特開 2024-88275 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024088275

(43)【公開日】2024-07-02

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 3/18 20060101AFI20240625BHJP

【ＦＩ】

H02P3/18 101D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203361

(22)【出願日】2022-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】391008515

【氏名又は名称】株式会社アイエイアイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊東 真一

【テーマコード（参考）】

5H530

【Ｆターム（参考）】

5H530AA02

5H530CC08

5H530CC23

5H530CD13

5H530CD34

5H530CE15

5H530DD03

5H530DD14

5H530EE03

(57)【要約】

【課題】素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能な制御装置を提供する。
【解決手段】同一のハードウェア構成によって定格出力の異なる一のモーターを制御可能な制御装置であって、前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記モーターの回生運転中に生じる回生電力を前記制御装置の内部で熱に変換する第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、必要に応じて前記制御装置に接続可能な第２抵抗器であって、前記制御装置の外部で前記回生電力を熱に変換する前記第２抵抗器へ回生電力を供給する制御が可能なように構成されている制御部を備える制御装置が提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一のハードウェア構成によって定格出力の異なる一のモーターを制御可能な制御装置であって、
前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記モーターの回生運転中に生じる回生電力を前記制御装置の内部で熱に変換する第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、必要に応じて前記制御装置に接続可能な第２抵抗器であって、前記制御装置の外部で前記回生電力を熱に変換する前記第２抵抗器へ回生電力を供給する制御が可能なように構成されている制御部を備える、制御装置。

【請求項2】

前記第１抵抗器に直列に接続された第１スイッチング素子と、
前記制御装置に前記第２抵抗器が接続された状態となった場合に当該第２抵抗器に接続される第２スイッチング素子と、を更に備え、
前記制御部は、前記第２抵抗器が接続された状態で、前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記回生運転中、前記第１スイッチング素子をオフとし、前記第２スイッチング素子をオンする制御が可能なように構成されている、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記モーターを駆動させる電源の電圧を平滑化するコンデンサーを備え、
前記制御部は、前記第２抵抗器が接続された状態で、前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記コンデンサーの端子電圧が所定の閾値電圧以上の場合、前記第１スイッチング素子をオフとし、前記第２スイッチング素子をオンする、請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記モーターを駆動させる電源の電圧を平滑化するコンデンサーを備え、
前記制御部は、前記定格出力の値が所定の出力値以上のモーターが接続されている場合において、前記コンデンサーの端子電圧が所定の閾値電圧以上のとき、前記第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、前記第２抵抗器へ回生電力を供給する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項5】

前記モーターを駆動させる電源の電圧を平滑化するコンデンサーと、
温度センサーと、
を更に備え、
前記制御部は、前記温度センサーが測定した温度が所定の温度以上の場合において、前記コンデンサーの端子電圧が所定の閾値電圧以上のとき、前記第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、前記第２抵抗器へ回生電力を供給する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項6】

前記温度センサーは、前記コンデンサーの寿命予測用に設けられたものである、請求項５に記載の制御装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記モーターと、当該モーターの駆動によって移動する移動体とを備えたアクチュエーターの運転を制御するように構成されている、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インバーター制御によりモーターの駆動を制御する制御装置には、モーターを停止させる際などに制御装置に回生される運動エネルギーを消費するための回生抵抗を有している。特許文献１には、サーボ制御装置の発明が開示されている。特許文献１で開示されている発明は、内部回生抵抗に加え、モーターの定格出力やその用途等、必要に応じてサーボ制御装置の外部に外部回生抵抗ユニットを接続可能になっている。当該サーボ制御装置は、内部にて内部回生抵抗と直列接続されたスイッチング素子をオンすることにより、内部回生抵抗及び外部回生抵抗ユニットの外部回生抵抗の両方で回生電力を消費、すなわち、熱に変換している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２８４９２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来のモーターの駆動を制御する制御装置は、同一のハードウェアで数十Ｗ～数百Ｗの幅広い定格出力のモーターに対応させようとすると、例えば、定格出力が最大のモーターが接続されている場合、内部回生抵抗と外部回生抵抗におけるスイッチングが一括管理されるため、内部回生抵抗の発熱に伴う制御装置の発熱量が当該制御装置の放熱能力を上回ってしまうおそれがある。そのため、数百Ｗ程度の定格出力が大きいモーターが接続されると、制御装置の内部のコンデンサーやスイッチング素子等の素子の温度が定格温度を超えて使用不能（定格温度超過）となったり、素子の寿命が短くなったりするおそれがあった。

【0005】

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能な制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１態様に係る制御装置は、同一のハードウェア構成によって定格出力の異なる一のモーターを制御可能な制御装置であって、前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記モーターの回生運転中に生じる回生電力を前記制御装置の内部で熱に変換する第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、必要に応じて前記制御装置に接続可能な第２抵抗器であって、前記制御装置の外部で前記回生電力を熱に変換する前記第２抵抗器へ回生電力を供給する制御が可能なように構成されている制御部を備える。

【0007】

本開示の第１態様によれば、発熱量に応じて第１抵抗器への回生電力の供給を遮断して内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【0008】

本開示の第２態様に係る制御装置は、第１態様に係る制御装置であって、前記第１抵抗器に直列に接続された第１スイッチング素子と、前記制御装置に前記第２抵抗器が接続された状態となった場合に当該第２抵抗器に接続される第２スイッチング素子と、を更に備え、前記制御部は、前記第２抵抗器が接続された状態で、前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記回生運転中、前記第１スイッチング素子をオフとし、前記第２スイッチング素子をオンする制御が可能なように構成されている。

【0009】

本開示の第２態様によれば、発熱量に応じてスイッチング素子のオン、オフを切り替え、第１抵抗器への回生電力の供給を遮断して内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【0010】

本開示の第３態様に係る制御装置は、第２態様に係る制御装置であって、前記モーターを駆動させる電源の電圧を平滑化するコンデンサーを備え、前記制御部は、前記第２抵抗器が接続された状態で、前記モーターを駆動させる際に前記制御装置の内部で生じる発熱量に応じて、前記コンデンサーの端子電圧が所定の閾値電圧以上の場合、前記第１スイッチング素子をオフとし、前記第２スイッチング素子をオンする。

【0011】

本開示の第３態様によれば、発熱量に応じてスイッチング素子のオン、オフを切り替え、第１抵抗器への回生電力の供給を遮断して内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【0012】

本開示の第４態様に係る制御装置は、第１態様に係る制御装置であって、前記モーターを駆動させる電源の電圧を平滑化するコンデンサーを備え、前記制御部は、前記定格出力の値が所定の出力値以上のモーターが接続されている場合において、前記コンデンサーの端子電圧が所定の閾値電圧以上のとき、前記第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、前記第２抵抗器へ回生電力を供給する。

【0013】

本開示の第４態様によれば、接続されるモーターの定格出力に応じて第１抵抗器への回生電力の供給を遮断することにより内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【0014】

本開示の第５態様に係る制御装置は、第１態様に係る制御装置であって、前記モーターを駆動させる電源の電圧を平滑化するコンデンサーと、温度センサーと、を更に備え、前記制御部は、前記温度センサーが測定した温度が所定の温度以上の場合において、前記コンデンサーの端子電圧が所定の閾値電圧以上のとき、前記第１抵抗器への前記回生電力の供給を遮断し、前記第２抵抗器へ回生電力を供給する。

【0015】

本開示の第５態様によれば、内部の温度に応じて第１抵抗器への回生電力の供給を遮断して内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【0016】

本開示の第６態様に係る制御装置は、第５態様に係る制御装置であって、前記温度センサーは、前記コンデンサーの寿命予測用に設けられたものである。

【0017】

本開示の第６態様によれば、コンデンサーの寿命予測用に設けられた温度センサーにより測定された内部の温度に応じて第１抵抗器への回生電力の供給を遮断して内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【0018】

本開示の第７態様に係る制御装置は、第１態様～第６態様のいずれかに係る制御装置であって、前記制御装置は、前記モーターと、当該モーターの駆動によって移動する移動体とを備えたアクチュエーターの運転を制御するように構成されている。

【0019】

本開示の第７態様によれば、モーターと、当該モーターの駆動によって移動する移動体とを備えたアクチュエーターの運転の制御により生じる回生電力の第１抵抗器への供給を遮断することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能とすることができる。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、内部発熱量を抑制することで、素子の定格温度超過の抑制及び長寿命化を図り、かつ幅広い定格出力のモーターに対応可能な制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。

【図2】本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。

【図3】本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。

【図4】本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。

【図5】制御装置及びアクチュエーターの構成の一例を概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0023】

図１は、本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。図１に示した制御装置１０は、インバーター制御によりモーター２０の駆動を制御可能な装置である。制御装置１０は、モーター２０と、当該モーター２０の駆動によって移動する移動体（図示せず）とを備えたアクチュエーター（図示せず）の運転を制御するように構成されている。

【0024】

制御装置１０は、外部の交流電源１０１から供給される交流電流を直流電流に変換する整流器１０２及び電圧を平滑化する平滑コンデンサー１０３、モーター２０の回生運転中に生じる回生電力を熱に変換することで消費する内部回生抵抗１０４、内部回生抵抗１０４と直列に接続されるスイッチング素子１０５、スイッチング素子１０５と並列に接続されるスイッチング素子１０６、整流器１０２及び平滑コンデンサー１０３が交流電流から変換した直流電流を交流電流に変換してモーター２０へ送る（モーター２０に電力を供給する）インバーター回路１０７、平滑コンデンサー１０３の端子電圧Ｖｃを検出し、スイッチング素子１０５、１０６のオン、オフを切り替えるマイクロコントローラー１１０を備える。インバーター回路１０７は本開示のインバーター部の一例である。また、スイッチング素子１０５、１０６としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、トランジスターなどが挙げられる。

【0025】

制御装置１０は、同一のハードウェア構成によって定格出力の異なる一のモーター２０を制御可能である。より詳細には、制御装置１０は、定格出力の値が数十Ｗから数百Ｗのまでのモーター２０の制御が可能となっている。そのために、インバーター回路１０７を構成するスイッチング素子（例えば、ＭＯＳＦＥＴ）、平滑コンデンサー１０３等、制御装置１０を構成する部品、素子として、それらの定格、特性（耐圧）を定格出力が最大のモーター２０に合わせたものが選定されている。

【0026】

この制御装置１０（後述する外部回生抵抗ユニット１２０が未接続の状態）では、モーター２０の回生運転中以外の運転中、スイッチング素子１０５はオフ状態であり、モーター２０の回生運転中、スイッチング素子１０５がオンとなることで、内部回生抵抗１０４に回生電力を供給することが可能である。これにより、回生電力が熱に変換され、消費される。これは、回生運転中、平滑コンデンサー１０３の端子電圧Ｖｃが過度に上昇する場合があるためである。そこで、制御装置１０の後述するマイクロコントローラー１１０は、平滑コンデンサー１０３の端子電圧Ｖｃが所定の閾値電圧Ｖｔ以上のときにスイッチング素子１０５をオンとすることで、端子電圧Ｖｃを低下させる放電制御を実行する。一方、スイッチング素子１０６については、回生運転中、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上のときにスイッチング素子１０５と同様にオンとなるが、これに限るものではなく、オフ状態のままであってもよい。

【0027】

制御装置１０は、さらに外部回生抵抗ユニット１２０を必要に応じて接続可能に、すなわち着脱可能に構成されている。外部回生抵抗ユニット１２０は、モーター２０の回生運転中に生じる回生電力を熱に変換することで消費する外部回生抵抗１２１を備える。内部回生抵抗１０４は本開示の第１抵抗器の一例であり、外部回生抵抗１２１は本開示の第２抵抗器の一例である。また、スイッチング素子１０５は本開示の第１スイッチング素子の一例であり、スイッチング素子１０６は本開示の第２スイッチング素子の一例である。

【0028】

外部回生抵抗ユニット１２０が接続された状態の制御装置１０では、モーター２０の回生運転中、平滑コンデンサー１０３の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上の場合、基本的には（後述する内部回生抵抗１０４への回生電力の供給を遮断する場合を除き）、スイッチング素子１０５、１０６の両方がオンとなる（すなわち、内部回生抵抗１０４及び外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）。これにより、内部回生抵抗１０４及び外部回生抵抗１２１の両方に回生電力が供給される。したがって、制御装置１０の内部及び外部で回生電力が熱に変換され、消費されると共に端子電圧Ｖｃが低下する。なお、制御装置１０に外部回生抵抗ユニット１２０が接続された状態では、モーター２０の回生運転中以外の運転中、スイッチング素子１０５、１０６はともにオフ状態である。

【0029】

マイクロコントローラー１１０は、本開示の制御部の一例である。マイクロコントローラー１１０は、外部回生抵抗ユニット１２０が制御装置１０に接続されている場合において、モーター２０を駆動させる際に制御装置１０の内部で生じる発熱量に応じて、内部回生抵抗１０４への回生電力の供給を遮断し、外部回生抵抗１２１へ回生電力を供給する制御が可能なように構成されている。なお、マイクロコントローラー１１０は、外部回生抵抗ユニット１２０が制御装置１０に接続されているかどうかを、図示しない信号線を通じた信号により判定しうる。

【0030】

より具体的には、マイクロコントローラー１１０は、外部回生抵抗ユニット１２０が接続された状態で、モーター２０を駆動させる際に制御装置１０の内部で生じる発熱量に応じて、回生運転中、平滑コンデンサー１０３の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上の場合、スイッチング素子１０５をオフし（すなわち、内部回生抵抗１０４による放電制御を実行しない）、スイッチング素子１０６をオンとする（すなわち、外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）。要するに、マイクロコントローラー１１０は、上述の発熱量に応じて、回生運転中、スイッチング素子１０５をオフし、スイッチング素子１０６をオンする制御が可能なように構成されている。マイクロコントローラー１１０がスイッチング素子１０５をオフすることで、内部回生抵抗１０４が回路から切り離され、モーター２０の回生運転時に生じる回生電力の内部回生抵抗１０４への供給が遮断される。また、マイクロコントローラー１１０がスイッチング素子１０６をオンすることで、モーター２０の回生運転時に生じる回生電力が外部回生抵抗１２１へのみ供給される。

【0031】

マイクロコントローラー１１０がスイッチング素子１０５、１０６のオン、オフを制御することで、本実施形態に係る制御装置１０は、数百Ｗ程度の定格出力が大きいモーターが接続された場合に、制御装置１０の内部の平滑コンデンサー１０３、スイッチング素子１０５、１０６等の素子の定格温度超過を抑制すること及び素子の寿命を延ばすことが可能となる。

【0032】

制御装置１０は、回生運転中、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上の場合に、マイクロコントローラー１１０でスイッチング素子１０５についての放電制御を実行するか（スイッチング素子１０５がオン）、放電制御を実行しないか（スイッチング素子１０５がオフ）を、内部の温度が所定の閾値以上となったかどうかに基づいて決定してもよい。

【0033】

図２は、本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。図２に示した制御装置１０は、図１に示した制御装置１０に、温度センサー１０８が追加された構成を有する。温度センサー１０８は、制御装置１０の内部の温度、特に、平滑コンデンサー１０３の寿命予測（例えば、特許第７０３９０１９号公報で開示）のために、平滑コンデンサー１０３の周囲の温度を測定するセンサーである。

【0034】

マイクロコントローラー１１０は、温度センサー１０８から温度の測定値を逐次取得し、取得した測定値に応じてスイッチング素子１０５、１０６のオン、オフを制御する。例えばマイクロコントローラー１１０は、温度センサー１０８から取得した温度の測定値が所定の閾値を上回れば、回生運転中、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上の場合、オン状態のスイッチング素子１０５をオフ又はオフ状態のスイッチング素子１０５をオフのままとし（すなわち、内部回生抵抗１０４による放電制御を実行しない）、スイッチング素子１０６をオンとする（すなわち、外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）ように制御してもよい。逆に、例えばマイクロコントローラー１１０は、温度センサー１０８から取得した温度の測定値が所定の閾値以下となれば、スイッチング素子１０５をオンする（すなわち、内部回生抵抗１０４による放電制御を実行する）ように制御してもよい。

【0035】

また例えば、マイクロコントローラー１１０は、温度センサー１０８から取得した温度の測定値の、所定の期間における累積値が所定の閾値を上回れば、回生運転中、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上の場合、オン状態のスイッチング素子１０５をオフ又はオフ状態のスイッチング素子１０５をオフのままとし（すなわち、内部回生抵抗１０４による放電制御を実行しない）、スイッチング素子１０６をオンする（すなわち、外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）ように制御してもよい。逆に、例えば、マイクロコントローラー１１０は、温度センサー１０８から取得した温度の測定値の、所定の期間における累積値が所定の閾値以下となれば、スイッチング素子１０５をオンする（すなわち、内部回生抵抗１０４による放電制御を実行する）ように制御してもよい。

【0036】

マイクロコントローラー１１０が、制御装置１０の内部の温度に応じてスイッチング素子１０５、１０６のオン、オフを制御する（言い換えれば、放電制御を実行するか否かを決定する）ことで、本実施形態に係る制御装置１０は、数百Ｗ程度の定格出力が大きいモーターが接続された場合に、制御装置１０の内部の平滑コンデンサー１０３、スイッチング素子１０５、１０６等の素子の定格温度超過を抑制すること及び素子の寿命を延ばすことが可能となる。

【0037】

図１、図２に示した制御装置１０は、スイッチング素子１０５、１０６が並列に接続されることで、モーター２０を駆動させる際に制御装置１０の内部で生じる発熱量に応じて、内部回生抵抗１０４への回生電力の供給を遮断し、外部回生抵抗１２１へ回生電力を供給するよう制御していたが、本開示は係る例に限定されない。

【0038】

図３は、本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。図３に示した制御装置１０は、インバーター制御によりモーター２０の駆動を制御する装置である。

【0039】

制御装置１０は、外部の交流電源１０１から供給される交流電流を直流電流に変換する整流器１０２及び電圧を平滑化する平滑コンデンサー１０３、モーター２０の回生運転中に生じる回生電力を熱に変換することで消費する内部回生抵抗１０４、内部回生抵抗１０４と直列に接続されるスイッチング素子１１５、スイッチング素子１１５と直列に接続されるスイッチング素子１１６、整流器１０２及び平滑コンデンサー１０３が交流電流から変換した直流電流を交流電流に変換してモーター２０へ送るインバーター回路１０７、スイッチング素子１１５、１１６のオン、オフを切り替えるマイクロコントローラー１１０を備える。スイッチング素子１１５は本開示の第１スイッチング素子の一例であり、スイッチング素子１１６は本開示の第２スイッチング素子の一例である。スイッチング素子１１５、１１６としては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、トランジスターなどが挙げられる。

【0040】

マイクロコントローラー１１０は、本開示の制御部の一例である。マイクロコントローラー１１０は、外部回生抵抗ユニット１２０が接続されている場合においてモーター２０を駆動させる際に制御装置１０の内部で生じる発熱量に応じて、内部回生抵抗１０４への回生電力の供給を遮断し、外部回生抵抗１２１へ回生電力を供給するよう制御する。

【0041】

より具体的には、マイクロコントローラー１１０は、外部回生抵抗ユニット１２０が接続されている場合において、モーター２０を駆動させる際に制御装置１０の内部で生じる発熱量に応じて、回生運転中、平滑コンデンサー１０３の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上の場合、スイッチング素子１１５をオフとし（すなわち、内部回生抵抗１０４による放電制御を実行しない）、オン状態のスイッチング素子１１６をオンする（すなわち、外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）ように構成されている。マイクロコントローラー１１０がスイッチング素子１１５をオフすることで、内部回生抵抗１０４が回路から切り離され、モーター２０の回生運転時に生じる回生電力の内部回生抵抗１０４への供給が遮断される。また、マイクロコントローラー１１０がスイッチング素子１１６をオンのままとすることで、モーター２０の回生運転時に生じる回生電力が外部回生抵抗１２１へのみ供給される。

【0042】

マイクロコントローラー１１０がスイッチング素子１１５、１１６のオン、オフを制御することで、本実施形態に係る制御装置１０は、数百Ｗ程度の定格出力が大きいモーターが接続された場合に、制御装置１０の内部の平滑コンデンサー１０３、スイッチング素子１０５、１０６等の素子の定格温度超過を抑制すること及び素子の寿命を延ばすことが可能となる。

【0043】

制御装置１０は、マイクロコントローラー１１０でスイッチング素子１１５、１１６のオン、オフを制御する際に、内部の温度が所定の閾値以上となったかどうかを制御のトリガとしてもよい。

【0044】

図４は、本実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。図４に示した制御装置１０は、図３に示した制御装置１０に、温度センサー１０８が追加された構成を有する。温度センサー１０８は、制御装置１０の内部の温度、特に、平滑コンデンサー１０３の周囲の温度を測定するセンサーである。図２に示した構成の場合と同様に、マイクロコントローラー１１０は、温度センサー１０８から温度の測定値を逐次取得し、取得した測定値に応じてスイッチング素子１０５、１０６のオン、オフを制御する。

【0045】

続いて、本開示の実施形態に係る制御装置１０が制御するアクチュエーターの構成例を説明する。

【0046】

図５は、本開示の実施形態に係る制御装置１０及びアクチュエーター２の構成の一例を概略的に示す図である。図５に示すように、アクチュエーター２は、モーター２０、エンコーダー２１、出力シャフト２３、カップリング２４、すべりねじ軸２５、すべりねじナット２６、及び移動体２７を備えている。なお、すべりねじ軸２５及びすべりねじナット２６は、ボールねじ軸及びボールねじナットとしてもよい。なお、図５では、アクチュエーター２の動作の一例として押付け動作を説明するが、本開示は、アクチュエーター２の動作は押付け動作に限るものではない。また、図５の例では、移動体２７は、ロッドタイプとして示しているが、テーブルタイプであってもよい。

【0047】

エンコーダー２１は、モーター２０に取り付けられている。エンコーダー２１は、モーター２０の回転位置を検出し、検出した位置をフィードバック位置信号として制御装置１０に出力する。

【0048】

モーター２０は、制御装置１０によって制御され、移動体２７を移動させるための駆動源である。より詳細には、モーター２０は、移動体２７を出力シャフト２３の軸方向に往復させるように軸移動させる。

【0049】

モーター２０の出力シャフト２３は、カップリング２４を介して、すべりねじ軸２５が結合されている。すべりねじ軸２５は、すべりねじナット２６と共に、モーター２０の回転運動を並進運動に変換するための機械部品として構成される。移動体２７は、すべりねじナット２６を介して、すべりねじ軸２５に接合されており、モーター２０の回転に応じて、ワーク３０に向かう方向に移動する。これにより、移動体２７がワーク３０に接触し、所定位置までワーク３０が押付けられる。ワーク３０は、例えば、作業台（図示省略）に設置されている。

【0050】

移動体２７は、最初に、ワーク３０から一定距離離れた場所（図１の後退端）に位置している。アプローチ動作では、モーター２２の回転に応じて、移動体２７が後退端からアプローチ終了位置まで移動する。押付け動作では、モーター２２の回転に応じて、移動体２７がアプローチ終了位置から前進端まで移動する。

【0051】

以上、各実施形態に係る制御装置を例示して説明した。実施形態は、制御装置の機能をコンピューターに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、これらのプログラムを記憶したコンピューターが読み取り可能な非一時的記憶媒体の形態としてもよい。

【0052】

その他、上記実施形態で説明した制御装置の構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。

【0053】

また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピューターを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。

【0055】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらの変更例または修正例についても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0056】

例えば、上記実施形態において、マイクロコントローラー１１０は、制御装置１０に接続されるモーター２０の定格出力に関する情報をモーター２０から取得し、制御装置１０に接続されるモーター２０の定格出力に応じてスイッチング素子１０５、１０６、１１５、１１６のオン、オフを制御してもよい。すなわち、マイクロコントローラー１１０は、モーター２０の定格出力が所定値以上であった場合において、回生運転中、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上のときは、スイッチング素子１０５又はスイッチング素子１１５をオフのままとし（内部回生抵抗１０４による放電制御を実行しない）、スイッチング素子１０６又はスイッチング素子１１６をオンする（外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）よう制御してもよい。一方、マイクロコントローラー１１０は、回生運転中、モーター２０の定格出力が所定値未満であった場合に、回生運転中、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔ以上のとき、スイッチング素子１０５又はスイッチング素子１１５をオンとし（内部回生抵抗１０４による放電制御を実行する）、スイッチング素子１０６又はスイッチング素子１１６をオン（外部回生抵抗１２１による放電制御を実行する）するよう制御してもよい。なおマイクロコントローラー１１０は、モーター２０の定格出力に関する情報を、図示しない信号線を通じてモーター２０から取得してもよく、外部から入力されることによって取得してもよい。

【0057】

なお、本明細書でいう「回生運転」は、モーター２０を停止（減速）させる際に発生するものに限るものではない。例えば、モーター２０の出力シャフト２３の軸方向が鉛直方向となる、アクチュエーター２の垂直設置時に、重力も利用して移動体２７を下降させる運転時などモーター２０の出力シャフト２３が外力によって回転する際も回生運転となる。

【0058】

また、上記実施形態において記載された効果は、説明的又は例示的なものであり、上記実施形態において記載されたものに限定されない。つまり、本開示に係る技術は、上記実施形態において記載された効果とともに、又は上記実施形態において記載された効果に代えて、上記実施形態における記載から、本開示の技術分野における通常の知識を有する者には明らかな他の効果を奏しうる。

【符号の説明】

【0059】

１０ 制御装置
１０１ 交流電源
１０２ 整流器
１０３ 平滑コンデンサー
１０４ 内部回生抵抗
１０５、１０６ スイッチング素子
１０７ インバーター回路
１１０ マイクロコントローラー
１１５、１１６ スイッチング素子
２ アクチュエーター
２０ モーター
２１ エンコーダー
２３ 出力シャフト
２４ カップリング
２５ すべりねじ軸
２６ すべりねじナット
２７ 移動体
３０ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】