(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機により駆動される過程で一時的に負の状態になることがある負荷の動作速度を制御する電動機駆動負荷の速度制御方法において、
前記負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングで一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生させるようにしておき、
前記駆動停止指令信号が発生していないときには前記電動機の回転速度を負荷の動作速度の設定値に対応する設定回転速度に等しくするように電動機の駆動電流を制御し、
前記駆動停止指令信号が発生している間は前記電動機による負荷の駆動を停止することを特徴とする電動機の速度制御方法。
【請求項２】
前記駆動停止指令信号が発生している間の負荷の駆動の停止は、前記電動機への駆動電流の供給を停止することにより行なう請求項１に記載の電動機駆動負荷の速度制御方法。
【請求項３】
前記駆動停止指令信号が発生している間の負荷の駆動の停止は、電動機と負荷との間に設けたクラッチを切り離すことにより行なう請求項１に記載の電動機駆動負荷の速度制御方法。
【請求項４】
電動機により駆動される過程で一時的に負の状態になることがある負荷の動作速度を制御する電動機駆動負荷の速度制御装置において、
前記負荷の可動部の位置を検出して負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングでタイミング検出信号を出力するタイミング検出器と、
前記タイミング検出信号が発生したときに一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生する駆動停止指令信号発生回路と、
前記電動機の回転速度を検出する速度検出回路と、
前記負荷の動作速度の設定値に対応する電動機の設定回転速度を与える速度設定回路と、
前記速度検出回路により検出された回転速度と前記速度設定回路により与えられる設定回転速度との偏差を検出する偏差検出手段と、
前記駆動停止指令信号が発生していないときには前記偏差を零にするために必要な大きさの駆動電流を前記電動機に供給し、前記駆動停止指令信号が発生している間は前記電動機への駆動電流の供給を停止するように電動機への駆動電流の供給を制御する電動機駆動制御手段と、
を具備したことを特徴とする電動機駆動負荷の速度制御装置。
【請求項５】
電動機により駆動される過程で一時的に負の状態になることがある負荷の動作速度を制御する電動機駆動負荷の速度制御装置において、
前記負荷の動作位置を検出して負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングでタイミング検出信号を出力するタイミング検出器と、
前記タイミング検出信号が発生したときに一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生する駆動停止指令信号発生回路と、
前記電動機の回転速度を検出する速度検出回路と、
前記負荷の動作速度の設定値に対応する電動機の設定回転速度を与える速度設定回路と、
前記速度検出回路により検出された回転速度と前記速度設定回路により与えられる設定回転速度との偏差を検出する偏差検出手段と、
前記偏差を零にするために必要な大きさの駆動電流を前記電動機に供給する電動機駆動制御手段と、
前記電動機と負荷との間に設けられて、前記駆動停止指令信号が発生している間前記電動機を負荷から切り離すクラッチと、
を具備したことを特徴とする電動機駆動負荷の速度制御装置。
【請求項６】
前記タイミング信号が発生する時刻から、電動機による駆動が停止されることにより一旦設定値よりも低下した負荷の動作速度が、負荷が負になることにより上昇して設定値に戻る時刻までの時間が、前記駆動停止指令信号の時間幅ΔＴ2 に等しくなるように、該時間幅ΔＴ2 の大きさが設定されていることを特徴とする請求項４または５に記載の電動機駆動負荷の速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機により駆動される過程で一時的に負の状態になることがある負荷の動作速度を制御する電動機駆動負荷の速度制御方法及び該方法を実施するために用いる速度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電動機により駆動される負荷の動作速度を設定値に保つように制御する場合には、負荷の動作速度に対応する電動機の回転速度の設定値を定めておいて、電動機の回転速度の検出値と設定値との偏差を零にするように電動機の駆動電流を制御するフィードバック制御が採用されている。
【０００３】
図４は、一例として、電動機により駆動される印刷機のドラムの回転速度をフィードバック制御する場合の制御装置の構成を示したものである。同図において１は電動機、２は電動機の負荷である。図示の負荷２は印刷機に用いられるドラム回りの機構で、電動機１の出力軸にプーリ３ａ，３ｂ及びベルト３ｃからなる動力伝達機構３を介して結合されて回転駆動されるドラム２ａと、ドラム２ａの軸線方向の端部に設けられたカム２ｂと、ドラム２ａ及びカム２ｂに接触しつつ転動するローラ２ｃと、ローラ２ｃをドラム２ａ及びカム２ｂに向けて押圧するバネ２ｄとからなっている。
【０００４】
この印刷機では、印刷紙の供給のタイミングに合わせてカム２ｂがローラ２ｃから離れてローラ２ｃをドラム２ａに接触させ、ローラ２ｃとドラム２ａとの間に印刷紙をくわえ込む。その後ドラム２ａの回転により印刷を行ない、印刷が完了した後、カム２ｂがローラ２ｃをドラム２ａから離反させる方向に変位させて、印刷紙を開放する。
【０００５】
４は電動機２の回転速度を検出して検出した回転速度に比例した速度検出信号を出力する速度検出回路、５は電動機の回転速度の設定値を与える速度設定信号を出力する速度設定回路、６は速度検出信号と速度設定信号とを入力として電動機の回転速度の検出値と設定値との偏差を検出する偏差検出手段である。
【０００６】
７は偏差検出手段６の出力と外部からスイッチなどにより与えられるＯＮ／ＯＦＦ指令信号とを入力として、電動機１の駆動電流を制御する電動機駆動制御手段である。電動機駆動制御手段７は、電動機の回転速度が設定値よりも低いときには電動機の駆動電流を増加させて回転速度を上昇させ、電動機の回転速度が設定値よりも高いときには駆動電流を減少させるかまたは零にして回転速度を低下させることにより、電動機の回転速度を設定値に保つように制御する。
【０００７】
図４に示した負荷２において、図６（ａ）に示すように、ローラ２ｃがカム２ｂに接する前の状態では、主としてドラム２ａとローラ２ｃとの摩擦抵抗が電動機の負荷となり、電動機の負荷は正の状態で安定している。
【０００８】
ドラム２ａが更に回転して図６（ｂ）に示したようにローラ２ｃがカム２ｂに接するようになると、バネ２ｄによりローラ２ｃからカムに加わる力Ｆ1 の分力Ｆ2 によりドラムの回転に逆らう向きの正のトルクが生じるため、電動機の負荷が増大していく。図６（ａ）及び（ｂ）の状態では、電動機の負荷が正の状態にあり、電動機１により負荷が駆動される状態にある。
【０００９】
図６（ｃ）のようにローラ２ｃがカムの山２ｂの頂点を越えると、バネ２ｄによりローラ２ｃからカム２ｃに加わる力Ｆ1 の分力Ｆ2 によりドラム２ａの回転を助長する向きの負のトルクが生じるため、電動機１の負荷が負になり、電動機１は逆に負荷から駆動される状態になる。
【００１０】
ドラムが更に回転して、図６（ｄ）のようにローラ２ｃがカム２ｂに接触しなくなると、負荷２は正の状態に戻って安定する。
【００１１】
図４に示した制御装置において、負荷２が正の状態にあるときには制御が正常に行なわれて負荷の動作速度がほぼ設定値に保たれるが、負荷が一時的に負の状態になる期間においては、速度を制御できなくなって負荷の動作速度が設定値よりも大きく上昇してしまう。
【００１２】
図５は図４の制御装置により電動機を制御した場合の制御特性の一例を示したものである。図５の縦軸は負荷の回転速度Ｎ［ｒｐｍ］を示し、横軸は時間ｔ［ｓｅｃ］を示している。図５のＡの期間は図６（Ａ）のようにローラがカムから離れていてローラ２ｃとドラム２ａとの摩擦抵抗が電動機の主たる負荷になっている期間である。この期間Ａにおいては電動機の負荷が安定しているため、電動機駆動制御手段７は電動機の駆動電流を僅かに増加させたり減少させたりして電動機の回転速度の偏差を微小な範囲に保ち、負荷の回転速度Ｎをほぼ設定値に保つ。
【００１３】
図５のＢの期間は、図６（Ｂ）に示すようにローラ２ｃがカム２ｂに接して電動機の負荷が増大していく期間であり、このＢの期間においては、負荷が増大する分、電動機駆動制御手段７から電動機に供給される駆動電流が増大する。
【００１４】
図５のＣの期間は、図６（Ｃ）のようにローラ２ｃがカムの頂点を越えるために電動機の負荷が負になって電動機及び負荷の回転速度が上昇していく期間である。この期間、電動機駆動制御手段７は電動機１への駆動電流の供給を停止している。
【００１５】
図５のＤの期間は、ローラ２ｃがカムから外れた後、電動機及び負荷の回転速度が設定値に向けて下降していく期間であり、この期間も、駆動電流は零の状態に保たれる。
【００１６】
図５のＥの期間は、電動機の回転速度が設定値以下になって電動機への駆動電流の供給が再開され、同図のＡの期間と同様に、負荷の回転速度Ｎの偏差が微小な範囲に保たれる期間である。
【００１７】
図５に示した例では、負荷の回転速度Ｎと設定値との偏差が−ΔＮ1 ´から＋ΔＮ2 ´まで変化し、負荷の回転速度Ｎの平均値Ｎavは設定値Ｎs よりも大幅に高くなる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示したように、従来の速度制御装置によった場合には、負荷が負になったときにその動作速度が大幅に上昇するため、負荷の動作速度の平均値が設定値よりも大幅に高くなり、負荷の動作に不具合を生じることがあった。
【００１９】
例えば上記の例のように、負荷が印刷機である場合には、ドラム２ａの平均回転速度Ｎavが設定回転速度よりも大幅に高くなるため、印刷位置のずれが発生したり、連続印刷時に印刷紙が供給されるタイミングよりも、ローラ２ｃがドラムに接触して印刷紙をくわえ込むタイミングが早くなり過ぎて、印刷を行なうことができなくなったりするおそれがあった。
【００２０】
なお、上記のような問題が生じるのは印刷機に限られるものではない。一般に動作の過程で一時的に負の状態になることがある負荷を駆動する電動機の回転速度を図４に示したようなフィードバック制御により制御した場合に上記と同様の不具合が生じ、負荷を適確に動作させることができなくなったり、電動機の振動や騒音が大きくなったりすることがある。
【００２１】
また負荷が負になることにより電動機の回転速度が大きく上昇すると、設定回転数では問題にならない振動や騒音が大きくなることもあった。
【００２２】
本発明の目的は、電動機により駆動される負荷が一時的に負の状態になったときにその平均回転速度が大きく上昇することがないようにした電動機駆動負荷の速度制御方法及び該方法を実施するために用いる速度制御装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる制御方法は、電動機により駆動される過程で一時的に負の状態になることがある負荷の動作速度を制御する電動機駆動負荷の速度制御方法である。
【００２４】
本発明の速度制御方法においては、負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングで一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生させるようにしておく。そして、駆動停止指令信号が発生していないときには電動機の回転速度を負荷の動作速度の設定値に対応する設定回転速度に等しくするように電動機の駆動電流を制御し、駆動停止指令信号が発生している間は電動機による負荷の駆動を停止する。
【００２５】
駆動停止指令信号が発生している間の負荷の駆動の停止は、電動機への駆動電流の供給を停止することにより行なってもよく、電動機と負荷との間に設けたクラッチを切り離すことにより行なってもよい。
【００２６】
上記の方法を実施するために用いる電動機駆動負荷の速度制御装置は、負荷の可動部の位置を検出して負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングでタイミング検出信号を出力するタイミング検出器と、タイミング検出信号が発生したときに一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生する駆動停止指令信号発生回路と、電動機の回転速度を検出する速度検出回路と、負荷の動作速度の設定値に対応する電動機の設定回転速度を与える速度設定回路と、速度検出回路により検出された回転速度と速度設定回路により与えられる設定回転速度との偏差を検出する偏差検出手段と、駆動停止指令信号が発生していないときには偏差を零にするために必要な大きさの駆動電流を電動機に供給し、駆動停止指令信号が発生している間は電動機への駆動電流の供給を停止するように電動機への駆動電流の供給を制御する電動機駆動制御手段とにより構成することができる。
【００２７】
なお負荷の可動部とは、電動機により駆動されたときに電動機の回転に伴って変位を生じる部分であり、その位置を検出することにより、負荷が負になるタイミングを予知し得る部分である。
【００２８】
上記の速度制御装置はまた、負荷の動作位置を検出して負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングでタイミング検出信号を出力するタイミング検出器と、タイミング検出信号が発生したときに一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生する駆動停止指令信号発生回路と、電動機の回転速度を検出する速度検出回路と、負荷の動作速度の設定値に対応する電動機の設定回転速度を与える速度設定回路と、速度検出回路により検出された回転速度と速度設定回路により与えられる設定回転速度との偏差を検出する偏差検出手段と、偏差を零にするために必要な大きさの駆動電流を電動機に供給する電動機駆動制御手段と、電動機と負荷との間に設けられて、駆動停止指令信号が発生している間電動機を負荷から切り離すクラッチとにより構成することもできる。
【００２９】
上記のように、負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングで一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生させて、該駆動停止指令信号が発生している間だけ電動機による負荷の駆動を停止するようにすると、負荷が負になるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ早い時刻から負荷の動作速度が設定値よりも低下していき、負荷が負の状態になった時点から負荷の動作速度が設定値よりも低い値から上昇していく。負荷が再び正になると負荷の動作速度が低下していき、負荷の動作速度が設定値以下になると電動機による負荷の駆動が再開される。
【００３０】
このように、負荷が負の状態になってその動作速度が上昇する前に一定時間ΔＴ2 の間負荷の駆動を停止することによりその動作速度を低下させておくようにすると、負荷が負になったときの動作速度の最大値を従来よりも低く抑えることができるため、負荷の動作速度の平均値の上昇を抑制することができる。
【００３１】
特に、タイミング信号が発生する時刻から、電動機による駆動が停止されることにより一旦設定値よりも低下した負荷の動作速度が、負荷が負になることにより上昇して設定値に戻る時刻までの時間が、駆動停止指令信号の時間幅ΔＴ2 に等しくなるように、該時間幅ΔＴ2 の大きさを設定しておくと、負荷の動作速度のマイナス側の偏差とプラス側の偏差とをほぼ等しくして負荷の動作速度の平均値を設定値にほぼ等しくすることができるため、負荷の動作速度の平均値の上昇をほぼ零にすることができる。
【００３２】
なお本明細書において、「負荷の正の状態」とは、負荷が電動機により駆動される状態を意味し、「負荷の負の状態」とは、負荷が逆に電動機を駆動する状態を意味する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の速度制御方法を実施するために用いる速度制御装置の構成を示したもので、同図において、１は電動機、２は電動機の負荷である。図示の負荷２は図４に示した例と同様に、印刷機に用いられるドラム回りの機構であり、電動機１の出力軸にプーリ３ａ，３ｂ及びベルト３ｃからなる動力伝達機構３を介して結合されて回転駆動されるドラム２ａと、ドラム２ａの軸線方向の端部に設けられたカム２ｂと、ドラム２ａ及びカム２ｂに接触しつつ転動するローラ２ｃと、ローラ２ｃをドラム２ａ及びカム２ｂに向けて押圧するバネ２ｄとからなっている。
【００３４】
４は電動機２の回転速度を検出して検出した回転速度に比例した速度検出信号Ｖn を出力する速度検出回路、５は負荷の動作速度の設定値に対応する電動機の設定回転速度を与える速度設定信号Ｖnsを出力する速度設定回路、６は速度検出信号Ｖn と速度設定信号Ｖnsとを入力として電動機の回転速度の検出値と設定値との偏差を示す偏差信号Ｖd を出力する偏差検出手段、７はＯＮ／ＯＦＦ指令信号と、偏差検出信号Ｖd と、後記する駆動停止指令信号Ｖstとを入力として電動機１への駆動電流の供給を制御する電動機駆動制御手段である。
【００３５】
本発明においては、負荷２の可動部の位置を検出して、負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングでタイミング検出信号Ｖt を出力するタイミング検出器８と、タイミング信号Ｖt が発生したときに一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号Ｖstを出力する駆動停止指令信号発生回路９とが設けられ、駆動停止指令信号Ｖstが偏差信号Ｖd 及びＯＮ／ＯＦＦ指令信号とともに電動機駆動制御手段７に与えられている。
【００３６】
タイミング検出器８は、負荷の可動部の位置を検出する位置センサにより構成することができる。位置センサとしては、リミットスイッチや、近接スイッチのように、負荷の可動部の特定の位置を検出したときに信号を発生するセンサ用いてもよく、ポテンショメータやロータリエンコーダのように負荷の可動部の位置に応じて位置検出信号を連続的に出力するものを用いてもよい。
【００３７】
例えば、図１に示した例では、ドラム３ｂの端部の外周部または該ドラムの回転軸の外周部の所定の位置に所定の円弧長を有する突起を設けるとともに、該突起に接触している間オン動作またはオフ動作するリミットスイッチを設けて、ローラ２ｃがカムの頂点を超える回転角度位置よりも所定の角度進んだ位置で該突起をリミットスイッチに接触させるようにリミットスイッチを位置決めしておくことにより、タイミング信号を得ることができる。この場合、突起がリミットスイッチに接触してからローラがカムの頂点に達するまでの間のドラムの回転速度は予め定められているので、負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングよりも設定時間ΔＴだけ進んだタイミングでタイミング信号を発生させるために必要なリミットスイッチの設置位置は容易に求めることができる。
【００３８】
また図１の例においては、ローラ２ｃがカム２ｂにより所定の位置まで変位させられたときに該ローラに接触して動作するようにリミットスイッチを設けて、該リミットスイッチの動作によりタイミング信号を発生させるようにすることもできる。
【００３９】
更に、ドラム２ａの回転軸にロータリエンコーダを取り付けて、ドラムが微小角度回転する毎に該エンコーダが発生するパルス信号を計数することによりドラムの回転角度位置を検出し得るようにしておいて、負荷が負になるタイミングよりも一定の時間ΔＴだけ進んだタイミングに相当するドラムの回転角度位置が検出されたときにタイミング信号Ｖt を発生させるようにすることもできる。本発明において、タイミング信号の発生のさせ方は任意である。
【００４０】
駆動停止指令信号発生回路９は、タイミング信号Ｖt が発生したときにトリガされて設定時間ΔＴ2 に等しい時間幅の矩形波信号を発生する単安定マルチバイブレータや、タイミング信号Ｖt が発生した時点からクロックパルスを計数して、その計数値が設定時間ΔＴ2 に相当する計数値に達するまで矩形波信号を出力するカウンタなどにより構成することができる。
【００４１】
またタイミング信号検出器８が出力するタイミング信号Ｖt が、設定時間ΔＴ2 に等しい時間幅を有している場合には、該タイミング信号を電動機駆動制御手段７が認識し得る形の波形に変換して駆動停止指令信号Ｖstを得る波形整形回路や、該タイミング信号を電動機駆動制御手段７が認識し得る大きさまで増幅して駆動停止指令信号Ｖstを出力する増幅回路などにより駆動停止指令信号発生回路９を構成することができる。
【００４２】
電動機駆動制御手段７は、ＯＮ指令信号が与えられていて、かつ駆動停止指令信号Ｖstが与えられていないときに、偏差信号Ｖd により与えられる偏差を零にするために電動機１に供給する必要がある駆動電流の大きさを演算して、演算された大きさの駆動電流を電動機に供給する。電動機駆動制御手段はまた、ＯＮ指令信号が与えられている状態であっても、駆動停止指令信号Ｖstが発生している間は電動機１への駆動電流の供給を停止するように、電動機１への駆動電流の供給を制御する。
【００４３】
図１に示した速度制御装置により電動機の負荷の動作速度を制御する場合には、電動機１の負荷であるドラム２ａの回転速度（負荷の動作速度）を設定値に等しくするために必要な電動機の設定回転速度を与える速度設定信号Ｖnsを速度設定回路５から偏差検出手段６に与える。また図示しないスイッチなどにより電動機駆動制御手段７にＯＮ指令信号を与えて、該電動機駆動制御手段７を動作状態にする。電動機１の負荷が正の状態にあって、駆動停止指令信号Ｖstが発生していない状態にあるときには、電動機駆動制御手段７により、偏差信号Ｖd を零にするために電動機１に供給する必要がある駆動電流の大きさを演算して、演算した大きさの駆動電流を電動機１に供給する。これにより電動機の回転速度を設定回転速度に保持するように制御し、ドラム２ａの回転速度を設定値に保つように制御する。
【００４４】
ローラ２ｃがカム２ｂの山の頂点を越えて負荷が負になるタイミングよりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングで一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号Ｖstを発生させる。この駆動停止指令信号が発生している間、電動機１のへの駆動電流の供給を停止して電動機の回転速度を低下させ、駆動停止指令信号Ｖstが消滅したときに電動機への駆動電流の供給を再開させる。
【００４５】
図１の速度制御装置において、タイミング検出器８が出力するタイミング信号Ｖt の波形及び駆動停止指令信号発生回路９が発生する駆動停止指令信号Ｖstの波形をそれぞれ図２（ａ）及び（ｂ）に示した。また図１の速度制御装置によりり負荷２の動作速度を制御した場合の制御特性の一例を図２（ｃ）に示した。図２においてＡの期間の前半は、図６（ａ）に示すように、ローラ２ｃがカム２ｂから離れていて、ドラム２ａとローラ２ｃとの間の摩擦抵抗が電動機の主たる負荷になる期間であり、Ａの期間の後半は、図６（ｂ）のように、ローラ２ｃがカム２ｂに乗り上げるためにバネ２ｄの付勢力によりローラ２ｃからドラム２ａに与えられる力Ｆ1 の分力Ｆ2 によりドラム２ａに正の負荷トルクが加わって、電動機の負荷が増大していく期間である。Ａの期間においては、電動機１の回転速度がほぼ設定回転速度に保たれるように制御されるため、ドラム２ａの回転速度Ｎはほぼ設定値Ｎs に保たれる。
【００４６】
また図２においてＢの期間は、引き続きローラ２ｃがカム２ｂによりバネ２ｄの付勢力に抗して変位させられるために、電動機の負荷が増大していく期間であり、期間Ｂの開始時刻ｔ1 はタイミング信号Ｖt 及び駆動停止指令信号Ｖstが発生する時刻である。
【００４７】
図２のＣ及びＤの期間は、図６（ｃ）のように、ローラ２ｃがカム２ｂの山の頂点を越えるためにバネ２ｄからローラ２ｃを介してドラム２ａに加わる力Ｆ1 の分力Ｆ2 により負の負荷トルクが生じて、ドラム２ａの回転速度が上昇していく期間であり、Ｃの期間とＤの期間との境界の時刻ｔ3 は駆動停止指令信号Ｖstが消滅する時刻である。
【００４８】
図２のＥの期間は、ローラ２ｃがカム２ｂが外れて負荷が正の状態になった後、電動機の駆動電流が未だ零に保たれているためにドラム２ａの回転速度Ｎが設定値Ｎs に向けて下降していく期間である。
【００４９】
また図２のＦの期間は、ドラム２ａの回転速度Ｎが設定値Ｎs に落ち着いた後、引き続き設定値に保たれるように制御される期間である。
【００５０】
本発明の制御方法においては、ローラ２ｃがカム２ｂの頂点を越えるタイミングｔ2 よりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングｔ1 で図２（ａ）に示すように、タイミング信号Ｖt を発生させる。図示の例では、このタイミング信号が高レベル（Ｈレベル）から低レベル（Ｌレベル）に立ち下がるパルス波形の信号からなる。タイミング信号Ｖt が発生したときに、駆動停止指令信号発生回路９から図２（ｂ）に示すように一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号Ｖstを発生させ、この駆動停止指令信号Ｖstが発生している間電動機１への駆動電流の供給を停止させる。電動機１への駆動電流の供給を停止すると、該電動機の回転速度が低下するため、図２のＢの期間のように、ドラム２ａの回転速度Ｎが設定値Ｎs よりも低下していく。時刻ｔ2 でローラ２ｃがカム２ｂの頂点を越えると、バネ２ｄによりドラム２ａが駆動される状態（電動機の負荷が負の状態）になるため、ドラム２ａの回転速度Ｎ及び電動機の回転速度は上昇していく。ドラムの回転速度は、時刻ｔ3 で設定値Ｎs に等しくなった後更に上昇を続ける。
【００５１】
図示の例では、タイミング信号Ｖt が発生する時刻ｔ1 から、ドラム２ａの回転速度Ｎが一旦低下した後バネ２ｄにより駆動されて設定値Ｎs に戻る時刻ｔ3 までの時間が、駆動停止指令信号Ｖstの時間幅ΔＴ2 に等しくなるように、該時間幅ΔＴ2 の大きさが設定されている。
【００５２】
時刻ｔ3 で駆動停止指令Ｖstが消滅した後も、バネ２ｄによりドラム２ａが駆動される状態にある期間（図２のＤの期間）は、ドラム２ａの回転速度Ｎが上昇していく。この状態では、電動機の回転速度が設定回転速度を越えているため、電動機駆動制御手段７は電動機１への駆動電流の供給を停止している。時刻ｔ4 に達するとローラ２ｃがカム２ｂから外れるため、バネ２ｄがドラム２ａを駆動することはなくなるが、このとき電動機の回転速度は設定回転速度よりも高くなっているため、電動機の駆動電流は零に保たれたままである。そのため、電動機の回転速度は低下していき、ドラム２ａの回転速度Ｎも低下していく。時刻ｔ5 においてドラム２ａの回転速度Ｎが設定値Ｎs 以下になると、電動機の回転速度が設定回転速度以下になるため、電動機１への駆動電流の供給が再開される。以後再びタイミング信号Ｖt が発生するまでの間、電動機１の回転速度を設定回転速度に保つようにその駆動電流が制御される。
【００５３】
上記のように、負荷が正の状態から負の状態に切り替わるタイミングｔ2 よりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだタイミングで一定の時間幅ΔＴ2 を有する駆動停止指令信号を発生させて、該駆動停止指令信号が発生している間だけ電動機による負荷の駆動を停止するようにすると、負荷が負の状態になったときに、負荷の動作速度Ｎが設定値Ｎs よりも低い値から上昇していくため、負荷が負の状態になったときの負荷の動作速度の最大値を従来よりも低く抑えることができ、負荷の動作速度の平均値の上昇を抑制することができる。
【００５４】
特に、上記の例のように、タイミング信号が発生する時刻ｔ1 から、電動機１による駆動が停止されることにより一旦設定値Ｎs よりも低下した負荷２の動作速度が、負荷２が負になることにより上昇して設定値Ｎs に戻る時刻ｔ3 までの時間（ｔ3 −ｔ1 ）が、駆動停止指令信号の時間幅ΔＴ2 に等しくなるように、該時間幅ΔＴ2 の大きさを設定しておくと、負荷の動作速度のマイナス側の偏差とプラス側の偏差とをほぼ等しくして負荷の動作速度の平均値を設定値にほぼ等しくすることができるため、負荷の動作速度の平均値の上昇をほぼ零にすることができる。
【００５５】
上記の例では、駆動停止指令信号Ｖstが発生している間電動機１の駆動を停止するようにしたが、駆動停止指令信号Ｖstが発生している間電動機１を負荷から切り離すようにしても同様の効果を得ることができる。
【００５６】
図３は駆動停止指令信号Ｖstが発生している間電動機１を負荷２から切り離すようにする場合の速度制御装置の構成を示したもので、この例では、電動機１と負荷２のドラム２ａとの間に電気的に制御し得るクラッチ１０が設けられ、駆動停止指令信号Ｖstがクラッチ１０の駆動信号入力端子に与えられている。クラッチ１０は駆動停止指令信号Ｖstが発生していないときにつながった状態に保持されて電動機１の出力をドラム２ａに伝達し、駆動停止指令信号Ｖstが発生している間開いて電動機１をドラム２ａから切り離すようになっている。
【００５７】
またこの例の電動機駆動制御手段７は、偏差検出手段６が出力する偏差信号Ｖd により与えられる偏差を零にするために必要な駆動電流の大きさを演算して、演算した大きさの駆動電流を電動機に供給することにより、電動機の回転速度を常に設定回転速度に保つように制御する。その他の点は図１に示した例と同様であり、タイミング検出器８及び駆動停止指令信号発生回路９は図１に示した例と同様に構成されている。
【００５８】
図３に示した例では、ドラム２ａがバネ２ｄにより駆動される状態になる時刻よりも設定時間ΔＴ1 だけ進んだ時刻で駆動停止指令信号Ｖstが発生したときにクラッチ１０を開くことによりドラム２ａの回転速度を低下させる。ドラム２ａがバネ２ｄにより駆動される状態になったときには、ドラム２ａの回転速度が設定値Ｎs よりも低い状態から上昇していくため、図１に示した制御装置による場合と同様に、ドラム２ａの回転速度の平均値の上昇を零にするか、または少なくとも該平均値の上昇を抑制することができる。
【００５９】
図１及び図３に示した制御装置において、偏差検出手段６及び電動機駆動制御手段７は、ハードウェアからなる回路により実現するようにしても良く、ＣＰＵに所定のプログラムを実行させることにより実現するようにしても良い。
【００６０】
上記の説明では、印刷機のドラムを電動機により駆動する場合を例にとったが、本発明は印刷機のドラムを駆動する場合に限られるものではなく、一般に負の状態になることがある負荷を電動機により駆動する場合に本発明を適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、負荷が負の状態になってその動作速度が上昇する前に一定時間の間負荷の駆動を停止することによりその動作速度を低下させておくようにしたので、負荷が負の状態になったときの動作速度の最大値を従来よりも低く抑えることができ、負荷の動作速度の平均値の上昇を抑制して、負荷の動作に不具合が生じるのを防ぐことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる速度制御装置の構成例を示した構成図である。
【図２】図１の制御装置の各部の信号波形と、速度制御特性とを示した線図である。
【図３】本発明に係わる速度制御装置の他の構成例を示した構成図である。
【図４】従来の速度制御装置の構成を示した構成図である。
【図５】従来の速度制御装置による制御特性を示した線図である。
【図６】（ａ）ないし（ｄ）は、図４に示された負荷の動作を説明する動作説明図である。
【符号の説明】
１  電動機
２  負荷
２ａ  ドラム
２ｂ  カム
２ｃ  ローラ
２ｄ  バネ
３  動力伝達機構
４  速度検出回路
５  速度設定回路
６  偏差検出手段
７  電動機駆動制御手段
８  タイミング検出器
９  駆動停止指令信号発生回路
【図１】
0003680431.tif 000002
【図２】
0003680431.tif 000003
【図３】
0003680431.tif 000004
【図４】
0003680431.tif 000005
【図５】
0003680431.tif 000006
【図６】
0003680431.tif 000007