JP5842135B2

JP5842135B2 - 昇降装置およびそれを備えた昇降式照明器具

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Publication number: JP5842135B2
Application number: JP2011274936A
Authority: JP
Inventors: 亘鶴田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: JP2013124176A

Description

本発明は、昇降装置およびそれを備えた昇降式照明器具に関する。

従来より、ホールや体育館などの構造物に設置される照明器具として、照明器具本体を昇降装置の昇降体に備えた昇降式照明器具が用いられている。昇降式照明器具は、昇降体を天井側の高所から床面側の低所にまで昇降可能とすることにより、照明器具本体の清掃や保守点検などを容易にしている。昇降装置は、たとえば、昇降装置本体に一端を支持したワイヤーロープを昇降体の滑車に巻き渡し、ワイヤーロープの他端をドラムを介してモータにより巻き上げまたは巻き下げて昇降体を昇降している。

この種の昇降装置として、昇降装置に使用される使用部材の劣化などにより動作不良が生じないように、使用部材の交換時期が迫ると寿命末期であることを報知するものが知られている（たとえば、特許文献１）。

特許文献１の昇降装置は、昇降装置の制御部が装置の稼働状況に関するパラメータ値として昇降体が上昇して昇降装置本体の上死点に到達した上死点到達回数を検出する上死点検出部を備えている。制御部は、上死点検出部が検出したパラメータ値と、昇降装置全体の寿命時期として予め記憶させた第１基準値とを比較判定する比較判定部を備えている。制御部は、比較判定部の比較判定結果に基づいてモータの出力を制御する出力制御部を備えている。昇降装置の制御部は、パラメータ値が第１基準値に達するとモータの出力を変更し、昇降体の動作を変化させる。

これにより特許文献１の昇降装置は、昇降体の動作を変化させることにより寿命末期を報知することが可能になる、としている。

特開２０１０−２７２４５０号公報

ところで、昇降装置は、設置される場所や高さも種々多様である。昇降装置は、たとえば、比較的高所から降下させる昇降体を真下から見た場合、昇降体の動作速度の変化を判別し難い場合もある。そのため、昇降装置は、寿命末期など予め設定した状況にあることを、使用者に報知することが難しい恐れがある。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、予め設定した状況にあることを、使用者に判別し易く報知することが可能な昇降装置およびそれを用いた昇降式照明器具を提供することにある。

本発明の昇降装置は、吊材と、該吊材の巻き取りおよび巻き戻しをするドラムと該ドラムを回転させる駆動部と該駆動部の駆動を制御する制御部とを有し構造物の天井側に取り付ける本体部と、上記吊材に吊持され上記吊材の巻き取りあるいは巻き戻しに伴い上記本体部に対して昇降可能な昇降体とを備えた昇降装置であって、
上記制御部は、上記駆動部の駆動を制御し、上記吊材における固有振動数と上記ドラムの振動数との一致を避けて上記吊材の共振を抑制させる第１状態と、上記固有振動数と上記振動数とを合わせることで上記吊材に上記第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態とを、予め設定した状況に応じて切替えることを特徴とする。

この昇降装置において、上記駆動部は、モータと該モータの回転速度を減速させて上記ドラムを回転させる減速機とを備え、上記状況は、予め設定した上記本体部側の寿命末期であり、上記制御部は、通常時において、上記モータの回転速度を制御して上記第１状態とし、上記寿命末期において、上記モータの回転速度を制御して上記昇降体の昇降中の所定箇所で上記吊材が所定の振幅以上で振れる共振を発生させる上記第２状態とすることが好ましい。

この昇降装置において、上記制御部は、上記駆動部を制御して上記昇降体の昇降速度を変化させることにより、上記第１状態とすることが好ましい。

この昇降装置において、上記制御部は、上記駆動部を制御して上記昇降体の昇降動作と該昇降動作の一時停止との間欠的な昇降を行わせることにより、上記第１状態とすることが好ましい。

本発明の昇降式照明器具は、上述の昇降装置と、上記昇降体に備えられた照明器具本体とを有することを特徴とする。

本発明の昇降装置は、予め設定した状況にあることを、使用者に判別し易く報知することが可能となる。

本発明の昇降装置を備えた昇降式照明器具は、予め設定した状況にあることを、使用者に判別し易く報知することが可能となる。

本実施形態の昇降装置における要部を説明する正面断面図である。本実施形態の昇降装置における要部を説明する側面断面図である。本実施形態の昇降装置における原理説明図である。本実施形態の昇降装置の正面図である。本実施形態の昇降装置における要部の斜視図である。本実施形態の昇降装置における要部のブロック図である。本実施形態の昇降装置の動作を説明するフローチャート図である。

以下、本実施形態の昇降装置１０を図１ないし図３に基づいて説明する。なお、図中において同じ部材に対しては、同じ番号を付している。

本実施形態の昇降装置１０は、図１に示すように、吊材２と、吊材２の巻き取りおよび巻き戻しをするドラム４とドラム４を回転させる駆動部１と駆動部１の駆動を制御する制御部３とを有し構造物の天井Ａ側に取り付ける本体部５とを備えている。また、昇降装置１０は、吊材２に吊持され吊材２の巻き取りあるいは巻き戻しに伴い本体部５に対して昇降可能な昇降体７を備えている。昇降体７には、照明器具本体２１が固定されている。照明器具本体２１は、たとえば、図示していない照明ランプを装着させ照明ランプからの光を所定の方向に反射する反射板を備えた構成としている。すなわち、本実施形態の昇降装置１０は、昇降体７に照明器具本体２１が備えられた昇降式照明器具２０を構成している。なお、昇降装置１０は、本体部５がカバー部５ａｂにより覆われている。また、昇降装置１０は、昇降装置１０の本体部５と、正面視がＣ字状で天井Ａ側に固定された取付アーム２４とを、ボルト２５，２５により取り付けている（図２を参照）。

昇降装置１０は、たとえば、昇降体７を降下させ昇降体７に備えた照明器具本体２１の清掃や照明ランプの交換などの保守点検作業を行うことができる。

特に、本実施形態の昇降装置１０における制御部３は、駆動部１の駆動を制御し、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数との一致を避けて吊材２の共振を抑制させる第１状態にすることができる。また、制御部３は、駆動部１の駆動を制御し、上記固有振動数と上記振動数とを合わせることで吊材２に第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態にすることができる。制御部３は、昇降装置１０が予め設定した状況になると第１状態と第２状態とを切替える。

本実施形態の昇降装置１０は、吊材２の素材の弾性係数（ヤング率）、吊材２の断面積、本体部５側から昇降体７側までの吊材２の長さや照明器具本体２１を備えた昇降体７の負荷質量により、吊材２における固有振動数を予め設定している。また、本実施形態の昇降装置１０は、駆動部１としてモータ１ａを備えており、制御部３がモータ１ａの回転速度を制御して回転するドラム４の振動数を制御している。これにより、昇降装置１０は、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数との一致を避けて吊材２の共振を抑制させる第１状態とすることができる。また、昇降装置１０は、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数とを合わせることで第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態とすることができる。

昇降装置１０は、たとえば、通常時において、制御部３が駆動部１となるモータ１ａの回転速度を制御して第１状態とする。また、昇降装置１０の制御部３は、予め設定した状況として、本体部５の寿命末期になると、第１状態から第２状態に切替える。

これにより、本実施形態の昇降装置１０は、通常期よりも寿命末期において吊材２が大きく振れることで、予め設定した状況にあることを、使用者に判別し易く報知することが可能となる。

以下、本実施形態の昇降装置１０の各構成を説明する。

本実施形態の昇降装置１０は、本体部５の一側端側（図２の紙面の右側）に吊材２の巻き取りおよび巻き戻しをするドラム４を設けている。昇降装置１０は、モータ１ａの回転によりドラム４を回転させる。昇降装置１０の本体部５では、ドラム４に一端部を固定してある吊材２をドラム４から水平方向（図２の紙面の左右方向）に引き出している。吊材２は、滑車８ａに巻き渡しされてＵ字状に方向転換され、滑車８ｂにより鉛直方向（図２の紙面の上下方向）へ方向転換している（図２を参照）。本体部５は、滑車８ｂから鉛直方向の下方へ延びる吊材２を昇降体７に設けた一対の滑車７ｃ、７ｄに巻き渡して鉛直方向の上方に引き出し、本体部５のかしめ部５ｊに吊材２の他端部を固定している。

また、昇降装置１０は、本体部５の外部に設けた切換スイッチ２３を介して、交流商用電源ＡＣ（１００Ｖ）と本体部５の端子台２２とを電気的に接続している。切換スイッチ２３は、たとえば、交流商用電源ＡＣの一端側を端子台２２の共通端子と接続し、交流商用電源ＡＣの他端側を端子台２２の上昇端子（図示していない）または端子台２２の下降端子（図示していない）と切換えて電気的に接続できるように構成している。昇降装置１０は、制御部３を介して端子台２２とモータ１ａとを電気的に接続している。昇降装置１０は、切換スイッチ２３の切換により、昇降体７の上昇動作と、昇降体７の降下動作と、昇降体７の昇降動作の停止とを行うことができる。

昇降装置１０は、切換スイッチ２３の切換により交流商用電源ＡＣの他端側が端子台２２の降下端子側に接続すると、制御部３がモータ１ａに正回転の駆動を行う。昇降装置１０は、たとえば、モータ１ａの正回転により吊材２を巻き戻すようにドラム４が正回転すると、照明器具本体２１を備えた昇降体７が降下する。また、昇降装置１０は、切換スイッチ２３の切換により交流商用電源ＡＣの他端側が端子台２２の上昇端子側に接続すると、制御部３がモータ１ａに逆回転の駆動を行う。昇降装置１０は、モータ１ａの逆回転により吊材２を巻き取るようにドラム４が逆回転すると、照明器具本体２１を備えた昇降体７が上昇する。

本実施形態の昇降装置１０は、たとえば、リミットスイッチを用いた上死点検知部５ｅを備えている。上死点検知部５ｅは、本体部５の凹部５ａａにおける上死点に昇降体７が達していることを検知する。上死点検知部５ｅは、制御部３と電気的に接続している。昇降装置１０は、本体部５側に昇降体７を上昇させ上死点検知部５ｅが昇降体７を検知すると、制御部３が昇降体７の上昇動作を停止させるようにモータ１ａを制御する。すなわち、昇降装置１０は、上死点検知部５ｅを利用して、昇降体７と本体部５との嵌合時あるいは嵌合解除時に昇降体７の昇降回数をカウントすることができる。

本実施形態の昇降装置１０は、本体部５の凹部５ａａの内底面側に給電端子５ａ，５ｂを備えている。給電端子５ａ，５ｂは、制御部３を介して交流商用電源ＡＣと電気的に接続されている。給電端子５ａ，５ｂは、昇降体７が本体部５の凹部５ａａ内に嵌合したときに接点圧を確保する、ばね５ｂａを好適に備えている。給電端子５ａ，５ｂは、昇降体７と当接し昇降体７の上昇に伴って、本体部５と給電端子５ａ，５ｂとの間に配置された、ばね５ｂａの押圧に抗って上死点検知部５ｅが昇降体７を検知するまで本体部５側に移動する。また、給電端子５ａ，５ｂは、昇降体７が降下すると、ばね５ｂａの押圧に元の位置に復帰する。

本実施形態の昇降装置１０は、照明器具本体２１の照明ランプを点灯させる点灯装置（図示していない）を制御部３に設けている。昇降装置１０は、昇降体７が本体部５の凹部５ａａに嵌合して、本体部５の給電端子５ａ，５ｂと昇降体７の受電端子７ａ，７ｂとが接触することで昇降体７に備えられた照明器具本体２１側に給電する構成としている。本実施形態の昇降装置１０では、制御部３に内蔵した点灯装置が交流商用電源ＡＣからの電力を照明器具本体２１に装着される照明ランプの種類に応じた点灯用の電力に電力変換して照明ランプ側に給電する。なお、昇降装置１０は、たとえば、昇降装置１０と別途に配置した点灯装置から給電端子５ａ，５ｂに給電できるように電気的に接続したものでもよい。

本実施形態の昇降装置１０は、上死点検知部５ｅが昇降体７を検知した回数に基づいて昇降装置１０の状況を判定する。

本実施形態の昇降装置１０は、たとえば、上死点検知部５ｅが検知した昇降体７の回数を制御部３の記憶部（図示していない）に記憶させている。本実施形態の昇降装置１０では、上死点検知部５ｅの昇降体７を検知した回数が予め設定した回数内の場合を通常時としている。また、本実施形態の昇降装置１０では、上死点検知部５ｅの昇降体７を検知した回数が予め設定した回数を超えた場合、本体部５側のモータ１ａなどの使用部材が使用耐用回数を超えた寿命末期としている。なお、昇降装置１０は、予め設定した状況として、上死点検知部５ｅの昇降体７を検知した回数から昇降装置１０の状況を判定するものだけに限られない。昇降装置１０は、たとえば、昇降装置１０に内蔵する各種センサなどにより本体部５や昇降体７の異常、故障などを検知して第１状態と第２状態とを切替えるものでもよい。したがって、昇降装置１０は、第１状態と第２状態とを切替えることにより、たとえば、昇降体７に付着した塵芥などを振るい落とすことも可能となる。

昇降装置１０は、通常時において、制御部３がモータ１ａの回転速度を制御して吊材２における固有振動数とドラム４の振動数との一致を避けて、吊材２の共振を抑制させる第１状態にする。これにより、昇降装置１０は、昇降体７の昇降中に吊材２が所定の振幅以上で振れる吊材２の共振を抑制している。なお、吊材２の振幅は、昇降装置１０の用途や設置場所に応じて適宜に設定すればよい。

また、昇降装置１０の制御部３は、上死点検知部５ｅが検知した回数が記憶部に記憶させている耐用回数を超えると、本体部５側の使用部材の交換時期が迫った寿命末期であると判定する。昇降装置１０は、寿命末期において、制御部３がモータ１ａの回転速度を制御して吊材２における固有振動数とドラム４の振動数とを合わせることで吊材２に第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態に切替える。

以下、本実施形態の昇降装置１０において、吊材２の共振を抑制させる第１状態と、吊材２に第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態とを説明する。

図３に示す昇降装置１０において、吊材２における固有振動数ｆは、質量ｍの物体が、ばね定数ｋのばねに繋がれた調和振動子の基本周波数と同様に表すことができる。したがって、吊材２における固有振動数ｆは、予め選定された吊材２の素材の弾性係数をＥ、吊材２の断面積をＳ、本体部５側から昇降体７側までの吊体２の長さをＬ、昇降体７側の負荷質量をＭとする場合、次式により与えられる。

吊材２における固有振動数は、吊材２、昇降体７や照明器具本体２１を適宜に選定することにより予め設定することができる。また、ドラム４の振動数は、ドラム４を回転させる駆動部１を制御することにより調整することができる。昇降装置１０は、昇降体７の昇降速度を一定とした場合、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数とを合わせると昇降体７の昇降中の所定箇所（昇降させる負荷質量によって異なる）で吊材２が所定の振幅以上で振れる共振を発生する。言い換えると、本実施形態の昇降装置１０は、意図的に、吊材２に共振現象が発生可能なように予め吊材２における固有振動数と駆動部１により回転するドラム４の振動数とを設定している。

本実施形態の昇降装置１０は、制御部３が駆動部１を制御し、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数との一致を避ける条件とすることで、吊材２の共振を抑制させる第１状態となる。また、昇降装置１０は、制御部３が駆動部１を制御し、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数とを合わせる条件とすることで、昇降体７の昇降中の所定箇所で吊材２が所定の振幅以上で振れる共振を発生させる第２状態となる。

昇降装置１０は、たとえば、使用部材の交換時期が迫った寿命末期であることを、吊材２が所定の振幅以上で振れることで使用者に判別し易く報知することができる。そのため、本実施形態の昇降装置１０は、構造物の天井Ａ側の高所に取り付けられた本体部５側が保守点検などされることなく長期使用されることを回避することが可能となる。また、本実施形態の昇降装置１０は、昇降装置１０が故障する前に昇降装置１０を構成する使用部材の交換を促すことも可能となる。

以下、より具体的な昇降装置１０の構成を図４ないし図７を用いて説明する。なお、図５に示す昇降装置１０では、本体部５の内部構造を説明するため、本体部５のカバー部５ａｂや照明器具本体２１を省略して図示している。

図５に示す昇降装置１０では、吊材２と、吊材２の巻き取りおよび巻き戻しをするドラム４とドラム４を回転させる駆動部１と駆動部１の駆動を制御する制御部３とを有し構造物の天井Ａ側に取り付ける本体部５とを備えている。ここで、駆動部１は、モータ１ａとモータ１ａの回転速度を減速させてドラム４を回転させる減速機１ｂとを備えている。また、昇降装置１０は、吊材２に吊持され吊材２の巻き取りあるいは巻き戻しに伴い本体部５に対して昇降可能な昇降体７を備えている。

制御部３は、駆動部１の駆動を制御し、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数との一致を避けて吊材２の共振を抑制させる第１状態にすることができる。また、制御部３は、駆動部１の駆動を制御し、上記固有振動数と上記振動数とを合わせることで吊材２に第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態にすることができる。制御部３は、予め設定した状況に応じて第１状態と第２状態とを切替える。

本実施形態の昇降装置１０では、昇降体７の荷重が１ｋｇであり、昇降体７に備えられた照明器具本体２１の荷重を５．５ｋｇとしている。２本の吊材２は、照明器具本体２１を備えた昇降体７を吊持ちしている。そのため、吊材２は、吊材２の１本当たりに掛かる荷重が３．２５ｋｇとなる。ここで、昇降装置１０は、断面積Ｓが０．７６６ｍｍ^２、弾性係数Ｅが１０５９３０Ｎ／ｍｍ^２のステンレス鋼の吊材２を用いている。昇降装置１０は、吊材２の長さＬが９ｍで、吊材２における固有振動数を凡そ２．７Ｈｚに設定することが可能となる。したがって、昇降装置１０は、制御部３により駆動部１を制御してドラム４の振動数を凡そ２．７Ｈｚに設定することで、意図的に、吊材２に共振現象を発生させることが可能となる。

以下、本実施形態の昇降装置１０の各構成について、より詳細に説明する。

駆動部１は、ドラム４を回転させドラム４の回転速度を制御可能なものである。駆動部１は、たとえば、モータ１ａの回転を減速機１ｂを介して減速させるものが挙げられる。モータ１ａは、たとえば、直流電流で駆動するＤＣモータを用いることができる。モータ１ａは、商用交流電源ＡＣを全波整流した電圧の極性を変えることにより、正回転もしくは逆回転させることができる。減速機１ｂは、歯車などでモータ１ａの回転速度を減速して出力可能なものを用いることができる。なお、モータ１ａは、たとえば、上昇用端子、降下用端子および共通用端子を備えたものでもよい。モータ１ａは、上昇用端子と共通用端子との間に電圧を印加できるように制御することで、昇降体７を上昇させることができる。また、モータ１ａは、降下用端子と共通用端子との間に電圧を印加できるように制御することで、昇降体７を降下させることができる。減速機１ｂは、図示していないが、たとえば、複数個の遊星歯車、遊星キャリア、内歯車および太陽歯車を備えた遊星歯車減速機などを利用することができる。遊星歯車減速機は、太陽歯車を中心として、複数個の遊星歯車が自転しつつ公転することで、遊星歯車減速機の入力軸と出力軸とを同軸上で減速できる構造となっている。本実施形態の昇降装置１０では、円錐状で周囲に歯が刻まれた、かさ歯車（図示していない）などを利用して、減速機１ｂの出力軸を垂直方向に変換してドラム４に伝達している。駆動部１は、昇降装置１０の用途や昇降体７に備えられる照明器具本体２１などの負荷質量などに応じて、モータ１ａおよび減速機１ｂの種類や大きさなどを適宜選定すればよい。

吊材２は、ドラム４から複数個（ここでは、２個）の滑車８ａ，８ｂを介して方向転換し、昇降体７に設けた複数個（ここでは、２個）の滑車７ａ，７ｂに巻き渡して、本体部５側の圧着スリーブを用いた、かしめ部５ｊで固定している。なお、吊材２としてワイヤロープを用いる場合、吊材２は、一般に、複数本の素線をより合わせたストランドとし、ストランドを複数本より合わせたものを用いることができる。吊材２は、ストランドの中心に補強材を入れてもよい。吊材２は、種々の材料から構成することができ、たとえば、ステンレス材を用いることができる。吊材２は、複数本の素線をより合わせたものを用いた場合、吊材２の初期伸びを除去して素線が相互に密着した状態にすると、吊材２に作用する荷重に比例したフックの法則が成立する。吊材２の弾性係数Ｅは、吊材２の荷重変化量に対し、吊材２が伸びる変化量から求めることができる。吊材２の弾性係数Ｅは、構成する素線の数が少ないほど大きく、吊材２の長さが長いほど大きくなる傾向にある。また、吊材２は、荷重の掛かった状態で張られたままの吊材２と比較して、荷重の掛かった状態で移動する吊材２の弾性係数Ｅが大きくなる傾向にある。したがって、吊材２は、吊材２における固有振動数を設定する場合、初期の吊材２の伸びや吊材２に掛かる荷重も考慮して適宜の弾性係数Ｅのものを選択することが好ましい。

ドラム４は、減速機１ｂを介してモータ１ａと接続されモータ１ａの回転により吊材２の巻き取りおよび巻き戻しを行う。ドラム４には、ドラム４の軸に固定した歯車４ａを備えている（図５を参照）。昇降装置１０は、ドラム４の軸に固定した歯車４ａを回転検知センサ部５ｉで検知することにより、ドラム４の回転数を検出可能としている。昇降装置１０は、たとえば、ドラム４と同軸上に設けた歯車４ａの歯がフォトインタラプタを用いた回転検知センサ部５ｉの光を遮断させることでドラム４の回転数を検出することができる。回転検知センサ部５ｉは、後述する制御部３の振動数検知部３ｂｆと電気的に接続している。

本体部５は、駆動部１、制御部３やドラム４を保持することが可能なものである。本体部５は、昇降体７を本体部５の上死点の位置で固定させるため、昇降体７が収納される本体部５の中央部を介して両側（図５の紙面の左右側）に昇降体７と嵌合する嵌合機構５ｃ，５ｄを設けている。昇降装置１０は、昇降体７が本体部５の凹部５ａａ内における上死点位置で嵌合状態にあるとき、嵌合機構５ｃの電磁弁（図示していない）により回転支軸部５ｃｂを起点にシャッタ５ｃａを回転駆動させる。同様に、昇降装置１０は、嵌合機構５ｄの電磁弁５ｄｃにより回転支軸部５ｄｂを起点にシャッタ５ｄａを回転駆動させる。昇降装置１０は、両側のシャッタ５ｃａ，５ｄａが閉じて中央部の昇降体７を挟持することで、昇降体７を本体部５に固定することができる。昇降装置１０は、たとえば、フォトインタラプタなどを用いた嵌合センサ部５ｆ，５ｇが昇降体７と本体部５とが嵌合状態にあることを検出して、後述する制御部３（図６を参照）の嵌合検出部３ｂｃへ検出信号を出力する。なお、昇降装置１０では、昇降体７が上死点の位置で固定された場合、昇降体７に設けた各受電端子７ａ，７ｂと、本体部５に設けた各給電端子５ａ，５ｂとがそれぞれ電気的および機械的に接続される。

制御部３は、図６に示すように、交流商用電源ＡＣからの交流電力を整流してモータ１ａ側に給電する整流回路部３ａを備えている。また、制御部３は、整流回路部３ａからモータ１ａへの給電を制御する制御回路部３ｂと、制御回路部３ｂからの制御信号に基づきモータ１ａの回転を制御する駆動回路部３ｃとを備えている。

整流回路部３ａは、交流商用電源ＡＣの一端（図６の共通を参照）側と、切換スイッチ２３を介して電気的に接続される交流商用電源ＡＣの他端（図６の上昇または降下を参照）側とにより供給される交流電力を直流電力に整流する。整流回路部３ａは、制御回路部３ｂやモータ１ａを駆動させる直流電力の電源として機能する。整流回路部３ａは、交流商用電源ＡＣの他端側が切換スイッチ２３が切換えられることにより、制御回路部３ｂの昇降検出部３ｂａへ昇降体７の昇降動作を指示する昇降信号を出力することができる。

制御回路部３ｂは、切換スイッチ２３が切換えられることにより、昇降体７の昇降動作の指示を検出する昇降検出部３ｂａを備えている。制御回路部３ｂは、昇降体７が上死点に達していることを検知する上死点検知部５ｅと電気的に接続された上死点検出部３ｂｂを備えている。また、制御回路部３ｂは、嵌合センサ部５ｆ，５ｇと電気的に接続され、昇降体７が上死点の位置で嵌合機構５ｃ，５ｄと嵌合しているか否かを検出する嵌合検出部３ｂｃを備えている。制御回路部３ｂは、上死点検知部５ｅが検知した回数を上死点検出部３ｂｂで累算した累算回数（以下、上死点検出回数ともいう）と予め設定している基準値とを比較して上死点検出回数が基準値に達したか否かを判定する比較判定部３ｂｄを備えている。制御回路部３ｂは、比較判定部３ｂｄからの信号に基づき駆動回路部３ｃへ出力する信号を制御することで、モータ１ａの動作を制御する駆動制御部３ｂｅを備えている。さらに、制御回路部３ｂは、回転検知センサ部５ｉと電気的に接続され、ドラム４の振動数を検出する振動数検知部３ｂｆを備えている。

昇降検出部３ｂａは、整流回路部３ａからの出力を判定して、切換スイッチ２３の切換位置が上昇であるか降下の指示であるかを検出する。上死点検出部３ｂｂは、上死点検知部５ｅが出力する信号により、昇降体７が上昇して上死点に達した回数を予め設定した状況に関する値として検出する。嵌合検出部３ｂｃは、昇降体７が上死点の位置で嵌合機構５ｃ，５ｄと嵌合しているか否かを検出する嵌合センサ部５ｆ，５ｇの信号を検出することにより、嵌合状態を検出する。比較判定部３ｂｄは、上死点検出回数と予め設定した基準値とを比較して上死点検出回数が基準値に達したか否かを判定する。所定の基準値は、昇降装置１０の使用部材の交換を推奨、あるいは本体部５側の寿命を予告する寿命末期として、たとえば、１５０回の第１基準回数を設定することができる。また、所定の基準値は、第１基準回数を超えて昇降装置１０の昇降が繰り返され、故障回避のため昇降体７の昇降を禁止させる所定の基準値として、たとえば、２００回の第２基準回数を設定することができる。駆動制御部３ｂｅは、駆動回路部３ｃへ出力する切換信号を制御することにより、昇降体７の上昇動作、昇降動作の停止、降下動作の各動作を切換える。また、駆動制御部３ｂｅは、使用値が第１基準回数に達したと比較判定部３ｂｄが判定したときに、モータ１ａの出力を変更することにより、使用者へ寿命末期を報知する。駆動制御部３ｂｅは、使用値が第２基準回数に達したと比較判定部３ｂｄが判定した後に、昇降体７が本体部５と嵌合位置にあるときに、モータ１ａの出力を停止する。振動数検知部３ｂｆは、回転検知センサ部５ｉからの出力に基づいてドラム４の振動数を検出する。振動数検知部３ｂｆは、第１状態や第２状態に応じて比較判定部３ｂｄに予め記憶したドラム４の振動数と一致するようにモータ１ａを制御するため駆動制御部３ｂｅと電気的に接続している。

なお、制御回路部３ｂは、マイクロプロセッサなどで構成することができる。制御回路部３ｂは、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、適宜の制御プログラムおよび予め設定した状況に応じた所定の基準値を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）とを備えている。また、制御回路部３ｂは、各種データを演算する作業用のＲＡＭ（Random Access Memory）と、予め設定した状況に関する上死点検出回数を記憶する不揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、各種の入出力インタフェースとを備えている。制御回路部３ｂは、ＲＯＭに記憶している制御プログラムをＣＰＵが実行することにより各種の動作を行うことができる。

駆動回路部３ｃは、制御回路部３ｂの駆動制御部３ｂｅから出力される切換信号にしたがって、たとえば、内蔵する４つのスイッチング素子３ｃａを切り換えることにより、整流回路部３ａが出力するモータ１ａの駆動用直流電力の極性を切り換える。駆動回路部３ｃは、４つのスイッチング素子３ｃａを切り換えることにより、モータ１ａの正回転と逆回転との回転方向の切り換え、およびモータ１ａの回転駆動の停止を行う。本体部５の制御部３は、切換スイッチ２３の切換えにより、昇降体７の上昇動作、昇降動作の停止および降下動作の各動作を切換えることができる。

なお、本実施形態の昇降装置１０では、駆動回路部３ｃをスイッチング素子３ｃａを切り換えることによって構成しているが、駆動回路部３ｃは、リレーによって切換を行うものでもよい。駆動回路部３ｃは、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子によって構成することができる。昇降装置１０は、モータ１ａの駆動用の直流電力を供給する整流回路部３ａと駆動回路部３ｃとの間に設けたスイッチング素子３ｃａにより、駆動制御部３ｂｅから出力する駆動パルスのデューティ比を変化させることでモータ１ａの出力を可変とすることができる。また、昇降装置１０は、整流回路部３ａと駆動回路部３ｃとの間にスイッチング素子３ｃａを直列に挿入することなしに、駆動制御部３ｂｅからの駆動パルスの変化でモータ１ａの出力を可変とするものでもよい。

次に、図７に示すフローチャート図を参照して、昇降装置１０における動作を説明する。

最初に、昇降装置１０の制御部３は、昇降体７の上昇動作または降下動作の指示待ちの状態である（ステップＳ１）。

次に、昇降装置１０は、切換スイッチ２３が切換えられることにより、整流回路部３ａと電気的に接続された昇降検出部３ｂａが出力した昇降信号を比較判定部３ｂｄが判定する。比較判定部３ｂｄは、切換スイッチ２３による動作指示が昇降体７の降下動作の指示か否かを判定する（ステップＳ２）。

昇降装置１０は、比較判定部３ｂｄの判定が昇降体７の降下動作の指示でなければ、駆動制御部３ｂｅが駆動回路部３ｃを制御してモータ１ａを駆動する。モータ１ａは、減速機１ｂを介してドラム４を回転させることにより昇降体７に上昇動作を行わせる（ステップＳ８）。

昇降装置１０は、昇降体７の上昇動作中に上死点検知部５ｅからの検知信号を上死点検出部３ｂｂが検出すると、上死点検出部３ｂｂと電気的に接続された駆動制御部３ｂｅが昇降体７の上昇動作を終了するように駆動回路部３ｃを制御する。

また、昇降装置１０は、昇降体７の降下動作の指示の場合、上死点検知部５ｅが検知した回数を上死点検出部３ｂｂで累算した上死点検出回数が、予め設定した寿命末期に対応する第１基準回数を超えているか否か比較判定部３ｂｄで判定する（ステップＳ３）。

昇降装置１０の制御部３は、上死点検出回数が比較判定部３ｂｄに予め記憶させた第１基準回数を超えていなければ、通常時と判定する。制御部３では、比較判定部３ｂｄから駆動制御部３ｂｅに通常時の信号が出力される。昇降装置１０は、通常時として、制御部３の駆動制御部３ｂｅが駆動回路部３ｃを制御し、モータ１ａによりドラム４を反時計回りの方向へ正回転させて昇降体７の昇降速度を変化させながら吊材２における固有振動数とドラム４の振動数との一致を避けた第１状態の降下動作を昇降体７に行わせる。昇降装置１０は、通常時において、制御部３がモータ１ａの駆動を制御して昇降体７の下降動作と下降動作の一時停止との間欠的な降下を行わせるように、駆動制御部３ｂｅから駆動回路部３ｃに制御信号を出力する。昇降装置１０は、昇降体７が予め設定した床面側の所定位置まで降下するとモータ１ａの駆動を止めて昇降体７の降下を終了する（ステップＳ７）。

ここで、昇降装置１０は、昇降体７の降下動作において、回転検知センサ部５ｉが出力するドラム４の回転に応じたパルス数に基づいて所定距離（たとえば、１ｍ）だけ昇降体７を降下させる降下動作を行う。また、昇降装置１０は、昇降体７の下降動作の一時停止（たとえば、２秒間）を行う。昇降装置１０は、昇降体７を所定距離だけ降下させた降下動作の後に、昇降体７の降下動作を一時停止させる間欠的な降下を繰返す。昇降装置１０の制御部３は、モータ１ａを制御して昇降体７の下降動作と下降動作の一時停止との間欠的な降下を行うことにより、昇降体７の動作に変化を与えて吊材２の共振を抑制させる第１状態とする。なお、昇降装置１０は、吊材２の共振を抑制させる第１状態にするために昇降体７に間欠的な降下を行わせるものだけには限られない。昇降装置１０は、昇降体７の降下速度を変化させることにより、吊材２の共振を抑制させる第１状態とすることもできる。また、昇降装置１０は、制御部３がモータ１ａの回転速度を段階的に変更して昇降体７の降下速度を変化させることにより第１状態としてもよい。昇降装置１０は、たとえば、吊材２に共振が生ずる吊材２の長さＬ近傍における昇降体７の昇降速度を速めるなどにより、吊材２の共振を抑制させる第１状態とすることができる。言い換えれば、本実施形態の昇降装置１０の制御部３は、駆動部１を制御して昇降体７の昇降速度を任意に変化させることにより、吊材２の共振を抑制する第１状態にすることができる。また、昇降装置１０は、昇降体７の降下動作と降下動作の一時停止との間欠的な降下に加え、降下動作中の昇降体７の降下速度を変化させることにより第１状態としてもよい。

昇降装置１０の制御部３は、上死点検出回数が第１基準回数を超えていれば、上死点検出回数が予め設定した使用停止回数に対応する第２基準回数であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

昇降装置１０は、上死点検出回数が予め設定した使用停止回数となっていれば、昇降装置１０を構成する使用部材の耐用寿命を超えて使用されることを防止するためにモータ１ａを駆動させずに停止した状態を維持する（ステップＳ９）。これにより、昇降装置１０は、昇降機能が停止した状態となる。昇降装置１０の制御部３は、昇降体７が本体部５と嵌合した状態で、昇降機能が停止した状態となるようにモータ１ａを制御することが好ましい。

昇降装置１０の制御部３は、ステップＳ４の判定で、上死点検出回数が使用停止回数となる第２基準回数未満であれば、モータ１ａを制御して、吊材２における固有振動数とドラム４の振動数とを合わせることで第２状態とした降下動作を昇降体７に行わせる。昇降装置１０は、昇降体７が予め設定した床面側の所定位置まで降下するとモータ１ａの駆動を止めて昇降体７の降下を終了する（ステップＳ５）。

昇降装置１０は、第１基準回数を超えて第２基準回数までの間、制御部３がモータ１ａの駆動を制御して昇降体７の昇降を連続的に昇降するように、駆動制御部３ｂｅから駆動回路部３ｃに制御信号を出力する。これにより、昇降装置１０は、意図的に、吊材２に共振を発生させて、昇降装置１０が予め設定した本体部５側の寿命末期の状況にあることを使用者に報知することが可能となる。

なお、本実施形態の昇降装置１０は、昇降体７の降下時にのみ吊材２に共振を発生させる第２状態として昇降装置１０の状況を報知させているが、昇降体７の上昇動作時のみに第２状態としてもよい。また、昇降装置１０は、昇降体７の降下動作時および上昇動作時の両時ともに吊材２に共振を発生させる第２状態としてもよい。また、昇降装置１０は、予め設定した状況を判断するため、上死点検出回数を用いるものだけに限定されるものでもない。昇降装置１０は、予め設定した状況である本体部５側の寿命末期の判定に、たとえば、ドラム４の回転を検出する回転検知センサ部５ｉの信号に基づいて昇降距離を累算した累算移動距離やモータ１ａの駆動時間を累算した累算稼動時間などを利用してもよい。

Ａ天井
１駆動部
１ａモータ
１ｂ減速機
２吊材
３制御部
４ドラム
５本体部
７昇降体
１０昇降装置
２０昇降式照明器具
２１照明器具本体

Claims

吊材と、該吊材の巻き取りおよび巻き戻しをするドラムと該ドラムを回転させる駆動部と該駆動部の駆動を制御する制御部とを有し構造物の天井側に取り付ける本体部と、前記吊材に吊持され前記吊材の巻き取りあるいは巻き戻しに伴い前記本体部に対して昇降可能な昇降体とを備えた昇降装置であって、
前記制御部は、前記駆動部の駆動を制御し、前記吊材における固有振動数と前記ドラムの振動数との一致を避けて前記吊材の共振を抑制させる第１状態と、前記固有振動数と前記振動数とを合わせることで前記吊材に前記第１状態よりも大きな振幅の共振を発生させる第２状態とを、予め設定した状況に応じて切替えることを特徴とする昇降装置。
前記駆動部は、モータと該モータの回転速度を減速させて前記ドラムを回転させる減速機とを備え、前記状況は、予め設定した前記本体部側の寿命末期であり、前記制御部は、通常時において、前記モータの回転速度を制御して前記第１状態とし、前記寿命末期において、前記モータの回転速度を制御して前記昇降体の昇降中の所定箇所で前記吊材が所定の振幅以上で振れる共振を発生させる前記第２状態とすることを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
前記制御部は、前記駆動部を制御して前記昇降体の昇降速度を変化させることにより、前記第１状態とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の昇降装置。
前記制御部は、前記駆動部を制御して前記昇降体の昇降動作と該昇降動作の一時停止との間欠的な昇降を行わせることにより、前記第１状態とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の昇降装置。
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の昇降装置と、前記昇降体に備えられた照明器具本体とを有することを特徴とする昇降式照明器具。