JPH0844402A - 電動式アクチュエータの安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクチュエータの誤動作が発生する前に、確
実にアクチュエータを停止させることができるアクチュ
エータの安全装置を提供することを目的とする。 【構成】 電動式アクチュエータ２を駆動制御するため
の駆動信号を出力する中央演算処理装置１および駆動制
御手段３で構成された電動式アクチュエータの安全装置
において、アクチュエータの回転時間を設定する回転時
間設定手段４と、ブレーキ時間を設定するブレーキ時間
設定手段５を設ける

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動式アクチュエータ
の駆動の安全を確保する安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクチュエータの制御装置にはマ
イクロコンピュータが使用されているが、マイクロコン
ピュータが暴走などの異常をきたした場合には、アクチ
ュエータが誤動作する可能性があり、作業者にとって危
険である。

【０００３】アクチュエータの安全性を確保するには、
例えば特開昭６３−２５３４０１号公報に記載されたア
クチュエータ制御回路の安全装置が知られている。これ
を図３を参照して説明すれば、８は電動式アクチュエー
タ２を駆動制御するための駆動信号を発生するマイクロ
コンピュータであり、２はマイクロコンピュータによっ
て制御されるアクチュエータ、９はマイクロコンピュー
タ８によって駆動信号８ａを介して制御されるパワート
ランジスタであり、アクチュエータ２を駆動する。

【０００４】１０はアクチュエータ２の電源１１を通
電、遮断させるためのリレーであり、１２はリセット回
路１４および、カウンタ１３よりなるマイクロコンピュ
ータ監視回路である。カウンタ１３はリレー遮断信号１
３ｃを介してリレー１０を制御し、さらにリセット回路
１４からマイクロコンピュータ８に周期的に出力された
リセット信号１４ａをカウント信号１３ｂを介してカウ
ントする。カウンタ１３はマイクロコンピュータ８のカ
ウンタ監視信号１３ａを介して監視されている。

【０００５】リセット回路１４はマイクロコンピュータ
８が万一暴走した場合には、マイクロコンピュータ８か
らリセット回路１４にマイコン監視信号８ｃを介して出
力されるマイクロコンピュータ８に内蔵されたウオッチ
・ドッグ・タイマ（Ｗ・Ｄ・Ｔ）の出力に基づき、リセ
ット信号１４ａを出力する。さらにリセット信号が出力
されたにもかかわらず、ウオッチ・ドッグ・タイマ（Ｗ
・Ｄ・Ｔ）が出力される場合には周期的にマイクロコン
ピュータ８にリセット信号１４ａを出力する。１１はア
クチュエータ用の電源である。

【０００６】この装置によると、通常状態時には、リレ
ー１０がＯＮしており、アクチュエータ２に電源１１よ
り電圧が印加された状態にある。そこにマイクロコンピ
ュータ８からパワートランジスタ９に駆動信号８ａを介
して制御信号が出力されると、アクチュエータ２が駆動
制御される。

【０００７】マイクロコンピュータ８はコンピュータ駆
動のために周期的な駆動パルスを発生させているが、こ
の駆動パルスはコンピュータ自身が暴走などの異常をき
たすと、レベルが変動したり、高周波発振などを起こ
す。このような異常時には、マイクロコンピュータ８に
内蔵するウオッチ・ドッグ・タイマ（Ｗ・Ｄ・Ｔ）の割
り込みによりマイコン監視信号８ｃを介してリセット回
路１４にウオッチ・ドッグ・タイマ（Ｗ・Ｄ・Ｔ）の割
り込みを出力する。

【０００８】リセット回路１４はウオッチ・ドッグ・タ
イマ（Ｗ・Ｄ・Ｔ）の割り込みに基づき、マイクロコン
ピュータ８にリセット信号１４ａを出力する。このリセ
ット信号によりマイクロコンピュータ８がリセットした
場合には、駆動信号８ａを介してパワートランジスタ９
をＯＦＦし、アクチュエータ２を停止する。

【０００９】また、リセット回路１４がリセット信号を
出力したにもかかわらず、マイクロコンピュータ８から
リセット回路１４にウオッチ・ドッグ・タイマ（Ｗ・Ｄ
・Ｔ）の割り込みが出力される場合には、リセット回路
１４からリセット信号が周期的にマイクロコンピュータ
８に出力される。同時に、カウンタ１３はリセット信号
をカウントし、リセット信号発生回数が一定値以上にな
った場合には、マイクロコンピュータ８の暴走が続いて
いるものとして、カウンタ１３からリレー遮断信号１３
ｃを出力してリレーを遮断し、電源１１を切ってアクチ
ュエータ２を停止する。

【００１０】次に、マイクロコンピュータ監視回路１２
側に故障が生じた場合、カウンタ１３の出力が一定値以
下になる。カウンタ１３の出力が一定値以下になると、
その出力値をカウンタ監視信号１３ａを介してマイクロ
コンピュータ８が検出し、マイクロコンピュータ８がリ
レー遮断信号８ｂを介してリレーを遮断し、電源を切っ
てアクチュエータ２を停止する。以上のようにマイクロ
コンピュータ８とマイクロコンピュータ監視回路１２と
が互いに相手の異常を監視し合ってアクチュエータ２の
誤動作を防止している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
アクチュエータ制御回路の安全装置では、マイクロコン
ピュータが暴走した場合には、ウオッチ・ドッグ・タイ
マの割り込み信号に基づき、リセット回路からマイクロ
コンピュータにリセット信号が入力されるようになって
いる。

【００１２】ところが、ウオッチ・ドッグ・タイマの割
り込み信号が発生するまでの間にアクチュエータの誤動
作が発生した場合には、マイクロコンピュータがリセッ
トされるまでアクチュエータを停止することができな
い。つまり、マイクロコンピュータの暴走が検知される
までの間、アクチュエータの安全性は保証されないとい
う問題が生じていた。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、アクチュエータの誤動作が発生する前に、確実にア
クチュエータを停止させることができるアクチュエータ
の安全装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電動式アクチュエータの安全装置では、電動
式アクチュエータを駆動制御するための駆動信号を出力
する中央演算処理装置および駆動制御手段で構成された
電動式アクチュエータの安全装置において、アクチュエ
ータの回転時間を設定する回転時間設定手段と、ブレー
キ時間を設定するブレーキ時間設定手段を設けることと
した。

【００１５】本発明の構成を図１を参照して具体的に説
明すると、１は中央演算処理装置であり、制御信号１ａ
を出力する。３は中央演算処理装置１から出力された制
御信号１ａを受けて、アクチュエータ２に回転、ブレー
キ、および停止命令を出力する駆動制御手段である。４
はアクチュエータ２の回転する時間を設定する回転時間
設定手段であり、駆動制御手段３より回転時間開始信号
４ａを受けてＯＮする。また、設定した回転時間が切れ
た場合、回転時間終了信号４ｂを駆動制御手段３に出力
し、回転時間設定手段４はＯＦＦする。５はアクチュエ
ータ２にブレーキがかかっている時間を設定するブレー
キ時間設定手段であり、駆動制御手段３よりブレーキ時
間開始信号５ａを受けてＯＮする。また、設定したブレ
ーキ時間が切れた場合、ブレーキ時間終了信号（５ｂ）
を駆動制御手段（３）に出力し、ブレーキ時間設定手段
５はＯＦＦする。

【００１６】

【作用】停止状態にあるアクチュエータ２に対して中央
演算処理装置１から回転命令が出力されると、駆動制御
手段３は回転時間開始信号４ａを出力して回転時間設定
手段４をＯＮし、アクチュエータ２に回転命令を出力
し、回転させる。

【００１７】回転時間設定手段４に予め設定された時間
内に、回転状態のアクチュエータ２に対して中央演算処
理装置１から停止命令が出力された場合、駆動制御手段
３は回転時間終了信号４ｂを出力して回転時間設定手段
４をＯＦＦする。同時に、駆動制御手段３はブレーキ時
間開始信号５ａを出力してブレーキ時間設定手段５をＯ
Ｎし、アクチュエータ２にブレーキ命令を出力する。

【００１８】アクチュエータ２は予めブレーキ時間設定
手段５に設定された時間だけブレーキ状態になり、設定
したブレーキ時間が切れると、ブレーキ時間設定手段５
はブレーキ時間終了信号５ｂを駆動制御手段３に出力
し、駆動制御手段３はアクチュエータ２に停止命令を出
力し、アクチュエータ２は停止状態となる。

【００１９】また、回転時間設定手段４に予め設定され
た時間内に、回転状態のアクチュエータ２に対して中央
演算処理装置１から停止命令が出力されなかった場合、
設定した回転時間が切れると、回転時間終了信号４ｂを
駆動制御手段３に出力し、駆動制御手段３はブレーキ時
間開始信号５ａを出力してブレーキ時間設定手段５をＯ
Ｎし、アクチュエータ２にブレーキ命令を出力する。

【００２０】アクチュエータ２はブレーキ時間設定手段
５に設定された時間だけ、ブレーキ状態になり、設定し
たブレーキ時間が切れると、ブレーキ時間終了信号５ｂ
を駆動制御手段３に出力し、駆動制御手段３はアクチュ
エータ２に停止命令を出力し、アクチュエータ２は停止
状態となる。

【００２１】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る電動
式アクチュエータの安全装置の実施例を説明する。図２
は電動式アクチュエータの安全装置を示すブロック図で
ある。

【００２２】図において、１は中央演算処理装置である
ＣＰＵであり、制御信号１ａを出力する。３はＣＰＵ１
から出力された制御信号１ａを受けて、アクチュエータ
であるＤＣモータ２に回転、ブレーキ、および停止命令
を出力する制御回路である。４はＤＣモータ２の回転す
る時間を設定するためにコンデンサと抵抗の時定数で組
まれた回転用ＣＲ回路で、ＤＣモータ２の回転時間を設
定し、制御回路３の回転開始信号４ａと回転終了信号４
ｂにより制御される。５はＤＣモータ２のブレーキ時間
を設定するために、コンデンサと抵抗の時定数で組まれ
たブレーキ用ＣＲ回路で、ＤＣモータ２のブレーキ時間
を設定し、制御回路３のブレーキ開始信号５ａとブレー
キ終了信号５ｂにより制御される。ＣＲ回路は任意の時
間が設定できるように可変抵抗となっている。また、Ｄ
Ｃモータ２の動作状態と異常表示する表示用ＬＥＤ回路
７とＤＣモータ２をブレーキを使用せずに惰性で停止さ
せるためのブレーキ用ＣＲ回路の使用／未使用切り換え
スイッチ６が付いている。

【００２３】（作用）次に、上記構成からなる本実施例
の電動式アクチュエータの安全装置の動作を説明する。

【００２４】停止状態にあるＤＣモータ２に対してＣＰ
Ｕ１から回転命令が出力されると、制御回路３は回転開
始信号４ａを出力して回転用ＣＲ回路４をＯＮし、ＤＣ
モータ２に回転命令を出力し、回転させる。

【００２５】回転用ＣＲ回路４に予め設定された時間内
に、回転状態のＤＣモータ２に対してＣＰＵ１から停止
命令が出力された場合、制御回路３は回転終了信号４ｂ
を出力して回転用ＣＲ回路４をＯＦＦする。同時に、制
御回路３はブレーキ開始信号５ａを出力してブレーキ用
ＣＲ回路５をＯＮし、ＤＣモータ２にブレーキ命令を出
力する。

【００２６】ＤＣモータ２は予めブレーキ用ＣＲ回路５
に設定された時間だけブレーキ状態になり、設定したブ
レーキ時間が切れると、ブレーキ用ＣＲ回路５はブレー
キ終了信号５ｂを制御回路３に出力し、制御回路３はＤ
Ｃモータ２に停止命令を出力し、ＤＣモータ２は停止状
態となる。

【００２７】また、回転用ＣＲ回路４に予め設定された
時間内に、回転状態のＤＣモータ２に対してＣＰＵ１か
ら停止命令が出力されなかった場合、設定した回転時間
が切れ、回転終了信号４ｂが制御回路３に出力され、制
御回路３はブレーキ開始信号５ａを出力してブレーキ用
ＣＲ回路５をＯＮし、ＤＣモータ２にブレーキ命令を出
力する。

【００２８】ＤＣモータ２はブレーキ用ＣＲ回路５に設
定された時間だけ、ブレーキ状態になり、設定したブレ
ーキ時間が切れると、ブレーキ終了信号５ｂを制御回路
３に出力し、制御回路３はＤＣモータ２に停止命令を出
力し、ＤＣモータ２は停止状態になる。また、ブレーキ
用ＣＲ回路の切り換えスイッチ６によってブレーキを使
用しない場合は、ＤＣモータ２は惰性で停止するように
なる。

【００２９】表示用ＬＥＤ回路７はＤＣモータ２の回転
状態とブレーキ状態を判別表示し、さらにＤＣモータ２
が設定した回転時間内にＣＰＵの停止命令により停止し
たのか、ＣＰＵの何らかの異常により停止命令が出力さ
れなくて、設定した回転時間が切れて停止したのかを判
別し、表示する。

【００３０】（効果）本実施例によれば、表示用ＬＥＤ
回路を付けたことで、ＤＣモータの動作状態および異常
の有無が容易にわかり安全性が向上できる。またブレー
キの有無が選択でき、回転時間およびブレーキ時間の設
定が任意に変更できるので、より仕様が広がり機能が向
上できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電動式アク
チュエータの安全装置によれば、設定した回転時間およ
びブレーキ時間でアクチュエータの動作時間が制限でき
るので、中央演算処理装置に、万一、異常が発生して停
止命令が出力できなくとも、誤動作が起きる前に自動的
にアクチュエータを停止し、安全性の保証ができるアク
チュエータの安全装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動式アクチュエータの安全装置を原
理的に示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例１による電動式アクチュエータ
の安全装置を示すブロック図である。

【図３】従来の電動式アクチュエータの安全装置を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 中央演算処理装置（ＣＰＵ） １ａ 制御信号 ２ アクチュエータ（ＤＣモータ） ３ 駆動制御手段 ４ 回転時間設定手段（回転用ＣＲ回路） ４ａ 回転時間開始信号 ４ｂ 回転時間終了信号 ５ ブレーキ時間設定手段（ブレーキ用ＣＲ回路） ５ａ ブレーキ時間開始信号 ５ｂ ブレーキ時間終了信号 ６ 使用・未使用切り換えスイッチ ７ 表示用ＬＥＤ回路 ８ マイクロコンピュータ ８ａ 駆動信号 ８ｂ リレー遮断信号 ８ｃ マイコン監視信号 ９ パワートランジスタ １０ リレー １１ 電源 １２ マイクロコンピュータ監視回路 １３ カウンタ １３ａ カウンタ監視信号 １３ｂ カウント信号 １３ｃ リレー遮断信号 １４ リセット回路 １４ａ リセット信号 Ｗ・Ｄ・Ｔ ウオッチ・ドッグ・タイマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動式アクチュエータを駆動制御するた
   めの駆動信号を出力する中央演算処理装置および駆動制
   御手段で構成された電動式アクチュエータの安全装置に
   おいて、アクチュエータの回転時間を設定する回転時間
   設定手段と、ブレーキ時間を設定するブレーキ時間設定
   手段を設けたことを特徴とする電動式アクチュエータの
   安全装置。