JP2002142355A - 過負荷保護装置及びこれを備えた減速機 - Google Patents
過負荷保護装置及びこれを備えた減速機Info
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Abstract
電力の供給が遮断されたことを報ずる信号を出力する出
力端子を備えることにより、前記信号により作動する警
報表示灯を用いて警報表示が可能であり、コンベア停止
検出機構・回路を別個に必要とせず、コストの低減を図
ることのできる過負荷保護装置の提供。 【解決手段】 モータMへ電力を供給する電源からの線
路R,S,Tのうち、線路R,Tにはそれぞれ半導体ス
イッチが介装され、該半導体スイッチはそれぞれフォト
カプラ及びこれと直列に接続された抵抗器を備え、前記
フォトカプラは、定電圧源と、比較器の共通出力端との
間に抵抗器と共に直列接続されており、該抵抗器とフォ
トカプラとの中間点の端子からは、トリップ信号出力回
路へ信号が入力され、リレーの接点107aの端子が過
負荷保護装置6の出力端子をなして信号が出力される。
Description
より駆動される被動機構を過負荷から保護する過負荷保
護装置及びこれを備えた減速機に関するものである。
する装置において、何らかの要因によりモータに過負荷
が生じた場合、モータ及びこれにより駆動される被動機
構を過負荷から保護するため、モータへの電力供給を遮
断して停止させる必要がある。また、複数基のチェーン
コンベアが用いられる一連の工程において1基が過負荷
により停止した場合、前後の工程に支障をきたすため、
チェーンコンベアが停止したことをサイレン、警告灯等
を使用して知らせる必要がある。
駆動制御装置1、該駆動制御装置1により駆動制御され
るモータM及び該モータMにより駆動されるチェーンコ
ンベア5の構成を示す模式図である。チェーンコンベア
5は円柱形状のスプロケット5a,5b,5c,5d及
びチェーン5eからなり、スプロケット5dの一方の端
面には、該端面の一直径位置に一致させて金属製棒状体
(ドッグ)5fが取り付けられている。
装置6を格納した端子筐3及び警報器208から構成さ
れている。減速機2は、図示しない入力軸がモータMの
回転軸と連結されており、前記回転軸の回転速度を、複
数のギヤを介することにより減速させ、出力軸を介して
該出力軸と連結されたスプロケット5aへ伝える。
は、図示しない3相電源とモータMとの間に設けられて
おり、モータMに過負荷が生じた場合、該モータMへの
電力供給を遮断することにより、モータM及び減速機2
に過負荷による弊害が生ずるのを防ぐ。
であり、該警報器208は図示しない制御盤に格納さ
れ、通常はコンベアの側面又は近傍に備えられている。
図中200は電源であり、該電源200と、直列に接続
されたトランジスタ206を備える近接スイッチ207
及びリレー202の電磁石部202Lとが並列をなして
線路L1,L2間に接続されている。前記近接スイッチ
207は、前記チェーンコンベア5のスプロケット5d
の周面に臨んでドッグ5fと対向して位置しており、ス
プロケット5dの回転によるドッグ5fと近接スイッチ
207との相対距離に起因する磁界の強さを出力端子間
の電位差に変換し、磁界の強さが所定値以上であるとき
出力端子間を導通(オン)とし、前記所定値未満である
ときは不通(オフ)とする。
204の計時部204Tは、それぞれリレー202の常
開接点202a及び常閉接点202bに直列に接続さ
れ、電源200に対して並列をなして線路L1,L2間
に接続されている。また、駆動制御装置1の電源(図示
せず)のオン/オフに対応してオン/オフする常開接点
201aと、互いに並列に接続され、前記タイマ20
3,204の開路に限時のある常開接点203a,20
4aと、表示灯205とが直列に接続され、電源200
に対して並列をなして線路L1,L2間に接続されてい
る。
ーンコンベア5及びモータMにおいて、過負荷保護装置
6が作動することにより、運転していたチェーンコンベ
ア5が停止した場合における、警報器208の動作につ
いて説明する。図10は、チェーンコンベア5の停止状
態を示す模式図であり、ドッグ5fは近接スイッチ20
7に最接近して位置している。
3相電源から電力が供給されてモータMは駆動し、チェ
ーンコンベア5のスプロケット5a〜5dは回転する。
また、前記電源のオンに伴い、警報器208の接点20
1aはオンとなる。正常にモータMが駆動している間、
スプロケット5dに取り付けられたドッグ5fは、スプ
ロケット5dに伴って回転し、近接スイッチ207はオ
ン,オフを繰り返す。該近接スイッチ207のオン又は
オフにより、リレー202の電磁石部202Lは導通又
は不通となり、また、接点202aはオン又はオフ、接
点202bはオフ又はオンとなる。
する位置でスプロケット5dが停止した場合、該近接ス
イッチ207はオン状態を維持し、電磁石部202Lも
導通となり、接点202aはオン状態を、また接点20
2bはオフ状態を維持する。タイマ203の計時部20
3Tは、接点202aを介して通流する継続時間を計測
し、所定時間を経過した場合に接点203aをオンとす
る。接点201aは既にオン状態であるため、接点20
3a,201aを介して電源200から電流が通流し、
表示灯205が点灯する。
状態を示す模式図である。スプロケット5dは、ドッグ
5fと近接スイッチ207とが最接近する位置からずれ
て位置しており、該近接スイッチ207はオフ状態を維
持するため、リレー202の電磁石部202Lは不通と
なり、接点202aはオフ状態を、また接点202bは
オン状態を維持する。計時部204Tは、接点202b
を介して通流する継続時間を計測し、所定時間を経過し
たとき接点204aをオンとする。接点204a,20
1aを介して電源200から電流が通流し、表示灯20
5が点灯する。
置6及び警報器208によれば、モータMに過負荷が発
生した場合、過負荷保護装置6が作動してモータMへの
電力の供給が遮断され、警報器208が有する表示灯2
05が点灯するため、チェーンコンベア5が停止したこ
とを認識することができる。しかしながら、警報器20
8を構成する回路は、比較的に複雑であり、また警報器
208を用いる場合は近接スイッチ207,ドッグ5f
及びドッグ回転部の安全カバー(図示せず)等が必要と
なり、コストの低減を困難にする要因の一つとなってい
る。
されたものであり、モータに過負荷が生じた場合に、モ
ータへの電力の供給を遮断したことを報ずる信号を発す
る出力端子を備えることにより、前記信号を用いて警報
器を容易に動作させることができ、図9に示した従来の
警報器が不要となり、コストの低減を実現することが可
能であると共に、モータの端子筐内に備えることによ
り、配線の複雑化が生じることがなく点検・交換作業が
容易である過負荷保護装置及びこれを備えた減速機を提
供することを目的とする。
護装置は、電源部から供給される電力により駆動される
モータに生じる過負荷を検出し、前記電源部から前記モ
ータへの電力の供給を遮断する過負荷保護装置におい
て、前記モータに生じる過負荷を検出した場合に、前記
モータへの電力の供給を遮断したことを報ずる信号を出
力するための出力端子を備えることを特徴とする。
速機は、入力軸に連結されたモータの回転数を減速して
負荷側に出力する減速機において、第1発明に記載の過
負荷保護装置をモータの端子筐内に格納してあることを
特徴とする。
は、モータに過負荷が生じた場合にモータへの電力供給
が遮断されたことを報じる信号を出力端子から出力する
ため、該出力信号を用いて警報器を容易に動作させるこ
とが可能であり、コストの低減を実現することができ
る。
速機による場合は、第1発明に係る過負荷保護装置をモ
ータの端子筐内に備えるため、特別な筐体を用意する必
要がなく、また、警報器を設けることに伴う配線の複雑
化が生じることもなく、トラブル発生時の点検、交換も
容易に行うことができる。
示す図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係る過負
荷保護装置6を備えた駆動制御装置1、該駆動制御装置
1により駆動制御されるモータM及び該モータMにより
駆動されるチェーンコンベア5の構成を示す模式図であ
る。駆動制御装置1は、減速機2、過負荷保護装置6を
格納した端子筐3及び警報表示灯108とから構成さ
れ、また、チェーンコンベア5は、スプロケット5a,
5b,5c,5d及びチェーン5eから構成され、前記
減速機2により回転数を減じられたモータMの回転軸の
回転が、前記スプロケット5aへ伝えられる。
Mの間の電気的接続態様を示す説明図である。3相電源
10からの各線路R,S,Tは端子筐3に導入され、端
子台3bにおいてモータMの3端子U,V,Wとそれぞ
れ接続されており、線路U,Wの途中には、本発明に係
る過負荷保護装置6が介装されている。
警報表示灯108の電気的接続態様を示す模式図であ
る。図中Mはモータであり、該モータMの3端子U,
V,Wと3相電源10とは、3相線路R,S,Tを介し
て接続されており、モータ駆動電流がモータMへ供給さ
れる。また、3相電源10とモータMとを接続する線路
R,Tには過負荷保護装置6が、該過負荷保護装置6の
入力側の3相線路R,S,Tには、後述する電磁接触器
の電磁石部9に通流することによりこれらを一括して開
閉する接点9rが介装されている。線路R,S間には操
作回路4が接続されており、該操作回路4は、接点9r
に対して並列に接続された始動押釦スイッチ101と、
停止押釦スイッチ102と、電磁接触器の電磁石部9と
が直列に接続されて構成されている。
を示す回路図である。線路R,Tにはそれぞれ半導体ス
イッチ7,8が介装され、また線路R,Tには制御電源
回路20が、更に線路Rには過負荷検出回路40を構成
する変流器41がそれぞれ設けられている。
プラ7a,8a及びこれと直列に接続された抵抗器7
b,8bを備えている。該フォトカプラ7a,8aがオ
ンし、これらの直列回路にゲート電流If,Igが通流
して半導体スイッチ7,8のゲートに印加されると半導
体スイッチ7,8がオンし、線路R,Tは導通状態とな
る。一方、フォトカプラ7a,8aがオフすると半導体
スイッチ7,8がオフし、線路R,Tは不通状態とな
り、モータ駆動電流は遮断される。
Vcc)と、比較器33,58の共通出力端との間に抵抗
器61と共に直列接続されており、抵抗器61とフォト
カプラ7aとの中間点は端子X2をなしている。比較器
33,58の出力がローレベルの状態では、フォトカプ
ラ7a,8aに運転信号である入力電流Itが流れてフ
ォトカプラ7a,8aがオンし、また比較器33,58
の出力がハイレベルの状態では、フォトカプラ7a,8
aはオフとなり、端子X2からモータMへの電力の供給
を遮断したことを報ずる電流Ixが、トリップ信号出力
回路70へ出力される。
過負荷保護装置6の入力端子U1,W1間に印加される
定格電圧Vaを降圧、整流、平滑及び安定化して制御用
の直流定電圧源(電圧Vcc)を得るための回路であり、
該直流定電圧源と接地部との間に抵抗器21,22が直
列に接続され、両抵抗器21,22の中間点は始動回路
30の比較器33における−端子に接続されると共に、
トリップ回路50の比較器58における+端子と接続さ
れている。
負荷保護装置6の入力端子U1,W1間に定格電圧Va
が印加され、各定電圧源(電圧Vcc)が立ち上がる。抵
抗器21,22の中間点からは、該抵抗器21,22に
より分圧された基準電圧E1が始動回路30における比
較器33の−端子及びトリップ回路50における比較器
58の+端子に入力される。始動回路30は、比較器3
3の他、定電圧源(電圧Vcc)と、該定電圧源及び接地
部の間に抵抗器31及びコンデンサ32の直列回路とを
備えており、比較器33の+端子には抵抗器31とコン
デンサ32との中間点からコンデンサ32に充電される
充電電圧E2が入力される。
Mの始動時には定格電流を大きく超える電流、即ちモー
タ始動電流が流れるため、モータMが正常に始動した際
には過負荷トリップが生じないようモータ始動から始動
電流が安定するまでの時間より長い時間、比較器33の
出力がローレベルを維持するように抵抗器31及びコン
デンサ32の特性定数を設定する。
2とを比較し、定電圧源(電圧Vcc)が立ち上がった
後、コンデンサ32の充電電圧E2が基準電圧E1を超
えるまでの間、比較器33の出力はローレベルであり、
電圧E9はローレベルとなる。この結果、フォトカプラ
7a,8aに抵抗器61を通じて入力電流Itが流れ、
フォトカプラ7a,8aとそれぞれに直列接続されてい
る抵抗器7b、8bを介してゲート電流If,Igが通
流され、半導体スイッチ7,8がオンし、3相電源10
の線路R,TはそれぞれモータMの端子U,Wと接続状
態となり、モータMが始動する。
平滑回路42、感温抵抗器43、可変抵抗器44、固定
抵抗器45及び演算増幅器46等を備えている。演算増
幅器46における+端子には、変流器41で検出され、
整流・平滑回路42において直流に変換されたモータ駆
動電流に比例した電圧E3が入力される。また、−端子
には、定電圧源(電圧Vcc)、感温抵抗器43、可変抵
抗器44及び固定抵抗器45からなる負荷検出基準値設
定回路にて設定された過負荷検出基準値E4が入力され
る。
した電圧E3と過負荷検出基準値E4とを比較し、例え
ば始動時又は過負荷時に、モータ駆動電流に比例した電
圧E3が過負荷検出基準値E4を超えるE3>E4の場
合はハイレベルの、またE3≦E4の場合はローレベル
の出力電圧E5をトリップ回路50へ出力する。トリッ
プ回路50は、抵抗器51及びコンデンサ52からなる
積分器、抵抗器53,54,61、ダイオード57,5
9、ツェナーダイオード60、演算増幅器56及び比較
器58等により構成されている。
抗器51及びコンデンサ52からなる積分器に入力さ
れ、その出力である積分値E6が演算増幅器56の−端
子へ入力される。積分器を構成する抵抗器51とコンデ
ンサ52との接続点と定電圧源(電圧Vcc)との間には
抵抗器61、ツェナーダイオード60及びダイオード5
9の直列回路が介装されており、抵抗器51を介して演
算増幅器46の出力端に所定の電圧を印加するようにし
てある。演算増幅器56の+端子には、定電圧源(電圧
Vcc)と接地部との間に介装させた抵抗器53,54の
直列回路の中間点が接続されており、両抵抗器53,5
4で分圧された電圧E7が入力される。抵抗器51,5
3,54、コンデンサ52、ダイオード57は遅延回路
を構成しており、電圧E7は瞬時の過電流で不必要に過
負荷トリップを生じないような値に定められている。ま
た、抵抗器53,54の中間点は、ダイオード57を介
在させて演算増幅器56の出力端及び比較器58の−端
子に接続されている。
と電圧E7とを比較し、出力電圧E8を出力するが、E
6≦E7の場合にはハイレベルの信号を出力し、またE
6>E7の場合はローレベルの信号を出力する。出力電
圧E8がローレベルの場合、ダイオード57が導通し、
電圧E7は演算増幅器56のローレベルの出力電圧E8
よりもダイオード57の順電圧だけ高い電圧まで低下す
る。比較器58における+端子には、前述した如く抵抗
器21,22で分圧された基準電圧E1が入力され、ま
た−端子には演算増幅器56の出力電圧E8が入力され
る。比較器58は両者を比較した結果、出力はローレベ
ル又はハイレベルとなる。
0に接続され、直列に接続された抵抗器103及びツェ
ナーダイオード104を介してnpn型のトランジスタ
105のベースと接続されている。該トランジスタ10
5のエミッタは接地され、コレクタ端子は、並列に接続
されたダイオード106及びリレー107を介して定電
圧源(電圧Vcc)と接続されている。リレー107の接
点107aの両端子は過負荷保護装置6の出力端子をな
し、警報表示灯108に対して直列に接続されて電圧V
bが印加されている。
正常時、過負荷発生時の動作を図6に示すタイミングチ
ャートを用いて説明する。
釦スイッチ101が押下された場合、接点9rがオン
し、モータMの端子U,W間に定格電圧Vaが印加され
て(図6(a))モータMは始動し、制御電源回路20
により定電圧源(電圧Vcc)、基準電圧E1、充電電圧
E2が順に立ち上がってゆく(図6(b))。比較器3
3の出力は、充電電圧E2が基準電圧E1を超えるまで
はローレベルを維持し(図6(c))、基準電圧E1を
超えた後はハイレベルを維持する。
る始動電流が流れるので、変流器41により検出され整
流平滑回路42を経て得られたモータ駆動電流に比例し
た電圧E3は、過負荷検出基準値E4よりも高くなる
(図6(g))。従って、演算増幅器46の出力電圧E
5はハイレベルとなり(図6(h))、積分回路による
積分値E6は電圧E7を超え(図6(i))、演算増幅
器56の出力電圧E8はローレベルとなって基準電圧E
1よりも低くなる。
イレベルとなるが、比較器33の出力がハイレベルとな
るに先立ち、電圧E3の低下(図6(g))に伴ってロ
ーレベルとなる(図6(d))。即ち、モータMが正常
に始動した時は、過大な電圧E3の入力により演算増幅
器56の出力電圧E8はハイレベルであるが、比較器3
3の出力はローレベルであり(図6(c))、電圧E9
はローレベルとなる(図6(e))。比較器33の出力
がローレベルであり電圧E9がローレベルを維持してい
る間に(図6(c))電圧E3は定常値に戻り、演算増
幅器56の出力電圧E8はハイレベルとなり(図6
(j))、比較器58の出力はローレベルとなって、電
圧E9はローレベルを維持する(図6(e))。
61を介してフォトカプラ7a,8aに入力電流Itが
流れる(図6(f))。半導体スイッチ7,8のゲート
には、抵抗器7b、8bを介してそれぞれゲート電流I
f,Igが流れ(図6(k),(l))、半導体スイッ
チ7,8はオンし、モータMは運転を継続する。
始動した後に、過負荷状態が発生した場合、モータ駆動
電流に比例した電圧E3が高くなり(図6(g))、演
算増幅器46の出力電圧E5はハイレベルになり(図6
(h))、積分値E6が電圧E7を超え(図6
(i))、演算増幅器56の出力電圧E8はローレベル
になって基準電圧E1よりも低くなる(図6(j))。
比較器58は出力電圧E8と基準電圧E1とを比較した
結果、ハイレベルの出力(図6(d))を出す。
器58の出力が共にハイレベルになった場合、フォトカ
プラ7a,8aへの入力電流Itが遮断される。その結
果、半導体スイッチ7,8のゲートに流れるゲート電流
If,Igが遮断され、半導体スイッチ7,8はオフと
なってモータ駆動電流を遮断し、モータMを停止させ
る。またフォトカプラ7a,8aへの入力電流Itが遮
断されると同時に、出力端子2Xから電流Ixが出力さ
れ(図6(m))、抵抗器103,ツェナーダイオード
104を通流してトランジスタ105のベースにベース
電流が印加され、リレー107に電流Iyが通流し、リ
レー107の接点107aがオンし、警報表示灯108
が点灯する。
の出力がハイレベルになった場合(図6(d))、モー
タ駆動電流の遮断によりローレベルとなった演算増幅器
46の出力電圧E5には、抵抗器61、ツェナーダイオ
ード60、ダイオード59及び抵抗器51を通じて定電
圧(Vcc)が印加されるため、演算増幅器56の−端子
に入力される電圧E6は、+端子に入力される電圧E7
より高い電圧を維持し続ける。
はローレベルを維持し(図6(j))、比較器58の出
力はハイレベルを維持し、フォトカプラ7a,8aの入
力電流Itを遮断し続け、ゲート電流If,Igの遮断
も継続され(図6(k),(l))、半導体スイッチ
7,8はオフとなってモータ駆動電流を遮断し続ける。
またフォトカプラ7a,8aの入力電流Itの遮断に伴
い、電流Ixが端子X2からトリップ信号出力回路70
へ出力され続けるため、警報表示灯108は点灯し続け
る。
を図7に示すタイミングチャートを用いて説明する。モ
ータMの定格電流を大幅に上回る始動電流(モータ駆動
電流)が流れ(図7(g))、過負荷が発生した場合、
過負荷検出回路40が作動し、演算増幅器46の出力電
圧E5がハイレベルになり(図7(h))、積分値E6
が電圧E7を超え(図7(i))、演算増幅器56の出
力電圧E8はローレベルの状態を維持し続ける(図7
(j))。
の電圧E8とが入力され、過負荷状態が続いた場合、比
較器58の出力のハイレベル状態も継続される(図7
(d))。比較器58の出力がハイレベル状態にある間
に始動回路30の比較器33の出力はローレベルからハ
イレベルに移行し、フォトカプラ7a,8aへの入力電
流Itを遮断し、ゲート電流If,Igが遮断され(図
7(k),(l))、半導体スイッチ7,8はオフとな
ってモータ駆動電流を遮断する。また、フォトカプラ7
a,8aへの入力電流Itの遮断と同時に、端子X2か
ら電流Ixが出力され(図7(m))、トランジスタ1
05にベース電流が印加され、リレー107に電流Iy
が通流して接点107aがオンし、警報表示灯108が
点灯する。
た減速機2によれば、モータMに過負荷が生じた場合に
オンする接点107aの出力を用い、警報表示灯108
を容易に点灯させることができ、コストの低減を実現す
ることができる。また、過負荷保護装置6を設けるため
に別個に筐体が必要ではなく、配線が複雑化せず、トラ
ブルが発生した場合の点検,交換も容易に行うことがで
きる。
出力回路70の構成に替わり、端子X2を、直列に接続
された抵抗器103及びツェナーダイオード104を介
してトランジスタ105のベース端子に接続し、該トラ
ンジスタ105のオープンコレクタ出力を警報表示灯1
08の点灯に用いる構成としても同様の効果を奏するこ
とができる。
ば、複雑な回路構成をなす警報器に替わり簡易な警報表
示灯を用いて総部品点数を減少させ、コストの低減を図
ることができる。また、前記警報器を格納する制御盤が
不要であり、コンベアの設置に要するスペースを縮小す
ることができ、コンベアを点検・整備するためのスペー
スを確保することができる。第2発明に係る過負荷保護
装置を備えた減速機によれば、過負荷保護装置を設ける
ための特別な筐体を必要とせず、配線の複雑化が生じ
ず、点検・交換作業が容易である。
装置、該駆動制御装置により駆動制御されるモータ及び
該モータにより駆動されるチェーンコンベアの構成を示
す模式図である。
態様を示す説明図である。
表示灯の電気的接続態様を示す模式図である。
図である。
図である。
始動時及び駆動後での正常時、過負荷発生時の動作を示
すタイミングチャートである。
始動時での過負荷発生時の動作を示すタイミングチャー
トである。
該駆動制御装置により駆動制御されるモータ、該モータ
により駆動されるチェーンコンベアの構成を示す模式図
である。
ある。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 電源部から供給される電力により駆動さ
れるモータに生じる過負荷を検出し、前記電源部から前
記モータへの電力の供給を遮断する過負荷保護装置にお
いて、 前記モータに生じる過負荷を検出した場合に、前記モー
タへの電力の供給を遮断したことを報ずる信号を出力す
るための出力端子を備えることを特徴とする過負荷保護
装置。 - 【請求項2】 入力軸に連結されたモータの回転数を減
速して負荷側に出力する減速機において、 請求項1に記載の過負荷保護装置をモータの端子筐内に
格納してあることを特徴とする過負荷保護装置を備えた
減速機。
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