(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの絶対位置を検出する絶対位置検出装置に補助電源電圧を供給する電圧供給装置であって、
一次電池と、
前記一次電池の出力電圧を制御して前記絶対位置検出装置に供給する定電圧供給部と、
を備え、
前記定電圧供給部には、前記一次電池の出力電圧の低下を判定するための判定値が設定され、
前記定電圧供給部は、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回るまで、前記一次電池の出力電圧を前記定電圧供給部が定常時に出力する定常電圧レベルの電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給し、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回ったとき、前記一次電池の出力電圧を前記絶対位置検出装置が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、前記定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給し、
当該電圧は、前記絶対位置検出装置が前記一次電池の出力電圧の低下を判定でき、前記判定値と同一レベルの値であり、
前記定電圧供給部は、
前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回るまで、前記一次電池の出力電圧を前記定常電圧レベルの電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給する第１の定電圧電源回路と、
前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回ったとき、前記一次電池の出力電圧を前記絶対位置検出装置が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、前記定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給する第２の定電圧電源回路と、
を有することを特徴とする電圧供給装置。
【請求項２】
モータの絶対位置を検出する絶対位置検出装置に補助電源電圧を供給する電圧供給装置であって、
一次電池と、
前記一次電池の出力電圧を制御して前記絶対位置検出装置に供給する定電圧供給部と、
を備え、
前記定電圧供給部には、前記一次電池の出力電圧の低下を判定するための判定値が設定され、
前記定電圧供給部は、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回るまで、前記一次電池の出力電圧を前記定電圧供給部が定常時に出力する定常電圧レベルの電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給し、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回ったとき、前記一次電池の出力電圧を前記絶対位置検出装置が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、前記定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給し、
当該電圧は、前記絶対位置検出装置が前記一次電池の出力電圧の低下を判定でき、前記判定値と同一レベルの値であり、
前記判定値は、前記絶対位置検出装置が前記一次電池の出力電圧の低下を判定した時点から一定期間経過後に、前記絶対位置検出装置が位置データを保持できなくなる電圧レベルまで前記一次電池の出力電圧が低下することを予告する値であることを特徴とする電圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックアップ用電源電圧を絶対位置検出装置に供給する電圧供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用の機械装置を駆動するモータ制御システムは、駆動対象に動力を与えるモータと、モータの位置指令を生成してモータ制御装置に送信するコントローラと、モータの位置データを検出してモータ制御装置に送信する絶対位置検出装置と、モータの位置指令および位置データに基づいてモータを駆動するモータ制御装置とを有する。【０００３】
絶対位置検出装置が位置データの検出および保持を行うためには、絶対位置検出装置に一定電圧を供給する必要がある。モータ制御装置に電力が供給されている状態においては、モータ制御装置の内部の定電圧電源回路から絶対位置検出装置に一定電圧を供給することが可能である。ところが、モータ制御装置に電力が供給されていない状態においては、絶対位置検出装置に対して一定電圧を供給する補助電源が必要となる。【０００４】
従来の補助電源である電圧供給装置は、小型、かつ、外部電源を必要としない一次電池を用いている。ただし、一次電池は、長期間使用する場合、製品寿命や経年劣化により出力電圧が低下する。そこで、従来では、一次電池の出力電圧が低下したとき、絶対位置検出装置が一次電池の出力電圧の低下を警告する警告信号を送信し、あるいは、モータ制御装置が一次電池の出力電圧を監視することによって、使用者に一次電池の交換を促すという措置がとられていた。しかしながら、一次電池の電圧低下が急峻である場合、警告信号が発生してから一次電池の使用が不可能な状態になるまでの期間、すなわち一次電池を交換するための電池交換猶予期間が不十分であり、絶対位置検出装置が位置データを保持できずに消失してしまうという問題があった。【０００５】
このような問題を解決するために、下記特許文献１に示される電圧供給装置は、二次電池である主バックアップ用電池と一次電池である補助バックアップ用電池とを備え、主バックアップ用電池の出力電圧が一定の値よりも低下したとき、絶対位置検出装置に供給する電圧を主バックアップ用電池の出力電圧から補助バックアップ用電池の出力電圧に切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２９２６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の従来技術では、２つのバックアップ用電池を用いて絶対位置検出装置に供給する電圧を切り換えるため、補助バックアップ用電池が故障等によって所望の出力ができない状態にあるときに、主バックアップ用電池から補助バックアップ用電池に切り換えた場合、位置データを保持できる十分な電圧を絶対位置検出装置に供給することができない。この場合、前述同様に電池交換猶予期間が不十分となり、絶対位置検出装置に保持された位置データが消失してしまうという問題があった。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単体の一次電池を使用した場合においても電池交換猶予期間を確保して絶対位置検出装置に保持された位置データの消失を防止することができる、電圧供給装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、モータの絶対位置を検出する絶対位置検出装置に補助電源電圧を供給する電圧供給装置であって、一次電池と、前記一次電池の出力電圧を制御して前記絶対位置検出装置に供給する定電圧供給部と、を備え、前記定電圧供給部には、前記一次電池の出力電圧の低下を判定するための判定値が設定され、前記定電圧供給部は、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回るまで、前記一次電池の出力電圧を前記定電圧供給部が定常時に出力する定常電圧レベルの電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給し、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回ったとき、前記一次電池の出力電圧を前記絶対位置検出装置が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、前記定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給し、当該電圧は、前記絶対位置検出装置が前記一次電池の出力電圧の低下を判定でき、前記判定値と同一レベルの値であり、前記定電圧供給部は、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回るまで、前記一次電池の出力電圧を前記定常電圧レベルの電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給する第１の定電圧電源回路と、前記一次電池の出力電圧が前記判定値を下回ったとき、前記一次電池の出力電圧を前記絶対位置検出装置が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、前記定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して前記絶対位置検出装置に供給する第２の定電圧電源回路と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、単体の一次電池を使用した場合においても電池交換猶予期間を確保して絶対位置検出装置に保持された位置データの消失を防止することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電圧供給装置を含むモータ制御システムの構成図
【図２】図１に示される電圧供給装置、モータ制御装置、および絶対位置検出装置の機能ブロック図
【図３】図１に示される電圧供給装置の出力電圧特性図
【図４】本発明の実施の形態２に係る電圧供給装置、モータ制御装置、および絶対位置検出装置の機能ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る電圧供給装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電圧供給装置１を含むモータ制御システムの構成図である。図２は、図１に示される電圧供給装置１、モータ制御装置２、および絶対位置検出装置４の機能ブロック図である。図３は、図１に示される電圧供給装置１の出力電圧特性図である。
【００１４】
図１に示すモータ制御システムは、電圧供給装置１、モータ制御装置２、モータ３、絶対位置検出装置４、およびコントローラ５を有する。
【００１５】
電圧供給装置１は、絶対位置検出装置４に保持された位置データ４ａの消失を防止するための出力電圧Ｖ１を、モータ制御装置２を介して絶対位置検出装置４に供給する。コントローラ５は、モータ３の位置指令５ａを生成してモータ制御装置２に送信する。モータ制御装置２は、制御電源ＣＰに基づいて、絶対位置検出装置４が位置データ４ａを保持するために必要な定電圧である出力電圧Ｖ２を生成する。また、モータ制御装置２は、絶対位置検出装置４からの電圧低下検出信号４ｂを入力したとき、警告情報２ａを発生する。警告情報２ａは、後述する一次電池１１（図２参照）の出力電圧Ｖ１１の低下を警告すると共に、定電圧電源回路２１の出力電圧Ｖ２の低下を警告するための情報である。また、モータ制御装置２は、制御電源ＣＰとコントローラ５からの位置指令５ａと絶対位置検出装置４からの位置データ４ａとに基づいて、主電源ＭＰを周波数変換し、変換した駆動電圧ＶＤをモータ３に出力する。絶対位置検出装置４は、モータ３の絶対位置を検出し、検出した絶対位置のデータである位置データ４ａをモータ制御装置２に送信する。また、絶対位置検出装置４は、供給される出力電圧Ｖ１または出力電圧Ｖ２の値が電圧低下検出レベルＢにあるとき、電圧低下検出信号４ｂを出力する。電圧低下検出レベルＢは、絶対位置検出装置４が一次電池１１の出力電圧Ｖ１１の低下を判定できる値であり、第１の定電圧電源回路１３の出力電圧Ｖ１２よりも低く、かつ、位置データ消失レベルＣよりも高い値である。モータ３は、モータ制御装置２からの駆動電圧ＶＤにより駆動し、図示しない駆動対象に動力を与える。
【００１６】
図２に示す電圧供給装置１は、一次電池１１および定電圧供給部６を有する。一次電池１１は、絶対位置検出装置４に保持された位置データ４ａの消失を防止するための単体の補助電源であり、その一例は市販の乾電池である。定電圧供給部６は、電圧検出部１２、第１の定電圧電源回路１３、第２の定電圧電源回路１４、および出力電圧選択部１５を有する。
【００１７】
電圧検出部１２は、一次電池１１からの出力電圧Ｖ１１の値を検出するものである。電圧検出部１２には、電圧低下判定値Ａが設定され、電圧検出部１２は、出力電圧Ｖ１１が電圧低下判定値Ａを下回ったことを検出した場合、出力制限信号１２ａを出力電圧選択部１５に出力する。電圧低下判定値Ａは、一次電池１１の寿命あるいは経年劣化によって、絶対位置検出装置４が一次電池１１の出力電圧Ｖ１１の低下を判定できる値であり、かつ、絶対位置検出装置４が一次電池１１の出力電圧Ｖ１１の低下を判定した時点（後述するｔ１）から一定期間経過後に、絶対位置検出装置４が位置データ４ａを保持できなくなる電圧レベルである位置データ消失レベルＣまで一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が低下することを予告する値である。
【００１８】
第１の定電圧電源回路１３は、レギュレータ回路であり、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を、定常電圧レベルの定電圧である出力電圧Ｖ１２に変換して出力する。なお、出力電圧Ｖ１１と出力電圧Ｖ１２は、Ｖ１１＞Ｖ１２の関係にある。第２の定電圧電源回路１４は、レギュレータ回路により、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を、電圧低下検出レベルＢの定電圧である出力電圧Ｖ１３に変換して出力する。
【００１９】
出力電圧選択部１５は、モータ制御装置２の定電圧電源回路２１から出力電圧Ｖ２が出力されておらず、かつ、電圧検出部１２からの出力制限信号１２ａを受信していないときには第１の定電圧電源回路１３の出力電圧Ｖ１２を選択し、出力制限信号１２ａを受信したときには第２の定電圧電源回路１４の出力電圧Ｖ１３を選択する。定電圧供給部６の出力電圧Ｖ１は、出力電圧選択部１５で選択された出力電圧Ｖ１２または出力電圧Ｖ１３であり、出力電圧Ｖ１は、モータ制御装置２を介して絶対位置検出装置４に供給される。
【００２０】
モータ制御装置２は、定電圧電源回路２１、異常検出部２２、制御回路２３、およびスイッチング回路２４を有する。定電圧電源回路２１は、制御電源ＣＰに基づいて、絶対位置検出装置４が位置データ４ａを保持するために必要な定電圧である出力電圧Ｖ２を生成する。異常検出部２２は、絶対位置検出装置４からの電圧低下検出信号４ｂを入力したとき、警告情報２ａを発生する。警告情報２ａは、コントローラ５、あるいは図示しない外部の表示器に出力され、警告情報２ａを受信したコントローラ５あるいは表示器は、音声または映像で使用者に対して警告を促す。このことにより、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が低下していることを使用者に知らせることができる。制御回路２３は、制御電源ＣＰとコントローラ５からの位置指令５ａと絶対位置検出装置４からの位置データ４ａとに基づいて、スイッチング回路２４を制御するための制御信号を生成する。スイッチング回路２４は、制御回路２３からの制御信号により主電源ＭＰを周波数変換し、変換した駆動電圧ＶＤをモータ３に出力する。
【００２１】
絶対位置検出装置４は、絶対位置検出部４１、位置データ保持回路４２、および電圧低下検出部４３を有する。絶対位置検出部４１は、モータ３の絶対位置を検出し、検出した位置データ４ａを生成する。位置データ保持回路４２は、モータ制御装置２から供給される出力電圧Ｖ２、または電圧供給装置１から供給される出力電圧Ｖ１により、位置データ４ａを保持する。電圧低下検出部４３は、位置データ保持回路４２に供給される電圧の値を監視し、供給される電圧の値が電圧低下検出レベルＢにあるとき、電圧低下検出信号４ｂを出力する。
【００２２】
次に図３を用いて動作を説明する。モータ制御装置２に制御電源ＣＰが供給されている場合、定電圧電源回路２１から絶対位置検出装置４に対して、位置データ４ａの保持に必要な出力電圧Ｖ２が供給される。モータ制御装置２に制御電源ＣＰが供給されていないとき、電圧供給装置１の定電圧供給部６から絶対位置検出装置４に対して、位置データ４ａの保持に必要なバックアップ用の出力電圧Ｖ１が供給される。なお、図３の上段の図は一次電池１１の出力電圧Ｖ１１の推移を表し、図３の下段の図は電圧供給装置１の出力電圧Ｖ１２および出力電圧Ｖ１３の推移を表す。また、出力電圧Ｖ１１が電圧低下判定値Ａを下回った時点をｔ１、第２の定電圧電源回路１４の出力電圧Ｖ１３が位置データ消失レベルＣに低下した時点をｔ２とする。また、出力電圧Ｖ１１が電圧低下判定値Ａを下回った時点ｔ１から、第２の定電圧電源回路１４の出力電圧Ｖ１３が位置データ消失レベルＣに低下する時点ｔ２までの時間を電池交換猶予期間Ｔとする。また、電圧低下判定値Ａと電圧低下検出レベルＢは、Ａ＞Ｂの関係にある。
【００２３】
一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が電圧低下判定値Ａよりも高い定常電圧レベルにあるとき、出力電圧選択部１５は、第１の定電圧電源回路１３からの出力電圧Ｖ１２を選択し、選択した出力電圧Ｖ１２を絶対位置検出装置４に供給する。符号ａで示されるように、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が電圧低下判定値Ａを下回ったとき、出力電圧選択部１５は、第２の定電圧電源回路１４からの出力電圧Ｖ１３を選択し、選択した出力電圧Ｖ１３を絶対位置検出装置４に供給する。
【００２４】
このとき絶対位置検出装置４に供給される電圧の値は、電圧低下検出レベルＢにあるため、電圧低下検出部４３は、電圧低下検出信号４ｂを出力し、電圧低下検出信号４ｂを受信した異常検出部２２は、警告情報２ａを出力する。このことにより、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が低下していることを使用者に知らせることが可能である。
【００２５】
また、前述したように電圧低下検出レベルＢは、第１の定電圧電源回路１３の出力電圧Ｖ１２よりも低く、かつ、位置データ消失レベルＣよりも高い値であるため、電池交換猶予期間Ｔを確保することができる。すなわち、警告情報２ａが発生してから一次電池１１の使用が不可能な状態になるまでの時間を一次電池１１の電池交換猶予期間Ｔに割り当てることができる。この電池交換猶予期間Ｔに一次電池１１の交換を行うことで、位置データ保持回路４２に保持された位置データ４ａの消失を防止することができる。
【００２６】
なお、実施の形態１では絶対位置検出装置４が電圧低下検出部４３を有し、モータ制御装置２の異常検出部２２に対して電圧低下検出信号４ｂを出力する構成であるが、電圧低下検出部４３と同じ機能をモータ制御装置２に設けて、モータ制御装置２が位置データ保持回路４２に供給される電圧を監視して電圧低下を検出する構成でもよい。また一次電池１１を交換する際、電圧供給装置１から一次電池１１が抜き取られてから、新しい一次電池１１が電圧供給装置１に設置されるまでの電池交換時間に、位置データ保持回路４２に保持された位置データ４ａの消失を防止するための電源が必要になるが、この電源は例えば図示しないコンデンサに蓄えられた電荷で賄われる。具体的には、コンデンサは、上記電池交換時間に、位置データ保持回路４２内のデータを保持可能な容量を有し、その端子電圧は、電池交換時間において、位置データ消失レベルＣよりも高い値を維持するものとする。電池交換時間は、一次電池１１を即座に交換可能であれば数秒から数十秒程度である。
【００２７】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る電圧供給装置１、モータ制御装置２、および絶対位置検出装置４の機能ブロック図である。実施の形態１との相違点は定電圧供給部６の代わりに定電圧供給部６１が用いられている点である。以下、実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２８】
定電圧供給部６１は、電圧検出部１２、第１の定電圧電源回路１６、および第２の定電圧電源回路１７を有する。
【００２９】
第１の定電圧電源回路１６は、レギュレータ回路により、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を、定常電圧レベルの定電圧である出力電圧Ｖ１２に変換する。そして第１の定電圧電源回路１６は、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が電圧低下判定値Ａを下回るまで、すなわち出力制限信号１２ａを受信するまで、出力電圧Ｖ１２を出力する。
【００３０】
第２の定電圧電源回路１７は、レギュレータ回路により、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を、電圧低下検出レベルＢの定電圧である出力電圧Ｖ１３に変換して出力する。
【００３１】
定電圧供給部６１の出力電圧Ｖ１は、第１の定電圧電源回路１６からの出力電圧Ｖ１２または第２の定電圧電源回路１７からの出力電圧Ｖ１３であり、出力電圧Ｖ１は、モータ制御装置２を介して絶対位置検出装置４に供給される。
【００３２】
実施の形態２によれば、出力電圧選択部１５が不要になり、簡易な構成でバックアップ用電源電圧を絶対位置検出装置４に供給することができ、信頼性を向上させることができると共にコスト低減を図ることができる。
【００３３】
以上に説明したように、実施の形態１，２に係る電圧供給装置１は、一次電池１１と、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を制御して絶対位置検出装置４に供給する定電圧供給部６，６１とを備え、定電圧供給部６，６１には、一次電池１１の出力電圧の低下を判定するための電圧低下判定値Ａである判定値が設定され、定電圧供給部６，６１は、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が前記判定値を下回るまで、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を、定電圧供給部６，６１が定常時に出力する定常電圧レベルの電圧である出力電圧Ｖ１２に変換して絶対位置検出装置４に供給し、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が前記判定値を下回ったとき、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を絶対位置検出装置４が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して絶対位置検出装置４に供給する。この構成により、一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が位置データ消失レベルＣに低下するまでの時間である電池交換猶予期間Ｔを確保することができるので、単体の一次電池１１を使用した場合においても絶対位置検出装置４に保持された位置データ４ａの消失を防止することができる。
【００３４】
また、本発明における電圧供給装置１においては、電圧供給装置１側にて一次電池１１の出力電圧低下を判定することができるため、例えば電源容量の異なる一次電池１１を使用する際でも、モータ制御装置２および図示しない絶対位置検出器の設定を変更することなく、電圧供給装置１内部の電圧検出部１２の設定のみを変更することで対応することができる。これにより、一次電池１１の種類を変更する場合においても、モータ制御システムとして安価に対応することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明は、バックアップ用電源電圧を絶対位置検出装置に供給する電圧供給装置に有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１  電圧供給装置、２  モータ制御装置、３  モータ、４  絶対位置検出装置、５  コントローラ、６  定電圧供給部、１１  一次電池、１２  電圧検出部、１３  第１の定電圧電源回路、１４  第２の定電圧電源回路、１５  出力電圧選択部、１６  第１の定電圧電源回路、１７  第２の定電圧電源回路、２１  定電圧電源回路、２２  異常検出部、２３  制御回路、２４  スイッチング回路、４１  絶対位置検出部、４２  位置データ保持回路、４３  電圧低下検出部、６１  定電圧供給部。
【要約】
【課題】単体の一次電池を使用した場合においても電池交換猶予期間を確保して絶対位置検出装置に保持された位置データの消失を防止することができる電圧供給装置を得る。
【解決手段】電圧供給装置１は一次電池１１と定電圧供給部６とを備え、定電圧供給部６には、一次電池１１の出力電圧の低下を判定するための判定値が設定され、前記定電圧供給部６は、前記一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が前記判定値を下回るまで、前記一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を前記定電圧供給部６が定常時に出力する定常電圧レベルの電圧に変換して前記絶対位置検出装置４に供給し、前記一次電池１１の出力電圧Ｖ１１が前記判定値を下回ったとき、前記一次電池１１の出力電圧Ｖ１１を前記絶対位置検出装置４が位置データを保持できなくなる電圧レベルより高く、かつ、前記定常電圧レベルよりも低い電圧に変換して前記絶対位置検出装置４に供給する。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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