JPH034797Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、電動モータによつて回転駆動され
る流体輸送機械の作動を制御するための作動制御
装置に、関するものである。

例えば工場で環境保全のために用いられる大型
排風機は、間欠的に駆動を要することが多い。す
なわち例えば、コークス製造工場における大型排
風機はコークス炉から運搬車へとコークスが移さ
れるときにのみ多量に出る塵を排出するために駆
動を要し、また圧延工場における大型排風機は圧
延材に冷却水を施したときにのみ多量に出る水蒸
気を排出するために駆動を要し、さらに自動車製
造工場において組立て後の自動車の負荷試験部に
設けられた大型排風機は、負荷試験用ローラ上で
複数台の自動車につき一挙に負荷試験が行なわれ
ることに対応して同負荷試験時にのみ駆動を要す
る。他方、この種の工場内は各種の原因よりする
塵とか燃料の使用による排ガスとかが出易いか
ら、同様に環境保全のためにほぼ常時、排気を必
要とする。

上述したような事情からして大型排風機を必要
とする工場では一般に、大型排風機と小型の排風
機とを並置して、小型の排風機は常時駆動し大型
排風機は必要時のみ駆動するようにしている。と
ころが大型排風機を駆動するための大型の電動モ
ータは周知のように起動が困難であり、起動時に
モータ軸が折れるといつた事故も起りうる。しか
しそうかといつて大型排風機を常時駆動すること
とし、併せて小型の排風機を無くしてしまうよう
にすれば、電力消費が著増すると共に騒音が甚し
くなる。

そこで考えられることは小型の排風機を無く
し、大型排風機を要時のみは高速駆動し他の時間
帯では低速駆動するようにすることである。そし
てこのときは、小型の排風機が不要となるという
ことよりも、排風機の駆動負荷が回転数の三乗に
比例するといつた事実から電力消費量が著減する
ことで、生産コストが大巾に低められる。

ところでさらに従来、小型の排風機を用いて排
出されているような塵とか排ガスとかは工場内に
おいて、常に一定した割合で出るものではなく、
経時的に種々の割合に変動するといつた事情があ
り、電力消費量を節減するためにはさらに、工場
内の塵とか排ガスの発生割合に応じ、上記のよう
に駆動する大型排風機の低速駆動域での駆動回転
数を変更するのが、望ましいこととなる。

以上のような事情はその他に、大型の空調設備
において電動モータにて駆動され冷却水を輸送す
る冷却水ポンプとか送風機（ブロア）にも当ては
まり、冷房或は暖房運転の初期には大きな回転数
で駆動を要し、定常状態に入ると低い回転数で駆
動すればよいことから、高速域での駆動と低速域
での駆動とを、電力消費を節減するように行なう
ことが、望まれる。

この考案は上記したような諸事情に鑑み、電力
消費量を最も節減する態様で流体輸送機械の作動
を制御することを可能とする、流体輸送機械用の
新規な作動制御装置を、提供しようとするもので
ある。

以下、図示の実施例を参照してこの考案を詳細
に設明する。

第１図において１は流体輸送機械の一例である
大型排風機ないしそのフアンであり、そのフアン
軸１ａを回転駆動するために大型の電動モータ２
が設けられている。そして電動モータ２によるフ
アン軸１ａ駆動径路中にはこの考案に従つて、変
速機３が挿入設置されている。変速機３は変速ケ
ース４に回転自在に支持させた入力軸５と出力軸
６とを有し、入力軸５は変速ケース４外で電動モ
ータ２のモータ軸２ａに対しベルト伝動機構によ
り連動連結され、出力軸６は変速ケース４外でフ
アン軸１ａに対しベルト８伝動機構により連動連
結されている。

変速ケース４内において入力軸５と出力軸６間
には、入力軸５に遊嵌した歯車９と出力軸６に嵌
着した歯車１０とを噛合せてなる高速段ギヤトレ
ーンと、入力軸５に嵌着した歯車１１と出力軸６
に遊嵌した歯車１２とを噛合せてなる低速段ギヤ
トレーンと、を設けてある。これよりして変速機
３は、歯車９を入力軸５に対し結合したとすると
出力軸６、したがつてフアン軸１ａが高速で回転
せしめられることとし、また歯車１２を出力軸６
に対して結合したとすると出力軸６、したがつて
フアン軸１ａがずつと低い回転で回転せしめられ
ることとするものに、構成されているが、上記の
ように歯車９，１２を選択的に変速伝動にあずか
らせるためには、入力軸５上におき歯車９に配し
て多板式の油圧クラツチ１３が、また出力軸６上
におき歯車１２に配して多板式の油圧クラツチ１
４が、それぞれ設けられている。

上記した両油圧クラツチ１３，１４に対しては
互に異別の態様で作動油を供給することとしてあ
り、第２図はそのための油圧回路を示している。

第２図において１５は、油タンク１６から油圧
クラツチ１３，１４方向に作動油を供給するため
の油圧ポンプであり、この油圧ポンプ１５は第１
図に示すように、変速ケース４の外面上に設置さ
れて前記入力軸５にて駆動されるものとされてい
る。油圧ポンプ１５の吐出回路である給油回路１
７の油圧は、該回路１７から分岐させてあるドレ
ン回路１８中の一次調圧弁１９によつて設定され
る。

各油圧クラツチ１３，１４に対し選択的に作動
油を供給して該各油圧クラツチ１３，１４を選択
的に作動させるためには、４ポート・２ポジシヨ
ンの電磁切換弁２０が設けられている。この電磁
切換弁２０の一次側の２ポートにはそれぞれ、上
記給油回路１７及び油タンク１６へと導かれてい
る排油回路２１が接続され、また二次側の２ポー
トにはそれぞれ、油圧クラツチ１３，１４へと導
かれている給排回路２２，２３が接続されてい
る。電磁切換弁２０は高速位置Ｈで低速位置Ｌと
を備えており、高速位置Ｈでは給油回路１７と給
排回路２２間を接続すると共に給排回路２３と排
油回路２１間を接続して油圧クラツチ１３のみを
作動させ、また低速位置Ｌでは給油回路１７と給
排回路２３間を接続すると共に給排回範２２と排
油回路２１間を接続して油圧クラツチ１４のみを
作動させる。この電磁切換弁２０は、スプリング
２０ａによるバイアスで常時は低速位置Ｌをと
り、ソレノイド２０ｂの励磁により高速位置Ｈに
移されるものとされている。

同様に第２図に示すように油圧クラツチ１３へ
と導かれた給排回路２２はそのまま油圧クラツチ
１３へと接続されて、電磁切換弁２０の高速位置
Ｈでは一次調圧弁１９にて設定される油圧の作動
油が該油圧クラツチ１３へと供給され、同油圧ク
ラツチ１３がスリツプを起すことなくクラツチ係
合することとされている。すなわち変速機３にお
ける高速段側の油圧クラツチ１３はそれが作動せ
しめられると、原動側回転体である前記入力軸５
と従動側回転体である前記歯車９とを直結する直
結式クラツチに構成されている。

他方、油圧クラツチ１４へと導かれた給排回路
２３中には図示の場合、互に並列する給油回路部
分２３Ａと排油回路部分２３Ｂとを設けてある
が、このうち給油回路部分２３Ａには、電磁流量
調整弁２４を挿入してあると共に、絞り２５を挿
入されたドレン回路２６を接続してある。給油回
路部分２３Ａには油圧クラツチ１４方向への油流
通のみを許容する逆止弁２７を、また排油回路部
分２３Ｂには電磁切換弁２０方向への油流通のみ
を許容する逆止弁２８を、それぞれ挿入してある
が、上記のような電磁流量調整弁２４及びドレン
回路２６が設けられていることからして、電磁切
換弁２０の低速位置Ｌにおき油圧クラツチ１４に
対しては次のように作動油が供給されることとな
る。すなわち電磁流量調整弁２４がその一次側の
油流量を絞つて二次側へと導くのに対し、同調整
弁２４二次側の給油回路部分２３Ａからはドレン
回路２６を介し、絞り２５にて決定される割合で
常時油がドレンされるから、電磁流量調整弁２４
二次側の給油回路部分２３Ａから油圧クラツチ１
４に対し供給される作動油の油圧は、一次調圧弁
１９にて設定される値より低くなり、このような
低油圧が作用せしめられることで油圧クラツチ１
４は摩擦エレメント間がスリツプ係合するスリツ
プ状態で運転される。そしてそのような油圧クラ
ツチ１４のスリツプ率は、電磁流量調整弁２４に
対し設定する調整流量が可変であることから、自
在に変更できる。変速機３における低速段側の油
圧クラツチ１４はこのようにして、そのスリツプ
率可変なスリツプ係合により、原動側回転体であ
る前記歯車１２と従動側回転体である前記出力軸
６とをスリツプ率可変にスリツプ係合させるスリ
ツプ式油圧クラツチに、構成されているのであ
る。

第２図に示すように電気コントローラ２９が設
けられていて、この電気コントローラ２９に対し
ては高速駆動時感知センサー３０（例えばコーク
ス炉開放スイツチと連動させたもの）からの高速
駆動信号sg₁と工場内の塵（或は二酸化炭素）量
を感知する汚染量感知センサー３１からの汚染量
信号sg₂とを、入力させることとしてある。そし
て電気コントローラ２９は、高速駆動信号sg₁が
入力されるとソレノイド励磁信号sg₃を出力して
電磁切換弁２０のソレノイド２０ｂを励磁させる
ものに、また高速駆動信号sg₁が入力されない状
態では汚染量信号sg₂に対応した値の流量調整信
号sg₄を出力して電磁流量調整弁２４への設定調
整流量を、汚染量感知センサー３１にて感知され
る塵量に対したスリツプ率（塵量が多いほど小さ
なスリツプ率）で油圧クラツチ１４がスリツプ係
合せしめられるように変更制御するものに、構成
されている。

なお、第２図において３２は、一次調圧弁１９
の二次側で前記ドレン回路１８に挿入した二次調
圧弁で、油圧クラツチ１３，１４の摩擦エレメン
ト部とか入、出力軸５，６の軸受部とかいつた潤
滑必要部に導かれた潤滑油供給回路３３の油圧を
設定するためのものである。また３４は、電磁流
量調整弁２４の一次側で前記給油回路部分２３Ａ
に挿入した目の細かいラインフイルタで、電磁流
量調整弁２４の保護するためのものであり、前記
排油回路部分２３Ｂは、同ラインフイルター３４
を通さずして油圧クラツチ１４から速やかに排油
を行なわせうるように、設けられている。

この考案に係る図示の大型排風機の作動制御装
置は、以上に説明して来たように構成されている
から、大型排風機の高速駆動が必要であるときは
電気コントローラ２９からのソレノイド励磁信号
sg₃の出力により電磁切換弁２０が高速位置Ｈへ
と移され、油圧クラツチ１３が作動せしめられて
変速機３の高速段ギヤトレーン９，１０が変速伝
動を行ない、フアン軸１ａが高速で駆動されて、
高い割合での排風が行なわれる。また常時は電磁
切換弁２０が低速位置Ｌにあつて、油圧クラツチ
１４が作動せしめられ変速機３の低速段ギヤトレ
ーン１１，１２が変速伝動を行なうと共に、この
とき電気コントローラ２９からの流量調整信号
sg₄により電磁流量調整弁２４の調整流量が制御
されることから、油圧クラツチ１４のスリツプ率
が汚染量に見合つた値とされ、フアン軸１ａの駆
動回転数が低速域で、汚染量に対応した回転数に
変更制御される。

なお以上の実施例では高速ギヤトレーン用のク
ラツチを、低速ギヤトレーン用の油圧クラツチ１
４のための作動機構と作動機構の主要部を共通化
させうることからして、油圧クラツチ１３に構成
したが、この高速ギヤトレーン用のクラツチは、
原動側回転体と従動側回転体とを直結しうるクラ
ツチでさえあれば、機械式或は電磁式等の任意の
クラツチであつてよい。また低速ギヤトレーン用
の油圧クラツチ１４をスリツプ係合させるのに流
量調整弁２４を用いたが、前記一次調圧弁１９を
比例電磁弁にするとか前記給油回路１７または給
排回路２３に電磁式の減圧弁を挿入するとかし
て、油圧クラツチ１４に対しスリツプ率可変のス
リツプ係合を行なわせるための可変の低油圧を得
るようにしてもよい。

なお大型排風機用のものとしてのみならず、ポ
ンプ及びブロア等の他の流体輸送機械用のものと
しても、この考案を実施できることは、言うまで
もない。

以上の説明から明らかなように、この考案の流
体輸送機械の作動制御装置は、電動モータ２によ
つて回転駆動される流体輸送機械１の駆動径路中
に、それぞれクラツチの作動により選択的に変速
伝動を行なう高速段ギヤトレーン９，１０及び低
速段ギヤトレーン１１，１２を備えた変速機３を
挿入設置し、高速段ギヤトレーン用のクラツチ
を、その原動側回転体５と従動側回転体９とを直
結する直結式クラツチ１３に構成すると共に、低
速段ギヤトレーン用のクラツチを、その原動側回
転体１２と従動側回転体６とをスリツプ率可変に
スリツプ係合させるスリツプ式油圧クラツチ１４
に構成してなるもので、次の長所を備えている。

すなわちこの考案の作動制御装置は、上記した
高速段ギヤトレーン用のクラツチ１３を作動させ
たとすると流体輸送機械が高速駆動され、低速段
ギヤトレーン用の油圧クラツチ１４を作動させた
とすると流体輸送機械が低速駆動されることとす
るから、小型の流体輸送機械とその駆動機構を設
ける必要を無くすと共に流体輸送機械による所要
の大量流体輸送を必要時にのみ、起動困難な大型
の電動モータの発停を繰返えすことなく、行なえ
ることとするのであるが、次の理由からして電力
消費量を大きく節減するものとなつている。

すなわち、上記のように流体輸送機械を必要時
にのみ高速駆動することから既に、電力消費量を
大きく節減するのであるが、流体輸送機械の低速
域での駆動回転数をスリツプ式油圧クラツチ１４
のスリツプ率変更で変更制御できることからし
て、同低速域での駆動回転数を塵量とか排ガス量
或は温度条件とかに見合つた必要最低限の値に制
御でき、これよりして電力消費量を一層節減で
き、さらに油圧クラツチをスリツプ係合させると
きは最大で約15パーセントのエネルギー損失が出
るといつた事実があり、スリツプ係合させる１個
の油圧クラツチのみを駆動径路中に挿入設置して
流体輸送機械の高速駆動と低速駆動とを専ら、該
１個の油圧クラツチのスリツプ率の変更で得よう
とするときは、クラツチスリツプ係合によるエネ
ルギー損失が大となるのに対し、高、低２段の変
速機３を設け、低速域の回転数制御のみを油圧ク
ラツチ１４のスリツプ係合によつて得ることとし
ていることから、油圧クラツチのスリツプ係合に
基づくエネルギー損失を小さく抑えることがで
き、電力消費量をさらに節減できるのである。

しかし上記のように全速度域でスリツプさせる
ような油圧クラツチを設けずして、低速域専用の
スリツプ式油圧クラツチ１４に依つて電力消費量
の節減を得ることができるように図つていること
から、この考案によれば、上記したスリツプ式油
圧クラツチ１４をして小形のものとでき、したが
つてまた、スリツプ係合による発熱を抑制するた
めの冷却装置も小形のものであればよいこととな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す模式的縦断
面図、第２図は同実施例における油圧回路の回路
図並びに電気制御機構のブロツク線図である。 １……大型排風機（フアン）、１ａ……フアン
軸、２……電動モータ、３……変速機、５……入
力軸、６……出力軸、７，８……ベルト、９，１
０，１１，１２……歯車、１３，１４……油圧ク
ラツチ、１７……給油回路、１９……一次調圧
弁、２０……電磁切換弁、２１……排油回路、２
２，２３……給排回路、２４……電磁流量調整
弁、２５……絞り、２６……ドレン回路、２９…
…電気コントローラ、３０……高速駆動時感知セ
ンサー、３１……汚染量感知センサー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電動モータによつて回転駆動される流体輸送機
   械の駆動径路中に、それぞれクラツチの作動によ
   り選択的に変速伝動を行なう高速段ギヤトレーン
   及び低速段ギヤトレーンを備えた変速機を挿入設
   置し、高速段ギヤトレーン用のクラツチを、その
   原動側回転体と従動側回転体とを直結する直結式
   クラツチに構成すると共に、低速段ギヤトレーン
   用のクラツチを、その原動側回転体と従動側回転
   体とをスリツプ率可変にスリツプ係合させるスリ
   ツプ式油圧クラツチに構成してある、流体輸送機
   械の作動制御装置。