(57)【要約】【課題】簡単な構成で巻上機本体に内蔵されているインバータの熱を効率よく外気に放熱でき、高頻度運転が可能な巻上機を提供すること。【解決手段】荷昇降用電動機、減速機構を具備し、荷昇降用電動機を巻上機本体に内蔵するインバータ１２で駆動する巻上機において、インバータ１２の発する熱を減速機構を収容する減速機構ケーシング１５に放熱する放熱手段を設けた。該放熱手段はインバータ１２を減速機構ケーシング１５に少なくとも一部を面接触で直接密接させて取付ける取付手段である。【選択図】図３
2008230750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷昇降用電動機、減速機構を具備し、前記荷昇降用電動機を巻上機本体に内蔵するインバータで駆動する巻上機において、
前記インバータの発する熱を前記減速機構を収容する減速機構ケーシングに放熱する放熱手段を設けたことを特徴とする巻上機。
【請求項２】
請求項１に記載の巻上機において、
前記放熱手段は前記インバータを前記減速機構ケーシングに少なくとも一部を面接触で密接させて取付け、該インバータで発生した熱を前記減速機構ケーシングに放熱する手段であることを特徴とする巻上機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の巻上機において、
前記減速機構ケーシングはアルミニウム材で構成されていることを特徴とする巻上機。
【請求項４】
請求項３記載の巻上機において、前記減速機構ケーシングはアルミダイカストで成形されていることを特徴とする巻上機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷昇降電動機を内臓するインバータで駆動する電動チェーンブロックや電動ホイスト等の巻上機に関し、特にインバータで発する熱を効率よく外気に放熱することができる巻上機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
荷昇降用電動機として巻上機本体に内蔵するインバータで駆動するインバータ駆動電動機を用いた電動チェーンブロックや電動ホイスト等の巻上機がある。このような巻上機において高頻度運転、即ち巻上機の運転時間＋休止時間を１００％として、運転時間が６０％以上となる運転を行なった場合、インバータから発する熱が多く、インバータを収容した制御ボックス内にこの熱が滞留する。そして制御ボックス内の温度が所定の温度値（例えば、１００℃）を超えると、インバータがトリップし、巻上機の運転ができなくなるという問題がある。
【０００３】
図１は従来のこの種の電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成を示す平面断面図である。制御ボックス１００内にスチール製のパネル板１０１に実装されたインバータ１０２、電磁開閉器１０３、トランス１０４が配置されている。電動チェーンブロックが高頻度で運転された場合、インバータ１０２から上記のように大量の熱が発せられる。この熱はパネル板１０１がスチール製のため、アルミニウム等に比べて熱伝導率が劣り、板厚も薄いことから放熱性も悪い。そのため熱の逃げ場が無いことから熱が制御ボックス１００内に滞留し、制御ボックス１００内が高温となり、インバータ１０２がトリップするという問題がある。なお、図１において、１０５は電動チェーンブロックの減速機構が収容される減速機構ケーシングである。
【０００４】
この対策として、図２に示すように制御ボックス１００をアルミニウム製とし、インバータ１０２を制御ボックス１００の内壁面に取付ける方法がある。これによると制御ボックス１００が熱伝導率の良いアルミニウムで、その外壁面が外気に曝されているため、インバータ１０２の放熱効果も期待できるが、インバータ１０１以外の電磁開閉器１０３やトランス１０４等がパネル板１０１を介して本体側に取付けられているため、配線やメンテナンスが大変であるという問題がある。また、制御ボックス１００に衝撃がかると、直接インバータ１０２に衝撃がかかるという懸念もある。
【特許文献１】特開平１−２７９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で巻上機本体に内蔵されているインバータの熱を効率よく外気に放熱でき、高頻度運転が可能な巻上機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】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、荷昇降用電動機、減速機構を具備し、前記荷昇降用電動機を巻上機本体に内蔵するインバータで駆動する巻上機において、前記インバータの発する熱を前記減速機構を収容する減速機構ケーシングに放熱する放熱手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の巻上機において、前記放熱手段は前記インバータを前記減速機構ケーシングに少なくとも一部を面接触で密接させて取付け、該インバータで発生した熱を前記減速機構ケーシングに放熱する手段であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の巻上機において、前記減速機構ケーシングはアルミニウム材で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の巻上機において、前記減速機構ケーシングはアルミダイカストで成形されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、インバータの発する熱を減速機構ケーシングに放熱する放熱手段を設けたので、インバータの発する熱を熱容量の大きい減速機構ケーシングを介して効率よく外気に放熱することが可能となる。また、減速機構ケーシング内は潤滑油が収容されたオイルバスとなっているから、インバータの油冷による冷却も期待できる。よって、インバータを効率よく冷却でき、巻上機の高頻度運転が可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、放熱手段はインバータを減速機構ケーシングに少なくとも一部を面接触で直接密接させて取付けて放熱する手段であるので、簡単な構成でインバータの発する熱を効率よく減速機構ケーシングに伝達させ放熱させることができる。また、インバータを減速機構ケーシングに直接密接させて取付けるので、インバータと減速機構ケーシングの間に空間や部材が介在しないから、その分巻上機全体をコンパクトに構成できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、減速機構ケーシングが熱伝導率の高いアルミニウム材で構成されているので、更に効率よくインバータの発する熱を速やかに放熱できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、減速機構ケーシングはアルミダイカストで成形されているので、アルミダイカストはプレスに比べ肉厚を厚くできるから、インバータの発生する温度を効率良く減速機構ケーシングに伝達できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図３は本発明に係る電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成例を示す平面断面図である。図示するように、インバータ１２を直接減速機構ケーシング１５に取付けている。このときインバータ１２と減速機構ケーシング１５の接触面は互いに平坦に形成し両者が密接するように取付けている。減速機構ケーシング１５はアルミダイカストで形成され、該減速機構ケーシング１５内には減速機構を構成する歯車等を潤滑するための潤滑油（図示せず）が収容されている。
【００１５】
また、制御ボックス１０内には、スチール製のパネル板１１に実装された電磁開閉器１３、トランス１４が配置されている。電動チェーンブロックが高頻度運転、即ち巻上機の運転時間＋休止時間を１００％として、運転時間が６０％以上の運転を行なった場合、インバータ１２から上記のように大量の熱が発せられる。この熱はインバータ１２から減速機構ケーシング１５に伝達され、該減速機構ケーシング１５から外気に放熱される。上記のように減速機構ケーシング１５は高熱伝導率のアルミニウム材からなり、ダイカストで肉厚に構成されているから、インバータ１２で発する熱は効率よく減速機構ケーシング１５に伝達され、外気に放熱されることになる。また、減速機構ケーシング１５はその内部に潤滑油が収容され、オイルバスとなっているから、油冷によるインバータの冷却も期待できる。また、インバータ１２を直接減速機構ケーシング１５に取付けることにより、制御ボックス１０を点線で示した状態から、実線で示す状態に小型化（電動チェーンブロックの全体の長さの短縮化）できる。
【００１６】
また、上記のようにインバータ１２と減速機構ケーシング１５の接触面は互いに平坦に形成し両者が密接するように取付けるという極めて簡単な構成でインバータを効率良く冷却できる。特に減速機構ケーシング１５内には、インバータ１２や荷昇降用電動機４１や吊り荷落下防止用機械式ブレーキ５１のように、熱を発する発熱体が配置されていないから、この点からもインバータ１２の効果的な冷却が期待できる。
【００１７】
図４は、上記構成の制御ボックス１０を備えた電動チェーンブロックの全体構成例を示す平面断面図である。電気チェーンブロック２０は、本体ケーシング２１の一端に上記制御ボックス１０が連結され、制御ボックス１０内のインバータ１２が直接減速機構ケーシング１５に取り付けられている。本体ケーシング２１の他端には、モータケーシング４０の一端が連結され、モータケーシング４０の他端にはファンカバー５０が連結されている。本体ケーシング２１内にはチェーンブロック本体２２が、モータケーシング４０内には荷昇降用電動機４１が、ファンカバー５０内にはファン翼５４及びモータケーシング４０の端部に取り付けたブレーキケーシング５５が配置され、該ブレーキケーシング５５内には吊り荷落下防止用機械式ブレーキ５１がそれぞれ収容されている。
【００１８】
チェーンブロック本体２２は中空従動軸２６と該中空従動軸２６を貫通する駆動軸２５を具備している。中空従動軸２６は軸受２３、軸受２４で本体ケーシング２１に回転自在に支持され、駆動軸２５は軸受３４、軸受３５で回転自在に支持され、その一端は荷昇降用電動機４１の回転軸４６に連結され、他端は中空従動軸２６を貫通して延び、その端部外周には大径中間従動歯車２７が噛み合う歯車歯が形成されている。大径中間従動歯車２７は軸受２９、軸受３０で減速機構ケーシング１５に回転自在に支持された回転軸２８に固定されている。また、該回転軸２８には小径中間従動歯車３１が固定され、該小径中間従動歯車３１には中空従動軸２６に固定された大径従動歯車３２が噛み合っている。また、中空従動軸２６にはロードシーブ３３が連結されている。
【００１９】
荷昇降用電動機４１は、ステータ４２とロータ４３を備え、ステータ４２はモータケーシング４０内に嵌合固定されている。ロータ４３は軸受４４及び軸受４５を介してモータケーシング４０に回転自在に支持された回転軸４６に固定され、ステータ４２の中心部を貫通して配置されている。吊り荷落下防止用機械式ブレーキ５１はモータケーシング４０に固定されたブレーキ板５２、ブレーキディスク、回転軸４６に固定されたブレーキ板５３を備え、荷昇降用電動機４１の電源が遮断されたときバネにより自動的にブレーキ板５２をブレーキディスクを介してブレーキ板５３に押し付け回転軸４６を拘束し吊り荷の落下を防止すると共に、荷昇降用電動機４１に電源が接続されたとき電磁石の磁気力によりブレーキ板５２を前記バネ力に抗してブレーキ板５３から離間させ、回転軸４６を開放するようになっている。なお、回転軸４６の端部にはファン翼５４が取付けられている。
【００２０】
上記構成の電動チェーンブロックにおいて、荷昇降用電動機４１の回転軸４６の回転力はチェーンブロック本体２２の駆動軸２５に伝達され、該駆動軸２５に形成された歯車歯に噛み合う大径中間従動歯車２７、小径中間従動歯車３１、大径従動歯車３２を介して中空従動軸２６に伝達され、該中空従動軸２６に連結されたロードシーブ３３に伝達され、図示しないチェーンを巻上げ、巻下ろすようになっている。即ち、荷昇降用電動機４１の回転力は大径中間従動歯車２７、小径中間従動歯車３１及び大径従動歯車３２からなる減速機構を介して中空従動軸２６に伝達され、ロードシーブ３３を回転するようになっている。なお、減速機構ケーシング１５内には上記減速機構を構成する駆動軸２５に形成された歯車歯、大径中間従動歯車２７、小径中間従動歯車３１、大径従動歯車３２の潤滑のため潤滑油（図示せず）が収容されている。
【００２１】
図５は電動チェーンブロックの駆動回路の概略構成を示す図である。電磁開閉器６０を閉じインバータ１２に電源を投入し、制御回路６１から正転、逆転、速度信号等の制御信号を与えることにより、荷昇降用電動機４１は指定された速度で正転（吊り荷の巻上方向）、逆転（吊り荷の巻下方向）に回転する。電動チェーンブロックを高頻度運転した場合、インバータ１２から多量の熱が発せられる。上記のように、インバータ１２を直接減速機構ケーシング１５に取り付けることにより、インバータ１２からの熱は、減速機構ケーシング１５を通って外気に放熱されるから、インバータ１２は効果的に冷却される。また、上記のように減速機構ケーシング１５内に潤滑油が収容され、該減速機構ケーシング１５はオイルバスとなっているから、インバータ１２は油冷により冷却されることにもなる。これにより、インバータ１２は所定のトリップ温度値（例えば、１００℃）以上に昇温することなく、それ以下に維持されるからトリップを回避できる。
【００２２】
また、図４に示すように、制御ボックス１０の側部には回生制動用抵抗器６２を取付けており、荷昇降用電動機４１が吊り荷を下降させるとき、発電機として機能し、その発電した電流を回生制動用抵抗器６２に通電して消費することにより、荷昇降用電動機４１に回生制動をかけるようになっている。また、荷昇降用電動機４１の運転中はファン翼５４が回転し、吊り荷落下防止用機械式ブレーキ５１及び荷昇降用電動機４１に空気を送り、冷却する。
【００２３】
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、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。例えば上記実施形態例では巻上機として電動チェーンブロックを例に説明したが、本発明に係る巻上機はドラムでワイヤーロープを巻き取り巻き戻す電動ホイスト等でもよいことは当然である。
【００２４】
また、上記実施形態では、インバータ１２で発する熱を減速機構ケーシング１５に放熱する放熱手段として、インバータ１２を直接減速機構ケーシング１５に密着させて取り付け、インバータ１２で発する熱を減速機構ケーシング１５に伝えるようにしたが、放熱手段はこれに限定されるものではなく、例えばインバータ１２で発する熱をヒートパイプ等の熱伝達手段を用いて減速機構ケーシング１５に導くようにしてもよい。特にインバータを直接減速機構ケーシングに取り付けることができない場合や、インバータの側壁の広い部分を直接減速機構ケーシングに取り付けることができない場合等に他の熱伝達手段又はインバータを直接減速機構ケーシングに取り付けることと他の熱伝達手段と併用させると効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成を示す平面断面図である。
【図２】従来の電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成を示す平面断面図である。
【図３】本発明に係る電動チェーンブロックの制御ボックスの内部構成例を示す平面断面図である。
【図４】本発明に係る電動チェーンブロックの全体構成例を示す平面断面図である。
【図５】電動チェーンブロックの駆動回路の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    制御ボックス
１１    パネル板
１２    インバータ
１３    電磁開閉器
１４    トランス
１５    減速機構ケーシング
２０    電動チェーンブロック
２１    本体ケーシング
２２    チェーンブロック本体
２３    軸受
２４    軸受
２５    駆動軸
２６    中空従動軸
２７    大径中間従動歯車
２８    回転軸
２９    軸受
３０    軸受
３１    小径中間従動歯車
３２    大径従動歯車
３３    ロードシーブ
３４    軸受
３５    軸受
４０    モータケーシング
４１    荷昇降用電動機
４２    ステータ
４３    ロータ
４４    軸受
４５    軸受
４６    回転軸
５０    ファンカバー
５１    吊り荷落下防止用機械式ブレーキ
５２    ブレーキ板
５３    ブレーキ板
５４    ファン翼
５５    ブレーキケーシング
６０    電磁開閉器
６１    制御回路
６２    回生制動用抵抗器
【図１】
2008230750.tif 000003
【図２】
2008230750.tif 000004
【図３】
2008230750.tif 000005
【図４】
2008230750.tif 000006
【図５】
2008230750.tif 000007