(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータにより掘削軸を回転駆動して地盤を掘削する掘削機において、前記電動モータのコイル温度を直接または間接に検出する温度検出器と、前記電動モータの電流値を検出する電流検出器と、制御装置とを具備し、この制御装置は、前記温度検出器により検出されたコイル温度により作動下限電流値を算出するとともに前記電流検出器により検出された電動モータの電流値が前記作動下限電流値以上のときコイル温度と電動モータの電流値によりモータ動作時間の算出、経過時間の計測開始、および上記経過時間が上記動作時間超過時に電動モータの停止機能を有することを特徴とするモータ保護管理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、掘削機における掘削軸駆動用電動モータのコイルの焼損を防止するためのモータ保護管理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘削機は、図１に竪穴掘削用の一例を示すように、ベースマシン１に立設されたリーダ２の前面のガイドレール３に駆動部４のガイド５が係合されてこのガイドレール３にそってその駆動部４の上部のシーブ６に巻回されるワイヤ７がリーダ２の上端のシーブ８を経由してベースマシン１上のウインチの巻上げ巻下げにより駆動部４が昇降されるように支持され、この駆動部４内のモータ１０の減速機１１に接続されるオーガスクリユ等の掘削軸１２により地盤を掘削するようになされている。
【０００３】
このような掘削機の掘削軸１２により地盤を掘削するとき、掘削軸１２に加わる掘削抵抗の増大により過負荷が発生すると、電動モータ１０に過電流が流れ、電動モータ１０のコイルが過熱して焼損することがある。
【０００４】
そこで上記の対策として従来では、図５に示すように電動モータ１０の負荷電流を電流検出器１３により監視し、過電流が流れたとき過負荷継電器１４（サーマルリレー）が作動して停止信号を発信し、操作回路１５を通じて電動モータ１０の動力回路１６を遮断し、電動モータ１０を停止させるようになされたもの、あるいは図６に示すように、上記図５に加え電動モータ１０のコイルまたはその近傍に温度検出器１７（温度センサ）を設け、この温度検出器１７によりコイルの温度を検出して温度調整器１８に入力させ、コイルの焼損温度と比較して操作回路１５を通じ動力回路１６を遮断し、電動モータ１０を停止させる機能を付加したものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記図５のように、過電流に基づいてコイルの温度上昇を予測する手段では、結果としてコイルが焼損温度に至らない場合であっても電動モータ１０が停止してしまい、実用上問題点がある。
【０００６】
また、図６のように電動モータ１０のコイルの温度を検出する手段によるものでは、掘削軸１２の急激な掘削抵抗の増大により電動モータ１０に大電流が流れても、コイルが温度上昇するまでにタイムラグがあり、そのためコイルの温度検出を待ってから電動モータ１０を停止させるのでは間に合わない場合が生じる。
【０００７】
他方、電動モータ１０の回転を停止するためのコイル温度を低めに設定することも考えられるが、これでは必要以上に電動モータ１０が停止してしまい、やはり実用に耐え得ぬものとなる。
【０００８】
本発明はこれに鑑み、コイルの温度検出と電動モータの電流検出とを勘案して適正な焼損保護管理をなさしめることができるモータ保護管理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来の技術が有する問題点を解決する手段として、本発明は、電動モータにより掘削軸を回転駆動して地盤を掘削する掘削機において、前記電動モータのコイル温度を直接または間接に検出する温度検出器と、前記電動モータの電流値を検出する電流検出器と、制御装置とを具備し、この制御装置は、前記温度検出器により検出されたコイル温度により作動下限電流値を算出するとともに前記電流検出器により検出された電動モータの電流値が前記作動下限電流値以上のときコイル温度と電動モータの電流値によりモータ動作時間の算出、経過時間の計測開始、および上記経過時間が上記動作時間超過時に電動モータの停止機能を有することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
温度検出器および電流検出器により電動モータのコイル温度および電流値を連続的に検出し、現コイル温度における作動下限電流値を算出してその電流値が算出値を超えたときは現コイル温度と電流値とによる動作時間を算出すると同時に経過時間の計数を開始し、現電流値が上記算出値以下であれば上記作用を繰り返す。
【００１１】
現電流値が作動下限電流値以下となったときは経過時間の計数を停止する。コイル温度の上昇、電流値の増大時には、その条件に基づいて新たに算出される動作時間により判断し経過時間が動作時間を超えたときモータが停止される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。
【００１３】
図２は本発明の一実施例のブロック図を示し、図４はフローを示している。
【００１４】
電動モータ１０のコイル温度を直接または間接に検出する温度検出器２０と、前記電動モータ１０の電流値を検出する電流検出器２１とを有し、前記温度検出器２０による検出結果は温度変換器２２により温度信号に変換されてその温度信号が制御装置２３の演算装置２４へ入力され、電流検出器２１による検出結果は電流変換器２５により負荷電流信号に変換されて前記演算装置２４へ入力されるようになっている。
【００１５】
上記制御装置２３は、その演算装置２４において前記温度検出器２０により検出されたコイル温度に基づき作動下限電流値を算出するとともに、前記電流検出器２１により検出された電流値が前記作動下限電流値以上のとき、コイル温度と電流値とによりモータ動作時間の算出と、経過時間の計測の開始と、経過時間が上記モータ動作時間を超過したとき電動モータ１０の停止信号の出力とを行い、その停止信号により操作回路２６を通じて動力回路２７が遮断され、電動モータ１０を停止させる機能を有する。
【００１６】
図３は、モータ保護特性のグラフを示し、縦軸が電動モータ１０を停止させる機能が動作する作動時間を、横軸が定格電流の倍数を示しており、割合（％）を示す数値は現在のコイル温度を電動モータ１０の許容最高温度を「１」としてパーセンテージで表わしている。このグラフの内容は制御装置２３の演算装置２４にデータとして入力されている。
【００１７】
次に図４に示すフローを参照して作動原理を説明する。
【００１８】
掘削機に運転信号を入力して電動モータ１０を始動させ、掘削作業をスタートさせる（ステップＡ）。掘削開始と同時に温度検出器２０および電流検出器２１によりコイルの温度、電流値を連続的に検出する（ステップＢ）。
【００１９】
次いで現在のコイル温度における本装置の作動下限電流値を図３のグラフに基づいて算出し（ステップＣ）、現在の電流値が上記算出値以上となったときは前記グラフに基づいて現在のコイル温度と電流値とにより動作時間を算出し、同時に経過時間の計数を開始し（ステップＤ）、ステップＥに至る。現在の電流値が上記算出値以下であればループＦを繰り返す。
【００２０】
前記ステップＥに至ったとき、経過時間が上記動作時間を超えていないときはステップＣに戻り、このとき現電流値が作動下限電流値以下になったときは、経過時間の計数を停止して帰零し（Ｆ）、再びステップＣに戻る。
【００２１】
現在の電流値が作動下限電流値以上を維持しているならば、ステップＥにおいて経過時間が動作時間を超過するまでこのループを繰り返す。なお、このとき条件が悪化した場合、すなわちコイル温度の上昇、電流値の増大があった場合は、その条件により新たに算出される動作時間に基づいて判断する。
【００２２】
前記ステップＥに至ったとき、経過時間が動作時間を超過したならば電動モータ１０の回転を停止する（ステップＧ）。
【００２３】
次に具体例について説明する。
【００２４】
電動モータ１０の定格電流を５５Ｋｗ出力で１８８アンペアとし、許容最高温度を１８０℃とするとき、現コイル温度が１４４℃（許容最高温度の８０％）であって、電流値が３７６アンペア（定格電流の２倍）であるとすると、図３のグラフにより動作時間は４秒と算定され、この時間内に条件が改善されない場合には電動モータ１０が停止に至る。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、掘削軸を回転駆動する電動モータのコイルの温度と電流値との２つの条件に基づいて電動モータの停止を判断するようにしているので、従来の技術に較べ判断がより正確になり、しかも必要以上に電動モータを停止させることがないので実用上きわめて有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象例として示す掘削機の側面図。
【図２】本発明によるモータ保護管理装置の一実施例を示すブロック図。
【図３】モータ保護特性の一例を示すグラフ。
【図４】モータ保護動作フロー。
【図５】従来の技術を示すブロック図。
【図６】他の従来の技術を示すブロック図。
【符号の説明】
１  ベースマシン
２  リーダ
４  駆動部
１０  電動モータ
１２  掘削軸
１３，２１  電流検出器
１５，２６  操作回路
１６，２７  動力回路
１７，２０  温度検出器
２３  制御装置
２４  演算装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003568622.tif 000005
【図５】
0003568622.tif 000006
【図６】
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