JP6012529B2 - 補巻付電動巻上機 - Google Patents

Description

本発明はインバータ制御の補巻付電動巻上機に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００３−６３７８０号公報（特許文献１）がある。この公報には、「主巻ホイスト３０の吊り荷重と補巻ホイスト４０の吊り荷重を主巻ホイストのコントローラ３４において合計して補巻付ホイスト（主巻ホイスト）の定格荷重である基準値と比較して過荷重状態の有無を判断して運転制限制御を実行する。」と記載されている（要約参照）。

特開２００３−６３７８０号公報

電動巻上機はモータの駆動力でロープを巻き上げることでロープの一端に取付けられたフックに吊り下げられた物を吊り上げる装置である。補巻付電動巻上機とは、主巻側と補巻側の２つの巻上部を備えた電動巻上機である。また、補巻付電動巻上機は、主巻側と補巻側の巻上げ部が同時に動作できない構成とする必要がある。
従来の構成では、主巻側制御部と補巻側制御部の２つの制御部で、シーケンスでのインターロックまたは、ソフトでのインターロックを行うことにより主巻側と補巻側が同時に動作できない構成としている。
特許文献１のような従来技術では、補巻付電動巻上機は、主巻側で１つの制御部、補巻側で１つの制御部の計２つの制御部により構成されていた。しかし、制御部が２つあるという点でメンテナンス時に主巻側、補巻側の、両方の制御部の確認が必要であり、また、２つの制御部を持つことにより制御部のコスト高などの問題点があった。
本発明では、構成の簡略化、メンテナンス性の向上、コストダウンを実現可能とする補巻付電動巻上機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「主巻巻上機と補巻巻上機を並設した補巻付巻上機であって、前記主巻巻上機及び前記補巻巻上機の両方を制御可能な制御部と、主巻巻上機と補巻巻上機の動作を切替えるマグネットスイッチを有し、前記マグネットスイッチの状態を検出することで、前記制御部で、主巻巻上機または補巻巻上機のいずれか一方が動作するよう制御することを特徴とする補巻付電動巻上機。」を特徴とする。

本発明によれば、構成の簡略化、メンテナンス性の向上、コストダウンを実現可能とする補巻付電動巻上機を提供することができる。

補巻付動巻上機の全体を示す。正面図及び側面図である。 従来の補巻付電動巻上機の制御部の構成図を示す。 本発明の補巻付電動巻上機の制御部の構成図を示す。 本発明の運転時のフローチャートである。 本発明の過荷重時のフローチャートである。 本発明の制御部商用切り替え時の制御構成図を示す。 本発明の商用時の運転フローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。図１は、補巻付電動巻上機の構成を示す。補巻付電動巻上機は、主巻側巻上部１、補巻側巻上部２を有する。主巻側巻上部１は主巻側巻上電動機３により、主巻側ドラム５を回転させ、主巻側ワイヤーロープ７を巻取ることで、主巻側フック９の巻上、巻下を行っている。

また、補巻側巻上部２の補巻側巻上電動機４により、補巻側ドラム６を回転させ、補巻側ワイヤーロープ８を巻取ることで、補巻側フック１０の巻上、巻下を行っている。

さらに、入力装置１３により、主巻側制御部１１、補巻側制御部１２の操作を行い、主巻側巻上電動機３、補巻側巻上電動機４を制御する。

図２は、従来の制御部構成を示す。従来の制御部は主巻側制御部１１と補巻側制御部１２の双方を有しており、入力装置１３により、主巻側インバータ制御部１４、補巻側インバータ制御部１５に操作指令入力することにより、主巻側インバータ１６、補巻側インバータ１７へインバータ駆動信号を出力する。

インバータ駆動信号の入力により、主巻側インバータ１６、補巻側インバータ１７は主巻側電動機５、補巻側電動機６へインバータ出力を行うことで、主巻側の巻上、巻下、補巻側の巻上、巻下動作を行う構成になっている。

また、主巻側インバータ１６、補巻側インバータ１７は、それぞれ対応する電流検出部１８、１９を備えている。また、主巻側電動機５、補巻側電動機６には、それぞれ対応する電動機の回転に応じてパルス信号を出力するエンコーダ２０、２１を備えている。

これらの電流検出部１８、１９、エンコーダ２０、２１により、主巻側、補巻側で各々荷重判別を行っている。電流値が一定以上または、インバータの出力周波数換算の回転数と、エンコーダにより検出した実回転数により電動機のスベリを検出し、スベリが一定以上の場合は、過荷重と判断する。

また、主巻側インバータ１６、補巻側インバータ１７は、それぞれ対応する電圧検出部２２、２３を備えており、巻下時の回生電力により直流電圧が規定した値以上のときに回生抵抗２４、２５で熱エネルギーとして消費、またはその他回生処理手段により電子部品の過電圧の保護を行う。

従来技術では、補巻付電動巻上機は、主巻側で１つの制御部、補巻側で１つの制御部の計２つの制御部により構成されていた。しかし、制御部が２つあるという点でメンテナンス時に主巻側、補巻側の、両方の制御部の確認が必要であり、また、２つの制御部を持つことにより制御部のコスト高などの問題点があった。

図３は、本発明の制御部構成である。入力装置１３により、インバータ制御部２６に操作指令入力することにより、インバータ２７へインバータ駆動信号を出力する。インバータ駆動信号の入力により、インバータ２７は主巻側電動機５、補巻側電動機６へインバータ出力を行うことで、主巻側の巻上、巻下、補巻側の巻上、巻下動作を行う。

また、インバータ２６は、電流検出部２９を備え、また、主巻側電動機５、補巻側電動機６にはそれぞれ対応する電動機の回転に応じてパルス信号を出力するエンコーダ２０、２１を備えている。

そして電流検出部２９、エンコーダ２０、２１により、主巻側、補巻側の荷重判別を行う。電流値が一定以上または、インバータの出力周波数換算の回転数と、エンコーダにより検出した実回転数により電動機のスベリを検出し、スベリが一定以上の場合は、過荷重と判断する。
また、インバータ２６は、電圧検出部３０を備えており、巻下時の回生電力により直流電圧が規定した値以上のときに回生抵抗３１で熱エネルギーとして消費、またはその他回生処理手段により電子部品の過電圧の保護を行う。

入力装置１３による操作入力により、インバータ制御部２６は主巻、補巻インバータ出力切替用マグネットスイッチ２８により、主巻側電動機５、補巻側電動機６へのインバータ出力の切替え制御を行う。

また、上記、主巻、補巻インバータ出力切替用マグネットスイッチ２８のうちの一つの接点（Ｂ接点）には、主巻/補巻切替えマグネットスイッチの状態監視部３２が接続されており、主巻、補巻インバータ出力切替用マグネットスイッチ２８が主巻/補巻の切替が正常に行われているかの状態監視を行う。

図４は、本発明の運転制御のフローチャート図である。補巻付電動巻上機は主巻側、補巻側の同時運転が行われないようにインターロックを行わなければならないため、タイマカウントによる主巻・補巻同時動作防止用のインターロック判定４０２、４１２を行う。また、切替えＭｇＳＷ状態監視による主巻・補巻同時動作防止用のインターロック判定４０３、４１３も行う。

まず、主巻側巻上機の巻上または巻下運転操作を行う。（４０１）
次に補巻ブレーキ制動後、タイマカウントによって、２秒以上経過しているかの判別を行う。補巻ブレーキ制動後、２秒以上経過後の場合はステップ４０３へ、補巻ブレーキ制動後、２秒以上経過していない場合はステップ４０４へ移る。（４０２）
主巻側パラメータセット、また、主巻/補巻切替えマグネットスイッチの状態監視部３２により主巻側インバータ出力リレーＯＮか判別を行う。主巻側パラメータセット済、インバータ出力リレーＯＮの場合はステップ４０６へ、主巻側パラメータセット済、インバータ出力リレーＯＮしていない場合はステップ４０５へ移る。（４０３）
ステップ４０３で、主巻側パラメータセット済、インバータ出力リレーＯＮでない場合は、主巻側パラメータセット済、インバータ出力リレーＯＮを行い、ステップ４０６へ移る。（４０５）
一方、ステップ４０２で、補巻ブレーキ制動後、２秒以上経過していない場合、主巻側巻上機の運転を不可として終了する。（４０４）
ステップ４０６では主巻側巻上機の運転（インバータ出力）を行う。（４０６）主巻側巻上機の運転が可能である場合、主巻側巻上機の操作指令が巻下運転を行うか判別する。主巻側巻上機の巻下運転の場合はステップ４０８へ、巻下運転でない場合はステップ４０９へ移る。（４０７）
巻下運転の場合は、過荷重状態では主巻側、補巻側の巻上禁止状態となっているため、過荷重状態の主巻側、補巻側の巻上禁止状態を解除する。（４０８）
主巻側巻上機の運転終了か判別を行う。主巻側巻上機の運転終了の場合はステップ４１０へ移る。（４０９）
主巻側巻上機の運転を終了するものである場合、補巻側運転可能かの判別に用いるためタイマカウントによって、主巻ブレーキ制動後カウントを行い終了する。（４１０）
以上のフローチャートが本発明の主巻側の運転実施例となる。ステップ４０３の主巻インバータ出力リレーＯＮの条件は、ソフト上のリレーＯＮの有無だけでも、主補切替えＭｇＳＷの状態の両方の条件のどちらも含まれる。また、補巻側巻上機の動作も同様である。

図５は、本発明の過荷重時のフローチャート図である。主巻側、補巻側のどちらか一方で過荷重と判別した場合、主巻側、補巻側ともに巻上運転を禁止させる。

まず、主巻側巻上機が巻下運転か判別を行う。主巻側巻上機が巻下運転の場合はステップ５０３へ、主巻側巻上機が巻下運転でない場合はステップ５０２へ移る。（５０１）
次に主巻側巻上機が巻上禁止状態か判別を行う。主巻側巻上機が巻上禁止状態の場合はステップ５０７へ、主巻側巻上機が巻上禁止状態でない場合はステップ５０４へ移る。（５０２）そして、主巻側巻上機が巻下運転の場合、主巻側巻上機の巻上禁止クリア、補巻側巻上機の巻上禁止クリアを行い終了する。（５０３）
ステップ５０４にて主巻側巻上機が巻上禁止状態でない場合は、主巻側巻上機が巻上運転か判別を行う。主巻側巻上機が巻上運転の場合はステップ５０５へ、主巻側巻上機が巻上運転でない場合は終了する。（５０４）
ステップ５０５では、主巻側巻上機が過荷重設定電流値以上か判別を行う。主巻側巻上機が過荷重設定電流値以上の場合はステップ５０７へ、主巻側巻上機が過荷重設定電流値以上でない場合はステップ５０６へいく。（５０５）
つづいて、ステップ５０６で、主巻側巻上機が過荷重設定スベリ以上か判別を行う。主巻側巻上機が過荷重設定スベリ値以上だった場合はステップ５０７へ、主巻側巻上機が過荷重設定スベリ以上でない場合は終了する。（５０６）
ステップ５０７では、主巻側、補巻側巻上機をともに巻上運転禁止状態にして終了する。（５０７）以上のフローチャートが本発明の主巻側の過荷重時の実施例となる。ここでは、主巻側巻上機の動作を主として説明したが、補巻側の動作も同様である。

図６は、本発明の商用切替図である。本発明ではインバータが故障した場合、主巻・補巻ともに運転が出来なくなってしまう。しかし、図６のように配線変更を行うことで主巻側を商用機へ変更可能である。

図３と比較すると、図６では電源線とモータ線の配線変更と操作入力の商用入力のみである。図３で、主巻/補巻切替用マグネットスイッチ２８として使用していたものを、主巻上/下切替用マグネットスイッチ３３へと変更させることで商用運転可能となる。

図７は、本発明の商用時の運転フローチャート図である。まず、商用信号入力有か判別を行う。商用信号入力有の場合７０２へ、商用信号入力有がない場合終了する。（７０１）
主巻側巻上機の巻上操作入力有か判別を行う。主巻側巻上機の巻上操作入力有の場合はステップ７０２へ、主巻側巻上機の巻上操作入力がない場合はステップ７０４へ移る。（７０２）
主巻側巻上機の巻上操作入力有だった場合、主巻側巻上機のブレーキ解放、巻上リレーＯＮを行い終了する。（７０３）
ステップ７０２で主巻側巻上機の巻上操作入力がない場合は、主巻側巻上機の巻下操作入力有か判別を行う。主巻側巻上機の巻下操作入力有の場合はステップ７０５へ、主巻側巻上機の巻下操作入力がない場合はステップ７０６へ移る。（７０４）
主巻側巻上機の巻下操作入力有だった場合、主巻側巻上機のブレーキ解放、巻下リレーＯＮを行い終了する。（７０５）
主巻側巻上機の巻上、巻下操作入力が無い場合、主巻側巻上機のブレーキ制動、巻上リレーＯＦＦ、巻下リレーＯＦＦを行い終了する。（７０６）
本実施例にかかる発明では、１つの制御部により主巻側、補巻側の両方を制御することで制御構成の簡略化、メンテナンス性の向上が可能である。また、１つの制御部により主巻側、補巻側の動作を制御することで、主巻側、補巻側両方の過荷重判別を行うことができ、主巻側、補巻側のどちらかが過荷重であった場合、主巻側の巻上動作、補巻側の巻上動作の両方を行わないようにすることが可能となる。また、１つの制御部により主巻側、補巻側の両方を制御することでインバータと回生抵抗または、その他の回生処理手段（回生コンバータや蓄電池など）の削減により制御構成のコストダウンが可能である。また、１つの制御部により主巻側、補巻側の両方の制御を行うため、制御部のインバータが故障した場合、主巻側・補巻側の両方が動作できなくなってしまう。しかし、本発明によれば、主巻側、補巻側のどちらかのみであれば、簡易的な配線変更と制御基板の設定を行うことで商用機として稼動することが可能である。
よって、構成の簡略化、メンテナンス性の向上、コストダウンを実現可能とする補巻付電動巻上機を提供することができる。

１・・・主巻側、２・・・補巻側、３・・・主巻側巻上電動機、４・・・補巻側巻上電動機、５・・・主巻側ドラム、６・・・補巻側ドラム、７・・・主巻側ワイヤーロープ、８・・・補巻側ワイヤーロープ、９・・・主巻側フック、１０・・・補巻側フック、
１１・・・主巻側制御部、１２・・・補巻側制御部、１３・・・入力装置、１４・・・主巻側インバータ制御部、１５・・・補巻側インバータ制御部、１６・・・主巻側インバータ、１７・・・補巻側インバータ、１８・・・主巻側電流検出部、１９・・・補巻側電流検出部、２０・・・主巻側エンコーダ、２１・・・補巻側エンコーダ、２２・・・主巻側電圧検出部、２３・・・補巻側電圧検出部、２４・・・主巻側回生抵抗、２５・・・補巻側回生抵抗、２６・・・インバータ制御部、２７・・・インバータ、２８・・・主巻/補巻 切替用マグネットスイッチ、２９・・・電流検出部、３０・・・電圧検出部、３１・・・エンコーダ、３２・・・主巻/補巻 切替用マグネットスイッチ状態監視、３３・・・上/下切替用マグネットスイッチ

Claims (3)

1. 主巻巻上機と補巻巻上機を並設した補巻付巻上機であって、
   前記主巻巻上機及び前記補巻巻上機の両方を制御可能な制御部と、主巻巻上機と補巻巻上機の動作を切替えるマグネットスイッチを有し、
   前記マグネットスイッチの状態を検出することで、前記制御部で、主巻巻上機または補巻巻上機のいずれか一方が動作するよう制御することを特徴とする補巻付電動巻上機。
2. 請求項１に記載の補巻付電動巻上機であって、
   前記制御部は、主巻巻上機と補巻巻上機が同時動作を行わないように制御することを特徴とする補巻付電動巻上機。
3. 請求項１に記載の補巻付電動巻上機であって、
   主巻巻上機と補巻巻上機の両方の過荷重判別を行い、主巻巻上機と補巻巻上機のどちらかが過荷重であった場合に、制御部で主巻巻上機及び補巻巻上機の両方の巻上動作を行わないように制御することを特徴とする補巻付電動巻上機。

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