JP3375285B2 - 電動モータおよびエンジン駆動機械の始動・停止回路 - Google Patents

電動モータおよびエンジン駆動機械の始動・停止回路

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JP3375285B2 JP21628398A JP21628398A JP3375285B2 JP 3375285 B2 JP3375285 B2 JP 3375285B2 JP 21628398 A JP21628398 A JP 21628398A JP 21628398 A JP21628398 A JP 21628398A JP 3375285 B2 JP3375285 B2 JP 3375285B2
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好隆 久保
芳広 池田
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新キャタピラー三菱株式会社
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  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば建設機械な
どに適用される電動モータおよびエンジン駆動機械の始
動・停止回路に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、電動モータおよびエンジンのいず
れでも駆動可能の建設機械において、それらの始動・停
止を行うためには、電動モータ駆動時は電動モータ用運
転スイッチおよび停止スイッチで操作し、エンジン駆動
時はエンジン用キースイッチを操作して始動・停止をす
る方法が一般的である。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】この従来の方法では、
電動モータ用運転スイッチおよび停止スイッチと、エン
ジン用キースイッチの全部で3個のスイッチが必要であ
り、これらの各スイッチと油圧ロックレバーのインター
ロックをとるために、シーケンサなどを機体に搭載して
いるので、振動での故障が多く、また高価なものになっ
ている。 【0004】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、電動モータおよびエンジンのいずれでも駆動可能
の機械において、電動モータおよびエンジンの各駆動の
始動・停止を共通のスイッチで行える始動・停止回路を
提供することを目的とするものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、交流電源により駆動される電動モータの始動・停
止回路と、直流電源と、この直流電源により駆動される
エンジンの始動・停止回路と、交流電源と電動モータの
始動・停止回路との間および直流電源とエンジンの始動
・停止回路との間に設けられたリレー回路と、このリレ
ー回路により交流電源と電動モータの始動・停止回路と
の接続および直流電源とエンジンの始動・停止回路との
接続の一方を選択する電源切換スイッチと、この電源切
換スイッチにより選択された電源を選択された始動・停
止回路に供給または供給停止して電動モータおよびエン
ジンの一方を始動または停止する共通の始動・停止スイ
ッチとを具備した電動モータおよびエンジン駆動機械の
始動・停止回路である。 【0006】これにより、電動モータおよびエンジンで
駆動可能の機械において、電源切換スイッチおよびリレ
ー回路により選択された交流電源および直流電源の一方
により電動モータおよびエンジンの一方を共通の始動・
停止スイッチにて始動または停止する。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明を、図1乃至図4に
示された実施の一形態を参照しながら説明する。 【0008】図1に示された回路は、主として電動モー
タにより駆動されるが必要に応じてエンジンでも駆動可
能の建設機械に対応するもので、電動モータは交流回路
により駆動され、またエンジンは直流回路により駆動さ
れる。 【0009】交流電源11に、しゃ断器(NFB)12を介
し、電動モータ用の交流回路13が接続され、さらに、交
流を直流に変換する交流/直流変換器14を介して、操作
用の直流回路15が接続されている。 【0010】この直流回路15は、リレーR1のコイル16、
リレーR2のコイル17、リレーR3のコイル18、リレーR4の
コイル19、リレーR5のコイル20およびリレーR9のコイル
21を有する。 【0011】一方、前記交流回路13は、交流電源11に、
リレーR2の常時閉路接点(以下、常時閉路接点を「常閉
接点」という)22と、リレーR6のコイル23とが接続さ
れ、また、リレーR3の常時開路接点(以下、常時開路接
点を「常開接点」という)24と、リレーR9の常閉接点25
と、リレーR7のコイル26とが接続され、また、リレーR5
の常開接点27と、リレーR1の常開接点28と、リレーR3の
常開接点29と、リレーR8のコイル30とが接続されてい
る。 【0012】さらに、リレーR1の常開接点28に、リレー
R8の自己保持用の常開接点31が並列に接続され、また、
リレーR5の常開接点27とリレーR1の常開接点28との間か
ら引出された回路に、リレーR8の常開接点32を介し、建
設機械駆動用の電動モータを始動または停止させるため
の電動モータ始動・停止回路33が接続されている。 【0013】また、前記直流回路15では、前記交流/直
流変換器14に、リレーR7の常開接点34を介して電気部品
35が接続され、また、ダイオード36、リレーR6の常開接
点37およびリレーR5の常開接点38を介して、始動・停止
スイッチ39が接続されている。 【0014】さらに、前記リレーR6の常開接点37とリレ
ーR5の常開接点38との間に、直流電源としてのバッテリ
41と、充電用のオルタネータ42とが接続されている。 【0015】オルタネータ42は、エンジンに装着され、
エンジンにより駆動される交流発電機であるが、交流を
直流に変える整流器を内蔵しており、バッテリ41に対し
て直流出力を出す充電用発電機である。 【0016】ここで、オルタネータ42からバッテリ41の
+側に至る一連の回路は、エンジン駆動時にエンジンに
より駆動されるオルタネータ42から供給される直流電源
によりバッテリ41を充電するエンジン駆動時充電回路61
を形成している。 【0017】一方、交流/直流変換器14から、ダイオー
ド36およびリレーR6の常開接点37を経てバッテリ41の+
側に至る一連の回路は、電動モータ駆動時に電動モータ
の交流電源を直流電源に変換してバッテリ41を充電する
電動モータ駆動時充電回路62を形成している。 【0018】さらに、リレーR7の常開接点34や、リレー
R6の常開接点37などは、オルタネータ42で発電された電
圧を、ダイオード36や交流/直流変換器14には印加せず
に、バッテリ41と電気部品35と直流回路15へ供給するイ
ンタロック回路63を形成している。 【0019】バッテリ41の+側には、リレーR2の常開接
点43と、リレーR7の常閉接点44と、リレーR9のコイル21
とが接続されている。さらに、前記電気部品35に対する
リレーR7の常開接点34との間にリレーR9の常開接点45が
設けられている。 【0020】前記始動・停止スイッチ39は、電動モータ
およびエンジンの各駆動をそれぞれ始動または停止でき
る共通のキースイッチであり、オフ用端子C、スタート
用端子SおよびACC用端子Rを有する2極ロータリー
形キースイッチでもある。 【0021】この始動・停止スイッチ39のスタート用端
子Sには、建設機械などの油圧アクチュエータを油圧回
路上で固定する油圧ロックスイッチ46と、リレーR2の常
閉接点47と、リレーR1のコイル16とが接続され、さら
に、油圧ロックスイッチ46とリレーR2の常閉接点47との
間から引出された回路に、リレーR2の常開接点48を介し
て、エンジン始動回路49が接続されている。 【0022】一方、始動・停止スイッチ39のACC用端
子Rには、リレーR4の常開接点51と、リレーR8の常閉接
点52と、リレーR2のコイル17とが接続され、さらに、リ
レーR4の常開接点51に対してリレーR2の自己保持用の常
開接点53が並列に接続され、また、リレーR8の常閉接点
52とリレーR2のコイル17との間から引出された回路に、
エンジン停止回路54が接続されている。 【0023】さらに、始動・停止スイッチ39のACC用
端子Rには、リレーR2の常閉接点55と、リレーR3のコイ
ル18とが接続され、また、交流電源と直流電源とを切換
えるための常開形手動接点である電源切換スイッチ56
と、リレーR4のコイル19とが接続されている。 【0024】また、前記リレーR6の常開接点37とリレー
R5の常開接点38との間から引出された回路57に、常閉形
手動接点である緊急停止スイッチ58と、リレーR5のコイ
ル20とが接続されている。 【0025】このように、始動・停止スイッチ39の負荷
側に、電動モータおよびエンジンを共に始動または停止
させるための始動・停止回路が配置され、また、始動・
停止スイッチ39の電源側に緊急停止スイッチ58が配置さ
れている。 【0026】次に、図示された実施形態の作用(A)
(B)(C)を説明する。 【0027】(A) 先ず、建設機械を電動モータおよ
びエンジンのいずれで駆動しているときも、各駆動時に
バッテリ41を充電する方法を説明する。 【0028】電動モータ駆動時、または電動モータを駆
動しなくても、しゃ断器12がオン状態のときは、リレー
R6のコイル23が励磁され、リレーR6の常開接点37が閉
じ、リレーR5のコイル20が励磁され、リレーR5の常開接
点38が閉じるから、交流/直流変換器14で交流から直流
に変換された直流電圧(約27V)が、バッテリ41およ
び始動・停止スイッチ39に印加される。 【0029】このため、バッテリ41の電圧が、交流/直
流変換後の直流電圧(約27V)より低下していると、
その電位差によりバッテリ41は充電される。 【0030】一方、エンジン駆動時は、電源切換スイッ
チ56を押すと、リレーR4のコイル19が励磁され、リレー
R4の常開接点51が閉じて、リレーR2のコイル17が励磁さ
れ、リレーR2の常開接点53の自己保持作用が働くととも
に、リレーR2の常開接点43が閉じてリレーR9のコイル21
が励磁され、リレーR9の常開接点45が閉じる。 【0031】このとき、リレーR2の常閉接点22が開くの
で、リレーR6のコイル23は励磁解除され、また、リレー
R2の常閉接点55が開くので、リレーR3のコイル18も励磁
解除されて、リレーR3の常開接点24が開き、リレーR7の
コイル26が励磁解除されるから、リレーR7の常開接点34
が開く。 【0032】すなわち、エンジン駆動時は、リレーR4,
R2,R9は励磁状態(以下、この励磁状態を「オン状態」
という)となり、リレーR6,R3,R7は励磁解除状態(以
下、この励磁解除状態を「オフ状態」という)となるの
で、インタロック回路を形成し、オルタネータ42からの
発電電圧は、交流/直流変換器14には印加されず、バッ
テリ41へ供給されて充電される。 【0033】このように、電動モータおよびエンジンの
いずれでも駆動可能の建設機械において、電動モータ駆
動時でもエンジン駆動時でもバッテリ41を充電できる。 【0034】(B) 次に、図2乃至図4を参照しなが
ら、電動モータおよびエンジンの各駆動の始動と停止
を、共通の始動・停止スイッチ39で行える始動・停止回
路の作用を説明する。なお、図2乃至図4にて、各リレ
ーR1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9の励磁状態(オ
ン状態)は黒丸で示し、励磁解除状態(オフ状態)は白
丸で示す。 【0035】先ず、電動モータおよびエンジンのいずれ
を駆動する場合も、油圧ロックスイッチ46を閉じておく
ことにより、建設機械の油圧作動を固定しておく。 【0036】図2は、電動モータで建設機械を駆動する
電動モータ駆動時の場合を示す。 【0037】(i)交流電源11を交流/直流変換器14で
直流電源に変換し、始動・停止スイッチ39ヘ供給する。 【0038】既に述べたようにリレーR6,R5はオン状態
であり、始動・停止スイッチ39をACC位置に切換える
と、リレーR3,R7はオン状態となり、電気部品35が接続
される。 【0039】(ii)始動・停止スイッチ39をスタート位
置に切換えると、リレーR1,R8がオン状態となり、電動
モータ始動・停止回路33に電源が供給され、電動モータ
が始動する。 【0040】(iii) 始動・停止スイッチ39をオフ位置に
切換えると、リレーR3,R8がオフ状態となり、電動モー
タは停止する。 【0041】図3は、エンジン駆動時であって、交流電
源11の接続がある場合を示す。 【0042】(i)交流電源11を交流/直流変換器14で
直流電源に変換し、オン状態のリレーR6,R5を経て、始
動・停止スイッチ39へ直流電源を供給し、この始動・停
止スイッチ39をACC位置にすると、リレーR3,R7はオ
ン状態となる。 【0043】(ii)エンジンを駆動するため、電源切換
スイッチ56を押すと、リレーR4,R2がオン状態となり、
リレーR3,R6,R7がオフ状態となり、電源がバッテリ41
に変わるとともに、リレーR9がオン状態となり、バッテ
リ41に電気部品35が接続される。 【0044】(iii) 始動・停止スイッチ39をスタート位
置に切換えると、バッテリ41からエンジン始動回路49に
直流電源が供給されて、エンジンが始動する。また、始
動・停止スイッチ39を図示しないオフ位置に切換える
と、エンジン停止回路54への電源がオフとなり、エンジ
ンが停止する。 【0045】図4は、エンジン駆動時であって、交流電
源の印加がない場合を示す。 【0046】(i)バッテリ41に緊急停止スイッチ58を
介し接続されたリレーR5のオン状態により、バッテリ41
より直流電源が始動・停止スイッチ39に供給される。こ
の始動・停止スイッチ39をACC位置にすると、リレー
R3はオン状態となる。 【0047】(ii)エンジンを駆動するため、電源切換
スイッチ56を押すと、リレーR4,R2がオン状態となり、
リレーR3がオフ状態となり、リレーR9がオン状態とな
る。 【0048】(iii) 始動・停止スイッチ39をスタート位
置に切換えると、バッテリ41からエンジン始動回路49に
直流電源が供給されて、エンジンが始動する。また、始
動・停止スイッチ39を図示しないオフ位置に切換える
と、エンジン停止回路54への電源がオフとなり、エンジ
ンが停止する。 【0049】以上のように、エンジン駆動時のみ、電源
切換スイッチ56で始動待ち状態にするが、電動モータ駆
動およびエンジン駆動を、共通のキースイッチである始
動・停止スイッチ39により始動または停止できる。 【0050】また、図1乃至図4に示されるように、始
動・停止スイッチ39のスタート位置には、油圧ロックス
イッチ46が設けられているので、この油圧ロックスイッ
チ46が開いたロック解除状態では、リレーR1がオフ状態
で、リレーR8は最初に励磁不能であるから、電動モータ
始動・停止回路33に電源が供給されないとともに、エン
ジン始動回路49にも電源が供給されず、電動モータおよ
びエンジンの両駆動共に始動できない。 【0051】(C) 次に、電動モータ駆動時およびエ
ンジン駆動時のいずれにおいても、それらの駆動を緊急
に停止できる作用を説明する。 【0052】電動モータ駆動時は、交流電源11を交流/
直流変換器14により直流電源に変換し、この直流電源を
始動・停止スイッチ39へ供給し、また、エンジン駆動時
は、バッテリ41より直流電源を始動・停止スイッチ39へ
供給する。このとき、緊急停止スイッチ58にも常時、直
流電源が供給される。 【0053】緊急時に、始動・停止スイッチ39の電源側
にある緊急停止スイッチ58を押して開くと、リレーR5の
コイル20が励磁解除されるから、交流回路13のリレーR5
の常開接点27および直流回路15のリレーR5の常開接点38
が共に開き、電動モータ始動・停止回路33への電源を遮
断するとともに、始動・停止スイッチ39への電源を同時
に遮断し、電動モータおよびエンジンのいずれの駆動も
共に停止させることができ、機械の作動を停止できる。 【0054】 【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、電動モー
タおよびエンジン駆動機械において、電源切換スイッチ
およびリレー回路により選択された交流電源および直流
電源の一方により電動モータおよびエンジンの一方の始
動・停止回路を、共通の始動・停止スイッチにより始動
または停止でき、複数の始動・停止スイッチおよびシー
ケンサなどを必要とせず、安価にできる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る電動モータおよびエンジン駆動機
械の始動・停止回路の実施の一形態を示す電気回路図で
ある。 【図2】同上回路における電動モータ駆動時の作用を示
す電気回路図である。 【図3】同上回路におけるエンジン駆動時であって交流
電源の接続がある場合の作用を示す電気回路図である。 【図4】同上回路におけるエンジン駆動時であって交流
電源の印加がない場合の作用を示す電気回路図である。 【符号の説明】 11 交流電源 33 電動モータの始動・停止回路 39 始動・停止スイッチ 41 直流電源としてのバッテリ 49,54 エンジンの始動・停止回路 56 電源切換スイッチ R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9 リレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02N 11/08 E02F 9/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 交流電源により駆動される電動モータの
    始動・停止回路と、 直流電源と、 この直流電源により駆動されるエンジンの始動・停止回
    路と、 交流電源と電動モータの始動・停止回路との間および直
    流電源とエンジンの始動・停止回路との間に設けられた
    リレー回路と、 このリレー回路により交流電源と電動モータの始動・停
    止回路との接続および直流電源とエンジンの始動・停止
    回路との接続の一方を選択する電源切換スイッチと、 この電源切換スイッチにより選択された電源を選択され
    た始動・停止回路に供給または供給停止して電動モータ
    およびエンジンの一方を始動または停止する共通の始動
    ・停止スイッチとを具備したことを特徴とする電動モー
    タおよびエンジン駆動機械の始動・停止回路。
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