JP3491899B2

JP3491899B2 - モータの回転停止確認装置

Info

Publication number: JP3491899B2
Application number: JP51158696A
Authority: JP
Inventors: 坂井　　正善; 白井　　稔人; 博次安斉; 弘一蓬原
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: EP0732593A1; DE69423238T2; EP0732593A4; US5717302A; DE69423238D1; WO1996010750A1; EP0732593B1

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、慣性による回転も含めたモータの回転状態
と停止状態とを確実に区別してモータの回転停止を確認
できるフェールセーフなモータの回転停止確認装置に関
し、特に、モータの回転・停止の検出出力を抽出する回
転センサの技術に関する。

〔背景技術〕

従来より、モータ駆動の装置を使用する場合には、作
業者の安全を確保するために、停止中のモータが意図し
ないときに急に動き出した場合、これを検出して通報で
きる安全装置が必要とされている。このような安全装置
として、本出願人は、モータの回転（慣性による回転も
含む）が停止したことを確実に検出でき、しかも、装置
が故障した時のフェールセーフ性に優れた高い安全性を
備えたモータの回転停止確認装置を提案している（PCT/
JP93/00411参照）。

かかる回転停止確認装置の動作を以下に説明する。

この装置は、モータの回転或いは停止の状態を電気信
号に変換するためのトランスデューサコイルを一辺に設
けたブリッジ回路を備え、モータ回転の有無の検出出力
をブリッジ回路の不平衡出力信号（交流信号）の変化に
変換して発生させるセンサ部（回転センサ）と、U.S.Pa
tent 4,661,880号明細書等で既に公知であるフェールセ
ーフなウインドコンパレータを備え、前記センサ部から
の検出出力に基づく前記ウインドコンパレータの論理値
出力を、モータ回転の有無の判定出力とする回転有無判
定回路とを備えて構成されている。

その判定動作は、モータが停止状態にある時は、セン
サ部からの検出出力は一定となる。この一定レベルの検
出出力がセンサ部から回転有無判定回路に入力した時に
は、回転有無判定回路のウインドコンパレータからモー
タ停止状態（安全状態に相当する）を示す論理値１の出
力信号が発生する。一方、モータが回転状態（慣性によ
る回転も含む）にある時は、センサ部からの検出出力は
回転に応じて周期的に変動する。この周期的に変動する
検出出力がセンサ部から回転有無判定回路に入力した時
には、回転有無判定回路のウインドコンパレータから、
モータ回転状態（危険状態に相当する）を示す論理値０
の出力信号が発生する。更に、センサ部や回転有無判定
回路等に故障が発生した時には、ウインドコンパレータ
の出力が危険側を示す論理値０となり、フェールセーフ
な構成となっている。

しかしながら、従来技術の回転停止確認装置では、セ
ンサ部にブリッジ回路を使用しているために、以下に示
すような問題点がある。

問題点の１つとしては、ブリッジ回路の一辺に接続す
るトランスデューサコイルとしてモータの励磁巻線を使
用する場合、使用するモータによって励磁巻線のインピ
ーダンスが異なる。また、モータにより回転駆動される
金属製回転体周囲の凹凸の変化からモータの回転を検出
するピックアップコイルをトランスデューサコイルとし
て使用する場合、金属製回転体の形状によってピックア
ップコイルの大きさが異なる。このため、回転の有無を
検出しようとする検出対象が変わる毎に、ブリッジ回路
の不平衡出力信号を適切に設定するための調整が必要で
ある。即ち、モータが停止している時の不平衡出力信号
レベルが、ウインドコンパレータの上限と下限の閾値の
範囲（窓という）内になり、ブリッジ回路の回転時や故
障時に不平衡出力信号レベルが窓の外になるように、検
出対象に合わせてブリッジ回路の不平衡出力信号レベル
を調整する必要がある。この調整は、不平衡出力信号の
振幅調整（ブリッジ回路の一辺の抵抗値調整）と位相調
整（共振コンデンサの容量調整）の２つが必要となる。

別の問題点としては、多重故障が発生した場合にウイ
ンド・コンパレータの出力が論理値１になる場合が存在
するという問題である。即ち、センサ部にブリッジ回路
を使用した場合、ブリッジ回路の一辺を構成する要素に
断線或いは短絡故障が生じると、高レベルの不平衡出力
信号を生じる。このようなブリッジ回路の単一故障が発
生した時に、これを検出するためウインドコンパレータ
に上限の閾値が必要である。また、ブリッジ回路の正常
時の不平衡出力は小レベルであるため、これを増幅する
ための増幅器を必要とするが、この増幅器は、故障時に
ウインドコンパレータの上限と下限の閾値範囲内の出力
を発生してはならず、故障時に増幅出力が低下する特性
を有していなければならない。もし、増幅器が故障時に
ウインドコンパレータの窓内の出力を発生する場合、ウ
インドコンパレータは増幅器の単一故障を検出すること
ができず、フェールセーフとならない。

このため、ブリッジ回路と増幅器の故障が重なる多重
故障が発生すると、ブリッジ回路の高レベル出力と増幅
器のレベル低下の相殺作用によって増幅器からの出力レ
ベルがウインドコンパレータの上限と下限の閾値範囲内
に収まってしまう場合が存在し、装置が故障しているに
も拘らず、ウインドコンパレータから安全（モータ回転
停止）を示す論理値１の出力信号が発生する惧れがあ
る。

本発明は上記の事情に鑑みなされたもので、モータの
回転の有無の検出出力を発生する回転センサにブリッジ
回路を使用しない構成とすることで、検出対象が代わっ
ても複雑な調整をする必要がなく、また、回転センサの
検出出力を増幅する増幅器を使用しても、回転センサと
増幅器の故障が同時に発生する多重故障発生時のフェー
ルセーフ性を確保できる回転停止確認装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の開示〕

このため、第１の発明のモータの回転停止確認装置
は、モータの回転・停止に応じた出力信号を発生する回
転センサと、該回転センサからの出力信号に基づいてモ
ータ回転停止状態で論理値１の出力を発生し、モータ回
転状態で論理値０の出力を発生すると共に、故障時に論
理値０の出力を発生するフェールセーフな回転有無判定
回路とを備え、該回転有無判定回路が、回転センサから
発生するモータの回転・停止に応じた交流信号を入力し
て整流する第１整流回路と、該第１整流回転の出力信号
に重畳する高周波信号を発生する高周波信号発生器と、
高周波信号が重畳された前記出力信号を増幅しモータ回
転時の回転センサ出力信号レベルで飽和する増幅器と、
前記高周波信号発生器と前記増幅器との間に介装されて
高周波信号が重畳された前記第１整流回路の出力信号を
前記増幅器に伝達するためのコンデンサと、前記増幅器
の出力を整流する第２整流回路と、前記高周波信号が重
畳された第１整流回路の出力信号が直接入力する第１入
力端子と前記第２整流回路からの整流出力が入力する第
２入力端子とを有し前記第１入力端子と第２入力端子に
入力する両信号のレベルが、同時に前記各入力端子毎に
予め設定した上限値と下限値で定まる所定の閾値範囲内
にある時のみ論理値１のモータ停止判定出力を発生する
２入力ウインドコンパレータとを備え、前記第１入力端
子に入力する信号レベルがセンサ故障時に閾値範囲外と
なり、前記第２入力端子に入力する信号レベルがモータ
回転時に閾値範囲外となるよう第１及び第２入力端子の
各閾値範囲を設定する構成であるモータの回転停止確認
装置であって、前記回転センサが、モータに組み込まれ
たタコジェネレータの巻線に高周波の電流信号を供給
し、この高周波電流信号をタコジェネレータの出力信号
で変調し、この変調信号をモータの回転・停止に応じた
出力信号として前記回転有無判定回路に伝達する構成で
ある。

かかる構成のようにモータに内蔵されるタコジェネレ
ータを利用すれば、回転センサにブリッジ回路を使用せ
ずに、モータの回転検出出力を抽出することができる。
そして、検出対象となるモータが変わっても回転センサ
の面倒な出力調整を行う必要がない。また、ブリッジ回
路使用の回転センサに比べて高いレベルの検出出力を発
生することが可能であり、回転センサの検出出力を増幅
するための増幅器が不要となり、回転センサと増幅器が
同時に故障する２重故障に起因する問題を考慮する必要
がなくなる。

回転センサの具体的な構成としては、請求の範囲第２
項に記載したように、高周波の交流信号を発生する交流
信号発生器と、２次巻線がタコジェネレータの巻線と直
列接続し１次巻線が前記交流信号発生器に接続する第１
トランスと、該第１トランスの２次巻線とタコジェネレ
ータの巻線の直列回路に流れる電流信号を電圧信号に変
換して回転有無判定回路に伝達する電流−電圧変換手段
とを備えて構成する。

ここで、前記電流−電圧変換手段は、第１トランスと
タコジェネレータの巻線の直列回路に直列に挿入される
抵抗素子としてもよく、また、第１トランスとタコジェ
ネレータの巻線の直列回路に１次巻線が直列に挿入さ
れ、２次巻線の出力信号を回転有無判定回路に入力する
第２トランスで構成してもよい。第２トランスを用いる
場合は、第１トランス及び第２トランスの少なくとも一
方のコアを、可飽和磁性体で形成するようにする。

トランスを用いる構成では、回転有無判定回路のウイ
ンドコンパレータの閾値は下限のみでよい。また、回転
センサ側と電子回路を含む回転有無判定回路側がトラン
スによって絶縁できる効果がある。

また、前記回転有無判定回路に、２入力ウインドコン
パレータの出力を所定の遅延時間遅らせて出力すると共
に故障時に前記遅延時間が短縮される側に誤らないフェ
ールセーフなオン・ディレー回路を設けるとよい。

これにより、トランスを用いる構成では、モータ回転
時に間欠的に発生するウインドコンパレータの論理値１
の出力をマスクでき、回転有無判定回路の信頼性を向上
できる。

また、第２の発明のモータの回転停止確認装置は、請
求の範囲第１項記載の回転有無判定回路とを備えたモー
タの回転停止確認装置であって、前記回転センサが、モ
ータの回転の有無に応じてインダクタンスが変化するコ
イルと、該コイルと共振回路を構成するコンデンサを含
みコイルのインダクタンス変化に応じて発振周波数が変
化する発振回路と、該発振回路の周波数を電圧に変換し
て回転有無判定回路に伝達する周波数−電圧変換回路と
を備えた構成である。

この場合は、モータの回転を周波数変化に変換して抽
出し、この周波数を電圧に変換している。かかる構成に
よれば、検出対象となるモータが変わった場合に、発振
回路のコンデンサ容量の調整のみでよく、やはりブリッ
ジ回路使用の回転センサに比べて調整要素が少なくな
り、調整が容易となる。また、回転センサの出力を増幅
するための増幅器も設けなくて済む。

第３の発明によるモータの回転停止確認装置は、モー
タの回転・停止に応じた出力信号を発生する回転センサ
と、該回転センサからの出力信号に基づいてモータ回転
停止状態で論理値１の出力を発生し、モータ回転状態で
論理値０の出力を発生すると共に、故障時に論理値０の
出力を発生するフェールセーフな回転有無判定回路とを
備え、該回転有無判定回路が、回転センサから発生する
モータの回転・停止に応じた交流信号を増幅する第１増
幅器と、該第１増幅器の増幅出力を整流する第１整流回
路と、該第１整流回路の出力信号に重畳する高周波信号
を発生する高周波信号発生器と、高周波信号が重畳され
た前記出力信号を増幅しモータ回転時の回転センサの出
力信号レベルで飽和する第２増幅器と、前記高周波信号
発生器と前記第２増幅器との間に介装されて高周波信号
が重畳された前記第１整流回路の出力信号を前記第２増
幅器に伝達するためのコンデンサと、前記第２増幅器の
出力を整流する第２整流回路と、前記高周波信号が重畳
された第１整流回路の出力信号が直接入力する第１入力
端子と前記第２整流回路からの整流出力が入力する第２
入力端子とを有し前記第１入力端子と第２入力端子に入
力する両信号のレベルが、同時に前記各入力端子毎に予
め設定した上限値と下限値で定まる所定の閾値範囲内に
ある時のみ論理値１のモータ停止判定出力を発生する２
入力ウインドコンパレータとを備え、前記第１入力端子
に入力する信号レベルがセンサ故障時に閾値範囲外とな
り、前記第２入力端子に入力する信号レベルがモータ回
転時に閾値範囲外となるよう第１及び第２入力端子の各
閾値範囲を設定する構成であるモータの回転停止確認装
置であって、前記回転センサが、コンデンサとモータの
回転の有無に応じてインダクタンスが変化するトランス
デューサコイルとからなる共振回路と、該共振回路に交
流の電流信号を供給する交流信号発生器とを有し、モー
タの回転に伴って変化する前記共振回路の端子電圧信号
を、モータの回転・停止に応じた出力信号として前記回
転有無判定回路に伝達する構成である。

かかる構成によれば、回転センサに出力レベルが上昇
する故障が発生し、同時に回転センサの出力を増幅する
増幅器に故障が生じた場合でも、回転センサの出力上昇
度合がブリッジ回路の場合に比べて小さいため、増幅器
からの出力はウインドコンパレータの下限閾値より低い
レベルに収めることができる。

前記トランスデューサコイルの具体的な構成は、モー
タにより回転駆動される金属製回転体に近接して設けた
取付け部材に、コイル収納ケースに収納されて固定さ
れ、前記金属製回転体の周囲に略等間隔に形成した凹凸
に所定の間隔を設けて対面配置される構成とすればよ
い。

また、回転センサを構成するトランスデューサコイル
以外の信号伝達要素の少なくとも１つを、前記コイル収
納ケースとは別の収納ケースに収納して前記取付け部材
に固定する構成とすれば、トランスデューサコイルを必
ず取付け部材に固定しなければ、回転センサが正常に動
作しない。従って、トランスデューサコイルを監視すべ
き金属製回転体の近傍に取付けずに、別の金属製回転体
近傍に取付けるような悪質な悪戯を防止できるようにな
る。

前記トランスデューサコイルを、１次コイルと２次コ
イルとで構成するトランス構造とすれば、ウインドコン
パレータに下限の閾値だけ設定する構成とすることが可
能である。

前記回転センサと回転有無判定回路との間に、ローパ
スフィルタを設ける構成とすれば、１次コイルと２次コ
イルとが疎結合で２次コイルの受信レベルが低いトラン
スデューサコイル構造において、共振回路を構成するコ
ンデンサに断線故障が生じて２次コイルの周波数選択特
性が失われた場合でも、高周波のノイズを除去でき、回
転停止確認装置の信頼性を高めることができる。

また、前記回転有無判定回路の第２増幅器の出力信号
を入力して当該出力信号に重畳された高周波信号成分を
除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路から出力を整
流する第３整流回路と、一方の入力端子にモータへの通
電信号を入力し他方の入力端子に前記第３整流回路の整
流出力を入力して両入力端子の入力信号レベルが共に所
定の閾値より高い時に論理値１の出力を発生すると共に
故障時に出力が論理値０となるフェールセーフな第1AND
ゲートとからなり、該第1ANDゲートの論理値１の出力信
号をモータの運転継続の許可信号とするモータ運転許可
信号発生回路を設ければ、回転センサのトランスデュー
サコイルが、金属製回転体から遠く離れて金属製回転体
の回転を監視できない状態になった場合に、モータの回
転を即座に停止させることができるようになり、作業者
の安全を確保できる。

また、前記回転有無判定回路の第２増幅器の出力信号
を入力して当該出力信号に重畳された高周波信号成分を
除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路から出力を整
流する第３整流回路と、一方の入力端子にモータへの通
電信号を入力し他方の入力端子に前記第３整流回路の整
流出力を入力して両入力端子の入力信号レベルが共に所
定の閾値より高い時に論理値１の出力を発生すると共に
故障時に出力が論理値０となるフェールセーフな第1AND
ゲートと、一方の入力端子に前記第1ANDゲートの出力信
号を入力し他方の入力端子に回転有無判定回路の第１整
流回路の出力信号を入力して両入力端子の入力信号レベ
ルが共に所定の閾値より高い時に論理値１の出力信号を
発生すると共に故障時に出力信号が論理値０となるフェ
ールセーフな第2ANDゲートとからなり、該第2ANDゲート
の論理値１の出力信号をモータの運転継続の許可信号と
するモータ運転許可信号発生回路を設ければ、トランス
デューサコイルが金属製回転体から遠く離れた場合だけ
でなく、逆に金属製回転体に異常に接近した場合も、モ
ータの回転を即座に停止することができ、より一層作業
者の安全性を高めることができるようになる。

前記フィルタ回路の出力側に、所定の遅延時間を有す
るオン・ディレー回路を接続し、該オン・ディレー回路
からの論理値１の出力信号を回転低下の信号とする構成
とすれば、例えばこの回転低下の出力に発光ダイオード
等を接続すれば、モータ回転が作業者が接近しても安全
な回転速度まで低下した時に、発光ダイオードでこれを
知らせることが可能となり、モータの回転状態での点検
等が可能となる。

また、第４の発明によるモータの回転停止確認装置
は、モータの回転・停止に応じた出力信号を発生する回
転センサと、該回転センサからの出力信号に基づいてモ
ータ回転停止状態で論理値１の出力を発生し、モータ回
転状態で論理値０の出力を発生すると共に、故障時に論
理値０の出力を発生するフェールセーフな回転有無判定
回路とを備え、該回転有無判定回路が、回転センサから
発生するモータの回転・停止に応じた交流信号を入力し
て整流する第１整流回路と、該第１整流回路の出力信号
に重畳する高周波信号を発生する高周波信号発生器と、
高周波信号が重畳された前記出力信号を増幅しモータ回
転時の回転センサの出力信号レベルで飽和する増幅器
と、前記高周波信号発生器と前記増幅器との間に介装さ
れて高周波信号が重畳された前記第１整流回路の出力信
号を前記増幅器に伝達するためのコンデンサと、前記増
幅器の出力を整流する第２整流回路と、前記高周波信号
が重畳された第１整流回路の出力信号が直接入力する第
１入力端子と前記第２整流回路からの整流出力が入力す
る第２入力端子とを有し前記第１入力端子と第２入力端
子に入力する両信号のレベルが、同時に前記各入力端子
毎に予め設定した上限値と下限値で定まる所定の閾値範
囲内にある時のみ論理値１のモータ停止判定出力を発生
する２入力ウインドコンパレータとを備え、前記第１入
力端子に入力する信号レベルがセンサ故障時に閾値範囲
外となり、前記第２入力端子に入力する信号レベルがモ
ータ回転時に閾値範囲外となるよう第１及び第２入力端
子の各閾値範囲を設定する構成であるモータの回転停止
確認装置であって、前記回転有無判定回路の増幅器の出
力信号を入力して当該出力信号に重畳された高周波信号
成分を除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路から出
力を整流する第３整流回路と、一方の入力端子に前記モ
ータへの通電信号を入力し他方の入力端子に前記第３整
流回路の整流出力を入力して両入力端子の入力信号レベ
ルが共に所定の閾値より高い時に論理値１の出力を発生
すると共に故障時に出力が論理値０となるフェールセー
フな第1ANDゲートとからなり、該第1ANDゲートの論理値
１の出力信号をモータの運転継続の許可信号とするモー
タ運転許可信号発生回路を設ける構成とした。

これによれば、滅多に回転が停止しないような機械設
備の場合でも、センサ等が故障した時に、直ちにセンサ
の故障を知ることが可能となる。

図面の簡単な説明第１図は第１の本発明に係るモータの回転停止確認装
置の第１実施例を示す回路図である。

第２図は２入力ウインドコンパレータの回路例であ
る。

第３図は整流回路の回路例である。

第４図は第１実施例の動作を説明するためのタイムチ
ャートで、（ａ）はモータ回転停止時の正常時と異常時
のセンサ出力信号波形、（ｂ）はモータ回転時のセンサ
出力信号波形、（ｃ）は正常時の回転有無判定回路の第
１整流回路の出力信号波形を示す。

第５図は第１の発明の第２実施例の回路図である。

第６図は第２実施例の動作を説明するためのタコジェ
ネレータ、トランス及び整流回路の各信号波形を示すタ
イムチャートである。

第７図はオン・ディレー回路の回路例である。

第８図はフェールセーフでない回路例である。

第９図は第２の発明に係るモータの回転停止確認装置
の一実施例を示す回路図である。

第10図は同上実施例の動作を説明する周波数−電圧特
性図ある。

第11図は第３の発明に係るモータの回転停止確認装置
の第１実施例の回路図である。

第12図は同上第１実施例のコイルの取付け構造を示す
図である。

第13図は金属製回転体とコイルの距離と第１整流回路
の出力との関係を示す図である。

第14図は回転有無判定回路の第１増幅器の回路例であ
る。

第15図は第14図の増幅器の単一故障時の入出力特性図
である。

第16図は第１実施例の変形態様である。

第17図は第２実施例の回路図である。

第18図は第２実施例のコイルの収納構造例を示し、
（Ａ）は疎結合構造の場合、（Ｂ）は密係合構造の場合
である。

第19図は第２実施例の変形態様である。

第20図は第３実施例の回路図である。

第21図は第４実施例の要部回路図である。

第22図はトランスデューサコイルの金属製回転体との
距離変化に伴うセンサ出力の減衰特性の測定データを示
す図である。

第23図は第22図の測定に使用した回転センサの構成を
示し、（Ａ）は回転センサの回路図、（Ｂ）はコイル収
納構造を示す。

第24図はトランスデューサコイルの取付け構造の好ま
しい例を示す図である。

第25図はトランスデューサコイルの取付け構造の好ま
しくない例を示す図である。

第26図はコイル収納ケースの位置ずれ状態を示す図で
ある。

第27図は第５実施例の回路図である。

第28図は第６実施例の要部回路図である。

第29図は第28図の回路の動作を説明するためのタイム
チャートである。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は第１の発明に係るタコジェネレータ利用のモ
ータの回転停止確認装置の第１実施例を示す回路図であ
る。

第１図において、本装置の検出対象であるモータＭ
は、ギヤヘッドGH及び回転軸Axを介して可動体R_otを回
転駆動するもので、内部にタコジェネレータが組み込ま
れている。このタコジェネレータの出力端子P₁,P₂に
は、抵抗R₁,R₂と第１トランスＴの２次巻線N₂の直列回
路が接続される。交流信号発生器１は、トランスＴの１
次巻線N₁に高周波の交流信号を出力し、この交流出力信
号は、トランスＴの２次巻線N₂を介してタコジェネレー
タの出力線P₁,P₂に電流信号として供給される。ここ
で、本実施例の回転センサは、交流信号発生器１、トラ
ンスＴ、抵抗R₁,R₂及びタコジェネレータによって構成
される。

この回転センサのモータの回転・停止の検出出力は、
抵抗R₁と出力端子P₁との間から電圧信号として出力され
てモータの回転有無判定回路PRCのセンサ信号入力端子
Ｊに入力する。従って、前記抵抗R₁が電流−電圧変換手
段としての機能を有する。

回転有無判定回路PRCは、回転センサの出力信号を処
理してモータが回転状態（慣性による回転も含む）にあ
るか停止状態にあるかを確実に判定するための信号処理
回路である。

第１整流回路REC1は、回転センサからの入力信号を回
転有無判定回路PRCの電源電圧V_CCに重畳し整流して包絡
線検波するためのものである。高周波信号発生器２は、
高周波信号を発生し、抵抗R₃を介した前記第１整流回路
REC1の出力信号に抵抗R₄を介して重畳させる。広帯域増
幅器AMPは、高周波信号が重畳された第１整流回路REC1
の出力信号を増幅するためのもので、モータ回転状態で
の第１整流回路REC1の出力レベルで飽和する構成であ
る。コンデンサC₁は、高周波信号が重畳された第１整流
回路REC1の出力信号を前記広帯域増幅器AMPに伝達する
ためのものである。第２整流回路REC2は、広帯域増幅器
AMPの出力信号を整流して包絡線検波するためのもので
ある。フェールセーフな２入力ウインドコンパレータ３
は、故障時には論理値１の出力を発生しないフェールセ
ーフな構成であり、第１入力端子Ａに高周波信号が重畳
された第１整流回路REC1の出力信号が入力し、第２入力
端子Ｂに前記広帯域増幅器AMPで増幅され第２整流回路R
EC2で整流された整流信号が入力し、両信号のレベルが
共に各入力端子毎に予め設定した上限と下限の閾値範囲
内にある時のみモータ停止状態と判定して論理値１の出
力ｙを発生するものである。このようなフェールセーフ
・ウインドコンパレータは、U.S.Patent 4,661,800号明
細書、U.S.Patent 5,027,114号明細書や特公平１−2300
6号公報等で既に公知のものであり、先に示したPCT/JP9
3/00411と同様の構成である。

第２図にフェールセーフなウインドコンパレータの回
路構成を示す。尚、第２図の回路はフェールセーフな論
理積機能を持っているので正確には２入力のフェールセ
ーフウインドコンパレータ/ANDゲートである。

第２図で、R₂₀₁〜R₂₁₈は抵抗、Q₁₁〜Q₁₇はトランジス
タ、A,Bは入力端子、V_CCはウインドコンパレータの電源
電位、203は整流回路である。図中、一点鎖線で囲った
部分は、トランジスタQ₁₁,Q₁₂,Q₁₃とトランジスタQ₁₅,Q
₁₆,Q₁₇を用いた直結の直流増幅回路201,202を構成して
おり、両者は全く同じ直流増幅回路の構成である。一般
的な直流増幅回路と異なる点は、トランジスタQ₁₁とト
ランジスタQ₁₅が電源電位V_CCの外にある（NPNトランジ
スタQ₁₁,Q₁₅のエミッタが電源電位V_CCに接続されてい
る）点である。このため、トランジスタQ₁₁,Q₁₅のベー
スには、電源電位V_CCより高い電位の入力信号が供給さ
れねばならないことになる。また、トランジスタQ₁₁,Q
₁₅のコレクタは、各々抵抗R₂₀₁.R₂₁₁を介して入力端子
A,Bに接続されており、入力端子A,Bには、電源電圧V_CC
より高いレベルの入力信号（電源枠外電位の入力信号と
呼ぶ）が供給されない限りトランジスタQ₁₁とトランジ
スタQ₁₅は増幅器として動作しないことが判る。トラン
ジスタQ₁₄は位相反転回路（インバータ）を構成してお
り、直流増幅回路201の出力信号の反転増幅機能を持
つ。トランジスタQ₁₄も、トランジスタQ₁₁,Q₁₅と同様に
電源電位V_CCより高い電位のベース入力とコレクタ入力
（抵抗R₂₀₉を介して入力端子Ａから供給される）で動作
する。トランジスタQ₁₅のベース入力信号は、トランジ
スタQ₁₄のコレクタから供給されるので、入力端子Ａに
電源電位V_CCより高い入力レベルの信号が与えられれば
電源電位V_CCより高い電位の信号がトランジスタQ₁₅のベ
ースには供給されることになる。

トランジスタQ₁₃,Q₁₇はエミッタが共にアース電位に
あるが、コレクタは各々抵抗R₂₀₆.R₂₀₇とR₂₁₆.R₂₁₇を介
して入力端子ＡとＢに接続されているので、入力端子Ａ
とＢに電源電位V_CCより高い電位の入力信号が供給され
ておれば、トランジスタQ₁₃とトランジスタQ₁₇のコレク
タ電位は各々ONしたときアース電位にあり、OFFしたと
き入力端子の電位、即ち、電源電位V_CCより高い電位と
なる。このトランジスタQ₁₃とトランジスタQ₁₇のON/OFF
によるスイッチ信号は、トランジスタQ₁₄のベースには
抵抗R₂₀₃を介して、トランジスタQ₁₁のベースには抵抗R
₂₁₃を介して、それぞれ供給されるので、トランジスタQ
₁₄はトランジスタQ₁₈のコレクタの出力信号を用いて、
トランジスタQ₁₁はトランジスタQ₁₇のコレクタの出力信
号を用いてそれぞれスイッチする（NO/OFFする）ことが
可能となる。

即ち、第２図の回路は、直流増幅回路201が直流増幅
回路202にトランジスタQ₁₄を介して直結され、また、直
流増幅回路202の出力信号は抵抗R₂₁₈を介して直流増幅
回路201に直結されており、帰還発振器を構成してい
る。

第２図の回路が発振するための条件は、入力端子Ａの
入力電位をV₁₀、入力端子Ｂの入力電位をV₂₀とすれば、
次式で定まる。

入力端子Ａについて、（r₂₀₁＋r₂₀₂＋r₂₀₃）V_CC/r₂₀₃≦V₁₀ ≦（r₂₀₆＋r₂₀₇）V_CC/r₂₀₇ ……（１）入力端子Ｂについて、（r₂₁₁＋r₂₁₂＋r₂₁₃）V_CC/r₂₁₃≦V₂₀ ≦（r₂₁₆＋r₂₁₇）V_CC/r₂₁₇ ……（２）上の２つの式で、r₂₀₁〜r₂₁₇は各抵抗の抵抗値を示
す。（１）式で、（r₂₀₁＋r₂₀₂＋r₂₀₃）V_CC/r₂₀₃は入力
端子Ａの下限の閾値を表し、（r₂₀₆＋r₂₀₇）V_CC/r₂₀₇は
入力端子Ａの上限の閾値を表す。同様に、（２）式で、
（r₂₁₁＋r₂₁₂＋r₂₁₃）V_CC/r₂₁₃は入力端子Ｂの下限の閾
値を表し、（r₂₁₆＋r₂₁₇）V_CC/r₂₁₇は入力端子Ｂの上限
の閾値を表す。入力端子Ａが（１）式を満たす範囲の入
力レベルV₁₀であり、且つ、入力端子Ｂが（２）式を満
たす範囲の入力レベルV₂₀であるとき、第２図の回路は
発振して端子Ufに交流の出力信号を生じ、この交流の出
力信号は整流回路203で整流されて直流の出力信号とな
る（交流の出力信号が端子Ufに生成されないとき電源電
位V_CCより高いレベルの直流の出力信号は生成されな
い）。

また、第２図の回路は、入力端子A,Bに各々（１）式
と（２）式を満たす直流の入力電圧が供給されたとき初
めて発振して交流の出力信号を生成できるので、ANDゲ
ートの機能を持つ。しかも、入力端子ＡとＢのいずれも
がウインドコンパレータの機能を持つので、２入力ウイ
ンドコンパレータ/ANDゲートと呼ばれる。

そして、第２図の回路は、回路を構成するトランジス
タと抵抗に短絡若しくは断線の故障が起こった時に発振
できない特性を有し、また、回路要素が故障しても、入
力端子A,Bの両方に（１）式と（２）式で定める入力電
圧が供給されない限り発振できない特性を持つ。このた
め、第２図の回路はフェールセーフなウインドコンパレ
ータ/ANDゲートと呼ばれる。

前記整流回路REC1,REC2は、第３図に示すように、２
つのコンデンサC₂,C₃と２つのダイオードD₁,D₂で構成さ
れる。コンデンサC₂は、回転センサの交流信号を伝達す
るための結合用コンデンサ、コンデンサC₃は、整流用ダ
イオードD₁の出力信号の高周波成分のみ平滑するための
平滑用コンデンサであり、本実施例では４端子コンデン
サを用いているが、通常の２端子のコンデンサを用いて
もよい。また、ダイオードD₂は、コンデンサC₂で伝達さ
れる信号を電源電圧V_CCに重畳するためのクランプ用ダ
イオードであり、ダイオードD₁は、電源電位V_CCに重畳
された信号を整流するための整流用ダイオードである。
尚、ウインドコンパレータ３の整流回路203も同様の構
成である。

ここで、第１整流回路REC1における結合用のコンデン
サC₂は、交流信号発生器１の高周波信号だけでなく、モ
ータＭの回転に伴うタコジェネレータの低周波出力信号
も伝達できるように、静電容量を大きくしてある。一
方、平滑用のコンデンサC₃は交流信号発生器１の高周波
信号だけを平滑し、タコジェネレータの低周波信号は平
滑できないような静電容量である。従って、コンデンサ
C₈の端子電圧、即ち、整流回路REC1の整流出力は、モー
タＭが停止状態でタコジェネレータの出力信号がない場
合は、交流信号発生器１からの高周波信号を整流した一
定レベルの出力となり、モータＭが回転してタコジェネ
レータに出力信号が発生している場合には、その低周波
信号の振幅で変化する。

次に、第１図に示す第１実施例のモータの回転停止確
認装置の動作について説明する。

回転センサからの検出出力は、回転有無判定回路PRC
の整流回路REC1に入力し整流される。この整流信号に、
高周波信号発生器２からの高周波信号が重畳された信号
が、ウインドコンパレータ３の第１入力端子Ａに入力さ
れると共に、コンデンサC₁を介して広帯域増幅器AMPに
入力される。広帯域増幅器AMPに入力した高周波信号の
重畳した信号は、広帯域増幅器AMPで増幅され整流回路R
EC2で包絡線検波されてウインドコンパレータ３の第２
入力端子Ｂに入力される。

まず、モータＭのロータが停止状態にある時はタコジ
ェネレータから出力信号が発生しない。この時には、第
４図の（ａ）の実線で示すような、交流信号発生器１か
らトランスＴに供給される高周波信号の抵抗R₁,R₂で分
圧された信号が、回転有無判定回路PRCの整流回路REC1
に入力する。この場合の整流回路REC1の整流出力レベル
は、コンデンサC₂の平滑作用で第４図の（ｃ）に示す一
定レベルの信号S1となる。この一定レベルの信号S1に高
周波信号が重畳した信号がウインドコンパレータ３の第
１入力端子Ａに入力する。ウインドコンパレータ３の第
１入力端子Ａの上限閾値ThAHと下限閾値ThALは、第４図
の（ｃ）に示すよう設定してあり、この時の入力信号は
上限及び下限の閾値の範囲内にあり、ウインドコンパレ
ータ３の発振条件を満足する。整流回路REC1の整流出力
が一定レベルの時には、整流回路REC2の整流出力はウイ
ンドコンパレータ３の第２入力端子の上限と下限の閾値
の範囲内となる。従って、モータＭが停止状態の時に
は、ウインドコンパレータ３から論理値１の出力が発生
し、モータが停止状態にあることを示す。

一方、モータＭのロータが回転状態にある時はタコジ
ェネレータから出力信号が発生する。この出力信号はロ
ータの回転に応じた低周波の交流信号である。この時に
は、第４図の（ｂ）に示すように、交流信号発生器１か
らの高周波信号がタコジェネレータの出力信号によって
変調された変調信号として回転有無判定回路PRCの整流
回路REC1に入力する。この時の整流回路REC1の整流出力
は、平滑用のコンデンサC₃によって高周波信号のみが平
滑されるので、第３図の（ｃ）に示す周期的に変化する
信号S1′となる。この場合、ウインドコンパレータ３の
第１入力端子Ａに入力する信号は、その上限と下限の閾
値の範囲内であり発振条件は満たされる。しかし、広帯
域増幅器AMPではこの変化が増幅され飽和するために、
高周波入力信号は、この飽和期間ではマスクされ広帯域
増幅器AMPの線形領域で間欠的に発生するようになる。
間欠的に現れる高周波信号は、整流回路REC2で整流され
てウインドコンパレータ３の第２入力端子Ｂに入力する
が、信号レベルは第２入力端子Ｂの下限閾値ThALより小
さくなる。このため、ウインドコンパレータ３は第２入
力端子Ｂの発振条件が満たされず、ウインドコンパレー
タ３の出力は論理値０となり、モータＭが回転状態にあ
ることを示す。

第１図の回路で、トランスＴの巻線N₁,N₂に断線故障
が生じたり、抵抗R₁に断線故障が生じた場合、モータＭ
が停止状態にある時、第４図の（ａ）で示す交流信号発
生器１からの高周波信号は回転有無判定回路PRCの整流
回路REC1に入力しない。また、抵抗R₂に断線故障が生じ
たり、タコジェネレータの端子P₁,P₂が外れたり、タコ
ジェネレータの巻線に断線故障が生じた場合は、タコジ
ェネレータの出力信号は整流回路REC1に伝達されない
が、この時、トランスＴの出力信号が抵抗R₁を介して直
接整流回路REC1のコンデンサC₂に伝達される。しかし、
この信号は、抵抗R₁とR₂で分圧された信号ではないの
で、第４図の（ａ）の点線で示す高いレベルであり、整
流回路REC1の整流出力レベルは、ウインドコンパレータ
３の第１入力端子の上限閾値ThAHより高くなり、ウイン
ドコンパレータ３の出力が論理値０となり、モータＭが
回転状態にある場合と同じ出力形態となる。従って、フ
ェールセーフな構成である。

以上のように、モータＭの回転・停止の検出出力を抽
出するための回転センサを、タコジェネレータの出力信
号を利用する構成とすれば、検出対象であるモータが変
わった時でもブリッジ回路のような面倒な調整が不要と
なる。また、回転センサからの出力レベルを大きくする
ことが可能であるため、センサ出力を増幅するための増
幅器が不要にでき、回転センサと増幅器が同時に故障す
る多重故障が発生して時の問題もない。

次に、タコジェネレータを利用する第２実施例を第５
図に示し説明する。尚、第１図と同一要素には同一符号
を付して説明を省略する。

第５図において、本実施例では、交流信号発生器１を
抵抗Ｒを介して第１トランスＴの１次巻線N₁に接続して
いる。タコジェネレータの出力端子P₁,P₂には、減流抵
抗R'と第１トランスＴの２次巻線N₂と第２トランスT1の
１次巻線N₁₁の直列回路が接続している。トランスT1の
２次巻線N₁₂は回転有無判定回路PRC'の整流回路REC1に
接続される。ここで、本実施例では第２トランスT1が電
流−電圧変換手段の機能を有する。そして、前記両トラ
ンスT,T1の少なくともどちらか一方は可飽和磁性体コア
を用いたトランス（非線形性を持つトランス）で構成す
る。尚、本実施例の整流回路REC1においては、結合用コ
ンデンサC₂と平滑用コンデンサC₂の静電容量を、第１実
施例のように大きく異ならせる必要はなく、高周波信号
発生器１の高周波信号を整流できる構成であればよい。

次に第５図に示す第２実施例の作用について説明す
る。

モータＭのロータが停止状態でタコジェネレータの出
力信号がない時は、交流信号発生器１の出力信号がトラ
ンスＴを介してタコジェネレータのコイル及び抵抗R'を
介してトランスT1の１次巻線N₁₁に入力され、この出力
信号が２次巻線N₁₂側に伝達される。

一方、モータＭのロータが回転状態でタコジェネレー
タに出力信号が発生している時は、両トランスT,T1又は
どちらか一方を可飽和磁性体コアを用いたトランスで構
成することで、可飽和磁性体コアを用いたトランス側
が、タコジェネレータの出力電流によって飽和し、トラ
ンスT1の２次巻線N₁₂側に伝達される交流信号発生器１
の出力信号レベルが低下する。このようにして、本実施
例は交流信号発生器１の交流信号を、タコジェネレータ
の出力信号によって変調している。第６図に、本実施例
におけるタコジェネレータの出力電流ｉ、第２トランス
T1の２次側出力e,及び整流回路REC1の整流出力e₃'との
関係を示す。

即ち、モータＭが停止状態でタコジェネレータの出力
電流ｉがない時は、トランスT1の出力信号e,は高レベル
で、整流回路REC1の整流出力e₃'はウインドコンパレー
タ３の第１入力端子Ａの下限の閾値ThALを越える。この
時は、ウインドコンパレータ３の第２入力端子Ｂに入力
する整流回路REC2の整流出力も第２入力端子Ｂの下限閾
値を越えた値となり、ウインドコンパレータ３からモー
タＭの停止状態を示す論理値１の出力が発生する。

一方、モータＭが回転状態でタコジェネレータの出力
電流ｉが発生している時は、可飽和磁性体コアを用いた
トランスが飽和するのでトランスT1の出力信号e₃は低レ
ベルとなり、整流回路REC1の整流出力e₃'はウインドコ
ンパレータ３の第１入力端子Ａの下限閾値より低くな
り、整流回路REC2の整流出力もウインドコンパレータ３
の第２入力端子Ｂの下限閾値より低くなる。ただし、こ
の場合、タコジェネレータの出力電流ｉが交流であるた
め、電流ｉが零となる点（ゼロ点）が周期的に存在し、
トランスT1の出力信号e₃及び整流回路REC1の整流出力
e₃'が第６図に示す如く周期的に高レベルとなり、ウイ
ンドコンパレータ３の入力レベルが下限閾値を周期的に
越え、モータＭが回転しているにも拘らずウインドコン
パレータ３からモータの停止を示す論理値１の出力が間
欠的に発生してしまう。

このため、第２実施例の回転有無判定回路PRC'では、
第５図に示す如く、ウインドコンパレータ３の後段に、
先に出願したPCT/JP93/00411で示しているように、ウイ
ンドコンパレータ３の出力信号が所定時間継続した時の
み出力を発生するフェールセーフなオン・ディレー回路
４を設け、オン・ディレー回路４の出力を回転有無判定
回路PRC'の判定出力とする。これにより、間欠的に発生
するウインドコンパレータ３の論理値１の出力信号がマ
スクされて、モータＭが回転状態にある時には回転有無
判定回路PRC'から論理値０の判定出力が継続して出力さ
れ、モータＭが回転状態にあることを示すことができ
る。尚、フェールセーフなオン・ディレー回路は、最初
にセットされた遅延時間が回路故障で短縮されるような
ことがない特性を有するものである。また、第２実施例
では、ウインドコンパレータ３は、下限の閾値だけを有
すればよい（ウインドコンパレータ３の上限の閾値を十
分に高いレベルに設定してウインドコンパレータをレベ
ル検定器として用いる）。

第７図に簡単な構成のフェールセーフ機能を有するオ
ン・ディレー回路の一例を示す。

第７図において、抵抗R₃₁に比較してウインドコンパ
レータ90の入力抵抗が十分高いものとすると、ウインド
コンパレータ３からの入力信号ｙ＝１（電源電位V_CCよ
り高いレベルの入力信号）が入力されて後、抵抗R₉₁と
四端子コンデンサC₉₁とウインドコンパレータ90の閾値
でウインドコンパレータの発振遅れ、即ち、遅延時間が
定まる。第７図の回路は、抵抗R₉₁に断線故障が生じて
もコンデンサC₉₁の電極に断線若しくは短絡故障が生じ
ても出力信号を零とすることができる。

この第２実施例の場合も、第１実施例と同様に、回転
を検出するモータが変わっても、回転センサ側の面倒な
調整が不要である。更に加えて、第２実施例では、タコ
ジェネレータの出力線と回転有無判定回路PRC'等の電子
回路とを第２トランスT1によって絶縁できる特徴があ
る。

第２実施例において、第２トランスＴの２次巻線N₂と
タコジェネレータの出力端子P₁,P₂を直列接続して、交
流信号発生器１の出力信号がタコジェネレータの出力端
子P₁,P₂に電流信号として供給される構成であることは
重要である。これにより、タコジェネレータの出力端子
P₁,P₂が外れたり、又は、タコジェネレータの巻線に断
線故障が生じたとき、交流信号発生器１の出力信号が回
転有無判定回路PRC'側に伝達されず、整流回路REC1の出
力信号e_g′が零となり、回転有無判定回路PRC'からモー
タＭの回転時と同様の論理値０の出力が発生し、フェー
ルセーフである。即ち、第１の発明では交流信号発生器
１の交流の電流信号がタコジェネレータの故障検出を検
査するための検査信号となる構成である。

ところで、第８図の回路構成にすることも考えられ
る。即ち、第１トランスＴに３次巻線N₃を設け、この３
次巻線N₃をタコジェネレータの出力端子P₁,P₂に減流抵
抗R'を介して接続する。尚、トランスＴは可飽和磁性体
コアを用いたトランスである。

この場合、タコジェネレータの出力電流ｉがない時は
トランスＴが飽和せず、交流信号発生器１の出力信号
は、減流抵抗Ｒを介してトランスＴの１次巻線N₁から２
次巻線N₂に高レベル状態で伝達され回転有無判定回路PR
C'からモータＭの停止を示す論理値１の出力信号が発生
する。タコジェネレータから出力電流ｉが発生している
時は、この出力電流ｉでトランスＴが飽和するので、ト
ランスＴの１次巻線N₁から２次巻線N₂に伝達される交流
信号発生器１の出力信号は低レベルとなり、回転有無判
定回路PRC'からモータＭの回転を示す論理値０の出力信
号が発生する。

かかる構成によれば、第５図の回路に比べてトランス
が１個で済む利点がある。しかし、タコジェネレータの
出力端子P₁,P₂が外れたり、減流抵抗R'やタコジェネレ
ータに断線故障が生じるとトランスＴが飽和せず、交流
信号発生器１からの出力信号がトランスＴの１次巻線N₁
から２次巻線N₂に高レベル状態で伝達されてしまい、モ
ータＭが回転しているのに回転有無判定回路PRC'からモ
ータＭの停止を示す論理値１の出力信号が発生してしま
い、フェールセーフ性が確保できない欠点がある。この
原因は、タコジェネレータの巻線に交流信号発生器１の
出力電流を直接供給しておらず、タコジェネレータの故
障検出のための検査信号として利用していないことによ
る（タコジェネレータには電圧信号が供給されてい
る）。

次に、第９図に第２の発明の一実施例を示す。尚、第
１図と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

これは、モータＭの回転有無の検出出力を発生する回
転センサが、モータの回転を電気信号に変換するトラン
スデューサコイルとしてのピックアップコイルのインダ
クタンス変化を発振器の周波数変化に変換して抽出する
構成である。

第９図において、ピックアップコイルＬは、モータＭ
で駆動される金属製回転体（図示せず）の周囲の凹凸を
検出するもので、金属製回転体の周囲に近接して設置さ
れる。モータＭによる金属製回転体が回転すると、回転
体周囲の凹凸の通過によってピックアップコイルＬと金
属製回転体との間の距離が周期的に変化し、ピックアッ
プコイルＬのインダクタンス変化からモータＭの回転が
検出できる。尚、モータ電源のスイッチがOFFの時はモ
ータの励磁巻線は単なるコイルであるので、ピックアッ
プコイルの代わりにモータの励磁巻線を用いてもよい。

発振器10は、ピックアップコイルＬを組み込んで構成
されるもので、本実施例では、トランジスタQ₁、抵抗R
₁₁〜R₁₄で周知のトランジスタ増幅器を構成し、コンデ
ンサC₁₁,C₁₂（発振周波数を定める）とピックアップコ
イルＬとを共振回路としてコルピッツ型の発振器として
いる。抵抗R₁₁,R₁₂はエミッタ抵抗、R₁₃,R₁₄はバイアス
抵抗である。コンデンサC₁₅はトランスＴの２次巻線N₂
を介してトランジスタQ₁のコレクタからベースに直流の
電流が流れないようにするための直流阻止用コンデンサ
である。

発振器10の発振周波数ｆは、コンデンサC₁₁,C₁₂の静
電容量をC₁₁,C₁₂とし、ピックアップコイルＬのインダ
クタンスをＬとすると大略下記の（３）式で定まる。

ｆ＝1/2π（LC₀）^1/2 ……（３）ただし、C₀＝C₁₁・C₁₂/（C₁₁＋C₁₂）である。また、
トランスＴの１次巻線N₁と２次巻線N₂の巻数を等しくす
れば、トランスＴの２次側からみたピックアップコイル
Ｌのインダクタンスは略Ｌである。

トランジスタQ₂と抵抗R₁₃はエミッタフォロワ増幅器
を構成し、次段の周波数−電圧変換器20のLCフィルタと
のインピーダンス整合を行っている。コンデンサC₂₁と
インダクタL₂₁は、前記LCフィルタに相当するハイパスL
Cフィルタを構成しており、周波数−電圧変換回路20
は、発振器10からの出力周波数に応じた電圧信号を回転
有無判定回路PRCに出力する。

即ち、第９図の回転センサでは、ピックアップコイル
Ｌのインダクタンス変化を発振器10の周波数の変化とし
て抽出し、この周波数の変化を電圧の変化に変換する構
成となっている。

次に動作を説明する。

モータＭが回転状態にある時は、金属製回転体の回転
に伴ってその周囲の凹凸部が周期的にピックアップコイ
ルＬと対面する。例えば、凹部がピックアップコイルＬ
に対面した時のコイルＬのインダクタンスに対応する発
振器10の発振周波数をf₁とし、この時の周波数−電圧変
換回路20の出力信号をe₁としたとき、モータＭの回転に
伴い凸部がピックアップコイルＬに対面するとコイルと
金属製回転体との距離が接近しピックアップコイルＬの
インダクタンスが減少するため、第10図に示すように、
発振器10の発振周波数はΔｆ増加し、周波数−電圧変換
回路20からの出力信号e_gもe₁からe₂へΔe_s増加する。従
って、モータＭが回転状態にある場合は、回転有無判定
回路PRCの入力信号がe₁−e₂間でΔe_sの振幅で周期的に
変化する。この場合、回転有無判定回路PRC内のウイン
ドコンパレータ３の第２入力端子Ｂ側の入力信号レベル
が下限閾値より低くなるため、回転有無判定回路PRCの
出力信号が論理値０となる。

一方、モータＭが停止状態にある場合は、回転有無判
定回路PRCの入力信号は、金属製回転体の停止位置によ
ってe₁又はe₂の間で一定レベルの信号となる。この信号
レベルをウインドコンパレータ３の閾値範囲内となるよ
う設定しておくことで、モータＭが停止状態にある時
は、ウインドコンパレータ３の出力信号が論理値１とな
る。

この実施例の構成によれば、金属製回転体が変わって
ピックアップコイルＬを変更する必要が生じた場合、発
振器10の共振コンデンサC₁₁,C₁₂の静電容量を調整する
だけでよく。従来のブリッジ回路を使用するセンサ回路
に比べて調整が容易である。また、電源V_CCを高くとる
等して発振器10の出力レベルを大きくとれば、回転セン
サの出力を増幅するための増幅器が不要である。

次に第３の発明のモータの回転停止確認装置について
説明する。

第11図に第３の発明の第１実施例の回路図を示す。
尚、第１図と同一要素には同一符号を付して説明を省略
する。

第11図において、本実施例の回転センサは、交流信号
発生器１、モータＭと一体に回転する金属製回転体R₀₁
の回転を検出するためのトランスデューサコイルとして
のピックアップコイルＬ、該ピックアップコイルＬに並
列接続されて共振回路を構成するコンデンサC_S1、抵抗R
_a1,R₃₂とで構成される。尚、ピックアップコイルＬとコ
ンデンサC_S1とを直列接続する直列共振回路としてもよ
い。また、この回転センサからの検出出力を入力して金
属製回転体R₀₁の回転の有無を判定する本実施例の回転
有無判定回路PRC"の場合には、整流回路REC1の前段に、
回転センサからの入力信号を増幅するためのフェールセ
ーフな第１増幅器AMP1を設けてあり、その他の構成は第
１図に示すものと同様の構成であるので説明を省略す
る。尚、本実施例では増幅器AMPは第２増幅器に相当す
る。

前記回転センサの取付け構造を第12図に示す。

第12図において、ピックアップコイルＬは、コイル収
納ケース30に収納され、周囲に凹凸を有する金属製回転
体R₀₁に近接して配置された取付け金具31上面に固定さ
れる。ピックアップコイルＬ以外の回転センサの信号伝
達要素となる抵抗C₃₁,C₃₂及びコンデンサC₃₁は、コイル
収納ケース30とは別の付属部品収納ケースCSに収納され
て取付け金具31上面に固定されている。コイル収納ケー
ス30側のピックアップコイルＬと付属部品収納ケースCS
側の部品とはリード線（第12図中点線で示す）を介して
接続されている。付属部品収納ケースCSは、端子X₁,X₂
を介して交流信号発生器１側と接続し、端子X₃を介して
回転有無判定回路PRC"側と接続する。尚、交流信号発生
器１は、回転センサとは別の離れた場所に設置される回
転有無判定回路PRC"側に設けられる。そして、前記コイ
ル収納ケース30、付属部品収納ケースCS及び取付け金具
31でトランスデューサヘッド部が構成される。

次に第11図の回路の動作を説明する。

交流信号発生器１から供給される電流は、抵抗R₃₁を
介してピックアップコイルＬとコンデンサC₃₁の共振回
路に供給され、共振回路の端子電圧は、抵抗R₃₂を介し
て回転有無判定回路PRC"に入力される。ここで、金属製
回転体R_ot周囲の凸部及び凹部とピックアップコイルＬ
との間の距離を、それぞれW₁,W₂（W₁＜W₂）とすると、
金属製回転体R_otの回転に伴って金属製回転体R_a1とピッ
クアップコイルＬとの距離が周期的に変化し、ピックア
ップコイルＬのインダクタンス変化に応じて共振回路の
端子電圧が変化し、回転有無判定回路PRC"への入力信号
レベルは変化する。

第13図に金属製回転体R_otとピックアップコイルＬと
の距離変化と回転有無判定回路PRC"の整流回路REC1の整
流出力との関係を示す。ここで、f_rは交流信号発生器１
の発振周波数である。金属製回転体R_otの凸部が接近し
た時と凹部が接近した時とで、整流出力はe₁とe₂（e₁＜
e₂）に変化する。尚、整流出力e₃は金属製回転体がない
場合（Ｗ＝∞）である。

従って、モータＭによって金属製回転体R_otが回転状
態にある時は、回転有無判定回路PRC"の整流回路REC1の
出力レベルが周期的に変化するため、ウインドコンパレ
ータ３の第２入力端子Ｂ側の入力レベルが発振条件を満
足せず、ウインドコンパレータ３の出力は論理値０とな
る。一方、金属製回転体R_otが停止している時は、整流
出力はe₁又はe₂の間のレベルで一定であり、ウインドコ
ンパレータ３の第１及び第２入力端子の上限と下限の閾
値が第13図のように設定されているので、ウインドコン
パレータ３の出力は論理値１となり、金属製回転体R_ot
が停止していることを示す。

また、ウインドコンパレータ３の第１入力端子Ａの上
限閾値ThAHを、整流出力e₂とe₃との間に設定すること
で、ピックアップコイルＬが取付け金具31から外れて脱
落した時に回転有無判定回路PRC"から危険を示す論理値
０の出力を発生させることができる。

また、ピックアップコイルＬ、コンデンサC₃₁に断線
故障が生じると端子X₃の出力レベル、即ち、回転有無判
定回路PRC"の増幅器AMP1の入力レベルが上昇する。この
時に、増幅器AMP1に増幅出力が低下する故障が同時に生
じても、本実施例の回転センサによれば、従来のブリッ
ジ回路に比べて出力の上昇が小さいため、ウインドコン
パレータ３の入力レベルをウインドコンパレータ３の閾
値以下に収めることができ、フェールセーフ性を確保で
きる。

これについて以下に説明する。

第14図にフェールセーフな増幅器AMP1の構成例を示
し、第15図にこの増幅器AMP1の単一故障時の入出力特性
を例を示す。

第15図で、横軸は増幅器AMP1の入力信号e_a（peak−to
−peak値）、縦軸は出力信号ｅ（トランスT₄₁の出力信
号を整流回路REC1の入力信号とした時の整流回路REC1の
整流出力）である。曲線ａは増幅器AMP1が正常な動作状
態にある場合、その他の曲線a₁〜a₄等は増幅器AMP1が故
障した場合の入出力特性を示してある。図中、例えばQ
₄₂:CB間短絡（曲線a₂の場合）とは、第14図に示すよう
に、トランジスタQ₄₂のコレクタ／ベース間の短絡を意
味し、トランジスタQ₄₂にi_CB＝i₁＋i₂＋i₃が常に流れて
いる状態を意味する。また、Q₄₁:CE間短絡（曲線a₃の場
合）とは、トランジスタQ₄₁のコレクタ／ベース間の短
絡を意味している。また、第15図には、第14図の増幅器
AMP1に故障が起こって入出力間が遮断されるような故障
（例えば、トランジスタQ₄₁やトランジスタQ₄₂のベース
の断線故障、トランスT₄₁若しくはトランジスタQ₄₂のコ
レクタの断線故障等）は示していない。理由は、このよ
うな故障では出力信号ｅが出力されない（ｅ＝０）こと
は明らかであるからである。

第15図から、第14図の増幅器AMP1は故障で1/10以下の
増幅度に低下することが判る。従って、ピックアップコ
イルＬ、コンデンサC₃₁に断線故障が生じ、更に、フェ
ールセーフな増幅器AMP1に故障が生じた場合でも、整流
回路REC1の出力信号ｅはウインドコンパレータ３の第１
入力端子Ａの下限の閾値より低いレベルとすることが可
能であり、多重故障に対しても十分なフェールセーフ性
を確保できるようになる。

また、本実施例では、ピックアップコイルＬとその他
の付属部品である抵抗R₃₁,R₃₂及びコンデンサC₃₁とを別
々の収納ケースに分けている。この理由は、付属部品収
納ケースCSを、モータ駆動の装置側に一体に固定され金
属製回転体R_ot近傍に配置した取付け金具31に固定する
ことによって、ピックアップコイルＬが必ず金属製回転
体R_otの近傍の所定位置に据えつけられない限り、回転
センサが正常に動作しないようにするためである。尚、
付属部品収納ケースCSに収める部品は、抵抗R₃₁,R₃₂、
コンデンサC₃₁のいずれか１つでもよい。また、第16図
に示すように、抵抗R₃₁を金属製回転体R_otとは離れた場
所に設置する交流信号発生器１側に収納してその端子を
X₁とし、且つ、コンデンサC₃₁をピックアップコイルＬ
と一緒にコイル収納ケース30に収納し、抵抗R₃₂だけを
付属部品収納ケースCSに収納し、コイル収納ケース30と
付属部品収納ケースCSを接続する端子X₄を設けるように
構成してもよい。

こうすることによって、コイル収納ケース30を回転有
無判定回路PRC"に直接接続したのでは、回転有無判定回
路PRC"の出力（ウインド・コンパレータ３の出力）を論
理値１にすることができない構成となる。例えば、第16
図のコイル収納ケース30を、付属部品収納ケースCSを介
さずに端子X₄を介して回転有無判定回路PRC"に直接接続
した場合、付属部品収納ケースCS内の抵抗R₃₂による信
号の減衰作用がないために、整流回路REC1の出力信号ｅ
が正常より高くウインドコンパレータ３の第１入力端子
Ａの上限の閾値ThAHを越えてしまう。

即ち、少なくともピックアップコイルＬを金属製回転
体R_ot近傍に配置した取付け金具31に据えつけないで、
別のピックアップコイルを回転有無判定回路PRC"に接続
して金属製回転体R_ot相当品の近傍に置いて回転停止信
号を常に生成させるような悪質な悪戯を防止することが
可能となる。このような、悪戯防止は、第16図のように
抵抗R₃₂だけでなく、付属部品収納ケースCS内部に抵抗R
₃₁、コンデンサC₃₁を入れて付属部品収納ケースCS内の
回路構成を複雑にする方が効果的である。特に、コンデ
ンサC₃₁を付属部品収納ケースCSに入れた場合、既に据
えつけられたピックアップコイルＬとは別のコイルを持
ってきても、定められた共振回路を得ることが難しくな
る。即ち、付属部品収納ケースCSを取付け金具31と一体
化としたものとすれば、取付け金具31に所定のピックア
ップコイルＬを据えつけない限り回転有無判定回路PRC"
が動作しないシステムとすることができる。

第17図に第２実施例を示す。

第17図では、ピックアップコイルＬを互いに結合する
２つのコイルL₁とL₂とで構成している。この場合、コイ
ル収納ケース30への収納方法としては、第18図（Ａ）の
ようにコイルL₁とL₂を少し離して疎結合とする場合、同
図（Ｂ）のようにコイルL₁とL₂を重ねて密結合とする方
法が考えられる。いずれもコイル収納ケース30の上面に
近接させた金属製回転体R_otの凹凸部の通過によってコ
イル間の結合が変化する。

第17図の構成によれば、コイルL₁,L₂若しくはコンデ
ンサC₃₁に断線故障が生じると、端子X₃の出力信号は必
ず低下し、第11図に示す第１実施例の場合のように、整
流回路REC1の出力信号が上昇することはない。従って、
別のピックアップコイルを回転有無判定回路PRC"に接続
するような悪質な悪戯を考慮しなければ、常に整流回路
REC1の出力信号は故障時に低下するので、ウインドコン
パレータ３の第１入力端子Ａは下限の閾値ThALだけを設
定すればよい。また、増幅器AMP1が同時故障した時もフ
ェールセーフ性を確保できる。

しかし、第19図に示すように、第16図と同様に、抵抗
R₃₁を交流信号発生器１側に収納してその出力端子をX₁
とし、且つ、コンデンサC₃₁をピックアップコイルL₁,L₂
と一緒にコイル収納ケース30に収納し、抵抗R₃₂だけを
付属部品収納ケースCSに収納する構成とした場合は、コ
イル収納ケース30側を抵抗R₃₂を介して回転有無判定回
路PRC"に接続する正常な接続状態と、コイル収納ケース
30側を抵抗R₃₂を介さずに直接回転有無判定回路PRC"側
に接続する正常でない接続状態（抵抗R₃₂による出力の
減衰がない場合）とを区別するために、ウインドコンパ
レータ３の第１入力端子Ａに上限の閾値ThAHが必要とな
る。

また、第17図において、第18図（Ａ）のような結合方
式を採用してコイルL₂の受信レベルが低い時には、第17
図に示すように、抵抗R₃₂と回転有無判定回路PRC"との
間にローパスフィルタLPFを挿入する必要がある。即
ち、共振回路のコンデンサC₃₁に断線故障が生じた時、
コイルL₂の出力レベルは低下するが、一方、コイルL₂の
周波数選択特性が失われ、交流信号発生器１の出力周波
数より高い周波数の雑音を受信し易くなる。この高い周
波数の雑音レベルを除去するため、ローパスフィルタLP
Fが必要となる。尚、４端子コンデンサを用いるのは、
４端子コンデンサの４つの端子K₁〜K₄に万一断線故障が
生じたときに整流回路REC1から出力信号を発生させない
ようにするためである。

次に第20図に第３実施例を示す。

第20図において、モータＭは、スイッチSW₁のON操作
で直流電源DCが接続され回転駆動する。モータＭの回転
・停止を検出する回転センサ40からの検出出力を入力し
て回転の有無の判定を行う回転有無判定回路PRC"は、第
11図に示すものと同じ構成である。また、回転センサ40
のトランスデューサコイルとなるピックアップコイルに
ついては、第11図のように１個のコイルで構成したもの
でもよく、第17図のように２個のコイルで構成したもの
でもよい。

第1ANDゲート50は、２つの入力端子a,bを有し、入力
端子ａ側には、前記スイッチSW₁と連動するスイッチSW₂
を介して直流電源（交流電源の場合は、スイッチSW₂とA
NDゲート50の入力端子ａとの間に例えばトランスで降圧
して整流回路を挿入すればよい）が接続する。入力端子
ｂには、後述する整流回路REC3の整流出力が入力する。
この第1ANDゲート50は、フェールセーフな構成で、２つ
の入力端子a,bに予め設定した閾値より高いレベルの入
力信号が入力した時に論理値１の出力を発生するもの
で、このようなフェールセーフなANDゲートは、第２図
のウインドコンパレータを利用し、２つの入力端子の上
限の閾値を十分高いレベルに設定することで構成するこ
とができる。ウインドコンパレータを利用したこのよう
なフェールセーフなANDゲートとしては、U.S.Patent 4,
661,880号明細書等で示されている。

第３整流回路REC3は、２つのコンデンサC₅₁,C₅₂と２
つのダイオードD₅₁,D₅₂とからなり、抵抗R₆₀と４端子コ
ンデンサC₆₀を介して回転有無判定回路PRC"内の増幅器A
MPの増幅出力が入力する。前記コンデンサC₆₀は、回転
有無判定回路PRC"内の高周波信号発生器２の出力成分を
フィルタリングするためのものでフィルタ回路を構成
し、前記抵抗R₆₀は、コンデンサC₆₀が回転有無判定回路
PRC"内の整流回路REC2に影響しないように挿入されるも
のである。

次に動作を説明する。

スイッチSW₁がONしてモータＭが回転状態にあると、
回転センサ40からの検出出力は、金属製回転体R_otの凹
凸に伴って周期的に変化し、回転有無判定回路PRC"に入
力する。増幅器AMPはこの変化を増幅して出力するの
で、整流回路REC3の整流出力は第1ANDゲート50の入力端
子ｂの閾値より高くなる。第1ANDゲート50の入力端子ａ
には、スイッチSW₁のON操作に連動してスイッチSW₂がON
となっているので、入力端子ａの閾値より高いレベルの
入力信号が入力しており、整流回路REC3からの出力信号
の入力によって第1ANDゲート50の出力信号は論理値１と
なる。そして、第1ANDゲート50の論理値１の出力信号を
モータＭの運転継続の許可信号として例えば表示でき
る。一方、スイッチSW₁がOFFでモータＭが停止している
時は、第1ANDゲート50の出力信号は論理値０となり、運
転継続の許可信号が消滅して運転を直ちに停止すること
ができる。ここで、前記第1ANDゲート50、整流回路REC3
及びコンデンサC₆₀を含んでモータ運転許可信号発生回
路が構成される。このモータ運転許可信号発生回路が第
４の発明に相当するものである。

かかる構成によれば、回転センサ40におけるピックア
ップコイルＬが金属製回転体R_otに近接しておらず、金
属製回転体R_otの回転を監視できない状態にある時は、
整流回路REC3から第1ANDゲート50の入力端子ｂの閾値よ
り高いレベルの信号は発生せず、第1ANDゲート50の出力
信号は論理値０となり、モータＭの運転継続の許可信号
が消滅し、モータＭを停止させることができる。

従って、ピックアップコイルＬが取付け金具31から脱
落してモータＭの回転検出が不可能な故障が発生した場
合に、モータＭを直ちに停止させることができる。

ところで、産業設備においては、常に回転稼動する機
械が使用されることが多い。このような回転機械の回転
の有無を検出する場合、回転状態を示す論理値０の出力
が継続することになる。一方、回転センサ等が故障した
場合、フェールセーフ構成であるため回転有無判定回路
PRC"の出力が零となる。従って、可動部が回転している
状態で、例えばピックアップコイルＬ等に故障が発生し
ても、可動部が停止状態になるまではわからないことに
なる。

本実施例装置によれば、ピックアップコイルＬが故障
した時点で、ANDゲート50からの回転継続の許可信号が
消滅するため、故障が発生した場合に直ちに知ることが
可能となる効果を有する。

第20図では、モータＭの通電信号をスイッチSW₂を介
してANDゲート50の入力端子ａに入力したが、第21図の
第４実施例に示すように、モータＭの通電線に電流トラ
ンスCTを介装し、電流トランスCTの出力を整流回路REC4
で整流して第1ANDゲート50の入力端子ａに入力する構成
としてもよい。

第22図は、第23図（Ａ），（Ｂ）に示す回路構成及び
コイル収納構造の回転センサを用いて、鉄材（S10C）と
コイル面との距離Ｗを変化させた時の、２次側出力電圧
の減衰特性の測定結果を示したものである。

第13図の出力電圧e₁、e₂、e₃をそれぞれ2mm（＝
W₁）、5mm（＝W₂）、鉄材なし（Ｗ＝∞）にそれぞれ対
応させると、第22図から、ウインドコンパレータ３の上
限の閾値ThAHの設定がかなり微妙な調整となることが判
る。

第24図に、コイル収納ケース30の有効な取付け構造を
示す。

第24図において、金属製回転体の近傍にモータ駆動装
置側と一体に設けられる取付け金具31に、プリント基板
31Aを複数のネジ31aで固定する。このプリント基板31A
上にピックアップコイルＬをモールドした合成樹脂性の
コイル収納ケース30を、取付けネジ30aによって固定す
る。ピックアップコイルＬは、取付けネジ部を介してプ
リント基板31Aの配線に接続され、付属部品収納ケースC
S内の回路要素等に電気的に接続される。

この取付け構造によれば、万一、コイル収納ケース30
に横方向の力が作用してコイル収納ケース30が傾いた場
合、プリント基板31Aに取付けネジ30aを介してコイル収
納ケース30の傾きによる力が直接作用して歪みが生じ、
プリント基板31Aの配線（例えば銅箔）に断線が生じる
か、コイル収納ケース30の変位が大きい場合はコイル収
納ケース30がプリント基板31Aから脱落する。

一方、第25図は、コイル収納ケース30が、プリント基
板31Aではなく取付け金具31に固定され、ピックアップ
コイルのリード線はプリント基板31Aに接続されてい
る。

この構造では、コイル収納ケース30は取付け金具31に
固定されているので第24図の取付け構造に比べて頑丈で
ある。しかし、コイル収納ケース30に横方向の力が作用
してコイル収納ケース30が第26図のように傾いた時、そ
の力は取付け金具31側で受けるのでプリント基板31Aや
リード線にその影響はほとんど作用せず、プリント基板
31Aの配線やリード線等の断線は起こり難い。

従って、コイル収納ケース30に外力が作用した時にピ
ックアップコイルが断線し易い第24図のような取付け構
造を採用すれば、コイル収納ケース30に外力が加わって
コイル収納ケース30が正規の位置からずれた時にコイル
が断線して出力が低下することになるので、悪質な悪戯
を考慮しなければ、下限の閾値だけを設定すればよく、
微妙な調整が必要な上限の閾値設定を不要にできる。

現実には、金属製回転体に近接して取付けられるコイ
ル収納ケース30に外力が作用した場合は、コイル収納ケ
ース30が持ち上がる方向、即ち、ピックアップコイルが
金属製回転体に近づき距離Ｗが縮まる方向に変位する。
この場合は、金属製回転体の凹凸部の通過によって出力
信号の変化が生じるため、回転センサに故障がない限り
はモータの回転は必ず検出できる。しかし、例えモータ
の回転が検出できてもピックアップコイルが金属製回転
体に近づいてしまうことは正常な状態ではない。このた
め、例えば、ピックアップコイルと金属製回転体の凸部
との距離を2mmに設定した場合、例えばＷ＝1mmに対応す
る出力信号レベルに下限の閾値を設定し、これ以上接近
したときに運転継続禁止の信号を発生させるようにすれ
ばよい。

ただし、コイル収納ケースが持ち上がった時に電気的
に断線状態となるようにすればこの必要はない。

次に第27図に第５実施例を示す。

図において、本実施例では、第20図の構成に加えて、
第1ANDゲート50の出力信号と回転有無判定回路PRC"内の
整流回路REC1の出力信号を入力する第2ANDゲート51を設
け、第2ANDゲート51の論理値１の出力信号を運転継続の
許可信号とする構成である。従って、本実施例では、第
1ANDゲート50、整流回路REC3、コンデンサC₆₀に加えて
第2ANDゲート51を含んでモータ運転許可信号発生回路が
構成される。

前記第2ANDゲート51は、入力端子ｃの入力レベルにつ
いては下限の閾値を設定し上限の閾値は十分に高いレベ
ルに設定すればよい。入力端子ｄの入力レベルについて
は、回転センサ40が予め定めた距離Ｗより接近した時の
整流回路REC1の出力が閾値の範囲外となるよう下限の閾
値を設定すればよい。

この実施例は、回転センサ40の脱落と異状接近の両方
を監視している。即ち、回転センサ40が脱落した場合
は、モータＭの回転に伴う回転センサ40の出力変化が発
生せず、第1ANDゲート50の入力端子ｂの入力信号レベル
が低下することで、第1ANDゲート50の出力信号が論理値
０となり、第2ANDゲート51の出力信号が論理値０となっ
て運転継続の許可信号が停止する。また、回転センサ40
のピックアップコイルがモータＭと一体に回転する金属
製回転体に予め定めた距離より接近した時は、第2ANDゲ
ート51の入力端子ｄの入力レベルが閾値より低下するこ
とで第2ANDゲート51の出力信号が論理値０となり運転継
続の許可信号が停止する。

そして、第20図の回路と同様に、ピックアップコイル
Ｌが故障した時点で、ANDゲート50からの回転継続の許
可信号が消滅するため、回動部が滅多に停止しない機械
設備に適用した場合でも、故障が発生した時に直ちにそ
の故障を知ることが可能となる効果を有する。

尚、第2ANDゲート51の入力端子ｄ側に上限の閾値を設
定し、第19図の付属部品収納ケースCSを介さずピックア
ップコイルを増幅器AMP1に接続した時に、出力信号レベ
ルの上昇によって入力端子ｄの入力信号レベルが前記上
限の閾値を越えてANDゲート51の出力信号が論理値０と
なるよう構成すれば、回転センサ40が正常に接続されて
いるか否かの監視も可能となり、コイル収納ケースの脱
落と異状接近に加えて誤った回路接続も監視できるよう
になる。

また、第20図及び第27図に示す各実施例において、第
28図の回路を付加するようにしてもよい。

即ち、第28図において、回転有無判定回路PRC"の第２
増幅器AMPの出力をフィルタリングする前記コンデンサC
₆₀からなるフィルタ回路の出力側に、結合用コンデンサ
C₇₁を介してオン・ディレー回路52を接続し、このオン
・ディレー回路52の出力側に発光ダイオードLEDを接続
する。ダイオードD₅₂は、コンデンサC₅₂の出力を電源電
位V_CCにクランプするクランプ用ダイオードである。

かかる構成によれば、第29図のタイムチャートに示す
ように、モータＭの回転速度の低下に応じて回転有無判
定回路REC"内のコンデンサC₁の出力の周波数が変化し、
これにより、増幅器AMP及び第３整流回路REC3内のコン
デンサC₅₁の入力信号（コンデンサC₆₀の出力信号）も変
化する。即ち、モータＭの回転が低下すると、これに応
じてコンデンサC₅₁の入力信号のパルス幅t₁,t₂・・・t_N
が長くなる。そして、このパルス幅が、オン・ディレー
回路52の予め設定されるディレー時間T_ONより長くなる
と、オン・ディレー回路52から論理値１の出力信号が発
生し、発光ダイオードLEDが点灯する。従って、モータ
Ｍの回転速度が所定速度（オン・ディレー回路52のディ
レー時間によって決定される）以下になった時に、発光
ダイオードLEDを点滅させることができる。

かかる構成によれば、発光ダイオードLEDの点滅によ
って、モータＭが、作業者が接近しても安全な回転速度
まで低下したことを知ることができ、モータＭを回転さ
せた状態で装置の点検等を行うことが可能となる。

尚、第20図及び第27図のモータ運転許可信号発生回路
或いはこの回路に第28図の回路を付加した構成に関して
は、第１図及び第５図等に示すタコジェネレータを利用
した回転センサを用いた場合や第９図に示す発振器を利
用した回転センサを用いた場合にも適用できることは言
うまでもない。更に、先に出願した、ブリッジ回路を利
用した回転センサを用いたもの（PCT/JP93/00411）につ
いても適用することができる。

以上のように、第１の発明によれば、タコジェネレー
タの出力信号を利用してモータの回転信号を抽出する構
成としたので、検出対象であるモータが変わっても回転
センサの調整を不要にできる。また、第２の発明によれ
ば、トランスデューサコイルを発振器の一部に組み込み
モータの回転を発振周波数の変化に変換してモータの回
転信号を抽出する構成としたので、検出対象であるモー
タが変わっても発振器側の位相調整のみで回転センサ側
の調整は不要にできる。そして、これら第１及び第２の
発明では、回転センサの出力レベルを高めることが可能
であるため、回転センサの出力信号を増幅する増幅器を
設ける必要がなく、回転センサと増幅器の同時故障（多
重故障）が発生した場合でも、フェールセーフ性を確保
できる。

また、第３の発明によれば、トランスデューサコイル
とコンデンサの共振回路の端子電圧変化をモータの回転
信号として抽出する構成としたので、検出対象であるモ
ータが変わっても回転センサの調整は不要にできる。ま
た、回転センサの出力信号を増幅する増幅器を設けた場
合でも、回転センサ故障時の出力上昇レベルを小さく抑
えることが可能であるため、増幅器との同時故障時のフ
ェールセーフ性を確保できる。

従って、従来のブリッジ回路の不平衡出力信号を利用
してモータの回転信号を抽出する技術に比べて、回路構
成が簡単で装置のメンテナンスが容易であると共に、フ
ェールセーフ性にも優れたものが提供できる。

〔産業上の利用可能性〕

本発明は、高度の安全性を要求される産業機器等にお
いて、モータにより負荷を駆動する場合に、取扱いが容
易であると共に高い安全性を確保することが可能とな
り、産業上利用性は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者蓬原弘一埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号日本信号株式会社与野事業所内 (56)参考文献特開平１−185181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転・停止に応じた出力信号を発
生する回転センサと、該回転センサからの出力信号に基
づいてモータ回転停止状態で論理値１の出力を発生し、
モータ回転状態で論理値０の出力を発生すると共に、故
障時に論理値０の出力を発生するフェールセーフな回転
有無判定回路とを備え、該回転有無判定回路が、回転セ
ンサから発生するモータの回転・停止に応じた交流信号
を入力して整流する第１整流回路と、該第１整流回路の
出力信号に重畳する高周波信号を発生する高周波信号発
生器と、高周波信号が重畳された前記出力信号を増幅し
モータ回転時の回転センサの出力信号レベルで飽和する
増幅器と、前記高周波信号発生器と前記増幅器との間に
介装されて高周波信号が重畳された前記第１整流回路の
出力信号を前記増幅器に伝達するためのコンデンサと、
前記増幅器の出力を整流する第２整流回路と、前記高周
波信号が重畳された第１整流回路の出力信号が直接入力
する第１入力端子と前記第２整流回路からの整流出力が
入力する第２入力端子とを有し前記第１入力端子と第２
入力端子に入力する両信号のレベルが、同時に前記各入
力端子毎に予め設定した上限値と下限値で定まる所定の
閾値範囲内にある時のみ論理値１のモータ停止判定出力
を発生する２入力ウインドコンパレータとを備え、前記
第１入力端子に入力する信号レベルがセンサ故障時に閾
値範囲外となり、前記第２入力端子に入力する信号レベ
ルがモータ回転時に閾値範囲外となるよう第１及び第２
入力端子の各閾値範囲を設定する構成であるモータの回
転停止確認装置であって、前記回転センサが、モータに組み込まれたタコジェネレ
ータの巻線に高周波の電流信号を供給し、この高周波電
流信号をタコジェネレータの出力信号で変調し、この変
調信号をモータの回転・停止に応じた出力信号として前
記回転有無判定回路に伝達する構成であることを特徴と
するモータの回転停止確認装置。
【請求項２】前記回転センサは、高周波の交流信号を発
生する交流信号発生器と、２次巻線がタコジェネレータ
の巻線と直列接続し１次巻線が前記交流信号発生器に接
続する第１トランスと、該第１トランスの２次巻線とタ
コジェネレータの巻線の直列回路に流れる電流信号を電
圧信号に変換して回転有無判定回路に伝達する電流−電
圧変換手段とを備えて構成される請求の範囲第１項記載
のモータの回転停止確認装置。
【請求項３】前記電流−電圧変換手段は、第１トランス
とタコジェネレータの巻線の直列回路に直列に挿入され
る抵抗素子である請求の範囲第２項記載のモータの回転
停止確認装置。
【請求項４】前記電流−電圧変換手段は、第１トランス
とタコジェネレータの巻線の直列回路に１次巻線が直列
に挿入され、２次巻線の出力信号を回転有無判定回路に
入力する第２トランスで構成され、第１トランス及び第
２トランスの少なくとも一方のコアを、可飽和磁性体で
形成することを特徴とする請求の範囲第２項記載のモー
タの回転停止確認装置。
【請求項５】前記回転有無判定回路に、２入力ウインド
コンパレータの出力を所定の遅延時間遅らせて出力する
と共に故障時に前記遅延時間が短縮される側に誤らない
フェールセーフなオン・ディレー回路を設けることを特
徴とする請求の範囲第４項記載のモータの回転停止確認
装置。
【請求項６】モータの回転・停止に応じた出力信号を発
生する回転センサと、該回転センサからの出力信号に基
づいてモータ回転停止状態で論理値１の出力を発生し、
モータ回転状態で論理値０の出力を発生すると共に、故
障時に論理値０の出力を発生するフェールセーフな回転
有無判定回路とを備え、該回転有無判定回路が、回転セ
ンサから発生するモータの回転・停止に応じた交流信号
を入力して整流する第１整流回路と、該第１整流回路の
出力信号に重畳する高周波信号を発生する高周波信号発
生器と、高周波信号が重畳された前記出力信号を増幅し
モータ回転時の回転センサの出力信号レベルで飽和する
増幅器と、前記高周波信号発生器と前記増幅器との間に
介装されて高周波信号が重畳された前記第１整流回路の
出力信号を前記増幅器に伝達するためのコンデンサと、
前記増幅器の出力を整流する第２整流回路と、前記高周
波信号が重畳された第１整流回路の出力信号が直接入力
する第１入力端子と前記第２整流回路からの整流出力が
入力する第２入力端子とを有し前記第１入力端子と第２
入力端子に入力する両信号のレベルが、同時に前記各入
力端子毎に予め設定した上限値と下限値で定まる所定の
閾値範囲内にある時のみ論理値１のモータ停止判定出力
を発生する２入力ウインドコンパレータとを備え、前記
第１入力端子に入力する信号レベルがセンサ故障時に閾
値範囲外となり、前記第２入力端子に入力する信号レベ
ルがモータ回転時に閾値範囲外となるよう第１及び第２
入力端子の各閾値範囲を設定する構成であるモータの回
転停止確認装置であって、前記回転センサが、モータの回転の有無に応じてインダ
クタンスが変化するコイルと、該コイルと共振回路を構
成するコンデンサを含みコイルのインダクタンス変化に
応じて発振周波数が変化する発振回路と、該発振回路の
周波数を電圧に変換して回転有無判定回路に伝達する周
波数−電圧変換回路とを備えた構成であることを特徴と
するモータの回転停止確認装置。
【請求項７】モータの回転・停止に応じた出力信号を発
生する回転センサと、該回転センサからの出力信号に基
づいてモータ回転停止状態で論理値１の出力を発生し、
モータ回転状態で論理値０の出力を発生すると共に、故
障時に論理値０の出力を発生するフェールセーフな回転
有無判定回路とを備え、該回転有無判定回路が、回転セ
ンサから発生するモータの回転・停止に応じた交流信号
を増幅する第１増幅器と、該第１増幅器の増幅出力を整
流する第１整流回路と、該第１整流回路の出力信号に重
畳する高周波信号を発生する高周波信号発生器と、高周
波信号が重畳された前記出力信号を増幅しモータ回転時
の回転センサの出力信号レベルで飽和する第２増幅器
と、前記高周波信号発生器と前記第２増幅器との間に介
装されて高周波信号が重畳された前記第１整流回路の出
力信号を前記第２増幅器に伝達するためのコンデンサ
と、前記第２増幅器の出力を整流する第２整流回路と、
前記高周波信号が重畳された第１整流回路の出力信号が
直接入力する第１入力端子と前記第２整流回路からの整
流出力が入力する第２入力端子とを有し前記第１入力端
子と第２入力端子に入力する両信号のレベルが、同時に
前記各入力端子毎に予め設定した上限値と下限値で定ま
る所定の閾値範囲内にある時のみ論理値１のモータ停止
判定出力を発生する２入力ウインドコンパレータとを備
え、前記第１入力端子に入力する信号レベルがセンサ故
障時に閾値範囲外となり、前記第２入力端子に入力する
信号レベルがモータ回転時に閾値範囲外となるよう第１
及び第２入力端子の各閾値範囲を設定する構成であるモ
ータの回転停止確認装置であって、前記回転センサが、コンデンサとモータの回転の有無に
応じてインダクタンスが変化するトランスデューサコイ
ルとからなる共振回路と、該共振回路に交流の電流信号
を供給する交流信号発生器とを有し、モータの回転に伴
って変化する前記共振回路の端子電圧信号を、モータの
回転・停止に応じた出力信号として前記回転有無判定回
路に伝達する構成であることを特徴とするモータの回転
停止確認装置。
【請求項８】前記トランスデューサコイルは、モータに
より回転駆動される金属製回転体に近接して設けた取付
け部材に、コイル収納ケースに収納されて固定され、前
記金属製回転体の周囲に略等間隔に形成した凹凸に所定
の間隔を設けて対面配置される構成である請求の範囲第
７項記載のモータの回転停止確認装置。
【請求項９】回転センサを構成するトランスデューサコ
イル以外の信号伝達要素の少なくとも１つを、前記コイ
ル収納ケースとは別の収納ケースに収納して前記取付け
部材に固定する構成とした請求の範囲第８項記載のモー
タの回転停止確認装置。
【請求項１０】前記トランスデューサコイルが、前記交
流信号発生器から供給される交流の電流信号を送信する
１次コイルと、該１次コイルの送信信号を受信する２次
コイルとで構成する請求の範囲第８項記載のモータの回
転停止確認装置。
【請求項１１】前記回転センサと回転有無判定回路との
間に、ローパスフィルタを設ける構成である請求の範囲
第10項記載のモータの回転停止確認装置。
【請求項１２】前記回転有無判定回路の第２増幅器の出
力信号を入力して当該出力信号に重畳された高周波信号
成分を除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路から出
力を整流する第３整流回路と、一方の入力端子にモータ
への通電信号を入力し他方の入力端子に前記第３整流回
路の整流出力を入力して両入力端子の入力信号レベルが
共に所定の閾値より高い時に論理値１の出力を発生する
と共に故障時に出力が論理値０となるフェールセーフな
第1ANDゲートとからなり、該第1ANDゲートの論理値１の
出力信号をモータの運転継続の許可信号とするモータ運
転許可信号発生回路を設けたことを特徴とする請求の範
囲第７項記載のモータの回転停止確認装置。
【請求項１３】前記フィルタ回路の出力側に、所定の遅
延時間を有するオン・ディレー回路を接続し、該オン・
ディレー回路からの論理値１の出力信号を回転低下の信
号とする構成とした請求の範囲第12項記載のモータの回
転停止確認装置。
【請求項１４】前記回転有無判定回路の第２増幅器の出
力信号を入力して当該出力信号に重畳された高周波信号
成分を除去するフィルタ回路と、該フィルタ回路から出
力を整流する第３整流回路と、一方の入力端子にモータ
への通電信号を入力し他方の入力端子に前記第３整流回
路の整流出力を入力して両入力端子の入力信号レベルが
共に所定の閾値より高い時に論理値１の出力を発生する
と共に故障時に出力が論理値０となるフェールセーフな
第1ANDゲートと、一方の入力端子に前記第1ANDゲートの
出力信号を入力し他方の入力端子に回転有無判定回路の
第１整流回路の出力信号を入力して両入力端子の入力信
号レベルが共に所定の閾値より高い時に論理値１の出力
信号を発生すると共に故障時に出力信号が論理値０とな
るフェールセーフな第2ANDゲートとからなり、該第2AND
ゲートの論理値１の出力信号をモータの運転継続の許可
信号とするモータ運転許可信号発生回路を設けたことを
特徴とする請求の範囲第７項記載のモータの回転停止確
認装置。
【請求項１５】前記フィルタ回路の出力側に、所定の遅
延時間を有するオン・ディレー回路を接続し、該オン・
ディレー回路からの論理値１の出力信号を回転低下の信
号とする構成とした請求の範囲第14項記載のモータの回
転停止確認装置。
【請求項１６】モータの回転・停止に応じた出力信号を
発生する回転センサと、該回転センサからの出力信号に
基づいてモータ回転停止状態で論理値１の出力を発生
し、モータ回転状態で論理値０の出力を発生すると共
に、故障時に論理値０の出力を発生するフェールセーフ
な回転有無判定回路とを備え、該回転有無判定回路が、
回転センサから発生するモータの回転・停止に応じた交
流信号を入力して整流する第１整流回路と、該第１整流
回路の出力信号に重畳する高周波信号を発生する高周波
信号発生器と、高周波信号が重畳された前記出力信号を
増幅しモータ回転時の回転センサの出力信号レベルで飽
和する増幅器と、前記高周波信号発生器と前記増幅器と
の間に介装されて高周波信号が重畳された前記第１整流
回路の出力信号を前記増幅器に伝達するためのコンデン
サと、前記増幅器の出力を整流する第２整流回路と、前
記高周波信号が重畳された第１整流回路の出力信号が直
接入力する第１入力端子と前記第２整流回路からの整流
出力が入力する第２入力端子とを有し前記第１入力端子
と第２入力端子に入力する両信号のレベルが、同時に前
記各入力端子毎に予め設定した上限値と下限値で定まる
所定の閾値範囲内にある時のみ論理値１のモータ停止判
定出力を発生する２入力ウインドコンパレータとを備
え、前記第１入力端子に入力する信号レベルがセンサ故
障時に閾値範囲外となり、前記第２入力端子に入力する
信号レベルがモータ回転時に閾値範囲外となるよう第１
及び第２入力端子の各閾値範囲を設定する構成であるモ
ータの回転停止確認装置であって、前記回転有無判定回路の増幅器の出力信号を入力して当
該出力信号に重畳された高周波信号成分を除去するフィ
ルタ回路と、該フィルタ回路から出力を整流する第３整
流回路と、一方の入力端子に前記モータへの通電信号を
入力し他方の入力端子に前記第３整流回路の整流出力を
入力して両入力端子の入力信号レベルが共に所定の閾値
より高い時に論理値１の出力を発生すると共に故障時に
出力が論理値０となるフェールセーフな第1ANDゲートと
からなり、該第1ANDゲートの論理値１の出力信号をモー
タの運転継続の許可信号とするモータ運転許可信号発生
回路を設けたことを特徴とするモータの回転停止確認装
置。