(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降部と、昇降部を昇降させる駆動部と、駆動部に連結されたエンコーダと、昇降範囲の限界を検出する検出部と、少なくとも上昇操作と下降操作を含む各操作を行う操作部と、少なくとも上昇制御と下降制御を含む各制御を行う制御部とを備え、前記制御部はエンコーダからの信号を駆動部の駆動方向に応じてカウントするカウンタを有する昇降装置において、前記制御部は、駆動部が停止した後の一定期間内にエンコーダからの信号のパルス巾を計測する手段と、パルス巾が単調増加している間は前記カウンタのカウント方向を駆動部の直前の駆動方向と同一方向に設定し、パルス巾が減少すると前記カウンタのカウント方向を駆動部の直前の駆動方向とは逆方向に設定する制御を行う手段を含むことを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
昇降部と、昇降部を昇降させる駆動部と、駆動部に連結されたエンコーダと、昇降範囲の限界を検出する検出部と、少なくとも上昇操作と下降操作を含む各操作を行う操作部と、少なくとも上昇制御と下降制御を含む各制御を行う制御部とを備え、前記制御部はエンコーダからの信号を駆動部の駆動方向に応じてカウントするカウンタを有する昇降装置において、駆動部に連結されたポテンショメータを備え、前記制御部は駆動部の停止中に外力で昇降部が移動したときに、ポテンショメータの出力の増減により昇降部の移動方向を判定して前記カウンタのカウント値を前記エンコーダからの信号により増減する制御を行う手段を含むことを特徴とする昇降装置。
【請求項３】
昇降部と、昇降部を昇降させる駆動部と、駆動部に連結されたエンコーダと、昇降範囲の限界を検出する検出部と、少なくとも上昇操作と下降操作を含む各操作を行う操作部と、少なくとも上昇制御と下降制御を含む各制御を行う制御部とを備え、前記制御部は電源の通電中はエンコーダからの信号を駆動部の駆動方向に応じてカウントするカウンタを有する昇降装置において、駆動部に連結されたポテンショメータと、電源オフ時のポテンショメータの値を記憶して電源オフ中でも記憶を保持できる記憶部を備え、前記検出部は昇降部の上限位置にのみ設置され、制御部は昇降部が検出部で検出されたときに、前記カウンタをリセットする第１の制御手段と、電源オフ後の再通電時に前記記憶部から読み出されたポテンショメータの値とポテンショメータから読み出された現在の値とが異なるときに、昇降部を上限位置まで駆動する第２の制御手段を含むことを特徴とする昇降装置。
【請求項４】
昇降部と、昇降部を昇降させる駆動部と、駆動部に連結されたエンコーダと、昇降範囲の限界を検出する検出部と、少なくとも上昇操作と下降操作を含む各操作を行う操作部と、少なくとも上昇制御と下降制御を含む各制御を行う制御部とを備え、前記制御部は電源の通電中はエンコーダからの信号を駆動部の駆動方向に応じてカウントするカウンタを有する昇降装置において、駆動部に連結されたポテンショメータと、電源オフ時のポテンショメータの値を記憶して電源オフ中でも記憶を保持できる記憶部を備え、電源オフ後の再通電時に前記記憶部から読み出されたポテンショメータの値とポテンショメータから読み出された現在の値との差分を求めて前記カウンタのカウント値を補正する演算手段を含むことを特徴とする昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、昇降装置に関するものであり、例えば、天井から吊下された照明器具を昇降するのに適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の昇降装置の構成を示している。昇降装置１は、操作部２の操作に応答して、昇降部３を昇降させる装置であり、モータＭと、制御部４、駆動部５、エンコーダ６及び検出部７を備えており、モータＭを時計方向又は反時計方向に回転させることにより、昇降部３を昇降させる。制御は全て制御部４を介して行われ、操作部２の上昇キー又は下降キーを押している間、キーに応じてモータＭを時計方向又は反時計方向へ回転させる方向信号と回転数を制御する制御信号を制御部４で発生させ、その信号をもとに駆動部５でモータＭをドライブする。昇降装置１において、モータＭに連結された一極式のエンコーダ６を用いて昇降位置制御を行う場合、図１４に示すように、上昇操作時に制御部４に入力されるエンコーダ信号はダウンカウントし、下降操作時に制御部４に入力されるエンコーダ信号はアップカウントすることにより昇降位置制御を行うものである。
【０００３】
図１５は従来の制御部４におけるメイン処理を示している。電源が投入されると、＃１で初期処理（イニシャライズ）を行い、＃２で操作信号入力判定処理を行う。操作部２からの操作信号入力が無い場合には、＃１１で回転要求フラグを０として、＃２の判定に戻る。＃２で操作部２からの操作信号入力が有る場合には、＃３で信号入力デコードを行う。デコードされた操作信号が昇降操作であるか否かを＃４で判定し、昇降操作でなければ、その操作信号に応じたその他の処理を＃１０で行い、＃１１で回転要求フラグを０として、＃２の判定に戻る。＃４で昇降操作であれば、上昇操作であるか否かを＃５で判定し、上昇操作であれば、＃６で回転方向フラグを１とし、上昇操作でなければ、＃７で回転方向フラグを０とし、それぞれ＃８で回転要求フラグを１とし、＃９でオーバーラン期間タイマをセットして、＃２の判定に戻る。
【０００４】
図１６はモータの回転処理のための割込処理であり、一定時間毎にタイマー割込により実行される。まず、＃２１で回転要求フラグが１であるか否かを判定し、１でなければ、＃２７で回転停止処理を実行して、割込発生時の処理に戻る。＃２１で回転要求フラグが１であれば、＃２２で回転方向フラグが１であるか否かを判定する。＃２２で回転方向フラグが１であれば、＃２３で上限フラグが０であるか否かを判定し、上限フラグが０であれば、＃２４で上昇回転処理を実行して、割込発生時の処理に戻る。＃２３で上限フラグが０でなければ、＃２７で回転停止処理を実行して、割込発生時の処理に戻る。また、＃２２で回転方向フラグが１でなければ、＃２５で下限フラグが０であるか否かを判定し、下限フラグが０であれば、＃２６で下降回転処理を実行して、割込発生時の処理に戻る。＃２５で下限フラグが０でなければ、＃２７で回転停止処理を実行して、割込発生時の処理に戻る。
【０００５】
図１７及び図１８はエンコーダ信号カウント処理のための割込処理であり、一定時間毎にタイマー割込により実行される。まず、＃３１で回転要求フラグが１であるか否かを判定する。回転要求フラグが１であれば、＃３２でエンコーダ信号のレベルチェックを行う。＃３１で回転要求フラグが１でなければ、＃３３でオーバーラン期間タイマが０であるか否かを判定する。オーバーラン期間タイマが０であれば、割込発生時の処理に戻る。また、オーバーラン期間タイマが０でなければ、オーバーラン期間中であるので、＃３２に移行し、エンコーダ信号のレベルチェックを行った後、＃３４で回転方向フラグを判定する。回転方向フラグが１であれば、図１８の＃３５でエンコーダ信号のレベル変化を判定し、ＨレベルからＬレベルに変化したのであれば、＃３６でＤＯＷＮカウント処理を行い、＃３７でカウント値が０よりも小さいか否かを判定する。カウント値が０よりも小さいときには、＃３８で上限フラグを１とし、カウント値が０よりも小さいのでなければ、＃  ９で上限フラグを０とし、それぞれ割込発生時の処理に戻る。また、＃３５でエンコーダ信号がＨレベルからＬレベルに変化したのでなければ、割込発生時の処理に戻る。次に、図１７の＃３４で回転方向フラグが１でなければ、図１８の＃４０でエンコーダ信号のレベル変化を判定し、ＬレベルからＨレベルに変化したのであれば、＃４１でＵＰカウント処理を行い、＃４２でカウント値が上限値よりも大きいか否かを判定する。カウント値が上限値よりも大きいときには、＃４３で下限フラグを１とし、カウント値が上限値よりも大きいのでなければ、＃４４で下限フラグを０とし、それぞれ割込発生時の処理に戻る。また、＃４０でエンコーダ信号がＬレベルからＨレベルに変化したのでなければ、割込発生時の処理に戻る。
【０００６】
図１９は、モータＭの停止時の動作を示している。モータＭの停止時には、オーバーランが生じるために、制御部４で制御信号をＯＦＦにして、モータＭへの通電を停止させた後においても、一定期間中はエンコーダ信号が入力されることになる。したがって、オーバーラン期間のエンコーダ信号をどちらの方向にカウントすれば良いのか分からなくなるのを防止するために、モータ停止後の一定期間をオーバーラン期間とし、可動中のカウント方向と同じ方向にカウントするようにしている。
【０００７】
図２０は、昇降範囲の説明図である。上述のように、制御部４では、エンコーダ信号のカウント値に上限値が設定されており、エンコーダ信号のカウント値が上限値又は０に到達した時点でその方向には動作しないようにすることにより、ソフト的にリミットを設けている。また、昇降装置１には昇降範囲の限界を検出する検出部７が設けられており、ソフト的なリミットに到達する前に検出部７により昇降範囲の限界が検出された場合には、位置ずれが生じたとして、エンコーダ６のカウント値を０にリセットするように補正する。すなわち、昇降部３の昇降範囲にはソフト的なリミット位置が設定されており、通常は、このソフト的なリミット位置で昇降部３が停止するが、位置ずれが生じると、検出部作動位置に達することがあり、その場合には、上側のソフト的なリミット位置をエンコーダ６のカウント原点位置（カウント数０）とするように補正を行うものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例において、モータＭが停止するとき、モータＭの磁極数とエンコーダ６の極数が一致していないため、停止した位置がモータＭの磁極と磁極の中間であった場合、停止後、すぐに前後どちらかの磁極に移動して停止する。このため、どちらの場合でも図２１に示すようなエンコーダ信号が制御部４に入力される。このとき、回転していた方向の磁極へ移動する場合は問題ないが、回転していた方向とは逆方向の磁極の方へ移動した場合には、図２１に示すように、余分なエンコーダ信号が出力されることになり、制御部４において、１カウント余分にカウントするため、位置ずれを生じてしまう。
【０００９】
この現象が下降動作時に起こると、現在位置の本来のカウント値よりも多くカウントされているので、結果的に、上方向に位置ずれが生じたことになるが、検出部７において位置ずれが検出できるので、カウント原点位置の補正が可能となり、問題はない。ところが、同じ現象が上昇動作時に起こると、現在位置の本来のカウント値よりも少なくカウントされているので、結果的に、図５に示すように、下方向に位置ずれが生じたことになり、検出部７において、位置ずれが検出できなくなる。
【００１０】
また、電源の通電中に上昇操作か下降操作を行っている場合には、制御部４において、エンコーダ６からの信号のカウント方向を容易に判断できるが、停止中に外力等により昇降位置が変化した場合、エンコーダ６から信号が出力されても、制御部４においてエンコーダ信号のカウント方向が分からなくなる。また、電源オフ時においては、外力などにより昇降位置が変化しても制御部４は動作していないし、エンコーダ信号も出力されないので、図１２に示すように、位置ずれが生じる。その対策として、位置制御をポテンショメータで行う方法も考えられるが、精度が良くないので、細かい制御が必要な場合には適さない。
【００１１】
本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、位置ずれを生じても確実に検出部において位置ずれを検出でき、位置補正が行える昇降装置を提供することにある。また、本発明の他の目的とするところは、通電中でも電源オフ時でも外力などにより昇降位置が変化した場合に位置ずれの補正を可能とし、精度良く昇降位置制御が行える昇降装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータＭに連結された一極式のエンコーダ６からの信号を用いて昇降位置制御を行う昇降装置において、上昇操作時にエンコーダ信号が制御部４に入力された場合には、制御部４のカウント値を必ずアップカウントし、位置ずれする方向を上方向に限定することにより、確実に検出部７において位置ずれを検出でき、位置補正を行えるようにしたものである。また、図６に示すように、ポテンショメータ８を設けて、外力が加わったときには、ポテンショメータ８の出力の増減により昇降部３の移動方向を判定したり、電源オフ時にはポテンショメータ８の値を記憶しておいて、電源再投入時までに昇降部３が移動したときには、ポテンショメータ８の記憶値と現在値を比較することにより、位置補正を行えるようにしたものである。
【００１３】
【作用】
通常、モータが停止する際には、オーバーランが生じ、そのときのエンコーダ信号としては、図２に示すように、エンコーダ信号の出力レベルが、Ｈ、Ｌ、Ｈと変化する時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は前回レベルが変化した時間よりも長くなって行く。また、停止時に余分なエンコーダ信号が出力される場合には、図３に示すように、エンコーダ信号の出力レベルがＨ、Ｌ、Ｈと変化する時間Ｔ５が前回レベルが変化した時間Ｔ４よりも短くなる。したがって、上昇操作停止時のオーバーラン期間において、エンコーダ信号の出力レベルが変化する時間が前回レベルが変化した時間よりも短い場合には、エンコーダ信号を逆方向にアップカウントする処理を行うようにすれば良い。このような処理を行うことにより、位置ずれを生じる場合には、図４に示すように、必ず昇降部３が上方向にずれることになるため、検出部により確実に位置ずれを検出でき、位置補正を行うことができる。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明の一実施例の動作を示すフローチャートである。本実施例では、図１５〜図１８に示した従来例において、エンコーダ信号カウント処理に関する図１７の処理を図１の処理に置き換えたものである。図１はエンコーダ信号カウント処理のための割込処理であり、一定時間毎にタイマー割込により実行される。まず、＃３１で回転要求フラグが１であるか否かを判定する。回転要求フラグが１であれば、＃３２でエンコーダ信号のレベルチェックを行う。＃３１で回転要求フラグが１でなければ、＃３３でオーバーラン期間タイマが０であるか否かを判定する。オーバーラン期間タイマが０であれば、＃３３２で変化時間確認フラグを０にして、割込発生時の処理に戻る。また、オーバーラン期間タイマが０でなければ、オーバーラン期間中であり、変化時間確認フラグを１にして、＃３２に移行し、エンコーダ信号のレベルチェックを行い、＃３２５で変化時間タイマをセットした後、＃３４で回転方向フラグを判定する。回転方向フラグが１であれば、＃３４１て変化時間確認フラグが０であるか否かを判定し、０であれば、図１８の＃３５でエンコーダ信号のレベル変化を判定する。＃３４１で変化時間確認フラグが０でなければ、＃３４２で前回変化時間よりも今回変化時間の方が大きいか否かを判定し、前回変化時間＜今回変化時間であれば、図１８の＃３５でエンコーダ信号のレベル変化を判定し、前回変化時間＜今回変化時間でなければ、図１８の＃４０でエンコーダ信号のレベル変化を判定する。また、＃３４で回転方向フラグが１でなければ、図１８の＃４０でエンコーダ信号のレベル変化を判定する。
【００１５】
図６は請求項２の発明の構成を示している。この昇降装置では、モータＭの回転位置を検出するためのポテンショメータ８を備えている。通電中に外力などにより昇降位置が変化した場合において、制御部４に入力されるポテンショメータ８の電圧変化を読み取り、上方向に移動している場合は、制御部４に入力されるエンコーダ信号をダウンカウントし、下方向に移動している場合はエンコーダ信号をアップカウントすることにより、外力などにより昇降位置が変化しても位置ずれを起こさずに精度良く昇降位置制御が行える。また、構成上、外力等により上方向にモータが回転することがないときは、停止中に入力されるエンコーダ信号は全てアップカウントするように処理させることも可能である。
【００１６】
図６に示す昇降装置の電源通電中に外力が加わった場合の動作を図７及び図８に示す。この実施例は、図１５〜図１８に示した従来例において、エンコーダ信号カウント処理に関する図１７の処理を図７の処理に置き換えたものである。図７はエンコーダ信号カウント処理のための割込処理であり、一定時間毎にタイマー割込により実行される。まず、＃３０でエンコーダ信号のレベルをチェックし、変化が無ければ、割込発生時の処理に戻る。また、エンコーダ信号のレベルに変化が有れば、＃３１で回転要求フラグが１であるか否かを判定する。回転要求フラグが１であれば、＃３４で回転方向フラグを判定する。回転方向フラグが１であれば、図１８の＃３５でエンコーダ信号のレベル変化を判定し、回転方向フラグが１でなければ、図１８の＃４０でエンコーダ信号のレベル変化を判定する。＃３１で回転要求フラグが１でなければ、＃３１１でポテンショメータの電圧が増えたか否かを判定し、電圧増と判定されれば＃３１２で回転方向フラグを１とし、電圧増と判定されなければ＃３１３で回転方向フラグを０として、それぞれ＃３４に移行して、回転方向フラグを判定する。
【００１７】
次に、図９及び図１０は、図７に示す昇降装置の電源断後の再通電時の動作を示している。制御部は、電源オフを検出した場合には、その時点でのポテンショメータの電圧値を記憶部に記憶しておき、再び通電した時点で記憶部から電源オフ時のポテンショメータの電圧値を読み出し、現在のポテンショメータの電圧値と比較する。このとき、２値の間に差があれば、電源オフ期間中に昇降位置が変化し、位置ずれが生じたとみて、次の操作時において自動的に検出部に検出されるまで上昇動作を行い、検出された時点で上昇動作を終了し、エンコーダ信号のカウント値を０補正することにより、電源オフ時に昇降位置が変化した場合でも、位置ずれが検出でき、確実に位置補正が行える。
【００１８】
図９は図１５に示したメイン処理における＃１の初期処理と＃２の操作信号入力判定処理の間に挿入される処理を示している。電源オフを検出した場合は、その時点でのポテンショメータの電圧値を記憶部に記憶しておき、再び通電した時点で電源断時のポテンショメータの値を記憶部から読み出し、現在のポテンショメータの電圧値と比較する。この＃１０１，＃１０２の処理で記憶値と現在値に差があると判定された場合には、＃１０３の位置補正処理を実行する。この位置補正処理を図１０に示し説明する。まず、＃１０４で操作信号入力の有無を判定し、操作信号入力があれば、＃１０５で上昇動作処理を行い、＃１０６で検出部が検知動作を行うまで上昇動作を繰り返した後、＃１０７で動作停止処理を行い、＃１０８でエンコーダ信号のカウント値を０に補正する。
【００１９】
また、上昇動作を行わずに、図１１に示すように、ポテンショメータの変化分をもとに、エンコーダのカウント数を演算処理により補正する方法もある。すなわち、電源断後の再通電時に、記憶部から電源オフ時のポテンショメータの電圧値を読み出し、現在のポテンショメータの電圧値と比較し、２値の間に差があれば、昇降範囲内でのポテンショメータの電圧変動範囲Ｖａと実際に変動した範囲Ｖｂから電源オフ時に移動した距離を移動距離＝昇降範囲×（Ｖｂ／Ｖａ）として算出する。次に、求めた移動距離の間に出力されるエンコーダ信号のカウント数を、カウント数＝（移動距離／モータの１回転での移動距離）×エンコーダ極数として算出する。求めたカウント数を用いて、２値の差が正か負かで補正を行う方向を決定し、現在のエンコーダ信号のカウント数に補正をかける。このとき、ポテンショメータのばらつき等を考慮して、ばらつき分程度上方向にずらした形で補正をかけておけば、位置ずれが発生した場合でも確実に検出部で検出でき、位置補正が行える。以上のような処理を行うことにより、電源オフ時に昇降位置が変化した場合においても正確に昇降位置制御が行える。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、昇降装置のモータ停止後のオーバーラン期間中に、エンコーダから出力される信号が、余分なエンコーダ信号であるか、正常なエンコーダ信号であるかをパルス巾から判定するようにしたので、昇降部の位置ずれが生じても、検出部により位置ずれを検出できる方向に位置ずれを生じさせることができ、確実に位置補正を行えるので、精度良く昇降位置制御を行えるという効果がある。
【００２１】
請求項２の発明によれば、通電中に外力等により昇降位置が変化したときでも、ポテンショメータの出力を利用して、昇降部の移動方向を判定して、正確にエンコーダ信号をカウントでき、また、請求項３の発明によれば、電源オフ中に昇降位置が変化した場合でも、復電後にポテンショメータの記憶値と現在値に差があれば、昇降部を上限位置まで移動させることにより、確実に位置ずれを検出でき、位置補正を行えるという効果がある。さらに、請求項４の発明によれば、電源オフ中に昇降位置が変化した場合には、復電後にポテンショメータの記憶値と現在値の差から制御部のカウント値を補正するようにしたので、昇降部を上限位置まで移動させなくても、演算処理により位置補正を行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の要部動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１実施例の通常の停止時の動作説明図である。
【図３】本発明の第１実施例の逆回転後の停止時の動作説明図である。
【図４】本発明の第１実施例による昇降動作の説明図である。
【図５】従来例による昇降動作の説明図である。
【図６】本発明の昇降装置の基本構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施例の要部動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施例の動作説明図である。
【図９】本発明の第３実施例の電源投入直後の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施例の位置補正処理の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施例の電源オフ後の復電時の動作説明図である。
【図１２】従来例の電源オフ後の復電時の動作説明図である。
【図１３】従来の昇降装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来の昇降装置のエンコーダ信号を示す波形図である。
【図１５】従来の昇降装置のメイン処理を示すフローチャートである。
【図１６】従来の昇降装置のモータ回転処理を示すフローチャートである。
【図１７】従来の昇降装置のカウント処理を示すフローチャートである。
【図１８】従来の昇降装置のソフトリミット処理を示すフローチャートである。
【図１９】従来の昇降装置のオーバーラン期間の動作説明図である。
【図２０】従来の昇降装置の昇降動作の説明図である。
【図２１】従来の昇降装置の停止時のエンコーダ信号の波形図である。
【図２２】従来の昇降装置の停止時の動作説明図である。
【符号の説明】
１    昇降装置
２    操作部
３    昇降部
４    制御部
５    駆動部
６    エンコーダ
７    検出部
Ｍ    モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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