JPH0773437B2 - 速度制御付き電気チェンブロック - Google Patents

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62−189389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）は捲上と捲下
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題） 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
時定数を大きくし、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ッ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） そこで本発明は、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する
と共に、前記モータ（２）とロードシーブ（１）との間
の動力伝達機構の途中に、捲下方向のすべりを制動する
メカニカルブレーキ（25）を介装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
一方、前記充放電回路（３）に、捲上及び捲下スイッチ
（SU,SD）に連動して切換わり、捲下時の時定数を捲上
時よりも大きくする捲下時速度低下手段を設けることと
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、チョ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。

特に、捲下時、捲下時速度低下手段により、充放電回路
（３）の時定数が捲上時よりも大きくされ、捲下時のモ
ータ（２）への供給電圧が捲上時のそれよりも必ず低下
させられるため、捲下時はメカニカルブレーキ（25）を
緩めるのに十分な力で足りるように減速することがで
き、モータ（２）の寿命を長く保持できるのであり、そ
の上で、このように時定数が大きくされる捲下時にあっ
ても、リセット回路（７）により出力波形のアンバラン
スを是正でき、適正な捲下時の低速制御を実現できるの
である。

（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）の一側に、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捲下方
向のすべりを制動する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（26）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）のボス部（29）に回転自由に支持
するのであって、前記第２ギヤ（22）の一側を、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
押圧する押板（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（3
3）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
（36）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爪車（38）を回転自由に支持
して、この逆転防止爪車（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（3
9）との間に、円環状摩擦板（40）（41）を介装すると
共に、前記逆転防止爪車（38）の外周部外方には、逆転
防止爪（42）を配設し、前記逆転防止爪車（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（42）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（24）
は、前記ロードシーブ（１）と一体の筒軸（43）に取付
ける。

そして、捲上の場合、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（27）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
捲上方向に回転させる。このとき、逆転防止爪車（38）
は逆転係止爪（42）のすべり方向に回転され中間軸（2
6）の回転は阻害されない。又、捲上荷重が所定以上の
過負荷となれば、第２ギヤ（22）を摩擦板（31）（34）
間ですべらせ、モータ（２）の回転ロックを回避する。
こうして、任意の高さでモータ（２）を停止すると、逆
転防止爪車（38）の逆転係止爪（42）への係合により、
中間軸（26）の回転は拘束され、捲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ハブ（28）をねじ部（27）に沿
って図中左動させ、逆転防止爪車（38）の摩擦板（40）
（41）での保持を緩めて、該逆転防止爪車（38）の中間
軸（26）に対する回転拘束を解き放ち、該中間軸（26）
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
ハブ（28）を元の位置に右動させて、逆転防止爪車（3
8）の逆転係止爪（42）への係止により中間軸（26）の
回転を拘束し、荷物の急激な落下を阻止する。これら逆
転防止爪車（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ハブ（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（６）、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（VR1〜４）
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
（3a）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）を半周期毎にチョッピン
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（D1〜４）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（SS
S）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、ブリッジ形全波整流器（DB）と平滑
コンデンサ（C5）とを備え、速度制御回路（６）により
チョッピ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）の捲上と捲下と
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回の押圧操作で抵速（Ｌ）、
２回の押圧操作で高速（Ｈ）とがそれぞれ切換わる２段
押込み式の捲上スイッチ（SU）及び捲下スイッチ（SD）
と、捲上スイッチ（SU）のオン操作で励磁される捲上用
リレー（Ry1）、捲下スイッチ（SD）のオン操作で励磁
される２つの捲下用リレー（Ry2）（Ry3）、及び、捲上
及び捲下スイッチ（SU）（SD）の２段押込みで励磁され
る高速用リレー（Ry4）とを備える。

この他、モータ（２）の端子間には、負荷抵抗（R5）
と、捲上用及び捲下用リレー（Ry1）（Ry2）の各常閉接
点（Ry1−ｂ）（Ry2−ｂ）を直列に介装し、捲上又は捲
下スイッチ（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,S
D,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。

以上の構成で捲上又は捲下を行う場合について説明す
る。

捲上の場合、捲上スイッチ（SU）をオンにする。捲上用
リレー（Ry1）が励磁されて逆転回路（９）の接点（Ry1
−ａ）（Ry1−ａ）が閉じ、モータ（２）は正転側に接
続される。又、捲下用リレー（Ry3）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。

この捲上を行う場合で、捲上スイッチ（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＝VR4＋R1）となる。一方、捲
上スイッチ（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）との総和
（RUL＝VR3＋VR2＋R1）となる。それぞれ充放電回路
（３）の時定数（τ１）（τ２）は抵抗成分（RUH）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（RU
H）より大きくしておくことにより、低速選択時の時定
数（τ２）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（SSS）がブレーク電位（Vb）に
達してトライアック（Trc）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）でのチョッ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。

捲下の場合、捲下スイッチ（SD）をオンにする。捲下用
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（Ry3）の励磁により可変抵抗（V
R1）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、捲上時に比
べ、この可変抵抗（VR1）が追加される分だけ、高速時
（SD2段押込時）及び低速時（SD1段押込時）双方につい
て時定数（τ３）（τ４）を大きくでき（τ３＞τ１）
（τ４＞τ２）、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（Trc）でのチョッ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。すなわち、可変抵抗（VR1）を捲下時に、充
放電回路（３）に挿入することにより捲下時速度低下手
段を構成するものである。

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）によるチョッピング波
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（SSS）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（＋ｅ）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（T2）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（T1）（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（a2）側に現れようとする他極性の残留電荷に基づ
く０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
（T1→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（Trc）を均等
にオンできて、チョッ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、そのチョッ
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、このチョッピング波形のアンバランス是正は、捲下
時に限らず、捲上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、捲上及び捲下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
れる捲下時は、可変抵抗（VR1）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）の寿命を長く保持することもできる
のである。

尚、第１図の実施例では、捲上又は捲下スイッチ（SU）
（SD）の２段押込による高速選択で、可変抵抗（VR4）
の線路と、２つの可変抵抗（VR3）（VR2）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（VR5）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（VR6）をそれぞれ設け、最も
高速とされる捲上で且つ高速選択される場合の高速上限
値を可変抵抗（VR5）で、又、捲上又は捲下で且つ低速
選択されるときその減速の割合を可変抵抗（VR6）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。

（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、これによりチョッピ
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と共に、特
に負荷軽減の要求される捲下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図は捲上時の各部の制御波形を示す図、第３図
は捲下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−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 （25）……メカニカルブレーキ （SU）……捲上スイッチ （SD）……捲下スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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）の速度を調節可能にする
   と共に、前記モータ（２）とロードシーブ（１）との間
   の動力伝達機構の途中に、捲下方向のすべりを制動する
   メカニカルブレーキ（25）を介装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）を設ける
   一方、前記充放電回路（３）に、捲上及び捲下スイッチ
   （SU,SD）に連動して切換わり、捲下時の時定数を捲上
   時よりも大きくする捲下時速度低下手段を設けたことを
   特徴とする速度制御付き電気チェンブロック。