(57)【要約】【課題】ＡＣモータへの電力の供給印加の可否を判断して安全の確保を図ることのできるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ駆動装置は、モータ駆動線３３とエンコーダ線３９とをこれらの電線の中間位置で接離する対をなすコネクタ５０を有していて電源側とモータ１０およびエンコーダ部２０が設けられている被動側とが通電そして遮断可能となっており、コントローラ３０は、エンコーダ部２０の信号処理部２３での電流の有無を検出する検出回路３７を有し、上記対をなすコネクタ５０が分離状態にあって、商用電源３１のコントローラ３０への電力供給にもかかわらず該検出回路３７で上記エンコーダ部２０の信号処理部２３での電流を検出できないときに、駆動スイッチ３５の入力にかかわらずモータ駆動線３３を遮断してモータ１０へ電力を供給しないモードとするように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動スイッチを有し該駆動スイッチの入力時に商用電源からの電力を出力するコントローラと、該コントローラからモータ駆動線を経て電力を受けて駆動されるモータと、モータの回転検出用のエンコーダ部と、エンコーダ部を駆動する直流電源と、該直流電源をエンコーダ部に接続するエンコーダ線およびエンコーダ部の信号処理部からの出力信号たるエンコーダ信号をコントローラへ送るエンコーダ信号線とを有するモータ駆動装置において、
モータ駆動線とエンコーダ線とをこれらの電線の中間位置で接離する対をなすコネクタを有していて電源側とモータおよびエンコーダ部が設けられている被動側とが通電そして遮断可能となっており、
コントローラは、エンコーダ部の信号処理部での電流の有無を検出する検出回路を有し、上記対をなすコネクタが分離状態にあって、商用電源のコントローラへの電力供給にもかかわらず該検出回路で上記エンコーダ部の信号処理部での電流を検出できないときに、駆動スイッチの入力にかかわらずモータ駆動線を遮断してモータへ電力を供給しないモードとするように構成されていることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
モータ駆動線とエンコーダ線は、一括して接離する一対のコネクタで接続されることとする請求項１のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを起動させる際に安全性を確保するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転に関し異常があった場合、これを検出してモータの回転を停止させる制御技術は特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、制御対象をＤＣサーボモータとしていて、該モータの回転検出用としてのエンコーダから得られる速度検出データと目標速度データとの間の差を常時検出していてこの差が一定値を超えたときに異常回転と判断してモータの駆動を停止している。
【０００４】
この特許文献１では、モータ起動指令瞬時ではなく、モータ起動後、定常回転すべき一定時間経過してから、上記異常回転を検出している。異常はモータ起動指令瞬時にも生じ得るが、特許文献１では、モータ起動指令瞬時に異常があっても、比較的短時間後に、すぐに定常回転になることを予測してこれを上記エンコーダで検出することで対処できるし、またモータに印加される電圧がＤＣで低電圧であるが故に、モータ起動指令瞬時での異常を問題としてないものと考えられる。だが、印加電圧が低電圧であっても、異常に対し、モータ起動のための電源投入瞬時に対処できる方が良いことは論ずるまでもないことである。
【０００５】
また同様の考えを単純化すれば、モータに電圧を印加した一定時間後に回転しているか否かだけを判断することで異常を検出することが可能であり、商用電源を印加するが故に速度制限を行えないＡＣモータを駆動する場合にも、上述のＤＣサーボモータに対処していた方法が適用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２３７９８３
【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、上述したような商用電源を印加するＡＣモータに対して特許文献１の技術を適用すると、短時間とは言え、モータ起動指令を発してから一定時間経過後でないと異常が発見できないので、その間、特に人間の安全性についての問題が残る。通常、商用電源をＡＣモータへ印加するためのモータ駆動線は、モータを用いた装置の取付工事の便宜上、該モータ駆動線を電力供給側となるコントローラ側とモータ側に分離する一対のコネクタで接続されている。装置の取付工事終了後で運転前に、上記コネクタが分離状態にあり接点が露呈する異常箇所がある不測な事態には、ＡＣモータへの電圧印加（駆動スイッチ入力）瞬時に操作者の指が異常箇所に触れていると、商用電源の短絡という事態を惹起し、大変危険であり、大きな問題となる。
【０００８】
かかる事情に鑑み、本発明は、モータが商用電源から電力を受けるＡＣモータであっても、電源投入と同時に異常を検知し、あるいは電源投入後のコネクタ外れの異常発生と同時にその異常を検知し、ＡＣモータへの電力の供給印加の可否を判断して安全の確保を図ることのできるモータ駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るモータ駆動装置は、駆動スイッチを有し該駆動スイッチの入力時に商用電源からの電力を出力するコントローラと、該コントローラからモータ駆動線を経て電力を受けて駆動されるモータと、モータの回転検出用のエンコーダ部と、エンコーダ部を駆動する直流電源と、該直流電源をエンコーダ部に接続するエンコーダ線およびエンコーダ部の信号処理部からの出力信号たるエンコーダ信号をコントローラへ送るエンコーダ信号線とを有する。
【００１０】
かかるモータ駆動装置において、本発明では、モータ駆動線とエンコーダ線とをこれらの電線の中間位置で一括してあるいは個々に接離する対をなすコネクタを有していて電源側とモータおよびエンコーダ部が設けられている被動側とが通電そして遮断可能となっており、コントローラは、エンコーダ部の信号処理部での電流の有無を検出する検出回路を有し、上記対をなすコネクタが分離状態にあって、商用電源のコントローラへの電力供給にもかかわらず該検出回路で上記エンコーダ部の信号処理部での電流を検出できないときに、駆動スイッチの入力にかかわらずモータ駆動線を遮断してモータへ電力を供給しないモードとするように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成の本発明によると、対をなすコネクタが外れて分離状態にあるときには、モータ駆動線を遮断して電力供給を停止する非接続モード（制御モード）となり、駆動スイッチの入力時でもモータは回転しない。当然のことながら、モータ駆動線のみならずエンコーダ線も外れていると、回転を示すエンコーダ部におけるエンコーダ信号も、また、エンコーダ部の信号処理部での信号処理のための電流も発生しない。本発明では、この電流が発生しない状態をコントローラの検出回路が検出する。したがって、コントローラは、駆動スイッチが電源投入状態にあるにもかかわらず、検出回路が上記電流が無いと判定するので、非接続モードへと移行する。非接続モードでは駆動スイッチの入力前あるいは入力後に、コネクタの外れによりコネクタの接点が露呈していても、モータ駆動線が遮断されていて電力の供給がなされていないので、コネクタでの商用電源の短絡等の事故は未然に防止される。したがって、本発明は、モータの種類にかかわらず任意の形式のモータに適用でき、安全性が確保される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、以上のように、コントローラへの電力供給時あるいは電力供給後に、モータの回転を検出するためのエンコーダ部に設けられた信号処理部での電流の有無を、コントローラに設けられた検出回路により検出し、コントローラが、該電流が「無」のときに、非接続モードへ移行しモータ駆動線でのモータへの電力供給を不可とするので、モータ起動直後あるいはその後でのモータ駆動線における商用電源の短絡による事故を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態としてのモータ駆動装置の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の一例として、上下動可能なスクリーンやシャッタ等（図示せず。以下、単に「スクリーン」という）の巻取りそして巻戻し用の駆動部に設けられたモータを駆動するための装置について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態としてのモータ駆動装置の概要構成図である。該モータ駆動装置は、スクリーンを上下動させるためのモータ１０と、該モータ１０の回転検出用のエンコーダ部２０と、該商用電源からの電力を出力しモータ１０に供給するコントローラ３０とを有している。本実施形態では、モータ１０が商用電源ＡＣ１００Ｖで駆動されるＡＣ単相モータである場合について説明するが、モータの種類はこれに限られず、いかなる電源で駆動されるモータであってもよい。該モータ１０はスクリーンの巻取軸の端部に設けられており、該モータ１０が回転駆動して上記巻取軸でスクリーンを巻き取ることによりスクリーンが上昇し、また、巻き戻すことによりスクリーンが下降する。本実施形態では、モータ１０の回転方向について、スクリーンを上昇させるような回転方向を正回転方向とし、スクリーンを下降させるような回転方向を逆回転方向とする。
【００１６】
本実施形態では、モータ１０は、スクリーンの巻取り（上昇）あるいは巻戻し（下降）が完了した時点で、回転を停止するようになっている。モータ１０の回転角度位置について、スクリーンの巻取りが完了した時点での位置を「正回転停止位置」、スクリーンの巻戻しが完了した時点での位置を「逆回転停止位置」といい、両者を特に区別する必要がない場合には、単に「回転停止位置」という。モータ１０の回転停止位置は予め設定可能である。
【００１７】
エンコーダ部２０は、一例として、モータ１０の軸体に取り付けられているホイール２１と、このホイール２１に対向して位置するセンサ２２と、該センサ２２からの検出信号にもとづいてエンコーダ信号を発生する信号処理部２３とを有している。ホイール２１は、光学的、電磁的、誘導式、容量式等のいずれかによるコード化のための複数のセクタが周囲に設けられている。センサ２２は、該セクタの周方向移動を検知する要素であり、信号処理部２３に接続されている。該信号処理部２３は、センサ２２からの検知信号を受けて、モータの回転の有無、回転速度、回転角度位置等のモータの回転に関する諸元を算出する演算を行い、これらをエンコーダ信号として発生する。
【００１８】
モータ１０には、該モータ１０の回転駆動を制御するコントローラ３０が接続されている。該コントローラ３０は、ＡＣ１００Ｖの商用電源３１とモータ１０とを、リレー３２を介して接続するモータ駆動線３３を有し、該モータ駆動線３３を経てモータ１０に商用電源３１からの電力を供給するようになっている。該モータ駆動線３３には、リレー３２の手前位置（商用電源３１側の位置）で、ＤＣ電源３４が接続されていて、該ＤＣ電源３４は、商用電源３１のＡＣ１００Ｖを受けて所定電圧のＤＣ電圧を発生する。該ＤＣ電源３４には、リレー３２、駆動スイッチ３５、エンコーダ電源３６、検出回路３７そしてＣＰＵ３８が接続されていて、該ＤＣ電源３４がこれらに駆動のための直流電力を供給している。この直流電力の供給の様子は、図１にて破線で示されている。
【００１９】
リレー３２は、モータ駆動線３３の中間位置に設けられており、スイッチの開閉状態に応じて、商用電源３１からモータ１０への電力の供給を許容あるいは遮断するようになっている。該リレー３２は、後述するように、ＣＰＵ３８からの制御信号を受けて上記スイッチの開閉状態が切り換えられる。
【００２０】
図１では、リレー３２において一つのスイッチのみが示されているが、実際には、リレー３２は複数のスイッチを有しており、各スイッチの開閉状態の組み合わせによってモータ１０の正回転そして逆回転が可能となっている。以下、リレー３２の複数のスイッチの開閉状態について、モータ１０を正回転させるための開閉状態を「正回転接続状態」、モータ１０を逆回転させるための開閉状態を「逆回転接続状態」といい、両者を区別する必要がない場合には、単に「接続状態」という。また、モータ１０を停止させるために全てのスイッチが「開」となっていて該モータ１０への電力の供給が遮断された状態を「非接続状態」という。また、コントローラ３０のモードについて、該リレー３２が接続状態にあるときのモードを「接続モード」、非接続状態にあるときのモードを「非接続モード」という。
【００２１】
駆動スイッチ３５は、操作者によるボタン操作を受けてスクリーンの移動方向を入力するためのスイッチであり、スクリーンを上昇させるための上操作ボタン３５Ａと、スクリーンを下降させるための下操作ボタン３５Ｂとを有している。
【００２２】
エンコーダ電源３６は、エンコーダ線３９を介してエンコーダ部２０の信号処理部２３に接続されており、該信号処理部２３へ直流電力を供給している。
【００２３】
検出回路３７は、エンコーダ部２０の信号処理部２３と接続されており、該信号処理部２３での電流の有無を検出し、該電流の有無に応じた検出信号を発生する。本実施形態では、検出回路３７は、信号処理部２３での電流を検出したときには、該電流が「有」であるとする「電流検出信号」を発生し、信号処理部２３での電流を検出しなかったときには、該電流が「無」であるとする「電流非検出信号」を発生する。
【００２４】
本実施形態では、図１に見られるように、モータ駆動線３３とエンコーダ線３９は、これらの電線の中間位置でコネクタ５０によって一括して接離されるようになっている。該コネクタ５０の接離により、コントローラ３０が設けられている電源側と、モータ１０及びエンコーダ部２０が設けられている被動側とが、通電そして遮断可能となっている。上記コネクタ５０は、モータ駆動線３３のコネクタとエンコーダ線３９のコネクタとを別個に有していて、それぞれ接離可能とすることとなっていてもよい。
【００２５】
ＣＰＵ３８は、コントローラ３０の駆動スイッチ３５及び検出回路３７、そしてエンコーダ部２０の信号処理部２３からのそれぞれの信号にもとづいて、リレー３２の開閉状態を切り換える制御を行う。
【００２６】
ＣＰＵ３８は、操作者によって駆動スイッチ３５の上操作ボタン３５Ａが押されたときには、リレー３２を正回転接続状態とし、下操作ボタン３５Ｂが押されたときには、リレー３２を逆回転接続状態とする。
【００２７】
また、ＣＰＵ３８は、エンコーダ信号線４０を介してエンコーダ部２０の信号処理部２３に接続されており、エンコーダ信号線４０を経て信号処理部２３からのエンコーダ信号を受けるようになっている。該ＣＰＵ３８は、該エンコーダ信号を受けることにより常時モータ１０の回転角度位置等の情報を取得しており、該モータ１０が回転停止位置に達するまでは、リレー３２の回転接続状態を維持するための制御信号を該リレー３２に送信し、該モータ１０が回転停止位置に達したときには、リレー３２を非接続状態とするための制御信号を該リレー３２に送信する。
【００２８】
また、ＣＰＵ３８は、検出回路３７からの検出信号が、信号処理部２３での電流が「有」であるとする「電流検出信号」であるときには、リレー３２を接続状態として、該モータ１０を駆動可能とする。一方、検出回路３７からの検出信号が、信号処理部２３での電流が「無」であるとする「電流非検出信号」であるときには、ＣＰＵ３８は、操作者により駆動スイッチ３５が操作されていたとしても、リレー３２を非接続状態とする。つまり、コントローラ３０を非接続モードへと移行し、モータ１０への電力供給を不可とする。
【００２９】
以下、ＣＰＵ３８によるリレー３２の制御動作を、一対のコネクタ５０が接続されている正常時と、該コネクタ５０が分離して接続されていない異常時とに分けて説明する。
【００３０】
＜正常時におけるＣＰＵ３８の動作＞
コネクタ５０が接続されてモータ駆動装置が運転可能状態である正常時には、リレー３２が接続状態にあれば、商用電源３１からの電力がモータ駆動線３３を経てモータ１０へ供給されるようになる。また、エンコーダ部２０の信号処理部２３にはエンコーダ電源３６からの電力がエンコーダ線３９を経て供給されている。したがって、検出回路３７は、信号処理部２３での電流を検出し、該電流が「有」であるとする電流検出信号を発生する。このようにＣＰＵ３８が検出回路３７から該電流検出信号を受けているときには、コントローラ３０は接続モードに移行する。該接続モードでは、操作者によって駆動スイッチ３５の操作ボタン３５Ａ，３５Ｂが操作されると、該ＣＰＵ３８は、その操作に応じた制御信号を発生し、リレー３２の接続状態を「正回転接続状態」あるいは「逆回転接続状態」とする。この結果、操作ボタン３５Ａ，３５Ｂの操作に応じた接続状態となったリレー３２を介して商用電源３１からの電力がモータ１０へ供給され、該モータ１０が回転駆動する。
【００３１】
＜異常時におけるＣＰＵ３８の動作＞
コネクタ５０が何らかの原因で外れてしまっていて接続されていない異常時には、該コネクタ５０の位置において、モータ駆動線３３そしてエンコーダ線３９がそれぞれ通電しておらず、モータ駆動線３３及びエンコーダ線３９のそれぞれの接点部が露呈している。このとき、検出回路３７は、信号処理部２３での電流を検出しないので、該電流が「無」であるとする電流非検出信号を発生する。このようにＣＰＵ３８が検出回路３７から該電流非検出信号を受けているときには、コントローラ３０が非接続モードに移行し、ＣＰＵ３８は、常時、リレー３２を非接続状態とする制御信号を発生する。つまり、この非接続モードでは、駆動スイッチ３５の入力操作前から、リレー３２がすでに非接続状態になっている。したがって、この非接続モードのもとで、操作者が誤って駆動スイッチ３５を入力操作した場合であっても、リレー３２が接続状態になることはなく、非接続状態に維持される。この結果、コネクタ５０において電圧が生じることがないので、上記操作者がコネクタ５０で露呈した接点部に触れてしまったとしても、商用電源の短絡等が起こることなく、事故の発生を確実に防止することができる。
【００３２】
また、駆動スイッチ投入後にて、モータ駆動装置の正常な動作中（正常時）に、何らかの原因でコネクタ５０が不用意に外れてしまったとき（異常時になったとき）には、コントローラ３０が接続モードから非接続モードへ瞬時に移行し、接続状態にあったリレー３２が非接続状態に切り換えられ、その結果、商用電源の短絡等の事故の発生が確実に防止される。
【符号の説明】
【００３３】
１０  モータ
２０  エンコーダ部
２１  ホイール
２２  センサ
２０  エンコーダ部
２３  信号処理部
３０  コントローラ
３１  商用電源
３２  リレー
３３  モータ駆動線
３５  駆動スイッチ
３７  検出回路
３９  エンコーダ線
４０  エンコーダ信号線
５０  コネクタ
【図１】
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