特許 6674788 制御方法、制御装置および巻上機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6674788

(24)【登録日】2020年3月11日

(45)【発行日】2020年4月1日

(54)【発明の名称】制御方法、制御装置および巻上機

(51)【国際特許分類】

   H02P 3/04 20060101AFI20200323BHJP

   B66C 13/23 20060101ALI20200323BHJP

   B66D 5/30 20060101ALI20200323BHJP

【ＦＩ】

   H02P3/04 Z

   B66C13/23 H

   B66D5/30 B

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-23238(P2016-23238)

(22)【出願日】2016年2月10日

(65)【公開番号】特開2017-143648(P2017-143648A)

(43)【公開日】2017年8月17日

【審査請求日】2018年8月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】大槻 真弘

【審査官】 尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−００３７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４７５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０４６８７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ３／００− ３／２６

Ｈ０２Ｐ ２１／００− ３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機を駆動するインバータと、
前記インバータに前記電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力するインバータ制御部と、
電流が供給されると前記電動機の回転を開放し、電流の供給が止まると前記電動機の回転を抑制するブレーキに対して、電源から前記ブレーキへの電流の供給を制御する電流制御部と、
前記インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号により前記電流制御部での電流の供給の制御をするスイッチ制御部と、を備え、
前記インバータ制御部は、前記電流制御部に流れる電流の検出があり、かつ、前記スイッチ制御信号の出力がなく、かつ、前記周波数制御信号の出力がない場合に、前記ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする制御装置。

【請求項2】

電動機を駆動するインバータと、
前記インバータに前記電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力するインバータ制御部と、
電流が供給されると前記電動機の回転を開放し、電流の供給が止まると前記電動機の回転を抑制するブレーキに対して、電源から前記ブレーキへの電流の供給を制御する電流制御部と、
前記インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号により前記電流制御部での電流の供給の制御をするスイッチ制御部と、を備え、
前記電流制御部は、閉じた場合に前記ブレーキに電流を供給する第１のリレーを備え、
前記スイッチ制御部は、第２のリレーと、前記第１のリレーの開閉を駆動するコイルと、を備え、
前記第２のリレーは、前記インバータ制御部からの前記スイッチ制御信号により閉じて前記コイルに電流を供給し、
前記コイルは、電流が供給された場合に、前記第１のリレーを閉じ、
前記インバータ制御部は、前記第１のリレーに流れる電流の有無を検出し、前記スイッチ制御部からの制御信号がない場合にオンとなっている接点を備え、
前記接点は、オフの場合に前記ブレーキへの電流の供給を止め、
前記インバータ制御部は、前記第１のリレーに流れる電流の検出があり、かつ、前記スイッチ制御信号の出力がなく、かつ、前記周波数制御信号の出力がない場合に、前記接点をオフにすることを特徴とする制御装置。

【請求項3】

電動機を駆動するインバータと、
前記インバータに前記電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力するインバータ制御部と、
電流が供給されると前記電動機の回転を開放し、電流の供給が止まると前記電動機の回転を抑制するブレーキに対して、電源から前記ブレーキへの電流の供給を制御する電流制御部と、
前記インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号により前記電流制御部での電流の供給の制御をするスイッチ制御部と、を備え、
前記電動機の回転数を検出して前記インバータ制御部に入力する回転検出部を備え、
前記インバータ制御部は、前記回転検出部で検出して入力された前記電動機の回転数が所定の回転数以上、かつ、前記周波数制御信号の出力がない場合に、前記ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の制御装置であって、
前記インバータ制御部に操作指令を入力する操作部を備え、
前記回転検出部は、前記電動機の回転方向を検出して前記インバータ制御部に入力し、
前記操作指令は、前記電動機を一方向に回転させる信号であり、
前記インバータ制御部は、前記電動機を一方向に回転させる信号を受けた場合において、前記回転検出部から出力された前記電動機の回転方向が前記一方向と逆の場合に、電流の供給を止めることを特徴とする制御装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載の制御装置と、
前記電動機と、
前記ブレーキと、
を備えることを特徴とする巻上機。

【請求項6】

インバータ制御部からインバータに電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力し、
ブレーキに電流が供給されると前記電動機の回転を前記ブレーキから開放し、前記ブレーキへの電流の供給が止まると前記電動機の回転を前記ブレーキで抑制し、
前記インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号に基づいて電源から前記ブレーキへの電流の供給を制御し、
前記ブレーキに流れる電流を検出し、前記ブレーキに流れる電流の検出が有り、かつ、前記スイッチ制御信号の出力がなく、かつ、前記周波数制御信号の出力がない場合に、前記ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする制御方法。

【請求項7】

インバータ制御部からインバータに電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力し、
ブレーキに電流が供給されると前記電動機の回転を前記ブレーキから開放し、前記ブレーキへの電流の供給が止まると前記電動機の回転を前記ブレーキで抑制し、
前記インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号に基づいて電源から前記ブレーキへの電流の供給を制御し、
前記電動機の回転数を検出し、
検出した前記電動機の回転数が所定の回転数以上、かつ、前記周波数制御信号の出力が
ない場合に、前記ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする制御方法。

【請求項8】

インバータ制御部からインバータに電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力し、
ブレーキに電流が供給されると前記電動機の回転を前記ブレーキから開放し、前記ブレーキへの電流の供給が止まると前記電動機の回転を前記ブレーキで抑制し、
前記インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号に基づいて電源から前記ブレーキへの電流の供給を制御し、
操作指令を前記インバータ制御部に入力し、
前記電動機の回転方向を検出し、
前記操作指令は、前記電動機を一方向に回転させる信号であり、
前記電動機を一方向に回転させる信号を入力した場合において、検出された前記電動機の回転方向が前記一方向と逆の場合に、前記ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御方法、制御装置および巻上機に関する。特に、吊荷の自由落下を防止する制御方法、制御装置および巻上機に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２００４−３１１１３２号公報（特許文献１）がある。この公報には、「負荷に流れる電流を検出して負荷電流信号を発する負荷電流検出手段１と、電磁接触器のコイルに流れる電流を検出して励磁電流を発する励磁電流検出手段2と、電源スイッチＰＢ１による主電磁接触器ＭＣ０の開閉を検出して電源投入信号を発する電源投入検出手段３と、負荷電流検出手段１の発する負荷電流信号と励磁電流検出手段の発する励磁電流信号とを比較する電磁接触器の溶着検出手段４と、負荷電流検出手段１の発する負荷電流信号と電流投入検出手段３の発する電源投入信号とを比較する押釦スイッチの故障検出手段５とを備え、ペンダントスイッチの電流スイッチＰＢ１と故障検出対象操作用の押釦スイッチＰＢを同時に押下動作することによって押釦スイッチの故障検出手段５が故障を検出し、励磁電流検出手段２の発する励磁電流信号をＯＦＦにする機能を備える。」と記載されている(要約参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−３１１１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インバータ制御により電動機を駆動する電動巻上機において、電磁ブレーキおよびブレーキ開放用にリレーを備えている場合、電動巻上機は、巻上または巻下動作をするために、リレーを閉じて電磁ブレーキに電流を流し開放制御する。一方、電動巻上機は、巻上または巻下動作から停止する場合、または吊荷を一定の高さで保持する場合、リレーを開放し電磁ブレーキへの電流供給を止めて電磁ブレーキを駆動制御（ロック状態）する。

【0005】

従って、ブレーキ開放用リレーの接点が溶着した（以下、単に溶着という場合もある）場合、電磁ブレーキへの電流供給が持続されるため電磁ブレーキが開放状態を継続し、吊荷の保持ができず荷の自由落下が起こる可能性がある。

【0006】

特許文献１の方法では、負荷電流検出手段の発する負荷電流信号と励磁電流検出手段の発する励磁電流信号とを比較し、励磁電流検出手段から励磁電流信号が発せられていないにもかかわらず、負荷電流検出手段から負荷電流信号が検出時差以上発せられている場合に、電磁接触器が溶着していると判断している。そして、その電磁接触器の接点溶着を検出した場合に、主電磁接触器を開いて巻上機への電力供給を遮断し巻上機を停止させている。

【0007】

しかしながら、特許文献１の方法では、インバータ制御により電動機を駆動し、電磁ブレーキにより電動機の回転を制御する巻上機への適用は想定していない。また、励磁電流検出手段は、装置本体に設けた端子を介して装置本体に導入した電磁接触器の操作回路に装着した変流器によって構成されている。また、負荷電流検出手段も同様に、負荷へ接続されている三相のうち二相の配線に変流器を設けている。従って、装置や配線の構成が複雑になってしまう。また、変流器が正常に作動しない場合、適切に溶着を検出できなくなってしまう。また、巻上機が巻上または巻下動作しているかどうかを考慮していないので、変流器が正常に作動しない場合、または、正常に巻上または巻下動作している場合であっても、電力供給が遮断され、吊荷が落下してしまう可能性がある。

【0008】

そこで、本発明は、インバータで電動機を駆動制御し、電磁ブレーキを用いる巻上機において、簡易な構成で吊荷の落下を防止する巻上機の制御方法、制御装置および巻上機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

【0010】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、電動機を駆動するインバータと、インバータに電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力するインバータ制御部と、電流が供給されると電動機の回転を開放し、電流の供給が止まると電動機の回転を抑制するブレーキに対して、電源からブレーキへの電流の供給を制御する電流制御部と、インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号により電流制御部での電流の供給の制御をするスイッチ制御部と、を備え、インバータ制御部は、電流制御部に流れる電流を検出し、当該検出した電流、および、スイッチ制御信号の出力、および、周波数制御信号の出力、に基づいて、前記ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする。

【0011】

また、他の例をあげるならば、インバータ制御部からインバータに電動機の回転を制御するための周波数制御信号を出力し、ブレーキに電流が供給されると電動機の回転を前記ブレーキから開放し、ブレーキへの電流の供給が止まると電動機の回転をブレーキで抑制し、インバータ制御部から出力されるスイッチ制御信号に基づいて電源からブレーキへの電流の供給を制御し、ブレーキに流れる電流を検出し、当該検出した電流、および、スイッチ制御信号の出力、および、周波数制御信号の出力、に基づいて、ブレーキへの電流の供給を止めることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、インバータで電動機を駆動制御し、電磁ブレーキを用いる巻上機において、簡易な構成で吊荷の落下を防止する巻上機の制御装置およびそれを備える巻上機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】インバータ式クレーン装置の全体構造を表す斜視図である。

【図2】実施例１における巻上・横行用制御装置の巻上部に関する回路構成の一例である。

【図3】実施例１における巻上・横行用制御装置の制御フローの一例である。

【図4】実施例２および実施例３における装置の構成図の一例である。

【図5】実施例２における吊荷の自由落下を防止する制御フローの一例である。

【図6】実施例３における吊荷の自由落下を防止する制御フローの一例である。

【図7】本発明における制御装置およびそれを備える巻上機の構成の一例を表したブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の概要について、図７を用いて説明する。図７は、本発明における制御装置およびそれを備える巻上機の構成の一例を表したブロック図である。電磁ブレーキを用いる電動巻上機において、電動機７０７は、インバータ７０４、開閉器７０２を介して三相電源７０１に接続される。開閉器７０２は、操作部７０３からの操作入力により開閉され、閉じた場合に三相電源７０１からの電力をインバータ７０４と電流制御部７０６に供給する。

【0015】

インバータ７０４は、電動機７０７を駆動する。インバータ制御部７０９は、操作部７０３から受けた巻上または巻下動作等の操作指令の入力を受けてインバータ７０４に周波数制御信号を出力し、インバータ７０４による電動機７０７の駆動を制御する。

【0016】

インバータ制御部７０９は、操作部７０３からの操作指令を受けると、スイッチ制御部７０５にスイッチ制御信号を出力する。スイッチ制御部７０５は、スイッチ制御信号を受けると、電流制御部７０６に電流をブレーキ７０８に供給するように制御する。このように、電流制御部７０６は、スイッチ制御部７０５によりブレーキ７０８への電流の供給を制御される。インバータ制御部７０９は、電流制御部７０６が電流を供給しているかどうかについて、電流の有無を検出する。

【0017】

ブレーキ７０８は、電流が供給されると、電動機７０７の回転を開放する。ブレーキは、電流の供給が止めると電動機の回転を抑制する。通常、操作部７０３からインバータ制御部７０９への操作入力がない状態では、インバータ制御部７０９はスイッチ制御部７０５にスイッチ制御信号を出力しないので、電流制御部７０６はブレーキ７０８に電流を供給しない。そのため、操作がない場合、ブレーキ７０６は電動機７０７の回転を抑制した状態にある。

【0018】

ここで、電流制御部７０６として、例えばリレーを用いた場合、そのリレーが溶着してしまうと、操作指令の有無に関係なくブレーキ７０８に電流が供給されてしまう。この場合、ブレーキ７０８は、電動機７０７の回転を開放した状態にあるので、巻上機は吊荷を保持することができず、吊荷が落下してしまう可能性がある。

【0019】

本発明では、インバータ制御部７０９がスイッチ制御信号および周波数制御信号を出力していないにもかかわらず、電流供給部７０６がブレーキに供給している電流を検出した場合に、インバータ制御部７０９は開閉器７０２を開いてブレーキ７０８への電流の供給を止める。すなわち、インバータ制御部７０９は、スイッチ制御信号の出力の有無、周波数制御信号の出力の有無、電流制御部７０６の電流の有無、に基づいてブレーキへの電流の供給を止める。

【0020】

これにより、リレーの溶着が起こった場合でも、それを検出し、吊荷の落下を防止することができる。また、本発明では、インバータ電動巻上機に通常搭載される構成を用いるので、新たな構成を追加することなく、吊荷の落下を防止することができる。さらに、インバータ制御部７０９の周波数制御信号の出力の有無に関する情報を用いることで、巻上機が停止している状態において溶着の有無を判断できるので、巻上機が動作中に誤作動により電流の供給が止まってしまうことを防止することができる。

【0021】

なお、本明細書内において、説明の簡単のためにリレーという表現を用いるが、リレーに限定されるものではなく、リレーを含め電界効果トランジスタなどの接点であればよい。また、本明細書内において、リレーを開く、および、閉じるという表現は、接点をオフにする、および、オンにするという意味にとらえてもよい。ここで、接点をオンにした状態とは、２つの端子が電気的に接続されることをいう。一方接点をオフにした状態とは、２つの端子が電気的に非接続であることをいう。

【0022】

なお、上記の概念はスイッチング素子について説明したが、押下されることによって接点が接続される押しボタン等のスイッチも同様の概念である。

【0023】

なお、常閉接点とはノーマリークローズとも呼ばれ、操作がない状態で接点同士が接触される状態であり電気的に接続される状態を維持するものである。操作がある状態には、接点同士の電気的に非接続の状態となるものをいう。

【0024】

以下、本発明にかかる各実施例について、図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0025】

図１を用いて本実施例のインバータ式クレーン装置について説明する。図１は、インバータ式クレーン装置の全体構図を表す斜視図である。

【0026】

インバータ式クレーン装置１００はクレーンフック１、ワイヤーロープ２、巻上用誘導電動機３、巻上用装置４、横行用誘導電動機５、横行用装置６、横行用ガーダー７、走行用誘導電動機８、走行用装置９、走行用ガーダー１０、巻上・横行用制御装置１１、入力装置１３（操作部）などから構成される。

【0027】

インバータ式クレーン装置１００はクレーンフック１に取付けられた荷物を、入力装置１３からの動作指令を取込んだ巻上・横行用制御装置１１により巻上用誘導電動機３を制御することによって、巻上用装置４によりワイヤーロープ２を巻上、巻下することでＺ方向（Ｚ方向、−Ｚ方向の矢印を示す。）即ち、上下方向に荷物を移動する。また、Ｘ方向（Ｘ方向、−Ｘ方向の矢印を示す。）には、入力装置１３からの動作指令を取込んだ巻上・横行用制御装置１１により横行用誘導電動機５を制御することによって横行用装置６が横行用ガーダー７に沿ってＸ方向に移動する。また、Ｙ方向（Ｙ方向、−Ｙ方向の矢印で示す。）には、入力装置１３からの動作指令（操作指令）を取込んだ走行用制御装置１２により走行用誘導電動機８を制御することによって走行用装置９が走行用ガーダー１０に沿ってＹ方向に移動する。

【0028】

次に巻上・横行用制御装置１１内の巻上側の構成および本実施例に関する落下防止動作について図２〜３を用いて説明する。

【0029】

図２は、本実施例における巻上・横行用制御装置の巻上部に関する回路構成の一例である。図３は、本実施例における巻上・横行用制御装置の制御フローの一例である。

【0030】

巻上・横行用制御装置１１は、インバータ制御部１４、巻上用インバータ１５、ブレーキ用リレーコイル１６ａ（スイッチ制御部）、ブレーキ用リレー１６ｂ（電流制御部）、を備える。巻上用インバータ１５は、主電源開閉器Ｍを介して三相電源に電気的に接続されている。

【0031】

巻上用インバータ１５は、誘導電動機３に電気的に接続され、誘導電動機の駆動をする。主電源開閉器Ｍは、主電源用リレーコイル１８ａ、主電源用リレー１８ｂを有する。主電源用リレー１８ｂは、主電源用リレーコイル１８ａにより駆動され、主電源用リレーコイル１８ａが通電しているときは閉じられて巻上・横行用制御装置１１へ電力を供給し、主電源用リレーコイル１８ａが通電されていない場合は開き巻上・横行用制御装置１１への電力（電流）供給を遮断する。

【0032】

主電源用リレーコイル１８ａは、三相電源のうち一相とインバータ制御部１４との間で電気的に接続されるように設けられている。また、主電源用リレーコイル１８ａは、インバータ制御部１４によって開閉が制御される常閉接点２０を介して入力装置１３に電気的に接続されている。入力装置１３は、三相電源の主電源用リレーコイル１８ａと接続されている相以外の二相のうちいずれか一相に電気的に接続される。なお、本実施例においては、常閉接点２０はインバータ制御部１４内に設けている例を説明しているが、常閉接点２０はインバータ制御部１４外に独立して設けてもよい。

【0033】

入力装置１３では、電力供給動作をした場合に、入力装置内の電力供給部の接点が閉じる。これにより、インバータ制御部１４に搭載された常閉接点２０を介して主電源用リレーコイル１８aに通電されて主電源用リレー１８ｂが閉じ、巻上・横行用制御装置１１は電力の供給を得る。

【0034】

巻上用誘導電動機３は、巻上・横行用制御装置１１に格納されたインバータ制御部１４により制御される。即ち、インバータ制御部１４は、入力装置１３から所定の操作指令を受けると、巻上用インバータ１５から必要な周波数、電圧、電流を巻上用誘導電動機３に加えるように制御し、巻上誘導電動機３を駆動させる。

【0035】

インバータ制御部１４は、巻上用インバータ１５の制御と同時に、常開接点１９を閉じることによりブレーキ用リレーコイル１６aに通電する。ブレーキ用リレーコイル１６aの一端は、巻上用インバータ１５へ電気的に接続されている三相のうちいずれか一相とインバータ制御部１４を介して接続され、その他端は、上記一端が接続された相以外の二相のいずれかにインバータ制御部１４をかいして接続される。

【0036】

ブレーキ用リレーコイル１６ａは、ブレーキ用リレー１６ｂの開閉を駆動制御する。ブレーキ用リレー１６ｂは、ブレーキ用リレーコイル１６ａが通電している場合に閉じられ、ブレーキ用リレーコイル１６ａが通電していない場合に開かれる。ブレーキ用リレーコイル１６ａへの通電は、インバータ制御部１４により開閉の駆動制御がされる常開接点１９の開閉により制御される。このように、ブレーキ用リレーコイル１６aと常開接点１９は、ブレーキ用リレー１６ｂの開閉を制御するスイッチ制御部として機能する。

【0037】

なお、本実施例においては、常開接点１９がインバータ制御部１４内に設けた例を説明しているが、常開接点１９はインバータ制御部１４外に設けても良い。

【0038】

誘導電動機用ブレーキ１７の両端それぞれは、ブレーキ用リレー１６ｂを介して、常開接点１９が接続された各相に電気的に接続されている。誘導電動機用ブレーキ１７は、ブレーキ用リレー１６ｂが閉じることで通電され、巻上用誘導電動機３の回転抑制を解除する。これにより、インバータ制御部１４は、巻上用インバータ１５を介して巻上用誘導電動機３を制御して、クレーンフック１に取付けられた荷物をＺ方向に移動させることができる。

【0039】

一方、荷物をＺ方向に移動させない場合、すなわち、荷物を一定の位置で維持する場合には、インバータ制御部１４は、常開接点１９を開いてブレーキ用リレーコイル１６ａへの通電を止める。ブレーキ用リレーコイル１６ａへの通電がない場合、ブレーキ用リレー１６ｂは開くので、誘導電動機用ブレーキ１７は無通電状態となり、巻上用誘導電動機３をロックしてその回転を抑制することができる。

【0040】

つまり、常開接点１９は常に開いているので、通常巻上用誘導電動機３は誘導電動機用ブレーキ１７にロックされた状態であるが、インバータ制御部１４が常開接点１９を閉じることで、誘導電動機用ブレーキ１７は開放され、巻上用誘導電動機３が駆動して巻上・巻下動作をすることができる。

【0041】

図２に示すように、インバータ制御部１４は、ブレーキ用リレー１６ｂの２次側と電気的に接続され、ブレーキ用リレー１６ｂの通電状態を検出する。電流を検出する方法としては、例えば電流センサで電流値を検出する方法があるが、これに限定されるものではない。

【0042】

なお、通電状態を検出する箇所は、ブレーキ用リレー１６ｂに限定されるものではなく、誘導電動機用ブレーキ１７の通電状態を検出できる箇所であればよい。

【0043】

インバータ制御部１４は、入力装置１３から巻上または巻下の操作指令の入力を受けた場合、ブレーキ用リレーコイル１６ａに電流を流すために、常開接点１９を閉じるように信号を出力する。インバータ制御部１４は、この信号を出力している場合に、ブレーキ用リレーコイル１６ａが通電状態であると判断（検出）する。

【0044】

これにより、ブレーキ用リレーコイル１６aに流れる電流を検出するための電流検出器が不要となるので、製造コスト削減ができる。また、電流検出器が故障してブレーキ用リレーコイル１６aの電流が検出できないとなった場合により起こり得る不具合を防ぐことができる。

【0045】

インバータ制御部１４は、入力装置１３から巻上または巻下の操作指令の入力を受けた場合、巻上用インバータ１５に特定の周波数で巻上用誘導電動機３を駆動させるように周波数制御信号を巻上用インバータ１５に出力する。これにより、巻上用誘導電動機は、吊荷の巻上又は巻下をすることができる。

【0046】

インバータ制御部１４は、これら検出したブレーキ用リレーコイル１６ａの通電状態およびブレーキ用リレー１６ｂを開く信号の出力の有無に加え、周波数制御信号の出力の有無に基づいて、常閉接点２０の開閉を駆動制御する。常閉接点２０の開閉を駆動制御の判断に周波数制御信号の出力の有無の情報を加えることで、巻上または巻下動作を阻害することなく、より高精度にブレーキ用リレー１６ｂの溶着を検出することができる。

【0047】

常閉接点２０が開くと、巻上・横行用制御装置１１と三相電源の間にある主電源開閉器Ｍの主電源用リレーコイル１８ａへの通電を遮断する。主電源用リレーコイル１８ａは通電状態でない場合、主電源用リレー１８ｂを開き、電源から巻上・横行用制御装置１１への電力の供給を遮断する。これにより、巻上・横行用制御装置１１に異常が発生した場合に、誘導電動機用ブレーキ１７の通電を遮断して巻上用誘導電動機３の駆動を抑制し、吊荷の落下を防止することができる。

【0048】

次に、本実施例の制御フローの一例について図３を用いて述べる。図３は、実施例１における吊荷の自由落下を防止する制御フローである。

【0049】

巻上・横行用制御装置１１が正常動作時においては、ブレーキ用リレーコイル１６aが無通電状態である場合、ブレーキ用リレー１６ｂは閉じないため２次側に通電されない。しかし、上述したように、誘導電動機用ブレーキ１７は無通電時に巻上用誘導電動３をロックし、通電時に開放する。

【0050】

そのため、ブレーキ用リレー１６ｂの接点が溶着した場合、インバータ制御部１４が巻上用誘導電動機３の駆動制御を停止すると同時にブレーキ用リレーコイル１６ａへの通電を止めたとしても、誘導電動機用ブレーキ１７は通電され続けるため、巻上誘導電動機３の回転はすぐに抑制されず吊荷が自由落下してしまう。

【0051】

ここで、図３に示すように、インバータ制御部１４は、入力装置１３から巻下または巻上指令により、周波数制御信号を出力しているか否かを判断（Ｓ３０１）し、周波数制御信号を出力している場合、常開接点１９を閉じてブレーキ用リレーコイル１６aに通電し、ブレーキ用リレーコイルａが通電状態と判断して周波数制御信号の有無の検出に戻る。

【0052】

一方、周波数制御信号を出力していない場合、インバータ制御部１４は、常開接点１９を閉じる信号を出力しないので、ブレーキ用リレーコイルａは無通電状態であると判断して、ブレーキ用リレー１６ｂの通電状態を検出（Ｓ３０２）する。ブレーキ用リレー１６ｂが通電していない場合、正常と判断し操作指令の検出に戻る。一方、ブレーキ用リレー１６ｂが通電している場合、リレーの接点の溶着が発生しているとして異常と判断（Ｓ３０３）し、常閉接点２０を開き三相電源からの電力供給を遮断する。

【0053】

これにより、誘導電動機用ブレーキ１７が巻上用誘導電動機３の回転が抑制され、吊荷が自由落下することなく安全に巻上機を停止させることができる。

【0054】

なお、Ｓ３０１における判断を、巻上または巻下の操作信号の入力の有無についての判断をすることにしても、本実施例の効果を得ることができる。この場合、操作信号の入力がある場合には、再び操作指令の有無についての判断に戻り、操作信号の入力がない場合には、Ｓ３０２に進むようにする。この点については、以降の実施例についても同様である。

【0055】

以上、本実施例によれば、ブレーキ用リレー１６ｂの溶着を高精度に検出し、巻上又は巻下動作を阻害することなく、巻上機の吊荷の落下を防止することができる。

【実施例2】

【0056】

次に、図４、５を用い、本実施例における吊荷の自由落下を防止する機能について説明する。

【0057】

図４は、本実施例における装置の構成図の一例である。本実施例の回路構成は、図２に示した実施例１における回路図と同様であるので、重複する部分については説明を省略する。本実施例は、図４に示すように、実施例１にエンコーダ２１（回転検出部）を加えたものであるが、図２の回路図としては図示していない。

【0058】

エンコーダ２１は、誘導電動機３の回転数を検出し、検出した信号をインバータ制御部１４に出力する。エンコーダ２１による誘導電動機３の回転数は、例えば誘導電動機３の回転をパルス信号として検出する。エンコーダ２１は、検出したパルス信号をインバータ制御部１４に出力する。また、エンコーダ２１は、誘導電動機３の回転方向を検出する。

【0059】

インバータ制御部１４は、エンコーダ２１から入力された信号に基づき、誘導電動機３が回転しているか否かを判断する。インバータ制御部１４は、入力装置１３から巻上又は巻下などの操作信号が入力されていない状態で誘導電動機３が回転していると判断した場合、常閉接点２０を開く。

【0060】

なお、インバータ制御部１４での誘導電動機３が回転しているか否かの判断は、エンコーダ２１で検出した誘導電動機３の回転が所定の回転数を超えるか否かによって行ってもよい。この場合、インバータ制御部１４は、例えばエンコーダ２１から検出したパルス信号の数が所定の値より大きくなった場合に、誘導電動機３が回転していると判断するとよい。

【0061】

図５は、本実施例における吊荷の自由落下を防止する制御フローの一例である。図５に示すように、インバータ制御部１４は、入力装置１３からの巻上または巻下の操作指令により、周波数制御信号を出力しているか否かを判断（Ｓ４０１）する。周波数制御信号を出力している場合、周波数制御信号の有無の検出に戻る。

【0062】

一方、周波数制御信号を出力していない場合、エンコーダ２１からのパルス信号により誘導電動機３の回転を検出（Ｓ４０２）する。エンコーダ２１から得られるパルス信号により巻上用誘導電動機３の回転を一定の回転数以上を検出した場合、巻上用誘導電動機３の自転と判断（Ｓ４０３）し、常閉接点２０を開き三相電源からの電力供給を遮断する。

【0063】

その結果、誘導電動機用ブレーキ１７は巻上誘導電動機３の回転を抑制し、吊荷の自由落下を防止し、巻上機を安全に停止させることができる。

【0064】

なお、巻上用誘導電動機３の回転の検出には、エンコーダ２１以外でも回転を検出できるセンサであればいずれであってもよい。また、巻上用誘導電動機３の自転の判断には、回転数ではなく、回転している時間を検出し、所定の時間を超えた場合に自転と判断するようにしてもよい。

【0065】

以上、本実施例によれば、巻下または巻上の操作指令を受けていなくても、ブレーキ用リレー１６ｂの溶着に加えてその他の原因に起因した何らかの異常により誘導電動機用ブレーキ１７が作動していないことも検出できるので、巻上機をより安全に停止し、自動的に吊荷の落下を防止することができる。

【実施例3】

【0066】

次に、図４、６を用いて本実施例における暴走防止機能について説明する。

【0067】

本実施例における回路構成、および、巻上・横行用制御装置１１を含む装置構成は実施例２と同様であるので、重複する部分については説明を省略する。

【0068】

巻上機において、動作異常の原因の一つに、誤配線等により操作指令した回転方向（例えば巻上方向）と逆側の方向（例えば巻下げ方向）に誘導電動機３が回転してしまうことがある。本実施例では、そのような暴走を防止する機能により、巻上機を安全に停止し、吊荷の自由落下を防止する。

【0069】

インバータ制御部１４は、入力装置１３から入力された巻上又は巻下の操作指令とエンコーダ２１で検出する誘導電動機３の回転の方向とに基づいて、誘導電動機３が操作指令により指示した回転方向と同じ方向に回転しているか否か判断する。インバータ制御部１４は、誘導電動機３が操作指令により指示した方向と逆方向に回転していると判断した場合、常閉接点１９を開く。

【0070】

これにより、三相電源からの電力の供給が遮断され、誘導電動機用ブレーキ１７が作動することで、巻上機を安全に停止することができる。

【0071】

図６は、本実施例における吊荷の自由落下を防止する制御フローの一例である。図６に示すように、インバータ制御部１４は、入力装置１３からの巻上または巻下の操作指令により、周波数制御信号を出力しているか否かを判断（Ｓ５０１）する。周波数制御信号を出力していない場合、周波数制御信号の有無の検出に戻る。

【0072】

一方、周波数制御信号を出力している場合、インバータ制御部１４は、ブレーキ用リレーコイル１６ａに通電し、ブレーキ用リレー１６ｂを閉じることにより誘導電動機用ブレーキ１７を開放して巻上用誘導電動機３を駆動させる。インバータ制御部１４は、エンコーダ２１から得られるパルス信号により巻上用誘導電動機３の回転を検出（Ｓ５０２）する。

【0073】

インバータ制御部は、検出した回転が操作指令とは逆方向の回転を一定の回転数以上検出した場合、入力操作との逆転を判断（Ｓ５０３）し、常閉接点２０を開き三相電源からの電力供給を遮断する。これにより、ブレーキ用リレー１６ｂへの通電が遮断され、誘導電動機用ブレーキ１７は巻上用誘導電動機３の回転を抑制し、巻上機を安全に停止させることができる。

【0074】

以上、本実施例によれば、巻上・横行用制御装置１１に異常が発生し、巻上機が暴走しても、巻上機を安全に停止させ、吊荷の自由落下を防止することができる。

【0075】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換することが可能である。

【0076】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0077】

また、制御線や情報線は説明に必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0078】

１…クレーンフック、２…ワイヤーロープ、３…巻上用誘導電動機、４…巻上用装置、５…横行用誘導電動機、６…横行用装置、７…横行用ガーダー、８…走行用誘導電動機、９…走行用装置、１０…走行用ガーダー、１１…巻上・横行用制御装置、１２…走行用制御装置、１３…入力装置、１４…インバータ制御部、１５…巻上用インバータ、１６ａ…ブレーキ用リレーコイル、１６ｂ…ブレーキ用リレー、１７…誘導電動機用ブレーキ、１８ａ…主電源用リレーコイル、１８ｂ…主電源用リレー、１９…常開接点、２０…常閉接点、２１…エンコーダ、７０１…三相電源、７０２…開閉器、７０３…操作部、７０４…インバータ、７０５…スイッチ制御部、７０６…電流制御部、７０７…電動機、７０８…ブレーキ、７０９…インバータ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】