(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータとこのモータに電力を供給する直流電源との間に接続され、その電力の極性を切り換えることで前記モータを正逆いずれかの回転方向に選択的に駆動する手動切り換え式のスイッチと、該スイッチと前記モータとを結ぶ回路中に接続されて、前記モータへの電力供給時に充電が開始されるコンデンサと、該コンデンサの両端電位が設定レベルを超えて上昇すると導通するスイッチング素子と、該スイッチング素子の導通時に消勢されて、前記スイッチとモータとを結ぶ回路中に入れられたリレースイッチをオフにするリレーコイルと、を備え、前記コンデンサ、スイッチング素子、リレースイッチおよびリレーコイルが前記モータの回転方向ごとの駆動制御のために２組分設けられていることを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記スイッチとモータとを結ぶ前記回路に接続され、前記モータに流れる過電流を検出して、前記スイッチング素子を強制的に導通させる負荷保護回路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置 。
【請求項３】
前記コンデンサの両端電圧が設定レベルを超える時間が、前記モータによって駆動される散水用バルブ開閉用のアクチュエータのストロークを所定の最大限位置付近で停止させる時間となるように、前記コンデンサを含む充電時定数回路の充電時定数が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば散水車用のアクチュエータが故障することにって、このアクチュエータを駆動するモータなどの負荷が、これに流れる過電流によって焼損するのを防止する電力供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、道路の清掃に用いられる散水車には、散水用バルブを開閉するアクチュエータと、このアクチュエータを往復駆動させるモータとが設けられている。図２はかかる従来の散水車用のアクチュエータを示す概略断面図であり、これが、モータ１の回転力を駆動軸２および複数の回転数調整用のギア３〜７を介して受ける出力軸８と、この出力軸８をカバー９内に軸受リング１０ａを介して回転自在に支承するフロントハウジング１０と、前記出力軸８に一体のアクメスクリュー１１に基部材１２ａが噛合されて、前記カバー９内をこれの軸方向に往復移動するロッド１２とを有する。このロッド１２は回転が規制されている。
【０００３】
また、１３は前記基部材１２ａの外周に取り付けられた導電材料よりなるブラシ、１４は前記カバー９の内周面に絶縁材を介してシート状または膜状に設けられて、前記ブラシ１３に摺接される、例えば３本の帯状の電極（図２では、１本のみを示す）、１５は前記カバー９の先端に設けられて、ロッド１２を摺動自在かつ水密的に支承するシール部材を持ったシール部である。なお、ロッド１２の先端には前記散水用バルブの取付部が設けられている。また、前記３本の電極１４のうち、中央の共通電極を挟む２本の電極１４の互いに反対側の位置には、絶縁部が設けられている。
【０００４】
かかる構成になるアクチュエータでは、散水動作中にモータ１が駆動されるため、このモータ１の回転がギア３〜７を介して出力軸８に伝えられ、アクメスクリュー１１も回転する。このため、このアクメスクリュー１１に基部材１２ａにて噛合されているロッド１２は、左右方向に往動または復動し、そのロッド１２先端に取り付けられる散水用バルブにより散水栓を開閉を作動可能にする。
【０００５】
このとき、ブラシ１３は各電極１４に摺動しながら移動し、一方向の終点に至ると絶縁部に一部が接続するため、中央の電極とその両側のうち一側の電極との電気的接続が遮断される。これによりモータ１の電力供給が停止され、モータ１が停止することとなる。なお、他方向の終点にブラシ１３が移動した場合も同様の動作となる。
【０００６】
このようなアクチュエータでは２位置間をロッド１２が往復運動をするため、このロッド１２を２つの終点位置で一旦確実に停止させ、再び逆方向へ移行させる必要がある。通常、このようなロッド１２を２つの終点位置で正確に折り返えさせる方法として、そのロッド１２の移動に従って移動するブラシ１３を線状の共通電極１４とこれに対向する２本の移動方向指定用の電極１４とに前記のように摺接させ、ブラシ１３の摺動時に、これら２本の各電極１４の互いに反対方向終点に設けた絶縁部のいずれかに、そのブラシが接触したとき、モータ１１への電力供給を遮断するようにして、それ以上のロッド１２の移行を制限するようにしている。従って、ロッド１２は前記終点付近で円滑に折り返されて、モータ１に過電流が流れて焼損するという問題を回避できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来アクチュエータにおけるのロッド１２を駆動するモータの電力供給装置にあっては、前記ブラシ１３が各電極１４上を摺動する際に、電極１４の一部が剥がれたり摩耗したりすることによって、粒状または粉状の導電材料が前記絶縁部上に移動して、ここに次第に膜状となって滞留していき、前記ブラシ１３が前記絶縁部上に形成されたその導電材料の膜上に至っても、なお、モータ１への電力供給が遮断されず、結果的にロッド１２のオーバストロークを招いてしまう。また、このオーバストローク後もそのロッド１２は移行して、これの両端を支持するカバー９などの端部に当った状態にて停止するものの、モータ１には回転を続けようとする力が働き、このときこのモータには過電流が流れ、遂には焼損するに至るという課題があった。
【０００８】
この発明は前記のような課題を解決するものであり、適切な回路処理を施すことにより、アクチュエータのロッドなどが所定の動作量（移動量）に達した後は、所定時間後に速やかにモータへの電力供給を遮断するとともに、仮に、ロッドなどが故障などによってストロークの終点に達する以前に停止されるような場合にも、速やかにモータへの電力供給を停止して、このモータが過電流に晒されるのを未然に防止できる電力供給装置を得ることを目的とする。
【０００９】
前記目的達成のため、請求項１の発明にかかる電力供給装置 は、モータとこのモータに電力を供給する直流電源との間に接続され、その電力の極性を切り換えることで前記モータを正逆いずれかの回転方向に選択的に駆動する手動切り換え式のスイッチと、該スイッチとモータとを結ぶ回路中に接続されて、前記モータへの電力供給時に充電が開始されるコンデンサと、該コンデンサの両端電位が設定レベルを超えて上昇すると導通するスイッチング素子と、該スイッチング素子の導通時に消勢されて、前記スイッチとモータとを結ぶ回路中に入れられたリレースイッチをオフにするリレーコイルと、を備え、前記コンデンサ、スイッチング素子、リレースイッチおよびリレーコイルが前記モータの回転方向ごとの駆動制御のために２組分設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明にかかる電力供給装置 は、前記スイッチとモータとを結ぶ前記回路に負荷保護回路を接続して、前記モータに流れる過電流を検出して、前記スイッチング素子を強制的に導通させるようにしたものである。
【００１１】
また、請求項３の発明にかかる電力供給装置は、前記コンデンサの両端電圧が設定レベルを超える時間が前記モータによって駆動される散水用バルブ開閉用のアクチュエータのストロークを所定の最大限位置付近で停止させる時間となるように、前記コンデンサを含む充電時定数回路の充電時定数を設定したものである。
【００１２】
以下、この発明の実施の一形態を図について説明する。図１は散水車用アクチュエータなどの駆動に利用されるこの発明の電力供給装置 を示すブロック図であり、同図において、２１はバッテリなどの直流電源、２２はこの直流電源２１に接続されて、極性交換した直流電力を選択的に端子Ｔ１，Ｔ２に切換出力できる手動切り換え式のスイッチである。
【００１３】
また、２３ａ，２４ａ，２５ａはそれぞれ直列接続された抵抗およびダイオードであり、これらの直列回路が、スイッチ２２を介して直流電源２１に接続された各端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている。また、２６ａ，２７ａは互いに直列接続された抵抗およびコンデンサで、これらの直列回路が図示のように各端子Ｔ１，Ｔ２を介して直流電源２１に接続されている。ここで、ダイオード２４ａ，２５ａの接続中点と抵抗２６ａ，コンデンサ２７ａの接続中点とが直結されている。
【００１４】
さらに、２８ａはコンデンサ２７ａに並列接続されて、これとともに充電時定数回路を形成する抵抗、２９ａおよび３０ａ，３１ａはそれぞれダイオードおよぞ抵抗、３２ａはスイッチング素子としてのサイリスタで、このサイリスタ３２ａのアノードおよびカソードは、前記ダイオード２９ａおよび抵抗３０ａ，３１ａとともに直列接続され、これらの直列回路が直流電源２１に端子Ｔ１，Ｔ２およびスイッチ２２を介して接続されている。また、サイリスタ３２ａのゲートは、前記の充電時定数回路に接続されている。
【００１５】
前記抵抗３０ａ，３１ａの接続中点と抵抗３１ａ，サイリスタ３２ａの接続中点とには、それぞれリレーとしてのリレーコイル３３ａおよび抵抗３４ａの各一端がそれぞれ接続され、これらの各他端はそれぞれトランジスタ３５ａのコレクタおよびベースに接続されている。
【００１６】
また、３６ａは負荷保護回路としての抵抗、３７ａは前記リレーコイル３３ａの付勢によってオンとなるスイッチとしてのリレースイッチで、これらは前記端子Ｔ２とモータなどの負荷を接続する端子Ｔ４とを結ぶ回路中に直列接続されている。３８ａは抵抗３６ａおよびリレースイッチ３７ａを側路するダイオード、３９ａ，４０ａは直列接続されたダイオードおよび抵抗で、これらの直列回路の一端は前記サイリスタ３２ａのゲートに接続され、他端は抵抗３６ａとリレースイッチ３７ａとの接続中点に接続されている。
【００１７】
なお、前記各回路素子は、端子Ｔ１と端子Ｔ３を結ぶ回路を正とし、端子Ｔ２と端子Ｔ４を結ぶ回路を負とする直流電力供給時に機能するように接続されている。これに対し、端子Ｔ１と端子Ｔ３とを結ぶ回路を負とし、端子Ｔ２と端子Ｔ４を結ぶ回路を正とする直流電力供給時に機能するように、もう１組の前記同様の回路素子が接続されている。このため、前記各回路素子の対応するものには、各符号に“ｂ”を付け、前記“ａ”を付したものと区別して、ここではその重複する回路接続の説明を省略する。
【００１８】
次に動作を説明する。なお、端子Ｔ３，Ｔ４間に負荷としてのモータ１を接続した場合について説明する。まず、前記直流電源２１に接続されたスイッチ２２を、図中、右方へ倒すように操作する。これにより、端子Ｔ１が正、端子Ｔ２が負となる電源電圧が印加され、その端子Ｔ１の正の電圧はダイオード３８ｂを介して端子Ｔ３に伝えられる。
【００１９】
さらに、このとき端子Ｔ１に印加された正の電圧はダイオード２９ａ，抵抗３０ａ，３１ａ，３４ａを介してトランジスタ３５ａのベースに印加されて、これのベース，エミッタ間に電流が流れ、これによりトランジスタ３５ａはオンとなる。
【００２０】
このため、このトランジスタ３５ａのコレクタ，エミッタ間を通して、ダイオード２９ａ，抵抗３０ａおよびリレーコイル３３ａに電流が流れ、このリレーコイル３３ａの付勢によって、端子Ｔ２，Ｔ４を結ぶ回路内のスイッチ３７ａがオンとなる。この結果、端子Ｔ３，Ｔ４に接続されたモータ１が例えば正転する。そして、このモータ１の正転により、例えば既述のロッド１２をカバー９内において一方向に移行させることとなる。
【００２１】
一方、これと並行してコンデンサ２７ａには抵抗２６ａを介して直流電圧が印加され、抵抗２８ａとの充電時定数回路の充電時定数に従って、コンデンサ２７ａの充電が開始される。そして、設定時間（例えば、６秒間）を経過してその両端電圧が設定レベルに達すると、サイリスタ３２ａはゲートにその電圧を受けてトリガされ、これのアノード，カソード間が導通する。
【００２２】
このため、トランジスタ３５ａのベース電位が端子Ｔ２側の電位に引かれて低下し、このトランジスタ３５ａがオフとなり、リレーコイル３３ａが消勢される。これにより、前記リレー接点３７ａはオフし、モータ１への電力供給が遮断されて、このモータ１の回転による前記ロード１２の前記一方向へのストロークが停止される。
【００２３】
従って、このストロークの最大限位置付近で前記モータが停止するように、前記コンデンサ２７ａを含む充電時定数回路の充電時定数を設定しておくことにより、仮に、前記電極に設けられた前記絶縁部に導電部材の粉体などによる導電膜などが形成されて、ブラシが前記記憶部においてこの導電膜を通じてモータに駆動電流を引き続き流そうとしても、前記充電時定数による所定時間後モータ１への電力供給が自動的に停止されるため、前記ロッド１２はストロークの最大限位置付近で確実に停止され、かつモータ１への従来におけるような過電流供給の継続による、当該モータ１の焼損を回避できることになる。
【００２４】
なお、前記ロッド１２が最大ストロークに至るまでに、何らかの原因でロッド１２が大きな物理的負荷を受けて停止するなどの事故が発生すると、モータ１に引き続き駆動電流が供給されるような場合がある。この場合には、モータ１に流れる過電流が負荷保護回路としての前記抵抗３６ａにより検出されるため、この抵抗３６ａに得られた電圧を抵抗４０ａおよびダイオード３９ａを介してサイリスタ３２ａのゲートに印加される。このためこのサイリスタ３２ａが導通状態となり、トランジスタ３５ａが強制的にオフとされる。従って、リレーコイル３３ａが消勢され、リレースイッチ３７ａが開かれて、これ以上のモータ１への電力供給が遮断される。この場合にも、モータへの過電流の継続的な供給による焼損を未然に防止できる。
【００２５】
一方、前記モータ１を前記とは反対に逆転して、前記ロッド１２を逆方向にストロークさせる場合には、前記スイッチ２２を図中左方へ倒すように操作する。これにより、端子Ｔ１が負、端子Ｔ２が正となる電圧が印加され、その端子Ｔ２の正の電圧はダイオード３８ａを介して端子Ｔ４に伝えられる。
【００２６】
さらに、このとき端子Ｔ２に印加された正の電圧はダイオード２９ｂ，抵抗３０ｂ，３１ｂ，３４ｂを介してトランジスタ３５ｂのベースに印加されて、これのベース，エミッタ間に電流が流れ、これによりトランジスタ３５ｂはオンとなる。
【００２７】
このため、このトランジスタ３５ｂのコレクタ，エミッタ間を通して、ダイオード２９ｂ，抵抗３０ｂおよびリレーコイル３３ｂにも電流が流れ、このリレーコイル３３ｂの付勢によって、端子Ｔ１，Ｔ３を結ぶ回路内のスイッチ３７ｂがオンとなる。この結果、端子Ｔ３，Ｔ４間に接続されたモータ１が前記とは反対に逆転する。そして、このモータ１の逆転により、既述のロッド１２をカバー９内において前記とは逆方向に移動させることとなる。
【００２８】
一方、これと並行してコンデンサ２７ｂには抵抗２６ｂを介して直流電圧が印加され、抵抗２８ｂとの充電時定数回路の充電時定数に従って、コンデンサ２７ｂの充電が開始される。そして、設定時間を経過してその両端電圧が設定レベルに達すると、サイリスタ３２ｂはゲートにその電圧を受けてトリガされ、これのアノード，カソード間が導通する。
【００２９】
このため、トランジスタ３５ｂのベース電位が端子Ｔ１側の電位に引かれて低下し、このトランジスタ３５ｂがオフとなり、リレーコイル３３ｂが消勢される。これにより、前記リレー接点３７ｂはオフし、モータ１への電力供給が遮断されて、このモータ１の回転による前記ロード１２の前記他方向へのストロークが停止される。
【００３０】
従って、このストロークの最大限位置付近で前記モータが停止するように、前記コンデンサ２７ｂを含む時定数回路の時定数を設定しておくことにより、仮に、前記電極に設けられた絶縁部に導電部材の粉体などによる導電膜などが形成されて、ブラシ１３がこの導電膜を通じてモータに駆動電流を引き続き流そうとしても、前記時定数による設置時間後には、モータ１への電力供給が自動的に停止される。
【００３１】
このため、前記ロッド１２は前記他方向へのストロークの最大限位置付近で確実に停止させることができ、モータ１への従来におけるような過電流供給の継続による当該モータ１の焼損を回避できることになる。
【００３２】
なお、前記ロッド１２が最大ストロークに至るまでに何らかの原因でロッド１２が大きな負荷を受けて停止するなどの事故が発生した場合には、抵抗３６ｂに得られた電圧が抵抗４０ｂおよびダイオード３９ｂを介してサイリスタ３２ｂのゲートに印加されることで、このサイリスタ３２ｂが導通し、トランジスタ３５ｂが強制的にオフとされる。従って、リレーコイル３３ｂが消勢され、リレースイッチ３７ｂが開かれて、これ以上のモータ１への電力供給が遮断される。こうして、モータへの過電流の継続的な流入を防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、モータとこのモータに電力を供給する直流電源との間に接続され、その電力の極性を切り換えることで前記モータを正逆いずれかの回転方向に選択的に駆動する手動切り換え式のスイッチと、該スイッチと前記モータとを結ぶ回路中に接続されて、前記モータへの電力供給時に充電が開始されるコンデンサと、該コンデンサの両端電位が設定レベルを超えて上昇すると導通するスイッチング素子と、該スイッチング素子の導通時に消勢されて、前記スイッチとモータとを結ぶ回路中に入れられたリレースイッチをオフにするリレーコイルと、を備え、前記コンデンサ、スイッチング素子、リレースイッチおよびリレーコイルが前記モータの回転方向ごとの駆動制御のために２組分設けられる構成としたので、アクチュエータなどが所定の動作量（移動量）に達した後は、所定時間後に速やかにモータへの電力供給を遮断するとともに、仮に、ロッドなどが故障などによってストロークの終点に達する以前に停止した場合にも、速やかにモータへの電力供給を停止して、モータが過電流に晒されるのを未然に防止できるという効果が得られる。
【００３４】
また、前記スイッチとモータとを結ぶ前記回路に、前記モータに流れる過電流を検出して、前記スイッチング素子を強制的に導通させる負荷保護回路を接続したので、アクチュエータの作動途中でモータが物理的に駆動停止された場合には、このモータへの継続的な過電流供給を確実に防止できる。さらに、前記コンデンサの両端電圧が設定レベルを超える時間が前記モータによって駆動される散水用バルブ開閉用のアクチュエータのストロークを所定の最大限位置付近で停止させる時間となるように、前記コンデンサを含む充電時定数回路の充電時定数を設定したので、アクチュエータが規定の最大作動量を超えた後は、アクチュエータを過剰に移動，付勢することおよびこの移動，付勢による機器各部の損傷が大きくなるのを直ちに回避することができるとういう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態による電力供給装置を示す回路図である。
【図２】従来およびこの発明の説明に用いる散水車用アクチュエータを示す断面図である。
【符号の説明】
１  モータ（負荷）
２１  直流電源
２７ａ，２７ｂ  コンデンサ
３２ａ，３２ｂ  サイリスタ（スイッチング素子）
３３ａ，３３ｂ  リレーコイル（リレー）
３６ａ，３６ｂ  抵抗（負荷保護回路）
３７ａ，３７ｂ  リレースイッチ（スイッチ）
【図１】
0004172534.tif 000002
【図２】
0004172534.tif 000003