JPH0866450A

JPH0866450A - 誘導モータの回転制御方法及び回転制御装置並びにマッサージ機

Info

Publication number: JPH0866450A
Application number: JP6204024A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Munezuka; 任功宗塚; Masanori Kamei; 正則亀井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】起動時にオーバシュートが生じない誘導モー
タの回転制御方法及び回転制御装置、並びにマッサージ
開始時に違和感がないマッサージ機の提供。【構成】第１メモリ1a、第２メモリ1b、タイマ1cを内
蔵したCPU １により制御され、誘導モータ５の駆動電流
の通電率を制御するモータ制御回路４を備え、第１メモ
リ1aに、誘導モータ５の目標回転数に応じた通電時間デ
ータを格納し、第２メモリ1bに通電率データを格納し、
タイマ1cにより通電開始からの時間を計時し、目標回転
数に対応した時間を計時したとき、いまの通電率より小
さい通電率に切換える構成にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導モータの回転制御
方法及び回転制御装置並びにマッサージ機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】腰掛け形式のマッサージ機は、マッサー
ジ動作である揉み動作、叩き動作及び指圧動作等をする
施療子を背当り部に設けている。この施療子は、揉み動
作、叩き動作及び指圧動作等を各別に行なう誘導モータ
により駆動されて、マッサージ動作するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように施療子
を安価な誘導モータにより駆動しているが、誘導モータ
は慣性が大きい。そのため、誘導モータを起動した場
合、誘導モータの回転数はその駆動電流の通電方法によ
り図12、図13又は図14に示すような変化をする。図12
は、誘導モータを起動する場合に、駆動電流の通電率を
変化させる場合であって、図12(a) は横軸を時間とし、
縦軸を通電率としており、図12(b) は横軸を時間とし、
縦軸を回転数としている。ここで、通電率を徐々に大き
くして誘導モータを起動させ、誘導モータが目標回転数
に達した時点から通電率を徐々に小さくして目標回転数
になすよう通電率を制御する。そうすると誘導モータの
回転数は図12(b) に示すように、目標回転数に達した時
点から通電率が小さくなっても、誘導モータの慣性によ
り回転数は目標回転数を超えて更に上昇した後、低下を
始めて目標回転数に達する。つまり誘導モータの起動時
はオーバシュートすることになる。

【０００４】図13は、誘導モータを起動する場合に、駆
動電流を目標回転数になすべき所定の通電率で所定時間
通電した後、通電率を徐々に大きくする場合であって、
図13(a) は横軸を時間とし、縦軸を通電率としており、
図13(b) は横軸を時間とし、縦軸を回転数としている。
ここで、通電率Ｆで所定時間ｔだけ通電して誘導モータ
を起動させた後、通電率Ｆによる通電を遮断し、その遮
断時点Ｐから通電率を零から徐々に大きくして目標回転
数になすよう通電率を制御する。そうすると誘導モータ
の回転数は図13(b) に示すように、通電率Ｆで通電を開
始すると、誘導モータが起動し、その通電時間を終了し
たときに、オーバシュートせずに誘導モータは目標回転
数になる。そして、通電率Ｆによる通電が遮断された時
点Ｐから誘導モータの回転数が低下するが、この時点Ｐ
から目標回転数になすべく通電率を徐々に大きくしてい
くので、回転数が一時的に低下した後、目標回転数に達
する。つまり、この場合は、誘導モータの起動時はアン
ダーシュートすることになる。

【０００５】図14は、誘導モータを起動する場合に、目
標回転数になすべき所定の通電率で所定時間通電した
後、通電率を徐々に小さくする場合であって、図14(a)
は横軸を時間とし、縦軸を通電率としており、図14(b)
は横軸を時間とし、縦軸を回転数としている。ここで、
通電率Ｆで所定時間ｔだけ通電して誘導モータを起動さ
せた後、通電率Ｆによる通電を遮断し、その遮断時点Ｐ
から通電率を通電率Ｆから徐々に小さくして目標回転数
になすよう通電率を制御する。そうすると誘導モータの
回転数は図14(b) に示すように通電率Ｆで通電を開始す
ると誘導モータが起動し、その通電時間を終了したとき
にオーバシュートせずに誘導モータは目標回転数にな
る。そして通電率Ｆによる通電が遮断された時点Ｐか
ら、誘導モータの慣性により回転数が更に上昇するが、
この時点Ｐから目標回転数になすべく通電率を徐々に小
さくしていくので、回転数が一時的に目標回転数以上に
なった後に目標回転数になる。つまり、この場合も誘導
モータの起動時はオーバシュートすることになる。

【０００６】したがって、いずれの方法により誘導モー
タを起動しても、その誘導モータにより駆動される施療
子は、マッサージ動作を開始した時点では誘導モータの
トルクが強く又は弱くなり過ぎて、適正なマッサージ力
を与え得ず、違和感が生じて快適にマッサージを開始す
ることができないという問題がある。本発明は斯かる問
題に鑑み、誘導モータの起動時に、オーバシュート又は
アンダーシュートを生じずに円滑に目標回転数にするこ
とができる誘導モータの制御方法及び制御装置、並びに
マッサージ動作の開始時に違和感が生じず快適にマッサ
ージを開始できるマッサージ機を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る誘導モー
タの制御方法は、誘導モータの回転数を検出し、検出し
た回転数に基づいて誘導モータを所定回転数になすべ
く、誘導モータの駆動電流の通電率を回転数に応じて制
御する誘導モータの回転制御方法において、前記駆動電
流を第１通電率で前記誘導モータに供給して誘導モータ
を起動し、第１通電率で所定時間通電した後、第１通電
率より小さい第２通電率に切換えて通電し、その後、目
標回転数と検出した回転数との回転数差に基づく通電率
の制御動作に移行することを特徴とする。

【０００８】第２発明に係る誘導モータの制御装置は、
誘導モータの回転数を検出し、検出した回転数に基づい
て誘導モータを所定回転数になすべく、誘導モータの駆
動電流の通電率を制御する誘導モータの回転制御装置に
おいて、前記駆動電流のゼロクロスを検出する手段と、
前記誘導モータの目標回転数に応じた通電時間データ及
び前記駆動電流の通電率データを格納するメモリと、起
動開始時の第１通電率により通電している時間を計時す
る計時手段と、メモリから読出した目標回転数に応じた
時間データによる時間を、計時手段が計時したか否かを
判別する第１判別手段と、該第１判別手段が所定時間を
計時したと判別した場合に第１通電率より小さい第２通
電率に切換える手段と、第２通電率に切換えた後初めて
前記ゼロクロスを検出したか否かを判別する第２判別手
段とを備え、該第２判別手段がゼロクロスを検出したと
判別した場合に、目標回転数と検出した回転数との回転
数差に基づく通電率の制御動作になすべく構成してある
ことを特徴とする。

【０００９】第３発明に係るマッサージ機は、誘導モー
タの回転数を検出し、検出した回転数に基づいて所定回
転数になすべく、誘導モータの駆動電流が位相制御され
る誘導モータにより、マッサージ動作する施療子を駆動
するマッサージ機において、前記駆動電流のゼロクロス
を検出する手段と前記誘導モータの目標回転数に応じた
通電時間データ及び前記駆動電流の通電率データを格納
するメモリと、起動開始時の第１通電率で通電している
時間を計時する計時手段と、メモリから読出した目標回
転数に応じた時間データによる時間を、計時手段が計時
したか否かを判別する第１判別手段と、該第１判別手段
が所定時間を計時したと判別した場合に第１通電率より
小さい第２通電率に切換える手段と、第２通電率に切換
えた後初めて前記ゼロクロスを検出したか否かを判別す
る第２判別手段とを備え、該第２判別手段がゼロクロス
を検出したと判別した場合に、目標回転数と検出した回
転数との回転数差に基づく通電率の制御動作になすべく
構成してあることを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１発明では、誘導モータに、第１通電率で通
電して誘導モータを起動すると、所定時間後に誘導モー
タは目標回転数になる。所定時間を計時したとき、第１
通電率より小さい第２通電率での通電に切換えて、誘導
モータの慣性による誘導モータの回転数の上昇を抑制す
る。回転数の上昇を抑制した後、目標回転数と検出して
いる回転数との回転数差に基づいて通電率を制御する。
これにより、誘導モータの起動時にはオーバシュート又
はアンダーシュートが生じずに目標回転数になる。

【００１１】第２発明では、誘導モータの目標回転数に
応じた通電時間データ及び駆動電流の通電データをメモ
リに格納する。誘導モータを第１通電率で通電して起動
すると、誘導モータの回転数は目標回転数まで上昇す
る。第１通電率により通電している時間を計時し、メモ
リから読出した目標回転数に応じた時間データによる時
間を計時したと判別すると、第１通電率より小さい第２
通電率での通電に切換えて誘導モータの慣性による誘導
モータの回転数の上昇を抑制する。そして、第２通電率
での通電に切換えた後、駆動電流の初めてのゼロクロス
を検出したと判別すると、目標回転数と検出している回
転数との回転数差に基づいて通電率を制御する。これに
より、誘導モータの起動時にオーバシュート又はアンダ
ーシュートが生じずに目標回転数になる。

【００１２】第３発明では、誘導モータにより、マッサ
ージ動作する施療子を駆動する。誘導モータの目標回転
数に応じた通電時間データをメモリに格納する。誘導モ
ータを第１通電率で通電して誘導モータを起動すると、
誘導モータの回転数は目標回転数まで上昇する。第１通
電率により通電している時間を計時し、メモリから読出
した目標回転数に応じた時間データによる時間を計時し
たと判別すると、第１通電率より小さい第２通電率での
通電に切換えて、誘導モータの慣性による回転数の上昇
を抑制する。そして、第２通電率での通電に切換えた
後、駆動電流の初めてのゼロクロスを検出したと判別す
ると、目標回転数と検出している回転数との回転数差に
基づいて通電率を制御する。これにより、誘導モータの
起動時にオーバシュート又はアンダーシュートが生じ
ず、円滑に目標回転数に達し、施療子がマッサージ動作
を開始したときに違和感が生じない。

【００１３】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。図１は本発明に係る誘導モータの制御装置の構
成を示すブロック図である。CPU １には第１メモリ1a、
第２メモリ1b、タイマ1c及び演算部1dが内蔵されてお
り、第１メモリ1aには後述するように誘導モータの目標
回転数に応じて通電すべき通電時間のデータが格納さ
れ、第２メモリ1bには種々の通電率のデータが格納され
る。

【００１４】タイマ1cは、誘導モータの起動開始時の通
電率で通電している時間を計時する。演算部1dは回転速
度に基づいて回転数を演算するようになっている。CPU
１には、誘導モータの駆動電流のゼロクロス点を検出す
るゼロクロス検出部２の検出出力が入力され、また操作
部３から出力されるマッサージ動作を指令する指令信号
が入力される。CPU １から出力される誘導モータの駆動
電流の通電率を制御する制御信号はモータ制御回路４へ
入力される。モータ制御回路４は誘導モータに駆動電流
を供給する図示しない交流電源と接続されており、モー
タ制御回路４により通電率が制御された交流半波の駆動
電流は誘導モータ５へ供給される。誘導モータ５の回転
数を検出する回転速度検出部６の検出出力はCPU １へ入
力される。そして誘導モータ５は揉み、叩き、指圧等の
マッサージ動作をする施療子 (図示せず）を駆動するよ
うになっている。

【００１５】図２は回転速度検出部６の構造を示す正面
図、図３はその側面図である。誘導モータ５の回転軸5a
に適宜間隔を離隔して放射状に形成した８枚の遮光羽根
7a,7a …を有する遮光回転板７を取付けている。遮光回
転板７を挟んでその一面側には発光部8aが、他面側には
受光部8bが位置する光センサ８が配設されている。この
回転速度検出部６は、発光部8aが出射した光を受光部8b
が受光する。誘導モータ５の駆動により回転軸5aが回転
して、遮光回転板７の遮光羽根7aが発光部8aと受光部8b
との間に位置したときは、受光部8bの入射光が遮光され
て、受光部8bの受光出力はＬレベルになる。また遮光羽
根7aが発光部8aと受光部8bとの間に位置しなくなったと
き、遮光されなくなり、受光出力はＨレベルになる。そ
して、受光部8bの受光出力は、図４に示すようにＬレベ
ル, Ｈレベルが交互に得られるようになっている。その
ため、受光出力がＨレベルに反転し、次のＨレベルに反
転するまでの各期間単位で、つまり周期CTに基づいて演
算部1dにより誘導モータ５の回転速度を演算し、時系列
的に回転数を検出できるようにしている。

【００１６】図５は、誘導モータ５の駆動電流の通電率
が異なる波形を示しており、通電率は第１波形Ｗ₁が75
％、第２波形Ｗ₂が50％、第３波形Ｗ₃が25％となって
いる。図５から明らかなように通電率は、駆動電流の半
周期の時間Ｔと、半周期の時間Ｔ内における通電時間Ｔ
₀との比Ｔ₀／Ｔで表わされる。

【００１７】図６は、誘導モータ５の駆動電流の通電率
が異なる場合における誘導モータの回転数の立上り特性
であり、縦軸を回転数とし、横軸を時間としている。こ
こで通電率をＥ, Ｆ, Ｇの３種類としＥ＜Ｆ＜Ｇの関係
であるとした場合、通電率Ｅ, Ｆ, Ｇに対応した回転数
特性直線Ｌ_E, Ｌ_F, Ｌ_Gは、その順に傾斜が大きくな
っている。そのため、通電率Ｅの場合は、誘導モータ５
が目標回転数に達するまでに起動時間Ｈを必要とし、通
電率Ｆの場合は起動時間Ｉを必要とし、通電率Ｇの場合
は起動時間Ｊを必要とする。このように通電率が大きけ
れば起動時間は短くなるが、この通電率は誘導モータを
起動するために許容できる最長時間で決定する。例え
ば、起動時間Ｉ内に、誘導モータ５が目標回転数に達し
ていなければならない場合は、通電率を、通電率Ｆ以上
に選定する。

【００１８】図７及び図８は、前述したようにして選定
した例えば通電率Ｆにより所定の通電時間で駆動電流を
通電した場合の誘導モータの回転数の変化を示し、図７
は通電時間がＫ秒、図８は通電時間がＭ秒である場合で
ありＭ＞Ｋである。図７においては、回転数は回転数Ｌ
まで上昇し、回転数Ｌに達した後は低下する。図８にお
いては回転数Ｌより大きい回転数Ｎまで上昇し、回転数
Ｎに達した後は低下する。そのため、所定の通電率と、
その通電率における通電時間とにより目標回転数を適宜
に選択できる。

【００１９】そこで、このように通電時間と目標回転数
との関係を、目標回転数の範囲内で、図９に示すように
テーブル化して、テーブル化したデータを第１メモリ1a
に格納しておく。また、第２メモリ1bには前述した通電
率Ｅ, Ｆ, Ｇのデータを格納しておく。このようにして
格納するデータは誘導モータ５の負荷によって異なるの
で、誘導モータ５の負荷に最適の値に選定する。

【００２０】次にこのように構成した誘導モータの制御
装置の動作を、CPU １の制御内容を示す図10のフローチ
ャート及び通電率、回転数の変化を示す図11とともに説
明する。被マッサージ者が操作部３を操作すると、操作
部３から所定のマッサージ動作を指令する信号がCPU １
へ入力される。一方、ゼロクロス検出部２はモータ制御
回路４から誘導モータ５に供給される駆動電流の電流波
形のゼロクロス点を検出してCPU １へ入力する。CPU １
は操作部３から入力された信号により第２メモリ1bから
例えば通電率Ｆのデータを読出す。この通電率のデータ
及びゼロクロス検出部２から入力された信号に基づいて
モータ制御回路４を制御し、モータ制御回路４から通電
率Ｆの駆動電流を誘導モータ５へ供給し、誘導モータ５
は通電率Ｆで起動する(S1)。

【００２１】そして、図11(a) に示すように時点Ｐ₁で
通電率Ｆによる駆動電流が供給されることになり、誘導
モータ５の回転数は図11(b) に示すように目標回転数に
向かって上昇していくことになる。続いてタイマ1cは通
電率Ｆにより通電を開始した時点から計時を開始する(S
2)。続いてCPU １により第１メモリ1aから目標回転数に
応じた通電時間のデータを読出す(S3)。ここで目標回転
数が例えばＬであれば通電時間Ｋのデータが読出される
(図９参照) 。続いてCPU １により、タイマ1cが第１メ
モリ1aから読出した通電時間データによる時間を計時し
たか否かを判別し(S4)、読出した通電時間データによる
時間を計時するまで、通電率Ｆによる駆動電流の供給を
し続ける。

【００２２】ここでタイマ1cが第１メモリ1aから読出し
た通電時間データによる時間を計時したと判別するとCP
U １により第２メモリ1bから通電率Ｆより小さい通電率
Ｅの通電率データを読出して、駆動電流の通電率を通電
率Ｅに切換える(S5)。そうすると図11(a) に示す如く通
電時間Ｋと計時した時点Ｐ₂で、つまり目標回転数に達
した時点で通電率Ｆからそれより小さい通電率Ｅに切換
わることになる。このように通電率が減少したことによ
り、誘導モータ５には制動力が作用し、誘導モータの慣
性による回転数の上昇が抑制され、図11(b) に示すよう
に目標回転数に達した後に生じるオーバシュートを大幅
に緩和することになる。

【００２３】一方、このようにして起動された誘導モー
タ５の回転速度は回転速度検出部６で検出され、回転速
度検出部６の光センサが出力する回転速度に応じたパル
ス信号の周期に基づいて演算部1dが回転数を演算する。
続いて、通電率Ｅに切換えた後、ゼロクロス検出部２が
駆動電流のゼロクロス点を検出したか否かを判別する(S
6)。ゼロクロスを検出したと判別した場合、つまり通電
率Ｅで交流半波の駆動電流が通電した後に、誘導モータ
５の回転数を目標回転数に保持するよう、目標回転数と
検出している回転数との回転数差に基づいて通電率を制
御する(S7)。これにより誘導モータ５の回転数は図11
(b) に示すように、目標回転数で安定することになり、
起動時にはオーバシュート又はアンダーシュートが生じ
ず円滑に目標回転数に到達する。

【００２４】したがって、この誘導モータにより駆動さ
れる施療子には、誘導モータの起動時に、回転数のオー
バシュート又はアンダーシュートによって、ぎこちない
駆動力が与えられることがなく、施療子は適正なマッサ
ージ力で違和感がなく円滑なマッサージ動作を開始する
ことができる。

【００２５】本実施例では、起動時の通電率を通電率Ｆ
としたがこれは例示であるのは言うまでもない。したが
って例えば通電率Ｇで起動した場合は、所定時間を計時
したときに通電率Ｇより小さい通電率Ｆに切換えること
により前述したと同様にオーバシュート又はアンダーシ
ュートを抑制できるのは勿論である。また、このような
誘導モータの回転制御方法及び回転制御装置はマッサー
ジ機に限らず、誘導モータを使用した他の種々の用途に
も適用して同様の効果を得ることができる。更に本実施
例では第１メモリ及び第２メモリの２つのメモリを備え
たが、１つのメモリを備え、その記憶領域を区分して同
様の機能にすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明及び第２
発明によれば誘導モータの起動時に誘導モータの慣性に
より生じる回転数のオーバシュート及びアンダーシュー
トを解消させることができ、円滑に目標回転数にするこ
とができる。また第３発明によれば、マッサージ動作を
させる施療子を誘導モータにより駆動し、この誘導モー
タの起動時に誘導モータの慣性により生じる回転数のオ
ーバシュート又はアンダーシュートを解消させることが
できるので回転数を円滑に目標回転数になし得て、施療
子によるマッサージ力を適正になし、マッサージ開始時
に違和感が生じないマッサージ機を提供できる等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘導モータの回転制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】誘導モータとともに示した回転速度検出部の正
面図である。

【図３】誘導モータとともに示した回転速度検出部の側
面図である。

【図４】回転速度検出部が出力するパルス信号の波形図
である。

【図５】通電率が異なる駆動電流の波形の説明図であ
る。

【図６】誘導モータの起動特性図である。

【図７】通電率と、通電時間と、誘導モータの回転数と
の関係を示す説明図である。

【図８】通電率と、通電時間と、誘導モータの回転数と
の関係を示す説明図である。

【図９】誘導モータの目標回転数と通電時間データとの
関係を示すテーブルの図である。

【図１０】CPU の制御内容を示すフローチャートであ
る。

【図１１】誘導モータの起動時における通電率及び回転
数の変化を示す説明図である。

【図１２】通電率を制御して誘導モータを起動した場合
の回転数の変化を示す説明図である。

【図１３】所定の通電率で所定時間誘導モータを起動し
た場合の回転数の変化を示す説明図である。

【図１４】所定の通電率で所定時間誘導モータを起動し
た場合の回転数の変化を示す説明図である。

【符号の説明】１ CPU 1a 第１メモリ 1b 第２メモリ 1c タイマ４モータ制御回路５誘導モータ６回転速度検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導モータの回転数を検出し、検出した
回転数に基づいて誘導モータを所定回転数になすべく、
誘導モータの駆動電流の通電率を回転数に応じて制御す
る誘導モータの回転制御方法において、前記駆動電流を
第１通電率で前記誘導モータに供給して誘導モータを起
動し、第１通電率で所定時間通電した後、第１通電率よ
り小さい第２通電率に切換えて通電し、その後、目標回
転数と検出した回転数との回転数差に基づく通電率の制
御動作に移行することを特徴とする誘導モータの回転制
御方法。
【請求項２】誘導モータの回転数を検出し、検出した
回転数に基づいて誘導モータを所定回転数になすべく、
誘導モータの駆動電流の通電率を制御する誘導モータの
回転制御装置において、前記駆動電流のゼロクロスを検
出する手段と、前記誘導モータの目標回転数に応じた通
電時間データ及び前記駆動電流の通電率データを格納す
るメモリと、起動開始時の第１通電率により通電してい
る時間を計時する計時手段と、メモリから読出した目標
回転数に応じた時間データによる時間を、計時手段が計
時したか否かを判別する第１判別手段と、該第１判別手
段が所定時間を計時したと判別した場合に第１通電率よ
り小さい第２通電率に切換える手段と、第２通電率に切
換えた後初めて前記ゼロクロスを検出したか否かを判別
する第２判別手段とを備え、該第２判別手段がゼロクロ
スを検出したと判別した場合に、目標回転数と検出した
回転数との回転数差に基づく通電率の制御動作になすべ
く構成してあることを特徴とする誘導モータの回転制御
装置。
【請求項３】誘導モータの回転数を検出し、検出した
回転数に基づいて所定回転数になすべく、誘導モータの
駆動電流が位相制御される誘導モータにより、マッサー
ジ動作する施療子を駆動するマッサージ機において、前
記駆動電流のゼロクロスを検出する手段と前記誘導モー
タの目標回転数に応じた通電時間データ及び前記駆動電
流の通電率データを格納するメモリと、起動開始時の第
１通電率で通電している時間を計時する計時手段と、メ
モリから読出した目標回転数に応じた時間データによる
時間を、計時手段が計時したか否かを判別する第１判別
手段と、該第１判別手段が所定時間を計時したと判別し
た場合に第１通電率より小さい第２通電率に切換える手
段と、第２通電率に切換えた後初めて前記ゼロクロスを
検出したか否かを判別する第２判別手段とを備え、該第
２判別手段がゼロクロスを検出したと判別した場合に、
目標回転数と検出した回転数との回転数差に基づく通電
率の制御動作になすべく構成してあることを特徴とする
マッサージ機。