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技術 過負荷保護装置付きギヤードモータ

出願人 富士変速機株式会社
発明者 林久王
出願日 2012年10月31日 (8年1ヶ月経過) 出願番号 2012-252686
公開日 2014年5月19日 (6年7ヶ月経過) 公開番号 2014-093932
状態 特許登録済
技術分野 電動機,発電機と測定・保護装置等との結合
主要キーワード 過負荷保護機構 比較機 過負荷電流値 付加設備 共通出力端 過負荷検知 モータ保護装置 ベースタイプ
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年5月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

被駆動装置に対して専用且つ高コスト制御装置を必要としない簡易な構成で、周囲温度変化による検知誤差を低減させることで、ギヤードモータによる産業機械破壊を防止できる。

解決手段

モータ3の定格電流8を値未満の所定の指定値電流6を任意値選定可能にし、過負荷電流値5が流れる電流時間を任意値に選定可能にした指定値設定手段14を備え、前記指定値設定手段14の値を超過した指定値の電流6と指定値の時間7を検知する過電流検知手段14を備え、前記過電流検知手段14が異常を検知するとき、モータ電源U,V,Wを遮断する電源遮断手段19を備え、過電流検出手段14が作動したとき電源遮断手段19がモータ3に供給するモータ電源U,V,Wを遮断する、また、該電流検出手段は、検出した電流を演算増幅器18を用いることで、産業機械を安全に保護する。

概要

背景

従来の過負荷保護装置を備えた減速機では、モータ過負荷が生じた場合に、モータへの電力の供給が遮断されたことを報じる信号を出力する出力端子を備えることにより、前記信号により作動する警報表示灯を用いて警報表示が可能であり、コンベア停止検出器機能・回路別個に必要とせず、コストの低減を図ることができた。

この構成は、モータMへ電力を供給する電源からの線路R、S、Tの内、線路R、Tにはそれぞれ半導体スイッチが介装され、該反動体スイッチは、それぞれフォトカプラ及びこれと直列に接続された抵抗器及び抵抗器を備え、前記フォトカプラは、定電圧源と、比較機共通出力端との間に抵抗器と共に直列接続されており、該抵抗器とフォトカプラとの中間点端子からは、トリップ信号出力回路へ信号が入力され、リレー接点の端子が過負荷保護装置6の出力端子を兼ねて信号が出力されている。
例えば、ギヤードモータは、モータと、減速機と、このギヤードモータを保護するモータ保護装置を備えている。また、ギヤードモータは、金属の切り屑等を送出するコンベヤ装置の2つのスプロケットにその回転が伝えられる様に連結されている。ギヤードモータを用いてコンベヤ装置を駆動している際に、モータ保護装置は、当該ギヤードモータにとって過負荷となる電流が流れたときにモータの電流を遮断し、モータを停止させる。

概要

被駆動装置に対して専用且つ高コスト制御装置を必要としない簡易な構成で、周囲温度変化による検知誤差を低減させることで、ギヤードモータによる産業機械破壊を防止できる。モータ3の定格電流8を値未満の所定の指定値の電流6を任意値選定可能にし、過負荷電流値5が流れる電流時間を任意値に選定可能にした指定値設定手段14を備え、前記指定値設定手段14の値を超過した指定値の電流6と指定値の時間7を検知する過電流検知手段14を備え、前記過電流検知手段14が異常を検知するとき、モータ電源U,V,Wを遮断する電源遮断手段19を備え、過電流検出手段14が作動したとき電源遮断手段19がモータ3に供給するモータ電源U,V,Wを遮断する、また、該電流検出手段は、検出した電流を演算増幅器18を用いることで、産業機械を安全に保護する。

目的

特開2002−142355号




しかし、モータ保護装置は、あくまでモータの保護を目的としており、コンベヤ装置の保護を目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

産業機械駆動源として連結するギヤードモータであり、前記ギヤードモータはモータ減速機により構成され、前記産業機械に掛る負荷を検知してモータに供給する電源遮断する過負遮断装置において、前記モータの定格値電流値未満の所定の指定値任意値選定可能にし、過負荷電流値が流れる電流時間を任意値に選定可能にした指定値の設定手段を備え、前記指定値設定手段の値を超過した選定した電流値と電流時間を検知する過電流検知手段を備え、前記過電流検知手段が異常を検知するとき、電源を遮断する電源遮断手段を備え、前記電源遮断手段は、任意の電流値又は任意の時間の指定値を超えた場合、モータに供給する電源を遮断し、前記任意の電流値は、演算手段を用い周囲温度による指定値の影響を修正することを特徴とする過負荷保護装置付きギヤードモータ。

請求項2

前記任意の電流と時間は、過電流検知手段が超過電流値を検知すると電気量により超過時間の測定をして、時間内の時は電流を降下させて指定値にして継続し、時間外のとき電源遮断手段の作用で遮断することを特徴とする請求項1記載の過負荷保護装置付きギヤードモータ。

技術分野

0001

本発明は、産業機械駆動源であるギヤードモータであり、産業機械に過大な負荷が掛るとき産業機械の損傷を防止するために駆動源のギヤードモータの駆動トルクを低減する保護装置に関するものである。

背景技術

0002

従来の過負荷保護装置を備えた減速機では、モータ過負荷が生じた場合に、モータへの電力の供給が遮断されたことを報じる信号を出力する出力端子を備えることにより、前記信号により作動する警報表示灯を用いて警報表示が可能であり、コンベア停止検出器機能・回路別個に必要とせず、コストの低減を図ることができた。

0003

この構成は、モータMへ電力を供給する電源からの線路R、S、Tの内、線路R、Tにはそれぞれ半導体スイッチが介装され、該反動体スイッチは、それぞれフォトカプラ及びこれと直列に接続された抵抗器及び抵抗器を備え、前記フォトカプラは、定電圧源と、比較機共通出力端との間に抵抗器と共に直列接続されており、該抵抗器とフォトカプラとの中間点端子からは、トリップ信号出力回路へ信号が入力され、リレー接点の端子が過負荷保護装置6の出力端子を兼ねて信号が出力されている。
例えば、ギヤードモータは、モータと、減速機と、このギヤードモータを保護するモータ保護装置を備えている。また、ギヤードモータは、金属の切り屑等を送出するコンベヤ装置の2つのスプロケットにその回転が伝えられる様に連結されている。ギヤードモータを用いてコンベヤ装置を駆動している際に、モータ保護装置は、当該ギヤードモータにとって過負荷となる電流が流れたときにモータの電流を遮断し、モータを停止させる。

先行技術

0004

特開2002−142355号

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、モータ保護装置は、あくまでモータの保護を目的としており、コンベヤ装置の保護を目的としたものではなかった。コンベヤ装置自体の保護を目的とした構成としては、コンベヤ装置にとって過負荷の状態となった時、コンベヤ装置の回転軸スリップさせて停止させる過負荷保護機構や、タイマーで設定した所定の時間回転内にコンベヤ装置のベルト正転逆転運動を繰り返し、過負荷の原因となる切り屑等を除去する機構、あるいは、コンベヤ装置本体と駆動源との間に該コンベヤ装置の駆動状態を制御し得る専用の過負荷制御装置別途組み込む構成等が、知られているが、いずれの構成もコンベヤ装置にとって専用且つ高コストの付加的な制御装置を必要としていた。また、モータ保護装置は、周囲温度の影響を受けやすい機構が用いられており、モータに過負荷が生じて規定電流値以上が流れたときでも、モータの電流を遮断しモータを停止させないことがあった。

0006

本発明では、上記の問題を解決するために、被駆動装置に対して専用且つ高コストな制御装置を必要としない簡易な構成で、周囲温度の影響を受け難い過負荷保護装置を備え、ギヤードモータによって駆動される被駆動装置が破壊されることを防止することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の構成は、モータと、減速機と、を備えているギヤードモータにおいて、前記モータの定格トルクを出力する定格電流相当値未満の所定の指定値を有すると共に、前記モータに流れる電流が、定格電流相当値未満の所定の指定値を超えたことを検知する過電流検知手段と、前記モータに流れる電流の遮断電流値遮断時間の調節可能にする手段を備え、前記過電流検知手段は、任意の電流値又は任意の時間の指定値を超えた場合、モータに供給する電源を遮断し、演算手段を用い周囲温度による指定値の影響を修正する機構を備え、この電源遮断手段が作動した場合には、前記モータに流れる電流を遮断する電源遮断手段を備え、この電源遮断手段により駆動源を停止する構成の過負荷保護装置付きギヤードモータを提供するものである。

0008

産業機械の駆動源として連結するギヤードモータであり、前記ギヤードモータはモータと減速機により構成され、前記産業機械に掛る負荷を検知してモータに供給する電源を遮断する過負遮断装置において、
前記モータの定格値を電流値未満の所定の指定値を任意値選定可能にし、過負荷電流値が流れる電流時間を任意値に選定可能にした指定値設定手段を備え、
前記指定値設定手段の値を超過した選定した電流値と電流時間を検知する過電流検知手段を備え、
前記過電流検知手段が異常を検知するとき、電源を遮断する電源遮断手段を備え、
過電流検出手段が作動した時電源遮断手段がモータに供給する電源を遮断する構成とする。
前記電源遮断手段は、任意の電流値又は任意の時間の指定値を超えた場合、異常判断の指示を受け下降値へ修正する構成とする。
前記任意の電流と時間は、過電流検知手段が超過電流値を検知するとタイマーにより超過時間の測定をして、時間内の時は電流を降下させて指定値にして継続し、時間外のとき電源遮断手段の作用で遮断する構成とする。

0009

前記任意の電流値は、演算手段を用い周囲温度による指定値の影響を修正する構成とする。
前記任意のモータ電流値とは、モータの連続運転が可能な最大トルクを意味しているものとする。即ち、本発明では、ギヤードモータにとって全く問題のない電流が流れている状況であっても、任意のモータ電流相当値未満の所定の指定値を超えたか否かを検出することとしている。この構成により、モータに流れる電流が、この所定の指定値を超えた場合に、産業機械の操業自体を中止したりして、産業機械が破損することを未然に防止できる。本発明によれば、産業機械の回転軸本体のスリップ機構やベルトの回転方向変更機構、あるいは高コストの専用の過負荷制御装置等の付加設備等が一切不要であり、産業機械にギヤードモータ単体をそのまま単に組み込むだけで同じ機能を実現することができる。

発明の効果

0010

本発明は、産業機械に対して専用且つ高コストな制御装置を必要としない簡易な構成で、ギヤードモータによって駆動される産業機械が破壊されることを防止できる。

図面の簡単な説明

0011

過負荷保護装置付きギヤードモータの側面図。過電流検出手段を流れる電流値を示す過負荷の説明用チャート図。電源と過負荷保護装置とギヤードモータとコンベアを示すブロック図。

実施例

0012

本発明は、産業機械に対して、専用且つ高コストな制御装置を必要としない簡易な構成であるギヤードモータによって、駆動される産業機械が破壊されることを防止できる。

0013

図1は、本発明の実施形態の一例にかかるギヤードモータ1の側面図を示すもので、三相電源商用電源R,S,Tを過負荷保護装置4に入力してモータ3を駆動回転させ、減速機2を介して低回転数高トルクの出力を得ることができる。この減速機2の出力は、産業機械を駆動回転する駆動源としている。減速機2は、図面では直交軸を採用しているが平行軸でもベースタイプでもフランジタイプでもよい。過負荷保護装置4は、産業機械に過大な負荷が掛った時に破損を防止するため、駆動力を停止するものでモータ3に供給するモータ電源U,V,Wを規制する作用を備えている。

0014

モータ電源U,V,Wは、産業機械の負荷に合わせて定格電流8が設定されてモータ出力が選定され、稼働電流値9が示され、過負荷電流値5も示される。この負荷電流値5は、流れる時間により産業機械が受ける過負荷による被害に影響があり、調整することができる指定値の時間7の指定値設定手段14を備えている。この指定値設定手段14は、モータ3の容量で定格電流8が定まり、稼働状態負荷状態により指定値の電流6を設定することもできる。

0015

図2は、モータ3に供給する電源のチャート図であり、商用電源R,S,Tを供給して指定値設定手段14から過電流検知手段15から電源遮断手段19を経由する回路の電流値であり、初めに起動電流9が過負荷電流値5として大きく超えるが、これは一時的であり起動時の検知を無効にしている。過負荷保護装置4の稼働は、定格電流8から始まり指定値の電流6を過負荷検知手段15により規制する。定格電流8は、産業機械の負荷が大きくなると上がり始め指定値の電流6を超えて指定値の時間7以内であれば、電流降下手段16を作動し定格電流8まで下げることができ、産業機械を継続して運転できる電流復帰手段17の作動により復帰指示11の動作となる。また、前記指定値の時間7を超えたときは、電源遮断手段19が作動してモータ3に供給するモータ電源U,V,Wを遮断して、産業機械の駆動を停止する。指定値の電流6と指定値の時間7との関係は、電気量で計測し、図2の過負荷電流値5の値と経過時間の積分の面積で表示される電気量で復帰指示11または遮断指示12が判断される。

0016

図3は、産業機械をコンベア13として稼働するもので、過負荷保護装置4を介してモータ3に電源を供給するもので、コンベア13の負荷状態によりモータ3に流れる電流が変化して、通常の稼働状態では起動電流9と、定格電流8と過負荷電流5とを判断する構成を示している。商用電源R,S,Tの内の一相に接続して電気制御により電流の降下及び復帰又は遮断の対策をする構成を備えている。
過電流検知手段15により得られた電流値を演算増幅器18に用いることにより、周囲温度の影響を修正し、一定値の指定値の電流6を電源遮断手段19に流している。

0017

ギヤードモータ1は、モータ3のモータ軸(図示略)は、減速機の入力軸(図示略)を兼用しており、該モータ軸の先端には、ハイポイドピニオン(図示略)が形成されている。減速機2は、ハイポイドピニオンと、該ハイポイドピニオンと歯合するハイポイドギヤと、により構成される平行軸歯車セット(いずれも図示略)とを有するハイポイド減速機である。従って、モータの回転は、減速されると共に、直交方向に回転軸が変換され、減速機の出力軸から出力される。

0018

図3は、ギヤードモータにより駆動されるチップコンベヤ13装置の構成を示す模式図を示している。

0019

減速機2の出力軸は、チップコンベヤ装置のスプロケットに直結されており、減速機2の出力軸から出力された回転は、チップのコンベヤ13装置のスプロケットに直接入力される。スプロケットの回転により、スプロケットによって所定の状態に張り渡されているベルトが回転し、金属の切り屑がベルトに載った状態で所定の位置に送出される。

0020

端子箱は、自身の内部にコンベヤ13の過負荷を保護する過負荷保護装置4を有している。過負荷保護装置4は、例えば、単体のギヤードモータ1とコンベヤ13との間に別個に用意した専用のプログラムを組み込んだコンピュータ等から構成されるものではなく、ギヤードモータ1自体の構成要素として該ギヤードモータ1の端子箱の内部に設置されている。

0021

図3は、過負荷保護装置4の構成を示す回路図である。3相電源の線路商用電源R,S,Tとそれぞれ接続されている商用電源R,S,Tは、端子台において、それぞれモータ電源U,V,Wと接続されている。モータ電源Wは、過負荷保護装置4に接続され、更に過負荷保護装置4からモータ電源Wと接続されている。モータ電源U,Vに接続されている線路は、過負荷保護装置4には接続されず、直接モータ電源U,V相に接続されている。
なお、モータ電源U,V,Wに接続される相のモータ電源Wに限らず、該モータ電源U,Vでもよい。過負荷保護装置4は、モータ3に流れる電流を計測する過電流検知手段14を備えている。任意のモータの指定値の電流6は、ギヤードモータ1にとって過負荷となる電流値ではなく、ギヤードモータ1によって駆動されるコンベヤ13にとって過負荷となる電流値であり、コンベヤ13にこれ以上の負荷が掛かると破損する可能性が高いので操業を停止するための指定値である。

0022

任意の指定値の時間は、ギヤードモータ1によって駆動されるコンベヤ13の過負荷を検知している時間であり、コンベヤ13にこれ以上の負荷が掛かると破損する可能性が高いので操業を停止するための指定値である。

0023

指定値の時間7は、モータの起動時から設定した時間の計測を無効にする制御を備えている。これは、モータの起動時に、該モータに流れる電流が、通常運転時の電流値よりも過大に上昇したとしても、過電流検知手段15が、この過大な電流を、指定値の電流6を越えた電流値として検知しないようにするためである。

0024

過負荷保護装置4は、上記一連の作業を実現し得る電気的回路、あるいは単機能マイクロコンピュータなどが組み込まれている。演算増幅器18は、外気温度により指定値の電流6が低温時と高温時とに2〜3割ぐらいの誤差があり、工場の24時間稼働等の環境の変化により設定が異なる問題を解決するために、設けられたものである。この温度変化による電流値を指定値の電流値6の変化で環境温度を判断して、電流値を上下に補正する制御を演算増幅器18として備えている。

0025

次に、ギヤードモータ1の作用について説明する。過負荷保護装置4は、モータ3を起動させてから指定値の時間7をタイマーで設定した時間で、例えば1〜1.5秒経過するまで、モータ3に流れる電流の計測を開始しないため、モニタ手段は、モータの動作開始直後に電流が任意のモータ電流値の指定値を超えて多大に流れたとしても、該任意のモータ電流値の指定値を超えた電流値としては検知しない。これにより、ギヤードモータ1は、停止せずに、コンベヤ13を継続して運転することができる。

0026

モータ3が起動してから時間が経過した後、過負荷保護装置4は、モータ3に流れる電流が、任意のモータ電流値の指定値の電流6を超えて、指定値の時間7を超えることで過負荷の異常を検知して電源を停止させる。

0027

まず、過負荷保護装置4が、モータ3に流れる電流が指定値の電流6を超え、任意の指定値の時間7を超えなければ検知されなく、この指定値の時間7を超えたときは、コンベヤ13の過負荷による破損を未然に防止することができる。

0028

尚、このギヤードモータ1は、コンベヤ13以外の産業機械、更には産業機械を例えば、生塵処理機、破砕機攪拌機開閉機等の色々な被駆動装置に対しても取り付けることができ、この場合に駆動する被駆動装置の耐負荷特性を考慮して、当該被駆動装置にとって最適な電流値を再設定することもできる。

0029

1ギヤードモータ
2減速機
3モータ
4過負荷保護装置
5過負荷電流値
6指定値の電流
7 指定値の時間
8定格電流
9起動電流
10 降下指示
11復帰指示
12遮断指示
13コンベア
14 指定値設定手段
15過電流検知手段
16 電流降下手段
17 電流復帰手段
18演算増幅器
19電源遮断手段
R商用電源
S 商用電源
T 商用電源
Uモータ電源
V モータ電源
W モータ電源

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