JPH0833079B2 - Concrete vibrator - Google Patents
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- JPH0833079B2 JPH0833079B2 JP63017112A JP1711288A JPH0833079B2 JP H0833079 B2 JPH0833079 B2 JP H0833079B2 JP 63017112 A JP63017112 A JP 63017112A JP 1711288 A JP1711288 A JP 1711288A JP H0833079 B2 JPH0833079 B2 JP H0833079B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は脱泡用コンクリートバイブレータに関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a defoaming concrete vibrator.
（従来技術とその問題点） コンクリートの打設に当って使用されるコンクリート
バイブレータ、例えば第１図（ａ）（ｂ）のように起振
子を内蔵した振動部Ｉと、その駆動用のモータ部IIから
なるバイブレータ本体Ａ及びこれとケーブル（ａ）或い
は接続管体（ｂ）によって接続される起動スイッチなど
を収容した駆動回路ボックスＢなどからなり、バイブレ
ータ本体Ａをコンクリート中に差しこむことにより振動
を与えて、コンクリート中の気泡の充分な脱泡を図るコ
ンクリートバイブレータは、コンクリートを緻密なもの
として強度の高いコンクリート構造物を築造するのに欠
くことのできないものである。(Prior Art and its Problems) A concrete vibrator used for placing concrete, for example, a vibrating section I having a vibrating element as shown in FIGS. 1A and 1B, and a motor section for driving the vibrating section I. It consists of a vibrator main body A consisting of II and a drive circuit box B containing a starter switch connected to the main body A by a cable (a) or a connecting pipe (b), and vibrates by inserting the vibrator main body A into concrete. The concrete vibrator, which aims at sufficiently defoaming the bubbles in the concrete, is indispensable for constructing a concrete structure having a high density as a dense concrete.
ところでこのコンクリートバイブレータの具備すべき
主たる性能として、コンクリート中に差込んだとき振
動数の低下が少なく作業量の低下を招くことが少ないこ
と、コンクリートの硬軟例えば水分の少ないものと多
いものであっても最も効率的な脱泡を行いうるように振
動数の可変設定が可能であること、小型軽量，構造が
簡単であって故障が少なく、しかも少ない人数例えば一
人で容易に移動操作できること、電源として特殊のも
のを使用することなく、電圧変動の大きい電源でも使用
できることなどが要求されるが、その要求の殆どは振動
発生用の起振子例えば偏心振子を駆動回転するためのモ
ータの特性により決定される。しかし従来広く駆動源と
して使用されている例えばインダクションモータや整流
子モータのような高速駆動モータでは一長一短があり、
一方を満足させれば他方を満たすことができず、前記
〜の要求のすべてを満足させることができない。By the way, the main performance that this concrete vibrator should have is that when it is inserted into concrete, the decrease in frequency is small and the work amount is not likely to decrease, and the hardness and softness of concrete, such as that with little moisture, are many. The variable frequency can be set so that the most efficient defoaming can be performed, the size and weight are simple, the structure is simple and there are few failures, and even a small number of people, for example, one person can easily move and operate it. It is required that it can be used with a power supply with large voltage fluctuations without using a special one, but most of the requirements are determined by the characteristics of the motor for driving and rotating the oscillating pendulum, such as an eccentric pendulum. It However, there are advantages and disadvantages in high-speed drive motors such as induction motors and commutator motors that have been widely used as drive sources in the past.
If one is satisfied, the other cannot be satisfied, and all the above-mentioned requirements (1) to (4) cannot be satisfied.
例えば駆動源としてのインダクションモータは構造が
簡単堅牢で過負荷にも容易に耐え、しかも一般商用周波
電源によって使用できる利点があるが、その反面このモ
ータは滑りを有するため負荷の変動によって回転数を変
化して振動数の大きな変化をまぬがれ得ない。従って例
えば空中において起動してコンクリート中に投入する
と、回転数が例えば12krpmから6krpm程度に低下する。
このため必要な脱泡までに時間を要して作業量を大きく
低下したり脱泡を不十分とし易い欠点があり、このよう
な欠点はコンクリートの硬軟によっても発生する。また
このような欠点を防ごうとして容量に余裕をもったモー
タを使用すると大型高重量となるばかりでなく高価とな
る。For example, an induction motor as a drive source has the advantage that it has a simple structure and is robust and can easily withstand overload, and can be used with a general commercial frequency power source. It cannot be changed to avoid large changes in frequency. Therefore, for example, when it is started up in the air and put into concrete, the rotation speed decreases from about 12 krpm to about 6 krpm.
For this reason, there is a drawback that it takes time until the necessary defoaming and the work amount is greatly reduced or the defoaming is insufficient, which is also caused by the hardness and softness of concrete. If a motor having a large capacity is used in order to prevent such drawbacks, not only the size and weight of the motor become large but also the cost becomes high.
また従来広く使用されている電動発電機や静止形イン
バータ装置などの周波数変換装置によって、インダクシ
ョンモータを高周波例えば200Hz程度の周波数で駆動す
る方式は、振動数を高くして作業量を増すことができる
が、その反面周波数変換装置の使用によって高価とな
り、しかも総重量が大となる。これに加えて高周波駆動
であるため鉄損の増大を招いて、ロータ，ステータの両
者からの発熱を大とする。従って特に負荷の少ない空中
において長く運転したとき或いは長時間使用したときモ
ータを焼損するおそれがあるため、サーマルプロテクタ
を設けて熱保護する必要がある。従ってそれだけ不利と
なる。しかもインダクションモータであるため、滑りに
よる前記と同様の欠点を除くため、容量の大きい余裕を
もったものを使用しなければならない。このため大型高
重量となる。また従来のものは回転数が固定であるため
コンクリートの硬軟などに応じて回転数を可変できず、
しかも電圧変動の大きいエンジン発電機の使用は不利で
あって使用電源の制約が大きいなど、前記インダクショ
ンモータ特有の欠点をもつ。In addition, a method of driving an induction motor at a high frequency, for example, a frequency of about 200 Hz by a frequency conversion device such as a motor generator or a static inverter device that has been widely used in the past can increase the frequency and increase the work amount. However, on the other hand, the use of the frequency conversion device makes it expensive and the total weight becomes large. In addition to this, since it is driven at a high frequency, iron loss is increased and heat generation from both the rotor and the stator is increased. Therefore, the motor may be burned out when it is operated for a long time in the air with a light load, or when it is used for a long time. Therefore, it is necessary to provide a thermal protector for thermal protection. Therefore, it is disadvantageous. Moreover, since it is an induction motor, it is necessary to use an induction motor having a large capacity and a margin in order to eliminate the same drawbacks as described above due to slippage. Therefore, it becomes large and heavy. In addition, since the conventional one has a fixed number of revolutions, the number of revolutions cannot be changed according to the hardness of the concrete, etc.
Moreover, the use of an engine generator with a large voltage fluctuation is disadvantageous and the power source used is largely restricted, and there are drawbacks peculiar to the induction motor.
そこで最近インダクションモータに代えてセンサ付半
導体モータ別名DCブラッシレスモータ、即ち永久磁石式
回転子と、固定子，直流モータの刷子に代る永久磁石回
転子の回転位置検出用のホール素子などの感磁素子及び
整流子に代るトランジスタなどによる半導体素子回路な
どから構成される所謂直流ブラッシレスモータを起振子
の駆動源とする試みがなされている。Therefore, recently, instead of an induction motor, a semiconductor motor with a sensor, also known as a DC brushless motor, that is, a permanent magnet rotor and a hall element for detecting the rotational position of the permanent magnet rotor, which replaces the brush of the stator and the DC motor, etc. Attempts have been made to use a so-called DC brushless motor, which is composed of a semiconductor element circuit including a magnetic element and a transistor instead of a commutator, as a drive source of the oscillating element.
このモータによればその特性上の利点、即ちインダク
ションモータに比べて小型で効率が高く（10〜20％高
い）、しかも定速制御性，可変速性などの制御性と起動
特性にすぐれ、しかもブラッシレスのもつ保守の容易化
などから、前記インダクションモータであるが故に生ず
る各種の欠点を排除できる。しかしその反面この方法で
は永久磁石回転子の回転位置の検出に使用されるホール
素子、エンコーダ，インダクタンスなどがバイブレータ
の振動，モータからの発熱などによって損傷し易いた
め、故障の発生が多くなって保守管理において不利であ
り、使用効率を低下する欠点がある。またこれを防ぐた
めモータとホール素子および起振子とよりなるバイブレ
ータ本体と分離してモータの駆動回路をボックス内に収
容し、両者をバイブレータ本体とケーブルによって接続
する試みがなされている。しかしこれによって制御可能
なバイブレータ本体と駆動回路間に許される距離は雑音
障害などによる制約により最大1.5m程度である。従って
バイブレータの移動のためケーブル長さ20m前後を要す
るコンクリートバイブレータには適用が困難であるばか
りか、モータの電源線を含んだ制御線の数が11本程度の
太いケーブルを必要とするため、バイブレータ本体の移
動に不利である難点があり、センサ付半導体モータのコ
ンクリートバイブレータへの適用には従来方式にない新
たな欠点をもたらすことになる。According to this motor, its characteristic advantage is that it is smaller and more efficient (10 to 20% higher) than an induction motor, and it has excellent controllability such as constant speed controllability and variable speed and starting characteristics. Due to the ease of maintenance and the like of the brushless machine, various drawbacks caused by the induction motor can be eliminated. However, on the other hand, with this method, the Hall element, encoder, inductance, etc. used to detect the rotational position of the permanent magnet rotor are easily damaged by the vibration of the vibrator, the heat generated from the motor, etc., and this causes frequent failures and maintenance. It is disadvantageous in management and has the drawback of reducing usage efficiency. Further, in order to prevent this, an attempt has been made to separate the motor, the vibrator main body including the hall element and the oscillating body from each other to house the drive circuit of the motor in the box, and connect the both to the vibrator main body by a cable. However, the maximum distance that can be controlled between the vibrator body and the drive circuit is about 1.5 m due to restrictions such as noise interference. Therefore, not only is it difficult to apply to a concrete vibrator that requires a cable length of around 20 m for moving the vibrator, but it also requires a thick cable with about 11 control lines including the power line of the motor. There is a disadvantage in moving the main body, and the application of a semiconductor motor with a sensor to a concrete vibrator brings with it a new drawback not found in conventional methods.
（発明の目的） 本発明は上記インダクションモータ，整流子モータの
ような高速駆動モータ，センサ付半導体モータなどを駆
動源とする従来のコンクリートバイブレータのもつ各種
の欠点を一挙に排除したコンクリートバイブレータの提
供を目的としてなされたものである。(Object of the Invention) The present invention provides a concrete vibrator that eliminates all the drawbacks of the conventional concrete vibrator that uses the induction motor, the high-speed drive motor such as a commutator motor, and the semiconductor motor with a sensor as a drive source. It was made for the purpose.
（問題点を解決するための本発明の手段） 本発明の特徴とするところは、永久磁石回転子の回転
位置検出器として、振動，発熱などによる損傷など耐環
境性に大きく劣るホール素子などを用いることなく、３
相固定子巻線に誘起される電圧、即ちギャップ内の磁束
分布によって発生し、回転数によってのみ周波数が変化
する誘起電圧を永久磁石回転子の回転位置検出に用い、
これによりPWM,PAM方式などにより制御される半導体イ
ンバータにより、固定子巻線の供給電流が制御されるよ
うにしたセンサレス半導体モータ、所謂同期モータを起
振子の駆動源として使用する点にある。(Means of the Present Invention for Resolving Problems) The feature of the present invention is that a hall element or the like, which is greatly inferior in environmental resistance such as damage due to vibration or heat generation, is used as a rotational position detector of a permanent magnet rotor. Without using 3
The voltage induced in the phase stator winding, that is, the induced voltage that is generated by the magnetic flux distribution in the gap and whose frequency changes only by the number of revolutions is used to detect the rotational position of the permanent magnet rotor,
Thus, a sensorless semiconductor motor, a so-called synchronous motor, in which the supply current of the stator winding is controlled by a semiconductor inverter controlled by the PWM, PAM method or the like is used as a drive source of the oscillating element.
次に本発明を一実施例により詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment.
（実施例の構成） 第２図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例を示すバイブ
レータ本体の分解斜視図と組立断面図、第３図はモータ
及びその制御回路図である。(Structure of Embodiment) FIGS. 2 (a) and 2 (b) are an exploded perspective view and an assembled sectional view of a vibrator body showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a motor and its control circuit diagram.
第２図（ａ）においてＩは振動部であって、このうち
（１）は偏心振子、（1a）はその軸、（1b）はカップリ
ング、（1c）はスナップリング、（1d）はベアリングで
あって、ベアリング（1d）としては偏心振子（１）より
外径の大きいものが使用され、かつ長期間の使用に耐え
るものが使用される。IIはモータ部であって、このうち
（２）は固定子鉄心、（2a）は固定子巻線、（2b）は永
久磁石回転子、（2c）はその回転軸、（2d）はカップリ
ングであって、上記偏心振子（１）のカップリング（1
b）と結合される。（2e）はスナップリング、（2f），
（2f'）はベアリングであって、回転軸（2c）を支承す
る。（３）は固定子巻線（2a）と後記する駆動部とをケ
ーブルにより接続するためのターミナル具である。In Fig. 2 (a), I is a vibrating part, of which (1) is an eccentric pendulum, (1a) is its shaft, (1b) is a coupling, (1c) is a snap ring, and (1d) is a bearing. As the bearing (1d), a bearing having an outer diameter larger than that of the eccentric pendulum (1) is used, and a bearing that can be used for a long time is used. II is a motor part, of which (2) is a stator core, (2a) is a stator winding, (2b) is a permanent magnet rotor, (2c) is its rotating shaft, and (2d) is a coupling. And the coupling of the eccentric pendulum (1) (1
combined with b). (2e) is a snap ring, (2f),
(2f ') is a bearing, which supports the rotating shaft (2c). (3) is a terminal tool for connecting the stator winding (2a) and a drive unit described later with a cable.
次に（４）は振動筒であって、耐摩耗性などにすぐれ
た材料によって作られる。（５）はモータケース、
（６）はターミナルケースであって、振動筒（４）とモ
ータケース（５）とは水密用Ｏリング（７）とジョイン
トケース（4a）を介して螺合結合される。またモータケ
ース（５）とターミナルケース（６）とは水密用Ｏリン
グ（８）を介して螺合結合され、内部に振動部I,モータ
部IIを収容し、第２図（ｂ）に示すバイブレータ本体Ａ
を構成する。第２図（ｂ）において（９）は駆動回路ボ
ックスで、その内部には後記する半導体チップとして形
成された後記回転位置検出回路B3、インバータ回路B4な
どが収容される。（10）は電源接続用のプラグ、（11）
は起動停止用押釦スイッチであって、バイブレータ本体
Ａに近いケーブル（12）の中間に設けられる。Next, (4) is a vibrating cylinder, which is made of a material having excellent wear resistance and the like. (5) is a motor case,
Reference numeral (6) is a terminal case, and the vibrating cylinder (4) and the motor case (5) are screwed to each other via a watertight O-ring (7) and a joint case (4a). Further, the motor case (5) and the terminal case (6) are screw-coupled with each other through a watertight O-ring (8), and the vibrating part I and the motor part II are housed therein, as shown in FIG. 2 (b). Vibrator body A
Is configured. In FIG. 2B, (9) is a drive circuit box, in which a rotational position detection circuit B 3 , which will be described later, which is formed as a semiconductor chip, an inverter circuit B 4, etc. are housed. (10) is a plug for power supply connection, (11)
Is a start / stop push button switch, which is provided in the middle of the cable (12) close to the vibrator body A.
次に第３図においてI,IIはバイブレータ本体Ａを形成
する振動部とモータ部であって、モータ部IIにおいて
（2b）は永久磁石回転子、（2c）はその回転軸、（2a）
は３相固定子巻線であって星形接続される。Ｂは駆動回
路であって、このうちB1は永久磁石回転子の回転位置検
出回路であって、一端が３相固定子巻線（2a）に並列接
続された星形接続抵抗器（13）と、その中性点電圧V01
と３相星形接続固定子巻線（2a）の中性点電圧V02とが
入力される差動増幅器（14）とよりなる。B2は速度制御
回路であって速度設定用信号回路（15）を有し、これに
設定された信号と差動増幅器（14）により検出された信
号との比較出力を送出する。B3はパルス変調出力を送出
する転流制御回路、B4は転流制御回路B3によって転流位
置が制御される全波形半導体インバータ回路、（16）は
整流器、（17）は平滑用コンデンサであって、以上から
なる駆動回路は上記速度制御回路B2の速度設定用信号回
路（15）の調整摘み（15a）が外部に位置するように、
第２図（ｂ）で示した駆動回路ボックス９内に収容され
る。そしてケーブル（12）とプラグ（10）により商用周
波電源などに接続される。（11）は起動停止用押釦スイ
ッチであって、例えば押すことによってオンとなり再び
押すことによってオフとなるスイッチが用いられ、かつ
その操作電流を小さくし小型として例えば第２図（ｂ）
のようにバイブレータ本体に近接したケーブル（12）の
途中に埋めこみうるようにするため、電流値の少ない例
えばインバータ回路B4のベース信号回路に接続される。
次に以上の構成をもつ本発明コンクリートバイブレータ
の動作について説明する。Next, in FIG. 3, I and II are a vibration part and a motor part which form the vibrator main body A. In the motor part II, (2b) is a permanent magnet rotor, (2c) is its rotation axis, and (2a).
Is a three-phase stator winding and is star-connected. B is a drive circuit, of which B 1 is a rotational position detection circuit for the permanent magnet rotor, one end of which is connected in parallel with the three-phase stator winding (2a) to form a star connection resistor (13). And its neutral voltage V 01
And a differential amplifier (14) to which the neutral point voltage V 02 of the three-phase star connection stator winding (2a) is input. B 2 is a speed control circuit, which has a speed setting signal circuit (15) and sends out a comparison output of the signal set therein and the signal detected by the differential amplifier (14). B 3 is a commutation control circuit that outputs a pulse-modulated output, B 4 is a full-waveform semiconductor inverter circuit whose commutation position is controlled by the commutation control circuit B 3 , (16) is a rectifier, and (17) is a smoothing capacitor. In addition, the above-mentioned drive circuit is arranged so that the adjustment knob (15a) of the speed setting signal circuit (15) of the speed control circuit B 2 is located outside.
It is housed in the drive circuit box 9 shown in FIG. Then, the cable (12) and the plug (10) are connected to a commercial frequency power source or the like. (11) is a push-button switch for starting and stopping, for example, a switch that is turned on by pushing and turned off by pushing again is used, and its operating current is made small to make it compact, for example, as shown in FIG.
As described above, in order to be embedded in the middle of the cable (12) close to the vibrator body, it is connected to a base signal circuit of, for example, an inverter circuit B 4 having a small current value.
Next, the operation of the concrete vibrator of the present invention having the above configuration will be described.
（実施例の動作） 電流からの交流を整流器（16）によって直流化したの
ち、インバータ回路B4によって設定された所要周波数の
交流に変換された電圧が加えられる星形接続された３相
固定子巻線（2a）の誘起電圧は主として基本波と、ギャ
ップの磁束分布によって定まるレベルの高周波、主とし
て第３調波とからなることは周知である。ここで基本波
は120度宛の角度間隔を有しているため、３相固定子巻
線（2a）の中性点に現れることがなく、同相である基本
波の３倍の周波数をもつ電圧、即ちモータの回転数と同
期して周期の変わる第３奇数調波電圧V02のみを得るこ
とができる。従って各相の電圧が平衡していればその中
性点に基本波成分電圧が現れることがなく、また電源電
圧がほぼ基本成分のみであれば中性点の電位が常に零に
保たれる、３相星形接続の抵抗器（13）の中性点電位N
01を基準レベルとして、３相固定子巻線（2a）の中性点
電位N02との差をとれば、永久磁石回転子の回転に同期
し、かつ回転数に比例して繰返し周期の変わる第３調波
電圧成分を得ることができる。従って振動やモータの発
熱などによって損傷と易いなど耐環境性に著しく劣り、
故障多発の原因となるホール素子などを用いることな
く、しかもホール素子などのようにモータに近接させる
ことなくバイブレータ本体Ａから離れた位置において電
気的に永久磁石回転子の回転位置の検出が可能となる。(Operation of Example) A star-shaped three-phase stator to which a voltage converted into an alternating current having a required frequency set by the inverter circuit B 4 is applied after the alternating current is converted into a direct current by the rectifier (16). It is well known that the induced voltage in the winding (2a) is mainly composed of a fundamental wave, a high frequency wave having a level determined by the magnetic flux distribution in the gap, and mainly a third harmonic wave. Here, since the fundamental wave has an angular interval of 120 degrees, it does not appear at the neutral point of the three-phase stator winding (2a), and the voltage has a frequency three times that of the fundamental wave in phase. That is, it is possible to obtain only the third odd harmonic voltage V 02 whose period changes in synchronization with the rotation speed of the motor. Therefore, if the voltage of each phase is balanced, the fundamental wave component voltage does not appear at the neutral point, and if the power supply voltage is almost the basic component, the potential of the neutral point is always kept at zero. Neutral point potential N of 3-phase star connection resistor (13)
Taking 01 as the reference level and taking the difference from the neutral point potential N 02 of the three-phase stator winding (2a), the repetition cycle changes in synchronization with the rotation of the permanent magnet rotor and in proportion to the rotation speed. The third harmonic voltage component can be obtained. Therefore, it is easily damaged by vibration or heat generation of the motor, etc.
It is possible to electrically detect the rotational position of the permanent magnet rotor at a position away from the vibrator main body A without using a hall element or the like that causes frequent failures and without approaching the motor like the hall element. Become.
即ち速度制御回路B2に入力される速度設定用信号回路
（15）からの設定用クロックパルスを基準として、回転
位置検出回路B1からの繰返し周期に対応するパルス信号
とを比較し、その検出誤差周期信号が常に零となるよう
に転流制御回路B3を介してインバータ回路B4をパルス幅
変調出力により負帰還制御して固定子巻線（2a）に供給
する電流を制御することにより、常に設定回転数に追随
した回転数の一定制御が行われる。しかも設定回転数を
可変としているので必要に応じて自由に所望の回転数、
従って振動数を得ることができる。That is, with reference to the setting clock pulse from the speed setting signal circuit (15) input to the speed control circuit B 2 , the pulse signal corresponding to the repetition cycle from the rotational position detection circuit B 1 is compared, and the detection is performed. By controlling the current fed to the stator winding (2a) by negative feedback control of the inverter circuit B 4 by the pulse width modulation output via the commutation control circuit B 3 so that the error period signal is always zero. The constant control of the rotation speed is always performed following the set rotation speed. Moreover, since the set rotation speed is variable, you can freely set the desired rotation speed as needed.
Therefore, the frequency can be obtained.
（他の実施例） 以上の実施例においてはインバータの転流制御にパル
ス幅変調方式所謂PWM制御方式を用いたが、例えば第４
図に示すチョッパ制御式所謂PAMインバータを用いるこ
とができる。なお公知であるので説明を省略する。また
以上の実施例では固定子巻線に生ずる第３調波電圧によ
り永久磁石回転子の回転位置の検出を行うようにした半
導体モータを使用した例について述べたが、固定子巻線
にそれぞれ発生する駆動電源周波数の逆起電力を永久磁
石回転子の回転位置検出に用いる半導体モータを使用す
ることができる。(Other Embodiments) In the above embodiments, the pulse width modulation method, so-called PWM control method, is used for the commutation control of the inverter.
A chopper-controlled so-called PAM inverter shown in the figure can be used. Since it is publicly known, its explanation is omitted. Further, in the above embodiments, the example using the semiconductor motor in which the rotational position of the permanent magnet rotor is detected by the third harmonic voltage generated in the stator winding has been described. It is possible to use a semiconductor motor that uses the back electromotive force of the driving power supply frequency to detect the rotational position of the permanent magnet rotor.
以上のように本発明では永久磁石回転子の回転位置の
検出に、固定子巻線に誘起される電圧を用いた同期モー
タをバイブレータの駆動源として用いているので、前記
した従来バイブレータのもつ各種の欠点は一掃され、コ
ンクリートバイブレータに要求される性能をほぼ満足さ
せうるすぐれた効果を奏する。即ち固定子巻線に誘起
する電圧を永久磁石回転子の回転位置検出信号として利
用して、直流モータの刷子に相当する作用を行わせるの
で、振動やモータの発生熱による損傷など耐環境性に著
しく劣るホール素子などを使用する必要がない。また
誘起電圧を位置検出に用いるので、バイブレータ本体と
駆動回路ボックスとの距離を所要の距離（例えば前述の
20m）以上離しても差し支えなく、しかも駆動回路ボッ
クスとバイブレータ本体とを接続するケーブルの芯線数
は、固定子巻線用の３本乃至４本の芯線で済み、ケーブ
ルを太くすることがないので従来のセンサ付半導体モー
タの使用によるバイブレータの欠点は一掃される。更
に本発明では速度設定用信号回路の基準信号周期を設定
替することにより、任意の一定振動数を得ることができ
るので、コンクリートの硬軟にあわせて最適な振動をコ
ンクリートに与えることができるばかりでなく、電源電
圧の変動があっても回転数を一定にすることができる。
従って商用周波電圧、更にはエンジン発電機によって駆
動できるので使用電源の制約がない。これに加えて回転
数が一定制御されるので、従来のインダクションモータ
のように滑りによる振動数の低下がなく、これによる作
業量の低下防止を図りうる。また更にインダクションモ
ータによる場合のように滑りによる振動数の低下のため
容量の大きいモータを使用する必要がないのでバイブレ
ータをそれぞれ小型軽量とすることができ、最近におけ
る建設労働者の高齢化に対応できる。専用高周波電源
例えば電動発電機を必要としないのでそれだけ構成，簡
単、しかも安価となる。回転子は永久磁石式であるの
で発熱がなく、発熱部となるステータもロータの外側に
位置し、その冷却が容易である。半導体モータはイン
ダクションモータより10〜20％効率が高いので、それだ
け小型軽量となり電力消費も少ない。起動停止用スイ
ッチを小電流回路、例えば第３図に示すインバータB4の
ベース信号回路に設けることができるので小型となる。
従ってスイッチとしてリードスイッチ，スナップスイッ
チを用い、これをバイブレータ近傍のケーブル内に埋込
んで使用でき、またケーブルの上から操作できるように
して水密構造とすることができるのでスイッチの破損や
感電の危険がない。またバイブレータの近傍にスイッチ
を設けることができるので、コンクリート中へのバイブ
レータの差込みと起動を一人で行うことができるばかり
でなく、遠隔操作も可能となるので操作上の自由度を増
すことができる。インダクションモータを用いたもの
に比べて小型軽量となり、一人で運搬が可能になるの
で、ビルなどの工事現場のフロア移動が従来のものに比
べて容易になるなど、バイブレータとして要求される性
能を満足させうる。As described above, according to the present invention, since the synchronous motor using the voltage induced in the stator winding is used as the drive source of the vibrator for detecting the rotational position of the permanent magnet rotor, various types of the above-described conventional vibrator have. The drawbacks of (1) are eliminated, and an excellent effect that almost satisfies the performance required for the concrete vibrator is achieved. That is, the voltage induced in the stator winding is used as the rotational position detection signal of the permanent magnet rotor to perform the action equivalent to that of the brush of the DC motor, so that the environment resistance such as damage due to vibration or heat generated by the motor is improved. There is no need to use a significantly inferior Hall element or the like. In addition, since the induced voltage is used for position detection, the distance between the vibrator body and the drive circuit box must be the required distance (for example,
It can be separated by more than 20m), and the number of core wires of the cable connecting the drive circuit box and the vibrator main body is only 3 to 4 core wires for the stator winding, which does not make the cable thick. The drawbacks of the vibrator by using the conventional semiconductor motor with a sensor are eliminated. Further, in the present invention, by changing the setting of the reference signal period of the speed setting signal circuit, it is possible to obtain an arbitrary constant frequency, so that it is possible not only to give an optimum vibration to concrete according to the hardness and softness of concrete. The rotation speed can be kept constant even if the power supply voltage varies.
Therefore, since it can be driven by the commercial frequency voltage and further by the engine generator, there is no restriction on the power source used. In addition to this, since the rotation speed is controlled to be constant, there is no decrease in the vibration frequency due to slippage as in the conventional induction motor, and it is possible to prevent the decrease in the work amount due to this. Further, since it is not necessary to use a motor with a large capacity because the frequency of vibration is reduced due to slippage as in the case of using an induction motor, the vibrators can be made smaller and lighter respectively, and it is possible to cope with the recent aging of construction workers. . Since a dedicated high-frequency power source such as a motor generator is not required, the structure, the simplicity, and the cost are reduced. Since the rotor is a permanent magnet type, it does not generate heat, and the stator, which is a heat generating portion, is also located outside the rotor and can be easily cooled. Semiconductor motors are 10-20% more efficient than induction motors, so they are smaller and lighter and consume less power. Since the start / stop switch can be provided in the small current circuit, for example, the base signal circuit of the inverter B 4 shown in FIG. 3, the size is reduced.
Therefore, a reed switch or snap switch can be used as a switch by embedding it in the cable near the vibrator, and it can be operated from above the cable to create a watertight structure, which may damage the switch or cause electric shock. There is no. In addition, since a switch can be installed near the vibrator, not only can the vibrator be inserted into the concrete and started, but also remote operation is possible, increasing the degree of freedom in operation. . It is smaller and lighter than the one using an induction motor, and can be transported by one person, so the floor of construction sites such as buildings is easier to move than conventional ones, and it satisfies the performance required as a vibrator. Can be done.
第１図はコンクリートバイブレータの構造概略図、第２
図は本発明の一実施例を示すバイブレータ本体の分解斜
視図及び全体構成を示す部分断面図、第３図はその電気
回路図、第４図は他の転流制御方式の説明図である。 Ａ……バイブレータ本体、Ｉ……振動部、（１）……偏
心振子、（1a）……その軸、（1b）……カップリング、
（1c）……スナップリング、（1d）……ベアリング、II
……モータ部、（２）……固定子鉄心、（2a）……３相
星形接続固定子巻線、（2b）……永久磁石回転子、（2
c）……回転軸、（2d）……カップリング、（2e）……
スナップリング、（2f）（2f'）……ベアリング、
（３）……ターミナル具、（４）……振動筒、（５）…
…モータケース、（６）……ターミナルケース、（７）
（８）……Ｏリング、（10）……プラグ、（11）……起
動停止用押釦スイッチ、（12）……ケーブル、Ｂ……駆
動回路、B1……回転位置検出回路、（13）……星形接続
抵抗器、（14）……差動増幅器、B2……速度制御回路、
（15）……速度設定用信号回路、B3……転流制御回路、
B4……インバータ回路、（16）……整流器、（17）……
平滑用コンデンサ。FIG. 1 is a schematic view of the structure of the concrete vibrator, 2
FIG. 3 is an exploded perspective view of a vibrator main body showing an embodiment of the present invention and a partial cross-sectional view showing the entire structure, FIG. 3 is an electric circuit diagram thereof, and FIG. 4 is an explanatory view of another commutation control system. A ... Vibrator body, I ... Vibration part, (1) ... Eccentric pendulum, (1a) ... Its axis, (1b) ... Coupling,
(1c) …… Snap ring, (1d) …… Bearing, II
...... Motor part, (2) …… Stator core, (2a) …… Three-phase star connection stator winding, (2b) …… Permanent magnet rotor, (2
c) …… Rotary axis, (2d) …… Coupling, (2e) ……
Snap ring, (2f) (2f ') …… Bearing,
(3) …… Terminal equipment, (4) …… Vibration tube, (5)…
… Motor case, (6) …… Terminal case, (7)
(8) ... O-ring, (10) ... plug, (11) ... start / stop push button switch, (12) ... cable, B ... driving circuit, B 1 ... rotation position detection circuit, (13 ) …… Star connection resistor, (14) …… Differential amplifier, B 2 …… Speed control circuit,
(15) …… Speed setting signal circuit, B 3 …… Commutation control circuit,
B 4 …… Inverter circuit, (16) …… Rectifier, (17) ……
Smoothing capacitor.
フロントページの続き (72)発明者 松下 一男 埼玉県南埼玉郡白岡町大字下大崎15―１ 三笠産業株式会社技術研究所内 (72)発明者 馬場 功 東京都文京区千石１―23―11 信濃電気株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−234975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−141960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−33980（ＪＰ，Ａ)Front Page Continuation (72) Inventor Kazuo Matsushita 15-1 Shimo-Osaki, Shiraoka-cho, Minami Saitama-gun, Saitama Mitsuka Sangyo Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Inventor Isao Baba 1-23-11 Sengoku, Bunkyo-ku, Tokyo Shinano Electric Co., Ltd. In-house company (56) Reference JP 61-234975 (JP, A) JP 60-141960 (JP, A) JP 60-33980 (JP, A)
Claims (1)
同期モータと、この同期モータにより駆動される起振子
とよりなるバイブレータ本体と、 前記３相固定子巻線に誘起される電圧により前記永久磁
石回転子の回転位置検出を行う回転位置検出回路と、 前記同期モータの回転速度を設定する速度設定用信号回
路と、 前記回転位置検出回路により検出される繰返し周期に対
応するパルス信号と前記速度設定用信号回路の設定用ク
ロックパルスとを比較して速度制御出力を送出する速度
制御回路と、 この速度制御回路の出力により負帰還転流制御されて前
記同期モータの回転数を制御する半導体インバータ回路
とから構成されたコンクリートバイブレータ。1. A vibrator main body comprising a synchronous motor having a permanent magnet rotor and a three-phase stator winding, a vibrator driven by the synchronous motor, and induced in the three-phase stator winding. A rotation position detection circuit for detecting the rotation position of the permanent magnet rotor by a voltage, a speed setting signal circuit for setting the rotation speed of the synchronous motor, and a pulse corresponding to a repetition cycle detected by the rotation position detection circuit. A speed control circuit that sends a speed control output by comparing a signal with a setting clock pulse of the speed setting signal circuit, and a negative feedback commutation control by the output of this speed control circuit to control the rotation speed of the synchronous motor. A concrete vibrator composed of a controlling semiconductor inverter circuit.
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