(１)より牽引用ウインチ９の張力Ｔが大きくなる。そのために、ワイヤーロープ７に掛かる張力も大きくなってある地点より高くなるとワイヤーロープ７を太くする必要が生じ、ワイヤーロープ７の単位重量が大きくなるという矛盾が生ずる。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、昇降距離に拘わらず且つ重量物にウェイトを付けることなく当該重量物を昇降できる昇降装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤの一端に取り付けられた重量物を,上記第１ワイヤの他端が巻き付けられた第１ウインチによって昇降させる昇降装置であって、上記重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを上記第１ウインチと略同一高さの位置まで配設し、上記第２ワイヤの単位長さ当たりの重量を上記第１ワイヤの単位長さ当たりの重量よりも小さく成すと共に、上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられて上記第２ワイヤにおける他端が巻き付けられた第２ウインチと、上記第２ウインチを駆動するトルクコンバータ付モータ ( 以下、トルクモータという ) と、上記第１ウインチの近傍にあって上記第１ワイヤの張力を検出する第１張力検出部と、上記第１張力検出部による検出結果に基づいて上記トルクコンバータ付モータの回転を制御するモータ制御部を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、シーブの取り付け位置に拘わらず、上記シーブを相反する方向に回転させようとする両ワイヤの重量がほぼ均衡する。その結果、昇降の対象となる重量物は、ウェイトを取り付けて重量を増加させることなく下降させることが可能となる。
【００１１】
さらに、第２ウインチによって第２ワイヤが巻き取られて上記重量物が引き降ろされる。こうして、上記重量物を下降させる力の不足分が上記第２のウインチによる張力で補われて、上記重量物が引き降ろされる。
【００１２】
さらに、上記重量物を下降させる際には、モータ制御部によって、第１張力検出部で検出された第１ワイヤの張力に基づいて、トルクモータの回転が制御されて第２ウインチが駆動される。こうして、上記第１ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチが最適に制御されて上記重量物が引き降ろされる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の昇降装置において、上記モータ制御部は、上記第１ウインチによって重量物を引き上げる場合には、第１張力検出部による検出値が上記第１ウインチが乱巻せずに上記重量物を引き上げ可能な必要最小限の張力になるように、上記トルクモータを制御するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、上記重量物を引き上げる場合には、上記モータ制御部によって、第１ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御される。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤの一端に取り付けられた重量物を , 上記第１ワイヤの他端が巻き付けられた第１ウインチによって昇降させる昇降装置であって、上記重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを上記第１ウインチと略同一高さの位置まで配設し、上記第２ワイヤの単位長さ当たりの 重量を上記第１ワイヤの単位長さ当たりの重量よりも小さく成すと共に、上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられて上記第２ワイヤにおける他端が巻き付けられた第２ウインチと、上記第２ウインチを駆動するトルクモータと、第２のインチの近傍にあって上記第２ワイヤの張力を検出する第２張力検出部と、上記第２張力検出部による検出結果に基づいて上記トルクモータの回転を制御するモータ制御部を備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成において、上記重量物を下降させる際には、モータ制御部によって、第２張力検出部で検出された第２ワイヤの張力に基づいて、トルクモータの回転が制御されて第２ウインチが駆動される。こうして、上記第２ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチが最適に制御されて上記重量物が引き降ろされる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の昇降装置において、上記モータ制御部は、上記重量物を降下させる場合には、上記第２張力検出部による検出値が上記第２ワイヤと重量物との合算重量を上記第１ワイヤの重量から差し引いた値に応じた張力になるように、上記トルクコンバータ付モータを制御するようになっていることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、上記重量物を下降させる場合には、上記モータ制御部によって、第２ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は本実施の形態の昇降装置における概略図である。図１の昇降装置は、斜坑を切り上がり掘削するに際して人荷車を昇降させるための昇降装置である。
【００２０】
ＴＢＭ１１に牽引される最後尾の後続台車１２(図１では後続台車は１台)に折り返しシーブ１３を取り付け、この折り返しシーブ１３に掛け回された第１ワイヤーロープ１４の一端を斜坑１５に敷設されたレール(図示せず)上の人荷車１６の上端に取り付ける。一方、第１ワイヤーロープ１４の他端を、上記発進口に設けられた坑口シーブ１７を介して、水平坑１８内に設けられた牽引用の第１ウインチ１９に取り付ける。
また、上記人荷車１６の下端には、第２ワイヤーロープ２０の一端を取り付ける。そして、第２ワイヤーロープ２０の他端は、上記発進口に設けられた坑口シーブ２１を介して、水平坑１８内に設けられた牽引用の第２ウインチ２２に取り付ける。
【００２１】
尚、図１においても、図３の場合と同様に、説明を簡単にするために折り返しシーブ１３を縦に描いているが、実際には折り返しシーブ１３の方向は水平になっている。尤も垂直であっても斜めであっても差し支えない。要は、第２ワイヤーロープの第２ウインチ２２への取り付け位置が第１ウインチ１９の高さであればよいのである。但し、本実施の形態においては、両坑口シーブ１７,２１と両ウインチ１９,２２との実際の高さは同一であり、折り返しシーブ１３と両坑口シーブ１７,２１との間の実際の距離は等しいとする。また、実際の後続台車１２は、図３に示すように、人荷車１６を収納可能になっており、作業人員の乗降や資材の積み降ろしを容易にしているが、図１においては省略している。
尚、上記折り返しシーブ１３は、後続台車ではなく直接ＴＭＢ１１に取付けてもよい。
【００２２】
上記第２ウインチ２２はトルクモータ２３によって駆動される。そして、トルクモータ２３は、モータ制御部２４によって、第１張力検出部２５によって検出される第１ウインチ１９の張力Ｔと、第２張力検出部２６によって検出される第２ウインチ２２の張力ｔとに基づいて、回転が制御されるようになっている。
【００２３】
ここで、 Ｗ…人荷車１６の重量
ｗ…第１,第２ワイヤーロープの単位重量
Ｌ…折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７,２１との間の距離
ｌ…折り返しシーブ１３と人荷車１６との間の距離
ｌw…人荷車１６の長さ
Ｔ…第１ウインチ１９の張力
ｔ…第２ウインチ２２の張力
θ…斜坑１５の傾斜角
とする。
【００２４】
上記折り返しシーブ１３における釣り合いを考えると、
Ｔ＋ｗＬsinθ＝〔Ｗ＋ｗｌ＋ｗ{Ｌ−(ｌ＋ｌw)}〕sinθ＋ｔ
であるから、
Ｔ＝(Ｗ−ｗｌw)sinθ＋ｔ …（３）
となる。ここで、人荷車１６の長さｌwに比較して折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７,２１との間の距離Ｌが十分長い場合には、ｌw≒０とおける。故に、式(３)は
Ｔ＝Ｗsinθ＋ｔ …（４）
となる。
したがって、上記人荷車１６が折り返しシーブ１３の位置に至り(ｌ＝０)、且つ、第１ウインチ１９の張力Ｔ＝０の場合には、式(４)から式(５)
ｔ＝−Ｗsinθ(＜０)(０≦θ≦π/２) …（５）
が得られる。つまり、式(５)の右辺には距離Ｌを含む項を有しないことから、人荷車１６は、ＴＢＭ１１の位置に寄らずに常に自重で降下できるのである。
【００２５】
すなわち、第１ワイヤーロープ１４と第２ワイヤーロープ２０との単位重量が等しい場合には、第２ウインチ２２の張力ｔは乱巻防止のために必要な最小張力ｔ0であればよいことになる。そこで、第１ウインチ１９は一定速度で第１ワイヤーロープ１４を送り出し、モータ制御部２４は、第２張力検出部２６からの張力ｔが上記必要最小張力ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御するのである。
【００２６】
このように、本実施の形態においては、取り付け位置がＴＢＭ１１の上昇に伴って上昇する折り返しシーブ１３に掛け回された第１ワイヤーロープ１４の一端を人荷車１６の上端に取り付ける一方、下端を第１ウインチ１９に取り付ける。さらに、人荷車１６の下端から、人荷車１６を引き上げる際に用いられる第１ワイヤーロープ１４と同じ単位重量の第２ワイヤーロープ２０を第１ウインチ１９と同じ高さの位置まで配設している。したがって、折り返しシーブ１３の位置に拘わらず、折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させる両ワイヤーロープの重量が均衡し、人荷車１６は自重で下降できる。
すなわち、本実施の形態によれば、上記折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７,２１との間の距離(つまり、人荷車１６の昇降距離)Ｌに拘わらず、且つ、人荷車１６にウェイトを付けることなく、人荷車１６を昇降できるのである。
【００２７】
尚、上述の実施の形態においては、上記第２ワイヤーロープ２０を第２ウインチ２２で巻き取るようにしている。しかしながら、この発明では必ずしもその必要はない。要は、第１ワイヤーロープ１４と同じ単位重量を呈する第２ワイヤーロープ２０を、第１ワイヤーロープ１４に平行に坑口シーブ２１の位置まで配設して、折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させる両ワイヤーロープの重量が均衡するようになっていればよい。したがって、第２ワイヤーロープ２０の上記他端側は、坑口シーブ２１を通過した位置における水平坑１８に設けられた凹部にそのまま収納するように成しても何等差し支えないのである。
【００２８】
次に、上記人荷車１６の引き上げには用いられない第２ワイヤーロープ２０の径を細くして、コストダウンを図る実施の形態について説明する。
ここで、ｗ1…第１ワイヤーロープ１４の単位重量
ｗ2…第２ワイヤーロープ２０の単位重量（ｗ2＜ｗ1）
とする。
【００２９】
上記折り返しシーブ１３における釣り合いを考えると、
Ｔ＋ｗ1Ｌsinθ＝〔Ｗ＋ｗ1ｌ＋ｗ2{Ｌ−(ｌ＋ｌw)}〕sinθ＋ｔ
であるから、
Ｔ＝{Ｗ−(ｗ1−ｗ2)(Ｌ−ｌ)−ｗ2ｌw}sinθ＋ｔ …（６）
となる。ここで、人荷車１６の長さｌwに比較して折り返しシーブ１３および坑口シーブ１７,２１間の距離Ｌが十分長い場合には、ｌw≒０とおける。故に、式(６)は
Ｔ＝{Ｗ−(ｗ1−ｗ2)(Ｌ−ｌ)}sinθ＋ｔ …（７）
となる。
したがって、上記人荷車１６が折り返しシーブ１３の位置に至り(ｌ＝０)、且つ、第１ウインチ１９の張力Ｔ＝０の場合には、式(７)から式(８)
ｔ＝−{Ｗ−(ｗ1−ｗ2)Ｌ}sinθ …（８）
が得られる。つまり、第２ウインチ２２の張力ｔ1を
ｔ1＞{(ｗ1−ｗ2)Ｌ−Ｗ}sinθ
とすることによって、人荷車１６を下降させることができるのである。
【００３０】
すなわち、第２ワイヤーロープ２０の単位重量が第１ワイヤーロープ１４の単位重量よりの小さい場合には、人荷車１６を下降させるに要する第２ウインチ２２の張力ｔは、人荷車１６が折り返しシーブ１３の位置に在る場合において、第２ワイヤーロープ２０と人荷車１６との合計重量を第１ワイヤーロープ１４の重量から差し引いた値の斜坑１５の傾斜に沿った成分以上であればよい。そこで、第１ウインチ１９は一定速度で第１ワイヤーロープ１４を送り出し、モータ制御部２４は、第２張力検出部２６からの張力ｔが上記張力ｔ１になるようにトルクモータ２３の回転を制御するのである。
【００３１】
ここで、式(８)は距離Ｌを含む項を有している。したがって、人荷車１６を引き降ろすために必要な第２ウインチ２２の張力ｔは、距離Ｌの大きさによって変化することになる。そこで、式(８)より、第２ウインチ２２の張力ｔが負となる(つまり、人荷車１６が自重で降下可能である)距離Ｌ(Ｌ0)を求めると
Ｌ0＜Ｗ/(ｗ1−ｗ2)
となり、上記距離ＬがＷ/(ｗ1−ｗ2)を越えると第１ウインチ１９の張力ＴはＴ≦０となる。
したがって、上記モータ制御部２４は、人荷車１６を降ろすためには、第１張力検出部２５からの張力ＴがＴ≦０である折り返しシーブ１３の位置では、第２張力検出部２６からの張力ｔが人荷車１６を引き降ろすに必要な上記張力ｔ１になるようにトルクモータ２３の回転を制御する。そして、第１張力検出部２５からの張力ＴがＴ＞０である折り返しシーブ１３の位置では、第２張力検出部２６からの張力ｔが乱巻防止のために必要な最小張力ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御すればよいのである。
【００３２】
本実施の形態のように、上記第２ワイヤーロープ２０の単位重量が第１ワイヤーロープ１４の単位重量より小さい場合には、第１ウインチ１９によって人荷車１６を引き上げる際に、人荷車１６がある地点に至ると折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させようとする力が均衡し、その時点を越えると第１ウインチ１９の張力Ｔ＝０となって第１ウインチ１９に乱巻が生じてしまう。そこで、人荷車１６引き上げ時には、モータ制御部２４によって、第１張力検出部２５からの張力Ｔが乱巻防止のために必要な最小張力Ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御して、人荷車１６に制動を掛けるのである。
尚、上記折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させようとする力が均衡する地点は、式(７)において、ｔ＝０とした場合に、Ｔ＝０となるようなｌ(ｌ0)の値を算出することによって次のように求めることができる。
ｌ0＝Ｌ−Ｗ/(ｗ1−ｗ2)
【００３３】
このように、本実施の形態においては、上記人荷車１６の下端から第１ウインチ１９と同一高さまで配設された第２ワイヤーロープ２０をトルクモータ２３で駆動される第２ウインチ２２で巻いて人荷車１６を引き降ろすようにしている。したがって、第２ワイヤーロープ２０の単位重量ｗ2を第１ワイヤーロープ１４の単位重量ｗ1よりも小さくでき、第２ワイヤーロープ２０の太さを第１ワイヤーロープ１４よりも細くしてコストダウンを図ることができるのである。
【００３４】
尚、上記実施の形態においては、上記モータ制御部２４は、第１張力検出部２５からの張力Ｔに基づいて人荷車１６が自重で降下可能であるか否かを判定してトルクモータ２３の回転を制御するようにしている。
しかしながら、上記モータ制御部２４は、人荷車１６が自重で降下できる距離Ｌ0＝Ｗ/(ｗ1−ｗ2)を記憶しておき、折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７との間の距離ＬがＷ/(ｗ1−ｗ2)となるまでは、第２張力検出部２６からの張力ｔが上記最小値ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御する。そして、上記距離ＬがＷ/(ｗ1−ｗ2)を越えると、第２張力検出部２６からの張力ｔが人荷車１６を引き降ろすに必要な上記張力ｔ1になるようにトルクモータ２３の回転を制御するようにしても差し支えない。
【００３５】
ところで、通常、シーブ径は使用するワイヤーロープの径の２０〜３０倍程度は必要である。したがって、第１ワイヤーロープ１４の直径が５０mmを越えるとシーブ径が１ｍ〜１.５ｍ以上となって人荷車１２に取り付けることが困難になる。そこで、第１ワイヤーロープ１４の直径が５０mm程度を越える場合には、図２に示す実施の形態にすることが望ましい。
【００３６】
図２は、ＴＢＭ３１,後続台車３２および人荷車３３の連鎖を、斜坑３６の延在方向に対して垂直方向から見た図である。
上記人荷車３３は、ＴＢＭ３１に連結された最後尾の後続台車３２内に収納可能になっている。そして、人荷車３３のＴＢＭ３１側の端部には第１折り返しシーブ３７を設け、後続台車３２の前部側方に第２折り返しシーブ３８を設ける。
【００３７】
第１ワイヤーロープ３９は、その一端を後続台車３２の前端に取り付け、第１折り返しシーブ３７,第２折り返しシーブ３８および坑口シーブ(図示せず)に掛け回して他端を第１ウインチ(図示せず)に取り付ける。一方、第２ワイヤーロープ４０は、一端を人荷車３３に取り付ける一方、他端を坑口シーブ(図示せず)に掛け回して他端をトルクモータで駆動される第２ウインチ(共に図示せず)に取り付ける。
尚、３４は後続台車３２用のレールであり、３５は人荷車３３用のレールである。
【００３８】
図２に示す構成によれば、上記第１ウインチの張力を図１に示す構成における第１ウインチ１９の張力Ｔの１/２にすることができ、第１ワイヤーロープ３９の径と折り返しシーブ３７,３８の径を小さくできるのである。
【００３９】
上記各実施の形態においては、斜坑を切り上がり掘削する際の人荷車昇降用の昇降装置を例に説明している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、取り付け位置が上昇していく折り返しシーブによって重量物を昇降させるための昇降装置であれば、昇降方向の傾斜の度合い如何に拘わらず適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１に係る発明の昇降装置は、取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤによって昇降される重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを、上記第１ワイヤを操作する第１ウインチと略同一高さの位置まで配設したので、上記シーブを相反する方向に回転させようとする両ワイヤの重量を上記シーブの位置に拘わらずほぼ均衡させることができる。
したがって、上記重量物を、上記シーブの位置に拘わらず(つまり、昇降距離に拘わらず)且つウェイトを付けずに昇降させることが可能となる。
【００４１】
さらに、単位重量が上記第１ワイヤよりも小さい上記第２ワイヤにおける下端を上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられた第２ウインチに巻き付けたので、上記重量物を下降させる際には、上記重量物を下降させるに必要な力の不足分を上記第２ウインチによる張力で補って、上記重量物を引き降ろすことができる。
したがって、上記重量物を、昇降距離に拘わらずウェイトを付けることなく昇降させることができる。
【００４２】
さらに、モータ制御部によって、第１張力検出部で検出された上記第１ワイヤの張力に基づいて、上記第２ウインチを駆動するトルクモータを制御するようにしたので、上記重量物を下降させる際には、上記第１ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチを最適な状態で駆動できる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明の昇降装置は、モータ制御部によって、上記第１ウインチによって重量物を引き上げる場合には、第１張力検出部による検出値が上記重量物を引き上げ可能な最小限の張力になるように上記トルクモータを制御するので、第１ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御できる。
したがって、この発明によれば、必要最小限の動力で、上記重量物を最適に上昇させることができる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明の昇降装置は、モータ制御部によって、第２張力検出部で検出された上記２ワイヤの張力に基づいて、上記第２ウインチを駆動するトルクモータを制御するようにしたので、上記重量物を下降させる際には、上記第２ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチを最適な状態で駆動できる。
【００４５】
また、請求項４に係る発明の昇降装置は、モータ制御部によって、上記重量物を降下させる場合には、上記第２張力検出部による検出値が、上記第２ワイヤと重量物との合算重量を上記第１ワイヤの重量から差し引いた値に応じた張力になるように上記トルクモータを制御するので、上記第２ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御できる。
したがって、この発明によれば、必要最小限の動力で、上記重量物を最適に下降させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の昇降装置の具体例としての斜坑掘削時に人荷車を昇降させる昇降装置の説明図である。
【図２】 図１とは異なる人荷車昇降用の昇降装置の説明図である。
【図３】 斜坑掘削時に人荷車を昇降させるための従来の昇降装置の外観図である。
【符号の説明】
１１,３１…ＴＢＭ、 １２,３２…後続台車、
１３,３７,３８…折り返しシーブ、
１４,２０,３９,４０…ワイヤーロープ、
１５,３６…斜坑、 １６,３３…人荷車、
１７,２１…坑口シーブ、 １９,２２…ウインチ、
２３…トルクモータ、 ２４…モータ制御部、
２５,２６…張力検出部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、昇降距離を変化させつつ重量物を昇降させる昇降装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斜坑を上方に向かって掘削(所謂切り上がり掘削)する場合には、掘削された斜坑の最上位に位置するトンネル掘削機(以下、ＴＢＭと略称する)に上記ＴＢＭの発進口(つまり、斜坑の開始口)から作業人員や資材を搬送するために、斜坑に敷設されたレール上を人荷車を昇降させる。
【０００３】
従来、上記人荷車の昇降はワイヤーロープの牽引力によって行っている。
すなわち、図３に示すように、ＴＢＭ１に牽引される最後尾の後続台車２に折り返しシーブ３を取り付け、この折り返しシーブ３に掛け回されたワイヤーロープ７の一端を斜坑４に敷設されたレール５上の人荷車６に取り付ける。一方、ワイヤーロープ７の他端を、斜坑４内を降下させて、上記発進口に連通した水平坑８に設けられた牽引用ウインチ９に取り付ける。そして、牽引用ウインチ９によってワイヤーロープ７を牽引することによって、人荷車６を後続台車２に向かって上昇させる。一方、牽引用ウインチ９からワイヤーロープ７を繰り出すことによって、人荷車６は自重で上記発進口に向かって下降する。その際に、牽引用ウインチ９によってブレーキを掛けて下降速度を調整する。
尚、図３においては、説明を簡単にするために、折り返しシーブ３を縦に描いているが、実際には水平方向に取り付けてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の斜坑掘削用の昇降装置には、以下のような問題がある。
ここで、Ｗ…人荷車６の重量
ｗ…ワイヤーロープ７の単位長さ当たりの重量(以下、単位重量と言う)
Ｌ…折り返しシーブ３と坑口シーブ１０との間の距離
ｌ…折り返しシーブ３と人荷車６との間の距離
Ｔ…牽引用ウインチ９による張力
θ…斜坑４の傾斜角
とする。
【０００５】
そして、上記折り返しシーブ３における釣り合いを考えると、
Ｔ＋ｗＬsinθ＝(Ｗ＋ｗｌ)sinθ
であるから、
Ｔ＝{Ｗ−(Ｌ−ｌ)ｗ}sinθ …（１）
但し、Ｗsinθ≧Ｔ＞Ｔ0 Ｔ0：乱巻防止等のために最小限必要な牽引用 ウインチ９の張力
となる。
したがって、上記人荷車６が折り返しシーブ３の位置に至って後続台車２に収納され(ｌ＝０)、且つ、牽引用ウインチ９の張力Ｔ＝０の場合には、式(１)から次式
Ｗ＝Ｌｗ
が得られ、折り返しシーブ３と坑口シーブ１０との間の距離Ｌが
Ｌ＝Ｗ/ｗ …（２）
となる地点で、折り返しシーブ３の位置に在る人荷車６の重量と折り返しシーブ３から坑口シーブ１０までのワイヤーロープ７の重量とが、張力Ｔ＝０で釣り合うことになる。そして、ワイヤーロープ７の長さＬが（Ｗ/ｗ）以上になると、牽引用ウインチ９の張力Ｔが負となって人荷車６を降ろすことが不可能となるのである。
【０００６】
例えば、上記ワイヤーロープ７の単位重量ｗが９.１kg/mであり、人荷車６の空重量Ｗ0が６ｔであるとすると、上記人荷車６の空重量Ｗ0とワイヤーロープ７の重量とが張力Ｔ＝０で釣り合う地点までの坑口シーブ１０からの距離Ｌ0は、式(２)より
Ｌ0＝Ｗ0/ｗ＝６０００/９.１
≒６６０ｍ
となり、坑口シーブ１０から斜坑４に沿った上方への距離が６６０ｍ以上になると空の人荷車６を自重のみで降ろすことができなくなる。
【０００７】
ここで、上記人荷車６の空重量Ｗ０とワイヤーロープ７の重量とが張力Ｔ＝０で釣り合う地点までの距離Ｌ0を大きくするには、式(２)より人荷車６の空重量Ｗ0を更に大きくするか、ワイヤーロープ７の単位重量ｗを更に小さくすればよい。そこで、人荷車６にＴＢＭ１の進行に応じた重さのウェイトを付けることが考えられる。
ところが、上記空重量Ｗ0が大きくなると、式(１)より牽引用ウインチ９の張力Ｔが大きくなる。そのために、ワイヤーロープ７に掛かる張力も大きくなってある地点より高くなるとワイヤーロープ７を太くする必要が生じ、ワイヤーロープ７の単位重量が大きくなるという矛盾が生ずる。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、昇降距離に拘わらず且つ重量物にウェイトを付けることなく当該重量物を昇降できる昇降装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤの一端に取り付けられた重量物を,上記第１ワイヤの他端が巻き付けられた第１ウインチによって昇降させる昇降装置であって、上記重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを上記第１ウインチと略同一高さの位置まで配設し、上記第２ワイヤの単位長さ当たりの重量を上記第１ワイヤの単位長さ当たりの重量よりも小さく成すと共に、上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられて上記第２ワイヤにおける他端が巻き付けられた第２ウインチと、上記第２ウインチを駆動するトルクコンバータ付モータ ( 以下、トルクモータという ) と、上記第１ウインチの近傍にあって上記第１ワイヤの張力を検出する第１張力検出部と、上記第１張力検出部による検出結果に基づいて上記トルクコンバータ付モータの回転を制御するモータ制御部を備えたことを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、シーブの取り付け位置に拘わらず、上記シーブを相反する方向に回転させようとする両ワイヤの重量がほぼ均衡する。その結果、昇降の対象となる重量物は、ウェイトを取り付けて重量を増加させることなく下降させることが可能となる。
【００１１】
さらに、第２ウインチによって第２ワイヤが巻き取られて上記重量物が引き降ろされる。こうして、上記重量物を下降させる力の不足分が上記第２のウインチによる張力で補われて、上記重量物が引き降ろされる。
【００１２】
さらに、上記重量物を下降させる際には、モータ制御部によって、第１張力検出部で検出された第１ワイヤの張力に基づいて、トルクモータの回転が制御されて第２ウインチが駆動される。こうして、上記第１ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチが最適に制御されて上記重量物が引き降ろされる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の昇降装置において、上記モータ制御部は、上記第１ウインチによって重量物を引き上げる場合には、第１張力検出部による検出値が上記第１ウインチが乱巻せずに上記重量物を引き上げ可能な必要最小限の張力になるように、上記トルクモータを制御するようになっていることを特徴としている。
【００１４】
上記構成によれば、上記重量物を引き上げる場合には、上記モータ制御部によって、第１ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御される。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤの一端に取り付けられた重量物を , 上記第１ワイヤの他端が巻き付けられた第１ウインチによって昇降させる昇降装置であって、上記重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを上記第１ウインチと略同一高さの位置まで配設し、上記第２ワイヤの単位長さ当たりの 重量を上記第１ワイヤの単位長さ当たりの重量よりも小さく成すと共に、上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられて上記第２ワイヤにおける他端が巻き付けられた第２ウインチと、上記第２ウインチを駆動するトルクモータと、第２のインチの近傍にあって上記第２ワイヤの張力を検出する第２張力検出部と、上記第２張力検出部による検出結果に基づいて上記トルクモータの回転を制御するモータ制御部を備えたことを特徴としている。
【００１６】
上記構成において、上記重量物を下降させる際には、モータ制御部によって、第２張力検出部で検出された第２ワイヤの張力に基づいて、トルクモータの回転が制御されて第２ウインチが駆動される。こうして、上記第２ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチが最適に制御されて上記重量物が引き降ろされる。
【００１７】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の昇降装置において、上記モータ制御部は、上記重量物を降下させる場合には、上記第２張力検出部による検出値が上記第２ワイヤと重量物との合算重量を上記第１ワイヤの重量から差し引いた値に応じた張力になるように、上記トルクコンバータ付モータを制御するようになっていることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、上記重量物を下降させる場合には、上記モータ制御部によって、第２ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は本実施の形態の昇降装置における概略図である。図１の昇降装置は、斜坑を切り上がり掘削するに際して人荷車を昇降させるための昇降装置である。
【００２０】
ＴＢＭ１１に牽引される最後尾の後続台車１２(図１では後続台車は１台)に折り返しシーブ１３を取り付け、この折り返しシーブ１３に掛け回された第１ワイヤーロープ１４の一端を斜坑１５に敷設されたレール(図示せず)上の人荷車１６の上端に取り付ける。一方、第１ワイヤーロープ１４の他端を、上記発進口に設けられた坑口シーブ１７を介して、水平坑１８内に設けられた牽引用の第１ウインチ１９に取り付ける。
また、上記人荷車１６の下端には、第２ワイヤーロープ２０の一端を取り付ける。そして、第２ワイヤーロープ２０の他端は、上記発進口に設けられた坑口シーブ２１を介して、水平坑１８内に設けられた牽引用の第２ウインチ２２に取り付ける。
【００２１】
尚、図１においても、図３の場合と同様に、説明を簡単にするために折り返しシーブ１３を縦に描いているが、実際には折り返しシーブ１３の方向は水平になっている。尤も垂直であっても斜めであっても差し支えない。要は、第２ワイヤーロープの第２ウインチ２２への取り付け位置が第１ウインチ１９の高さであればよいのである。但し、本実施の形態においては、両坑口シーブ１７,２１と両ウインチ１９,２２との実際の高さは同一であり、折り返しシーブ１３と両坑口シーブ１７,２１との間の実際の距離は等しいとする。また、実際の後続台車１２は、図３に示すように、人荷車１６を収納可能になっており、作業人員の乗降や資材の積み降ろしを容易にしているが、図１においては省略している。
尚、上記折り返しシーブ１３は、後続台車ではなく直接ＴＭＢ１１に取付けてもよい。
【００２２】
上記第２ウインチ２２はトルクモータ２３によって駆動される。そして、トルクモータ２３は、モータ制御部２４によって、第１張力検出部２５によって検出される第１ウインチ１９の張力Ｔと、第２張力検出部２６によって検出される第２ウインチ２２の張力ｔとに基づいて、回転が制御されるようになっている。
【００２３】
ここで、 Ｗ…人荷車１６の重量
ｗ…第１,第２ワイヤーロープの単位重量
Ｌ…折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７,２１との間の距離
ｌ…折り返しシーブ１３と人荷車１６との間の距離
ｌw…人荷車１６の長さ
Ｔ…第１ウインチ１９の張力
ｔ…第２ウインチ２２の張力
θ…斜坑１５の傾斜角
とする。
【００２４】
上記折り返しシーブ１３における釣り合いを考えると、
Ｔ＋ｗＬsinθ＝〔Ｗ＋ｗｌ＋ｗ{Ｌ−(ｌ＋ｌw)}〕sinθ＋ｔ
であるから、
Ｔ＝(Ｗ−ｗｌw)sinθ＋ｔ …（３）
となる。ここで、人荷車１６の長さｌwに比較して折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７,２１との間の距離Ｌが十分長い場合には、ｌw≒０とおける。故に、式(３)は
Ｔ＝Ｗsinθ＋ｔ …（４）
となる。
したがって、上記人荷車１６が折り返しシーブ１３の位置に至り(ｌ＝０)、且つ、第１ウインチ１９の張力Ｔ＝０の場合には、式(４)から式(５)
ｔ＝−Ｗsinθ(＜０)(０≦θ≦π/２) …（５）
が得られる。つまり、式(５)の右辺には距離Ｌを含む項を有しないことから、人荷車１６は、ＴＢＭ１１の位置に寄らずに常に自重で降下できるのである。
【００２５】
すなわち、第１ワイヤーロープ１４と第２ワイヤーロープ２０との単位重量が等しい場合には、第２ウインチ２２の張力ｔは乱巻防止のために必要な最小張力ｔ0であればよいことになる。そこで、第１ウインチ１９は一定速度で第１ワイヤーロープ１４を送り出し、モータ制御部２４は、第２張力検出部２６からの張力ｔが上記必要最小張力ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御するのである。
【００２６】
このように、本実施の形態においては、取り付け位置がＴＢＭ１１の上昇に伴って上昇する折り返しシーブ１３に掛け回された第１ワイヤーロープ１４の一端を人荷車１６の上端に取り付ける一方、下端を第１ウインチ１９に取り付ける。さらに、人荷車１６の下端から、人荷車１６を引き上げる際に用いられる第１ワイヤーロープ１４と同じ単位重量の第２ワイヤーロープ２０を第１ウインチ１９と同じ高さの位置まで配設している。したがって、折り返しシーブ１３の位置に拘わらず、折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させる両ワイヤーロープの重量が均衡し、人荷車１６は自重で下降できる。
すなわち、本実施の形態によれば、上記折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７,２１との間の距離(つまり、人荷車１６の昇降距離)Ｌに拘わらず、且つ、人荷車１６にウェイトを付けることなく、人荷車１６を昇降できるのである。
【００２７】
尚、上述の実施の形態においては、上記第２ワイヤーロープ２０を第２ウインチ２２で巻き取るようにしている。しかしながら、この発明では必ずしもその必要はない。要は、第１ワイヤーロープ１４と同じ単位重量を呈する第２ワイヤーロープ２０を、第１ワイヤーロープ１４に平行に坑口シーブ２１の位置まで配設して、折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させる両ワイヤーロープの重量が均衡するようになっていればよい。したがって、第２ワイヤーロープ２０の上記他端側は、坑口シーブ２１を通過した位置における水平坑１８に設けられた凹部にそのまま収納するように成しても何等差し支えないのである。
【００２８】
次に、上記人荷車１６の引き上げには用いられない第２ワイヤーロープ２０の径を細くして、コストダウンを図る実施の形態について説明する。
ここで、ｗ1…第１ワイヤーロープ１４の単位重量
ｗ2…第２ワイヤーロープ２０の単位重量（ｗ2＜ｗ1）
とする。
【００２９】
上記折り返しシーブ１３における釣り合いを考えると、
Ｔ＋ｗ1Ｌsinθ＝〔Ｗ＋ｗ1ｌ＋ｗ2{Ｌ−(ｌ＋ｌw)}〕sinθ＋ｔ
であるから、
Ｔ＝{Ｗ−(ｗ1−ｗ2)(Ｌ−ｌ)−ｗ2ｌw}sinθ＋ｔ …（６）
となる。ここで、人荷車１６の長さｌwに比較して折り返しシーブ１３および坑口シーブ１７,２１間の距離Ｌが十分長い場合には、ｌw≒０とおける。故に、式(６)は
Ｔ＝{Ｗ−(ｗ1−ｗ2)(Ｌ−ｌ)}sinθ＋ｔ …（７）
となる。
したがって、上記人荷車１６が折り返しシーブ１３の位置に至り(ｌ＝０)、且つ、第１ウインチ１９の張力Ｔ＝０の場合には、式(７)から式(８)
ｔ＝−{Ｗ−(ｗ1−ｗ2)Ｌ}sinθ …（８）
が得られる。つまり、第２ウインチ２２の張力ｔ1を
ｔ1＞{(ｗ1−ｗ2)Ｌ−Ｗ}sinθ
とすることによって、人荷車１６を下降させることができるのである。
【００３０】
すなわち、第２ワイヤーロープ２０の単位重量が第１ワイヤーロープ１４の単位重量よりの小さい場合には、人荷車１６を下降させるに要する第２ウインチ２２の張力ｔは、人荷車１６が折り返しシーブ１３の位置に在る場合において、第２ワイヤーロープ２０と人荷車１６との合計重量を第１ワイヤーロープ１４の重量から差し引いた値の斜坑１５の傾斜に沿った成分以上であればよい。そこで、第１ウインチ１９は一定速度で第１ワイヤーロープ１４を送り出し、モータ制御部２４は、第２張力検出部２６からの張力ｔが上記張力ｔ１になるようにトルクモータ２３の回転を制御するのである。
【００３１】
ここで、式(８)は距離Ｌを含む項を有している。したがって、人荷車１６を引き降ろすために必要な第２ウインチ２２の張力ｔは、距離Ｌの大きさによって変化することになる。そこで、式(８)より、第２ウインチ２２の張力ｔが負となる(つまり、人荷車１６が自重で降下可能である)距離Ｌ(Ｌ0)を求めると
Ｌ0＜Ｗ/(ｗ1−ｗ2)
となり、上記距離ＬがＷ/(ｗ1−ｗ2)を越えると第１ウインチ１９の張力ＴはＴ≦０となる。
したがって、上記モータ制御部２４は、人荷車１６を降ろすためには、第１張力検出部２５からの張力ＴがＴ≦０である折り返しシーブ１３の位置では、第２張力検出部２６からの張力ｔが人荷車１６を引き降ろすに必要な上記張力ｔ１になるようにトルクモータ２３の回転を制御する。そして、第１張力検出部２５からの張力ＴがＴ＞０である折り返しシーブ１３の位置では、第２張力検出部２６からの張力ｔが乱巻防止のために必要な最小張力ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御すればよいのである。
【００３２】
本実施の形態のように、上記第２ワイヤーロープ２０の単位重量が第１ワイヤーロープ１４の単位重量より小さい場合には、第１ウインチ１９によって人荷車１６を引き上げる際に、人荷車１６がある地点に至ると折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させようとする力が均衡し、その時点を越えると第１ウインチ１９の張力Ｔ＝０となって第１ウインチ１９に乱巻が生じてしまう。そこで、人荷車１６引き上げ時には、モータ制御部２４によって、第１張力検出部２５からの張力Ｔが乱巻防止のために必要な最小張力Ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御して、人荷車１６に制動を掛けるのである。
尚、上記折り返しシーブ１３を相反する方向に回転させようとする力が均衡する地点は、式(７)において、ｔ＝０とした場合に、Ｔ＝０となるようなｌ(ｌ0)の値を算出することによって次のように求めることができる。
ｌ0＝Ｌ−Ｗ/(ｗ1−ｗ2)
【００３３】
このように、本実施の形態においては、上記人荷車１６の下端から第１ウインチ１９と同一高さまで配設された第２ワイヤーロープ２０をトルクモータ２３で駆動される第２ウインチ２２で巻いて人荷車１６を引き降ろすようにしている。したがって、第２ワイヤーロープ２０の単位重量ｗ2を第１ワイヤーロープ１４の単位重量ｗ1よりも小さくでき、第２ワイヤーロープ２０の太さを第１ワイヤーロープ１４よりも細くしてコストダウンを図ることができるのである。
【００３４】
尚、上記実施の形態においては、上記モータ制御部２４は、第１張力検出部２５からの張力Ｔに基づいて人荷車１６が自重で降下可能であるか否かを判定してトルクモータ２３の回転を制御するようにしている。
しかしながら、上記モータ制御部２４は、人荷車１６が自重で降下できる距離Ｌ0＝Ｗ/(ｗ1−ｗ2)を記憶しておき、折り返しシーブ１３と坑口シーブ１７との間の距離ＬがＷ/(ｗ1−ｗ2)となるまでは、第２張力検出部２６からの張力ｔが上記最小値ｔ0になるようにトルクモータ２３の回転を制御する。そして、上記距離ＬがＷ/(ｗ1−ｗ2)を越えると、第２張力検出部２６からの張力ｔが人荷車１６を引き降ろすに必要な上記張力ｔ1になるようにトルクモータ２３の回転を制御するようにしても差し支えない。
【００３５】
ところで、通常、シーブ径は使用するワイヤーロープの径の２０〜３０倍程度は必要である。したがって、第１ワイヤーロープ１４の直径が５０mmを越えるとシーブ径が１ｍ〜１.５ｍ以上となって人荷車１２に取り付けることが困難になる。そこで、第１ワイヤーロープ１４の直径が５０mm程度を越える場合には、図２に示す実施の形態にすることが望ましい。
【００３６】
図２は、ＴＢＭ３１,後続台車３２および人荷車３３の連鎖を、斜坑３６の延在方向に対して垂直方向から見た図である。
上記人荷車３３は、ＴＢＭ３１に連結された最後尾の後続台車３２内に収納可能になっている。そして、人荷車３３のＴＢＭ３１側の端部には第１折り返しシーブ３７を設け、後続台車３２の前部側方に第２折り返しシーブ３８を設ける。
【００３７】
第１ワイヤーロープ３９は、その一端を後続台車３２の前端に取り付け、第１折り返しシーブ３７,第２折り返しシーブ３８および坑口シーブ(図示せず)に掛け回して他端を第１ウインチ(図示せず)に取り付ける。一方、第２ワイヤーロープ４０は、一端を人荷車３３に取り付ける一方、他端を坑口シーブ(図示せず)に掛け回して他端をトルクモータで駆動される第２ウインチ(共に図示せず)に取り付ける。
尚、３４は後続台車３２用のレールであり、３５は人荷車３３用のレールである。
【００３８】
図２に示す構成によれば、上記第１ウインチの張力を図１に示す構成における第１ウインチ１９の張力Ｔの１/２にすることができ、第１ワイヤーロープ３９の径と折り返しシーブ３７,３８の径を小さくできるのである。
【００３９】
上記各実施の形態においては、斜坑を切り上がり掘削する際の人荷車昇降用の昇降装置を例に説明している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、取り付け位置が上昇していく折り返しシーブによって重量物を昇降させるための昇降装置であれば、昇降方向の傾斜の度合い如何に拘わらず適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１に係る発明の昇降装置は、取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤによって昇降される重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを、上記第１ワイヤを操作する第１ウインチと略同一高さの位置まで配設したので、上記シーブを相反する方向に回転させようとする両ワイヤの重量を上記シーブの位置に拘わらずほぼ均衡させることができる。
したがって、上記重量物を、上記シーブの位置に拘わらず(つまり、昇降距離に拘わらず)且つウェイトを付けずに昇降させることが可能となる。
【００４１】
さらに、単位重量が上記第１ワイヤよりも小さい上記第２ワイヤにおける下端を上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられた第２ウインチに巻き付けたので、上記重量物を下降させる際には、上記重量物を下降させるに必要な力の不足分を上記第２ウインチによる張力で補って、上記重量物を引き降ろすことができる。
したがって、上記重量物を、昇降距離に拘わらずウェイトを付けることなく昇降させることができる。
【００４２】
さらに、モータ制御部によって、第１張力検出部で検出された上記第１ワイヤの張力に基づいて、上記第２ウインチを駆動するトルクモータを制御するようにしたので、上記重量物を下降させる際には、上記第１ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチを最適な状態で駆動できる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明の昇降装置は、モータ制御部によって、上記第１ウインチによって重量物を引き上げる場合には、第１張力検出部による検出値が上記重量物を引き上げ可能な最小限の張力になるように上記トルクモータを制御するので、第１ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御できる。
したがって、この発明によれば、必要最小限の動力で、上記重量物を最適に上昇させることができる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明の昇降装置は、モータ制御部によって、第２張力検出部で検出された上記２ワイヤの張力に基づいて、上記第２ウインチを駆動するトルクモータを制御するようにしたので、上記重量物を下降させる際には、上記第２ワイヤの張力に応じて上記第２ウインチを最適な状態で駆動できる。
【００４５】
また、請求項４に係る発明の昇降装置は、モータ制御部によって、上記重量物を降下させる場合には、上記第２張力検出部による検出値が、上記第２ワイヤと重量物との合算重量を上記第１ワイヤの重量から差し引いた値に応じた張力になるように上記トルクモータを制御するので、上記第２ワイヤの張力が必要最小限の張力になるように制御できる。
したがって、この発明によれば、必要最小限の動力で、上記重量物を最適に下降させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の昇降装置の具体例としての斜坑掘削時に人荷車を昇降させる昇降装置の説明図である。
【図２】 図１とは異なる人荷車昇降用の昇降装置の説明図である。
【図３】 斜坑掘削時に人荷車を昇降させるための従来の昇降装置の外観図である。
【符号の説明】
１１,３１…ＴＢＭ、 １２,３２…後続台車、
１３,３７,３８…折り返しシーブ、
１４,２０,３９,４０…ワイヤーロープ、
１５,３６…斜坑、 １６,３３…人荷車、
１７,２１…坑口シーブ、 １９,２２…ウインチ、
２３…トルクモータ、 ２４…モータ制御部、
２５,２６…張力検出部。
Claims (4)
- 取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤの一端に取り付けられた重量物を、上記第１ワイヤの他端が巻き付けられた第１ウインチによって昇降させる昇降装置であって、
上記重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを上記第１ウインチと略同一高さの位置まで配設し、
上記第２ワイヤの単位長さ当たりの重量を上記第１ワイヤの単位長さ当たりの重量よりも小さく成すと共に、
上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられて、上記第２ワイヤにおける他端が巻き付けられた第２ウインチと、
上記第２ウインチを駆動するトルクコンバータ付モータと、
上記第１ウインチの近傍にあって上記第１ワイヤの張力を検出する第１張力検出部と、
上記第１張力検出部による検出結果に基づいて上記トルクコンバータ付モータの回転を制御するモータ制御部
を備えたことを特徴とする昇降装置。 - 請求項１に記載の昇降装置において、
上記モータ制御部は、
上記第１ウインチによって重量物を引き上げる場合には、第１張力検出部による検出値が、上記第１ウインチが乱巻せずに上記重量物を引き上げ可能な必要最小限の張力になるように、上記トルクコンバータ付モータを制御するようになっていることを特徴とする昇降装置。 - 取り付け位置が上昇するシーブに掛け回された第１ワイヤの一端に取り付けられた重量物を、上記第１ワイヤの他端が巻き付けられた第１ウインチによって昇降させる昇降装置であって、
上記重量物に一端が取り付けられた第２ワイヤを上記第１ウインチと略同一高さの位置まで配設し、
上記第２ワイヤの単位長さ当たりの重量を上記第１ワイヤの単位長さ当たりの重量よりも小さく成すと共に、
上記第１ウインチと同一高さの位置に設けられて、上記第２ワイヤにおける他端が巻き付けられた第２ウインチと、
上記第２ウインチを駆動するトルクコンバータ付モータと、
上記第２ウインチの近傍にあって上記第２ワイヤの張力を検出する第２張力検出部と、
上記第２張力検出部による検出結果に基づいて上記トルクコンバータ付モータの回転を制御するモータ制御部
を備えたことを特徴とする昇降装置。 - 請求項３に記載の昇降装置において、
上記モータ制御部は、
上記重量物を降下させる場合には、上記第２張力検出部による検出値が、上記第２ワイヤと重量物との合算重量を上記第１ワイヤの重量から差し引いた値に応じた張力になるように、上記トルクコンバータ付モータを制御するようになっていることを特徴とする昇降装置。
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