JP4640291B2

JP4640291B2 - 電動機

Info

Publication number: JP4640291B2
Application number: JP2006220402A
Authority: JP
Inventors: 克成都築
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: JP2008048511A

Description

本発明は、モータの温度が所定温度を超えて上昇した場合に、操縦者に通知する機能を有する電動機に関する。

油圧ポンプを電動機により駆動してシリンダに作動油を供給し、油圧により荷台を上昇させる構成において、荷台を上昇させる操作を繰り返すと、電動機の温度が上昇し、電動機の焼損や電動機の寿命の短縮が引き起こされる。一般に、電動機の温度が所定温度を超えて上昇した場合、電動機への電力供給を停止することが考えられている。また、音や光により作業者に警報を発することも考えられる。（例えば、特許文献１を参照。）
特開平６−１７８４４２号公報

しかし、特許文献１記載の構成のように、電動機への電力供給を停止する構成を採用した場合、電動機の温度が所定温度を超えて上昇すると作業がそこで中断し、電動機の温度が所定温度以下になるまで待機しなければならない。一方、音や光により作業者に警報を発する態様では、作業者の意識が荷台の動きのみに集中していることや周囲の騒音などの原因により作業者が警報に気づかない場合がある。

電動機の過熱に伴うこのような不具合は、荷役装置に用いられる油圧装置のポンプを駆動する電動機に限らず、断続的に運転を行う電動機全般に起こり得る。

そこで、本発明は、以上に述べた課題を解決すべく、すなわち、作業者に電動機の過熱を確実に気づかせるとともに、作業を早く終わらせるべく電動機を作動させ続けることができるようにすべく構成するものである。

すなわち本発明に係る電動機は、電動機本体と、操作を受けることにより電動機本体に電力を供給させるためのスイッチと、スイッチに対する操作を受けて電動機本体に電力を供給する回路を閉じるコンタクタと、電動機本体内部の温度を検知する温度センサと、スイッチとコンタクタとの間に設けられ温度センサが示す温度が所定の閾値を上回る場合にはスイッチに対する操作を受けて所定の遅延時間待機した後コンタクタを作動させるための遅延手段とを具備することを特徴とする。

このように構成すれば、温度センサが示す温度が所定の閾値を上回る場合に、前記遅延手段が作動し、上昇スイッチに対する操作が行われてから所定の遅延時間待機した後に初めてコンタクタが作動して電動機本体の運転が開始されるので、操縦者が電動機に駆動される荷台等の動作のみに着目している場合であっても、また、周囲の騒音が大きい場合であっても、電動機本体の過熱状態を確実に操縦者に認識させることができる。しかも、上昇スイッチに対する操作が行われてから所定の遅延時間待機した後とはいえ電動機の運転は行われるので、少ない回数の荷台の昇降を行えば作業が終了する際等に、作業を早く終わらせるべく電動機本体の寿命短縮を承知で電動機を作動させ続ける要求にも対応できる。

本発明に係る電動機によれば、電動機本体が過熱した場合、すなわち温度センサが示す温度が所定の閾値を上回る場合に、温度センサに接続した遅延手段を作動させ、スイッチに対する操作が行われてから所定の遅延時間待機した後に初めてコンタクタを作動させて該電動機の運転を開始するようにできる。従って、電動機本体が過熱した場合、操縦者が該電動機に駆動される荷台等の動作のみに着目している場合であっても、また、周囲の騒音が大きい場合であっても、見かけ上スイッチに対する荷台の上昇等の動作の反応が悪くなったように操縦者に見せかけることにより、電動機本体の過熱状態を確実に操縦者に認識させることができる。しかも、スイッチに対する操作が行われてから所定の遅延時間待機した後とはいえ電動機本体の運転は行われるので、少ない回数の荷台の昇降を行えば作業が終了する際等に、作業を早く終わらせるべく電動機本体の寿命短縮を承知で該電動機を作動させ続ける要求にも対応できる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態の荷役装置たるテールゲートリフトは、図１及び図２に示すように、トラック等の車輌Ｃの後部に装備されるもので、揺動及び上下動可能に支持された荷受台たるテールゲート板１と、テールゲート板１を駆動するアクチュエータ２と、アクチュエータ２に作動液を供給する液圧装置Ａとを具備する。この液圧装置Ａは、液圧ポンプ３４を有する液圧回路３と、前記液圧ポンプ３４に液圧を供給する電動機４とを具備する。なお、テールゲート板１及びアクチュエータ２は、この種のテールゲートリフトに広く用いられる周知のものである。

前記液圧回路３は、前記図２に概略を示すように、作動液を蓄える作動液タンク３１と前記アクチュエータ２の液圧シリンダ２１とを連通する流路３２と、流路３２上に配置され作動液の流通を制御するソレノイド弁３３と、流路３２上に配置されるとともに前記電動機４の電動機本体たる電動モータ４１より駆動力の伝達を受け、この液圧回路３に作動液を供給する液圧ポンプ３４とを具備する。前記流路３２は、前記液圧シリンダ２１から延出する作動液送出部３２１と、作動液タンク３１から液圧ポンプ３４を経て前記作動液送出部３２１との分岐に達する作動液導入部３２２と、前記作動液送出部３２１から分岐し前記ソレノイド弁３３を経て作動液タンク３１に達する作動液排出部３２３とを少なくとも含む。ソレノイド弁３３は、テールゲート板１を下降させない時には全て閉止している。

一方、前記電動機４は、電動機本体たる前記電動モータ４１と、この電動モータ４１の内部の温度を検知する温度センサ４２と、前記電動モータ４１に対する操作を受け付ける操作ユニット５とを具備する。この電動機４は、バッテリ５１から電力の供給を受けて作動する。なお、このバッテリ５１の負極は接地している。

前記電動モータ４１は、この種の荷役装置の駆動に一般的に用いられる直流モータとして周知のものである。また、前記温度センサ４２は、具体的には前記電動モータ４１のモータブラシの温度Ｔを検知し、該温度Ｔを示す温度信号ａを出力する。

一方、前記操作ユニット５は、操作を受けることにより電動モータ４に電力を供給させるための上昇スイッチ５２と、操作を受けることによりソレノイド弁３３に電力を供給させるための下降スイッチ５３と、上昇スイッチ５２に対する操作を受けて電動モータ４に電力を供給する回路を閉じるコンタクタ５４と、上昇スイッチ５２とコンタクタ５４との間に設けられるとともに前記温度センサ４２から前記モータブラシの温度Ｔを示す温度信号ａを受け取る遅延手段５６とを具備する。

前記遅延手段５６は、図３に概略を示すように、中央処理装置５６３と、記憶装置５６４と、入力インタフェース５６５と、出力インタフェース５６６と、タイマ５６７とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成される制御部５６１と、この制御部５６１からの信号を受けて前記コンタクタ５４を作動させる回路を閉じる半導体スイッチ５６２とを具備する。前記入力インタフェース５６５には、前記温度センサ４２及び前記上昇スイッチ５２を接続している。一方、前記出力インタフェース５６６には、前記半導体スイッチ５６２を接続している。ここで、前記タイマ５６７は、リセット命令を受けて、所定時間、本実施形態では０．１秒ごとにパルス信号を中央処理装置５６３に出力する周知のものである。

また、前記記憶装置５６４には、温度センサ４２が示す温度Ｔが所定の閾値Ｔｈを上回る場合に、上昇スイッチ５２に対する操作を受けて所定の遅延時間ｔｄだけ待機した後前記半導体スイッチ５６２を作動させコンタクタ５４に通電するための遅延制御プログラムを内蔵している。すなわち、前記中央処理装置５６３が前記遅延制御プログラムを実行することにより請求項中の遅延手段としての機能を発揮する。さらに、本実施形態では、温度センサ５５が示す温度Ｔと遅延時間ｔｄとの対応を記憶装置５６４の所定領域に記憶している。本実施形態では、モータブラシ温度Ｔと遅延時間ｔｄとの関係を示すグラフを図４に示すように、前記温度Ｔが前記閾値Ｔｈ以下である場合には、遅延時間ｔｄを０に設定している。一方、前記温度Ｔが前記閾値Ｔｈを上回る場合には、温度Ｔと前記閾値Ｔｈとの差に対して遅延時間ｔｄが一次関数的に増加するように設定している。

本実施形態では、前記遅延制御プログラムは、上昇スイッチ５２に対する操作が行われるごとに実行される。前記遅延制御プログラムの処理の流れをフローチャートである図５を参照しつつ以下に述べる。

まず、タイマ５６７にリセット命令を出力し、上昇スイッチに対する操作からの経過時間ｔを０にセットする（ステップＳ１）。

次いで、温度センサ４２からの温度信号ａの入力を受け付け（ステップＳ２）、この温度信号ａが示すモータブラシ温度Ｔが閾値Ｔｈを上回っているか否かを判定する（ステップＳ３）。

モータブラシ温度Ｔが閾値Ｔｈを上回っている場合には、以下の式（１）により遅延時間ｔｄを決定する（ステップＳ４）。

ｔｄ＝ａ（Ｔ−Ｔｈ）（ａ＞０、ａは定数）（１）
そして、上昇スイッチが押されてから、より具体的にはステップＳ１によりタイマ５６７がリセットされてからの経過時間ｔが前記遅延時間ｔｄを上回っている否かを判定する（ステップＳ５）。前記経過時間ｔが前記遅延時間ｔｄを上回っていれば、半導体スイッチ５６２に信号を発し、コンタクタ５４に通電する（ステップＳ６）。

一方、モータブラシ温度Ｔが閾値Ｔｈ以下である場合には、直ちに半導体スイッチ５６２に信号を発し、コンタクタ５４に通電する（ステップＳ６）。

すなわち、前記遅延制御プログラムを実行すると、電動モータ４１が過熱していない、すなわちモータブラシの温度Ｔが所定の閾値Ｔｈ以下である場合には、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ６の処理が順次行われ、通常のように上昇スイッチ５２に対する操作が行われた後直ちにコンタクタ５４及び電動モータ４１に通電されてテールゲート板１の上昇動作が開始する。一方、電動モータ４１が過熱している、すなわちモータブラシの温度Ｔが所定の閾値Ｔｈを上回る場合には、まず、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の処理が順次行われ、モータブラシの温度Ｔと前記閾値Ｔｈとの差に比例する値に遅延時間ｔｄが決定される。それから、この遅延時間ｔｄが経過するまでステップＳ５の処理が行われ、その後初めてステップＳ６の処理によりコンタクタ５４及び電動モータ４１に通電されてテールゲート板１の上昇動作が開始する。すなわち、操縦者は、上昇スイッチ５２への操作及びテールゲート板１の運動のみに着目していても、上昇スイッチ５２に対する操作とテールゲート板１の上昇開始との間の時間が延びることを確認することにより、電動モータ４１の過熱を認識することができる。

以上に述べたように、本実施形態に係る構成を採用すれば、電動機４の電動モータ４１を駆動させてテールゲート板１の上昇作業を短期間に繰り返し行うことにより電動モータ４１が過熱した場合に、遅延手段５６が作動して上昇スイッチ５２に対する操作から電動モータ４１の作動開始まで前記遅延制御プログラムにより決定された遅延時間ｔｄだけ待機するので、操縦者に対して上昇スイッチ５２に対する操作に対する反応が悪くなったように感じさせることができる。そしてこのことにより、操縦者がテールゲート板１の動きのみに着目している場合であっても、電動モータ４１が過熱していることを操縦者が認識できる。その上で、電動モータ４１への通電を完全に遮断するものでなく、前記遅延時間ｔｄ待機した後は電動モータ４１が作動するので、作業を早く終わらせるべく電動モータ４１の寿命短縮を承知で作業を続行させることもできる。

さらに本実施形態では、モータブラシ温度Ｔが上昇するに従って遅延時間ｔｄを長くしているので、上昇スイッチ５２に対する操作からテールゲート板１の上昇までの時間として電動モータ４１の過熱の度合いを操縦者に示し、大きく過熱している場合には作業を直ちに中断させる等の判断を行う材料を操縦者に提供することができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、上述した実施形態では、モータブラシ温度Ｔと閾値Ｔｈとの差と遅延時間ｔｄとを比例させているが、例えば、モータブラシ温度に限らず、モータのケーシングの温度を温度センサにより検知してこのケーシングの温度をモータ内部の温度を示す変数として採用してもよい。また、図６に示すように、モータ内部の温度（図７の例ではモータブラシ温度Ｔ）の上昇に伴い遅延時間ｔｄが階段状に増加するような態様を採用してもよく、さらに二次関数等他の関数を適用してもよい。加えて、前記所定の閾値より高い温度に第２の閾値を設定し、モータ内部の温度がこの第２の閾値以上であれば待機時間を無限大に設定し、モータの運転を中止するようにしてもよい。そして、図７に示すように、モータ内部の温度（図７の例ではモータブラシ温度Ｔ）が所定の閾値Ｔｈ以上であれば一律の遅延時間だけ待機するようにしてももちろんよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る荷役装置を示す概略図。同実施形態に係る液圧制御機構及び電動機を示す概略図。同実施形態に係る電動機の遅延手段を示す概略図。同実施形態に係るモータブラシ温度と遅延時間との対応を示す図。同実施形態に係る遅延手段の制御装置が行う制御の流れを示すフローチャート。本発明の他の実施形態に係るモータブラシ温度と遅延時間との対応を示す図。本発明の他の実施形態に係るモータブラシ温度と遅延時間との対応を示す図。

符号の説明

４…電動機
４１…電動モータ（電動機本体）
４２…温度センサ
５２…上昇スイッチ
５４…コンタクタ
５６…遅延手段
ｔｄ…遅延時間
Ｔｈ…閾値

Claims

電動機本体と、操作を受けることにより電動機本体に電力を供給させるためのスイッチと、スイッチに対する操作を受けて電動機本体に電力を供給する回路を閉じるコンタクタと、電動機本体内部の温度を検知する温度センサと、スイッチとコンタクタとの間に設けられ温度センサが示す温度が所定の閾値を上回る場合にはスイッチに対する操作を受けて所定の遅延時間待機した後コンタクタを作動させるための遅延手段とを具備することを特徴とする電動機。