特許 7361883 制御装置、モータユニット、搬送装置、電動シリンダ、記憶媒体及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-05

(45)【発行日】2023-10-16

(54)【発明の名称】制御装置、モータユニット、搬送装置、電動シリンダ、記憶媒体及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/30 20160101AFI20231006BHJP

【ＦＩ】

H02P6/30

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022505081

(86)(22)【出願日】2021-02-10

(86)【国際出願番号】 JP2021005007

(87)【国際公開番号】W WO2021176981

(87)【国際公開日】2021-09-10

【審査請求日】2022-06-27

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2020/009469

(32)【優先日】2020-03-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】391032358

【氏名又は名称】平田機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】有田 尚人

(72)【発明者】

【氏名】西本 怜史

(72)【発明者】

【氏名】中野 幸一

【審査官】佐藤 彰洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３７９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６１２０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ６／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの制御装置であって、
前記モータを駆動するための直流電圧が入力される第一の入力端子及び第二の入力端子と、
前記モータを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に対する前記直流電圧の最初の入力を確認する第一入力確認処理と、
前記第一入力確認処理により、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の入力端子において前記最初の入力が確認されたとき、どちらの入力端子に前記直流電圧が入力されたかに基づいて前記モータの回転方向を設定する回転方向設定処理と、
前記回転方向設定処理により設定された回転方向で、前記モータを第一の回転速度で動作させる動作処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの他方の入力端子に対する前記直流電圧の第二の入力を確認する第二入力確認処理と、
前記第二入力確認処理により、前記他方の入力端子において前記第二の入力が確認されたとき、前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から第二の回転速度へ変更する速度変更処理と、を実行し、
前記制御装置は、
グランド端子を更に備え、
前記直流電圧は、前記グランド端子と、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に印加され、
前記第一入力確認処理および前記回転方向設定処理は、正電圧が入力されることで実行され、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子の少なくとも一方に対する前記正電圧の供給中は、前記モータに駆動電圧が供給される、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に前記直流電圧が入力されることで前記制御ユニットが起動される、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項3】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記モータを駆動するドライブ回路を更に備え、
前記制御ユニットは、
前記ドライブ回路に前記モータの駆動用の直流電圧を出力する出力部と、
前記ドライブ回路に制御信号を出力する出力部と、を更に備える、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記モータと接続され、前記モータを駆動するドライブ回路を更に備える
ことを特徴とする制御装置。

【請求項5】

請求項２に記載の制御装置であって、
前記制御ユニットは、
電磁ブレーキが接続される接続部を更に備える、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項6】

請求項１に記載の制御装置であって、
前記第一入力確認処理は、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の端子に前記正電圧の入力が所定時間継続中のとき、前記最初の入力が行われたと確定する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項7】

請求項１又は６に記載の制御装置であって、
前記第二入力確認処理は、
前記第一の入力端子及び前記第二の入力端子の双方に前記正電圧の入力が所定時間継続中のとき、前記第二の入力が行われたと確定する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項8】

請求項１又は２に記載の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記第一の回転速度を設定する入力ユニットを更に備え、
前記モータはブラシレス直流モータであり、
前記速度変更処理では、前記入力ユニットで設定された前記第一の回転速度よりも低速の前記第二の回転速度に前記モータの回転速度を変更する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項9】

モータの制御装置であって、
前記モータを駆動するための直流電圧が入力される第一の入力端子及び第二の入力端子と、
前記モータを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に対する前記直流電圧の最初の入力を確認する第一入力確認処理と、
前記第一入力確認処理により、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の入力端子において前記最初の入力が確認されたとき、どちらの入力端子に前記直流電圧が入力されたかに基づいて前記モータの回転方向を設定する回転方向設定処理と、
前記回転方向設定処理により設定された回転方向で、前記モータを第一の回転速度で動作させる動作処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの他方の入力端子に対する前記直流電圧の第二の入力を確認する第二入力確認処理と、
前記第二入力確認処理により、前記他方の入力端子において前記第二の入力が確認されたとき、前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から第二の回転速度へ変更する速度変更処理と、を実行し、
前記制御ユニットは、
前記速度変更処理の後、前記第二の入力の確認の有無にかかわらず、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちのいずれか一方の端子の入力が継続中は、前記モータの回転速度を前記第二の回転速度に維持する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項10】

モータの制御装置であって、
前記モータを駆動するための直流電圧が入力される第一の入力端子及び第二の入力端子と、
前記モータを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に対する前記直流電圧の最初の入力を確認する第一入力確認処理と、
前記第一入力確認処理により、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の入力端子において前記最初の入力が確認されたとき、どちらの入力端子に前記直流電圧が入力されたかに基づいて前記モータの回転方向を設定する回転方向設定処理と、
前記回転方向設定処理により設定された回転方向で、前記モータを第一の回転速度で動作させる動作処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの他方の入力端子に対する前記直流電圧の第二の入力を確認する第二入力確認処理と、
前記第二入力確認処理により、前記他方の入力端子において前記第二の入力が確認されたとき、前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から第二の回転速度へ変更する速度変更処理と、を実行し、
前記速度変更処理では、
前記第一の入力端子及び前記第二の入力端子の双方に入力された前記直流電圧の継続時間に基づいて、前記モータの回転速度を変更する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の制御装置であって、
前記速度変更処理では、前記第一の入力端子及び前記第二の入力端子の双方に前記直流電圧が入力された累積時間に基づいて、前記モータの回転速度を変更し、
前記累積時間は、
前記第一の入力端子及び前記第二の入力端子の双方に前記直流電圧が入力されている間は前記累積時間のカウンタ値の加算が継続され、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子の一方のみに前記直流電圧が入力されている間は前記累積時間のカウンタ値の加算が停止される、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の制御装置であって、
前記速度変更処理では、
前記累積時間が、予め変更条件として設定された累積時間のカウンタ値以上になると、前記モータの回転速度を変更する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項13】

請求項１１に記載の制御装置であって、
前記速度変更処理では、
前記累積時間が、予め定めた第一の時間以上になった場合に前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から前記第二の回転速度に変更し、
前記累積時間が、前記第一の時間よりも長い予め定めた第二の時間以上になった場合に前記モータの回転速度を前記第二の回転速度から第三の回転速度に変更する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項14】

モータと、
請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記モータを支持する第一の支持部と、
前記制御装置を支持する第二の支持部と、を備える、
ことを特徴とするモータユニット。

【請求項15】

搬送対象物を搬送方向に搬送させる搬送部と、前記搬送部を駆動する駆動部と、を備える搬送装置であって、
前記駆動部は、請求項１４に記載のモータユニットを含む、
ことを特徴とする搬送装置。

【請求項16】

モータと、前記モータの駆動力により進退するロッドと、非通電時に前記モータの回転に抵抗する電磁ブレーキと、前記モータを制御する請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の制御装置と、を含む電動シリンダであって、
前記電動シリンダは、
前記モータと前記電磁ブレーキと前記制御装置とを内部に収容すると共に、前記ロッドを進退可能に支持する筐体を備え、
前記筐体は、前記モータと前記電磁ブレーキとを支持する第一の支持部と、
前記制御装置を支持する第二の支持部と、を備え、
前記制御装置は、
前記電磁ブレーキが接続される接続部を更に備える、
ことを特徴とする電動シリンダ。

【請求項17】

モータを駆動するための直流電圧が入力される第一の入力端子及び第二の入力端子を備えた制御装置のコンピュータに、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に前記直流電圧が入力されることを契機とする起動処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に対する前記直流電圧の最初の入力を確認する第一入力確認処理と、
前記第一入力確認処理により、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の入力端子において前記最初の入力が確認されたとき、どちらの入力端子に前記直流電圧が入力されたかに基づいて前記モータの回転方向を設定する回転方向設定処理と、
前記回転方向設定処理により設定された回転方向で、前記モータを第一の回転速度で動作させる動作処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの他方の入力端子に対する前記直流電圧の第二の入力を確認する第二入力確認処理と、
前記第二入力確認処理により、前記他方の入力端子において前記第二の入力が確認されたとき、前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から第二の回転速度へ変更する速度変更処理と、
を実行させるプログラムを記憶した記憶媒体であり、
前記第一入力確認処理は、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の端子に前記直流電圧の入力が所定時間継続中のとき、前記最初の入力が行われたと確定し、
前記第二入力確認処理は、
前記第一の入力端子及び前記第二の入力端子の双方に前記直流電圧の入力が所定時間継続中のとき、前記第二の入力が行われたと確定する、
ことを特徴とする記憶媒体。

【請求項18】

モータを駆動するための直流電圧が入力される第一の入力端子及び第二の入力端子を備えた制御装置のコンピュータに、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に前記直流電圧が入力されることを契機とする起動処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に対する前記直流電圧の最初の入力を確認する第一入力確認処理と、
前記第一入力確認処理により、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の入力端子において前記最初の入力が確認されたとき、どちらの入力端子に前記直流電圧が入力されたかに基づいて前記モータの回転方向を設定する回転方向設定処理と、
前記回転方向設定処理により設定された回転方向で、前記モータを第一の回転速度で動作させる動作処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの他方の入力端子に対する前記直流電圧の第二の入力を確認する第二入力確認処理と、
前記第二入力確認処理により、前記他方の入力端子において前記第二の入力が確認されたとき、前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から第二の回転速度へ変更する速度変更処理と、を実行させ、
前記第一入力確認処理は、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の端子に前記直流電圧の入力が所定時間継続中のとき、前記最初の入力が行われたと確定し、
前記第二入力確認処理は、
前記第一の入力端子及び前記第二の入力端子の双方に前記直流電圧の入力が所定時間継続中のとき、前記第二の入力が行われたと確定する、
ことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はモータの制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

モータを駆動源とする電動シリンダ等のロボットが提案されている（例えば特許文献１～３）。このようなロボットのうち、モータの制御回路をロボットの一部に組み込んだものも提案されている（例えば特許文献３）。モータの回転方向を制御する場合、一般には、モータの駆動電圧と、モータの回転方向を指示する信号電圧とが必要とされる。モータの駆動電圧と信号電圧とが異なる場合、ＰＬＣ等の上位の装置が複数種類の電源を必要とし、かつ、電圧毎の配線も必要となり、システム構成が複雑になる場合がある。特許文献４にはモータの駆動電圧が選択的に入力される二つの入力端子を備え、駆動電圧が入力された入力端子かどちらの入力端子であるかを判別してモータの回転方向を設定する制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４５３１０７９号公報

【文献】特開２０００－６０１８２号公報

【文献】特許第５２６８０９６号公報

【文献】特許第６５４１８２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

モータの制御においては、回転方向に加えて回転速度の変更が求められる場合が多い。モータの回転速度の切り替えを指示する信号電圧が別途必要とされるとシステム構成が複雑になる場合がある。

【0005】

本発明の目的は、比較的シンプルなシステム構成で、モータの回転方向と回転速度を制御可能とすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、
モータの制御装置であって、
前記モータを駆動するための直流電圧が入力される第一の入力端子及び第二の入力端子と、
前記モータを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に対する前記直流電圧の最初の入力を確認する第一入力確認処理と、
前記第一入力確認処理により、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの一方の入力端子において前記最初の入力が確認されたとき、どちらの入力端子に前記直流電圧が入力されたかに基づいて前記モータの回転方向を設定する回転方向設定処理と、
前記回転方向設定処理により設定された回転方向で、前記モータを第一の回転速度で動作させる動作処理と、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子のうちの他方の入力端子に対する前記直流電圧の第二の入力を確認する第二入力確認処理と、
前記第二入力確認処理により、前記他方の入力端子において前記第二の入力が確認されたとき、前記モータの回転速度を前記第一の回転速度から第二の回転速度へ変更する速度変更処理と、を実行し、
前記制御装置は、
グランド端子を更に備え、
前記直流電圧は、前記グランド端子と、前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子に印加され、
前記第一入力確認処理および前記回転方向設定処理は、正電圧が入力されることで実行され、
前記第一の入力端子又は前記第二の入力端子の少なくとも一方に対する前記正電圧の供給中は、前記モータに駆動電圧が供給される、
ことを特徴とする制御装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、比較的シンプルなシステム構成で、モータの回転方向と回転速度を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】システム構成の説明図。

【図2】制御装置及びドライブ回路の回路ブロック図。

【図3】制御装置の処理例を示すフローチャート。

【図4】制御装置の処理例を示すフローチャート。

【図5】制御の処理の進行例を示すタイミングチャート。

【図6】制御の処理の進行例を示すタイミングチャート。

【図7】搬送装置の説明図。

【図8】図７の搬送装置の説明図。

【図9】モータの回転速度の変更に関する情報の例を示す図。

【図10】制御装置の処理例を示すフローチャート。

【図11】制御の処理の進行例を示すタイミングチャート。

【図12】制御の処理の進行例を示すタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0010】

＜第一実施形態＞
＜システムの構成＞
図１は電動シリンダ２の駆動制御を行う制御システム１の説明図である。制御システム１は電動シリンダ２と、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）３と、リモートＩ／Ｏ４とを備える。ＰＬＣ３はリモートＩ／Ｏ４を介して電動シリンダ２の制御を行う。電動シリンダ２には後述する制御装置５及びドライブ回路６が内蔵されており、ＰＬＣ３は制御装置５に対する上位の装置である。

【0011】

電動シリンダ２は、シリンダユニットＳＵとモータユニットＭＵとを備える。シリンダユニットＳＵは筐体２１Ａと、ロッド２２と、ボールナット２３と、ボールねじ軸２４とを備える。モータユニットＭＵは筐体２１Ｂと、モータＭと、電磁ブレーキＢｋと、ロータリエンコーダＥＣと、制御装置５と、ドライブ回路６とを備える。筐体２１Ａはｄ１方向に延びる筒体であり、その一方端部においてモータユニットＭＵの筐体２１Ｂと連結されている。筐体２１Ａと筐体２１Ｂとで全体として一つの筐体を構成している。

【0012】

筐体２１Ｂの一方端部は閉鎖されており、ここに配線接続部２５が固定されている。配線接続部２５は、例えば、電動シリンダ２とリモートＩ／Ｏ４とを接続する配線（例えば多芯ケーブル）が着脱自在に接続されるコネクタである。ロッド２２は筐体２１Ａに対して進退可能に支持され、モータユニットＭＵのモータＭの駆動力により矢印ｄ１方向に進退する動作部である。モータＭは筐体２１Ｂに収容される。本実施形態の場合、モータＭはブラシレスモータであるがブラシレスモータ以外のモータであってもよい。

【0013】

ロッド２２に対するモータＭの駆動力の伝達機構は、本実施形態の場合、ボールねじ機構であるがボールねじ機構以外の伝達機構であってもよい。ロッド２２の一端部に設けられる後述する穴２２ａ内にボールナット２３が固定されている。ボールナット２３はｄ１方向にスライド可能で、かつ、回転不能に筐体２１Ａ内に配置されている。筐体２１Ａ内にはｄ１方向に離間して、かつ、ボールナット２３を挟んでストッパ２１ａ及び２１ｂが設けられている。ストッパ２１ａ及び２１ｂはボールナット２３と当接することにより、ボールナット２３の移動を規制する。すなわち、ボールナット２３はストッパ２１ａとストッパ２１ｂとの間においてｄ１方向にスライド可能である。

【0014】

モータＭの出力軸Ｍ１にはボールねじ軸２４が接続されている。出力軸Ｍ１とボールねじ軸２４は、平行、かつ、同軸上に配置されており、ボールねじ軸２４のねじ溝にボールナット２３が噛み合わされている。ロッド２２の一端部（筐体２１Ａから出没する方とは反対側の端部）にはボールねじ軸２４との干渉を回避するための穴２２ａがその軸方向に形成されている。穴２２ａはボールねじ軸２４を挿入可能な有底の穴であり、穴２２ａを取り囲む円筒部２２ｂがボールねじ軸２４を覆うシース部である。ロッド２２の一端部とボールナット２３は接続され、双方は一体的に移動可能である。

【0015】

モータＭを駆動するとボールねじ軸２４が回転し、ボールナット２３がｄ１方向に移動するとともにロッド２２が移動する。モータＭの回転方向に応じてロッド２２が筐体２１Ａから外部へ突出する方向に移動し（前進動作と呼ぶ場合がある）、又は、筐体２１Ａ内に収容される方向に移動する（後退動作と呼ぶ場合がある）。このとき、ストッパ２１ａがロッド２２の前進動作限、ストッパ２１ｂがロッド２２の後退動作限を規定する。

【0016】

筐体２１Ｂ内には電磁ブレーキＢｋが収容されている。電磁ブレーキＢｋは、出力軸Ｍ１の先端近傍に接続して設けられる。電磁ブレーキＢｋは、通電時には出力軸Ｍ１と接触することはなく、出力軸Ｍ１の回転を妨げることはなく（非制動状態）、非通電時（電源遮断時）には出力軸Ｍ１と接触し、出力軸Ｍ１の回転を完全に停止させる（制動状態）。モータＭおよび電磁ブレーキＢｋは筐体２１Ｂの支持部８に支持されている。

【0017】

筐体２１Ｂ内には、また、制御装置５が収容されている。本実施形態の場合、制御装置５は不図示のハーネスでドライブ回路６と電気的に接続された回路基板である。制御装置５とドライブ回路６とを一つの回路基板で構成することも可能であるが、複数の回路基板で構成することで、配置の自由度が向上する場合がある。制御装置５は筐体２１Ｂの支持部７に支持されている。

【0018】

制御装置５とドライブ回路６は、それらの基板面が互いに平行となるように配置されており、かつ、基板面と直交する方向（本実施形態ではｄ１方向）に互いに離間して配置されている。本実施形態では、筐体２１Ｂがｄ１方向に細長い構成となっている。制御装置５とドライブ回路６をｄ１方向に離間した配置とすることで、必要な電子回路部品を筐体２１Ｂ内にコンパクトに収容することができる。

【0019】

電動シリンダ２には、また、検知デバイスとなるリミットセンサ２６ａ、２６ｂが設けられている。リミットセンサ２６ａ、２６ｂは例えば機械式スイッチである。リミットセンサ２６ａは、ボールナット２３がストッパ２１ａに当接する位置に到達したことを検知するセンサである。リミットセンサ２６ｂは、ボールナット２３がストッパ２１ｂに当接する位置に到達したことを検知するセンサである。リミットセンサ２６ａ、２６ｂはＰＬＣ３に接続されており、ＰＬＣ３はボールナット２３の位置を検知すること、つまり、電動シリンダ２の動作確認を行うことができる。

【0020】

図２を参照して制御装置５及びドライブ回路６の構成について説明する。同図は制御装置５及びドライブ回路６の回路ブロック図である。制御装置５は、配線接続部２５に接続される端子５ａ～５ｄを備える。したがって、電動シリンダ２とリモートＩ／Ｏ４との間の配線は、これら端子５ａ～５ｄの数の配線を含む。リモートＩ／Ｏ４は、ＰＬＣ３と、不図示の入出力機器との間に配置され、入出力機器とＰＬＣ３の入力信号および出力信号の中継を行う。また、リモートＩ／Ｏ４は、入出力機器および制御装置５の制御電源の供給を行う。入出力機器のうち、入力機器としては各種のセンサや、作業者により操作される操作スイッチを挙げることができ、出力機器としては電動シリンダ２を含む各種のアクチュエータや、異常発生時の警報装置（ランプやブザー）を挙げることができる。

【0021】

端子５ａ及び端子５ｂは、モータＭを駆動するための直流の電圧Ｖ１が入力される入力端子としての第一の入力端子および第二の入力端子である。電圧Ｖ１はリモートＩ／Ｏ４から出力信号として出力される例えばＤＣ２４Ｖの正電圧である。ＰＬＣ３は、モータＭの回転動作をさせる出力信号を出力し、制御の目標とする、モータＭの回転方向に応じて、電圧Ｖ１を最初に入力する端子を選択する（言い換えると、リモートＩ／Ｏ４の出力部を選択する）。ＰＬＣ３は、モータＭを正転（ＣＷ）させる場合は、端子５ａに接続されるリモートＩ／Ｏ４の第１の出力部から出力信号を出力することで電圧Ｖ１を供給し、モータＭを逆転（ＣＣＷ）させる場合は、端子５ｂに接続されるリモートＩ／Ｏ４の第２の出力部から出力信号を出力することで電圧Ｖ１を供給する。また、ＰＬＣ３は、モータＭの回転速度を途中で変える場合、端子５ａ及び端子５ｂにそれぞれ接続されるリモートＩ／Ｏ４の第1の出力部および第２の出力部の双方から出力信号を出力することで端子５ａ及び端子５ｂに電圧Ｖ１を供給する。

【0022】

具体的には、モータＭの回転速度を途中で変える場合、ＰＬＣ３は、端子５ａ及び端子５ｂのいずれか一方の端子（例えば、端子５ａ）に電圧Ｖ１の供給を継続させた状態のまま、他方の入力の端子（例えば、端子５ｂ）に電圧Ｖ１の供給を継続して行う。モータＭの回転速度の変更を変えるタイミングとしては、例えば、速度変更の入力信号（例えば、不図示の速度変更用センサの入力やエンコーダＥＣのパルス値の設定値）をＰＬＣ３が検出したタイミングである。

【0023】

端子５ｃは電磁ブレーキＢｋを駆動するための制御信号（通電時の電圧はＶ１）が入力される入力端子である。端子５ｄはコモン線（ＧＮＤ）が接続されるグランド端子である。本実施形態においては、端子５ｃおよび端子５ｄは、リモートＩ／Ｏ４の制御信号出力部と、グランド端子とに接続される。

【0024】

制御装置５は、直流の電圧Ｖ１の他、直流の電圧Ｖ２及び電圧Ｖ３が混在する回路である。本実施形態の場合、これら電圧の大小関係は、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３であり、電圧Ｖ２は例えば５Ｖであり、電圧Ｖ３は例えば３．３Ｖである。図２において、電圧Ｖ１の配線は実線で、電圧Ｖ２の配線は一点鎖線で、電圧Ｖ３の配線は二点鎖線で、それぞれ図示している。

【0025】

制御装置５は、また、制御回路（制御ユニット）５１、電源回路５２、レベル変換回路５３ａ及び５３ｂ、レベル変換回路５４ａ及び５４ｂ、ロジックＩＣ５５、フォトカプラ５６、及び、入力ユニット５７を備える。また、制御装置５は、ドライブ回路６との間でモータＭの動作制御用の入出力信号の通信を行う通信端子部（端子５ｈ、端子５ｉ、端子５ｌ）および、モータＭの動作電源の電圧供給を行うモータ電圧供給部（端子５ｅ、端子５ｆ、端子５ｇ）を備える。また、制御装置５は、外部入出力機器と接続される外部機器入出力部（端子５ｃ、端子５ｋ、端子５ｊ）を備える。

【0026】

制御回路５１は、本実施形態の場合、電圧Ｖ３で動作する汎用マイコンであり、ＣＰＵ５１ａと、メモリ５１ｂと、Ｉ／Ｏインタフェース５１ｃと、ＰＷＭ信号発生回路５１ｄとを備える。ＣＰＵ５１はメモリ５１ｂに記憶されたプログラムを実行し、モータＭの駆動を制御する。メモリ５１ｂは例えばＲＡＭやＲＯＭである。メモリ５１ｂに格納されるプログラムは、ＣＤＲＯＭ等の記憶媒体によって頒布され、別のコンピュータで記憶媒体からプログラムが読み取られてメモリ５１ｂにダウンロードされてもよい。ＰＷＭ信号発生回路５１ｄは、モータＭを駆動するためのＰＷＭ信号を発生する回路であり、例えば、プログラマブルカウンタ・タイマである。

【0027】

制御回路５１が備える複数の入力ポートのうちの一つには、レベル変換回路５３ａを介して端子５ａが接続され、別の一つには、レベル変換回路５３ｂを介して端子５ｂが接続される。これらの入力ポートは、制御回路５１の動作用の電源電圧、モータMの動作用の電源電圧、および、モータＭの回転方向や速度変更を設定する信号用の電圧が入力されるポートである。

【0028】

端子５ａ、５ｂに入力される電圧レベルはＶ１であり、制御回路５１の動作電圧レベルはＶ３である。レベル変換回路５３ａは、端子５ａと制御回路５１との間に設けられ、レベル変換回路５３ｂは、端子５ｂと制御回路５１との間に設けられている。レベル変換回路５３ａ及び５３ｂは電圧Ｖ１を制御回路５１に入力可能な電圧レベルの信号に変換する。本実施形態の場合、レベル変換回路５３ａ、５３ｂは電圧Ｖ１から電圧Ｖ３に電圧レベルを変換する。なお、端子５ａ、５ｂに入力される電圧レベルと制御回路５１の動作電圧レベルとが等しい場合、レベル変換回路５３ａ、５３ｂは不要である。

【0029】

レベル変換回路５３ａは、本実施形態の場合、トランジスタをスイッチング素子として用いた回路であり、トランジスタのベースに抵抗を介して端子５ａが接続され、コレクタに抵抗を介して電圧Ｖ３が印加されている。端子５ａに０Ｖが入力されている場合は、トランジスタがＯＦＦであり、制御回路５１の対応入力ポートには電圧Ｖ３が入力される。端子５ａに電圧Ｖ１が入力されるとトランジスタがＯＮとなって制御回路５１の対応入力ポートには０Ｖが入力される。

【0030】

レベル変換回路５３ｂも同様の構成であり、端子５ｂに０Ｖが入力されている場合は、トランジスタがＯＦＦであり、制御回路５１の対応入力ポートには電圧Ｖ３が入力される。端子５ｂに電圧Ｖ１が入力されるとトランジスタがＯＮとなって制御回路５１の対応入力ポートには０Ｖが入力される。

【0031】

既に説明したとおり、ＰＬＣ３は、制御の目標とする、モータＭの回転方向に応じて、端子５ａ又は端子５ｂに電圧Ｖ１を最初に供給する。制御回路５１は、電圧Ｖ１が端子５ａと端子５ｂのいずれの端子に入力されたかに基づいてモータＭの回転方向を設定し、回転方向を示す制御信号を出力ポートＰ１から出力する。端子５ａ又は端子５ｂへの電圧Ｖ１の入力は、一定時間継続することで有効化される。

【0032】

ロジックＩＣ５５は電圧Ｖ２で動作するＩＣであり、複数種類の論理回路を含む。ロジックＩＣ５５は出力ポートＰ１から出力された信号の電圧レベルを電圧Ｖ３から電圧Ｖ２に変換して端子５ｉに出力する。これは後述するモータ制御ＩＣ６１の動作電圧がＶ２であることに起因しているが、出力電圧の安定化等にも寄与する。

【0033】

電源回路５２は、端子５ａ又は端子５ｂに入力された電圧Ｖ１から制御装置５の電源電圧を生成する回路である。本実施形態の場合、制御装置５の電源電圧はＶ２及びＶ３であり、電源回路５２は電圧Ｖ２を生成する電源回路５２ａと、電圧Ｖ３を生成する電源回路５２ｂとを備える。

【0034】

電源回路５２ａには、逆流防止用のダイオードＤ１、Ｄ２を介して端子５ａ、５ｂが接続されており、電圧Ｖ１を降圧して電圧Ｖ２を生成する。電源回路５２ｂは、電源回路５２ａから出力される電圧Ｖ２を降圧して電圧Ｖ３を生成する。こうして本実施形態では、端子５ａ又は端子５ｂのいずれかに電圧Ｖ１が連続して供給されれば、制御装置５の電源電圧を確保できる。

【0035】

制御回路５１は、また、電圧Ｖ１が端子５ａ又は端子５ｂのいずれかの端子に入力されると、ＰＷＭ信号を出力ポートＰ２から出力する。出力ポートＰ２から出力されたＰＷＭ信号はロジックＩＣ５５によって電圧レベルが電圧Ｖ３から電圧Ｖ２に変換されて端子５ｈに出力される。既に説明したとおり、ＰＬＣ３は、モータＭの回転速度を途中で変える場合、端子５ａ及び端子５ｂの双方に電圧Ｖ１を供給する。制御回路５１は、ＰＷＭ信号発生回路５１ｄのＰＷＭ信号のデューティ比の設定を変更することで、モータＭの回転速度を変更する。

【0036】

制御回路５１は、入力ユニット５７に対する入力結果に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比の設定又は変更を行う。入力ユニット５７は、モータＭの回転速度を調整可能なユニットであり、駆動開始時のモータＭの回転速度を調整する設定ユニットとなるスイッチ５７ａと、回転速度の変更設定時のモータＭの回転速度を調整する設定ユニットとなるスイッチ５７ｂとを備える。スイッチ５７ａ、５７ｂによって、ロッド２２の最初の移動速度及び後の移動速度を独立して調整可能である。

【0037】

スイッチ５７ａ、５７ｂは、本実施形態の場合、電圧Ｖ３が供給されるロータリースイッチであり、接点の切り替えにより、複数種類の速度の中から一の速度を選択可能となっている。図１に示すように、筐体２１Ｂは入力ユニット５７を外部に露出させる開口部２１ｃを備えており、作業者は、開口部２１ｃを通して、スイッチ５７ａ、５７ｂの接点切替えを行うことが可能である。なお、スイッチ５７ａ、５７ｂはロータリースイッチに限られず、ディップスイッチ等、他のスイッチでもよい。

【0038】

なお、本実施形態においては、切り替えスイッチ等の物理的な入力デバイスを採用している。しかし、メモリ５１ｂに速度設定値の記憶エリアとなる速度設定記憶部を設けて、速度設定値を記憶することにより、速度設定を行ってもよい。この速度設定記憶部を複数設け、更に複数の速度設定を可能にし、モータＭの速度変更を行ってもよい。この方式の場合、入力ユニット５７を省略してもよい。また、入力ユニット５７および速度設定記憶部を併用しても良い。併用するときは、例えば、入力ユニット５７による設定を基準の速度として設定し、その上で速度設定記憶部の速度に変更してもよい。

【0039】

レベル変換回路５４ａ、５４ｂにはロータリエンコーダＥＣの出力信号（例えば位相差がある信号）がドライブ回路６の端子６ｌ、６ｍ及び制御装置５の端子５ｌ、５ｍを介して入力される。本実施形態の場合、ロータリエンコーダＥＣの動作電圧はＶ２であり、制御回路５１の動作電圧レベルはＶ３である。レベル変換回路５４ａは、端子５ｌと制御回路５１との間に設けられ、レベル変換回路５４ｂは、端子５ｍと制御回路５１との間に設けられている。レベル変換回路５４ａ及び５４ｂは電圧Ｖ２を制御回路５１に入力可能な電圧レベルの信号に変換する。本実施形態の場合、レベル変換回路５４ａ、５４ｂは電圧Ｖ２から電圧Ｖ３に電圧レベルを変換する。なお、ロータリエンコーダＥＣの出力信号の電圧レベルと制御回路５１の動作電圧レベルとが等しい場合、レベル変換回路５４ａ、５４ｂは不要である。

【0040】

レベル変換回路５４ａは、本実施形態の場合、トランジスタをスイッチング素子として用いた回路であり、トランジスタのベースに抵抗を介して端子５ｌが接続され、コレクタに抵抗を介して電圧Ｖ３が印加されている。端子５ｌに０Ｖが入力されている場合は、トランジスタがＯＦＦであり、制御回路５１の対応入力ポートには電圧Ｖ３が入力される。端子５ｌに電圧Ｖ２が入力されるとトランジスタがＯＮとなって制御回路５１の対応入力ポートには０Ｖが入力される。

【0041】

レベル変換回路５４ｂも同様の構成であり、端子５ｍに０Ｖが入力されている場合は、トランジスタがＯＦＦであり、制御回路５１の対応入力ポートには電圧Ｖ３が入力される。端子５ｍに電圧Ｖ２が入力されるとトランジスタがＯＮとなって制御回路５１の対応入力ポートには０Ｖが入力される。

【0042】

制御回路５１は、ロータリエンコーダＥＣの出力信号から、例えば、モータＭが回転しているか否かを判別することができる。

【0043】

制御装置５は、電磁ブレーキＢｋ（外部出力部に接続される機器）が接続される端子５ｊ、５ｋを備える。電磁ブレーキＢｋの＋側に接続される端子５ｊは端子５ｃとダイオードＤ３を介して接続されている。電磁ブレーキＢｋの駆動電圧はＶ１であり、メンテナンスの場合等に、ＰＬＣ３から端子５ｃに電圧Ｖ１を入力することで電磁ブレーキＢｋを作動させることができる。電磁ブレーキＢｋの－側に接続される端子５ｋは、ＧＮＤに接続されると共にダイオードＤ４を介して端子５ｊに接続されており、電磁ブレーキＢｋのＯＮ→ＯＦＦ時における逆起電力を抑制する。

【0044】

端子５ｊには、また、フォトカプラ５６の受光素子５６ｂの出力が入力可能となっている。フォトカプラ５６は、発光ダイオード等の発光素子５６ａと、フォトトランジスタやフォトＭＯＳＦＥＴ等の受光素子５６ｂとを備える。発光素子５６ａには、電圧Ｖ３が印加されており、制御回路５１が備えるポートのＨｉｇｈ、Ｌｏｗの切り替えにより、消灯、発光を制御可能となっている。受光素子５６ｂには、電圧Ｖ１が印加されており、発光素子５６ａが発光すると、端子５ｊを介して電磁ブレーキＢｋに電圧Ｖ１が入力される。制御回路５１は、モータＭを停止させる場合に、発光素子５６ａを消灯することで電磁ブレーキＢｋを制動状態とすると共にＰＷＭ信号の出力を停止し、ロッド２２の移動を瞬時に停止させると共に停止状態を保持することができる。

【0045】

なお、本実施形態では、ブレーキとして電磁ブレーキＢｋを採用したが、電磁ブレーキＢｋに代えて機械式ブレーキ機構を設けてもよい。

【0046】

次に、ドライブ回路６について説明する。ドライブ回路６は、電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２が混在する回路である。ドライブ回路６は、端子６ａ～６ｃを備える。端子６ａ～６ｃは、制御装置５の端子５ｅ～５ｇとそれぞれ接続され、電圧Ｖ１の供給、電圧Ｖ２の供給及びＧＮＤの接続がなされる。端子６ｂに入力される電圧Ｖ２はロータリエンコーダＥＣや、モータ制御ＩＣ６１に供給され、これらを動作させる。端子６ａに入力される電圧Ｖ１はＦＥＴ６２に供給され、ＦＥＴ６２を動作させる。

【0047】

ドライブ回路６は端子６ｅ、６ｄを備える。端子６ｅには端子５ｉを介してモータＭの回転方向を示す制御信号が入力され、この制御信号はモータ制御ＩＣ６１に入力される。端子６ｄには端子５ｈを介してＰＷＭ信号が入力され、ＰＷＭ信号はモータ制御ＩＣ６１に入力される。

【0048】

ドライブ回路６は端子６ｉ～６ｋを備える。端子６ｉ～６ｋはモータＭのホール素子ｈ１～ｈ３が接続され、ホール素子からの信号がモータ制御ＩＣ６１に入力される。なお、各ホール素子ｈ１～ｈ３にはドライブ回路６から電圧Ｖ２の駆動電圧が供給される。ドライブ回路６は端子６ｆ～６ｈを備える。端子６ｆ～６ｈはモータＭのモータ巻線と接続される。

【0049】

モータ制御ＩＣ６１とＦＥＴ６２とはモータＭを駆動する回路である。モータ制御ＩＣ６１は、制御回路５１からの、モータＭの回転方向を示す制御信号及びＰＷＭ信号と、ホール素子ｈ１～ｈ３からの信号とに基づき、モータＭの各相の通電を切り替えるＦＥＴ６２のスイッチング信号を生成してＦＥＴ６２に出力する（電圧Ｖ２）。ＦＥＴ６２は、スイッチング信号により各相に対する電圧Ｖ１の供給を行い、モータＭが回転することになる。

【0050】

＜システムの動作例＞
次に、システム１の動作例について説明する。作業者は事前に、スイッチ５７ａ、５７ｂによって、モータＭの駆動開始時、回転速度の変更設定時の各回転速度（換言するとロッド２２の移動速度）をセットする。その後、ＰＬＣ３の動作を開始させる。ここでは、モータＭを正転させる場合は電圧Ｖ１を端子５ａに入力（端子５ｂは未入力と）し、モータＭを逆転させる場合は電圧Ｖ１を端子５ｂに入力（端子５ａは未入力と）するようにＰＬＣ３がプログラムされている場合を想定する。また、モータＭが正転するとロッド２２が前進動作を行い、逆転すると逆転動作を行う場合を想定する。

【0051】

まず、モータＭを正転させる場合について説明する。ＰＬＣ３は端子５ａに電圧Ｖ１を供給する。具体的にはＰＬＣ３のプロセッサが、ＰＣＬ３の記憶デバイスに記憶されるプログラムを実行し、リモートＩ／Ｏ４に対して出力部を指定して、出力信号の出力を指示する。その指示に応答してリモートＩ／Ｏ４が出力信号を継続して出力することで、リモートＩ／Ｏ４の出力部と接続する端子５ａに電圧Ｖ１が供給される。端子５ａに電圧Ｖ１が入力されると、電源回路５２によって制御装置５に必要な電源電圧Ｖ２とＶ３とが確保され、制御回路５１のＣＰＵ５１ａがメモリ５１ｂに記憶されたプログラムを実行する。

【0052】

また、ＣＰＵ５１ａは、端子５ａ、端子５ｂの各対応入力ポートの状態を取得し、電圧Ｖ１が端子５ａに継続して入力されていることを認識して、モータＭの回転方向を正転に設定する。ＣＰＵ５１ａは、スイッチ５７ａに対応する入力ポートの状態を取得し、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。ＣＰＵ５１ａは、モータＭの回転方向を示す制御信号とＰＷＭ信号とを出力させる。また、ロータリエンコーダＥＣの出力信号の監視を開始する。更にＣＰＵ５１ａは、ＰＷＭ信号の出力開始後の所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）の経過後に、発光素子５６ａを発光させ、電磁ブレーキＢｋを非制動状態とする。

【0053】

モータ制御ＩＣ６１は、制御回路５１からの制御信号とＰＷＭ信号とに基づいてモータＭの駆動を開始する。モータＭの駆動によりロッド２２が前進動作を開始する。前進動作の途中（電圧Ｖ１が端子５ａに継続して供給されている状態）でＰＬＣ３により端子５ｂにも電圧Ｖ１を供給すると、モータＭの回転速度が変更される。ＣＰＵ５１ａは、スイッチ５７ｂに対応する入力ポートの状態を取得し、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。これにより、モータＭの回転速度（ロッド２２の前進速度）が変化する。

【0054】

ボールナット２３がストッパ２１ａに当接する位置まで移動するとモータＭが回転することができなくなる。ＣＰＵ５１ａは、ロータリエンコーダＥＣの出力信号が一定時間変化しなくなると、ボールナット２３がストッパ２１ａに当接したとみなして、制御信号とＰＷＭ信号の出力を停止してモータＭの回転を停止する。また、発光素子５６ａを消灯して電磁ブレーキＢｋを制動状態としてモータＭ（出力軸Ｍ１）の回転を確実に停止させる。

【0055】

ボールナット２３がストッパ２１ａに当接する位置まで移動したことは、リミットセンサ２６ａでも検知され、リミットセンサ２６ａの出力信号によってＰＬＣ３がこれを認識する。ＰＬＣ３は所定時間の経過後（例えば、ＣＰＵ５１ａが発光素子５６ａを消灯して電磁ブレーキＢｋを制動状態とした後、所定時間経過後（例えば１０ｍｓｅｃ後）にＰＷＭ出力信号を停止する処理を実行するのに必要な時間の経過後）、端子５ａ、５ｂに対する電圧Ｖ１の入力を停止する。

【0056】

次にモータＭを逆転させる場合について説明するが、モータＭを正転させる場合と基本的に同じである。

【0057】

ＰＬＣ３は端子５ｂに電圧Ｖ１を供給する。具体的にはＰＬＣ３のプロセッサがＰＣＬ３の記憶デバイスに記憶されるプログラムを実行し、リモートＩ／Ｏ４に対して出力部を指定して、出力信号の出力を指示する。その指示に応答してリモートＩ／Ｏ４が出力信号を継続して出力することで、リモートＩ／Ｏ４の出力部と接続する端子５ａに電圧Ｖ１を供給する。端子５ｂに電圧Ｖ１が入力されると、電源回路５２によって制御装置５に必要な電源電圧Ｖ２とＶ３とが確保され、制御回路５１のＣＰＵ５１ａがメモリ５１ｂに記憶されたプログラムを実行する。

【0058】

また、ＣＰＵ５１ａは、端子５ａ、端子５ｂの各対応入力ポートの状態を取得し、電圧Ｖ１が端子５ｂに継続して入力されていることを認識して、モータＭの回転方向を逆転に設定する。ＣＰＵ５１ａは、スイッチ５７ｂに対応する入力ポートの状態を取得し、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。ＣＰＵ５１ａは、モータＭの回転方向を示す制御信号とＰＷＭ信号とを出力させる。また、ロータリエンコーダＥＣの出力信号の監視を開始する。更にＣＰＵ５１ａは、ＰＷＭ信号の出力開始後の所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）の経過後に、発光素子５６ａを発光させ、電磁ブレーキＢｋを非制動状態とする。

【0059】

モータ制御ＩＣ６１は、制御回路５１からの制御信号とＰＷＭ信号とに基づいてモータＭの駆動を開始する。モータＭの駆動によりロッド２２が後退動作を開始する。後退動作の途中（電圧Ｖ１が端子５ｂに継続して供給されている状態）でＰＬＣ３により端子５ａにも電圧Ｖ１が供給されると、モータＭの回転速度が変更される。ＣＰＵ５１ａは、スイッチ５７ｂに対応する入力ポートの状態を取得し、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。これにより、モータＭの回転速度（ロッド２２の後退速度）が変化する。

【0060】

ボールナット２３がストッパ２１ｂに当接する位置まで移動するとモータＭが回転することができなくなる。ＣＰＵ５１ａは、ロータリエンコーダＥＣの出力信号が一定時間変化しなくなると、ボールナット２３がストッパ２１ｂに当接したとみなして発光素子５６ａを消灯して電磁ブレーキＢｋを制動状態とし、更に、制御信号とＰＷＭ信号の出力を停止してモータＭ（出力軸Ｍ１）の回転を確実に停止させる。

【0061】

ボールナット２３がストッパ２１ｂに当接する位置まで移動したことは、リミットセンサ２６ｂでも検知され、リミットセンサ２６ｂの出力信号によってＰＬＣ３がこれを認識する。ＰＬＣ３は所定時間の経過後、端子５ｂに対する電圧Ｖ１の入力を停止する。以上により、電動シリンダ２の前進動作、後退動作を繰り返し行うことができる。

【0062】

ボールナット２３の移動停止については、ボールナット２３の移動方向に設けられるストッパ２１ａ、２１ｂに当接することにより停止する以外に、モータの故障などによる停止、または、障害物に干渉することによる停止が挙げられる。これらの停止については、モータＭやボールナット２３の動作時間の監視、ロータリエンコーダＥＣの出力信号の監視、およびリミットセンサ２６ａ、２６ｂの検出状態の監視の組合せにより検出を行うことができる。

【0063】

＜制御装置の処理例＞
上述したシステム１の動作例におけるＣＰＵ５１ａの処理例について図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４はメモリ５１ｂに記憶されるプログラムのフローチャートでありＣＰＵ５１ａはこれらの図の処理を所定の周期で繰り返し実行する。図３は端子５ａ及び端子５ｂの入力確認処理、回転方向設定処理及び回転速度変更処理である。図４はモータＭの動作処理である。

【0064】

端子５ａ又は端子５ｂの少なくとも一方に電圧Ｖ１が供給されると、これを契機として、電源回路５２によって制御装置５に必要な電源電圧Ｖ２とＶ３とが確保され、ＣＰＵ５１ａが起動する。ＣＰＵ５１ａは起動処理ののち、図３の処理を開始する。

【0065】

Ｓ１では端子５ａ、端子５ｂの各対応入力ポートの状態を取得する。各入力ポートの状態（以下、ポート入力状態という）は、端子５ａ／端子５ｂで表すと、ＯＮ／ＯＦＦ、ＯＦＦ／ＯＮ、ＯＮ／ＯＮの３パターンのうちのいずれかである。Ｓ２ではＳ１で取得したポート入力状態が、前回の図３の処理時に取得したポート入力状態と同じか否かを判定する。前回の処理時のポート入力状態はメモリ５１ｂに格納され、後述するＳ３で更新される。同じ場合はＳ５へ進み、同じでない場合はＳ３へ進む。初回の処理時にはＳ３へ進むことになる。

【0066】

Ｓ３ではＳ１で取得したポート入力状態の情報をメモリ５１ｂに格納する。この情報は上記の通り、Ｓ２での判定に用いられる。Ｓ４ではタイマの値をリセットする。このタイマは、同じポート入力状態が継続した時間を計時するタイマである。

【0067】

Ｓ５ではタイマが閾値以上であるか否かを判定する。タイマが閾値以上の場合とは、同じポート入力状態が所定時間継続したことを意味する。本実施形態では同じポート入力状態が所定時間継続中である場合に、端子５ａ又は端子５ｂの入力が確定したものとして取り扱う。これにより、入力信号の耐チャタリング性や耐ノイズ性を向上できる。確定内容はメモリ５１ｂに格納されているポート入力状態である。閾値は例えば１０ｍｓｅｃに相当する値である。タイマが閾値以上であると判定した場合はＳ７へ進み、閾値未満であると判定した場合はＳ９へ進む。Ｓ９ではタイマを加算して処理を終了する。

【0068】

Ｓ６ではモータＭの回転方向が設定済みか否かを判定する。回転方向の設定情報はメモリ５１ｂに格納される。未設定の場合はＳ７へ進み、設定済みの場合はＳ１０へ進む。Ｓ７では、Ｓ５で確定したポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮか否かを判定する。つまり、端子５ａ、端子５ｂに同時に電圧Ｖ１が入力されているか否かを判定する。端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮであると、モータＭの回転方向の設定段階では、ＰＬＣ３からの回転方向の指示を判別することができないので処理を終了する。端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＦＦ、又は、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＦＦ／ＯＮであればＳ８へ進む。

【0069】

Ｓ８ではモータＭの回転方向を設定する。Ｓ５で確定したポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＦＦの場合、モータＭの回転方向を正転（ＣＷ）に設定する。Ｓ５で確定したポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＦＦ／ＯＮの場合、モータＭの回転方向を逆転（ＣＣＷ）に設定する。回転方向が設定されるとモータＭの駆動が開始される。その後、処理を終了する。

【0070】

Ｓ１０ではＳ５で確定したポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮか否かを判定する。Ｓ７と同様の処理である。端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮであればＳ１１へ進み、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮでなければ処理を終了する（速度変更を行わない）。Ｓ１１ではモータＭの回転速度を駆動開始時の初期回転速度（スイッチ５７ａの設定速度）から、変更設定時の回転速度（スイッチ５７ｂの設定速度）に変更する。以上により処理を終了する。

【0071】

図４を参照する。Ｓ２１では回転方向が未設定の状態から設定されたか否かを判定する。設定された場合はＳ２２へ進み、設定されていない場合及び既に設定されていた場合はＳ２３へ進む。Ｓ２２ではモータＭの駆動を開始する。モータＭの回転方向は設定にしたがい、回転速度は駆動開始時の初期回転速度（スイッチ５７ａの設定速度。通常回転速度。）とする。ＰＷＭ信号発生回路５１ｄからＰＷＭ信号が出力される。電磁ブレーキＢｋが非制動状態とされる。

【0072】

Ｓ２３では回転速度の変更が未設定の状態から設定されたか否かを判定する。設定された場合はＳ２４へ進み、設定されていない場合及び既に設定されていた場合はＳ２５へ進む。Ｓ２４ではモータＭの回転速度を初期回転速度から変更設定時の回転速度に変更する。ＰＷＭ信号発生回路５１ｄから出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が変更される。

【0073】

Ｓ２５ではモータＭの停止条件が成立したか否かを判定する。本実施形態の場合、ロータリエンコーダＥＣの出力信号が一定時間変化しなくなると、停止条件が成立したと判定される。停止条件が成立したと判定した場合、Ｓ２６へ進み、成立しないと判定した場合は処理を終了する。

【0074】

Ｓ２６では制御信号とＰＷＭ信号の出力を停止してモータＭの回転を停止する。また、発光素子５６ａを消灯して電磁ブレーキＢｋを制動状態としてモータＭ（出力軸Ｍ１）の回転を確実に停止させる。以上により処理が終了する。

【0075】

図５は、図３及び図４で説明した制御装置５の処理の進行に伴う、制御回路５１の起動状態（ＣＰＵ５１ａの起動状態）、入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）、モータＭの回転方向の設定、モータＭの回転速度の設定、電磁ブレーキＢｋ、モータＭの変化の例を示すタイミングチャートである。

【0076】

時間Ｔ１で入力端子５ａに直流電圧が供給されることで制御装置５に電源が供給（図の例では、入力端子５ａがＯＮ）され、ＣＰＵ５１ａが起動する。入力端子５ａへの電圧が供給され続け（図の例では、入力端子５ａのＯＮが継続）、ＣＰＵ５１ａの起動処理が完了する（時間Ｔ１ａ）。時間Ｔ２で入力端子５ａのＯＮが閾値を超えて（所定の設定時間以上）継続したと判定され（Ｓ５）、さらに、入力端子５ａに電圧供給が継続されることでモータＭの回転方向が正転（ＣＷ）に設定される（Ｓ８）。モータＭの回転方向は、一度設定されると、モータＭの停止（入力端子５ａ、５ｂへの入力がどちらもOFFされる）まで変更されない。

【0077】

モータＭの回転速度は初期回転速度がＨ、設定変更後の回転速度がＬ（Ｈ＞Ｌ）であり、時間Ｔ２の段階では初期回転速度Ｈに設定される。初期回転速度は通常速度であってもよい。回転速度の変更は、低速から高速への変更も可能である。しかし、高速から低速へ変更する方が、加減速期間が短くなり、回転速度の変更を迅速に行える。スイッチ５７ａで設定可能な回転速度はいずれも、スイッチ５７ｂで設定可能な回転速度のいずれよりも高速の速度であってもよい。また、初期回転速度、又は、設定変更後の回転速度の双方が固定値であってもよいし、一方のみが設定可能な値であってもよい。例えば、初期回転速度はスイッチ５７ａで設定可能であり、設定変更後の回転速度はスイッチ５７ａで設定可能ないずれの回転速度よりも低速な固定値であってもよい。

【0078】

時間Ｔ２の段階で、モータＭの駆動開始、及び、電磁ブレーキＢｋの通電が開始される。電磁ブレーキＢｋは通電開始から非制動状態に至るまでに一定の時間を要する。時間Ｔ２から少し遅れた時間Ｔ３で電磁ブレーキＢｋが非制動状態となり、モータＭも回転を開始する。

【0079】

時間Ｔ４で入力端子５ｂのＯＮが閾値を超えて継続したと判定され（Ｓ５）、モータＭの回転速度は初期回転速度Ｈから設定変更後の回転速度Ｌに変更される（Ｓ１０）。モータＭの回転速度の変更は一度行われると、モータＭの停止まで変更されない。時間Ｔ４以降、入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）のＯＮ、ＯＦＦが切り替わっている時間帯があるが、これによりモータＭの回転方向や回転速度を変更することはない。入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）のいずれか一方に直流電圧Ｖ１が供給されていれば、停止条件が成立しない限り、モータＭが駆動される。

【0080】

その後、停止条件が成立し、時間Ｔ５でモータＭの停止と電磁ブレーキＢｋの非通電による制動状態への移行が行われる。入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）の入力がOFFすることで、ＣＰＵ５１ａのシャットダウン（制御装置５の電源OFF）が行われる。

【0081】

図６は、別の例を示すタイミングチャートである。時間Ｔ１１で入力端子５ａ及び５ｂの双方がＯＮとなりＣＰＵ５１ａが起動する。入力端子５ａ及び５ｂの双方がＯＮの期間は、モータＭの回転方向が設定されない（Ｓ７）。その後、時間Ｔ１２で入力端子５ａがＯＦＦとなっている。時間Ｔ１３で入力端子５ｂのＯＮが閾値を超えて継続したと判定され（Ｓ５）、モータＭの回転方向が逆転（ＣＣＷ）に設定される（Ｓ８）。既に述べた通り、モータＭの回転方向は、一度設定されると、モータＭの停止（入力端子５ａ、５ｂへの入力がどちらもOFFされる）まで変更されない。

【0082】

時間Ｔ１３の段階で、モータＭの駆動開始、及び、電磁ブレーキＢｋの通電が開始される。電磁ブレーキＢｋは通電開始から非制動状態に至るまでに一定の時間を要する。時間Ｔ１３から少し遅れた時間Ｔ１４で電磁ブレーキＢｋが非制動状態となり、モータＭの回転が開始される時間Ｔ１４で入力端子５ａのＯＮが閾値を超えて継続したと判定され（Ｓ５）、モータＭの回転速度は初期回転速度Ｈから設定変更後の回転速度Ｌに変更される（Ｓ１０）。既に述べた通りモータＭの回転速度の変更は一度行われると、モータＭの停止まで変更されない。時間Ｔ１４以降、入力端子５ａ（ＣＷ）のＯＮ、ＯＦＦが切り替わっている時間帯があるが、これによりモータＭの回転方向や回転速度を変更することはない。入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）のいずれか一方に直流電圧Ｖ１が供給されていれば、停止条件が成立しない限り、モータＭが駆動される。

【0083】

その後、停止条件が成立し、時間Ｔ１６でモータＭの停止と電磁ブレーキＢｋの非通電による制動状態への移行が行われている。

【0084】

以上に述べたとおり、本実施形態では、制御装置５の端子５ａ及び５ｂを、制御装置５の動作電圧の入力端子、モータＭの駆動電圧の入力端子、及び、モータＭの回転方向の制御信号の入力端子、及び、モータＭの速度変更の制御信号の入力端子として兼用した。換言すると、駆動電圧を、モータＭの回転方向と回転速度の制御信号としても利用した。これにより、ＰＬＣ３側には、電圧Ｖ１を生成する電源があれば足りる。ＰＬＣ３と電動シリンダ２との間の駆動電圧及び制御信号の配線は２本で足りる。これは、例えば、駆動電圧用の配線と、正転指示用の配線と、逆転指示用の配線と、回転速度指示用の配線とを備えたシステムよりも２本減らすことができる。

【0085】

したがって、比較的シンプルなシステム構成で、モータの回転方向と回転速度を制御することができる。特に、２４Ｖ等の単一電圧系のシーケンス制御で動作しているシステムの一部に電動シリンダ２を導入したい場合に、周辺設備の変更を少なくして電動シリンダ２を導入できる。

【0086】

＜第二実施形態＞
上記のモータユニットＭＵは、電動シリンダ以外にも種々の駆動装置に適用可能である。図７及び図８はモータユニットＭＵを搬送装置１０の駆動ユニットに適用した例を示している。図７は搬送装置１０の平面図、図８は図７の矢印Ｄ方向に見た搬送装置１０の正面図である。搬送装置１０は、搬送対象物を搬送する搬送部を構成する二つのローラユニット１１と、その間に配置された駆動ユニット１８とによって構成されるローラコンベアである。

【0087】

ローラユニット１１は、複数のローラ１３を備え、各ローラ１３の一部（最上部）が筐体１２から搬送面側に突出している。複数のローラ１３は一列に配置されたローラ列を構成しており、一対の支持板１４に回転自在に支持されている。各ローラ１３には従動側のスプロケット１５および駆動側のスプロケット１７が取り付けられており、また、スプロケット１５及び１７には、チェーン１６が巻き回されている。これにより、駆動側のスプロケット１７の回転駆動に伴い、チェーン１６を介して従動側のスプロケット１５が回転駆動され、全てのローラ１３が一体的に回転する。

【0088】

二つのローラユニット１１は平行に配置され、二列のローラ１３の列上に搬送対象物が跨って載置される。ローラ１３が回転することで搬送対象物が搬送される。

【0089】

駆動ユニット１８は、モータユニットＭＵを備える。モータユニットＭＵは、筐体１８０と、筐体１８０に収容されたモータＭ、ロータリエンコーダＥＣ、電磁ブレーキＢｋ、減速機１８４、制御装置５、ドライブ回路６、駆動軸１８１、プーリ１８２及び１８５、及び、ベルト１８３を備える。

【0090】

本実施形態のモータＭ、ロータリエンコーダＥＣ、電磁ブレーキＢｋ、制御装置５及びドライブ回路６は第一実施形態のモータＭ、ロータリエンコーダＥＣ、電磁ブレーキＢｋ、制御装置５及びドライブ回路６と同様のものである。本実施形態においては、モータＭの出力軸Ｍ１はボールねじ軸２４に代わって減速機１８４と連結される。モータＭ、ドライブ回路６、ロータリエンコーダＥＣ、電磁ブレーキＢｋ及び減速機１８４は一体的に連結されている。

【0091】

筐体１８０はその底部をなすベースプレート１８０ａと、ベースプレート１８０ａに立設された支持部１８０ｂ、１８０ｃを含む。制御装置５は支持部１８０ｂに支持されている。減速機１８４は支持部１８０ｃに支持されており、したがって、モータＭ、ドライブ回路６、ロータリエンコーダＥＣ、電磁ブレーキＢｋは減速機１８４を介して支持部１８０ｃに支持されている。

【0092】

駆動軸１８１は、二つのローラユニット１１における駆動側の各スプロケット１７に連結されている。駆動軸１８１の途中部位にプーリ（歯付きプーリ）１８２が取り付けられている。また、減速機１８４の出力軸にはプーリ（歯付きプーリ）１８５が取り付けられている。プーリ１８２とプーリ１８５には歯付ベルト１８３が巻き回されている。モータＭを駆動すると、その回転力が減速機１８４から出力され、プーリ１８５、歯付ベルト１８３及びプーリ１８２を介して駆動軸１８１に伝達される。これにより駆動軸１８１が回転し、各ローラユニット１１の各ローラ１３が回転する。

【0093】

本実施形態においても、図３や図４に示したフローチャートと同様の処理を制御装置５が実行可能である。この処理により、搬送装置１０の搬送方向（モータＭの回転方向）や、搬送装置１０の搬送速度（モータＭの回転速度）を制御することができる。

【0094】

＜第三実施形態＞
第一実施形態では、モータＭの回転速度を２種類の速度で切り替え可能としたが、３種類以上の速度で切り替え可能であってもよい。本実施形態では、ポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態の累積時間（の長さ）に応じて、モータＭの回転速度を変更する。

【0095】

図９は、モータＭの回転速度の変更に関する情報の例を示す。この情報は例えばメモリ５１ｂに設定情報として格納されている。モータＭの速度の１回目の変更条件は、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態（端子５ａおよび端子５ｂの双方に直流電圧が入力された状態）で継続する累積時間が１００ｍｓｅｃに達することであり、変更後のモータＭの速度はＭＶ１である。第一実施形態では、モータＭの回転方向が設定されると（Ｓ８）、モータＭは初期回転速度（通常速度。以下、ＭＶ０とする。）で回転を開始する。その後、ポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮとなり、この状態で継続する累積時間が１００ｍｓｅｃに達するとモータＭの回転速度がＭＶ１に変更されることになる。

【0096】

同様に、モータＭの速度の２回目の変更条件は、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態で継続する累積時間が２００ｍｓｅｃに達することである。この条件が成立すると、モータＭの回転速度はＭＶ１からＭＶ２に変更される。以下、同様である。本実施形態の場合、変更条件で規定する累積時間は、変更元の回転速度の最小継続の累積時間を規定している。

【0097】

本実施形態の場合、モータＭの速度の関係は、初期回転速度＞ＭＶ１＞ＭＶ２＞ＭＶ３．．．であり、変更毎に減速されていく。しかし、変更毎に増速される設定でもよいし、変更毎に減速又は増速のいずれか一つが行われる設定でもよい。

【0098】

図１０はメモリ５１ｂに記憶されるプログラムのフローチャートであり、ＣＰＵ５１ａが実行する速度変更処理の例を示す。同図の処理は、第一実施形態の図３のＳ１０及びＳ１１に代わる処理である。

【0099】

Ｓ３１では、モータＭの現在の回転速度の設定が初期回転速度ＭＶ０か否かを判定し、初期回転速度ＭＶ０である場合はＳ３２へ進み、そうでない場合（ＭＶ１等の場合）はＳ３３へ進む。Ｓ３２では、モータＭの回転速度の変更条件となる累積時間と変更後の速度として、１回目の変更条件となる累積時間と速度（図９の例では１００ｍｓｅｃ、ＭＶ１）を設定する。

【0100】

Ｓ３３では、ポート入力状態が、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮであるか否かを判定し、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮである場合はＳ３４へ進み、そうでない場合（ＯＮ／ＯＦＦ、ＯＦＦ／ＯＮ、ＯＦＦ／ＯＦＦ）は処理を終了する。

【0101】

Ｓ３４では、累積時間カウンタのカウント値（累積時間）を加算する。累積時間カウンタとは変更条件の成立を判定するためのカウント値（累積時間）をカウントするカウンタである。Ｓ３５では累積時間カウンタのカウント値が閾値として設定されるカウント値以上となったか否かを判定する。ここでの閾値として設定されるカウント値はＳ３２（又は後述のＳ３７）で設定された変更条件となるカウント値である。カウント値が閾値として設定されるカウント値以上と判定した場合はＳ３６へ進み、そうでない場合は処理を終了する。

【0102】

Ｓ３６ではモータＭの回転速度を、Ｓ３２（又は後述のＳ３７）で変更後の速度として設定された速度に変更する。Ｓ３７では、モータＭの回転速度の変更条件となるカウント値と変更後の速度を更新する。例えば、Ｓ３６で１回目の変更が行われた場合は、２回目の変更条件として設定されるカウント値と速度（図９の例では２００ｍｓｅｃ、ＭＶ２）を設定する。また、例えば、Ｓ３６で２回目の変更が行われた場合は、３回目の変更条件として設定されるカウント値と速度（図９の例では３００ｍｓｅｃ、ＭＶ３）を設定する。以上により処理が終了する。

【0103】

図１１は、図１０で説明した制御装置５の処理の進行に伴う、入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）、及び、モータＭの回転速度の設定の変化の例を示すタイミングチャートである。

【0104】

時間Ｔ１１で入力端子５ａに直流電圧が供給されることで制御装置５に電源が供給（図の例では、入力端子５ａがＯＮ）され、ＣＰＵ５１ａが起動する。時間Ｔ１２で入力端子５ａのＯＮが閾値として設定されるカウント値を超えて（所定の設定時間以上）継続したと判定され、モータＭの回転方向が正転されて、モータＭが初期回転速度ＭＶ０で駆動される。

【0105】

時間Ｔ１３で入力端子５ｂに直流電圧が供給され、入力端子５ａ、５ｂがいずれもＯＮとなる。時間Ｔ１４で、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態が所定時間継続し（図９の例では１００ｍｓｅｃ）、モータＭの回転速度がＭＶ１に変更される（１回目の変更）。

【0106】

時間Ｔ１５で、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態が所定時間継続し（図９の例では２００ｍｓｅｃ）、モータＭの回転速度がＭＶ２に変更される（２回目の変更）。時間Ｔ１６で、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態が所定時間継続し（図９の例では３００ｍｓｅｃ）、モータＭの回転速度がＭＶ３に変更される（３回目の変更）。

【0107】

その後、入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）の入力がいずれもＯＦＦに変化し、時間Ｔ１７でモータＭの停止が行われる。

【0108】

累積時間カウンタのカウント値（累積時間）は、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの場合（端子５ａおよび端子５ｂの双方に直流電圧が入力された場合）に加算が継続され（Ｓ３３、Ｓ３４）、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＦＦの場合や端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＦＦ／ＯＮの場合（端子５ａおよび端子５ｂのいずれか一方に直流電圧が入力され、端子５ａおよび端子５ｂのいずれか他方に直流電圧が入力されない場合）は加算が停止される。累積時間カウンタのカウント値（累積時間）の加算が停止される間は、現在の回転速度設定が維持されることになる。図１２は、図１０で説明した制御装置５の処理の進行に伴う、入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）、及び、モータＭの回転速度の設定の変化の別の例を示すタイミングチャートである。

【0109】

時間Ｔ２１で入力端子５ａに直流電圧が供給されることで制御装置５に電源が供給（図の例では、入力端子５ａがＯＮ）され、ＣＰＵ５１ａが起動する。時間Ｔ２２で入力端子５ａのＯＮが閾値として設定されるカウント値を超えて（所定の設定時間以上）継続したと判定され、モータＭの回転方向が正転されて、モータＭが初期回転速度ＭＶ０で駆動される。

【0110】

時間Ｔ２３で入力端子５ｂに直流電圧が供給され、入力端子５ａ、５ｂがいずれもＯＮとなる。時間Ｔ２４で、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態が所定時間継続し（図９の例では１００ｍｓｅｃ）、モータＭの回転速度がＭＶ１に変更される（１回目の変更）。

【0111】

時間Ｔ２５で、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態が所定時間継続し（図９の例では２００ｍｓｅｃ）、モータＭの回転速度がＭＶ２に変更される（２回目の変更）。時間Ｔ２６で入力端子５ｂ（ＣＣＷ）の入力がＯＦＦに変化し、累積時間カウンタのカウント値（累積時間）の加算が停止する。時間Ｔ２７で入力端子５ｂ（ＣＣＷ）の入力が再びＯＮに変化し、累積時間カウンタのカウント値（累積時間）の加算が再開される。時間Ｔ２８で、端子５ａ／端子５ｂ＝ＯＮ／ＯＮの状態が累積時間で所定時間に達し（図９の例では３００ｍｓｅｃ）、モータＭの回転速度がＭＶ３に変更される（３回目の変更）。

【0112】

その後、入力端子５ａ（ＣＷ）、入力端子５ｂ（ＣＣＷ）の入力がいずれもＯＦＦされ、時間Ｔ２９でモータＭの停止が行われる。

【0113】

以上、発明の実施形態について説明したが、発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】