JPH01295694A - 速度制御付き電気チェンブロック - 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、ロードシーブを駆動するモータの速度制御に
より、捲上や捲下を行う速度を可変にした速度制御付き
電気チェンブロックに関する。

（従来の技術） 従来、実開昭８２−１８９３８９号公報に開示され、か
つ、第７図に示すように、ロードシーブ駆動用のモータ
（Ｍ）の制御回路に、可変抵抗（ＶＲ）及びコンデンサ
（Ｃ）をもつ充放電回路（Ａ）と、該充放電回路（Ａ）
で設定される時定数に応じてゲート信号を出力するゲー
ト信号出力部（Ｄ）と、そのゲート信号により整流器（
Ｂ）に印加する交流電圧を半周期毎にチョッピングする
双方向性スイッチング素子部（Ｔ）とを備えた速度制御
回路（Ｘ）を設け、可変抵抗（ＶＲ）の調節により、モ
ータ（Ｍ）への供給電圧値を変化させて該モータ（Ｍ）
の速度を変えるようにしている。

尚、第７図中、（Ｅ）は交流電源、（Ｆ）は抱土と捲下
との切換えで供給電圧の極性を変更する逆転回路である
。

（発明が解決しようとする課ｊ８Ｉ） 以上の速度制御回路（Ｘ）では、交流電源の半周期毎に
コンデンサ（Ｃ）への充放電を繰り返してゲート信号を
出力し、交流波形のチョッピングを行うものであるが、
交流電源の例えば正の半周期において或タイミングでゲ
ート信号を出力した後、コンデンサ（Ｃ）に充電された
充電電荷の放出を行っても、次の負の半周期に移行する
までの間に該充電電荷が全て消失される保証が全くない
ため、負極性に移行して、再びコンデンサ（Ｃ）の充電
を開始しようとする場合に、該コンデンサ（Ｃ）に残留
した初期電荷により、従前の正の半周期とは異なる条件
で充電が開始されることになる。このため、負の半周期
では、正の半周期と異なるタイミングでゲート信号が出
力されることになり、正負のチョッピング波形にアンバ
ランスが生じることとなる。従って、モータ（Ｍ）に供
給する電圧に変動が起こり、安定した速度制御が行いが
たいのであった。

特に、可変抵抗（ＶＲ）を大きくして充放電回路（Ａ）
の時定数を大きくシ、交流電源の半周期における後半部
分でゲート信号を出力させるようにする低速時において
は、コンデンサ（Ｃ）の残留電荷が大きく、これに基づ
いたチョッピング波形の正負のアンバランスが顕著に現
れることになる。このため、実際に、正弦波１００％に
対し、そのチョッピング波形を３０％以下に減少させる
ことは極めて困難であり、従って、モータ（Ｍ）へ供給
する電圧をある程度以下に下げることができず、速度制
御幅の下限値が制約されて、多様なニーズに応えること
が困難となるのであった。

しかも、この種のチェンブロックでは、荷重負荷のかか
る方向にロードシーブがフリーに回転して自由落下しな
いようにネジ式等のメカニカルブレーキ機構を具備して
おり、捲下げの場合には、このブレーキ機構を逐次解除
するだけの小さな負荷をモータ（Ｍ）に与えるだけでよ
いのだが、上述の通り低速の下限値が抑えられるために
、必要以上の負荷でモータ（Ｍ）を駆動しなければなら
ず、該モータ（Ｍ）の寿命の点からも難点が生じるので
あった。

本発明の目的は、チョッピング波形の正負のアンバラン
スを是正して、安定した低速制御を可能にし、速度制御
の幅を広げて多様なニーズにマツチした適性制御が行え
る速度制御付き電気チェーンブロックを提供するにある
。

（課題を解決するための手段） ソコで本発明は、ロードシーブ（１）を駆動するモータ
（２）を備え、該モータ（２）の速度を調節可能にした
速度制御付き電気チェーンブロックであって、抵抗及び
コンデンサをもつ充放電回路（３）と、該充放電回路（
３）の時定数に応じたタイミングで交流電源の半周期毎
にゲート信号を出力するゲート信号出力部（４）と、該
ゲート信号出力部（４）からの出力により交流電源を半
周期毎にチョッピングする双方向性スイッチング素子部
（５）とを備え、前記モータ（２）への供給電圧の実効
値を変化させて該モータ（２）の速度制御を行う速度制
御回路（６）を設けると共に、交流電源の半周期毎に繰
り返される前記充放電回路（３）におけるコンデンサの
放電後、該コンデンサに残留する初期電荷を、正の半周
期と負の半周期とで等レベルにリセットするリセット回
路（７）を設けることとした。

（作用） リセット回路（７）で、充放電回路（３）のコンデンサ
に残留する初期電荷が、正の半周期と負の半周期とで等
レベルにリセットされることにより、正の半周期から負
の半周期に移行したとき及び負の半周期から正の半周期
に移行したときの双方について、コンデンサを同じ初期
状態から充電させることができる。これにより、正負共
に設定時定数に応じた同じタイミングでゲート信号出力
部（４）からゲート信号を出力でき、双方向性スイッチ
ング素子部（５）による均等な交流電源のチョッピング
が行え、チロッピング波形の正負のアンバランスが是正
できて、高速から低速に至る幅広い速度制御が安定的に
行える。

（実施例） 第４．５図に示した電気チェンブロックは、チェンブロ
ック本体（１００）の−側に、直流式モータ（２）を配
設し、該モータ（２）の駆動軸（２０）を、第１ギヤ乃
至第４ギヤ（２１）〜（２４）から成る歯車減速機構及
びメカニカルブレーキ（２５）を介してロードシーブ（
１）に連動させると共に、前記歯車減速機構を構成する
第２及び第３ギヤ（２２）（２３）を設ける中間軸（２
６）上に過負荷防止機構を設けたものである。

即ち、前記第１ギヤ（２１）は、前記駆動軸（２０）の
軸端部に設けると共に、前記第１ギヤ（２１）に噛合う
前記第２ギヤ（２２）は、前記中間軸（２６）のねじ部
（２７）に螺合する第１ハブ（２８）のボスｆｆ１（（
２９）に回転自由に支持するのであって、前記第２ギヤ
（２２）の−側を、前記ハブ（２８）のフランジ（３０
）に対向させて円環状摩擦板（３１）を介装し、また、
前記第２ギヤ（２２）の他側には、前記第１ハブ（２８
）のボス部（２９）にスプライン結合し、皿ばね（３２
）により前記第２ギヤ（２２）の方向に抑圧する押板（
３３）を配設して、この押板（３３）と前記第２ギヤ（
２２）との間に円環状摩擦板（３４）を介装し、前記皿
ばね（３２）により設定する摩擦伝達力をもとに、前記
第２ギヤ（２２）に伝達される動力を、前記押板（３３
）から前記第１ハブ（２８）に伝達し、前記ロードシー
ブ（１）に作用する負荷が摩擦伝達力を越えるとスリッ
プするようにして、前記過負荷防止機構を構成している
。

そして、前記第３ギヤ（２３）は、段部（３５）を介し
て前記中間軸（２６）の軸端部に設けるのであり、この
第３ギヤ（２３）と前記第１ハブ（２８）との間には、
第２ハブ（３８）を配置して、前記中間軸（２６）に螺
着し、該第２ハブ（３６）のボス部（３７）に前記メカ
ニカルブレーキ（２５）を構成する逆転防止型車（３８
）を回転自由に支持して、この逆転防止型車（３８）と
前記第１ハブ（２８）のフランジ（３０）と、前記第２
ハブ（３６）のフランジ（３９）との間に、円環状摩擦
板（４０）（４１）を介装すると共に、前記逆転防止型
車（３８）の外周部外方には、逆転防止爪（４２）を配
設し、前記逆転防止型車（３８）と逆転防止爪（４２）
を配設し、前記逆転防止ギヤ（３８）と逆転防止爪（４
２）とによりメカニカルブレーキ（２５）を構成してい
る。

更に、前記第３ギヤ（２３）に噛合う前記第４ギヤ（２
４）は、前記ロードシーブ（１）と−体の筒袖（４３）
に取付ける。

そして、持上の場合、モータ（２）の正転により、第２
ギヤ（２２）を保持する第１ハブ（２８）をねじ部（２
７）に沿って第４図中右動させて、第２ハブ（３６）で
右動の係止された摩擦板（４１）に係止させ、中間従動
歯車（２２）の回転を中間軸（２６）ひいては第３ギア
（２３）の回転に伝達し、第４ギヤ（２４）を介してロ
ードシーブ（１）を持上方向に回転させる。このとき、
逆転防止型車（３８）は逆転係止爪（４２）のすべり方
向に回転され中間軸（２６）の回転は阻害されない。又
、持上荷重が所定以上の過負荷となれば、第２ギヤ（２
２）を摩擦板（３１）（３４）間ですべらせ、モータ（
２）の回転口。

りを回避する。こうして、任意の高さでモータ（２）を
停止すると、逆転防止型車（３８）の逆転係止爪（４２
）への保合により、中間軸（２６）の回転は拘束され、
持上荷物の落下を防止する。

一方、捲下の場合は、モータ（２）を逆転させ、第２ギ
ヤ（２２）を保持する第１ノ飄ブ（２８）をねじ部（２
７）に沿って図中左動させ、逆転防止型車（３８）の摩
擦板（４０）（４１）での保持を緩めて、該逆転防止型
車（３８）の中間軸（２６）に対する回転拘束を解き放
ち、該中間軸（２Ｂ）をフリーにして荷物等の荷重によ
りロードシーブ（１）の下降を許す。そして、中間軸（
２６）の回転で再び第１／１ブ（２８）を元の位置に右
動させて、逆転防止型車（３８）の逆転係止爪（４２）
への係止により中間軸（２Ｂ）の回転を拘束し、荷物の
急激な落下を阻止する。これら逆転防止型車（３８）の
中間軸（２６）への拘束及びその解除を繰り返すことに
より安全に捲下を行う。このとき、モータ（２）には、
第１ノ１ブ（２８）を皿バネ（３２）に対抗して左動さ
せるだけのトルクを発生させるだけの小さな負荷で足り
る。

以上構成するチェンブロックに設けたモータ（２）は第
１図に示す制御回路で制御される。この制御回路は、商
用交流電源（Ｅ）を電源とし、速度制御回路（８）、整
流回路（８）、逆転回路（９）、切換操作回路（１０）
を備える。

速度制御回路（６）は、■４つの可変抵抗（ＶＲＩ〜４
）並びにこれらの選択を切換える切換接点（Ｒｙ３−ａ
、Ｒｙ３−ｂ、Ｒｙ４−ａ。

Ｒｙ４−ｂ）及び固定抵抗（Ｒ１）をもつ抵抗回路（３
ａ）に、コンデンサ（Ｃ２）を直列に接続した充放電回
路（３）と、■該充放電回路（３）の時定数に応じたタ
イミングで交流電源（Ｅ）の半周期毎にゲート信号を出
力する双方向性トリガダイオード（ＳＳＳ）を用いたゲ
ート信号出力部（４）と、■該ゲート信号出力部（４）
からの出力により交流電源（Ｅ）を半周期毎にチ１ブビ
ングするトライアック（Ｔｒｃ）を用いた双方向性スイ
ッチング素子部（５）とを備え、モータ（２）への供給
電圧の実効値、具体的には整流回路（８）を通した後の
直流電圧値を変化させるものである。充放電回路（３）
には、交流電源（Ｅ）の半周期毎に繰り返される前記コ
ンデンサ（Ｃ２）の放電後、該コンデンサ（Ｃ２）に残
留する初期電荷を正の半周期と負の半周期とで等レベル
にリセットするリセット回路（７）を設ける。このリセ
ット回路（７）は、４つのダイオード（０１〜４）及び
２つの固定抵抗（Ｒ２）（Ｒ３）を用いて構成する。尚
、ゲート信号出力部（４）を構成する双方向性トリガダ
イオード（ＳＳＳ）の前段には、固定抵抗（Ｒ４）及び
コンデンサ（Ｃ３）の並列回路から成る作動安定回路を
介装している。

整流回路（８）は、プリフジ形全波整流器（ＤＢ）と平
滑コンデンサ（Ｃ５）とを備え、速度制御回路（６）に
よりチーラビングされる交流電圧の極性を揃え、モータ
（２）への供給電圧を直流に変換するものである。

逆転回路（９）は、切換操作回路（１０）の持上と捲下
との切換えで、モータ（２）への供給直流電圧の極性を
反転し、該モータ（２）を正転又は逆転させるものであ
る。

切換操作回路（１０）は、１回の押圧操作で低速（Ｌ）
、２回の押圧操作で高速（Ｈ）とがそれぞれ切換わる２
段押込み式の抱土スイッチ（ＳＵ）及び持上スイッチ（
ＳＤ）と、抱土スイッチ（ＳＵ）のオン操作で励磁され
る持上用リレー（Ｒｙ１）、持上スイッチ（ＳＤ）のオ
ン操作で励磁される２つの持上用リレー（Ｒｙ２）（Ｒ
ｙ３）、及び、持上及び持上スイッチ（ＳＵ）（ＳＤ）
の２段押込みで励磁される高速用リレー（Ｒ７４）とを
備える。

この他、モータ（２）の端子間には、負荷抵抗（Ｒ５）
と、持上用及び持上用リレー（Ｒｙ１）（Ｒｙ２）の各
常閉接点（Ｒｙｌ−ｂ）（Ｒ７２−ｂ）を直列に介装し
、持上又は持上スイッチ（ＳＵ）（ＳＤ）をオフしてモ
ータ（２）への給電を遮断した時、モータ（２）が発電
機として作用した場合の負荷回路を構成している。又、
抵抗回路（３ａ）における可変抵抗（ＶＲ３）（ＶＲ４
）は、操作スイッチ（ＳＵ、ＳＤ、ＳＨ）等と共に操作
ボックス（１１）に設けられ、ユーザー側に開放してい
る。

以上の構成で拘止又は持上を行う場合について説明する
。

拘止の場合、拘止スイッチ（ＳＵ）をオンにする。持上
用リレー（Ｒ７１）が励磁されて逆転回路（９）の接点
（Ｒｙｌ−ａ）（Ｒｙｌ−ａ）が閉じ、モータ（２）は
正転側に接続される。

又、持上用リレー（Ｒ７３）の非励磁により抵抗回路（
３ａ）の接点（Ｒｙ３−ｂ）は常閉状態が保持され、可
変抵抗（ＶＲ１）は短絡される。

この拘止を行う場合で、拘止スイッチ（ＳＵ）の２段押
込みによる高速選択時には、高速用リレー（Ｒｙ４）が
励磁されて抵抗回路（３ａ）の常開接点（Ｒｙ４−ａ）
がオン、常閉接点（Ｒｙ４−ｂ）はオフして、充放電回
路（３）の抵抗成分（ＲＵＨ）は、可変抵抗（ＶＲ４）
での設定値と、固定抵抗（Ｒ１）との和（ＲＵＨ＝ＶＲ
４＋Ｒ１）となる。一方、拘止スイッチ（ＳＵ）の１段
押込みによる低速選択時は、充放電回路（３）の抵抗成
分（ＲＵＬ）は、２つの可変抵抗（ＶＲ３）（ＶＲ２）
　の各設定値と、固定抵抗（Ｒ１）、！＝＋７１総和（
ＲＵＬ＝ＶＲ３＋ＶＲ２＋Ｒ工）となる。それぞれ充放
電回路（３）の時定数（Ｔ１）（Ｔ２）は抵抗成分（Ｒ
ＵＨ）又は（ＲＵＬ）とコンデンサ（Ｃ２）との積に比
例するから、第２図に示すように、各可変抵抗（ＶＲ２
〜４）の設定いかんで、コンデンサ（Ｃ２）の端子電圧
（Ｖ）をトリガダイオード（ｓｓｓ）のブレーク電位（
Ｖｂ）に至らしめるまでのタイミングを変えることがで
きる。ここで、低速選択時の抵抗成分（ＲＵＬ）を、高
速選択時の抵抗成分（ＲＵＨ）より太き（しておくこと
により、低速選択時の時定数（Ｔ２）を高速時のそれ（
τ１）より大きくできるから、トリガダイオード（ＳＳ
Ｓ）がブレーク電位（Ｖｂ）に達してトライアック（Ｔ
ｒｃ）にゲート信号を出力するタイミングを遅らせるこ
とができる。従って、トライアック（Ｔｒｃ）でのチ１
ツピング波形の面積を小さくできてモータ（２）への供
給電圧の実効値を小さくでき、該モータ（２）を高速選
択時に対し低速度で回転できることになる。

持上の場合、捲下スイッチ（ＳＤ）をオンにする。持上
用リレー（Ｒｙ２）の励磁により逆転回路（９）の接点
（Ｒｙ２−ａ）（Ｒｙ２−ａ）が閉じ、モータ（２）は
逆転側に接続される。

又、リレー（Ｒ７３）の励磁により可変抵抗（ＶＲ１）
が充放電回路（３）の抵抗成分として加算されることに
なる。従って、第３図に示すように、抱土時に比べ、こ
の可変抵抗（ＶＲＩ）が追加される分だけ、高速時（Ｓ
Ｄ２段押込時）及び低速時（ＳＤ１段押込時）双方につ
いて時定数（Ｔ３）（Ｔ４）を太き（でき（Ｔ３〉Ｔ１
）（Ｔ４〉Ｔ２）、トリガダイオード（ＳＳＳ）による
ゲート信号の出力タイミングを遅らせることができて、
トライアック（Ｔ　ｒ　ｃ）でのチ１ツピング波形の面
積を更に小さくでき、モータ（２）を極めて低速度で回
転できることになる。

ここで、トリガダイオード（ＳＳＳ）のブレークポイン
トを遅らせ、トライアック（ＴｒＣ）によるチＷツピン
グ波形を小さくする程、正極性と負極性との波形アンバ
ランスの問題が大きくなるが、リセット回路（７）によ
り、両極性のアンバランスは解消できる。

すなわち、第３図において、ある正の半周期（Ｔ１）で
、トリガダイオード（Ｓ　Ｓ　Ｓ）を作動させた後、コ
ンデンサ（Ｃ２）に残留する電荷に基づいて第１図中端
子（ＢＰ）に現れる正の電位（十〇）は、次の負の半周
期（Ｔ２）に移行して極性が負極性に変わった時点で、
リセット回路（７）を構成するダイオード（Ｄ３）及び
固定抵抗（Ｒ３）を介して、負側となる線路（ａ１）側
に直ちに消失されることになる。一方、負の半周期（Ｔ
２）で端子（ＢＰ）に現れる負電位（−ｅ）は、次の正
の半周期（Ｔ３）で、ダイオード（Ｄ２）及び固定抵抗
（Ｒ２）を介して、正側となる線路（ａ１）から正電荷
の補給を受けて中和消失されることになる。更に、これ
ら正の半周期（ＴＩ）（Ｔ３）及び負の半周期（Ｔ２）
において、それぞれコンデンサ（Ｃ２）の線路（Ｃ２）
側に現れようとする他極性の残留電荷に基づくＯ電位（
第３図（ロ）の横軸上の電位）からのオフセット電圧の
差は、ダイオード（Ｄ１）と固定抵抗（Ｒ２）との直列
回路及びダイオード（Ｄ４）と固定抵抗（Ｒ３）との直
列回路により等電位に強制的にクランプされることにな
る。

従って、正の半周期から負の半周期に切換わったとき（
Ｔｌ→Ｔ２）及び負の半周期から正の半周期に切換わっ
たとき（Ｔ２→Ｔ３）の双方で、コンデンサ（Ｃ２）の
端子間電圧（Ｖ）をほぼ０電位に近い等電位に揃えるこ
とができ、コンデンサ（Ｃ２）を正負同じ初期状態から
充電を行わせることができて、正負共に設定時定数に応
じた同じタイミングでトリガダイオード（ＳＳＳ）をブ
レーク電位に至らしめることができ、トライアック（Ｔ
ｒｃ）を均等にオンできて、チｅツピング波形の正負の
アンバランスが是正できるのである。ちなみに、このリ
セット回路（７）の具備により、正弦波１００％に対し
、そのチＩＩ−／ピング波形の下限は５％程度にまで減
少させることができ、広帯域の制御が可能となった。

尚、このチ鍔ツビング波形のアンバランス是正は、持上
時に限らず、抱土時においても全く同様に行えるのは云
うまでもない。

以上により、モータ（２）を高速から低速に渡る極めて
広い範囲の速度制御が安定して行えるのであり、しかも
、持上及び持上双方について高速と低速とを可能にし、
更に、モータ（２）に付与するトルクがメカニカルブレ
ーキ（２５）を解除するに必要な小さなものに軽減され
る持上時は、可変抵抗（ＶＲＩ）の分だけ確実に減速し
、前記モータ（２）の負荷を軽減するようにしたから、
該モータ（２）の寿命を長（保持することもできるので
ある。

尚、第１図の実施例では、持上又は持上スイッチ（ＳＵ
）（ＳＤ）の２段押込による高速選択で、可変抵抗（Ｖ
Ｈ２）の線路と、２つの可変抵抗（ＶＨ２）（ＶＨ２）
の直列線路とを切換えるようにしたが、第６図に示すよ
うに、高速選択又は非選択による切換接点（Ｒｙ４−ａ
）（Ｒｙ４−ｂ）を介装した線路とは独立状に可変抵抗
（ＶＨ２）を、又、高速非選択即ち低速選択時に閉じら
れる接点（Ｒｙ４−ｂ）を有した線路に可変抵抗（ＶＲ
ｅ）をそれぞれ設け、最も高速とされる持上で且つ高速
選択される場合の高速上限値を可変抵抗（ＶＨ２）で、
又、持上又は持上で且つ低速選択されるときその減速の
割合を可変抵抗（ＶＲｅ）で調節するようにし、回路及
び操作を簡略化するようにしてもよい。

又、更に回路を簡略化するためには、持上及び持上時に
高速又は低速を峻別するためのスイッチ（ＳＵ）（ＳＤ
）の２段押込機横並びにリレー（Ｒｙ４）及び接点（Ｒ
ｙ４−ａ）（Ｒｙ４−ｂ）を存した線路等を省略するこ
とも可能であり、極論すれば、抵抗回路（３ａ）には少
なくとも１つの可変抵抗を具備すればよいものである。

（発明の効果） 以上本発明では、リセット回路（７）で、充放電回路（
３）のコンデンサに残留する初期電荷を、交流電源の正
の半周期と負の半周期とで等レベルにリセットでき、正
負共に設定時定数に応じた同じタイミングでゲート信号
出力部（４）からゲート信号を双方向性スイッチング素
子部（５）に与えることができ、これによりチＢツピン
グ波形の正負のアンバランスが是正できて、高速から低
速に至る幅広い速度制御が安定的に行えると共に、特に
負荷軽減の要求される持上時において十分な減速が可能
となり、モータ（２）の寿命改善にも寄与できるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気チェンブロックの制御回路図
、第２図は持上時の各部の制御波形を示す図、第３図は
持上時の各部の制御波形を示す図、第４図は同チェンブ
ロックの側断面図、第５図はそのｖ−■断面図、第６図
は他の実施例を示す要部図面、第７図は従来例の制御回
路図である。 （１）・・・・ロードシーブ （２）・・・・モータ （３）・・・・充放電回路 （４）・・・・ゲート信号出力部 （５）・・・・双方向性スイッチング素子部（６）・・
・・速度制御回路 （７）・・・・リセット回路 出願人　象印チェンブロック株式会社 第６図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ロードシーブ（１）を駆動するモータ（２）を備え
   、該モータ（２）の適度を調節可能にした速度制御付き
   電気チェンブロックであって、抵抗及びコンデンサをも
   つ充放電回路（３）と、該充放電回路（３）の時定数に
   応じたタイミングで交流電源の半周期毎にゲート信号を
   出力するゲート信号出力部（４）と、該ゲート信号出力
   部（４）からの出力により交流電源を半周期毎にチョッ
   ピングする双方向性スイッチング素子部（５）とを備え
   、前記モータ（２）への供給電圧の実効値を変化させて
   該モータ（２）の速度制御を行う速度制御回路（６）を
   設けると共に、交流電源の半周期毎に繰り返される前記
   充放電回路（３）におけるコンデンサの放電後、該コン
   デンサに残留する初期電荷を、正の半周期と負の半周期
   とで等レベルにリセットするリセット回路（７）を設け
   ていることを特徴とする速度制御付き電気チェンブロッ
   ク。