JPH0733392A - 昇降装置における緊急下降速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱に伴う品質、性能、安全上の問題を生じ
ることなく、ひんぱんな保守点検を行う必要のない緊急
下降速度制御装置を提供する。 【構成】 錘部材（３４）がモータと一体的に回転する
第２の回転体（２８，２９）に固着されたピン（３２）
に沿って遠心力により半径方向外側に摺動する。皿ばね
（３６）たわみ量が設定値を越えると急激にばね荷重が
減少し、錘部材（３４）がシーブ本体１３の内周面に圧
接されることによりブレーキがかかる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は作業用ゴンドラ、ウイン
チ、ホイスト等上昇下降の作動を伴う昇降装置における
緊急下降速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】これらの昇降装置において下降時におけ
る慣性力を制御する一方法として従来メカニカルブレー
キが使用されている。その一例として特開平２−１５８
５９７号公報に記載されたメカニカルブレーキがある。
このメカニカルブレーキは、図６に示すように、モータ
ａから減速機Ｑを介してシーブｒに動力を伝達し回転駆
動されるシーブｒに牽引ロープｓを巻回しながらこのロ
ープｓ上を移動するロープ牽引装置において設けられた
ものであって、モータａの出力軸ｂ側のクラッチ部材ｃ
の外周部にブレーキフランジｄと対抗するフランジを供
えたブレーキ部材ｅが軸方向にスライド可能に設けら
れ、クラッチ部材ｃのフランジｆの背面との間にローラ
スラストベアリングが介装され、クラッチ部材ｃの外周
部との間には、ローラベアリングが介装されている。こ
のブレーキ部材ｅとブレーキフランジｄとの間には、シ
ーブ本体ｇの内周部に形成したスプラインｈに沿って軸
方向に移動可能なブレーキディスクｉが設けられ、ブレ
ーキディスクｉの両側には、ブレーキライニングｊが取
付けられている。

【０００３】また、ブレーキ部材ｅの背面とシーブ本体
ｇとの間には、皿ばねｋが介装され、ブレーキディスク
ｉをブレーキフランジｄとブレーキ部材ｅとで挾圧する
ことでブレーキをかけることができるようになってい
る。

【０００４】そして、このブレーキ機構の係合及び開放
を行うための機構として、クラッチ部材ｃ，ｅのフラン
ジｆ，ｍにそれぞれ円周方向に長く、円周等間隔に３個
の溝ｎが設けられ、これらの溝ｎが中央部が深く両側が
浅いＶ字状に形成してある。これらの溝ｎ内には、転動
体として鋼球ｏが入れられており、溝ｎのどの位置に存
在するかによってフランジｆ，ｍの間隔を変更できるよ
うにしてある。そして、これらフランジｆ，ｍの間隔が
開いたときに鋼球ｏが溝ｎから外れないようにクラッチ
部材ｃとブレーキ部材ｅとの間にばねｐが入れてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のメカニカル
ブレーキは、原理的に下降時の位置エネルギーを熱エネ
ルギーに置換するものであるため、下降時に常に発熱を
伴い、このため油脂の変化、ブレーキトルクの変化、ブ
レーキライニングの摩耗や破損等品質、性能および安全
上の変化が生じ易く、したがってひんぱんにブレーキの
保守点検を行う必要があり、メンテナンス費用が嵩むと
いう問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来のメカニカルブレーキ
の問題点にかんがみなされたものであって、ライニング
の摩耗や破損等発熱に伴う品質、性能および安全上の問
題を生じるおそれがなく、ひんぱんな保守点検を行う必
要がない昇降装置における緊急下降速度制御装置を提供
しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
する昇降装置における緊急下降速度制御装置は、モータ
から減速機を介して動力を伝達され回転される半径方向
内側に空間を有する第１の回転体と、該第１の回転体の
内側空間内に配置され該モータの回転軸に固着されてお
り、該モータの回転軸と一体的に回転する第２の回転体
と、該第２の回転体に固着され半径方向に延長する複数
のピンと、該ピンの外径よりも僅かに大きい径を有する
ピン挿入孔と、該ピン挿入孔の外側に形成された皿ばね
収容用凹所とを備え、該ピン挿入孔に嵌装された該ピン
に沿って半径方向に摺動可能に該第２の回転体と該第１
の回転体の内周面との間に配設された複数の錘部材と、
該ピンの外端部に係止するようにして該錘部材の該皿ば
ね収容用凹所内に収容されており、たわみ量が設定値に
達するまではたわみ量の増加に応じてばね荷重が増加す
るがたわみ量が該設定値を越えるとばね荷重が急激に減
少する特性を有する皿ばねとを備えることを特徴とする
ものである。

【０００８】

【作用】錘部材がモータと一体的に回転する第２の回転
体に固着されたピンに沿って半径方向に摺動するように
構成されているので、モータの回転数の増加に伴って遠
心力が増加すると、錘部材は遠心力によりピンに沿って
半径方向外側に摺動し皿ばねを圧縮することにより皿ば
ねのたわみ量が増加する。ブレーキ力は遠心力と皿ばね
のばね荷重との差であるが、皿ばねはたわみ量が設定値
に達するまではたわみ量の増加に応じてばね荷重が増加
し、このばね荷重はブレーキ力の増加を抑制する力とし
て作用する。モータ回転数がさらに増加して遠心力が増
加する一方皿ばねのたわみ量が設定値を越えると、ばね
荷重が急激に減少する結果、遠心力とばね荷重の差であ
るあるブレーキ力は急激に増加し錘部材の外周面が第１
の回転体の内周面に圧接されることによりブレーキがか
かる。

【０００９】したがって、上記皿ばねのたわみ量の設定
値を昇降装置の定格下降速度によるたわみ量を越えるあ
る値に設定しておき、定格速度による下降時の慣性によ
る下降速度の増加はモータの回生制動を利用して抑制す
るように構成すれば、モータの電源の断線時等モータの
回生制動が作動しない状態であってモータの自己保持型
ブレーキを手動開放した状態で下降しなければならない
緊急時において、下降する昇降装置の慣性による異常な
速度増加により下降速度が定格速度を越えた場合には、
皿ばねのたわみ量が設定値を越えるのでブレーキ力が働
き、異常な加速が抑制され、昇降装置はほぼ定格速度に
近い安全な下降速度で下降することができる。なお、緊
急事態が解除され、下降速度が定格速度に戻ると皿ばね
のたわみ量は設定値以下となるのでブレーキは自動的に
解除される。

【００１０】

【実施例】以下図１〜図５を参照して本発明の１実施例
について説明する。この実施例は本発明にかかる緊急下
降速度制御装置を上記特開平２−１５８５９７号公報記
載のロープ牽引装置に適用したものである。図１は本実
施例の縦断面図、図２は同実施例の要部の正面図、図３
は同斜視図、図４は遠心力と皿ばね荷重−たわみ特性の
関係を示すグラフ、図５は皿ばねの１例を示す断面図で
ある。

【００１１】このロープ牽引装置１０では、機枠１１内
に設けられるシーブ１２はシーブ本体１３とこれの両側
に取付けられてワイヤロープ１４の溝を形成するシーブ
側板１５，１５とで構成されている。

【００１２】このシーブ本体１３は、第１の回転体を構
成するものであって、その先端部の厚さがワイヤロープ
１４の直径よりわずかに薄くされるとともに、溝の底部
分となる先端部外周には、必要に応じて凹凸加工の一つ
としてローレット加工が施され、摩擦係数を増大するよ
うになっている。そして、シーブ本体１３の溝となる部
分の外側部分の外周が機枠１１にボールベアリング１６
を介して回転できるように取付けられている。シーブ本
体１３は半径方向内側に後述のブレーキ機構が配置され
る空間を有している。

【００１３】また、このシーブ本体１３に取り付けられ
るシーブ側板１５，１５は板ばねを用いてリング状に形
成されており、片側からそれぞれ８本のボルト２６で固
定されるようになっている。

【００１４】このようなシーブ１２内にワイヤロープ１
４を確実に案内するためシーブ１２の外側の機枠１１部
分には、ロープガイド１８が設けられ、ロープガイド１
８の先端部が２つのシーブ側板１５，１５の間に非接触
状態で入り込んだ状態となるように配置されている。

【００１５】次に、このようなシーブ１２の駆動機構と
ブレーキ機構について説明する。まず、駆動源として機
枠１１の側部に自己保持型ブレーキ付きインダクション
モータ２３が取付けられ、その出力軸２４にスプライン
を介して一方の回転部材２８が取付けられている。この
回転部材２８には４本の等間隔に配置されたピン３０を
介して他方の回転部材２９が取付けられている。回転部
材２８，２９は第２の回転体を構成しモータの出力軸２
４と一体的に回転する。なお図２、図３においては回転
部材２８の図示を省略している。

【００１６】回転部材２９には半径方向に延長する４本
のピン３２が等間隔で配置されネジ止めされている。な
お図１においてはピン３０および３２は便宜上それぞれ
１本のみが示されている。

【００１７】回転部材２９のピン３２を植設した外周面
とシーブ本体１３の内周面の間には、４個の錘部材３４
が等間隔に配置されている。錘部材３４はピン３２の外
径よりも僅かに大きい径を有するピン挿入孔３４ａとそ
の半径方向外側に形成され軸方向に延長する皿ばね収容
用凹所３４ｂとを有し、ピン挿入孔３４ａに嵌装された
ピン３２に沿って半径方向に摺動可能に構成されてい
る。なお、錘部材３４およびシーブ本体１３は鋳物で形
成されている。なお、ブレーキライニングを外周に沿っ
て設けてもよい。

【００１８】ピン３２の外端部は拡径部３２ａとなって
おり、この拡径部３２ａは皿ばね収容用凹所３４ａ内に
位置している。このピンの拡径部３２ａと錘部材３４の
凹所３４ａの底面との間には皿ばね３６が収容されてい
る。この皿ばね３６は、図４に示すように、たわみ量が
ある設定値Ｐに達するまではたわみ量の増加に応じてば
ね荷重が増加するが、たわみ量がＰを越えるとばね荷重
が急激に減少する特性を有するように設計されている。
このような特性を有する皿ばねは、たとえば、図５に示
すような、外径Ｄａ＝１６ｍｍ、内径Ｄｉ＝８．２ｍ
ｍ、板厚Ｓ＝０．２５ｍｍ、全たわみｈ＝０．７ｍｍ、
自由高さＩｏ＝０．９５ｍｍの市販の皿ばね３枚を図示
のように組合わせることにより得ることができる。な
お、図３においては、皿ばね３６およびピン３２の図示
を省略している。

【００１９】図２および図３から明らかなように、回転
部材２９のフランジ部２９ａには円周方向等間隔に断面
ほぼ３角形の柱状部２９ｂが軸方向に延長するように形
成されており、各錘部材３４は隣り合う２本の柱状部２
９ｂ間の空間内に収容されている。この構成により回転
部材２９の回転に伴う慣性による錘部材３４の円周方向
の移動を抑止することができる。

【００２０】なお、モータの出力軸２４と同軸上にサイ
クロン減速機３９の入力軸４０が配置され、さらにサイ
クロ減速機３９の出力部４１がシーブ１２のシーブ本体
１３の側部とがボルト４２で一体に連結され、モータ２
３からの駆動力が回転部材２８，２９及びサイクロン減
速機３９を介してシーブ１２に伝達されるようになって
いる。

【００２１】次にこの緊急下降速度制御装置の動作につ
いて説明する。皿ばね３６のたわみ量の設定値Ｐをロー
プ牽引装置の定格下降速度（たとえば図４におけるよう
に６０Ｈｚの場合のモータ回転数１７００ｒｐｍ）に対
応するたわみ量に設定しておく。

【００２２】定格下降速度における下降時の慣性による
下降速度の増加はインダクションモータの回生制動を利
用して抑制する。なお使用するモータがインダクション
モータでない場合でも、下降速度が定格速度を越えた時
サーボ制御により定格速度に戻すような制御装置を設け
ることは可能である。

【００２３】モータの電源の断線時等モータの回生制動
が作動しない状態であってモータの自己保持型ブレーキ
を手動開放した状態で下降しなければならない緊急時に
おいて、下降するロープ牽引装置の慣性による異常な速
度増加により下降速度が定格速度を越えた場合は、錘部
材３４は遠心力の増加により半径方向外側に摺動して皿
ばね３６を圧縮することにより皿ばね３６のたわみ量が
設定値Ｐを越えて増加する。すると図４において皿ばね
３６のばね荷重は急激に減少する一方遠心力は増加し、
設定回転数１８２０ｒｐｍにおけるＱ点における遠心力
とばね荷重の差はブレーキ力として作用する。すなわ
ち、錘部材３４の外周面３４ｃがシーブ本体１３の内周
面に圧接されることによりシーブ本体１３に対しブレー
キがかかる。

【００２４】その結果シーブ１２の回転速度およびモー
タ２３の回転速度が減少すると、遠心力の減少に伴い錘
部材３４は半径方向内側に摺動するので、皿ばね３６の
たわみ量が減少する。このたわみ量が定格速度に対応す
る設定値Ｐまで減少するとブレーキ力は急激に減少して
錘部材３４によるシーブ本体１３に対するブレーキが解
除される。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、緊
急下降速度制御装置を従来のメカニカルブレーキに代え
遠心力ブレーキにより構成し、しかもこの遠心力ブレー
キを皿ばねのたわみ量が設定値を越えるとばね荷重が急
激に減少する特性を有する皿ばねを利用して構成したの
で、皿ばねのたわみ量の設定値を昇降装置の定格下降速
度によるたわみ量を越えるある値に設定しておき、定格
速度による下降時の慣性による下降速度の増加はモータ
の回生制動を利用して抑制するように構成すれば、モー
タの電源の断線時等モータの回生制動が作動しない状態
であってモータの自己保持型ブレーキを手動開放した状
態で下降しなければならない緊急時において、下降する
昇降装置の慣性による異常な速度増加により下降速度が
定格速度を越えた増合には、皿ばねのたわみ量が設定値
を越えるのでブレーキ力が働き、異常な加速が抑制さ
れ、昇降装置はほぼ定格速度に近い安全な下降速度で下
降することができる。

【００２６】そして本発明の速度制御装置においては、
ブレーキライニング等摩擦部分が設けられていないので
該摩擦部分の摩耗や破損等発熱に伴う品質、性能および
安全上の問題を生じるおそれがなく、ひんぱんな保守点
検を行う必要がない。したがって従来のメカニカルブレ
ーキに比べメンテナンスコストを大幅に削減することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す縦断面図である。

【図２】同実施例の要部を示す正面図である。

【図３】同実施例の要部を示す斜視図である。

【図４】遠心力と皿ばね荷重−たわみ特性の関係を示す
グラフである。

【図５】皿ばねの１例を示す断面図である。

【図６】従来のメカニカルブレーキの１例を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１３ シーブ本体（第１の回転体） ２３ モータ ２８，２９ 回転部材（第２の回転体） ３２ ピン ３４ 錘部材 ３４ａ ピン挿入孔 ３４ｂ 皿ばね収容用凹所 ３６ 皿ばね

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【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】そして本発明の速度制御装置においては、
ブレーキライニング等摩擦部分が設けられていないので
該摩擦部分の摩耗や破損等発熱に伴う品質、性能および
安全上の問題を生じるおそれがなく、ひんばんな保守点
検を行う必要がない。したがって従来のメカニカルブレ
ーキに比ベメンテナンスコストを大幅に削減することが
できる。また本発明の速度制御装置においては、モータ
直結の第２の回転体とブレーキを作用させるべき第１の
回転体との間には第２の回転体に固着されたピンに沿っ
て摺動する錘部材が存在するのみであり、第１の回転体
にブレーキを作用させる場合は錘部材がピンに沿って半
径方向外側に摺動してその外周面が第１の回転体の内周
面に圧接されるのみでブレーキを作用させることがで
き、錘部材と第１の回転体との間に他の中幹部材をいっ
さい必要としないという利点がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータから減速機を介して動力を伝達さ
   れ回転される半径方向内側に空間を有する第１の回転体
   と、 該第１の回転体の内側空間内に配置され該モータの回転
   軸に固着されており、該モータの回転軸と一体的に回転
   する第２の回転体と、 該第２の回転体に固着され半径方向に延長する複数のピ
   ンと、 該ピンの外径よりも僅かに大きい径を有するピン挿入孔
   と、該ピン挿入孔の外側に形成された皿ばね収容用凹所
   とを備え、該ピン挿入孔に嵌装された該ピンに沿って半
   径方向に摺動可能に該第２の回転体と該第１の回転体の
   内周面との間に配設された複数の錘部材と、 該ピンの外端部に係止するようにして該錘部材の該皿ば
   ね収容用凹所内に収容されており、たわみ量が設定値に
   達するまではたわみ量の増加に応じてばね荷重が増加す
   るがたわみ量が該設定値を越えるとばね荷重が急激に減
   少する特性を有する皿ばねとを備えることを特徴とする
   昇降装置における緊急下降速度制御装置。