昇降機の非常停止装置
【課題】停電などの非常時においても電源を昇降機に供給するとともに、停電時の昇降機の逸走を防止する昇降機を提供する。
【解決手段】
昇降機は、停電時において、交流電源からＡＣ／ＤＣ変換部を介してチャージしたバッテリから直流電圧の供給を受けることができる。また、昇降機には非常停止装置を備えているので、もし、昇降機が逸走しても、非常停止装置により停止することができる。したがって、停電時に万が一、減速電動機の電磁ブレーキが故障して昇降機が逸走しても、非常停止装置によりその逸走を防止することができる。これにより、非常時の安全性が確保される。
【解決手段】
昇降機は、停電時において、交流電源からＡＣ／ＤＣ変換部を介してチャージしたバッテリから直流電圧の供給を受けることができる。また、昇降機には非常停止装置を備えているので、もし、昇降機が逸走しても、非常停止装置により停止することができる。したがって、停電時に万が一、減速電動機の電磁ブレーキが故障して昇降機が逸走しても、非常停止装置によりその逸走を防止することができる。これにより、非常時の安全性が確保される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノレールに沿って上下に昇降可能とする昇降機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の昇降機としては、例えば、特許文献１に記載の昇降機が開示されている。その従来の昇降機は、例えば、商用のＡＣ２００Ｖ電源から昇降機を昇降させる交流電圧の供給を受けている。そして、供給された交流電圧により減速機を直結した電動機、すなわち、減速電動機を駆動して昇降機を昇降可能に設けている。
【０００３】
ところで、上記昇降機は昇降機の減速電動機に取り付けられた電磁ブレーキを備えているので、停電時などの非常時においては、昇降用の交流電源の供給が断たれると、電磁ブレーキが作動して昇降機はその位置で停止する。
【特許文献１】特開２０００−３１０２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、減速電動機の電磁ブレーキが故障してしまうと、電磁ブレーキが作動しないので昇降機が逸走するおそれがある。それを放置すると、重大な事故につながり昇降機内の人に危害を及ぼすおそれがある。
【０００５】
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、非常時において昇降機が逸走するのを防止する昇降機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）そこで、本発明では、減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えた昇降機において、上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
（２）また、本発明では、（１）において、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、停電時においてはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成してなることを特徴とする。すなわち、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、通常時には交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器から供給される直流電源により駆動するが、交流電源が断たれ停電時においては、バッテリに蓄電された直流電源により駆動するようにしている。
【発明の効果】
【０００８】
（１）本発明では、減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えた昇降機において、上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えている。
【０００９】
このように、昇降機は、減速電動機の電磁ブレーキが損なわれて逸走して所定の昇降速度以上になったときでも、シーケンサが昇降機の速度を監視・制御しているので、そのシーケンサの指令により非常停止装置を駆動して逸走を停止することができる。これにより、昇降機の非常時での安全性が向上する。
【００１０】
（２）また、本発明では、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、通常時には交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器から供給される直流電源により駆動するが、停電時であって交流電源が断たれた時にはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成しているので、停電になってもシーケンサ及び駆動モータを駆動することができ、停電時での昇降機の逸走を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る昇降機は、減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えている。
【００１２】
そして、特徴的構造として、上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えている。
【００１３】
また、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、通常時には交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器から供給される直流電源により駆動するが、交流電源が断たれ停電したときはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成してなる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本発明に係る昇降機は、例えば、斜面上に敷設されたモノレール上を走行するモノレールカー１０である。本実施形態におけるモノレールカー１０は、図１及び図２に示すように、上部車両５１と下部車両５２とから構成される。上部車両５１は、人員を搭乗させるキャビン５３を備えた車両である。下部車両５２は、傾斜面に沿って上下方向に伸延させたレール２４に沿って昇降自在とする走行駆動部２７を有している。
【００１６】
レール２４は、走行方向に伸延した略正方形断面の上下角パイプを所定の上下間隔を保持して配置されており、走行方向に伸延されている。図２に示すように、また、レール２４の上角パイプの下面には、歯を下方向に突出させたラック１５が付設されている。また、レール２４の上角パイプ２４ａには、導体よりなる給電レール２９が長手方向に伸延させて配置されている。
【００１７】
また、モノレールカー１０の走行駆動部２７にはそのラック１５に噛合したピニオン１４を減速電動機１３の動力を受けて回転自在に設けている。また、レール２４の上方から走行駆動部２７を当接するように走行ローラ４５が配設され、また、レール２４の側方から走行駆動部２７を当接するようにガイドローラ２８が配設されている。このようにして、モノレールカー１０は、ピニオン１４とラック１５との機構を介して、レール２４上に沿って斜面上を昇降自在に設けられている。
【００１８】
次に、図３は、本実施例におけるモノレールカー１０の概要を示すブロック図である。図３に示すように、モノレールカー１０は、そのモノレールカー１０に交流電圧（三相２００Ｖ）を供給する交流電源１１と、ラック１５に噛合したピニオン１４に動力を伝達する減速電動機１３と、非常時にモノレールカー１０を停止する非常停止装置２３と、減速電動機１３と非常停止装置２３との間に介設したシーケンサ２１（ＰＬＣ：プログラマブル・ロジック・コントローラ）とを設けている。
【００１９】
交流電源１１は、インバータ１２を介して、減速電動機１３に駆動用の交流電圧を供給している。
【００２０】
インバータ１２は、後述するシーケンサ２１から出力される信号を受けて、２つの減速電動機１３の駆動用の電源（三相２００Ｖ）を制御している。このようにして、減速電動機１３で、ピニオン１４を回転駆動して、ラック１５に沿ってモノレールカー１０を斜面上で昇降可能としている。
【００２１】
減速電動機１３は、スプリングクローズ式の電磁ブレーキ１６を備えたものである。すなわち、減速電動機１３は、図示しない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。
【００２２】
また、減速電動機１３は、エンコーダ信号を発生させるエンコーダ１７を備え、そのエンコーダ情報に基づきモノレールカー１０の速度を検出可能としている。
【００２３】
シーケンサ２１は、モノレールカー１０の制御装置となるもので、同シーケンサ２１は、インバータ１２を介して交流電源と減速電動機１３内のブレーキ機能を作動するブレーキ信号とを減速電動機１３に供給すると共に、減速電動機１３からのエンコーダ信号を受けることにより、非常停止装置２３の駆動モータ２２を制御するように構成している。
【００２４】
すなわち、シーケンサ２１は、減速電動機１３からのエンコーダ信号を取り込んでモノレールカー１０の速度を判定している。このように、エンコーダ１７付きの減速電動機１３を設けているので、エンコーダ１７からの情報をシーケンサ２１へ直に入力して、モノレールカー１０の具体的な速度を判定することができる。また、従来（図４に示す）に比べて後述する速度検出器６１などの部品点数を低減することができる。
【００２５】
また、シーケンサ２１は、インバータ制御信号をインバータ１２に出力して、インバータ１２が減速電動機１３の駆動用の交流電圧を制御している。さらに、シーケンサ２１は、減速電動機１３に電磁ブレーキの制御信号を出力して、減速電動機１３のブレーキ機能を制御している。
【００２６】
非常停止装置２３は、図４〜図６に示すように、モノレールカー１０の下部車両５２側の支持フレーム２６の上端部に配設され、以下のように構成される。
【００２７】
すなわち、支持フレーム２６の左上端部に、非常停止装置２３の駆動モータ２２が載置され、その駆動モータ２２のモータ軸部３０の先端には第１ベベルギヤ３１が配設されている。また、支持フレーム２６の中央に保持体４４を設け、その保持体４４に設けた２つのベアリング３４，３６に第２ベベルギヤ軸３５が垂直に軸支されている。また、その第２ベベルギヤ軸３５の上端部に第２ベベルギヤ３２を設け、その第２ベベルギヤ３２の一側端部が第１ベベルギヤ３１に噛合されている。
【００２８】
また、第２ベベルギヤ３２の他側端部には第３ベベルギヤ３３が噛合されている。さらに、支持フレーム２６の上端部に並設した２つの軸受３７により第３ベベルギヤ軸３８が水平に軸支されており、第３ベベルギヤ軸３８に一端部に上記第３ベベルギヤ３３を配設し、他端部に第４ベベルギヤ３９を配設している。さらに、保持体４４内に軸支されて第５ベベルギヤ軸４３が垂直に配設され、その第５ベベルギヤ軸４３の上端部に第５ベベルギヤ４０を設け、第５ベベルギヤ４０の一側端部が第４ベベルギヤ３９に噛合されている。
【００２９】
そして、図７に示すように、第２ベベルギヤ軸３５の下端部および第５ベベルギヤ軸４３の下端部には、平面視で外周を歯切形状とし半径を漸次拡大したカム形状の偏心歯車２０，２０を取付けている。
【００３０】
非常停止装置２３は、駆動モータ２２の回転動により、その動力が第１ベベルギヤ３１→第２ベベルギヤ３２→第３ベベルギヤ３３→第４ベベルギヤ３９→第５ベベルギヤ４０に伝達される。これにより、第２ベベルギヤ軸３５および第５ベベルギヤ軸４３が垂直周りに回動自在となる。
【００３１】
このように、駆動モータ２２を駆動すれば、両偏心歯車２０，２０が回動し、両偏心歯車２０，２０の間隔が縮小し、両偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５によってレール２４の側面部を挟持して、モノレールカー１０を強制的に停止させるようにしている（レールキャッチ方式）。
【００３２】
また、図７に示すように、偏心歯車２０，２０が平面視で外周を歯切形状とし半径を漸次拡大した形状としているため、偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５がレール２４の側面部に接触すると、偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５とレール２４の側面部との間の摩擦力によって、偏心歯車２０，２０がより強固にレール２４の側面部を挟持する方向に回動することになり、モノレールカー１０を確実に停止させることができる。
【００３３】
さらに、図４及び図５に示すように、支持フレームの右側端部には、その基端部が４３と同軸に回動自在に設けられ、その先端部が第５ベベルギヤ４０の他側端部に突出した係止部材４１が配設されている。また、係止部材４１の先端部側にリミットスイッチ４２を設けている。そして、係止部材４１の先端部によりリミットスイッチ４２の先端部を係止することによってリミットスイッチ４２をＯＮ状態として、シーケンサ２１がそのＯＮ状態を検出して駆動モータ２２を停止するようにしている。
【００３４】
次に、図３に示すように、シーケンサ２１及び駆動モータ２２は、通常運転時においては、交流電源１１の交流からＡＣ／ＤＣ変換器１８を介して直流電源に変換された直流電源を駆動用の電源として使用している。したがって、上記シーケンサ２１及び駆動モータ２２は、直流電源で駆動できるものを使用している。
【００３５】
さらに、モノレールカー１０は、減速電動機１３のエンコーダ１７で発生するパルス数により、走行速度を検出可能としている。すなわち、図８に示すように、パルス数により走行速度が例えば定格速度の１０５％を越えると、減速電動機１３に設けられた電磁ブレーキ１６が作動するようにしている。さらに、走行速度が例えば定格速度の１１０％を超えると、減速電動機１３に取り付けている電磁ブレーキ１６が作動すると共に、非常停止装置２３が作動するようにしている。ここで、定格速度とは最大傾斜部において負荷率１００％状態で通常下降する速度をいう。
【００３６】
具体的には、図９に示すフローチャートのように、制動処理が行われる。すなわち、図９に示すように、走行処理中（Ｓ１０１工程）であって、昇降機が降下中に上昇指示または上昇中に降下指示の逆走入力があると（Ｓ１０２工程）、ブレーキ作動処理が行われる（Ｓ１０６工程）。上記逆走入力がない場合には、昇降速度が通常走行時の定格速度に比べて１０５％を越えているか否かの判定（Ｓ１０３工程）がシーケンサ２１により行われる。
【００３７】
もし、定格速度を越えてモノレールカー１０が降下すると、シーケンサ２１が降下速度の異常を判定し、降下速度が定格速度の例えば１０５％を超えれば、減速電動機１３の電磁ブレーキ１６が作動し（Ｓ１０４工程）、それでも加速して例えば１１０％を超えた場合（Ｓ１０５工程）には、非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動して、両偏心歯車２０，２０を回動させ、両偏心歯車２０，２０でレール２４の側面部を挟持することにより、モノレールカー１０を強制的に停止させるようにしている。
【００３８】
図１０は、従来における昇降機６０の概要を示すブロック図である。図１０に示すように、従来の昇降機６０では、交流電源１１となる商用のＡＣ２００Ｖ電源から、インバータ１２に交流電圧を供給すると共に、そのインバータ１２から２つの減速電動機１３，１３に供給していた。このようにして、２つの減速電動機１３，１３を動作させて、昇降機６０を上下に昇降していた。
【００３９】
また、シーケンサ２１よりインバータ制御信号をインバータ１２に出力していた。また、このシーケンサ２１は、減速電動機１３に配設された速度検出器６１の回転動を近接スイッチ６２で取り込んでパルス検出器６３でパルス信号を発生させて、そのパルス信号を取り込むことにより、昇降機６０の昇降速度を判定していた。
【００４０】
さらに、シーケンサ２１は駆動モータ２２に連動連結しており、また、同駆動モータ２２は偏心歯車２０，２０に連動連結していた。このシーケンサ２１からの指令により、上記偏心歯車２０，２０に連動連結した駆動モータ２２を駆動していた。そして、駆動モータ２２の駆動により、両偏心歯車２０，２０が回動し、両偏心歯車２０，２０の間隔が縮小し、両偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５によってレール２４の側面部を挟持して、昇降機６０を強制的に停止するように構成していた。
【００４１】
しかし、従来の昇降機６０にあっては、その昇降機６０への交流電源１１の供給が停止してしまうと、昇降機６０はその場で停止するが、何らかの理由により減速電動機の電動ブレーキが故障することにより、昇降機６０が停止せずに急降下するおそれがあった。そして、上記故障が停電と重なって発生すると、シーケンサ２１は降下時の異常を判断することができず、上記非常停止装置２３の駆動モータ２２にも電源の供給が行われないので非常停止装置２３を作動させることができず、重大な事故を発生させるおそれがあった。
【００４２】
そこで、本実施例におけるモノレールカー１０は、交流電源１１からの交流電圧をＡＣ／ＤＣ変換器１８を介して変換された直流電圧をチャージ可能とするバッテリＢＴを有している。また、ＡＣ／ＤＣ変換器１８とバッテリＢＴとの間に、停電になって交流電源１１の供給が断たれたことを検出する停電検出器１９を備えている。この停電検出器１９は、例えば、リレースイッチなどを使用している。
【００４３】
すなわち、交流電源１１のＡＣ２００Ｖ電源から供給される交流電圧を、ＡＣ／ＤＣ変換器１８を介して交流から直流電源に変換し、その変換した直流電源をバッテリＢＴに供給可能としている。そして、直流電源が供給されたバッテリＢＴには、所定の直流電圧（例えば２４Ｖの直流電圧）が蓄電されている。
【００４４】
このようにして、モノレールカー１０は、停電になって交流電源１１の供給が断たれたときでも、バッテリＢＴから直流電圧をシーケンサ２１及び非常停止装置２３の駆動モータ２２に供給可能としている。すなわち、停電時には、モノレールカー１０は、上記停電検出器１９が停電を検出し、バッテリＢＴによりシーケンサ２１および非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動可能としている。
【００４５】
そして、停電などにより、上記交流電源１１となる商用のＡＣ２００Ｖ電源の供給が断たれたとしても、予備のバッテリＢＴから直流電圧を非常停止装置２３の駆動モータ２２にも供給できるので、万が一、減速電動機１３の電磁ブレーキが故障しても非常停止装置２３によりモノレールカー１０の逸走を防止し、安全に停止できるようにしている。
【００４６】
次に、停電時におけるモノレールカー１０の非常停止装置２３の動作について説明する。
【００４７】
図３に示すように、通常運転時、モノレールカー１０は、減速電動機１３を駆動することにより、減速電動機１３の動力がピニオン１４に伝達され、ピニオン１４がラック１５に沿って走行し、それによって、ラック１５が付設されたレール２４に沿ってモノレールカー１０が昇降可能としている。
【００４８】
そして、停電になると、交流電源１１となるＡＣ２００Ｖ電源の供給が停止され、上記減速電動機１３の交流電圧の供給が断たれる。これにより、減速電動機１３内のスプリング付勢が解除されて、電磁式ブレーキが作動状態になる。そして、減速電動機１３からピニオン１４に駆動力が伝達されず、モノレールカー１０はその位置で停止する。
【００４９】
また、本実施例におけるモノレールカー１０は、停電検出器１９がＡＣ／ＤＣ変換器１８から直流電源の供給が断たれたことを検出し、バッテリＢＴによりシーケンサ２１と非常停止装置２３の駆動モータ２２とを駆動可能としている。そして、万が一停電時に、モノレールカー１０が降下するような非常事態が発生した場合でも、シーケンサ２１は、減速電動機１３に取り付けたエンコーダ１７のエンコーダ信号を読み取り、降下時の速度を監視・制御するので、定格速度を超えてオーバ速度になると、非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動し、非常停止装置２３が作動するようにしている。
【００５０】
このように、図４〜図６に示すように、駆動モータ２２の回転動により、その動力が第１ベベルギヤ３１→第２ベベルギヤ３２→第３ベベルギヤ３３→第４ベベルギヤ３９→第５ベベルギヤ４０に伝達される。これにより、第２ベベルギヤ軸３５および第５ベベルギヤ軸４３が垂直周りに回動自在となる。そして、第２ベベルギヤ軸３５および第５ベベルギヤ軸４３の下端部に取り付けてある偏心歯車２０，２０が回動自在となる。
【００５１】
そして、図７に示すように、両偏心歯車２０，２０の間隔が縮小し、両偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５によってレール２４の側面部を挟持して、昇降機６０を強制的に停止させるようにしている。
【００５２】
このようにして、停電時において、減速電動機１３の電磁ブレーキが故障してモノレールカー１０が逸走し、その降下する速度が所定速度を超えても、バッテリＢＴからの電力により非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動可能しているので、その非常時にモノレールカー１０を停止することができる。
【００５３】
以上のように、停電時にモノレールカー１０が逸走しても、非常停止装置２３によりモノレールカー１０を安全に停止することができる。これにより、モノレールカー１０の非常時での安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態における昇降機の主要な構成を示す側面図である。
【図２】本実施形態における昇降機の主要な構成を示す正面図である。
【図３】本実施形態における昇降機の主要な構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態における昇降機の非常停止装置の構成を示す正面図である。
【図５】本実施形態における昇降機の非常停止装置の構成を示す平面図である。
【図６】本実施形態における昇降機の非常停止装置の構成を示す側面図である。
【図７】本実施形態における昇降機の偏心歯車の動作状態を示す平面図である。
【図８】本実施形態における昇降機の走行速度とエンコーダのパルス数との関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態における昇降機の走行時のブレーキ操作を示すフローチャートである。
【図１０】従来における昇降機の主要な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
ＢＴ バッテリ
１０ 昇降機
１１ 交流電源
１２ インバータ
１３ 減速電動機
１４ ピニオン
１５ ラック
１８ 交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器
２１ シーケンサ
２３ 非常停止装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノレールに沿って上下に昇降可能とする昇降機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の昇降機としては、例えば、特許文献１に記載の昇降機が開示されている。その従来の昇降機は、例えば、商用のＡＣ２００Ｖ電源から昇降機を昇降させる交流電圧の供給を受けている。そして、供給された交流電圧により減速機を直結した電動機、すなわち、減速電動機を駆動して昇降機を昇降可能に設けている。
【０００３】
ところで、上記昇降機は昇降機の減速電動機に取り付けられた電磁ブレーキを備えているので、停電時などの非常時においては、昇降用の交流電源の供給が断たれると、電磁ブレーキが作動して昇降機はその位置で停止する。
【特許文献１】特開２０００−３１０２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、減速電動機の電磁ブレーキが故障してしまうと、電磁ブレーキが作動しないので昇降機が逸走するおそれがある。それを放置すると、重大な事故につながり昇降機内の人に危害を及ぼすおそれがある。
【０００５】
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、非常時において昇降機が逸走するのを防止する昇降機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）そこで、本発明では、減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えた昇降機において、上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
（２）また、本発明では、（１）において、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、停電時においてはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成してなることを特徴とする。すなわち、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、通常時には交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器から供給される直流電源により駆動するが、交流電源が断たれ停電時においては、バッテリに蓄電された直流電源により駆動するようにしている。
【発明の効果】
【０００８】
（１）本発明では、減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えた昇降機において、上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えている。
【０００９】
このように、昇降機は、減速電動機の電磁ブレーキが損なわれて逸走して所定の昇降速度以上になったときでも、シーケンサが昇降機の速度を監視・制御しているので、そのシーケンサの指令により非常停止装置を駆動して逸走を停止することができる。これにより、昇降機の非常時での安全性が向上する。
【００１０】
（２）また、本発明では、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、通常時には交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器から供給される直流電源により駆動するが、停電時であって交流電源が断たれた時にはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成しているので、停電になってもシーケンサ及び駆動モータを駆動することができ、停電時での昇降機の逸走を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る昇降機は、減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えている。
【００１２】
そして、特徴的構造として、上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えている。
【００１３】
また、上記シーケンサ及び上記駆動モータは、通常時には交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器から供給される直流電源により駆動するが、交流電源が断たれ停電したときはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成してなる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
本発明に係る昇降機は、例えば、斜面上に敷設されたモノレール上を走行するモノレールカー１０である。本実施形態におけるモノレールカー１０は、図１及び図２に示すように、上部車両５１と下部車両５２とから構成される。上部車両５１は、人員を搭乗させるキャビン５３を備えた車両である。下部車両５２は、傾斜面に沿って上下方向に伸延させたレール２４に沿って昇降自在とする走行駆動部２７を有している。
【００１６】
レール２４は、走行方向に伸延した略正方形断面の上下角パイプを所定の上下間隔を保持して配置されており、走行方向に伸延されている。図２に示すように、また、レール２４の上角パイプの下面には、歯を下方向に突出させたラック１５が付設されている。また、レール２４の上角パイプ２４ａには、導体よりなる給電レール２９が長手方向に伸延させて配置されている。
【００１７】
また、モノレールカー１０の走行駆動部２７にはそのラック１５に噛合したピニオン１４を減速電動機１３の動力を受けて回転自在に設けている。また、レール２４の上方から走行駆動部２７を当接するように走行ローラ４５が配設され、また、レール２４の側方から走行駆動部２７を当接するようにガイドローラ２８が配設されている。このようにして、モノレールカー１０は、ピニオン１４とラック１５との機構を介して、レール２４上に沿って斜面上を昇降自在に設けられている。
【００１８】
次に、図３は、本実施例におけるモノレールカー１０の概要を示すブロック図である。図３に示すように、モノレールカー１０は、そのモノレールカー１０に交流電圧（三相２００Ｖ）を供給する交流電源１１と、ラック１５に噛合したピニオン１４に動力を伝達する減速電動機１３と、非常時にモノレールカー１０を停止する非常停止装置２３と、減速電動機１３と非常停止装置２３との間に介設したシーケンサ２１（ＰＬＣ：プログラマブル・ロジック・コントローラ）とを設けている。
【００１９】
交流電源１１は、インバータ１２を介して、減速電動機１３に駆動用の交流電圧を供給している。
【００２０】
インバータ１２は、後述するシーケンサ２１から出力される信号を受けて、２つの減速電動機１３の駆動用の電源（三相２００Ｖ）を制御している。このようにして、減速電動機１３で、ピニオン１４を回転駆動して、ラック１５に沿ってモノレールカー１０を斜面上で昇降可能としている。
【００２１】
減速電動機１３は、スプリングクローズ式の電磁ブレーキ１６を備えたものである。すなわち、減速電動機１３は、図示しない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。
【００２２】
また、減速電動機１３は、エンコーダ信号を発生させるエンコーダ１７を備え、そのエンコーダ情報に基づきモノレールカー１０の速度を検出可能としている。
【００２３】
シーケンサ２１は、モノレールカー１０の制御装置となるもので、同シーケンサ２１は、インバータ１２を介して交流電源と減速電動機１３内のブレーキ機能を作動するブレーキ信号とを減速電動機１３に供給すると共に、減速電動機１３からのエンコーダ信号を受けることにより、非常停止装置２３の駆動モータ２２を制御するように構成している。
【００２４】
すなわち、シーケンサ２１は、減速電動機１３からのエンコーダ信号を取り込んでモノレールカー１０の速度を判定している。このように、エンコーダ１７付きの減速電動機１３を設けているので、エンコーダ１７からの情報をシーケンサ２１へ直に入力して、モノレールカー１０の具体的な速度を判定することができる。また、従来（図４に示す）に比べて後述する速度検出器６１などの部品点数を低減することができる。
【００２５】
また、シーケンサ２１は、インバータ制御信号をインバータ１２に出力して、インバータ１２が減速電動機１３の駆動用の交流電圧を制御している。さらに、シーケンサ２１は、減速電動機１３に電磁ブレーキの制御信号を出力して、減速電動機１３のブレーキ機能を制御している。
【００２６】
非常停止装置２３は、図４〜図６に示すように、モノレールカー１０の下部車両５２側の支持フレーム２６の上端部に配設され、以下のように構成される。
【００２７】
すなわち、支持フレーム２６の左上端部に、非常停止装置２３の駆動モータ２２が載置され、その駆動モータ２２のモータ軸部３０の先端には第１ベベルギヤ３１が配設されている。また、支持フレーム２６の中央に保持体４４を設け、その保持体４４に設けた２つのベアリング３４，３６に第２ベベルギヤ軸３５が垂直に軸支されている。また、その第２ベベルギヤ軸３５の上端部に第２ベベルギヤ３２を設け、その第２ベベルギヤ３２の一側端部が第１ベベルギヤ３１に噛合されている。
【００２８】
また、第２ベベルギヤ３２の他側端部には第３ベベルギヤ３３が噛合されている。さらに、支持フレーム２６の上端部に並設した２つの軸受３７により第３ベベルギヤ軸３８が水平に軸支されており、第３ベベルギヤ軸３８に一端部に上記第３ベベルギヤ３３を配設し、他端部に第４ベベルギヤ３９を配設している。さらに、保持体４４内に軸支されて第５ベベルギヤ軸４３が垂直に配設され、その第５ベベルギヤ軸４３の上端部に第５ベベルギヤ４０を設け、第５ベベルギヤ４０の一側端部が第４ベベルギヤ３９に噛合されている。
【００２９】
そして、図７に示すように、第２ベベルギヤ軸３５の下端部および第５ベベルギヤ軸４３の下端部には、平面視で外周を歯切形状とし半径を漸次拡大したカム形状の偏心歯車２０，２０を取付けている。
【００３０】
非常停止装置２３は、駆動モータ２２の回転動により、その動力が第１ベベルギヤ３１→第２ベベルギヤ３２→第３ベベルギヤ３３→第４ベベルギヤ３９→第５ベベルギヤ４０に伝達される。これにより、第２ベベルギヤ軸３５および第５ベベルギヤ軸４３が垂直周りに回動自在となる。
【００３１】
このように、駆動モータ２２を駆動すれば、両偏心歯車２０，２０が回動し、両偏心歯車２０，２０の間隔が縮小し、両偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５によってレール２４の側面部を挟持して、モノレールカー１０を強制的に停止させるようにしている（レールキャッチ方式）。
【００３２】
また、図７に示すように、偏心歯車２０，２０が平面視で外周を歯切形状とし半径を漸次拡大した形状としているため、偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５がレール２４の側面部に接触すると、偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５とレール２４の側面部との間の摩擦力によって、偏心歯車２０，２０がより強固にレール２４の側面部を挟持する方向に回動することになり、モノレールカー１０を確実に停止させることができる。
【００３３】
さらに、図４及び図５に示すように、支持フレームの右側端部には、その基端部が４３と同軸に回動自在に設けられ、その先端部が第５ベベルギヤ４０の他側端部に突出した係止部材４１が配設されている。また、係止部材４１の先端部側にリミットスイッチ４２を設けている。そして、係止部材４１の先端部によりリミットスイッチ４２の先端部を係止することによってリミットスイッチ４２をＯＮ状態として、シーケンサ２１がそのＯＮ状態を検出して駆動モータ２２を停止するようにしている。
【００３４】
次に、図３に示すように、シーケンサ２１及び駆動モータ２２は、通常運転時においては、交流電源１１の交流からＡＣ／ＤＣ変換器１８を介して直流電源に変換された直流電源を駆動用の電源として使用している。したがって、上記シーケンサ２１及び駆動モータ２２は、直流電源で駆動できるものを使用している。
【００３５】
さらに、モノレールカー１０は、減速電動機１３のエンコーダ１７で発生するパルス数により、走行速度を検出可能としている。すなわち、図８に示すように、パルス数により走行速度が例えば定格速度の１０５％を越えると、減速電動機１３に設けられた電磁ブレーキ１６が作動するようにしている。さらに、走行速度が例えば定格速度の１１０％を超えると、減速電動機１３に取り付けている電磁ブレーキ１６が作動すると共に、非常停止装置２３が作動するようにしている。ここで、定格速度とは最大傾斜部において負荷率１００％状態で通常下降する速度をいう。
【００３６】
具体的には、図９に示すフローチャートのように、制動処理が行われる。すなわち、図９に示すように、走行処理中（Ｓ１０１工程）であって、昇降機が降下中に上昇指示または上昇中に降下指示の逆走入力があると（Ｓ１０２工程）、ブレーキ作動処理が行われる（Ｓ１０６工程）。上記逆走入力がない場合には、昇降速度が通常走行時の定格速度に比べて１０５％を越えているか否かの判定（Ｓ１０３工程）がシーケンサ２１により行われる。
【００３７】
もし、定格速度を越えてモノレールカー１０が降下すると、シーケンサ２１が降下速度の異常を判定し、降下速度が定格速度の例えば１０５％を超えれば、減速電動機１３の電磁ブレーキ１６が作動し（Ｓ１０４工程）、それでも加速して例えば１１０％を超えた場合（Ｓ１０５工程）には、非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動して、両偏心歯車２０，２０を回動させ、両偏心歯車２０，２０でレール２４の側面部を挟持することにより、モノレールカー１０を強制的に停止させるようにしている。
【００３８】
図１０は、従来における昇降機６０の概要を示すブロック図である。図１０に示すように、従来の昇降機６０では、交流電源１１となる商用のＡＣ２００Ｖ電源から、インバータ１２に交流電圧を供給すると共に、そのインバータ１２から２つの減速電動機１３，１３に供給していた。このようにして、２つの減速電動機１３，１３を動作させて、昇降機６０を上下に昇降していた。
【００３９】
また、シーケンサ２１よりインバータ制御信号をインバータ１２に出力していた。また、このシーケンサ２１は、減速電動機１３に配設された速度検出器６１の回転動を近接スイッチ６２で取り込んでパルス検出器６３でパルス信号を発生させて、そのパルス信号を取り込むことにより、昇降機６０の昇降速度を判定していた。
【００４０】
さらに、シーケンサ２１は駆動モータ２２に連動連結しており、また、同駆動モータ２２は偏心歯車２０，２０に連動連結していた。このシーケンサ２１からの指令により、上記偏心歯車２０，２０に連動連結した駆動モータ２２を駆動していた。そして、駆動モータ２２の駆動により、両偏心歯車２０，２０が回動し、両偏心歯車２０，２０の間隔が縮小し、両偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５によってレール２４の側面部を挟持して、昇降機６０を強制的に停止するように構成していた。
【００４１】
しかし、従来の昇降機６０にあっては、その昇降機６０への交流電源１１の供給が停止してしまうと、昇降機６０はその場で停止するが、何らかの理由により減速電動機の電動ブレーキが故障することにより、昇降機６０が停止せずに急降下するおそれがあった。そして、上記故障が停電と重なって発生すると、シーケンサ２１は降下時の異常を判断することができず、上記非常停止装置２３の駆動モータ２２にも電源の供給が行われないので非常停止装置２３を作動させることができず、重大な事故を発生させるおそれがあった。
【００４２】
そこで、本実施例におけるモノレールカー１０は、交流電源１１からの交流電圧をＡＣ／ＤＣ変換器１８を介して変換された直流電圧をチャージ可能とするバッテリＢＴを有している。また、ＡＣ／ＤＣ変換器１８とバッテリＢＴとの間に、停電になって交流電源１１の供給が断たれたことを検出する停電検出器１９を備えている。この停電検出器１９は、例えば、リレースイッチなどを使用している。
【００４３】
すなわち、交流電源１１のＡＣ２００Ｖ電源から供給される交流電圧を、ＡＣ／ＤＣ変換器１８を介して交流から直流電源に変換し、その変換した直流電源をバッテリＢＴに供給可能としている。そして、直流電源が供給されたバッテリＢＴには、所定の直流電圧（例えば２４Ｖの直流電圧）が蓄電されている。
【００４４】
このようにして、モノレールカー１０は、停電になって交流電源１１の供給が断たれたときでも、バッテリＢＴから直流電圧をシーケンサ２１及び非常停止装置２３の駆動モータ２２に供給可能としている。すなわち、停電時には、モノレールカー１０は、上記停電検出器１９が停電を検出し、バッテリＢＴによりシーケンサ２１および非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動可能としている。
【００４５】
そして、停電などにより、上記交流電源１１となる商用のＡＣ２００Ｖ電源の供給が断たれたとしても、予備のバッテリＢＴから直流電圧を非常停止装置２３の駆動モータ２２にも供給できるので、万が一、減速電動機１３の電磁ブレーキが故障しても非常停止装置２３によりモノレールカー１０の逸走を防止し、安全に停止できるようにしている。
【００４６】
次に、停電時におけるモノレールカー１０の非常停止装置２３の動作について説明する。
【００４７】
図３に示すように、通常運転時、モノレールカー１０は、減速電動機１３を駆動することにより、減速電動機１３の動力がピニオン１４に伝達され、ピニオン１４がラック１５に沿って走行し、それによって、ラック１５が付設されたレール２４に沿ってモノレールカー１０が昇降可能としている。
【００４８】
そして、停電になると、交流電源１１となるＡＣ２００Ｖ電源の供給が停止され、上記減速電動機１３の交流電圧の供給が断たれる。これにより、減速電動機１３内のスプリング付勢が解除されて、電磁式ブレーキが作動状態になる。そして、減速電動機１３からピニオン１４に駆動力が伝達されず、モノレールカー１０はその位置で停止する。
【００４９】
また、本実施例におけるモノレールカー１０は、停電検出器１９がＡＣ／ＤＣ変換器１８から直流電源の供給が断たれたことを検出し、バッテリＢＴによりシーケンサ２１と非常停止装置２３の駆動モータ２２とを駆動可能としている。そして、万が一停電時に、モノレールカー１０が降下するような非常事態が発生した場合でも、シーケンサ２１は、減速電動機１３に取り付けたエンコーダ１７のエンコーダ信号を読み取り、降下時の速度を監視・制御するので、定格速度を超えてオーバ速度になると、非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動し、非常停止装置２３が作動するようにしている。
【００５０】
このように、図４〜図６に示すように、駆動モータ２２の回転動により、その動力が第１ベベルギヤ３１→第２ベベルギヤ３２→第３ベベルギヤ３３→第４ベベルギヤ３９→第５ベベルギヤ４０に伝達される。これにより、第２ベベルギヤ軸３５および第５ベベルギヤ軸４３が垂直周りに回動自在となる。そして、第２ベベルギヤ軸３５および第５ベベルギヤ軸４３の下端部に取り付けてある偏心歯車２０，２０が回動自在となる。
【００５１】
そして、図７に示すように、両偏心歯車２０，２０の間隔が縮小し、両偏心歯車２０，２０の外周面２５，２５によってレール２４の側面部を挟持して、昇降機６０を強制的に停止させるようにしている。
【００５２】
このようにして、停電時において、減速電動機１３の電磁ブレーキが故障してモノレールカー１０が逸走し、その降下する速度が所定速度を超えても、バッテリＢＴからの電力により非常停止装置２３の駆動モータ２２を駆動可能しているので、その非常時にモノレールカー１０を停止することができる。
【００５３】
以上のように、停電時にモノレールカー１０が逸走しても、非常停止装置２３によりモノレールカー１０を安全に停止することができる。これにより、モノレールカー１０の非常時での安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態における昇降機の主要な構成を示す側面図である。
【図２】本実施形態における昇降機の主要な構成を示す正面図である。
【図３】本実施形態における昇降機の主要な構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態における昇降機の非常停止装置の構成を示す正面図である。
【図５】本実施形態における昇降機の非常停止装置の構成を示す平面図である。
【図６】本実施形態における昇降機の非常停止装置の構成を示す側面図である。
【図７】本実施形態における昇降機の偏心歯車の動作状態を示す平面図である。
【図８】本実施形態における昇降機の走行速度とエンコーダのパルス数との関係を示すグラフである。
【図９】本実施形態における昇降機の走行時のブレーキ操作を示すフローチャートである。
【図１０】従来における昇降機の主要な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
ＢＴ バッテリ
１０ 昇降機
１１ 交流電源
１２ インバータ
１３ 減速電動機
１４ ピニオン
１５ ラック
１８ 交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器
２１ シーケンサ
２３ 非常停止装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えた昇降機において、
上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、
上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、
上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えたことを特徴とする昇降機。
【請求項２】
上記シーケンサ及び上記駆動モータは、停電時においてはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成してなることを特徴とする請求項１に記載の昇降機。
【請求項１】
減速電動機に連動連結したピニオンとラックとの機構を介してレール上を昇降自在に構成し、非常時にその昇降を停止させる非常停止装置を備えた昇降機において、
上記非常停止装置は、昇降機の昇降時の速度を監視・制御するシーケンサと、
上記昇降機が所定の昇降速度以上となったときに、上記シーケンサの指令により駆動する駆動モータと、
上記駆動モータの駆動により、上記レールを挟み込むことにより昇降機を非常停止させるレール挟持手段とを備えたことを特徴とする昇降機。
【請求項２】
上記シーケンサ及び上記駆動モータは、停電時においてはバッテリに蓄電された直流電源により駆動すべく構成してなることを特徴とする請求項１に記載の昇降機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２３５９０（Ｐ２０１０−２３５９０Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８５２３７（Ｐ２００８−１８５２３７）
【出願日】平成２０年７月１６日（２００８．７．１６）
【出願人】（０００１４０７３１）株式会社嘉穂製作所 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１６日（２００８．７．１６）
【出願人】（０００１４０７３１）株式会社嘉穂製作所 (12)
【Ｆターム（参考）】
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