JPS6058157B2 - 無重力ホイスト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホイスト駆動力伝達系の励磁電流の制御と吊り
荷上昇及び下降用ドラムの回転速度制御により見かけ上
の無重力状態を作る無重カホイストに関する。

従来、この種の無重カホイストとしては、駆動源である
電動機に減速機を介して吊り荷上昇及び下降用のドラム
の制御を、電動機の電機子電流によるトルクマイナルー
プと回転速度によるメジヤループにより行つている。

この場合、吊り荷の重量に対応して電動機のトルクを微
妙に変化対応させなければならないので、この電動機に
はもつぱら値段の高い直流機が使用されていた。その上
無重力平衡トルクを生ぜしめた場合には、減速部を主な
発生源とする比較的大きな摩擦損失が吊り荷の動きに対
して常に反対方向に誘起され、この値が人間工学的に許
容される範囲を越えるため、この方向と大きさを検出し
て人間の加える力が小さくてすむ様な保償回路を前述し
たトルクマイナループと回転速度メジヤループとの間に
設けなければならないという欠点があつた。本発明は以
上の点に鑑みてなされたものであり、ホイスト駆動力伝
達系に設けられた電磁クラッチの直流励磁巻線に所定の
交流励磁を重畳する補助巻線を設け、吊り荷の上昇及び
下降制御は、可逆定速度指令回路の出力を制御入力とし
てドラムの回転速度メジヤループと励磁電流のトルクマ
イナループにより行い、吊り荷平衡時には回転速度メジ
ヤループを切離して記憶容量補正回路を制御入力として
制御を行うようにすることにより、上述した欠点を除去
すると共に、安価で構成の簡単な無重カホイストを提供
することを目的とす’る。

以下本発明の一実施例を添付された図面と共に説明する
。

１０は駆動源である誘導電動機であり、１２は減速機で
ある、２０は電磁クラッチであつて、直門流励磁巻線２
２とこの直流励磁巻線２２に所定の交流励磁を重畳させ
る補助巻線２４とから構成されており、いわゆるデザ方
式が採用されている。

この重畳させる交流励磁量は電磁クラッチ２０固有のオ
フセット値相当量に設定してあるので、電磁クラッチ動
作時の摩擦トルクを低減できる。１４は電磁クラッチ２
０の出力側に設けられた増速機であり、１６は回転発電
機であつて、ドラム１８の回転速度に応じた電圧を発生
する。このドラム１８には図示されない吊り荷がワイヤ
ローブ等によつてつり下げる得るように構成されている
。又１９はブレーキであつてドラム１８の上昇、下降動
作を停止させるために、図示されない操作回路によつて
その動作は制御される。３０は可逆定速度指令回路であ
つて、ドラムに対して所定の回転速度に対応した電圧を
与えるために直流電源３２が設けられている。

３４は記憶容量補正回路てあつて、吊り荷の平衡時、所
望の微少変化量を与えるための可変直流電源３６が設け
られている。

なお上記可逆定速度指令回路３０、記憶容量補正回路３
４において、３０Ｕ，３４Ｕ；３０Ｄ，３４Ｄは夫々図
示されない操作回路の指令により投入される上昇用接点
及び下降用接点である。４０はつき合せ回路であつて、
前記可逆定速度指令回路３０からの出力と回転発電機１
６からのドラム回転速度の検出値に対応した値がつき合
される。

４２は選択ス２インチであつて、吊り荷平衡時第１のつ
き合せ回路４０からの偏差出力を前記記憶容量補正回路
３４の出力に切替選択する。

４４は励磁電流検出器であつて、前述した直流励磁巻線
２２に流れる励磁電流を検出し、この検出値を乱調防止
回路４６に出力している。

乱調防止回路４６ては、検出された励磁電流を所定の電
圧信．号に変換すると共にこのトルクマイナループの制
御の安定化及ひ励磁電流の温度ドリフトを抑制するため
に所定の補正を行う。前記つき合せ回路４０では回転電
動機１６からの帰還入力だけでなく前記乱調防止回路４
６から，の出力もつき合せされその偏差出力を増幅器５
０を介してアナログ記憶素子６０に出力する。

このアナログ記憶素子６０の出力電圧はその入力電流と
通電時間に比例し、入力電流を切つても長期間にわたつ
て保持記憶されている。６２は前述した・電磁クラッチ
２０の制御回路である。

本発明の一実施例は上記のような構成をしており、次に
その動作の説明を行う。まず、ドラム１８に吊り荷をか
けて、切替スイッチ４２を端子４２ａ側に接続する。

例えば、吊り荷を上昇させたい場合には、操作者を図示
されないペンダントスイッチ等に内蔵された操作回路の
上昇用の押鉛スイッチを投入すると、可逆定速度指令回
路３０の接点３０Ｕが閉成されるので、つき合せ回路４
０ではこの可逆定速度指令回路３０の正極性の出力と回
転電動機１６からの出力及び電磁クラッチ２０の励磁電
流の検出値に基づく乱調防止回路４６の出力とをつき合
せて、その偏ノ差出力を増幅器５０を介してアナログ記
憶素子６０に入力する。アナログ記憶素子６０ではつき
合せ回路４０からの増幅された偏差出力を積分記憶した
電圧出力を電磁クラッチ制御回路６２に与える。この制
御回路６２は入力電圧に対応した励磁・電流１ｆを電磁
クラッチ２０の直流励磁巻線２２に与え励磁を行う。従
つて電磁クラッチ２０はこの励磁電流１ｆの値に応じて
、減速機１２て減速された誘導電動機１０の回転トルク
を増速機１牡回転発電機１６を介してドラム１８に伝達
するの゛で、吊り荷は上昇する。そして電磁クラッチ２
０の直流励磁巻線２２に流れる励磁電流１ｆに基づく出
力トルクと吊り荷の荷重がバランスすると無重力状態と
なり、操作者は自由に手で吊り荷を操作可能となる。

この段階て電磁クラッチ２０の励磁電流はアナログ記憶
素子６０の出力に基づいて略定トルク制御に移行したも
のと見なし得るので、選択スイッチ４２を端子４２ｂ側
に接続してドラムの回転速度メジヤループ及びトルクマ
イナループを自動制御系から切離す。もし何らかの原因
により吊り荷の荷重と回転トルクとの平衡がくずれた時
には、図示されないペンダントスイッチの押鉛スイッチ
を投入すれば上昇用接点３４Ｕあるいは下降用接点３４
Ｄが閉成され、投入動作に比例してアナログ記憶素子６
０への入力が変化するので、これに応じて電磁クラッチ
２０の励磁電流１ｆは制御され吊り荷は微速度で上下動
して再び平衡状態になる。なお、上記実施例では吊り荷
を上昇させた場合について説明してあるが、吊り荷を下
降させたい場合には、可逆定速度指令回路３０と記憶容
量補正回路３４の対応した接点３０Ｄ，３４Ｄを投入す
れば負極性の偏差出力もしくは一定の微少出力がアナロ
グ記憶素子の制御入力となるので同様に制御できる。

本発明の一実施例は上記のようであり、誘導電動機１０
とドラム１８との間のホイスト駆動力伝達系に電磁クラ
ッチを介挿してこの電磁クラッチの励磁電流によるトル
ク制御を行つているので、平衡状態に移行した時には略
完全な定トルク制御状態にホールドされており従つて吊
り荷を手で操作しても、この吊り荷の動きに対する誘導
電動機１０、減速機１２の摩擦トルクの影響が皆無とな
る。

従つて摩擦トルクの影響を除くための補償回路を必要と
せず回路構成が簡単化されるばかりでなく、触手操作力
も極めて小さくできるので無重カホイストとして意味が
一段と向上する。又電磁クラッチ２０の直流励磁巻線に
所定の交流励磁を重畳させるようにしているので、電磁
クラッチ自体の有する個有のオフセット値を予じめ補償
でき、従つてこの点からも摩擦トルクに対する悪影響を
除去できる。このように電磁クラッチ１０の入力側のみ
ならす出力側における摩擦トルクの影響が小ないのでド
ラム１８に対する摩擦トルクも極めて低減される。又吊
り荷の平衡時に何らかの原因で平衡が崩れたときにも、
選択スイッチ４２を可逆定速度指令回路３０から記憶容
量補正回路３４へ切替えて、この記憶容量補正回路３４
の上昇用接点３４Ｕ１下降用接点３４Ｄを投入して所望
の微速度運行に−より補正を行い再び平衡をとることが
できる。即ち選択スイッチ４２を設けない場合には回転
速度メジヤループ及びトルクマイナループが自動制御系
に存在していることになるため、外乱がこのメジヤルー
プ及びトルクマイナループに混入しやす．いが、本発明
では上述したように平衡確立後にはこのトルクメジヤル
ープ及びマイナループは制御系から切離されるのて不必
要な対策を要することがないので経済的である。又吊り
荷の上昇もしくは下降時及び無動力状態．における操作
は夫々可逆定速度指令回路及び記憶容量補正回路に設け
られた上昇用及び下降用接点の２種類と上記可逆定速度
指令回路から記憶容量補正回路への切替用の選択スイッ
チ１種類で行えるので極めて容易である。

又吊り荷の上昇もしくは下降等の通常の揚荷ホイスト動
作も、可逆定速度指令回路の出力を制御入力とし、ドラ
ムの回転速度メジヤループと励磁電流によるトルクマイ
ナループにより安定した制御が可能となる。

以上述べてきたように本発明に係る無重カホイストは、
ホイスト駆動力伝達系に設けられた電磁クラッチの直流
励磁巻線に所定の交流励磁を重畳する補助巻線を設け、
吊り荷の上昇及び下降制御は、可逆定速度指令回路の出
力を制御入力としてドラムの回転速度メジヤループと励
磁電流によるトルクマイナループにより行い、吊り荷の
平衡時には可逆定速度指令回路の出力を記憶容量補正回
路の出力に切替えて、制御するようにしたので、平衡時
手で操作する時に電磁クラッチ入力側の誘導電動機、減
速機の摩擦トルクの影響は皆無となると共に、電磁クラ
ッチ出力側のドラムの摩擦トルクも低減し、平衡がくず
れた時にも記憶容量補正回路の手動操作により極めて容
易に修正が可能である。

又直流励磁巻線には所定の交流励磁が重畳されているの
で、電磁クラッチのオフセット補償が容易でこの点から
も摩擦トルクは減少すると共に、装置自体の構成、操作
が極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る無重カホイストの一実施例のブロッ
ク図である。 １０・・・・・・誘導電動機、１８・・・・・・ドラム
、２０電磁クラッチ、２２・・・・・・直流励磁巻線、
２４・・・・・・補助巻線、３０・・・・・・可逆定速
度指令回路、３４・・・・記憶容量補正回路、４０・・
・・・・つき合せ回路、４２・・・選択スイッチ、６０
・・・・・・アナログ記憶素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ホイスト駆動力伝達系に設けられ誘導電動機の回転
   トルクを吊り荷の上昇及び下降用ドラムに伝達する電磁
   クラッチと、この電磁クラッチ内に設けられた直流励磁
   巻線及びこの直流励磁巻線に所定の交流励磁を重畳させ
   るための補助巻線と、前記ドラムの回転速度に基づく検
   出値と可逆定速度指令回路との出力及び前記直流励磁巻
   線に流れる励磁電流の検出値とをつき合せるつき合せ回
   路と、吊り荷平衡時にこのつき合せ回路の偏差出力を記
   憶容量補正回路の出力に切替える選択スイッチと、前記
   つき合せ回路の偏差出力を積分記憶しその出力に基づい
   て前記直流励磁巻線に流れる励磁電流の制御指令を与え
   るアナログ記憶素子とを備えてなることを特徴とする無
   重力ホイスト。