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技術 モータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるモータ内蔵ローラ、当該モータ内蔵ローラの制御装置、当該駆動モータの制御方法、当該駆動モータを備えたコンベア、及び当該コンベアの制御方法

出願人 伊東電機株式会社
発明者 永井義典
出願日 2006年8月1日 (15年2ヶ月経過) 出願番号 2006-209542
公開日 2007年3月15日 (14年7ヶ月経過) 公開番号 2007-068393
状態 特許登録済
技術分野 無整流子電動機の制御 コンベヤの制御 ローラコンベヤ搬送用ローラ
主要キーワード 停止認識 回転数検知信号 パワースイッチング回路 上位制御システム モータパルス信号 測定計器 供給電力制御 発熱部位
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

モータ内蔵ローラ又は駆動モータの回転がロックされた際の、駆動モータの熱破損を回避することである。

解決手段

モータ駆動回路1を備えた駆動モータ7により駆動されるモータ内蔵ローラ11であって、前記駆動モータ7又はモータ内蔵ローラ11がロックされていることを検出するロック検出手段4と、前記駆動モータ7への供給電力を制御する供給電力制御手段5とを備え、前記ロック検出手段4によって駆動モータ7又はモータ内蔵ローラ11のロックが検出されると、前記供給電力制御手段5が駆動モータ7への供給電力を低下させるようにした。

概要

背景

コンベア装置等には駆動モータを内蔵したモータ内蔵ローラが使用される場合が多い。モータ内蔵ローラにおいて、内蔵された駆動モータの回転がロック状態になると、駆動モータに過負荷が掛かり、モータ駆動回路モータコイル発熱し、モータ駆動回路やモータコイルが熱により破損する恐れがある。

そのため、従来は、駆動モータ内の発熱部位であるモータ駆動回路又はモータコイルを保護するために、搬送を司る制御装置を設け、この制御装置により、駆動モータの回転のロック状態が、ある一定時間以上続くとコンベア装置の搬送を停止させたり、モータ駆動回路側の通電を停止させたりするなどして、発熱部位であるモータ駆動回路やモータコイルが熱破損することを回避していた。例えば、特許文献1及び特許文献2には、駆動モータが拘束された際や、過負荷時において、駆動モータの焼損を防止するべく、電流値を制限するための構成が開示されている。

しかし、モータ内蔵ローラにおける駆動モータの回転のロックは、被搬送物物品)の一時的な引っかかりが原因で生じることもあり、被搬送物の引っかかりが外れると、ロックは解除される。従って、被搬送物の引っかかりが原因である場合には、駆動モータへの電力の供給を直ちには停止させず、数秒間は供給し続けるのが好ましい。

上述したように、モータ内蔵ローラの駆動モータがロック状態になると、駆動モータには過負荷が掛かり、モータ駆動回路(特にパワートランジスタ)は発熱する。そこで従来は、通電を停止したり、モータ駆動回路に予め放熱板を設けておき、駆動モータが熱破損することを回避していた。

しかし、近年の部品自体の小型化の傾向に伴い、モータ駆動回路も小型化された部品が供給されるようになった。そこで放熱板まで小型化してしまうと、十分に放熱させることができないため、モータ駆動回路を全体として小型化するのは困難である。
特開平9−117055号公報
特許第2538977号公報

概要

モータ内蔵ローラ又は駆動モータの回転がロックされた際の、駆動モータの熱破損を回避することである。モータ駆動回路1を備えた駆動モータ7により駆動されるモータ内蔵ローラ11であって、前記駆動モータ7又はモータ内蔵ローラ11がロックされていることを検出するロック検出手段4と、前記駆動モータ7への供給電力を制御する供給電力制御手段5とを備え、前記ロック検出手段4によって駆動モータ7又はモータ内蔵ローラ11のロックが検出されると、前記供給電力制御手段5が駆動モータ7への供給電力を低下させるようにした。

目的

本発明の課題は、駆動モータの回転がロックされた際の、駆動モータの熱破損を回避することであり、本発明は、駆動モータの熱破損を回避可能なモータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるモータ内蔵ローラ、当該モータ内蔵ローラの制御装置、当該駆動モータの制御方法、並びに、当該駆動モータにより駆動されるコンベア及び当該コンベアの制御方法を提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

モータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるモータ内蔵ローラであって、前記駆動モータ又はモータ内蔵ローラがロックされていることを検出するロック検出手段と、前記駆動モータへの供給電力を制御する供給電力制御手段とを備え、前記ロック検出手段によって駆動モータ又はモータ内蔵ローラがロックしていることが検出されると、前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を低下させることを特徴とするモータ内蔵ローラ。

請求項2

前記供給電力制御手段が、駆動モータへの供給電力を段階的に低下させることを特徴とする請求項1に記載のモータ内蔵ローラ。

請求項3

駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックが検出され、さらに所定の条件下においては、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ内蔵ローラ。

請求項4

供給電力の低下は駆動モータへ供給する電圧の低下によって行い、その電圧が予め設定した下限閾値を下回ると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。

請求項5

前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を段階的に低下させ、その低下させた回数が、予め設定した回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項1又は3に記載のモータ内蔵ローラ。

請求項6

ロックが検出された後における駆動モータへの供給電力の積算値が、予め設定した上限閾値を超えた場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ内蔵ローラ。

請求項7

駆動モータを内蔵したモータ内蔵ローラを制御する制御装置において、前記駆動モータ又はモータ内蔵ローラがロックされていることを検出するロック検出手段と、前記駆動モータへの供給電力を制御する供給電力制御手段とを備え、前記ロック検出手段によって駆動モータ又はモータ内蔵ローラがロックしていることが検出されると、駆動モータへの供給電力を低下させることを特徴とするモータ内蔵ローラの制御装置。

請求項8

駆動モータへの供給電力を段階的に低下させることを特徴とする請求項7に記載のモータ内蔵ローラの制御装置。

請求項9

駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックが検出され、さらに所定の条件下においては、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを特徴とする請求項7又は8に記載のモータ内蔵ローラの制御装置。

請求項10

モータ内蔵ローラに内蔵された駆動モータを制御する制御方法において、モータ内蔵ローラ又はモータ内蔵ローラに内蔵された駆動モータのロックを検出し、前記ロックを検出した場合に前記駆動モータへの供給電力を下げることを特徴とするモータ内蔵ローラを駆動する駆動モータの制御方法。

請求項11

モータ内蔵ローラ又はモータ内蔵ローラに内蔵された駆動モータのロックを検出するステップと、前記ロックを検出した場合に前記駆動モータへの供給電力を下げるステップとを有することを特徴とする請求項10に記載のモータ内蔵ローラを駆動する駆動モータの制御方法。

請求項12

ロックの検出が、予め設定した所定回数に達したことを検出し、ロックの検出が、予め設定した所定回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項10又は11に記載のモータ内蔵ローラを駆動する駆動モータの制御方法。

請求項13

ロックの検出が、予め設定した所定回数に達したことを検出するステップを備えることを特徴とする請求項12に記載のモータ内蔵ローラを駆動する駆動モータの制御方法。

請求項14

ロックが検出された後における駆動モータへの供給電力の積算値を算出し、前記積算値が予め設定した上限閾値を超えると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項10又は11に記載のモータ内蔵ローラを駆動する駆動モータの制御方法。

請求項15

ロックが検出された後における駆動モータへの供給電力の積算値を算出するステップを有することを特徴とする請求項14に記載のモータ内蔵ローラを駆動する駆動モータの制御方法。

請求項16

モータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるコンベアであって、前記駆動モータがロックされていることを検出するロック検出手段と、前記駆動モータへの供給電力を制御する供給電力制御手段とを備え、前記ロック検出手段によって駆動モータのロックが検出されると、前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を低下させるようにしたことを特徴とするコンベア。

請求項17

前記供給電力制御手段が、駆動モータへの供給電力を段階的に低下させることを特徴とする請求項16に記載のコンベア。

請求項18

供給電力の低下は駆動モータへ供給する電圧の低下によって行い、その電圧が予め設定した下限閾値を下回ると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項16又は17に記載のコンベア。

請求項19

前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を段階的に低下させ、その低下させた回数が、予め設定した回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項16に記載のコンベア。

請求項20

ロックが検出された後における駆動モータへの供給電力の積算値が、予め設定した上限閾値を超えた場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項16又は17に記載のコンベア。

請求項21

モータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるコンベアを制御するコンベアの制御方法であって、前記駆動モータのロックを検出するステップと、前記ロックを検出した場合に前記駆動モータへの供給電力を下げるステップとを有することを特徴とするコンベアの制御方法。

請求項22

ロックの検出が、予め設定した所定回数に達したことを検出するステップを備え、ロックの検出が、予め設定した所定回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項21に記載のコンベアの制御方法。

請求項23

ロックが検出された後における駆動モータへの供給電力の積算値を算出するステップを設け、前記積算値が予め設定した上限閾値を超えると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することを特徴とする請求項21に記載のコンベアの制御方法。

技術分野

0001

本発明は、モータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるモータ内蔵ローラ、当該モータ内蔵ローラの制御装置、当該駆動モータの制御方法、当該駆動モータを備えたコンベア、及び当該コンベアの制御方法に関するものである。

背景技術

0002

コンベア装置等には駆動モータを内蔵したモータ内蔵ローラが使用される場合が多い。モータ内蔵ローラにおいて、内蔵された駆動モータの回転がロック状態になると、駆動モータに過負荷が掛かり、モータ駆動回路やモータコイル発熱し、モータ駆動回路やモータコイルが熱により破損する恐れがある。

0003

そのため、従来は、駆動モータ内の発熱部位であるモータ駆動回路又はモータコイルを保護するために、搬送を司る制御装置を設け、この制御装置により、駆動モータの回転のロック状態が、ある一定時間以上続くとコンベア装置の搬送を停止させたり、モータ駆動回路側の通電を停止させたりするなどして、発熱部位であるモータ駆動回路やモータコイルが熱破損することを回避していた。例えば、特許文献1及び特許文献2には、駆動モータが拘束された際や、過負荷時において、駆動モータの焼損を防止するべく、電流値を制限するための構成が開示されている。

0004

しかし、モータ内蔵ローラにおける駆動モータの回転のロックは、被搬送物物品)の一時的な引っかかりが原因で生じることもあり、被搬送物の引っかかりが外れると、ロックは解除される。従って、被搬送物の引っかかりが原因である場合には、駆動モータへの電力の供給を直ちには停止させず、数秒間は供給し続けるのが好ましい。

0005

上述したように、モータ内蔵ローラの駆動モータがロック状態になると、駆動モータには過負荷が掛かり、モータ駆動回路(特にパワートランジスタ)は発熱する。そこで従来は、通電を停止したり、モータ駆動回路に予め放熱板を設けておき、駆動モータが熱破損することを回避していた。

0006

しかし、近年の部品自体の小型化の傾向に伴い、モータ駆動回路も小型化された部品が供給されるようになった。そこで放熱板まで小型化してしまうと、十分に放熱させることができないため、モータ駆動回路を全体として小型化するのは困難である。
特開平9−117055号公報
特許第2538977号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明の課題は、駆動モータの回転がロックされた際の、駆動モータの熱破損を回避することであり、本発明は、駆動モータの熱破損を回避可能なモータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるモータ内蔵ローラ、当該モータ内蔵ローラの制御装置、当該駆動モータの制御方法、並びに、当該駆動モータにより駆動されるコンベア及び当該コンベアの制御方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するための発明は、モータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるモータ内蔵ローラであって、前記駆動モータ又はモータ内蔵ローラがロックされていることを検出するロック検出手段と、前記駆動モータへの供給電力を制御する供給電力制御手段とを備え、前記ロック検出手段によって駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックが検出されると、前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を低下させるようにした。
また上記した発明の特徴的構成を、モータ内蔵ローラの制御装置、コンベアやコンベアの制御方法にも応用することができる。
例えばモータ駆動回路を備えた駆動モータにより駆動されるコンベアであって、前記駆動モータがロックされていることを検出するロック検出手段と、前記駆動モータへの供給電力を制御する供給電力制御手段とを備え、前記ロック検出手段によって駆動モータのロックが検出されると、前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を低下させるようにコンベアを構成することが考えられる。
なお、ロック検出手段と供給電力制御手段は、モータ駆動回路内に設けるのが好適であるが、モータ駆動回路と別に設けてもよい。

0009

コンベアの制御方法に上記した発明を応用する場合は、駆動モータのロックを検出するステップと、前記ロックを検出した場合に前記駆動モータへの供給電力を下げるステップとを有することを特徴とするコンベアの制御方法が考えられる。

0010

上記した発明の実施態様として、駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックが検出されなくなれば、供給電力制御手段が駆動モータ等への供給電力を通常運転ベルまで向上させるようにするのが好ましい。
ロック検出手段としては、例えば、駆動モータ内部のホールICで検出したモータパルスを利用することができる。

0011

本発明では、駆動モータ又はモータ内蔵ローラの回転がロックされているか否かを検出するロック検出手段を備えたので、駆動モータに過負荷が掛かり始めたことを、速やかに認識することができる。

0012

また、駆動モータへの供給電力を制御する供給電力制御手段を備えたので、駆動モータに過負荷が掛かった際に、駆動モータへの供給電力を低下させて、駆動モータの発熱量を低減させることができる。

0013

ロック検出手段によって駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックが検出されると、供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を低下させるようにしたので、駆動モータが熱破損することを防止することができる。

0014

また、駆動モータへの供給電力を低下させるので、発熱量を低減することができ、従来のような大きな放熱板を使用せずに済み、駆動モータの小型化を図ることができる。

0015

供給電力制御手段は、駆動モータへの供給電力を段階的に低下させるものであることが望ましい。

0016

駆動モータへの供給電力を、通常運転レベルにまで向上させた際に、未だロック状態であれば、供給電力を再度低下させ、発熱量を抑制するのが好ましい。

0017

本発明では、供給電力制御手段が、駆動モータへの供給電力を段階的に低下させるようにしたので、駆動モータ又はモータ内蔵ローラの回転がロック状態になっても、発熱量を低減して駆動モータが熱破損することを回避できる。また、駆動モータを停止させないので、被搬送物の引っかかりがロックの原因であった場合において、被搬送物の引っかかりがなくなった時点で、直ちに搬送作業再開することができる。

0018

また駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックが検出され、さらに所定の条件下においては、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行う構成とすることが推奨される。

0019

また供給電力の低下は駆動モータへ供給する電圧の低下によって行い、その電圧が予め設定した下限閾値を下回ると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始し、駆動モータが熱破損することを回避する方策も考えられる。

0020

本発明では、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うようにしたので、駆動モータの発熱量を抑制し、駆動モータが熱破損することを回避することができる。また、被搬送物に振動を付与して、程度の軽い引っかかりを解消することができる。

0021

また前記供給電力制御手段が駆動モータへの供給電力を段階的に低下させ、その低下させた回数が、予め設定した回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を、間欠的に行うことを開始し、駆動モータが熱破損することを回避する構成も推奨される。

0022

本発明では、駆動モータへの供給電力を段階的に低下させた回数が、予め設定した回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を、間欠的に行うことを開始するので、駆動モータが熱破損することを回避することができる。

0023

また駆動モータへの供給電力の積算値が、予め設定した上限閾値を超えた場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始し、駆動モータが熱破損することを回避するようにしてもよい。

0024

本発明では、駆動モータへの供給電力の積算値が、予め設定した上限閾値を超えた場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始するので、駆動モータが熱破損することを回避することができる。

0025

さらに制御方法に関する発明は、モータ内蔵ローラに内蔵された駆動モータを制御する制御方法において、モータ内蔵ローラ又はモータ内蔵ローラに内蔵された駆動モータのロックを検出し、前記ロックを検出した場合に前記駆動モータへの供給電力を下げることを特徴とする。

0026

また同様の作用効果を発揮する制御方法の発明は、駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックを検出するステップと、前記ロックを検出した場合に前記駆動モータへの供給電力を下げるステップとを有することを特徴とする。

0027

本発明では、駆動モータ又はモータ内蔵ローラのロックを検出するステップと、ロックを検出した場合に、駆動モータへの供給電力を下げるステップとを有するようにモータ駆動回路の制御方法を構成したので、駆動モータの熱破損を回避することができる。

0028

またロックの検出が、予め設定した所定回数に達したことを検出し、ロックの検出が、予め設定した所定回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始する構成も推奨される。

0029

より具体的な方法としては、ロックの検出が、予め設定した所定回数に達したことを検出するステップを備え、ロックの検出が、予め設定した所定回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始し、駆動モータが熱破損することを回避するようにした方法が考えられる。

0030

上記した方法によると、ロックの検出が、予め設定した所定回数に達した場合に、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始するようにしたので、駆動モータが熱破損することを回避することができる。

0031

駆動モータ又はコンベアの制御方法においても、ロックが検出された後におけるロックが検出された後における駆動モータへの供給電力の積算値を算出し、前記積算値が予め設定した上限閾値を超えると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始することが推奨される。
また駆動モータの制御方法においても、駆動モータへの供給電力の積算値を算出するステップを設け、前記積算値が予め設定した上限閾値を超えると、駆動モータへの電力の供給を間欠的に行うことを開始し、駆動モータが熱破損することを回避するようにすることが推奨される。

発明を実施するための最良の形態

0032

図1は、前記した様にモータ内蔵ローラの断面図であるが、ハッチングは省略してある。
図1に示すようにモータ内蔵ローラ11は、円筒状のローラ本体12の中に、駆動モータ7と減速機21とが内蔵されたものである。ローラ本体12は、両端が開口した金属製の筒体であり、両端は閉塞部材13、14で閉塞されている。この閉塞部材13、14は、それぞれ固定軸17、18で貫通されている。固定軸17、18は、閉塞部材13、14を貫通し、且つ、軸受8、9を介してローラ本体12を回転自在に支持している。

0033

固定軸17は、閉塞部材13を貫通してローラ本体12の内外に突出している。固定軸17の、ローラ本体12の内部に配置された部分は拡径しており、その外周部には円筒状の内筒部材19が一体的に取り付けられている。内筒部材19の外径は、ローラ本体12の内周面に接しない程度の大きさであり、また、内筒部材19の長さは、ローラ本体12の全長から閉塞部材13及び14の長さを引いた長さと略等しい。また、図1に示すように、内筒部材19の中には、駆動モータ7と減速機21とがユニット化されて内蔵されている。一方、固定軸18は棒状の部材であり、2連構造の軸受9を介して閉塞部材14(ローラ本体12)を回転自在に支持している。

0034

駆動モータ7としては、例えば、3相極ブラシレスモータを採用することができる。内筒部材19内には、鉄心導線巻き付けて構成された電磁石からなる複数の固定子(図示せず)と、磁極を有する回転子(図示せず)の回転軸23と、ホールIC7a(図2)とを備えている。

0035

回転軸23の軸心は、内筒部材19の軸心と一致させてある。回転軸23の一端側(図1で見て右側)は、軸受15を介して固定軸17に回転自在に支持されている。また、回転軸23の他端側(図1で見て左側)は、回転軸23の回転動力減速してローラ本体12に伝達する減速機21に接続されている。

0036

回転軸23の近傍には、複数のホールIC7a(図2の例では3つ)が配置されている。ホールIC7aは、回転子の磁極の周方向の位置を検知し、磁極検知信号発信するものである。

0037

ホールIC7aは、ホール素子パワースイッチング回路の全部あるいは一部を一体化して構成されている。さらに具体的には、ホールIC7aは、磁界の大きさを検知するホール素子と、該ホール素子により検出された微小信号を増幅する増幅器と、増幅器において増幅された信号を方形波成型するシュミットトリガ回路と、安定化電源回路と、温度補償回路とを備えている。本実施の形態では、磁極の位置を検知するためにホールIC7aを採用する例を示したが、これに限らず発光ダイオードフォトセンサを用いたフォトインタラプタ式のものや磁気飽和素子を用いたインダクタンス式のものなど、いかなる方式の磁極位置検知手段を採用してもよい。

0038

駆動モータ7は、回転子(回転軸23)の回転駆動を制御するモータ駆動回路1(図2)に接続されている。図2に示すように、モータ駆動回路1は、モータ駆動部2、モータパルス認識部3、ロック検出部4、及び供給電力制御部5とで構成されている。モータ駆動回路1は駆動モータ7と物理的には分離しているが、駆動モータ7の作動に必要不可欠なものである。

0039

モータ駆動部2は、PLC(プログラマブルロジックコントローラ)などの制御機器6(上位制御システム)からの制御信号が入力される部分であり、例えば、CMOSのICや微分回路積分回路などを用いた集積回路により構成することができる。供給電力制御部5は、モータ駆動部2に対して、駆動モータ7への供給電力の制御信号を発信する。供給電力の制御は、例えば、供給電圧の制御によって行われる。供給電力又は供給電圧の測定は、公知の測定計器(図示せず)によって適宜行われる。

0040

モータパルス認識部3は、各ホールIC7aと信号線で接続されており、ホールIC7aから出力された磁極検知信号(回転数検知信号)は、モータパルス認識部3に入力されるようになっている。モータパルス認識部3は、磁極検知信号にパルス波形処理等を施し、この処理信号をモータ駆動部2へ送る。モータ駆動部2は、供給電力制御部5およびモータパルス認識部3において処理され発信される各信号に基づき、駆動モータ7へ電力を供給する。

0041

また、モータ内蔵ローラ11の駆動モータ7に電力を供給する配線22が、図1に示すように、ローラ本体12の内外を連通する固定軸17を介して外部に取り出される。

0042

上記したモータ内蔵ローラ11は、図4に示すようなコンベア装置20(搬送装置)の駆動ローラ25として使用される。コンベア装置20は、平行に配置された一対のサイドレール26a及び26bの間に駆動ローラ25(モータ内蔵ローラ11)と、従動ローラ27とが複数並設されたものである。従動ローラ27は、サイドレール26aと26bの間に固定された図示しない固定軸に対して回転自在なアイドルローラである。

0043

1つの駆動ローラ25(モータ内蔵ローラ11)に対して、複数(図4の例では4つ)の従動ローラ27が、無端ベルト28によって連結されている。従って、駆動ローラ25(モータ内蔵ローラ11)の回転動力は、無端ベルト28を介して複数の従動ローラ27に伝達されるようになっている。

0044

仮に、被搬送物Wが、コンベア装置20に設置されている支柱29に引っかかり、下流側へ移動することができない場合について、以下に説明する。

0045

図2に示すように、熱破損防止制御装置10(以下、制御装置10と称する。)は、モータ駆動回路1で構成されている。モータ駆動回路1は、パワートランジスタや駆動/停止認識回路で構成されたモータ駆動部2、駆動モータ7のモータパルスを認識するモータパルス認識部3、駆動モータ7の回転がロックされているか否かを検出するロック検出部4(ロック検出手段)、及び駆動モータ7への供給電力を制御する供給電力制御部5とで構成されている。
なおモータ駆動回路1は、本実施形態ではモータ内蔵ローラの外部(ローラ本体12のが外部)に設けられているが、モータ駆動回路1をローラ本体12の中に配置してもよい。
駆動モータ7がロック状態になると、モータ駆動回路1のうち、特にモータ駆動部2が発熱する。

0046

モータ駆動部2の駆動/停止の制御は、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)等で構成される制御機器6によって行われ、これにより正常運転時(駆動モータ7がロックされていない場合)における駆動モータ7への供給電力が加減されるようになっている。

0047

本実施形態のモータ内蔵ローラ11では、モータ駆動回路1(制御装置10)は、図5に示すフローチャートの様に、ステップ1,2,3で駆動モータ7が正常に回転しているか否かを監視している。
すなわちステップ1で駆動信号が有ればステップ2に移行する。そしてモータ駆動回路1内において、モータパルス認識部3によってモータパルスが検出されると、ロック検出部4は、駆動モータ7が正常に動作していると判定するが、所定時間(例えば3秒〜10秒間)モータパルスが検出されなければ、ロック検出部4は、駆動モータ7がロックされていると判定する(ステップ2)。モータ駆動回路1は、駆動モータ7がロックされていなければ駆動モータ7を定格運転し、ステップ1に戻って駆動モータ7が正常に回転しているか否かの監視を続ける。

0048

ロック検出部4は、ステップ2で駆動モータ7がロックされていると判定した場合には、ステップ4,5,6側に移行して駆動モータ7への供給電力を低下させるべく信号を、供給電力制御部5に送る。
すなわちステップ4で計時を開始し、計時が終了するまでの間(すなわち、ステップ5でYES)ロック状態が続くと、ステップ6で駆動モータ7への供給電力を低下させる。駆動モータ7への供給電力の具体的な低下のさせ方は後述する。
もちろんこの間(すなわちステップ5でNO)に、ロック状態が解除されれば、ステップ16からステップ1に戻り、ステップ3で定格運転が再開される。
前記したステップ4,5,6の後も、さらに駆動モータ7がロックされた状態が続くと、ロック検出部4は、さらに駆動モータ7への供給電力を低下させるべく信号を、供給電力制御部5に送る。すなわちステップ7で計時を開始し、計時が終了するまでの間(すなわちステップ8でYES)ロック状態が続くと駆動モータ7への供給電力を低下させる。駆動モータ7への供給電力の具体的な低下のさせ方は後述する。
もちろんこの間(すなわちステップ8でNO)に、ロック状態が解除されれば、ステップ19からステップ1に戻り、ステップ3で定格運転が再開される。

0049

またさらにステップ7,8,9の後も、駆動モータ7がロックされた状態が続くと、ステップ10,11,12に移行して駆動モータ7への供給電力をさらに低下させる。
もちろんこの間(すなわちステップ11でNO)に、ロック状態が解除されれば、ステップ22からステップ1に戻り、ステップ3で定格運転が再開される。

0050

そしてステップ10,11,12の後も、駆動モータ7がロックされた状態が続くと、ステップ13に移行し、一旦、駆動モータ7への供給電力を例えば定格まで上昇させる。この動作によってモータ内蔵ローラ11に一時的に高トルクが発生する。例えばコンベアに異物が挟まってモータ内蔵ローラ11がロックした様な場合であれば、モータ内蔵ローラ11に一時的に高トルクを発生させることによる衝撃によって異物が外れる場合もある。ステップ13はこの作用効果を期待したものである。
そしてステップ14に移行し、ステップ4からステップ13までの工程の繰り返し回数を確認する。繰り返し回数が2回未満であるならばステップ4に戻り、先の工程を繰り返す。繰り返し回数が2であるならば、もはやロック状態が偶発的に解除されることは期待できないので、ステップ24に移行し、駆動モータ7への電力供給を停止し、駆動モータ7その他の焼損を防ぐ。

0051

次に駆動モータ7への供給電力の具体的な低下のさせ方について説明する。
供給電力制御部5は、ロック検出部4から駆動モータ7のロックに係わる信号を受け取り、モータ駆動部2に対して、駆動モータ7のロック時には供給電力を低下させるべく指令信号を送る。ロック状態が解除されている場合(つまり、モータパルス信号が検出された場合)には、モータ駆動部2に対して、駆動モータ7への供給電力を上昇させるべく指令信号を送る。モータ駆動部2は、制御機器6及び供給電力制御部5から指令信号を受け取り、これらの指令信号に基づいて、駆動モータ7への供給電力を調整する。供給電力の上昇・低下は、例えば、供給電圧の上昇・低下による。

0052

以上の制御装置10の動作を、図3グラフを参照しながら具体的に説明する。図3は、図2の駆動モータ7の動作状態を示すグラフである。

0053

図3のグラフは、駆動モータ7の駆動信号、回転の有無、電源のON・OFF、及び供給電力(発熱量)の状態を、同じ時間軸で比較したものである。図3のグラフでは、供給電力を出力値(発熱量)に置き換え描写している。また、駆動モータ7の出力値が、設定した出力値(例えば定格値である100%の出力値)に落ち着くまでには、実際にはタイムラグがあるが、図3のグラフでは、出力値(供給電力)の変動は、説明の都合上、段階的に変動するように描写している。

0054

時刻Aにおいて、駆動モータ7の電源をONにすると、駆動信号がONとなり、駆動モータ7は回転し、出力値は100%(定格値)となる。時刻Bに至るまでは、駆動モータ7は正常に動作しており、駆動モータ7のホールIC7aから得られたモータパルスが、モータパルス認識部3によって認識されており、モータパルス認識部3からモータ駆動部2へ現在の駆動モータ7の出力値に対応するモータパルス信号が送信される。

0055

モータ駆動部2は、このモータパルス信号に基づいて、設定した出力値と、実際に検出された出力値とを比較し、駆動モータ7の出力値が設定値を維持するように駆動モータ7の出力値の調整を行う。

0056

しかし、時刻Bでは、駆動モータ7の駆動信号と電源はON状態のままであるが、駆動モータ7がロック状態となり、駆動モータ7の回転が停止し、モータパルスが発生しなくなっている。

0057

図2に示すモータ駆動回路1のモータパルス認識部3は、時刻Bから数秒間(例えば3秒〜10秒間)、モータパルスを認識せず、時刻Cにおいてロック検出部4によって駆動モータ7がロック状態であることが検出される。

0058

そしてロック検出部4は、駆動モータ7の出力値が、例えば定格値の50%となるように、供給電力制御部5に対して指令信号を送る。供給電力制御部5は、この指令信号に基づいて、駆動モータ7への供給電力を制御し、出力値が定格値の50%となるように低下させるべく指令信号をモータ駆動部2に送る。この段階における出力の低下率は、30〜70%程度が推奨され、本実施形態では前記した様に低下率が50%となる様に制御することとした。

0059

時刻Cから、さらに数秒間(例えば、3秒〜10秒間)が経過して時刻Dとなっても、未だモータパルスが認識されず、駆動モータ7のロック状態が検出され続けると、上記と同じ手順で、駆動モータ7への供給電力はさらに低く設定され、出力値が定格値の25%となるように設定される。
この段階における出力の低下率は、先の状態を基準として、これの30〜70%程度が推奨され、本実施形態では前記した様に低下率が50%となる様に制御することとした。

0060

そして、さらに時間(例えば、10秒〜20秒)が経過して時刻Eとなっても、モータパルスが認識されず、駆動モータ7がロック状態のままであれば、時刻Eから時刻Fに至るまでの間、駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行い、その結果、この間の出力値の時間平均値が、例えば定格値の12.5%となるように設定される。すなわち、図3に示すように、時刻Eから時刻Fに至るまでは、駆動モータ7の電源のONとOFFとを頻繁に切り替え間欠運転)、駆動モータ7の出力値が時間平均して定格値の12.5%となるように、駆動モータ7への供給電力を制御する。
なおこの段階における出力の低下率についても、先の状態を基準として、これの30〜70%程度が推奨され、本実施形態では前記した様に低下率が50%となる様に制御することとした。

0061

ここで、上記のように設定される定格値に対する割合(パーセント)は、使用される駆動モータ7の発熱部位(モータ駆動回路、モータコイル等)が熱破損する手前の値となるように、予め設定しておく。上記では、出力値の設定を定格値(100%)から、50%、25%、そして12.5%と推移するように設定した例を示した。これにより、供給される電力の積算値が、駆動モータ7の発熱部位が熱破損する値を超えないようにすることができる。

0062

そして、時刻Fにおいて、出力値が定格値(100%)となるように供給電力を調整し、ロック検出部4によってモータパルスが認識されるか否かにより、駆動モータ7のロック状態を判定する。図3では、時刻Fにおいても未だロック状態が解消されていない例を示している。

0063

この場合、ロックが解除されるまでは、必要に応じて前述の時刻C〜時刻Fまでの操作を繰り返す。なお本実施形態では、前記した様に時刻C〜時刻Fまでの操作を2回繰り返す。
図3に示す例では、時刻G、Hではロック状態のままであり、時刻Hから時刻Iまでは電源はOFF状態(すなわち、供給電力及び出力値がゼロ)となっている。

0064

時刻Iで電源が再投入されると、供給電力制御部5は、モータ駆動部2に対して駆動モータ7の出力値が定格値(100%)となるように供給電力を設定するための指令信号を送る。図3に示す例では、時刻Iで電源が再投入された後、極めて短い時間が経過した時刻Jでモータパルスが認識されて、ロックが解除されたことが検出され、時刻J以降は通常の運転が行われる(換言すれば、出力値の設定が定格値のままで運転が行われる)。すなわち、電源の再投入から予め設定した所定時間が経過する前にロックの解除が検出されると、通常の運転が行われる。もし電源の再投入から予め設定した所定時間が経過してもロックが解除されていなければ、時刻Cと同様に駆動モータ7への供給電力が低下させられ、以下必要に応じて前述の時刻C〜時刻Fまでの操作が繰り返される。

0065

駆動モータ7への供給電力は、ロック状態下においては、そのまま発熱量に反映されるが、上述のように供給電力を低下させることにより、発熱量を効果的に低減することができ、駆動モータ7(モータ駆動回路1のモータ駆動部2)が過負荷状態となって熱破損することを防止することができる。ここで、ロック状態下では、モータコイル(図示せず)も発熱するが、上述のように供給電力を低下させた結果、モータコイルの熱破損も同時に回避することができる。

0066

以上のように本発明を実施すると、駆動モータ7(又はモータ内蔵ローラ11)のロック時において、駆動モータ7(モータ駆動回路1内のモータ駆動部2)の発熱量を低減することができるので、モータ駆動部2(パワートランジスタ)に、従来のように大きな放熱板を設置する必要がなく、モータ駆動回路1の小型化を図ることができる。もちろん、必要に応じて放熱板を設置し、モータ駆動回路1の熱破損を防止できるように、駆動モータ7への供給電力の低下のさせ方を加減することもできる。

0067

例えば、放熱板を設置しなければ、図3に示すように時刻Cにおいて出力値を定格の50%に低下させる必要があったが、放熱板を設置することにより、例えば、時刻Cにおいて、出力値が定格の50%〜80%となるように供給電力を設定することができる。つまり、設置する放熱板の放熱能力に応じて、モータ駆動回路1を熱破損させずに済む供給電力(発熱量)を設定することが可能になる。

0068

以上では、駆動モータ7の回転状態を監視する例を示したが、代わりにこの駆動モータ7を内蔵した図示しないモータ内蔵ローラの回転の有無を、例えば、モータ内蔵ローラ上の被搬送物が移動していないことによって検出し、ロック状態であるか否かを判定するようにしてもよい。

0069

また上記した実施形態では、駆動モータ7への供給電力を段階的に低下させた回数が、予め設定した回数に達した場合に、駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行うこととしたものである。即ち上記した実施形態では、駆動モータ7への供給電力を2回低下させた場合に、駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行うこととした。
この変形例として、駆動モータ7への供給電力を低下させた回数をカウントし、この回数が所定の回数に至った時に駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行う方法も考えられる。
図6は、上記した制御方法を採用した場合のフローチャートである。
またロックの検出が、予め設定した所定回数に達したことを検出するステップを備える構成を採用することもできる。
図7は、上記した制御方法を採用した場合のフローチャートである。図7のフローチャートにおいては、ステップ7が、回転非検出回数が設定値以上であったか否かを判断するステップであり、当該ステップでロックの検出回数を検出している。
またこれに代わって、駆動モータ7へ供給する電圧が予め設定した下限閾値を下回ると、駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行う構成(図8)を採用してもよい。図8は、駆動モータ7へ供給する電圧が予め設定した下限閾値を下回ることを条件として、駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行う場合のフローチャートである。
またロックが検出された後における駆動モータ7への供給電力の積算値が、予め設定した上限閾値を超えた場合に、駆動モータ7への電力の供給を間欠的に行う構成を採用してもよい。図9は、上記した制御方法を採用した場合のフローチャートである。

0070

上述したモータ内蔵ローラ11は、ローラコンベアベルトコンベア長尺物を巻き取る巻取装置(例えば、US6979976B2, DE102004035469A1記載の表示装置の巻取装置)等に使用することができる。また、コンベア装置20としては、チェーン式ギヤ式、ベルト式のコンベアに、モータ内蔵ローラ11を採用して使用することができる。

図面の簡単な説明

0071

本発明を実施することができるモータ内蔵ローラの断面図である。
本発明を実施したローラコンベアの駆動モータの制御ブロック図である。
図2の駆動モータの動作状態を示すグラフである。
図1のモータ内蔵ローラを備えたコンベア装置の斜視図である。
図1のモータ内蔵ローラの制御方法を示すフローチャートである。
本発明の他の実施形態のモータ内蔵ローラの制御方法を示すフローチャートである。
本発明のさらに他の実施形態のモータ内蔵ローラの制御方法を示すフローチャートである。
本発明のさらに他の実施形態のモータ内蔵ローラの制御方法を示すフローチャートである。
本発明のさらに他の実施形態のモータ内蔵ローラの制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

0072

1モータ駆動回路
2モータ駆動部
3モータパルス認識部
4ロック検出部(ロック検出手段)
5供給電力制御部(供給電力制御手段)
6制御機器(PLC)
7駆動モータ
7aホールIC
10 熱破損防止制御装置
11モータ内蔵ローラ
20 コンベア装置

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