JPH0753186A - インバータホイストおよびインバータクレーン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】制動抵抗装置ひいては制動抵抗装置取付体の小
型化をはかり、また制動抵抗装置の制動抵抗装置取付体
への取付けに関してある程度の自由度を有する、組立作
業性に優れたインバータホイストおよびインバータクレ
ーン装置の提供。 【構成】回生電流から熱エネルギーへの変換を行ういわ
ゆる回生電流の熱変換消費媒体として、抵抗体の寸法が
小さい金属板抵抗体５を構成要素とする制動抵抗装置８
をインバータホイスト１１、またはインバータクレーン
装置のインバータホイスト横行装置または（および）サ
ドル装置に搭載する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の回生電流を熱
変換消費する制動抵抗装置を搭載するインバータホイス
トおよびインバータクレーン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】制動抵抗装置を搭載した従来型インバー
タホイストに関する公知例としては、例えば実開昭５９
−８９９５号公報に記載の技術を挙げることができる
が、本発明の主旨を明確にするため、図２〜図６を用い
て従来技術を説明する。

【０００３】図２は従来型インバータホイストの全体構
成を、図３は実開昭５９−８９９５号公報に記載の技術
から考えられる制動抵抗装置の例を示す。

【０００４】荷物を巻き上げる、あるいは巻き下げる運
転指令が操作入力装置２により与えられると、その信号
は制御部４に取り込まれる。

【０００５】制御部４では、操作入力装置２からの情報
によりインバータ装置３とブレーキ装置１０とを制御
し、電動機９の回転速度を連続的あるいは階段状的に可
変させる。

【０００６】実開昭５９−８９９５号公報に記載の技術
から推定される制動抵抗装置１９は、図３に示すよう
に、１個以上の巻線抵抗器１２とこれを支える支持部材
１４、ホイスト本体への取付板１５、巻線抵抗器１２を
冷却するためのファン６、および巻線抵抗器１２の放熱
効果を妨げずかつ外部からの接触を防護するための接触
防護カバー１３からなると考えられる。

【０００７】この制動抵抗装置１９は以下のような場合
に使用される。

【０００８】すなわち、図４に示す巻上，巻下運転パタ
ーンにおいて、斜線で示される巻上運転の減速動作時お
よび巻下運転時である。

【０００９】前記斜線で示す領域においては、電動機９
が発電現象を起こすことにより、回生エネルギーが生
じ、電動機９とインバータ装置３間に回生電流が流れ
る。

【００１０】従来の制動抵抗装置１９は、この回生電流
を大電力用の巻線抵抗器１２によって熱エネルギーへと
変換することにより消費していた。

【００１１】巻線抵抗器とは、図５に示すように、磁器
あるいは合成樹脂といった素材の筒１６に金属線１７を
巻きつけ、これにホウロウ，合成樹脂，セメント等の保
護膜１８をかぶせたものである。

【００１２】熱変換処理の媒体として巻線抵抗器１２を
用いたのは、温度による誤差が小さく、耐熱性に優れ、
少々の振動，衝撃に耐えうるという利点があるからであ
る。しかし、反面、巻線抵抗器１２は抵抗体の寸法が大
きいため制動抵抗装置１９も必然的に大きくなってしま
うこと、また装置が大きい上に使用時に高熱を発散させ
ることからホイスト本体への取付け位置に制限が加わっ
てしまうという難点があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
インバータホイストでは、回生エネルギー変換媒体とし
て、抵抗体の寸法が大きい巻線抵抗を利用しているた
め、制動抵抗装置ひいてはホイスト本体そのものが大型
化してしまい、また制動抵抗装置のホイスト本体への取
付位置にも制限が加わり、作業がしずらくなる等の問題
があった。

【００１４】本発明の目的は、制動抵抗装置ひいては制
動抵抗装置取付体の小型化をはかり、また制動抵抗装置
の制動抵抗装置取付体への取付けに関してある程度の自
由度を有する、組立作業性に優れたインバータホイスト
およびインバータクレーン装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的は、回生電流か
ら熱エネルギーへの変換を行ういわゆる回生電流の熱変
換消費媒体として、抵抗体の寸法が小さい金属板抵抗体
を構成要素とする制動抵抗装置をインバータホイスト、
またはインバータクレーン装置のインバータホイスト横
行装置または（および）サドル装置に搭載することによ
って達成される。

【００１６】

【作用】本発明によれば、回生電流から熱エネルギーへ
の変換を行う回生電流の熱変換消費媒体として、抵抗体
の寸法が小さい金属板抵抗体を構成要素とする制動抵抗
装置をインバータホイスト、またはインバータクレーン
装置のインバータホイスト横行装置または（および）サ
ドル装置に搭載することにより、制動抵抗装置ひいては
制動抵抗装置取付体の小型化をはかり、また制動抵抗装
置の制動抵抗装置取付体への取付けに関してある程度の
自由度を有し、その取付作業を従来よりも容易に行うこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を、図１および図７〜図９を用
いて説明する。

【００１８】図１にインバータホイストの全体構成を、
図７に制動抵抗装置の具体的一例を示す。

【００１９】荷物を巻き上げる、あるいは巻き下げる運
転指令が操作入力装置２により与えられると、その信号
は制御部４に取り込まれる。

【００２０】制御部４では、操作入力装置２からの情報
によりインバータ装置３とブレーキ装置１０とを制御
し、電動機９の回転速度を連続的あるいは階段状的に可
変させる。

【００２１】本実施例において、制動抵抗装置８は、図
７に示すように、１個以上の金属板抵抗器５とこれを支
える支持部材２４、ホイスト本体への取付板２２、金属
板抵抗器５の過熱焼損を防止するサーマルリレー２３、
金属板抵抗器５を冷却するための１個以上のファン６、
および巻線抵抗器５の放熱効果を妨げずかつ外部からの
接触を防護するための接触防護カバー２１からなる。

【００２２】この制動抵抗装置８は以下のような場合に
使用される。

【００２３】すなわち図８に示す巻上，巻下運転パター
ンにおいて、斜線で示される巻上運転の減速動作時およ
び巻下運転時である。

【００２４】前記斜線で示す領域においては、電動機９
が発電現象を起こすことにより、回生エネルギーが生
じ、電動機９とインバータ装置３間に回生電流が流れ
る。

【００２５】制動抵抗装置８は、この回生電流を金属板
抵抗器５によって熱エネルギーへと変換することにより
消費する。

【００２６】金属板抵抗５の構造を図９に示す。

【００２７】金属板抵抗５は、回生電流を抵抗体に伝え
るリード線２８、リード線２８から絶縁板２６に巻かれ
る金属線２７，金属板２５等からなる。

【００２８】リード線２８を伝わってきた回生電流は、
絶縁板２６に巻かれた金属線２７によって熱エネルギー
に変換される。

【００２９】変換された熱エネルギーは、絶縁板２６を
上下から挟み込む金属板２５に伝導され、大気中に放散
て消費される。

【００３０】なお、金属線２７を絶縁板26に巻いたり、
あるいは上下から絶縁板２６で挟むのは、金属線２７が
直接金属板２５に触れることによるショートを防ぐため
である。

【００３１】このように、金属板抵抗５の部分では、金
属線２７によって変換された熱エネルギーを金属板２５
により発散させる。

【００３２】金属板２５は、巻線抵抗での熱エネルギー
発散部材である磁器，合成樹脂等よりも高い熱伝導率を
有し、このように金属板抵抗５の使用により、従来の巻
線抵抗に比べて熱変換効率が向上し、試作によれば制動
抵抗装置８全体の大きさを取付面積比で従来製品の１／
３程度に抑えることができた。

【００３３】また、制動抵抗装置８内に熱監視装置とし
てサーマルリレー２３を取り付けることにより、使用頻
度過多による抵抗の異常発熱を防止することができる。

【００３４】これに対し、従来の制動抵抗装置は、過熱
焼損防止のための温度検知を行っていないものが殆であ
るため、使用頻度過多による特殊状況においては抵抗体
が、さらには制動抵抗装置が過熱焼損する危険性があっ
た。

【００３５】また、金属板抵抗体５を冷却するファン６
の電源を主電源ラインからとり、主電源ＯＮ時ファン６
を常時回転させることにより、金属板抵抗体５の冷却効
率を高めることができ、このように冷却効率を高めるこ
とにより、使用する抵抗体の容量を低減できるという利
点がある。

【００３６】これに対し、従来の制動抵抗装置は前掲実
開昭５９−８９９５号公報に示されているように、回生
電流の一部によりファンを回転させ、抵抗体を冷却して
いたが、ファンは回生電流を利用して回転するので、図
４に示すように巻上加速時、一定速度巻上時、および停
止時には回転せず、この間は自然冷却にたよるほかなか
った。

【００３７】しかし、回生電流が巻線抵抗器に流れた
時、この回生エネルギーは瞬時に熱変換され放熱さるわ
けではない。

【００３８】回生電流が巻線抵抗器により熱エネルギー
に変換され、その熱エネルギーが抵抗体から周囲の大気
中に発散されるまでには、ある程度の時間を必要とす
る。

【００３９】このため、図６に示すように、巻線抵抗器
では、巻上運転の減速動作時および巻下運転時に生じる
回生電流による熱エネルギーが巻上加速時、一定速度巻
上時、あるいは停止時に放熱されるという状況が十分に
考えられ、このようなことから回生電流の一部によりフ
ァンを回転させることは電力経済的には安価であるが、
常時ファンを回転させる場合に比べ、明らかに冷却効率
が悪いことが分かる。

【００４０】本実施例では、インバータホイスト１１の
巻上，巻下運転時における回生エネルギーの熱変換消費
に、既述した構成よりなる制動抵抗装置８を使用する場
合について例示したが、この制動抵抗装置８は、図１０
に示すインバータクレーン装置のインバータホイスト横
行時、あるいはサドル走行時の回生エネルギー熱変換消
費にも利用することができる。

【００４１】以下、インバータクレーン装置に適用した
場合を述べる。

【００４２】図１０において、クレーンサドル装置３
２，４８は、ガータ４２に組み込まれたインバータホイ
スト３９および横行装置５０を、サドル用電動機３１，
４６により、レール２９，４５上でｅ方向またはｆ方向
に移動させる。

【００４３】サドル用電動機３１，４６は、操作入力装
置３６からの指示とインバータ装置４３により、必要な
周波数，電圧，電流特性に制御される。

【００４４】図１１にクレーンサドル装置３２，４８の
運転パターンを示す。

【００４５】横行装置５０は、横行用電動機４１によ
り、ガータ４２に沿ってインバータホイスト３９をｃ方
向またはｄ方向に移動させる。

【００４６】横行用電動機４１は、操作入力装置３６か
らの指示とインバータ装置３５により、必要な周波数，
電圧，電流特性に制御される。

【００４７】図１１に横行装置５０の運転パターンを示
す。

【００４８】そして、インバータホイスト３９は、巻
上，巻下用電動機４０により荷物をａ方向またはｂ方向
に移動させる。

【００４９】巻上，巻下用電動機４０は、操作入力装置
３６からの指示とインバータ装置３８により、必要な周
波数，電圧，電流特性に制御される。

【００５０】この巻上，巻下時の運転パターンについて
は図８に示した。

【００５１】なお、このインバータクレーン装置は、操
作入力装置３６からの運転指示によりクレーンサドル装
置３２，４８のｅ，ｆ方向への移動、横行装置５０によ
るｃ，ｄ方向への移動、インバータホイスト３９による
ａ，ｂ方向への移動を並列処理することもできる。

【００５２】図１１の各運転パターンにおいて、斜線で
示される部分が回生エネルギーを生じる部分であり、制
動抵抗装置４４，３４により熱変換消費される。

【００５３】また、本実施例では、インバータ装置３
５，３８，４３、制動抵抗装置３４，３７，４４をそれ
ぞれ走行，横行，巻上巻下用で別々に取り付けている
が、走行と横行で１個のインバータ装置と１個の制動抵
抗装置というようにまとめることにより、全体としての
走行，横行，巻上巻下では２個のインバータ装置と２個
の制動抵抗装置というような配置であってもよい。

【００５４】図示実施例においては、図９に示すよう
に、金属板抵抗の構造につき、金属線２７を巻いた絶縁
板２６を上下から２枚の絶縁板２６で挟み込み、これを
さらに金属板２５で挟み込むという形をとっているが、
これは最終的に回生エネルギーが熱発散部材として金属
板を伝って消費されればよく、図９に示される構造に限
定されない。

【００５５】また、図示実施例において、金属板抵抗は
平坦な形であるが、これに代えて例えば筒形、その他の
形状であってもよく、このような場合であっても、従来
のように、回生エネルギー変換媒体として抵抗体寸法が
大きい巻線抵抗を利用した制動抵抗装置に比べてその寸
法を小さく抑えることができる。

【００５６】さらに、図示実施例では、図７に示すよう
に、金属板抵抗５を縦に積み重ねて配置したが、平面状
に配置してもよい。

【００５７】またさらに、図示実施例では、温度監視装
置としてサーマルリレー２３を使用したが、温度を監視
するものであれば他のものであってもよい。

【００５８】さらにまた、図示実施例では、温度監視装
置を制動抵抗装置８の保護カバー２１に取り付けたが、
金属板抵抗５の外部に、あるいは金属板抵抗５の内部に
取り付けてもよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、回生電流から熱エネル
ギーへの変換を行う回生電流の熱変換消費媒体として、
抵抗体の寸法が小さい金属板抵抗体を構成要素とする制
動抵抗装置をインバータホイスト、またはインバータク
レーン装置のインバータホイスト横行装置または（およ
び）サドル装置に搭載することにより、制動抵抗装置ひ
いては制動抵抗装置取付体の小型化をはかり、また制動
抵抗装置の制動抵抗装置取付体への取付けに関してある
程度の自由度を有し、その取付作業を従来よりも容易に
行うことができるものであって、装置の小型化と組立作
業性の向上化という２つの効果を同時に達成することが
できる。

【００６０】また、制動抵抗装置に過熱焼損防止機能構
造を具備することにより、使用頻度過多による抵抗の異
常発熱を防止することができる。

【００６１】さらに、制動抵抗装置に対し、回生電流か
ら熱エネルギーへの熱変換消費媒体を常時強制冷却する
機能を具備せしめることにより、金属板抵抗体の冷却効
率を高めることができ、このように冷却効率を高めるこ
とにより、使用する抵抗体の容量を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインバータホイストの一実施例を
示すブロック図である。

【図２】従来型インバータホイストのブロック図であ
る。

【図３】公知例から考えられる制動抵抗装置の例を示す
斜視図である。

【図４】従来型インバータホイストの運転パターン説明
図である。

【図５】巻線抵抗器の斜視図である。

【図６】インバータの運転パターンと制動抵抗の表面温
度との関係を示す図である。

【図７】本発明のインバータホイストに組み込まれる制
動抵抗装置の具体的一例を示す斜視図である。

【図８】本実施例に係るインバータホイストの運転パタ
ーン説明図である。

【図９】金属板抵抗の構造を示す分解斜視図である。

【図１０】インバータ式クレーン装置の全体構成を示す
斜視図である。

【図１１】インバータ式クレーン装置の運転パターン説
明図である。

【符号の説明】

１…主電源、２…操作入力装置、３…インバータ装置、
４…制御部、５…金属板抵抗、６…ファン、７…熱監視
装置、８…制動抵抗装置、９…電動機、１０…ブレーキ
装置、１１…インバータホイスト。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷物を上下に移動するための動作指令を与
   える操作入力装置と、荷物を上下に移動するための動力
   源である電動機と、電動機の駆動を停止させるブレーキ
   装置と、電動機の回転速度を可変制御するインバータ装
   置と、操作入力装置，ブレーキ装置，インバータ装置を
   制御する制御部と、電動機からの回生電流を消費する制
   動抵抗装置とを備えるインバータホイストにおいて、回
   生電流から熱エネルギーへの変換を行う熱変換消費媒体
   として、金属板抵抗体を構成要素とする制動抵抗装置を
   搭載したことを特徴とするインバータホイスト。
2. 【請求項２】請求項１において、制動抵抗装置に過熱焼
   損防止機能構造を具備したことを特徴とするインバータ
   ホイスト。
3. 【請求項３】請求項１または２において、制動抵抗装置
   に対し、回生電流から熱エネルギーへの熱変換消費媒体
   を常時強制冷却する機能を具備せしめたことを特徴とす
   るインバータホイスト。
4. 【請求項４】インバータクレーン装置において、インバ
   ータホイスト横行時における横行装置の回生電流から熱
   エネルギーへの変換を行う熱変換消費媒体として、金属
   板抵抗体を構成要素とする制動抵抗装置を搭載したこと
   を特徴とするインバータクレーン装置。
5. 【請求項５】インバータクレーン装置において、サドル
   走行時におけるサドル装置の回生電流から熱エネルギー
   への変換を行う熱変換消費媒体として、金属板抵抗体を
   構成要素とする制動抵抗装置を搭載したことを特徴とす
   るインバータクレーン装置。
6. 【請求項６】インバータクレーン装置において、インバ
   ータホイスト横行時における横行装置、およびサドル走
   行時におけるサドル装置の回生電流から熱エネルギーへ
   の変換を行う熱変換消費媒体として、金属板抵抗体を構
   成要素とする制動抵抗装置を搭載したことを特徴とする
   インバータクレーン装置。
7. 【請求項７】請求項４〜６のいずれかにおいて、制動抵
   抗装置に過熱焼損防止機能構造を具備したことを特徴と
   するインバータクレーン装置。
8. 【請求項８】請求項４〜７のいずれかにおいて、制動抵
   抗装置に対し、回生電流から熱エネルギーへの熱変換消
   費媒体を常時強制冷却する機能を具備したことを特徴と
   するインバータクレーン装置。