JP2008230750A - Hoisting machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷昇降電動機を内臓するインバータで駆動する電動チェーンブロックや電動ホイスト等の巻上機に関し、特にインバータで発する熱を効率よく外気に放熱することができる巻上機に関するものである。 The present invention relates to a hoisting machine such as an electric chain block or an electric hoist that is driven by an inverter incorporating a load lifting / lowering electric motor, and more particularly to a hoisting machine that can efficiently dissipate heat generated by the inverter to the outside air.
荷昇降用電動機として巻上機本体に内蔵するインバータで駆動するインバータ駆動電動機を用いた電動チェーンブロックや電動ホイスト等の巻上機がある。このような巻上機において高頻度運転、即ち巻上機の運転時間+休止時間を100%として、運転時間が60%以上となる運転を行なった場合、インバータから発する熱が多く、インバータを収容した制御ボックス内にこの熱が滞留する。そして制御ボックス内の温度が所定の温度値(例えば、100℃)を超えると、インバータがトリップし、巻上機の運転ができなくなるという問題がある。 There are hoisting machines such as an electric chain block and an electric hoist using an inverter-driven electric motor driven by an inverter built in the hoisting machine main body as an electric motor for lifting and lowering the load. When such a hoisting machine is operated with high frequency operation, i.e., when the hoisting machine operation time + pause time is taken as 100% and the operation time is 60% or more, the inverter generates a lot of heat and the inverter is accommodated. This heat stays in the control box. When the temperature in the control box exceeds a predetermined temperature value (for example, 100 ° C.), there is a problem that the inverter trips and the hoisting machine cannot be operated.
図1は従来のこの種の電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成を示す平面断面図である。制御ボックス100内にスチール製のパネル板101に実装されたインバータ102、電磁開閉器103、トランス104が配置されている。電動チェーンブロックが高頻度で運転された場合、インバータ102から上記のように大量の熱が発せられる。この熱はパネル板101がスチール製のため、アルミニウム等に比べて熱伝導率が劣り、板厚も薄いことから放熱性も悪い。そのため熱の逃げ場が無いことから熱が制御ボックス100内に滞留し、制御ボックス100内が高温となり、インバータ102がトリップするという問題がある。なお、図1において、105は電動チェーンブロックの減速機構が収容される減速機構ケーシングである。
FIG. 1 is a plan sectional view showing an internal configuration of a control box of this type of conventional electric chain block. An
この対策として、図2に示すように制御ボックス100をアルミニウム製とし、インバータ102を制御ボックス100の内壁面に取付ける方法がある。これによると制御ボックス100が熱伝導率の良いアルミニウムで、その外壁面が外気に曝されているため、インバータ102の放熱効果も期待できるが、インバータ101以外の電磁開閉器103やトランス104等がパネル板101を介して本体側に取付けられているため、配線やメンテナンスが大変であるという問題がある。また、制御ボックス100に衝撃がかると、直接インバータ102に衝撃がかかるという懸念もある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で巻上機本体に内蔵されているインバータの熱を効率よく外気に放熱でき、高頻度運転が可能な巻上機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a hoisting machine capable of efficiently dissipating heat of an inverter incorporated in the hoisting machine main body to the outside air with a simple configuration and capable of high-frequency operation. For the purpose.
上記課題を解決するため請求項1に記載の発明は、荷昇降用電動機、減速機構を具備し、前記荷昇降用電動機を巻上機本体に内蔵するインバータで駆動する巻上機において、前記インバータの発する熱を前記減速機構を収容する減速機構ケーシングに放熱する放熱手段を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided with a hoisting machine including a load elevating motor and a speed reduction mechanism, and driving the load elevating motor with an inverter built in a hoisting machine body. It is characterized in that a heat dissipating means for dissipating the heat generated by the heat sink to the speed reduction mechanism casing accommodating the speed reduction mechanism is provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の巻上機において、前記放熱手段は前記インバータを前記減速機構ケーシングに少なくとも一部を面接触で密接させて取付け、該インバータで発生した熱を前記減速機構ケーシングに放熱する手段であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the hoisting machine according to the first aspect, the heat dissipating means attaches the inverter to the speed reduction mechanism casing at least partially in surface contact, and heat generated by the inverter. Is a means for radiating heat to the speed reduction mechanism casing.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載の巻上機において、前記減速機構ケーシングはアルミニウム材で構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the hoisting machine according to the first or second aspect, the speed reduction mechanism casing is made of an aluminum material.
請求項4に記載の発明は、請求項3記載の巻上機において、前記減速機構ケーシングはアルミダイカストで成形されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the hoisting machine according to the third aspect, the speed reduction mechanism casing is formed by aluminum die casting.
請求項1に記載の発明によれば、インバータの発する熱を減速機構ケーシングに放熱する放熱手段を設けたので、インバータの発する熱を熱容量の大きい減速機構ケーシングを介して効率よく外気に放熱することが可能となる。また、減速機構ケーシング内は潤滑油が収容されたオイルバスとなっているから、インバータの油冷による冷却も期待できる。よって、インバータを効率よく冷却でき、巻上機の高頻度運転が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, since the heat radiating means for radiating the heat generated by the inverter to the speed reduction mechanism casing is provided, the heat generated by the inverter is efficiently radiated to the outside air through the speed reduction mechanism casing having a large heat capacity. Is possible. Moreover, since the inside of the speed reduction mechanism casing is an oil bath containing lubricating oil, cooling of the inverter by oil cooling can be expected. Therefore, the inverter can be efficiently cooled, and the hoisting machine can be operated at a high frequency.
請求項2に記載の発明によれば、放熱手段はインバータを減速機構ケーシングに少なくとも一部を面接触で直接密接させて取付けて放熱する手段であるので、簡単な構成でインバータの発する熱を効率よく減速機構ケーシングに伝達させ放熱させることができる。また、インバータを減速機構ケーシングに直接密接させて取付けるので、インバータと減速機構ケーシングの間に空間や部材が介在しないから、その分巻上機全体をコンパクトに構成できる。 According to the second aspect of the present invention, the heat dissipating means is a means for dissipating heat by attaching at least a part of the inverter to the speed reduction mechanism casing in direct contact with the surface, so that the heat generated by the inverter can be efficiently performed with a simple configuration. It can be well transmitted to the deceleration mechanism casing to dissipate heat. Moreover, since the inverter is mounted in direct contact with the speed reduction mechanism casing, no space or members are interposed between the inverter and the speed reduction mechanism casing, so that the entire hoisting machine can be configured compactly.
請求項3に記載の発明によれば、減速機構ケーシングが熱伝導率の高いアルミニウム材で構成されているので、更に効率よくインバータの発する熱を速やかに放熱できる。 According to the invention described in claim 3, since the speed reduction mechanism casing is made of an aluminum material having a high thermal conductivity, the heat generated by the inverter can be radiated more quickly.
請求項4に記載の発明によれば、減速機構ケーシングはアルミダイカストで成形されているので、アルミダイカストはプレスに比べ肉厚を厚くできるから、インバータの発生する温度を効率良く減速機構ケーシングに伝達できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the speed reduction mechanism casing is formed by aluminum die casting, the thickness of the aluminum die casting can be increased compared to the press, so that the temperature generated by the inverter is efficiently transmitted to the speed reduction mechanism casing. it can.
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図3は本発明に係る電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成例を示す平面断面図である。図示するように、インバータ12を直接減速機構ケーシング15に取付けている。このときインバータ12と減速機構ケーシング15の接触面は互いに平坦に形成し両者が密接するように取付けている。減速機構ケーシング15はアルミダイカストで形成され、該減速機構ケーシング15内には減速機構を構成する歯車等を潤滑するための潤滑油(図示せず)が収容されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a plan sectional view showing an example of the internal configuration of the control box of the electric chain block according to the present invention. As shown, the
また、制御ボックス10内には、スチール製のパネル板11に実装された電磁開閉器13、トランス14が配置されている。電動チェーンブロックが高頻度運転、即ち巻上機の運転時間+休止時間を100%として、運転時間が60%以上の運転を行なった場合、インバータ12から上記のように大量の熱が発せられる。この熱はインバータ12から減速機構ケーシング15に伝達され、該減速機構ケーシング15から外気に放熱される。上記のように減速機構ケーシング15は高熱伝導率のアルミニウム材からなり、ダイカストで肉厚に構成されているから、インバータ12で発する熱は効率よく減速機構ケーシング15に伝達され、外気に放熱されることになる。また、減速機構ケーシング15はその内部に潤滑油が収容され、オイルバスとなっているから、油冷によるインバータの冷却も期待できる。また、インバータ12を直接減速機構ケーシング15に取付けることにより、制御ボックス10を点線で示した状態から、実線で示す状態に小型化(電動チェーンブロックの全体の長さの短縮化)できる。
In the
また、上記のようにインバータ12と減速機構ケーシング15の接触面は互いに平坦に形成し両者が密接するように取付けるという極めて簡単な構成でインバータを効率良く冷却できる。特に減速機構ケーシング15内には、インバータ12や荷昇降用電動機41や吊り荷落下防止用機械式ブレーキ51のように、熱を発する発熱体が配置されていないから、この点からもインバータ12の効果的な冷却が期待できる。
Further, as described above, the contact surfaces of the
図4は、上記構成の制御ボックス10を備えた電動チェーンブロックの全体構成例を示す平面断面図である。電気チェーンブロック20は、本体ケーシング21の一端に上記制御ボックス10が連結され、制御ボックス10内のインバータ12が直接減速機構ケーシング15に取り付けられている。本体ケーシング21の他端には、モータケーシング40の一端が連結され、モータケーシング40の他端にはファンカバー50が連結されている。本体ケーシング21内にはチェーンブロック本体22が、モータケーシング40内には荷昇降用電動機41が、ファンカバー50内にはファン翼54及びモータケーシング40の端部に取り付けたブレーキケーシング55が配置され、該ブレーキケーシング55内には吊り荷落下防止用機械式ブレーキ51がそれぞれ収容されている。
FIG. 4 is a plan sectional view showing an example of the overall configuration of an electric chain block including the
チェーンブロック本体22は中空従動軸26と該中空従動軸26を貫通する駆動軸25を具備している。中空従動軸26は軸受23、軸受24で本体ケーシング21に回転自在に支持され、駆動軸25は軸受34、軸受35で回転自在に支持され、その一端は荷昇降用電動機41の回転軸46に連結され、他端は中空従動軸26を貫通して延び、その端部外周には大径中間従動歯車27が噛み合う歯車歯が形成されている。大径中間従動歯車27は軸受29、軸受30で減速機構ケーシング15に回転自在に支持された回転軸28に固定されている。また、該回転軸28には小径中間従動歯車31が固定され、該小径中間従動歯車31には中空従動軸26に固定された大径従動歯車32が噛み合っている。また、中空従動軸26にはロードシーブ33が連結されている。
The chain block body 22 includes a hollow driven
荷昇降用電動機41は、ステータ42とロータ43を備え、ステータ42はモータケーシング40内に嵌合固定されている。ロータ43は軸受44及び軸受45を介してモータケーシング40に回転自在に支持された回転軸46に固定され、ステータ42の中心部を貫通して配置されている。吊り荷落下防止用機械式ブレーキ51はモータケーシング40に固定されたブレーキ板52、ブレーキディスク、回転軸46に固定されたブレーキ板53を備え、荷昇降用電動機41の電源が遮断されたときバネにより自動的にブレーキ板52をブレーキディスクを介してブレーキ板53に押し付け回転軸46を拘束し吊り荷の落下を防止すると共に、荷昇降用電動機41に電源が接続されたとき電磁石の磁気力によりブレーキ板52を前記バネ力に抗してブレーキ板53から離間させ、回転軸46を開放するようになっている。なお、回転軸46の端部にはファン翼54が取付けられている。
The
上記構成の電動チェーンブロックにおいて、荷昇降用電動機41の回転軸46の回転力はチェーンブロック本体22の駆動軸25に伝達され、該駆動軸25に形成された歯車歯に噛み合う大径中間従動歯車27、小径中間従動歯車31、大径従動歯車32を介して中空従動軸26に伝達され、該中空従動軸26に連結されたロードシーブ33に伝達され、図示しないチェーンを巻上げ、巻下ろすようになっている。即ち、荷昇降用電動機41の回転力は大径中間従動歯車27、小径中間従動歯車31及び大径従動歯車32からなる減速機構を介して中空従動軸26に伝達され、ロードシーブ33を回転するようになっている。なお、減速機構ケーシング15内には上記減速機構を構成する駆動軸25に形成された歯車歯、大径中間従動歯車27、小径中間従動歯車31、大径従動歯車32の潤滑のため潤滑油(図示せず)が収容されている。
In the electric chain block configured as described above, the rotational force of the
図5は電動チェーンブロックの駆動回路の概略構成を示す図である。電磁開閉器60を閉じインバータ12に電源を投入し、制御回路61から正転、逆転、速度信号等の制御信号を与えることにより、荷昇降用電動機41は指定された速度で正転(吊り荷の巻上方向)、逆転(吊り荷の巻下方向)に回転する。電動チェーンブロックを高頻度運転した場合、インバータ12から多量の熱が発せられる。上記のように、インバータ12を直接減速機構ケーシング15に取り付けることにより、インバータ12からの熱は、減速機構ケーシング15を通って外気に放熱されるから、インバータ12は効果的に冷却される。また、上記のように減速機構ケーシング15内に潤滑油が収容され、該減速機構ケーシング15はオイルバスとなっているから、インバータ12は油冷により冷却されることにもなる。これにより、インバータ12は所定のトリップ温度値(例えば、100℃)以上に昇温することなく、それ以下に維持されるからトリップを回避できる。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a drive circuit of the electric chain block. The
また、図4に示すように、制御ボックス10の側部には回生制動用抵抗器62を取付けており、荷昇降用電動機41が吊り荷を下降させるとき、発電機として機能し、その発電した電流を回生制動用抵抗器62に通電して消費することにより、荷昇降用電動機41に回生制動をかけるようになっている。また、荷昇降用電動機41の運転中はファン翼54が回転し、吊り荷落下防止用機械式ブレーキ51及び荷昇降用電動機41に空気を送り、冷却する。
Also, as shown in FIG. 4, a
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書、図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば上記実施形態例では巻上機として電動チェーンブロックを例に説明したが、本発明に係る巻上機はドラムでワイヤーロープを巻き取り巻き戻す電動ホイスト等でもよいことは当然である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. For example, although the electric chain block has been described as an example of the hoisting machine in the above embodiment, the hoisting machine according to the present invention may be an electric hoist that winds and rewinds the wire rope with a drum.
また、上記実施形態では、インバータ12で発する熱を減速機構ケーシング15に放熱する放熱手段として、インバータ12を直接減速機構ケーシング15に密着させて取り付け、インバータ12で発する熱を減速機構ケーシング15に伝えるようにしたが、放熱手段はこれに限定されるものではなく、例えばインバータ12で発する熱をヒートパイプ等の熱伝達手段を用いて減速機構ケーシング15に導くようにしてもよい。特にインバータを直接減速機構ケーシングに取り付けることができない場合や、インバータの側壁の広い部分を直接減速機構ケーシングに取り付けることができない場合等に他の熱伝達手段又はインバータを直接減速機構ケーシングに取り付けることと他の熱伝達手段と併用させると効果的である。
Further, in the above embodiment, as a heat radiating means for radiating heat generated by the
10 制御ボックス
11 パネル板
12 インバータ
13 電磁開閉器
14 トランス
15 減速機構ケーシング
20 電動チェーンブロック
21 本体ケーシング
22 チェーンブロック本体
23 軸受
24 軸受
25 駆動軸
26 中空従動軸
27 大径中間従動歯車
28 回転軸
29 軸受
30 軸受
31 小径中間従動歯車
32 大径従動歯車
33 ロードシーブ
34 軸受
35 軸受
40 モータケーシング
41 荷昇降用電動機
42 ステータ
43 ロータ
44 軸受
45 軸受
46 回転軸
50 ファンカバー
51 吊り荷落下防止用機械式ブレーキ
52 ブレーキ板
53 ブレーキ板
54 ファン翼
55 ブレーキケーシング
60 電磁開閉器
61 制御回路
62 回生制動用抵抗器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記インバータの発する熱を前記減速機構を収容する減速機構ケーシングに放熱する放熱手段を設けたことを特徴とする巻上機。 In a hoisting machine having a load elevating motor, a speed reduction mechanism, and driving the load elevating motor with an inverter built in the hoisting machine main body,
A hoisting machine comprising a heat radiating means for radiating heat generated by the inverter to a speed reduction mechanism casing that houses the speed reduction mechanism.
前記放熱手段は前記インバータを前記減速機構ケーシングに少なくとも一部を面接触で密接させて取付け、該インバータで発生した熱を前記減速機構ケーシングに放熱する手段であることを特徴とする巻上機。 The hoist according to claim 1,
The hoisting machine is characterized in that the heat dissipating means is a means for attaching the inverter to the speed reduction mechanism casing in close contact with at least a part thereof in surface contact, and for dissipating heat generated by the inverter to the speed reduction mechanism casing.
前記減速機構ケーシングはアルミニウム材で構成されていることを特徴とする巻上機。 In the hoist according to claim 1 or 2,
The hoisting machine characterized in that the speed reduction mechanism casing is made of an aluminum material.
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