JP2001292595A - モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の種類の定格のモータが混在する装置に
おいても、個々の定格に対応した過電流検出を行い信頼
性を向上する。 【解決手段】 制御装置１は、各モータＭ毎に設けら
れ、各モータＭに駆動電流を供給／遮断するリレースイ
ッチ２４と、各リレースイッチ２４のスイッチング状態
を制御する複数の操作スイッチＳＷが設けられているリ
モコン３と、駆動されるモータＭを選択するための各操
作スイッチＳＷの操作態様に対応して、異なる種類の基
準値電圧を発生する基準値電圧発生部３２と、基準値電
圧に基づいて、対応するモータＭの過電流を検出して検
出信号を出力する比較回路３１と、比較回路３１からの
検出信号に基づいて複数のモータＭへの駆動電流の過電
流を制限する過電流制限部３５とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、正転、または、逆
転を行う直流モータなどの複数のモータの回転状態を制
御するモータの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の可動部を有する介護用ベッド等に
おいては、複数の電動のリニアアクチュエータが用いら
れている。このリニアアクチュエータを伸縮させるため
に、リモートコントローラ（以下、リモコン）による操
作で、動力源である複数の直流モータを正転、逆転また
は停止制御している。

【０００３】図３は本発明の基礎となるリモコン３の電
気的構成を示す回路図であり、図７は前記複数の直流モ
ータをリモコンで正転、逆転または停止させるための典
型的な従来技術の制御装置１の電気的構成を示す回路図
である。図３は以下の従来技術の候で参照されると共
に、後述する発明の実施の形態の項でも参照される。

【０００４】本従来技術の制御装置１は、例として、３
つのモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３（総称する場合は符号Ｍで
示す）の回転状態を個別に制御するものである。制御装
置１は、制御装置本体２と前記リモコン３とを備える。
制御装置本体２には、各モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３毎に、
ｃ接点タイプのリレースイッチ４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄ、４ｅ、４ｆ（総称する場合には符号４で示す）が設
けられている。一対のリレースイッチ４ａ、４ｂの各ｃ
接点の間に直流モータＭ１が接続され、リレースイッチ
４ｃ、４ｄの各ｃ接点の間に直流モータＭ２が接続さ
れ、リレースイッチ４ｅ、４ｆの各ｃ接点の間に直流モ
ータＭ３が接続されている。

【０００５】各リレースイッチ４の各ａ接点は、電源電
圧Ｅ０の直流電源６のプラス極に接続された電源ライン
７に接続され、各リレースイッチ４の各ｂ接点は、共通
ライン８に共通に接続されている。共通ライン８は、相
互に直列に接続されたトランジスタＴ１及び抵抗Ｒ１を
介して、直流電源６のマイナス極に接続された電源ライ
ン９に接続されている。電源ライン７、９の間には、整
流素子Ｄ１が電源ライン７側をカソードとする態様に並
列に接続されている。また、各リレースイッチ４にそれ
ぞれ関連して、各リレースイッチ４を個別にオン／オフ
駆動する図３に示される励磁コイル５ａ〜５ｆ（総称す
る場合には符号５で示す）がそれぞれ設けられている。

【０００６】各励磁コイル５の一端は、基準電位Ｖｃｃ
に接続され、他端はリモコン３の操作スイッチＳＷａ〜
ＳＷｆ（総称する場合には符号ＳＷで示す）の一方の接
点にそれぞれ接続されている。各操作スイッチＳＷの他
端は、それぞれ接地電位に接続されている。これによ
り、各リレースイッチ４は、各操作スイッチＳＷのオン
／オフ操作により。ａ接点側に或いはｂ接点側にそれぞ
れ切換えられる。

【０００７】また、前記トランジスタＴ１のゲートに
は、比較回路１０の出力がプルアップ抵抗Ｒ２を介して
供給される。比較回路１０の反転入力端子には基準電位
Ｅ１が供給される。比較回路１０の非反転端子には、一
端が基準電位Ｖｃｃに接続された抵抗Ｒ３の他端からの
電位が供給され、この抵抗Ｒ３の前記他端には、一端が
接地電位に接続されたコンデンサＣ１が接続される。前
記抵抗Ｒ３の他端には、比較回路１１の出力が供給され
る。比較回路１１の反転入力端子は、前記トランジスタ
Ｔ１と抵抗Ｒ１との接続点に接続され、非反転入力端子
は所定の基準電位Ｅ２に接続される。前記比較回路１
０、１１を含んで電流制限回路１２が構成される。

【０００８】このような制御装置１において、各操作ス
イッチＳＷのオン／オフに対応して、前記リレースイッ
チ４のｃ接点がａ接点或いはｂ接点に接続されるように
切替わるものとする。このとき、例として、操作スイッ
チＳＷａをオン、他の操作スイッチＳＷｂ〜ＳＷｆをオ
フにすると、モータＭ１のみが正転し、他のモータＭ２
〜Ｍ６は停止する。以下、同様にして各モータＭ１〜Ｍ
６を個別に正転、逆転或いは停止することができる。

【０００９】このとき、モータＭが過負荷状態になるな
どして電源ライン７、９に過電流が流れる場合がある。
このような場合、前記抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉ１が増大
して抵抗Ｒ１の端子間電圧が増大し、比較回路１１の出
力がハイレベルからローレベルに切替わる。これによ
り、抵抗Ｒ３に電流が流れ、比較回路１０の非反転入力
端子にハイレベルの信号が入力される。従って、比較回
路１０の出力がローレベルからハイレベルに切替わり、
トランジスタＴ１が遮断状態に切替わる。これにより、
モータＭ１を流れるモータ電流は、図７に矢符Ａ１で示
されるように、コンデンサＤ１、リレースイッチ４ａ、
モータＭ１、リレースイッチ４ｂ、コンデンサＤ１から
なる循環回路を流れるいわゆるフライホイール電流にな
る。

【００１０】このとき、前述したようにトランジスタＴ
１が遮断されているので、前記電流Ｉ１は回路によって
定まる減衰期間で減衰する。端子間電圧Ｒ１×Ｉ１が基
準電位Ｅ２などの所定のレベルを下回ると比較回路１１
の出力レベルが反転し、比較回路１０の出力がローレベ
ルになりトランジスタＴ１が導通状態に切り替わる。前
記過電流が流れている期間を通じて同様な動作が繰り返
され、モータＭを流れる過電流を制限するようにしてお
り、モータＭの過剰トルクの発生や、直流電源６からの
過剰出力などの不具合を防止するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】一方、このような従来
技術では、各モータＭに種種の定格のモータが用いられ
る場合でも、過電流を弁別する基準値は一定になる。こ
の基準値を定格が大きなモータＭに適合させると定格が
小さなモータＭには過電流が流れて過熱する場合があ
り、信頼性に問題を生じるという不具合がある。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、複数の種類の定格のモータが混在
する装置においても、個々の定格に対応した過電流検出
を行うことができ、信頼性を格段に向上することができ
るモータの制御装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明のモ
ータの制御装置は、複数のモータの駆動状態を個別に制
御する制御装置であって、各モータ毎に設けられ、各モ
ータに駆動電流を供給／遮断する切替スイッチと、各切
替スイッチのスイッチング状態を制御する複数の操作ス
イッチが各切替スイッチに対応して設けられている操作
装置と、駆動されるモータを選択するための各操作スイ
ッチの操作態様に対応して異なる種類の基準値信号を発
生する基準値信号発生手段と、基準値信号に基づいて、
基準値信号に対応するモータの過電流を検出して検出信
号を出力する過電流検出手段と、過電流検出手段からの
検出信号に基づいて複数のモータへの駆動電流が所定の
電流値を超えないように該駆動電流を制限する過電流制
限手段とを備えている。

【００１４】

【作 用】請求項１記載の発明のモータの制御装置で
は、各モータ毎に設けられた切替スイッチで各モータに
駆動電流を供給／遮断し、複数のモータの駆動状態を個
別に制御する。この切替スイッチの切替動作は、操作装
置に設けられた複数の操作スイッチを操作することで実
現される。

【００１５】上記操作スイッチを操作して駆動されるモ
ータを選択すると、各操作スイッチの操作態様に対応し
て基準値信号発生手段から異なる種類の基準値信号が発
生される。基準値信号発生手段とからの基準値信号に基
づいて、過電流検出手段は、基準値信号に対応するモー
タの過電流を検出して検出信号を出力する。過電流制限
手段は、過電流検出手段からの検出信号に基づいて所定
の電流値を超えないように該駆動電流を制限する。

【００１６】このとき、前記複数のモータに定格が異な
るモータが用いられている場合でも、そのモータの定格
に対応した基準値信号に基づいて、当該モータに関する
過電流検出が行われる。従って、定格が小さなモータに
過電流が流れて過熱する事態を防止することができ、信
頼性を格段に向上することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施例のモータの制御装
置２１の電気的構成を示す回路図であり、図２は基準値
信号発生手段である基準値電圧発生部３２の電気的構成
例を示す回路図であり、図３は本実施例で用いられる操
作装置であるリモコン３の電気的構成を示す回路図であ
り、図４は制御装置２１の構成の概略を示すと共にその
一動作例を示す回路図であり、図５は前記動作例の詳細
を示す回路図であり、図６はこの動作例における抵抗Ｒ
１の端子間電圧及びモータ電流の変化を示す波形図であ
る。

【００１９】図３は前記従来技術の項で説明されており
再度の説明は省略する。

【００２０】本実施例の制御装置２１は、例として、複
数の可動部を有する介護用ベッド等に実施可能である。
このような複数の可動部を有する介護用ベッドにおいて
は、複数の電動リニアアクチュエータが用いられてい
る。このリニアアクチュエータを伸縮させるために、リ
モートコントローラ（以下、リモコン）による操作で、
動力源である複数の直流モータを正転、逆転または停止
制御している。

【００２１】本実施例の制御装置２１は、例として、３
つのモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３（総称する場合は符号Ｍで
示す）の回転状態を個別に制御するものである。制御装
置２１は、制御装置本体２２と前記リモコン３とを備え
る。制御装置本体２２には、各モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３
毎に、ｃ接点タイプの切替スイッチであるリレースイッ
チ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ
（総称する場合には符号２４で示す）が設けられてい
る。一対のリレースイッチ２４ａ、２４ｂの各ｃ接点の
間に直流モータＭ１が接続され、リレースイッチ２４
ｃ、２４ｄの各ｃ接点の間に直流モータＭ２が接続さ
れ、リレースイッチ２４ｅ、２４ｆの各ｃ接点の間に直
流モータＭ３が接続されている。

【００２２】各リレースイッチ２４の各ａ接点は、電源
電圧Ｅ０の直流電源２６のプラス極に接続された電源ラ
イン２７に接続され、各リレースイッチ２４の各ｂ接点
は、共通ライン２８に共通に接続されている。共通ライ
ン２８は、相互に直列に接続された電源遮断手段である
トランジスタＴ１及び抵抗Ｒ１を介して、直流電源２６
のマイナス極に接続された電源ライン２９に接続されて
いる。電源ライン２７、２９の間には、整流素子Ｄ１が
電源ライン２７側をカソードとする態様に並列に接続さ
れている。また、各リレースイッチ２４にそれぞれ関連
して、各リレースイッチ２４を個別にオン／オフ駆動す
る図３に示される励磁コイル２５ａ〜２５ｆ（総称する
場合には符号２５で示す）がそれぞれ設けられている。

【００２３】各励磁コイル２５の一端は、基準電位Ｖｃ
ｃに接続され、他端はリモコン３の操作スイッチＳＷａ
〜ＳＷｆ（総称する場合には符号ＳＷで示す）の一方の
接点にそれぞれ接続されている。各操作スイッチＳＷの
他端は、それぞれ接地電位に接続されている。これによ
り、各リレースイッチ２４は、各操作スイッチＳＷのオ
ン／オフ操作により、ａ接点側に或いはｂ接点側にそれ
ぞれ切換えられる。

【００２４】また、前記トランジスタＴ１のゲートに
は、比較回路３０の出力がプルアップ抵抗Ｒ２を介して
供給される。比較回路３０の反転入力端子には基準電位
Ｅ１が供給される。比較回路３０の非反転端子には、一
端が基準電位Ｖｃｃに接続された抵抗Ｒ３の他端からの
電位が供給され、この抵抗Ｒ３の前記他端には、一端が
接地電位に接続されたコンデンサＣ１が接続される。前
記抵抗Ｒ３の他端には、過電流検出手段である比較回路
３１の出力が供給される。比較回路３１の反転入力端子
は、前記トランジスタＴ１と抵抗Ｒ１との接続点に接続
され、非反転入力端子には基準値電圧発生部３２からの
基準値信号である基準値電圧Ｖ０が入力される。前記比
較回路３０、３１を含んで過電流制限手段である過電流
制限部３５が構成される。

【００２５】前記基準値電圧発生部３２には、前記リモ
コン３の各操作スイッチＳＷと励磁コイル５との接続点
から、例として、相互に異なる入力端子にそれぞれ信号
が入力される。即ち、基準値電圧発生部３２は、リモコ
ン３のいずれの操作スイッチＳＷが操作されたかを、信
号がどの入力端子から入力されたかを判別することで識
別することができる。

【００２６】この基準値電圧発生部３２は、一例として
図２に示されるような構成を採用し得る。本実施例で
は、リモコン３の前記６つの操作スイッチＳＷに対応し
て、６つの定電圧発生部３３ａ〜３３ｆ（総称する場合
には符号３３で示す）を備えている。各定電圧発生部３
３は、それぞれ各モータＭ１〜Ｍ６に対応しており、各
モータＭの定格における最大許容電源電流に対応した基
準値電圧を発生する。各定電圧発生部３３の出力はスイ
ッチ３４ａ〜３４ｆ（総称する場合は符号３４）を介し
て、基準値電圧発生部３２の出力として、前記比較回路
３１の非反転入力端子に入力される。前記各スイッチ３
４は、前記操作スイッチＳＷが操作されて信号が入力さ
れているかどうかによってオン／オフを相互に切替え
る。

【００２７】このような制御装置２１において、前述し
たように、各操作スイッチＳＷのオン／オフに対応し
て、前記リレースイッチ２４のｃ接点がａ接点或いはｂ
接点に接続されるように切替わるものとする。このと
き、例として、操作スイッチＳＷａをオン、他の操作ス
イッチＳＷｂ〜ＳＷｆをオフにすると、モータＭ１のみ
が正転し、他のモータＭ２〜Ｍ６は停止する。以下、同
様にして各モータＭ１〜Ｍ６を個別に正転、逆転或いは
停止することができる。このとき、前述したように、基
準値電圧発生部３２からは、そのときに駆動されている
モータＭに対応したレベルの基準値電圧が発生され、比
較回路３１に入力されている。

【００２８】以下、図５及び図６を併せて参照して、本
実施例の動作を説明する。例として、前記モータＭ１が
正転されている状態で、モータＭ１が過負荷状態になる
などして電源ライン２７、２９に過電流が流れる場合が
ある。このような場合、図６の時刻ｔ１以前の状態に示
されるように、前記抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉ１により抵
抗Ｒ１の端子間電圧Ｖｒ Ｖｒ＝Ｒ１×Ｉ１ ・・・（１） が増大し、しかもモータ電流が増大する。この端子間電
圧Ｖｒが、図６（２）に示される電流制限設定値Ｉ０に
対応する前記定電圧発生部３３からの基準電位Ｖ０を超
えて上昇すると、比較回路３１の出力がハイレベルから
ローレベルに切替わる。これにより、抵抗Ｒ３に電流が
流れ、比較回路３０の非反転入力端子にハイレベルの信
号が入力される。従って、比較回路３０の出力がローレ
ベルからハイレベルに切替わり、図６（１）の時刻ｔ１
でトランジスタＴ１が遮断状態に切替わる。これによ
り、モータＭ１を流れるモータ電流は、図４及び図５に
矢符Ａ２で示されるように、コンデンサＤ１、リレース
イッチ２４ａ、モータＭ１、リレースイッチ２４ｂ、コ
ンデンサＤ１からなる循環回路を流れるいわゆるフライ
ホイール電流になる。

【００２９】このとき、前述したようにトランジスタＴ
１が遮断されているので、前記モータ電流は図６（２）
の時刻ｔ１以降に示されるように、回路構成によって定
まる減衰期間で減衰する。一方、端子間電圧Ｖｒが基準
値電圧Ｖ０に基づく所定の基準レベルを下回ると比較回
路３１の出力レベルが反転し、比較回路３０の出力がロ
ーレベルになり、図６（１）に示される時刻ｔ２でトラ
ンジスタＴ１が導通状態に切り替わる。前記過電流が流
れている期間を通じて同様な動作が繰り返されることに
より、本実施例ではモータＭを流れる過電流を制限する
ようにしており、モータＭの過剰トルクの発生や、直流
電源６からの過剰出力などの不具合を防止するようにし
ている。

【００３０】このようにして、本実施例では、駆動され
ている各モータＭの個別の定格に対応したレベルの基準
値電圧で、過電流の発生の有無を検出するようにしたの
で、モータＭの過剰トルクの発生や、直流電源２６から
の過剰出力などの不具合を防止するようにできると共
に、従来技術で説明したように、定格が小さなモータに
過電流が流れて過熱するなどの事態を防止することがで
き、信頼性を格段に向上することができる。

【００３１】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例
を含むものである。とりわけ、前記実施例において、図
示した回路例は本発明の一例であり、基準値電圧発生部
３３の構成例においても、前記図２に示した例のほか、
定電圧回路からの一定電圧を回路素子で分圧するなどの
変形例も当然に含み得るものである。

【００３２】

【発明の効果】以上により、請求項１記載の発明のモー
タの制御装置では、操作スイッチを操作して駆動される
モータを選択すると、各操作スイッチの操作態様に対応
して基準値信号発生手段から異なる種類の基準値信号が
発生されるようにした。これにより、基準値信号発生手
段とからの基準値信号に基づいて、過電流検出手段は、
基準値信号に対応するモータの過電流を検出して検出信
号を出力する。過電流制限手段は、過電流検出手段から
の検出信号に基づいて所定の電流値を超えないように該
駆動電流を制限する。

【００３３】従って、前記複数のモータに定格が異なる
モータが用いられている場合でも、そのモータの定格に
対応した基準値信号に基づいて、当該モータに関する過
電流検出が行われる。従って、定格が小さなモータに過
電流が流れて過熱する事態を防止することができ、信頼
性を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のモータの制御装置２１の電
気的構成を示す回路図である。

【図２】基準値電圧発生部３２の電気的構成例を示す回
路図である。

【図３】本実施例で用いられるリモコン３の電気的構成
を示す回路図である。

【図４】制御装置２１の構成の概略を示すと共にその一
動作例を示す回路図である。

【図５】本実施例の動作例の詳細を示す回路図である。

【図６】本実施例の動作例における抵抗Ｒ１の端子間電
圧及びモータ電流の変化を示す波形図である。

【図７】典型的な従来技術の制御装置１の電気的構成を
示す回路図である。

【符号の説明】

３ リモコン ２１ 制御装置 ２２ 制御装置本体 ２４ａ〜２４ｆ リレースイッチ ２５ａ〜２５ｆ 励磁コイル ２６ 直流電源 ２７、２９ 電源ライン ２８ 共通ライン ３０、３１ 比較回路 ３２ 基準値電圧発生部 ３３ａ〜３３ｆ 定電圧発生部 ３４ａ〜３４ｆ スイッチ ３５ 過電流制限部 Ｅ１ 基準電位 Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ モータ ＳＷａ〜ＳＷｆ 操作スイッチ Ｔ１ トランジスタ Ｖ０ 基準値電圧 Ｖｒ 抵抗Ｒ１の端子間電圧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のモータの駆動状態を個別に制御する
   制御装置であって、 各モータ毎に設けられ、各モータに駆動電流を供給／遮
   断する切替スイッチと、 各切替スイッチのスイッチング状態を制御する複数の操
   作スイッチが各切替スイッチに対応して設けられている
   操作装置と、 駆動されるモータを選択するための各操作スイッチの操
   作態様に対応して異なる種類の基準値信号を発生する基
   準値信号発生手段と、 該基準値信号に基づいて、該基準値信号に対応するモー
   タの過電流を検出して検出信号を出力する過電流検出手
   段と、 該過電流検出手段からの該検出信号に基づいて、該複数
   のモータへの駆動電流が所定の電流値を超えないように
   該駆動電流を制限する過電流制限手段と、 を備えることを特徴とするモータの制御装置。