JPH0822328A - 駆動モータ制御装置 - Google Patents
駆動モータ制御装置Info
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- JPH0822328A JPH0822328A JP6155705A JP15570594A JPH0822328A JP H0822328 A JPH0822328 A JP H0822328A JP 6155705 A JP6155705 A JP 6155705A JP 15570594 A JP15570594 A JP 15570594A JP H0822328 A JPH0822328 A JP H0822328A
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- load
- time
- rotational speed
- drive motor
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43008—Deceleration and stopping
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43054—Take up gear backlash during deceleration
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- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷装置の回転を減少または停止させる際
に、歯車同士の衝突によって生じる発生音を極力低下さ
せ、かつ短時間で負荷装置の回転を減少または停止させ
る駆動モータ制御装置を提供する。 【構成】 負荷装置の回転速度の減速が指示されると、
駆動歯車の回転速度は、ｖ1 からｖ2 に減速される。こ
の状態で、負荷歯車は、回転速度ｖ1 からその回転慣性
力によって回転速度ｖ3 は徐々に低下する。そして、時
刻Ｇ１において、駆動歯車の回転速度ｖ2 と負荷歯車の
回転速度ｖ3 とが一致して、互いの歯同士が緩やかに接
触し、負荷歯車の回転速度は、ｖ2 となる。そして、こ
の状態で時刻Ｇ２まで保持された後、駆動歯車の回転速
度は、ｖ2 から急激に低下させられ、それに伴って、負
荷歯車の回転速度も同様に急激に低下し、時刻Ｈにおい
て、駆動歯車および負荷歯車ともに停止する。
に、歯車同士の衝突によって生じる発生音を極力低下さ
せ、かつ短時間で負荷装置の回転を減少または停止させ
る駆動モータ制御装置を提供する。 【構成】 負荷装置の回転速度の減速が指示されると、
駆動歯車の回転速度は、ｖ1 からｖ2 に減速される。こ
の状態で、負荷歯車は、回転速度ｖ1 からその回転慣性
力によって回転速度ｖ3 は徐々に低下する。そして、時
刻Ｇ１において、駆動歯車の回転速度ｖ2 と負荷歯車の
回転速度ｖ3 とが一致して、互いの歯同士が緩やかに接
触し、負荷歯車の回転速度は、ｖ2 となる。そして、こ
の状態で時刻Ｇ２まで保持された後、駆動歯車の回転速
度は、ｖ2 から急激に低下させられ、それに伴って、負
荷歯車の回転速度も同様に急激に低下し、時刻Ｈにおい
て、駆動歯車および負荷歯車ともに停止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は駆動モータ制御装置に
関し、特に負荷装置を歯車連結で駆動する駆動モータの
制御装置に関するものである。
関し、特に負荷装置を歯車連結で駆動する駆動モータの
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は一般の負荷装置を駆動する駆動装
置の概略構成を示す概念図であり、図８は図７のＶＩＩ
Ｉ−ＶＩＩＩラインの断面図である。
置の概略構成を示す概念図であり、図８は図７のＶＩＩ
Ｉ−ＶＩＩＩラインの断面図である。
【０００３】駆動装置５７によって制御される駆動モー
タ５１の駆動軸５３の先端に平歯車である駆動歯車５５
が連結されている。一方、負荷装置５９の負荷軸６１の
先端には、平歯車である負荷歯車６３が連結されてい
る。そして駆動歯車５５と、負荷歯車６３とは互いに係
合しており、駆動モータ５１の駆動力が、負荷装置５９
に伝達される。図８に示されているように、駆動歯車５
５の歯６５ａと負荷歯車６３の歯６７ａとは接触してい
るが、歯６５ｂと歯６７ａとはバックラッシュによって
接触していない。バックラッシュとは、このように歯車
の回転をスムーズにするために設けられた歯面間の遊び
である。
タ５１の駆動軸５３の先端に平歯車である駆動歯車５５
が連結されている。一方、負荷装置５９の負荷軸６１の
先端には、平歯車である負荷歯車６３が連結されてい
る。そして駆動歯車５５と、負荷歯車６３とは互いに係
合しており、駆動モータ５１の駆動力が、負荷装置５９
に伝達される。図８に示されているように、駆動歯車５
５の歯６５ａと負荷歯車６３の歯６７ａとは接触してい
るが、歯６５ｂと歯６７ａとはバックラッシュによって
接触していない。バックラッシュとは、このように歯車
の回転をスムーズにするために設けられた歯面間の遊び
である。
【０００４】図９は、図７における駆動モータ５１の制
御装置５７による停止制御の種々のパターンを示した図
である。
御装置５７による停止制御の種々のパターンを示した図
である。
【０００５】図９の（１）は、負荷装置の停止指令が出
された時刻ｔにおいて、駆動モータの回転数を定常回転
数から直ちに停止する場合の制御パターンを示してい
る。
された時刻ｔにおいて、駆動モータの回転数を定常回転
数から直ちに停止する場合の制御パターンを示してい
る。
【０００６】図９の（２）は、時刻ｔから、駆動モータ
の回転数を、定常回転数からリニアに減速させる場合の
制御パターンを示している。
の回転数を、定常回転数からリニアに減速させる場合の
制御パターンを示している。
【０００７】図９の（３）は、時刻ｔにおいて、駆動モ
ータの電流をオフとして、駆動歯車および負荷歯車の回
転慣性力に従って自然にそのモータ回転数を減少させる
場合の制御パターンを示している。
ータの電流をオフとして、駆動歯車および負荷歯車の回
転慣性力に従って自然にそのモータ回転数を減少させる
場合の制御パターンを示している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような駆動モー
タの停止制御には種々の問題点がある。
タの停止制御には種々の問題点がある。
【０００９】すなわち図９の（１）のような制御では、
短時間に負荷装置を停止させられるものの、停止時に大
きな衝突音を生じてしまう。図１０はこの衝突減少を説
明するための図であって、図８の歯車の係合状態に対応
するものである。
短時間に負荷装置を停止させられるものの、停止時に大
きな衝突音を生じてしまう。図１０はこの衝突減少を説
明するための図であって、図８の歯車の係合状態に対応
するものである。
【００１０】図８の状態から、図９の（１）の制御パタ
ーンによって時刻ｔにおいて駆動モータの回転数は０と
なり、駆動歯車５５は急激に停止する。すると、それま
で回転駆動されていた負荷歯車６３は回転の慣性力によ
って直ちに停止せず、また歯同士にはバックラッシュが
設けられているため、図１０に示されているように、負
荷歯車６３の歯６７ａが、停止している駆動歯車５５の
歯６５ｂに接触するまで反時計方向回りに回転を続け
る。そして、この歯６７ａおよび歯６５ｂの衝突によっ
て大きな音が生じるのである。さらに、衝突した歯６７
ａは、歯６５ｂへの衝突の反動で時計方向回りに反転し
て再び歯６５ａに当たり、さらに歯６５ｂへと当たるよ
うな歯車６３の回転振動が繰返されることにもなり、騒
音源となりやすい。歯の遊び、すなわちバックラッシュ
をなくせば上述の問題は回避できるが、バックラッシュ
は歯車にとって機能的に必要なものであるため設けざる
を得ない。
ーンによって時刻ｔにおいて駆動モータの回転数は０と
なり、駆動歯車５５は急激に停止する。すると、それま
で回転駆動されていた負荷歯車６３は回転の慣性力によ
って直ちに停止せず、また歯同士にはバックラッシュが
設けられているため、図１０に示されているように、負
荷歯車６３の歯６７ａが、停止している駆動歯車５５の
歯６５ｂに接触するまで反時計方向回りに回転を続け
る。そして、この歯６７ａおよび歯６５ｂの衝突によっ
て大きな音が生じるのである。さらに、衝突した歯６７
ａは、歯６５ｂへの衝突の反動で時計方向回りに反転し
て再び歯６５ａに当たり、さらに歯６５ｂへと当たるよ
うな歯車６３の回転振動が繰返されることにもなり、騒
音源となりやすい。歯の遊び、すなわちバックラッシュ
をなくせば上述の問題は回避できるが、バックラッシュ
は歯車にとって機能的に必要なものであるため設けざる
を得ない。
【００１１】一方、図９の（２）のようなモータの回転
数をリニアに減速させる制御や、図９の（３）のような
回転慣性力に任せた自然な停止制御では、図９の（１）
のような停止制御と比較すると、歯車５５の急激な停止
がない。そのため、負荷歯車６３の衝突による発生音が
低下するという利点はあるものの、負荷装置を完全に停
止させるまでの時間が長くなるという問題が発生する。
数をリニアに減速させる制御や、図９の（３）のような
回転慣性力に任せた自然な停止制御では、図９の（１）
のような停止制御と比較すると、歯車５５の急激な停止
がない。そのため、負荷歯車６３の衝突による発生音が
低下するという利点はあるものの、負荷装置を完全に停
止させるまでの時間が長くなるという問題が発生する。
【００１２】また、負荷装置の停止までに許容された制
約された時間内に負荷装置を停止させようとして、図１
１に示されているように駆動モータの回転数を急激に落
として停止制御の加速度を高めるような制御を行なう
と、結局図９の（１）の制御パターンで生じたような問
題、すなわち大きな騒音が発生してしまう。近年ＯＡ機
器における騒音の問題や、停止制御の煩雑な繰返し等の
制御において、上記のような負荷装置の駆動制御では十
分とはいえない。
約された時間内に負荷装置を停止させようとして、図１
１に示されているように駆動モータの回転数を急激に落
として停止制御の加速度を高めるような制御を行なう
と、結局図９の（１）の制御パターンで生じたような問
題、すなわち大きな騒音が発生してしまう。近年ＯＡ機
器における騒音の問題や、停止制御の煩雑な繰返し等の
制御において、上記のような負荷装置の駆動制御では十
分とはいえない。
【００１３】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、負荷装置の回転を減少または停止
させる際に、歯車同士の衝突によって生じる発生音を極
力低下させ、かつ短時間で負荷装置の回転を減少または
停止させることができる駆動モータの制御装置を提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、負荷装置の回転を減少または停止
させる際に、歯車同士の衝突によって生じる発生音を極
力低下させ、かつ短時間で負荷装置の回転を減少または
停止させることができる駆動モータの制御装置を提供す
ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る駆動モー
タ制御装置は、所定の回転速度で回転する駆動モータ
と、駆動モータに連結される第１の歯車と、第１の歯車
にバックラッシュをもって係合し、負荷装置が連結され
る第２の歯車と、負荷装置の回転速度の減速を指示する
指示手段と、指示手段の指示出力に応答して、第１の歯
車の歯と第２の歯車の歯との係合による接触を一旦解除
させ、第２の歯車の回転慣性力によってその回転方向で
第２の歯車の歯を第１の歯車の歯に緩やかに接触させた
後、第１の歯車の回転を急速に低下させるように、駆動
モータの回転速度を変化させる制御手段とを備えたもの
である。
タ制御装置は、所定の回転速度で回転する駆動モータ
と、駆動モータに連結される第１の歯車と、第１の歯車
にバックラッシュをもって係合し、負荷装置が連結され
る第２の歯車と、負荷装置の回転速度の減速を指示する
指示手段と、指示手段の指示出力に応答して、第１の歯
車の歯と第２の歯車の歯との係合による接触を一旦解除
させ、第２の歯車の回転慣性力によってその回転方向で
第２の歯車の歯を第１の歯車の歯に緩やかに接触させた
後、第１の歯車の回転を急速に低下させるように、駆動
モータの回転速度を変化させる制御手段とを備えたもの
である。
【００１５】
【作用】この発明においては、負荷装置の回転速度の減
速が指示されると、第１の歯車と、第２の歯車との係合
による接触が一旦解除させられ、第２の歯車の回転慣性
力によってその回転方向で、第２の歯車の歯を第１の歯
車の歯に緩やかに接触させた後、第１の歯車の回転を急
速に低下させるように駆動モータの回転速度が変化す
る。
速が指示されると、第１の歯車と、第２の歯車との係合
による接触が一旦解除させられ、第２の歯車の回転慣性
力によってその回転方向で、第２の歯車の歯を第１の歯
車の歯に緩やかに接触させた後、第１の歯車の回転を急
速に低下させるように駆動モータの回転速度が変化す
る。
【００１６】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による複写機、フ
ァクシミリ等に用いられる用紙搬送装置の概略構成を示
す図である。
ァクシミリ等に用いられる用紙搬送装置の概略構成を示
す図である。
【００１７】図を参照して、収容カセット１に積層状態
で収容された用紙は収容カセット１の上方に設けられた
給紙ローラ２によって順次１枚ずつ給送される。給紙ロ
ーラ２によって給送された用紙はガイド板１１によって
案内され、給紙ローラ対３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂの
ニップ部に挟持されてタイミングローラ対５のニップ部
へと搬送される。タイミングローラ対５は上ローラ５ａ
と下ローラ５ｂによって構成されており、回転数の制御
可能な駆動モータ（図示せず）によって下ローラ５ｂが
駆動される。
で収容された用紙は収容カセット１の上方に設けられた
給紙ローラ２によって順次１枚ずつ給送される。給紙ロ
ーラ２によって給送された用紙はガイド板１１によって
案内され、給紙ローラ対３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂの
ニップ部に挟持されてタイミングローラ対５のニップ部
へと搬送される。タイミングローラ対５は上ローラ５ａ
と下ローラ５ｂによって構成されており、回転数の制御
可能な駆動モータ（図示せず）によって下ローラ５ｂが
駆動される。
【００１８】タイミングローラ対５は、用紙を受入れる
際には、停止状態にあり、搬送ローラ対４ａ，４ｂによ
って搬送される用紙の先端は、タイミングローラ対５の
ニップ部に当接してループを形成する。その後、タイミ
ングローラ対５は図示しない次の搬送装置と同期を取っ
た適当なタイミングで回転駆動され、用紙を次の搬送装
置へ搬送する。
際には、停止状態にあり、搬送ローラ対４ａ，４ｂによ
って搬送される用紙の先端は、タイミングローラ対５の
ニップ部に当接してループを形成する。その後、タイミ
ングローラ対５は図示しない次の搬送装置と同期を取っ
た適当なタイミングで回転駆動され、用紙を次の搬送装
置へ搬送する。
【００１９】図２は図１の搬送ローラ対５ａ，５ｂの具
体的な駆動構成を示した図であって、従来例として示し
た図７の構成に対応する。
体的な駆動構成を示した図であって、従来例として示し
た図７の構成に対応する。
【００２０】図を参照して、制御装置５７によって制御
される駆動モータ５１には、駆動歯車５５が連結され
る。一方、ローラ対５を構成するローラ５ａおよび５ｂ
とが対向するように設置され、ローラ５ｂは負荷ローラ
としてその先端に駆動歯車５５と係合する負荷歯車６３
が連結される。
される駆動モータ５１には、駆動歯車５５が連結され
る。一方、ローラ対５を構成するローラ５ａおよび５ｂ
とが対向するように設置され、ローラ５ｂは負荷ローラ
としてその先端に駆動歯車５５と係合する負荷歯車６３
が連結される。
【００２１】ここでタイミングローラ対５は次々に搬送
されて来る用紙を順次次の搬送装置へ送るために制御装
置５７の制御によって停止と回転とを繰返すが、搬送途
中の用紙を完全に送出し、次の用紙のタイミングを取る
ために次の用紙が搬送ローラ対４ａ，４ｂによって搬送
されて来るまで停止している必要がある。
されて来る用紙を順次次の搬送装置へ送るために制御装
置５７の制御によって停止と回転とを繰返すが、搬送途
中の用紙を完全に送出し、次の用紙のタイミングを取る
ために次の用紙が搬送ローラ対４ａ，４ｂによって搬送
されて来るまで停止している必要がある。
【００２２】図３は図２のステッピングモータである駆
動モータ５１の制御回路の概略構成を示すブロック図で
ある。
動モータ５１の制御回路の概略構成を示すブロック図で
ある。
【００２３】図を参照して、ステッピングモータ５１の
固定側コイルは４極あり、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相と称
する。各極にはＣＰＵを中心としたマイクロコンピュー
タ１５の出力ポートより、ドライバ回路１３を介して信
号が出力される。マイクロコンピュータ１５の入力ポー
トにはＳＣＰ１７からＲＥＭ信号が入力される。なお、
ＳＣＰとは、スキャナ等の光学系を制御するＣＰＵを意
味し、ＲＥＭ信号はスキャナ等の読取りに搬送系を同期
させるために出力される信号である。また、マイクロコ
ンピュータ１５には、ステッピングモータ５１を駆動す
るためのデータが記憶されており、マイクロコンピュー
タ１５は記憶されたプログラムに従い、記憶されたデー
タを用いてステッピングモータ５１を駆動する。
固定側コイルは４極あり、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相と称
する。各極にはＣＰＵを中心としたマイクロコンピュー
タ１５の出力ポートより、ドライバ回路１３を介して信
号が出力される。マイクロコンピュータ１５の入力ポー
トにはＳＣＰ１７からＲＥＭ信号が入力される。なお、
ＳＣＰとは、スキャナ等の光学系を制御するＣＰＵを意
味し、ＲＥＭ信号はスキャナ等の読取りに搬送系を同期
させるために出力される信号である。また、マイクロコ
ンピュータ１５には、ステッピングモータ５１を駆動す
るためのデータが記憶されており、マイクロコンピュー
タ１５は記憶されたプログラムに従い、記憶されたデー
タを用いてステッピングモータ５１を駆動する。
【００２４】図４は図３の駆動モータ５１の１−２相励
磁方式における定速制御での電流波形図である。
磁方式における定速制御での電流波形図である。
【００２５】図を参照して、横軸は時間軸であり、各相
への入力電流の変化が示されている。ここでハイレベル
の信号を“１”、ロウレベルの信号を“０”としたと
き、１−２相励磁においては、８つの入力パターンがマ
イクロコンピュータ１５のＣＰＵに記憶されており、マ
イクロコンピュータ１５は、この信号を繰返してステッ
ピングモータ５１に与える。なお、ここでは定速制御で
の様子を示したが、後述するスローダウン制御において
もマイクロコンピュータ１５はステッピングモータ５１
に所定の信号を与える。なおスローダウン制御はパルス
レートをｌｏｇカーブで変化させて行なう。パルスレー
トとは、１秒間におけるパルス数をいい、たとえば１秒
間において、パルスが２００発生する場合には、パルス
レートは２００ＰＰＳと表されることになる。
への入力電流の変化が示されている。ここでハイレベル
の信号を“１”、ロウレベルの信号を“０”としたと
き、１−２相励磁においては、８つの入力パターンがマ
イクロコンピュータ１５のＣＰＵに記憶されており、マ
イクロコンピュータ１５は、この信号を繰返してステッ
ピングモータ５１に与える。なお、ここでは定速制御で
の様子を示したが、後述するスローダウン制御において
もマイクロコンピュータ１５はステッピングモータ５１
に所定の信号を与える。なおスローダウン制御はパルス
レートをｌｏｇカーブで変化させて行なう。パルスレー
トとは、１秒間におけるパルス数をいい、たとえば１秒
間において、パルスが２００発生する場合には、パルス
レートは２００ＰＰＳと表されることになる。
【００２６】図５は図２における駆動モータ５１の減速
制御における駆動歯車５５と負荷歯車６３の回転数の変
化を示したものであり、図６は駆動モータの具体的な停
止制御の内容を示した表である。
制御における駆動歯車５５と負荷歯車６３の回転数の変
化を示したものであり、図６は駆動モータの具体的な停
止制御の内容を示した表である。
【００２７】図において、まず破線について説明する。
この破線は、従来例として示した図９の（３）の制御パ
ターンに対応するものであり、具体的には、減速開始点
Ｆで駆動モータの駆動電流をオフとして、慣性力で駆動
モータが回転しつつ、負荷歯車が減速して停止するまで
の状態を示している。この場合先に説明したように、停
止制御における騒音は減少させることができるが、減速
開始から停止までの所要時間が長く、仮にＥ点で次の駆
動開始指令が発せられた場合はその指令に間に合わない
ことになる。
この破線は、従来例として示した図９の（３）の制御パ
ターンに対応するものであり、具体的には、減速開始点
Ｆで駆動モータの駆動電流をオフとして、慣性力で駆動
モータが回転しつつ、負荷歯車が減速して停止するまで
の状態を示している。この場合先に説明したように、停
止制御における騒音は減少させることができるが、減速
開始から停止までの所要時間が長く、仮にＥ点で次の駆
動開始指令が発せられた場合はその指令に間に合わない
ことになる。
【００２８】そこで、本願発明に基づいた実施例によ
る、減速制御を行なう。図において、１点鎖線が駆動歯
車の回転速度の時間変化を表わし、実線が負荷歯車の回
転速度の時間変化を表している。
る、減速制御を行なう。図において、１点鎖線が駆動歯
車の回転速度の時間変化を表わし、実線が負荷歯車の回
転速度の時間変化を表している。
【００２９】駆動歯車は停止指令を受けると、定速時の
駆動速度ｖ1 （パルスレート２１７３．９１のとき）か
ら、時刻Ｆで、駆動モータの駆動速度をｖ1 より４％程
度低めの駆動速度ｖ2 （パルスレート２０８３．３３）
に切換えられる。一方、負荷歯車はその慣性力でほぼ破
線に沿うように回転速度ｖ3 は徐々に減少する。回転速
度ｖ3 がさらに下がり、負荷歯車の回転速度ｖ2 に一致
する時刻Ｇ１まで、駆動歯車５５と負荷歯車６３の歯同
士は互いに接触しない状態で回転することになる。図８
でいえば、この状態から、駆動歯車５５の回転速度は負
荷歯車６３の回転速度より小さくなるため、歯６５ａと
歯６７ａとの接触は解除されることになる。そして、時
刻Ｇ１の時点で図１０のごとく、回転速度ｖ2 で回転し
ている駆動歯車５５の歯６５ｂに対して慣性で減速回転
する負荷歯車６３の歯６７ａが緩やかに衝突し、若干シ
ョック、騒音および振動が発生した後、駆動歯車５５と
負荷歯車６３は同速の回転速度ｖ2 となる。この衝突は
歯車の噛み合いにバックラッシュがある限り避けられな
く、騒音、振動を発生するが、回転速度ｖ3 と回転速度
ｖ2 との差が小さいので、両歯車の時刻Ｇ１の時点での
衝突は弱くなり、かなり騒音、振動を低減することとな
る。
駆動速度ｖ1 （パルスレート２１７３．９１のとき）か
ら、時刻Ｆで、駆動モータの駆動速度をｖ1 より４％程
度低めの駆動速度ｖ2 （パルスレート２０８３．３３）
に切換えられる。一方、負荷歯車はその慣性力でほぼ破
線に沿うように回転速度ｖ3 は徐々に減少する。回転速
度ｖ3 がさらに下がり、負荷歯車の回転速度ｖ2 に一致
する時刻Ｇ１まで、駆動歯車５５と負荷歯車６３の歯同
士は互いに接触しない状態で回転することになる。図８
でいえば、この状態から、駆動歯車５５の回転速度は負
荷歯車６３の回転速度より小さくなるため、歯６５ａと
歯６７ａとの接触は解除されることになる。そして、時
刻Ｇ１の時点で図１０のごとく、回転速度ｖ2 で回転し
ている駆動歯車５５の歯６５ｂに対して慣性で減速回転
する負荷歯車６３の歯６７ａが緩やかに衝突し、若干シ
ョック、騒音および振動が発生した後、駆動歯車５５と
負荷歯車６３は同速の回転速度ｖ2 となる。この衝突は
歯車の噛み合いにバックラッシュがある限り避けられな
く、騒音、振動を発生するが、回転速度ｖ3 と回転速度
ｖ2 との差が小さいので、両歯車の時刻Ｇ１の時点での
衝突は弱くなり、かなり騒音、振動を低減することとな
る。
【００３０】ここで、回転速度ｖ3 が回転速度ｖ1 にほ
ぼ等しい場合、回転速度ｖ2 が回転速度ｖ1 より１０％
以下に低いのであれば、騒音および振動低減に効果があ
り、回転速度ｖ2 が、回転速度ｖ1 より７％以下低めな
ら、騒音および振動の低減により効果がある。
ぼ等しい場合、回転速度ｖ2 が回転速度ｖ1 より１０％
以下に低いのであれば、騒音および振動低減に効果があ
り、回転速度ｖ2 が、回転速度ｖ1 より７％以下低めな
ら、騒音および振動の低減により効果がある。
【００３１】このように駆動モータは減速開始時刻Ｆか
らは低速時の駆動速度ｖ1 より若干低め（１０％以下な
ら十分であり、７％以下ならより望ましい）の速度ｖ2
で所定時間ｔ１（Ｆ→Ｇ２）駆動した後、急激に減速す
るようなブレーキ制御（Ｇ２→Ｈ）をする。
らは低速時の駆動速度ｖ1 より若干低め（１０％以下な
ら十分であり、７％以下ならより望ましい）の速度ｖ2
で所定時間ｔ１（Ｆ→Ｇ２）駆動した後、急激に減速す
るようなブレーキ制御（Ｇ２→Ｈ）をする。
【００３２】原理的には、時刻ｔ１を、減速開始から回
転速度ｖ2 で減速している駆動歯車と慣性で回転する負
荷歯車とが衝突するまでに要する時間ｔ２（Ｆ→Ｇ１）
と同じにすれば、両歯車の衝突は弱くすることができ、
時刻Ｇ１の時点および時刻Ｇ１から停止時刻Ｈまでの騒
音および振動を低減することができる。しかしながら、
実際には、駆動モータの駆動特性／応答のばらつき（ス
テッピングモータのばらつきは少ないが、直流（ＤＣ）
モータでは、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御を粗い間隔で
行なうとばらつきやすい）、負荷歯車側で回転するロー
ラの慣性での回転特性のばらつきや、使用環境のばらつ
き等がある。そして、負荷装置の回転特性のばらつきは
１５％程度あるため、他のばらつきも加味しても、歯車
同士の衝突までに要する時間も多い場合は１０％程度に
ばらつくこともある。したがって、ある機種における時
間ｔ２に基づいて別の機種の時間ｔ１をこのｔ２に設定
した場合、この別の機種においては、歯車同士の衝突が
生じる前に、時刻Ｇ２→Ｈのごとく、急激なブレーキ制
御を行なってしまうおそれもある。これでは、実際の衝
突の衝撃が大きくなり、衝突時およびそれ以降の振動騒
音も大きくなってしまう。したがって、回転速度ｖ2 を
保持する時間ｔ１を実際には減速開始から歯車同士の衝
突までに要する時間ｔ２と同程度またはそれより長い時
間とする必要がある。
転速度ｖ2 で減速している駆動歯車と慣性で回転する負
荷歯車とが衝突するまでに要する時間ｔ２（Ｆ→Ｇ１）
と同じにすれば、両歯車の衝突は弱くすることができ、
時刻Ｇ１の時点および時刻Ｇ１から停止時刻Ｈまでの騒
音および振動を低減することができる。しかしながら、
実際には、駆動モータの駆動特性／応答のばらつき（ス
テッピングモータのばらつきは少ないが、直流（ＤＣ）
モータでは、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御を粗い間隔で
行なうとばらつきやすい）、負荷歯車側で回転するロー
ラの慣性での回転特性のばらつきや、使用環境のばらつ
き等がある。そして、負荷装置の回転特性のばらつきは
１５％程度あるため、他のばらつきも加味しても、歯車
同士の衝突までに要する時間も多い場合は１０％程度に
ばらつくこともある。したがって、ある機種における時
間ｔ２に基づいて別の機種の時間ｔ１をこのｔ２に設定
した場合、この別の機種においては、歯車同士の衝突が
生じる前に、時刻Ｇ２→Ｈのごとく、急激なブレーキ制
御を行なってしまうおそれもある。これでは、実際の衝
突の衝撃が大きくなり、衝突時およびそれ以降の振動騒
音も大きくなってしまう。したがって、回転速度ｖ2 を
保持する時間ｔ１を実際には減速開始から歯車同士の衝
突までに要する時間ｔ２と同程度またはそれより長い時
間とする必要がある。
【００３３】そこで、この実施例においては、この点を
考慮し、ある機種における回転速度ｖ2 の保持時間ｔ２
（Ｆ→Ｇ１）を実験より求め、実際に減速開始から駆動
歯車を回転速度ｖ2 で駆動する時間ｔ１を ｔ１＝ｔ２×１．１ にしていることで、この問題を解消している。このよう
に、この実施例では、時間ｔ１を時間ｔ２に対して１０
％のマージンを取っているが、回転速度のばらつきが少
ない場合は、このマージンは少なくともよく、また回転
速度のばらつきがほとんどない場合は、ｔ１をｔ２とほ
ぼ同じとしてもよい。結局、このマージンは５％以上を
取ることが装置の信頼性を高めるために望ましく、１０
％以上のマージンを取るなら、信頼性の面でより望まし
い。
考慮し、ある機種における回転速度ｖ2 の保持時間ｔ２
（Ｆ→Ｇ１）を実験より求め、実際に減速開始から駆動
歯車を回転速度ｖ2 で駆動する時間ｔ１を ｔ１＝ｔ２×１．１ にしていることで、この問題を解消している。このよう
に、この実施例では、時間ｔ１を時間ｔ２に対して１０
％のマージンを取っているが、回転速度のばらつきが少
ない場合は、このマージンは少なくともよく、また回転
速度のばらつきがほとんどない場合は、ｔ１をｔ２とほ
ぼ同じとしてもよい。結局、このマージンは５％以上を
取ることが装置の信頼性を高めるために望ましく、１０
％以上のマージンを取るなら、信頼性の面でより望まし
い。
【００３４】上述のように、時刻Ｆ→Ｇ２における駆動
モータの制御により、衝突における衝撃が弱くなること
で、時刻Ｇ１の時点、および時刻Ｇ２→Ｈの騒音振動を
低減するとともに、時刻Ｇ２でブレーキ制御をかけるこ
とで、単に振動、騒音を減らすために破線のように自然
減速したものや、図９の（２）のようにリニアに減速さ
せたものより、全体的な減速時間Ｆ→Ｈを短縮できる。
したがって、減速→駆動停止→駆動開始の制御間隔が短
い場合や、定常回転速度ｖ1 が大きい駆動装置の場合に
は特に有用なものとなる。
モータの制御により、衝突における衝撃が弱くなること
で、時刻Ｇ１の時点、および時刻Ｇ２→Ｈの騒音振動を
低減するとともに、時刻Ｇ２でブレーキ制御をかけるこ
とで、単に振動、騒音を減らすために破線のように自然
減速したものや、図９の（２）のようにリニアに減速さ
せたものより、全体的な減速時間Ｆ→Ｈを短縮できる。
したがって、減速→駆動停止→駆動開始の制御間隔が短
い場合や、定常回転速度ｖ1 が大きい駆動装置の場合に
は特に有用なものとなる。
【００３５】なお、図６の減速制御データ例において
は、各時点におけるＰＰＳ（駆動速度）が示されてお
り、定速ｖ1 （２１７３．９１ＰＰＳ）の駆動後、減速
開始時刻Ｆから時刻Ｆ→Ｇ２においては回転速度ｖ
2 （２０８０．３３ＰＰＳ）で駆動し、時刻Ｇ２以降の
時点で減速制御がされている。
は、各時点におけるＰＰＳ（駆動速度）が示されてお
り、定速ｖ1 （２１７３．９１ＰＰＳ）の駆動後、減速
開始時刻Ｆから時刻Ｆ→Ｇ２においては回転速度ｖ
2 （２０８０．３３ＰＰＳ）で駆動し、時刻Ｇ２以降の
時点で減速制御がされている。
【００３６】なお、この例では、時刻Ｆ→Ｇ２では、駆
動速度、すなわちパルスレートを一定にしているが、前
述のごとく、 ｖ1 ＞ｖ2 ≧ｖ1 ×（１−０．１０） であれば、速度ｖ2 を可変にしてもよい。
動速度、すなわちパルスレートを一定にしているが、前
述のごとく、 ｖ1 ＞ｖ2 ≧ｖ1 ×（１−０．１０） であれば、速度ｖ2 を可変にしてもよい。
【００３７】時刻Ｇ２→Ｈでの制御では、時刻Ｇ２→Ｇ
３までは滑らかに減速するようにｌｏｇ補間カーブで減
速するようにパルスレートを設定しており、時刻Ｇ３→
Ｈにおいては、急激に減速するようにパルスレートが制
御されている。
３までは滑らかに減速するようにｌｏｇ補間カーブで減
速するようにパルスレートを設定しており、時刻Ｇ３→
Ｈにおいては、急激に減速するようにパルスレートが制
御されている。
【００３８】なお、上記実施例では、ステッピングモー
タの例を示しているが、直流モータにも同様に適用でき
る。具体的には、従来例の制御パターンで示したような
減速開始で即回生ブレーキ、電磁ブレーキをかけるので
はなく、上述のように回転速度ｖ2 となるようにＰＷＭ
の負荷を設定し、時刻Ｇ２でブレーキをオンとするよう
に制御すればよい。なお時刻Ｆ→Ｇ２で弱めのブレーキ
を特別に装備させ、これを作動させることも考えられる
が、ブレーキ特性自体安定したものではなく、また別途
のブレーキを準備することによるコストアップとなるた
め、上記実施例のようにモータの駆動自体を制御するほ
うが望ましい。
タの例を示しているが、直流モータにも同様に適用でき
る。具体的には、従来例の制御パターンで示したような
減速開始で即回生ブレーキ、電磁ブレーキをかけるので
はなく、上述のように回転速度ｖ2 となるようにＰＷＭ
の負荷を設定し、時刻Ｇ２でブレーキをオンとするよう
に制御すればよい。なお時刻Ｆ→Ｇ２で弱めのブレーキ
を特別に装備させ、これを作動させることも考えられる
が、ブレーキ特性自体安定したものではなく、また別途
のブレーキを準備することによるコストアップとなるた
め、上記実施例のようにモータの駆動自体を制御するほ
うが望ましい。
【００３９】また、上記実施例では、駆動モータの駆動
軸に取付けられた駆動歯車が直接負荷装置の負荷歯車と
連結されているが、この駆動歯車と負荷歯車の間に中間
歯車が設けられたものであっても、各歯車間のバックラ
ッシュの合計を上記実施例の駆動歯車と負荷歯車との間
のバックラッシュとみなすことでこの発明を適用でき
る。
軸に取付けられた駆動歯車が直接負荷装置の負荷歯車と
連結されているが、この駆動歯車と負荷歯車の間に中間
歯車が設けられたものであっても、各歯車間のバックラ
ッシュの合計を上記実施例の駆動歯車と負荷歯車との間
のバックラッシュとみなすことでこの発明を適用でき
る。
【００４０】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、駆動モ
ータの回転速度を第２の歯車の回転慣性力を考慮して変
化させるので、負荷装置の減速に伴なう歯車同士の衝突
によって生じる発生音を極力低下させ、かつ短時間で負
荷装置の回転を減少させることができる。
ータの回転速度を第２の歯車の回転慣性力を考慮して変
化させるので、負荷装置の減速に伴なう歯車同士の衝突
によって生じる発生音を極力低下させ、かつ短時間で負
荷装置の回転を減少させることができる。
【図１】この発明の一実施例による複写機等に用いられ
る用紙搬送装置の概略構成を示した図である。
る用紙搬送装置の概略構成を示した図である。
【図２】図１の搬送ローラ対の具体的な駆動構成を示し
た図である。
た図である。
【図３】図２のステッピングモータである駆動モータの
制御回路の概略構成を示すブロック図である。
制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図３のステッピングモータ５１の１−２相励磁
方式における定速制御での電流波形図である。
方式における定速制御での電流波形図である。
【図５】図２における駆動モータの減速制御における駆
動歯車と負荷歯車との回転数の変化を示した図である。
動歯車と負荷歯車との回転数の変化を示した図である。
【図６】図５の減速制御内容に対して駆動モータの具体
的な停止制御の内容を示した表である。
的な停止制御の内容を示した表である。
【図７】一般の負荷装置を駆動する駆動装置の概略構成
を示す概念図である。
を示す概念図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩラインの断面図であ
る。
る。
【図９】図７における駆動モータの制御装置による停止
制御の種々のパターンを示した図である。
制御の種々のパターンを示した図である。
【図１０】図８の図に対応したものであって、歯車の減
速制御における歯車の状態を示した図である。
速制御における歯車の状態を示した図である。
【図１１】図７の駆動モータ制御装置の停止制御の制御
パターンの他の例を示した図である。
パターンの他の例を示した図である。
５１ 駆動モータ ５３ 駆動軸 ５５ 駆動歯車 ５７ 制御装置 ５９ 負荷装置 ６１ 負荷軸 ６３ 負荷歯車 ６５ａ，６５ｂ 歯 ６７ａ 歯 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の回転速度で回転する駆動モータ
と、 前記駆動モータに連結される第１の歯車と、 前記第１の歯車にバックラッシュをもって係合し、負荷
装置が連結される第２の歯車と、 前記負荷装置の回転速度の減速を指示する指示手段と、 前記指示手段の指示出力に応答して、前記第１の歯車の
歯と前記第２の歯車の歯との係合による接触を一旦解除
させ、前記第２の歯車の回転慣性力によってその回転方
向で前記第２の歯車の歯を前記第１の歯車の歯に緩やか
に接触させた後、前記第１の歯車の回転を急速に低下さ
せるように、前記駆動モータの回転速度を変化させる制
御手段とを備えた、駆動モータ制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155705A JPH0822328A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 駆動モータ制御装置 |
| US08/493,164 US5568031A (en) | 1994-07-07 | 1995-06-21 | Apparatus and method for controlling a driving motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6155705A JPH0822328A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 駆動モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822328A true JPH0822328A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15611719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6155705A Withdrawn JPH0822328A (ja) | 1994-07-07 | 1994-07-07 | 駆動モータ制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5568031A (ja) |
| JP (1) | JPH0822328A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6249097B1 (en) | 1997-11-21 | 2001-06-19 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Optimum motor speed control system |
| US5917296A (en) * | 1997-11-21 | 1999-06-29 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Optimum motor speed control system |
| ATE408262T1 (de) * | 2000-02-09 | 2008-09-15 | Seiko Epson Corp | Verfahren und vorrichtung zur motorsteuerung |
| JP3421689B2 (ja) * | 2000-04-06 | 2003-06-30 | 伊東電機株式会社 | ローラコンベアのゾーン制御方法並びにゾーンコントローラ |
| JP5351752B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2013-11-27 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
| JP5958489B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2016-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | モータ駆動制御装置 |
| EP4165770A1 (en) | 2020-06-11 | 2023-04-19 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Voltage-based braking methodology for a power tool |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4454428A (en) * | 1981-07-22 | 1984-06-12 | Westinghouse Electric Corp. | Noise reduction means for a dynamic stabilizer for synchronous machines having torsional oscillations and method |
| JPS58113084A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-05 | 三菱電機株式会社 | 駆動装置 |
| JPH03294656A (ja) * | 1990-04-11 | 1991-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | 機関始動装置 |
| JPH04304506A (ja) * | 1991-04-01 | 1992-10-27 | Minolta Camera Co Ltd | パルスモータの加速制御方法 |
-
1994
- 1994-07-07 JP JP6155705A patent/JPH0822328A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-06-21 US US08/493,164 patent/US5568031A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5568031A (en) | 1996-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |