JPS61105465A - 低回転速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モータ等の回転体の回転速度が設定値以下に
なったことを検出する回転速度検出装防に関するもので
ある。

［従来の技術］ モータを駆動源とした装置においてモータにより駆動さ
れる被駆動部材の停止位置を正確にａ、ＩＩ　Ｉ２１１
する必要がある場合には、被駆動部材の位置を検出して
該被駆動部材が所定の位置に近付いた時にモータを停止
させるように制りＩＩが行われる。この場合、被駆動部
材の減速期間を出来るたり短くしてしｌ；＼も停止位置
を正確に制陣り′る為には、被駆動部々４が所定の位置
に近イ１いた時に出来るだＧ−１速やかにモータを停止
させる必要がある。そのため、被駆動部材が所定の位置
に近ｆ声Ｊいた時にモータに駆ｉｂ電流と逆方向の制動
電流を流していわゆる逆転制動をかけることにより、し
−夕を急停止させることが行なわれている。

、Ｅ記のようにモータに逆転制動をかける場合には、ｅ
−夕が停止した時に制動電流を零にしないとモータが逆
転することになり、場合によっては装置を破壊する虞れ
がある。従ってモータに逆転制動をかけて停止位置の制
御を行う場合には、モータの停止を検出して制動電流を
零にするか、またはモータの回転速度が設定値以下にな
ったこと（停止寸前の状態になったこと）を検出してエ
ータが完全に停止する寸前に制動電流を零にする必要が
ある。

ところで、回転体の回転速度を検出する手段として、回
転体に取付けられた環状または円板状のスケール板と、
該スケール板に向けて光を照射する発光手段と、スケー
ル板からの反射光を受光する受光手段とからなる公知の
ロータリエンコーダが用いられており、ロータリエンコ
ーダとしては、回転速度に応じて周期が変化する一連の
パルスを出力する１相形のロータリエンコーダと、９０
度位相の異なる２種類のパルス（各パルスは回転速直に
応じて周期が変化する。）を出力する２相形のロータリ
エンコーダとがある。これらの内、２相形のロータリエ
ンコーダは、２つのパルスの位相を判別することにより
、回転方向の検出をも行うことができるため、回転体が
停止したことを正確に検出することができ、Ｆ記のよう
な制御を行う場合の回転検出手段として適している。

［５ｉ′、明が解決しようとする問題点１しかしなが２
相形のロータリ１ンコーダは構造が複刹１で大形である
上に高価であるため、これをモータに組込んだ場合には
該１ンコーダが多くのスペースを取り、モータが大形化
するという問題がある。また２相形のロータリエンコー
ダは高価であるため、装置のコストが高くなるのを避け
られない。従って可能であれば、１相形のロータリエン
：１−ダでモータの停止または停止寸前の状態を検出す
ることが好ましい。

ロータリエンコーダの出力パルスから回転体の回転速度
を検出する方法としては、エンコーダの出力パルスの周
期を検出する方法が考えられるが・　　　　、）１相形
のロータリ１ンコーダは回転速度に応じて周期が変化す
る一連のパルスを出力するだけであるから、回転体が停
止した後に直ちに逆転するような場合には、逆転した後
も引続き同様なパルスを出力することになり、回転方向
の判別を行うことが不可能である。また停止寸前の低回
転速度や回転体の停止を正確に検出することち困Ｍｔ−
ある。

例えば、第５図Ａに示したように、時刻ｔａにおいてモ
ータに駆動電流と逆方向の制動電流を流して逆転制動を
かけたとすると、モータの回転速度Ｎ（ｒＤｍ）は急速
に下降して行って時刻ｔｃ′Ｃ−零になるが、このまま
１Ｉ１１１初電流を流し続番ノだとすると時刻ｔｃ以降
は逆方向に回転することになる。モータを所定の位置で
停止させるためには、時刻ｔｃで制動電流を零にするか
、または時刻ｔＣの寸前で制動電流を零にする必要があ
る。そのため、モータが停止したこと、またはモータの
回転速度が停止寸前の低速回転速度になったことを検出
する必要がある。このモータに１相形のロータリエンコ
ーダを取付けたとすると、該エンコーダは第５図Ｂに示
すように、回転速度に応じて周期が変化するパルスＰ　
１．　Ｐ　２．・・・Ｐ４を発生する。

この場合、時刻ｔｃでモータが逆転すると引続きパルス
Ｐ　５．　Ｐ　６．・・・が発生ずるため、パルスの周
期を検出してもモータの回転方向を検出することができ
ず、モータの停止を検出することができない。

まｌζパルスの周期ｔ　１．　ｔ　２．・・・を検出し
て例えば該周１１がある設定値Ｔｏ以上になった時にモ
ータの回転速度が停止寸前の低速１（になったことを検
出することが考えられるが、この場合、もしｔ３＜ＴＯ
≦ｔ４の状態になったと・ｊると検出信号が得られた時
点（パルスＰ５？％＼°１．１−がった時点）では既に
モータが逆転していることになり、所期の目的を達成す
ることができない。

本発明の目的は、小形で女１ｉ！Ｉｉな１相ロータリエ
ンコーダを用いて回転体の回転速度が停止寸前の設定速
度以下になったことを確実に検出することができる低回
転速度検出装だを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の実施例を示す第１図を参照して上記の問題を解
決するための本発明の詳細な説明すると、同図において
ＲＥは１相ロータリエンコーダ、１は、ロータリエンコ
ーダＲＥの出力パルスを検出して各パルスが検出されて
から設定時間以内に次のパルスが検出される時には各パ
ルスが検出される毎にトリガされて第１の状態を維持し
、各パルスが検出されてから一定の時間以内に次のパル
スの検出が無い時に第２の状態になるパルス検出手段で
あり、該パルス検出手段が第２の状態になった時に回転
速度が設定値以下にな゛ったことを検出する。

［発明の作用］ Ｆ記のように、本発明では、各パルスが発生してから一
定の設定時間以内に次のパルスが発生した時には回転速
度が設定値を超えていると判断し、各パルスが発生して
から一定の時間以内に次のパルスが発生しなかった時に
回転速度が設定値以下になったことを検出する。

従来は、エンコーダＲＥが各パルスを発生してから次の
パルスが発生するまで待っていてエンコーダの出力パル
スの周期を検出し、該周期が設定値以上になった時に回
転体の速度が設定値以下になっｌ、：ことを検出してい
た為、検出信号が１１られた時には既に回転体が逆転状
態になっているといった不都合が生じたが、本発明Ｃは
、各パルスが発生してから次のパルスが発生するまで待
っことなく、各パルスが発生してから一定の時間以内に
次のパルスが発生するか否かによって回転速度の低下を
検出す゛るので、リアルタイムに近い形で回転速１・Ｉ
の低下の検出を行うことができ、設定時間を適当に定め
ておくことにより、停止１−寸前の低回転速１句を確実
に検出することができる。

［実施例］ 以Ｆ添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。１ 第１図は本発明をハードウェアで実施する場合の一実施
例を示したもので、同図において、パルス検出手段１は
りトリガブルモノマルチバイブレータＲＭにより構成さ
れ、ロータリエンコーダＲＥの出力パルスの立上がりま
たは立下りで該リトリガブルモノマルチバイブレータが
トリガされるようになっている。周知のように、リトリ
ガブルモノマルチバイブレータは、マルチバイブレータ
の動作時間内に再度トリガ（リトリガ）された時に再度
セットされて一定の動作時間箱１の状態を保つもので、
トリガされた後所定の動作時間以内に次のトリガパルス
の入力が無い時に第２の状態になる。

本実施例では、このリトリガブルモノマルチバイブレー
タＲＭの出力が７リツプ７０ツブ回路ＦＦのセット端子
に入力され、該フリツプフロツプ回路の出力端子に検出
信号が得られるようになっている。フリツプフロツプ回
°路ＦＦのリセット端子には、リセット信号供給回路Ｒ
８からリセット信号が供給される。

上記実施例において、〇−タリエンコーダＲＥがモータ
に取付けられているとし、第３図Ａに示すように、定常
回転速度ＮＳで回転していた七−タに時刻ｔａにおいて
駆動電流と逆方向の制！！Ｊ］電流を流したとする。こ
の時モータは急速に減速し、時刻ｔｃにおいて速度が零
になる。ロータリエンコーダＲＥは第３図Ｂに示すよう
に一連のパルスＰａ、Ｐｉ、Ｐ２．Ｐ３．・・・を発生
する。即ち、ロータリエンコーダはモータの回転速度が
一定の時には一定幅のパルスＰ　ｏ、　Ｐ　ｏ、・・・
を−・定の周１１ｔｏで発生するが、時刻ｔａで減速が
開始されると、パルスＰ　１．　Ｐ　２．　Ｐ　３．・
・・を次第に大きくなる周１］ｔ１（この例ではｔｏに
等しい。）　、　　ｔ２（＞　ｔ　１）、　ｔ３（＞　
ｔ２）、・・・で順次発生する。

リトリガブルモノマルチパイプレークＲＭは、上記各パ
ルスの立上がりでトリガされる。パルスの発生周期がリ
トリガブルモノマルチバイブレータＲＭの動作時間Ｔｌ
ｌより小さい間は、該リトリガブルモノマルチパイプレ
ークの出力Ｖｎ＋が第１の状態（この例では高レベルの
状態）を保持している。回転速度が低Ｔ　ｔ、　’Ｕ行
くと、パルスの発生周期が長くなっていくため、１」−
タリエンコーダから或パルスが発生してからリトリガブ
ルモノマルチバイブレータの動作時間１−ｍが経過した
時ｙユで次のパルスが未だ発生しでいない状態になる。

第３図に示した例では、パルスＰ３が発生した後動作時
間丁１が経過した時貞Ｃ未だパルスＰ４が発生していな
いため、パルスＰ３が発生した後動作時間Ｔｌｌ１が経
過した時刻ｔｂにおいてリトリガブルモノマルチバイブ
レータＲＭの出力ｖｍが第２の状態（この例では零レベ
ル）になる。次に時刻ｔ　ｄでパルスＰ４が発生すると
リトリガブルモノマルチバイブレータＲＭは再度トリガ
されるため、該リトリガブルモノマルチバイブレータの
出力ＶＩｌｌは再度第１の状態になる。パルスＰ４が発
生した後動作時間ＴＩが経過した時点で次のパルスが発
生していないため、リトリガブルモノマルチバイブレー
タＲＭの出力Ｖｍは再度第２の状態になる。

本発明では、リトリガブルモノマルチバイブレータＲＭ
（パルス検出手段）の出力が時刻ｔｂで減速開始後最初
に第１の状態から第２の状態になった時に回転速度が設
定値以下になったことを検出する検出信号を発生させる
。本実施例では、リトリガブルモノマルチバイブレータ
ＲＭの出力Ｖｍでフリツプフロツプ回路ＦＦをセットす
るので、時刻ｔｂにおいて該フリツプフロツプ回路がセ
ットされ、該フリップフロップ回路ＦＦが第３図りに示
すように検出信号Ｖ　、　ヲ出力する。この例では、フ
リップフロップ回路のｆｉ定定論比出力端子検出信号を
得るようにしている！こめ、検出信号は論理状態が「０
」の信号になる。尚、必要に応じてフリップフロップ回
路のｉ［論理用）」端子から論理状態が「１」の検出信
号を１−するようにしてもよいのは勿論である。リセッ
ト信号供給料路Ｒ３は検出信号が得られた後、次の検出
に備えてフリップフロップ回路ＦＦをリヒツ１〜する。

上記のように、本発明では、各パルスが発生してから一
定の時間Ｔｍが経過しＩこ時点で次のパルスが発生して
いない時に回転速度が設定値以下になったことを検出す
るので、時間ＴＩを適当に設定しておくことにより、リ
アルタイムに近い形で回転速度の低下を検出することが
でき、回転速度が停■寸前の大きさに低下したことを検
出するこ　　　　、）とができる。

従って本発明の検出装置を例えば逆転制動をかけて停止
さゼるモータの制御に用いた場合には、該モータの回転
速度が停止寸前の速度になった時に制動電流を遮断して
モータを確実に停止させることができ、構造が簡単で小
形且つ安価な１相ロータリエンコーダを用いてモータの
停止位置の制御を迅速且つ正確に行わせることができる
。

尚、本発明は、上記したモータの回転速度の検出に限ら
ず、回転速度の低下を精密に検出する必要がある用途に
広く用いることができるのは勿論である。

上記の実施例では、リトリガブルモノマルチバイブレー
タをパルスの立上がりでトリガしているが、パルスの立
下りでリトリガブルモノマルチバイブレータをトリガす
るようにしても良いのは勿論である。

上記の実施例では、パルス検出手段１をハードウェアで
構成したが、マイクロコンピュータを用いて上記パルス
検出手段１を構成することもできる。

第２図は、マイクロコンピュータを用いてパルス検出手
段を実現する場合の機能ブロック図でありて、これを実
現するためのｆ順を示す７０−ヂヤートを第４図に示し
である。即ち、検出を開始するに当って先ずリセット信
ｍ　（＋（給手段２により検出信号出力手段３をりけツ
１〜して検出信号を論］！Ｉ！値が「１」　（またはｒ
ＯＪ　）の状態にリセットする。次いでパルス入力判定
手段４によりロークリエンコーダＲＥから入力される各
パルスの立上がりまたは立下りを検出してパルスが人力
された否かを判定し、パルスが人力されたことが検出さ
れた場合にはタイマ手段５にセット信号を与える。

これによりタイマ手段は時限動作を開始する。タイマ手
段５の時限は前記リトリ）Ｉプルモノマルチバイブレー
タの動作時間Ｔｌｌと同様に設定されている。タイマ手
段は時限動作を行っている間論理値が「０」　（または
１１」）のいずれかの信号を発生している。タイマ出力
判定手段６はこのタイマ手段の出力を判定し′Ｃ該タイ
マ手段の時限動作が終了していない時にはパルス入力判
定手段に判定指令を与え、次のパルスの入力があるか否
かの判定を再度行わせる。次のパルスの入力が無い場合
には、パルス入力判定手８２４がタイマ出力判定手段６
に判定指令を与え、再度タイマの出力の判定を行わける
。回転速度が設定値を超えている場合には、タイマ手段
５の時限動作が終了する以前に次のパルスが入力されて
タイマ手段が再セツｔ−されるため、タイマ手段５の出
力は「Ｏ」　（または「１」）の状態を保持している。

即ち、この時パルス検出手段１は第１の状態にある。回
転速度が設定値以下に低下すると、或パルスの人力が検
出されてタイマ手段がセットされた後該タイマ手段の時
限内に次のパルスが入力されない状態になるため、タイ
マ手段５の時限動作が終了し、該タイマ手段の出力が「
１」　（または「０」）の状態になる。即ちパルス検出
手段１が第２の状態になる。この時タイマ出力検出手段
６が検出信号出力手段３に検出信号出力指令を与え、論
理値が「０」（または「１」）の検出信号を出力させる
。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、各パルスが発生してか
ら次のパルスが発生するまで待つことなく、各パルスが
発生してから・定の１４間以内に次のパルスが発生する
か盃かを検出して回転速度が設定１ｉｃ＋以下になった
ことを検出づるので、リアルタイムに近い形で回転達磨
の低下の検出を行うことができ、設定時間を適当に定め
Ｃおくことにより、け正寸前の低回転速１σをＭｒ実に
検出することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をバードウｒアで実施する場合の一実施
例を示すブロック図、第２図は本発明をマイクロコンビ
ｌ−夕を用いて実施する場合の構成を示す機能ブロック
図、第３図は本発明の詳細な説明するために回転体の速
度変化と信号波形とを示した線図、第４図は第２図の構
成によりマイクロ：１ンビユータを用いて本発明を実施
する場合の手順を示すフローチャート、第５図は１相［
１−タリコ、ンコーダの回転速度と出口パルスとの関係
を示″！１゛線図である。 １・・・パルス検出手段、ＲＭ・・・リトリガブルモノ
マルチバイブレータ、ＦＦ・・・フリップフ［１ツブ回
路、Ｒ８・・・りけツ１−信号供給回路、２・・・リセ
ット信号供給手段、３・・・検出信号出力手段、４・・
・パルス入力判定手段、５・・・タイマ手段、６・・・
タイマ出力判定手段。 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転速度に応じた周期でパルスを出力する１相エ
   ンコーダを用いて回転体の回転速度が設定値以下になつ
   たことを検出する低回転速度検出装置において、前記ロ
   ータリエンコーダの出力パルスを検出して各パルスが検
   出されてから設定時間以内に次のパルスが検出された時
   には第１の状態を維持し、各パルスが検出されてから一
   定の時間以内に次のパルスの検出が無い時に第１の状態
   から第２の状態になるパルス検出手段を具備し、前記パ
   ルス検出手段が第１の状態から第２の状態になった時に
   前記回転体の回転速度が設定値以下になったことを検出
   することを特徴とする低回転速度検出装置。
2. （２）前記パルス検出手段はりトリガブルモノマルチバ
   イブレータであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の低回転速度検出装置。