モータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせ
【課題】２以上のモータが強制的に同期させられる場合において、各モータへの供給電流のアンバランスを抑制可能なモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせを提供することである。
【解決手段】モータ制御システム１は、モータ内蔵ローラ２と、コントローラ（制御装置）６，７の組み合わせからなるものである。モータ内蔵ローラ２は、ローラ本体３とモータ４，５を有している。モータ４，５は、出力軸同士がローラ本体３で一体的に連結されており、モータ４，５は、強制的に同期運転するものである。モータ４，５の回転数に応じてコントローラ６，７から供給する電流パルスに下限が設定されている。
【解決手段】モータ制御システム１は、モータ内蔵ローラ２と、コントローラ（制御装置）６，７の組み合わせからなるものである。モータ内蔵ローラ２は、ローラ本体３とモータ４，５を有している。モータ４，５は、出力軸同士がローラ本体３で一体的に連結されており、モータ４，５は、強制的に同期運転するものである。モータ４，５の回転数に応じてコントローラ６，７から供給する電流パルスに下限が設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせに関し、さらに詳細には、２以上のモータを制御するものであって、２以上のモータの回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられるモータの制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの能力を表す仕事率は、モータ容量やモータ出力とも言われ、一般的に、数値が大きくなるとモータ自体の体積も大きくなる傾向にある。そのため、全体の大きさに制限がある装置においては、小型のモータを複数接続することで、所望する機械出力を得る場合がある。その一例として、特許文献１には、２つのモータを内蔵した自動車用の電動腰掛シートが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の自動車用の電動腰掛シートでは、制限された空間内に小型のモータを２つ内蔵し、各モータの出力軸を連結シャフトで一体連結することで、各モータ間の回転を強制的に同期させ、高出力を確保している。そのため、複数人が座れるリアシートに用いた場合でも、出力不足となることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、２基以上のモータの回転部を機械的に連結して強制的に同期回転させ、且つモータが個々に一定回転で回転する様にモータに供給する電流を増減させると、どうしても各モータに供給される電流がアンバランスになる。そして時間の経過と共に、アンバランス量が増大してゆくこととなり、例えばあるモータの電流量が増大したまま長期間続くと、モータが損傷し、寿命の低下を招いてしまう。
【０００６】
上記した現状に鑑み、本発明は、２以上のモータが強制的に同期させられる場合において、各モータへの供給電流のアンバランスを抑制可能なモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、２以上のモータを制御するモータ制御システムであって、前記２以上のモータは回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられるものであり、前記２以上のモータは個々に制御装置を有し、前記制御装置はいずれもモータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ前記制御装置にはいずれもモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ制御システムである。
【０００８】
本発明のモータ制御システムでは、各制御装置には、モータの回転数に応じて供給する電流に下限が設けられている。
ここで、２基以上のモータの回転部を機械的に連結し、強制的に同期回転させた場合にモータへの供給電流がアンバランスとなる理由は、次の通りである。例えば、２基のモータ（第１モータと第２モータ）の回転部を機械的に連結して強制的に同期回転させる場合を想定する。
【０００９】
第１モータと第２モータは、いずれも設定の回転数となる様に個別に電流が増減される。しかしながら、２基のモータに同時に通電を開始した場合、モータの回転の立ち上がり曲線が全く一致することは稀であり、一方が早く、一方が遅れる。例えば第１モータが先に立ち上がり、やや遅れて第１モータが立ち上がる。
【００１０】
また第１モータと第２モータは、機械的に連結されていて、常に同期的に回転するから、第１モータの回転立ち上がりが第２モータに比べて速い場合、第２モータが第１モータに引っ張られることとなる。即ち第１モータに掛かる負荷が大きく、第２モータに掛かる負荷が小さい。
【００１１】
そうして第１モータと第２モータは、共に設定の回転数に至るが、第１モータに掛かる負荷が大きく、第１モータは強制的に減速される方向に力が掛かっていたので、制御装置はこれを是正するために、電流値を上げようとする。即ち第１モータは僅かに自己の設定回転数よりも低く回転されることとなり、これがフィードバックされて回転数を上昇すべく電流値を上げようとする。
【００１２】
一方、第２モータは、掛かる負荷が小さく、第２モータは強制的に増速される方向に力が掛かっていたので、制御装置はこれを是正するために、電流値を下げようとする。即ち第２モータは僅かに自己の設定回転数よりも早く回転されることとなり、これがフィードバックされて回転数を降下すべく電流値を下げようとする。
【００１３】
そのため第１モータに掛かる電流値が高く、第２モータに掛かる電流値は低くなる。
そうすると、第１モータはますます増速傾向となり、第１モータを引っ張るからますます負荷が増す。そのためこれを是正せんと、ますます電流値が増加してゆく。
逆に第２モータに掛かる電流値はますます低くなる。
そして遂には、第１モータに掛かる電流値が甚だしく大きくなり、第２モータに掛かる電流値は甚だしく小さくなる。
【００１４】
以上は、モータの立ち上がりがアンバランスであった場合について説明したが、第１モータと第２モータが設定回転数で回転し、かつ両者の電流値が同一であった場合であっても、時間の経過と共に、両者に掛かる電流値がアンバランスになる場合がある。またこの場合であっても、アンバランス量は次第に増大する傾向となる。
この現象は、モータの位相の相違によって発生する。
【００１５】
例えば、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）によってモータに供給する電流を増減する場合であれば、モータには間欠的に電流が供給されることとなる。
そしてモータは、電流が供給されている瞬間（パルスがＯＮの時）だけトルクを発生させ、パルスがＯＦＦの時は惰性で回転している。
また、パルスがＯＮの時の回転子と固定子の位置によって、発生するトルクは違う。
つまり、モータは、一見、同一の回転速度で回転している様に見えるが、微視的に観察すれば、脈動していると言える。
【００１６】
そのため、２基のモータを強制的に同期回転させると、あるタイミングでは、第１モータがトルクを発生させて、第２モータを引っ張り、あるタイミングでは、第２モータがトルクを発生させて、第１モータを引っ張る。
また、２台のモータに掛かる電流値が等しい場合は、そのままの状態が維持され、また仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
【００１７】
しかしながら、例えば、第１モータがトルクを発生させて、第２モータを引っ張っているタイミングに外乱が重なり、第１モータに掛かる電流値と第２モータに掛かる電流値の間に瞬間的に大きな開きができてしまうと、先に説明したのと同様の理由から、電流値のアンバランス量が次第に増大してしまう。
発散してしまう。
そして遂には、例えば第１モータに掛かる電流値が甚だしく大きくなり、第２モータに掛かる電流値は甚だしく小さくなる。すなわち、両者の電流は、発散してしまう。
【００１８】
この問題に対処するため、本発明では、各回転数に応じて供給する電流に下限を設けており、外乱その他の理由によって、モータに供給される電流値に一時的に差が生じても、その差は、過度に大きくはならない。そのため、仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
なお、本発明のモータ制御システムによれば、各制御装置で個々にモータを制御するだけで、各モータ間に生じる回転数の差が拡がることを抑制できる。そのため、例えば、各制御装置を統括する上位制御装置が不要であり、簡素な構成でシステムを構築できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、ローラ本体を有し、前記２以上のモータはローラ本体内に内蔵されていてモータ内蔵ローラを構成し、２以上のモータによってローラ本体を回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システムである。
【００２０】
本発明のモータ制御システムでは、２以上のモータがローラ本体内に内蔵されたモータ内蔵ローラを有している。モータ内蔵ローラは主にコンベアに用いられる装置である。コンベアは、様々な荷物を搬送可能な搬送装置であり、複数のコンベアを組み合わせることで、例えば大規模な搬送ラインを容易に構築できる。前述の通り、本発明のモータ制御システムは、各制御装置を統括する上位制御装置が不要であるため、大規模な搬送ラインにおいても簡素な構成でシステムを構築可能である。つまり、本発明は、コンベアの制御に好適である。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記２以上のモータは、筒、ベルト、ワイヤーのいずれかを介して回転部が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システムである。
【００２２】
２以上のモータの回転部同士を連結可能なものの代表として、筒、ベルト、ワイヤーが挙げられる。例えば、モータ同士をシャフトで接続したものやベルトで懸架したもの、或いは並列に配置した各ローラにモータを直結させ且つローラ同士をワイヤーで一体的に接続したもの等、様々な機械システムが考えられる。本発明は、それらの各機械システムにも好適である。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられる２以上のモータを個別に制御するものであり、モータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とする制御装置である。
【００２４】
本発明の制御装置は、モータの回転数に応じて供給する電流に下限が設けられているため、先の説明と同様に、外乱その他の理由によって、モータに供給される電流値に一時的に差が生じても、その差は、過度に大きくはない。そのため仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、前記２以上のモータに一対で配置されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置である。
【００２６】
本発明の制御装置は、２以上のモータに一対で配置されても構わない。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、モータ内蔵ローラとモータ内蔵ローラに内蔵されるモータを制御する制御装置との組み合わせであって、モータ内蔵ローラは単一のローラ本体の中に複数のモータが内蔵され、前記複数のモータによってローラ本体を回転させるものであり、前記制御装置は、複数のモータを個別に制御するものであって個々のモータが所定の回転数となる様に個々のモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ個々のモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせである。
【００２８】
本発明の制御装置は、モータの回転数に応じて供給する電流に下限が設けられているため、先の説明と同様に、外乱その他の理由によって、モータに供給される電流値に一時的に差が生じても、その差は、過度に大きくはない。そのため仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
なお、モータ内蔵ローラは、主にコンベアに用いられる装置であり、本発明は、コンベアの制御に好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせによれば、２以上のモータが強制的に同期させられる場合において、各モータへの供給電流にアンバランスが生じても、収斂させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ制御システムを示すブロック図である。
【図２】モータ制御システムに使用されるコントローラとモータを示すブロック図である。
【図３】モータ制御システムに使用されるモータ内蔵ローラを示す断面図である。
【図４】コントローラに内蔵されるプログラムであり、モータ内蔵ローラを制御するためのフローチャートである。
【図５】モータ制御システムを備えたコンベアを示す平面図である。
【図６】図５のコンベアにおけるモータ制御システムの動作状態を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るモータ制御システムを示す斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るモータ制御システムを示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るモータ制御システムを示す斜視図である。
【図１０】図９のモータ制御システムに用いられる昇降ユニットを示す正面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るモータ制御システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るモータ制御システムを備えた移載装置を示す平面図である。
【図１３】移載装置が有するベルト駆動装置を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下は、本発明の実施形態に係るモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は、実施形態の理解を容易にするためのものであり、これによって、本発明が制限して理解されるべきではない。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１は、図１に示すように、モータ内蔵ローラ２と、コントローラ（制御装置）６，７の組み合わせからなるものである。
モータ内蔵ローラ２は、ローラ本体３とモータ４，５を有している。
【００３３】
詳述すると、図３に示すように、モータ内蔵ローラ２では、ローラ本体３内にモータ４，５が内蔵されている。モータ４，５は、後述する出力軸１８（回転部）同士が向かい合って配置されている。
【００３４】
ローラ本体３は長尺の円筒部材であり、モータ４，５を内蔵可能な程度の長さを有している。
【００３５】
モータ４，５は、それぞれ、出力板１０と、減速機１１と、ブラシレスモータ１２と、回転数検出手段１３と、蓋部材１４とを備えている。なお、モータ４，５は、略同一の構造であるため、構成部品については同一の符号を付している。
【００３６】
出力板１０は、減速機１１の出力をローラ本体３に伝達するための接続部品である。
減速機１１は、公知のギアであり、出力軸１５を有している。
ブラシレスモータ１２は、公知のＤＣブラシレスモータであり、ロータ１８を内蔵している。また、ブラシレスモータ１２は、出力軸１２ａと、ケーブル１２ｂ（給電線）と、コネクタ１２ｃとを有している。
【００３７】
回転数検出手段１３は、モータの回転数を検出可能であり、ホールＩＣ１６で構成されている。なお、回転数検出手段１３は、パルス出力が可能なロータリーエンコーダで構成しても構わない。
【００３８】
蓋部材１４は、軸受１４ａを内蔵しており、固定軸１７を有している。蓋部材１４は、固定軸１７に対して相対的に回転可能である。
固定軸１７は、中空構造であり、内部にブラシレスモータ１２のケーブル１２ｂが挿通されている。
【００３９】
ここで、モータ４の組立構造について説明する。
ブラシレスモータ１２の出力軸１２ａは、減速機１１に接続されている。減速機１１の出力軸１５は、出力板１０を介して、ローラ本体３に接続されている。換言すれば、減速機１１の出力軸１５は、ローラ本体３と一体化している。
蓋部材１４は、ローラ本体３の一方の端部に嵌められている。
【００４０】
このような組立構造とすることにより、ブラシレスモータ１２の出力軸１２ａを回転させると、減速機１１の出力軸１５と一体化したローラ本体３が回転する。換言すれば、減速機１１の出力軸１５は、モータ４の出力軸１８（回転部）をなすものである。モータ４の出力軸１８を回転させると、ローラ本体３が回転する。この時、ローラ本体３は、固定軸１７に対して相対的に回転する。
【００４１】
一方、モータ５も、前述のモータ４の組立構造と略同一であり、モータ５を回転させるとローラ本体３が回転する。
なお、モータ５においては、蓋部材１４は、ローラ本体３の他方の端部に嵌められている。
【００４２】
つまり、モータ内蔵ローラ２では、モータ４，５は、出力軸１８同士がローラ本体３を介して一体的に連結されている。その結果、モータ４，５は、強制的に同期運転するものである。
【００４３】
コントローラ（制御装置）６は、図１，２に示すように、モータ４を制御可能なものである。コントローラ６は、モータを制御可能なドライバＩＣ、プログラムを実行可能なマイクロコンピュータやマイクロコントローラを有するものである。マイクロコントローラは、ＣＰＵ（ＣＰＵコア）とメモリ（ＲＯＭやフラッシュメモリ等）、ＲＡＭ、クロックジェネレータ等を有することが好ましい。
【００４４】
コントローラ６は、図２に示すように、回転数認識部２０と、モータ制御部２１と、モータ制御部２２とを有している。
なお、コントローラ７は、コントローラ６と同一の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【００４５】
回転数認識部２０は、モータ４からの出力パルスを認識するものである。詳細には、回転数認識部２０は、モータ４が有するホールＩＣ１６からの出力パルス数をカウントし、モータ４の回転方向を検知するものである。
【００４６】
モータ制御部２１は、回転数認識部２０でカウントした出力パルス数から、モータ４の回転速度（以下、現速度と称する）を算出するものである。
【００４７】
モータ制御部２２は、モータ４の出力軸（回転部）１８が所定の回転数となる様に、モータ４に供給する電流を増減させるものである。換言すれば、モータ４を設定した目標の速度（以下、設定速度と称する）で制御するものである。
また、モータ制御部２２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation＝パルス幅変調）制御が可能であり、モータ４に供給する電流のパルス波（以下、電流パルスと称する）を、下限値〜１００％（デューティ比）の範囲で調整可能である。このＰＷＭでは、表１に示すように、モータ４の回転数に応じて供給する電流パルスに下限が設定されている。
なお、表１においては、モータ４の回転数を、ローラ本体３の周速（ｍ／ｍｉｎ）で表記している。
【００４８】
【表１】
【００４９】
さらに、モータ制御部２２は、図４に示すフローチャートに基づいて電流パルスを制御するものである。なお、フローチャートは、プログラムとしてモータ制御部２２に内蔵されるものである。
【００５０】
ここで、図４のフローチャートについて説明する。
ステップ１で、モータが設定速度となるように、モータを運転させる。
ステップ２で、モータの現速度を計算する。
ステップ３で、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を下回っていれば、ステップ４へ進み、それ以外はサブルーチンであるステップ８へ進む。
【００５１】
ステップ４で、設定速度と現速度との差Ｘを求める。
ステップ５で、電流パルスに、ステップ４で求めた差Ｘと変換係数Ｔの積を足す。つまり、差Ｘと変換係数Ｔの積の分だけ、モータを加速させる。
なお、変換係数Ｔは、差Ｘを速度の単位から、電流パルスを示すデューティ比に変換するためのものであり、差Ｘに応じて設定されている（表２参照）。
【００５２】
ステップ６では、電流パルスが下限値以上、１００未満の範囲内にあるかを確認する。範囲内にあれば、ステップ７へ進み、範囲外にあればステップ１３に進む。
ステップ７では、ステップ２へ戻る。つまり、ステップ２〜７にてループさせ、メインプログラムを実行させるものである。
【００５３】
一方、サブルーチンであるステップ８では、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を上回っていれば、ステップ９へ進み、それ以外はステップ１１へ進む。
ステップ９で、現速度と設定速度との差Ｙを求める。
ステップ１０で、電流パルスから、ステップ９で求めた差Ｙと変換係数Ｔの積を引く。つまり、差Ｙと変換係数Ｔの積の分だけ減速させる。
なお、変換係数Ｔは、差Ｘと同様に、差Ｙに応じて設定されている（表２参照）。
そして、メインプログラムであるステップ６へ戻る。ステップ６以下は、前述の通りである。
【００５４】
さらに、サブルーチンであるステップ８から分岐したステップ１１では、モータの設定速度と現速度がイコールであることを確認し、ステップ１２へ進む。
ステップ１２では、電流パルスの値はそのままとし、メインプログラムであるステップ６へ戻る。
以上が図４のフローチャートに基づいたモータの電流パルスの制御内容である。
【００５５】
【表２】
【００５６】
つぎに、本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１を、図５に示すように、コンベア３０に組み込み、動作させた状態について、図６のタイムチャートを用いて説明する。
なお、図５について簡単に説明すると、コンベア３０は、モータ内蔵ローラ２と、動力を持たないフリーローラ３３とが隙間を開けて並べられ、フレーム３１，３２に回動可能に取り付けられたものである。モータ内蔵ローラ２の両端部の近傍には、コントローラ６，７が配置され、それぞれローラ本体３に内蔵されたモータ４，５に接続されている。
【００５７】
図６（ａ）は、モータ内蔵ローラ２の動作状態を示し、縦軸は現速度（ｍ／ｍｉｎ）、横軸は時間（ｓ）を示している。モータ内蔵ローラ２の現速度は、モータ４，５がローラ本体３で連結されて一体的に回転するため、モータ４，５のどちらの出力パルスから算出しても構わない。一方、図６（ｂ），（ｃ）は、それぞれモータ４，５の動作状態を示し、縦軸は電流パルス（％）、横軸は時間（ｓ）を示している。
【００５８】
また、図６（ａ）〜（ｃ）では、モータ内蔵ローラ２の速度変化に応じ、区間Ａ〜Ｋに区分している。
なお、区間Ａ〜Ｂは、無負荷運転であり、区間Ｃ〜Ｋは、負荷運転である。
【００５９】
図６の区間Ａでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ４，５が電流パルス５０（％）で加速されている。
【００６０】
図６の区間Ｂでは、モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転している。そのため、モータ４，５に供給される電流パルスは５０（％）で維持されている。
【００６１】
図６の区間Ｃでは、コンベアで荷物を搬送したことによって負荷が印加され、モータ内蔵ローラ２が減速している。
【００６２】
図６の区間Ｄでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ４が電流パルス９０（％）で加速されたが、オーバーシュートにより現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）まで達している。
一方、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００６３】
図６の区間Ｅでは、モータ４に供給される電流パルスが６０（％）まで低下されることで、モータ内蔵ローラ２は、ピークの現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）から減速している。
一方、モータ５に供給される電流パルスは、下限値設定のため、５０（％）のままである。
【００６４】
図６の区間Ｆでは、モータ４に供給される電流パルスが５０（％）まで低下されることで、アンダーシュートが生じ、モータ内蔵ローラ２は５０（ｍ／ｍｉｎ）を切り、４０（ｍ／ｍｉｎ）まで減速している。
【００６５】
図６の区間Ｇでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ５が電流パルス６０（％）で加速されている。
一方、モータ４に供給される電流パルスは、下限値設定のため、５０（％）のままである。
【００６６】
図６の区間Ｈでは、モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転しているため、モータ５に供給される電流パルスは、６０（％）で維持されている。
一方、モータ４に供給される電流パルスは、下限値設定のため、５０（％）のままである。
【００６７】
図６の区間Ｉでは、外乱により、モータ内蔵ローラ２は５０（ｍ／ｍｉｎ）を切り、４０（ｍ／ｍｉｎ）まで減速している。
【００６８】
図６の区間Ｊでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ４が電流パルス６０（％）で加速され、モータ５が電流パルス７０（％）で加速されている。
【００６９】
図６の区間Ｋでは、モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転しているため、モータ４に供給される電流パルスは６０（％）で維持され、モータ５に供給される電流パルスは７０（％）で維持されている。
【００７０】
ここで、前述の図６のタイムチャートについて、図４のフローチャート（以下、フローチャートと称する）に基づいて区間Ａ〜Ｋ毎に説明していく。
【００７１】
図６の区間Ａは、フローチャートのステップ１に基づいた動作であり、モータ４，５が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう運転している。
【００７２】
図６の区間Ｂは、フローチャートのステップ２，３，８，１１経由ステップ７に基づいた動作である。
ステップ２で、現速度を計算して５０（ｍ／ｍｉｎ）であることを求めている。
ステップ３で、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度の５０（ｍ／ｍｉｎ）とを比較し、現速度が設定速度を下回っていないので、ステップ８へ進んでいる。
ステップ８で、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を上回っていないので、ステップ１１へ進んでいる。
【００７３】
ステップ１１で、モータの設定速度と現速度がイコールであることを確認し、ステップ１２へ進み、電流パルスの値はそのままとして、ステップ６へ戻っている。
ステップ６で、電流パルス５０（％）が、表１の下限値である５０（％）以上、１００（％）未満の範囲内にあることを確認し、範囲内にあるので、ステップ７へ進み、ステップ２へ戻り、ループしている。
【００７４】
図６の区間Ｃ〜Ｄは、フローチャートのステップ２〜７に基づいた動作である。
ステップ２で、現速度２５（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ３で、現速度２５（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）とを比較し、現速度が設定速度を下回っているので、ステップ４へ進んでいる。
【００７５】
ステップ４で、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）と現速度２５（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｘを求めている。差Ｘは、２５（ｍ／ｍｉｎ）である。
ステップ５で、電流パルス５０（％）に、ステップ４で求めた差Ｘ２５（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．６の積である４０（％）を足す。つまり、電流パルス９０（％）でモータ４を加速させている。一方、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００７６】
つまり、モータ４，５へ供給される電流は、アンバランスであり、一方のモータ５はモータ４から回される状態にある。マイナス負荷が加わった状態にあるモータ５は、通常であれば電流パルスが低下され、０（％）に至ることも考えられるが、電流パルスの下限値が設定されているため、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）で維持される。
なお、ステップ６以下の説明は省略する。
【００７７】
図６の区間Ｅ〜Ｆは、フローチャートのステップ２，３，８経由ステップ７を２回ループした動作である。
１回目のループにおいて、ステップ２で、現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ３で、現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）とを比較し、現速度が設定速度を下回っていないので、ステップ８へ進んでいる。
【００７８】
ステップ８で、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を上回っているので、ステップ９へ進んでいる。
ステップ９で、現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｙを求めている。差Ｙは、２０（ｍ／ｍｉｎ）である。
【００７９】
ステップ１０で、電流パルス９０（％）から、ステップ９で求めた差Ｙ２０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．５の積である３０（％）を引く。つまり、電流パルスを６０（％）とすることで、モータ４を減速させている。一方、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００８０】
そして、２回目のループで、ステップ２，３，８，９で、現速度６０（ｍ／ｍｉｎ）を求め、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｙ１０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ１０で、電流パルス６０（％）から、ステップ９で求めた差Ｙ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を引き、電流パルスを５０（％）としている。
なお、ステップ６以下の説明は省略する。
【００８１】
図６の区間Ｇ〜Ｈは、フローチャートのステップ２〜７に基づいた動作である。
ステップ２，３，４で、現速度４０（ｍ／ｍｉｎ）を求め、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ５で、電流パルス５０（％）に、ステップ４で求めた差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を足す。つまり、電流パルス６０（％）でモータ５を加速させている。なお、ステップ６以下の説明は省略する。
一方、モータ４に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００８２】
図６の区間Ｉ〜Ｋは、フローチャートのステップ２〜７に基づいた動作である。
ステップ２，３，４で、現速度４０（ｍ／ｍｉｎ）を求め、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
この差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）は、ステップ５以下において、モータ４，５でそれぞれ反映されている。
【００８３】
モータ４では、電流パルス５０（％）に、差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を足す。つまり、電流パルス６０（％）でモータ４を加速させている。
一方、モータ５では、電流パルス６０（％）に、差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を足す。つまり、電流パルス７０（％）でモータ５を加速させている。
モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転しており、設定速度と同一となっている。
【００８４】
前述の通り、区間Ｃで負荷が印加されて以降、モータ４，５へ供給される電流にアンバランスが生じたが、その差は、過度に大きくはならなかった。さらに、区間Ｉで外乱によるモータ内蔵ローラ２の減速もあったが、最終的に、モータ４へ供給される電流パルスは６０（％）、モータ５へ供給される電流パルスは７０（％）となり、ほぼ同一の電流量となった。
【００８５】
以上の説明の通り、本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１、コントローラ（制御装置）６，７、並びにモータ内蔵ローラ２とコントローラ（制御装置）６，７の組み合わせによれば、モータ４，５が強制的に同期させられる場合において、モータ４，５へ供給する電流パルスに下限値を設けたことにより、時間の経過と共に、モータ４，５へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができた。
【００８６】
なお、本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１、コントローラ（制御装置）６，７、並びにモータ内蔵ローラ２とコントローラ（制御装置）６，７の組み合わせは、図１２，１３に示す移載装置（ＲＡＴ）１００で好適に用いられるものである。
【００８７】
図１２，１３に示す移載装置１００は、ローラコンベア１０１と、コンベアのローラの間に配置されるベルト駆動装置１０２とを有している。移載装置１００は、ベルト駆動装置１０２を、ローラとローラの間から上方へ突出させることで、ローラコンベア１０１上にある荷物等の搬送方向を、ローラの方向と直交する方向へと転換可能なものである。
【００８８】
ベルト駆動装置１０２は、コンベアを流れてくる搬送物の方向を急激に転換することが求められるため、大きな出力が必要であり、モータを２つ備えたモータ内蔵ローラ２が好適である。
また、ローラコンベア１０１上を流れる搬送物の位置にはバラツキがあり、ベルト駆動装置１０２で搬送物の方向を急激に転換する際に、モータ４，５へ供給される電流のアンバランスが生じ易く、さらに、搬送物から外乱を受け易い。そのため、モータ制御システム１、コントローラ（制御装置）６，７、並びにモータ内蔵ローラ２とコントローラ（制御装置）６，７の組み合わせは、移載装置１００で好適に用いられる。
【００８９】
上記のモータ制御システム１では、ローラ本体３にモータ４，５を内蔵した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示す本発明の第２実施形態に係るモータ制御システム４０でも構わない。
【００９０】
図７に示すように、モータ制御システム４０は、モータ４１，４２と、シャフト４，５と、コントローラ６，７とを有している。なお、モータ制御システム１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
モータ４１，４２は、出力軸４３，４４同士が、シャフト４，５で一体的に連結されている。そのため、モータ４１，４２は、強制的に同期運転するものである。
【００９２】
モータ制御システム４０は、前述のモータ制御システム１のようにローラ本体３にモータ４，５を内蔵した構成とは若干異なるものであるが、出力軸４３，４４同士が機械的に連結されているという点で一致している。そのため、モータ制御システム４０は、モータ制御システム１と同様に、モータ４１，４２をコントローラ６，７で制御可能であり、モータ４１，４２へ供給する電流パルスに下限値を設けることにより、モータ４１，４２へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができる。
【００９３】
上記のモータ制御システム１では、１本のローラ本体３でモータ４，５を連結した例を示し、モータ制御システム４０では、１本のシャフト４，５でモータ４１，４２を連結した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示す本発明の第３実施形態に係るモータ制御システム５０でも構わない。
【００９４】
図８に示すように、モータ制御システム５０は、モータ４，５と、コントローラ６，７とを有している。これらは、モータ制御システム１と同一の構成であり、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
モータ制御システム５０は、コンベア５４に設けられている。コンベア５４は、ローラ本体５１，５２と、動力を持たないフリーローラ５３とが隙間を開けて並べられ、フレーム５５，５６に回動可能に取り付けられたものである。ローラ本体５１，５２には、それぞれモータ４，５が内蔵されている。モータ４，５には、それぞれコントローラ６，７が接続されている。
なお、モータ４，５は、それぞれローラ本体５１，５２を回転可能なように、出力軸１８が出力板１０を介してローラ本体５１，５２に接続されている。
【００９６】
ローラ本体５１，５２と、フリーローラ５３において、隣接するもの同士は、ベルト５７が懸架されている。換言すれば、ローラ本体５１，５２と、フリーローラ５３とは、ベルト５７によって一体的に連結されている。そのため、ローラ本体５１，５２に内蔵されたモータ４，５も、一体的に連結されており、強制的に同期運転するものである。すなわち、コンベア５４に設けられたモータ制御システム５０においても、モータ４，５の出力軸１８が機械的に連結されているため、モータ制御システム１，４０と同様に、モータ４，５へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができる。
【００９７】
上記のモータ制御システム５０では、２本のローラ本体５１，５２と、１本のベルト５７で、モータ４，５を連結した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示す本発明の第４実施形態に係るモータ制御システム６０でも構わない。
【００９８】
図９に示すように、モータ制御システム６０は、モータ６１，６２と、コントローラ６，７とを有している。これらは、モータ制御システム１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９９】
モータ制御システム６０は、昇降装置６３に設けられている。昇降装置６３は、一対の門柱フレーム６４，６５と、昇降台６６とを有している。門柱フレーム６４，６５は、対向配置されるものであり、両者は昇降台６６で連結されている。
なお、昇降台６６は、門柱フレーム６４，６５に設けられたブラケット７３に接続されている。
【０１００】
門柱フレーム６４，６５は、図１０に示すように、それぞれ柱部６７，６８と、モータ台６９とを有している。柱部６７，６８は、所定の間隔を空けて配置されており、両者はモータ台６９で連結されている。
【０１０１】
柱部６７，６８は、それぞれ内部に上部側プーリー列７０と、下部側プーリー列７１と、直線レール７２が設けられている。そして各プーリー列にワイヤー（線状動力伝動部材）１８が巻回されている。なお、直線レール７２は、ガイド部材である。
【０１０２】
柱部６７，６８に内蔵されている上部側プーリー列７０，７０には、軸８０が挿通されており、両者は軸８０によって一体的に回転するように連結されている。
軸８０は、スプロケット７８を有している。スプロケット７８には、チェーン７９が掛けられている。
【０１０３】
モータ台６９には、モータ６１（６２）が取り付けられている。モータ６１（６２）の出力軸７６には、スプロケット７７が装着されている。スプロケット７７には、チェーン７９が掛けられている。
モータ６１（６２）は、チェーン７９を介して軸８０と一体的に連結されている。
なお、モータ６１（６２）には、コントローラ６（７）が接続されている。
【０１０４】
上部側プーリー列７０と下部側プーリー列７１との間には、ブラケット７３が配置されている。ブラケット７３は、上下にプーリー７４，７５を有している。プーリー７４，７５には、ワイヤー８１が掛けられている。
ブラケット７３は、上部側プーリー列７０の回転によって巻かれたワイヤー８１に合わせて昇降するものである。
【０１０５】
前述の通り、ブラケット７３には、昇降台６６が取り付けられる。すなわち、昇降装置６３において、モータ６１，６２は、それぞれチェーン７９と軸８０、上部側プーリー列７０、ワイヤー８１、ブラケット７３、昇降台６６を介して、一体的に連結されており、強制的に同期運転するものである。
簡単に説明すれば、昇降台６６は、モータ６１，６２の回転力によってワイヤー８１が上下動することで、昇降するものである。
すなわち、昇降装置６３に設けられたモータ制御システム６０においても、モータ制御システム５０と同様に、モータ６１，６２へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができる。
【０１０６】
つぎに、本発明の第５実施形態に係るモータ制御システム９０について説明する。
図１１は、モータ制御システム９０を示すブロック図である。モータ制御システム９０は、モータ内蔵ローラ２と、コントローラ９１を有するものである。コントローラ９１は、モータ制御システム１におけるコントローラ６，７を一体化して１台にまとめたものであり、モータ内蔵ローラ２に内蔵されたモータ４，５を個々に制御できるものである。
すなわち、コントローラ６，７の代わりに、コントローラ９１を用いても構わない。
【０１０７】
上記実施形態では、モータへの電流パルスの下限値（デューティ比）は、表１に示したように整数としたが、本発明はこれに限定されることはなく、任意に設定可能である。
また、電流パルスの下限値は、表１に示したように、設定速度の範囲毎に割り付けしたが、本発明はこれに限定されることはなく、設定速度の範囲についても任意に設定可能である。
【０１０８】
上記実施形態では、設定速度と現速度との差を求め、電流パルスに対して増減する際に、表２に示した変換係数Ｔを用いたが、本発明はこれに限定されることはなく、任意に設定可能である。或いは、変換係数Ｔを用いず、直接的に電流パルスを操作するコマンド等を用意しても構わない。
【符号の説明】
【０１０９】
１，４０，５０，６０，９０ モータ制御システム
２ モータ内蔵ローラ
３ ローラ本体（筒）
４，５，４１，４２，６１，６２ モータ
６，７ コントローラ（制御装置）
１８，４３，４４，７６ 出力軸（回転部）
５７ ベルト
８１ ワイヤー
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせに関し、さらに詳細には、２以上のモータを制御するものであって、２以上のモータの回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられるモータの制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの能力を表す仕事率は、モータ容量やモータ出力とも言われ、一般的に、数値が大きくなるとモータ自体の体積も大きくなる傾向にある。そのため、全体の大きさに制限がある装置においては、小型のモータを複数接続することで、所望する機械出力を得る場合がある。その一例として、特許文献１には、２つのモータを内蔵した自動車用の電動腰掛シートが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の自動車用の電動腰掛シートでは、制限された空間内に小型のモータを２つ内蔵し、各モータの出力軸を連結シャフトで一体連結することで、各モータ間の回転を強制的に同期させ、高出力を確保している。そのため、複数人が座れるリアシートに用いた場合でも、出力不足となることがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、２基以上のモータの回転部を機械的に連結して強制的に同期回転させ、且つモータが個々に一定回転で回転する様にモータに供給する電流を増減させると、どうしても各モータに供給される電流がアンバランスになる。そして時間の経過と共に、アンバランス量が増大してゆくこととなり、例えばあるモータの電流量が増大したまま長期間続くと、モータが損傷し、寿命の低下を招いてしまう。
【０００６】
上記した現状に鑑み、本発明は、２以上のモータが強制的に同期させられる場合において、各モータへの供給電流のアンバランスを抑制可能なモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、２以上のモータを制御するモータ制御システムであって、前記２以上のモータは回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられるものであり、前記２以上のモータは個々に制御装置を有し、前記制御装置はいずれもモータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ前記制御装置にはいずれもモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ制御システムである。
【０００８】
本発明のモータ制御システムでは、各制御装置には、モータの回転数に応じて供給する電流に下限が設けられている。
ここで、２基以上のモータの回転部を機械的に連結し、強制的に同期回転させた場合にモータへの供給電流がアンバランスとなる理由は、次の通りである。例えば、２基のモータ（第１モータと第２モータ）の回転部を機械的に連結して強制的に同期回転させる場合を想定する。
【０００９】
第１モータと第２モータは、いずれも設定の回転数となる様に個別に電流が増減される。しかしながら、２基のモータに同時に通電を開始した場合、モータの回転の立ち上がり曲線が全く一致することは稀であり、一方が早く、一方が遅れる。例えば第１モータが先に立ち上がり、やや遅れて第１モータが立ち上がる。
【００１０】
また第１モータと第２モータは、機械的に連結されていて、常に同期的に回転するから、第１モータの回転立ち上がりが第２モータに比べて速い場合、第２モータが第１モータに引っ張られることとなる。即ち第１モータに掛かる負荷が大きく、第２モータに掛かる負荷が小さい。
【００１１】
そうして第１モータと第２モータは、共に設定の回転数に至るが、第１モータに掛かる負荷が大きく、第１モータは強制的に減速される方向に力が掛かっていたので、制御装置はこれを是正するために、電流値を上げようとする。即ち第１モータは僅かに自己の設定回転数よりも低く回転されることとなり、これがフィードバックされて回転数を上昇すべく電流値を上げようとする。
【００１２】
一方、第２モータは、掛かる負荷が小さく、第２モータは強制的に増速される方向に力が掛かっていたので、制御装置はこれを是正するために、電流値を下げようとする。即ち第２モータは僅かに自己の設定回転数よりも早く回転されることとなり、これがフィードバックされて回転数を降下すべく電流値を下げようとする。
【００１３】
そのため第１モータに掛かる電流値が高く、第２モータに掛かる電流値は低くなる。
そうすると、第１モータはますます増速傾向となり、第１モータを引っ張るからますます負荷が増す。そのためこれを是正せんと、ますます電流値が増加してゆく。
逆に第２モータに掛かる電流値はますます低くなる。
そして遂には、第１モータに掛かる電流値が甚だしく大きくなり、第２モータに掛かる電流値は甚だしく小さくなる。
【００１４】
以上は、モータの立ち上がりがアンバランスであった場合について説明したが、第１モータと第２モータが設定回転数で回転し、かつ両者の電流値が同一であった場合であっても、時間の経過と共に、両者に掛かる電流値がアンバランスになる場合がある。またこの場合であっても、アンバランス量は次第に増大する傾向となる。
この現象は、モータの位相の相違によって発生する。
【００１５】
例えば、パルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）によってモータに供給する電流を増減する場合であれば、モータには間欠的に電流が供給されることとなる。
そしてモータは、電流が供給されている瞬間（パルスがＯＮの時）だけトルクを発生させ、パルスがＯＦＦの時は惰性で回転している。
また、パルスがＯＮの時の回転子と固定子の位置によって、発生するトルクは違う。
つまり、モータは、一見、同一の回転速度で回転している様に見えるが、微視的に観察すれば、脈動していると言える。
【００１６】
そのため、２基のモータを強制的に同期回転させると、あるタイミングでは、第１モータがトルクを発生させて、第２モータを引っ張り、あるタイミングでは、第２モータがトルクを発生させて、第１モータを引っ張る。
また、２台のモータに掛かる電流値が等しい場合は、そのままの状態が維持され、また仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
【００１７】
しかしながら、例えば、第１モータがトルクを発生させて、第２モータを引っ張っているタイミングに外乱が重なり、第１モータに掛かる電流値と第２モータに掛かる電流値の間に瞬間的に大きな開きができてしまうと、先に説明したのと同様の理由から、電流値のアンバランス量が次第に増大してしまう。
発散してしまう。
そして遂には、例えば第１モータに掛かる電流値が甚だしく大きくなり、第２モータに掛かる電流値は甚だしく小さくなる。すなわち、両者の電流は、発散してしまう。
【００１８】
この問題に対処するため、本発明では、各回転数に応じて供給する電流に下限を設けており、外乱その他の理由によって、モータに供給される電流値に一時的に差が生じても、その差は、過度に大きくはならない。そのため、仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
なお、本発明のモータ制御システムによれば、各制御装置で個々にモータを制御するだけで、各モータ間に生じる回転数の差が拡がることを抑制できる。そのため、例えば、各制御装置を統括する上位制御装置が不要であり、簡素な構成でシステムを構築できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、ローラ本体を有し、前記２以上のモータはローラ本体内に内蔵されていてモータ内蔵ローラを構成し、２以上のモータによってローラ本体を回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システムである。
【００２０】
本発明のモータ制御システムでは、２以上のモータがローラ本体内に内蔵されたモータ内蔵ローラを有している。モータ内蔵ローラは主にコンベアに用いられる装置である。コンベアは、様々な荷物を搬送可能な搬送装置であり、複数のコンベアを組み合わせることで、例えば大規模な搬送ラインを容易に構築できる。前述の通り、本発明のモータ制御システムは、各制御装置を統括する上位制御装置が不要であるため、大規模な搬送ラインにおいても簡素な構成でシステムを構築可能である。つまり、本発明は、コンベアの制御に好適である。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記２以上のモータは、筒、ベルト、ワイヤーのいずれかを介して回転部が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システムである。
【００２２】
２以上のモータの回転部同士を連結可能なものの代表として、筒、ベルト、ワイヤーが挙げられる。例えば、モータ同士をシャフトで接続したものやベルトで懸架したもの、或いは並列に配置した各ローラにモータを直結させ且つローラ同士をワイヤーで一体的に接続したもの等、様々な機械システムが考えられる。本発明は、それらの各機械システムにも好適である。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられる２以上のモータを個別に制御するものであり、モータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とする制御装置である。
【００２４】
本発明の制御装置は、モータの回転数に応じて供給する電流に下限が設けられているため、先の説明と同様に、外乱その他の理由によって、モータに供給される電流値に一時的に差が生じても、その差は、過度に大きくはない。そのため仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、前記２以上のモータに一対で配置されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置である。
【００２６】
本発明の制御装置は、２以上のモータに一対で配置されても構わない。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、モータ内蔵ローラとモータ内蔵ローラに内蔵されるモータを制御する制御装置との組み合わせであって、モータ内蔵ローラは単一のローラ本体の中に複数のモータが内蔵され、前記複数のモータによってローラ本体を回転させるものであり、前記制御装置は、複数のモータを個別に制御するものであって個々のモータが所定の回転数となる様に個々のモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ個々のモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせである。
【００２８】
本発明の制御装置は、モータの回転数に応じて供給する電流に下限が設けられているため、先の説明と同様に、外乱その他の理由によって、モータに供給される電流値に一時的に差が生じても、その差は、過度に大きくはない。そのため仮に２台のモータに掛かる電流値が一時的にアンバランスになっても、時間の経過と共に両者の差は収斂してゆく。
なお、モータ内蔵ローラは、主にコンベアに用いられる装置であり、本発明は、コンベアの制御に好適である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせによれば、２以上のモータが強制的に同期させられる場合において、各モータへの供給電流にアンバランスが生じても、収斂させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ制御システムを示すブロック図である。
【図２】モータ制御システムに使用されるコントローラとモータを示すブロック図である。
【図３】モータ制御システムに使用されるモータ内蔵ローラを示す断面図である。
【図４】コントローラに内蔵されるプログラムであり、モータ内蔵ローラを制御するためのフローチャートである。
【図５】モータ制御システムを備えたコンベアを示す平面図である。
【図６】図５のコンベアにおけるモータ制御システムの動作状態を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るモータ制御システムを示す斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るモータ制御システムを示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るモータ制御システムを示す斜視図である。
【図１０】図９のモータ制御システムに用いられる昇降ユニットを示す正面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るモータ制御システムを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係るモータ制御システムを備えた移載装置を示す平面図である。
【図１３】移載装置が有するベルト駆動装置を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下は、本発明の実施形態に係るモータ制御システム、制御装置、並びにモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は、実施形態の理解を容易にするためのものであり、これによって、本発明が制限して理解されるべきではない。
【００３２】
本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１は、図１に示すように、モータ内蔵ローラ２と、コントローラ（制御装置）６，７の組み合わせからなるものである。
モータ内蔵ローラ２は、ローラ本体３とモータ４，５を有している。
【００３３】
詳述すると、図３に示すように、モータ内蔵ローラ２では、ローラ本体３内にモータ４，５が内蔵されている。モータ４，５は、後述する出力軸１８（回転部）同士が向かい合って配置されている。
【００３４】
ローラ本体３は長尺の円筒部材であり、モータ４，５を内蔵可能な程度の長さを有している。
【００３５】
モータ４，５は、それぞれ、出力板１０と、減速機１１と、ブラシレスモータ１２と、回転数検出手段１３と、蓋部材１４とを備えている。なお、モータ４，５は、略同一の構造であるため、構成部品については同一の符号を付している。
【００３６】
出力板１０は、減速機１１の出力をローラ本体３に伝達するための接続部品である。
減速機１１は、公知のギアであり、出力軸１５を有している。
ブラシレスモータ１２は、公知のＤＣブラシレスモータであり、ロータ１８を内蔵している。また、ブラシレスモータ１２は、出力軸１２ａと、ケーブル１２ｂ（給電線）と、コネクタ１２ｃとを有している。
【００３７】
回転数検出手段１３は、モータの回転数を検出可能であり、ホールＩＣ１６で構成されている。なお、回転数検出手段１３は、パルス出力が可能なロータリーエンコーダで構成しても構わない。
【００３８】
蓋部材１４は、軸受１４ａを内蔵しており、固定軸１７を有している。蓋部材１４は、固定軸１７に対して相対的に回転可能である。
固定軸１７は、中空構造であり、内部にブラシレスモータ１２のケーブル１２ｂが挿通されている。
【００３９】
ここで、モータ４の組立構造について説明する。
ブラシレスモータ１２の出力軸１２ａは、減速機１１に接続されている。減速機１１の出力軸１５は、出力板１０を介して、ローラ本体３に接続されている。換言すれば、減速機１１の出力軸１５は、ローラ本体３と一体化している。
蓋部材１４は、ローラ本体３の一方の端部に嵌められている。
【００４０】
このような組立構造とすることにより、ブラシレスモータ１２の出力軸１２ａを回転させると、減速機１１の出力軸１５と一体化したローラ本体３が回転する。換言すれば、減速機１１の出力軸１５は、モータ４の出力軸１８（回転部）をなすものである。モータ４の出力軸１８を回転させると、ローラ本体３が回転する。この時、ローラ本体３は、固定軸１７に対して相対的に回転する。
【００４１】
一方、モータ５も、前述のモータ４の組立構造と略同一であり、モータ５を回転させるとローラ本体３が回転する。
なお、モータ５においては、蓋部材１４は、ローラ本体３の他方の端部に嵌められている。
【００４２】
つまり、モータ内蔵ローラ２では、モータ４，５は、出力軸１８同士がローラ本体３を介して一体的に連結されている。その結果、モータ４，５は、強制的に同期運転するものである。
【００４３】
コントローラ（制御装置）６は、図１，２に示すように、モータ４を制御可能なものである。コントローラ６は、モータを制御可能なドライバＩＣ、プログラムを実行可能なマイクロコンピュータやマイクロコントローラを有するものである。マイクロコントローラは、ＣＰＵ（ＣＰＵコア）とメモリ（ＲＯＭやフラッシュメモリ等）、ＲＡＭ、クロックジェネレータ等を有することが好ましい。
【００４４】
コントローラ６は、図２に示すように、回転数認識部２０と、モータ制御部２１と、モータ制御部２２とを有している。
なお、コントローラ７は、コントローラ６と同一の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【００４５】
回転数認識部２０は、モータ４からの出力パルスを認識するものである。詳細には、回転数認識部２０は、モータ４が有するホールＩＣ１６からの出力パルス数をカウントし、モータ４の回転方向を検知するものである。
【００４６】
モータ制御部２１は、回転数認識部２０でカウントした出力パルス数から、モータ４の回転速度（以下、現速度と称する）を算出するものである。
【００４７】
モータ制御部２２は、モータ４の出力軸（回転部）１８が所定の回転数となる様に、モータ４に供給する電流を増減させるものである。換言すれば、モータ４を設定した目標の速度（以下、設定速度と称する）で制御するものである。
また、モータ制御部２２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation＝パルス幅変調）制御が可能であり、モータ４に供給する電流のパルス波（以下、電流パルスと称する）を、下限値〜１００％（デューティ比）の範囲で調整可能である。このＰＷＭでは、表１に示すように、モータ４の回転数に応じて供給する電流パルスに下限が設定されている。
なお、表１においては、モータ４の回転数を、ローラ本体３の周速（ｍ／ｍｉｎ）で表記している。
【００４８】
【表１】
【００４９】
さらに、モータ制御部２２は、図４に示すフローチャートに基づいて電流パルスを制御するものである。なお、フローチャートは、プログラムとしてモータ制御部２２に内蔵されるものである。
【００５０】
ここで、図４のフローチャートについて説明する。
ステップ１で、モータが設定速度となるように、モータを運転させる。
ステップ２で、モータの現速度を計算する。
ステップ３で、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を下回っていれば、ステップ４へ進み、それ以外はサブルーチンであるステップ８へ進む。
【００５１】
ステップ４で、設定速度と現速度との差Ｘを求める。
ステップ５で、電流パルスに、ステップ４で求めた差Ｘと変換係数Ｔの積を足す。つまり、差Ｘと変換係数Ｔの積の分だけ、モータを加速させる。
なお、変換係数Ｔは、差Ｘを速度の単位から、電流パルスを示すデューティ比に変換するためのものであり、差Ｘに応じて設定されている（表２参照）。
【００５２】
ステップ６では、電流パルスが下限値以上、１００未満の範囲内にあるかを確認する。範囲内にあれば、ステップ７へ進み、範囲外にあればステップ１３に進む。
ステップ７では、ステップ２へ戻る。つまり、ステップ２〜７にてループさせ、メインプログラムを実行させるものである。
【００５３】
一方、サブルーチンであるステップ８では、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を上回っていれば、ステップ９へ進み、それ以外はステップ１１へ進む。
ステップ９で、現速度と設定速度との差Ｙを求める。
ステップ１０で、電流パルスから、ステップ９で求めた差Ｙと変換係数Ｔの積を引く。つまり、差Ｙと変換係数Ｔの積の分だけ減速させる。
なお、変換係数Ｔは、差Ｘと同様に、差Ｙに応じて設定されている（表２参照）。
そして、メインプログラムであるステップ６へ戻る。ステップ６以下は、前述の通りである。
【００５４】
さらに、サブルーチンであるステップ８から分岐したステップ１１では、モータの設定速度と現速度がイコールであることを確認し、ステップ１２へ進む。
ステップ１２では、電流パルスの値はそのままとし、メインプログラムであるステップ６へ戻る。
以上が図４のフローチャートに基づいたモータの電流パルスの制御内容である。
【００５５】
【表２】
【００５６】
つぎに、本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１を、図５に示すように、コンベア３０に組み込み、動作させた状態について、図６のタイムチャートを用いて説明する。
なお、図５について簡単に説明すると、コンベア３０は、モータ内蔵ローラ２と、動力を持たないフリーローラ３３とが隙間を開けて並べられ、フレーム３１，３２に回動可能に取り付けられたものである。モータ内蔵ローラ２の両端部の近傍には、コントローラ６，７が配置され、それぞれローラ本体３に内蔵されたモータ４，５に接続されている。
【００５７】
図６（ａ）は、モータ内蔵ローラ２の動作状態を示し、縦軸は現速度（ｍ／ｍｉｎ）、横軸は時間（ｓ）を示している。モータ内蔵ローラ２の現速度は、モータ４，５がローラ本体３で連結されて一体的に回転するため、モータ４，５のどちらの出力パルスから算出しても構わない。一方、図６（ｂ），（ｃ）は、それぞれモータ４，５の動作状態を示し、縦軸は電流パルス（％）、横軸は時間（ｓ）を示している。
【００５８】
また、図６（ａ）〜（ｃ）では、モータ内蔵ローラ２の速度変化に応じ、区間Ａ〜Ｋに区分している。
なお、区間Ａ〜Ｂは、無負荷運転であり、区間Ｃ〜Ｋは、負荷運転である。
【００５９】
図６の区間Ａでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ４，５が電流パルス５０（％）で加速されている。
【００６０】
図６の区間Ｂでは、モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転している。そのため、モータ４，５に供給される電流パルスは５０（％）で維持されている。
【００６１】
図６の区間Ｃでは、コンベアで荷物を搬送したことによって負荷が印加され、モータ内蔵ローラ２が減速している。
【００６２】
図６の区間Ｄでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ４が電流パルス９０（％）で加速されたが、オーバーシュートにより現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）まで達している。
一方、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００６３】
図６の区間Ｅでは、モータ４に供給される電流パルスが６０（％）まで低下されることで、モータ内蔵ローラ２は、ピークの現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）から減速している。
一方、モータ５に供給される電流パルスは、下限値設定のため、５０（％）のままである。
【００６４】
図６の区間Ｆでは、モータ４に供給される電流パルスが５０（％）まで低下されることで、アンダーシュートが生じ、モータ内蔵ローラ２は５０（ｍ／ｍｉｎ）を切り、４０（ｍ／ｍｉｎ）まで減速している。
【００６５】
図６の区間Ｇでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ５が電流パルス６０（％）で加速されている。
一方、モータ４に供給される電流パルスは、下限値設定のため、５０（％）のままである。
【００６６】
図６の区間Ｈでは、モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転しているため、モータ５に供給される電流パルスは、６０（％）で維持されている。
一方、モータ４に供給される電流パルスは、下限値設定のため、５０（％）のままである。
【００６７】
図６の区間Ｉでは、外乱により、モータ内蔵ローラ２は５０（ｍ／ｍｉｎ）を切り、４０（ｍ／ｍｉｎ）まで減速している。
【００６８】
図６の区間Ｊでは、モータ内蔵ローラ２が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう、モータ４が電流パルス６０（％）で加速され、モータ５が電流パルス７０（％）で加速されている。
【００６９】
図６の区間Ｋでは、モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転しているため、モータ４に供給される電流パルスは６０（％）で維持され、モータ５に供給される電流パルスは７０（％）で維持されている。
【００７０】
ここで、前述の図６のタイムチャートについて、図４のフローチャート（以下、フローチャートと称する）に基づいて区間Ａ〜Ｋ毎に説明していく。
【００７１】
図６の区間Ａは、フローチャートのステップ１に基づいた動作であり、モータ４，５が設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）になるよう運転している。
【００７２】
図６の区間Ｂは、フローチャートのステップ２，３，８，１１経由ステップ７に基づいた動作である。
ステップ２で、現速度を計算して５０（ｍ／ｍｉｎ）であることを求めている。
ステップ３で、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度の５０（ｍ／ｍｉｎ）とを比較し、現速度が設定速度を下回っていないので、ステップ８へ進んでいる。
ステップ８で、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を上回っていないので、ステップ１１へ進んでいる。
【００７３】
ステップ１１で、モータの設定速度と現速度がイコールであることを確認し、ステップ１２へ進み、電流パルスの値はそのままとして、ステップ６へ戻っている。
ステップ６で、電流パルス５０（％）が、表１の下限値である５０（％）以上、１００（％）未満の範囲内にあることを確認し、範囲内にあるので、ステップ７へ進み、ステップ２へ戻り、ループしている。
【００７４】
図６の区間Ｃ〜Ｄは、フローチャートのステップ２〜７に基づいた動作である。
ステップ２で、現速度２５（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ３で、現速度２５（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）とを比較し、現速度が設定速度を下回っているので、ステップ４へ進んでいる。
【００７５】
ステップ４で、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）と現速度２５（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｘを求めている。差Ｘは、２５（ｍ／ｍｉｎ）である。
ステップ５で、電流パルス５０（％）に、ステップ４で求めた差Ｘ２５（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．６の積である４０（％）を足す。つまり、電流パルス９０（％）でモータ４を加速させている。一方、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００７６】
つまり、モータ４，５へ供給される電流は、アンバランスであり、一方のモータ５はモータ４から回される状態にある。マイナス負荷が加わった状態にあるモータ５は、通常であれば電流パルスが低下され、０（％）に至ることも考えられるが、電流パルスの下限値が設定されているため、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）で維持される。
なお、ステップ６以下の説明は省略する。
【００７７】
図６の区間Ｅ〜Ｆは、フローチャートのステップ２，３，８経由ステップ７を２回ループした動作である。
１回目のループにおいて、ステップ２で、現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ３で、現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）とを比較し、現速度が設定速度を下回っていないので、ステップ８へ進んでいる。
【００７８】
ステップ８で、モータの設定速度と現速度とを比較し、現速度が設定速度を上回っているので、ステップ９へ進んでいる。
ステップ９で、現速度７０（ｍ／ｍｉｎ）と設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｙを求めている。差Ｙは、２０（ｍ／ｍｉｎ）である。
【００７９】
ステップ１０で、電流パルス９０（％）から、ステップ９で求めた差Ｙ２０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．５の積である３０（％）を引く。つまり、電流パルスを６０（％）とすることで、モータ４を減速させている。一方、モータ５に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００８０】
そして、２回目のループで、ステップ２，３，８，９で、現速度６０（ｍ／ｍｉｎ）を求め、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｙ１０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ１０で、電流パルス６０（％）から、ステップ９で求めた差Ｙ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を引き、電流パルスを５０（％）としている。
なお、ステップ６以下の説明は省略する。
【００８１】
図６の区間Ｇ〜Ｈは、フローチャートのステップ２〜７に基づいた動作である。
ステップ２，３，４で、現速度４０（ｍ／ｍｉｎ）を求め、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
ステップ５で、電流パルス５０（％）に、ステップ４で求めた差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を足す。つまり、電流パルス６０（％）でモータ５を加速させている。なお、ステップ６以下の説明は省略する。
一方、モータ４に供給される電流パルスは５０（％）のままである。
【００８２】
図６の区間Ｉ〜Ｋは、フローチャートのステップ２〜７に基づいた動作である。
ステップ２，３，４で、現速度４０（ｍ／ｍｉｎ）を求め、設定速度５０（ｍ／ｍｉｎ）との差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）を求めている。
この差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）は、ステップ５以下において、モータ４，５でそれぞれ反映されている。
【００８３】
モータ４では、電流パルス５０（％）に、差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を足す。つまり、電流パルス６０（％）でモータ４を加速させている。
一方、モータ５では、電流パルス６０（％）に、差Ｘ１０（ｍ／ｍｉｎ）と表２の変換係数Ｔ１．０の積である１０（％）を足す。つまり、電流パルス７０（％）でモータ５を加速させている。
モータ内蔵ローラ２は、現速度５０（ｍ／ｍｉｎ）で回転しており、設定速度と同一となっている。
【００８４】
前述の通り、区間Ｃで負荷が印加されて以降、モータ４，５へ供給される電流にアンバランスが生じたが、その差は、過度に大きくはならなかった。さらに、区間Ｉで外乱によるモータ内蔵ローラ２の減速もあったが、最終的に、モータ４へ供給される電流パルスは６０（％）、モータ５へ供給される電流パルスは７０（％）となり、ほぼ同一の電流量となった。
【００８５】
以上の説明の通り、本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１、コントローラ（制御装置）６，７、並びにモータ内蔵ローラ２とコントローラ（制御装置）６，７の組み合わせによれば、モータ４，５が強制的に同期させられる場合において、モータ４，５へ供給する電流パルスに下限値を設けたことにより、時間の経過と共に、モータ４，５へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができた。
【００８６】
なお、本発明の第１実施形態に係るモータ制御システム１、コントローラ（制御装置）６，７、並びにモータ内蔵ローラ２とコントローラ（制御装置）６，７の組み合わせは、図１２，１３に示す移載装置（ＲＡＴ）１００で好適に用いられるものである。
【００８７】
図１２，１３に示す移載装置１００は、ローラコンベア１０１と、コンベアのローラの間に配置されるベルト駆動装置１０２とを有している。移載装置１００は、ベルト駆動装置１０２を、ローラとローラの間から上方へ突出させることで、ローラコンベア１０１上にある荷物等の搬送方向を、ローラの方向と直交する方向へと転換可能なものである。
【００８８】
ベルト駆動装置１０２は、コンベアを流れてくる搬送物の方向を急激に転換することが求められるため、大きな出力が必要であり、モータを２つ備えたモータ内蔵ローラ２が好適である。
また、ローラコンベア１０１上を流れる搬送物の位置にはバラツキがあり、ベルト駆動装置１０２で搬送物の方向を急激に転換する際に、モータ４，５へ供給される電流のアンバランスが生じ易く、さらに、搬送物から外乱を受け易い。そのため、モータ制御システム１、コントローラ（制御装置）６，７、並びにモータ内蔵ローラ２とコントローラ（制御装置）６，７の組み合わせは、移載装置１００で好適に用いられる。
【００８９】
上記のモータ制御システム１では、ローラ本体３にモータ４，５を内蔵した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図７に示す本発明の第２実施形態に係るモータ制御システム４０でも構わない。
【００９０】
図７に示すように、モータ制御システム４０は、モータ４１，４２と、シャフト４，５と、コントローラ６，７とを有している。なお、モータ制御システム１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
モータ４１，４２は、出力軸４３，４４同士が、シャフト４，５で一体的に連結されている。そのため、モータ４１，４２は、強制的に同期運転するものである。
【００９２】
モータ制御システム４０は、前述のモータ制御システム１のようにローラ本体３にモータ４，５を内蔵した構成とは若干異なるものであるが、出力軸４３，４４同士が機械的に連結されているという点で一致している。そのため、モータ制御システム４０は、モータ制御システム１と同様に、モータ４１，４２をコントローラ６，７で制御可能であり、モータ４１，４２へ供給する電流パルスに下限値を設けることにより、モータ４１，４２へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができる。
【００９３】
上記のモータ制御システム１では、１本のローラ本体３でモータ４，５を連結した例を示し、モータ制御システム４０では、１本のシャフト４，５でモータ４１，４２を連結した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示す本発明の第３実施形態に係るモータ制御システム５０でも構わない。
【００９４】
図８に示すように、モータ制御システム５０は、モータ４，５と、コントローラ６，７とを有している。これらは、モータ制御システム１と同一の構成であり、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９５】
モータ制御システム５０は、コンベア５４に設けられている。コンベア５４は、ローラ本体５１，５２と、動力を持たないフリーローラ５３とが隙間を開けて並べられ、フレーム５５，５６に回動可能に取り付けられたものである。ローラ本体５１，５２には、それぞれモータ４，５が内蔵されている。モータ４，５には、それぞれコントローラ６，７が接続されている。
なお、モータ４，５は、それぞれローラ本体５１，５２を回転可能なように、出力軸１８が出力板１０を介してローラ本体５１，５２に接続されている。
【００９６】
ローラ本体５１，５２と、フリーローラ５３において、隣接するもの同士は、ベルト５７が懸架されている。換言すれば、ローラ本体５１，５２と、フリーローラ５３とは、ベルト５７によって一体的に連結されている。そのため、ローラ本体５１，５２に内蔵されたモータ４，５も、一体的に連結されており、強制的に同期運転するものである。すなわち、コンベア５４に設けられたモータ制御システム５０においても、モータ４，５の出力軸１８が機械的に連結されているため、モータ制御システム１，４０と同様に、モータ４，５へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができる。
【００９７】
上記のモータ制御システム５０では、２本のローラ本体５１，５２と、１本のベルト５７で、モータ４，５を連結した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示す本発明の第４実施形態に係るモータ制御システム６０でも構わない。
【００９８】
図９に示すように、モータ制御システム６０は、モータ６１，６２と、コントローラ６，７とを有している。これらは、モータ制御システム１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００９９】
モータ制御システム６０は、昇降装置６３に設けられている。昇降装置６３は、一対の門柱フレーム６４，６５と、昇降台６６とを有している。門柱フレーム６４，６５は、対向配置されるものであり、両者は昇降台６６で連結されている。
なお、昇降台６６は、門柱フレーム６４，６５に設けられたブラケット７３に接続されている。
【０１００】
門柱フレーム６４，６５は、図１０に示すように、それぞれ柱部６７，６８と、モータ台６９とを有している。柱部６７，６８は、所定の間隔を空けて配置されており、両者はモータ台６９で連結されている。
【０１０１】
柱部６７，６８は、それぞれ内部に上部側プーリー列７０と、下部側プーリー列７１と、直線レール７２が設けられている。そして各プーリー列にワイヤー（線状動力伝動部材）１８が巻回されている。なお、直線レール７２は、ガイド部材である。
【０１０２】
柱部６７，６８に内蔵されている上部側プーリー列７０，７０には、軸８０が挿通されており、両者は軸８０によって一体的に回転するように連結されている。
軸８０は、スプロケット７８を有している。スプロケット７８には、チェーン７９が掛けられている。
【０１０３】
モータ台６９には、モータ６１（６２）が取り付けられている。モータ６１（６２）の出力軸７６には、スプロケット７７が装着されている。スプロケット７７には、チェーン７９が掛けられている。
モータ６１（６２）は、チェーン７９を介して軸８０と一体的に連結されている。
なお、モータ６１（６２）には、コントローラ６（７）が接続されている。
【０１０４】
上部側プーリー列７０と下部側プーリー列７１との間には、ブラケット７３が配置されている。ブラケット７３は、上下にプーリー７４，７５を有している。プーリー７４，７５には、ワイヤー８１が掛けられている。
ブラケット７３は、上部側プーリー列７０の回転によって巻かれたワイヤー８１に合わせて昇降するものである。
【０１０５】
前述の通り、ブラケット７３には、昇降台６６が取り付けられる。すなわち、昇降装置６３において、モータ６１，６２は、それぞれチェーン７９と軸８０、上部側プーリー列７０、ワイヤー８１、ブラケット７３、昇降台６６を介して、一体的に連結されており、強制的に同期運転するものである。
簡単に説明すれば、昇降台６６は、モータ６１，６２の回転力によってワイヤー８１が上下動することで、昇降するものである。
すなわち、昇降装置６３に設けられたモータ制御システム６０においても、モータ制御システム５０と同様に、モータ６１，６２へ供給される電流のアンバランスの差を収斂させることができる。
【０１０６】
つぎに、本発明の第５実施形態に係るモータ制御システム９０について説明する。
図１１は、モータ制御システム９０を示すブロック図である。モータ制御システム９０は、モータ内蔵ローラ２と、コントローラ９１を有するものである。コントローラ９１は、モータ制御システム１におけるコントローラ６，７を一体化して１台にまとめたものであり、モータ内蔵ローラ２に内蔵されたモータ４，５を個々に制御できるものである。
すなわち、コントローラ６，７の代わりに、コントローラ９１を用いても構わない。
【０１０７】
上記実施形態では、モータへの電流パルスの下限値（デューティ比）は、表１に示したように整数としたが、本発明はこれに限定されることはなく、任意に設定可能である。
また、電流パルスの下限値は、表１に示したように、設定速度の範囲毎に割り付けしたが、本発明はこれに限定されることはなく、設定速度の範囲についても任意に設定可能である。
【０１０８】
上記実施形態では、設定速度と現速度との差を求め、電流パルスに対して増減する際に、表２に示した変換係数Ｔを用いたが、本発明はこれに限定されることはなく、任意に設定可能である。或いは、変換係数Ｔを用いず、直接的に電流パルスを操作するコマンド等を用意しても構わない。
【符号の説明】
【０１０９】
１，４０，５０，６０，９０ モータ制御システム
２ モータ内蔵ローラ
３ ローラ本体（筒）
４，５，４１，４２，６１，６２ モータ
６，７ コントローラ（制御装置）
１８，４３，４４，７６ 出力軸（回転部）
５７ ベルト
８１ ワイヤー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のモータを制御するモータ制御システムであって、前記２以上のモータは回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられるものであり、前記２以上のモータは個々に制御装置を有し、前記制御装置はいずれもモータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ前記制御装置にはいずれもモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項２】
ローラ本体を有し、前記２以上のモータはローラ本体内に内蔵されていてモータ内蔵ローラを構成し、２以上のモータによってローラ本体を回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項３】
前記２以上のモータは、筒、ベルト、ワイヤーのいずれかを介して回転部が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項４】
回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられる２以上のモータを個別に制御するものであり、
モータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
前記２以上のモータに一対で配置されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
モータ内蔵ローラとモータ内蔵ローラに内蔵されるモータを制御する制御装置との組み合わせであって、モータ内蔵ローラは単一のローラ本体の中に複数のモータが内蔵され、前記複数のモータによってローラ本体を回転させるものであり、
前記制御装置は、複数のモータを個別に制御するものであって個々のモータが所定の回転数となる様に個々のモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ個々のモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせ。
【請求項１】
２以上のモータを制御するモータ制御システムであって、前記２以上のモータは回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられるものであり、前記２以上のモータは個々に制御装置を有し、前記制御装置はいずれもモータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ前記制御装置にはいずれもモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ制御システム。
【請求項２】
ローラ本体を有し、前記２以上のモータはローラ本体内に内蔵されていてモータ内蔵ローラを構成し、２以上のモータによってローラ本体を回転させるものであることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項３】
前記２以上のモータは、筒、ベルト、ワイヤーのいずれかを介して回転部が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御システム。
【請求項４】
回転部が機械的に連結されていて強制的に同期回転させられる２以上のモータを個別に制御するものであり、
モータの回転部が所定の回転数となる様にモータに供給する電流を増減させるものであり、且つモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
前記２以上のモータに一対で配置されることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
モータ内蔵ローラとモータ内蔵ローラに内蔵されるモータを制御する制御装置との組み合わせであって、モータ内蔵ローラは単一のローラ本体の中に複数のモータが内蔵され、前記複数のモータによってローラ本体を回転させるものであり、
前記制御装置は、複数のモータを個別に制御するものであって個々のモータが所定の回転数となる様に個々のモータに供給する電流を増減させるものであり、且つ個々のモータの回転数に応じて供給する電流に下限があり、各モータに供給される電流は回転数に応じた下限以下にはならないことを特徴とするモータ内蔵ローラと制御装置の組み合わせ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２７２５４（Ｐ２０１３−２７２５４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２５２２（Ｐ２０１１−１６２５２２）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（５９２０２６８１９）伊東電機株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（５９２０２６８１９）伊東電機株式会社 (71)
【Ｆターム（参考）】
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