JP5204416B2 - Hoisting machine - Google Patents
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Description
本発明は、荷昇降電動機を内蔵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と共に、荷昇降電動機の回生制動時に発生する回生電流を回生制動用抵抗器に流し発生する熱を効率良く外気に放熱でき、高頻度運転が可能な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 having a built-in load lifting motor, and in particular, can efficiently dissipate heat generated by the inverter to the outside air, and regenerative braking of the load lifting motor. The present invention relates to a hoisting machine capable of efficiently dissipating heat generated by flowing a regenerative current generated through a regenerative braking resistor to the outside air and capable of high-frequency operation.
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は安全のため、インバータの温度が所定の設定温度を超えるとインバータをトリップ(遮断)し、巻上機の運転ができないようにしている。巻上機を高頻度運転した場合、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上記所定の設定温度値(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. In such a hoisting machine, for safety, when the temperature of the inverter exceeds a predetermined set temperature, the inverter is tripped (shut off) so that the hoisting machine cannot be operated. When the hoisting machine is operated at a high frequency, that is, when the operating time of the hoisting machine + the operation time is taken as 100%, and the operation time is 60% or more, the heat generated from the inverter is large, and the control that houses the inverter This heat stays in the box. When the temperature in the control box exceeds the predetermined set 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を高頻度で運転した場合、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、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(後に詳述)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. In the
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材で出来ており、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102以外の電磁開閉器103やトランス104等がパネル板101を介して巻上機の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。
As a countermeasure, there is a method in which the
また、上記巻上機において、吊り荷を下降させる際、荷昇降用電動機は発電機として機能し、その発電する回生電流を回生制動用抵抗器に流し、熱として消費することにより、該昇降用電動機に回生制動をかけている。 In the hoisting machine, when the suspended load is lowered, the load elevating motor functions as a generator, and the regenerative current generated by the hoisting machine is supplied to the regenerative braking resistor and consumed as heat, thereby raising and lowering the suspended load. Regenerative braking is applied to the motor.
図3は従来のこの種の回生制動用抵抗器の構成例を示す図であり、図3(a)は平面図、図3(b)は正面図、図3(c)は右側面図である。図示するように、抵抗器110は金属板(例えばアルミニウム板)からなる直方体の金属ケーシング111内に長尺の抵抗素子(例えば、耐熱性絶縁材からなる棒体にニクロム線を巻回した構成の抵抗素子)112を配置し、抵抗素子112以外の金属ケーシング111内の空間に無機材料からなる耐熱性絶縁材113を充填した構成である。また、抵抗素子112と抵抗素子112は金属ケーシング111内で一端がリード線115で電気的に直列に接続され、他端に接続されたリード線114は金属ケーシング111の端部から延びている。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of this type of conventional regenerative braking resistor. FIG. 3 (a) is a plan view, FIG. 3 (b) is a front view, and FIG. 3 (c) is a right side view. is there. As shown in the figure, the
上記のように直方体の金属ケーシング111内に抵抗素子112を配置した構成の抵抗器を回生制動用抵抗器として用いた場合、巻上機を高頻度運転すると回生制動用抵抗器に多量の電流が流れ温度が上昇し、この温度上昇によりインバータの温度も上昇し、インバータの温度が上記設定温度を超えるとインバータがトリップするという問題があった。また、荷昇降用電動機が発電する回生電流が大きい場合は、複数の抵抗器110を用いる必要があり、配線、取付けに手間がかかるという問題もある。
When the resistor having the
荷の下降時に電動機が発電する回生電流が大きい場合の対策として、図4(a)に示すように、金属ケーシング111内に配置する抵抗素子112の個数を多くする方法もあるが、抵抗素子112どうしが放熱しあい、多量の熱を放出するのに対して金属ケーシング111の表面積を大きくとれず、放熱性が劣るという問題がある。そこで図4(b)に示すように、抵抗器110とは別体にヒートシンク120を取り付ける方法もあるが、ヒートシンク120を含む抵抗器110の寸法、特に高さ寸法が大きくなるという問題がある。また、ヒートシンク120と抵抗器110の接触状態が良くないと放熱性が劣るという問題がある。また、ヒートシンク120の分部品点数が増え、コストが高くなるという問題もある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で内蔵しているインバータが発する熱や回生制動用抵抗器が発する熱を効率良く外気に放熱でき、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 can efficiently dissipate heat generated by a built-in inverter and heat generated by a regenerative braking resistor to the outside air with a simple configuration, and capable of high-frequency operation. The purpose is to provide an aircraft.
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、回生制動用抵抗器を具備し、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と共に、吊り荷の下降時前記荷昇降用電動機で発電した電流を前記回生制動用抵抗器に流し、回生制動をかける巻上機において、前記回生制動用抵抗器は、表面を凹凸波形形状に形成すると共に裏面を該凹凸波形形状に対応させた凸凹波形形状に形成した波形金属板と平板金属板とを具備し、該波形金属板と平板金属板を重ね合わせた構成の抵抗器ケーシングを備え、前記抵抗器ケーシングの波形金属板の裏面の凹部空間に抵抗素子を配置し、前記波形金属板の裏面凹部空間を含む該波形金属板と前記平板金属板の間の空間に絶縁材を充填した構成であり、前記吊り荷の下降時前記荷昇降用電動機で発電した電流を前記回生制動用抵抗器の抵抗素子に流すようにし、前記インバータの発する熱を前記減速機機構を収容する減速機構ケーシングに放熱手段を介して放熱するように構成したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
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 generates heat generated by the inverter. Is radiated to the speed reduction mechanism casing.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に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 hoist 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1乃至3のいずれか1項に記載の巻上機において、前記抵抗器ケーシングの波形金属板及び平板金属板はアルミニウム材からなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the hoist according to any one of the first to third aspects, the corrugated metal plate and the flat metal plate of the resistor casing are made of an aluminum material.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の巻上機において、前記減速機構ケーシング及び/又は前記抵抗器ケーシングの波形金属板はアルミダイカストで形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the hoist according to the fourth aspect , the corrugated metal plate of the speed reduction mechanism casing and / or the resistor casing is formed of aluminum die casting.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の巻上機において、前記回生制動用抵抗器は、前記巻上機のケーシングに前記抵抗器ケーシングの平板金属板を該巻上機のケーシング外表面に当接させて取り付けられていることを特徴とする。
The invention described in claim 6 is the hoisting machine according to any one of
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の巻上機において、前記回生制動用抵抗器は、前記抵抗器ケーシングの波形金属板の凹凸波形形状の凹状溝長手方向が上下方向になるように配置されていることを特徴とする。 The invention described in claim 7 is the hoisting machine according to claim 6, wherein the regenerative braking resistor is recessed groove longitudinal direction of the concavo-convex wave shape of the corrugated metal plate of the resistor casing is the vertical direction It is arranged so that it may be arranged.
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放熱手段を介して減速機構ケーシングに放熱するので、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はその内部に潤滑油が収容された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。よって、インバータを効率よく冷却でき、インバータ温度を所定のトリップ温度以下に維持できるから、巻上機の高頻度運転が可能となる。また、回生制動用抵抗器は抵抗器ケーシングの波形金属板の裏面の凹部空間に抵抗素子を配置し、波形金属板の裏面凹部空間を含む該波形金属板と平板金属板の間の空間に絶縁材を充填した構成であるので、波形金属板の表面面積が大きくなり、この面積の大きい表面が放熱面となるから、抵抗素子からの熱を効果的に放熱することができる。従って、上記のようにインバータの熱が効率よく放熱されることに合わせて回生制動用抵抗器の熱も効率よく放熱されるから、更に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 generated by the inverter is radiated to the speed reduction mechanism casing via the heat radiating means , the heat generated by the inverter is efficiently radiated to the outside air via the speed reduction mechanism casing having a large heat capacity. Is possible. Moreover, since the deceleration mechanism casing is an oil bath in which lubricating oil is accommodated, cooling of the inverter by oil cooling can be expected. Therefore, since the inverter can be efficiently cooled and the inverter temperature can be maintained below a predetermined trip temperature, the hoisting machine can be operated at a high frequency. The regenerative braking resistor has a resistor element disposed in a recessed space on the back surface of the corrugated metal plate of the resistor casing, and an insulating material is provided in a space between the corrugated metal plate and the flat metal plate including the back surface recessed space of the corrugated metal plate. Since it is a filled configuration, the surface area of the corrugated metal plate is increased, and the surface having this large area becomes a heat dissipation surface, so that heat from the resistance element can be effectively radiated. Therefore, since the heat of the regenerative braking resistor is also efficiently dissipated in accordance with the efficient dissipation of the inverter heat as described above, the hoisting machine can be operated at a higher 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密接させて取り付けるので、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 invention, the heat dissipating means is a means for dissipating and dissipating heat by attaching the inverter to the speed reduction mechanism casing at least partially in contact with the surface, so that the heat generated by the inverter can be efficiently generated with a simple configuration. It can be transmitted to the speed reduction mechanism casing to dissipate heat. In addition, since the inverter is mounted in close 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 made compact.
請求項3に記載の発明によれば、減速機構ケーシングは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外気に放熱でき冷却効果が向上する。 According to the third aspect of the present invention, since the speed reduction mechanism casing is made of an aluminum material having high thermal conductivity, the heat generated by the inverter can be radiated to the outside air more efficiently, and the cooling effect is improved.
請求項4に記載の発明によれば、回生制動用抵抗器の抵抗器ケーシングの波形金属板及び平板金属板はアルミニウム材からなるので、アルミニウム材は高い熱伝導性を有するから、抵抗素子から発せられる熱が効果的に放熱されることが期待できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the corrugated metal plate and the flat metal plate of the resistor casing of the regenerative braking resistor are made of an aluminum material, the aluminum material has high thermal conductivity. Heat can be expected to be effectively dissipated.
請求項5に記載の発明によれば、回生制動用抵抗器の抵抗器ケーシングの波形金属板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て肉厚を厚くできるから、抵抗器ケーシングの表面温度を下げる作用も有する。 According to the invention described in claim 5 , since the corrugated metal plate of the resistor casing of the regenerative braking resistor is formed by aluminum die casting, the aluminum die casting can be thicker than the press. It also has the effect of lowering the surface temperature of the casing.
請求項6に記載の発明によれば、回生制動用抵抗器は巻上機のケーシングに抵抗器ケーシングの平板金属板を該巻上機のケーシング外表面に当接させて取り付けているので、外気が回生制動用抵抗器のケーシングの波形金属板の表面に接触することになり放熱作用を更に促進させる。更に、回生制動用抵抗器の平板金属板から巻上機のケーシング表面に放熱され、ケーシング表面から外気に放熱されるので、放熱が更に促進される。また、ケーシングと減速機構ケーシングを熱伝導性の低いガスケットによって仕切ることで、インバータの発する熱は減速機構ケーシングを通じて、回生制動用抵抗器の発する熱は直接外気とケーシング表面を通じてそれぞれ放熱されるようにしているので、それぞれの放熱量を制御することが出来て、全体として放熱効果を高めることが出来る。 According to the sixth aspect of the present invention, the resistor for regenerative braking is attached to the casing of the hoisting machine with the flat metal plate of the resistor casing contacting the outer surface of the hoisting machine. Will come into contact with the surface of the corrugated metal plate of the casing of the regenerative braking resistor, further promoting the heat dissipation action. Furthermore, since heat is radiated from the flat metal plate of the regenerative braking resistor to the casing surface of the hoisting machine and radiated from the casing surface to the outside air, the heat radiation is further promoted. In addition, the casing and the speed reduction mechanism casing are separated by a gasket with low thermal conductivity so that the heat generated by the inverter is radiated through the speed reduction mechanism casing, and the heat generated by the regenerative braking resistor is directly radiated through the outside air and the casing surface. Therefore, the amount of heat radiation can be controlled, and the overall heat radiation effect can be enhanced.
請求項7に記載の発明によれば、回生制動用抵抗器は抵抗器ケーシングの波形金属板の凹凸波形形状の凹状溝の長手方向が上下方向になるように配置されているので、波形金属板の表面で熱せられた空気は、凹凸波形の凹状溝を通って上昇する上昇気流となり上端から放出されると同時に、下端から外気流入するので、放熱作用を更に促進させる。
According to invention of Claim 7 , since the resistor for regenerative braking is arrange | positioned so that the longitudinal direction of the uneven groove | channel of the uneven corrugated shape of the corrugated metal plate of a resistor casing may become an up-down direction, a corrugated metal plate The air heated on the surface of the surface becomes a rising air flow rising through the concave groove having the corrugated corrugation, and is discharged from the upper end and at the same time flows into the outside air from the lower end, thereby further promoting the heat radiation action.
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5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(面接触で密接する)ように取付けている。減速機構ケーシング15はアルミニウム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. 5 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で運転された場合、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)ができる。
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6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を備え、該本体ケーシング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、該モータケーシング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や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. 6 is a plan sectional view showing an example of the overall configuration of the 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ている。駆動軸25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は回転軸28に固定され、該回転軸28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
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と回転軸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7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を通って外気に効率よく放熱されるから、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はオイルバスとなっているから、インバータ12は油冷却されることにもなる。これにより、巻上機を高頻度運転してもインバータ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、トリップを回避できる。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a drive circuit of the electric chain block. The
また、図6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70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、その発電した回生電流を回生制動用抵抗器70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。
Further, as shown in FIG. 6, a
図8は回生制動用抵抗器70の構成例を示す図で、図8(a)は平面図、図8(b)は正面図、図8(c)はA−A断面図である。図示するように、本回生制動用抵抗器70は波形金属板72と平板金属板73からなるケーシング71を備えている。波形金属板72はアルミニウム材からなり、ダイカスト成形により表面を凹凸波形形状に形成すると共に、裏面を該凹凸波形形状に対応させた凸凹波形形状に形成した構成である。また、波形金属板72の両側部の高さ寸法H1は凹凸部の高さ寸法H2より大きく(H1>H2)形成されている。平板金属板73は平坦なアルミニウム材からなる。波形金属板72と平板金属板73とを重ね合わせてケーシング71を構成している。
8A and 8B are diagrams showing a configuration example of the
ケーシング71の波形金属板72の裏面側の凹部空間75に抵抗素子74を配置し、該凹部空間75を含む波形金属板72と平板金属板73の間の空間に絶縁性充填材76を充填している。この絶縁性充填材76としては、例えば耐熱シリコンセメント等の耐熱セメントを用いる。また、波形金属板72と平板金属板73の接合は、平板金属板73を貫通してビス77を波形金属板72に捩じ込むことにより、平板金属板73を波形金属板72に固定する。複数本の抵抗素子74は電気的に直列に接続し、通電のためのリード端子80をケーシング71の側部から外側に導出している。
A
抵抗素子74は、通電することによりその電流を効率よく熱に変換できる構成の抵抗体であればどのようなものでもよいが、例えば図9に示すように、セラミック材等の耐熱絶縁材からなる円柱材(又は円筒材)78にニクロム線等の抵抗線79を巻回した構成のものを用いてもよい。
The
回生制動用抵抗器70を上記構成とすることにより、抵抗素子74に電流を流した場合、発生した熱は絶縁性充填材76を通して熱伝導性の良いアルミニウム材からなる波形金属板72に伝わる。波形金属板72はその表面を凹凸波形形状に形成され、広い表面積を有するから、伝わった熱を効率良く外気に放熱する。また、波形金属板72はアルミニウムダイカストで成形されているから、プレスに比べ肉厚を厚くでき、表面温度を下げる効果も有する。
By configuring the
図10に示すように、制御ボックス10の外側面には回生制動用抵抗器70を取り付け、吊り荷の下降に際して荷昇降用電動機41が発電する電流を該回生制動用抵抗器70の抵抗素子74に流すことにより、発生した熱は絶縁性充填材76を通してアルミニウム材からなる波形金属板72に伝わる。回生制動用抵抗器70の波形金属板72は上記のようにアルミニウムダイカストで表面を凹凸波形形状に形成しているので、その表面積が広くなり、抵抗素子74からの熱を効率良く放熱できる。特に波形金属板72はアルミニウムダイカストで成形されているから、プレスに比べ肉厚を厚くできるから、表面温度を下げる効果も有する。
As shown in FIG. 10, a
制御ボックス10と減速機構ケーシング15は、熱伝導性の低いガスケット16によって仕切られている。減速機構ケーシング15に取り付けられたインバータ12の発熱量と耐熱性能、及び制御ボックス10に取り付けられた回生制動用抵抗器70の発熱量等によって、適宜、熱伝導性の低いガスケット16の配置位置を変え、電動チェーンブロックケーシング表面からそれぞれの放熱量及び熱伝導範囲を制御している。最も発熱するのは、回生制動抵抗器70で回生制動用抵抗器の発熱を放熱させる電動チェーンブロックケーシングの表面積を増やすことが効果的であるが、その熱が減速機構ケーシング15に取り付けたインバータ12に影響を及ぼすのは、インバータ12の耐熱性において好ましくない。また、インバータ12自身の発熱も電動チェーンブロックケーシングの表面から放熱させる必要もある。従って、インバータ12の耐熱性が高く、発熱量も少ない場合には、ガスケット16の取付け位置を制御ボックス10の表面積を広くする位置に配置し、或いは、インバータ12の耐熱性が低い、又は発熱量が多い場合には、ガスケット16の取付け位置を制御ボックス10の表面積を狭くし、その分、減速機構ケーシングの表面積を広くするなどして、巻上機全体の放熱性能を効果的に向上させることができる。なお、図10は図6の制御ボックス10部分の拡大図である。
The
図11は本発明に係る電動チェーンブロックの他の制御ボックス10部分の拡大図である。図示するように制御ボックス10の側部に凹部81を形成し、この凹部81に制動抵抗となる回生制動用抵抗器70を配置している。凹部81の開口部を図12に示すような、複数のスリット82aが形成された板体82で覆っている。このように制御ボックス10の側部に凹部81を形成し、この凹部81内に回生制動用抵抗器70を配置することにより、図10に示すように回生制動用抵抗器70が制御ボックス10の側部に突出しないから、外観が良好になる。
FIG. 11 is an enlarged view of another
また、ここでは図13に示す回生制動用抵抗器70の波形金属板72の凹状溝72aが上下方向になるように配置し、制御ボックス10の凹部81の上下縁部には上下方向に溝10aを形成している。これにより下側縁部に形成された溝10aを通って流入した空気Aは、板体82と波形金属板72の間の空間(図11参照)に流入し、波形金属板72の表面から放射される熱により昇温され、凹状溝72aを通って上昇する上昇気流となり、上側縁部に形成された溝10aを通って流出すると共に、下方から冷たい新たな空気が流入する。これにより冷却効果は更に促進する。なお、図13は板体82を取り除いた制御ボックス10の側面を示す図である。
Further, here, the
上記のように回生制動用抵抗器70の抵抗素子74はケーシング21の波形金属板72の裏面の凹部空間75に配置するが、その位置は図14(a)に示すように凹部空間75の開口部、図14(b)に示すように凹部空間75の上部、図14(c)に示すように凹部空間75の下方に配置するが、図14(a)に示すように凹部空間75の開口部に配置するのが、放熱効果が一番よい結果が得られた。
As described above, the
制御ボックス10の構成が図11に示すもので、抵抗素子74を図14(a)に示す位置に配置した回生制動用抵抗器70を用い電動チェーンブロックを高頻度運転し飽和温度となった場合の減速機構ケーシング15の表面温度A、制御ボックス10の外壁面温度B、回生制動用抵抗器70の波形金属板72の表面温度C、凹状溝72aの底部温度D、インバータ12を取り付けた部分の減速機構ケーシング15の表面温度Eの温度を測定すると、いずれも満足する結果が得られ、電動チェーンブロックの高頻度運転が可能であった。
When the configuration of the
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を又は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 the 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
16 ガスケット
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
60 電磁開閉器
61 制御回路
70 回生制動用抵抗器
72 波形金属板
73 平板金属板
74 抵抗素子
75 凹部空間
76 絶縁性充填材
77 ビス
78 円柱材(又は円筒材)
79 抵抗線
80 リード端子
81 凹部
82 板体
DESCRIPTION OF
79
Claims (7)
前記回生制動用抵抗器は、表面を凹凸波形形状に形成すると共に裏面を該凹凸波形形状に対応させた凸凹波形形状に形成した波形金属板と平板金属板とを具備し、該波形金属板と平板金属板を重ね合わせた構成の抵抗器ケーシングを備え、前記抵抗器ケーシングの波形金属板の裏面の凹部空間に抵抗素子を配置し、前記波形金属板の裏面凹部空間を含む該波形金属板と前記平板金属板の間の空間に絶縁材を充填した構成であり、
前記吊り荷の下降時前記荷昇降用電動機で発電した電流を前記回生制動用抵抗器の抵抗素子に流すようにし、
前記インバータの発する熱を前記減速機機構を収容する減速機構ケーシングに放熱手段を介して放熱するように構成したことを特徴とする巻上機。 A motor for lifting and lowering a load, a speed reduction mechanism, and a resistor for regenerative braking, and driving the load lifting and lowering motor with an inverter built in the hoisting machine main body, and generating electric current with the load lifting and lowering motor when the suspended load is lowered In the hoisting machine that applies the regenerative braking to the regenerative braking resistor,
The regenerative braking resistor includes a corrugated metal plate and a flat metal plate, the corrugated metal plate having a concave and convex corrugated shape corresponding to the concave and convex corrugated shape, and a corrugated metal plate having a back surface corresponding to the concave and convex corrugated shape. A corrugated metal plate comprising a resistor casing having a configuration in which flat metal plates are stacked; a resistor element disposed in a concave space on the back surface of the corrugated metal plate of the resistor casing; and the corrugated metal plate including the back concave space on the corrugated metal plate; The space between the flat metal plates is filled with an insulating material,
When the suspended load is lowered, the current generated by the load raising / lowering electric motor is caused to flow through a resistance element of the regenerative braking resistor,
A hoisting machine configured to radiate heat generated by the inverter to a speed reduction mechanism casing that houses the speed reduction mechanism via a heat dissipation means .
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ように構成されていることを特徴とする巻上機。 The hoist according to claim 1,
It said radiation means is mounted in intimate in surface contact at least a portion of the inverter to the speed reduction mechanism casing, characterized in that it is configured to dissipate heat generated by the inverter to the speed reduction mechanism casing Hoisting machine.
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.
前記抵抗器ケーシングの波形金属板及び平板金属板はアルミニウム材からなることを特徴とする巻上機。 The hoist according to any one of claims 1 to 3 ,
The corrugated metal plate and the flat metal plate of the resistor casing are made of an aluminum material.
前記減速機構ケーシング及び/又は前記抵抗器ケーシングの波形金属板はアルミダイカストで形成されていることを特徴とする巻上機。 The hoist according to claim 4 ,
The corrugated metal plate of the speed reduction mechanism casing and / or the resistor casing is formed of aluminum die casting.
前記回生制動用抵抗器は、前記巻上機のケーシングに前記抵抗器ケーシングの平板金属板を該巻上機のケーシング外表面に当接させて取り付けられていることを特徴とする巻上機。 In the hoist according to any one of claims 1 to 5 ,
The regenerative braking resistor, hoist, characterized in that mounted is brought into contact with the casing outer surface of the winding-up mechanism of the flat metal plate of said resistor casing to the casing of the hoist.
前記回生制動用抵抗器は、前記抵抗器ケーシングの波形金属板の凹凸波形形状の凹状溝長手方向が上下方向になるように配置されていることを特徴とする巻上機。 The hoist according to claim 6 ,
The regenerative braking resistor, hoist, characterized in that the recessed groove longitudinal direction of the concavo-convex wave shape of the corrugated metal plate of the resistor casing is arranged such that in the vertical direction.
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