(57)【要約】      （修正有）【課題】電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダにおける制御方法でおいて、回生制動によって発生した電力を有効利用できる電動シリンダの制御方法を提供する。【解決手段】電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により電動機に回生制動よる電力を発生させ、この発生した電力を前記電動機の電源に送って電動機の駆動に利用することを特徴とする。【選択図】図１
2005110329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダにおける制御方法であって、
前記電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により前記電動機に回生制動よる電力を発生させ、この発生した電力を前記電動機の電源に送って前記電動機の駆動に利用することを特徴とする電動シリンダの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電動シリンダの制御方法において、
前記電動機で発生した電力を一時蓄積して前記電動機の起動に利用することを特徴とする電動シリンダの制御方法。
【請求項３】
電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により前記電動機に回生制動よる電力を発生させ、この発生した電力を前記電動機の駆動に利用するための制御装置であって、
前記電動機に電気的に接続されて前記回生制動で発生した交流を直流に変換するインバータと、
このインバータに電気的に接続されて前記インバータからの直流の一部を一時的に蓄積するコンデンサと、
このコンデンサに電気的に接続されてコンデンサおよび前記インバータからの直流を前記電動機の駆動に利用すべく交流に変換するコンバータと、
を備えたことを特徴とする電動シリンダの制御装置。
【請求項４】
電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により、前記電動機に回生制動による電力を発生させ、この発生した電力を蓄積して前記電動機の起動に利用するための制御装置であって、
前記電動機に電気的に接続されて前記回生制動で発生した交流を直流に変換するインバータと、
このインバータに電気的に接続されて前記インバータからの直流を蓄積する第１コンデンサと、
この第１コンデンサに電気的に接続されて第１コンデンサおよび前記インバータからの直流を一時的に蓄積する第２コンデンサと、
この第２コンデンサに電気的に接続されて第２コンデンサおよび前記第１コンデンサからの直流を前記電動機の起動に利用すべく交流に変換するコンバータと、
を備えたことを特徴とする電動シリンダの制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電動シリンダの制御装置において、
前記電動機に前記インバータを付設した前記電動シリンダを複数個設けたことを特徴とする電動シリンダの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動シリンダの制御方法およびその制御装置に係り、より詳しくは電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダにおける制御方法およびその制御装置に関する。      
【背景技術】
【０００２】
従来、電動シリンダにおいては伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性による物体の変動を制動するのに、機械式制動ブレーキや回生制動が一般に使用されてきている。そして、回生制動によって発生した電力は回生抵抗器によって熱に変換されて外部に放出されているだけである（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４-２８１１８号一方、電動機の起動には通常、連続駆動時よりも多くの電力が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回生制動によって発生した電力を有効利用できる電動シリンダの制御方法およびその制御装置を提供することにある。      
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために請求項１の電動シリンダの制御方法は、電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダにおける制御方法であって、前記電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により前記電動機に回生制動よる電力を発生させ、この発生した電力を前記電動機の電源に送って前記電動機の駆動に利用することを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２の電動シリンダの制御方法は、請求項１に記載の電動シリンダの制御方法において、前記電動機で発生した電力を一時蓄積して前記電動機の起動に利用することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項３の電動シリンダの制御装置は、電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により前記電動機に回生制動よる電力を発生させ、この発生した電力を前記電動機の駆動に利用するための制御装置であって、前記電動機に電気的に接続されて前記回生制動で発生した交流を直流に変換するインバータと、このインバータに電気的に接続されてインバータからの直流の一部を一時的に蓄積するコンデンサと、このコンデンサに電気的に接続されてコンデンサおよび前記インバータからの直流を前記電動機の駆動に利用すべく交流に変換するコンバータと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の電動シリンダの制御装置においては、電動機の回生制動で発生した交流がインバータによって直流に変換され、続いて、この直流は一部がコンデンサに一時的に蓄積されながら、コンバータによって交流に変換されて電動機の駆動に利用される。
【０００８】
また、請求項４の電動シリンダの制御装置は、電動機の出力軸の回転運動をねじ機構によって直線運動に変換する電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により、前記電動機に回生制動による電力を発生させ、この発生した電力を蓄積して前記電動機の起動に利用するための制御装置であって、前記電動機に電気的に接続されて前記回生制動で発生した交流を直流に変換するインバータと、このインバータに電気的に接続されて前記インバータからの直流を蓄積する第１コンデンサと、この第１コンデンサに電気的に接続されて第１コンデンサおよび前記インバータからの直流を一時的に蓄積する第２コンデンサと、この第２コンデンサに電気的に接続されて第２コンデンサおよび前記第１コンデンサからの直流を前記電動機の起動に利用すべく交流に変換するコンバータと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の電動シリンダの制御装置においては、電動機の回生制動で発生した交流が、インバータによって直流に変換された後第１コンデンサに蓄積される。そして、電動シリンダの電動機の起動時に、第１コンデンサに蓄積された直流は一部が第２コンデンサに蓄積されながらコンバータによって交流に変換されて電動機の起動に利用される。
【００１０】
なお、本発明における電動機とはいわゆるインバータモータやＡＣサーボモータなどのことをいう。
またなお、本発明において、回生制動とは、電動機を機械的に回転させるとこの電動機は発電機として作用し、その発生電力を電源へ返し他で消費させるとその反作用でその発電機の作用をしている電動機の回転を止めようとする制動力が働く原理をいう。
【００１１】
またなお、電動シリンダの伸縮ロッドを介して下降または水平移動する物体の重量および／または慣性が、前記電動機に回生制動よる電力を発生させる。本発明はこの回生制動よって発生した電力を有効利用するものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明から明らかなように本発明は、前記電動シリンダの伸縮ロッドに作用する物体の重量および／または慣性により前記電動機に回生制動よる電力を発生させ、この発生した電力を前記電動機の電源に送って前記電動機の駆動にまたは起動に利用するから、回生制動によって発生した電力を有効利用できるなどの優れた実用的効果を奏する。        
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した物体の昇降装置について図１〜図６に基づき詳細に説明する。本昇降装置は図４に示すように、固定配設した上向きの電動シリンダ４１と、電動シリンダ４１の伸縮ロッドの上端にその基端を固着し、左右方向へ適宜の間隔をおいて軸支された２個の滑車４２・４３に架け渡し、かつその先端に物体Ｗを掛止させたチェーン４４とで構成してある。また、前記電動シリンダ４１は、図５に示すように、電動機５１と、この電動機５１の右側面にこれの出力軸と平行して装着したシリンダ本体５２と、このシリンダ本体５２に内装したボールねじ機構５３と、前記シリンダ本体５２に内装しかつ前記ボールねじ機構５３のナット５４に固着した伸縮ロッド５５と、前記電動機５１の出力軸と前記ボールねじ機構５３のねじ棒５６とを連結する伝動機構５７と、前記ねじ棒５６の下端寄り位置に装着したブレーキ５８と、前記ねじ棒５６の下端に装着した位置検出器５９とで構成してある。
【００１４】
さらに、図４に示すように、前記電動シリンダ４１の電動機５１にはシーケンサ４５を付設した制御装置４６が電気的に接続してあり、この制御装置４６は、図１に示すように、前記電動機５１に電気的に接続されて回生制動で発生した交流を直流に変換するインバータ１と、このインバータ１に電気的に接続されてインバータ１からの直流の一部を一時的に蓄積するコンデンサ２と、このコンデンサ２に電気的に接続されてコンデンサ２および前記インバータ１からの直流を前記電動機５１の駆動に利用すべく交流に変換するコンバータ３と、で構成してある。
【００１５】
このように構成したものは、電動シリンダ４１の伸縮ロッド５５の伸長作用により物体Ｗが上昇した状態から、電動シリンダ４１の伸縮ロッド５５の収縮作用により物体Ｗを下降させると、図６に示すように、物体Ｗの重量および／または慣性により電動機５１には回生制動よる交流の電力（回生電流）が発生する。この発生した交流はインバータ１によって直流に変換された後、一部がコンデンサ２に蓄積されながらコンバータ３によって交流に変換され、続いて電動機５１の電源に送られて電動機５１の駆動に利用される。
【００１６】
こうして、回生制動よる電力を電動機５１の電源として利用することにより、物体Ｗを昇降させるために電動シリンダ４１で消費する電力を３０〜５０％削減することができた。
【００１７】
なお、図２に示すように、前記電動機５１に電気的に接続されて回生制動で発生した交流を直流に変換するインバータ２１に、このインバータ２１からの直流を蓄積する第１コンデンサ２２を電気的に接続し、この第１コンデンサ２２に第１コンデンサ２２および前記インバータ２１からの直流を一時的に蓄積する第２コンデンサ２３を電気的に接続し、さらにこの第２コンデンサ２３に第２コンデンサ２３および前記第１コンデンサ２２からの直流を前記電動機５１の起動に利用すべく交流に変換するコンバータ２４を電気的に接続して、上述したように電動機５１における回生制動によって発生した交流をインバータ２１によって直流に変換した後、第１コンデンサ２２に蓄積する。そして、第１コンデンサ２２に蓄積した電力を電動機５１の起動時に電動機５１に送って電動機５１の起動に利用するようにしてもよい。
【００１８】
またなお、図３に示すように、図２に示す制御装置４６において１個の電動機５１の代わりに、前記電動機５１に前記インバータ２１を付設した前記電動シリンダ４１を複数個設けものにしても同様の作用効果が得られるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の制御装置の第１実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の制御装置の第２実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明の制御装置の第３実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用した物体の昇降装置の模式図である。
【図５】図４の昇降装置における電動シリンダの模式図である。
【図６】昇降装置において物体の下降時における電流の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２０】
１；２１  インバータ
２  コンデンサ
３
；２４
コンバータ
２２  第１コンデンサ
２３  第２コンデンサ
４１  電動シリンダ
５１  電動機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005110329.tif 000006
【図５】
2005110329.tif 000007
【図６】
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