特許 7305785 電動巻上下装置用制御装置

(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】2023-06-30

(45)【発行日】2023-07-10

(54)【発明の名称】電動巻上下装置用制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/16 20060101AFI20230703BHJP

   B66D 1/46 20060101ALI20230703BHJP

   H02M 1/08 20060101ALI20230703BHJP

【ＦＩ】

H02P25/16

B66D1/46 Z

H02M1/08 311A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021558233

(86)(22)【出願日】2020-10-21

(86)【国際出願番号】 JP2020039631

(87)【国際公開番号】W WO2021100397

(87)【国際公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-07-12

(31)【優先権主張番号】P 2019208954

(32)【優先日】2019-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000129367

【氏名又は名称】株式会社キトー

(74)【代理人】

【識別番号】100120101

【弁理士】

【氏名又は名称】畑▲崎▼ 昭

(72)【発明者】

【氏名】井戸 勇作

(72)【発明者】

【氏名】山野 正

(72)【発明者】

【氏名】一色 拓真

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２６２５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１９１６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－１６５５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０２２１８１９０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２５／１６

Ｂ６６Ｄ １／４６

Ｈ０２Ｍ １／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）及び該無接点スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうマイクロコンピュータ（２３）を搭載した制御基板（２０）を備え、該制御基板（２０）の入力側に３個の供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）と出力側に前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）のそれぞれに対応して３個の出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ，Ｗｔ）を有し、
三相交流電動機（１０）を使用する場合には、前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）に三相交流電源（１００）を接続し、前記出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ，Ｗｔ）に三相交流電動機（１０）を接続し、前記マイクロコンピュータ（２３）により前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）を制御して前記三相交流電動機（１０）に供給される交流電流を制御し、
単相交流電動機（５０）を使用する場合には、前記制御基板（２０）の３個の前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）の内の２個の供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ）を第１接続部材（６１）で電気的に接続して単相交流電源（２００）の一方の端子を接続する単相交流電源供給端子（ＳＰ１）とし、残る供給端子（Ｔｔ）に第２接続部材（６２）を接続すると共に単相交流電源の他方の端子を接続する単相交流電源供給端子（ＳＰ２）とし、
前記単相交流電源供給端子（ＳＰ１，ＳＰ２）の間に単相交流電源（２００）を接続し、前記電気的に接続された前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ）に対応する前記出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ）の１つの出力端子（Ｕｔ）と、前記残る供給端子（Ｔｔ）に対応する前記出力端子（Ｗｔ）から出力される交流電流が前記単相交流電動機（５０）の主巻線（５１）を通るように主巻線通電路を形成し、他の出力端子（Ｖｔ）と前記第２接続部材（６２）から出力される交流電流が前記単相交流電動機（５０）の補助巻線（５２）を通るように補助巻線通電路を形成し、前記マイクロコンピュータ（２３）により前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）を制御して主巻線（５１）および補助巻線（５２）に供給される交流電流を制御することを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電動巻上下装置用制御装置において、
前記三相交流電動機（１０）を使用する場合で該三相交流電動機（１０）の正転・逆転の切換えは前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）のＯＮ／ＯＦＦ制御により前記三相交流の二相を入れ替えて行い、
前記単相交流電動機（５０）を使用する場合で該単相交流電動機（５０）の正転・逆転の切換えは前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）のＯＮ／ＯＦＦ制御により前記単相交流電動機（５０）の主巻線（５１）に流れる主電流を正転の場合と逆転の場合で位相を１８０度反転するように切換えを行うことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電動巻上下装置用制御装置において、
前記主巻線通電路は、前記主巻線（５１）と全波整流回路（２６）の入力側とモータスタートリレー（６３）の作動コイル（６３ｃ）とを直列に接続し、電磁ブレーキ（２７）の励磁コイル（２７ａ）を前記全波整流回路（２６）の出力側に接続した構成であり、
前記補助巻線通電路は、前記補助巻線（５２）と進相コンデンサ（６５）とモータスタートリレー（６３）の接点（６３ａ，６３ｂ）とを直列に接続した構成であり、
前記モータスタートリレー（６３）により前記補助巻線通電路をＯＮ／ＯＦＦ制御できるようになっていることを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電動巻上下装置用制御装置において、
前記主巻線通電路は、前記主巻線（５１）と全波整流回路（２６）の入力側とを直列に接続し、電磁ブレーキ（２７）の励磁コイル（２７ａ）を前記全波整流回路（２６）の出力側に接続した構成であり、
前記補助巻線通電路は、前記補助巻線（５２）と進相コンデンサ（６５）とを直列に接続した構成であり、単相交流電動機の主巻線通電路に流れる電流の大きさにより前記マイクロコンピュータ（２３）で前記無接点スイッチング素子（２１－２）をＯＮ／ＯＦＦ制御し、補助巻線通電路に流れる電流を遮断できるようになっていることを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動巻上下装置用制御装置において、
前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）のそれぞれに接続されたパターン配線（２２－１，２２－２，２２－３）の内の２個のパターン配線（２２－２，２２－３）に、それぞれ測定範囲の異なる電流センサ（２８Ｓ，２８Ｔ）を設けたことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【請求項6】

請求項１に記載の電動巻上下装置用制御装置において、
前記単相交流電動機（５０）の前記主巻線（５１）に電流を通電するパターン配線（２２－３）に、測定範囲の大きな電流センサ（２８Ｔ）を設け、前記補助巻線（５２）に電流を通電するパターン配線（２２－２）に、測定範囲の小さな電流センサ（２８Ｓ）を設けたことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電動巻上下装置用制御装置において、
前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）に接続された三相交流電源（１００）の２相間電圧又は前記単相交流電源供給端子（ＳＰ１，ＳＰ２）に接続された単相交流電源（２００）の単相電圧が入力され、該単相電圧が入力された場合にこれを倍圧にすることにより前記三相交流電源の２相間電圧と同じにする単相電圧倍圧手段（４０）を具備する制御電源回路（２４）を設け、前記マイクロコンピュータ（２３）と前記制御電源回路（２４）を含む制御回路ブロック（２５）の共通化を図ったことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チェーンブロックやロープホイスト等の重量物（以下「荷」と言う）を巻上げ下げ（以下「巻上下」と記す）する電動巻上下装置用制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電動巻上下装置の多くは、荷を巻上下（上昇・下降）する電動機に三相交流電動機を使用するものと、単相交流電動機を使用するものとがある。そしてそれぞれ異なる構成の制御基板を使用して、電動巻上下装置の制御装置を構成している。しかしこのように荷巻上下用電動機が三相か単相かによって異なる構成の制御基板を使用する電動巻上下装置の制御装置では、電動機が三相か又は単相かの違いにより、制御基板に異なる構成の制御基板を準備しなければならず、コスト高になるという問題があった。また、電源電圧の違いに応じて異なる構成の制御電源回路を準備しなければならないという問題もあった。

【0003】

そのため、電動機に単相交流電動機又は三相交流電動機を使用する装置に、共通の位相制御可能な制御基板を使用して、該制御基板に単相交流電動機と三相交流電動機のどちらでも接続できるようにした装置（空気調和装置）が特許文献１に開示されている。この装置は図４に示すように、制御基板１０１上に三相ソリッドステートリレー１０２、三相電源入力用接続コネクタ１０３、単相電源入力用接続コネクタ１０４、三相電源出力用接続コネクタ１０５、単相電源出力用接続コネクタ１０６、ＩＣ回路１０７を配置し、それぞれパターン配線１０８により接続した構成である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平０８－３１７６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に開示されたものは、三相ソリッドステートリレー１０２の三相の通電路の一相の通電路を単相交流電動機の駆動用に利用するだけであり、三相ソリッドステートリレーの逆回転時の通電路を除く正回転時の三個の通電路の全部を単相交流電動機の駆動に利用するように構成したものではない。そのため単相交流電動機を使用する場合は、三相ソリッドステートリレーの無接点スイッチング素子の一部に大きな負担がかかるという問題がある。また、特許文献１に開示されたものは、交流電動機の正転逆転を考慮した技術でないため、電動巻上下装置のように荷の巻上下運転を頻繁に行う、即ち荷の巻上下の為に交流電動機の正転・逆転運転を頻繁に行う装置に使用できないという問題もある。

【0006】

本発明は上述に鑑みてなされたもので、荷巻上下用電動機に三相交流電動機を使用する場合は制御基板の出力側に該三相交流電動機を接続するだけで、単相交流電動機を使用する場合は該制御基板に簡単な接続部材を使用するだけで、その出力側に単相交流電動機を接続でき、該制御基板自体に何ら変更を加えること無く、三相交流電動機と単相交流電動機に共用できる電動巻上下装置用制御装置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】

【0007】

上記課題を解決するため本発明は、無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）及び該無接点スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なうマイクロコンピュータ（２３）を搭載した制御基板（２０）を備え、該制御基板（２０）の入力側に３個の供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）と出力側に前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）のそれぞれに対応して３個の出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ，Ｗｔ）を有し、三相交流電動機（１０）を使用する場合には、前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）に三相交流電源（１００）を接続し、前記出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ，Ｗｔ）に三相交流電動機（１０）を接続し、前記マイクロコンピュータ（２３）により前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）を制御して前記三相交流電動機（１０）に供給される交流電流を制御し、単相交流電動機（５０）を使用する場合には、前記制御基板（２０）の３個の前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）の内の２個の供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ）を第１接続部材（６１）で電気的に接続して単相交流電源（２００）の一方の端子を接続する単相交流電源供給端子（ＳＰ１）とし、残る供給端子（Ｔｔ）に第２接続部材（６２）を接続すると共に単相交流電源の他方の端子を接続する単相交流電源供給端子（ＳＰ２）とし、前記単相交流電源供給端子（ＳＰ１，ＳＰ２）の間に単相交流電源（２００）を接続し、前記電気的に接続された前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ）に対応する前記出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ）の１つの出力端子（Ｕｔ）と、前記残る供給端子（Ｔｔ）に対応する前記出力端子（Ｗｔ）から出力される交流電流が前記単相交流電動機（５０）の主巻線（５１）を通るように主巻線通電路を形成し、他の出力端子（Ｖｔ）と前記第２接続部材（６２）から出力される交流電流が前記単相交流電動機（５０）の補助巻線（５２）を通るように補助巻線通電路を形成し、前記マイクロコンピュータ（２３）により前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）を制御して主巻線（５１）および補助巻線（５２）に供給される交流電流を制御することを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。

【0008】

また、本発明は、上記電動巻上下装置用制御装置において、前記三相交流電動機（１０）を使用する場合で該三相交流電動機（１０）の正転・逆転の切換えは前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）のＯＮ／ＯＦＦ制御により前記三相交流の二相を入れ替えて行い、前記単相交流電動機（５０）を使用する場合で該単相交流電動機（５０）の正転・逆転の切換えは前記無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）のＯＮ／ＯＦＦ制御により前記単相交流電動機（５０）の主巻線（５１）に流れる主電流を正転の場合と逆転の場合とで位相を１８０度反転するように切換えを行うことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。なおこのとき補助巻線（５２）に流れる補助電流は、正転の場合と逆転の場合とで位相を変更しないようにする。

【0009】

また、本発明は、上記電動巻上下装置用制御装置において、前記主巻線通電路は、前記主巻線（５１）と全波整流回路（２６）の入力側とモータスタートリレー（６３）の作動コイル（６３ｃ）とを直列に接続し、電磁ブレーキ（２７）の励磁コイル（２７ａ）を前記全波整流回路（２６）の出力側に接続した構成であり、前記補助巻線通電路は、前記補助巻線（５２）と進相コンデンサ（６５）とモータスタートリレー（６３）の接点（６３ａ，６３ｂ）とを直列に接続した構成であり、前記モータスタートリレー（６３）により前記補助巻線通電路をＯＮ／ＯＦＦ制御できるようになっていることを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。

【0010】

また、本発明は、上記電動巻上下装置用制御装置において、前記主巻線通電路は、前記主巻線（５１）と全波整流回路（２６）の入力側とを直列に接続し、電磁ブレーキ（２７）の励磁コイル（２７ａ）を前記全波整流回路（２６）の出力側に接続した構成であり、前記補助巻線通電路は、前記補助巻線（５２）と進相コンデンサ（６５）とを直列に接続した構成であり、単相交流電動機の主巻線通電路に流れる電流の大きさにより前記マイクロコンピュータ（２３）で前記無接点スイッチング素子（２１－２）をＯＮ／ＯＦＦ制御し、補助巻線通電路に流れる電流を遮断できるようになっていることを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。

【0011】

また、本発明は、上記電動巻上下装置用制御装置において、前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）のそれぞれに接続されたパターン配線（２２－１，２２－２，２２－３）の内の２個のパターン配線（２２－２，２２－３）に、それぞれ測定範囲の異なる電流センサ（２８Ｓ，２８Ｔ）を設けたことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。

【0012】

また、本発明は、上記電動巻上下装置用制御装置において、前記単相交流電動機（５０）の前記主巻線（５１）に電流を通電するパターン配線（２２－３）に測定範囲の大きな電流センサ（２８Ｔ）を設け、前記補助巻線（５２）に電流を通電するパターン配線（２２－２）に測定範囲の小さな電流センサ（２８Ｓ）を設けたことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。

【0013】

また、本発明は、上記電動巻上下装置用制御装置において、前記供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）に接続された三相交流電源（１００）の２相間電圧又は前記単相交流電源供給端子（ＳＰ１，ＳＰ２）に接続された単相交流電源（２００）の単相電圧が入力され、該単相電圧が入力された場合にこれを倍圧にすることにより前記三相交流電源の２相間電圧と同じにする単相電圧倍圧手段（４０）を具備する制御電源回路（２４）を設け、前記マイクロコンピュータ（２３）と前記制御電源回路（２４）を含む制御回路ブロック（２５）の共通化を図ったことを特徴とする電動巻上下装置用制御装置にある。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、荷巻上下用電動機として三相交流電動機（１０）を使用する場合は制御基板（２０）の出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ，Ｗｔ）に三相交流電動機（１０）の各相巻線の引出し線（１１－１～１１－３）を接続するだけで、単相交流電動機（５０）を使用する場合は、制御基板（２０）の２個の出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ）にそれぞれ単相交流電動機の主巻線（５１）の引出し線（６６－１）及び補助巻線（５２）の引出し線（６６－３）を接続するだけでよい。よって、三相交流電動機（１０）及び単相交流電動機（５０）を使用することが可能な電動巻上下装置用制御装置の主要部品である制御基板（２０）を安価に提供できると共に、この安価な制御基板（２０）を主要部品として電動巻上下装置用制御装置を構成するので、該電動巻上下装置用制御装置自体も安価に提供できる。

【0015】

また、制御基板（２０）に第１接続部材（６１）と第２接続部材（６２）を付加するだけで、単相交流電動機（５０）を使用する場合の電動巻上下装置用制御装置を構成できるから、単相交流電動機（５０）を使用する場合の電動巻上下装置用制御装置を安価に提供できる。

【0016】

また、制御基板（２０）の入力側の供給端子（Ｒｔ，Ｓｔ，Ｔｔ）と出力側の出力端子（Ｕｔ，Ｖｔ，Ｗｔ）の間に配置されている無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）のＯＮ／ＯＦＦ制御により、三相交流電動機を使用する場合の正・逆回転の二相切換え及び単相交流電動機を使用する場合の正・逆回転の主巻線に流れる電流の位相を１８０度反転する（１８０度位相をずらす）ように切換えができるので、正・逆回転の切換制御が無接点スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御のみにより実施できる。

【0017】

更に荷巻上下用電動機として三相交流電動機（１０）を使用する場合も、単相交流電動機（５０）を使用する場合も、無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）を含む通電路を略均等に使用することになり、無接点スイッチング素子等の寿命を長く維持することが可能となる。

【0018】

また、単相交流電動機（５０）の荷巻上げ又は荷巻下げの運転開始から主巻線（５１）に流れる電流が所定の値に達した後や所定時間経過後（例えば回転が安定するタイミングで）、無接点スイッチング素子（２１－２）をＯＦＦとして、その後の補助巻線（５２）に流れる電流を停止することにより、補助巻線（５２）等により消費される電力を無くし、省エネルギーの効果が得られる。更に、無接点スイッチング素子（２１－２）のＯＦＦにより、モータスタートリレーを必要としないでこの省エネルギーの効果を達成できるので、モータスタートリレーを必要としない分安価にできる。

【0019】

また、三相交流電動機（１０）及び単相交流電動機（５０）を使用することが可能な電動巻上下装置用制御装置の主要部品である制御基板（２０）において、単相交流電動機（５０）の主巻線（５１）に電流を通電するパターン配線（２２－３）に測定範囲の大きな電流センサ（２８Ｔ）を設け、補助巻線（５２）に電流を通電するパターン配線（２２－２）に測定範囲の小さな電流センサ（２８Ｓ）を設けたことで、三相交流電動機を制御する場合（図８）は、三相交流電動機の電流を測定するのに適した測定範囲の小さい電流センサ（２８Ｓ）による測定結果を主体に電力を算出し、単相交流電動機を制御する場合（図９）は、単相交流電動機の電流を測定するのに適した測定範囲の大きい電流センサ（２８Ｔ）による測定結果を主体に電力を算出するようにしたので、電力算出結果によるモータ負荷を検出する精度を改善することができ、定格電流の小さい三相交流電動機（例えば電圧４６０Ｖ）、定格電流の大きい単相交流電動機（例えば電圧１００Ｖ）でも、電流・電力検出のための検出回路の共通化が可能となる。

【0020】

また、本発明は、制御電源回路（２４）に、単相電圧を倍圧にする単相電圧倍圧手段（４０）を設けたことにより、マイクロコンピュータ（２３）と制御電源回路（２４）を含む制御回路ブロック（２５）を単相電圧が異なる複数の単相電源に共通化が可能となり、その製造機種を大幅に削減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の出力部に三相交流電動機を接続した構成例を示す図である。

【図2】本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の出力部に単相交流電動機を接続した構成例を示す図である。

【図3】本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の出力部に単相交流電動機を接続した構成例を示す図である。

【図4】上記特許文献１に開示された空気調和装置の回路構成を示す図である。

【図5】単相倍電圧による制御回路ブロックの共通化を説明するための図である。

【図6】倍電圧回路の一構成例を示す図である。

【図7】本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の制御フローを示す図である。

【図8】本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の出力部に三相交流電動機を接続した構成例を示す図である。

【図9】本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の出力部に単相交流電動機を接続した構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の基本的全体構成例を示す図である。ここでは電動巻上下装置の荷を巻上下（上昇・下降）する電動機に三相交流電動機（ここでは三相誘導電動機）１０を使用する例を説明する。本電動巻上下装置用制御装置は制御基板２０を具備し、該制御基板２０に三相用無接点デバイス（ソリッドステートリレーＳＳＲ）２１を構成する５個の無接点スイッチング素子２１－１～２１－５が搭載されている。ここで無接点スイッチング素子２１－１～２１－３は三相交流電動機１０を正回転、即ち荷を巻上げる（上昇させる）方向に回転させるための素子であり、無接点スイッチング素子２１－４、２１－２、２１－５（例えば半導体スイッチであるトライアック）は三相交流電動機１０を逆回転、即ち荷を巻下げる（下降させる）方向に回転させるための素子である。

【0023】

また、制御基板２０にはその入力側に三相交流電源１００から三相交流を供給するための３個の供給端子Ｒｔ、Ｓｔ、Ｔｔと、三相交流電動機１０に該制御基板２０で制御された三相交流を出力するための３個の出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔが設けられている。そして供給端子Ｒｔと出力端子Ｕｔとの間にはパターン配線２２－１を介して無接点スイッチング素子２１－１が配置され、供給端子Ｓｔと出力端子Ｖｔとの間にはパターン配線２２－２を介して無接点スイッチング素子２１－２が配置され、供給端子Ｔｔと出力端子Ｗｔとの間にはパターン配線２２－３を介して無接点スイッチング素子２１－３が配置され、それぞれ三相交流電動機１０にその回転子（図示せず）を正回転させる回転磁界を発生させる三相交流電流を供給するための下記する３個の通電路を形成している。

【0024】

また、供給端子Ｒｔと出力端子Ｗｔとの間にはパターン配線２２－４を介して無接点スイッチング素子２１－４が配置され、供給端子Ｔｔと出力端子Ｕｔとの間にはパターン配線２２－５を介して無接点スイッチング素子２１－５が配置されている。この無接点スイッチング素子２１－４とパターン配線２２－４、無接点スイッチング素子２１－５とパターン配線２２－５、及び上記無接点スイッチング素子２１－２とパターン配線２２－２とで、それぞれ三相交流電動機１０にその回転子を逆回転させるための回転磁界を発生させる三相交流電流を供給する３個の下記する通電路を形成している。

【0025】

また、供給端子Ｒｔと無接点スイッチング素子２１－１の間にはパターン配線２２－１を介して三相交流電動機１０の巻線に供給されるＲ相電流を検出する電流センサ（ホールＩＣ）２８Ｒが配置され、供給端子Ｔｔと無接点スイッチング素子２１－３の間にはパターン配線２２－３を介して三相交流電動機１０の巻線に供給されるＴ相電流を検出する電流センサ（ホールＩＣ）２８Ｔが配置されている。また、図に示す通り、電流センサ２８Ｒは、無接点スイッチング素子２１－４を通る電流も検出できる位置に配置され、電流センサ２８Ｔは無接点スイッチング素子２１－５を通る電流も検出できる位置に配置されている。

【0026】

また、上記制御基板２０には、マイクロコンピュータ２３や制御電源回路２４を具備する制御回路ブロック２５も搭載されている。制御電源回路２４には供給端子Ｓｔと供給端子Ｔｔとの相間に入力された交流電圧（相間電圧）がパターン配線２２－６、２２－７を介して制御電源回路２４に入力している。また、電流センサ２８Ｒ、２８Ｔで検出された検出電流ＩＲ、ＩＴはマイクロコンピュータ２３に入力されるようになっている。三相交流電動機１０のステータの三相中二相の巻線に接続された引出し線１１－１、１１－２が制御基板２０の出力端子Ｕｔ、Ｖｔにそれぞれ接続され、更に三相交流電動機１０のステータの残りの相の巻線に接続された引き出し線１１－３が全波整流回路２６を介して制御基板２０の出力端子Ｗｔに接続されている。

【0027】

また、２７は電磁ブレーキであり、該電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａは全波整流回路２６の出力端に接続されている。制御基板２０の出力端子Ｗｔからの交流電流は全波整流回路２６で直流に変換され、励磁コイル２７ａにブレーキ電流として通電すると、電磁ブレーキ２７が解放され、三相交流電動機１０の回転子は非拘束状態になる。ここで通常、三相交流電動機１０は、全波整流回路２６、電磁ブレーキ２７及び引出し線１１－１～１１－３等が各作用等を奏するように機械的、電気的に調整され、組み込まれた一つの製品としたものが多い。このように一つの製品としての三相交流電動機１０を荷巻上下用電動機として使用する場合は、該三相交流電動機１０を装置内に機械的に組み付け後、制御基板２０の出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔに三相交流電動機１０の引出し線１１－１、１１－２、１１－３をそれぞれ接続するだけで、電動巻上下装置用制御装置を構成できる。

【0028】

３０は本電動巻上下装置用制御装置の操作部であり、該操作部３０は非常用押釦スイッチ３１、巻上押釦スイッチ３２、巻下押釦スイッチ３３等を備えている。三相交流電源（商用三相電源）１００が上記制御基板２０の各供給端子Ｒｔ、Ｓｔ、Ｔｔを介して投入された状態で、操作部３０の例えば巻上押釦スイッチ３２を押圧すると、マイクロコンピュータ２３に巻上信号が出力され、該マイクロコンピュータ２３の処理により、三相用無接点デバイス（ソリッドステートリレーＳＳＲ）２１の無接点スイッチング素子２１－１、２１－２、２１－３がＯＮ制御され、三相交流電動機１０のそれぞれのステータ巻線にその回転子を荷を巻上げる方向に回転させる回転磁界を発生させる三相電流が供給される。これと同時に電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａには全波整流回路２６を介してブレーキ電流が通電され、電磁ブレーキ２７が解放される。これにより三相交流電動機１０の回転子は荷巻上げ方向に回転し、荷を巻上げる（上昇させる）。

【0029】

また、荷が所定の位置に達したら、巻上押釦スイッチ３２の押圧を停止することにより、マイクロコンピュータ２３への上記巻上信号が停止され、マイクロコンピュータ２３の処理により、無接点スイッチング素子２１－１、２１－２、２１－３が開放（ＯＦＦ）され、三相交流電動機１０の電流が停止すると同時に、電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａへのブレーキ電流が停止し、電磁ブレーキ２７が機械的に作動して、三相交流電動機１０の回転子は停止（拘束）される。

【0030】

操作部３０の巻下押釦スイッチ３３が押圧されると、マイクロコンピュータ２３に巻下信号が出力され、マイクロコンピュータ２３の処理により、三相用無接点デバイス２１の無接点スイッチング素子２１－４、２１－２、２１－５がＯＮ制御され、三相交流電動機１０にその回転子を荷巻下げ方向に回転させる回転磁界を発生させる三相電流が供給される。これと同時に電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａには全波整流回路２６を通してブレーキ電流が通電され、電磁ブレーキ２７が解放される。これにより三相交流電動機１０の回転子は回転し、荷を巻下げる（下降させる）。

【0031】

荷が所定の位置に達したら、巻下押釦スイッチ３３の押圧を停止することにより、マイクロコンピュータ２３への上記巻下信号が停止され、マイクロコンピュータ２３の処理により、無接点スイッチング素子２１－４、２１－２、２１－５が開放され、三相交流電動機１０の電流が停止する。同時に電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａへのブレーキ電流が停止し、電磁ブレーキ２７が機械的に作動し、三相交流電動機１０の回転子は停止（拘束）される。

【0032】

上記のように制御基板２０にはその対向する一対の側辺部（入力側と出力側）に、供給端子Ｒｔ、Ｓｔ、Ｔｔと出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔとを設け、該供給端子Ｒｔ、Ｓｔ、Ｔｔと出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔの間に三相交流電動機１０の回転子を荷巻上方向に回転させる三相交流を通電させる巻上げ通電路（パターン配線２２－１と無接点スイッチング素子２１－１、パターン配線２２－２と無接点スイッチング素子２１－２、パターン配線２２－３と無接点スイッチング素子２１－３で構成されている）と、該荷巻上げ方向とは逆方向の荷巻下げ方向に回転させる三相交流を通電する巻下げ通電路（パターン配線２２－４と無接点スイッチング素子２１－４、パターン配線２２－２と無接点スイッチング素子２１－２、パターン配線２２－５と無接点スイッチング素子２１－５で構成されている）とを配置している。

【0033】

上記説明は、本発明に係る電動巻上下装置用制御装置の制御基板２０の出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔにそれぞれ三相交流電動機１０の各相巻線からの引出し線１１－１、１１－２、１１－３を接続し、該三相交流電動機１０の回転子を荷の巻上げ方向又は荷の巻下げ方向に運転制御する例を説明した。本発明に係る電動巻上下装置用制御装置は、制御基板２０自体を何ら変更することなく、簡単な外部配線を追加して単相交流電源に接続し、また該制御基板２０の出力側の出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔに単相交流電動機からの引出し線を接続するだけで、電動巻上下装置及びその制御装置を構成できるようになっている。以下、荷巻上下用電動機に単相交流電動機を使用した電動巻上下装置用制御装置の例を詳細に説明する。

【0034】

図２は荷巻上下用電動機に単相交流電動機５０（ここでは単相誘導電動機）を使用した電動巻上下装置用制御装置の構成例を示す図である。図２において、制御基板２０自体は図１に示す電動巻上下装置用制御装置の制御基板２０と同じ構成である。即ち、制御基板２０にはその入力側に３個の供給端子Ｒｔ、Ｓｔ、Ｔｔと出力側に３個の出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔを備えている。そして供給端子Ｒｔと出力端子Ｕｔとの間にはパターン配線２２－１を介して無接点スイッチング素子２１－１が配置され、供給端子Ｓｔと出力端子Ｖｔとの間にはパターン配線２２－２を介して無接点スイッチング素子２１－２が配置され、供給端子Ｔｔと出力端子Ｗｔとの間にはパターン配線２２－３を介して無接点スイッチング素子２１－３が配置され、更に供給端子Ｒｔと出力端子Ｗｔとの間にはパターン配線２２－４を介して無接点スイッチング素子２１－４が配置され、供給端子Ｔｔと出力端子Ｕｔとの間にはパターン配線２２－５を介して無接点スイッチング素子２１－５が配置されている。

【0035】

図２では、制御基板２０の供給端子Ｒｔ、Ｓｔ、Ｔｔが配置された入力側に、２本の渡り線（外部配線）６１、６２を追加している。そして第１の渡り線６１は供給端子Ｒｔと供給端子Ｓｔに接続され、これらを電気的に一体（短絡）にすると共に、その一端を単相交流電源２００（商用単相電源）の一方の端子が接続される単相交流電源供給端子ＳＰ１としている。第２の渡り線６２は供給端子Ｔｔとモータスタートリレー６３の接点６３ｂに接続されこれらを電気的に一体（短絡）すると共に、その一端を単相交流電源（商用単相電源）２００の他方の端子が接続される単相供給端子ＳＰ２としている。また、モータスタートリレー６３の接点６３ａは第２の渡り線６２を介して進相コンデンサ６５に接続されている。

【0036】

制御基板２０の出力端子Ｕｔ、Ｖｔ、Ｗｔが配置された出力側には、単相交流電動機５０が配置されている。該単相交流電動機５０は主巻線５１と補助巻線５２を具備する構成であり、主巻線５１の一端Ｕは引出し線６６－１を介して制御基板２０の出力端子Ｕｔに接続され、該主巻線５１の他端Ｖは引出し線６６－２を介して全波整流回路２６の中間点に接続されている。全波整流回路２６の出力端は電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａの一端に接続され、励磁コイル２７ａの他端は全波整流回路２６及びモータスタートリレー６３の作動コイル６３ｃを経由して制御基板２０の出力端子Ｗｔに接続されている。補助巻線５２の一端Ｙは引出し線６６－３を介して制御基板２０の出力端子Ｖｔに接続され、該補助巻線５２の他端Ｘは引出し線６６－４を介して進相コンデンサ６５の一端に接続され、該進相コンデンサ６５の他端は上記のように渡り線６２、モータスタートリレー６３の接点６３ａ，６３ｂ及び渡り線６２を経由して供給端子Ｔｔに接続されている。

【0037】

図２に示す電動巻上下装置用制御装置においても、図１と同様、非常用押釦スイッチ３１、巻上押釦スイッチ３２、巻下押釦スイッチ３３等を備えている操作部３０やマイクロコンピュータ２３及び制御電源回路２４を具備する制御回路ブロック２５を備えている。そして単相交流電源２００を単相交流電源供給端子ＳＰ１と単相供給端子ＳＰ２との間に接続し、該単相交流電源を投入した状態で、操作部３０の例えば巻上押釦スイッチ３２を押圧すると、マイクロコンピュータ２３に巻上信号が出力され、該マイクロコンピュータ２３の処理により、無接点スイッチング素子２１－１、２１－２、２１－３がＯＮ制御されるようになっている。

【0038】

そして制御基板２０の出力端子Ｕｔから引出し線６６－１を通って、単相交流電動機５０の主巻線５１の一端Ｕから他端Ｖを通って、更に、電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａが接続された全波整流回路２６、モータスタートリレー６３の作動コイル６３ｃ、制御基板２０の出力端子Ｗｔ、パターン配線２２－３及び無接点スイッチング素子２１－３及び供給端子Ｔｔを経由し単相供給端子ＳＰ２に主電流が流れる。ここで主巻線５１、全波整流回路２６等で構成する通電路を主巻線通電路と言う。主巻線５１と全波整流回路２６とモータスタートリレー６３の作動コイル６３ｃは直列に接続されていればよく、上記図２以外の配置、例えば、出力端子Ｕｔと主巻線５１の一端Ｕの間に電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａを接続するように配置しても良い。

【0039】

また、制御基板２０の出力端子Ｖｔから引出し線６６－３を通って、単相交流電動機５０の補助巻線５２にその一端Ｙから他端Ｘに補助電流が流れ、更に該補助電流は引出し線６６－４と進相コンデンサ６５を経由し、更に渡り線６２、モータスタートリレー６３の接点６３ａ、６３ｂ及び渡り線６２を経由して単相供給端子ＳＰ２に流れる。ここで補助巻線５２、進相コンデンサ６５、モータスタートリレー６３の接点（３６ａ，３６ｂ）等で構成する通電路を補助巻線通電路という。補助巻線５２と進相コンデンサ６５とモータスタートリレー６３の接点（３６ａ，３６ｂ）は直列に接続されていれば良く、上記した図２以外の配置、例えば、出力端子Ｖｔと補助巻線５２の一端Ｙとの間に始動用の進相コンデンサ６５を配置するようにしても良い。

【0040】

上記のように、制御基板２０から上記主巻線通電路を通って単相交流電動機５０の主巻線５１に主交流電流が流れ、補助巻線５２に上記補助巻線通電路を通って進相コンデンサ６５を経由して補助交流電流が流れることにより、前記主交流電流と該補助交流電流の間に位相差が生じ、単相交流電動機５０のステータ内にその回転子５３を荷の巻上方向に正回転させる回転磁界が発生し、該回転子５３は回転磁界の回転方向と同方向に回転する。これにより単相交流電動機５０の回転子５３はマイクロコンピュータ２３で指定された方向に回転を開始し、荷を巻上げる。なお、主巻線５１に流れる主交流電流が所定の電流値以下になったら、モータスタートリレー６３が作動し、その接点６３ａ、６３ｂが開き、上記補助巻線通電路を流れる補助電流を遮断する。これにより、単相交流電動機が起動し所定の回転に達した後の補助巻線通電路に流れる補助電流を無くすることができるから、省エネルギー効果を達成できる。

【0041】

一方、操作部３０の巻下押釦スイッチ３３が押圧された場合は、単相交流電動機５０のステータ内に発生する回転磁界の回転方向を上記荷巻上方向と逆方向にする必要がある。つまり、単相交流電動機５０の補助巻線５２に流れる補助巻線電流の位相は巻上と巻下で同一位相（変更無し）としたままで、主巻線５１に流れる主電流の位相を巻上と巻下で１８０度反転する（１８０度位相をずらす）ようにするために、荷巻上げ時と荷巻下げ時とで出力端子ＵｔとＷｔと入力端子ＲｔとＴｔの電気的接続を互いに逆になるように切換える必要がある。ここでは荷の巻上げでは、無接点スイッチング素子２１－１、無接点スイッチング素子２１－３及び無接点スイッチング素子２１－２をＯＮ制御し、荷の巻下げでは、無接点スイッチング素子２１－４、無接点スイッチング素子２１－５及び無接点スイッチング素子２１－２をＯＮ制御することにより、主巻線５１を流れる主電流の位相は荷の巻上げと荷の巻下げとで１８０度反転する。具体的には巻上押釦スイッチ３２が押圧された時はマイクロコンピュータ２３の処理により無接点スイッチング素子２１－１、無接点スイッチング素子２１－３及び２１－２をＯＮ制御し、主巻線５１の一端Ｕに無接点スイッチング素子２１－１を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ１が電気的に接続され、他端Ｖに無接点スイッチング素子２１－３を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ２が電気的に接続され、巻下押釦スイッチ３３が押圧された時はマイクロコンピュータ２３の処理により、無接点スイッチング素子２１－４、無接点スイッチング素子２１－５及び無接点スイッチング素子２１－２をＯＮ制御し、主巻線５１の一端Ｕに無接点スイッチング素子２１－５を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ２が電気的に接続され、他端Ｖに無接点スイッチング素子２１－４を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ１が電気的に接続されるように切換えている。一方、補助巻線５２の一端Ｙと他端Ｘについては、巻上押釦スイッチ３２が押圧された時も巻下押釦スイッチ３３が押圧された時も、一端Ｙは無接点スイッチング素子２１－２と第１の渡り線６１を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ１に電気的に接続され、他端Ｘは進相コンデンサ６５とモータスタートリレー６３の接点６３ａ、６３ｂと第２の渡り線６２を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ２に電気的に接続されている。

【0042】

なお、荷の巻下げにおいても主巻線５１に流れる主交流電流が所定の電流値以下になった時、所定のタイミングでモータスタートリレー６３が作動し、その接点６３ａ、６３ｂが開き、上記補助巻線通電路を流れる補助電流を遮断する。このように、荷の巻上・巻下運転において、補助巻線通電路を流れる補助電流が所定の電流値以下になった時、補助電流を遮断する。これにより、単相交流電動機が起動して所定の回転に達した後の補助巻線通電路に流れる補助電流が無くなり省エネルギー効果が得られる。ここでは補助巻線５２に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦするのにモータスタートリレー６３を用いる例を説明したが、補助巻線５２に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦできる開閉器であれば他の無接点開閉器又は有接点開閉器でもよい。

【0043】

図３は荷巻上下用電動機に図２と同様、単相交流電動機５０を使用した電動巻上下装置用制御装置の他の構成例を示す図である。図３の電動巻上下装置用制御装置が図２のそれと異なる点は、図３ではモータスタートリレー６３を使用することなく、単相交流電動機５０の主巻線５１の他端Ｖを、全波整流回路２６、電磁ブレーキ２７の励磁コイル２７ａ及び全波整流回路２６を経由して直接制御基板２０の出力端子Ｗｔに接続している点（図２では全波整流回路２６を出た後、モータスタートリレー６３の作動コイル６３ｃを経由して制御基板２０の出力端子Ｗｔに接続している）と、単相交流電動機５０の補助巻線５２の他端Ｘを、進相コンデンサ６５、渡り線（第２外部配線）６２を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ２に接続している点（図２では進相コンデンサ６５を出た後、モータスタートリレー６３の接点６３ａ、６３ｂ、渡り線（第２外部配線）６２を経由して単相交流電源供給端子ＳＰ２に接続している）である。

【0044】

図３の電動巻上下装置用制御装置において、操作部３０の例えば巻上押釦スイッチ３２が押圧されると制御回路ブロック２５のマイクロコンピュータ２３から制御基板２０の無接点スイッチング素子２１－１、２１－２にＯＮ信号が出力され、出力端子Ｕｔ及びＶｔから単相交流電動機５０の主巻線５１及び補助巻線５２に単相交流が供給される。これにより単相交流電動機５０の主巻線５１及び補助巻線５２に流れる主電流と補助電流の間に進相コンデンサ６５の静電容量に応じた位相差が発生し、単相交流電動機５０のステータ内に回転子５３を荷の巻上方向に回転させる回転磁界が発生して、該回転子５３は該回転磁界の回転方向に回転する点、及び単相交流電動機５０の正転・逆転の切換は、図２の電動巻上下装置用制御装置と同じである。ここでは、主電流の電流値が所定値以下となるとマイクロコンピュータ２３から所定のタイミングで無接点スイッチング素子２１－２にＯＦＦ信号が出力され、無接点スイッチング素子２１－２がＯＦＦとなる。これにより補助巻線５２を流れる補助電流は遮断される（図２の電動巻上下装置用制御装置では主電流の値が所定の値以下となったらモータスタートリレー６３が作動しその接点６３ａ，６３ｂをＯＦＦとし、補助電流を遮断する）。

【0045】

上記のように、制御基板２０の出力端子Ｕｔ及びＶｔからの単相交流が単相交流電動機５０の主巻線５１及び補助巻線５２に流れることにより、単相交流電動機５０のステータ内に回転磁界が発生し、単相交流電動機５０の回転子５３が荷の巻上方向又は巻下方向に回転することは、図２の電動巻上下装置用制御装置と同じである。また、単相交流電動機５０の荷の巻上又は巻下方向の回転から所定時間経過したら（例えば回転が安定したタイミング）、マイクロコンピュータ２３からの指令信号により、無接点スイッチング素子２１－２をＯＦＦすることにより、ＯＦＦ後の単相交流電動機５０の補助巻線５２に流れる電流を停止させ、その後に補助巻線５２等で消費されるエネルギーを無くすことができ、省エネルギーの観点からも効果が期待できる点も図２の電動巻上下装置用制御装置と同じである。図３の電動巻上下装置用制御装置では図２の装置のように、モータスタートリレー６３を使用しない分安価に構成することができる。

【0046】

また、電動巻上下装置に使用する荷巻上下用電動機に三相交流電動機を使用する場合は図１に示すように三相交流電源１００の相間電圧（Ｓ相とＴ相間の電圧）を、単相交流電動機を使用する場合は図２又は図３に示すように単相交流電源２００の単相電圧を、それぞれ制御電源回路２４に導入している。そして図５に示すように、単相電圧１１５Ｖ／２３０Ｖ（商用単相交流電源電圧）を制御電源回路２４が具備する倍電圧回路で倍電圧にすることで、三相交流電源１００の相間電圧２３０Ｖ／４６０Ｖ（商用三相交流電源電圧）と同じ値の電圧にしている。そしてこの交流（ＡＣ）２３０Ｖ／４６０Ｖを制御電源回路２４で直流（ＤＣ）３２５Ｖ／６５０Ｖに変換することで、制御回路ブロック２５の共通化を図っている。

【0047】

図６は上記制御電源回路２４が具備する倍電圧回路４０の一構成例を示す図である。該倍電圧回路４０は入力部４１、単相電源切換スイッチ４２、単相用ＡＣ－ＤＣコンバータ４３、直流回路４４、出力部４５を具備する。単相電源切換スイッチ４２は固定接点４２ａ，４２ｂと切換切片４２ｃを備えている。単相用ＡＣ－ＤＣコンバータ４３は４個のダイオードＤ₁～Ｄ₄を備え、ダイオードＤ₁の陰極とダイオードＤ₃の陽極を接続すると共にダイオードＤ₂の陰極とダイオードＤ₄の陽極を接続し、ダイオードＤ₁及びダイオードＤ₂の陽極を陽極配線Ｐに接続し、ダイオードＤ₃及びダイオードＤ₄の陰極を陰極配線Ｎに接続してダイオードブリッジを形成している。直流回路４４は４個のコンデンサＣ₁～Ｃ₄と２個の抵抗器Ｒ₁，Ｒ₂を具備し、コンデンサＣ₁とコンデンサＣ₃の直列回路と、コンデンサＣ₂とコンデンサＣ₄の直列回路を、それぞれのその両端を陽極配線Ｐと陰極配線Ｎに接続し、更に抵抗器Ｒ₁と抵抗器Ｒ₂の直列回路の両端を陽極配線Ｐと陰極配線Ｎに接続している。そして出力部４５の端子４５ａに陽極配線Ｐの一端を接続すると共に端子４５ｂに陰極配線Ｎの一端を接続している。

【0048】

入力部４１の入力端子４１ａは単相用ＡＣ－ＤＣコンバータ４３のダイオードＤ₁とダイオードＤ₃の間に接続され、入力端子４１ｂは単相電源切換スイッチ４２の切換切片４２ｃの一端に接続されている。また単相電源切換スイッチ４２の固定接点４２ａは単相用ＡＣ－ＤＣコンバータ４３のダイオードＤ₂とダイオードＤ₄の間に接続され、固定接点４２ｂは直流回路４４のコンデンサＣ₁とコンデンサＣ₂の間、コンデンサＣ₂とコンデンサＣ₄の間、及び抵抗器Ｒ₁，Ｒ₂の間に接続されている。また、単相用ＡＣ－ＤＣコンバータ４３と直流回路４４とに共通に配置されている陽極配線Ｐと陰極配線Ｎの一端はそれぞれ出力部４５の端子４５ａと端子４５ｂに接続されている。

【0049】

上記倍電圧回路４０において、入力部４１の入力端子４１ａと４１ｂには、図１乃至図３の供給端子Ｓｔ、Ｔｔのそれぞれに接続されたパターン配線２２－２、２２－３から分岐するパターン配線２２－６、２２－７が接続され、制御電源回路２４には倍電圧回路４０を介してその出力部４５の端子４５ａと端子４５ｂからの直流電圧が出力するようになっている。

【0050】

そして単相交流電動機５０を使用する場合で、制御電源回路２４が具備する図６に示す倍電圧回路４０で、単相電源電圧値が１１５Ｖの場合は、図２及び図３に示す単相交流電源供給端子ＳＰ1，ＳＰ２間に入力された１１５Ｖの単相交流電源電圧を単相電源切換スイッチ４２の切換切片４２ｃを固定接点４２ｂ側に切換えることで、直流回路４４の平滑コンデンサＣ₁と平滑コンデンサＣ₃の接続点、平滑コンデンサＣ₂と平滑コンデンサＣ₄の接続点、及び抵抗器Ｒ₁と抵抗器Ｒ₂の接続点が入力端子４１ｂ（単相交流電源供給端子ＳＰ２）に接続されることになる。これにより三相交流電源１００の相間電圧４６０Ｖと同じ値の交流（ＡＣ）電圧にし、そしてこの交流（ＡＣ）電圧４６０Ｖを制御電源回路２４で直流（ＤＣ）３２５Ｖ／６５０Ｖに変換することで、制御回路ブロック２５の共通化を図っている。

【0051】

上記のように、制御基板２０に搭載された制御回路ブロック２５には、マイクロコンピュータ２３や制御電源回路２４を備え、マイクロコンピュータ２３には三相用無接点デバイス（三相ソリッドステートリレーＳＳＲ）２１に入力される電圧に対応して無接点スイッチング素子２１－１～２１－５の各素子をＯＮ／ＯＦＦ制御する各プログラムが格納されており、マイクロコンピュータ２３は三相用無接点デバイス２１の各無接点スイッチング素子２１－１～２１－５に入力される交流電圧を監視し、入力される交流電圧に対応するプログラムを呼び出し、各プログラムを実行して電動巻上下装置の運転制御を行っている。

【0052】

図７は荷の巻上下運転制御を行う処理フローを示す図である。ここで、荷の巻上下をする電動機を三相交流電動機とするか単相交流電動機とするかの切換えは、図示は省略するが、予め制御基板２０等にＤＩＰスイッチを設けておき、電動巻上下装置の荷巻上下用電動機が三相か単相かの切換えは、配線を図１に示す状態か又は図２又は図３に示す状態に変更するとき、該ＤＩＰスイッチを操作してモードを変更できるようにしておくことが望ましい。

【0053】

先ず、上記のようにＤＩＰスイッチの操作より、三相／単相のいずれかを設定し、ステップＳＴ１で電源を投入する。次いでステップＳＴ２で三相か単相かを確認し、三相であったらステップＳＴ１０の三相処理フローに移行し、単相であったらステップＳＴ３０の単相処理フローに移行する。

【0054】

ステップＳＴ１０の三相処理フローでは、先ずステップＳＴ１１で周波数を検出し、該検出した周波数が５０Ｈｚの場合はステップＳＴ１２の５０Ｈｚ処理フローに移行し、６０Ｈｚの場合はステップＳＴ１３の６０Ｈｚ処理フローに移行する。ステップＳＴ１２の５０Ｈｚ処理フローでは先ずステップＳＴ１４で電圧を検出し、該検出電圧が２００Ｖの場合（図５では２３０Ｖ）はステップＳＴ１５の２００Ｖ処理に移行し、４００Ｖの場合（図５では４６０Ｖ）はステップＳＴ１６の４００Ｖ（図５では４６０Ｖ）処理に移行する。また、ステップＳＴ１３の６０Ｈｚ処理フローでは先ずステップＳＴ１７で電圧検出し、該検出電圧が２００Ｖ（図５では２３０Ｖ）の場合はステップＳＴ１８の２００Ｖ処理に移行し、４００Ｖ（図５では４６０Ｖ）の場合はステップＳＴ１９の４００Ｖ処理フローに移行する。ステップＳＴ１５、ＳＴ１６、ステップＳＴ１８及びＳＴ１９での各処理の終了後はそれぞれステップＳＴ２０に移行し、各プログラムを呼び出し、三相交流電動機１０の運転処理を実行する。

【0055】

また、ステップＳＴ３０の単相処理フローでは、先ずステップＳＴ３１で周波数を検出し、検出した周波数が５０Ｈｚの場合はステップＳＴ３２の５０Ｈｚ処理フローに移行し、周波数６０Ｈｚの場合はステップＳＴ３３の６０Ｈｚ処理フローに移行する。ステップＳＴ３２の５０Ｈｚ処理フローでは先ずステップＳＴ３４で電圧を検出し、該検出電圧が１１５Ｖ（図５では１１５Ｖ）の場合はステップＳＴ３５の１１５Ｖ処理に移行し、２３０Ｖの場合はステップＳＴ３６の２３０Ｖ処理に移行する。また、ステップＳＴ３３の６０Ｈｚ処理フローでは先ずステップＳＴ３７で電圧を検出し、該検出電圧が１１５Ｖ（図５では１１５Ｖ）の場合はステップＳＴ３８の１１５Ｖ処理フローに移行し、２３０Ｖ（図５では２３０Ｖ）の場合はステップＳＴ３９の２３０Ｖ処理に移行する。ステップＳＴ３５、ＳＴ３６、ステップＳＴ３８及びＳＴ３９での各処理の終了後はそれぞれステップＳＴ４０に移行し、各プログラムを呼び出し、単相交流電動機５０の運転処理を実行する。

【0056】

上記のように、三相交流電動機１０を使用する電動巻上下装置用制御装置（図１参照）、単相交流電動機５０を使用する電動巻上下装置用制御装置（図２、図３参照）は、それぞれ共通の制御基板２０を用いて構成されている。そして該制御装置を使用して荷の巻上下を行うのであるが、この巻上下運転において各電動機（三相交流電動機１０、単相交流電動機５０）に供給される電流・電力を測定する必要がある。電動機が三相交流電動機１０の場合は、図１に示すように、パターン配線２２－１、２２－３に流れるＲ相、Ｔ相の電流を電流センサ２８Ｒ、２８Ｔで測定し、該測定値をマイクロコンピュータ２３に送って、該マイクロコンピュータ２３の処理により、電流と共に電力を算出している。

【0057】

また、電動機が単相交流電動機５０の場合は、図２、図３に示すように、電流センサ２８Ｒで単相交流電動機５０の主巻線５１に流れる主電流を測定し、該測定した主電流値をマイクロコンピュータ２３に送って、該マイクロコンピュータ２３の処理により、主電流を算出している。ここで単相交流電動機５０の補助電流は、単相交流電動機５０の起動後に所定時間が経過して回転が安定すると、無接点スイッチング素子２１－２が開いて補助電流が遮断されるので、補助巻線５２に流れる補助電流は、電動機の出力軸にかかる負荷算出のための電力算出において通常考慮しない。

【0058】

そして、三相交流電動機１０の場合は電圧２００Ｖ～２３０Ｖ又は４００～４６０Ｖの三相交流電源１００を、単相交流電動機５０の場合は電圧１１５Ｖ又は２３０Ｖの単相交流電源２００を使用する。そして三相交流電動機１０のＲ相，Ｔ相の巻上電流ＩＲ，ＩＴを測定する電流センサ２８Ｒ、２８Ｔには、単相交流電動機５０を制御基板２０に接続した場合、単相交流電動機５０の主巻線５１に流れる巻上電流（主電流）も流れることになるので、電流センサ２８Ｒ、２８Ｔの測定レンジは、単相交流電動機５０の主巻線５１に流れる巻上電流（主電流）を基に決定している。しかし、三相交流電動機１０の各相に流れる電流値は、単相交流電動機５０の主巻線５１に流れる巻上電流（主電流）の半分以下であり、三相交流電動機１０の電流値及び電力値を算出するには適切ではなく、また、両方の電動機の電流値及び電力値をマイコンで精度良く検知するには、回路を複雑化させるなど、サイズやコストに共通化のための技術的課題があった。また、単相交流電動機５０の補助巻線５２に流れる補助電流は、検出することが出来なかった。

【0059】

図８は上記課題を解消するために開発された電動巻上下装置用制御装置の基本的全体構成例を示す図で、電動機に三相交流電動機１０を使用する例を示す。この電動巻上下装置用制御装置が図１に示す電動巻上下装置用制御装置と異なる点は、制御基板２０の三相交流電動機１０の固定子にＲ相の電流を供給するためのパターン配線２２－１に設けられていた電流センサ２８Ｒを除去し、三相交流電動機１０の固定子にＳ相の電流を供給するためのパターン配線２２－２に電流センサ（ホールＩＣ）２８Ｓを設けた点と、電流センサ２８Ｓの電流測定範囲の上限値を三相交流電動機１０に流れるＳ相電流を基準に設定（７Ａ）し、電流センサ（ホールＩＣ）２８Ｔの電流測定範囲の上限値を後述する図９に示す単相交流モータの主巻線に流れる電流を基準に設定（１５Ａ）した点である。このように電流測定範囲の上限値がそれぞれ異なる２個の電流センサ２８Ｓと電流センサ２８Ｔを使用することにより、三相交流電動機と単相交流電動機に最適な共通の制御基板に改善できる。尚、三相交流電動機１０に流れる電流値を基準に選定した測定範囲が狭い電流センサ２８Ｓの耐電流値は、単相交流電動機５０の補助巻線５２に流れる最大電流値を十分に越えるように設定している。

【0060】

図９は上記問題を解消するために開発された電動巻上下装置用制御装置の基本的全体構成例を示す図で、電動機に単相交流電動機５０を使用する例を示す。この電動巻上下装置用制御装置が図３に示す電動巻上下装置用制御装置と異なる点は、制御基板２０の単相交流電動機５０の主巻線５１に電流を供給するためのパターン配線２２－１に設けた電流センサ２８Ｒを除去し、単相交流電動機５０の補助巻線５２に電流を供給するためのパターン配線２２－２に電流センサ２８Ｓを設けた点（図８に示す電動巻上下装置用制御装置の制御基板２０と同じ）と、電流センサ２８Ｓの電流測定範囲の上限値を前述の図８に示す三相交流電動機１０の固定子に流れるＳ相の電流を基準に設定（７Ａ）し、単相交流電動機５０の主幹線５１に電流を供給するためのパターン配線２２－３に設けられていた電流センサ２８Ｔの電流測定範囲の上限値を単相交流電動機５０の主巻線５１に流れる電流を基準に設定（１５Ａ）した点である。即ち電流測定範囲の違う２個の電流センサ２８Ｓと電流センサ２８Ｔとを併用して、単相交流電動機５０の電流・電力の検出（測定）の改善を行っている。このように電流検出精度を改善することにより、定格電流値が三相交流電動機よりも２倍以上大きい単相交流電動機の回路（制御基板２０を含む）の共通化が可能となった。

【0061】

一般に単相交流電動機においては、電動機の始動時に主巻線と補助巻線に同時に電流を通電し、電動機が所定の回転数に達したら、補助巻線の電流を遮断するから、電流・電力の検出（測定）では主巻線に流れる電流が重要である。従って、図９に示す構成の電動巻上下装置用制御装置では、補助巻線５２に流れる補助電流は単相交流電動機５０の荷の巻上下時に電動機の主に起動時に通電するだけで、回転数が所定の回転数になったら、マイクロコンピュータ２３の制御により無接点スイッチング素子２１－２をＯＦＦとして該補助巻線５２に流れる補助電流を遮断する。よって電流センサ２８Ｓの測定が、その設定最大値を越えても耐電流値の範囲であればその影響は小さい。図９の電動巻上下装置用制御装置では、単相交流電動機５０の補助巻線５２に流れる補助電流を検出する電流センサ２８Ｓの検出上限値を７Ａにしている。電流センサ２８Ｓでは、補助巻線５２に流れる起動時の電流値を正確に測定することは出来ないが、補助巻線等の欠相を検知することに用いることができる。三相交流電動機を使用する電動巻上下装置用制御装置では、上記のように電流・電力を精度良く検出するのに２個の電流センサを必要とするが、電流測定範囲の上限値１５Ａの２個の電流センサを使用し測定範囲の１／５以下の電流値を測定するよりも、図８、図９に示すように、電流測定範囲を三相交流電動機に流れる電流を基準に選定した電流測定範囲の狭い上限値７Ａの電流センサ２８Ｓと単相交流電動機に流れる電流を基準に選定した電流測定範囲の広い上限値１５Ａの電流センサ２８Ｔを各１個ずつ使用した方が電力の検出（測定）精度が相対的に改善する。あるいは、電流センサ２８Ｓのみの出力結果から三相交流電動機１０の電力値を算出するようにしても良い。

【0062】

またここでは、三相交流電動機１０を使用する電動巻上下装置用制御装置（図８）と、単相交流電動機５０を使用する電動巻上下装置用制御装置（図９）とで、それぞれ測定範囲の異なる電流センサ２８Ｓ及び２８Ｔを配置し、電流検出精度を改善したことで、定格電流の小さい三相交流電動機（例えば４６０Ｖ）、定格電流の大きい単相電動機（例えば１００Ｖ）で、電流・電力検出のための回路基板２０を含む検出回路の共通化が可能となる。

【0063】

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、及び明細書と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。

【0064】

例えば、図８、図９に示す制御基板２０では、２つの電流センサ２８Ｓ及び２８Ｔが配置されているが、供給端子Ｒｔと無接点スイッチング素子２１－１及び無接点素子２１－４を電気的に接続する共通のパターン配線２２－１に、三相交流電動機１０の電流値を測定するのに適した電流センサ２８Ｓと電流測定範囲が同じ電流センサ２８Ｒ（図示せず）を配置し、三相交流電動機１０の電力を算出するようにすれば、電力値を精度良く算出することが出来る。

【0065】

また、３つの電流センサ２８Ｒ、２８Ｓ、２８Ｔの電流測定範囲が全て異なる電流センサを配置し、２種類の測定範囲では達成できない電力算出精度を高めたり、電流範囲の異なる交流モータの電力測定を可能とすることが出来る。

【0066】

また、三相交流電源１００または単相交流電源２００の電圧を、トライアック（双方向サイリスタ）等の無接点スイッチング素子（２１－１～２１－５）により位相制御し、出力電圧を制御することによって、三相交流電動機１０または単相交流電動機５０の電圧仕様による種類を統一する、または、三相交流電動機１０または単相交流電動機５０で、それぞれ対応できる交流電源の電圧範囲を広くすることができるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０ 三相交流電動機
１１－１～１１－３ 引出し線
２０ 制御基板
２１ 三相用無接点デバイス（ソリッドステートリレーＳＳＲ）
２１－１～２１－５ 無接点スイッチング素子
２２－１～２２－７ パターン配線
２３ マイクロコンピュータ
２４ 制御電源回路
２５ 制御回路ブロック
２６ 全波整流回路
２７ 電磁ブレーキ
２７ａ 励磁コイル
２８Ｒ 電流センサ
２８Ｓ 電流センサ
２８Ｔ 電流センサ
３０ 操作部
３１ 非常用押釦スイッチ
３２ 巻上押釦スイッチ
３３ 巻下押釦スイッチ
４０ 倍電圧回路
４１ 入力部
４２ 単相電源切換スイッチ
４３ 単相用ＡＣ－ＤＣコンバータ
４４ 直流回路
４５ 出力部
５０ 単相交流電動機（単相誘導電動機）
５１ 主巻線
５２ 補助巻線
５３ 回転子
６１ 渡り線（第１外部配線）
６２ 渡り線（第２外部配線）
６３ モータスタートリレー
６５ 進相コンデンサ
６６－１～６６－４ 引出し線
１００ 三相交流電源
２００ 単相交流電源
ＳＰ１ 単相交流電源供給端子
ＳＰ２ 単相交流電源供給端子
Ｒｔ 供給端子
Ｓｔ 供給端子
Ｔｔ 供給端子
Ｕｔ 出力端子
Ｖｔ 出力端子
Ｗｔ 出力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】