JP4018871B2 - 昇降装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高所に取付けられる照明器具のような負荷の昇降装置、特に負荷が自重によって自然降下するのを防止する機能を備えた昇降装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンサートホールや体育館、コンベンションホール等の比較的天井の高い大きな構造物では、天井に装着された照明器具のメインテナンスを容易にするために照明器具の昇降装置が利用されている。昇降装置は、主として、照明器具が接続される昇降部と、昇降部を吊り下げるための吊材と、吊材を介して昇降部を上昇／下降させるための駆動手段と、駆動手段を天井に固定する固定部とで構成される。
【０００３】
昇降部の駆動手段としては、一般に複数の平歯車のみで構成される減速機を具備した動力装置が使用され、動力装置の軸回転を常時又は電磁ブレーキ等で抑止することにより昇降部を所定の位置に停止させている。また、動力装置の軸回転のこれらの抑止手段は、負荷が昇降部と共にその自重によって自然降下するのを防止するためにも利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の昇降装置においては、動力装置の軸回転を常時抑止する場合には、動力装置の駆動ロスが問題となり、一方、動力装置の軸回転を電磁ブレーキ等で抑止する場合は、駆動ロスの問題は解消されるものの電磁ブレーキを別途設けるために装置全体のコストアップに繋がっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高価な電磁ブレーキを使用することなく、負荷を所定の下降位置に停止させることができるとともに、負荷が自重によって自然降下するのを防止する機能を備えた昇降装置を提供することにある。
【０００６】
すなわち、本発明の請求項１にかかる昇降装置は、少なくとも一つの吊材と、負荷を接続可能な昇降部と、構造物の天井に固定され、吊材を介して昇降部に連結される固定部と、吊材の一端が接続される巻取ドラムおよび吊材を巻き取るために巻取ドラムを回転させる電動機を含み、吊材の使用により昇降部の昇降を可能にする駆動手段とを具備する昇降装置であって、昇降部が、固定部と昇降部との間の距離が最小となる最上位置に達した時、電動機の回転を抑止する回転抑止手段をさらに含み、回転抑止手段は、弾性材料でなる押圧部材であり、前記最上位置において昇降部が押圧部材を弾性変形させ、弾性変形した押圧部材と前記電動機の駆動軸との間の摩擦力が電動機の駆動軸の回転を抑止することを特徴とする。
【０００７】
請求項２にかかる昇降装置は、少なくとも一つの吊材と、
負荷を接続可能な昇降部と、
構造物の天井に固定され、前記吊材を介して前記昇降部に連結される固定部と、
前記吊材の一端が接続される巻取ドラムおよび吊材を巻き取るために前記巻取ドラムを回転させる電動機を含み、前記吊材の使用により昇降部の昇降を可能にする駆動手段とを具備する昇降装置であって、
固定部は、昇降部を収容可能な凹部を下面に有するケースを含み、
昇降部が、固定部と昇降部との間の距離が最小となる最上位置に達した時、電動機の回転を抑止する回転抑止手段をさらに含み、前記回転抑止手段は、一端部が前記ケースの凹部内に突出し、他端部が前記電動機の駆動軸に隣接するように配置される板バネ部材であり、前記昇降部が上昇して前記凹部内に収容されると、前記昇降部が前記凹部内に突出した前記板バネ部材の一端部を押し上げて弾性変形させるとともに、前記電動機の駆動軸に弾性変形した前記板バネ部材が押し当てられ、前記板バネ部材と前記電動機の駆動軸との間の摩擦力が前記電動機の駆動軸の回転を抑止することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１もしくは２の発明において、電動機の駆動軸の回転を減速して巻取ドラムに伝達するとともに、巻取ドラムの回転が電動機に逆伝達されるのを阻止する動力伝達手段をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、動力伝達手段は、電動機側のウォームギアと、ウォームギアに噛み合う巻取ドラム側のウォームホイールとで構成されるセルフルロック機能付き減速歯車であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、固定部と昇降部との間の距離が最小となる最上位置から昇降部がその自重により自然に下降する時、昇降部の下降距離が所定以上に達したことを検知する検知手段と、検知手段の出力に基いて、下降した昇降部を上昇させるために電動機に電力を供給する制御手段とをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、上記電動機は、永久磁石と整流ブラシを有する直流電動機であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、交流電源から上記直流電動機に電力を供給するための整流回路および正逆転切換用の極性切り換えスイッチを具備することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の昇降装置の好ましい実施の形態ついて以下に詳細に説明する。負荷としては、特に限定されないが、高所(天井付近)に配置して使用され、そのメインテナンスを行うために地上（床面）付近まで降下させる必要があるもの、例えば、照明器具、防犯カメラ、火災感知器、垂れ幕等を挙げることができる。
【００１４】
図１に、本実施例に基づく照明器具の昇降装置の外観を示す。この昇降装置は、主要構成要素として、一対の帯材でなる吊材２と、下部に照明器具を接続可能な昇降部３と、構造物の天井に固定され、吊材を介して昇降部に連結される固定部１とを含む。
【００１５】
吊材２は、剛性を有する金属材料等で作製されることが好ましい。尚、吊材の本数について特に限定はないが、２本以上とする場合は万が一そのうちの一本が切れたとしても残りで昇降部３を保持できて安全性の面で好ましい。
【００１６】
固定部１は、昇降部３を収容可能な凹部１３を下面に有するケース１０を有し、その内部に吊材２を使用して昇降部の昇降を可能にする駆動ユニットが配設されている。ケース１０は、構造物の天井に固定されるベース１２と、ベースに着脱可能に取り付けられるカバー１４とでなる。
【００１７】
駆動ユニットは、図２に示すように、各吊材２を巻き取るために吊材の一端が接続される一対の巻取ドラム２０と、巻取ドラムを回転させるための永久磁石と整流ブラシを有する直流モーター２２と、モーターの駆動軸の回転を減速して巻取ドラムに伝達する減速ユニット２６と、交流電源から直流電動機に電力を供給するための整流回路および正逆転切換用の極性切り換えスイッチ（図示せず）とを含む。
【００１８】
駆動ユニットに直流モーターを使用することで交流モーターを使用する場合に比して駆動ユニット全体の小型化を図れると共に、昇降部の速度調節も容易に行うことができる。図２中、番号７で示される領域には上記した整流回路等の所定の電気回路が配置される。
【００１９】
直流モーター２２と巻取ドラム２０との間に配設される減速ユニット２６は、直流モーターから巻取ドラムへ動力を伝達するが、巻取ドラム２０の回転が直流モーターに逆に伝達されるのを阻止するためのセルフルロック機能を有する。このセルフルロック機能付き減速ユニット２６は、図４に示すように、直流モーター２２側のウォームギア２７と、このウォームギアに噛み合う巻取ドラム２０側のウォームホイール２８とを含む。ウォームホイール２８の回転は、一対の巻取ドラム２０の回転軸であるメインシャフト２１の一端に設けられた平歯車２４に伝達される。これにより、一対の巻取ドラム２０を同時に且つ同一方向に回転させることができる。
【００２０】
巻取ドラム２０に各一端が接続された吊材２は、図３に示すように、滑車５を介して鉛直下方に昇降部３に向かって延出する。この時、一対の吊材２は、略平行に、且つ帯材の相互の平面が実質的に同一方向となるように延出する。
【００２１】
上記構成において直流モーター２２を駆動させることにより、昇降部３が固定部１のケース１０の凹部１３に収納される最上位置と、巻取ドラム２０から吊材２を完全に解くことにより固定部１と昇降部３との間の距離が最大となる最下位置との間で昇降部を上昇／下降させることができる。
【００２２】
本実施例の昇降装置によれば、上記したセルフルロック機能を有する減速ユニット２６を巻取ドラム２０と直流モーター２２の間に配置したことにより、直流モーターの駆動時に駆動軸の回転を抑止する必要がないので、駆動ロスの発生を低減できる。また、高価な電磁ブレーキ等を使用することなく直流モータ−への電力供給を制御するだけで昇降部を所定の下降位置に停止させることができる。さらに、巻取ドラム２０の回転の直流モーターへの逆伝達が阻止されるので、最上位置にある昇降部が負荷と共にその自重で自然降下するのを防止することができる。このように、セルフルロック機能を有する減速歯車の採用は、直流モーターの駆動軸の回転を減速して巻取ドラムに動力を伝達する機能と昇降部の定位置停止機能を提供するのに効果的である。
【００２３】
本実施例の昇降装置には、以下に述べるような昇降部３の自然降下防止ユニットが搭載されている。すなわち、昇降部３を上昇させて、巻取ドラム２０への吊材２の巻取りが完了されるとモーターへの電力供給が停止される。しかしながら、直流モーター２２への電力供給が停止されると、照明器具４が装着された昇降部の自重によって巻取ドラムが逆回転して昇降部が自然降下する恐れがある。このような昇降部３の自重による巻取ドラム２０の逆回転は、前記したようにセルフロック機構を有する減速ユニット２６によって一応の防止がなされているが、昇降部の降下は事故の原因となる恐れがあるので、さらなる安全対策として以下に述べるモーターの駆動軸の回転抑止ユニットを設けたのである。
【００２４】
この回転抑止ユニットは、図２及び図５（ａ）に示すように、一端部がケース１０の昇降部収納用の凹部１３内に突出し、他端部がモーター２２の駆動軸８０に隣接するように配置される板バネ部材８５で構成される。図５（ｂ）及び図６に示すように、昇降部３が上昇して凹部１３内に収容されると、昇降部３が凹部１３内に突出した板バネ部材８５を押し上げて弾性変形させるとともに、モーター２２の駆動軸８０に弾性変形した板バネ部材が押し当てられる。この板バネ部材８５とモーター２２の駆動軸８０との間の摩擦力が、電力供給されていない時のモーターの回転を抑止する。したがって、次回のメインテナンスが実施されるまで照明器具を定位置（天井）に安定に保持することができる。この回転抑止ユニットは、構造がシンプルで低コストで実施できる点でも好ましい。
【００２５】
尚、上記例では、弾性変形したバネ部材がモーターの駆動軸の回転を摩擦力により直接抑止する場合について説明したが、モーターと巻取ドラムの間に配置される動力伝達系の一部に摩擦力を提供し、間接的にモーター２２の駆動軸の回転を抑止する構成としても良い。
【００２６】
また、さらなる安全対策として、昇降部３の自然降下検出ユニットを昇降装置に設けることも好ましい。この検出ユニットは、昇降部がケース１０の凹部１３内に収容され、モーターへの電力供給が停止された状態で、万が一昇降部３がその自重によって自然下降しても、昇降部が前もって決められた距離以上に降下するとその異常を検知するセンサー(図示せず)と、下降した昇降部を再び上昇させるためにこのセンサーの出力に基いて直流モーター２２に電力を供給する制御ユニット(図示せず)とで構成される。これにより、何等かの原因で他の安全機構がうまく動作しなかった場合でも、この検出ユニットにより再び昇降部を定位置に戻すことができるので、昇降部の自然下降防止をより確実なものとすることができる点で好ましい。
【００２７】
本実施例においては、駆動ユニットを天井に固定する固定部内に配置する場合について説明したが、駆動ユニットを昇降部に設ける構成を採用しても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の昇降装置によれば、電動機の駆動軸の回転を減速して巻取ドラムに伝達するとともに、巻取ドラムの回転が電動機に伝達されるのを阻止するセルフロック機能付き減速歯車のような動力伝達手段を設けたことにより、電動機の駆動ロスを伴うことなく、また高価な電磁ブレーキを設けることなく、自重によって負荷が昇降部とともに自然降下するのを防止できると共に、電動機への電力供給を制御することで昇降部を所定の下降位置に停止させることができる。
【００２９】
また、昇降部が最上位置にある時、昇降部が弾性材料でなる押圧部材を弾性変形させ、弾性変形した押圧部材が電動機の回転を抑止するという比較的シンプルな構成の回転抑止手段を設ける場合は、装置のコスト上昇をほとんど招来することなく、昇降部の自然降下を防止するための安全策を講じることができる。
【００３０】
さらに、最上位置から昇降部がその自重により自然に下降する時、昇降部の下降距離が所定以上に達したことを検知する検知手段と、検知手段の出力に基いて、下降した昇降部を上昇させるために電動機に電力を供給する制御手段とを設ける場合は、上記と同様に、昇降部の自然降下を防止するためのさらなる安全策を講じることができる。
【００３１】
本発明の昇降装置は、コンサートホールや体育館、コンベンションホール等の比較的天井の高い大きな構造物への利用に特に適しており、高所に配された照明器具等のメインテナンスの行いやすい安全な作業環境を提供できる点でその利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に基づく照明器具の昇降装置の外観を示す斜視図である。
【図２】同上の昇降装置の固定部の内部構成を示す概略上面図である。
【図３】同上の固定部の内部構成を示す概略断面図である。
【図４】同上の固定部の内部構成を示す別の概略断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、同上の昇降装置の回転抑止ユニットの動作説明図である。
【図６】同上の回転抑止ユニットの動作状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ 固定部
２ 吊材
３ 昇降部
５ 滑車
１０ ケース
１２ ベース
１４ カバー
２０ 巻取ドラム
２２ 直流モーター
２６ セルフロック機能付き減速歯車
２７ ウォームギア
２８ ウォームホイール
８５ 板バネ部材

Claims (7)

1. 少なくとも一つの吊材と、
   負荷を接続可能な昇降部と、
   構造物の天井に固定され、前記吊材を介して前記昇降部に連結される固定部と、
   前記吊材の一端が接続される巻取ドラムおよび吊材を巻き取るために前記巻取ドラムを回転させる電動機を含み、前記吊材の使用により昇降部の昇降を可能にする駆動手段とを具備する昇降装置であって、
   前記昇降部が、前記固定部と昇降部との間の距離が最小となる最上位置に達した時、前記電動機の回転を抑止する回転抑止手段をさらに含み、前記回転抑止手段は、弾性材料でなる押圧部材であり、前記最上位置において昇降部が押圧部材を弾性変形させ、弾性変形した押圧部材と前記電動機の駆動軸との間の摩擦力が前記電動機の駆動軸の回転を抑止することを特徴とする昇降装置。
2. 少なくとも一つの吊材と、
   負荷を接続可能な昇降部と、
   構造物の天井に固定され、前記吊材を介して前記昇降部に連結される固定部と、
   前記吊材の一端が接続される巻取ドラムおよび吊材を巻き取るために前記巻取ドラムを回転させる電動機を含み、前記吊材の使用により昇降部の昇降を可能にする駆動手段とを具備する昇降装置であって、
   前記固定部は、昇降部を収容可能な凹部を下面に有するケースを含み、
   前記昇降部が、前記固定部と昇降部との間の距離が最小となる最上位置に達した時、前記電動機の回転を抑止する回転抑止手段をさらに含み、前記回転抑止手段は、一端部が前記ケースの凹部内に突出し、他端部が前記電動機の駆動軸に隣接するように配置される板バネ部材であり、前記昇降部が上昇して前記凹部内に収容されると、前記昇降部が前記凹部内に突出した前記板バネ部材の一端部を押し上げて弾性変形させるとともに、前記電動機の駆動軸に弾性変形した前記板バネ部材が押し当てられ、前記板バネ部材と前記電動機の駆動軸との間の摩擦力が前記電動機の駆動軸の回転を抑止することを特徴とする昇降装置。
3. 上記電動機の駆動軸の回転を減速して巻取ドラムに伝達するとともに、巻取ドラムの回転が電動機に逆伝達されるのを阻止する動力伝達手段をさらに含むことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の昇降装置。
4. 上記動力伝達手段は、電動機側のウォームギアと、前記ウォームギアに噛み合う上記巻取ドラム側のウォームホイールとで構成されるセルフルロック機能付き減速歯車であることを特徴とする請求項３に記載の昇降装置。
5. 上記固定部と昇降部との間の距離が最小となる最上位置から昇降部がその自重により自然に下降する時、上記昇降部の下降距離が所定以上に達したことを検知する検知手段と、前記検知手段の出力に基いて、下降した昇降部を上昇させるために前記電動機に電力を供給する制御手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の昇降装置。
6. 上記電動機は、永久磁石と整流ブラシを有する直流電動機であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の昇降装置。
7. 交流電源から上記直流電動機に電力を供給するための整流回路および正逆転切換用の極性切り換えスイッチを具備することを特徴とする請求項６に記載の昇降装置。

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