JP2949722B2 - 送液ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体クロマトグラフやフローインジェクショ
ン分析装置などで移動相を送液する送液ポンプに関し、
特に駆動モータとしてパルスモータを使用した送液ポン
プに関するものである。

（従来の技術） 液体クロマトグラフなどの送液ポンプとしては、パル
スモータの回転運動をカムによりプランジャの往復運動
に変換し、液体を送液するポンプが使用されている。

（発明が解決しようとする課題） パルスモータにより駆動される送液ポンプでは、機械
的負荷の増大などによりパルスモータが脱調を起こすこ
とがある。パルスモータが脱調を起こすと、特に回転速
度が大きい場合にはパルスモータは自動的に復帰するこ
とができない。そのため、それ以降は送液ポンプは停止
してしまう。

液体クロマトグラフは分析方法の性質上、昼夜連続し
て運転されるため、作業者がいなくなる夜間などにポン
プが停止すれば、それ以降の分析がすべて無効になるた
め、問題が大きい。

そこで、パルスモータの脱調を防ぐ１つの方法は、モ
ータ駆動電流を余裕をもって大きく設定しておくことで
ある。しかし、モータ駆動電流を大きくし過ぎるとパル
スモータの振動や音が大きくなったり、パルスモータの
発熱が増えるなどの問題が生じる。

本発明はパルスモータが脱調を起こした場合に自動的
に復帰できるようにして、送液ポンプが停止する問題を
解決し、モータ駆動電流を必要以上に大きくすることに
よる問題も解決することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明における送液ポンプのパルスモータの制御系を
第１図に示す。

８は送液ポンプを駆動するパルスモータであり、パル
ス信号発生部２からのパルス信号により回転速度が定め
られ、モータ駆動電流設定部４からの信号によりモータ
駆動電流が定められて、パルスモータ駆動回路６を経て
駆動される。10はパルスモータ８の回転を検知するセン
サ、12はパルス信号を発生部２からのパルス信号とセン
サ10の出力信号とからパルスモータ８が停止したことを
検出し、停止を検出したときにパルス信号発生部２から
パルスモータ駆動回路６へ送られるパルス信号の周波数
を一時的に下げるモータ停止検出部である。

モータ停止検出部12はまた、パルスモータ８の停止を
検出したときにモータ駆動電流設定部４からパルスモー
タ駆動回路６へ送られるモータ駆動電流設定値を大きく
することもある。

（作用） 送液ポンプが正常に作動しているときは、パルス信号
発生部２からパルスモータ駆動回路６に一定周波数のパ
ルス信号が送られてパルスモータ８が所定の回転速度で
回転している。パルスモータ８の回転トルクはモータ駆
動電流設定部４からパルスモータ駆動回路６に一定のモ
ータ駆動電流設定値が与えられることによって定められ
ている。

このとき、モータ停止検出部12では、パルスモータ８
に取りつけられたセンサ10の出力信号と、パルス信号発
生部２から発生するパルス信号を計数したものとを比較
して、パルスモータ８が正常に作動していることを検出
している。

パルスモータ８が何らかの原因で脱調（スリップ）す
ると、センサ10から回転を検出した出力信号が送られな
くなる。そのときでもパルス信号発生部２からは一定周
波数のパルス信号が出力されているので、モータ停止検
出部12はパルスモータ８が停止していることを検出す
る。モータ停止検出部12がパルスモータ８の停止を検出
すると、パルス信号発生部２はモータ停止検出部12から
の出力によってパルスモータ駆動回路６へ送るパルス信
号の周波数を一時的に下げ、ゆるやかにもとの周波数に
戻す。パルスモータ８は回転速度が小さくなると脱調か
ら復帰することができる。

パルスモータ８が脱調から復帰するのを一層確実に
し、かつ、脱調が再び発生するのを防ぐために、モータ
駆動電流設定部４はモータ停止検出部12からのモータ停
止検出出力を受けてパルスモータ駆動回路６へ出力する
モータ駆動電流設定値を大きくする。これによって、パ
ルスモータ８のトルクが上がり、脱調が起こりにくくな
る。

（実施例） 第２図は一実施例を表わす。

14はプランジャ往復動型ポンプヘッドであり、往復移
動するプランジャ16と、入口側チェック弁18と出口側チ
ェック弁20を備えている。プランジャ16の基端部にはカ
ム22が当接し、このカム22はパルスモータ８によって回
転させられる。パルスモータ８の回転運動はカム22を介
してプランジャ16の往復運動に変換され、チェック弁1
8,20の働きによって送液が行なわれる。24は送液される
溶媒、26は出口流路であり、出口流路26は例えば液体ク
ロマトグラフへ導かれる。28は圧力を監視するために出
口流路26に設けられた圧力センサである。

パルスモータ８の回転軸30にはまた、切欠きのある円
板32が取りつけられている。円板32にはフォトセンサ10
が組み合わされている。フォトセンサ10の出力は制御部
36へ導かれている。パルスモータ８の回転により円板32
が回転し、その切欠きがフォトセンサ10を通過すること
によりパルスモータ８の回転が検出される。

制御部36はフォトセンサ10の出力信号を入力してパル
スモータ８の回転駆動を制御する。38はパルスモータ８
の作動の開始や停止を指示したり、駆動条件を設定した
りする操作部である。制御部36はまた、圧力センサ28の
出力信号を取り込み、圧力を監視している。

制御部36のうち、パルスモータ８の駆動制御に関する
部分は第１図においては鎖線で囲まれた部分に該当して
いる。

第３図は第２図の実施例をさらに詳細に表わしたもの
である。ただし、制御部36ではパルスモータ８の駆動制
御に関する部分だけを示している。

フォトセンサ10は発光ダイオード（LED）34aとフォト
トランジスタ34bを備えており、回転円板32の切欠きが
そのフォトセンサ10の位置にくると発光ダイオード34a
からフォトトランジスタ34bに光が入射し、ハイレベル
信号が出力される。40はフォトセンサ10の出力信号を整
形し、極性を反転する波形整形回路、42はCPUである。
フォトセンサ10からハイレベル信号が出力されると波形
整形回路40で波形整形され、極性が反転されてローレベ
ル信号となってCPU42に取り込まれ、CPU42に割込みがか
かる。

パルスモータ８を駆動するパルスモータ駆動回路６に
はCPU42からパルス信号が送られる。46はD/Aコンバータ
であり、CPU42から出力されるデジタル信号のモータ駆
動電流設定値はD/Aコンバータ46で電流値に変換されて
パルスモータ駆動回路６へ送られる。

CPU42にはパルスモータ８を駆動するプログラムを記
憶しているROM48と、操作部38からの入力データを記憶
したり、パルスモータ８の作動記録を記憶するRAM50が
接続されている。

第４図及び第５図により一実施例の動作を説明する。

第４図はパルスモータ８の駆動を行なうためのもので
あり、第５図はパルスモータ８に設けられた回転円板32
の切欠きを検出したときにCPU42にかかる割込み処理を
表わしたものである。

パルスモータ８の駆動が開始されると、カウンタＣが
１にセットされ（ステップS1）、低速でパルスモータ８
が回転させられる（ステップS2）。その後、回転円板32
の切欠きがフォトセンサ10で検出されると、CPU42に割
込みがかかってカウンタＣが０にクリアされる（ステッ
プS10）。その後はパルスモータ８の回転速度が所定の
速度に上げられる（ステップS3,S4）。

CPU42ではパルスモータ駆動回路６に送られるパルス
信号が計数され、一回転分のパルス信号が出力されると
（ステップS5）、カウンタＣに１が加算される（ステッ
プS6）。一定速度で回転しているときは、一回転ごとに
カウンタＣの内容が１増えるが、一回転ごとにフォトセ
ンサ10が働いてカウンタＣは０にクリアされるため、Ｃ
は２以上にはならない。

ところが、パルスモータ８が脱調すると、フォトセン
サ10が働かなくなるため、Ｃがクリアされず、Ｃ≧２と
なってパルスモータ８がスリップしたと判断され（ステ
ップS7）、エラーフラッグがセットされ（ステップS
8）、モータ駆動電流設定値が大きくされた後（ステッ
プS9）、パルスモータ８の回転を低速から再度開始す
る。

パルスモータ８が脱調し、その後復帰すると、制御部
36にはエラーフラッグがセットされているので、パルス
モータ８が脱調したことを後でデータとして出力させる
ことができる。

第２図にはポンプヘッド14が１台しか示されていない
が、本発明はポンプヘッドが複数台備えられた送液ポン
プについても同様に適用することができる。

センサ10は、実施例ではフォトセンサが例示され、そ
れに切欠きをもつ円板が組み合わされているが、他のセ
ンサ、例えば磁気センサなどを用いることもできる。

（発明の効果） 本発明の送液ポンプでは、パルスモータが脱調したと
きにパルスモータの停止を検出し、回転速度を一時的に
下げてパルスモータを再度作動させ、送液動作を復帰さ
せるようにしたので、液体クロマトグラフなどの連続運
転中にパルスモータの脱調で誤動作が発生した場合でも
その影響を最小に抑えることができ、分析装置の信頼性
が向上する。

パルスモータが脱調した際、一時的に回転速度を下げ
るのに加えて、モータ駆動電流設定値を大きくすれば、
パルスモータの回転復帰が一層容易になり、かつ、脱調
の再発を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図は一実施例を
示す構成図、第３図は同実施例の具体例を示すブロック
図、第４図は同実施例におけるモータ駆動動作を示すフ
ローチャート図、第５図は同実施例における割込み処理
を示すフローチャート図である。 ２……パルス信号発生部、４……モータ駆動電流設定
部、６……パルスモータ駆動回路、８……パルスモー
タ、10……センサ、12……モータ停止検出部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パルス信号発生部からのパルス信号により
   回転速度が定められ、モータ駆動電流設定部からの信号
   によりモータ駆動電流が定められてパルスモータ駆動回
   路を経て駆動されるパルスモータにより作動する送液ポ
   ンプにおいて、パルスモータの回転を検知するセンサ
   と、前記パルス信号発生部からのパルス信号と前記セン
   サの出力信号とからパルスモータの停止を検出し、停止
   を検出したときに前記パルス信号発生部からパルスモー
   タ駆動回路へ送られるパルス信号の周波数を一時的に下
   げてパルスモータを再度作動させるモータ停止検出部と
   を備えたことを特徴とする送液ポンプ。
2. 【請求項２】前記モータ停止検出部は、パルスモータの
   停止を検出したときモータ駆動電流設定部からパルスモ
   ータ駆動回路へ送られるモータの駆動電流設定値を大き
   くする請求項１に記載の送液ポンプ。
3. 【請求項３】前記パルス信号発生部、モータ駆動電流設
   定部、パルスモータ駆動回路及びモータ停止検出部を備
   えてパルスモータの駆動を制御する制御部は、前記モー
   タ停止検出部がパルスモータの停止を検出したとき、停
   止があったことをその後にデータとして出力するもので
   ある請求項１又は２に記載の送液ポンプ。