JP5469946B2

JP5469946B2 - フライホイール付産業機械の始動装置

Info

Publication number: JP5469946B2
Application number: JP2009169918A
Authority: JP
Inventors: 博小野寺
Original assignee: 博小野寺; 小野寺力
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2029-07-21
Also published as: JP2011021587A

Description

本発明は、フライホイール付産業機械で、特に大口径のフライホイールが付いた大形の産業機械における始動装置に関するものである。

従来、切断や圧縮等の加工をする産業機械においては、フライホイールが回転用に設けられている。このフライホイールは電動モータなどを始動モータとして、回転されるものである。一方、車両等の内燃機関のエンジンを備えたものにも始動用のモータが備えられている。これは、エンジンのフライホイールを始動モータで回転駆動させるものであり、特許文献１に記載の始動装置のように、一方向クラッチを有して、そのクラッチにピニオン部材を移動自在にして、マグネティックスイッチの負荷を軽減して、このマグネティックスイッチの容量を小さくしてクラッキング時の騒音を低減するものが知られている。

特開２００８−８８８９５号公報

しかし、従来のフライホイール付産業機械の始動装置では、大型の産業用機械に大口径（例えば直径が約１ｍ以上）のフライホイールが付いているので、通常の内燃機関エンジン用の始動モータでは容量不足で使用することができない。そこで大型作業用機械の為には出力の大きい特殊な始動モータが必要であが、その特殊な始動モータの価格が高く、常に入手しやすい物ではなく在庫状況により長期間入手できないことがある。本発明に係るフライホイール付産業機械の始動装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係るフライホイール付産業機械の始動装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、フライホイール付機械における始動用の始動モータに、
油圧モータおよび油圧モータ駆動用装置と、
該油圧モータの回転駆動を伝達する伝達装置と、
該伝達装置の回転部の一部を前記電動モータの回転用に接続させたり非接続にしたりする駆動切替装置と、
前記フライホイールの回転負荷を前記油圧モータ側で検出する圧力センサーと、
該圧力センサーに電気的に接続されこの圧力センサーの検出する値が所定の閾値以下になると前記駆動切替装置を駆動させて前記伝達装置を前記始動モータに対して回転非接続状態にするとともに前記始動モータを回転駆動させるように始動モータ用駆動装置に通電させる制御を行う制御装置と、
からなる始動補助装置が設けられていることである。

本発明のフライホイール付産業機械の始動装置によれば、例えば、直径１ｍ以上の大口径のフライホイールが付いている場合でも、油圧モータを回転駆動させてフライホイールを回転させて、次第に回転用負荷が軽減されたところで、始動モータを回転駆動させる。これにより、油圧モータで回転初期の大きな負荷を負担するので、始動モータの焼き付けなどの課題を解消することができる。また、小型の油圧モータで十分にフライホイールを駆動させることができるのでコストも廉価に抑えることができる。

本発明に係るフライホイール付産業機械の始動装置１の概略使用状態を示す平面図である。同始動装置１の正面図である。同始動装置１における切替駆動装置１１の作用を示す説明図（Ａ），（Ｂ）であり、回転伝達接続状態が（Ａ）であり、回転非接続状態が（Ｂ）である。同始動装置１の一部を示す平面図（Ａ）と、側面図（Ｂ）とである。本発明に係る始動装置１の全体構成を示す概略構成図である。

本発明に係るフライホイール付産業機械の始動装置１は、図１に示すように、始動モータ２に始動補助装置３が設けられて成るものである。

フライホイール付機械は、例えば大形の産業廃棄物や穀物類等のカッター装置や破砕機等である。この産業機械における始動モータで２ある電動モータは、例えば、三相篭形誘導電動機である。この始動モータ２で前記フライホイール６を回転させるものである。この回転には、始動モータ側のプーリ５とフライホイール６と、両者を伝達させるベルト７で行われる。

前記フライホイール６と回転軸４ｃによって同軸で回転されるカッターホイール４には、カッター４ａ，４ａが備えられている。そして、このカッターホイール４は、軸受け４ｂ，４ｂによって回転軸４ｃが回転自在に支持されている。

前記始動モータ２の回転軸には、リングギア８が設けられている。そして、このリングギア８に歯合するピニオンギア９が、油圧モータ１０の回転軸に設けられている。この油圧モータ１０には、高圧油を供給する油圧モータ駆動用装置（図５参照）が設けられる。

前記油圧モータ１０の回転駆動を伝達する伝達装置であるピニオンギア９を、前記始動モータ２の回転用に、回転接続にしたり回転非接続にしたりする切替駆動装置１１が在る。これは、図２乃至図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、産業機械の台座などに固定される取付基台１１ａと、該取付基台１１ａに回転自在に支持される電動シリンダー１１ｂと、前記取付基台１１ａおよび前記電動シリンダー１１ｂにピン接合される揺動アーム１１ｃとで、前記切替駆動装置１１が構成される。

前記切替駆動装置１１における揺動アーム１１ｃに、前記油圧モータ１０がボルト等で取り付けられている。前記電動シリンダー１１ｂは、伸縮ロッドを有して、シリンダー部がネジ・ナット機構の採用により直線作動するものである。なお、この電動シリンダー１１ｂは一例であり、その他の公知の油圧シリンダーやエアーシリンダーなどでも良い。また、前記リングギア８とピニオンギア９との回転伝達の接続・非接続の切替手段は、公知の手段であるワンウエイクラッチを使用することもできるし、始動モータ２の回転軸に対してその軸の前後方向に回転手段を出没させるようにして切替えることもできる。特に、実施例の切替駆動装置１１に限定するものではない。

前記フライホイール６の回転負荷を検出する圧力センサー１３（図５参照）が前記油圧モータ１０側の、例えば油圧モータ駆動用装置（図５参照）の高圧油供給路の一部に設けられる。更に、該圧力センサー１３に電気的に接続され、この圧力センサー１３の検出する値が所定の閾値以下になると前記切替駆動装置１１を駆動させて前記伝達装置であるピニオンギア９を前記始動モータ２に対して回転非接続状態にするとともに、前記始動モータ２を回転駆動させるように始動モータ用駆動装置（図５参照）に通電させる制御を行う制御装置１４がある。このようにして始動補助装置３が設けられている。この始動補助装置３と全体の概略構成を図５に示す。

このように構成される始動装置１によれば、カッター等の産業機械を始動させるには、まず、図３（Ａ）に示す状態から、制御装置１４からの指令で油圧モータ駆動用装置を駆動させ高圧油を油圧モータ１０に供給させる。この油圧モータ１０が前記高圧油でゆっくりと回転し始める。この油圧モータ１０では、負荷に対して余った油がタンクへと戻されるので焼付け等の心配は一切無い。

前記油圧モータ１０が回転すると、図１に示すように、ピニオンギア９が回転し、これに歯合するリングギア８が回転する。それにより、始動モータ２の回転軸２ａが回転されて、プーリ５が回転してベルト７を介してフライホイール６が回転する。

前記フライホイール６は大口径で慣性力が大きいので最初はゆっくりと回転して、次第に回転速度が増してくる。それにより、フライホイール６を回転させる負荷が急速に減少してくる。それを圧力センサー１３で検出し、制御装置１４に測定データを送信する。

前記圧力センサー１３からの測定データの値が所定の閾値以下になると、前記制御装置１４から前記切替駆動装置１１における電動シリンダー１１ｂを駆動させる。すると、図３（Ａ）に示すように、電動シリンダー１１ｂのロッドａが伸びている状態から、図３（Ｂ）に示すように、前記ロッドａが収縮して揺動アーム１１ｃが反時計方向に回転する。

前記揺動アーム１１ｃ前記伝達装置であるピニオンギア９をリングギア８から離隔させて、前記始動モータ２に対して回転非接続状態にする。これで、始動補助装置３の役目が完了する。そして、同時に、始動モータ２を回転駆動させるように前記制御装置１４から始動モータ用駆動装置（図５参照）に通電させる制御を行う。この始動モータ用駆動装置は、例えば、スターデルタ，リアクトル，コンドルファ等の始動用結線装置である。こうして始動モータ２が始動するが、フライホイール６が既に回転していてその回転負荷が非常に少ないので、当該始動モータ２がスムーズに立ち上がる。

前記始動モータ２の回転立ち上げ後、産業機械の使用が終了した後に、前記始動モータ２の回転停止させて、前記始動補助装置３の電動シリンダー１１ｂのロッドａを伸長させて、ピニオンギア９とリングギア８とを歯合させておく。このように、ギア同士を歯合させておくことで、フライホイール６が回転しない様に規制されて、不測の事態を防ぐ安全上のブレーキ手段となる。これで、図３（Ａ）に示す初期状態に戻る。

本発明に係る始動装置１は、産業機械ばかりでなく内燃機関エンジン用始動装置としても適用できるものである。始動モータを従来よりも小型のものを使用できる様になり、始動装置全体をコンパクトに収めることが出来るようになる。

１始動装置、
２始動モータ、
３移動補助装置、
４カッターホイール、４ａカッター、
４ｂ軸受け、４ｃ回転軸、
５プーリ、
６フライホイール、
７ベルト、
８リングギア、
９ピニオンギア、
１０油圧モータ、
１１切替駆動装置、
１１ａ取付基台、
１１ｂ電動シリンダー、
１１ｃ揺動アーム、
１３圧力センサー、
１４制御装置。

Claims

フライホイール付機械における始動用の始動モータに、
油圧モータおよび油圧モータ駆動用装置と、
該油圧モータの回転駆動を伝達する伝達装置と、
該伝達装置の回転部の一部を前記電動モータの回転用に接続させたり非接続にしたりする駆動切替装置と、
前記フライホイールの回転負荷を前記油圧モータ側で検出する圧力センサーと、
該圧力センサーに電気的に接続されこの圧力センサーの検出する値が所定の閾値以下になると前記駆動切替装置を駆動させて前記伝達装置を前記始動モータに対して回転非接続状態にするとともに前記始動モータを回転駆動させるように始動モータ用駆動装置に通電させる制御を行う制御装置と、
からなる始動補助装置が設けられていること、
を特徴とするフライホイール付産業機械の始動装置。