JP2008005605A

JP2008005605A - 細断機のブラシレスｄｃモータの制御方法、及び細断機のブラシレスｄｃモータの制御装置

Info

Publication number: JP2008005605A
Application number: JP2006171530A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Nagahama; 恒男長浜
Original assignee: Tsubaki Emerson Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法の提供。
【解決手段】紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータを駆動制御する細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法。検出したブラシレスＤＣモータに流れる電流Ｖｉが第１電流値Ｖｉ２以下であるか否かを判定し、第１電流値Ｖｉ２以下であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進め（（ｄ）Ｖａ＝Ｖａｈ）、所定位相分進めている状態で、検出した電流Ｖｉが第１電流値Ｖｉ２より大きい第２電流値Ｖｉ３を超えているか否かを判定し、第２電流値Ｖｉ３を超えていると判定したときは、通電位相を復旧する（（ｄ）Ｖａ＝０）。
【選択図】図６

Description

本発明は、紙を細かく裁断する細断機（シュレッダ）の駆動に、減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法、及び細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置に関するものである。

細断機は、図９に示すように、筐体６の上面に設けられた投入部７から、紙が挿し入れられると、紙検出器４が紙を検知して、カッター１が回転し始め、紙を細かく裁断する。カッター１は、多数の同形円板状の金属板が回転軸に同心に固定された２つの刃が、図１に示すように、互いに噛合って構成されている。２つの刃の各回転軸は、それぞれに固設された２つの歯車が噛合することにより連動回転する。
投入部７には斜面が設けられており、矢印Ａ，Ｃに示すように、紙は設けられた斜面に沿って挿し入れられる構造になっている。しかし、一時に多量に処理しようと、例えば矢印Ｂに示すように、斜面に沿わせることなく、多量の紙を一時に投入すると、細断不能となる。また、紙が折り畳んであったり、紙質が硬い場合にも、細断不能となることがある。

このような場合に備えて、特許文献１には、回転速度が上昇するに応じて、出力トルクが略直線的に急激に低下する（回転速度が低下するに応じて、出力トルクが略直線的に急激に上昇する）出力トルク−回転速度特性を有し、低回転速度時の出力トルクを増大させた文書細断機のモータ制御回路が開示されている。また、回転速度に応じて、モータへの供給電圧を制御すること、及びモータ電流が所定値を超えると、所定時間後にモータを停止又は逆転させることが開示されている。

また、特許文献２には、細断機構を駆動するモータが、供給される電圧をパラメータとしたときに回転数の増加に対してモータトルクが略直線的に垂下する特性を有し、制御手段が、細断機構に課せられる紙葉を細断する所要トルクが上昇するに伴ってモータの回転数を低下させ、商用電源から入力される電力が所定の値を超えないように制御するシュレッダーの制御装置が開示されている。
特開２００２−２１０３８１号公報特許第３３０８９２７号公報特開２００３−３４８８９９号公報特開平１０−１５２７８号公報見城尚志、永守重信「新・ブラシレスモータ」２８７〜２８８頁、総合電子出版社、２０００年６月１日第１版

従来の細断機では、特許文献１に開示されているように、細断不能に陥ると、カッターを自動停止した後、所定時間、自動逆転して細断できなかった紙を排出し、その後、ボタンが操作されると再始動するが、排出した紙が散乱するので、ユーザはそれを掃除しなければならず、余分な作業が必要であった。
また、細断不能状態では、モータが拘束され、停止される迄、大きな電流が流れるので、電力が大量に浪費され、また、細断できなかった紙を排出する逆回転運転でも、余分な電力が消費される。

そこで、時間当たりの細断能力を向上させる為に、細断機のユーザからは、より多量の紙が投入されても、細断不能に陥らず、細断自動停止、紙排出の為の自動逆転運転、及びユーザの再始動操作が不要であると共に、少量の紙が投入されたときは、高速に細断することができる細断機が求められていた。
尚、通常、細断機のカッターには減速機付モータが取付けられており、減速機の減速比を大きくすると、減速機付モータの出力トルクが大きくなり、より多くの紙を細断できるが、少量の紙を細断するときには、処理速度が遅く感じられるという問題がある。

また、減速機の減速比を大きくせずに、モータの容量を大きくすると、細断不能に陥り難くなるが、外形が大きくなって部品コストが増大すると共に、消費電力が大きくなり、供給電源のブレーカがトリップし易くなる等の問題が生じる。
非特許文献１には、ブラシレスＤＣモータのモータ電流の通電位相を進めて（進角をつけて）、出力トルク−回転速度特性における出力トルク／回転速度の傾きを緩く（回転速度の上昇に対する出力トルクの低下を小さく）することが開示されている。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１発明では、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法を提供することを目的とする。
第２発明では、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置を提供することを目的とする。

図８は、従来の減速機付ブラシレスＤＣモータのＴ−Ｎ特性（出力トルク−回転速度特性）を示す特性図であり、モータ供給電圧Ｖ１〜Ｖ５（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５）をパラメータとして示している。
図７（ａ）は、従来より大きい減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータのＴ−Ｎ特性を示す特性図であり、このＴ−Ｎ特性では、図８に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが大きくなっている。これにより、回転速度が０付近の出力トルク（最大出力トルク）は大きくなっているが、出力トルクが０付近の回転速度（最高回転速度）は低くなっている（ここでは、図８と比較してｎｃ分低い）。

図７（ｂ）は、図７（ａ）と同じ減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータに進角を付けた（通電位相を進めた）ときのＴ−Ｎ特性を示す特性図であり、このＴ−Ｎ特性では、図８に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが小さくなっている。これにより、回転速度が０付近の出力トルク（最大出力トルク）は小さくなっているが、出力トルクが０付近の回転速度（最高回転速度）は高くなっている。

図７（ｃ）は、本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法を示しており、図７（ａ）と同じ減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータで、出力トルクに略比例するモータ電流が所定値以下の場合に、図７（ｂ）と同様に進角を付けた（通電位相を進めた）ときのＴ−Ｎ特性を示す特性図である。モータ供給電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５が高い程、モータ電流の各所定値は大きく設定され、各所定値における出力トルクｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５は高くなる。

このＴ−Ｎ特性では、モータ電流が所定値を超えているときは、図８に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが大きくなり、回転速度が０付近の出力トルク（最大出力トルク）は大きくなっているので、細断機に多量の紙が投入されたときに細断不能になり難い。また、モータ電流が所定値以下のときは、図８に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが小さくなり、出力トルクが０付近の回転速度（最高回転速度）は高くなっている。これにより、従来より大きい減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータを使用しているにも拘わらず、細断機に少量の紙が投入されたときの細断速度を上昇させることができる。

第１発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法は、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法において、ブラシレスＤＣモータに流れる電流を検出し、検出した電流が第１電流値以下であるか否かを判定し、第１電流値以下であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進め、該通電位相を所定位相分進めている状態で、検出した電流が第１電流値より大きい第２電流値を超えているか否かを判定し、第２電流値を超えていると判定したときは、前記通電位相を復旧することを特徴とする。

第２発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置は、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置において、ブラシレスＤＣモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段が検出した電流が第１電流値以下であるか否かを判定する手段と、該手段が第１電流値以下であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進める手段と、該手段が通電位相を所定位相分進めている状態で、前記電流検出手段が検出した電流が第１電流値より大きい第２電流値を超えているか否かを判定する手段と、該手段が第２電流値を超えていると判定したときは、前記通電位相を復旧する手段とを備えることを特徴とする。

第１発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法、及び第２発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置では、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう。電流検出手段が、ブラシレスＤＣモータに流れる電流を検出し、判定する手段が、電流検出手段が検出した電流が第１電流値以下であるか否かを判定する。判定する手段が、第１電流値以下であると判定したときは、進める手段が、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進める。通電位相を所定位相分進めている状態で、判定する手段が、電流検出手段が検出した電流が第１電流値より大きい第２電流値を超えているか否かを判定し、第２電流値を超えていると判定したときは、復旧する手段が、通電位相を復旧する。

第１発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法によれば、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法を実現することができる。

第２発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置によれば、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置を実現することができる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置の実施の形態が適用される細断機の構成例を模式的に示すブロック図である。
この細断機は、紙の細断屑を受け貯留しておく図示しない容器を収納する筐体６（図９参照）の上部に、紙を細断するカッター１が設けられている。

カッター１は、多数の同形円板状の金属板が回転軸に同心に固定された２つの刃が、互いに噛合って構成され、一方の刃の回転軸は、減速機２ａを介してブラシレスＤＣモータ２ｂにより回転駆動される。他方の刃の回転軸は、筐体６側の固定部に回動自在に支持され、両方の刃の各回転軸は、それぞれに固設された２つの歯車が噛合することにより連動回転する。
ブラシレスＤＣモータ２ｂは、商用電源５に接続された制御装置３により駆動制御される。

図２は、図１に示す制御装置３の構成例を示すブロック図である。
この制御装置３は、商用電源５からプラグ端子Ｌ１，Ｌ２を通じて交流電力が供給される動力用直流電源回路３０１が、供給された交流電力を整流平滑して、動力用直流電力としてＩＰＭ（Intelligent Power Module）３０５及び制御電源回路３０２に供給する。ＩＰＭ３０５に供給された電流は、電流検出器３０７により検出され、電流検出器３０７は、検出した電流に対応する電流検出信号Ｖｉをマイクロコンピュータ３０３に与える。

制御電源回路３０２は、供給された比較的高電圧の動力用直流電力を、制御回路用の低電圧に変換し、マイクロコンピュータ３０３、通電信号出力回路（ブラシレスＤＣモータコントローラ）３０４及びＩＰＭ３０５等の制御回路に供給する。
ＩＰＭ３０５は、ブラシレスＤＣモータ２ｂの駆動回路であり、６個のスイッチング素子を備える三相ブリッジ回路である。各スイッチング素子は、通電信号出力回路３０４からの通電信号に従って、モータ電流の通流、遮断を行う。

通電信号出力回路３０４は、ブラシレスＤＣモータコントローラであり、ブラシレスＤＣモータ２ｂのロータ位置検出器であるホールセンサ２ｃからのロータ位置信号を与えられ、与えられたロータ位置信号に基づき、ＩＰＭ３０５の各スイッチング素子を開閉する為の各通電信号を出力する。ＩＰＭ３０５は、通電信号出力回路３０４により各通電信号の通電時間を制御されることにより、ブラシレスＤＣモータ２ｂに印加する電圧を制御する。
通電信号出力回路３０４は、また、マイクロコンピュータ３０３（以下、マイコン３０３と記す）から与えられる進角制御信号Ｖａに従って、モータ電流の通電位相が進むように、各通電信号の位相を制御する。

紙検出器４は、筐体６の上面に設けられた投入部７付近に設けられ（図９参照）、投入された紙を検知すると、接点ＦＸを閉じて、マイコン３０３に与えるＲＵＮ信号をＬｏｗレベルに変化させる。尚、図２では、ＲＵＮ信号は、接点ＦＸの接点信号であるが、オープンコレクタの無接点信号としても良い。
マイコン３０３は、紙検出器４から与えられたＲＵＮ信号が、始動信号であるＬｏｗレベルになると、電流検出器３０７からの検出電流に応じた電流検出信号Ｖｉを読込む。次いで、読込んだ電流検出信号Ｖｉに応じて、予め格納されているプログラムに従って、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ及び進角制御信号Ｖａを定め、通電信号出力回路３０４に与える。

以下に、このような構成の細断機の制御装置３の動作を、それを示す図３，４のフローチャート、図５のタイミングチャート及び図６の特性図を参照しながら説明する。
細断機の投入部７に紙が投入され、紙検出器４が、紙を検知し（図９参照）、接点ＦＸを閉じて、ＲＵＮ信号をＬｏｗレベルに変化させると（図５（ａ））、マイコン３０３は、運転状態を示す運転信号をオンにする（ｂ）。

紙検出器４が、投入された紙を検知しなくなり、接点ＦＸを開いて、ＲＵＮ信号をＨｉｇｈレベルに変化させると（図５（ａ））、マイコン３０３は、所定時間経過した後、運転信号をオフにする（ｂ）。所定時間経過した後、運転信号をオフにするのは、紙検出器４が紙を検知しなくなっても、まだ細断が終了していない可能性があるので、確実に細断を終了させる為である。
尚、運転信号は、マイコン３０３に搭載されたソフトウェア内で作成されるが、マイコン３０３の外部でハードウェア（電子回路）により作成しても良い。

マイコン３０３は、運転信号がオンになると（図３Ｓ２）、ＨｉｇｈレベルＶｅｈのモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始し（Ｓ４、図６（ｃ）（ｄ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを始動させる（図６（ｂ））。
通電信号出力回路３０４は、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ（＝Ｖｅｈ）及び進角制御信号Ｖａ（＝０）を与えられている間、こと更に進角制御を行うことなく、ＩＰＭ３０５の各スイッチング素子をオン／オフさせる通電信号を出力して、ブラシレスＤＣモータ２ｂを駆動する。ブラシレスＤＣモータ２ｂは、始動した後は、カッター１が紙を細断する際の負荷に応じて、例えば図６（ｂ）に示すような減速機２ａにおける出力トルク（負荷）−回転速度特性、及び図６（ａ）に示すような出力トルク（負荷）−モータ電流特性に従うように、回転速度及びモータ電流が変化する。

次に、マイコン３０３は、電流検出器３０７からの電流検出信号Ｖｉを読込み（Ｓ６）、電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ２を超え、最大電流値に対応するＶｉ０以下であるか否かを判定する（Ｓ８）。電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ２を超えＶｉ０以下であれば、モータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈとし、進角制御信号ＶａをＬｏｗレベル０として、通電信号出力回路３０４へ出力する（Ｓ２０）。

次に、マイコン３０３は、運転信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ２２）、オンであれば、電流検出器３０７からの電流検出信号Ｖｉを読込む（Ｓ６）。運転信号がオンでなければ（Ｓ２２）、Ｌｏｗレベル０のモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始して（Ｓ２４、図６（ｃ）（ｄ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを停止させ、次いで、運転信号がオンになる迄待機する（Ｓ２）。

マイコン３０３は、電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ２を超えずＶｉ０以下でなければ（Ｓ８）、電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ２以下、０（＝検出電流０）以上であるか否かを判定する（Ｓ１０）。電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ２以下０以上であれば、Ｖｅ＝Ｖｅｈ、Ｖａ＝Ｖａｈとする（Ｓ１２）。つまり、モータ供給電圧制御信号Ｖｅは変化させず、進角制御信号Ｖａは、通電位相を所定位相分進める為の値Ｖａｈにして出力し始める（Ｓ１２、図６（ｃ）（ｄ））。
尚、電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ２以下、０以上でなければ（Ｓ１０）、エラーの虞があり、この判定が複数回連続したときは、エラー表示、運転停止等の処理を行うようにしても良い（Ｓ３２）。

通電信号出力回路３０４は、進角制御信号Ｖａ（＝Ｖａｈ）を与えられている間、ブラシレスＤＣモータ２ｂへの通電位相を所定位相分進める。
ブラシレスＤＣモータ２ｂへの通電位相を所定位相分進めた場合、モータ電流が増加し、図６（ａ）に示すＶｉ−Ｔ特性は、Ｂ４−Ｂ２からＢ４−Ｂ３へシフトする。つまり、例えば同じ回転速度Ｎ２であっても、通電位相を所定位相分進めると、モータ電流が増加し、それに応じて電流検出信号ＶｉはＶｉ２からＶｉ３に増加する。逆に、同じ回転速度Ｎ２であっても、所定位相分進めていた通電位相を元に戻す（復旧する）と、モータ電流が減少し、それに応じて電流検出信号ＶｉはＶｉ３からＶｉ２に減少する。

マイコン３０３は、次に、電流検出器３０７からの電流検出信号Ｖｉを読込み（Ｓ１４）、電流検出信号Ｖｉの値が、Ｖｉ２より大きい所定値Ｖｉ３以下、０（＝検出電流０）以上であるか否かを判定する（Ｓ１６）。電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ３以下であり０以上であれば、引続きモータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈとし、進角制御信号ＶａをＨｉｇｈレベルＶａｈとして、通電信号出力回路３０４へ出力する（Ｓ２６）。

次に、マイコン３０３は、運転信号がオンであるか否かを判定し（Ｓ２８）、オンであれば、電流検出器３０７からの電流検出信号Ｖｉを読込む（Ｓ１４）。運転信号がオンでなければ（Ｓ２８）、Ｌｏｗレベル０のモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＨｉｇｈレベルＶａｈの進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始して（Ｓ３０、図６（ｃ）（ｄ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを停止させ、次いで、運転信号がオンになる迄待機する（Ｓ２）。

マイコン３０３は、電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ３以下でなく０以上でなければ（Ｓ１６）、電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ３を超えているか否かを判定する（Ｓ１８）。電流検出信号Ｖｉの値が、所定値Ｖｉ３を超えていれば、ＨｉｇｈレベルＶｅｈのモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始する（Ｓ４、図６（ｃ）（ｄ））。つまり、モータ供給電圧制御信号Ｖｅは変化させず、進角制御信号Ｖａは、所定位相分進めていた通電位相を元に戻す為の値０にして出力し始める（Ｓ４、図６（ｄ））。

通電信号出力回路３０４は、進角制御信号Ｖａ（＝０）を与えられると、ブラシレスＤＣモータ２ｂへの所定位相分進めていた通電位相を元に戻す。
尚、電流検出信号Ｖｉの値が所定値Ｖｉ３を超えていなければ（Ｓ１８）、エラーの虞があり、この判定が複数回連続したときは、エラー表示、運転停止等の処理を行うようにしても良い（Ｓ３２）。

ここで、始動時に運転信号がオンになり（Ｓ２）、紙の量が少なければ、ブラシレスＤＣモータ２ｂは、回転速度Ｎが上昇してＮ２以上となり、図６（ｂ）に示すＴ−Ｎ特性上の例えば点ＡＬ１（ＮＬ１，ＴＬ１）が示す特性を取る。また、そのとき、電流検出信号Ｖｉが低下してＶｉ２以下となり、図６（ａ）に示すＶｉ−Ｔ特性上の例えば点ＢＬ１（ＶｉＬ１，ＴＬ１）が示す特性を取る。

その後、多量の紙が投入されて負荷が増加すれば、回転速度Ｎが低下してＮ２未満となり、例えば点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示す特性を取ることになる。また、そのとき、電流検出信号Ｖｉが上昇してＶｉ３を超え、例えば点ＢＬ２（ＶＬ２，ＴＬ２）が示す特性を取ることになる。
このように、回転速度Ｎが、一旦、Ｎ２以上になった後にＮ２未満に低下してくると、再度、モータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈにし、進角制御信号ＶａをＬｏｗレベル０にする（Ｓ４、図６（ｃ）（ｄ））必要がある。

以上のようなマイコン３０３の動作により、出力トルクがＴ２を超えて、電流検出信号ＶｉがＶｉ２＜Ｖｉ≦Ｖｉ０であるときは、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度Ｎが０≦Ｎ＜Ｎ２であり、図６（ｂ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ０（０，Ｔ０）〜Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）間の直線上の点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示すＴ−Ｎ特性を取る。
ここで、減速機２ａの減速比は、従来の細断機より大きくしているので、点Ａ０〜Ａ２間の直線の傾きは、従来のＴ−Ｎ特性より大きくなっており、回転速度Ｎが０付近の最大出力トルクは従来より大きく、多量の紙が投入されても、細断不能になり難い。

出力トルクがＴ２以下で、電流検出信号Ｖｉが０≦Ｖｉ≦Ｖｉ３であるときは、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度ＮがＮ２≦Ｎ≦Ｎ４であり、図６（ｂ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）〜Ａ４（Ｎ４，Ｔ４）間の直線上の点ＡＬ１（ＮＬ１，ＴＬ１）が示すＴ−Ｎ特性を取る。尚、点ＡＬ０（ＮＬ０，ＴＬ０））は、カッター１を駆動する為のみの最小出力トルク（ＴＬ０）を示す。
ここで、出力トルクがＴ２以下で、電流検出信号Ｖｉが０≦Ｖｉ≦Ｖｉ３であるときは、通電位相が所定位相分進められるので、点Ａ２〜Ａ４間の直線の傾きは、点Ａ０〜Ａ２間の傾きに比べて小さくなっており、また、モータ電流も増加している。その為、少量の紙が投入され、出力トルクが小さいときでも、充分な高回転速度を得ることができ、ユーザは、細断速度が遅いと感じることはない。

通電位相が所定位相分進められている期間は、同じ回転速度であってもモータ電流が増加しているので、電流検出信号ＶｉがＶｉ３＜Ｖｉ（Ｖｉ２＜Ｖｉ３）となったときに、所定位相分進められていた通電位相を元に戻す。これにより、モータ電流は減少し、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度Ｎが０≦Ｎ＜Ｎ２であり、図６（ｂ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ０（０，Ｔ０）〜Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）間の直線上の点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示すＴ−Ｎ特性を取る。

本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置の実施の形態が適用される細断機の構成例を模式的に示すブロック図である。図１に示す制御装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。図１に示す制御装置の動作を示すタイミングチャートである。図１に示す制御装置の動作を示す特性図である。本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置を説明する為の特性図である。従来の細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置を説明する為の特性図である。細断機の構成を模式的に示す縦断面図である。

符号の説明

１カッター
２ａ減速機
２ｂブラシレスＤＣモータ
２ｃホールセンサ（ロータ位置検出器）
３制御装置
４紙検出器
６筐体
７投入部
３０３マイクロコンピュータ（マイコン）
３０４通電信号出力回路
３０５ＩＰＭ（Intelligent Power Module）

Claims

紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法において、
ブラシレスＤＣモータに流れる電流を検出し、検出した電流が第１電流値以下であるか否かを判定し、第１電流値以下であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進め、該通電位相を所定位相分進めている状態で、検出した電流が第１電流値より大きい第２電流値を超えているか否かを判定し、第２電流値を超えていると判定したときは、前記通電位相を復旧することを特徴とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法。
紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置において、
ブラシレスＤＣモータに流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段が検出した電流が第１電流値以下であるか否かを判定する手段と、該手段が第１電流値以下であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進める手段と、該手段が通電位相を所定位相分進めている状態で、前記電流検出手段が検出した電流が第１電流値より大きい第２電流値を超えているか否かを判定する手段と、該手段が第２電流値を超えていると判定したときは、前記通電位相を復旧する手段とを備えることを特徴とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置。