JP2000018412A - バルブ用モータ駆動回路 - Google Patents

バルブ用モータ駆動回路

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JP2000018412A
JP2000018412A JP10190650A JP19065098A JP2000018412A JP 2000018412 A JP2000018412 A JP 2000018412A JP 10190650 A JP10190650 A JP 10190650A JP 19065098 A JP19065098 A JP 19065098A JP 2000018412 A JP2000018412 A JP 2000018412A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、モータを正確に位置決めできず構
造をコンパクト化しにくくコスト高で大きなスペースを
とるという課題を解決しようとするものである。 【解決手段】 この発明は、バルブ開側端で作動するス
イッチOLSと、バルブ閉側端で作動するスイッチSL
Sと、スイッチOLSの動作時に直流モータMを短絡す
るスイッチング素子FET1と、スイッチOLSの動作
時に表示用開側端信号を出力する表示出力端子OUT1
と、スイッチSLSの動作時に直流モータMを短絡する
スイッチング素子FET2と、スイッチSLSの動作時
に表示用閉側端信号を出力する表示出力端子OUT2と
を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はバルブを駆動して開
閉させるための直流モータを駆動するバルブ用モータ駆
動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、バルブを駆動して開閉させるため
の直流モータを駆動するバルブ用モータ駆動回路におい
ては、直流モータにより駆動されるカムによりバルブの
開側端(以下開端ともいう)で開側端リミットスイッチ
をオンさせて直流モータの駆動を停止し、上記カムによ
りバルブの閉側端(以下閉端ともいう)で閉側端リミッ
トスイッチをオンさせて直流モータの駆動を停止させて
いる。
【0003】また、バルブの開側端及び閉側端での直流
モータの惰性を無視する場合は、カムの行き過ぎを考慮
してカムがオーバーランできるような構造としている。
更に、バルブの開側端及び閉側端での直流モータの惰性
を許容していることから、直流モータの惰性による回転
量は負荷が変わると変化し、その結果モータの停止位置
が変わるため、負荷に応じてカムの位置(角度)調整を
行い、直流モータの停止位置誤差が所定の角度誤差範囲
内に収まるようにしている。
【0004】直流モータに制動をかける場合は、直流モ
ータの電源を遮断して直流モータを短絡することで直流
モータに制動をかけ、直流モータの惰性により発電した
電圧を閉回路にてショートさせて電流を流し、熱放出さ
せることによりモータを停止させる短絡制動方式が一般
的である。この短絡制動方式は、直流モータに制動をか
けてバルブの開側端及び閉側端で直流モータを停止させ
る場合には回路的に応用することが不可能であり、つま
り、開側端リミットスイッチ及び閉側端リミットスイッ
チのみで、バルブの開側端及び閉側端で開側端検出信号
及び閉側端検出信号を得ると同時に直流モータに制動を
かけることはできなかった。
【0005】具体的には、開側端リミットスイッチ及び
閉側端リミットスイッチの共通端子を直流電圧が加えら
れる入力側にすると開側端リミットスイッチ及び閉側端
リミットスイッチは開側端検出信号及び閉側端検出信号
を得る回路を構成し、開側端リミットスイッチ及び閉側
端リミットスイッチの閉側を直流電圧が加えられる入力
側にすると開側端リミットスイッチ及び閉側端リミット
スイッチは直流モータに制動をかける回路を構成し、開
側端リミットスイッチ及び閉側端リミットスイッチのみ
ではこれらの回路のどちらか一方しか構成することがで
きなかった。
【0006】短絡制動方式は直流モータに制動をかけて
バルブの開側端及び閉側端で直流モータを停止させる場
合には機械的に応用され、図3及び図4に示すようにモ
ータ短絡用開側端リミットスイッチSW1と開側端信号
検出用リミットスイッチSW2とを回路的に独立して設
けてこれらのリミットスイッチSW1、SW2を、直流
モータMにより駆動されるカムCMで作動させ、同様に
モータ短絡用閉側端リミットスイッチSW3と閉側端信
号検出用リミットスイッチSW4とを回路的に独立して
設けてこれらのリミットスイッチSW3、SW4を、モ
ータMにより駆動されるカムCMで作動させている。こ
こに、リミットスイッチSW1、SW2は若干ずらせて
作動タイミングをずらし(直流モータMを若干惰走させ
て短絡し)、同様にリミットスイッチSW3、SW4は
若干ずらせて作動タイミングをずらしている(直流モー
タMを若干惰走させて短絡している)。
【0007】中間位置より入力端子IN3が+側、入力
端子IN4が−側となるように直流電圧が入力端子IN
3、IN4間に加えられると、この直流電圧は閉成状態
の開側端信号検出用リミットスイッチSW2及び閉側端
信号検出用リミットスイッチSW4を通して直流モータ
Mに加えられ、直流モータMが正転してバルブが開方向
に駆動される。バルブの開側端で開側端信号検出用リミ
ットスイッチSW2がカムCMにより押されてオンする
と、モータMへの通電が遮断される。その直後にモータ
短絡用開側端リミットスイッチSW1がカムCMにより
オンされて直流モータMを短絡し、直流モータMが停止
してバルブが停止する(このとき、スイッチは図4の状
態となる)。
【0008】また、中間位置から入力端子IN3が−
側、入力端子IN4が+側となるように直流電圧が入力
端子IN3、IN4間に加えられると、この直流電圧は
閉成状態の開側端信号検出用リミットスイッチSW2及
び閉側端信号検出用リミットスイッチSW4を通して直
流モータMに加えられ、直流モータMが逆転してバルブ
が閉方向に駆動される。バルブの閉側端で閉側端信号検
出用リミットスイッチSW4がカムCMにより押されて
オンすると、直流モータMへの通電が遮断される。その
直後にモータ短絡用閉側端リミットスイッチSW3がカ
ムCMによりオンされて直流モータMを短絡し、直流モ
ータMが停止してバルブが停止する。なお、図4におい
て、D9〜D12は整流用ダイオードである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記バルブ用モータ駆
動回路では、バルブの開側端及び閉側端での直流モータ
の惰性を無視する場合は、無負荷状態でカムの位置(角
度)調整を直流モータの停止位置誤差が所定の角度誤差
範囲内に収まるように行ってから負荷に取り付けると、
無負荷状態でカムの角度を正確に調整することができな
くてカムの角度にずれが生ずるため、再度カムの角度調
整を行う必要性が生じて作業性が悪く、直流モータの正
確な位置決めができない。更に、バルブの開側端及び閉
側端での直流モータの惰性を許容することになるので、
カムの行き過ぎを考慮してカムがオーバーランできるよ
うに設計しなければならず、構造をコンパクト化しにく
い。
【0010】また、上記短絡制動方式では、開側端信号
検出用リミットスイッチSW2及び閉側端信号検出用リ
ミットスイッチSW4とは別にモータ短絡用開側端リミ
ットスイッチSW1及びモータ短絡用閉側端リミットス
イッチSW3が余分に必要になるので、部品数の増加、
カムCMの形状の複雑化(開側端信号検出用リミットス
イッチSW2が作動した後に遅れてモータ短絡用開側端
リミットスイッチSW1が作動し、閉側端信号検出用リ
ミットスイッチSW4が作動した後に遅れてモータ短絡
用閉側端リミットスイッチSW3が作動するようにする
ためにカムCMの形状が複雑になること)によりコスト
アップとなるという問題点があると同時にモータ短絡用
開側端リミットスイッチSW1及びモータ短絡用閉側端
リミットスイッチSW3を設けるためのスペースが必要
になる。
【0011】本発明は、簡単でスペースをとらない回路
により直流モータに制動をかけることができ、直流モー
タのオーバーランを防ぐことができ、直流モータに制動
をかけるための回路を利用して表示用のバルブ開閉信号
を得ることができるバルブ用モータ駆動回路を提供する
ことを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、バルブを駆動して開閉させ
るための直流モータを2つの入力端子の間に加えられる
直流電圧の極性に応じた回転方向へ駆動するバルブ用モ
ータ駆動回路において、前記2つの入力端子のうちの一
方の入力端子に共通端子が接続されて常閉側端子が前記
直流モータの一端側に接続されバルブの開側端で作動す
る第1のスイッチと、前記2つの入力端子のうちの他方
の入力端子に共通端子が接続されて常閉側端子が前記直
流モータの他端側に接続されバルブの閉側端で作動する
第2のスイッチと、前記モータと並列に接続され前記第
1のスイッチの動作時に前記第1のスイッチの常開側端
子からの入力電圧によりオンして前記直流モータを短絡
することで前記直流モータに制動をかける第1のスイッ
チング素子と、前記第1のスイッチの動作時に前記第1
のスイッチの常開側端子からの入力電圧により表示用開
側端信号を出力する第1の表示出力端子と、前記モータ
と並列に接続され前記第2のスイッチの動作時に前記第
2のスイッチの常開側端子からの入力電圧によりオンし
て前記直流モータを短絡することで前記直流モータに制
動をかける第2のスイッチング素子と、前記第2のスイ
ッチの動作時に前記第2のスイッチの常開側端子からの
入力電圧により表示用閉側端信号を出力する第2の表示
出力端子とを備えたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態を示
す。図1において、OLSはバルブが開側端に位置する
ときに、共通端子Cと接続されている可動片が常閉側固
定接点NCから常開側固定接点NOに切り替わってその
他の通常時に可動片が常開側固定接点NOから常閉側固
定接点NCに切り替わる開側端信号検出用リミットスイ
ッチ、SLSは上記バルブが閉側端に位置するときに、
共通端子Cと接続されている可動片が常閉側固定接点N
Cから常開側固定接点NOに切り替わってその他の通常
時に可動片が常開側固定接点NOから常閉側固定接点N
Cに切り替わる閉側端信号検出用リミットスイッチ、F
ET1,FET2は短絡制動用スイッチング素子として
の電界効果トランジスタ、R1〜R4は電界効果トラン
ジスタFET1、FET2のゲートにバイアス電圧を印
加するためのバイアス抵抗、R5,R6は制動抵抗、D
1〜D8はバルブが所定の位置(開側端もしくは閉側
端)の時に所定の短絡制動信号及び表示用開側端信号,
表示用閉側端信号が得られるように電流を整流する整流
用ダイオード、OCPは温度により抵抗値が変化する過
電流保護素子としての正特性サーミスタ、Mは上記バル
ブを駆動して開閉させるアクチュエータとしての直流モ
ータ、C1はモータノイズ除去を目的としたコンデン
サ、IN1,IN2は直流電圧が印加される赤及び黒の
入力端子、OUT1,OUT2は表示用開側端信号,表
示用閉側端信号を出力する黄色及び緑色の表示出力端子
である。
【0014】入力端子IN1は開側端信号検出用リミッ
トスイッチOLSの共通端子C及びダイオードD1のカ
ソードに接続され、開側端信号検出用リミットスイッチ
OLSの常閉側固定接点NC及びダイオードD1のアノ
ードは正特性サーミスタOCPを共通に介して直流モー
タMの一端に接続される。入力端子IN2は閉側端信号
検出用リミットスイッチSLSの共通端子C及びダイオ
ードD2のカソードに接続され、閉側端信号検出用リミ
ットスイッチSLSの常閉側固定接点NC及びダイオー
ドD2のアノードは直流モータMの他端に接続される。
【0015】コンデンサC1は直流モータMと並列に接
続され、開側端信号検出用リミットスイッチOLSの常
開側固定接点NOはダイオードD5のアノードに接続さ
れる。ダイオードD5のカソードはバイアス抵抗R1,
R2を直列に介して閉側端信号検出用リミットスイッチ
SLSの常閉側固定接点NCに接続され、閉側端信号検
出用リミットスイッチSLSの常開側固定接点NOはダ
イオードD6のアノードに接続される。ダイオードD6
のカソードはバイアス抵抗R3,R4を直列に介して開
側端信号検出用リミットスイッチOLSの常閉側固定接
点NCに接続され、抵抗R1,R2の接続点が電界効果
トランジスタFET1のゲートに接続される。
【0016】電界効果トランジスタFET1のドレイン
は抵抗R5を介して開側端信号検出用リミットスイッチ
OLSの常閉側固定接点NCと正特性サーミスタOCP
との接続部に接続され、電界効果トランジスタFET1
のソースがダイオードD7のアノードに接続されてダイ
オードD7のカソードが直流モータMの他端に接続され
る。抵抗R3,R4の接続点は電界効果トランジスタF
ET2のゲートに接続され、電界効果トランジスタFE
T2のドレインは抵抗R6を介して直流モータMの他端
に接続され、電界効果トランジスタFET2のソースが
ダイオードD8のアノードに接続されてダイオードD8
のカソードが開側端信号検出用リミットスイッチOLS
の常閉側固定接点NCと正特性サーミスタOCPとの接
続部に接続される。
【0017】ダイオードD5のカソードにはダイオード
D3のアノードが接続され、ダイオードD3のカソード
が表示出力端子OUT1に接続される。ダイオードD6
のカソードにはダイオードD4のアノードが接続され、
ダイオードD4のカソードが表示出力端子OUT2に接
続される。
【0018】図2はバルブを開側端と閉側端との間の中
間位置から駆動する場合の本実施形態の動作を示す。赤
の入力端子IN1が+側、黒の入力端子IN2が−側と
なるように直流電圧が入力端子IN1、IN2間に加え
られると、この直流電圧は開側端信号検出用リミットス
イッチOLSの共通端子C・常閉側固定接点NC間、閉
側端信号検出用リミットスイッチSLSの共通端子C・
常閉側固定接点NC間、正特性サーミスタOCPを通し
て直流モータMに加えられ、直流モータMが正転してバ
ルブが開方向に駆動される。
【0019】このとき、開側端信号検出用リミットスイ
ッチOLSの共通端子C・常開側固定接点NO間が遮断
状態であることにより、電界効果トランジスタFET1
のゲートにバイアス電圧が印加されず、電界効果トラン
ジスタFET1がオフとなっている。また、閉側端信号
検出用リミットスイッチSLSの共通端子C・常開側固
定接点NO間が遮断状態であることにより、電界効果ト
ランジスタFET2のゲートにバイアス電圧が印加され
ず、電界効果トランジスタFET2がオフとなってい
る。
【0020】直流モータMで駆動されるカムによりバル
ブの開側端で開側端信号検出用リミットスイッチOLS
の可動片が常閉側固定接点NCから常開側固定接点NO
に切り替えられると、開側端信号検出用リミットスイッ
チOLSの共通端子Cと常閉側固定接点NCとが切り離
されて直流モータMへの通電が遮断され、直流モータM
の駆動が停止する。
【0021】また、開側端信号検出用リミットスイッチ
OLSの共通端子Cと常開側固定接点NOとが接続され
ることにより、入力端子IN1,IN2間の直流電圧が
開側端信号検出用リミットスイッチOLSの共通端子C
・常開側固定接点NO間、閉側端信号検出用リミットス
イッチSLSの共通端子C・常閉側固定接点NC間、ダ
イオードD5を介してバイアス抵抗R1,R2で分圧さ
れて電界効果トランジスタFET1のゲートに所定のバ
イアス電圧として印加され、電界効果トランジスタFE
T1がオンして直流モータMが正特性サーミスタOC
P、抵抗R5、ダイオードD7を介して電界効果トラン
ジスタFET1で短絡されることにより直流モータMに
制動がかけられ、直流モータMが惰性により発電した電
圧により流れる電流が抵抗R5にて熱消費され直流モー
タMを停止させる。また、バイアス抵抗R1,R2の電
圧はダイオードD3、閉側端信号検出用リミットスイッ
チSLSの共通端子C・常閉側固定接点NC間を介して
表示出力端子OUT1・入力端子IN2間から表示用の
開側端信号として出力される。
【0022】赤の入力端子IN1が−側、黒の入力端子
IN2が+側となるように直流電圧が入力端子IN1、
IN2間に加えられると、この直流電圧は閉側端信号検
出用リミットスイッチSLSの共通端子C・常閉側固定
接点NC間、開側端信号検出用リミットスイッチOLS
の共通端子C・常閉側固定接点NC間、正特性サーミス
タOCPを通して直流モータMに加えられ、直流モータ
Mが逆転してバルブが閉方向に駆動される。
【0023】このとき、開側端信号検出用リミットスイ
ッチOLSの共通端子C・常開側固定接点NO間が遮断
状態であることにより、電界効果トランジスタFET1
のゲートにバイアス電圧が印加されず、電界効果トラン
ジスタFET1がオフとなっている。また、閉側端信号
検出用リミットスイッチSLSの共通端子C・常開側固
定接点NO間が遮断状態であることにより、電界効果ト
ランジスタFET2のゲートにバイアス電圧が印加され
ず、電界効果トランジスタFET2がオフとなってい
る。
【0024】直流モータMで駆動されるカムによりバル
ブの閉側端で閉側端信号検出用リミットスイッチSLS
の可動片が常閉側固定接点NCから常開側固定接点NO
に切り替えられると、閉側端信号検出用リミットスイッ
チSLSの共通端子Cと常閉側固定接点NCとが切り離
されることにより直流モータMへの通電が遮断されて直
流モータMの駆動が停止する。
【0025】また、閉側端信号検出用リミットスイッチ
SLSの共通端子Cと常開側固定接点NOとが接続され
ることにより、入力端子IN1,IN2間の直流電圧が
閉側端信号検出用リミットスイッチSLSの共通端子C
・常開側固定接点NO間、開側端信号検出用リミットス
イッチOLSの共通端子C・常閉側固定接点NC間、ダ
イオードD6を介してバイアス抵抗R3,R4で分圧さ
れて電界効果トランジスタFET2のゲートに所定のバ
イアス電圧として印加され、電界効果トランジスタFE
T2がオンして直流モータMが正特性サーミスタOC
P、抵抗R6、ダイオードD8を介して電界効果トラン
ジスタFET2で短絡されることにより直流モータMに
制動がかけられ、直流モータMが惰性により発電した電
圧により流れる電流が抵抗R5にて熱消費され、直流モ
ータMを停止させる。また、バイアス抵抗R3,R4の
電圧はダイオードD4、開側端信号検出用リミットスイ
ッチOLSの共通端子C・常閉側固定接点NC間を介し
て表示出力端子OUT2・入力端子IN1間から表示用
の閉側端信号として出力される(図1はこのときのスイ
ッチの状態を示す)。
【0026】この実施形態によれば、開側端信号検出用
リミットスイッチOLS及び閉側端信号検出用リミット
スイッチSLS以外のリミットスイッチを用いないの
で、簡単でスペースをとらない回路により直流モータに
制動をかけることができ、直流モータのオーバーランを
防ぐことができ、直流モータに制動をかけるための回路
を利用して表示用のバルブ開閉信号を得ることができ
る。
【0027】なお、スイッチング素子は、電界効果トラ
ンジスタFET1,FET2を用いたが、パワートラン
ジスタ等を用いてもよい。また、制動力は抵抗R5,R
6の値を変えることにより、希望する制動力にすること
ができ、例えば抵抗R5,R6として可変抵抗を用いる
ことにより、必要に応じて可変抵抗で任意の制動力に調
整することができる。
【0028】また、本発明は、バルブの任意の開度位置
にて中間停止アクチュエータとしての直流モータにより
停止させる場合にも適用することができる。この場合、
上記実施形態と同様に、バルブの中間位置で作動する中
間停止位置検出用リミットスイッチの常開側固定接点N
Oから出力信号を得てスイッチング素子をオンさせるこ
とによりバルブの中間位置で直流モータを短絡して直流
モータに制動をかけ、同時に中間停止位置検出用リミッ
トスイッチの常開側固定接点NOからの出力信号を表示
用中間位置信号として出力すればよく、直流モータの高
精度な位置決めが実現できる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、上記構成
により、簡単でスペースをとらない回路により直流モー
タに制動をかけることができ、直流モータのオーバーラ
ンを防ぐことができ、直流モータに制動をかけるための
回路を利用して表示用のバルブ開閉信号を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す回路図である。
【図2】バルブを開側端と閉側端との間の中間位置から
駆動する場合の上記実施形態の動作を示す図である。
【図3】従来のバルブ用モータ駆動回路のカム及びリミ
ットスイッチを示す側面図である。
【図4】同バルブ用モータ駆動回路を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
OLS 開側端信号検出用リミットスイッチ SLS 閉側端信号検出用リミットスイッチ FET1,FET2 電界効果トランジスタ R1〜R4 バイアス抵抗 R5,R6 制動抵抗 D1〜D8 整流用ダイオード PG ポジスタ M 直流モータ C1 モータノイズ除去用コンデンサ IN1,IN2 入力端子 OUT1,OUT2 表示出力端子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バルブを駆動して開閉させるための直流モ
    ータを2つの入力端子の間に加えられる直流電圧の極性
    に応じた回転方向へ駆動するバルブ用モータ駆動回路に
    おいて、前記2つの入力端子のうちの一方の入力端子に
    共通端子が接続されて常閉側端子が前記直流モータの一
    端側に接続されバルブの開側端で作動する第1のスイッ
    チと、前記2つの入力端子のうちの他方の入力端子に共
    通端子が接続されて常閉側端子が前記直流モータの他端
    側に接続されバルブの閉側端で作動する第2のスイッチ
    と、前記モータと並列に接続され前記第1のスイッチの
    動作時に前記第1のスイッチの常開側端子からの入力電
    圧によりオンして前記直流モータを短絡することで前記
    直流モータに制動をかける第1のスイッチング素子と、
    前記第1のスイッチの動作時に前記第1のスイッチの常
    開側端子からの入力電圧により表示用開側端信号を出力
    する第1の表示出力端子と、前記モータと並列に接続さ
    れ前記第2のスイッチの動作時に前記第2のスイッチの
    常開側端子からの入力電圧によりオンして前記直流モー
    タを短絡することで前記直流モータに制動をかける第2
    のスイッチング素子と、前記第2のスイッチの動作時に
    前記第2のスイッチの常開側端子からの入力電圧により
    表示用閉側端信号を出力する第2の表示出力端子とを備
    えたことを特徴とするバルブ用モータ駆動回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008519953A (ja) * 2004-11-12 2008-06-12 メグテック・システムズ・インコーポレーテッド 弁切替用電動ギヤモーター駆動装置
CN106763981A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 东莞市骏能电机有限公司 定角度驱动装置及带有定角度驱动装置的气液切换阀
JP2017517242A (ja) * 2014-05-22 2017-06-22 クノル−ブレムゼ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングKnorr−Bremse Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 鉄道車両のモータ駆動のドアを確実に閉じるための電子回路

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