KR0156440B1 - 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로에 관한 것으로, 전동모터(12)에 의한 회전동력을 수취하는 제1회전체(11)와 그 제1회전체(11)의 회전비와는 다른 회전비를 가지면서 동력전달매체(22)에 의해 그 제1회전체(11)의 회전동력을 전달받아 부하를 구동하는 제2회전체(21)를 갖추어 구성된 동력전달메카니즘에서, 상기 제1회전체(11)의 회전속도를 검출하여 그 회전속도에 대응하는 펄스신호를 생성하는 제1회전체 속도 검출부(30)와, 상기 제2회전체(21)의 회전속도를 검출하여 그 회전속도에 대응하는 펄스신호를 생성하는 제2회전체속도검출부(40), 상기 제1회전체(11)의 속도검출부(30)와 제2회전체(21)의 속도검출부(40)에서 검출된 제1및 제2회전체(11,21)의 회전비를 판단하여 해당의 동력전달메카니즘의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 논리장치부(50), 그 논리장치부(50)에서 생성된 제어신호에 의해 상기 부하의 작동을 정지시키기 위해 전원을 차단하는 전원제어부(60)를 갖추어 구성된 것이다.

Description

구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로

제1도는 본 발명에 따른 회전오차 검출회로가 적용되는 상호 다른 구경의 회전체로서의 구동 회전체와 종동 회전체의 연결관계를 설명하는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로를 나타내는 도면.

제3도는 제2도에 도시된 논리장치부의 구성을 나타낸 도면.

제4도는 제2도에 도시된 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로의 주요부에서 생성되는 파형을 나타낸 타이밍차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10A : 광센서 20A : 광센서

11 : 제1회전체 12 : 전동모터

21 : 제2회전체 22 : V-벨트

30 : 제1회전속도검출부 33 : 증폭기

37 : 타이머 40 : 제2회전속도검출부

50 : 논리장치부 51, 52 : 제1 및 제2카운터

53, 54 : OR게이트 55 : AND게이트

60 : 전원제어부 63 : 증폭기

66 : 스위칭 트랜지스터 67 : 릴레이

본 발명은 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상호 다른 구경의 구동 회전체와 종동 회전체가 V-벨트에 의해 연결되어 회전하는 경우에 각 회전체의 회전속도를 검출하여 설정된 회전비와 다른 경우에는 부하의 구동을 정지시켜 비정상시 초래되는 위험을 회피하도록 하기 위한 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로에 관한 것이다.

통상적으로, 동력전달메카니즘에 의해 회전력을 얻도록 된 장비에서는 상호 구경이 다른 복수의 제1회전체(구동 회전체)와 제2회전체(종동 회전체)를 V-벨트에 의해 연결하여 동력을 전달하게 된다. 그 예로서는 회전동력을 생성하는 전동모터의 축에 그 전동모터와 연동하여 회전하는 구동 회전체를 결합하고 V-벨트를 매개하여 구동 회전체의 회전동력을 피구동수단(즉, 부하)에 결합된 종동 회전체에 전달하는 구성이 일반적이다.

따라서, 전동모터에 의한 회전동력을 수취하는 구동 회전체와 종동 회전체의 회전수(rpm)에 대해서는 적정한 회전비가 얻어지도록 설계되지만, 예컨대 전동모터의 회전력이 직접 전달되는 구동 회전체와 V-벨트를 매개하여 회전동력을 수취하는 종동 회전체가 이상동작을 하거나 V-벨트의 슬립(slip)에 의해 회전동력이 구동 회전체로 부터 종동 회전체에 정상적으로 전달되지 않는 경우에는 V-벨트의 마찰에 의해 화재의 위험이 초래되는 일이 발생된다.

또한, 동력원으로서의 전동모터에 대해 상호 다른 구경을 갖는 복수의 기어를 사용하여 회전동력을 부하에 전달하는 메카니즘의 구성에서도 전동모터의 회전동력을 직접 수취하는 기어와 그 기어에 치합되어 회전 구동되는 기어 사이에서 최적의 회전결합력이 확보되지 않는 경우에는 부하에 대한 정확한 회전제어가 곤란하게 되고, 그에 따라 부하에 대한 정확한 회전구동이 불가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 동력전달메카니즘을 구성하는 제1회전체와 제2회전체에 대해 설정되는 회전비를 검출하여 설정된 회전비가 확보되지 않는 경우에는 자동으로 전원을 차단하여 오동작을 방지하도록 된 회전체의 회전속도 검출회로를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 예에 따르면 전동모터에 의한 회전동력을 수취하는 제1회전체와 그 제1회전체의 회전비와는 다른 회전비를 가지면서 동력전달매체에 의해 그 제1회전체의 회전동력을 전달받는 제2회전체를 갖추어 구성된 동력전달메카니즘에 있어서, 상기 제1회전체의 회전속도를 검출하여 그 회전속도에 대응하는 펄스신호를 생성하는 제1회전체 속도검출수단과, 상기 제2회전체의 회전속도를 검출하여 그 회전속도에 대응하는 펄스신호를 생성하는 제2회전체 속도검출수단, 상기 제1회전체의 속도검출수단과 제2회전체속도검출수단에서 검출된 제1 및 제2회전에의 회전비를 판단하여 해당의 동력전달메카니즘의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어수단, 그 제어수단에서 생성된 제어신호에 의해 상기 동력전달메카니즘의 작동을 정지시키기 위해 전원을 차단하는 전원제어수단을 갖추어 구성된 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로가 제공된다.

바람직하게, 상기 제1회전체 속도검출수단은 상기 제1회전체가 중간에 개재되어 그 제1회전체의 회전속도를 광검출하는 광센서와, 그 광센서에서 검출되는 상기 제1회전체의 회전속도의 검출신호를 증폭하는 증폭부, 그 증폭부에서 증폭된 검출신호에 대해 일정한 시정수의 펄스신호를 생성하는 펄스생성부를 갖추어 구성되고, 상기 제2회전체 속도검출수단은 상기 제2회전체가 중간에 개재되어 그 제2회전체의 회전속도를 광검출하는 광센서와, 그 광센서에서 검출되는 상기 제2회전체의 회전속도의 검출신호를 증폭하는 증폭부, 그 증폭부에서 증폭된 검출신호에 대해 일정한 시정수의 펄스신호를 생성하는 펄스생성부를 갖추어 구성된다.

본 발명에 따르면, 상기 제어수단은 상기 제1회전체의 회전속도 검출신호에 의해 클럭제어되어 상기 제2회전체에 설정되는 회전비의 하위 10진 자리수를 계수하는 제1카운터와, 그 제1카운터에 의해 상기 제2회전체의 하위 10진 자리수의 계수가 종료되면 생성되는 캐리신호에 의해 동기되어 상기 제2회전체의 상위 10진 자리수를 계수하는 제2카운터, 상기 제1카운터의 상위 2비트 데이터를 논리 OR처리하는 제1의 OR게이트, 상기 제2카운터의 계수결과를 논리 OR처리하는 제2의 OR게이트 및, 상기 제1OR게이트와 상기 제2카운터의 계수결과를 논리 AND처리하여 회전비의 검출신호를 생성하는 AND게이트로 구성된다.

또, 상기 전원제어수단은 상기 제어수단의 AND게이트의 출력측에 접속된 증폭기와 그 증폭기에서 증폭된 상기 회전비의 검출신호에 의해 도통/비도통제어되어 전원경로를 스위칭하는 릴레이를 구동하는 스위칭 트랜지스터를 갖추어 구성된다.

그와 같이 구성된 본 발명에 따른 구동/종동 회전체의 회전속도 검출회로에 의하면, 동력전달메카니즘에서 동력원으로서의 전동모터의 회전동력을 수취하는 제1회전체에 대한 제2회전체의 회전비를 제어수단의 제1 및 제2카운터에 설정한 상태에서 제1 및 제2회전체 속도검출수단에서 검출되는 제1 및 제2회전체의 회전속도를 계수하여 정상적인 회전비가 확보되지 않는 경우에는 전원제어수단의 스위칭 트랜지스터를 비도통제어하여 전원경로를 스위칭하는 릴레이를 비작동상태로 구동함으로써 상호 다른 구경의 제1 및 제2회전체의 이상에 의한 위험이 회피된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 회전오차 검출회로가 적용되는 상호 다른 구경의 제1 및 제2회전체로서의 구동 회전체와 종동 회전체의 연결관계를 설명하는 도면으로, 그 제1도에서 구동 회전체로 작용하는 제1회전체(11)는 예컨대 동력원으로서의 전동모터(12)에서 연장되는 모터축(13)상에 결합되어 그 전동모터(12)에서 생성되는 동력에 의해 회동되게 되고, 종동 회전체로서 작용하는 제2회전체(21)는 상기 제1회전체(11)의 동력을 매개하는 동력전달매체로서의 예컨대 V-벨트(22)에 의해 그 제1회전체(11)에 결합되며, 제1회전체(11)와 부하(24)를 구동하는 상기 제2회전체(21)의 구경비는 상호 다르게 설정된 상태이다.

그리고, 상기 제1회전체(11)와 제2회전체(21)에 대해서는 그 이면에 최소한 하나의 반사패턴(도시 생략)이 형성되고, 각 반사패턴에 대면하는 상기 전동모터(12)와 부하(24)에는 각 회전체(11, 21)의 회전속도를 검출하기 위한 광센서(10A)와 광센서(20A)가 설치되고, 각 광센서(10A)와 광센서(20A)는 상기 반사패턴을 향해 광신호를 조사하는 발광소자(10a, 20a)와 상기 반사패턴에서 반사되는 광을 수취하는 수광소자(10b, 20b)로 구성된다.

제2도는 본 발명에 따른 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로를 나타낸 도면이다. 그 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로는 상기 제1도에 예시된 상호 다른 구경의 제1회전체(11)와 제2회전체(21)를 연결하는 V-벨트(22)의 슬립현상 등에 의해 제1회전체(11)의 회전력이 상기 제2회전체(22)에 정확하게 전달되지 않는 경우를 검출하게 된다.

그 회전오차 검출회로에 따르면 상기 제1회전체(11)의 회전수를 검출하는 제1회전속도검출부(30)는 상기 제1회전체(11)의 회전속도를 검출하기 위해 상기 광센서(10A)의 출력이 저항(31)과 캐피시터(32)에서 필터링되어 반전입력단(-)에 인가되고 그 비반전입력단(+)에 저항(34, 35, 35)에 의해 증폭도가 설정되는 증폭기(33)가 접속되고, 그 증폭기(33)의 후단에 접속되어 상기 증폭기(33)를 매개하여 인가되는 상기 제1회전체(11)의 회전속도를 나타내는 광신호에 대해 캐패시터(38)와 저항(39)에 의한 시정수의 펄스신호를 생성하는 펄스발생기(37)를 갖추어 구성되고, 상기 제2회전체(21)에 대한 제2회전속도검출부(40)도 상기 제1회전속도검출부(30)와 유사하게 광센서(20A)에 의해 검출되는 제2회전체(21)의 회전수를 검출하도록 구성된다.

50으로 표시된 논리장치부는 제3도를 참조하여 후술하는 바와 같이 상기 제1회전속도검출부(30)와 제2회전속도검출부(40)에서 제공되는 제1회전체(11)와 제2회전체(21)의 회전속도를 논리처리하여 상기 제1회전체(11)와 제2회전체(21)가 상호 다르게 설정된 회전속도로 회전하는 상태인지를 판단하게 되고, 60으로 표시된 부하구동제어부는 상기 논리장치부(50)에서 판단된 결과에 기초하여 상기 제1회전체(11)와 제2회전체(21)의 회전속도가 비정상인 경우에 부하구동을 제어하기 위한 작용을 수행하게 되는바, 그 부하구동제어부(60)는 상기 논리장치부(50)의 출력단(OUT)에 저항(61)과 캐패시터(62)를 매개하여 접속된 증폭기(63)와, 그 증폭기(63)의 출력에 저항(64)과 일정한 전위의 형성을 위한 역방향의 다이오드(65)를 매개하여 베이스가 접속된 트랜지스터(66)가 접속되고, 그 트랜지스터(66)의 컬렉터측에는 예컨대 전원라인의 스위칭접속/비접속을 위한 스위칭소자로서의 릴레이(67)가 접속되어 구성된다.

제3도는 제2도에 도시된 논리장치부(50)의 구성을 나타낸 도면으로, 그 논리장치부(50)는 상기 제1회전체(11)의 회전속도를 기초로 제2회전체(21)의 회전수를 카운트하는 제1카운터(51)를 포함하게 되는 바, 그 제1카운터(51)는 상기 제1회전속도검출부(30)에 접속된 제1입력단(11)과 상기 제2회전체(21)의 회전속도를 검출하는 제2회전속도검출부(40)에 접속된 제2입력단(12), 상기 제2회전체(21)에 대해 설정된 회전수의 하위자리수에 대한 카운트치를 출력하는 출력단(OC, OD) 및, 그 제2회전체(21)에 대해 설정된 카운트치의 카운트완료시 캐리신호를 출력하는 캐리출력단(RP)을 갖추어 구성된다.

또, 상기 논리장치부(50)에는 상기 제1카운터(51)에서 제2회전체(21)의 하위자리수에 대한 카운트가 완료되면, 제2회전체(21)의 상위자리수를 카운트하는 제2카운터(52)도 포함하게 되는 바, 그 제2카운터(52)는 상기 제2회전체(21)의 회전속도를 검출하는 제2회전속도검출부(30)에 접속된 입력단(11)과 상기 제1카운터(51)의 캐리신호가 클럭신호로서 입력되는 캐리신호입력단(RC) 및, 상기 제2회전체(21)에 대한 회전수의 카운트결과를 나타내는 출력단(OA) 및 인에이블신호가 입력되는 인에이블단(EN)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 논리장치부(50)에는 상기 제1 및 제2카운터(51, 52)의 카운트결과를 기초로 제1회전체(11)에 대한 제2회전체의 회전속도 또는 회전수의 에러상태를 판별하기 위한 논리신호를 생성하는 논리게이트(53, 54, 55)도 포함하게 되는 바, 그 중 논리게이트(53)은 상기 제1카운터(51)의 출력단(OC, OD)에 접속되어 그 제1카운터(51)에 의해 제2회전체(21)에 설정된 회전수(또는 회전비)의 하위자리수에 대한 카운트결과를 OR처리하는 OR게이트이고, 논리게이트(54)는 일단이 접지전위(GND)로 설정되고, 다른 단이 상기 제2카운터(52)의 출력단(OA)에 접속되어 그 제2카운터(52)의 인에이블신호를 생성하는 OR게이트로 구성되며, 논리게이트(55)는 일단이 상기 OR게이트(53)의 출력단에 접속되고 다른단이 상기 제2카운터(52)의 출력단(OA)에 접속되어 제1회전체(11)에 대한 제2회전체(21)의 회전비에 대한 정상/비정상을 나타내는 출력(OUT)을 생성하는 AND게이트로 구성된다.

이어, 그와 같이 구성된 본 발명에 따른 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 상기 제1회전체(11)와 제2회전체(21)의 회전비가 14:1로 설정되고 상기 논리장치부(50)의 제1카운터(51)에는 그 회전비의 하위자리수 '4'의 카운트치가 설정되는 반면 제2카운터(52)에는 그 회전비의 상위자리수 '10'이 설정된 경우를 가정하면, 제1회전속도검출부(30)에서는 상기 제1회전체(11)의 회전시에 광센서(10A)에 의해 검출되는 펄스가 저항(31)과 캐패시터(31)에서 레벨정의되어 증폭기(53)에 인가되고, 그 증폭기(53)에서 증폭된 펄스신호가 캐패시터(38)와 저항(39)에 의해 설정되는 시정수를 갖는 타이머(37)에 인가되어 일정한 주기의 펄스신호(제4도 (c) 참조)로서 상기 논리장치부(50)에 인가되는 한편, 상기 광센서(20A)에 의해 검출되는 상기 제2회전체(21)의 회전수에 관한 펄스신호도 그 제1회전수 검출회로(30)와 유사한 구성의 제2회전수검출회로(40)에 의해 검출(제4도(a) 참조)되어 상기 논리장치부(50)에 인가된다.

따라서, 상기 논리장치부(50)에 인가되는 제1회전체(11)의 회전수 펄스신호는 제1카운터(51)의 제1입력단(11)에 클럭신호로서 인가되는 반면, 상기 제2회전체(21)의 회전수 펄스신호는 그 제1카운터(51)의 제2입력단(12)에 인가되며, 그에 따라 그 제1카운터(51)는 제1회전체(11)의 펄스신호에 의해 상기 제2회전체(21)의 펄스신호를 카운트하게 되는 바, 그 제1카운터(51)에 설정된 '4'의 카운트가 완료되면 그 출력단(OC, OD)에서는 '4'의 16진데이터에 대한 하이레벨과 로우레벨(제4도(f)와 (e) 참조)이 출력되고, 그에 따라 OR게이트(53)의 출력은 하이레벨로 된다.

그리고, 상기 제1카운터(51)의 리플캐리신호(제4도(c)는 상기 제2카운터(52)의 캐리입력단(RC)에 인가되고, 그에 따라 그 제2카운터(52)는 상위자리수 '10'의 카운트를 실행하게 되며, 카운트가 완료되면 그 출력단(OA)에서는 하이레벨의 신호가 출력되어 OR게이트(54)의 일측에 인가됨과 더불어 AND게이트(55)의 일단에 인가된다.따라서, 상기 OR게이트(54)의 출력은 상기 제2카운터(52)에 대한 인에이블신호(제4도(h) 참조)로 작용하게 되고, 상기 AND게이트(55)는 그 일단에 인가되는 상기 제1카운터(51)의 카운트치와 상기 제2카운터(52)의 카운트치를 AND 연산하여 회전비 정상/비정상을 나타내는 신호(제4도 (d) 참조)를 출력하게 된다.

즉, 상기 논리장치부(50)에서 하이레벨의 정상신호가 인가되면 그 하이레벨의 신호는 부하구동제어부(60)의 저항(61)과 캐패시터(62)에서 레벨정의되어 증폭기(63)에 인가되고, 그에 따라 저항(64)과 다이오드(65)에 의해 일정한 레벨의 베이스전위가 형성되는 트랜지스터(66)가 도통상태로 되어 그 컬렉터측에 접속된 릴레이(67)가 활성화상태로 유지되어 부하의 구동이 지속적으로 수행되게 되지만, 상기 논리장치부(50)에서 로우레벨의 비정상신호가 인가되면 그 로우레벨의 신호에 의해 상기 트랜지스터(66)가 비도통상태로 되어 그 컬렉터측의 릴레이(67)가 비활성화상태로 되므로, 부하의 구동이 정지된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로에 의하면, 상호 구경이 다른 제1회전체와 제2회전체의 회전수를 기초로 제1회전체와 제2회전체 사이에서 동력전달의 상태를 검출하여 비정상인 경우에는 부하의 구동을 정지시켜주게 되므로, 부하의 안전한 작동상태가 확보될 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 전동모터(12)에 의한 회전동력을 수취하는 제1회전체(11)와 그 제1회전체(11)의 회전비와는 다른 회전비를 가지면서 동력전달매체(22)에 의해 그 제1회전체(11)의 회전동력을 전달받아 부하를 구동하는 제2회전체(21)를 갖추어 구성된 동력전달메카니즘에 있어서, 상기 제1회전체(11)의 회전속도를 검출하여 그 회전속도에 대응하는 펄스신호를 생성하는 제1회전체 속도검출수단(30)과, 상기 제2회전체(21)의 회전속도를 검출하여 그 회전속도에 대응하는 펄스신호를 생성하는 제2회전체속도검출수단(40), 상기 제1회전체(11)의 속도검출수단과 제2회전체의 속도검출수단에서 검출된 제1 및 제2회전체(11, 21)의 회전비를 판단하여 해당의 동력전달메카니즘의 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어수단(50), 그 제어수단(50)에서 생성된 제어신호에 의해 상기 부하의 작동을 정지시키기 위해 전원을 차단하는 전원제어수단(60)을 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2회전체속도검출수단(30, 40)은 상기 제1 및 제2회전체(11, 21)의 회전속도를 광검출하는 광센서(10A, 20A)와 그 광센서(10A, 20A)에서 검출되는 상기 제1 및 제2회전체(11, 21)의 회전속도의 검출신호를 증폭하는 증폭부, 그 증폭부에서 증폭된 검출신호에 대해 일정한 시정수의 펄스신호를 생성하는 펄스생성부를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어수단(50)은 상기 제1회전체(11)의 회전속도 검출신호에 의해 클럭제어되어 상기 제2회전체에 설정되는 회전비의 하위 10진 자리수를 계수하는 제1카운터(51)와, 그 제1카운터(51)에 의해 상기 제2회전체(21)의 하위 10진 자리수의 계수가 종료되면 생성되는 캐리신호에 의해 동기되어 상기 제2회전체(21)의 상위 10진 자리수를 계수하는 제2카운터(52), 상기 제1카운터(51)의 상위 2비트 데이터를 논리 OR처리하는 제1의 OR게이트(53), 상기 제2카운터(52)의 계수결과를 논리 OR처리하는 제2의 OR게이트(54) 및, 상기 제1OR게이트(53)와 상기 제2카운터(52)의 계수결과를 논리 AND처리하여 회전비의 검출신호를 생성하는 AND게이트(55)로 구성된 것을 특징으로 하는 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 전원제어수단(60)은 상기 제어수단(50)의 AND게이트(55)의 출력측에 접속된 증폭기(63)와 그 증폭기(63)에서 증폭된 상기 회전비의 검출신호에 의해 도통/비도통제어되어 전원경로를 스위칭하는 릴레이(67)를 구동하는 스위칭 트랜지스터(66)를 갖추어 구성된 것을 특징으로 하는 구동/종동 회전체의 회전오차 검출회로.