(57)【要約】【課題】ブレーキ機能を有さない簡易な直流モータを使用しながら、ワイヤーロープの弛みによるトラブルを防止できる昇降装置を提供する。【解決手段】可逆回転型でブレーキ機能が内蔵されていない直流モータＭと、この直流モータＭに減速機構７を介して連結されたドラム６と、前記ドラム６に巻き付けられて被昇降機器を吊持するワイヤーロープ３と、前記ワイヤーロープ３が弛んだ状態を検知する検知スイッチＳＷ４と、被昇降機器が下降状態で前記検知スイッチＳＷ４が作動した時に直流モータＭの端子間を抵抗を介して瞬時に短絡させる制動回路とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆回転型でブレーキ機能が内蔵されていない直流モータと、この直流モータに減速機構を介して連結されたドラムと、前記ドラムに巻き付けられて被昇降機器を吊持するワイヤーロープと、前記ワイヤーロープが弛んだ状態を検知する検知スイッチと、被昇降機器が下降状態で前記検知スイッチが作動した時に直流モータの端子間を抵抗を介して瞬時に短絡させる制動回路とを有することを特徴とする昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具等の被昇降機器を昇降する昇降装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明器具等の被昇降機器を昇降する昇降装置において、吊持用のワイヤーロープの弛み（たるみ）を検知した後、モータの回転を瞬時に停止させる技術として、以下の従来技術がある。
【０００３】
図４は従来の簡易式ブレーキ付きモータの構成を示す断面図である。図中、１０は固定子、１１は回転子、１２は出力軸、１３は減速歯車、１４は制動板、１５はブレーキシュー、１６は制動ばねである。モータの回転子１１がブレーキシュー１５を介して制動ばね１６によって常時押されて制動板１４とブレーキシュー１５の摩擦力により、モータ停止時の惰性回転を制動させる構造を有し、そのブレーキ状態のまま通常回転するモータである。このモータは通電を停止するとブレーキ機能により速やかに停止する。
【０００４】
図５は従来の電磁ブレーキ付きモータの構成を示す断面図であり、上記簡易式ブレーキ付きモータの制動板１４をブレーキコイル１７によりモータ通電時のみ吸い付けてブレーキを解放し、モータの停止時にのみブレーキを印加する構造を有する。このモータも通電を停止するとブレーキ機能により速やかに停止する。
【０００５】
このように、従来は、ワイヤーロープの弛み（たるみ）を検知した後、モータの回転を瞬時に停止させるために、通電を停止すると惰性回転せずに速やかに停止するブレーキ付きモータを採用していた。ブレーキ付きのモータには、図４に示す簡易式のものや、図５に示す電磁式のものがあるが、ブレーキ機能が内蔵されていないモータに比べると構造が複雑で、高価であった。
【０００６】
また、特許文献１では、照明器具を下降させ床面に接触したとき、ワイヤーロープの弛みを検知し、モータを停止させる例が開示されている。さらに、特許文献２では、昇降用モータで下降時にモータ回生電圧を検出し、所定値を越えたら回生抵抗を接続し、下降速度を適正化する点が開示されているが、ワイヤーロープの弛み検知構造と連動させる点は開示されていない。
【特許文献１】特開２００４−１１９１３７号公報
【特許文献２】特開２００１−３４１９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のような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、ブレーキ機能を有さない簡易な直流モータを使用しながら、ワイヤーロープの弛みによるトラブルを防止できる昇降装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の昇降装置にあっては、上記の課題を解決するために、図１〜図３に示すように、可逆回転型でブレーキ機能が内蔵されていない直流モータＭと、この直流モータＭに減速機構７を介して連結されたドラム６と、前記ドラム６に巻き付けられて被昇降機器を吊持するワイヤーロープ３と、前記ワイヤーロープ３が弛んだ状態を検知する検知スイッチＳＷ４と、被昇降機器が下降状態で前記検知スイッチＳＷ４が作動した時に直流モータＭの端子間を抵抗Ｒ３を介して瞬時に短絡させる制動回路とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被昇降機器が下降状態でワイヤーロープが弛んだ状態になると、直流モータの端子間を抵抗を介して瞬時に短絡させる制動回路の作用により、直流モータが早く止まるため、ワイヤーロープの緩みが防止でき、ドラム上の整列巻きを維持できる。また、下降時であっても弛み検知スイッチが働いていないときは抵抗による短絡はしないので、モータに余分なストレスを与えない利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係る昇降装置の内部構成を示す斜視図であり、図２は図１の昇降装置におけるワイヤーロープの張り方を簡略化して示した説明図である。
【００１１】
この昇降装置は、動力部を備える本体１と、被昇降機器取付用の昇降部２と、本体１から昇降部２を吊り下げるワイヤーロープ３とから構成されている。昇降部２は、例えば照明器具などの被昇降機器が取り付けられ、ワイヤーロープ３により本体１から吊り下げられる。昇降部２にはワイヤーロープ３を通す滑車４が装着されている。この滑車４を介してワイヤーロープ３が張力を保ちながら巻き取り、あるいは、巻き戻し出来るようになっている。昇降装置の本体１側にもワイヤーロープ３を通す滑車５が設けられている。
【００１２】
ワイヤーロープ３の一方の端部は固定端３Ａとして昇降装置の本体１に固定されており、ワイヤーロープ３の他方の端部は巻取端３Ｂとして昇降装置のドラム６の軸芯部に固定されている。ワイヤーロープ３はドラム６に巻き付けられている。ドラム６は直流モータＭにより正転、逆転、停止できるようになっている。直流モータＭの回転力は、減速機構７を介してドラム６の回転軸に伝達されている。この直流モータＭはブレーキ機能を有さない簡易な構造のモータであるが、減速機構７の減速比が大きいことにより、直流モータＭが停止しているときには、昇降部２の荷重にかかわらず、ドラム６は回転を停止し、昇降部２は所定の高さで停止するように設計されている。
【００１３】
昇降装置のドラム６が一方向に回転して、ワイヤーロープ３が昇降装置の本体１に巻き取られると、昇降部２は上昇する。昇降装置のドラム６が反対方向に回転して、ワイヤーロープ３が昇降装置の本体１から巻き戻されると、昇降部２は下降する。
【００１４】
昇降装置の本体１には、モータ駆動用電気ブロック８が内蔵されている。このモータ駆動用電気ブロック８の回路図を図３に示した。Ｖは商用交流電源、８はモータ駆動用電気ブロック、Ｓは切替スイッチ、Ｍは直流モータである。モータ駆動用電気ブロック８は、２つのダイオードブリッジ回路ＤＢ１，ＤＢ２を備えており、切替スイッチＳの切り替えにより、第１のダイオードブリッジ回路ＤＢ１に電源供給されたときには、直流モータＭを正転させるとともに、第２のダイオードブリッジ回路ＤＢ２に電源供給されたときには、直流モータＭを逆転させるように構成されている。
【００１５】
商用交流電源Ｖの一端は、モータ駆動用電気ブロック８の端子Ａに接続されている。商用交流電源Ｖの他端は、切替スイッチＳの接点Ｓａに接続されている。切替スイッチＳの接点Ｓａは、上昇用の接点Ｓｂ、下降用の接点Ｓｃ、停止用の接点Ｓｄのいずれか１つに選択的に切替接続可能とされている。上昇用の接点Ｓｂはモータ駆動用電気ブロック８の端子Ｂに接続されており、下降用の接点Ｓｃはモータ駆動用電気ブロック８の端子Ｃに接続されている。
【００１６】
モータ駆動用電気ブロック８の端子Ｄ，Ｅ間には、サーマルプロテクタＴＰが接続されている。サーマルプロテクタＴＰは直流モータＭの温度上昇を検出できる箇所に装着されており、直流モータＭの温度が異常に上昇すると、端子Ｄ，Ｅ間を開放する。直流モータＭの温度が正常範囲では、端子Ｄ，Ｅ間は短絡されている。モータ駆動用電気ブロック８の端子Ａは端子Ｄ、サーマルプロテクタＴＰ、端子Ｅ、フューズＦＳ１を介してダイオードブリッジ回路ＤＢ１，ＤＢ２の交流入力端子の各一端に接続されている。したがって、サーマルプロテクタＴＰが開放されるか、または、フューズＦＳ１が断線すると、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１，ＤＢ２への通電は解除される。
【００１７】
モータ駆動用電気ブロック８には、複数のマイクロスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が接続されている。ＳＷ１は過負荷検知用のマイクロスイッチ、ＳＷ２は捻れ（ねじれ）検知用マイクロスイッチ、ＳＷ３はワイヤーロープエンド検知用マイクロスイッチ、ＳＷ４は弛み（たるみ）検知用マイクロスイッチである。過負荷検知用のマイクロスイッチＳＷ１はワイヤーロープに過負荷が掛かったときに開放されるスイッチである。捻れ検知用マイクロスイッチＳＷ２は、ワイヤーロープが捻れたときに開放されるスイッチである。ワイヤーロープエンド検知用マイクロスイッチＳＷ３はワイヤーロープ３が巻き戻し限界に達したときに開放されるスイッチである。
【００１８】
弛み検知用マイクロスイッチＳＷ４はワイヤーロープ３に弛みが生じたときに開放されるスイッチである。つまり、ワイヤーロープ３には被昇降機器の荷重による張力が掛かっているが、被昇降機器が床面に付くなどしてワイヤーロープ３に張力が掛からなくなると、弛みが生じたとして、スイッチＳＷ４が開放される。
【００１９】
モータ駆動用電気ブロック８の端子ＢはフューズＦＳ２、過負荷検知用のマイクロスイッチＳＷ１、捻れ検知用のマイクロスイッチＳＷ２を介してダイオードブリッジ回路ＤＢ１の交流入力端子の他端に接続されている。したがって、上昇方向に直流モータＭが通電されているときに、フューズＦＳ２が断線するか、または、過負荷検知用のマイクロスイッチＳＷ１が開放されるか、捻れ検知用のマイクロスイッチＳＷ２が開放されると、直流モータＭへの通電は停止される。
【００２０】
また、モータ駆動用電気ブロック８の端子Ｃはワイヤーロープエンド検知用のマイクロスイッチＳＷ３を介してダイオードブリッジ回路ＤＢ２の交流入力端子の他端に接続されている。したがって、下降方向に直流モータＭが通電されているときに、ワイヤーロープエンド検知用のマイクロスイッチＳＷ３が開放されると、直流モータＭへの通電は停止される。
【００２１】
これらいずれの場合にもワイヤーロープ３には張力が掛かった状態で直流モータＭへの通電が停止されるので、ワイヤーロープ３の弛みは生じず、ドラム６上のワイヤーロープ３の巻き乱れは生じない。
【００２２】
なお、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１の交流入力端子とマイクロスイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路には、雑音防止素子として、非線形抵抗素子ＺＮＲ１とコンデンサＣ１の並列回路が接続されており、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２の交流入力端子とマイクロスイッチＳＷ３の直列回路には、雑音防止素子として、非線形抵抗素子ＺＮＲ２とコンデンサＣ２の並列回路が接続されている。
【００２３】
ダイオードブリッジ回路ＤＢ１の直流出力端子間にはコンデンサＣ３が並列接続されている。コンデンサＣ３の両端には、抵抗Ｒ１と常閉接点ＲＹ２−３とリレーコイルＲＹ１の直列回路が接続されている。
【００２４】
ダイオードブリッジ回路ＤＢ２の直流出力端子間にはコンデンサＣ４が並列接続されている。コンデンサＣ４の両端には、抵抗Ｒ２と常閉接点ＲＹ１−３と弛み検知用マイクロスイッチＳＷ４とリレーコイルＲＹ２の直列回路が接続されている。
【００２５】
リレーコイルＲＹ１は３接点リレーのコイルであり、第１の接点ＲＹ１−１はコンデンサＣ３の正極とラインフィルタＬＦ１の第１入力端子の間に常開接点として接続されており、第２の接点ＲＹ１−２はコンデンサＣ３の負極とラインフィルタＬＦ１の第２入力端子の間に常開接点として接続されている。第３の接点ＲＹ１−３は常閉接点としてリレーコイルＲＹ２及び弛み検知用マイクロスイッチＳＷ４と直列に接続されている。
【００２６】
リレーコイルＲＹ２も３接点リレーのコイルであり、第１の接点ＲＹ２−１はコンデンサＣ４の正極とラインフィルタＬＦ１の第２入力端子の間に常開接点として接続されており、第２の接点ＲＹ２−２はコンデンサＣ４の負極とラインフィルタＬＦ１の第１入力端子の間に常開接点として接続されている。第３の接点ＲＹ２−３は常閉接点としてリレーコイルＲＹ１と直列に接続されている。
【００２７】
リレーコイルＲＹ１に対応する第１の接点ＲＹ１−１の常閉接点（黒丸で示す接点）と、リレーコイルＲＹ２に対応する第１の接点ＲＹ２−１の常閉接点（黒丸で示す接点）の間には、回生制動用の低抵抗・大ワットの抵抗Ｒ３が接続されている。したがって、リレーコイルＲＹ１，ＲＹ２が共に励磁されていないときには、ラインフィルタＬＦ１の第１入力端子と第２入力端子の間には、抵抗Ｒ３が並列接続されることになる。
【００２８】
ラインフィルタＬＦ１はフィルタトランスと一対のフィルタインダクタを内蔵しており、ラインフィルタＬＦ１の第１入力端子はフィルタトランスの第１の巻線と第１のフィルタインダクタを介して第１出力端子に接続されており、ラインフィルタＬＦ１の第２入力端子はフィルタトランスの第２の巻線と第２のフィルタインダクタを介して第２出力端子に接続されている。ラインフィルタＬＦ１の第１出力端子は外付けのインダクタＬ１を介してモータ駆動用電気ブロック８の第１の直流出力端子Ｆに接続されており、ラインフィルタＬＦ１の第２出力端子は外付けのインダクタＬ２を介してモータ駆動用電気ブロック８の第２の直流出力端子Ｈに接続されている。
【００２９】
第１の直流出力端子Ｆは正または負の出力端子であり、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１側に通電されたときには正の出力端子、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２側に通電されたときには負の出力端子となる。
【００３０】
第２の直流出力端子Ｈは負または正の出力端子であり、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１側に通電されたときには負の出力端子、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２側に通電されたときには正の出力端子となる。
【００３１】
これらの直流出力端子Ｆ，Ｈに直流モータＭの一対の端子が接続されている。グランド端子Ｇと直流出力端子Ｆの間には、サージ電圧吸収用の非線形抵抗素子ＺＮＲ３とコンデンサＣ５の並列回路が接続されており、グランド端子Ｇと直流出力端子Ｈの間には、サージ電圧吸収用の非線形抵抗素子ＺＮＲ４とコンデンサＣ６の並列回路が接続されている。
【００３２】
以下、図３の回路の動作について説明する。切替スイッチＳによりモータ駆動用電気ブロック８の端子Ａ，Ｂ間に商用交流電源Ｖが接続されると、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１の整流出力によりコンデンサＣ３の電圧が上昇し、抵抗Ｒ１、常閉接点ＲＹ２−３を介してリレーコイルＲＹ１が励磁されることにより、その接点ＲＹ１−１とＲＹ１−２が常閉側（黒丸で示す接点）から常開側（白丸で示す接点）に切り替わり、直流モータＭが上昇方向に回転するように、直流モータＭに通電される。
【００３３】
切替スイッチＳを中立位置（図示された接点Ｓｄの位置）に戻すと、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１への給電は断たれる。このとき、ダイオードブリッジ回路ＤＢ１の整流出力が消失することにより直流モータＭへの通電は断たれる。この場合、ワイヤーロープ３に張力が掛かった状態で直流モータＭへの通電が停止されるので、ワイヤーロープ３の弛みは生じない。また、コンデンサＣ３が放電され、リレーコイルＲＹ１の励磁が解かれることにより、接点ＲＹ１−１とＲＹ１−２が常開側（白丸で示す接点）から常閉側（黒丸で示す接点）に切り替わり、抵抗Ｒ３が直流モータＭに接続されるが、そのときには既に直流モータＭは停止しているので、上昇停止時には直流モータＭに回生制動は掛からない。上昇時には下降時に比べると、直流モータＭに被昇降機器の荷重によるトルクが加わっているので、回生制動が無くても通電を停止すると、直流モータＭは直ちに停止する。
【００３４】
なお、被昇降機器が上限位置に達してワイヤーロープに過負荷が加わると、過負荷検知用のマイクロスイッチＳＷ１がＯＦＦとなり、また、ドラムに整列巻きされるワイヤーロープに捩れが検知されると捩れ検知用のマイクロスイッチＳＷ２がＯＦＦとなり、これらの場合にもダイオードブリッジ回路ＤＢ１への給電が断たれて、直流モータＭへの通電は停止される。
【００３５】
次に、切替スイッチＳによりモータ駆動用電気ブロック８の端子Ａ，Ｃ間に商用交流電源Ｖが接続されると、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２の整流出力によりコンデンサＣ４の電圧が上昇し、抵抗Ｒ２、常閉接点ＲＹ１−３、弛み検知用マイクロスイッチＳＷ４を介してリレーコイルＲＹ２が励磁されることにより、その接点ＲＹ２−１とＲＹ２−２が常閉側（黒丸で示す接点）から常開側（白丸で示す接点）に切り替わり、直流モータＭが下降方向に回転するように、直流モータＭに通電される。
【００３６】
切替スイッチＳを中立位置（図示された接点Ｓｄの位置）に戻すと、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２への給電は断たれる。このとき、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２の整流出力が消失することにより直流モータＭへの通電は断たれる。また、ワイヤーロープエンド検知用マイクロスイッチＳＷ３がＯＦＦになると、ダイオードブリッジ回路ＤＢ２への給電が断たれて、直流モータＭへの通電は停止される。いずれの場合も、下降状態での通電停止であるので、直流モータＭは少し惰性回転した後、停止するが、ワイヤーロープ３に張力が掛かったままの状態で惰性回転するので、ワイヤーロープ３の弛みが生じることはない。
【００３７】
ダイオードブリッジ回路ＤＢ２への給電が断たれると、コンデンサＣ４が放電され、リレーコイルＲＹ２の励磁が解かれることにより、接点ＲＹ２−１とＲＹ２−２が常開側（白丸で示す接点）から常閉側（黒丸で示す接点）に切り替わり、抵抗Ｒ３が直流モータＭに接続されるが、このときには直流モータＭは停止しているので、通常の下降停止時において直流モータＭに回生制動が掛かることはない。
【００３８】
次に、被昇降機器が床面に達するとか、異物にぶつかるなどしてワイヤーロープ３が弛んだときには、弛み検知用のマイクロスイッチＳＷ４がＯＦＦすることで、直ちにリレーコイルＲＹ２への通電を停止し、接点ＲＹ２−１、ＲＹ２−２を開いて、直流モータＭへの通電を停止する。
【００３９】
直流モータＭの通電を停止しても、直流モータＭは惰性回転で回り続けようとする。そこで、低抵抗・大ワットの抵抗Ｒ３を直流モータＭの端子間に接続することにより、直流モータＭを発電機として作用させ、慣性エネルギーをジュール熱として消費することにより、速やかに停止させる。
【００４０】
ここで、弛み検知用のマイクロスイッチＳＷ４はリレーコイルＲＹ２と直列に接続されているので、コンデンサＣ４の電荷が残っていても直ちにリレーコイルＲＹ２の励磁を解除することができる。つまり、直流モータＭが下降方向に回転するように通電されているときに、切替スイッチＳを中立位置（図示された接点Ｓｄの位置）に戻した場合や、ワイヤーロープエンド検知用のマイクロスイッチＳＷ３がＯＦＦした場合には、コンデンサＣ４の電荷が無くなってからリレーコイルＲＹ２の励磁が解かれるが、弛み検知用のマイクロスイッチＳＷ４がＯＦＦされた場合には、コンデンサＣ４の電荷が無くなるのを待たずに接点ＲＹ２−１、ＲＹ２−２を開放し、直流モータＭの端子間を低抵抗・大ワットの抵抗Ｒ３で短絡させることで、強制的な回生制動を掛ける。直流モータＭは抵抗Ｒ３の抵抗値によって所定の時間で速やかに制動される。
【００４１】
このように、ワイヤーロープ３に張力が加わっていない状態（ワイヤ弛み検知スイッチＳＷ４の作動時）においてワイヤーロープ３の巻き戻しが行われると、モータＭの惰性回転によってワイヤーロープ３が膨らんで、ドラム６に整列巻きされない状態が発生し、それが原因でワイヤーロープ３が食い込む等の昇降不具合が発生するのであるが、本発明では、その不具合をブレーキ機能付きモータを使用することなく、回路上の少量部品で防止できるものである。したがって、安価な小型モータを採用することが可能となる。
【００４２】
また、本発明では、下降動作のワイヤーロープ弛み時にのみモータＭに回生制動が掛かり、ワイヤーロープ３の緩みを防止するが、その他の動作中はブレーキが印加されず、モータＭの損傷を和らげることができる。つまり、下降回転中にワイヤーロープ３が弛まずに停止した場合（切替スイッチＳで停止させたり、ワイヤーロープエンド検知マイクロスイッチＳＷ３の機能で停止するときなど）は、弛み検知マイクロスイッチＳＷ４は閉状態のため、モータＭの惰性回転中に抵抗Ｒ３による回生制動は行われない。上昇中に停止する場合も同様である。これは、抵抗Ｒ３により直流モータＭの端子間を短絡させて回生制動させる頻度が多いと、モータＭの短寿命化につながるので、本発明では、ワイヤーロープ３の膨らみが発生する可能性のある、下降時のワイヤーロープ３の弛み時のみ回生制動させることで、モータの短寿命化を防止できるようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る昇降装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】図１の構成を簡単化して示した概略構成図である。
【図３】図１の昇降装置に用いるモータ駆動用電気ブロックの回路図である。
【図４】従来の簡易式ブレーキ付きモータの構成を示す断面図である。
【図５】従来の電磁式ブレーキ付きモータの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      昇降装置の本体
２      昇降部
３      ワイヤーロープ
６      ドラム
７      減速機構
Ｍ      直流モータ
ＳＷ４  弛み検知用マイクロスイッチ
【図１】
2006143368.tif 000003
【図２】
2006143368.tif 000004
【図３】
2006143368.tif 000005
【図４】
2006143368.tif 000006
【図５】
2006143368.tif 000007