JPH08196098A - 電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電動モータの一過性でない過トルク
状態が発生した際の、電動モータ等の保護を図ることを
目的としている。 【構成】電動モータにより駆動される駆動機構におい
て、電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出す
る過トルク検出手段と、過トルク状態が予め設定した所
定時間に亙り発生するとき検出出力を発生する過トルク
状態継続検出手段23と、電動モータの駆動制御時、前記
過トルク状態継続検出手段からの検出出力を受けると警
報出力を発生する警報手段25とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動機構、例えば、流量
調節弁等の弁操作用として使用される電動サーボ機構等
の電動駆動装置に係わり、特にその過トルク検出時の保
護のための回路の改良を図った電動駆動装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】弁操作機構には電動サーボモータが用い
られるが、この電動サーボを用いた弁操作機構の構成例
を示すと図６の如きである。すなわち図６に示す構成
は、駆動源である電動サーボモータ部８、この電動サー
ボモータ部８を駆動制御する電動サーボモータドライバ
部７、電動サーボモータ部８の回転力を伝達するモータ
トルク伝達用ギア部９、このモータトルク伝達用ギア部
９を介して受ける電動サーボモータ部８の回転力にて駆
動操作され、電動サーボ機構可動側部１２を操作量対応
に駆動する電動サーボ機構固定側部１１、駆動操作力に
より電動サーボモータ部８の過トルク状態を検出する過
トルク検出部１０、電動サーボ機構可動側部１２によっ
て操作される操作対象の機能要素である被操作機構部１
３からなり、さらに電動サーボモータドライバ部７の入
力段にはモータ電流制限入力信号接点２が設けられてい
て、このモータ電流制限入力信号接点２は過トルク検出
部１０が電動サーボモータ部８の過トルクを検出したと
きにこれを閉じるように構成してある。

【０００３】すなわち、このモータ電流制限入力信号接
点２は例えば、リレーを使用しており、このリレーの励
磁コイル２Ｌに、過トルク検出部１０の出力により動作
する過トルク検出出力接点１０ａを接続したもので、過
トルク検出部１０が動作時にこの過トルク検出出力接点
１０ａを閉じることでこの過トルク検出出力接点１０ａ
を介してリレーの励磁コイル２Ｌを励磁し、モータ電流
制限入力信号接点２を閉じるように構成してある。

【０００４】電動サーボモータドライバ部７はモータ電
流制限入力信号接点２がオンになることで、予め定めた
所定の電流値に納まるように電流制限制御して電動サー
ボモータ部８を駆動制御する機能を有している。

【０００５】このような構成において、通常はモータ電
流制限入力信号接点２が開路状態にあり、電動サーボモ
ータドライバ部７へのモータ電流制限入力はない状態に
ある。電動サーボモータドライバ部７は外部から制御指
令を受けることで、速度指令値対応に電動サーボモータ
部８を駆動し、電動サーボモータ部８の回転力がモータ
トルク伝達用ギア部９に伝達されることによって、電動
サーボ機構固定側部１１に駆動力が伝達され、電動サー
ボ機構固定側部１１における可動側部１２が操作されて
最終的に被操作機構部１３が駆動操作されることにな
る。そして、電動サーボモータ部８の過トルク状態が過
トルク検出部１０によって検出されるとモータ電流制限
入力信号接点２が閉路（オン）され、これによって電動
サーボモータドライバ部７は予め定めた所定の電流値内
に納まるように電流制限制御して電動サーボモータ部８
を駆動制御し、過トルク状態にならないようする。

【０００６】ここで、一般的に過トルク状態は、被操作
機構１３に何等かの障害物が挟まる等の原因により発生
することが最も多く、このような原因で電動サーボ機構
における可動側部１２が動作不良に陥ることにより、モ
ータ電流が増大してモータトルクが大きくなることで過
トルク状態になる。

【０００７】過トルク状態は、このモータの駆動操作力
の増大により動作する過トルク検出部１０により検知
し、過トルク状態が検知された時点でモータ電流制限入
力信号接点２をオンして電動サーボモータドライバ部７
に電流制限動作をさせて電動サーボモータ部８に流す電
流を所定値内に抑えるようにし、保護をはかる。

【０００８】また、過トルク検出部１０によって過トル
ク状態が検出されてモータ電流制限入力信号接点２がオ
ンされることによって、モータ電流がある一定値に制限
されると今度はモータトルクが小さくなるため、過トル
ク状態が検出されなくなってモータ電流制限入力信号接
点２が復帰（オフ）する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】電動サーボ機構におい
ては、動力源である電動サーボモータが過トルク状態に
陥らないように、過トルク検出部によって監視し、過ト
ルク状態が検出されると電動サーボモータのドライバが
モータ電流を所定電流値内に抑えるように制御するよう
にしてある。

【００１０】この構成においては過トルク状態はモータ
の駆動操作力を監視し、この操作力が設定値を超えると
過トルクと判定してドライバにモータ電流制限入力を与
え、ドライバは予め定めた所定の電流値内に納まるよう
に電流制限制御してモータを駆動制御し、過トルク状態
にならないようする。

【００１１】ところで、電動サーボ機構においての過ト
ルク状態は、一般的にこの電動サーボ機構によって操作
される被操作機構に何等かの障害物が挟まる等の原因に
より動作不良を発生することで生じることが最も多く、
この動作不良に陥ることにより、モータ電流が増大する
ことでモータトルクが大きくなり、過トルク状態にな
る。

【００１２】そして、過トルク状態になるとモータ電流
制限入力をドライバに与え、該ドライバに電流制限動作
をさせてモータに流す電流を所定値内に抑えるように
し、保護をはかる。しかし、モータ電流制限入力は過ト
ルク状態が検出されている時にドライバに与えられるも
のであり、モータ電流がある一定値に制限されたことに
よりモータトルクが小さくなると、モータ電流制限入力
がなくなり、再び、電流値が増大して過トルク状態にな
り、これによってモータ電流制限入力がドライバに与え
られ、該ドライバに電流制限動作をさせてモータに流す
電流を所定値内に抑えるといった動作が繰り返される危
険がある。

【００１３】これは、過トルク状態に陥る原因が解消さ
れないまま、電流値のみで制御を行っていることに起因
する。そして、このような制御形態を続けていると、過
トルク検出時に、過トルク状態とモータ電流制限状態が
繰り返されるハンチング現象を継続する結果、モータ温
度の上昇を招き、モータを焼損する危険性やモータ・サ
ーボ機構部および被操作部の破損を招くといった危険性
があった。

【００１４】そこで、この発明の目的とするところは、
電動サーボ機構において、動力源であるモータの過トル
クを検出する検出部の検出機構・設定値に関係なく、異
常時の過トルク検出が行え、モータ・サーボ機構（固定
・可動）部および被操作部の破損防止を図ることができ
るようにした保護回路を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、電動モー
タにより駆動される駆動機構において、第１には、前記
電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
トルク検出手段と、過トルク状態が予め設定した所定時
間に亙り発生するとき検出出力を発生する過トルク状態
継続検出手段と、前記電動モータの駆動制御時、前記過
トルク状態継続検出手段からの検出出力を受けると警報
出力を発生する警報手段とを具備する。更には、前記電
動モータが過トルク状態である間、当該電動モータの電
流値を低減すべく制御する駆動制御手段を設け、前記電
動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検出手段
からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電流値低
減状態を保持すべく制御する自己保持手段を設ける。

【００１６】第２には、電動モータの駆動操作力から過
トルク状態を検出する過トルク検出手段と、前記電動モ
ータの駆動制御時、前記過トルク検出手段により過トル
ク状態が所定回、検出されると検出出力を発生する過ト
ルク検出判定手段と、前記電動モータの駆動制御時、前
記過トルク検出判定手段からの検出出力を受けると警報
出力を発生する警報手段とを設けて構成する。更には、
前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段を設け、
前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判定手
段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電流値
低減状態を保持すべく制御する自己保持手段を設ける。

【００１７】第３には、電動モータの駆動操作力から過
トルク状態を検出する過トルク検出手段と、前記電動モ
ータが過トルク状態である間、当該電動モータの電流値
を低減すべく制御する駆動制御手段と、前記過トルク検
出手段により過トルク状態が予め設定した所定時間に亙
り発生するとき検出出力を発生する過トルク状態継続検
出手段と、前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク
検出手段により過トルク状態が所定回、検出されると検
出出力を発生する過トルク検出判定手段と、前記電動モ
ータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検出手段また
は過トルク検出判定手段からの検出出力のうち、少なく
とも一方を受けると警報出力を発生する警報手段と、前
記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検出
手段または過トルク検出判定手段からの検出出力のう
ち、少なくとも一方を受けると前記駆動制御手段の電流
値低減状態を保持すべく制御する自己保持手段とを設け
て構成する。

【００１８】

【作用】本装置においては、過トルク検出手段が電動モ
ータの駆動操作力から過トルク状態を検出する。する
と、第１の構成においては、過トルク状態が予め設定し
た所定時間に亙り発生するとき過トルク状態継続検出手
段は検出出力を発生し、警報手段は前記電動モータの駆
動制御時、当該過トルク状態継続検出手段からの検出出
力を受けて警報出力を発生する。

【００１９】従って、過トルク状態が発生すると警報を
発して知らせることができるようになる。更には、駆動
制御手段を設けることにより、前記電動モータが過トル
ク状態である間、当該電動モータの電流値を低減すべく
制御する。そのため、過トルク状態が発生すると警報を
発して知らせると共に、電動モータの電流値を低減すべ
く制御することができるようになる。

【００２０】さらに、自己保持手段を設けることによ
り、前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継
続検出手段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段
の電流値低減状態を保持すべく制御することができるか
ら、過トルク状態が発生すると継続的に警報を発して知
らせると同時に、電動モータの電流値を低減すべく継続
的に制御することができるようになる。従って、過トル
ク状態から電動モータを保護することができるようにな
り、また、電動モータの電流値を継続的に低減すること
でトルクを継続的に低減して当該電動モータにより駆動
される機構の破損等をも防止できるようになる。

【００２１】第２の構成の場合、前記電動モータの駆動
制御時、過トルク検出手段により過トルク状態が所定
回、検出されると過トルク検出判定手段は検出出力を発
生する。そして、前記電動モータの駆動制御時、警報手
段は前記過トルク検出判定手段からの検出出力を受ける
と警報出力を発生する。

【００２２】従って、過トルク状態が発生すると警報を
発して知らせることができるようになる。特に、警報出
力の発生は前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク
検出判定手段からの検出出力を受けた段階であり、過ト
ルク検出判定手段の検出出力は、過トルク検出手段によ
り過トルク状態が所定回、検出された段階であるからこ
の過トルク検出判定手段を設けたことにより、電動モー
タの始動時において発生するサージ電流に対しては警報
を発生することがなく、誤検出を防止できる。

【００２３】更には、駆動制御手段を設けたことによ
り、前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動
モータの電流値を低減すべく制御する。そのため、過ト
ルク状態が発生すると警報を発して知らせると共に、電
動モータの電流値を低減すべく制御することができるよ
うになる。

【００２４】さらに、自己保持手段を設けることによ
り、前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判
定手段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電
流値低減状態を保持すべく制御することができるから、
過トルク状態が発生すると継続的に警報を発して知らせ
ると同時に、電動モータの電流値を低減すべく継続的に
制御することができるようになる。従って、過トルク状
態から電動モータを保護することができるようになり、
また、電動モータの電流値を継続的に低減することでト
ルクを継続的に低減して当該電動モータにより駆動され
る機構の破損等をも防止できるようになる。しかも、過
トルク検出判定手段の検出出力は、過トルク検出手段に
より過トルク状態が所定回、検出された段階であるから
この過トルク検出判定手段を設けたことにより、電動モ
ータの始動時において発生するサージ電流に対しては警
報を発生したり、電動モータの電流値の継続的な低減動
作状態に陥ることがなく、誤動作を防止できる。

【００２５】また本発明は、第３の構成を採用すること
により、過トルク状態継続検出手段は過トルク検出手段
により過トルク状態が予め設定した所定時間に亙り発生
するとき検出出力を発生し、また、駆動制御手段は前記
電動モータが過トルク状態である間、当該電動モータの
電流値を低減すべく制御する。そして、過トルク検出判
定手段は前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検
出手段により過トルク状態が所定回、検出されると検出
出力を発生し、警報手段は前記電動モータの駆動制御
時、前記過トルク状態継続検出手段または過トルク検出
判定手段からの検出出力のうち、少なくとも一方を受け
ると警報出力を発生する。また、自己保持手段は前記電
動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検出手段
または過トルク検出判定手段からの検出出力のうち、少
なくとも一方を受けると前記駆動制御手段の電流値低減
状態を保持すべく制御する。

【００２６】従って、一過性でない過トルク状態が発生
すると警報を発して知らせることができるようになり、
また、当該電動モータの電流値を継続的に低減してモー
タ等の保護を図ることができるようになり、また、電動
モータの電流値を継続的に低減することでトルクを継続
的に低減して当該電動モータにより駆動される機構の破
損等をも防止できるようになる。しかも、過トルク検出
判定手段の検出出力は、過トルク検出手段により過トル
ク状態が所定回、検出された段階であるからこの過トル
ク検出判定手段を設けたことにより、電動モータの始動
時において発生するサージ電流に対しては警報を発生し
たり、電動モータの電流値の継続的な低減動作状態に陥
ることがなく、誤動作を防止できる。

【００２７】

【実施例】本実施例の装置は、モータ駆動操作力から過
トルクを検出する過トルク検出部、過トルク検出部が過
トルク状態であることを検出するとモータ電流を制限
し、過トルク状態が解消されるとモータ電流の制限を解
いてモータ駆動制御をするモータ電流制限機能を有した
サーボモータドライバとを持つ電動サーボ機構におい
て、過トルク状態継続検出タイマの動作または過トルク
検出判定回路による異常検出時に電動サーボ運転条件が
なくなるまで電流制限条件を自己保持し、システムとし
ての保護回路に対して警報条件を渡すと共に、電動サー
ボモータドライバに電流制限入力を与えて、モータの温
度上昇や電動サーボ機構部および被操作機構部の破損を
確実に防止するようにするものであり、以下、本発明の
一実施例について、その詳細を図面を参照して説明す
る。

【００２８】図１は本発明の一実施例としての回路ブロ
ック図であり、過トルク状態からシステムを保護する保
護回路２０の構成例を示している。本実施例ではこの保
護回路２０を従来技術として説明した図６の弁操作機構
に適用するケースを例に説明する。

【００２９】図６の弁操作機構は、既に説明したよう
に、駆動源である電動サーボモータ部８、この電動サー
ボモータ部８を駆動制御する電動サーボモータドライバ
部７、電動サーボモータ部８の回転力を伝達するモータ
トルク伝達用ギア部９、このモータトルク伝達用ギア部
９を介して受ける電動サーボモータ部８の回転力にて駆
動操作され、電動サーボ機構の可動側部１２を操作量対
応に駆動する電動サーボ機構固定側部１１、モータ駆動
操作力により電動サーボモータ部８の過トルク状態を検
出する過トルク検出部１０、電動サーボ機構可動側部１
２によって操作される操作対象の機能要素である被操作
機構部１３からなり、さらに電動サーボモータドライバ
部７の入力段にはモータ電流制限入力信号接点２が設け
られていて、このモータ電流制限入力信号接点２は過ト
ルク検出部１０が電動サーボモータ部８の過トルクを検
出したときにこれを閉じるように構成してある。

【００３０】この弁操作機構に図１に示す本発明の保護
回路２０を接続して構成することで、過トルク状態にな
った場合での電流制限／電流制限解除の繰り返しを防止
する。なお本発明は、本発明の保護回路２０を図６の構
成に併用する実施形態と、本発明の保護回路２０で図６
の構成の一部を置き換える実施形態のいずれをも採用可
能であり、本発明の保護回路２０を図６の構成に併用す
る実施形態を採用すれば、過トルク検出時の保護を、過
トルク検出部１０の検出機構、設定値に関係なく行うこ
とができる構成となる。

【００３１】図１に本発明の一実施例としての保護回路
２０を示す。この図１の保護回路２０は、過トルク検出
接点２１と、電動サーボモータドライバ部７へ電流制限
指令を与える電流制限出力部２２と、過トルク状態継続
検出タイマ２３と、過トルク検出判定回路２４と、シス
テム側へ警報を与える警報出力部２５および電動サーボ
の運転条件を与える電動サーボ運転条件入力部２６にて
構成される。

【００３２】上記過トルク検出接点２１は過トルク検出
部１０の出力により動作する接点であり、過トルク検出
部１０が電動サーボモータ部８の過トルク状態を検出す
ると動作して過トルク検出を知らせることができるよう
になっている。また、過トルク検出接点２１は電動サー
ボモータ部８の過トルク状態が解消されて過トルク検出
部１０が過トルク状態を検出しなくなると、復帰する仕
組みとなっている。従って、過トルク検出接点２１は図
６における過トルク検出部１０の出力により動作する過
トルク検出出力接点１０ａをそのまま利用するか、過ト
ルク検出出力接点１０ａと置き換えることができる。

【００３３】図１に示す保護回路２０は、過トルク検出
接点２１の出力端を第１のゲートである２入力アンドゲ
ートＧ１および第２のゲートである２入力オアゲートＧ
２の第１入力端子にそれぞれ接続されて、出力をこれら
ゲートに与える構成としてあり、第２のゲートである２
入力オアゲートＧ２の出力は過トルク状態検出タイマ２
３、過トルク検出判定回路２４および電流制限出力部２
２に与える構成としてある。

【００３４】また、２入力アンドゲートＧ１の出力端子
は２入力オアゲートＧ２の第２入力端子に接続されてオ
アゲートＧ２はアンドゲートＧ１またはトルク検出接点
２１のいずれかから出力があれば出力を出す構成として
ある。

【００３５】また、第３のゲートである３入力オアゲー
トＧ３と第４のゲートである２入力アンドゲートＧ４が
ある。そして、第３のゲートである３入力オアゲートＧ
３の第１入力端子には過トルク検出判定回路２４の出力
が、また、第２入力端子には過トルク状態継続検出タイ
マ２３の出力が、そして、第３入力端子には第４のゲー
トである２入力アンドゲートＧ４の出力が、それぞれ入
力される構成としてある。また、第４のゲートである２
入力アンドゲートＧ４にはその第１入力端子に電動サー
ボ運転条件入力部２６の出力が、また、第２入力端子に
オアゲートＧ３の出力がそれぞれ入力される構成として
あり、アンドゲートＧ１の第２入力端子には２入力アン
ドゲートＧ４の出力が与えられる構成としてある。

【００３６】ここで電流制限出力部２２は過トルク検出
接点２１がオンのとき、および警報出力部２５が警報出
力を出している時に電流制限指令を出力するもので、自
己保持機能を有しており、システム側の警報リセット操
作があると、自己保持を解いて電流制限指令を停止する
機能を有するものである。従って、図６の構成における
電流制限入力信号接点２をそのまま使用することもでき
るが、電流制限出力部２２はその出力信号を過トルク状
態継続検出タイマ２３、過トルク検出判定回路２４にも
使用するので電流制限入力信号接点２を利用する場合に
はリレーの接点数をそれ対応に増やしておく必要があ
る。

【００３７】電流制限出力部２２からの電流制限指令出
力は、過トルク状態継続検出タイマ２３における検出動
作条件の一つに、また、過トルク検出判定回路２４にお
ける検出判定動作実施の条件として、また、電動サーボ
ドライバ部７への電流制限入力条件の一つとしてそれぞ
れ使用する。

【００３８】過トルク状態継続検出タイマ２３は電流制
限をしても過トルク検出接点２１が復帰しない場合の故
障検出用のタイマであり、始動電流による過トルク検出
時の誤警報防止と過トルク状態継続検出を行うものであ
る。すなわち、過トルク状態継続検出タイマ２３は電流
制限出力部２２が電流制限指令を出力している場合に計
時動作を行い、過トルク検出接点２１が復帰すると動作
を停止して計時値をクリアすると共に、計時値が予め設
定された所定値に達すると出力を出す機能を有する。

【００３９】過トルク検出判定回路２４は電流制限をす
ると過トルク検出接点２１が復帰と動作を繰り返す場合
の検出用の回路であり、電流制限出力部２２が電流制限
指令を出力している場合に過トルク検出接点２１が復帰
すると出力を出す回路であって、これはつぎの２通りが
ある。

【００４０】その１つは、図２に示す如く、ＯＮ状変に
より動作するシングルショットタイマとカウンタおよび
ゲートから構成し、もう一つは図３に示す如く、ＯＦＦ
状変により動作するシングルショットタイマとゲートか
ら構成する。

【００４１】詳細を説明する。図２の構成例において
は、ＯＮ状変により動作するシングルショットタイマ３
１とＯＮ状変により動作するカウンタ３２を用いると共
に、これらシングルショットタイマ３１とカウンタ３２
の出力のアンドをとるゲート３３と、このゲート３３の
出力にて過トルク検出異常信号を出す過トルク検出異常
出力部３４とから構成する。ここで、ＯＮ状変とは入力
信号が例えば、オン状態でレベル“Ｈ”、オフ状態でレ
ベル“Ｌ”とすれば、レベル“Ｈ”への立上がり変化の
ことを示しており、図４（ａ）に示す如く、シングルシ
ョットタイマ３１は入力信号（本実施例の構成の場合、
電流制限出力部２２からの出力）のＯＮ状変に応動して
このタイマ３１に予め設定した所定時間経過後に単一パ
ルスを出力する構成であり、カウンタ３２は入力信号で
ある電流制限出力部２２からの出力のＯＮ状変によりカ
ウントを進めるものである。カウンタ３２は予め設定さ
れた数をカウントすると出力を発生するが、これによ
り、電流制限出力部２２から所定回の出力が発生した段
階でシングルショットタイマ３１の出力があったとき、
過トルク検出異常出力部３４から過トルク検出異常信号
を出力する構成となる。

【００４２】これにより、過トルク検出入力条件ＯＮか
ら一定時間内に再度、過トルク検出入力条件がＯＮした
場合に過トルク検出異常として、過トルク検出異常信号
を出力することができる。

【００４３】図３の構成例においては、入力信号（本実
施例の構成の場合、電流制限出力部２２からの出力）の
ＯＦＦ状変により動作するシングルショットタイマ４１
を用いると共に、このシングルショットタイマ４１の出
力と上記入力信号出力（電流制限出力部２２からの出
力）のアンドをとるゲート３３と、このゲート３３の出
力にて過トルク検出異常信号を出す過トルク検出異常出
力部３４とから構成する。ここで、ＯＦＦ状変とは入力
信号が例えば、オン状態でレベル“Ｈ”、オフ状態でレ
ベル“Ｌ”とすれば、レベル“Ｌ”への立下がり変化の
ことを示しており、図４（ｂ）に示す如く、シングルシ
ョットタイマ４１は入力信号（電流制限出力部２２から
の出力）のＯＦＦ状変に応動して起動して自己に予め設
定した所定時間経過後に単一パルスを出力する構成であ
る。

【００４４】そして、ＯＦＦ状変により動作するシング
ルショットタイマ４１を用いたことで、過トルク検出入
力条件ＯＦＦから一定時間内（上記自己に予め設定した
所定時間内）に再度、過トルク検出入力条件がＯＮした
場合に過トルク検出異常として、過トルク検出異常信号
を出力することができる。

【００４５】電動サーボ運転条件入力部２６は、弁操作
機構における電動サーボモータドライバ部７に運転指令
が与えられているときにこれを示す信号を出力するもの
であり、警報出力部２５は過トルク検出判定回路２４の
出力または過トルク状態継続検出タイマ２３の出力を受
けると同時に、この時、電動サーボ運転条件成立状態で
あれば、システム側への警報出力すると同時にゲートＧ
３，Ｇ４により自己保持するように構成されている。リ
セットは電動サーボ運転条件不成立の状態において行
う。すなわち、電動サーボ運転が実施されているとき
に、過トルク検出判定回路２４の出力または過トルク状
態継続検出タイマ２３の出力を受けると警報出力部２５
は警報出力をすると共に自己保持し、電動サーボ運転条
件不成立の状態になるとリセットされる構成である。

【００４６】上述した図１の回路２０は保護回路として
電動サーボ機構に接続されて使用される。電動サーボ機
構に本保護回路２０を接続した状態を図５に示す。な
お、図５において、２はモータ電流制限入力信号接点、
２Ｌはリレーの励磁コイルでモータ電流制限入力信号接
点２はこのリレーの接点であり、７は電動サーボモータ
ドライバ部、８は電動サーボモータ部、１０は過トルク
検出部、１０ａは過トルク検出部１０の出力により動作
する過トルク検出出力接点であり、その機能は図６の同
符号同名のものに対応する。なお、モータ電流制限入力
信号接点２は図１の電流制限出力部２２に対応し、過ト
ルク検出出力接点１０ａは図１の過トルク検出接点２１
に対応する。また、５１はシステム側の構成要素であ
り、オペレータ等による制御や指令の中枢となる。

【００４７】つぎにこのような構成の本装置の作用を説
明する。電動サーボモータドライバ部７は外部から制御
指令（システム側からの制御指令）を受けることで、こ
の電動サーボモータドライバ部７は指令値対応に電動サ
ーボモータ部８を駆動する。そして、電動サーボモータ
部８の回転力がモータトルク伝達用ギア部９に伝達され
ることによって、電動サーボ機構固定側部１１に駆動力
が伝達され、電動サーボ機構における可動側部１２が操
作されて最終的に被操作機構部１３が駆動操作されるこ
とになる。

【００４８】ここで、電動サーボモータ部８の過トルク
状態が発生して過トルク検出部１０によりこれが検出さ
れるとモータ電流制限入力信号接点２が閉路（オン）さ
れ、これによって電動サーボモータドライバ部７は予め
定めた所定の電流値内に納まるように電流制限制御して
電動サーボモータ部８を駆動制御し、過トルク状態にな
らないようする。

【００４９】過トルク検出部１０が過トルク状態発生を
検出したことで、過トルク検出接点２１も動作すること
になる。そして、この過トルク検出接点２１の接点出力
はアンドゲートであるゲートＧ１とオアゲートであるゲ
ートＧ２に与えられ、ゲートＧ２を介して過トルク状態
継続検出タイマ２３、過トルク検出判定回路２４そして
電流制限出力部２２に与えられることになる。そして、
これにより電流制限出力部２２からは電流制限出力（電
流制限指令）が発生することになる。

【００５０】ここで一過性の過トルク状態発生であるな
らばそれはすぐに解消されるので、過トルク検出接点２
１の接点の復帰により過トルク状態継続検出タイマ２３
はタイムアップ前にクリアされ、過トルク検出判定回路
２４は過トルク検出異常出力部３４から過トルク検出異
常信号を出力することなく、動作を終了してしまい、ま
た、電流制限出力部２２からの電流制限出力もなくなる
ので、ゲートＧ４の出力が発生することがない。従っ
て、この場合は過トルク状態の消滅と共に電流制限のな
い通常の制御状態に戻る。

【００５１】つぎに発生した過トルク状態が一過性でな
かった場合の動作を説明する。一過性でない過トルク状
態の発生により、過トルク検出部１０がこれを検出する
とモータ電流制限入力を発生する。しかし、モータ電流
制限入力は過トルク状態が検出されている時にドライバ
に与えられるものであり、モータ電流がある一定値に制
限されたことによりモータトルクが小さくなると、モー
タ電流制限入力がなくなり、再び、電流値が増大して過
トルク状態になり、これによってモータ電流制限入力が
ドライバに与えられ、該ドライバに電流制限動作をさせ
てモータに流す電流を所定値内に抑えるといった動作が
繰り返されることにもなる。

【００５２】本装置ではこれをつぎのようにして解消し
ている。過トルク検出部１０がモータ電流制限入力を発
生すると、過トルク検出接点２１の接点が動作すること
により、その接点出力がゲートＧ１，Ｇ２に与えられ
る。そして、これによりゲートＧ２から出力が出され、
電流制限出力部２２，過トルク状態継続検出タイマ２
３，過トルク状態判定回路２４に入力される。また、電
動サーボが運転状態にあることにより電動サーボ運転条
件入力部２６からは出力が発生され、ゲートＧ４に与え
られる。

【００５３】ゲートＧ２から出力により電流制限出力部
２２は電流制限出力を出し、電動サーボモータドライバ
部７に与えて電動サーボモータ部８に流れる電流制限を
制限する。また、ゲートＧ２からの出力により過トルク
状態継続検出タイマ２３は、電流制限出力部２２が電流
制限指令を出力している間、計時動作を行うことにな
り、所定時間経過までに過トルク検出接点２１の入力が
解除されない場合に、出力を出し、オアゲートである第
３のゲートＧ３を介してアンドゲートである第４のゲー
トＧ４にこれを与える。

【００５４】また、過トルク検出判定回路２４は過トル
ク検出接点２１が一度動作し、または復帰してから一定
時間内に再度、該過トルク検出接点２１が動作を繰り返
すと出力を出し、第３のゲートＧ３を介して第４のゲー
トＧ４にこれを与える。つまり、過トルク状態判定回路
２４は電流制限をすると所定時間内に過トルク検出接点
２１が復帰と動作を繰り返す場合に、過トルク状態が解
消されていないと判定して第４のゲートＧ４に出力を与
える。

【００５５】そのため、電流制限出力が断続され、過ト
ルク検出接点２１が復帰と動作を繰り返す場合に、ある
いは、電流制限指令が出力されている間において、所定
時間内に過トルク検出接点２１の入力が解除されない場
合に、しかも、電動サーボ運転中であれば、第４のゲー
トＧ４から出力が出されてこれにより、警報出力部２５
はシステムに警報出力を出す。第４のゲートＧ４からの
出力はオアゲートである第３のゲートＧ３を介してアン
ドゲートである第４のゲートＧ４に与えられので、この
時、引き続き電動サーボ運転条件成立状態であれば、シ
ステム側への警報出力と同時にゲートＧ３，Ｇ４により
この警報出力状態を自己保持する。

【００５６】従って、一過性でない過トルク状態が発生
したときは、所定時間の経過後に、警報を出力してしか
も、その警報出力状態を自己保持することができ、この
警報で監視員に異常事態発生を知らせることができるよ
うになり、また、この警報で電動サーボモータ部８の電
源系統を緊急遮断させる等すれば、過トルク状態発生の
根本原因が解消しないまま、電流制限と通常の運転の繰
り返し動作を行うといったことをなくすことができ、電
動サーボモータ部８の加熱や、モータ・サーボ機構（固
定・可動）部および被操作部の破損防止を図ることがで
きるようになる。

【００５７】しかも、本装置では過トルク状態継続検出
タイマ２３、過トルク検出判定回路２４のタイムアップ
時間を、始動電流の発生持続時間を越えるように、適宜
時間設定しておくことで、短時間に収束する過大電流に
は感応しないようにして、始動電流を過トルク発生と誤
認することなく、モータの保護と、サーボ機構部および
被操作部の保護を図ることができる。

【００５８】以上、本装置は電動モータにより駆動され
る駆動機構において、前記電動モータの駆動電流値から
過トルク状態を検出する過トルク検出手段と、前記電動
モータが過トルク状態である間、当該電動モータの電流
値を低減すべく制御する駆動制御手段と、前記過トルク
検出手段により過トルク状態が予め設定した所定時間に
亙り発生するとき検出出力を発生する過トルク状態継続
検出手段と、前記電動モータの駆動制御時、前記過トル
ク検出手段により過トルク状態が所定回、検出されると
検出出力を発生する過トルク検出判定手段と、前記電動
モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検出手段ま
たは過トルク検出判定手段からの検出出力のうち、少な
くとも一方を受けると警報出力を発生する警報手段と、
前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
出手段または過トルク検出判定手段からの検出出力のう
ち、少なくとも一方を受けると前記駆動制御手段の電流
値低減状態を保持すべく制御する自己保持手段とを設け
て構成したものである。

【００５９】そして、本装置においては、過トルク検出
手段が電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出
する。また、過トルク状態継続検出手段は過トルク検出
手段により過トルク状態が予め設定した所定時間に亙り
発生するとき検出出力を発生し、また、駆動制御手段は
前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
タの電流値を低減すべく制御する。そして、過トルク検
出判定手段は前記電動モータの駆動制御時、前記過トル
ク検出手段により過トルク状態が所定回、検出されると
検出出力を発生し、警報手段は前記電動モータの駆動制
御時、前記過トルク状態継続検出手段または過トルク検
出判定手段からの検出出力のうち、少なくとも一方を受
けると警報出力を発生する。また、自己保持手段は前記
電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検出手
段または過トルク検出判定手段からの検出出力のうち、
少なくとも一方を受けると前記駆動制御手段の電流値低
減状態を保持すべく制御する。

【００６０】このようなものであるから、一過性でない
過トルク状態が発生すると警報を発して知らせることが
できるようになり、また、当該電動モータの電流値を継
続的に低減してモータ等の保護を図ることができるよう
になり、また、電動モータの電流値を継続的に低減する
ことでトルクを継続的に低減して当該電動モータにより
駆動される機構の破損等をも防止できるようになる。し
かも、過トルク検出判定手段の検出出力は、過トルク検
出手段により過トルク状態が所定回、検出された段階で
あるからこの過トルク検出判定手段を設けたことによ
り、電動モータの始動時において発生するサージ電流に
伴って発生する可能性のある過トルク検出接点入力２１
に対しては警報を発生することがなく、誤動作を防止で
きる。なお、本発明は上述の実施例に限定されるもので
はなく、種々変形して実施することが可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、モータ
始動電流による過トルクの誤警報発生を防止しつつ、一
過性でない過トルク状態の発生時にこれを知らせると共
に、モータ電流を継続的に抑制して、モータの加熱を防
止することができる他、モータ電流を継続的に抑制する
ことによって電動サーボ機構を駆動する力を弱め、電動
サーボ機構の破損等をも防止できるようにした電動駆動
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するための図であっ
て、本発明の電動サーボの過トルク検出時の保護回路の
一例を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を説明するための図であっ
て、図１の構成における過トルク検出判定回路２４の一
実施例を示すブロック図。

【図３】本発明の一実施例を説明するための図であっ
て、図１の構成における過トルク検出判定回路２４の別
の実施例を示すブロック図。

【図４】図２および図３に示す過トルク検出判定回路２
４の動作例を示すタイミングチャート。

【図５】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明を適用したシステム構成例のブロック図。

【図６】従来例を説明するための図であって、電動サー
ボを用いた一般的な弁操作機構の構成例を示す図。

【符号の説明】

２…電動サーボモータドライバへの電流制限入力 ２Ｌ…リレーの励磁コイル ７…電動サーボモータドライバ部 ８…電動サーボモータ部 ９…モータトルク伝達用ギア部 １０…過トルク検出部 １０ａ…過トルク検出部１０の出力により動作する過ト
ルク検出出力接点 １１…電動サーボ機構固定側部 １２…電動サーボ機構可動側部 １３…被操作機構部 ２０…保護回路 ２１…過トルク検出接点 ２２…電流制限出力部 ２３…過トルク状態継続検出タイマ（始動電流による過
トルク検出時の誤警報防止機能を含む） ２４…過トルク検出判定回路 ２５…警報出力部 ２６…電動サーボ運転条件入力部 ３１…ＯＮ状変により動作するシングルショットタイマ ３２…ＯＮ状変により動作するカウンタ（設定値異常で
ＯＮ） ３３…アンドゲート ３４…過トルク検出異常出力部 ４１…ＯＦＦ状変により動作するシングルショットタイ
マ Ｇ１…アンドゲート（第１のゲート） Ｇ２…オアゲート（第２のゲート） Ｇ３…オアゲート（第３のゲート） Ｇ４…アンドゲート（第４のゲート） ５１…システム側の構成要素

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 前記電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出す
   る過トルク検出手段と、 過トルク状態が予め設定した所定時間に亙り発生すると
   き検出出力を発生する過トルク状態継続検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段からの検出出力を受けると警報出力を発生する警
   報手段と、を具備することを特徴とする電動駆動装置。
2. 【請求項２】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記過トルク検出手段により過トルク状態が予め設定し
   た所定時間に亙り発生するとき検出出力を発生する過ト
   ルク状態継続検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出手段に
   より過トルク状態が所定回、検出されると検出出力を発
   生する過トルク検出判定手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段または過トルク検出判定手段からの検出出力のう
   ち、少なくとも一方を受けると警報出力を発生する警報
   手段と、を具備することを特徴とする電動駆動装置。
3. 【請求項３】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記過トルク検出手段により過トルク状態が予め設定し
   た所定時間に亙り発生するとき検出出力を発生する過ト
   ルク状態継続検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段からの検出出力を受けると警報出力を発生する警
   報手段と、を具備することを特徴とする電動駆動装置。
4. 【請求項４】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記過トルク検出手段により過トルク状態が予め設定し
   た所定時間に亙り発生するとき検出出力を発生する過ト
   ルク状態継続検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電
   流値低減状態を保持すべく制御する自己保持手段と、を
   具備することを特徴とする電動駆動装置。
5. 【請求項５】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記過トルク検出手段により過トルク状態が予め設定し
   た所定時間に亙り発生するとき検出出力を発生する過ト
   ルク状態継続検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段からの検出出力を受けると警報出力を発生する警
   報手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電
   流値低減状態を保持すべく制御する自己保持手段と、を
   具備することを特徴とする電動駆動装置。
6. 【請求項６】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記過トルク検出手段により過トルク状態が予め設定し
   た所定時間に亙り発生するとき検出出力を発生する過ト
   ルク状態継続検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出手段に
   より過トルク状態が所定回、検出されると検出出力を発
   生する過トルク検出判定手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段または過トルク検出判定手段からの検出出力のう
   ち、少なくとも一方を受けると警報出力を発生する警報
   手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク状態継続検
   出手段または過トルク検出判定手段からの検出出力のう
   ち、少なくとも一方を受けると前記駆動制御手段の電流
   値低減状態を保持すべく制御する自己保持手段と、を具
   備することを特徴とする電動駆動装置。
7. 【請求項７】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出手段に
   より過トルク状態が所定回、検出されると検出出力を発
   生する過トルク検出判定手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判定手
   段からの検出出力を受けると警報出力を発生する警報手
   段と、を具備することを特徴とする電動駆動装置。
8. 【請求項８】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出手段に
   より過トルク状態が所定回、検出されると検出出力を発
   生する過トルク検出判定手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判定手
   段からの検出出力を受けると警報出力を発生する警報手
   段と、を具備することを特徴とする電動駆動装置。
9. 【請求項９】 電動モータにより駆動される駆動機構に
   おいて、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
   トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
   タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出手段に
   より過トルク状態が所定回、検出されると検出出力を発
   生する過トルク検出判定手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判定手
   段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電流値
   低減状態を保持すべく制御する自己保持手段と、を具備
   することを特徴とする電動駆動装置。
10. 【請求項１０】 電動モータにより駆動される駆動機構
    において、 電動モータの駆動操作力から過トルク状態を検出する過
    トルク検出手段と、 前記電動モータが過トルク状態である間、当該電動モー
    タの電流値を低減すべく制御する駆動制御手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出手段に
    より過トルク状態が所定回、検出されると検出出力を発
    生する過トルク検出判定手段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判定手
    段からの検出出力を受けると警報出力を発生する警報手
    段と、 前記電動モータの駆動制御時、前記過トルク検出判定手
    段からの検出出力を受けると前記駆動制御手段の電流値
    低減状態を保持すべく制御する自己保持手段と、を具備
    することを特徴とする電動駆動装置。