JP5733660B2 - 昇降式足場装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばビル等の建築工事において敷設される仮設足場に用いられ、特に作業床が昇降移動可能な昇降式足場装置に関するものである。

従来、仮設足場は、例えばビル等の建築工事において建築物に沿うようにして設けられ、作業者が作業を行うための作業床を有している。近年では、作業床が上下方向に昇降移動することが可能な昇降式足場装置が提案されている。

特許第２８８１６７７号公報

上記昇降式足場装置の中には、例えば２本のタワーを有し、これらのタワー間に作業床を有する足場部が連結され、この足場部が水平状態を維持したまま昇降するものが知られている。すなわち、この昇降式足場装置は、建築物が立設された地盤において例えば２本のタワーが所定の間隔を隔てて並設され、各タワーに沿って上下方向に昇降可能な昇降部がそれぞれ備えられている。各昇降部は、例えばモータの回転駆動によって昇降される。

この昇降式足場装置によれば、両昇降部が同時に昇降されるので、足場部がほぼ水平を維持したまま上昇及び下降する。例えば、足場部が所定の高さ位置まで上昇して停止されると、足場部に搭乗している作業者は、所定の高さ位置で高所作業を行うことができる。

上記昇降式足場装置では、足場部を上下方向に昇降移動させるためのモータには、電源電圧を供給するための電源ケーブルがいわゆるバスケット方式で接続されて敷設されている。すなわち、電源ケーブルは、その一部が、地盤上に設けられたバスケットの内部に、とぐろを巻いた状態で収納されてあり、他の一部が、バスケットから空中を介して昇降部に設けられたモータに接続されている。したがって、電源ケーブルは、昇降部が上昇する場合には、バスケットから引き出され、昇降部が下降する場合には、自重によりバスケットの内部に落とし込まれる。

しかしながら、電源ケーブルには、例えばキャブタイヤケーブルが用いられるので、電源ケーブルの長さが長ければ長くなるほどケーブル全体の重量が大となりその取扱いが困難となる。そのため、上記したバスケット方式では、昇降部の昇降動作に応じて電源ケーブルがバスケットに適切に収納されないことが生じる。例えば、電源ケーブルがバスケットの上端や昇降式足場装置の筐体等と接触して、電源ケーブルに不測の負荷がかかり、場合によっては断線に至るときがある。また、電源ケーブルは、昇降部が昇降移動するたびに屈曲が繰り返されるため、その耐用年数が非常に短く、定期的に交換する必要がある。

さらに、例えば足場部が所定の高さまで上昇し、その際に電源ケーブルが断線するようなことがあれば、モータに電源ケーブルを介して電源電圧が供給されなくなるので、足場部が下降することができず、作業者が地上に降りることができないといった不具合が生じることがある。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、モータ等に電源供給するための電源ケーブルにおける不具合を回避することのできる昇降式足場装置を提供することを、その課題とする。

本発明によって提供される昇降式足場装置は、上下方向に延びかつ建築現場の所定位置に移動自在なタワー部と、前記タワー部に沿って昇降自在に設けられた昇降部と、前記昇降部の略側方方向に延びて前記昇降部に連結され、かつ前記昇降部の昇降によって昇降する足場部と、前記昇降部を昇降させるための駆動手段と、前記駆動手段に供給するための電源電圧を蓄電する蓄電手段と、前記蓄電手段からの電圧を所定の電圧に変換して前記駆動手段に供給する電圧変換手段と、前記地盤上を移動自在であって前記蓄電手段を充電するための充電手段と、を備え、前記蓄電手段は、前記駆動手段の駆動により前記昇降部が前記タワー部の下部まで下降移動したとき、前記充電手段による充電が可能とされることを特徴としている。

本発明の昇降式足場装置において、前記電圧変換手段は、前記蓄電手段の直流出力電圧を所望のレベルの直流電圧に変換する直流−直流コンバータと、前記直流−直流コンバータの直流出力電圧を所望の三相交流電圧に変換し、前記駆動手段に供給する三相インバータとによって構成されるとよい。

本発明によれば、蓄電手段によって駆動手段に対して電源電圧が供給されるので、従来の構成のように、例えばバスケット方式で敷設される電源ケーブルを介して電源電圧を供給する必要がなくなる。したがって、電源供給するための電源ケーブルにおける不具合を回避することができる。すなわち、電源ケーブルを取扱う際の困難さを回避でき、電源ケーブルが断線した場合の復旧処置、及び電源ケーブルの交換処置等を実施する手間を省くことができる。

また、本発明によれば、駆動手段に対して電源を供給する電圧変換手段の構成を、蓄電手段の直流出力電圧を所望のレベルの直流電圧に変換する直流−直流コンバータ、及びその直流出力電圧を所望の三相交流電圧に変換する三相インバータといった容易な構成で実現することができる。また、直流−直流コンバータの直流出力を三相インバータに直接的に入力するので、ロスの少ない高効率な電力供給が可能となる。そのため、結果的に蓄電手段の容量を小さくすることができ、省エネルギー化に寄与することができる。

また、本発明によれば、基本電源を供給する例えば電源ケーブルが敷設された場合に、当該電源ケーブルが断線したときには、電源切替手段によって電源供給元が基本電源からの蓄電電源に切替えられる。したがって、たとえ電源ケーブルが断線した場合でも駆動手段を駆動して足場部を強制的に下降させることができ、作業者を足場部から地盤上に支障なく降ろすことができる。

また、本発明によれば、タワー部の設置箇所近傍に設けられた充電手段によって蓄電手段が充電されるので、蓄電手段を継続的に用いることができる。

本発明の第１実施形態に係る昇降式足場装置を示す正面図である。 第１モータと第１ラックの位置関係を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である。 制御盤及び操作ボックスを示す正面図である。 昇降式足場装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る昇降式足場装置の電気的構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る昇降式足場装置（以下、単に「足場装置」という）を示す正面図である。この足場装置は、例えば建築工事の仮設足場に用いられるものであり、特に作業床が昇降する昇降式のものである。

足場装置は、図１に示すように、２本のタワーを備えている。足場装置は、所定の高さを有する第１タワー１と、所定の間隔を隔てて並設された第２タワー２と、両タワー１，２に支持された昇降移動可能な足場部３とを備えている。第１タワー１及び第２タワー２は、ほぼ同様の構成とされている。なお、以下の説明では、構成が共通する部材については同符号で示す。

各タワー１，２は、これを支持するためのベース部４をそれぞれ有している。ベース部４は、略平板状に形成されており、ベース部４の角部には、複数のジャッキ機構５が設けられている。ジャッキ機構５は、それぞれの高さを調整することにより、ベース部４を水平状態に維持するものである。ベース部４には、アウトリガー機構６が設けられている。アウトリガー機構６は、ベース部４から放射状に延びた複数の部材からなり、各タワー１，２を地盤Ｇに対して支持するためのものである。ベース部４には、図示しない移動用車輪が設けられ、移動用車輪は、各タワー１，２を建築現場の所定位置に移動させる。

第１及び第２タワー１，２は、外形が略直方体の枠状に形成された枠部材７が複数個連接された構成とされている。具体的には、第１及び第２タワー１，２は、ベース部４の中央部において最下段の枠部材７が取付けられ、その枠部材７の上方に他の枠部材７が積み重ねられて構成される。

第１タワー１の各枠部材７の内部空間には、上下方向に延びた第１ラック８が設けられている。第１ラック８は、長尺状に形成され、図２（ｂ）に示すように、その一方側端面に複数のピニオン１０が歯合される歯合部８ａが形成されている。同様に、第２タワー２の各枠部材７の内部空間には、上下方向に延びた第２ラック９が設けられている。第２ラック９は、第１ラック８と同様の構成とされている。

第１タワー１には、それに沿って上下方向に昇降自在とされた第１昇降部１１が設けられている。第１昇降部１１は、高さ方向に延びた略直方体の枠状に形成されている。第１昇降部１１は、図略のガイドローラを介して枠部材７の外表面に沿って昇降される。また、第２タワー２には、それに沿って上下方向に昇降自在とされた第２昇降部１２が設けられている。第２昇降部１２は、第１昇降部１１と同様の構成とされている。

第１昇降部１１には、図１及び図２に示すように、これを昇降させるための第１モータ１３が取付けられている。第１モータ１３は、誘導モータとされ、その回転を停止させるブレーキ機構が備えられている。なお、第１モータ１３は、実際には並設された２つのモータによって構成され、一方のモータが故障した場合等に他方のモータを使用するといった非常時の安全性を考慮したものとされている。よって、以下の説明では、２つのモータを総称して第１モータ１３と呼称する。

図２に示すように、第１モータ１３の回転軸１３ａには、ピニオン１０が取付けられている。このピニオン１０には、第１ラック８の歯合部８ａが歯合されている。第１モータ１３が回転駆動されると、ピニオン１０と第１ラック８とが協動し、第１昇降部１１が第１タワー１の枠部材７に沿って昇降移動される。

一方、第２昇降部１２には、これを昇降させるための第２モータ１４が取付けられている。第２モータ１４は、第１モータ１３と同様の構成とされている。

第１昇降部１１には、それを覆うようにかつ前後方向（図１において紙面の手前又は奥行き方向）に水平移動自在な第１水平移動部１５が設けられている。また、第２昇降部１２には、それを覆うようにかつ前後方向に水平移動自在な第２水平移動部１６が設けられている。第１及び第２水平移動部１５，１６は、足場部３を前後方向に移動させるためのものである。第１及び第２水平移動部１５，１６は、それぞれ前後方向に延びた略直方体の枠状に形成されている。

足場部３は、第１及び第２水平移動部１５，１６の間及び第１及び第２水平移動部１５，１６の側方に略水平方向に延びて設けられている。足場部３は、略直方体の枠状に形成された本体部３ａと、本体部３ａの上面に配された作業床（図略）と、作業者の転落を防止するための手摺３ｂとを有している。

より詳細には、足場部３は、第１及び第２水平移動部１５，１６の間に設けられた中間部１８と、第１水平移動部１５の左方向に延びた第１側方部１９と、第２水平移動部１６の右方向に延びた第２側方部２０とによって構成されている。第１側方部１９には、左方向に進退自在とされた第１進退部２１が設けられている。また、第２側方部２０には、右方向に進退自在とされた第２進退部２２が設けられている（図１は、第１進退部２１及び第２進退部２２がそれぞれ進出した状態を示している。）。

第１水平移動部１５の周囲には、中間部１８と第１側方部１９とを結ぶ第１補助部２３が設けられ、第２水平移動部１６の周囲には、中間部１８と第２側方部２０とを結ぶ第２補助部２４が設けられている。これら第１補助部２３及び第２補助部２４が設けられることにより、足場部３の作業床は、右端に配される第１進退部２１から左端に配される第２進退部２２にわたってその作業床がほぼ面一とされる。したがって、足場部３に搭乗した作業者は、第１進退部２１から第２進退部２２に一旦足場部３から降りることなく移動することができる。

第１及び第２タワー１，２には、足場部３の中間部１８、第１側方部１９及び第２側方部２０を担持支持するための担持機構２５が設けられている。

第１側方部１９及び第２側方部２０の手摺３ｂには、制御盤２７がそれぞれ設けられている。制御盤２７には、制御部３１（後述）が内装されている。制御盤２７の前面には、図３に示すように、モニタ部２８及び非常停止ボタン２９が設けられている。モニタ部２８は、タッチパネルを有する液晶表示器によって構成されている。非常停止ボタン２９は、緊急時に足場部３の昇降を強制的に停止するために押下されるものである。

２つの制御盤２７のうちいずれか一方の制御盤２７には、操作ボックス３０が接続されている。操作ボックス３０は、足場部３の上昇及び下降等の昇降動作を作業者が操作入力するためのものである。操作ボックス３０は、図３の円内に示すように、上昇スイッチ３０ａ及び下降スイッチ３０ｂを備えている。

上昇スイッチ３０ａは、足場部３を上昇させるためのものであり、下降スイッチ３０ｂは、足場部３を下降させるためのものである。なお、上昇スイッチ３０ａ及び下降スイッチ３０ｂは、押下した場合にのみ制御部３１に操作信号が伝達されるモーメンタリ型のスイッチとされる。

図４は、本足場装置の電気的構成を示すブロック図である。この足場装置では、制御盤２７に例えばシーケンサからなる制御部３１が備えられている。制御部３１には、モニタ部２８及び非常停止ボタン２９が接続されている。制御部３１は、モニタ部２８に対して表示すべき表示データを送出するとともに、モニタ部２８からのタッチパネルによる操作信号に基づいて各種のデータ処理を行う。制御部３１は、非常停止ボタン２９からの押下信号が入力されると、第１及び第２モータ１３，１４の回転駆動を無条件で強制的に停止させるよう制御する。

制御部３１には、第１モータ１３及び第２モータ１４が接続されている。制御部３１は、第１及び第２モータ１３，１４に対して駆動信号をそれぞれ送出する。これにより、第１及び第２モータ１３，１４は、この駆動信号に応じて独立にオン、オフ動作する。

制御部３１には、操作ボックス３０が接続され、操作ボックス３０から上昇スイッチ３０ａ及び下降スイッチ３０ｂによる操作信号が入力される。制御部３１は、それらの操作信号に基づいて第１及び第２モータ１３，１４をオン、オフ動作させ、これにより、足場部３を昇降動作させる。

本実施形態では、第１及び第２モータ１３，１４には、電圧変換装置３２を介してバッテリ３３が接続されている。バッテリ３３は、第１及び第２モータ１３，１４並びに制御盤２７に対して電源電圧を供給するためのものである。すなわち、本第１実施形態に係る足場装置では、従来の構成のように第１及び第２モータ１３，１４に電源電圧が電源ケーブルによって供給されることに代えて、電源電圧がバッテリ３３によって供給される構成とされている。

バッテリ３３は、出力電圧として例えばＤＣ４８Ｖを出力する。バッテリ３３は、充電装置（図略）によって蓄電することが可能とされている。充電装置は、地盤Ｇ上の所定位置に設置され、バッテリ３３に充電を行うためのケーブルと、その端部に設けられたコネクタ（いずれも図略）とが接続されている。バッテリ３３の外表面には、このコネクタが接続可能な接続口（図略）が形成されている。

例えば足場部３が下降して最下位位置（作業者が乗降可能な位置）にある場合、バッテリ３３の接続口には、作業者によって充電装置のケーブルのコネクタが接続される。これにより、バッテリ３３は、充電装置によって蓄電される。なお、充電装置は、例えば下部にキャスター等が設けられ、移動自在とされてもよい。

電圧変換装置３２は、ＤＣ−ＤＣ（直流−直流）コンバータ３４と、三相インバータ３５と、ＤＣ−ＡＣ（直流−交流）コンバータ３６とを備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ３４は、バッテリ３３の直流出力電圧（例えばＤＣ４８Ｖ）を所望のレベルの直流電圧（例えばＤＣ３００Ｖ）に変換するものである。三相インバータ３５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の直流出力電圧を所望の三相交流電圧に変換し、第１及び第２モータ１３，１４に供給するものである。ＤＣ−ＡＣコンバータ３６は、バッテリ３３の直流出力電圧を所望のレベルの交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）に変換し、制御盤２７に供給するものである。

バッテリ３３には、第１及び第２モータ１３，１４への電源供給経路として、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４が接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４には、三相インバータ３５が接続され、三相インバータ３５には、第１及び第２モータ１３，１４がそれぞれ接続されている。また、バッテリ３３には、制御盤２７への電源供給経路として、ＤＣ−ＡＣコンバータ３６が接続されている。

次に、本実施形態における作用について説明する。

本足場装置では、作業者によって操作ボックス３０を介して上昇スイッチ３０ａ又は下降スイッチ３０ｂが押下操作されると、制御部３１にその操作信号が入力され、制御部３１は、その操作信号に応じて第１及び第２モータ１３，１４を駆動する。第１及び第２モータ１３，１４が駆動されると、第１及び第２タワー１，２が上昇又は下降され、すなわち足場部３が上昇又は下降される。

このとき、第１及び第２モータ１３，１４には、バッテリ３３から電圧変換回路３２を介して三相交流電圧が供給される。より詳細には、バッテリ３３の直流出力電圧は、電圧変換装置３２のＤＣ−ＤＣコンバータ３４によってレベル変換される。次いで、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の出力電圧は、三相インバータ３５によって三相交流電圧に変換される。第１及び第２モータ１３，１４には、三相インバータ３５の出力電圧である三相交流電圧が供給される。

また、制御盤２７には、バッテリ３３から電圧変換回路３２を介して交流電圧が供給される。より詳細には、バッテリ３３の直流出力電圧は、ＤＣ−ＡＣコンバータ３６によって交流電圧に変換されて制御盤２７に供給される。当該交流電圧は、制御盤２７内の電源電圧として用いられる。

このように、第１及び第２モータ１３，１４への電源供給は、従来の構成のように例えばバスケット方式で敷設される電源ケーブルにより行うのではなく、バッテリ３３及び電圧変換回路３２を介して行うので、電源ケーブルが敷設されることによる不具合を回避することができる。すなわち、電源ケーブルを取扱う際の困難さを回避でき、電源ケーブルが断線した場合の復旧処置、及び電源ケーブルの交換処置等を実施する手間を省くことができる。

また、電圧変換回路３２は、バッテリ３３の直流出力電圧を所望のレベルの直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ３４、及びその直流出力電圧を所望の三相交流電圧に変換する三相インバータ３５といった容易な構成で実現することができる。さらに、上記構成によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ３４の直流出力を三相インバータ３５に直接的に入力するので、ロスの少ない高効率な電力供給が可能となる。そのため、結果的にバッテリ３３の容量を小さくすることができ、省エネルギー化に寄与することができる。

なお、本実施形態では、バッテリ３３は、例えば大容量の電圧が蓄電可能であればよいのであるが、例えば少ない容量しか蓄電できないのであれば、少なくとも足場部３を二度程度、昇降往復させることが可能なくらいの、第１及び第２モータ１３，１４を駆動できる容量を有することが望ましい。

また、上記構成において、足場装置が作業者の乗降が可能な最下位位置に達した場合には、作業者によって地盤Ｇ上に設置された充電装置（図略）によりバッテリ３３に対して充電されればよい。したがって、作業工程において充電時間を許容することができるのであれば、バッテリ３３を継続して用いることができる。なお、この場合、例えばバッテリ３３の容量の低下を外部に報知させるようにしてもよい。報知の方法としては、パトライト（登録商標）等を用いて表示又は音声等で行うようにすればよい。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る足場装置の電気的構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る足場装置は、第１及び第２モータ１３，１４並びに制御盤２７に対して電源電圧を供給するための電源ケーブルが敷設されている点及び電源供給を切替えるための切替装置３８が設けられている点で、上記した第１実施形態に係る足場装置と相違する。その他の構成については、第１実施形態に係る足場装置の構成と略同様である。

この第２実施形態の足場装置は、例えば足場部３が所定の高さまで上昇され、その際に何らかの原因で電源ケーブルが断線し、第１及び第２モータ１３，１４に電源電圧が供給されなくなり、下降不可となった非常時に用いることができるものである。

切替装置３８は、電源ケーブルを介して供給される基本電源（通常、地盤Ｇ上に設けられた電源装置（図略）から供給される）と、バッテリ３３からの蓄電電源とを切り替えて、いずれかの電源を第１及び第２モータ１３，１４並びに制御盤２７に対して供給するものである。切替装置３８は、例えば電源切替用の電磁接触器からなり、作業者によって手動で切り替え可能とされている。

切替装置３８は、通常、電源ケーブル側に設定されており、この状態では、第１及び第２モータ１３，１４並びに制御盤２７に電源ケーブルからの基本電源が供給される。この際、上記したように、電源ケーブルが断線して足場部３が下降不可となった場合、作業者によって手動でバッテリ３３側（図５参照）に切り替えられる。これにより、第１及び第２モータ１３，１４には、バッテリ３３からＤＣ−ＤＣコンバータ３４及び三相インバータ３５を介して三相交流電圧が供給される。また、制御盤２７には、バッテリ３３からＤＣ−ＡＣコンバータ３６を介して交流電圧が供給される。

このように、足場部３が所定の高さ位置で下降不可となった場合、バッテリ３３からの出力電圧によって第１及び第２モータ１３，１４並びに制御盤２７に電源電圧が供給される。そのため、供給された電源電圧によって第１及び第２モータ１３，１４が駆動され、足場部３が下降動作を行うことができる。したがって、足場部３は強制的に下降され、作業者は、足場部３から地盤Ｇ上に支障なく降りることができる。

なお、第２実施形態に係る足場装置では、バッテリ３３は、少なくとも一度だけ足場部３を下降させるための、第１及び第２モータ１３，１４を駆動させる容量を有しておればよい。

なお、本発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施形態では、第１及び第２タワー１，２、足場部３、第１及び第２昇降部１１，１２、制御盤２７、バッテリ３３、電圧変換装置３２並びに切替装置３８等の構成は、適宜設計変更可能である。

また、本実施形態の足場装置では、第１タワー１及び第２タワー２を有していたが、この構成に限らず、例えば一つのタワーで構成されていてもよい。また、制御盤２７は、いずれか一方の制御盤２７のみが設けられていてもよい。

１ 第１タワー
２ 第２タワー
３ 足場部
１１ 第１昇降部
１２ 第２昇降部
１３ 第１モータ
１４ 第２モータ
２７ 制御盤
３０ 操作ボックス
３１ 制御部
３２ 電圧変換装置
３３ バッテリ
３４ ＤＣ−ＤＣコンバータ
３５ 三相インバータ
３６ ＤＣ−ＡＣコンバータ
３８ 切替装置

Claims (2)

1. 上下方向に延びかつ建築現場の所定位置に移動自在なタワー部と、
   前記タワー部に沿って昇降自在に設けられた昇降部と、
   前記昇降部の略側方方向に延びて前記昇降部に連結され、かつ前記昇降部の昇降によって昇降する足場部と、
   前記昇降部を昇降させるための駆動手段と、
   前記駆動手段に供給するための電源電圧を蓄電する蓄電手段と、
   前記蓄電手段からの電圧を所定の電圧に変換して前記駆動手段に供給する電圧変換手段と、
   前記地盤上を移動自在であって前記蓄電手段を充電するための充電手段と、
   を備え、
   前記蓄電手段は、
   前記駆動手段の駆動により前記昇降部が前記タワー部の下部まで下降移動したとき、前記充電手段による充電が可能とされることを特徴とする、昇降式足場装置。
2. 前記電圧変換手段は、
   前記蓄電手段の直流出力電圧を所望のレベルの直流電圧に変換する直流−直流コンバータと、
   前記直流−直流コンバータの直流出力電圧を所望の三相交流電圧に変換し、前記駆動手段に供給する三相インバータとによって構成される、請求項１に記載の昇降式足場装置。

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