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電動式アースオーガの駆動制御装置
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- 【要約】
【課題】出力回転数の低いところから高いところまで広い範囲で高トルクが得られるようにした電動式オーガの駆動制御装置を提供する。【解決手段】インバータ回路２１を付設した極数変換モータ１０を備えてインバータ回路２１を使用した運転時には、各極数の周波数に対応する最大出力トルクの特性が交差する点Ａの周波数に基づいて自動的に極数の切り換えを行うようにした。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】インバータ回路を付設した電動モータを備えたアースオーガなどの駆動制御装置において、極数変換できる電動モータを備えてインバータ回路を使用した運転時には、各極数の周波数に対応する最大出力トルクの特性が交差する点の周波数に基づいて自動的に極数の切り換えを行うようにしたことを特徴とする電動式アースオーガの駆動制御装置。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータによりオーガスクリューなどを回転駆動するアースオーガの駆動制御装置に関するものである。【０００２】
【従来の技術】図１に示すように、アースオーガは、ベースマシン１に立設したリーダ２を備え、該リーダ２に付設したガイドレール３に係合させてオーガ駆動装置５が昇降可能に吊持され、このオーガ駆動装置５の下部にオーガスクリュー６を備えて構成される。
【０００３】オーガスクリュー６の下端には掘削具が備えられ、上記オーガ駆動装置５により、これを回転させながら地中に押し進め、オーガスクリュー６の径の孔を地中に形成する。オーガ駆動装置５は、ベースマシン１の後部に搭載された発電機８から電力を得て電動モータを駆動し、減速機を介してオーガスクリュー６に伝達している。
【０００４】アースオーガによる掘削作業では、掘削時の負荷が土質によって大きく異なるばかりでなく負荷変動が大きいためオーガスクリューの回転を適宜に変更できるのが望ましい。また、アースオーガは、オーガスクリューに変えて攪拌用アタッチメントを取り付けて、地盤改良など削孔以外の工事にも使用されるが、非常に低速な回転が必要とされたり、高速回転で行わなければならない作業もある。そこで、例えば特開平７−２０８０５４号公報に見られるように、電動モータにインバータ回路を付設して出力回転数を無段階に制御できるようにしたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電動モータにインバータ回路を付設した場合には、出力回転数は無段階に変えられるが、最大出力トルクはいずれの回転数においても一定ではなく、ある回転数の範囲では所定の値が得られるが、範囲外の場合は、最大出力トルクが低下し、作業に必要なトルクが不足してしまうことがあった。
【０００６】また、インバータ回路を使用する運転（以下、インバータ運転という）は、インバータ回路を介さない運転（以下、通常運転という）に比べ効率が悪いので、負荷が大きい場合には通常運転に切り換えて作業する場合が多いが、搭載されている電動モータの極数によって回転数と最大出力トルクが固定されるので、これが作業条件に適合しない場合がある。
【０００７】本発明は、上記の点に鑑み開発されたもので、出力回転数の低いところから高いところまで広い範囲で高トルクが得られるようにした電動式オーガの駆動制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明では、次の手段を採った。即ち、インバータ回路を付設した電動モータを備えたアースオーガなどの駆動制御装置において、極数変換できる電動モータを備えてインバータ回路を使用した運転時には、各極数の周波数に対応する最大出力トルクの特性が交差する点の周波数に基づいて自動的に極数の切り換えを行うようにしたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施形態例に基づいて説明する。図２は、本発明の電動式アースオーガの駆動制御装置の一例を示すブロック図で、４Ｐまたは８Ｐに極数変換できる極数変換モータ１０にインバータ回路２１が付設され、通常運転またはインバータ運転に切り換える運転モード切換手段１１と、極数変換モータ１０の極数を切り換える極数切換装置１２と、インバータ運転時に回転数を適宜設定するための回転数設定装置２３によって構成されている。
【００１０】上記運転モード切換手段１１と回転数設定装置２３は、運転者の操作によって切換または調整が行われる。また、極数切換装置１２は、通常運転時においては運転者によって切り換えられるが、インバータ運転時においては、運転者が回転数設定装置２３の操作によって変更される周波数の値に基づいて自動的に切り換えられる。
【００１１】即ち、回転数設定装置２３を操作して、周波数が変更され予め定めた周波数ｆａを基準として、これを超えた場合は４Ｐに、これより低くなった場合は８Ｐに自動的に切り換えられる。この周波数ｆａは、次のように定められた値である。図３は、４Ｐと８Ｐの極数変換モータの周波数に対する出力トルクの特性を示すもので、８Ｐの場合は、周波数がｆｏまでは高トルクで使用できるが、それ以上では周波数が高くなるにつれ最大トルクは低い値となる。一方、４Ｐの場合の最大トルクは、周波数がｆｒまでは漸増し、ｆｒを越えると次第に減少する。
【００１２】上記周波数ｆａは、モータの極数が８Ｐと４Ｐの場合の最大出力トルクが等しくなる点Ａ、即ち各極数の最大トルク曲線の交点である。図４は、上記の実施形態例の電気結線を示す図で、ベースマシン１に搭載した発電機８からの交流電源Ｅから極数変換モータ１０までの主要機器の接続を示している。
【００１３】運転モード切換手段１１をインバータ運転側に切り換えた場合は、インバータ駆動接触器３３およびインバータ駆動接触器３５がＯＮになり、インバータ２１が作動する。なお、運転モード切換手段１１をインバータ運転側に切り換えると、これに連動して８Ｐ用接触器３６および８Ｐ用接触器３８はＯＮとなり、４Ｐ用接触器３７はＯＦＦとなる。したがって、このとき極数変換モータ１０は８Ｐの極数となる。
【００１４】運転者が回転数設定装置２３を操作して、オーガ回転数を次第に上げて行き、対応する周波数がｆａになると、インバータ回路から周波数ｆａに到達した旨の信号が極数切換装置１２に送られ、８Ｐ用接触器３６および８Ｐ用接触器３８をＯＦＦにし、４Ｐ用接触器３７をＯＮにする。これにより、極数が８Ｐから４Ｐに切り換えられる。また、同様に、周波数がｆａより高い場合に回転数設定装置２３を操作して回転数を下げてきたときは、周波数がｆａの近くまでは４Ｐのままであるが、周波数がｆａになると自動的に８Ｐに切り換えられる。なお、運転モードが通常運転側である場合は、作業者の判断で極数切換手段１１を切り換ええることによって４Ｐか８Ｐに設定される。
【００１５】図中３０は回路内で漏電があった場合に電源を遮断する漏電遮断器であり、３１および３２は極数変換モータ１０を正転または逆転させるための逆転用接触器および正転用接触器で、別途設けた切換器の操作によって切り換えられる。なお、上記実施形態例では、極数変換モータ１０を８Ｐと４Ｐのもので説明したが特にこれに限定するものではなく、８Ｐ、６Ｐおよび４Ｐの３種類の極数に変換できるものの外、そのモータの特性によって適宜の種々の組み合わせで使用すれば良い。
【００１６】また、極数変換モータ１０の負荷電流を検出して、所定の条件を満たす場合に運転モード切換手段１１を自動的に切り換えられるようにすることも可能である。以上本発明は上記の実施形態例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動式アースオーガの駆動制御装置は、極数変換できる電動モータを備えてインバータ回路を使用した運転時には、各極数の周波数に対応する最大出力トルクの特性が交差する点の周波数に基づいて自動的に極数の切り換えを行うようにしたので、インバータ運転において低回転から高回転の広い回転数の範囲において高トルクを作業者のカンや熟練によることなく得ることができ、また、通常運転においては、その作業における適した極数に設定できるので、多様な工事に対して対応できる。
- 【公開番号】特開２０００−８７５４（Ｐ２０００−８７５４Ａ）
【公開日】平成１２年１月１１日（２０００．１．１１）
【発明の名称】電動式アースオーガの駆動制御装置
- 【出願番号】特願平１０−１７６１７８
【出願日】平成１０年６月２３日（１９９８．６．２３）
【出願人】
【識別番号】０００００４６１７
【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社
- 【代理人】
【識別番号】１０００８２５００
【弁理士】
【氏名又は名称】足立 勉 （外１名）
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