(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流モータで掘削機の作業部材を回転駆動する掘削機用駆動制御装置において、
前記作業部材を交流モードで運転するかインバータモードで運転するかを切り替える運転モード切換手段と、
前記作業部材を正転駆動するか逆転駆動するかを設定する正転逆転設定手段と、
交流モードで運転する場合に交流電源の相順を判定する電源相順判定手段と、
前記正転逆転設定手段による設定結果と前記電源相順判定手段による判定結果とに基づき、所定の相順で電源端子を前記交流モータのモータ端子へ接続する電源端子切換手段とを備えることを特徴とする掘削機用駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削機用駆動制御装置に係り、特に地中に竪穴を掘削するオーガスクリュ等の作業部材を駆動制御する掘削機用駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中に竪穴を掘削するアースオーガ等の掘削機は、例えば図５にその一例を示すように、ベースマシン１にステー２を介して垂直に支持されるリーダ３の前面に設けられた左右一対のガイドレール４，４に駆動部５の背面に取付けられたスライド金具６，６が係合されて上下動自在に支持され、この駆動部５の上部のシーブ７に巻回されるワイヤ８がリーダ３の上端のシーブ９，９を経由してベースマシン１上のウインチ１０に導かれ、このウインチ１０の巻上げ巻下げにより駆動部５が昇降されるようになされている。
【０００３】
駆動部５内にはモータ１１、減速機１２等の駆動源が搭載され、その駆動軸にオーガスクリュ等の作業部材１３が接続されてこの作業部材１３により地盤を掘削するようになっている。
【０００４】
掘削機においては、作業部材１３は例えば正転回転駆動され降下して地盤を掘削し、逆転回転駆動され上昇して掘削土砂を排出するように制御される。
【０００５】
掘削作業部材１３は誘導モータ等の交流モータで駆動される。アースオーガの交流モータ（三相交流モータ）には、インバータ回路と、商用回路とを併設したものが使用されている。通常地盤の掘削においては、回転数を（一定範囲で）自由に変換できるインバータ回路を利用して、オーガスクリューによる掘削土砂の排土効率をあげている。硬質地盤等における高トルクの掘削においては、これに不適なインバータ回路に替えて商用回路を使用している。
【０００６】
誘導モータを三相交流電源で駆動する場合は、三相の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔは誘導モータのモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに所定の相順で接続する必要がある。相順を誤って接続した場合には、作業部材１３は正転させるつもりのところが、逆転することになり、非常に危険である。
【０００７】
このために、新たに三相交流電源で駆動するために三相交流の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔを誘導モータのモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続する場合には、新たに接続する度に三相交流の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係を調べ、この調べた結果に基づき、手作業で電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔをモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続することが行われていた。なお、インバータで誘導モータを駆動する場合には、三相交流の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔが直接モータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続されるわけではなくインバータ内部で相順の調整が行なわれるため、電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係を調べる必要はない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
掘削機は種々の作業場所へ移動して使用され、移動の度に新たに作業場所で作業部材を駆動する誘導モータ等の交流モータの電源を接続する必要がある。この際、移動毎に三相交流の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係を調べ手作業で電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔをモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続することは、煩雑であるという問題があった。
【０００９】
また、インバータで誘導モータを駆動しているときに、より強い掘削トルクで掘削しようとして三相交流電源による駆動に切り替える場合に、インバータによる駆動では電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係は問われないのに対し、三相交流電源による駆動では電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係が違っていた場合それから手作業で電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔをモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続する必要があり、煩雑かつ危険であるという問題があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、正転、逆転の各々の運転モードにおいて、交流電源の電源端子と交流モータのモータ端子とを的確に自動的に接続可能な掘削機用駆動制御装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、交流モータで掘削機の作業部材を回転駆動する掘削機用駆動制御装置において、前記作業部材を交流モードで運転するかインバータモードで運転するかを切り替える運転モード切換手段と、前記作業部材を正転駆動するか逆転駆動するかを設定する正転逆転設定手段と、交流モードで運転する場合に交流電源の相順を判定する電源相順判定手段と、前記正転逆転設定手段による設定結果と前記電源相順判定手段による判定結果とに基づき、所定の相順で電源端子を前記交流モータのモータ端子へ接続する電源端子切換手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
運転モード切換手段で交流モード（商用モードと称される）で運転するか否かを判断し、交流モード（商用モード）で運転する場合には電源相順判定手段で交流電源の相順を判定する。正転逆転設定手段では作業部材を正転駆動するか逆転駆動するかを設定する。
【００１３】
電源端子切換手段では、正転逆転設定手段による設定結果と電源相順判定手段による判定結果とに基づき、所定の相順で電源端子を交流モータのモータ端子とを接続する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の掘削機用駆動制御装置の実施例を図面を参照して説明する。図５において本実施例の掘削機用駆動制御装置はベースマシン１上に設置されている。本実施例が適用される掘削機は図５に示したものと同様であり、同一部材に同一符号をつけて説明を省略する。
【００１５】
図１は本発明の実施例のブロック図である。図１において、誘導モータ２８等の交流モータで掘削機の作業部材１３を回転駆動する掘削機用駆動制御装置２１は、作業部材１３を三相交流電源により駆動する交流モードで運転するか、インバータ２７で駆動するインバータモードで運転するかを切り替える運転モード切換手段２２と、作業部材１３を正転駆動するか逆転駆動するかを設定する正転逆転設定手段２３と、交流モードで運転する場合に交流電源２６の相順を判定する電源相順判定手段２４と、正転逆転設定手段２３による設定結果と電源相順判定手段２４による判定結果とに基づき、所定の相順で電源端子を誘導モータ２８のモータ端子へ接続する電源端子切換手段２５とを備えている。
【００１６】
図２に掘削機用駆動制御装置２１の具体的回路の一例を示す。
図２において、運転モード切換手段２２では、掘削トルクが比較的小さくてよい場合にはインバータモードが選択されて、掘削が進んでさらに大きい掘削トルクを要する場合には交流モード（商用モード）が選択される。交流モード（商用モード）が選択されるとモード信号３４ａが生成され、インバータモードが選択されるとモード信号３４ｂが生成される。
【００１７】
インバータモードと交流モードとの間の切り換えは、通常手動で行われる。なお、図示しないパワーモニター信号によりインバータ２７の駆動出力をモニターしておき、所定以上の掘削トルクを必要と判断された場合に自動的にインバータモードから交流モードに切り換えることも可能である。
【００１８】
正転逆転設定手段２３では、正転スイッチ２３ａあるいは逆転スイッチ２３ｂが押されると、正転信号３３ａあるいは逆転信号３３ｂが生成される。
【００１９】
電源相順判定手段２４では、三相交流電源２６の電源端子３１（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の各端子から出力される交流電源の波形を検出し位相関係が判定される。そして例えば、端子Ｒの電圧波形の位相が端子Ｔの電圧波形の位相より進んでいるか否かを判定し、その判定結果に応じて相順判定信号３６ａ，３６ｂが生成される。
【００２０】
電源端子切換手段２５では、正転信号３３ａあるいは逆転信号３３ｂと、モード信号３４ａ、３４ｂとから、正転の交流モード（商用モード）であることを示す商用正転信号３５ａと、逆転の交流モード（商用モード）であることを示す商用逆転信号３５ｂが生成される。また、商用正転信号３５ａと商用逆転信号３５ｂとモード信号３４ｂとから、インバータ２７を駆動するインバータ運転信号３５ｃが生成される。
【００２１】
また、電源端子切換手段２５は相順切換回路４０とモータ端子接続回路４１とを有する。
【００２２】
相順切換回路４０では、電源相順判定手段２４における判定結果に基づき相順判定信号３６ａ，３６ｂにより、電源端子３１（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の相順を切り換え、その結果をモータ端子接続回路４１へ出力する。
【００２３】
モータ端子接続回路４１では、相順切換回路４０からの信号と、商用正転信号３５ａあるいは商用逆転信号３５ｂとにより定められた相順で、電源端子３１（Ｒ，Ｓ，Ｔ）とモータ端子３２（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを接続する。
【００２４】
次に、図３に掘削機用駆動制御装置２１の具体的回路の他の例を示す。
図３では、図２における相順切換回路４０は設けられていない。直接モータ端子接続回路４１は、電源相順判定手段２４における相順判定信号３６と、商用正転信号３５ａあるいは商用逆転信号３５ｂとによって駆動されるようになっている。
【００２５】
以上説明したように、本実施例の構成によれば、電源相順判定手段２４により三相交流電源２６の電源端子３１（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の各端子から出力される交流電圧波形を検出し位相関係を自動的に判定し、電源端子切換手段２５により商用正転信号３５ａおよび商用逆転信号３５ｂを生成したので、モータ端子接続回路４１により、電源端子３１（Ｒ，Ｓ，Ｔ）とモータ端子３２（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを所望の相順で自動的に接続することができる。この結果、掘削機の移動毎に三相交流の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係が違っていた場合手作業で電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔをモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続し直すことの煩雑性を解消できる。また、インバータモードから交流モードのモード切り換えを円滑に行うことができる。
【００２６】
なお、上述の実施例の説明で交流モータとして誘導モータを例にして説明したが、誘導モータでなく交流モータであれば他のタイプのモータであってもよく、また交流モータは３相交流モータに限らない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、掘削機の移動毎に三相交流の電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔから出力される交流電圧の位相関係を調べ手作業で所定の相順で電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔをモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続することの煩雑性を解消でき、また、インバータモードから交流モードの間の運転モード切り換えを自動的に円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。
【図２】図１におけるブロック図の具体例を示す回路図。
【図３】図１におけるブロック図の他の具体例を示す回路図。
【図４】電源端子Ｒ，Ｓ，Ｔとモータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗとの接続の仕方によって誘導モータが正転駆動あるいは逆転駆動されることを示す図。
【図５】掘削機の一例を示す側面図。
【符号の説明】
１  ベースマシン
３  リーダ
４  ガイドレール
５，１５  駆動部
６，１６，１７，１８  スライド金具
１３  作業部材
２２  運転モード切換手段
２３  正転逆転設定手段
２４  電源相順判定手段
２５  電源端子切換手段
２８  交流モータ
【図１】
0003576275.tif 000002
【図２】
0003576275.tif 000003
【図３】
0003576275.tif 000004
【図４】
0003576275.tif 000005
【図５】
0003576275.tif 000006