(57)【要約】【課題】寿命が長く、また、巻上・巻下速度の制御が簡単かつ正確に行なえるチェーンブロックを提供することを目的とする。【解決手段】吊荷を吊り下げるフック１をモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、モータがブラシレスＤＣモータ２とされ、かつ、ブラシレスＤＣモータ２をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部３を備えるものである。【選択図】  図１
2005029280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊荷を吊り下げるフック（１）をモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、上記モータがブラシレスＤＣモータ（２）とされ、かつ、該ブラシレスＤＣモータ（２）をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部（３）を備えることを特徴とするチェーンブロック。
【請求項２】
吊荷を吊り下げるフック（１）をモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、上記モータがブラシレスＤＣモータ（２）とされ、かつ、該ブラシレスＤＣモータ（２）をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部（３）と、モータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検知する検出部（４）と、該検出部（４）からのモータ過負荷信号により上記ブラシレスＤＣモータ（２）を停止させる作動制御部（５）と、を備えることを特徴とするチェーンブロック。
【請求項３】
吊荷を吊り下げるフック（１）をモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、上記モータがブラシレスＤＣモータ（２）とされ、かつ、該ブラシレスＤＣモータ（２）をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部（３）と、上記フック（１）に巻上・巻下動力を伝達する回転動力伝達部（６）を該フック（１）に作用する過負荷によりスリップさせる機械式摩擦クラッチ（７）からなる主安全装置（８）と、モータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検知する検出部（４）と該検出部（４）からのモータ過負荷信号により上記ブラシレスＤＣモータ（２）を停止させる作動制御部（５）とからなる副安全装置（９）と、を備えることを特徴とするチェーンブロック。
【請求項４】
上記ブラシレスＤＣモータ（２）の回転数を検知する回転検出部（１０）と、該回転検出部（１０）からの回転数の信号を発信しまた動作信号を受信するポート（１１）と、を有する請求項１，２又は３記載のチェーンブロック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式のチェーンブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吊荷を吊り下げるフックをモータにて昇降させる電動式チェーンブロックに用いられるモータとしては、ブラシ式ＤＣモータがある（例えば、特許文献１参照）。
そして、このブラシ式ＤＣモータの速度制御、つまり、巻上、巻下速度は、チェーンブロック内の制御部において、位相制御により行なわれている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１９５６９６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の小形電気式チェーンブロックでは、ブラシ式ＤＣモータが用いられるため、直流の大電流により、ブラシの摩耗が激しく、特にＯＮ・ＯＦＦを頻繁に行うチェーンブロックにおいては、起動電流によりブラシの摩耗が激しくなる。また、直流の大電流を使用するため、ブラシ部と接触器のＯＮ・ＯＦＦ時に、接点よりスパークノイズが発生するという問題点がある。このスパークノイズは、エネルギー量が大きく、例えば病院等のノイズ規制のある場所ではチェーンブロックの使用が不可能となり、また、ノイズの周波数帯域が広いため抑制するのが困難であった。また、チェーンブロックによる作業では、インチング操作やプラッキング操作を行なうため、モータが減磁したり、故障するおそれがある。
つまり、従来のチェーンブロックでは、特に電気系にトラブルが多く、それが原因で寿命を短くさせているという問題点を有している。
【０００５】
また、ブラシ式ＤＣモータの使用により正確な電流検知が容易にできないため、機械的な安全装置として、すべりクラッチやリミットスイッチ等の過巻き防止装置が必要であった。しかし、すべりクラッチを設けてフック（吊荷）の過巻きは防止できても、モータの電源をＯＦＦにしないかぎり、モータの出力側のすべりクラッチの摩擦板は摺動したまま空転するため、摩擦板の摩耗が発生するという問題点がある。さらに、従来のチェーンブロックでは、モータの回転数（つまり巻上・巻下速度）の正確な制御が困難であるため、複数台のチェーンブロックにより１つの荷物を共吊りする場合、同調させるのが難しく片吊りとなるおそれがあった。
【０００６】
そこで本発明は、寿命が長く、また、巻上・巻下速度の制御が簡単かつ正確に行なえるチェーンブロックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るチェーンブロックは、吊荷を吊り下げるフックをモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、上記モータがブラシレスＤＣモータとされ、かつ、該ブラシレスＤＣモータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部を備えるものである。
或いは、吊荷を吊り下げるフックをモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、上記モータがブラシレスＤＣモータとされ、かつ、該ブラシレスＤＣモータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部と、モータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検知する検出部と、該検出部からのモータ過負荷信号により上記ブラシレスＤＣモータを停止させる作動制御部と、を備えるものである。
或いは、吊荷を吊り下げるフックをモータにて昇降させるチェーンブロックに於て、上記モータがブラシレスＤＣモータとされ、かつ、該ブラシレスＤＣモータをＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部と、上記フックに巻上・巻下動力を伝達する回転動力伝達部を該フックに作用する過負荷によりスリップさせる機械式摩擦クラッチからなる主安全装置と、モータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検知する検出部と該検出部からのモータ過負荷信号により上記ブラシレスＤＣモータを停止させる作動制御部とからなる副安全装置と、を備えるものである。
また、上記ブラシレスＤＣモータの回転数を検知する回転検出部と、該回転検出部からの回転数の信号を発信しまた動作信号を受信するポートと、を有するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００９】
図１は、本発明に係るチェーンブロックの断面図であり、このチェーンブロックは、吊荷を吊り下げるフック１をモータにて昇降させる電動式のものであり、モータの正逆回転による駆動にて、吊荷を巻き上げ、巻き下げするものである。また、本発明のチェーンブロックは、図１のように上部に吊り下げ用フック１２を有する懸垂式以外にも、図示省略するが上部に専用トロリを設けレールを走行する（電動・手動の）横行式としてもよい。
【００１０】
チェーンブロック全体の構成について説明すると、２はモータであり本発明においてはブラシレスＤＣモータとしている。具体的には、１３は一対の軸受２８，２８にて回転可能に支持されたローター（永久磁石）であり、１４がモータケーシング１５に固定されたステータであり、ブラシレスＤＣモータ２の構成は、一般的に使用されているものを用いることができる。そして、モータケーシング１５は、本体ケーシング１６と連結されており、モータ２の出力軸１７が本体ケーシング１６内に延伸している。さらに、本体ケーシング１６の側面に制御器１８を収容する制御器ボックス１９が取着されている。そしてモータ２と制御器１８とは結線されている。
【００１１】
本体ケーシング１６内において、出力軸１７の先端に形成した小歯車２９に第一平歯車２０が噛合する。そして、第一平歯車２０の回転動力は同軸（第一回転軸２６）上のピニオン２１に伝達され、ピニオン２１に第二平歯車２２が噛合し、第二平歯車２２の第二回転軸２３にチェーン２４を巻くシーブ２５が固定されている。そして、モータ２の正・逆回転によりフック１の巻き上げ、巻き下ろしを行なう。
【００１２】
図２は、本発明のチェーンブロックの第一の実施の形態を示しており、フック１を昇降させるモータはブラシレスＤＣモータ２とされ、制御器１８は、ブラシレスＤＣモータ２をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部（パルス幅変調器）３を備えている。さらに説明すると、この制御器１８は、図外の電源側に接続され運転・停止等の制御を行なうマイコンや種々の回路等を有する制御部３０を有し、制御部３０にＰＷＭ回路を有するＰＷＭ制御部３が接続され、また、ＰＷＭ制御部３の信号によりブラシレスＤＣモータ２の運転を制御するモータドライバ３１を有する。そして、このチェーンブロックは、ブラシレスＤＣモータ２内に回転検出部１０を備えさせ、回転検出部１０によりモータ２の回転をＰＷＭ制御部３に伝達（フィードバック）し、モータ２の回転数を制御している。
【００１３】
ＰＷＭ制御部３、モータドライバ３１は、ブラシレスＤＣモータ２に通常使用されているものが適用でき、この回転検出部１０は、ローター１３の位置検出用のホール素子等による位置検出センサであり、通常使用されているものである。
【００１４】
図３は、チェーンブロックの他の実施の形態を示し、これは、回転検出部１０の構成が図２のチェーンブロックと異なる。つまり、従来より知られるようにブラシレスＤＣモータ２をセンサレス方式とし、代わりに、回転検出部１０を制御器１８内に設け、回転検出部１０を、モータ２にて生ずる（誘起される）電圧によりモータ２のローター１３の位置を検出する位置検出センサとしている。
【００１５】
図４は、さらに別の実施の形態を示す。このチェーンブロックは、フック１を昇降させるモータをブラシレスＤＣモータ２とし、制御器１８は、ブラシレスＤＣモータ２をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御部３と、モータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検知する検出部４と、検出部４からのモータ過負荷信号によりブラシレスＤＣモータ２を停止させる作動制御部５と、を備える。
【００１６】
さらに説明すると、この制御器１８は、図外の電源側と接続され、運転・停止等の制御を行なうマイコンや種々の回路等を有する制御部３０を有し、制御部３０にＰＷＭ回路を有するＰＷＭ制御部３が接続され、ＰＷＭ制御部３の信号によりブラシレスＤＣモータ２の運転を制御するモータドライバ３１を有する。そして、このチェーンブロックは、ブラシレスＤＣモータ２内に回転検出部１０を備えさせ、回転検出部１０によりモータ２の回転をＰＷＭ制御部３に伝達（フィードバック）し、モータ２の回転数を制御している。
【００１７】
上記検出部４は、モータドライバ３１に接続され、モータドライバ３１を介したモータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検出し、作動制御部５へその信号を送信するものであり、マイコン、種々の回路等により構成されている。
そして、作動制御部５は、制御部３０の一部であり、検出部４からのモータ負荷信号を受けて、所定の作動信号をモータドライバ３１側へ発信するよう構成されたものであり、また、作動制御部５は、所定の許容電流値又は許容電力値の信号を受けると、つまりモータ２における電流値又は電力値が所定値を超えると、モータ２の作動を（電気的にＯＦＦにして）停止させるよう回路が構成されている。
【００１８】
また、ＰＷＭ制御部３、モータドライバ３１は、通常ブラシレスＤＣモータ２に使用されているものが適用でき、回転検出部１０は、ローター１３の位置検出用のホール素子等による位置検出センサであり、通常使用されているものである。
【００１９】
図５は、チェーンブロックのさらに別の実施の形態を示し、これは、回転検出部１０の構成が図４のチェーンブロックと異なる。つまり、従来より知られるようにモータ２をセンサレス方式とし、代わりに、回転検出部１０を制御器１８内に設け、回転検出部１０を、モータ２にて生ずる（誘起される）電圧によりモータ２のローター１３の位置を検出する位置検出センサとしている。
なお、図３と図５の場合、モータ２内のセンサを省くことで、モータ２のコストダウンが図れ、また、高温状態となるモータ２から高温に弱いセンサを無くすることで故障を少なくできる。さらに、モータ２内にセンサが不要なため、モータ２への配線を減らすことができる。
【００２０】
そして、図４又は図５のチェーンブロックは、過巻き防止（上限下限検出）や過負荷防止のための、機械的な主安全装置８と電気的な副安全装置９との２系統による安全装置を備えているといえる。なお、過巻き（上限下限）の状態では、図１のシーブ２５において過負荷が生じることとなるため、以下、安全装置の説明においては、過巻き（上限下限）状態を過負荷の状態に含めて説明する。
【００２１】
主安全装置８は、フック１に巻上・巻下動力を伝達する回転動力伝達部６を、、フック１における過負荷によりスリップさせる機械式摩擦クラッチ７からなるものであり、図１にて説明すると、摩擦クラッチ７は、第一回転軸２６と第一平歯車２０との間において作用するよう第一回転軸２６に設けられたものであり、定格（通常）運転時、摩擦クラッチ７は弾発部材の圧接力により第一平歯車２０の側面との間で滑ることが無く、第一平歯車２０の回転動力を摩擦クラッチ７を介して第一回転軸２６へ伝達する。一方、過負荷発生時、摩擦クラッチ７は、第一平歯車２０の側面との間で滑りが発生し、モータ２に無理な負荷をかけることがない。
【００２２】
そして、副安全装置９は、モータ負荷電流値又はモータ負荷電力値を検知する上記検出部４と、検出部４からのモータ過負荷信号によりブラシレスＤＣモータ２を停止させる上記作動制御部５とからなる。つまり、フック１に過負荷が生じることでモータ２に所定値（定格）以上の電流、電圧が生じるため、それを検出部４が検知して、電気的にモータ２の作動を停止させる。
これによれば、主安全装置８において摩擦クラッチ７が滑って、モータ２が空転し始めても、電気的にモータ２の回転を制御器１８により停止させ、摩擦クラッチ７の摩耗を防止できる。
さらに、主安全装置８又は副安全装置９の一方が故障していても、他方が作動することにより、事故を防止することができる。
【００２３】
また、図３と図５に示すように、制御器１８は、ブラシレスＤＣモータ２の回転数を検知する回転検出部１０と、回転検出部１０からの回転数の信号を発信しまた動作信号を受信するポート１１と、を有する。この動作信号とは、他のチェーンブロックＢ（図６）の回転数、運転・停止信号を含む動作信号や、集中コントローラからの運転・停止信号等がある。なお、図２と図４の実施の形態においてもポート１１を設け、同様の構成としてもよい。
【００２４】
具体的に説明すると、回転検出部１０は、モータ２の回転数（即ち巻上・巻下速度）の信号を制御部３０へ送信する部分であり、制御部３０を介して、ポート１１からモータ２の回転数の信号を出力可能としている。
また、図６のチェーンブロックの使用状態を説明する説明図に示すように、ポート１１は、別の（本発明の構成を備える）チェーンブロックＢのポート１１と接続され、別のチェーンブロックＢのモータ２の回転数の信号が入力され、チェーンブロックＡの制御部３０におけるフィードバック制御により、チェーンブロックＡと別のチェーンブロックＢとを同期運転させることができる。
または、図示省略するが、ポート１１は、独立の集中コントローラと接続され、その集中コントローラからの動作信号により複数台のチェーンブロックを同時に同期運転するよう操作してもよい。
【００２５】
以上のように、本発明のチェーンブロックは、無接点式（ブラシレス）であるため、マイコンによる制御器１８を構成しやすく、マイコン制御により容易にディレイ時間をつけたり、同調運転等の制御が行なえ応用性が高まる。また、操作にディレイ時間を設け遅延制御を行なうことにより、インチング、プラッキングによるモータ２の減磁を防止できる。そして、回転検出部１０の回転検出機能により、（簡易的な）位置決め制御が容易に行なえ、また、この回転検出機能とマイコン制御により一定速度での巻上・巻下が可能となり、従来の速度調整機能に比べて格段に正確な速度調整が可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００２７】
（請求項１によれば）ブラシレスＤＣモータ２を使用することにより、ブラシの交換が不要となり、直流の大電流に対しても接点部でのスパークが無く、ＯＮ・ＯＦＦを頻繁に行なうチェーンブロックにおいて、モータ２及びモータ２を制御する制御器１８の寿命が飛躍的に延びる。また、スパークノイズが無くなり、ノイズ規制のある場所においてもチェーンブロックの使用が可能となる。
【００２８】
さらに、制御器１８においては、ＰＷＭ制御のため電力ロスがほとんど発生せず、モータ２においては、ブラシが無いため接触抵抗が生じず機械的ロスも低減し、効率が向上して省エネルギー化が図れる。
また、ＰＷＭ制御を行なうことで、容易に巻上・巻下動作をスロースタート・スローストップとすることができる。従って、チェーンブロックによる作業にて起こりやすい荷振れを防ぐことが可能となる。
ＰＷＭ制御により、無段階に連続して巻上・巻下速度の変更が可能となり、揚程が長い場合やスロースタート・スローストップを必要とするチェーンブロックにおいて好適である。また、瞬時に巻き上げ、巻き下げの切り換えができる。
【００２９】
（請求項２によれば）上記請求項１の効果を奏すると共に、検出部４のモータ電流又はモータ電力の監視により、巻上・巻下中の過負荷を防止できる。また、モータの負荷電流値（電力値）を監視することにより、フック１の上限・下限における電流遮断による自動停止が可能となる。つまり、ストローク（揚程）設定が容易に行なえ、過巻防止が行なえる。
【００３０】
（請求項３によれば）上記請求項１及び上記請求項２の効果を奏すると共に、主安全装置８により機械的に過負荷を防止し、副安全装置９により電気的に過負荷を防止することができ、信頼性の高いチェーンブロックを得ることができる。つまり、異なる２系統による安全装置であるため一方が故障しても安全である。上限下限時、過負荷時において、機械式摩擦クラッチ７がスリップ状態となるとすぐに作動制御部５によりモータ２の運転を停止させることができ、摺動面のライニング等の摩耗を防ぎ、寿命を延ばすことができる。
【００３１】
（請求項４によれば）回転検出部１０によりモータ２の回転数を監視し、複数台のチェーンブロックの巻上・巻下の速度を簡単に同調させることができるため、複数台のチェーンブロックによる共吊り作業において、片吊り状態とさせることがない。さらに、複数台のチェーンブロックをポート１１により接続し、モータ２の回転速度のフィードバック制御を行なえば、１台のコントローラによりこれらのチェーンブロックの同調運転が容易となり、作業性が高まる。つまり、単体でチェーンブロックを使用するのみならず、必要に応じて複数台を繋いで使用することが可能となり、相互の制御が簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチェーンブロックの実施の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明のチェーンブロックの実施の一形態を示すブロック図である。
【図３】チェーンブロックの他の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】チェーンブロックの別の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】チェーンブロックのさらに別の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】本発明のチェーンブロックの使用状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  フック
２  ブラシレスＤＣモータ
３  ＰＷＭ制御部
４  検出部
５  作動制御部
６  回転動力伝達部
７  機械式摩擦クラッチ
８  主安全装置
９  副安全装置
１０  回転検出部
１１  ポート
【図１】
2005029280.tif 000003
【図２】
2005029280.tif 000004
【図３】
2005029280.tif 000005
【図４】
2005029280.tif 000006
【図５】
2005029280.tif 000007
【図６】
2005029280.tif 000008