JPH01136526A - 可変速モータの保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可変速モータの保護装置に関し、さらに詳しく
はミシン軸等の被制御軸を回転させる可変速モータの異
常を検知して、保護する可変速モータの保護装置に関す
る。

［従来の技術］ 第４図は特開昭５９−８５８００号公報等に開示された
従来の可変速モータの保護装置のブロック構成図である
。第４図において、（１）は可変速モータ（２）の回転
速度に対応する指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪを出力する
回転速度指令回路、（３）は指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴ
Ｊをマイクロコンピュータ（４）に入力する入力ポート
、（５）は可変速モータ（２）の回転軸に設けられたエ
ンコーダ、（６）はエンコーダ（５）の出力により可変
速モータ（２）の回転速度を検知し、可変速モータ（２
）の回転速度に相当する検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪを
出力する回転速度検知回路、（７）は検知回転速度ｒ　
ＶＮＯＷＪをマイクロコンピュータ（４）に入力する入
力ポート、（８）は入力ポート（３）及び（ア）を介し
てそれぞれ入力される指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪ及び
検知回転速度ｒ　ＶＮＯν」、並びにメモリ（９）に記
憶されているプログラムに従って、可変速モータ（２）
の速度制御処理及び保護処理を実行する中央処理装置（
以下、ＣＰＵという）　、（１０）はＣＰ　Ｕ　（８）
に速度制御処理及び保護処理を行なわせるタイミング信
号を出力する割込回路、（１１）はタイミング信号をマ
イクロコンピュータ（４）に入力する入力ポート、（１
２）は出カポ−）　（１３）を介してマイクロコンピュ
ータ（４）から出力される制御信号により、可変速モー
タ（２）を駆動する駆動信号ｒ　ＤＲＪを出力する駆動
回路、（１４）は可変速モータ（２）を制動する電磁ブ
レーキ、（１５）は出力ポート（１６）を介してマイク
ロコンピュータ（４）から出力されるブレーキ信号ｒ　
ＢＬＪによりオン・オフされることにより、電磁ブレー
キ（１４）の励磁コイル（１４ａ）を励磁状態又は非励
磁状態にするトランジスタ、（１７）は可変速モータ（
２）の回転軸とミシン軸（１８）とを接続する電磁クラ
ッチ、（１９）は出力ポート（２０）を介してマイクロ
コンピュータ（４）から出力されるクラッチ信号ｒ　Ｃ
ＬＪによりオン・オフされることにより、電磁クラッチ
（１７）の励磁コイル（１７ａ）を励磁状態又は非励磁
状態にするトランジスタである。

従来の可変速モータの保護装置は割込回路（１（１）が
一定時間Ｔ秒毎に割込信号ｒｌＲＪを出力するのに対応
して、可変速モータ（２）の速度制御処理及び保護処理
を行なうようになっている。速度制御処理は指令回転速
度ｒ　ＶＳＥＴＪと検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪとの比
較により行なわれるもので、検知回転速度ｒ　ｖＮＯＷ
Ｊが指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪに一致するように電磁
ブレーキ（１４）及び電磁クラッチ（１７）をオン・オ
フする。又、保護処理は検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪが
異常に大きくなったことを検出することにより行なって
いる。

次に、従来の可変速モータの保護装置の動作を第５図の
フローチャート及び第６図のタイミングチャートを参照
して説明する。

（１）ステップＳ１ 割込回路（１０）が割込信号「ＩＲ」を出力すると、Ｃ
Ｐ　Ｕ　（８）は加減速回数ｒ　ＰＲＯＴＪが予め設定
された許容加減速回数ｒＭＪ以上であるか否かを判断す
る（ステップＳｌ）。加減速回数ｒ　ＰＩ？ＯＴＪが許
容加減速回数ｒＭＪ以下のときは、ステップ８２以下の
速度制御処理を実行する。

（２）ステップ８２〜Ｓ８ ＣＰ　Ｕ　（８）は回転速度指令回路（１）が出力する
指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪと回転速度検知回路（６）
が出力する検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪとを比較する（
ステップ３２）。指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪと検知回
転速度ｒ　ＶＮＯν」との比較により、検知回転速度ｒ
　ＶＮＯＷＪが指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪより小さい
ときは、ＣＰＵ　（８）　ｌｌＤｍ速回数、　ｒＰｌ？
ＯＴＪ　ニｒ　Ｉ　Ｊ　ヲ加エルトともに（ステップＳ
３）、トランジスタ（１９）をオンにする。トランジス
タ（１９）のオンにより、励磁コイル（１７ａ）が励磁
状態になり、電磁クラッチ（１７）がオンになる（ステ
ップ８４）。従って、可変速モータ（２）の回転がミシ
ン軸（１８）に伝達され、ミシン軸（１８）は回転速度
が速くなる。

又、検知回転速度ｒ　ＶＮＯν」と指令回転速度ｒ　Ｖ
ＳＥＴＪとが等しいときは、ＣＰ　Ｕ　（８）は加減速
回数ｒ　ＰＲＯＴＪをゼロクリアするとともに（ステッ
プＳ５）、トランジスタ（１５）及び（１９）をオフに
する。

トランジスタ（１５）及び（１９）のオフにより、励磁
コイル（１４ａ）及び（１７ａ）が非励磁状態になり、
電磁ブレーキ（１４）及び電磁クラッチ（１７）がオフ
になる（ステップ８Ｂ）。従って、可変速モータ（２）
の回転がミシン軸（１８）に伝達されなくなり、ミシン
軸（１８）は回転速度が遅くなる。

さらに、検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪが指令回転速度ｒ
　ＶＳＥＴＪより大きいときは、ＣＰ　Ｕ　（８）は加
減速回数ｒ　ＰＲＯＴＪに「１」を加えるとともに（ス
テップＳ７）、トランジスタ（１５）をオンにする。ト
ランジスタ（１５）のオンにより、励磁コイル（１４ａ
）が励磁状態になり、電磁ブレーキ（１４）がオンにな
る（ステップ８ｇ）。従って、可変速モータ（２）が制
動され、ミシン軸（１８）は回転速度が遅くなる。

（３）ステップ８９〜Ｓ１０ 上述したように、割込信号ｒｌＲＪが一定時間Ｔ秒毎に
出力される度に（第６図（ｅ）参照）、指令回転速度ｒ
　ＶＳＥＴＪと検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪとを比較し
く第６図（Ｃ）参照）、電磁ブレーキ（１４）及び電磁
クラッチ（１７）をオン・オフして（第６図（ｂ）参照
）、可変速モータ（２）の回転速度が（所定の範囲内で
）一定となるように制御する（第６図（ａ）参照）。

この場合、可変速モータ（２）の負荷が異常に大きくな
ると、可変速モータ（２）の回転速度が低下するので、
ステップＳ２、Ｓ４及びＳ５が繰り返して実行される。

このため、加減速回数ｒ　ＰＲＯＴＪが大きくなるとと
もに、電磁クラッチ（１７）がオンになっている時間が
通常の場合より異常に長くなる。従って、可変速モータ
（２）の回転速度が速くなる（第６図（ａ）参照）。又
、回転速度検知回路（６）が故障して、検知回転速度ｒ
　ＶＮＯＷＪを出力しなくなっても、可変速モータ（２
）の回転速度が低下したときと同様に加減速回数ｒ　Ｐ
ＲＯＴＪが大きくなるとともに、電磁クラッチ（１７）
が長い時間オンになっている。

ＣＰ　Ｕ　（８）は電磁クラッチ（１７）の通電時間が
長くなったことを、加減速回数ｒ　ＰＲＯＴＪが許容加
減速回数ｒＭＪ以上になったことにより検知すると（ス
テップＳ９）、電磁ブレーキ（１４）及び電磁クラッチ
（１７）をオフにして（ステップ５１０）、可変速モー
タ（２）を停止させるとともに、可変速モータ（２）の
回転軸とミシン軸（１８）とを切り離す保護動作を行な
う（第６図（ｄ）参照）。さらに、警報回路（図示せず
）を作動させて、作業者に異常を知らせる（ステップ５
１０）。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記構成の従来の可変速モータの保護装置は
、割込信号「ＩＲ」が出力される度毎に可変速モータ（
２）の速度制御処理及び保護処理を行なっているので、
回転速度検知回路（６）が故障し−７＝ て、検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪか出力されなくなると
、電磁クラッチ（１７）がオンになったままになる。こ
のため、可変速モータ（２）が長時間非制御状態になり
、高速回転を続けた後、保護処理が行なわれる。従って
、ミシンを操作している作業者にとって非常に危険な状
態が発生するという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
回転速度検知回路（６）の故障等を速やかに検知して、
直ちに可変速モータ（２）を停止させる可変速モータの
保護装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る可変速モータの保護装置は、割込手段がタ
イミング信号を出力する度毎に、連続して検出した回転
速度検知手段の検知回転速度の合計値を算出する合計値
算出手段と、検知回転速度の合計値が所定値以下である
ときは、回転速度指令手段が出力する指令回転速度及び
検知回転速度に基づいて、可変速モータの速度制御処理
及び保護処理を行なう回転制御手段によって可変速モー
タを停止させる異常検出手段とを備えている。

［作　用］ 上記構成の可変速モータの保護装置は、回転速度指令手
段が出力する指令回転速度により回転制御手段が可変速
モータを回転させ、割込手段がタイミング信号を出力す
る度毎に、指令回転速度及び回転速度検知手段が出力す
る検知回転速度に基づいて、可変速モータの速度制御処
理を行なう。

この場合、タイミング信号を出力される度毎に、合計値
算出手段が連続して検出した回転速度検知手段の検知回
転速度の合計値を算出し、異常検出手段が検知回転速度
の合計値が所定値以下であるときは、回転制御手段によ
って可変速モータを停止させる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。第１図は本発明に係る可変速モータの保護装置
のブロック構成図である。なお、第１図において、第４
図と同様の機能を果たす部分については同一の符号を付
し、その説明は省略する。又、第１図において、（２Ｉ
）は検知回転速度ｒＶＮＯν」が連続して「０」になっ
た非検知回数ｒｃＮＴＪを記憶する非検知回数記憶部、
（２２）はマイクロコンピュータ（４）と非検知回数記
憶部（２１）との間で非検知回数ｒＣＮＴＪを入出力す
る入出力ポートである。

本発明に係る可変速モータの保護装置は、回転速度検知
回路（６）が故障した場合、又は可変速モータ（２）が
負荷拘束されて停止した場合等、検知回転速度ｒ　ＶＮ
ＯＷＪの異常をできるだけ速やかに検知して、可変速モ
ータ（２）の保護動作を行なうものである。

次に、本発明に係る可変速モータの保護装置の動作につ
いて、第２図のフローチャート及び第３図のタイミング
チャートを参照して説明する。

（１）ステップＳ１ 電源が投入されると、ＣＰ　Ｕ　（８）は回転速度指令
回路（６）が出力する指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪを入
力ポート（３）を介して読み取り、指令回転速度ｒ　Ｖ
ＳＥＴＪに従って、可変速モータ（２）を回転させる。

（２）ステップＳ２ ＣＰ　Ｕ　（８）は回転速度検知回路（６）が出力する
可変速モータ（２）の検知回転速度ｒＶＮＯν」を入力
ポート（４）を介して読み込む。

（３）ステップ８３〜５４ ＣＰＵ（８）は検知回転速度ｒＶＮＯＷＪ　カｒ　ＯＪ
　テあるか否かを判断する（ステップ８３）。正常運転
時は検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪが「０」ではないので
、非検知回数ｒｃＮＴＪを「０」にする（ステップ８４
）。

（４）ステップＳ５ 回転速度検知回路（６）が故障し、又は可変速モータ（
２）が拘束されると、検知回転速度ｒ　ＶＮＯＭＪが「
０」になるので、ＣＰＵ（８）は非検知回数ｒＣＮＴ　
Ｊが１５」以上になったか否かを判断する（ステップＳ
５）。

ＣＰ　Ｕ　（８）は非検知回数ｒｃＮＴＪが「５」に満
たないときは、非検知回数ｒｃＮＴＪにｒｌＪを加える
（ステップＳＯ）。

（５）ステップ８７〜５１０ ＣＰ　Ｕ　（８）は割込信号ｒ　Ｉｌ？Ｊが出力される
と、検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪと指令回転速度ｒ　Ｖ
ＳＥＴＪとを比較する（ステップ８７）。検知回転速度
ｒ　ＶＮＯν」と指令回転速度ｒ　ＶＳＥＴＪとの比較
により、検知回転速度ｒ　ｖＮｏｗ」が指令回転速度ｒ
　ＶＳＥＴＪより小さいときは、ＣＰＵ（８）はトラン
ジスタ（１９）をオンにする。トランジスタ（１９）の
オンにより、励磁コイル（１７ａ）が励磁状態になり、
電磁クラッチ（１７）がオンになる（ステップ８８）。

従って、可変速モータ（２）の回転がミシン軸（１８）
に伝達され、ミシン軸（１８）は回転速度が速くなる。

又、検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪと指令回転速度ｒ　Ｖ
ＳＥＴＪとが等しいときは、ＣＰ　Ｕ　（８）はトラン
ジスタ（１５）及び（１９）をオフにする。トランジス
タ（１５）及び（１９）のオフにより、励磁コイル（１
４ａ）及び（１７ａ）が非励磁状態になり、電磁ブレー
キ（１４）及び電磁クラッチ（１７）がオフになる（ス
テップ８９）。従って、可変速モータ（２）の回転がミ
シン−１２＝ 軸（１８）に伝達されなくなり、ミシン軸（１８）は回
転速度が遅くなる。

さらに、検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪが指令回転速度「
ｖＳＥＴ」ヨり大きいときは、ＣＰＵ（８〉はトランジ
スタ（１５）をオンにする。トランジスタ（１５）のオ
ンにより、励磁コイル（１４ａ）が励磁状態になり、電
磁ブレーキ（１４）がオンになる（ステップ８１０　）
。

従って、可変速モータ（２）が制動され、ミシン軸（１
８）は回転速度が遅くなる。

（６）ステップ８１１ 上述したように、割込信号ｒｌＲＪが一定時間Ｔ秒毎に
出力される度に（第３図（ｅ）参照）、指令回転速度ｒ
　ＶＳＥＴＪと検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪとを比較し
く第３図（Ｃ）参照）、電磁ブレーキ（Ｉ４）及び電磁
クラッチ（１７）をオン・オフして（第３図（ｂ）参照
）、可変速モータ（２）の回転速度が一定となるように
制御する（第３図（ａ）参照）。

時刻Ｔ１に、回転速度検知回路（６）の故障又は可変速
モータ（２）の拘束により、可変速モータ（２）の回転
速度が「０」になると、非検知回数ｒｃＮＴＪが「５」
になるまで、ステップＳ３、Ｎ５、Ｎ６、Ｓ７及びＮ８
が繰り返して実行される。このため、非検知回数ｒｃＮ
ＴＪが大きくなるとともに、電磁クラッチ（１７）がオ
ンになっている時間が長くなる。

従って、可変速モータ（２）は次第に高速回転していく
。

ＣＰ　Ｕ　（８）は電磁クラッチ（１７）がオンになっ
ている時間が長くなったことを、非検知回数ｒｃＮＴＪ
が許容加減速回数ｒＭＪ以上になったことにより検知す
ると（ステップＳ５）、電磁クラッチ（１７）をオフに
して（ステップ８１１　）　、可変速モータ（２）の回
転軸とミシン軸（１８）とを切り離す保護動作を行なう
（第３図（ｄ）参照）。

なお、本実施例では検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪが連続
して「０」になった回数を計数したが、本発明の意図す
るところは、割込信号「ＩＲ」が出力される度毎に所定
回数、例えば５回連続して検出した検知回転速度ｒ　Ｖ
ＮＯν」の合計値が所定値以下であるときに、可変速モ
ータ（２）に異常が発生したものとするものである。即
ち、割込信号ｒｌＲＪが出力される度毎に、連続して検
出した検知回転速度ｒ　ＶＮＯＷＪをｒＮ　　Ｊ、「Ｎ
２」、「Ｎ３」、・・・、■ ｒＮ　　Ｊとしたときに、これらの検知回転速度ｒＶＮ
ＯＷＪ　（７）合計値Ｎ　　（Ｎ　　−Ｎ１＋Ｎ２＋−
＋Ｎ　）又は合計値の平均値Ｎｔ　／ｎが所定値以下に
なったときに、異常であるとするものである。

この場合、信号処理の関係により、合計値Ｎｔ又は合計
値の平均値Ｎｔ　／ｎに対応する信号が負レベルである
ときは、合計値Ｎ１又は合計値の平均値Ｎ　ｔ　／　ｎ
が所定値以上であるときに、異常があるとすることにな
る。

又、本実施例では電磁クラッチ（１７）をオフにするこ
とにより、保護処理を行なったが、電磁クラッチ（１７
）をオフするのと同時に、電磁ブレーキ（１４）をオン
にして、可変速モータ（２）を停止させるようにしても
よい。この場合、可変速モータ（２）を速やかに停止さ
せることができる。

さらに、本実施例では電磁クラッチ（１７）及び電磁ブ
レーキ（１４）を備えた可変速モータ（２）について説
明したが、本発明は可変速モータ（２）に限定−１５＝ されることなく、直接モータの巻線電流を制御して可変
速運転を行なう、いわゆる直流サーボモータ又は交流サ
ーボモータにも適用可能であることは明白である。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、割込手段がタイミ
ング信号を出力する度毎に、合計値算出手段が連続して
検出した回転速度検知手段の検知回転速度の合計値を算
出し、異常検出手段が検知回転速度の合計値が所定値以
下であるときは、回転制御手段によって可変速モータを
停止させるようにしたので、回転速度検知手段の故障等
をタイミング信号が数回出力される期間、即ち従来の可
変速モータの保護装置に較べて、１１５〜１／１０の短
時間で、可変速モータの異常を検知でき、可変速モータ
が危険な速度に到るまでに停止させることができる可変
速モータの保護装置が得られるという効果を奏する。

又、従来装置の可変速モータの保護装置と殆ど変らない
価格で本発明に係る可変速モータの保護装置を実現でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る可変速モータの保護装置のブロッ
ク図、第２図及び第３図は第１図に示した可変速モータ
の保護装置の動作を示すフローチャート及びタイミング
チャート、第４図は従来の可変速モータの保護装置のブ
ロック図、第５図及び第６図は第４図に示した可変速モ
ータの保護装置の動作を示すフローチャート及びタイミ
ングチャートである。 各図中、１は回転速度指令回路、２は可変速モータ、３
．７．１１は入力ポート、４はマイクロコンピュータ、
５はエンコーダ、６は回転速度検知回路、８はＣＰＵ　
（中央処理装置）、９はメモリ、１０は割込回路、１２
は駆動回路、１３．１６．２ｏは出力ポート、１４は電
磁ブレーキ、１４ａ　５１７ａは励磁コイル、１５．１
９はトランジスタ、１７は電磁クラッチ、１８はミシン
軸、２１は非検知回数記憶部、２２は入出力ポートであ
る。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すもので
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変速モータと、前記可変速モータの回転速度に
   対応する指令回転速度を出力する回転速度指令手段と、
   前記可変速モータの回転速度を検知し、該検知した回転
   速度に対応する検知回転速度を出力する回転速度検知手
   段と、前記可変速モータの速度制御処理及び保護処理を
   すべきタイミング信号を出力する割込手段と、前記タイ
   ミング信号が出力される度毎に、前記指令回転速度及び
   前記検知回転速度に基づいて、前記速度制御処理及び保
   護処理を行なう回転制御手段とを備えた可変速モータの
   保護装置において、前記タイミング信号が出力される度
   毎に、連続して検出した前記検知回転速度の合計値を算
   出する合計値算出手段と、前記合計値が所定値以下であ
   るときは、前記保護手段によって前記可変速モータを停
   止させる異常検出手段を備えたことを特徴とする可変速
   モータの保護装置。
2. （２）異常検出手段は、前記回転制御手段により前記可
   変速モータを停止させるときに、該回転制御手段により
   該可変速モータを一定期間制動させる特許請求の範囲第
   １項記載の可変速モータの保護装置。