JPH0671586A - Ａｃサーボモータの過熱防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＡＣサーボモータが過熱したら自動的にモー
タ駆動を停止させる。 【構成】 ＡＣサーボモータ１５のロータ１５ｂの回転
位置は、レゾルバ１６により検出され、ロータ位置に応
じてサーボドライバ２０からステータ１５ｃに送るモー
タ供給電流を制御することにより、サーボ制御を行う。
ステータ１５ｃに備えたバイメタルスイッチ２１は、モ
ータが過熱すると開状態となる。よって過熱時にはバイ
メタルスイッチ２１の開放によりレゾルバ１６の励磁信
号が零となり、これによりサーボドライバ２０からステ
ータ１５ｃに送るモータ供給電流が零となり、ＡＣサー
ボモータ１５の駆動が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡＣサーボモータの過熱
防止装置に関し、モータが過熱したときに簡単に且つ自
動的にモータ回転を停止するよう工夫したものである。

【０００２】

【従来の技術】多軸のマニプレータ（ロボット腕）で
は、各関節部に駆動モータが内蔵されている。このロボ
ット腕は位置制御等がされるため、駆動モータとしてサ
ーボモータが用いられる。サーボモータとしてはＤＣサ
ーボモータとＡＣサーボがある。このうちＡＣサーボモ
ータは、ロータ回転位置をレゾルバ等のセンサで検出
し、サーボドライバからステータ巻線に供給する電流
を、ロータ回転位置に応じて制御すること（これを「コ
ミュテーション」と呼ぶ）により、サーボ制御をするこ
とができる。

【０００３】上述したＡＣサーボモータでは、異常等に
より過熱することがある。過熱状態が続くと危険である
ため従来では次のような対策を施している。 （ｉ）ＡＣサーボモータに供給する電流値を電流検出器
で検出しておき、検出値があらかじめ設定した異常値よ
りも大きくなったら、モータ過熱が生じたとみなして、
モータ供給電流を遮断する。 （ｉｉ）ＡＣサーボモータに温度センサを備えておき、
温度センサが過熱を検出したら、モータ供給電流を遮断
する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の過熱防止手段では次のような問題があった。

【０００５】上記（ｉ）の従来技術では、過熱を直接的
に検出しているわけではないので、過熱を正確に検出す
ることができず、過熱しているにもかかわらず電流値が
さほど上昇しないこともあり、この場合には過熱防止が
できない。

【０００６】上記（ｉｉ）の従来技術では、温度センサ
から過熱を判定する装置まで電線を配置しなければなら
ないため、配線が多くなり煩雑である。

【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、ＡＣサー
ボモータが過熱したことを正確に検出してモータ回転を
停止させることのできる構成の簡単な過熱防止装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、ＡＣサーボモータと、励磁相コイル及び出
力相コイルを有しており、上記ＡＣサーボモータに連結
されてこのＡＣサーボモータのロータの回転位置を検出
するためのレゾルバと、上記励磁相コイルに励磁電流を
供給すると共に上記出力相コイルからの信号を受けて上
記ロータの回転位置を求め、回転位置に応じて上記サー
ボモータに送る電流を制御するサーボドライバと、上記
ＡＣサーボモータのステータに備えられており、設定温
度以上になると開放し設定温度より低くなると閉じるバ
イメタルスイッチとを備え、上記サーボドライバ，レゾ
ルバの一相分のコイル及びバイメタルスイッチで閉回路
を形成するよう結線したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】過熱するとバイメタルスイッチが開放しレゾル
バの一相分の信号が切れる。これによりサーボドライバ
からＡＣサーボモータに送るモータ電流が零となり、モ
ータ駆動が停止する。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００１１】まずはじめに本発明の適用対象の一つであ
る７軸マニプレータを、図２を参照しつつ説明する。図
２に示すように取付ベース２はその底面に形成された取
付面１が作業床面や作業壁面等に固定されて設置され
る。この取付ベース２には、前記取付面１に対して垂直
な第１軸周りに旋回し得る旋回台３が連結されており、
この旋回台３には前記第１軸に対して直交する第２軸周
りに回動する腕スリーブ４の基端部が連結されている。
この腕スリーブ４の先端部には、前記第２軸に対して直
交する第３軸周りに回転する中間腕５の基端部が連結さ
れており、この中間腕５の先端部には前記第３軸に対し
て直交する第４軸周りに回動する接続スリーブ６の基端
部が連結されている。更に、接続スリーブ６の先端部に
は、前記第４軸に対して直交する第５軸周りに回転する
延長スリーブ７の基端部が連結されており、この延長ス
リーブ７の先端部には前記第５軸に対して直交する第６
軸周りに回動する手首部８が連結されている。そして、
この手首部８には前記第６軸に対して直交する第７軸周
りに回転し且つ各種作業機器が組み付けられる面板９が
取り付けられている。

【００１２】第１軸〜第７軸にはそれぞれサーボモータ
等が備えられ、これらサーボモータ等の作動を制御する
ことにより、取付ベース２に対する面板９の位置及び姿
勢を作業形態に応じて任意に変更できるようになってい
る。

【００１３】ここでマニプレータの軸部の一般的なメカ
構成を図１を基に説明する。同図に示すように、ロボッ
ト腕のスリーブ体１１とスリーブ体１２とは、関節ベア
リング１３により回転自在に接続されている。スリーブ
体１１内にはギヤ部１４，ＡＣサーボモータ１５及びレ
ゾルバ１６が直列に配置されている。つまりギヤケーシ
ング１４ａはスリーブ体１１に固定され、モータフレー
ム１５ａはギヤケーシング１４ａに同軸状態で固定さ
れ、レゾルバケーシング１６ａはモータフレーム１５ａ
に同軸状態で固定されると共に、ギヤ出力軸１４ｂがス
リーブ体１２に接続され、ロータ１５ｂがギヤ入力軸１
４ｃに接続され、レゾルバのロータがモータロータ１５
ｂに接続されている。ＡＣサーボモータ１５は、ステー
タ１５ｃに電流を供給することによりロータ１５ｂが回
転する。またレゾルバ１６は１相励磁２相出力タイプの
ものを採用している。更にギヤ部１４の入力軸１４ｃと
出力軸１４ｂとの間には減速ギヤ（図示省略）が備えら
れている。

【００１４】図１に示すマニプレータの軸部では、ＡＣ
サーボモータ１５のロータ１５ｂが回転すると、この回
転力はギヤ部１４のギヤ入力軸１４ｃ，ギヤ，ギヤ出力
軸１４ｂを介してスリーブ体１２に伝わり、スリーブ体
１２がスリーブ体１１に対して相対回転する。またロー
タ１５ｂの回転角はレゾルバ１６により検出される。

【００１５】次に図１を基に、マニプレータの軸部の電
気的構成及び発明のポイントを説明する。図１に示すよ
うにサーボドライバ２０は３本の電線Ｌ１（図では単線
結線で示している）を通してステータ１５ｃの巻線にモ
ータ電流を供給する。またレゾルバ１６の２つの出力相
の出力信号は電線Ｌ２，Ｌ３（図では単線結線で示して
いる）を介してサーボドライバ２０に送られる。

【００１６】更に本実施例では、ステータ１５ｃ内にバ
イメタルスイッチ２１を備えている。そしてサーボドラ
イバ２０，レゾルバ１６の励磁相コイル，バイメタルス
イッチ２１により閉回路を形成するよう電線Ｌ４により
結線を行なっている。バイメタルスイッチ２１は、ステ
ータ１５ｃの温度が設定温度よりも高くなって過熱状態
となったときに開状態となり、ステータ１５ｃの温度が
設定温度よりも低いときには閉状態となっている。この
ようにバイメタルスイッチ２１を備えて、上述した閉回
路を形成したことが本発明のポイントである。

【００１７】図１に示すサーボドライバ２０は、電線Ｌ
４を通してレゾルバ１６の励磁相コイルに励磁電流を送
るとともに、電線Ｌ２，Ｌ３を通してレゾルバ１６の出
力相コイルから回転位置信号を受けることによりロータ
１５ｂの回転位置を判別し、最適なサーボ制御ができる
ように電線Ｌ１を通してステータ１５ｃにモータ電流を
供給する。この動作はバイメタルスイッチ２１が閉状態
のとき、即ち過熱のない正常状態のときに行なわれる。

【００１８】ところでサーボ制御の実行中等においてス
テータ１５ｃが過熱すると、バイメタルスイッチ２１が
開く。しかもサーボドライバ２０は、それ自身の特性と
して、レゾルバ励磁相の電流が零になり位置検出が不能
になると、コミュテーション不能となり、出力していた
モータ供給電流を零にしてしまうようになっている。こ
のため、過熱状態になるとサーボドライバ２０からステ
ータ１５ｃに送るモータ供給電流が零になり、ＡＣサー
ボモータ１５の駆動が停止され、過熱状態から解除され
る。この場合バイメタルスイッチ２１は、レゾルバ１６
に入る励磁信号（微弱電流）を切るだけであるため、ス
イッチ容量は小さくてよい。

【００１９】上記実施例ではバイメタルスイッチにより
励磁相の電流を切るように結線をしているが、出力相の
電流が零になるとモータ供給電流を零とする特性を有す
るサーボドライバ２０を用いた場合には、バイメタルス
イッチによりレゾルバの出力相を切るように結線をして
もよい。もちろん本発明は、マニプレータに用いるＡＣ
サーボモータのみならず、他の分野に用いられているＡ
Ｃサーボモータの過熱を防止するのにも適用することが
できる。

【００２０】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、ＡＣサーボモータのステータにバ
イメタルスイッチを備え、モータが過熱するとバイメタ
ルスイッチが開放してレゾルバの一相分の信号を切るよ
うにしたので、過熱時にはサーボドライバからＡＣサー
ボモータに送る電流が零となり、モータ駆動が自動的に
停止する。したがって、過熱によるモータ損傷を防止で
きる。しかもバイメタルスイッチは、微弱電流であるレ
ゾルバの信号を切る能力があれば充分であるため、その
スイッチ容量は小さくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図。

【図２】マニプレータを示し斜視図。

【符号の説明】

１１，１２ スリーブ体 １３ 関節ベアリング １４ ギヤ部 １５ ＡＣサーボモータ １６ レゾルバ ２０ サーボドライバ ２１ バイメタルスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＡＣサーボモータと、 励磁相コイル及び出力相コイルを有しており、上記ＡＣ
   サーボモータに連結されてこのＡＣサーボモータのロー
   タの回転位置を検出するためのレゾルバと、 上記励磁相コイルに励磁電流を供給すると共に上記出力
   相コイルからの信号を受けて上記ロータの回転位置を求
   め、回転位置に応じて上記サーボモータに送る電流を制
   御するサーボドライバと、 上記ＡＣサーボモータのステータに備えられており、設
   定温度以上になると開放し設定温度より低くなると閉じ
   るバイメタルスイッチとを備え、 上記サーボドライバ，レゾルバの一相分のコイル及びバ
   イメタルスイッチで閉回路を形成するよう結線したこと
   を特徴とするＡＣサーボモータの過熱防止装置。