JP6872464B2 - 制動力調整装置の制御システム - Google Patents
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Description
上述した従来の制動力調整装置は、例えばテープやケーブル、糸などの長尺材料が巻き付けられたリールやボビンに装備することができる。この場合は、リールやボビンが回転するときの抵抗を制動力調整装置によって調整できるようになり、長尺材料が弛んだり、長尺材料に作用する張力が不必要に大きくなることを防ぐことができる。
このため、複数の制動力調整装置を装備しているにもかかわらず、制動力の調整が行われる制動力調整装置を識別アドレスによって選別することができるから、全ての制動力調整装置が同時に動作するようなことはなくなる。
図1に示す制動力調整装置の制御システム1は、図1において右側に描かれている複数の制動力調整装置2,2…と、これらの複数の制動力調整装置2に電力線3を介して並列に接続された電源装置4と、複数の制動力調整装置2に信号線5を介して並列に接続された制御装置6などを備えている。この実施の形態による複数の制動力調整装置2は、回転台7の上に搭載されている。回転台7は、基台8に対して回転する。電源装置4および制御装置6は、基台8側で移動しない位置に設けられている。すなわち、電源装置4および制御装置6は、基台8の上または他の場所に移動することがないように設置されている。
複数の制動力調整装置2と制御装置6とを接続する信号線5は、基台8と回転台7との境界に設けられた信号用スリップリング15と、この信号用スリップリング15と制御装置6とを接続する固定側信号線部16と、信号用スリップリング15と複数の制動力調整装置2とを接続する回転側信号線部17とによって構成されている。
制御装置6は、制動力制御コントローラ18と、時分割制御コントローラ19とを備えている。制動力制御コントローラ18は、複数の制動力調整装置2を制御するための制御信号を生成する機能を有している。この制御信号は、シリアル方式のデジタル信号である。この制御信号には、制御対象となる制動力調整装置2の識別アドレスと、制御対象となる制動力調整装置2の作動内容とが含まれている。作動内容としては、例えばブレーキトルクのトルク設定値が挙げられる。
次に制動力調整装置2の構成を図2〜図11を参照して詳細に説明する。制動力調整装置2は、図2において中央部に位置するモータ11と回転軸21とを備えており、回転軸21にブレーキトルクを付与するとともに、このブレーキトルクの大きさをモータ11によって調整する装置である。図2は、モータ11の一部を省略した状態で描いてある。
被制動部材27は、詳細には図示してはいないが、例えばリールやボビンなどである。これらのリールやボビンは、テープやケーブル、糸などの長尺材料が巻き付けられており、この長尺材料が引かれて消費されることによって回転する。
リールやボビンなどの被制動部材27を用いて長尺材料を供給する材料供給装置34は、多数の被制動部材27を使用する。これらの被制動部材27は、それぞれ制動力調整装置2に接続されている。
制動力調整装置2の固定部材31は、回転軸21が挿通される貫通穴35を有する第1の円筒部36と、この第1の円筒部36の一端部から径方向の外側に延びる第1の円板部37とを有している。回転軸21は、第1の円筒部36に軸受32,33を介して回転自在に支持されている。第1の円筒部36および第1の円板部37は、回転軸21と同一軸線上に位置付けられている。
また、この固定部材31は、他端部において、被制動部材27を有する材料供給装置34の支持板38に支持されている。
ブレーキトルク発生部44は、3つの機能部品によって構成されている。第1の機能部品は、上述した複数の第1の永久磁石41である。第2の機能部品は、第1の永久磁石41から制動力調整装置2の一端側に所定の距離だけ離れて位置する複数の第2の永久磁石47である。第3の機能部品は、第1の永久磁石41と第2の永久磁石47との間に位置するヒステリシス板48である。
第2の永久磁石47は、第1の永久磁石41と対向する状態で可動部材51の第2の円板部52に固定されている。可動部材51は、回転軸21が挿通された第2の円筒部53と、この第2の円筒部53の他端部から径方向の外側に延びる第2の円板部52と、第2の円筒部53の一端部に固着されたばね受け板54とによって構成されている。第2の円板部52と第2の円筒部53は、回転軸21と同一軸線上に位置付けられている。また、この実施の形態による第2の円板部52と第2の円筒部53は、1つの可動ベース55として一体に形成されている。
この第2の円板部52の他端部の端面に複数の第2の永久磁石47がそれぞれ固着されている。これらの第2の永久磁石47は、第1の永久磁石41と同様に、第2の円板部52の周方向(回転軸21の回転方向)に並ぶ状態で第2の円板部52に固定されている。これらの第2の永久磁石47の磁極は、回転軸21の軸線方向において、第2の永久磁石47の両端部に設けられている。この磁極の極性は、第2の円板部52の周方向に交互に変えられている。
トルクアーム26は、ばね受け板54とモータ11との間に配置されており、モータ11の出力軸25に接続された基端部を中心にして回る。トルクアーム26が回ることにより、ボールベアリング72が溝71の壁を押しながら溝71に対してばね受け板54の周方向と径方向とに移動する。
このヒステリシス板48と第1の永久磁石41との間と、ヒステリシス板48と第2の永久磁石47との間とには、それぞれ所定の隙間が形成されている。ヒステリシス板48の軸線方向への移動は、回転軸21の一端部と他端部とにそれぞれ設けられたサークリップ78,79と、これらのサークリップ78,79どうしの間に設けられた2組の軸受32,33,56,57と、第1および第2のハブ76,77と、一対の軸受どうしの間に設けられたカラー81,82などによって規制されている。
押圧板46は、円環板状に形成され、可動部材51の第2の円板部52と隣接する位置に配置されており、上述したように第2の円筒部53に移動自在に支持されている。押圧板46の外径は、上述したケース24の外径より僅かに小さい径である。押圧板46は、ケース24と接触可能な外縁部46aを有している。
この押圧板46の一端部であって、押圧板46を周方向に3等分する位置には、図4,5および図7に示すように、ばね部材68の他端部が挿入される円形凹部69がそれぞれ形成されている。また、押圧板46の他端面、すなわち可動部材51の第2の円板部52と対向する端面であって、押圧板46の軸線方向から見て3箇所の円形凹部69どうしの間には、後述するカム機構61の一部を構成する第2の凹部83と、これらの第2の凹部83の底に開口するねじ孔84とが設けられている。第2の凹部83とねじ孔84は、押圧板46を周方向に3等分する位置であって、径方向において、上述した第1の凹部62と同一の位置に位置付けられている。
カム機構61は、図8に示すように、可動部材51の第2の円板部52に設けられた第1の凹部62と、押圧板46に設けられた第2の凹部83と、これらの第1および第2の凹部62,83に挿入されて保持されたボール85とによって構成されている。また、このカム機構61は、押圧板46と、ばね部材68と、ケース24などともに機械式ロック機構45を構成するものである。
モータ11に設けられている制御回路22は、制御装置6から送られた制御信号に基づいてモータ11のON、OFFと、モータ11の回転方向、モータ11の回転角などを制御する。また、制御回路22は、個別に識別アドレスが設定されており、制御信号中に自らの識別アドレスが含まれているときにのみ、その制御信号に含まれるモータ11の作動内容に基づいてモータ11を動作させる。制御回路22は、制御信号に含まれていた作動内容がブレーキトルクのトルク設定値である場合には、モータ11を動作させ、このトルク設定値が得られる角度となるように可動部材51を変位させる。
この実施の形態による制動力調整装置2においては、回転軸21が被制動部材27とともに回転し、ヒステリシス板48が第1および第2の永久磁石41,47に対して回転することによって、ヒステリシス板48にブレーキトルクが付与される。ブレーキトルクの大きさは、第2の円筒部53の周方向における第1の永久磁石41に対する第2の永久磁石47の位置に依存して増減する。
この実施の形態による制動力調整装置の制御システム1においては、ブレーキトルクの調整を行う制動力調整装置2を識別アドレスによって特定する構成が採られている。このため、同時に動作するモータ11の個数を制限することができる。
したがって、この実施の形態によれば、多数の制動力調整装置2を装備しても消費電力量が増大することがない制動力調整装置の制御システムを提供することができる。また、この実施の形態による制御システム1を採用することにより、全ての制動力調整装置2が同時に動作する場合と較べると、電源装置4や配線機器の容量を小さくすることができ、装置全体の小型、軽量化と、低コスト化とを図ることができる。
このため、複数のモータ11が順番に動作するようになるから、消費電力量が安定し、小容量の電源装置4を使用することが可能になる。
このため、全ての制動力調整装置2が電源装置4および制御装置6に対して回転する構成を採るにあたって、スリップリングの数が電源装置4と制御装置6との数と等しくなるから、より一層の小型、軽量化と、低コスト化とを図ることができる。
この実施の形態においては、各ブロックB1〜Bnにおいて制動力調整装置2が1台ずつ動作する。すなわち、ブロックB1〜Bnの数と同数の制動力調整装置2が同時に動作する。このため、消費電力量を可及的少なく抑えながら、複数の制動力調整装置2において制動力の調整を能率よく行うことができる。
Claims (4)
- 装置毎に識別アドレスが設けられた複数の制動力調整装置と、
全ての前記制動力調整装置に電力線を介して並列に接続された電源装置と、
全ての前記制動力調整装置に信号線を介して並列に接続され、制御の対象となる前記制動力調整装置の前記識別アドレスおよび目標値とを含む制御信号を全ての前記制動力調整装置に送出する制御装置とを備え、
前記制動力調整装置は、
被制動部材と一体に回転する回転部材と、
前記回転部材の一端面と対向する第1の永久磁石を有する固定部材と、
前記回転部材の他端面と対向する第2の永久磁石を有し、前記固定部材に対して前記回転部材の軸線回りに変位可能な可動部材と、
モータを動力源として前記可動部材を変位させる駆動装置と、
前記駆動装置の動作中は前記可動部材を前記固定部材に対して変位自在とするとともに、前記駆動装置の停止に伴って前記可動部材を前記固定部材に対して固定する機械式ロック機構と、
前記制御装置から送られた制御信号中に自らの識別アドレスが含まれていた場合、この制御信号に含まれている作動内容にしたがって前記モータの動作を制御する制御回路とを有していることを特徴とする制動力調整装置の制御システム。 - 請求項1記載の制動力調整装置の制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記制御信号を送出した後に、この制御信号に含まれる作動内容を実行して前記可動部材の変位が完了するために必要な時間が経過するまで待機し、この時間が経過した後に次の制御対象に対する制御信号を送出することを特徴とする制動力調整装置の制御システム。 - 請求項1または請求項2記載の制動力調整装置の制御システムにおいて、
複数の前記制動力調整装置は、基台に対して回転する一つの回転台に搭載され、
前記電源装置と前記制御装置は、前記基台側で移動しない位置に設けられ、
前記電力線は、前記基台と前記回転台との境界に設けられた電力用スリップリングと、この電力用スリップリングと前記電源装置とを接続する固定側電力線部と、前記電力用スリップリングと複数の前記制動力調整装置とを接続する回転側電力線部とによって構成され、
前記信号線は、前記基台と前記回転台との境界に設けられた信号用スリップリングと、この信号用スリップリングと前記制御装置とを接続する固定側信号線部と、前記信号用スリップリングと複数の前記制動力調整装置とを接続する回転側信号線部とによって構成されていることを特徴とする制動力調整装置の制御システム。 - 請求項1ないし請求項3のうちいずれか一つに記載の制動力調整装置の制御システムにおいて、
前記制動力調整装置は、複数のブロックにそれぞれ複数台ずつ分けられ、
前記ブロック内の複数の前記制動力調整装置は、互いに異なる識別アドレスを有し、
前記ブロック内の前記制動力調整装置に用いられている複数の前記識別アドレスは、全てのブロックにおいて用いられていることを特徴とする制動力調整装置の制御システム。
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