(57)【要約】【課題】商用電源の電圧変動そして負荷変動に対応して、高効率な文書細断装置を提供することを目的とする。【解決手段】細断機構の駆動用の三相誘導電動機１と、該三相誘導電動機１の入力側に接続されて商用電源３からの電力を直流に変換する直流電源装置４と、該直流電源装置４からの電力を三相として上記三相誘導電動機１へ供給するインバータ２と、該インバータ２の負荷を検出する検出装置と、該検出装置での検出負荷信号にもとづきインバータ２へ指令信号を発する制御装置７とを有している文書細断装置において、直流電源装置４はアクティブフィルタ電源６を有し、制御装置７は上記検出負荷信号にもとづき直流電源装置４のアクティブフィルタ電源６のスイッチオンの幅を変える信号を該直流電源装置４へ発すると共に周波数を変える信号をインバータ２に発する。【選択図】  図１
2004260964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源から電力を受ける誘導電動機により細断機構を回転駆動する文書細断装置であって、細断機構の駆動用の三相誘導電動機と、該三相誘導電動機の入力側に接続されて商用電源からの電力を直流に変換する直流電源装置と、該直流電源装置からの電力を三相として上記三相誘導電動機へ供給するインバータと、該インバータの負荷を検出する検出装置と、該検出装置での検出負荷信号にもとづきインバータへ指令信号を発する制御装置とを有している文書細断装置において、直流電源装置はアクティブフィルタ電源を有し、負荷信号は周波数もしくは負荷電流であり、制御装置は上記検出負荷信号にもとづき直流電源装置のアクティブフィルタ電源のスイッチオンの幅を変える信号を該直流電源装置へ発すると共に周波数を変える信号をインバータに発することを特徴とする文書細断装置。
【請求項２】
検出装置は、インバータの負荷電流を検出し、制御装置は、負荷電流増大時に直流電源装置の出力電圧を上げかつインバータの出力周波数を下げるようになっていることとする請求項１に記載の文書細断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文書細断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
文書細断装置は、二つの平行な軸体にそれぞれ多数の円板状の回転カッタが取り付けられ、両軸体上の回転カッタ同士が互いに噛み合っており、紙葉類を回転カッタの噛み合い側縁にて剪断によって細断する。
【０００３】
上記軸体は、通常、商用電源が電力を受けて回転する誘導電動機、もしくは商用電源を整流器で直流化された電力を受けて回転する直流電動機によって、減速機を介して駆動されている。誘導電動機は、効率の点で三相誘導電動機（三相モータ）が用いられることがあり、その例として、特許文献１に開示されるものがある。
【０００４】
特許文献１では、三相モータへは、商用電源からの交流を直流化する整流器と、整流器からの直流を電圧上昇させることができる直流中間回路と、該直流中間回路からの直流を所定の交流に変換するインバータとを経て電力を供給している。モータの負荷変動に対しては、モータの速度をタコメータで検出して、その検出信号をインバータへフィードバックしてインバータの出力を調整している。
【０００５】
より具体的には、上記の整流器そして直流中間回路としては、倍電圧回路が広く用いられてきた。例えば、添付図面の図２に見られるように、直流電源装置５１は、整流器５２と倍電圧回路５３とを有し、商用電源５４からの交流を整流器５２で整流し、これを上記倍電圧回路５３で異極が直列接続されたコンデンサによって倍電圧とすると共に直流化し、これをインバータ５５に供給している。インバータ５５から所定周波数の電力を受ける三相モータ５６は、その負荷信号が検出され、その信号にもとづき、制御装置５７によって上記インバータ５５を制御して、周波数を調整している。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２１０５８４（図１、段落〔００１２〕〜〔００１４〕）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術において、商用電源からの入力電圧が降下したときにトルクを十分に得られないという問題があった。先ず、特許文献１にあっては、例えば、周辺の他の機器の作動による商用電源における上記入力電圧の一時的な変動、特に電圧降下に対応できない。特許文献１には、選択的に直流中間回路は電圧上昇デバイスを用いることができ、これにより特定の状況下で、極めて高い電圧を供給できる、と記載されている。しかし、これは、この直流中間回路の設定出力電圧を上昇変更させた後は再び設定しなおすまでは一定値を保つものと考えられ、周囲条件による電圧変動に応じて自動的に追従して対応するものではない。これを裏付けると思われるが、特許文献１では、モータの速度はインバータにフィードバックされてその周波数を制御しているが、上記電圧降下のためにきたすモータにおける変動は何ら上記直流中間回路へフィーとバックされていない。
【０００８】
また、図２の方式にあっても、モータの運転状況は何ら直流電源装置５１にフィードバックされておらず、やはり上記商用電源における電圧変動に対応できない。そして、コンデンサを用いた倍電圧方式であるために、電圧波形に対し電流波形が比例的でなく異なる波形をなし、その結果、力率が低下する。また、高調波ノイズをも生ずる。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑み、商用電源側での電圧変動があっても、一定の電圧をインバータに供給して、高い力率を維持し、高調波ノイズを生じない文書細断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る文書細断装置は、商用電源から電力を受ける誘導電動機により細断機構を回転駆動するようになっており、細断機構の駆動用の三相誘導電動機と、該三相誘導電動機の入力側に接続されて商用電源からの電力を直流に変換する直流電源装置と、該直流電源装置からの電力を三相として上記三相誘導電動機へ供給するインバータと、該インバータの負荷を検出する検出装置と、該検出装置での検出負荷信号にもとづきインバータへ指令信号を発する制御装置とを有している。
【００１１】
かかる文書細断装置において、本発明では、直流電源装置はアクティブフィルタ電源を有し、負荷信号は周波数もしくは負荷電流であり、制御装置は上記検出負荷信号にもとづき直流電源装置のアクティブフィルタ電源のスイッチオンの幅を変える信号を該直流電源装置へ発すると共に周波数を変える信号をインバータに発することを特徴としている。
【００１２】
このような構成の本発明装置では、例えば、本発明装置たる文書細断装置以外の、周囲の他の機器の始動によって一時的に商用電源電圧が降下したときには、本発明装置の三相誘導電動機に供給するインバータの負荷が変動することとなり、その変動せる検出負荷信号としての周波数もしくは負荷電流にもとづいて制御装置が指令信号を発し、直流電源たるアクティブフィルタ電源のスイッチオンの幅を変えてインバータへ供給する直流電源電圧を調整する。また、文書細断負荷の変動があったときでもインバータの負荷が変動することとなるので、これの場合も、同様に電圧調整される。また、この電圧は、アクティブフィルタ電源装置により得られるので、十分に平滑化されていて、倍電圧方式にような高調波ノイズの問題はない。さらに、制御装置は、上記電圧調整と同時負荷変動に対応する周波数の変更をもインバータに指令し、細断負荷に対応したカッタ回転数に調整する。
【００１３】
本発明において、検出装置は、インバータの負荷電流を検出し、制御装置は、負荷電流増大時に直流電源装置の出力電圧を上げかつインバータの出力周波数を下げるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１において、本実施形態の文書細断装置は、細断機構（図示せず）が三相誘導電動機１によって駆動を受けるようになっている。該細断機構自体は、従来装置のものと同じであり、二本の軸体を有し、各軸体には多数の円板状のカッタがスペーサを介して設けられていて、両軸体のカッタ同士がカッタ周縁側面で噛み合っており、紙葉類を剪断力で細断するようになっている。両軸体の一方が上記三相誘導電動機１の出力軸と減速機を介して接続されて駆動を受けており、他方はベルトあるいはチェーン等により上記一方の軸体により駆動されている。
【００１６】
上記三相誘導電動機１の入力側には、インバータ２が接続されている。該インバータ２は、商用電源３、例えばＡＣ１００Ｖ（５０Ｈｚ）の電力が一旦直流電源装置４で直流化されたものを受けてこれを三相に変換して上記三相誘導電動機１へ供給する。上記インバータ２と直流電源装置４とは、検出装置（図示せず）をも有する制御装置７が接続されていて、インバータの負荷信号にもとづき、該直流電源装置４とインバータ２を制御するようになっている。
【００１７】
上記直流電源装置４は、整流部５とアクティブフィルタ電源６を有している。整流部５は商用電源３からの電力に対して両波整流を行ない、アクティブフィルタ電源６はトランジスタ６Ａでのスイッチオンの幅が制御装置７からの指令により可変で出力電圧の昇降が自在となっていて、この電圧昇降調整後コンデンサ６Ｂで平滑化してインバータ２へ電圧を印加する。上記整流部５とアクティブフィルタ電源６自体は周知であり、これ以上の説明は省略する。
【００１８】
制御装置７は上述のごとく検出装置をも有しており、検出装置によってインバータ２の負荷信号を検知し、これに応じてアクティブフィルタ電源６とインバータ２へ指令信号を発するようになっている。上記インバータ２の負荷信号は、例えば、インバータの周波数又は負荷電流であり、アクティブフィルタ電源６への指令信号は上記負荷信号の変動にもとづくトランジスタ６Ａのスイッチオンの幅の変更指令、そしてインバータ２への指令信号は周波数切換指令である。
【００１９】
かかる本発明において、本発明の文書細断装置以外の他の周囲機器の始動による商用電源３の電圧の降下によりインバータ２への入力電圧が低下したり、あるいは文書細断装置の細断枚数の増大時の負荷変動によりインバータ２の出力が十分でなくなったりした場合、上記検出装置によるインバータ２の負荷信号（周波数又は負荷電流）（例えば、最大電流が固定されているときには、インバータ２の周波数低下）の検知にもとづき、制御装置７は上記アクティブフィルタ電源６のトランジスタ６Ａのスイッチオンの幅を広げる指令を該アクティブフィルタ電源６に発すると共に、周波数低下の指令をインバータ２に発する。かくして、上記スイッチオンの幅を広げることでコンデンサ６Ｂの充電量は増大してインバータ２への入力電力は上昇し、商用電源の電圧降下に対応できる。また、インバータ２への指令にもとづいて該インバータ２の周波数を低下させることによって、細断負荷の増大時にはカッタの回転数を低下させることでトルクを上げることができ、適切な対応がなされる。勿論、商用電源の電圧回復時そして細断負荷の低減時には、上記と逆方向に作用する。
【００２０】
アクティブフィルタ電源は、高調波発生源の電源電圧での高調波成分を打ち消すような制御原理にもとづくものなので、電圧上昇制御時にもきわめて平滑化した出力となり高調波ノイズの原因とならないし、また、インバータでの電圧と電流は比例的であるので、力率が常に高い状態で使用される。すなわち、文書細断装置としては、省エネルギー、低騒音、低発熱のもとで、大きな細断負荷への対応が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、本発明装置の周囲で他の機器が同時に使用されて商用電源の電圧が変動して降下したり、あるいは負荷が増大したときの電動機の負荷電流の変動に対応する値を制御装置にフィードバックして、インバータの周波数を制御すると共に、アクティブフィルタ電源のパルス幅を変えることによって電圧をも制御することとしたので、上記商用電源の電圧変動があってもあるいは負荷変動があってもこれに対応でき常に高い力率での運転が可能であり、電動機での発熱も小さく長時間細断が可能となる。また、直流電圧はアクティブフィルタ電源によって得られるので、倍電圧方式とは異なり、高調波ノイズが発生せず、電動機での騒音の低下にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成を示す図である。
【図２】従来の装置の概要構成を示す図である。
【符号の説明】
１  三相誘導電動機
２  インバータ
４  直流電源装置
６  アクティブフィルタ電源
７  制御装置
【図１】
2004260964.tif 000003
【図２】
2004260964.tif 000004