(57)【要約】【課題】蓄電デバイスの寿命を長く維持でき、且つ容量の減少を抑え、長期間省エネルギー効果の得られる電動巻上下装置用電源装置を提供する。【解決手段】直流回路１２に開閉素子Ａと充電抵抗器２２の並列回路を介して接続した蓄電デバイス１７を備え、昇降用電動機１５の回生時に開閉素子Ａを閉じて回生電力を直流回路１２から蓄電デバイス１７に蓄電し、力行運転時に蓄電デバイス１７の蓄電電力を昇降用電動機１５に供給し、蓄電デバイス１７の蓄電電圧ＶCが直流回路１２の直流電圧ＶD未満の場合、開閉素子Aを開いて充電抵抗器２２を通して蓄電デバイス１７に蓄電し、蓄電電圧ＶCが直流電圧ＶDに達したら開閉素子Ａを閉じると共に、昇降用電動機１５の停止時間から蓄電デバイスを休止モードにすべきか否かを判断し、休止モードにすべきと判断したら、制動用開閉素子１９を閉じ蓄電デバイス１７の蓄電電力電流を制動用抵抗器２０に通電する制御手段を設けた。【選択図】図５
2010207043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流器と、直流回路と、インバータとを備え、交流電源からの交流を前記整流器で直流に変換し前記直流回路を介して前記インバータに供給し、該インバータで交流に変換して昇降用電動機に供給すると共に、該昇降用電動機の回生時に発生する回生電力を前記インバータにより直流に変換して前記直流回路に供給し、該回生電力により前記直流回路電圧が所定電圧値Ｖ0に達したら、制動用開閉素子を閉じて前記直流回路から前記回生電力電流を制動用抵抗器に通電して消費するように構成した電動巻上下装置用電源装置であって、
前記直流回路に開閉素子Ａと充電抵抗器の並列回路を介して接続した蓄電デバイスを備え、
前記昇降用電動機の回生時に前記開閉素子Ａを閉じて前記回生電力を前記直流回路から前記蓄電デバイスに蓄電し、前記昇降用電動機の力行運転時に前記蓄電デバイスの蓄電電力を前記直流回路及び前記インバータを介して前記昇降用電動機に供給し、前記蓄電デバイスの蓄電電圧値ＶCが前記直流回路の直流電圧値ＶD未満の場合、前記開閉素子Aを開いて前記充電抵抗器を通して前記直流回路から前記蓄電デバイスに通電して蓄電し、前記蓄電電圧値ＶCが前記直流電圧値ＶDに達したら前記開閉素子Ａを閉じると共に、該昇降用電動機の停止時間から前記蓄電デバイスを休止モードにすべきか否かを判断し、休止モードにすべきと判断したら、前記制動用開閉素子を閉じて前記蓄電デバイスの蓄電電力電流を前記制動用抵抗器に通電して消費する制御手段を設けたことを特徴とする電動巻上下装置用電源装置。
【請求項２】
整流器と、直流回路と、インバータとを備え、交流電源からの交流を前記整流器で直流に変換し前記直流回路を介して前記インバータに供給し、該インバータで交流に変換して昇降用電動機に供給すると共に、該昇降用電動機の回生時に発生する回生電力を前記インバータにより直流に変換して前記直流回路に供給し、該回生電力により前記直流回路電圧が所定電圧値Ｖ0に達したら、制動用開閉素子を閉じて前記直流回路から前記回生電力電流を制動用抵抗器に通電して消費するように構成した電動巻上下装置用電源装置であって、
前記直流回路に開閉素子Ａを介して接続した蓄電デバイスと、
前記開閉素子Ａに並列に接続した開閉素子Ｂと充・放電抵抗器の直列回路と、
前記蓄電デバイスの端子間に接続された開閉素子Ｃと前記充・放電抵抗器の直列回路とを備え、
前記蓄電デバイスの蓄電電圧値ＶCが前記直流回路の直流電圧値ＶD未満の場合、前記開閉素子Ａ及び前記開閉素子Ｃを開き、且つ前記開閉素子Ｂを閉じて、前記蓄電デバイスに前記充・放電抵抗器を通して初期充電し、前記蓄電デバイスの蓄電電圧値ＶCが前記直流回路の直流電圧値ＶDに達したら前記開閉素子Ａを開くと共に、該昇降用電動機の停止時間から前記蓄電デバイスを休止モードにすべきか否かを判断し、休止モードにすべきと判断したら、前記開閉素子Ａ及びＢを開き、前記開閉素子を閉じて前記蓄電デバイスの蓄電電圧が所定電圧以下になるように該蓄電デバイスの蓄電電力電流を前記充・放電抵抗器に通電して消費する制御手段を設けたことを特徴とする電動巻上下装置用電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動巻上下装置用電源装置において、
前記昇降用電動機の制御部に巻上・巻下を指示する１組の押釦スイッチを備え、該両押釦スイッチが同時に押されたとき前記制御手段は前記蓄電デバイスを休止モードにすべきと判断することを特徴とする電動巻上下装置用電源装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電動巻上下装置用電源装置において、
前記制御手段は前記昇降用電動機が運転状態か停止状態か監視し、一定期間停止状態が継続したら、前記蓄電デバイスを休止モードにすべきと判断することを特徴とする電動巻上下装置用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動チェーンブロックや電動ホイスト等の電動巻上下装置用電源装置に関し、特に昇降用電動機、横行用電動機、走行用電動機の回生時に発生する回生電力を効率よく電気二重層キャパシタやリチュウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスに蓄電し、力行時にこの蓄電した電力を昇降用電動機、横行用電動機、走行用電動機に供給する省エネルギー型の電動巻上下装置用電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１はこの種の電動巻上下装置用電源装置のシステム構成例を示すブロック図である。図示するように、電動巻上下装置用電源装置は、整流器１０１、平滑コンデンサ１０３を備えた直流回路１０２、インバータ１０４を備えている。そして交流電源（ここでは３相交流電源）１０６からの交流を整流器１０１で直流に変換し、直流回路１０２からインバータ１０４に供給し、該インバータ１０４で所定周波数の交流に変換して昇降用電動機１０５に供給するように構成されている。
【０００３】
直流回路１０２には、開閉素子１０７を介して電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイス１０８が接続されている。交流電源１０６が投入されると、制御部１０９は、蓄電デバイス１０８の蓄電電圧値ＶCと電源電圧値ＶIを比較し両者が等しいときには、開閉素子１０７を閉じる。これにより、直流回路１０２に蓄電デバイス１０８が接続され、昇降用電動機１０５の回生時（荷巻下げ時）の回生電力をインバータ１０４で直流に変換し、該変換した回生電力電流は直流回路１０２から蓄電デバイス１０８に供給し蓄電する。また、制御部１０９は直流回路１０２の直流電圧値ＶDを監視し、直流回路１０２の直流電圧値ＶDが蓄電デバイス１０８の蓄電上限電圧となった場合、蓄電デバイス１０８の満充電と判断し、制動抵抗用素子（トランジスタ等）１１０を閉じて、回生電力を制御用抵抗器１１１で消費し、蓄電デバイス１０８の過充電を防止する。
【０００４】
ここで電源電圧値ＶIとは、交流電源（３相交流電源）１０６の実効値電圧値をＶACとした場合、ＶI＝√２×ＶACである。なお、蓄電デバイス１０８の初期充電（初期蓄電）或いは蓄電電圧が低いときは、過大な充電電流を抑制するため、開閉素子１０７を開き、開閉素子１１２を閉じて、充電用抵抗器１１３を通して蓄電デバイス１０８を充電（蓄電）する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３８５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記電動巻上下装置用電源装置において、電気二重層キャパシタやリチュウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイス１０８は経年変化により容量が減少するという問題がある。その原因は下記の２点にある。
（１）自己発熱による温度上昇も含む周囲温度
（２）高い充電（蓄電）状態での蓄電デバイスの放置
【０００７】
蓄電デバイス１０８に電気二重層キャパシタを用いた場合、充放電を繰り返すことにより自己発熱する。図２は電気二重層キャパシタの熱特性を示す図である。図２において、曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ稼働率ＫがＫ＝０．８８、０．５、０．２、０．１の場合を示す。ここで可動率Ｋは、Ｋ＝充放電時間／周期である。図示するように稼働率Ｋが大きい程、温度上昇が大きくなる。
【０００８】
図３は電気二重層キャパシタのフローティング課電電圧・温度と寿命の関係を示す図である。ここではフローティング寿命を静電容量減少率が２０％を超えた時点をフローティング寿命と定義している。図３において、曲線Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ温度４０℃、６０℃、７０℃の場合を示す。図３から明らかなように、フローティング課電電圧及び温度が高いほどフローティング寿命が短くなる。
【０００９】
図４は電気二重層キャパシタセルのフローティング寿命と温度との関係を示す図である。ここでもフローティング寿命を静電容量減少率が２０％を超えた時点をフローティング寿命と定義している。図４において、曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはそれぞれ課電電圧２．１Ｖ、２．３Ｖ、２．５Ｖ、２．７Ｖ、２．９Ｖの場合を示す。図４から明らかなように、フローティング課電電圧及び温度が高いほどフローティング寿命が短くなる。
【００１０】
上記のように高周囲温度（自己発熱を含む）及び高電圧（高充電電圧）での電気二重層キャパシタの放置は、キャパシタの寿命を短縮する。特に電動巻上下装置用電源装置では、巻下げして放置する場合が多く、充電状態で放置されることとなり、キャパシタの容量の減少及びそれによる寿命が短縮しやすいという問題がある。この対策として容量の減少を見込んで、大きい容量の電気二重層キャパシタを用いることも考えられるが、寸法が大きくなると共に、コスト高となる。
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、蓄電デバイスの寿命を長く維持でき、且つ容量の減少を抑え、長期間省エネルギー効果の得られる電動巻上下装置用電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明は、整流器と、直流回路と、インバータとを備え、交流電源からの交流を整流器で直流に変換し直流回路を介してインバータに供給し、該インバータで交流に変換して昇降用電動機に供給すると共に、該昇降用電動機の回生時に発生する回生電力をインバータにより直流に変換して直流回路に供給し、該回生電力により直流回路電圧が所定電圧値Ｖ0に達したら、制動用開閉素子を閉じて直流回路から回生電力電流を制動用抵抗器に通電して消費するように構成した電動巻上下装置用電源装置であって、直流回路に開閉素子Ａと充電抵抗器の並列回路を介して接続した蓄電デバイスを備え、昇降用電動機の回生時に開閉素子Ａを閉じて回生電力を直流回路から蓄電デバイスに蓄電し、昇降用電動機の力行運転時に蓄電デバイスの蓄電電力を直流回路及びインバータを介して昇降用電動機に供給し、蓄電デバイスの蓄電電圧値ＶCが直流回路の直流電圧値ＶD未満の場合、開閉素子Aを開いて充電抵抗器を通して直流回路から蓄電デバイスに通電して蓄電し、蓄電電圧値ＶCが直流電圧値ＶDに達したら開閉素子Ａを閉じると共に、該昇降用電動機の停止時間から蓄電デバイスを休止モードにすべきか否かを判断し、休止モードにすべきと判断したら、制動用開閉素子を閉じて蓄電デバイスの蓄電電力電流を制動用抵抗器に通電して消費する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、整流器と、直流回路と、インバータとを備え、交流電源からの交流を整流器で直流に変換し直流回路を介してインバータに供給し、該インバータで交流に変換して昇降用電動機に供給すると共に、該昇降用電動機の回生時に発生する回生電力をインバータにより直流に変換して直流回路に供給し、該回生電力により直流回路電圧が所定電圧値Ｖ0に達したら、制動用開閉素子を閉じて直流回路から回生電力電流を制動用抵抗器に通電して消費するように構成した電動巻上下装置用電源装置であって、直流回路に開閉素子Ａを介して接続した蓄電デバイスと、開閉素子Ａに並列に接続した開閉素子Ｂと充・放電抵抗器の直列回路と、蓄電デバイスの端子間に接続された開閉素子Ｃと充・放電抵抗器の直列回路とを備え、蓄電デバイスの蓄電電圧値ＶCが直流回路の直流電圧値ＶD未満の場合、開閉素子Ａ及び開閉素子Ｃを開き、且つ開閉素子Ｂを閉じて、蓄電デバイスに充・放電抵抗器を通して初期充電し、蓄電デバイスの蓄電電圧値ＶCが直流回路の直流電圧値ＶDに達したら開閉素子Ａを開くと共に、該昇降用電動機の停止時間から蓄電デバイスを休止モードにすべきか否かを判断し、休止モードにすべきと判断したら、開閉素子Ａ及びＢを開き、開閉素子を閉じて蓄電デバイスの蓄電電圧が所定電圧以下になるように該蓄電デバイスの蓄電電力電流を充・放電抵抗器に通電して消費する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、上記電動巻上下装置用電源装置において、昇降用電動機の制御部に巻上・巻下を指示する１組の押釦スイッチを備え、該両押釦スイッチが同時に押されたとき制御手段は蓄電デバイスを休止モードにすべきと判断することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、上記電動巻上下装置用電源装置において、制御手段は昇降用電動機が運転状態か停止状態か監視し、一定期間停止状態が継続したら、蓄電デバイスを休止モードにすべきと判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、制御手段が蓄電デバイスを休止モードにすべきと判断したら、制動用開閉素子を閉じて蓄電デバイスの蓄電電力電流を制動用抵抗器に通電して消費するので、蓄電デバイスが高い蓄電電圧のまま放置されることがなく、蓄電デバイスの寿命の短縮を防止できる。
【００１７】
また、本発明は、制御手段が蓄電デバイスを休止モードにすべきと判断したら、制御手段が開閉素子Ａ及びＢを開き、開閉素子Ｃを閉じて蓄電デバイスの蓄電電圧が所定電圧以下になるように該蓄電デバイスの蓄電電力電流を充・放電抵抗器に通電して消費するので、蓄電デバイスが高い蓄電電圧のまま放置されることがなく、蓄電デバイスの寿命の短縮を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の電動巻上下装置用電源装置のシステム構成例を示すブロック図である。
【図２】電気二重層キャパシタの温度上昇特性例を示す図である。
【図３】電気二重層キャパシタのフローティング課電電圧・温度と寿命の関係を示す図である。
【図４】電気二重層キャパシタセルのフローティング寿命と温度との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る電動巻上下装置用電源装置のシステム構成例を示すブロック図である。
【図６】図５の電動巻上下装置用電源装置の制御部の動作処理フローを示す図である。
【図７】本発明に係る電動巻上下装置用電源装置の他のシステム構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る電動巻上下装置用電源装置の他のシステム構成例を示すブロック図である。
【図９】図８の電動巻上下装置用電源装置の制御部の動作処理フローを示す図である。
【図１０】本発明に係る電動巻上下装置用電源装置の他のシステム構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基いて詳細に説明する。図５は電動巻上下装置用電源装置のシステム構成例を示すブロック図である。図示するように、本電動巻上下装置用電源装置１０は、整流器１１、平滑コンデンサ１３を具備する直流回路１２、インバータ１４、及び制御部２１を備えている。直流回路１２には開閉素子Ｂと充電抵抗器２２の直列回路に開閉素子Ａを並列に接続した並列回路を介して蓄電デバイス１７が接続されている。更に直流回路１２には制動用開閉素子（トランジスタ等）１９を介して制動用抵抗器２０が接続されている。
【００２０】
制御部２１には、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶC、直流回路１２の直流電圧値ＶD、電源電圧値ＶI（交流電源電圧値をＶACとした場合、ＶＩ＝√２ＶAC）が入力され、制御部２１でこれらの電圧値ＶC、ＶD、ＶIを監視できるようになっている。また、制御部２１には制動用開閉素子１９の駆動部（ゲート等）や開閉素子Ａの動作コイルＡX及び開閉素子Ｂの動作コイルＢXが接続されている。
【００２１】
また、蓄電デバイス１７には、電気二重層キャパシタやリチュウムイオンキャパシタ等の蓄電できる種々の蓄電デバイスが使用できるが、ここでは、株式会社明電舎製のバイポーラ型電気二重層キャパシタを用いている。
【００２２】
上記構成の電動巻上下装置用電源装置において、交流電源（ここでは２００Ｖの三相交流電源）１６を投入すると交流電力は、整流器１１で直流に変換され直流回路１２に供給される。制御部２１は、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCを監視し、該蓄電電圧値ＶC＝０或いは所定電圧以下である場合は、動作コイルＡXに作動電流を通電せず、開閉素子Ａを不動作としその接点を開き（ＯＦＦ）、動作コイルＢXに作動電流を通電し、開閉素子Ｂの接点を閉じ（ＯＮ）る。これにより直流回路１２からの充電電流は充電抵抗器２２を通して蓄電デバイス１７に供給される。即ち蓄電デバイス１７には直流回路１２の直流電圧値ＶDを充電抵抗器２２の抵抗値Ｒで除算（ＶD／Ｒ）した値の充電電流Ｉが供給され、過大な充電電流が流れないようにする。
【００２３】
蓄電電圧値ＶCが上昇しＶC≧ＶDとなると、制御部２１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を通電し、開閉素子Ａを作動させ、その接点を閉じる。これにより充電抵抗器２２は開閉素子Ａの接点で短絡され、蓄電デバイス１７は直流回路１２に直接並列に接続される。直流回路１２の直流電力はインバータ１４に供給され所定周波数の三相交流に変換され、昇降用電動機１５に供給される。これにより昇降用電動機１５は昇降（巻上下げ）運転される。昇降用電動機１５の回生時（荷巻下げ時）は、昇降用電動機１５が発電する回生電力をインバータ１４で直流回路１２に供給する。
【００２４】
蓄電電圧値ＶCが所定の電圧値（ここではＤＣ２８０Ｖ〜３８０Ｖ）である場合は、制御部２１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を供給し、開閉素子Ａを動作させる。これにより開閉素子Ａの接点が閉じて上記回生電力電流を蓄電デバイス１７に供給し蓄電する。昇降用電動機１５の力行時（巻上げ時）は蓄電デバイス１７に蓄電された電力を直流回路１２を介してインバータ１４に供給し、該インバータ１４にて所定周波数の交流に変換し、昇降用電動機１５に供給する。このようにして昇降用電動機１５の回生時及び力行時に蓄電デバイス１７の充電（蓄電）・放電が繰り返される。
【００２５】
上記充・放電中に蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCが設定上限値（ここでは３８０Ｖ）を超えた場合、制御部２１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに供給している作動電流を遮断して、開閉素子Ａを不動作としその接点を開くと共に、制動用開閉素子１９に作動信号を送り、該制御用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）る。これにより、直流回路１２に供給された回生電力電流を制動用抵抗器２０に通電して消費し、蓄電デバイス１７の過充電を防止する。
【００２６】
また、制御部２１は蓄電電圧値ＶCがＶC≧ＶDとなってから、昇降用電動機１５の停止時間（蓄電デバイス１７の充・放電停止時間）を計測し、該停止時間が所定時間Ｔｓ以上となった場合、高い蓄電電圧状態が継続し、蓄電デバイス１７の容量減少による寿命に悪影響を与えると判断し、即ち蓄電デバイス１７を休止モードにすべきであると判断して、制動用開閉素子１９に閉じ（ＯＮ）る信号を送り、制動用開閉素子１９を閉じる。これにより、蓄電デバイス１７に蓄電されている電流は制動用抵抗器２０に通電され消費され、蓄電デバイス１７は休止モードとなる。
【００２７】
図６は制御部２１の動作処理フローを示す図である。ステップＳＴ１で交流電源を投入すると、続くステップＳＴ２では、制御部２１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を通電せず不動作としてその接点を開き（ＯＦＦ）、動作コイルＢXに作動電流を通電し、開閉素子Ｂの接点を閉じ（ＯＮ）る。次にステップＳＴ３では、蓄電電圧値ＶCが直流電圧値ＶDより小さいか（ＶC＜ＶD）否かを判断し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ４に移行し、ノー（Ｎ）ステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ４では開閉素子Ａを閉じ（ＯＮ）、ＶC≧ＶDになるのを持つ。ステップＳＴ５では、昇降用電動機１５の連続停止時間が所定の停止時間Ｔｓを経過するのを待って、停止時間が停止時間Ｔｓを経過したら、直流回路１２の直流電圧値ＶDが電源電圧値ＶI（ＶI＝√２ＶAC）より大きい（ＶD＞ＶI）か否かを判断し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ７に移行し、ノー（Ｎ）の場合はステップＳＴ８に移行する。ステップＳＴ７では制動用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）とし、ステップＳＴ８では制動用開閉素子１９を開き（ＯＦＦ）、ステップＳＴ５に移行する。
【００２８】
上記のように、蓄電電圧値ＶCがＶC≧ＶDとなってから、昇降用電動機１５の連続停止時間が所定停止時間を経過し、且つ直流回路１２の直流電圧値ＶDが電源電圧値ＶIより大きい場合、制御部２１は蓄電デバイス１７を休止モードにすべきと判断し、制動用開閉素子１９を閉じ蓄電デバイス１７に蓄電されている蓄電電流を制動用抵抗器２０に通電して消費する。これにより、蓄電デバイス１７は高充電電圧の状態で放置されることはなく、容量減少による寿命の短縮を防止できる。
【００２９】
制御部２１には、例えば制御用マイクロコンピュータが実装されており、上記動作処理は該制御用マイクロコンピュータで、動作処理プログラムを実行することにより行う。
【００３０】
図７は本発明に係る電動巻上下装置用電源装置の他のシステム構成例を示すブロック図である。本電動巻上下装置用電源装置１０が図５に示す電動巻上下装置用電源装置と相違する点は、本電動巻上下装置用電源装置１０では、インバータ（ＩＮＶ）基本制御部３１を備えた汎用インバータ制御装置３０を使用し、該汎用インバータ制御装置３０を制御部２１で制御する構成を採用している。汎用インバータ制御装置３０のインバータ基本制御部３１に、図５の制御部２１が接続されている。制御部２１には、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶC、直流回路１２の直流電圧値ＶD、電源電圧値ＶIが入力され、制御部２１でこれらの電圧、電流値を監視できるようになっている。また、インバータ（ＩＮＶ）基本制御部３１には、開閉素子Ａの動作コイルＡX及び開閉素子Ｂの動作コイルＢXが接続されている。
【００３１】
制御部２１は、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCを監視し、該蓄電電圧値ＶCが所定の電圧値（ここではＤＣ２８０Ｖ〜３８０Ｖ）である場合は、開閉素子Ａを閉じる信号をインバータ基本制御部３１に送る。インバータ基本制御部３１はこの信号を受けて、開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を供給し、開閉素子Ａを閉じ（ＯＮ）る。これにより上記回生電力電流は直流回路１２から蓄電デバイス１７に供給され、蓄電される。また、昇降用電動機１５の力行時（巻上時）は蓄電デバイス１７に蓄電された電力を直流回路１２を介してインバータ１４に供給し、該インバータ１４にて所定周波数の交流に変換し、昇降用電動機１５に供給する。蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCが設定上限値（ここでは３８０Ｖ）を超えた場合、制御部２１は開閉素子Ａを開く信号及び制御用開閉素子１９を閉じる信号をインバータ基本制御部３１に送り、インバータ基本制御部３１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに供給している作動電流を遮断して、開閉素子Ａを不動作（ＯＦＦ）とし、制動用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）て、直流回路１２に供給された回生電力電流を制動用抵抗器２０に通電し消費し、蓄電デバイス１７の過充電を防止する。
【００３２】
また、制御部２１は蓄電電圧値ＶCが直流回路１２の直流電圧値ＶD以上（ＶC≧ＶD）となってから、昇降用電動機１５の停止している時間（蓄電デバイス１７の充・放電停止時間）を計測し、該停止時間が所定時間Ｔｓを超えた、更に蓄電電圧値ＶCが所定の低電圧値ＶCLOWを越えている場合、高い蓄電電圧が継続し、蓄電デバイス１７の容量減少による寿命を短縮すると判断し、制動用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）る信号をインバータ基本制御部３１に送り、該インバータ基本制御部３１はこの信号を受けて制動用開閉素子１９を閉じる。これにより、蓄電デバイス１７に蓄電されている電力電流は制動用抵抗器２０に通電され消費され、蓄電デバイス１７は休止モードとなる。
【００３３】
上記のように制御部２１は蓄電電圧値ＶCがＶC≧ＶDとなってから、昇降用電動機１５の一連の停止時間が所定時間Ｔｓ以上となった場合、制動用開閉素子１９を閉じて、蓄電デバイス１７に蓄電されている電力電流は制動用抵抗器２０に通電し消費する。これにより電気二重層キャパシタからなる蓄電デバイス１７が高い蓄電電圧値ＶCで所定時間Ｔｓ以上放置されることなく、容量減少、即ち寿命の短縮を防止できる。なお、図５、図７における開閉素子Ｂは蓄電デバイス１７の温度が規定以上に上昇した場合、蓄電デバイス１７を直流回路１２から切り離すために使用される。省略することも可能である。
【００３４】
図８は本発明に係る電動巻上下装置用電源装置の他のシステム構成例を示すブロック図である。図示するように、本電動巻上下装置用電源装置１０は、整流器１１と、平滑コンデンサ１３を具備する直流回路１２、インバータ１４、制御部２１を備えている。直流回路１２には開閉素子Ａを介して蓄電デバイス１７が接続されている。開閉素子Ａと並列に開閉素子Ｂと充電・放電抵抗器２３の直列回路が接続され、更に蓄電デバイス１７の端子間に開閉素子Ｃと充電・放電抵抗器２３の直列回路が接続されている。
【００３５】
制御部２１には、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶC、直流回路１２の直流電圧値ＶD、電源電圧値ＶIが入力され、制御部２１でこれらの電圧値ＶC、ＶD、ＶIを監視できるようになっている。また、制御部２１には制動用開閉素子１９の駆動部（ゲート等）、開閉素子Ａの動作コイルＡX、開閉素子Bの動作コイルＢX、及び開閉素子Ｃの動作コイルＣXが接続されている。
【００３６】
上記構成の電動巻上下装置用電源装置において、交流電源１６を投入すると交流電力は、整流器１１で直流に変換され直流回路１２に供給される。制御部２１は、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCを監視し、該蓄電電圧値ＶC＝０或いは所定電圧以下である場合は、動作コイルＡX、ＣXに作動電流を通電せず、開閉素子Ａ、Ｃを不動作としその接点を開く（ＯＦＦ）と共に、開閉素子Ｂの動作コイルＢXに作動電流を通電しその接点を閉じる（ＯＮ）。これにより直流回路１２から充電・放電抵抗器２３を通して蓄電デバイス１７に充電電量が供給される（初期充電）。
【００３７】
蓄電電圧値ＶCが上昇しＶC≧ＶDとなると、制御部２１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を通電し、開閉素子Ａを作動させ、その接点を閉じると共に、開閉素子Ｂの動作コイルＢX、ＣXに作動電流を通電せず開閉素子Ｂ、Ｃを不作動としその接点を開く。これにより、蓄電デバイス１７は直流回路１２に直接並列に接続される。これにより開閉素子Ａの接点が閉じて昇降用電動機１５の回生時（巻下げ時）の回生電力電流は蓄電デバイス１７に供給され蓄電する。昇降用電動機１５の力行時（巻上げ時）は蓄電デバイス１７に蓄電された電力を直流回路１２を介してインバータ１４に供給し、該インバータ１４にて所定周波数の交流に変換し、昇降用電動機１５に供給する。蓄電電圧値ＶCが所定の電圧値（ここではＤＣ２８０Ｖ〜３８０Ｖ）である場合は、昇降用電動機１５の回生時及び力行時に蓄電デバイス１７の充電・放電が繰り返される。
【００３８】
上記充電・放電中に蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCが設定上限値（ここでは３８０Ｖ）を超えた場合、制御部２１は制動用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）て、直流回路１２に供給された回生電力電流を制動用抵抗器２０に通電して消費し、蓄電デバイス１７の過充電を防止する。
【００３９】
また、制御部２１は蓄電電圧値ＶCが直流電圧回路１２の直流電圧値ＶD以上（ＶC≧ＶD）となってから、昇降用電動機１５の停止した時間を計測し、該停止時間が所定時間Ｔｓ以上となった場合で、且つ該蓄電電圧値ＶCが所定の低電圧値ＶLOWを超えている場合、高い蓄電電圧が継続し、蓄電デバイス１７の容量減少による寿命を短縮すると判断して、開閉素子Ｃの動作コイルＣXに作動電流を通電してその接点を閉じると共に、開閉素子Ａ、Ｂの動作コイルＡX、ＢXに作動電流を通電せずその接点を開き（ＯＦＦ）、蓄電デバイス１７の蓄電電圧が所定電圧値以下となるように蓄電電量を充電・放電抵抗に通電して消費され、蓄電デバイス１７は休止モードとなる。上記昇降用電動機１５の停止時間の測定は操作ボックス２４の上昇用押釦スイッチ及び下降用押釦スイッチのいずれもが操作されていない時間を計測して行う。
【００４０】
図９は制御部２１の動作処理フローを示す図である。ステップＳＴ１１で交流電源を投入すると、ステップＳＴ１２では、開閉素子Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれ動作コイルＡX、ＢX、ＣXに作動電流を通電せず、その接点をＯＦＦとする。続いてステップＳＴ１３では、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCが直流回路１２の直流電圧値ＶDより小さいか（ＶC＜ＶD）否かを判断し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ１４に移行し、ノー（Ｎ）の場合はステップＳＴ１５に移行する。
【００４１】
ステップＳＴ１４では、開閉素子Ｂの動作コイルＢXに動作電流を通電しその接点を閉じ（ＯＮ）ると共に、開閉素子Ａ、Ｃの動作コイルＡX、ＣXに動作電流を通電せず、その接点を開（ＯＦＦ）とする。ステップＳＴ１５では開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を通電し、その接点を閉じ（Ａ＝ＯＮ）、開閉素子Ｂ、Ｃの動作コイルＢX、ＣXには作動電流を通電せず、それぞれの接点を開（Ｂ＝ＯＦＦ、Ｃ＝ＯＦＦ）として昇降用電動機１５を運転する。ステップＳＴ１６では、昇降用電動機１５の連続停止時間が所定停止時間Ｔｓを越えた（停止時間＞Ｔｓ）か否か判断し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ１７に移行する。ステップＳＴ１７では、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCが所定の低電圧値ＶLOWを超えているか（ＶC＞ＶLOW）を判断し、イエス（Ｙ）の場合はステップＳＴ１８に移行する。
【００４２】
ステップＳＴ１８では、開閉素子Ｃの動作コイルＣXに作動電流を通電させて、その接点を閉じ（ＯＮ）ると共に、開閉素子Ａ、Ｂの動作コイルＡX、ＢXに作動電流を通電させず、その接点を開く（ＯＦＦ）。これにより蓄電デバイス１７は直流回路１２から切り離され、充電・放電抵抗器２３は蓄電デバイス１７の端子間に接続され、蓄電デバイス１７の蓄電電流は該充電・放電抵抗器２３に通電され消費し、蓄電電圧値ＶCは所定の低電圧値ＶLOW以下に低下する。続くステップＳＴ１９では、昇降用電動機１５の運転が開始したか否を判断し、イエス（Ｙ）の場合は前記ステップＳＴ１３に戻る。ノー（Ｎ）の場合は前記ステップＳＴ１７に戻る。
【００４３】
図１０は本発明に係る電動巻上下装置用電源装置の他のシステム構成例を示すブロック図である。本電動巻上下装置用電源装置１０が図８に示す電動巻上下装置用電源装置１０と相違する点は、本電動巻上下装置用電源装置１０では、インバータ（ＩＮＶ）基本制御部３１を備えた汎用インバータ制御装置３０を使用し、該汎用インバータ制御装置３０を制御部２１で制御する構成を採用している。汎用インバータ制御装置３０のインバータ基本制御部３１に、図５の制御部２１が接続されている。制御部２１には、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶC、直流回路１２の直流電圧値ＶD、電源電圧値ＶIが入力され、制御部２１でこれらの電圧、電流値を監視できるようになっている。また、インバータ（ＩＮＶ）基本制御部３１には、開閉素子Ａの動作コイルＡX、開閉素子Ｂの動作コイルＢX、開閉素子Ｃの動作コイルＣXが接続されている。
【００４４】
制御部２１は、蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCを監視し、該蓄電電圧値ＶCが所定の電圧値（ここではＤＣ２８０Ｖ〜３８０Ｖ）である場合は、開閉素子Ａを閉じる信号をインバータ基本制御部３１に送る。インバータ基本制御部３１はこの信号を受けて、開閉素子Ａの動作コイルＡXに作動電流を供給し、開閉素子Ａを閉じ（ＯＮ）る。これにより上記回生電力電流は直流回路１２から蓄電デバイス１７に供給され、蓄電される。また、昇降用電動機１５の力行時（巻上時）は蓄電デバイス１７に蓄電された電力を直流回路１２を介してインバータ１４に供給し、該インバータ１４にて所定周波数の交流に変換し、昇降用電動機１５に供給する。蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCが設定上限値（ここでは３８０Ｖ）を超えた場合、制御部２１は開閉素子Ａを開く信号及び制御用開閉素子１９を閉じる信号をインバータ基本制御部３１に送り、インバータ基本制御部３１は開閉素子Ａの動作コイルＡXに供給している作動電流を遮断して、開閉素子Ａを不動作（ＯＦＦ）とし、制動用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）て、直流回路１２に供給された回生電力電流を制動用抵抗器２０に通電し消費し、蓄電デバイス１７の過充電を防止する。
【００４５】
また、制御部２１は蓄電電圧値ＶCが直流回路１２の直流電圧値ＶD以上（ＶC≧ＶD）となってから、昇降用電動機１５の停止している時間（操作ボックス２４の上昇用押釦スイッチ及び下降用押釦スイッチの何れも操作されて）を計測し、該停止時間が所定時間Ｔｓを超えた、更に蓄電電圧値ＶCが所定の低電圧値ＶCLOWを越えている場合、高い蓄電電圧が継続し、蓄電デバイス１７の容量減少による寿命を短縮すると判断し、制動用開閉素子１９を閉じ（ＯＮ）る信号をインバータ基本制御部３１に送り、該インバータ基本制御部３１はこの信号を受けて制動用開閉素子１９を閉じる。これにより、蓄電デバイス１７に蓄電されている電力電流は制動用抵抗器２０に通電され消費され、蓄電デバイス１７は休止モードとなる。
【００４６】
上記のように、蓄電電圧値ＶCが直流回路の直流電圧値以上（ＶC≧ＶD）となってから、昇降用電動機１５の連続停止時間が所定停止時間を経過し、且つ蓄電電圧値ＶCが所定の低電圧値ＶLOWを超えて大きい場合、制御部２１は蓄電デバイス１７を休止モードにすべきと判断し、充電・放電抵抗器２３を蓄電デバイス１７の端子間に接続する。これにより、蓄電デバイス１７の蓄電電流を該充電・放電抵抗器２３に通電消費し蓄電電圧値ＶCを低電圧値ＶLOWとする。よって、電気二重層キャパシタからなる蓄電デバイス１７が高い蓄電電圧値ＶCで所定時間Ｔｓ以上放置されることなく、容量減少、即ち寿命の短縮を防止できる。
【００４７】
なお、上記実施形態例では、昇降用電動機１５を備え、力行時に昇降用電動機１５に電力を供給し、回生時に昇降用電動機１５の回生電力を蓄電デバイス１７に蓄電する電動巻上下装置用電源装置を例に説明したが、昇降用電動機１５の他に、走行用電動機、横行用電動機を備え、力行時に昇降用電動機１５、走行用電動機、横行用電動機に電力を供給し、回生時にこれら昇降用電動機１５、走行用電動機、横行用電動機の回生電力を蓄電デバイス１７に蓄電する電動巻上下装置用電源装置にも本発明は適用できる。
【００４８】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。蓄電デバイスとして、上記例では電気二重層キャパシタやリチュウムイオンキャパシタを使用できるが、これに限定されるものではなく、充放電特性のよいリチウムイオン電池等も利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上記のように蓄電デバイス１７の蓄電電圧値ＶCがＶC≧ＶDとなってから、昇降用電動機１５の停止時間が所定時間Ｔｓ以上となった場合、制動用開閉素子１９に閉じて、蓄電デバイス１７に蓄電されている電力電流は制動用抵抗器２０に通電し消費するので、蓄電デバイス１７が高い蓄電電圧値ＶCで所定時間Ｔｓ以上放置されることなく、容量減少による寿命の短縮を防止できる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  電動巻上下装置用電源装置
１１  整流器
１２  直流回路
１３  平滑コンデンサ
１４  インバータ
１５  昇降用電動機
１６  交流電源
１７  蓄電デバイス
１９  制動用開閉素子
２０  制動用抵抗器
２１  制御部
２２  充電抵抗器
２３  充電・放電抵抗器
２４  操作ボックス
３０  汎用インバータ制御装置
３１  インバータ（ＩＮＶ）基本制御部
Ａ  開閉素子
Ｂ  開閉素子
Ｃ  開閉素子
【図１】
2010207043.tif 000003
【図２】
2010207043.tif 000004
【図３】
2010207043.tif 000005
【図４】
2010207043.tif 000006
【図５】
2010207043.tif 000007
【図６】
2010207043.tif 000008
【図７】
2010207043.tif 000009
【図８】
2010207043.tif 000010
【図９】
2010207043.tif 000011
【図１０】
2010207043.tif 000012