JPH01209298A - 電動式バケット作業機におけるエネルギ回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はグラブ浚渫作業機等の電動式バケット作業機に
おいて、バケット降下時のエネルギを回収する方法にＩ
ＩＩするものである。

〔従来の技術〕

電動式バケット作業機においては、エンジンによって駆
動される発電機を電源とするバケットモータ（通常は直
流モータ）によりバケット駆動ドラムを巻上駆動し、バ
ケット降下時には、バケットモータを発電機として作用
させることによってバケツ！・降下に対する制動力を得
るようにしている。

従来、このバケットモータの発電作用によって発生した
電気エネルギ（回生電流）は、ダミーロード抵抗器に送
り、熱エネルギとして外部に放出するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この方式によると、バケット降下時のエネルギ
を有効利用できず、エネルギの無駄使いとなるだけでな
く、ダミーロード抵抗器による発熱に対抗する冷ｉＪ設
備が必要となる等の設備面での無駄があった。

そこで本発明は、バケット降下エネルギを回収して有効
利用することができるバケット作業機におけるエネルギ
回収方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段） 本発明は、エンジンにより駆動される発電機を電源とす
るバケットモータによってバケット駆動ドラムが回転駆
動される電動式バケット作業機において、バケット降下
時における上記バケットモータの発電作用によって発生
した電力をダミーロードモータに供給して、同モータに
よりフライホイールを回転させ、このバケット降下後の
バケット巻上時に、上記フライホイールの慣性回転力に
よりダミーロードモータを回転させ、同モータの発電作
用によって発生した電力を上記発電機からの電力に合流
させてバケットモータに供給するものである。

〔作用〕

このように、バケット降下エネルギをフライホイールに
回転エネルギとして蓄え、バケット巻上時にこの回転エ
ネルギを電気エネルギに再生してバケットモータに供給
するため、バケット降下エネルギが有効利用される。こ
のため、主電源である発電機の電力負担が小さくなり、
その分、発電機の容量が小さくてすむ。また、従来必要
であった冷ｎ１設備が不要となる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図によって説明する。

この実施例では、グラブ没渫作業機を適用対象として例
にとっている。

このグラブ浚渫作業機は、グラブバケット（図示Ｕず）
全体を巻上駆動するバケット巻上ドラム１と、同バケッ
トを開閉するバケツＩ・開閉ドラム２とを備え、この両
ドラム１．２がそれぞれ直流モータであるバケット巻上
およびバケット開閉両モータ３，４によって回転駆動さ
れるようになっている。５はエンジン、６はこのエンジ
ン５によって駆動される交流発電機で、この発電機６を
電源としてバケット巻上モータ３がバケット巻上方向に
、バケット開閉モータ４がバケット閉じ方向にそれぞれ
駆動される。

発電機６の電源回路７と両モータ３，４とを接続するモ
ータ回路８，９には、それぞれゲート付き双方向性サイ
リスタを主要素とする第１．第２制御器１０．１１が設
けられ、この両制＠器１０゜１１により、発電機６と両
モータ３，４との間での交流−直流変換および電流方向
制御が行なわれる。

両側ｔＩｌ器１０．１１は、指令回路１２．１３を介し
てレバースイッチ装置１４に接続されている。

このレバースイッチ装置１４は、バケット操作レバー１
５の操作に連動して作動し、このレバースイッチ装置１
４から両制御器１０．１１に対し、レバー１５が巻上位
置に操作されたときには図実線矢印イで示すように電源
回路７側からモータ回路８，９側に向かう電流方向く以
下、この方向を正方向という）の指令と交流→直流変換
指令とが出され、レバー１５が巻下位置に操作されたと
きには図破線矢印口で示すようにモータ回路８，９側か
ら電源回路７側に向かう電流方向（以下、この方向を逆
方向という）の指令と直流→交流変換指令とが出される
。

一方、電源回路７に、モータ回路８，９と並列に直流モ
ータであるダミーロードモータ１６がモータ回路１７を
介して接続され、このダミーロードモータ１６の回転軸
にフライホイール１８が取付番フられている。また、モ
ータ回路１７には、モータ回路８．９の第１．第２両制
御器１０．１１同様、レバー操作によるスイッチ装置１
４からの指令に応じて交流−直流変換および電流方向制
御を行なう双方向性ゲート付きサイリスタを主要素とす
る第３制御器１９が設けられている。２０はこの第３制
御器１９とレバースイッチ装置１４とを接続する指令回
路である。

また、電源回路７におけるダミーロードモータ用モータ
回路１７との接続点よりも発電機６側の位置に間口１ス
イツチ２１が設けられている。この１７ｉ１閉スイツチ
２１は、レバースイッチ装置１４に指令回路２２を介し
て接続され、レバー１５の巻上操作時にオン、巻下操作
時にオフとなる。

なお、実際の回路においては、電源回路７、各モータ回
路８，９．１７に、ブレーカ、リアクトル、スリップリ
ング等の周知の付属機器類が設けられるが、ここでは図
面の簡略化のためにこれらの図示を省略している。

つぎに作用を説明する。

バケットが巻上げられて空中に停止した状態で操作レバ
ー１５が巻下操作されると、レバースイッチ装置１４か
らの指令により、第１．第２両制御ｌ器１０．１１が破
線矢印口で示す逆方向流れの状態、第３制御器１９は破
線矢印ハで示す正方向流れの状態となる。また、開閉ス
イッチ２１はオフとなる。

したがって、このとき発電機６の電力はバケット巻上、
１１１閉両モータ３，４には供給されず、この両モータ
３．４がバケット降下エネルギによって回転し、発電作
用を行なう。

この両七−タ３．４の発電作用によって発生した電流、
すなわち回生電流は、矢印二で示すように、第１および
第２制＠器１０．１１によって交流に変換された後、第
３制御器１９を介してダミーロードモータ１６に供給さ
れ、これにより同モータ１６が駆動されてフライホイー
ル１８が回転する。

こうして、バケット降下時に、その降下エネルギがフラ
イホイールに回転エネルギとして蓄えられる。

バケット降下俊、レバー１５が巻上位置に操作されると
、第１．第２両制御器１０．１１が実線矢印イで示す正
方向流れの状態、第３１１１ＩＩＩＩｌ器１９が実線矢
印ホで示す逆方向流れの状態となる。また、間ｍスイッ
チ２１はオンとなる。

このとき、フライホイール１８の慣性回転力によってダ
ミーロードモータ１６が回転駆動され、今度は同モータ
１６が発電作用を行なう。このダミーロードモータ１６
によって発生したｉｉＩ流電流は、矢印へで示すように
、第３ｖＪＩＸＩ器１９により交流に変換された後、発
電機６からの電流と合流し、この合流電流が第１．第２
両制御器１０．１１で直流に変換されてバケット巻上、
開閉両モータ３，４に供給される。

このように、バケット降下エネルギをフライホイール１
８に回転エネルギとして蓄え、バケット巻上時にこの回
転エネルギを電気エネルギに再生して、バケット巻上、
開閉両モータ３，４の駆動電力として有効利用するもの
である。

ところで、バケット巻ト、開閉両モータ３，４およびダ
ミーロードモータ１６に交流モータを使用することは可
能であり、こうすれば各制御ｌ器１０．１１．１９の交
流−直流変換作用は不要となる。

〔発明の効果〕 上記のように本発明によるときは、バケット降下エネル
ギを、従来のように熱に変えて外部に放出するのではな
く、フライホイールに回転エネルギとして蓄え、バケッ
ト巻上時にこのフライホイールの回転エネルギを電気エ
ネルギに再生して、バケット駆動モータ（グラブ浚渫作
業機の場合のバケット巻上、開閉モータ）の駆動電力と
して有効利用するため、エネルギ効率が良いものとなる
。

すなわち、バケット巻上時における発電機の電力負担が
軽減され、発電機の容量が小さくてすむ。

また、従来必要であった、ダミーロード抵抗の発熱に対
抗する冷却設備が不要となり、これらの相乗効果により
、イニシＡフルコストおよびランニングコストが安くて
すむこととなる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明をグラブ浚渫作業機に適用した実施例を示す
概略回路構成図である。 １・・・バケット駆動ドラムとしてのバケット巻上ドラ
ム、２・・・同バケット開閉ドラム、３・・・バケット
駆動モータとしてのバケット巻上モータ、４・・・同バ
ケット開閉モータ、５・・・エンジン、６・・・発電機
、１５・・・バケット操作レバー、１６・・・ダミーロ
ードモータ、１８・・・フライホイール。 特許出願人　　　　　　株式会社神戸製鋼所代　理　人
　　　　　弁理士　小谷悦司同　　　　　　　弁理士　
長１）正 向　　　　　　　弁理士　板谷康夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンにより駆動される発電機を電源とするバケ
   ットモータによつてバケット駆動ドラムが回転駆動され
   る電動式バケット作業機において、バケット降下時にお
   ける上記バケットモータの発電作用によつて発生した電
   力をダミーロードモータに供給して、同モータによりフ
   ライホィールを回転させ、このバケット降下後のバケッ
   ト巻上時に、上記フライホィールの慣性回転力によりダ
   ミーロードモータを回転させ、同モータの発電作用によ
   って発生した電力を上記発電機からの電力に合流させて
   バケットモータに供給することを特徴とする電動式バケ
   ット作業機におけるエネルギ回収方法。