JP2005198394A - モータ制動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータに付与されている外力に応じて適切にモータを停止させる。
【解決手段】 モータ２が駆動指令の供給によって回転を開始し、停止指令の供給後には外力によって回転する。回転方向検出部８が、モータ２の回転方向を表す回転方向検出信号と、モータ２の所定角度の回転ごとに回転角度量信号を生成する。回転方向検出信号が表す方向が変化するごとにアップダウンカウント部４４がカウント方向を変化させる。アップダウンカウント部４４は、回転信号をカウントする。そのカウントは、モータ２へのサーボ指令に応動して開始される。モータ駆動装置６は、回転方向検出信号が表している方向とは逆の方向に、アップダウンカウント部４４のカウント値に応じた電流をモータ２に供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータの制動装置に関し、特に逆転制動するものに関する。

従来、上記のような制動装置としては、特許文献１に開示されているようなものがある。この技術は、モータへの停止指令が供給された後、モータの速度が予め定めた速度よりも低下したときにモータの回転方向と反対方向に予め定めた制動力を加えて、モータを停止させるもので、この予め定めた制動力を加えてもモータが停止しない場合、さらに大きな制動力を加えている。

特開２００２−２２３５８４号公報

しかし、この技術では、付与される制動力の値が２種類しかない。一般に、モータに停止命令を供給した後もモータが回転するのは、モータに外力が加わっているからである。この外力は、状況によって千差万別である。例えば水平に配置されたコンベヤを駆動するモータの場合、外力として慣性力が考えられる。このコンベヤが搬送している物品の重量が異なるとこの慣性力は異なる。従って、２種類の制動力では、確実にモータを停止させられるか否か不確定であるし、常に一定の位置に物品を停止させることができない。また、傾斜しているコンベヤを駆動するモータの場合、停止指令がモータに供給された後、このコンベヤ上の物品の重量のコンベヤの搬送方向に沿う分力が外力として機能するが、これは継続的にモータに加わっており、モータが停止後も物品を自由に移動することを防止するためには、この分力と逆方向の制動力を継続してモータに加える必要がある。しかし、この分力も搬送されている物品の重量によって変化する。従って、２種類の制動力のみでは、確実にモータを停止させることができるか不確定である。

本発明は、モータに付与されている外力に応じて適切にモータを停止させることができる制動装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるモータ制動装置は、モータを制動する。制動されるモータは、駆動指令の供給によって回転を開始し、停止指令の供給後には外力によって回転する。外力としては、モータに直接に力が加わる場合と、モータの慣性力の場合とがある。このモータは、例えば水平に配置されたコンベヤを駆動するものであったり、傾斜しているコンベヤを駆動するものであったり、或いは広告巻き上げ機を駆動するものであったりするものである。このモータの回転方向を表す回転方向検出信号を回転方向検出手段が生成する。また、このモータが所定角度回転するごとに回転検出手段が回転信号を生成する。これら回転方向検出手段及び回転検出手段は、例えばモータの回転子を検出するように間隔を隔てて配置した複数のセンサ、例えばホール素子からの信号を処理することによって、回転方向検出信号及び回転信号を生成することができる。この制動装置は、さらにアップダウンカウンタを有している。このアップダウンカウンタは、回転方向検出信号が表す方向が変化するごとにカウント方向を変化させる。例えばモータが正転していることを回転方向検出信号が表しているとき、アップダウンカウンタはアップカウントし、モータが逆転していることを回転方向検出信号が表しているとき、アップダウンカウンタはダウンカウントする。無論、回転方向とカウント方向とを、上記と逆にすることも可能である。このアップダウンカウンタは、前記回転信号をカウントするが、そのカウントは、モータへの前記停止指令の供給後に発生するカウント開始指令に応動して開始される。この制動装置は、制動制御手段も含み、この制動制御手段は、回転方向検出信号が表している方向とは逆の方向に、アップダウンカウンタのカウント値に応じた電流をモータに供給する。例えばカウント開始指令が発生したときのアップダウンカウンタの値（初期値）からの変化量が大きくなるほど電流値を多くする。初期値の場合、電流はモータに供給されない。なお、アップダウンカウンタを２台設けることもできる。この場合、カウント開始指令が発生するまで２台のアップダウンカウンタは共に初期値、例えば零であって、カウント開始指令が発生すると、回転方向検出信号が表す方向に応じて一方のアップダウンカウンタがアップカウントを開始し、他方のアップダウンカウンタがダウンカウントを開始する。例えばアップカウントのデータがブレーキ量とされる。

このように構成された制動装置では、モータが第１の方向に回転している状態で、停止指令が供給されると、モータへの駆動力の供給が停止され、モータは、外力の一部である慣性力によって第１の方向への回転を継続する。やがて、カウント開始指令が発生する。このとき、モータが第１の方向への回転を継続しているとすると、アップダウンカウンタは、アップ及びダウンカウントのうち予め定められた一方でのカウント状態となり、カウントを開始する。制動制御手段は、モータを第１の方向とは反対の第２の方向に回転させるようにし、かつアップダウンカウンタのカウント値に応じた電流をモータに供給する。いわゆる逆転制動がかけられる。しかも、カウント開始指令の発生時点からモータが第１の方向にあまり回転していないとき（アップダウンカウンタのカウント値が小さいとき）には、第２の方向に回転させるための逆転制動力は小さい。しかし、第１の方向に多く回転しているとき（アップダウンカウンタのカウント値が大きいとき）には、第２の方向に回転させるための逆転制動力は大きい。やがて、モータが第１の方向への回転を停止すると、モータは第２の方向に回転を開始する。これに伴いアップダウンカウンタのカウント方向は、今までとは逆となる。例えば今までアップカウントしているとすると、ダウンカウントし、今までダウンカウントしているとすると、アップカウントする。即ち、カウント開始指令が発生したときのアップダウンカウンタのカウント値（初期値）に向かって変化する。このカウント値の変化に従ってモータに加えられる電流の値も徐々に小さくなり、アップダウンカウンタのカウント値が初期値に戻ったとき、電流の供給は停止される。そして、アップダウンカウンタのカウント値が初期に戻っているので、モータもカウント開始指令が発生したときの位置に戻っている。しかも、モータに供給される電流は徐々に小さくなっているので、慣性力は非常に小さく、モータへの電流供給が停止されると、モータは、即、回転を中止する。

或いは、モータの回転方向、例えば第１の方向とは逆方向、例えば第２の方向に外力が常にモータに加わっているのに、モータの第１の方向への駆動力が第２の方向への外力よりも大きくて、モータが第１の方向に回転している状態において、回転停止指令が供給され、モータの第１の方向への駆動力が消失し、モータは外力によって第２の方向への回転を開始するとする。カウント開始指令が発生したとき、アップダウンカウンタは、初期値からアップ及びダウンカウントのうち一方を開始し、このカウント値に応じた電流で、第１の方向にモータを回転させるように、制動制御手段はモータに制動力を与える。そして、第１の方向に回転させようとする制動力と第２の方向への外力とが釣り合った状態で、モータの第２の方向への回転が停止する。このとき、アップダウンカウンタのカウント値は、そのときの値を維持するので、モータが停止している状態が保持される。

或いは、モータの回転方向、例えば第１の方向とは逆方向、例えば第２の方向に外力が常にモータに加わっているのに、モータの第１の方向への駆動力が第２の方向への外力よりも大きくて、モータが第１の方向に回転している状態において、回転停止指令が供給され、モータの第１の方向への駆動力が消失しても、モータの慣性力によってモータが第１の方向に回転を継続しているとする。この状態で、カウント開始指令が供給されると、アップダウンカウンタは、アップ及びダウンカウントのうち一方でのカウントを開始し、制動制御手段は、第２の方向にアップダウンカウンタのカウント値に従った電流でモータを回転させる。やがて、慣性力が打ち消されると、モータは第２の方向に回転を開始する。これに伴いアップダウンカウンタのカウント方向が今までと逆になり、かつ制動制御手段によってモータの回転方向が第１の方向とされ、第１の方向の制動力が、第２の方向の外力と釣り合ったときに、モータの回転が停止する。

このように本発明による制動装置では、モータの停止後に慣性力のみが付与されている状態では、この慣性力を打ち消して、カウント開始指令が発生した時点の回転位置でモータを停止させることができ、外力が継続的に付与される場合には、モータの停止後にこの外力によってモータが不要な回転をすることを阻止することができる。

この制動装置では、アップダウンカウンタを、２組設けることができる。１組のアップダウンカウンタは、モータの正転用であり、もう１組は、逆転用である。これら２組のアップダウンカウンタは、前記回転方向検出信号に応じて、一方がアップカウントしているとき、他方がダウンカウントし、一方がダウンカウントしているとき、他方がアップカウントする。カウント開始指令発生直後の前記回転方向検出信号が表す回転方向に応じて、２組のアップダウンカウンタのいずれか選択されたもののカウント値が制動制御手段に供給される。この選択は、例えば２組のカウンタのカウント値の選択手段によって行うことができる。

このように構成すると、停止指令が供給された後、モータが正転する場合でも、逆転する場合のいずれの場合にも、上述したような制動を行うことができる。

カウント開始指令は、例えば、停止指令を遅延させることによって発生させることができる。停止指令の発生手法としては種々のものがあり、例えば停止指令の発生後、モータの回転速度が予め定めた速度に低下した時点をカウント開始指令の発生時点とすることもできるし、停止指令の発生後、予め定めた角度だけモータが回転した時点とすることもできるし、或いは停止指令の発生後、予め定めた時間が経過した時点とすることもできる。

以上のように、本発明によれば、慣性力のみが作用する場合には、これを打ち消して、カウント開始指令が発生した時点の位置でモータを停止させることができ、外力が継続的に付与される場合には、モータの停止後にこの外力によってモータが不要な回転をすることを阻止することができる。

本発明の１実施形態の制動装置は、図１に示すモータ２を制動するものである。このモータ２は、例えば三相ブラシレスモータである。

このモータ２は、例えば水平または傾斜配置されたコンベヤを駆動する。例えばコンベヤがベルトコンベヤの場合には、モータ２はベルトが張架されているプーリを駆動し、例えばローラコンベヤの場合、モータは、各ローラのうち１つの内部に設けられ、そのローラを駆動する。水平に配置されたコンベヤの場合、モータ２を停止させるために通電が停止された後、外力例えば慣性力が搬送物品の重量の相違によって異なる。また、傾斜配置されたコンベヤの場合、モータ２を停止させるために通電が停止された後、搬送する物品の重量の搬送方向の分力によってモータ２に外力が加えられる。この分力も搬送する物品によって異なる。

また、モータ２は、電動広告装置に使用されることもある。電動広告装置は、例えば間隔を隔てて２台のモータを例えば垂直に配置し、それらの間に複数の広告が垂直方向に記載されたシートを巻き付け、上方側または下方側のモータにシートを所定量（１つの広告の長さ寸法）ずつ巻き取ることによって広告を表示するものである。この場合、２つのモータに巻き付けられているシートの巻き取り径が変化し、その巻き取られているシートの量によって２つのモータに加わる垂直方向の外力が異なる。

モータ２は、その内部に位置検出部４を有している（図１では、説明の便宜上、モータ２の外部に示してある）。位置検出部４は、モータ２の回転子を検出するごとに出力信号のレベルが、例えばＬレベルからＨレベルに変化するもので、複数、例えば３個のホール素子からなる。これらホール素子は、所定角度、例えば６０度ごとにモータ２内に配置されている。この位置検出部４から各ホール素子に対応した出力信号Ｕ、Ｖ、Ｗを発生する。

図２、図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に出力信号Ｕ、Ｖ、Ｗを示す。図２は、モータ２が正転している場合であり、図３はモータ２が逆転している場合である。モータ２が正転している場合、出力信号Ｖは出力信号Ｕよりも１２０度位相が進み、出力信号Ｗは出力信号Ｖよりも１２０度位相が進んでいる。モータ２が逆転している場合、出力信号Ｖは出力信号Ｕよりも１２０度位相が遅れ、出力信号Ｗは出力信号Ｖよりも１２０度位相が遅れている。

これら出力信号Ｕ、Ｖ、Ｗは、モータ駆動装置６に供給される。モータ駆動装置６は、外部駆動・停止指令入力部７から駆動指令が供給された状態において、別途与えられる指令によって定められた電流で定められた方向に駆動するように、出力信号Ｕ、Ｖ、Ｗに基づいてモータ２の制御を行う。この制御は、本発明とは直接に関連しないので、詳細な説明は省略する。

出力信号Ｕ、Ｖ、Ｗは、回転方向検出部８にも供給される。この回転方向検出部８は、モータ２の回転方向を表す回転方向検出信号を発生する。また、回転方向検出部８は、モータ２が所定角度回転するごとに回転検出信号、例えば回転角度量信号を発生する。

回転方向検出部８では、図４に示すように、出力信号Ｕがインバータ１０で反転され、微分回路１２に供給される。この微分回路１２の出力は、図２（ｅ）、図３（ｅ）に示すように出力信号Ｕの立ち下がりに対応してＨレベルとなる。インバータ１０の出力は、更にインバータ１４によって反転され、微分回路１６に供給される。微分回路１６の出力は、図２（ｄ）、図３（ｄ）に示すように出力信号Ｕの立ち上がりに対応して、Ｈレベルとなる。

微分回路１２の出力は、２入力アンド回路１８、２２に供給され、微分回路１６の出力は２入力アンド回路２０、２４に供給されている。アンド回路１８、２４には出力信号Ｖも供給され、アンド回路２０、２２には出力信号Ｗも供給されている。アンド回路１８、２０の出力は２入力ノア回路２６に供給され、アンド回路２２、２４の出力は２入力ノア回路２８に供給されている。ノア回路２６の出力は、負論理フリップフロップ回路３０の／Ｓ端子に供給され、ノア回路２８の出力はフリップフロップ回路３０の／Ｒ端子に供給されている。

従って、モータ２が正転している場合、アンド回路２０には出力信号Ｕの立ち上がり信号（微分回路１６の出力信号）と出力信号Ｗとが供給されているので、図２（ｆ）に示すように出力信号Ｕの立ち上がりに同期してＨレベルとなる出力信号が発生する。またアンド回路１８には出力信号Ｕの立ち下がり信号（微分回路１２の出力信号）と出力信号Ｖとが供給されているので、図２（ｇ）に示すように出力信号の立ち下がりに同期してＨレベルとなる出力信号が発生する。これらアンド回路１８、２０の出力が供給されているノア回路２６の出力は、図２（ｈ）に示すように出力信号Ｕの立ち上がり及び立ち下がりに同期してＬレベルとなる。これが負論理フリップフロップ回路３０の／Ｓ端子に供給されている。

一方、アンド回路２２には出力信号Ｕの立ち下がり信号（微分回路１２の出力信号）と出力信号Ｗとが供給されているので、図２（ｉ）に示すようにアンド回路２２の出力は常にＬレベルである。同様にアンド回路２４には出力信号Ｕの立ち上がり信号（微分回路１６の出力信号）と出力信号Ｖとが供給されているので、図２（ｊ）に示すようにアンド回路２４の出力信号は常にＬレベルである。これらＬレベルであるアンド回路２２、２４の出力信号がノア回路２８に供給されているので、ノア回路２８の出力は図２（ｋ）に示すように常にＨレベルである。これが負論理フリップフロップ回路３０の／Ｒ端子に供給されている。従って、負論理フリップフロップ回路３０のＣ出力、即ち回転方向検出信号がＬレベルとなり、モータ２が正転していることを表している。

同様にモータ２が逆転している場合には、図３（ａ）乃至（ｋ）に示すように出力信号Ｕ、Ｖ、Ｗ、微分回路１２、１６、アンド回路１８、２０、２２、２４、ノア回路２６、２８、負論理フリップフロップ３０の出力が変化し、回転方向検出信号がＨレベルとなり、モータ２が逆転していることを表す。

インバータ１０、１４、微分回路１２、１６、アンド回路１８、２０、２２、２４、ノア回路２６、２８、負論理フリップフロップ３０が回転方向検出手段を構成している。

微分回路１２、１６の出力信号はオア回路３２に供給され、このオア回路３２の出力は、出力信号Ｕの立ち上がり及び立ち下がりに同期してＨレベルとなる。従って、オア回路３２の出力は、モータ２の回転子の各極が出力信号Ｕを発生するホール素子の位置に到達するごとに、かつ離れるごとに、Ｈレベルとなる。即ち、モータ２が、所定角度ずつ回転するごとに、Ｈレベルとなり、回転信号、例えば回転角度量信号を発生している。例えば回転角度量信号は回転子が７．５度回転するごとに発生する。このオア回路３２が、回転検出手段を構成している。

回転方向検出部８からの回転角度量信号は、図１に示すように遅延装置３４に供給されている。遅延装置３４には、外部駆動・停止指令入力部７から外部停止指令も供給されている。この外部停止指令は、駆動指令が供給されている間には、例えばＨレベルにあり、駆動指令が消失するのに同期して例えばＬレベルとなるものである。遅延装置３４は、外部停止指令がＬレベルになってからモータ２が予め定めた角度回転するのに要する時間が予め定めた時間よりも長くなったときにサーボ指令を発生する。

図５に示すように、遅延装置３４では、回転角度量信号と外部停止指令がオア回路３５に供給されている。従って、外部停止指令信号がＨレベルであるとき、または回転角度量信号がＨレベルになったとき（モータ２が所定角度回転したとき）、このオア回路３５の出力信号はＨレベルとなる。このオア回路３５の出力信号は、計数手段、例えばカウンタ３６のリセット端子に供給されている。このカウンタ３６は、リセット端子にＨレベルの信号が供給されるとリセットされ、その出力値を初期値、例えば０とする。従って、外部停止指令がＨレベルである期間中、このカウンタ３６はリセットされたままであり、停止指令がＬレベルになったときから、このカウンタ３６はカウントが可能になる。

このカウンタ３６のクロック端子には、図示しないクロック発生器からのクロック信号が供給され、クロック信号が入力されるごとに、これをカウントする。このクロック信号は、例えば１０ＫＨｚの周波数のものである。このカウンタ３６がリセットされてから、このカウンタ３６の出力端子Ｑ１０のレベルがＨレベルになるためには、５１２発のクロック信号をカウントする必要があり、そのために必要な時間は、５１．２ｍ秒である。従って、外部停止指令がＬレベルになってカウンタ３６がカウント可能な状態になってから、この５１．２ｍ秒の時間が経過する前に、回転角度量信号がＨレベルとなると、カウンタ３６はリセットされ、再び０からカウントを開始する。カウンタ３６において出力端子Ｑ１０がＨレベルとなるには、回転角度量信号がＨレベルとなって次にＨレベルになるまでの時間（所定角度、例えば７．５度回転するのに要する時間）が５１．２ｍ秒以上になる必要がある。

カウンタ３６の出力端子Ｑ１０の出力信号は、インバータ３８を介して負論理フリップフロップ４０の／Ｒ端子に供給されている。また、外部停止指令がインバータ４２によって反転され、フリップフロップ４０の／Ｓ端子に供給されている。従って、停止指令がＬレベルになったときからフリップフロップ４０の／Ｓ端子はＨレベルであり、／Ｒ端子にはカウンタ３６の出力端子Ｑ１０がＨレベルになるまで、Ｈレベルの信号が供給されているので、フリップフロップ４０の出力端子／Ｑは、Ｌレベルである。そして、カウンタ３６の出力端子Ｑ１０がＨレベルになったとき（外部停止指令が供給された後、モータ２が７．５度回転するのに５１．２ｍ秒以上かかるようになったとき）、フリップフロップ４０の／Ｒ端子がＬレベルとなり、／Ｑ端子がＨレベルになって、サーボ指令がＨレベルとなる。

図１に示すように、このサーボ指令は、アップダウンカウント部４４に供給される。アップダウンカウント部４４には、回転方向検出部８から回転角度量信号と回転方向検出信号も供給されている。このアップダウンカウント部４４は、サーボ指令が供給されると、モータ駆動装置６に対し、モータ２をブレーキ駆動することを指令するブレーキ駆動指令を供給し、かつ、このブレーキ駆動は回転方向検出信号が表している現在のモータ２の回転方向と逆の方向にモータを回転させるように行うことを指令する回転方向指令も供給する。モータ駆動装置６が、モータ制動制御手段として機能する。また、このブレーキ駆動においてモータ２に供給する電流値は、後述するブレーキ電流制御部４６から供給されるブレーキ電流指令に応じた電流で行われる。

即ち、図６に示すように、アップダウンカウント部４４は、２台のアップダウンカウンタ４８、５０を有している。これらカウンタ４８、５０は、イネーブル端子ＰＥを有し、これにＨレベルの信号が供給されている期間、カウント可能となる。このイネーブル端子ＰＥにはサーボ指令が供給されている。従って、サーボ指令がＨレベルになったとき（外部停止指令が供給された後、モータ２が７．５度回転するのに５１．２ｍ秒以上かかるようになったとき）、カウンタ４８、５０はカウント可能になる。またカウンタ４８、５０は、Ｕ／Ｄ端子も有し、これがＨレベルのときにアップカウント可能な状態になり、Ｌレベルのときにダウンカウント可能な状態になる。カウンタ４８のＵ／Ｄ端子には回転方向検出信号がそのまま供給され、カウンタ５０のＵ／Ｄ端子には、回転方向検出信号をインバータ５２によって反転させたものが供給されている。従って、回転方向検出信号がＬレベルのとき（モータ２が正転しているとき）カウンタ５０がアップカウントし、カウンタ４８がダウンカウントする。また、回転方向検出信号がＨレベルのとき（モータ２が逆転しているとき）カウンタ４８がアップカウントし、カウンタ５０がダウンカウントする。また、カウンタ４８、５０は、クロック端子を有し、これには回転角度量信号が供給され、これがＨレベルになるごとに、カウンタ４８、５０はカウントを行う。

カウンタ５０の４ビットの出力端子の出力は、オア回路５４に供給されている。従って、オア回路５４は、カウンタ５０がカウント動作を開始すると、その出力がＨレベルになる。このオア回路５４の出力がブレーキ駆動指令としてモータ制御装置６に供給される。モータ駆動装置６は、オア回路５４の出力がＨレベルになったときブレーキ制御をする状態となり、ブレーキ電流指令に応じた電流をモータ２に供給する。

また、オア回路５４の出力は、Ｄ型フリップフロップ５６のクロック端子に供給され、そのＤ端子には回転方向検出信号が供給されている。従って、Ｄ型フリップフロップ５６のＱ端子は、外部停止指令が供給された後、モータ２が７．５度回転するのに５１．２ｍ秒以上かかるようになってカウンタ５０がカウントを開始したとき、回転方向検出信号のレベルと同じレベルになり、／Ｑ端子は回転方向検出信号のレベルと逆のレベルになる。モータ２が正転していることを回転方向検出信号が表しているとき、／Ｑ端子の出力レベルはモータ２を逆転させることを表し、モータ２が逆転していることを回転方向検出信号が表しているとき、／Ｑ端子の出力レベルはモータ２を正転させることを表している。この／Ｑ端子の出力は、回転方向指令としてモータ駆動装置６に供給される。一度、カウントが始まると、オア回路５４の出力は常にＨレベルとなるので、Ｄ型フリップフロップ５６の／Ｑ端子の出力は保持され、この保持状態は、回転方向検出信号が反転し、カウンタ５０の各出力が全てＬレベルになるまで、継続する。

Ｑ端子の出力は、ブレーキ電流制御部４６を構成しているマルチプレクサ６０に選択信号として供給されている。このマルチプレクサ６０には、カウンタ４８、５０の各出力が供給され、フリップフロップ５６のＱ端子の出力、即ち選択信号がＬレベルのとき、カウンタ５０の４ビット出力をマルチプレクサ６０の出力（ブレーキ電流指令）としてモータ駆動装置６に供給し、選択信号がＨレベルのとき、カウンタ４８の４ビット出力をブレーキ電流指令としてモータ駆動装置６に供給する。モータ駆動装置６では、このブレーキ電流指令の値に比例した電流をモータ２に供給し、この電流に比例した逆トルクを発生させる。

このように構成されたモータ制動装置は、次のように動作する。例えば、モータ２が水平に配置されたコンベヤを駆動し、今、駆動指令がモータ制御装置６に外部駆動・停止指令入力部７から与えられ、モータ２は正転しているとする。この状態では、回転方向検出部８から回転方向検出信号及び回転角度量信号がアップダウンカウント部４４に供給されているが、サーボ指令が発生していないので、アップダウンカウント部４４は、停止状態にある。

この状態において、外部駆動・停止指令入力部７から外部駆動指令が消失し、停止命令が発生する。この停止命令が遅延装置３４に供給された後、モータ２が７．５度回転するのに５１．２ｍ秒以上かかるようになったとき、サーボ指令がアップダウンカウント部４４に供給される。これによって、アップダウンカウンタ４８、５０がカウント可能状態となる。このとき、回転方向検出信号は、モータ２が正転していることを表しているので、アップダウンカウンタ４８がダウンカウント状態、アップダウンカウンタ５０がアップカウント状態となり、回転角度量信号のカウントを開始する。このカウントの開始によってオア回路５４の出力がＨレベルとなり、これがブレーキ駆動指令としてモータ駆動装置６に供給される。また、Ｄ型フリップフロップ５６の／Ｑ端子から回転方向指令がモータ駆動装置６に供給される。この回転方向指令は、モータ２を逆転させることを表している。また、このＤ型フリップフロップ５６のＱ端子の出力がマルチプレクサ６０に供給され、マルチプレクサ６０は、アップダウンカウンタ５０の出力をブレーキ電流指令としてモータ駆動装置６に供給する。アップダウンカウンタ５０の出力は、サーボ指令が供給された後のモータ２の回転角度を表しており、サーボ指令が発生してからモータ２が余り多く正方向に移動していない場合には、そのカウント値も小さく、モータ２に供給される電流は小さく、モータ２には余り大きな逆回転トルクは発生していない。しかし、カウント値が大きく、サーボ指令発生時点から正方向にかなり移動している場合には、モータ２に供給される電流値が大きくなり、大きな逆回転トルクがモータ２に発生する。このようにしてモータ２に逆回転トルクが発生してモータ２は一旦停止する。但し、コンベヤ上の物品は正転方向に或る程度移動している。

モータ２が停止すると、直ちにモータ２は逆転し始める。このとき、回転方向検出信号もモータ２が逆転していることを表しており、オア回路５４の出力はＬレベルにならないので、フリップフロップ５６の／Ｑ端子からの回転方向指令は保持され、逆転指示を継続するが、今までアップカウントしていたアップダウンカウンタ５０がダウンカウント状態となり、今までダウンカウントしていたアップダウンカウンタ４８がアップカウント状態となる。回転角度量信号に従って、アップダウンカウンタ５０のカウント値は初期値（０）に向かって減少していく。これによって、モータ駆動装置６は、モータ２が大きな電流で逆転するように電流を流し、徐々にこの電流を小さくしていく。そして、アップダウンカウンタ５０のカウント値が０になったとき、即ち、サーボ指令が発生したときと同じ位置までコンベヤ上の物品が戻ったとき、電流の供給が停止され、モータ２が停止する。このとき、モータ２に供給されている電流が徐々に小さくなっているので、殆ど慣性力は生じず、サーボ指令が発生したときと同じ位置を大きく超えて物品が停止することはない。コンベヤが搬送している物品の重量がどのような値のものであっても、同様にしてサーボ指令が発生したときとほぼ同じ位置に物品が停止させられる。このようにどのような重量の物品でもコンベヤ上のほぼ同じ位置に停止させられるので、零プレッシャーアキュムレーション（複数のコンベヤによって搬送ゾーンを形成し、物品を搬送しているゾーンには、新たに物品が入らないようにコンベヤを制御する搬送システム）に適用することができる。

モータ２が駆動指令に基づいて逆転している状態で、外部停止指令が供給されると、アップダウンカウンタ４８のカウント値に基づいて上述したのと同様に制御が行われる。このように２台のアップダウンカウント４８、５０を使用しているので、モータ２が正転及び逆転いずれの方向に駆動されている場合でも、サーボ指令が発生したときとほぼ同じ位置に物品を停止させることができる。

次に、モータ２が斜め上方に向かって物品を搬送するように傾斜配置されたコンベヤを駆動し、今、駆動指令がモータ制御装置６に外部駆動・停止指令入力部７から与えられ、モータ２が正転して、物品を斜め上方に搬送しているとする。この状態でも、回転方向検出部８から回転方向検出信号及び回転角度量信号がアップダウンカウント部４４に供給されているが、サーボ指令が発生していないので、アップダウンカウント部４４は、停止状態にある。

この状態において、外部駆動・停止指令入力部７から外部駆動指令が消失し、停止命令が発生する。このとき、コンベヤ上の物品の重量のコンベヤの搬送方向に沿う斜め下方向きの分力がモータ２の慣性力よりも大きく、物品が下降し、モータ２が逆転するとする。停止命令が遅延装置３４に供給された後、モータ２が７．５度逆回転するのに５１．２ｍ秒以上かかるようになったとき、サーボ指令がアップダウンカウント部４４に供給される。

これによって、アップダウンカウンタ４８、５０がカウント可能状態となる。このとき、回転方向検出信号は、モータ２が逆転していることを表しているので、アップダウンカウンタ４８がアップカウント状態、アップダウンカウンタ５０がダウンカウント状態となり、回転角度量信号のカウントを開始する。このカウントの開始によってオア回路５４の出力がＨレベルとなり、これがブレーキ駆動指令としてモータ駆動装置６に供給される。

Ｄ型フリップフロップ５６の／Ｑ端子から回転方向指令がモータ駆動装置６に供給される。この回転方向指令は、モータ２を正転させることを表している。このＤ型フリップフロップ５６のＱ端子の出力がマルチプレクサ６０に供給され、マルチプレクサ６０は、アップダウンカウンタ４８の出力をブレーキ電流指令としてモータ駆動装置６に供給する。

アップダウンカウンタ４８の出力は、サーボ指令が供給された後のモータ２の回転角度を表しており、サーボ指令が発生してからモータ２が余り多く逆方向に移動していない場合には、そのカウント値も小さく、モータ２に供給される電流は小さく、モータ２には余り大きな正回転トルクは発生していない。しかし、カウント値が大きく、サーボ指令発生時点から逆方向にかなり移動している場合には、モータ２に供給される電流値が大きくなり、大きな正回転トルクがモータ２に発生する。このようにしてモータ２に正回転トルクが発生して、これが物品の分力と釣り合うと、モータ２は停止し、コンベヤ上の物品も停止する。この状態では、回転角度量信号は発生しないので、アップダウンカウンタ４８のカウント値は変化せず、モータ２に供給される電流は、物品の重量の分力を打ち消すトルクを発生している状態を維持する。

このようにアップダウンカウンタのカウント値を利用して物品重量の分力を打ち消すようにしているので、搬送する物品の重量が異なったものであっても、物品がコンベヤ上を自然降下することを確実に防止することができる。なお、アップダウンカウンタ４８、５０の２組のアップダウンカウンタを設けているので、傾斜コンベヤが物品が斜め上方に物品を搬送する場合でも、斜め下方に物品を搬送する場合でも、物品をコンベヤ上に停止させることができる。なお、斜め上方にコンベヤで物品を搬送する場合であって、モータ２を停止させたときの慣性力が物品の分力よりも大きく、モータ２が正転を継続する場合、上述した水平コンベヤの場合と同様にしてモータは逆転させられる。慣性力が打ち消されると、実際にモータ２は逆転し、回転方向検出信号が変換し、アップダウンカウンタのカウント値が０の位置、即ちサーボ指令を発生した時点の位置まで逆転を継続する。その後、アップダウンカウンタが慣性によりカウントするため、モータ２は正転し、正転方向の制動力と物品の分力とが釣り合った位置でモータ２は停止する。

モータ２が電動広告装置に使用されている場合でも、傾斜配置されたコンベヤに使用されているモータと同様に制御される。

上記の実施の形態では、モータ２として三相ブラシレスモータを使用したが、これに限ったものではなく、公知の種々のモータを使用することができる。上記の実施の形態では、位置検出部４としてモータ２であるブラシレスモータが備えるホール素子を使用したが、これに限ったものではなく、例えばモータの回転軸に取り付けたロータリエンコーダを位置検出部として使用することもできる。上記の実施の形態では、遅延装置３４としては、外部停止指令の供給後、モータ２が所定角度回転するのに予め定めた時間以上が必要となったときにサーボ指令を発生するものを使用したが、これに限ったものではなく、例えば外部停止指令を予め定めた時間だけ遅らせたものをサーボ指令として出力することもできるし、オア回路３４を除去し、外部停止指令を直接にカウンタ３６のリセット端子に供給し、回転角度量信号をカウンタ３６のクロック端子に供給するようにしてもよい。このように構成すると、外部停止指令が供給された後、所定角度だけモータが回転したときにサーボ指令を発生することができる。

本発明の１実施形態の制動装置のブロック図である。 図１の制動装置においてモータが正転している場合の各部の波形図である。 図１の制動装置においてモータが逆転している場合の各部の波形図である。 図１の制動装置の位置検出部のブロック図である。 図１の制動装置の遅延装置のブロック図である。 図１の制動装置のアップダウンカウント部及びブレーキ電流制御部のブロック図である。

符号の説明

２ モータ
４ 位置検出部
６ モータ駆動装置
１０ 回転方向検出部
３４ 遅延装置
４４ アップダウンカウント部

Claims (5)

1. 駆動指令の供給によって回転を開始し、停止指令の供給後には外力によって回転するモータの回転方向を表す回転方向検出信号を生成する回転方向検出手段と、
   前記モータが所定角度回転するごとに回転信号を生成する回転検出手段と、
   前記回転方向検出信号が表す方向が変化するごとにカウント方向を変化させ、前記モータへの前記停止指令の供給後に発生するカウント開始指令に応動して、前記回転信号のカウントを開始するアップダウンカウンタと、
   前記回転方向検出信号が表す方向とは逆の方向に、前記アップダウンカウンタのカウント値に応じた電流を前記モータに供給する制動制御手段とを、
   具備するモータ制動装置。
2. 請求項１記載のモータ制動装置において、前記外力が前記停止指令の供給後に消失するモータ制動装置。
3. 請求項１記載のモータ制動装置において、前記外力が前記停止指令の供給後も継続して前記モータに加わるモータ制動装置。
4. 請求項１記載のモータ制動装置において、前記アップダウンカウンタが前記モータの正転用と逆転用との２組設けられ、これら２組のアップダウンカウンタは、前記回転方向検出信号に応じて、一方がアップカウントしているとき、他方がダウンカウントし、一方がダウンカウントしているとき、他方がアップカウントし、前記カウント開始指令発生直後の前記回転方向検出信号が表す回転方向に応じて、いずれかのカウンタのカウント値が前記制動制御手段に供給されるモータ制動装置。
5. 請求項１記載のモータ制動装置において、前記カウント開始指令は、前記停止指令を遅延させることによって発生するモータ制動装置。

Images