JP2001251892A - 電動巻上機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】供給電源の多相の接続状態が、欠相の場合は運
転不可とし、正相か逆相の場合は操作指令の内容に沿っ
た正しい巻き上げまたは巻き下げ運転を行うマイコン制
御の電動巻上機の制御装置を提供することにある。 【解決手段】多相電動機１への供給電源線路に無接点ス
イッチ素子２４，２５を配設し、巻き上げまたは巻き下
げ操作指令時に、供給電源の接続状態を位相検出回路２
２で検出し、検出結果が欠相の場合は運転不可とし、検
出結果が正相か逆相の場合は、正相か逆相かで、操作指
令内容に対する無接点スイッチ素子２４，２５のオン、
オフ制御を反転させ、供給電源が正相、逆相のいずれの
場合でも、操作指令内容に沿った巻き上げまたは巻き下
げ運転を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロープホイストや電
気チェンブロックなどの電動巻上機の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロープホイストや電気チェンブ
ロックなどの電動巻上機は、巻上機本体からケーブルを
介して吊り下げた押ボタンスイッチを備えており、押ボ
タンスイッチの巻き上げあるいは巻き下げ指令により、
電動機を回転させ、減速部を介して、巻取部によりチェ
ンを巻き上げ、巻き下げするようにしている。

【０００３】従来の電動巻上機の制御装置は、電源を供
給する給電ケーブルと、巻き上げあるいは巻き下げの制
御を行う電磁スイッチと、巻き上げ過ぎあるいは巻き下
げ過ぎを防止するリミットスイッチと、駆動源となる電
動機と、制動装置のブレーキと、操作回路の電圧を下げ
るためのトランスと、供給電源の接続が逆相である場合
に運転を停止する逆相防止リレーと、そして巻き上げ運
転あるいは巻き下げ運転の操作指令を行う押ボタンスイ
ッチとで構成されている。

【０００４】給電ケーブルのＲ・Ｓ・Ｔ相の各端子は、
配電盤のＲ・Ｓ・Ｔ相の各端子に接続されている。ここ
で、給電ケーブルのＲ・Ｓ・Ｔ相の各端子が、配電盤の
Ｒ・Ｓ・Ｔ相の各端子に正しく接続されていれば、接続
状態が正相であり、二つの端子が間違って逆に接続され
ていれば、接続状態が逆相であり、未接続があれば、接
続状態は欠相である。

【０００５】先ず、供給電源の接続が正相の場合につい
て説明する。供給電源が正相の場合は、コンデンサの進
相特性を利用した逆相防止リレーが動作し、内部のリレ
ー接点が閉じる。

【０００６】巻き上げ運転を行う場合は、巻き上げ用操
作ボタンを押し込みにより、巻き上げ用操作回路接点、
巻き上げ用コイル、リレー接点を介して巻き上げ用の操
作回路が構成され、巻き上げ用コイルが励磁され、巻き
上げ用接点が閉じる。

【０００７】その結果、供給電源のＲ・Ｓ・Ｔ相は、巻
き上げ用接点、巻き上げ主回路用接点を介して、電動機
のＵ・Ｖ・Ｗ相に給電され、電動機が正回転して巻き上
げ運転を行うようにしている。

【０００８】ここで、巻き上げ運転を継続して、巻き上
げ上限に達すると、はじめに巻き上げ用操作回路接点を
開いて巻き上げ用コイルの励磁を強制的に停止させるこ
とにより、巻き上げ用接点を開放して電動機への給電を
止めて、運転を停止させるようにしている。

【０００９】また、万一、部品の故障等により停止でき
ない状態であっても、確実に停止させるため、巻き上げ
用操作回路接点の後に、巻き上げ主回路用接点を開放す
るようにしている。

【００１０】巻き下げ運転を行う場合についても、巻き
上げ運転の場合と同様であり、巻き上げ運転と巻き下げ
運転の切り替えは、巻き上げあるいは巻き下げの制御を
行う電磁スイッチにより行い、巻き上げ用接点の投入に
より正回転、巻き下げよう接点の投入により、位相を反
転させて逆回転させるようにしている。

【００１１】次に、供給電源の接続が逆相の場合につい
て説明する。供給電源が逆相の場合は、逆相防止リレー
内部の、リレーコイルの端子電圧が低く、リレーが動作
できないために、リレー接点が閉じることができず、従
って、操作回路が構成されず、運転不可の状態を保持す
るものである。

【００１２】また、供給電源の接続が欠相の場合につい
て説明する。Ｒ相が欠相の場合は、リレーコイルが励磁
されないことからリレー接点が閉じることができず、Ｓ
相、Ｔ相が欠相の場合も、リレー接点が閉じることがで
きず、従って、操作回路が構成されず、運転不可の状態
を保持していることから、欠相時の単相運転を防止して
いる。

【００１３】上記のように、逆相防止リレーの存在によ
り、供給電源の接続が逆相の場合および欠相の場合に
は、操作回路が構成されないようにして、運転不可の状
態を保持している。

【００１４】この逆相防止リレーは、危険な状態に陥っ
てしまうことがないように存在しているのであるが、そ
のことは、逆相防止リレーがないとした状態での下記記
載の運転動作をみることで、明らかである。

【００１５】すなわち、逆相防止リレーがないとした状
態において、巻き上げ用操作ボタンを押し込むと、上記
と同様に、巻き上げ用操作回路接点、巻き上げ用コイ
ル、リレー接点を介して巻き上げ用の操作回路が構成さ
れ、巻き上げ用コイルが励磁され、巻き上げ用接点が閉
じる。

【００１６】その結果、供給電源のＴ・Ｓ・Ｒ相は、巻
き上げ用接点、巻き上げ用操作回路接点を介して、電動
機のＵ・Ｖ・Ｗ相に給電され、最初から位相が反転して
いることから電動機が逆回転して巻き下げ運転する。

【００１７】ここで、巻き下げ運転を継続して、巻き下
げ下限に達すると、先ず、はじめに巻き下げ用操作回路
接点を開放するものの、巻き上げ用の操作回路が構成さ
れていることから、巻き上げ用コイルの励磁は継続さ
れ、次に、巻き下げ用主回路接点が開放しても、巻き上
げ用の主回路が構成されていることから、停止せず、リ
ンクチェンの破断、機器の破損など、危険な状態になっ
てしまう。

【００１８】巻き下げ操作ボタンの押し込みによる巻き
上げ運転の場合についても同様であるが、このばあい
は、上記に加えて、荷物が落下するなど、更に危険な状
態に陥ってしまう。

【００１９】そこで、上記のように、逆相防止リレーの
存在により、供給電源の接続が逆相の場合および欠相の
場合には、操作回路が構成されないようにして、運転不
可の状態を保持している。

【００２０】そして、運転不可時の対応として、供給電
源のＲ・Ｓ・Ｔ相の接続が逆相であることから、Ｒ・Ｓ
・Ｔ相の３本中の２本を入れ替えて正相に接続替えする
旨、銘板、取扱説明書に明記して作業指導する方法がと
られている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、使用者
が銘板、取扱説明書等に記載した作業指導を見落とした
場合は、供給電源の接続が逆相であることが原因である
にもかかわらず、運転不可のため欠陥等の製品不良に誤
認され、従って、要請された本来必要としないクレーム
処理に係るむだな費用が発生する。

【００２２】また、供給電源の接続は、製品から引き出
されたケーブルを配電盤等に接続して行うが、その場所
が遠い、あるいは高所である、または、クレーン設備の
関係で容易に立ち入ることができない場所である等の理
由で、使用者が供給電源の接続が逆相であることを認識
していても、作業が容易でないことから、手元にある押
ボタンスイッチの内部配線を入れ替えて、巻き上げ用ボ
タンを押すと巻き上げ運転がなされ、巻き下げ用ボタン
を押すと巻き下げ運転がなされるようにして使用する場
合があり、この場合は、前述の通り過巻防止装置が失効
し、部品の破損、荷物の落下等危険な状態となる。

【００２３】この課題に対して、位相の検出結果に応じ
て、電磁スイッチの一次側あるいは二次側に追加した電
磁スイッチを、正規な位相状態に変換固定したうえで、
通常の操作回路を構成する方法もあるが、回路規模の増
大による製品本体への収納性、コストの増加等、課題が
残る。

【００２４】更に、違電源の印加や過負荷による過電流
などに対して、安全性を重視した保護機能や各種検出機
能を追加するうえでも、電磁スイッチを用いた従来の回
路構成では限界がある。

【００２５】また、電動巻上機の制御装置は、小形、軽
量であるため、移設、架設が容易であることから、供給
電源を接続する作業頻度が高い。

【００２６】本発明の目的は、供給電源の多相の接続状
態が、欠相の場合は運転不可とし、正相か逆相の場合は
操作指令の内容に沿った正しい巻き上げまたは巻き下げ
運転を行うマイコン制御の電動巻上機の制御装置を提供
することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、巻き上げまた
は巻き下げ操作指令に応答して巻き上げまたは巻き下げ
運転を行う電動巻上機の制御装置において、多相電動機
への供給電源線路に配設した無接点スイッチ素子と、供
給電源の接続状態を検出する位相検出回路と、巻き上げ
または巻き下げ操作指令時に、前記位相検出回路による
前記供給電源の接続状態の検出より、検出結果が欠相の
場合は運転不可とし、検出結果が正相か逆相の場合は、
正相か逆相かで、操作指令内容に対する前記無接点スイ
ッチ素子のオン、オフを反転制御して、前記供給電源が
正相、逆相のいずれの場合でも、前記操作指令内容に沿
った巻き上げまたは巻き下げ運転を行うマイコンとを備
えてなることを特徴とする電動巻上機の制御装置であ
る。

【００２８】また、本発明は、前記供給電源が正相、逆
相のいずれの場合でも、前記操作指令内容が巻き上げの
場合には前記多相電動機を正転させ、前記操作指令内容
が巻き下げの場合には前記多相電動機を逆転させるよう
に、前記無接点スイッチ素子が制御されることを特徴と
する電動巻上機の制御装置である。

【００２９】また、本発明は、前記巻き上げ運転が巻き
上げ上限となった時には、前記巻き下げ運転のみを運転
可能とし、前記巻き下げ運転が巻き下げ下限となった時
には、前記巻き上げ運転のみを運転可能とするように、
前記無接点スイッチ素子が制御されることを特徴とする
電動巻上機の制御装置である。

【００３０】また、本発明は、負荷電流を検出し、異常
電流の検出時に、巻き上げまたは巻き下げ運転を停止さ
せるように、前記無接点スイッチ素子が制御されること
を特徴とする電動巻上機の制御装置である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３２】図１は本発明の電動巻上機の制御装置の実
施の形態を示す回路図である。図２は図１の制御を示す
フローチャート図である。

【００３３】図１は、電源を供給する給電ケーブル１５
と、巻き上げあるいは巻き下げの制御を行う制御部７
と、巻き上げ過ぎあるいは巻き下げ過ぎを防止するリミ
ットスイッチ２と、駆動源となる電動機１と、電動機１
のブレーキ４と、巻き上げ運転あるいは巻き下げ運転の
操作指令を行う押ボタンスイッチ８とで構成されてい
る。

【００３４】また、制御部７は、マイコン２７を中心
に、操作指令を検出する巻き上げ操作検出回路１６およ
び巻き下げ操作検出回路１７と、巻き上げ過ぎあるいは
巻き下げ過ぎを監視するリミットスイッチ検出回路１８
と、マイコン２７からの出力信号を無接点スイッチ回路
に伝える出力回路（Ａ）１９と、出力回路（Ｂ）２０
と、出力回路（Ｃ）２１と、供給電源の接続位相状態を
検出する位相検出回路２２と、負荷電流や違電圧を監視
する異常検出回路２３と、電動機１および電動機１のブ
レーキ４に流れる電流線路である主回路を制御する無接
点スイッチ回路（Ａ）２４と、無接点スイッチ回路
（Ｂ）２５と、無接点スイッチ回路（Ｃ）２６と、電源
回路２８とにより構成される。

【００３５】ここで、給電ケーブル１５の接続位相状態
は、図３の従来の回路図ですでに説明の通り、給電ケー
ブル１５のＲ・Ｓ・Ｔ相の各端子が、図示していない配
電盤のＲ・Ｓ・Ｔ相の各端子に正しく接続されていれ
ば、接続状態が正相であり、二つの端子が間違って逆に
接続されていれば、接続状態が逆相であり、未接続があ
れば、接続状態は欠相である。

【００３６】図１の動作は、先ず、供給電源の接続位相
状態を位相検出回路２２により検出し、欠相と判断の場
合は、巻き上げあるいは巻き下げ操作の検出を行わず、
運転できないようにする。供給電源が正相あるいは逆相
の場合は、巻き上げあるいは巻き下げ操作の検出を可能
とし、出力回路（Ａ）１９あるいは出力回路（Ｂ）２０
を介して、無接点スイッチ回路（Ａ）２４あるいは無接
点スイッチ回路（Ｂ）２５をオンさせることにより、電
動機１を正転あるいは逆転させている。

【００３７】つぎに、図１の動作を、図２のフローチャ
ート図を用いて詳細に説明する。

【００３８】押しボタンスイッチ８の巻き上げ用操作ボ
タン８ａまたは巻き下げ用操作ボタン８ｂが押される
と、図２のステップＳ１で動作が開始され、ステップＳ
２で、位相検出回路２２により供給電源の接続位相状態
が検出され、マイコン２７に入力され、マイコン２７で
は入力された信号により、欠相、正相、逆相のいずれか
を判断する。ここで、欠相と判断の場合は電動機１を運
転させず、運転不可とする。

【００３９】ステップＳ２で、供給電源が正相あるいは
逆相と判断の場合は、巻上操作検出回路１６および巻下
操作検出回路１７による巻き上げあるいは巻き下げ操作
の検出を可能とし、供給電源が正相であるか、供給電源
が逆相であるかを検出して出力する。

【００４０】ステップＳ３では、供給電源が正相の場合
で、押しボタンスイッチ８の巻き上げ用操作ボタン８
ａ、巻き下げ用操作ボタン８ｂのいずれかが押されたか
を判断して、巻き上げであるか巻き下げであるかを出力
する。

【００４１】ステップＳ３の判断が巻き上げである場合
には、ステップＳ４で、出力回路（Ａ）１９を介して無
接点スイッチ回路（Ａ）２４をオンさせる。そのことに
より、供給電源のＲ・Ｓ・Ｔ相がそれぞれ電動機１のＵ
・Ｖ・Ｗ相に接続されて正転し、巻き上げ運転を開始す
る。

【００４２】ステップＳ３の判断が巻き下げである場合
には、ステップＳ５で、出力回路（Ｂ）２０を介して、
無接点スイッチ回路（Ｂ）２５をオンさせる。そのこと
により、供給電源のＲ・Ｓ・Ｔ相が反転されてＴ・Ｓ・
Ｒ相となり、それぞれ電動機のＵ・Ｖ・Ｗ相に接続され
て正転し、巻き上げ運転、逆転して巻き下げ運転を開始
する。

【００４３】ステップＳ２で、供給電源が逆相と判断の
場合は、ステップＳ５で、押しボタンスイッチ８の巻き
上げ用操作ボタン８ａ、巻き下げ用操作ボタン８ｂのい
ずれかが押されたかを判断して、巻き上げであるか巻き
下げであるかを出力する。

【００４４】ステップＳ５の判断が巻き下げである場合
には、ステップＳ４に移行して、出力回路（Ａ）１９を
介して無接点スイッチ回路（Ａ）２４をオンさせる。そ
のことにより、供給電源のＴ・Ｓ・Ｒ相が、それぞれ電
動機１のＵ・Ｖ・Ｗ相に接続されて逆転し、巻き下げ運
転を開始する。

【００４５】ステップＳ５の判断が巻き上げである場合
には、ステップＳ５に移行して、出力回路（Ｂ）２０を
介して、無接点スイッチ回路（Ｂ）２５をオンさせる。
そのことにより、供給電源のＴ・Ｓ・Ｒ相が反転されて
Ｒ・Ｓ・Ｔ相となり、それぞれ電動機１のＵ・Ｖ・Ｗ相
に接続されて正転し、巻き上げ運転を開始する。

【００４６】ステップＳ７で、運転中は、常にリミット
スイッチ検出回路１８によりリミットスイッチ２の状態
を監視し、上限または下限となって巻き上げ用操作回路
接点２ｃまたは巻き下げ用操作回路接点２ｄが動作した
場合に、無条件に運転を停止するようにしている。

【００４７】また、リミットスイッチ２が作動して停止
した場合は、非常停止用の巻き上げ用主回路接点２ａあ
るいは巻き下げ用主回路接点２ｂも開放している可能性
があることから、リミットスイッチ２が作動した直後の
運転は、巻き上げ上限で停止した場合は巻き下げ運転の
みを、巻き下げ下限で停止した場合は巻き上げ運転のみ
を運転可能として、出力回路（Ｃ）２１を介して無接点
スイッチ回路（Ｃ）２６による短絡回路を含んだ主回路
を構成するようにしている。

【００４８】なお、出力回路（Ｃ）２１を介した無接点
スイッチ回路（Ｃ）２６の短絡回路は、リミットスイッ
チ２の巻き上げ用操作回路接点２ｃまたは巻き下げ用操
作回路接点２ｄが復帰した後に、出力を停止するように
している。

【００４９】また、ステップＳ８で、マイコン制御を活
かし、負荷電流検出回路２３により負荷電流を常時検出
することにより、異常電流検出時には非常停止させ、正
規な値で、操作が継続している間中は運転を継続できる
ようにしている。これにより、過負荷による機器の故障
や部品の破損等を防止でき、さらに、各種検出機能を付
加することにより、機能向上が容易に行えるものであ
る。

【００５０】本実施の形態によれば、任意に接続された
供給電源を取り込み、接続状態が欠相であるか正相であ
るか逆相であるかを検出し、それぞれの状態に応じた制
御をすることにより、供給電源が欠相の場合は運転不可
として電動巻上機を保護し、正相または逆相の場合は操
作指令の内容に沿った正しい巻き上げまたは巻き下げ運
転が行えるものである。

【００５１】特に、巻き上げまたは巻き下げ運転を行う
対象の電気チェンブロックが、小形、軽量のため、移
設、架設が容易で、作業者が供給電源の接続作業を行う
頻度が高い性格上、作業者が任意に供給電源の接続作業
ができる本発明の実施の形態は、大きなセールスポイン
トである。

【００５２】また、従来では、供給電源が逆相であるこ
とが原因であっても、それを認識せず、運転不可のた
め、製品欠陥の扱いからクレーム処理を要請するケース
が多々あったが、本発明の実施の形態によれば、これも
なくなり、クレーム処理に係る費用も削減することがで
きる。

【００５３】更に、供給電源の接続が逆相であることを
認識していても、接続場所が遠い場合、高所の場合、設
備の関係で容易に立ち入ることができない場合等の際、
作業者が安易に、手元にある押ボタンスイッチの内部配
線を入れ替え、過巻防止機能を失効させた状態で使用
し、部品の破損、荷物の落下等の事例があったが、本実
施の形態によれば、これもなくなり、高い信頼性を提供
できるものである。

【００５４】また、従来の回路構成では対応が困難な、
各種検出機能（負荷電流検出、違電源検出など）の追加
も、本実施の形態によれば、マイコン制御により容易に
行え、また回路規模もそれほど大きくならないことか
ら、小型、軽量が確保できる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、供給電源の多相の接続
状態が、欠相の場合は運転不可とし、正相か逆相の場合
は操作指令の内容に沿った正しい巻き上げまたは巻き下
げ運転を行うマイコン制御の電動巻上機の制御装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動巻上機の制御装置の実施の形態を
示す回路図である。

【図２】図１の制御を示すフローチャート図である。

【符号の説明】

１…電動機、２…リミットスイッチ、２ａ…巻き上げ用
主回路接点、２ｂ…巻き下げ用主回路接点、２ｃ…巻き
上げ用操作回路接点、２ｄ…巻き下げ用操作回路接点、
４…ブレーキ、７…制御部、８…押ボタンスイッチ、８
ａ…巻き上げ用操作ボタン、８ｂ…巻き下げ用操作ボタ
ン、１５…給電ケーブル １６…巻き上げ操作検出回
路、１７…巻き下げ操作検出回路、１８…リミットスイ
ッチ検出回路、１９…出力回路（Ａ）、２０…出力回路
（Ｂ）、２１…出力回路（Ｃ）、２２…位相検出回路、
２３…負荷電流検出回路、２４…無接点スイッチ回路
（Ａ）、２５…無接点スイッチ回路（Ｂ）、２６…無接
点スイッチ回路（Ｃ）、２７…マイコン、２８…電源回
路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻き上げまたは巻き下げ操作指令に応答し
   て巻き上げまたは巻き下げ運転を行う電動巻上機の制御
   装置において、 多相電動機への供給電源線路に配設した無接点スイッチ
   素子と、供給電源の接続状態を検出する位相検出回路
   と、巻き上げまたは巻き下げ操作指令時に、前記位相検
   出回路による前記供給電源の接続状態の検出より、検出
   結果が欠相の場合は運転不可とし、検出結果が正相か逆
   相の場合は、正相か逆相かで、操作指令内容に対する前
   記無接点スイッチ素子のオン、オフを反転制御して、前
   記供給電源が正相、逆相のいずれの場合でも、前記操作
   指令内容に沿った巻き上げまたは巻き下げ運転を行うマ
   イコンとを備えてなることを特徴とする電動巻上機の制
   御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載において、前記供給電源が正
   相、逆相のいずれの場合でも、前記操作指令内容が巻き
   上げの場合には前記多相電動機を正転させ、前記操作指
   令内容が巻き下げの場合には前記多相電動機を逆転させ
   るように、前記無接点スイッチ素子が制御されることを
   特徴とする電動巻上機の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載において、前記巻き
   上げ運転が巻き上げ上限となった時には、前記巻き下げ
   運転のみを運転可能とし、前記巻き下げ運転が巻き下げ
   下限となった時には、前記巻き上げ運転のみを運転可能
   とするように、前記無接点スイッチ素子が制御されるこ
   とを特徴とする電動巻上機の制御装置。
4. 【請求項４】請求項１、２または３記載において、負荷
   電流を検出し、異常電流の検出時に、巻き上げまたは巻
   き下げ運転を停止させるように、前記無接点スイッチ素
   子が制御されることを特徴とする電動巻上機の制御装
   置。