JPH0575281U - 電気ホイスト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機体を小さくして、構造を簡単にし、かつ、
巻上速度を３段階に制御できるようにする。 【構成】 電気ホイストに負荷される荷重状態を検知す
る荷重検知機構６を備えると共に電気ホイストの巻上操
作用押ボタンスイッチ11を３段操作とする。そして、押
ボタンスイッチ11の１段目接点が閉路した場合には、基
底周波数よりも低い周波数を巻上用電動機１に供給し、
押ボタンスイッチ11の２段目接点が閉路した場合には、
基底周波数を巻上用電動機１に供給し、押ボタンスイッ
チ11の３段目接点が閉路し、かつ、荷重検知機構６が一
定値未満の荷重を検知した場合には、基底周波数よりも
高い周波数を巻上用電動機１に供給する。これによっ
て、３段階の速度制御をすることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、インバータを使用して、微速度、標準速度及び超高速度という、 ３段階の巻上速度の制御を行うようにした、電気ホイストに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、電気ホイストの巻上用電動機には、３相かご形誘導電動機が使用さ れ、通常の巻上速度は、単一速度が一般的である。単一速度の電気ホイストを用 いた荷役作業に於いては、作業性が極めて悪いという問題点が有り、速度制御が 可能な電気ホイストが強く望まれていた。

【０００３】 このような背景で開発されたものに、微速装置付ホイストやインバータホイス トがある。微速装置付ホイストは、標準速巻上駆動部に、電磁クラッチ等を介し て微速巻上駆動部を機械的に付加した構成で、標準速度と微速度の２段階の速度 制御が得られるものである。

【０００４】 また、インバータホイストは、巻上電動機に供給される周波数を変化させて速 度制御するもので、インバータからの出力周波数を基底周波数（商用）と基底周 波数よりも高い周波数（以下、高周波数という）との２段階に設定し、インバー タの内部にて巻上用電動機の負荷電流から電気ホイストの負荷状態を電気的に検 知した後、負荷状態では基底周波数を印加して標準速度にて運転し、無負荷状態 では高周波数を印加して高速度運転を行うようにしたものがある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来技術において前者のものでは、機体構造が大きく、かつ、構造 が複雑であり、機械的な制御の為に設定された速度（例えば標準速度とその１／ ８の速度）しか得ることが出来ない問題点が残った。

【０００６】 また、後者のものでは、操作性が悪いという問題点が残った。この点を詳述す ると、電気ホイストはその性質上起動トルクを要求されることから、起動時には 定格電流の５〜６倍の起動電流が流れる。この為、安定した負荷電流を検知する には、起動時における起動電流をカットしなければならず、負荷電流が安定する 迄に、数秒（５秒以内）の負荷検出時間を必要とする。そして、インバータの内 部で負荷の有無を検知した後、標準速度から設定された高速度に段階的に移行す るのである。

【０００７】 この速度変化を図５で説明する。図５において、横軸は時間t、縦軸は巻上速度 ｖを表わしたものである。電気ホイストの操作用押ボタンスイッチを入れると、 インバータからは基底周波数が出力され、電気ホイストの巻上用電動機は定格速 度v1まで加速運転される。運転と同時に、インバータの内部で負荷電流から負荷 の有無を検知する為、無負荷検知時間t1を必要とする。インバータが無負荷状態 を検知したら、インバータの出力周波数は基底周波数から高周波数に切換わり、 電気ホイストの巻上用電動機は設定された高速度v2まで再度加速運転されること になる。

【０００８】 このように、後者のものでは、負荷時と無負荷時とで２段階の速度制御を行う ことは可能であるが、電気ホイストの負荷状態をインバータの内部で電気的に検 知して速度制御するので、応答性が悪く、運転者に操作上の違和感が残る問題点 が有った。さらに、運転者がインチング操作を行った場合には、無負荷時であっ ても高速運転に切換りにくい問題点も残った。この考案は、このような従来技術 の問題点を除去することを解決課題として成されたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記課題を解決するための手段として、インバータにて巻上げの 速度制御を行うようにした電気ホイストにおいて、該電気ホイストに負荷される 荷重状態を機械的に検知する荷重検知機構を備えるとともに、前記電気ホイスト の巻上操作用押ボタンスイッチを３段操作とし、該押ボタンスイッチの１段目接 点が閉路した場合には、前記インバータの出力周波数を基底周波数よりも低い周 波数として前記電気ホイストの巻上用電動機に供給し、前記押ボタンスイッチの ２段目接点が閉路した場合には、前記インバータの出力周波数を基底周波数とし て前記電気ホイストの巻上用電動機に供給し、前記押ボタンスイッチの３段目接 点が閉路し、かつ、前記荷重検知機構が一定値未満の荷重を検知した場合には、 前記インバータの出力周波数を基底周波数よりも高い周波数として前記電気ホイ ストの巻上用電動機に供給するようにして、３段階の速度制御をするようにした ものである。

【００１０】

【作用】

上記構成とすれば、押ボタンスイッチを１段操作とした場合には、微速度状態 での巻上運転を可能とする。また、押ボタンスイッチを２段操作とした場合には 、標準速度状態での巻上運転を可能とする。さらに、押ボタンスイッチを３段操 作とした場合には、インバータとは別個に設けた機械的な荷重検知機構が電気ホ イストの負荷状態を検知し、この荷重検知状態によって、超高速度状態での巻上 運転を可能とする。このように、この考案に係る電気ホイストでは、押ボタンス イッチの操作と電気ホイストの負荷状態によって、３段階の速度制御を行うこと が可能となる。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案に係る電気ホイストの一実施例を、図面に基づいて説明する。 図１は、この考案に係る電気ホイストの電路図。図２は、図１の電気ホイストの 構造を略図的に示した模式図。図３は、インバータの内部構成を示すブロック図 。図４は、図１の電気ホイストに係る巻上特性曲線図である。

【００１２】 図２において構造を説明すると、三相誘導電動機である巻上用電動機１の回転 力は、減速機２で減速された後、ワイヤロープ３を巻取るワイヤドラム４に伝達 される。ワイヤドラム４に一端を固着されたワイヤロープ３は、その途中部分に フックブロック５を渡架し、他端部は、後述する荷重検知機構６を介してドラム ケース７に固着される。８は、巻上用の電磁ブレーキで、電動機に電流を通ずる と同時に励磁してその制動を解放し、電流が切れると直ちにスプリングによって 制動力を発する公知のものである。

【００１３】 ９はインバータ10を内蔵した電気ホイストの制御箱である。11は制御箱９から ケーブル12にて垂下された操作用押ボタンスイッチである。そして、この操作用 押ボタンスイッチ11の上行ボタンSUと下行ボタンSDとの操作によって、巻上用電 動機１を正転させて巻上げを行い、逆転させて巻下げを行う。

【００１４】 インバータ10の内部構成を図３で説明すると、周波数50Hzもしくは60Hzの三相 商用交流(3φ，AC) を直流に変換するコンバータ部13と、この直流を平滑する平 滑回路14と、平滑された直流を方形波交流出力に変換するインバータ部15と、こ れらコンバータ部13とインバータ部15の位相制御及び周波数制御を行う制御回路 16とから構成されている。

【００１５】 17は、周波数指令ボリウムで、このボリウム17で指定される指令は、制御回路 16を介してインバータ部15に入力されるようになっており、指定された周波数が インバータ部15から出力され、巻上用電動機１の回転速度の制御を行う。

【００１６】 次に、この考案に係る電気ホイストの電路図を図１で説明する。なお、ホイス トの横行運動や、このホイストをクレーンに使用した場合のクレーンの走行運動 を行う場合のスイッチ機構及び駆動機構については図示を省略した。18は、三相 商用電源（50Hzもしくは60Hz）であり、非常用の過巻リミットスイッチLS2 を介 して、電磁ブレーキ８とインバータ10の入力部に接続される。インバータ10の出 力部からは周波数指令ボリウム17で指定された周波数が、巻上用電動機１に供給 される。

【００１７】 インバータ10には、CC，ST，F ，R ，S1，S2，LOW ，PV，FLC ，FLA 等の各端 子があり、次のような機能を有している。なお、DBR は、回生制動時の放電抵抗 である。 端子CCとST間が短絡された状態では、インバータ10が運転可能状態となる。 端子CCとF 間が短絡された場合には、巻上用電動機１を正転させる低周波数 （例えば10Hz）の三相交流がインバータ10から出力される。 端子CCとR 間が短絡された場合には、巻上用電動機１を逆転させる低周波数 （例えば10Hz）の三相交流がインバータ10から出力される。 端子CCとF とS1間が短絡された場合には、巻上用電動機１を正転させる基底 周波数（例えば60Hz）の三相交流がインバータ10から出力される。 端子CCとR とS1間が短絡された場合には、巻上用電動機１を逆転させる基底 周波数（例えば60Hz）の三相交流がインバータ10から出力される。 端子CCとF とS2間が短絡された場合には、巻上用電動機１を正転させる高周 波数（例えば 120Hz）の三相交流がインバータ10から出力される。 端子CCとR とS2間が短絡された場合には、巻上用電動機１を逆転させる高周 波数（例えば 120Hz）の三相交流がインバータ10から出力される。 端子LOW とPV間には、電磁ブレーキ用電磁接触器MCB の電磁コイルが接続さ れ、インバータ10から三相交流が出力している間のみ、電圧が発生する。 端子FLC とFLA 間のインバータ内には、インバータ10が何等かの異常状態で 運転が停止した時にのみ短絡される保護リレーROを備えている。そして、端子FL C は電源に接続されるとともに、端子FLA と電源間には、保護リレーR6の電磁コ イルが接続される。

【００１８】 これによって、保護リレーR6は、インバータ10が異常状態になった時には通電 されることとなり、インバータ10の共用端子CCと各端子間とに直列に接続された 保護リレーR6の常閉接点が開路して、インバータ10への出力指示が中断される。

【００１９】 また、前述の操作用押ボタンスイッチ11はインターロックされた上行ボタンSU と下行ボタンSDとで構成されており、上行ボタンSUと下行ボタンSDはそれぞれが ３段操作で、上行１段目スイッチSU1、上行２段目スイッチSU2、上行３段目スイッ チSU3、下行１段目スイッチSD1、下行２段目スイッチSD2 及び下行３段目スイッチ SD3 の各接点を備えている。

【００２０】 上行１段目スイッチSU1 には、過巻リミットスイッチLS1 を介してリレーR3の 電磁コイルが接続される。下行１段目スイッチSD1 には、リレーR4の電磁コイル が接続される。上行２段目スイッチSU2 と下行２段目スイッチSD2 との並列回路 には、リレーR2の電磁コイルが接続される。上行３段目スイッチSU3 と下行３段 目スイッチSD3 との並列回路には、リレーR1の電磁コイルが接続される。

【００２１】 次に、荷重検出回路部について説明すると、リレーR1の常開接点には、荷重検 知機構６が接続される。荷重検知機構６は、例えばロードリミッタ等で構成され 、ワイヤロープ３の固定側近傍部に設けられる（図２参照）。荷重検知機構６の 内部スイッチ構成は、重負荷時には内部接点19をオフとし、軽負荷時または無負 荷時にはオンとするようなオン・オフ制御の接点で構成される。そして、荷重検 知機構６の内部接点19にはリレーR5の電磁コイルが接続される。

【００２２】 次に、このように構成された電気ホイストの動作について説明する。上行１段 目スイッチSU1 を投入すると、リレーR3の電磁コイルが励磁され、インバータ10 の端子F に接続されたリレーR3の常開接点が閉路する。これによって、インバー タ10の端子CCとF 間が短絡され、インバータ10からは、巻上用電動機１を正転さ せる低周波数（例えば10Hz）の三相交流が出力される。同時に、インバータ10の 端子LOW とPV間に電圧が発生して、電磁ブレーキ用電磁接触器MCB の電磁コイル が励磁され、電磁接触器MCB の主接点が閉路して電磁ブレーキが制動を解除する 。したがって、巻上用電動機１は、微速度で巻上げ運転される。

【００２３】 同様に、下行１段目スイッチSD1 を投入すると、リレーR4の電磁コイルが励磁 され、インバータ10の端子R に接続されたリレーR4の常開接点が閉路する。これ によって、インバータ10の端子CCとR 間が短絡され、インバータ10からは、巻上 用電動機１を逆転させる低周波数（例えば10Hz）の三相交流が出力され、同時に 電磁ブレーキが制動を解除して、巻上用電動機１は、微速度で巻下げ運転される 。

【００２４】 次に、上行２段目スイッチSU2(または下行２段目スイッチSD2)を投入すると、 リレーR2の電磁コイルが励磁され、インバータ10の端子S1に接続されたリレーR2 の常開接点が閉路する。これによって、インバータ10の端子CCとF(またはR)とS1 間が短絡され、インバータ10からは、巻上用電動機１を正転（または逆転）させ る基底周波数（例えば60Hz）の三相交流が出力される。これにより、巻上用電動 機１は、標準速度で巻上げ運転（または巻下げ運転）される。

【００２５】 次に、上行３段目スイッチSU3(または下行３段目スイッチSD3)を投入すると、 リレーR1の電磁コイルが励磁され、荷重検出回路部に設けられたリレーR1の常開 接点が閉路する。

【００２６】 この時、電気ホイストの負荷状態が、軽負荷時または無負荷時であれば荷重検 出機構の内部接点19は閉路して、リレーR5の電磁コイルが励磁され、インバータ 10の端子S2に接続されたリレーR5の常開接点が閉路するとともに、端子S1に接続 された常閉接点が開路する。これによって、インバータ10の端子CCとF(またはR) とS2間が短絡され、インバータ10からは、巻上用電動機１を正転（または逆転） させる高周波数（例えば120Hz)の三相交流が出力される。これにより、巻上用電 動機１は、超高速度で巻上げ運転（または巻下げ運転）される。

【００２７】 このような３段階の速度制御を、図４の巻上特性曲線図で説明する。図４にお いて、横軸は時間ｔ、縦軸は巻上速度ｖを表わしたものである。上行１段目スイ ッチSU1(または下行１段目スイッチSD1)を投入すると、曲線に示すような微速 度v0で運転を行う。また、上行２段目スイッチSU2(または下行２段目スイッチSD 2)を投入すると、曲線に示すような標準速度v1で運転を行う。そして、上行３ 段目スイッチSU3(または下行３段目スイッチSD3)を投入し、かつ、電気ホイスト の負荷状態が軽負荷時または無負荷時であれば、曲線に示すような超高速度v2 で運転を行う。

【００２８】

【考案の効果】

この考案は、以上詳細に説明したように、操作用押ボタンスイッチを１段操作 とした場合には、電気ホイストの負荷状態に拘らず事前に設定した微速度状態で の巻上運転を可能とし、押ボタンスイッチを２段操作とした場合には、事前に設 定した標準速度での巻上運転を可能とし、さらに、押ボタンスイッチを３段操作 とした場合には、電気ホイストの負荷状態によって事前に設定した超高速度の運 転を可能としたので、作業内容に応じた速度を得ることが出来る。

【００２９】 しかも、ボタン操作ひとつで微速度から超高速度まで３段階の操作が円滑に、 また、安全に行なえるので、細かい位置決め作業時においては、インチング操作 の必要が無くなり、つり荷を確実に、定位置まで運搬することが出来る。そして 、電気ホイストに吊下される負荷が一定値未満の軽負荷時においては、超高速度 で運転が出来るので、作業能率が著しく向上する。さらに、電気ホイストの負荷 状態を、インバータとは別個に設けた機械的な荷重検知機構で行なっているので 、操作応答性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る電気ホイストの電路図である。

【図２】図１の電気ホイストの構造を略図的に示した模
式図である。

【図３】インバータの内部構成を示すブロック図であ
る。

【図４】図１の電気ホイストに係る巻上特性曲線図であ
る。

【図５】従来例の電気ホイストに係る巻上特性曲線図で
ある。

【符号の説明】

１ 巻上用電動機 ６ 荷重検知機構 10 インバータ 11 操作用押ボタンスイッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータにて巻上げの速度制御を行う
   ようにした電気ホイストにおいて、該電気ホイストに負
   荷される荷重状態を機械的に検知する荷重検知機構を備
   えるとともに、前記電気ホイストの巻上操作用押ボタン
   スイッチを３段操作とし、該押ボタンスイッチの１段目
   接点が閉路した場合には、前記インバータの出力周波数
   を基底周波数よりも低い周波数として前記電気ホイスト
   の巻上用電動機に供給し、前記押ボタンスイッチの２段
   目接点が閉路した場合には、前記インバータの出力周波
   数を基底周波数として前記電気ホイストの巻上用電動機
   に供給し、前記押ボタンスイッチの３段目接点が閉路
   し、かつ、前記荷重検知機構が一定値未満の荷重を検知
   した場合には、前記インバータの出力周波数を基底周波
   数よりも高い周波数として前記電気ホイストの巻上用電
   動機に供給するようにして、３段階の速度制御をするよ
   うにしたことを特徴とする電気ホイスト。