JP2011504079A - 電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも一つの電気モータ及び少なくとも一つの制御デバイスを有する電気モータ駆動装置が提案されており、この電気モータ駆動装置は、測定データ処理装置及び不揮発性メモリを有する。この場合、メモリは、所定の設定値に到達又は超過したときにディスプレイ装置の少なくとも一つの可視ディスプレイブロックを作動する比較器に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも一つの電気モータ及び少なくとも一つの制御デバイスを有する電動駆動装置、及びこの駆動装置の損耗状況を判断するための方法に関する。電動駆動装置は、直線的に移動可能な又は回転可能な駆動要素を有することができる。この駆動要素は、例えば横木チェアのフレーム又は布張りをした椅子の形態をとる家具の調整可能な部品に操作可能に接続されており、又は、例えば病院用ベッド、看護用ベッド、患者リフト又はラウンジチェア等の介護商品の調整可能な部品に操作可能に接続されている。本発明による電動駆動装置は、足踏みスイッチ及び／又はマニュアルスイッチを作動することによって操作され得る。足踏みスイッチ及び／又はマニュアルスイッチは、直接に又は接続されている制御デバイスを介して、少なくとも一つの電気モータを制御する。

このような電動駆動装置は当技術分野で知られており、実際の応用において効果が証明されている。これらは、包封されてメンテナンスが要らない。しかしながら、これらは、使用により損耗かつ老朽化し、これによって寿命が限られる。損耗は、例えば、使用頻度、スイッチオンの持続時間、負荷率及び負荷種類等の使用状況に左右される。

いくつかの用途においては、電動駆動装置のサービス性能を見直す必要がある。例えば、医療分野に適用される場合、一定の操作時間後、かつ、適切な調整に対応して、メンテナンス及び部品の交換を必要としてもよい。しかしながら、これらは扱いにくいため、かつ、有効な性能が評価のみされるため、実際問題として、マニュアル表示が有効であると証明されていない。同様に、識別プレートに押されている年度からは、サービス性能の評価のみ可能であり、これによって、電動駆動装置を、消耗が速すぎる又はサービスが遅すぎるに分けることができる。

したがって、本発明の目的は、前記不都合を有しない電動駆動装置を提供することにあり、この電動駆動装置は、簡単に設置することができ、更に、電動駆動装置の少なくとも一つのサービス性能（すなわち、損耗状況）を測定して、それをユーザに表示することが可能なデバイスを含む。

本発明の目的は、請求項１の特徴を有する電動駆動装置をもって達成され、また、請求項１３の特徴を有する方法によって達成される。特に、電動駆動装置は、外付け型又は一体型の、不揮発性メモリを有する記憶デバイス並びに加算器の形態にある計数デバイス及び比較器を有する測定データ処理デバイスの形態にある少なくとも一つの記録デバイスを有する。尚、メモリは、電動駆動装置のサービス性能又は損耗状況に対応する記憶された値を有する。測定データ処理デバイスは、電動駆動デバイスの損耗に対応するこの少なくとも一つの値を決めるために設けられており、この値は、メモリに記憶され、また、配置される。

概念的に簡単な実施形態によると、それぞれの電気モータに対応する制御スイッチは、測定データ処理デバイスに接続されている。測定データ処理デバイスは、スイッチオン計数デバイスの出力に接続されており、測定データ処理装置は、スイッチオンプロセスの数をカウントし、かつ、不揮発性メモリに予め記憶されている値にこれらを加える。それぞれの電気モータの対応する制御スイッチは、制御デバイスにおけるスイッチによって形成され得る。他の実施形態において、制御スイッチは、制御デバイスの電気機械スイッチによって形成され得る。また、制御スイッチは、モータを流れる電流によって起動され得る、切換用出力端子を有するスイッチによって形成されてもよい。

変更された実施形態によると、電気モータの単一回転方向におけるスイッチオンプロセスのみカウントされる。

他の実施形態によると、測定データ処理デバイスは、コンピュータプログラム、及び計時パルス発生器又は計時デバイスを含む。この場合、電気モータのスイッチオンプロセスの数とスイッチオン持続時間との関係は所定の計算ルーティンにおいて推定されており、したがって、計算結果は、ある値の形で不揮発性メモリの予め記憶されている値へ加わる。

他の実施形態によると、例えば電流の形にある少なくとも一つの電気量が測定される。このために、各電気モータの回路は電流測定デバイスを含み、例えば分路として具現化される電気抵抗を含んでもよい。電流の特性は電動駆動装置によって発生される機械的動力の尺度であり、したがって、機械的損耗及び電気的損耗を表すことが認められた。例えば、モータ回路における電流が大きい場合、電動駆動装置によって発生される機械的動力も大きくなる。他の実施形態による測定データ処理デバイスが更に計時デバイスを有する場合、かつ、持続的なスイッチオン期間中にモータ回路における電流が大きい場合、電動駆動装置において放散される機械的エネルギーも大きくなる。

他の実施形態によると、測定データ処理デバイスは異なるコンピュータプログラムを含み、電流測定デバイスの出力及び計時デバイスに操作可能に接続される。そのために、マイクロコントローラを設けることができ、その中の少なくとも一つの入力が、モータ回路に介在されている電気抵抗器（例えば、分路）に接続される。所定の計算ルーティンにおいて、電流測定デバイスの出力は計時デバイスに接続され、計算結果はある値の形で、不揮発性メモリの予め記憶されている値に加わる。

前記実施形態の変更において、測定データ処理デバイスは異なるコンピュータプログラムを含み、計時デバイス、電流測定デバイスの出力及びスイッチオン計数器の出力に接続される。この場合、計算値は所定の計算ルーティンによって定められ、その後、不揮発性メモリの予め記憶された値に加わる。

スイッチオンの持続時間、スイッチオンの頻度及び対応する電気モータにおける電流の大きさは、電動駆動装置のサービス性能の重要な表示であることが認められた。また、例えば、小さい電流における長いスイッチオン持続時間は、サービス性能における小さな影響のみ与えることも認められた。逆に、高い電流、特に、電動駆動装置の機械的な過負荷による過多電流は、そのサービス性能に著しい影響を与えることも認められた。電動駆動装置のサービス性能における他の著しい影響は、電気モータが短い時間間隔中にスイッチオフのみされる場合、高いスイッチオン頻度によって起こり得る。

したがって、測定データ処理デバイスは、これらの特性を考慮に入れる計算ルーティンを含み、よって、サービス性能における大きい影響に対して大きな計算済み値、又は、サービス性能における小さい影響に対して小さな計算済み値を出力し、その後、不揮発性メモリに予め記憶されている値に加わる。計算ルーティンを測定データ処理デバイスに組み込むことができ、又は、測定データ処理デバイスにハードワイヤードされることもできる。他の実施形態において、計算ルーティンは取替え可能であってもよい。そのために、測定データ処理デバイスは、ワイヤ伝送路又はワイヤレス伝送路を介してプログラミングデバイスに接続されている端子を含む。

上記実施形態において、測定データ処理デバイスは、マイクロコントローラ又は不揮発性メモリを含んでもよい。一方、測定データ処理デバイスは、それに接続又はそれで形成されてもよい。好ましい実施形態によると、測定データ処理デバイスは、デジタル形態で記憶値を記憶している不揮発性メモリを有するデジタルコンピュータとして実施されてもよい。測定データ処理デバイスの他の実施形態によると、測定データ処理デバイスは、少なくとも一つの積分器を含む不揮発性メモリを有するアナログコンピュータ（例えば、演算増幅器に接続されている形態にある）と同じく実施されてもよい。

メモリは更に、測定データ処理デバイスの不可欠な要素であり得る比較器に接続される。比較器は、メモリに記憶されている実際の値と所定の公称値とを比較し、その出力において、実際の値が公称値に到達又は超過すると、スイッチング信号を出力する。他の実施形態によると、いくつかの公称値が比較器に使われる。比較器は、その出力において、いくつかのスイッチング出力及び／又はスイッチング信号を有してもよい。

有利な実施形態において、電動駆動装置は、比較器及び／又は測定データ処理デバイスに接続されているディスプレイデバイスを含む。有利な実施形態によると、ディスプレイは光ディスプレイとして実施され、例えばＬＣＤ又はＬＥＤで形成され得る。ディスプレイは、いくつかのディスプレイブロックを含んでもよく、各ディスプレイブロックは、比較器及び／又は測定データ処理デバイスのスイッチング出力に接続される。ディスプレイブロックは、単色又は多色で実施されてもよい。

所定の公称値は、各ディスプレイブロックに関連する。この実施形態において、電動駆動装置によって達成されるサービス性能は、この電動駆動装置のユーザに表示され得る。ほとんど全てのサービス性能が達成されると、光ディスプレイデバイスは、変動（例えば瞬き）するように構成され得る。最大許容可能なサービス性能に到達又はそれを超過すると、測定データ処理デバイスのスイッチング出力は、それぞれの電気モータがスイッチオフする、又は短時間のみスイッチオンされ得るように、制御デバイスにスイッチング信号を送信することができる。この実施形態の変更においては、制御デバイスが、スロットルデバイスを更に含んでもよく、このスロットルデバイスは、対応する電気モータがスイッチオンされているとき、かなり少ない電気エネルギーのみ供給する。

また他の実施形態によると、不揮発性メモリに記憶されている値は、例えばノートパソコン又はＰＣの形態にある読取デバイスによって読み取られてもよい。この値はワイヤ又はワイヤレス伝送路を介して読取デバイスに送信され得る。

更に、メモリは大容量を有してもよく、したがって、電流曲線の少なくとも一部分及び／又はスイッチオン持続時間が、電動駆動装置の耐用期間中にメモリに記憶され得る。他の実施形態によると、メモリは、最大電流及び／又はその頻度を表示するいくつかの記憶されている値を含む。

計算ルーティンの実施形態によると、計算ルーティンは、動作時間因子の形態にある因子を含み、所定限度内で変更されてもよい。動作時間因子は、電動駆動装置の過去の操作を考慮して、例えば１〜１．５の間の値を有し得る。例えば、電動駆動装置が比較的に新しい場合、動作時間因子は、小さい値を（例えば値１）を有する。動作時間因子は、電動駆動装置の使用回数が増加すると共に、表又は計算式によって段階的に又は持続的に増加し、最大値１．５を取ることができる。表又は計算式は不揮発性メモリに記憶される。これによって、頻繁に使用される電動駆動装置は、新しい駆動装置に比べて計算ルーティンによってより重いことが好ましい。

変更された実施形態において、動作時間因子の大きさは、スイッチオン処理回数が増加すると動作時間因子も大きくなるような方法で、スイッチオン計数デバイスに接続されている。

他の実施形態において、動作時間因子は電流測定デバイスに接続されており、電流測定デバイスは、電気メータの形で使用電流を測定し、電気メータ測定値が大きくなるにつれて動作時間因子が大きくなる。

前記実施形態の変更において、測定データ処理デバイスは追加的なコンピュータプログラムを含み、このコンピュータプログラムは、電流測定デバイスの出力及びスイッチオン計数デバイスに接続されており、計数プログラムは、所定の動作時間因子を有している。計算値は所定の計算ルーティンによって定められ、計算値はその後、不揮発性メモリの予め記憶されている値に加わる。

他の実施形態は、前記実施形態の組み合わせを含み、少なくとも一つの動作時間因子が、スイッチオン計数デバイス及び電流測定デバイスの両方に接続される。

電動駆動装置の他の実施形態によると、少なくとも二つの不揮発性メモリ（それぞれは、少なくとも一つの対応する所定の記憶値を有する少なくとも一つのメモリ部分を有する）が設けられており、例えば第１不揮発性メモリが、追加的な予め定められている値をリセットするように構成されている。このリセットは、例えば手動で有利に実行され得る。一方、第２不揮発性メモリは、計算ルーティンによって、値の追加を経てのみ変更可能である。第２不揮発性メモリは、一つ又はいくつかの追加的なメモリ部分に記憶されている追加的な値を含んでもよく、例えば計算値データとして駆動装置の耐用期間中に集められる。このような値は、例えば、電動駆動装置の超負荷の頻度及び／又はその大きさを表すデータであってもよい。

上で詳細に説明したように、不揮発性メモリに記憶されている値は、例えばノートパソコン又はＰＣの形態にある読取デバイスによって読み取られてもよい。本発明の有利な変更において、読取デバイスは、自己電力供給装置を有する又は有しないアダプタの形態によって実施されてもよい。アダプタが自己電流供給装置を有しない実施形態において、アダプタは、アダプタが電動駆動装置に電気的に接続されているときに電動駆動装置によって作動される。同様に、不揮発性メモリに存在するデータは、アダプタに配置されている更なる不揮発性メモリに変換される。

本発明を、好ましい実施形態について及び添付図面を参照して説明する。

本発明の電動駆動装置の概略図である。

図１は、モータ２、制御デバイス３及び測定データ処理デバイス４を有する電動駆動装置１を示している。

モータ２は、図示していないコントローラ及び関連する電力供給装置を備えている。制御デバイス３は、モータ２又はそのコントローラに接続されており、この実施形態においては、モータ２を動かすための制御要素及びディスプレイデバイス１２を有する。

測定データ処理デバイス４（拡大して示している）はモータ２に接続されている。測定データ処理デバイス４は、不揮発性メモリ５、計算デバイス６、計数器８、電流測定デバイス９、マイクロコントローラ１０、比較器１１及びディスプレイデバイス１２を含む。

測定データ処理デバイス４は、モータ２のオペレーティングパラメータがデータ処理デバイス４に送信されるような方法でモータ２に接続されており、この場合は、ハードワイヤード電線を介している。

制御デバイス３の各作動は、モータ２のスイッチオンプロセスによって達成される。このスイッチオンプロセスは、計数器７でカウントされて合計される。同時に、計時デバイス８が、モータ２の各スイッチオンプロセスの持続時間を測定する。モータが動くとき、モータ２を通る電流は電流測定デバイス９によって測定される。

この方法で測定及び処理された三つのオペレーティングパラメータ（すなわち、スイッチオン頻度、スイッチオン持続時間及び電流値）は、マイクロコントローラによって（例えばプログラムとして）実行される計算アルゴリズム用入力変数として用いられる。対応する実際の値は、計算アルゴリズムによってこれの実際の値から計算されて、比較器１１において、記憶されている所定の公称値と比較される。この比較に基づいて、損耗状況が判断され、かつ、ある値としてメモリ５に記憶される。この損耗状況値は、ディスプレイデバイス１２に表示され、例えば、図解、数値及び／又は彩色記号のようなある特定の形式でユーザに見える。また、この値は、例えばサービスデバイスをもってメモリ５から読み取ることもできる。

別の値（例えば一つの公称値又は複数の公称値）も、表の形式でメモリ５に記憶され得る。さらに、オペレーティングパラメータは、（少なくとも一定時間中に）時間関数として記録され得る。

本発明は、前記実施形態に限定されない。

例えば、単一のオペレーティングパラメータのみ又は三つ以上のオペレーティングパラメータが用いられてもよい。

また、メモリ５は、表の形式にある経験値を含んでもよく、次回の予定のメンテナンスまでの残り作用時間を示す。

単純な実施形態においては、単一のオペレーティングパラメータ（例えば、スイッチオン頻度）を合計することができ、損耗状況用値として用いることができる。

他の実施形態によると、損耗状況に対応する表にした値は、一つ又は複数のオペレーティングパラメータに基づいて定められてもよい。関連する表にした値は、例えばメモリ５に記憶されてもよい。

Claims (20)

1. 少なくとも一つの電気モータ（２）、少なくとも一つの制御デバイス（３）及びメモリ（５）を有する電動駆動装置（１）であって、
   家具の調整可能な部品に操作可能に接続される、直線的に移動可能な又は回転可能な駆動要素を備えている電動駆動装置（１）において、
   当該電動駆動装置の損耗に対応する少なくとも一つの値を定めるための少なくとも一つの測定データ処理デバイス（４）を備えていることを特徴とする、電動駆動装置。
2. 前記メモリ（５）が、前記測定データ処理デバイス（４）上に配置され、又は前記測定データ処理デバイス（４）内に組み込まれており、当該電動駆動装置の損耗に対応する少なくとも一つの値を記憶するために設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電動駆動装置。
3. 前記測定データ処理デバイス（４）が、計算アルゴリズムを実行するための計算デバイス（６）を更に備えており、前記計算アルゴリズムは、当該電動駆動装置（１）のオペレーティングパラメータを表す入力値から当該電動駆動装置の損耗に対応する値を計算するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電動駆動装置。
4. 前記測定データ処理デバイス（４）が、当該電動駆動装置（１）のスイッチオンプロセスをカウントするための計数器（７）、及び／又は、当該電動駆動装置（１）のスイッチオン持続時間を測定するための計時デバイス（８）を更に備えており、前記オペレーティングパラメータが、カウントされたスイッチオンプロセス数及び／又は測定されたスイッチオン持続時間を含むことを特徴とする、請求項３に記載の電動駆動装置。
5. 前記測定データ処理デバイス（４）が、当該電動駆動装置（１）の電流値を測定するための電流測定デバイス（９）を更に備えており、前記電流値はオペレーティングパラメータであることを特徴とする、請求項３又は４に記載の電動駆動装置。
6. 前記測定データ処理デバイス（４）が、少なくとも一つの積分器を有するアナログコンピュータの形態にある互いに接続されている演算増幅器のネットワーク及び／又はデジタルマイクロコントローラ（１０）を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動駆動装置。
7. 前記測定データ処理デバイス（４）が、メモリに記憶されている当該電動駆動装置（１）の損耗に対応する値を所定の公称値と比較するための比較器（１１）を備えていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動駆動装置。
8. 前記測定データ処理デバイス（４）及び／又は制御デバイス（３）が、前記比較器（１１）によって定めれた比較値に応じて実際の損耗状況を表示するように構成されるディスプレイデバイス（１２）を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の電動駆動装置。
9. 前記ディスプレイデバイス（１２）がＬＣＤ又はＬＥＤディスプレイとして構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の電動駆動装置。
10. 前記ディスプレイデバイス（１２）が、当該電動駆動装置（１）の実際の損耗状況を単色又は多色で表示することを特徴とする、請求項９に記載の電動駆動装置。
11. 前記ディスプレイデバイス（１２）が、次回の予定されたメンテナンスまでの残り時間を表示することを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の電動駆動装置。
12. 前記メモリ（５）が、読取デバイスによって読み取られることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電動駆動装置。
13. さらに、前記メモリ（５）が、電流曲線の少なくとも一部分及び／又は当該電動駆動装置（１）のスイッチオン持続時間を記憶するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の電動駆動装置。
14. 少なくとも一つの電気モータ（２）、少なくとも一つの制御デバイス（３）及びメモリ（５）を有する電動駆動装置の実際の損耗状況を判断するための方法であって、
    前記電動駆動装置（１）が、調整される家具部品に操作可能に接続される直線的に移動可能な又は回転可能な駆動部材を備えている方法において、
    前記電動駆動装置（１）のオペレーティングパラメータが、値を定めるための入力変数として測定データ処理デバイス（４）を用いて測定及び使用されており、前記電動駆動装置（１）の損耗状況は、定められた前記値に基づいて判断されることを特徴とする、方法。
15. 前記オペレーティングパラメータの測定が、前記電動駆動装置（１）のスイッチオン頻度の測定及びスイッチオン持続時間の測定を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 前記オペレーティングパラメータの測定が、前記電動駆動装置（１）の少なくとも一つの電流値の測定を更に含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 前記値が、記憶されている表の値に基づいて定められることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記値が、所定の計算アルゴリズムを用いる計算によって定められることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
19. 電動駆動装置（１）の損耗状況が、計算された値に基づいて所定の公称値との比較を経て判断されることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記比較に基づいて得られる前記損耗状況が、メモリ（５）に記憶され、かつ、ディスプレイデバイス（１２）に表示すること及び／又は適当なデバイスでメモリ（５）から読み取ることができることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。

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