JP4726665B2 - モータ制御用タイムスイッチ - Google Patents

Description

本発明は、予め定められた時刻に、モータに電源を接続し又はモータから電源を切離すと共に、モータの回転方向を切換えるようにしたモータ制御用タイムスイッチに関する。

従来、予め通電時間や通電開始時刻を設定し、この設定に基づいて開閉部を開閉する電子式タイムスイッチが開示されている。（例えば、特許文献１参照）

特開平７−２２９９８１号公報

このような従来の電子式タイムスイッチに於いては、モータの正転運転、逆転運転、停止、を予め定めた時刻に基づいて制御する場合、例えばタイムスイッチを２台設け、一方のタイムスイッチで電源を接続し又は遮断するよう制御し、他方のタイムスイッチでモータの回転方向を制御させることになり、設定が複雑になると共に、電源投入状態で正転運転、逆転運転の切換えを行うと切換え時に接点間にアークが発生して開閉接点に異常が生じることがあった。また、モータが回転している状態で電源を投入して回転方向を反転制御すると、モータが損傷するという問題があった。

本発明は、設定が容易で、且つリレーの開閉接点やモータに損傷を与えることなく、モータの正転運転、逆転運転、停止等を時刻に基づいて制御することができるモータ制御用タイムスイッチを提供することを目的としたものである。

本発明によるモータ制御用タイムスイッチは、モータに電源を接続し又は前記モータから電源を切離す第１のリレーと、前記モータに接続する電源の極性を切換える第２のリレーと、前記第１のリレー及び前記第２のリレーを制御する演算処理部とを備え、前記演算処理部は、予め定められた時刻に前記接続又は切離しを行うよう前記第１のリレーを制御すると共に、前記第１のリレーが前記接続を行う時刻より第１の所定時間だけ早く前記極性を切換えること及び前記第１のリレーが前記切離しを行う時刻より第２の所定時間だけ遅く前記極性を切換えることのうち少なくともいずれか一方を行うように前記第２のリレーを制御するようにしたものである。

本発明のモータ制御用タイムスイッチは、演算処理部により、予め定められた時刻に前記接続又は切離しを行うよう前記第１のリレーを制御すると共に、前記第１のリレーが前記接続を行う時刻より第１の所定時間だけ早く前記極性を切換えること及び前記第１のリレーが前記切離しを行う時刻より第２の所定時間だけ遅く前記極性を切換えることのうち少なくともいずれか一方を行うように前記第２のリレーを制御するようにしたので、リレーの接点に損傷を与えることがなく、寿命の長いタイムスイッチを得ることができる。

実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチの構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチによるモータの制御回路の構成を示すブロック図、図３は本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチのリレーの動作状態を示す真理表、図４は本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチの動作を示すタイムチャートである。

図１に於いて、モータ制御用タイムスイッチ１００は、図２に示すモータ８に電源を接続し又は電源を切離す第１のリレー４と、第１のリレー４を制御する第１のリレー制御回路２と、モータ８への電源供給極性を制御し電源の極性を反転することにより、モータ８の回転方向を制御する第２のリレー５と、第２のリレー５を制御する第２のリレー制御回路３と、第１のリレー制御回路２及び第２のリレー制御回路３を介して第１のリレー４及び第２のリレー５に動作指令を与える演算処理部１と、モータ８の正転時刻、逆転時刻等のプログラムを演算処理部１に設定するプログラム設定手段であるキー入力装置６と、現在時刻やキー入力装置６からの設定に基づくプログラム設定状態を表示する表示装置７とを備えている。

モータ８を正転、逆転、停止の制御を行う第１のリレー４及び第２のリレー５の接点の接続状態は、図３の真理表にしめす通りである。尚、実施の形態１の場合、モータ８は交流単相モータ、又は直流モータの場合を示しているが、三相交流モータにも適用でき、この場合においては、第２のリレー５により三相の相順を入れ替えるよう制御することでモータの回転方向の制御を行うことができる。

キー入力装置６により、モータ制御用タイムスイッチ１００の動作を定めるプログラムを演算処理部１に設定する。又、キー入力装置６により、第１のリレー４が動作してモータ８に電源を接続する時刻より前の第１の所定時間ｔ１を演算処理部１に入力する。更に、キー入力装置６により、第１のリレー４が動作してモータ８から電源を切離す時刻より後の第２の所定時間ｔ２を演算処理部１に入力する。

第１の所定時間ｔ１は、第１のリレー４が電源をモータ８に接続する時刻より前に第２のリレー５が電源の極性を切換えるための時間であり、実施の形態１では、第１の所定時間ｔ１は１秒に設定されている。第２の所定時間ｔ２は、第１のリレー４が電源をモータ８から切離して後に第２のリレー５が電源の極性を切換えるための時間であり、実施の形態１では、ｔ２も１秒に設定されている。

図４のタイムチャートに示すように、演算処理部１には、時刻９時００分から時刻１０時００分迄モータ８を正転させた後、１０分間モータ８を停止させ、次に時刻１０時１０分から時刻１１時００分迄モータ８を逆転させ、時刻１１時００分にモータ８を停止させるように、プログラムが設定されている。勿論、このプログラムは、キー入力装置６により、任意に設定可能である。

次に、以上のように構成された本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチの動作について説明する。図４に於いて、現在時刻が９時００分になると、演算処理部１は、第１のリレー制御回路２に指示を与えて第１のリレー４を閉路させる（ステップＳ１）。この時、第２のリレー５は正転側にあるため、モータ８は正転する。次に、現在時刻が１０時００分になると、演算処理部１は、第１のリレー制御回路２に指示を与えて第１のリレー４を開路させ、モータ８を停止させる（ステップＳ２）。

次に、演算処理部１は、第１のリレー４がステップＳ４に於いて閉路する時刻１０時１０分より第１の所定時間ｔ１である１秒前に、第２のリレー制御回路３に指示を与えて第２のリレー５により電源の極性を切換える（ステップＳ３）。この時、第１のリレー４は既に開路しているため、第２のリレー５の接点間にアークが発生することはない。第１の所定時間ｔ１である１秒後に現在時刻が１０時１０分になると、第１のリレー４が閉路しモータ８が逆転する（ステップＳ４）。

現在時刻が１１時００分になると、演算処理部１は、第１のリレー制御回路２に指示を与えて第１のリレー４により電源をモータ８から切離し、モータ８を停止させる（ステップＳ５）。次に、演算処理部１は、第１のリレー４が開路して電源をモータ８から切離した時刻１１時００分から第２の所定時間ｔ２である１秒後に、第２のリレー制御回路３に指示を与えて第２のリレー５を動作させ、電源の極性をモータ８の正転側に切換える（ステップＳ６）。この時、第１のリレー４は既に開路しているため、第２のリレー５の接点間にアークが発生することはない。

以上のように、実施の形態１に係るモータ制御用タイムスイッチ１００は、設定時刻によりモータの運転、停止を制御し、且つ正転から逆転への切り替り時、及び逆転から正転への切り替り時には、第１のリレーにより電源が切断されているので、第２のリレー５により電源の極性を切換える時に、その接点間にアークが発生することがないので、接点の寿命を長くすることができる。

更に、第２のリレー５を第１のリレー４が入切する前後に所定の時間を介して入切させるようにしたので、モータ８が停止後に正転、逆転の切換えが行われ、モータの損傷を防止することができる。

また、モータ８には、大容量のものもあり、小容量のものもあるが、プログラム設定手段としてのキー入力装置６により、第１及び第２の所定時間ｔ１、ｔ２を、モータ８の容量に対応して任意の時間に容易に設定することができる。勿論、第１及び第２の所定時間ｔ１、ｔ２は同一時間としても良く、異なる時間としても良い。

実施の形態２
図５は、本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチの構成を示すブロック図、図６は本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチによるモータの制御回路の構成を示すブロック図、図７は本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチの動作を示すタイムチャートである。

図６において、モータ８には、モータ８の回転を検出する回転検出部１０が配設されており、モータ制御用タイムスイッチ１０１には、回転検出部１０からの信号を演算処理部１に取り入れるための回転検出入力端子９が設けられている。回転検出部１０の出力信号は、図７に示すように、モータ８の回転時には所定レベルの値となり、モータ８の回転が停止すると回転時のレベルより低いレベルの値、例えば０となる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

キー入力装置６から、モータ制御用タイムスイッチ１０１のプログラムを演算処理部１に入力する。図７はそのプログラムのタイムチャートを示し、９時００分から１０時００分迄モータ８を正転させた後、１０分間モータ８を停止させ、次に１０時１０分から１１時００分迄モータ８を逆転させて停止させるものである。尚、この実施の形態２では、モータ８は、電源から切離された時刻から更に２分間惰性回転を続けて停止に至る特性を有するものとしている。

キー入力装置６により、第１のリレー４が動作してモータ８に電源を接続する時刻１０時１０分より前の第１の所定時間ｔ１を設定して演算処理部１に入力する。更に、キー入力装置６により、第１のリレー４が動作してモータ８から電源を切離す時刻１１時００分より後の第２の所定時間ｔ２を設定し演算処理部１に入力する。

第１の所定時間ｔ１は、第１のリレー４がモータ８から電源を切離した時刻１０時００分からモータ８が２分間の惰性回転を続けて停止した時に、第２のリレー５により電源の極性を切換えるようにした時間であり、この実施の形態２では第１の所定時間t１は８分に設定されている。又、第２の所定時間ｔ２は、第１のリレー４が電源をモータ８から切離した後に第２のリレー３が電源の極性を切換えるための時間であり、実施の形態２では、第２の所定時間ｔ２はモータ８の惰性回転時間２分と同一の２分に設定されている。尚、第１の所定時間ｔ１及び第２の所定時間ｔ２は、任意に設定することができる。

又、演算処理部１は、第１のリレー４が接点を開放してモータ８から電源を切離す時刻１０時００分及び１１時００分から所定の制御マスク時間Ｍｔだけ第１のリレー制御回路２の制御出力をマスクする。その結果、例え設定されたプログラムが、その制御マスク時間Ｍｔ内で第１のリレー４の接点を閉じて電源をモータ８に再接続するようセットされていたとしても、第１のリレー４はその制御マスク時間Ｍｔの間は接点の開放を維持することとなる。実施の形態２では、その制御マスク時間Ｍｔは、モータ８の惰性回転時間２分を考慮して２分０１秒に設定される。尚、制御マスク時間Ｍｔは、モータ８の惰性回転時間以上の任意の時間に設定することができる。

次に、以上のように構成された本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチ１０１の動作について説明する。図７に於いて、現在時刻が９時００分になると、演算処理部１は第１のリレー制御回路２に指示を与えて第１のリレー４を閉路させる。この時、第２のリレー５は正転側に接点が接続されているためモータ８は正転する（ステップＳ１）。

現在時刻が１０時００分になると、演算処理部１は第１のリレー制御回路２により第１のリレー４を開路させる（ステップＳ２）。その後、第１のリレー制御回路２は、制御マスク時間Ｍｔである２分０１秒の間、制御出力がマスクされる。モータ８は、第１のリレー４が開路したステップＳ２の後、２分間の惰性回転を続けた後に停止する。演算処理部１は、モータ８の停止により回転検出部１０からモータ８が停止したことを示す信号を受ける（ステップＳ３）。

演算処理部１は、回転検出部１０からモータ８が停止したことを示す信号を受ける（ステップＳ３）と同時であって、第１のリレー４が再度接点を閉じて電源をモータ８に接続する時刻１０時１０分より第１の所定時間ｔ１である８分前に達した時に、第２のリレー制御回路３に指示を与えて第２のリレー５の接点をモータ８の逆転側に切換える（ステップＳ４）。

この時、第１のリレー４は既に接点を開いているため、第２のリレー５の接点間にアークが発生することがない。ステップＳ３の時刻から１秒後に、制御マスク時間Ｍｔの２分０１秒が終了し、その終了した時刻１０時２分０１秒に第１のリレー制御回路２の制御出力のマスクが解除される。現在時刻が１０時１０分になると、演算部処理１は、第１のリレー制御回路２に指示を与えて第１のリレー４を閉路させモータ８を逆転させる（ステップＳ５）。

もし、モータ８に逆転を開始させる時刻設定が、実施の形態２の場合に設定している１０時１０分ではなく、仮に惰性回転が停止するより以前、例えば１０時０１分に誤って設定されていたとしても、制御マスク時間Ｍｔが終了するまで第１のリレー４は開路状態が維持され、制御マスク時間の終了する時刻１０時０２分０１秒で第１のリレー４が閉路してモータ８は逆転を開始することになる。従って、第１のリレー４はモータ８の惰性回転中に極性が逆転した電源をモータ８に印加することはなく、モータ８に損傷を与えることはない。

次に、現在時刻が１１時００分になると、演算処理部１は、第１のリレー制御回路２に指示を与えて第１のリレー４を開路する（ステップＳ６）。この時、第１のリレー制御回路２は、演算処理部１によりその制御出力が制御マスク時間Ｍｔの間マスクされる。次に、第１のリレー４が開路した後、惰性回転時間である２分後にモータ８は停止し、回転検出部１０からモータの停止を示す信号が出力される（ステップＳ７）。このステップＳ７と同時に、演算処理部１は第２のリレー制御回路３に指示を与えて第２のリレー５の接点を正転側に切換える（ステップＳ８）。

この時、第１のリレー４は開路しているため、第２のリレー５の接点間にアークが発生することがない。その後、設定された制御マスク時間Ｍｔである２分０１秒が経過し、第１のリレー制御回路２の制御出力のマスクが解除される。

尚、実施の形態１と同様に、プログラム設定手段としてのキー入力装置６により、第１及び第２の所定時間ｔ１、ｔ２を、モータ８の容量に対応して任意の時間に容易に設定することができる。勿論、第１及び第２の所定時間ｔ１、ｔ２は同一時間としても良く、異なる時間としても良い。又、実施の形態２では、回転検出部１０からモータ８が停止したことを示す信号を受けると同時に第２のリレー５の接点を切換えるように第１の所定時間ｔ１を設定したが、モータ８が停止したことを示す信号を受けた後に第２のリレー５の接点を切換えるように第１の所定時間ｔ１を設定しても良い。

以上のように、実施の形態２に係るモータ制御用タイムスイッチ１０１は、回転検出入力端子９を備えて、モータ８の回転停止を示す信号に基づいて第２のリレー５を制御するようにし、モータ８が停止した後に正転、逆転の切換えが行われる構成にしたのでモータの損傷を防止することができる。

本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチによるモータの制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチのリレーの状態を示す真理表である。 本発明の実施の形態１に於けるモータ制御用タイムスイッチの動作を示すタイムチャート図である。 本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチによるモータの制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に於けるモータ制御用タイムスイッチの動作を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１００、１０１ モータ制御用タイムスイッチ
１ 演算処理部
２ 第１のリレー制御回路
３ 第２のリレー制御回路
４ 第１のリレー
５ 第２のリレー
６ キー入力装置
７ 表示装置

Claims (4)

1. モータに電源を接続し又は前記モータから電源を切離す第１のリレーと、前記モータに接続する電源の極性を切換える第２のリレーと、前記第１のリレー及び前記第２のリレーを制御する演算処理部とを備え、前記演算処理部は、予め定められた時刻に前記接続又は切離しを行うよう前記第１のリレーを制御すると共に、前記第１のリレーが前記接続を行う時刻より第１の所定時間だけ早く前記極性を切換えること及び前記第１のリレーが前記切離しを行う時刻より第２の所定時間だけ遅く前記極性を切換えることのうち少なくともいずれか一方を行うように前記第２のリレーを制御することを特徴とするモータ制御用タイムスイッチ。
2. 前記演算処理部に接続したプログラム設定手段を備え、該プログラム設定手段により前記第１の所定時間と第２の所定時間とのうちの少なくとも一方を任意に設定可能としたことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御用タイムスイッチ。
3. 前記モータの回転停止を示す信号を前記演算処理部へ入力する回転検出入力端子を備え、前記演算処理部は、前記第１のリレーにより前記電源を切離した後前記モータの回転停止を示す信号を受けると同時又は受けた後に、前記第１の所定時間だけ早く前記極性の切換えを行なうよう前記第２のリレーを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御用タイムスイッチ。
4. 前記演算処理部は、前記第１のリレーにより前記電源を切離した後少なくとも前記モータの回転が停止する迄、前記第１のリレーに於ける前記電源の切離し動作を継続させることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御用タイムスイッチ。
   

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