特許 7172550 三相交流電動機の駆動方法および駆動装置

(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】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】三相交流電動機の駆動方法および駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/46 20060101AFI20221109BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20221109BHJP

   B21C 47/00 20060101ALN20221109BHJP

【ＦＩ】

H02P5/46 Z

H02K7/116

B21C47/00 G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018235240

(22)【出願日】2018-12-17

(65)【公開番号】P2020099107

(43)【公開日】2020-06-25

【審査請求日】2021-08-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128923

【弁理士】

【氏名又は名称】納谷 洋弘

(74)【代理人】

【識別番号】100180297

【弁理士】

【氏名又は名称】平田 裕子

(72)【発明者】

【氏名】櫻庭 雄樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 敏明

【審査官】三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－０２６０００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】登録実用新案第３１５８１３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－０３０３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０４７３５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－０６６２５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５４－０１０７７６（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ５／４６

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

Ｂ２１Ｃ ４７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共通の給電線を通じて並列に接続された２台の三相交流電動機のいずれかを選択して駆動する駆動方法であって、
電源として前記給電線に供給される三相交流電源のうち正相または逆相の電源を給電することによって前記２台のうち運転すべき三相交流電動機を選択して駆動する、
ことを特徴とする三相交流電動機の駆動方法。

【請求項2】

前記正相または逆相の電源の給電は、前記２台の三相交流電動機に至る電源経路に設けた１組の三相交流給電線を介して行われる、
ことを特徴とする請求項１に記載の三相交流電動機の駆動方法。

【請求項3】

前記２台の三相交流電動機は同時に駆動されず、選択された三相交流電動機のみが駆動される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の三相交流電動機の駆動方法。

【請求項4】

正相または逆相の三相交流電源を供給する電源部と、
前記電源部の出力側に直列に接続された１組の三相交流給電線と、
前記１組の三相交流給電線の出力側に並列に接続された複数台の三相交流電動機と、
を備え、
前記複数台の三相交流電動機は、
前記１組の三相交流給電線に設けた正相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された第１の三相交流電動機と、
前記１組の三相交流給電線に設けた逆相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された第２の三相交流電動機と、
を有することを特徴とする三相交流電動機の駆動装置。

【請求項5】

前記１組の三相交流給電線は、スリップリングを介して前記複数台の三相交流電動機と接続されてなる、
ことを特徴とする請求項４に記載の三相交流電動機の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は三相交流電動機の駆動方法および駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

三相交流電動機は、例えば、特許文献１に開示されている自動クレーンの吊具や特許文献２に開示されているロータリーコンプレッサの駆動源に使用されている。

【0003】

三相交流電動機の使用態様としては、例えば、空調設備や給水ポンプシステム等において、駆動源としての三相交流電動機を２台設置し、通常時は一方の電動機を駆動させて運転を行い、故障時や点検時など必要に応じて他方の電動機に切り替えて運転を行うことが可能になっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特公昭５４－１０７７６号公報

【文献】特開平１０－６６２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

２台の三相交流電動機を併用し、必要に応じて切り換えていずれかの電動機を使用する場合、通常、電源から負荷の間の給電線は１系統しか用意されていないので、それぞれの電動機用に個別の給電線を配設することが困難になっている。電源から２台の三相交流電動機の間を１系統のみの三相交流給電線を介して三相交流を給電しつつ運転電動機を切り換えるために機械的な切り替え部品を敷設すると、部品敷設コストが嵩むうえ、所望の時期に自在に切り換えることが難しいという問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、機械的な切り替え部品を用いることなく、電気的制御のみによって複数台の三相交流電動機に対し円滑に運転切り換えを行うことのできる三相交流電動機の駆動方法および駆動装置を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）本発明にかかる三相交流電動機の駆動方法は、
共通の給電線を通じて並列に接続された２台の三相交流電動機のいずれかを選択して駆動する駆動方法であって、
電源として前記給電線に供給される三相交流電源のうち正相または逆相の電源を給電することによって前記２台のうち運転すべき三相交流電動機を選択して駆動する
ことを特徴とする。

【0008】

上記（１）の発明によれば、三相交流電源の正相または逆相の位相に応じて２台の三相交流電動機のいずれかを選択して駆動するので、機械的な切り替え部品を用いることなく、電気的制御のみによって２台の三相交流電動機に対し円滑に運転切り換えを行うことができる。

【0009】

（２）上記（１）の三相交流電動機の駆動方法において、
前記正相または逆相の電源の給電は、前記２台の三相交流電動機に至る電源経路に設けた１組の三相交流給電線を介して行われる
ことを特徴とする。

【0010】

上記（２）の発明によれば、正相または逆相の電源の給電は、２台の三相交流電動機に至る電源経路に設けた１組の三相交流給電線を介して行われるので、新設だけでなく既設の配線系統に対しても何らの付加設備を要することなく、電気的制御のみによって２台の三相交流電動機に対し円滑に運転切り換えを行うことができる。

【0011】

（３）上記（１）または（２）の三相交流電動機の駆動方法において、
前記２台の三相交流電動機は同時に駆動されず、選択された三相交流電動機のみが駆動される
ことを特徴とする。

【0012】

上記（３）の発明によれば、２台の三相交流電動機が同時に駆動されない環境下に適用して、簡素な構成で円滑な運転切換を実行することができる。

【0013】

（４）本発明にかかる三相交流電動機の駆動装置は、
正相または逆相の三相交流電源を供給する電源部と、
前記電源部の出力側に直列に接続された１組の三相交流給電線と、
前記１組の三相交流給電線の出力側に並列に接続された複数台の三相交流電動機と、
を備え、
前記複数台の三相交流電動機は、
前記１組の三相交流給電線に設けた正相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された第１の三相交流電動機と、
前記１組の三相交流給電線に設けた逆相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された第２の三相交流電動機と、
を有することを特徴とする。

【0014】

上記（４）の発明によれば、複数台の三相交流電動機を、正相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された第１の三相交流電動機と、逆相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された第２の三相交流電動機とで構成しているので、三相交流電源の正相または逆相の位相に応じた電動機の選択駆動制御を円滑に行うことが可能となる。

【0015】

（５）上記（４）の三相交流電動機の駆動装置において、
前記１組の三相交流給電線は、スリップリングを介して前記複数台の三相交流電動機と接続されてなる、
ことを特徴とする。

【0016】

この場合、１組の三相交流給電線の中にスリップリングが介在することにより電源１系統分の制約がある環境下において、複数台の三相交流電動機に対し、三相交流電源の正相または逆相のいずれか１を選択して供給するだけで当該切換制御を実行し得るので、高精度な運転切換を簡素な構成で行うことができる。

【0017】

本発明によれば、機械的な切り替え部品を用いることなく、電気的制御のみによって複数台の三相交流電動機に対し円滑に運転切り換えを行うことのできる三相交流電動機の駆動方法および駆動装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態にかかるカローゼルリール１の概略構成を示す公転ケーシング２１の断面構造図である。

【図2】公転ケーシング２１およびその付設物を軸方向から視た模式図である。

【図3】カローゼルリール１に用いる潤滑油供給装置の概略配管系統図である。

【図4】カローゼルリールユニット８の電源入力側の構成を示す電源入力側回路図である。

【図5】カローゼルリールユニット８の出力側の構成を示す出力側回路図である。

【図6】カローゼルリールユニット８の切換制御動作における三相交流電源の正相および逆相の電源供給状態の因果関係を模式的に示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係るカローゼルリール１について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明にかかる三相交流電動機の駆動方法に基づいて駆動制御を行う駆動装置を、公転ケーシング２１の軸回転により、例えば金属板の巻取り位置に交互に移動する一対の巻胴を配置し、２台の給油ポンプ９１を該一対の巻胴の各巻胴に対応する給油ポンプにより構成し、該２台の給油ポンプ９１はそれぞれ、三相交流電動機の駆動モータｍ１、ｍ２により駆動され、正相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された給油ポンプと、逆相の三相交流電源を通過させるように構成された接触器と直列に接続された給油ポンプであるカローゼルリール１に適用した場合である。

【0020】

カローゼルリール１は、公転ケーシング２１に金属板（図示省略）を巻き取るドラム４（本発明でいう巻胴）が２箇所に設けられ、公転ケーシング２１が軸回転することによりドラム４が公転するように構成されている。金属板を巻き取る際には、公転ケーシング２１の軸回転により、一方のドラム４（例えば第１ドラム４１）が巻き取り位置に配置され、当該ドラム４が自転することにより、当該ドラム４への金属板の巻き取りが行われる。また、当該一方のドラム４への巻き取りが完了すると、公転ケーシング２１が１８０°軸回転（反転）して他方のドラム４（例えば第２ドラム４２）が巻き取り位置に配置され、当該他方のドラム４が自転することにより、当該ドラム４への金属板の巻き取りが行われる。

【0021】

なお、この実施形態では、カローゼルリール１に設けられたドラム４により巻き取られる金属板として、鋼板、特に圧延鋼板を例に挙げて、以下に説明する。

【0022】

公転ケーシング２１は、主軸３を中心に１８０°毎回転し、当該ケーシング２１に設けられた各ドラム４１，４２を巻き取り位置または搬出位置の何れかに配置する。公転ケーシング２１の端面の外周部には、リングギヤからなる公転ギヤ２２が固設されている。この公転ギヤ２２は、ピニオンギヤ２３と噛合しており、公転モータ２５によって減速機２４を介してピニオンギヤ２３が回転されることにより、公転ギヤ２２とともに公転ケーシング２１が回転する。公転ケーシング２１には、図１および図２に示すように、主軸３が貫通して一体に設けられている。公転ケーシング２１の内部に形成された軸受ハウジングには、後述する軸受６５～６７が嵌着されている。

【0023】

第１ドラム４１および第２ドラム４２は、図１に示すように、それぞれ、その軸（以下「ドラム軸４１ａ，４２ａ」という。）が、公転ケーシング２１内に設けられた軸受６５、６６に支持されている。また、各ドラム軸４１ａ，４２ａには、それぞれギヤ６１，６３が固設されている。

【0024】

主軸３は、図１に示すように、後述する中空シャフト３１，３２を介して主軸軸受６７に支持されている。主軸３の基端部には、回転継手３４を介してスリップリング３３の回転部が設けられている。このスリップリング３３は、公転ケーシング等の回転物と共に回転する配線（各種モータや、選択部８に含まれるセンサ、計器、電源、アースなどの配線）と回転物上にない配線とを電気的に接続する。

【0025】

ドラム４１，４２は、それぞれ、第１および第２ドラム駆動モータ５１，５２の回転動力によって回転駆動される。すなわち、第１ドラム駆動モータ５１の出力軸５３から駆動機５を介して内側中空シャフト３１に動力が伝達され、内側中空シャフト３１に固設されたギヤ６２およびドラム軸４１ａに固設けられたギヤ６１を介して第１ドラム４１に回転動力が伝達される。また、第２ドラム駆動モータ５２の出力軸５３から駆動機５を介して外側中空シャフト３２に動力が伝達され、外側中空シャフト３２に固設されたギヤ６４およびドラム軸４２ａに固設されたギヤ６３を介して第２ドラム４２に回転動力が伝達される。なお、駆動機５は２軸の入力を、内側中空シャフト３１および外側中空シャフト３２に各別に伝達する機構を備える。

【0026】

公転ケーシング２１には、給油タンク７と、給油タンク７に貯留された潤滑油Ｏを給油ポンプ９１により吸引して潤滑対象部６に循環供給する潤滑油供給装置９を有する。本実施形態では、潤滑対象部６は、公転ケーシング２１内に設けられたギヤ６１～６４、軸受６５～６７等である。

【0027】

給油タンク７は、例えば図２に示すように、潤滑油Ｏを貯留する第１タンク７１および第２タンク７２と、これら第１タンク７１および第２タンク７２を連通する連通路７４とを含んで構成されている。図２に例示する給油タンク７は、両方のタンク７１，７２が何れも軸方向から視て略台形形状とされ、台形長辺を対向させた状態で公転ケーシング２１内に設置され、これら第１タンク７１と第２タンク７２との間に、ドラム軸４１ａ，４２ａおよび主軸３が配設されている。第１タンク７１および第２タンク７２には、第１ドラム４１又は第２ドラム４２が圧延鋼板の巻取り位置にあるときに、最下位置ないし最下位置近傍となる部分に給油口７３がそれぞれ設けられている。図２に示す例では、軸方向から視て台形短辺側の一端近傍に給油口７３が設けられている。この給油口７３は潤滑油供給装置９との接続ポートとなる。

【0028】

なお、連通路７４は、第１タンク７１と第２タンク７２とを接続した筒内に形成されており、公転ケーシング２１が回転することを考慮して、主軸３に対して対称位置に配設されている。連通路７４は１つでもよいが、高い位置にある給油タンク７に潤滑油が残留しないように、複数設けられていることが望ましい。

【0029】

潤滑油供給装置９は、図３に示すように、給油タンク７に貯留されている潤滑油を潤滑対象部６に循環供給するための潤滑油路９２を有している。この潤滑油路９２は、一方の給油口７３を始点として合流点Ｐに至るまで形成された第１油路Ｏ１と、もう一方の給油口７３を始点として合流点Ｐに至るまで形成された第２油路Ｏ２と、合流点Ｐから潤滑対象部６に至るまで形成された合流油路Ｏ３とを含んで構成されている。第１油路Ｏ１および第２油路Ｏ２の途中位置には、それぞれ給油ポンプ９１が設けられている。よって、２つの給油ポンプ９１の吸込側は、各別に給油タンク７に形成された給油口７３に接続され、２つの給油ポンプ９１の吐出側は合流点Ｐにおいて合流している。なお、図３に示すように、潤滑油路９２上には、給油ポンプ９１のほか、フィルタ９４、開閉バルブ９５、流量調整弁９６等も設けられている。

【0030】

つぎに、カローゼルリール１における給油動作の概要について説明する。

【0031】

まず、図２に示すように、第１ドラム４１が圧延鋼板の巻取位置にある場合で、圧延鋼板を巻き取っている状態では、２つの給油口７３のうち、下側（最も下位置）にある給油口７３に接続された給油ポンプ９１が駆動対象として選択される。すなわち、カローゼルリールユニット８は、選択された給油ポンプ９１を駆動可能とするとともに、公転ケーシング２１が回転を停止していると判定して、選択された給油ポンプ９１を駆動させる。

【0032】

選択された一方の給油ポンプ９１が駆動されると、当該選択された給油ポンプ９１によって下側の給油口７３から潤滑油が吸引され、第２油路Ｏ２および合流油路Ｏ３を経由して潤滑対象部６へ給油される。このとき、上側に位置する給油口７３は潤滑油に浸っていないが、当該給油口７３に接続された給油ポンプ９１は駆動されないため、上側に位置する給油タンク７１内の空気が給油ポンプ９１に吸い込まれることはない。

【0033】

つぎに、第１ドラム４１への圧延鋼板の巻き取りが完了すると、カローゼルリールユニット８は、給油ポンプ９１の駆動を停止し、その後、公転モータ２５が駆動され、図２に示した状態から、公転ケーシング２１が回転される。その後、公転ケーシング２１が回転することにより、２つの給油口７３の高さ位置が逆転する。これに対して、カローゼルリールユニット８は、元々上側にあった給油口７３に接続された給油ポンプ９１を給油対象に切り換えて、新たに選択された給油ポンプ９１のみを駆動可能にする。

【0034】

なお、公転ケーシング２１が図２に示した状態から１８０°回転すると、公転モータ２５が停止し、公転ケーシング２１も回転停止する。公転ケーシング２１が回転停止すると、カローゼルリールユニット８は、新たに選択された給油ポンプ９１を駆動させ、当該選択された給油ポンプ９１によって下側の給油口７３から潤滑油が吸引され、第１油路Ｏ１および合流油路Ｏ３を経由して潤滑対象部６へ給油される。この場合も、上側に位置する給油口７３は潤滑油に浸っていないが、当該給油口７３に接続された給油ポンプ９１は駆動されないため、上側に位置する給油タンク７１内の空気が給油ポンプ９１に吸い込まれることはない。なお、第２ドラム４２への圧延鋼板の巻き取りは、給油ポンプ９１の駆動が開始した後、適宜のタイミングで開始される。

【0035】

カローゼルリール１は、何れか低い位置にある方の給油口７３に接続された給油ポンプ９１を電気的制御系統のみにより選択制御する駆動制御手段としてのカローゼルリールユニット８を有する。カローゼルリールユニット８により選択された給油ポンプ９１のみが駆動可能とする駆動ポンプ制御が行われる。

【0036】

図４はカローゼルリール１のカローゼルリールユニット８の電源入力側の構成を示す。図５はカローゼルリールユニット８の出力側の構成を示す。

【0037】

カローゼルリールユニット８は、本発明を適用した制御ユニットであり、電源入力側に設けた給油ポンプ切換制御部８１と、２つの給油ポンプ９１の各駆動モータｍ１、ｍ２に電源供給を行う出力部８３とを有する。駆動モータｍ１、ｍ２は三相交流電動機（交流モータ）であり、カローゼルリール１においては同時に運転されない電動機である。給油ポンプ切換制御部８１と出力部８３は三相交流電源（４４０Ｖのモータ動力電源）の給電線Ｒ、Ｓ、Ｔの配線系に設けたスリップリング８２を介して接続され、三相交流電源が出力部８３の駆動モータｍ１、ｍ２に給電可能になっている。スリップリング８２は、回転軸上に取付けられ、ブラシとすり接触をさせて回転部分と静止部分との電流の通路として給電可能な環状電極である。スリップリング８２の３出力ｕ，ｖ，ｗは出力部８３に入力される。

【0038】

（給油ポンプ切換制御部８１の構成）
給油ポンプ切換制御部８１は三相交流電源の給電線Ｒ、Ｓ、Ｔの動力電源系統と制御電源（１１０Ｖ）の制御系統とを含む。

【0039】

（動力電源系統の構成）
動力電源系統には、動力電源とスリップリング８２の入力側との間に、配線用遮断器ＭＣＣＢ、正相接触器ＭＣ、逆相接触器ＲＭＣ、サーマルリレーＴＨＲ、および電流リレーのコイル８４ａの電流検出器が設置されている。正相接触器ＭＣおよび逆相接触器ＲＭＣは配線用遮断器の２次側を構成し、給電線Ｒ、Ｓ、Ｔを通じて正相電源、逆相電源が給電可能に設置されている。

【0040】

このとき、正相接触器ＭＣおよび逆相接触器ＲＭＣは可逆式電磁接触器を用いて構成されており、逆相接触器ＲＭＣの入力側ではＲ相とＴ相とを入れ替えて接続している。これによって、正相接触器ＭＣがＯＮのときは正相の三相交流電源が給電線（ｕ，ｖ，ｗ）へ出力され、逆相接触器ＲＭＣがＯＮのときは逆相の三相交流電源が給電線（ｕ，ｖ，ｗ）へ出力されることになる。

【0041】

（制御電源系統の構成）
制御電源（１１０Ｖ）の制御線ｄには、配線用遮断器ＭＣＣＢの接点、サーマルリレーＴＨＲの接点および電流リレーのコイル８４ａが配置されている。制御線ｄの電流リレーのコイル８４ａ側の端部は、制御電源（１１０Ｖ）の別の制御線ｅに接続されている。コイル８４ａと接点８４ｂで構成された電流リレーは三相交流電源のうちの一相により励磁可能な継電器である。

【0042】

制御線ｅは、途中で２系統に分岐して制御線ｄに接続されている。分岐系統の一方には、第１ドラム４１の巻取位置を検知する近接スイッチ８７、逆相接触器ＲＭＣの接点および正相接触器ＭＣのコイルが配置されている。分岐系統の他方には、第２ドラム４２の巻取位置を検知する近接スイッチ８８、正相接触器ＭＣの接点および逆相接触器ＲＭＣのコイルが配置されている。両分岐系統にわたって後段側に配設された正相接触器ＭＣおよび逆相接触器ＲＭＣは可逆式電磁接触器８６により構成されている。

【0043】

さらに、制御線ｅには、分岐系統の手前に、全自動操作スイッチ（図示せず）のＯＮにより自動運転が指示されたとき閉成する自動運転用接点１００およびカローゼルリール１の稼働（公転）状態時にＯＦＦになる公転中接点８９が設置されている。近接スイッチ８７、８８、自動運転用接点１００および公転中接点８９は、巻取位置に応じて運転対象の給油ポンプを指定する指定信号を発生する運転ポンプ指定処理部８５を構成している。

【0044】

なお、この運転ポンプ指定処理部８５は、運転対象の給油ポンプを指定する外部信号により構成してもよい。

【0045】

（給油ポンプ切換制御部８１の動作）
第1ドラム４１が巻取り位置に配置されると、その状態を検知して近接スイッチ８７がＯＮになる。すると、近接スイッチ８７と直列に入っている正相接触器ＭＣのコイルが作動して動力電源系統の正相接触器ＭＣの接点がＯＮになり、給油ポンプ切換制御部８１に入力されている三相交流（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）がスリップリング８２側にそのまま出力される。このとき、近接スイッチ８８と直列に入っている逆相接触器ＲＭＣのコイルは作動しないから動力電源系統の逆相接触器ＲＭＣの接点はＯＦＦであり、スリップリング８２側に逆相の三相交流が出力されることはない。

【0046】

カローゼルリールが公転して第２ドラム４２が巻取り位置に配置されると、その状態を検知して近接スイッチ８８がＯＮになる。すると、近接スイッチ８８と直列に入っている逆相接触器ＭＣのコイルが作動して動力電源系統の逆相接触器ＲＭＣの接点がＯＮになり、給油ポンプ切換制御部８１に入力されている三相交流（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）が逆相になって、スリップリング８２側に出力される。このとき、近接スイッチ８７と直列に入っている正相接触器ＭＣのコイルは作動しないから動力電源系統の正相接触器ＭＣの接点はＯＦＦであり、スリップリング８２側に正相の三相交流が出力されることはない。

【0047】

（出力部８３の構成）
出力部８３には、駆動モータｍ１、ｍ２のそれぞれにスリップリング８２を介して三相交流電源を給電する配線が設けられている。出力部８３において、給電線ｕ，ｖ，ｗを通じて給電された三相交流電源は、駆動モータｍ１、ｍ２に対して２系統に分岐した供給線１０３、１０４を通じて供給可能になっている。供給線１０３は三相交流電源を並行して駆動モータｍ１に供給可能であり、供給線１０４は符号１０５に示すように駆動モータｍ２の手前で２線を入れ替えて三相交流電源を駆動モータｍ２に供給可能になっている。

【0048】

具体的には、供給線１０３には接触器ＭＣ１と駆動モータｍ１が直列に、また、供給線１０４には接触器ＭＣ２と駆動モータｍ２が直列に接続されている。そして供給線１０３、１０４には、それぞれ逆相リレーのコイルＲＰＲ１と逆相リレーのコイルＲＰＲ２も接続されている。

【0049】

出力部８３に供給された三相交流電源は変圧器１０２にも接続されている。変圧器１０２は４４０Ｖ電源を１１０Ｖに降圧することができる。変圧器１０２の降圧出力側には、逆相リレーＲＰＲ１の接点、接触器ＭＣ２の接点、および接触器ＭＣ１のコイルが直列に接続された回路と、逆相リレーＲＰＲ２の接点、接触器ＭＣ１の接点、および接触器ＭＣ２のコイルが直接に接続された回路とが設けられている。

【0050】

（出力部８３の動作）
出力部８３にスリップリング８２を介して正相の三相交流電源（ｕ，ｖ，ｗ）が供給されたとき、供給線１０３の逆相リレーＲＰＲ１が作動し、逆相リレーＲＰＲ１の接点がＯＮとなって接触器ＭＣ１がＯＮになる。その結果、接触器ＭＣ１と直列に接続された駆動モータｍ１に正相の三相交流電源（ｕ，ｖ，ｗ）が供給され、駆動モータｍ１が駆動されることになる。このとき、正相の三相交流電源（ｕ，ｖ，ｗ）が供給された供給線１０４の逆相リレーＲＰＲ２は作動しないので、逆相リレーＲＰＲ２の接点がＯＦＦになり、そのため接触器ＭＣ２はＯＦＦとなり、正相の三相交流（ｕ，ｖ，ｗ）は接触器ＭＣ２により遮断され、駆動モータｍ２が駆動されることはない。

【0051】

出力部８３にスリップリング８２を介して逆相の三相交流電源（ｗ，ｖ，ｕ）が供給されたとき、供給線１０４の逆相リレーＲＰＲ２が作動し、逆相リレーＲＰＲ２の接点がＯＮとなって接触器ＭＣ２がＯＮになる。その結果、接触器ＭＣ２と直列に接続された駆動モータｍ２に三相交流電源が供給され、駆動モータｍ２が駆動されることになる。このとき、逆相の三相交流電源（ｗ，ｖ，ｕ）が供給された供給線１０３の逆相リレーＲＰＲ１は作動しないので、逆相リレーＲＰＲ１の接点がＯＦＦになり、そのため接触器ＭＣ１はＯＦＦとなり、逆相の三相交流（ｕ，ｖ，ｗ）は接触器ＭＣ１により遮断され、駆動モータｍ１が駆動されることはない。

【0052】

図６は、カローゼルリールユニット８の切換制御動作における三相交流電源の正相および逆相の電源供給状態の因果関係を模式的に示すタイムチャートである。

【0053】

図６の（６Ａ）～（６Ｃ）はそれぞれ、三相交流電源の正相供給時の制御動作を示す。同図（６Ｄ）～（６Ｆ）はそれぞれ、三相交流電源の逆相供給時の制御動作を示す。同図（６Ａ）及び（６Ｄ）はそれぞれ、スリップリング８２を介して出力部８５に供給された三相交流電源が正相であるか逆相であるかの区別をＯＮまたはＯＦＦにより模式的に示す。示す。同図（６Ｂ）及び（６Ｅ）はそれぞれ、ＭＣ１、２の動作状態信号を示す。同図（６Ｃ）、（６Ｆ）は逆相リレーＲＰＲ１、２の動作状態信号を示す。

【0054】

運転ポンプ指定処理部８５において、第１ドラム４１または第２ドラム４２の巻取位置が検知されると近接スイッチ８７または８８がＯＮになり、それに連動して可逆式電磁接触器８６が作動する。例えば、近接スイッチ８７のＯＮにより給油ポンプ切換制御部８１における正相接触器ＭＣがＯＮになる。これにより正相電源（ｕ，ｖ，ｗ）が、給電線に流れて出力部８３に供給される。出力部８３においては、スリップリング８２を介して正相の三相交流電源（ｕ，ｖ，ｗ）が供給されたとき、すなわち（６Ａ）に示すＯＮ状態になったとき、逆相リレーＲＰＲ１、２のうち逆相リレーＲＰＲ１のみがＯＮする（すなわち（６Ｃ）に示すＯＮ状態）ことによって接触器ＭＣ１がＯＮとなり（すなわち（６Ｂ）に示すＯＮ状態）、駆動モータｍ１のみに正相電源が供給されて、給油ポンプ１を駆動することができる。

【0055】

巻取動作が進行して巻取位置が変更され、近接スイッチ８８がＯＮになると、近接スイッチ８７のＯＮ時とは反対に、給油ポンプ切換制御部８１における逆相接触器ＲＭＣがＯＮになり、逆相電源（ｗ，ｖ，ｕ）が、給電線に流れて出力部８３に供給される。出力部８３においては、スリップリング８２を介して逆相の三相交流電源（ｗ，ｖ，ｕ）が供給されたとき、すなわち（６Ｄ）に示すＯＮ状態になったとき、逆相リレーＲＰＲ１、２のうち逆相リレーＲＰＲ２のみがＯＮする（すなわち（６Ｆ）に示すＯＮ状態）ことによって接触器ＭＣ２がＯＮとなり（すなわち（６Ｅ）に示すＯＮ状態）、駆動モータｍ２のみに三相交流電源が供給されて、給油ポンプ２を駆動することができる。カローゼルリール１の公転状態時には公転中接点８９がＯＦＦになり、運転ポンプ指定処理部８５における制御線は開成されてしまい、給油対象ポンプの指定信号の発生は行われない。

【0056】

以上のように、本実施形態にかかるカローゼルリール１によれば、本発明の駆動方法に基づいて、同時に運転される必要のない２台の給油ポンプ９１それぞれに接続された駆動モータｍ１，ｍ２のうちの１台を、カローゼルリールユニット８の切換制御のみにより三相交流電源の正相または逆相の位相に応じて切り換えて駆動させることができる。そのため、リミットスイッチによる選択制御を行うことなく、スリップリングの介在による電源１系統分の制約に抗して運転すべき給油ポンプの切換を確実に行うことができ、カローゼルリールにおける潤滑油給油システムの安全稼働の実行を実現することが可能となる。

【0057】

また、出力部８３においては、三相交流電源の供給線に逆相リレーＲＰＲ１、２を備えることにより、三相の逆接続異常を検出可能にして同時駆動を未然に防止できる。そのため、複数の給油ポンプ９１を、正相の三相交流電源を通過させる逆相接触器と直列に接続された給油ポンプと、逆相の三相交流電源を通過させる逆相接触器と直列に接続された給油ポンプとにより構成し、運転すべき給油ポンプの選択切換を確実にかつ円滑に行うことができる。

【0058】

殊に、カローゼルリールユニット８の電流リレー８４は、出力部８３への正相または逆相の３相のうちの１により作動する継電器であり、いずれかの給油ポンプが運転されている限り電流リレーは励磁可能になっている。すなわち、正相および逆相のいずれかであるかにかかわらず、電流が流れていれば電流リレーは励磁される。換言すれば、給油ポンプのいずれもが停止している場合、電流リレーは励磁されず接点８４ｂが開になることでその状態の検知が可能になる。したがって、カローゼルリールユニット８によれば、給油ポンプすべてが停止していることを状態検知し得る外部監視が可能になり、カローゼルリールの潤滑油給油システムの安全稼働を実施することが可能となる。

【0059】

なお、本実施形態においては、電気的制御系統のみで給油ポンプの切換制御を行うので、給油タンク７、潤滑油供給装置９等の給油系統を全て公転ケーシング２１等の回転体に搭載可能であり、公転ケーシングとは別に設けられていた給油タンクを無くすことができ、給油系統を簡素化することができる。

【0060】

上記の実施形態では、共通の給電線に並列接続され、同時に運転される必要のない２台の三相交流電動機（駆動モータｍ１、ｍ２）を用いた場合であるが、本発明はこれに限らず、２台を超える台数の三相交流電動機を使用する環境下においても適用することができる。さらに、カローゼルリール１の実施例以外にも、例えば、空調設備や給水ポンプシステム等において、通常運転用のほかに予備駆動源としての三相交流電動機を含む環境下において本発明を適用することができる。

【0061】

本発明は、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものである。例えば、カローゼルリールユニット８の構成回路要素は実質的に同等の機能を構成し得る回路要素を使用することができ、また、本発明は図４および図５の制御回路と等価な回路で構成される制御回路に適用し得ることはいうまでもない。

【0062】

本発明は、例えば圧延鋼板等の金属板を巻き取るカローゼルリールに好適である。

【符号の説明】

【0063】

１ カローゼルリール
３ 主軸
４ ドラム（巻胴）
６ 潤滑対象部
７ 給油タンク
８ カローゼルリール制御ユニット
９ 潤滑油供給装置
２１ 公転ケーシング
７３ 給油口
８１ 給油ポンプ切換制御部
８２ スリップリング
８３ 出力部
８４ 電流リレー
８５ 運転ポンプ指定処理部
８６ 可逆式電磁接触器
８７ 近接スイッチ
８８ 近接スイッチ
９１ 給油ポンプ
９２ 潤滑油路
Ｏ 潤滑油

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】