JP2000249608A - モータ間摩擦板の滑り検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複合サーボモータのクラッチ板やブレーキ摩擦
板の摩耗や滑りによる異常を簡単な方法で検出する方法
を提供する。 【解決手段】早送りモータ（１１）と低速域モータ（１
２）の２台の前記モータ軸間にクラッチ機構（１４）と
ブレーキ摩擦板（１３）を設け、前記早送りモータ（１
１）で早送り後、前記早送りモータ（１１）の電源を切
って前記クラッチをいれブレーキをきかせて、低速域モ
ータ（１２）に制御を切換える複合サーボモータ（１
０）において、前記早送りモータ（１１）の電源断から
前記低速域モータ（１２）が前記早送りモータ（１１）
の慣性力で回転しはじめ所定回転数以下となるまでの回
転時間および／または逆起電力発生時間を測定して、前
記測定時間が所定時間より長い場合に、前記クラッチ板
（１４）およびブレーキ摩擦板（１３）に滑りが発生し
ていると判断する。また、前記複合サーボモータ（１
０）を連続鋳造設備の鋳片切断機（３１）の吹管移動位
置制御に適用し、前記摩擦板（１３）に滑りが発生した
場合は警報を発する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ブレーキ板等の
摩擦板の滑り検出方法、特に２台のモータ間にクラッチ
機構とブレーキ摩擦板を設け、前記ブレーキ摩擦板の摺
動と前記モータの慣性回転力を利用して、前記モータの
制御を行う場合の摩擦板等の摩耗や滑りを検出する方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、早送りと低速制御が必要な制御機
器として、例えば連続鋳造設備の鋳片切断機３１の吹管
移動位置制御に図３の複合サーボモータ１０が使用され
る。この複合サーボモータ１０の構造は、早送りモータ
１１と低速域サーボモータ１２の２台のモータ軸間にク
ラッチ機構１４とブレーキ摩擦板１３を設け、前記早送
りモータ１１で早送り後、前記早送りモータ１１の電源
を切って前記クラッチをいれブレーキをきかせて、低速
域サーボモータ１２に制御を切換えるものである。

【０００３】連続鋳造設備の鋳片切断機３１にあって
は、図4に示す如く連続鋳造設備で鋳造された鋳片３０
を所定長さに切断する箇所に、鋳片３０の幅方向両側に
一対設置されて使用される。鋳片切断機３１は、鋳片３
０が切断所定長さに達すると鋳片上面から周知のクラン
プ機構３２で鋳片切断機３１と鋳片３０をクランプし、
鋳片３０の移動速度と同期をとって鋳片切断機３１も移
動する。鋳片切断機３１には、鋳片端面検出棒３３と鋳
片切断用のガスバーナー３４が設けられており、クラン
プ後鋳片切断機３１は早送り移動で前記端面検出棒３３
が鋳片３０の側面に接触するまで幅方向に移動し、次い
でガスバーナー３４を低速で鋳片端面外側から鋳片中央
方向に向けて移動しながら鋳片３０を切断する。

【０００４】この端面検出移動とガスバーナー３４の駆
動を行う吹管移動位置制御には、前述の複合サーボモー
タ１０が使用され、その動作を説明すると下記の如くな
る。 （１）早送りモータ１１に通電すると、回転子がブレー
キ摩擦板１３から切り離されて、早送りモータ１１はか
ご形誘導電動機として回転し、回転軸を早送り回転さ
せ、回転軸につながった鋳片切断機３１は早送り移動す
る。 （２）早送りモータ１１の電源を切ると、回転子が制動
ばね１８の力によってブレーキ摩擦板１３に押し付けら
れ、低速域サーボモータ１２軸がクラッチ機構１４を介
して出力軸１７に連結する。 （３）早送りから低速制御に切換えると、負荷である鋳
片切断機３１と早送りモータ１１の慣性による運動エネ
ルギーは、低速域サーボモータ１２の加速とブレーキ摩
擦板１３の発熱に消費され、その間早送り惰走を行い、
やがて低速域モータの回転に同期する。

【０００５】以上のように複合サーボモータは、構成さ
れているため、ブレーキ摩擦板は、摩耗が進む前に定期
交換整備が行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように複合サーボモータが構成され動作するため、繰り
返し使用するとブレーキ摩擦板が徐々に摩耗して、滑り
が大きくなりブレーキ摩擦板の交換整備が必要である
が、摩耗量がつかめない為交換時期が正確につかめず、
また、前述の鋳片切断等に使用されている場合は、検出
棒の端面検出位置からガスバーナー３４の低速移動開始
位置までの距離が長くなり、ガスバーナー３４を切断火
炎３５に点火開始する位置が、鋳片端面内になって鋳片
が切断されないまま鋳片切断制御が進み、気が付くと連
続鋳造を停止せざるを得ない大故障となることがあっ
た。

【０００７】そこで本発明は、クラッチ板やブレーキ摩
擦板の摩耗や滑りによる異常を簡単な方法で検出し、そ
の異常が発生すると手動操作に素早く切換えることがで
き、設備の大故障に至る前に事前に処置できるモータ間
摩擦板の滑り検出方法の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、早送りモータと低速域サ
ーボモータの２台の前記モータ軸間にクラッチ機構とブ
レーキ摩擦板を設け、前記早送りモータで早送り後、前
記早送りモータの電源を切って前記クラッチをいれブレ
ーキをきかせて、低速域サーボモータに制御を切換える
複合サーボモータにおいて、前記早送りモータの電源断
から前記低速域サーボモータが前記早送りモータの慣性
力で回転しはじめ所定回転数以下となるまでの回転時間
および／または逆起電力発生時間を測定して、前記測定
時間が所定時間より長い場合に、前記クラッチ板又はブ
レーキ摩擦板に滑りが発生していると判断するものであ
る。

【０００９】本発明によると、慣性駆動させられる側の
低速域サーボモータの逆起電力や回転数を検出するのみ
で、複合サーボモータに機械的構成を加えることなく簡
単にブレーキ摩擦板の滑り発生状況を検出できる。

【００１０】さらに請求項２記載の発明は、前記複合サ
ーボモータを連続鋳造設備の鋳片切断機の吹管移動位置
制御に適用し、前記摩擦板に滑りが発生した場合は警報
を発するものである。

【００１１】本発明に従えば、摩擦板の滑りによる故障
に気付きにくい自動鋳片切断装置に使用される複合サー
ボモータであっても、滑りを自動検出しオペレータのい
る箇所へ警報を発生させることができるため、素早く故
障に気付き吹管移動位置制御を手動操作に切換えること
ができ、連続鋳造設備を停止させることなく対応でき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者等は、連続鋳造機の故障
分析を行うと鋳片切断不良の割合が多く、これを改善す
ることができれば大幅な故障低減が達成できることに気
付き、鋭意その対策を検討した結果、鋳片切断機に使用
している複合サーボモータ１０のブレーキ摩擦板１３の
摩耗により吹管移動位置制御不良が発生していることを
突き止め、且つ複合サーボモータ１０に内臓された低速
域サーボモータ１２の逆起電力発生時間がブレーキ摩擦
板１３の滑り状況と比例関係にあることを見出し、本発
明に至った。

【００１３】本発明の好適な実施の形態について、図面
を用いて以下説明する。図１は本発明の一実施例を示す
回路図であり、図３は図１で使用している複合サーボモ
ータ１０の一部断面構造図で、図４は、該複合サーボモ
ータ１０を適用した鋳片切断機３１の概略構成図であ
る。

【００１４】本発明は、早送りモータ１１と低速域サー
ボモータ１２の２台の前記モータ軸間にクラッチ機構１
４とブレーキ摩擦板１３を設け、前記早送りモータ１１
で早送り後、前記早送りモータ１１の電源を切って前記
クラッチをいれブレーキをきかせて、低速域サーボモー
タ１２に制御を切換える複合サーボモータ１０のブレー
キ摩擦板１３の滑りを検出するものであり、その一実施
例としての回路図を図1に示している。その動作は、前述
したように、早送りモータ１１を切り低速域サーボモー
タ１２に制御を切換える場合は、早送りモータ１１の惰
走力をクラッチ機構１４とブレーキ摩擦板１３で回転軸
を低速域サーボモータ１２に接続して減速し、低速域サ
ーボモータ１２の加速やブレーキ板の摩擦熱でエネルギ
ーを吸収して低速に切換える。そのため、低速域サーボ
モータ１２は、早送りモータ１１の停止に際して回転駆
動され、Ａ−Ｂ端子間には逆起電力が発生する。

【００１５】その時の逆起電力波形をブレーキ摩擦板１
３に滑りがある場合（ａ）と無い場合（ｂ）で、鋳片切
断機３１に使用された複合サーボモータ１０にて実測し
たものが図２である。図２は、早送りから低速へ切換え
る場合に一旦停止する例を示しているが、図から考察で
きるように、滑りが無い場合（ｂ）は、早送りモータ１
１が切れクラッチ板が接続されると低速域サーボモータ
１２は急激に加速されしばらくすると減速停止している
が、滑りがある場合は、ブレーキ摩擦板１３が滑ってい
るため、加速時間が長くなり、回転開始から停止までに
長時間がかかってしまうことがわかる。

【００１６】本発明は、この時間差を利用したもので、
早送りモータ１１の電源断から前記低速域サーボモータ
１２が早送りモータ１１の慣性力で回転しはじめ所定回
転数以下となるまでの回転時間および／または逆起電力
発生時間を測定して、前記測定時間が所定時間より長い
場合に、前記クラッチ板又はブレーキ摩擦板１３に滑り
が発生していると判断するものである。

【００１７】すなわち、具体的な例としては、図1に示
すごとく、低速域サーボモータ１２の逆起電力（Ａ−Ｂ
端子）を、アナログ変換ユニット２でＡ／Ｄ変換して、
通信ケーブル３を経由して、シーケンサー１に取り込
み、シーケンサー１にて該逆起電力の発生時間を計測し
て、所定時間を超えた場合に警報出力を発生するように
構成する。

【００１８】尚、逆起電力の計測方法は、滑り検出の精
度向上を狙い、所定電圧以上の経過時間を計測すること
が好ましい為、本具体的実施例では、滑り無しの波形が
０．４５ＳＥＣ×ＭＡＸ；６Ｖで、滑り発生で運転障害
となる状態の波形が、０．８ｓｅｃ×ＭＡＸ；８Ｖであ
るため、計測条件は１Ｖ以上が０．５５ｓｅｃ以上継続
した場合滑り発生と判断した。また、この場合のシーケ
ンサー１のサンプリング周期が２０ｍｓｃであり、上記
条件をカウントアップする方式を採用し、サンプリング
開始時点は早送りモータ１１の電源断とした。

【００１９】上記説明は、複合サーボモータ１０にリー
ド線２０であるＡ−Ｂ端子が既に用意されている場合の
モータ間摩擦板の滑り検出方法を例として逆起電力で検
出する場合であるが、回転数で検出する場合は、周知の
回転計を使用し回転数が所定値以上となる時間を計測す
ればよい。また、本説明ではシーケンサー１を用いてい
るが、他の方法として、アナログ機器で構成して逆起電
力を積分回路で検出してもよく具体的な機器構成を限定
するものではない。

【００２０】

【発明の効果】この発明にかかるモータ間摩擦板の滑り
検出方法は、以上説明した如き内容のものなので、摩擦
板の滑りによる故障に気付きにくい自動鋳片切断装置に
使用される複合サーボモータ１０であっても、滑りを自
動検出しオペレータのいる箇所へ警報を発生させること
ができるため、素早く故障に気付き吹管移動位置制御を
手動操作に切換えることができ、連続鋳造設備の停止を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】 ブレーキ摩擦板の摩耗前後の低速域サーボモ
ータの逆起電力を示す図である。

【図３】 本発明を適用した複合サーボモータの一部断
面構造図である。

【図４】 図３の複合サーボモータを適用した鋳片切断
機の概略構成図である。

【符号の説明】

１ シーケンサー ２ アナログ変換ユニット ３ 通信ケーブル ４ 自動電圧調整器（ＡＶＲ） ５ ノイズフィルター（ＮＦ） ６ ノーフューズブレーカー（ＮＦＢ） １０ 複合サーボモータ １１ 早送りモータ １２ 低速域サーボモータ １３ ブレーキ摩擦板 １４ クラッチ機構 １５ 回転子 １６ 固定子 １７ 出力軸 １８ 制動ばね １９ 端子箱 ２０ リード線 ３０ 鋳片 ３１ 鋳片切断機 ３２ クランプ機構 ３３ 端面検出棒 ３４ ガスバーナー ３５ 火炎

フロントページの続き (72)発明者 生永 和寛 広島県呉市昭和町11番１号 日新製鋼株式 会社呉製鉄所内 Ｆターム(参考） 2F051 AA24 AB06 AC07 BA00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】早送りモータ（１１）と低速域サーボモー
   タ（１２）の２台の前記モータ軸間にクラッチ機構（１
   ４）とブレーキ摩擦板（１３）を設け、前記早送りモー
   タ（１１）で早送り後、前記早送りモータ（１１）の電
   源を切って前記クラッチをいれブレーキをきかせて、低
   速域サーボモータ（１２）に制御を切換える複合サーボ
   モータ（１０）において、前記早送りモータ（１１）の
   電源断から前記低速域サーボモータ（１２）が前記早送
   りモータ（１１）の慣性力で回転しはじめ所定回転数以
   下となるまでの回転時間および／または逆起電力発生時
   間を測定して、前記測定時間が所定時間より長い場合
   に、前記クラッチ板（１４）又はブレーキ摩擦板（１
   ３）に滑りが発生していると判断するモータ間摩擦板の
   滑り検出方法。
2. 【請求項２】 前記複合サーボモータ（１０）を連続鋳
   造設備の鋳片切断機（３１）の吹管移動位置制御に適用
   し、前記摩擦板（１３）に滑りが発生した場合は警報を
   発することを特徴とする請求項１記載のモータ間摩擦板
   の滑り検出方法。