WO1991009463A1 - Inverter-controlled apparatus for carrying and measuring articles - Google Patents

Description

明 細 書

ィ ン バ一 夕 制御物品搬送測定装置

[技術分野 ]

本発明 は ィ ン バ 一 タ 制御物品搬送測定装置 に係 り 、 特に物品を搬送中 に計量 し て、 こ の計量値に基づい て 物品の選別を行な う 重量選別機に適用可能な ィ ン バ ー 夕 制御物品搬送測定装置 に関す る 。

[背景技術 ]

周知の よ う に 、 各種の生産 ラ イ ン上で製品の重量 を計量 し 、 そ の計量値に基づい て製品の選別を行な い 、 選別結果に応 じ た ラ イ ン に製品を振分け る と い う 作業 を 自 動的 に行な う た め に、 重量選別機 （オ ー ト チ ュ ッ 力 ） を組込ん だ シ ス テムが採用 さ れて い る 。

こ の 種 の シ ス テ ム に と っ て、 近時、 特に要求 さ れ る 機能 と し て は高速， 高精度， 高信頼性化を達成 し得 る こ と で あ る 。

と こ ろ で、 上述の よ う な重量選別機は被計量用 の 物品を搬入， 搬送， 搬出す る た め に、 後述す る よ う な 助走 （搬入） コ ン ベ ア ， 計量 コ ンベ ア ， 選別 コ ン ベ ア と い っ た各種の搬送装置が必要 と な る 。 そ し て、 こ れ ら の搬送装置 に お い て は、 上述 し た シ ス テ ム全体の要 請を満足 さ せ る た め に 、 小形， 長寿命， 高 ト ル ク ， 高 安定化 と い っ た機能が主 と し て搬送装置の動力源 と な る モ ー タ を含む搬送駆動制御系 に要求 さ れ る 。 し か る に 、 従来の重量選別機に用 い ら れ る 搬送装 置 は一般に上述の よ う な機能を満たす も のが実現 さ れ て い な か つ た。

以下に、 そ の理由 をみてみ る 。

第 3 6 図 A は従来の重量選別機の構成を示す も の で、 1 は物品を所定速度で搬送す る 助走 コ ン ベア であ り 、 制御装置 2 に よ り モ ー タ M l を定速で駆動 し て、 所定の搬送速度を得てい る 。

3 は、 助走コ ン ベ ア 1 か ら 搬入 さ れた物品 Wを、 搬送 し て い る 間 に計量器 4 で計量す る 計量コ ン ベ ア で あ り 、 制御装置 5 に よ り モ ー 夕 M 2 を定速で駆動 し て 所定の搬送速度を得てい る 。

6 は計量 コ ン ベ ア 3 に対す る 物品の搬入を検知す る セ ン サ、 7 は、 セ ン サ 6 か ら の信号を受け、 物品 W が計量 コ ンベ ア 3 に 完全に搬入 し てか ら所定時間後、 即 ち 計量信号が安定す る の に必要な時間経過後の計量 値に応 じ た選別信号を出力す る 選別回路であ る 。

8 は、 計量 コ ンベア 3 か ら搬出 さ れ る 物品を選別 信号に応 じ た経路 に搬出す る 選別 コ ン ベ ア であ り 、 選 別信号に応 じ て作動す る ガイ ド装置 9 に よ り 、 搬入さ れた物品 Wの搬出位置を例え ば 3 方向 に振分 け る こ と がで き る

な お 、 こ の選別 コ ンベア 8 も 、 他の コ ンベア と 同 様に制御装置 1 0 に よ り モ ー 夕 M 3 を定速駆動 し て、 所定の搬送速度を得てい る 。

各 コ ンベア の駆動源であ る モ ー タ M l ， M 2 , M 3 は、 小形で長時間の連続運転に耐え る 単相誘導型の ブ ラ シ レ ス モ ー タ であ っ て、 各制御装置 2 , 5 , 1 0 は、 各モ ー タ M l , M 2 , M 3 に対す る 商用電源の導 通角 （電圧値） を可変す る こ と で そ の 回転速度の可変 制御が可能 と な っ て い る 。

3 つ の コ ン ベ ア は、 計量 コ ン ベ ア 3 に与え る 振動 をで き る 限 り 少な く し て、 計量 コ ンベア 3 に物品が搬 入 さ れてか ら計量 さ れ る ま での時間を短縮で き る よ う に 、 同一の搬送速度に設定 さ れてい る 。

し たが っ て、 助走 コ ンベア 1 に搬入 さ れた物品は 予め決め ら れた一定の速度で計量 コ ン ベア 3 に速度変 化の な い状態で搬入 さ れ、 そ の計量値に基づ く 選別が こ の搬送中 に行な われ る 。

計量 コ ン ベア 3 力、 ら 選別 コ ンベア 8 に搬入 さ れた 物品は、 選別信号に応 じ た搬出位置 に ガイ ド さ れ、 図 示 し な い後続の ラ イ ン に送 ら れ る 。

し か し な が ら 、 こ の重量選別機の よ う に、 複数の コ ンベア を同速 に制御す る 必要の あ る 搬送装置で は、 物品の種類を変え る 毎に、 各 コ ンベア毎の搬送速度を そ れぞれ変更調整 し な ければな ら な い と い う 問題があ つ τ:

こ の た め 、 各制御装置 2 , 5 , 0 に 同一の制御 信号を送 っ て、 3 つ の モ ー 夕 M l , M 2 , M 3 に 同一 の電源電圧を供耠す る 如 く 各 コ ン ベ ア の搬送速度を一

括に制御す る こ と も考え ら れ る が。 モ ー タ 個 々 の性能

(変速比を含め た） の違いや負荷 と な る コ ン ベ ア の差

が大 き い場合 は有効で は な い。

ま た、 前記の よ う に導通角 を可変 し て コ ン ベア の

搬送速度を変え る 制御装置ではば ら つ き が多 く 、 各 コ

ンベア 毎 に搬送速度の微調整を行な わな ければ同一速

度に調整す る こ と がで き な い。

ま た、 こ の種の重量選別機では、 物品の搬送方向

の長 さ が長い程、 選別速度 （搬送速度） を遲 く す る 必

要があ る が、 前記の よ う に導通角 を可変制御 し て搬送

速度を可変す る 方式で は、 搬送速度を遅 く す る た め に

導通角 （電圧値） を小 さ く す る と 、 後述す る よ う に各

モ ー タ M l , M 2 , M 3 の ト ル ク が小 さ く な つ て し ま

い、 重量の大き な物品の選別に支障を き たす と い う 問

題があ つ た。

一方、 生産 ラ イ ン や検査ラ イ ン に設置 さ れる ラ イ

ン搬送用 の コ ンベア に も 駆動源 と し てモ ー タ が用 い ら

れて い る 。

こ の種の搬送機器に用 い ら れ る モ ー タ と し て は長

時間の連続運転に耐え る た め、 直流モ ー タ の よ う に ブ ' ラ シ摩擦がな く 、 発熱の少な い単相誘導モ ー タ が主に

使用 さ れてい る 。 第 3 6 図 B は単相誘導モ ー タ 1 1 を制御す る た め の従来の制御装置の構成を示す図であ る 。

単相誘導モ ー タ （以下単に モ ー タ と 記す） 1 1 は 第， 第 2 の コ イ ル L I , L 2 に位相 の 9 0 度異な る 交 流電圧を与え て回転子 1 2 を回転 さ せ る よ う に構成 さ れてお り （ C _Q は位相用 の コ ン デ ン サ） 、 回転子の 回 転に 同期 し た交流信号を発電器 1 3 か ら 出力す る 。

モ ー タ 制御装置 1 1 0 は、 モ ー タ 1 1 の発電機 1 3 か ら の交流信号を整流回路 1 1 1 で直流電圧信号 に 変換 し 、 こ の電圧 と ス ピ 一 ド設定用 の可変抵抗器 1 1 2 か ら の制御電圧 と を比較制御回路 1 1 3 で比較す る こ の比較信号 は、 商用電源 1 1 5 と モ ー タ 1 1 の 間 に設け ら れた サイ リ ス タ 1 1 4 に 出力 さ れ、 例え ば 比較制御回路 1 1 3 に入力 さ れ る 両電圧が等 し く な る よ う に商用電源 1 1 5 の交流信号の導通角 （電圧値） が制御 さ れ る 。

し た が っ て、 ス ピ 一 ド設定用 の可変抵抗器 1 1 2 を操作 し て制御電圧を高 く すれば、 モ ー タ 1 1 1 に対 す る 商用電源の導通角 （電圧値） が大 き く な つて、 モ 一 夕 1 1 の 回転速度は高 く な り 、 制御電圧を低 く すれ ば、 反対に モ ー タ 1 1 の 回転速度は低 く な り 、 可変抵 抗器 1 1 2 の操作でモ ー タ 1 1 の 回転速度を任意に制 御で き る 。

し 力、 し な力《 ら 、 前記の よ う な モ ー タ 制御で は、 モ 一 夕 1 1 の 回転速度を低 く す る ほ ど商用電源の導通角

(電圧値） を小 さ く し な ければな ら ず、 それに従 っ て ト ノレ ク も 低下す る ので、 低速で大 き な ト ル ク を得る こ と がで き ず、 コ ン ペァ に と つ て はパ ワ ー不足を招い て し ま う 。

ま た、 発電機 1 3 力、 ら の交流電圧 に よ っ てス ピー ド制御を行な つ て い る た め、 発電特性の ば ら つ き と 非 直線性が避け ら れな い の で、 各電源を安定化 し な い と ス ピ ー ドが変動 し やす く 、 同様の理由 か ら複数の モー タ を 同一速度に制御す る こ と が非常に困難であ る と い う 問題があ っ た。

すな わ ち 、 こ の よ う な 問題は い わ ゆ る ス ピー ド コ ン ト ロ ー ル （ス ピー ド可変） モ ー タ と 称 さ れ る.タ イ プ の モ ー タ に と っ て宿命的な も ので あ る 。

こ の た め 、 3 相モ ー タ を用 い る こ と が考え ら れる が、 3 相モー タ は通常 2 0 0 V の商用電源用 に製作 さ れてい る た め に、 必然的 に単相 1 0 0 V用 モ ー 夕 に比 較 し て大形化す る こ と が避け ら れな い。

ま た、 D C モ ー タ では ブ ラ シが存在す る た め に、 長寿命化が困難であ o

上述 し た よ う に 、 誘導モ ー タ を任意の速度で回転 駆動する 電源 と し て商用電源の導通角 （電圧値） を制 御す る テ ク ニ ッ ク で は導通角 （電圧値） の変化に よ つ て回転 ト ル ク が著 し く 変化す る た め、 回転速度を大 き く 変化 さ せ る こ と はで き な い。

こ の た め 、 従来第 3 6 図 C に示す よ う に商用電源 2 0 1 を ィ ンバ一 夕 2 0 3 で任意の周波数の交流電源 に変換 し て誘導モ ー タ 等の負荷回路 2 0 2 に供給す る こ と が行な われて い る 。

イ ン バ ー 夕 2 0 3 は、 商用電源 2 0 1 を直流に変 換す る 整流回路 2 0 4 と 、 こ の 直流を設定周波数で変 調 （パ ル ス 幅やパル ス密度で変調） す る 変調回路 2 0 5 と 、 変調回路 2 0 5 に周波数設定信号を出力す る 周 波数設定器 2 0 6 と か ら 構成 さ れてお り 、 周波数設定 器 2 0 6 の設定周波数に応 じ て負荷回路 2 0 2 に対す る 電源周波数を任意 （数 H z〜数 1 0 0 H z ) に変化 さ せ る こ と 力 で き る 。

し か し な 力《 ら 、 イ ンバー 夕 を用 い て交流モ ー 夕 等 の よ う な誘導性の負荷回路 に電源を供給す る 場合、 ^ 易 に電源周波数を低 く す る と 、 負荷回路 に流れ る 電流 が著 し く 増大 し て し ま い コ イ ル焼け等 に よ る 火災事故 が発生す る 恐れがあ る 。 ま た 、 上述 し た よ う に 、 モ ー タ 等を駆動す る イ ン バ ー 夕 で は、 そ の 回転'速度を 任意 に設定す る た め に そ の駆動周波数を可変す る た め の周波数設定器を有 し て い る 。

第 3 6 図 D は、 従来の周波数可変型ィ ン バ一 夕 3 0 1 の構成を示すブ ロ ッ ク 図であ る 。

第 3 6 図 D に お い て、 3 0 2 は周波数設定器であ り 、 ポ テ ン シ ョ メ ー タ 3 0 3 の 出力電圧を A D 変換器 3 0 4 に よ り デ ジ タ ノレ値に変換 し て出力す る 。

3 0 5 は商用電源を、 A D 変換器 3 0 4 力、 ら の信 号に対応 し た周波数の交流電源に変換す る 交流変換回 路であ り 、 商用電源を整流回路 3 0 6 に よ り 直流電源 に変換 し 、 ス イ ッ チ ン グ回路 3 0 7 に お い て、 こ の 直 流の断続、 極性切換え を行な い負荷回路 3 0 9 を交流 駆動す る 。

3 0 8 は A D 変換器 3 0 4 力、 ら の デ ジ タ ル値に応 じ て ス ィ ツ チ ン グ回路 3 0 7 を制御す る ス ィ ツ チ制御 回路であ り 、 例え ば正弦状にパ ル ス幅の変化す る 一連 の信号を デ ジ タ ル値に応 じ た周期でス ィ ツ チ ン グ回路 3 0 7 に送 り 直流電源を断続さ せて、 負荷回路 3 0 9 を交流駆動 さ せ る 。

し たがっ て、 周波数設定器 3 0 2 の ポ テ ン シ ョ メ — タ 3 0 3 を操作 し て出力電圧を変化 さ せ る と 、 こ の 電圧の変化に応 じ て負荷回路 3 0 9 に対す る 交流電源 の周波数が変化す る 。

しか し なが ら 、 前記の よ う に電圧で駆動周波数の 制御を行な う イ ン バ ー タ で は、 ラ イ ン電圧変化や温度 変化等に よ る 電圧変動が比較的大 き い た め、 駆動周波 数を高精度に維持す る こ と が困難であ っ た。

特に複数の ィ ン バ一 夕 に よ っ て複数の負荷回路を 同期駆動 さ せ る よ う な場合に は、 そ の周波数合わせに 大変 な労力を要す る と い う 問題があ っ た。

ま た、 イ ン バ ー 夕 で駆動 さ れ る 交流モ ー タ は 3 相 モ ー タ であ る た め、 必然的 に イ ンバ一 タ も 3 相モ ー タ 駆動 イ ン バ ー タ 制御系で構成 さ れな ければな ら ず、 上 述 し た よ う な重量選別機の た めの搬送装置 と し て こ の よ う な ィ ン バ 一 夕 を含む 3 相モ ー タ 駆動制御系を採用 す る こ と は度外視 さ れて い た。

ま た 、 物品の生産 ラ イ ン で は、 材料の計量チ ュ ッ ク ゃ異物混入チ ュ ッ ク 等の 各種の検査が搬送路上で 自 動的 に行な われて い る 。

第 3 1 図は、 検査ラ イ ン を は さ む生産 ラ イ ン の一 部を示す概略図であ る 。

図 に お い て 4 0 1 は検査 ラ イ ン に対す る 搬入 コ ン ベア で あ る 。

搬入 コ ン ベ ア 4 0 1 上を所定速度で ほ ぼ同一 の 間 隔で搬送 さ れ る 物品 Wは、 助走 コ ンベア 4 0 2 を介 し て検查 コ ン ベア 4 0 3 に順次搬入 さ れ、 検查 コ ン ベア 4 0 3 で検査 さ れた物品 は次の工程へ進む こ と に な る ， こ こ で検査 コ ン ベ ア 4 0 3 は計量チ ヱ ッ ク あ る い は異物混入チ ュ ッ ク を行な う た め に必要充分な搬送路 長を有 し て い る が、 こ の搬送路長よ り 短い 間隔で搬入 コ ン ベア 4 0 1 上を搬送 さ れ る 物品を そ の ま ま 検査 コ ンベア 4 0 3 に搬入 さ せた場合、 2 個以上の物品が同 時に載置 さ れ る 状態が存在す る こ と に な り 、 計量チ ェ ッ ク 等を正確に行な え な い恐れがあ る 。

こ の た め 、 第 3 2 図 に示すよ う に助走 コ ンベア 4 0 2 お よ び検査 コ ン ベア 4 0 3 を搬入 コ ンベア 4 0 1 の搬送速度 ェ よ り 速い搬送速度 v ₂ で運転 し て、 物 品間の距離を広げた状態で検査ラ イ ン を通過 さ せ る と と も に、 助走 コ ンベア 4 0 2 と 検査 4 0 3 の搬送速度 を同 じ に し て検査 コ ン ベア 4 0 3 に対す る 物品搬入の 街撃を押え、 検査への影響を軽 '减 さ せて い る 。

し 力、 し な 力く ら 、 搬入 コ ンベア 4 0 1 力、 ら 速度 で搬出 さ れ る 物品 は助走 コ ンベア 4 0 2 で急激な加速 を受け る ため、 安定性の悪い物品 は転倒 し た り 、 物品 に よ っ て は内容物が片よ っ た り し て し ま う 。

ま た、 転が り やすい棒状の物品の場合は こ の急激 な加速の た め に横置 き （搬送方向 と 直交す る 向 き ） で 搬送す る こ と がで き ず、 搬送密度が低 く な つ て し ま う 以上要約す る と 、 従来の重量選別機に用 い ら れ る 搬送装置 は、 動力源 と し て交流モ ー タ を含む搬送駆動 制御系 に おい て要請 さ れ る 小形， 長寿命， 高 ト ル ク ， 高安定化 と い っ た機能を満足す る も の を実現す る こ と がで き な か っ た。

こ れ に よ り 、 従来の搬送装置は重量選別機延いて は重量測定装置 シ ス テ ム 全体 と し て要求 さ れ る 高速， 高精度， 高信頼性化の実現 に寄与す る こ と がで き なか つ た。 [発明 の開示 ]

本発明 は以上の よ う な 点に鑑みて な さ れた も の で、 そ の 目 的 と す る と こ ろ は、 動力源 と し ての交流モ ー タ is を駆動す る ィ ン バ ー タ 制御系 に よ る 搬送装置を採用す る こ と に よ り 、 小形， 長寿命， 高 ト ル ク ， 高安定化 と い っ た機能を満足 し 得、 延い て は シ ス テ ム 全体の高速， 高精度， 高信頼性化の実現 に寄与す る こ と がで き る 極 めて良好な ィ ン バ ー タ 制御物品搬送測定装置を提供す る し と に あ o

本発明 の一態様に よ る と 、 被測定用物品を搬送す る 搬送手段 と 、 前記搬送手段を駆動す る 交流モ ー タ と 、 前記交流モ ー タ に設定周波数 に応 じ た周波数変換信号 を供給す る こ と に に よ り 、 前記搬送手段を所定の速度 に制御す る イ ン バ ー タ と 、 前記搬送手段に よ っ て搬送 さ れ る 物品の性状を測定す る た め に前記搬送手段の搬 送路中 に設け ら れ る 測定手段 とを具備す る ィ ンバ一 夕 制御物品搬送測定装置が提供 さ れ る 。

本発明 の第 2 の態様に よ る と 、 交流モ ー タ の 回転 に よ り 物品を搬送す る 助走 コ ン ベア と 、 前記助走 コ ン ベア か ら搬出 さ れ る 物品を交流モ ー タ の 回転 に よ り 搬 送 し 、 こ の搬送中 に物品の計量を行な う 計量 コ ン ベア

P と 、 前記計量 コ ン ベア で計量 さ れた物品の重量に応 じ た選別信号を 出力す る 選別回路 と 、 所定周波数の交流 電源を整流 し て直流電源に変換 し 、 前記交流モ ー タ に 対 し て前記直流電源を断続的 に接铳 し て任意の周波数 の交流電流を供給す る 周波数変換器 と を備え、 前記周 波数変換器を 1 つ あ る い は複数用 い て前記助走 コ ンべ ァ お よ び計量 コ ンベアの前記交流モ ー タ を含む複数の 交流モ ー タ を同一周波数の交流電流で駆動す る こ と を 特徴 と す る ィ ン バ 一 タ 制御物品搬送測定装置が提供さ れ る 。

本発明 の第 3 の態様に よ る と 、 交流モ ー タ の駆動に よ り 物品の搬送を行な う 複数の コ ン ベア と 、 前記物品 の性状を搬送路中で測定す る 測定手段と、 入力 さ れ る 信号に応 じ た周波数の電源で前記複数の コ ンベア の前 記単相誘導モ ー タ をそれぞれ駆動す る 複数の ィ ン バ ー 夕 と 、 前記複数の イ ンバー 夕 に対 し 、 同一の速度指定 信号を出力す る 速度指定手段 と 、 前記複数の ィ ン バ 一 夕 に対 し て出力 さ れ る前記同一の速度指定信号の う ち 、 少な ぐ と も一つ の駆動電源装置 に入力 さ れ る 速度指定 信号を補正 し 、 前記速度指定信号に対す る前記複数の コ ンベア の搬送速度を ほぼ一致 さ せ る 補正手段 と を備 え た こ と を特徴 と す る ィ ン バ一 夕制御装置搬送測定装 置が提供 さ れる 。

[図面の簡単な説明 ]

第 1 図は本発明の第 1 実施例の構成を示す図、 第 2 図 は第 1 図の要部の構成を示すプ ロ ッ ク 図、 第 3 図 は第 2 図の一部の 回路構成図、 第 4 図 は第 2 図の一部の構成を示す プ ロ ッ ク 図、 第 5 図 は第 1 図の動作を説明す る た め の信号波形 図、

第 6 図 A 乃至第 6 図 C は そ れぞれ第 1 図の異な る 変形例を示す構成図、

第 7 図 は本発明 の第 1 実施例を含むモ ー 夕 制御装 置 に適用 さ れ る ィ ン バ一 夕 部の構成を示す プ ロ ッ ク 図、 第 8 図 は、 第 7 図の要部の構成を示す回路図、 第 9 図お よ び第 1 0 図 は第 8 図の要部 に予め記憶 さ れて い る デー タ を示す図、

第 1 1 図 は第 7 図の要部の構成を示す回路図、 第 1 2 図 は第 7 図の動作を説明す る た めの信号波 形図、

第 1 3 図お よ び第 1 4 図 は ぞれぞれ第 7 図の変形 例の要部の構成を示す回路図、

第 1 5 図 A 乃至第 7 図の変形例を示す構成図、 第 1 5 図 B は第 1 5 図 A の一部の 回路構成図、 第 1 5 図 C お よ び第 1 5 図 D は第 1 5 図 A の動作 を説明す る た め の タ イ ミ ン グチ ャ ー ト 、

第 1 6 図 A お よ び第 1 6 図 B は第 1 実施例 に適用 さ れ る ィ ンバ ー タ 部を含むモ ー タ 制御装置の他の異な る 例を示す構成図、

第 1 7 図 は本発明 の第 1 実施例 に適用 さ れ る ィ ン バ ー タ 部を含むモ ー 夕 制御装置の構成を示す プ ロ ッ ク 図、

1 8 図お よ び第 1 9 図 は第 1 7 図の要部の構成 を ^;す回路図

2 0 図お よ び第 2 1 図 は、 第 1 7 図の動作を説 明す る た め の各部の 信号波形図、

2 2 図 は第 1 7 図の変形例を説明す る ための要 部 プ ロ ッ ク 図

2 3 図 は本発明 の第 1 実施例 に適用 さ れ る ィ ン バ一 タ部の構成を示す プ ロ ッ ク 図、

2 4 図 , 第 2 5 図お よ び第 2 6 図 は第 2 3 図の 変形例を説明する た め の ブ ロ ッ ク 図、

2 7 図 A は第 1 実施例 に適用 さ れる ィ ン バ一 夕 部の速度指令部の構成図、

2 7 図 B は第 2 7 図 A の動作を説明す る た めの タ ィ ミ ン グチ ヤ ー 卜 、

2 7 図 C は第 1 実施例 に適用 さ れ る ィ ン バ一 夕 部の他の速度指令部の構成図、

2 7 図 D は第 2 7 図 C の動作を説明す る ための タ イ ミ ン グチ ャ 一 ト 、

2 8 図 は本発明 の第 2 実施例を示す構成図、

2 9 図 は第 2 8 図の動作を説明す る た めの タ イ ミ ン グ図、

3 0 図 は第 2 8 図の変形例を説明す る た めの要 部 プ ロ ッ ク 図 第 3 1 図 は従来の生産 ラ イ ン の構成の一部を示す 概略図、

第 3 2 図 は第 3 1 図の速度制御を説明す る た め の 図、

第 3 3 図 は本発明 の第 3 実施例の構成を示す図、 第 3 4 図 は第 3 3 図の変形例の要部の構成を示す 図、

第 3 5 A 図お よ び第 3 5 図 B は第 3 3 図の変形例 を説明す る た めの要部 プ ロ ッ ク 図、

第 3 6 A 乃至第 3 6 図 D は従来の重量選別機お よ びそれに用 い られ る ィ ン バ ー タ 部を示す構成図、

第 3 7 図 は本発明の各実施例 に用 い ら れ る 計量器 と し て適用可能な第 1 の 電磁平衡 形はか り の 電気的構成を示す図、

第 3 8 図 は第 3 7 図の動作を説明す る た めの信号 波形図、

第 3 9 図 は第 3 7 図の要部の変形例を示す回路図 で、

第 4 0 図は従来の電磁平衡形はか り の構成を示す 図、 第 4 1 図 は第 3 7 図の A Z D 変換器の具体的 構成を示す ブ ロ ッ ク 図、

第 4 2 図 は第 4 1 図の動作を説明す る た め の タ イ ミ ン グ図、

第 4 3 図 は第 4 1 図の一部の変形例を示す ブ ロ ッ ク 図、

第 4 4 図 は他の A / D 変換器の構成を示すプ ロ ッ ク 図で、

第 4 5 図 は第 3 7 図 A Z D 変換器の別の具体的構 成を示す プ ロ ッ ク 図、

第 4 6 図 は第 4 5 図の動作を説明す る た めの タ イ ミ ン グ図、

第 4 7 図 は各実施例 に適用可能な第 2 の F B 形は か り の機構部を示す断面図、

第 4 8 図 は第 4 7 図 にお け る Π — Π 線断面図、 第 4 9 図 は第 4 7 図の一部を除外 し且つ部分的 に 切欠いて描い た斜視図、

第 5 0 図 は第 4 7 図の一部を除外 し て描い.た斜視 図、

第 5 1 図 は第 4 7 図の通気穴部分の拡大断面図、 第 5 2 図 は第 4 7 図の ケ ー ブル穴部分の拡大断面 図、

第 5 3 図 は第 4 7 図ケ ー ス の 固定状態を示すた め の説明図、

第 5 4 図 は第 4 7 図のパ ッ キ ン グの拡大断面図、 第 5 5 図は第 4 7 図の荷重受け部の要部を示す断 面図、

第 5 6 図及び第 5 7 図 は第 4 7 図の支柱を貫通 し た ケ ー ブル部分の水密構造を示す図、 第 5 8 図 は従来の電磁平衡形 はか り の原理図、 第 5 9 図及び第 6 ◦ 図 は従来の電磁平衡形 はか り の構成を示す概略原理図であ る 。

[発明 を実施す る た め の最良の形態 ]

以下、 図面に基づい て本発明 の幾つ かの実施例を 説明す る 。

第 1 図 は第 1 実施例の重量選別機の構成を示す図 であ り 、 前述 し た第 3 6 図 A と 同一の も の につ い て は 同一参照符号を付 し て説明 を省略す る 。

第 1 図 に お い て、 2 0 は第 3 6 図 A の制御装置 2 , 5 , 1 0 に代え て用 い られ る も の で商用電源 （例え ば 1 0 0 V , = 5 0 Hz) 1 5 を任意の周波数 f ₂ の 交流電源に変換す る 周波数変換器 （ イ ン バ ー タ.） であ る 。 こ の周波数変換器 2 0 は、 第 2 図 に示すよ う に構成 さ れて い る 。

第 2 図 に お い て、 2 1 は商用電源か ら の交流電圧 を直流電圧に変換す る 整流回路、 2 2 〜 2 7 は、 全 く 同様に構成 さ れた ス ィ ッ チ 回路であ り 、 後述す る パル ス 幅変調 （ P W M ) 信号発生装置 2 8 か ら の P W M信 号 i i^ A と 切換信号 0 _a , 0 _b に従 っ て各交流モ — タ 例え ば単相誘導形ブ ラ シ レ ス モ ー タ M l , M 2 , 1^1 3 の コ ィ ノレ 31 1 ， L 2 に対 し て直流電圧を所定の繰 り 返 し周期 と 所定の可変パ ルス幅期間で も っ てオ ン ォ フ し た交流出力 を供給す る 。 第 3 図 は、 ス ィ ッ チ 回路 2 2 〜 2 7 の一つを代表 的 に示す図であ り 、 直列 に接続 さ れた ス ィ ッ チ S 〖 ， S ₂ お よ びス ィ ッ チ S _n , S ₄ の各一端が整流回路 2 1 の正負の 直流電圧出力端 （ + ) , ( ― ) に接続 さ れ てい る 。

各ス ィ ッ チ S i 〜 S ₄ 〖ま " H " レベルの信号でォ ン、 レベルの信号でオ フ す る よ う に形成 さ れて お り 、 ス ィ ッ チ S 丄 に は P W M信号 0 丄 が入力 さ れて い る o

ま た 、 ス ィ ッ チ S 。 に は P W M信号 0 ₂ が入力 さ れ、 ス ィ ッ チ s ₂ に は切換信号 0 _a が入力 さ れ、 ス ィ ツ チ に は切換信号 ¾6 _a を イ ンバー タ 1 1^ 丄 で反 転 し た信号が入力 さ れてい る 。

ス ィ ッ チ S , , s ₂ の接続点 と ス ィ ッ チ s ₃ , S ₄ の接続点は、 モ ー タ M l の一方の コ イ ル L 1 の両 端に接続さ れてい る。

他の ス ィ ツ チ 回路 2 3 〜 2 7 も 全 く 同様に構成 さ れてお り 、 それぞれ各モ ー タ M l 〜 M 3 の コ ィ ノレ L 1 , L 2 に接続 さ れてい る 。

P W M信号発生装置 2 8 は、 周波数設定装置 3 7 か ら の 出力 に基い てパルス幅が正弦状 に変化す る 4 相 の P W M信号 0 i 〜 - φ _A と 9 0 度位相 の異な る 切換信 号 0 _a , 0 _b と を 出力す る た め に例え ば第 4 図 に示す よ う に構成 さ れて い る 。 第 4 図 に お い て、 2 9 は周波数設定装置 3 7 に設 定 さ れ る 搬送速度デー タ を ク ロ ッ ク 信号の入力毎 に積 算 し 、 こ の積算値をア ド レ ス 値 と し て順次 メ モ リ 回路 3 1 , 3 2 に 出力す る と 共に 、 9 0 度位相の異な る 切 換信号 0 _a , <6 _b を出力す る 演算回路であ る 。

メ モ リ 回路 3 1 , 3 2 に は予め正弦 （ sin)関数で 変化す る パ ル ス幅デー タ と 余弦 （ cos)関数で変化す る パ ル ス 幅デー タ と がそ れぞれ記憶 さ れてお り 、 演算回 路 2 9 か ら の 了 ド レ ス値に対応 し たノ、' ル ス幅デー タ を そ れぞれ出力す る 。

3 3 ， 3 4 は メ モ リ 回路 3 1 , 3 2 力、 ら のパルス 幅デー タ に対応 し た デ ュ ー テ ィ 比のパ ル ス を発生す る パルス発生器であ る 。

3 5 , 3 6 は演算回路 2 9 か ら の 9 0度位相 の異 な る 切換信号 0 _a , 0 _b に よ り パ ル ス発生器 3 3 , 3 4 か ら の信号を切換え 出力す る 切換回路であ り 、 切換 信号力 " L " の と き は 0 丄 , φ 3 側 に接続 し 、 切換信 号が " H * の と き に は、 ø ₂ , φ ₄ 側に接続す る 。

な お、 演算回路 2 9 は、 メ モ リ 回路 3 1 ， '3 2 に 対す る ア ド レ ス値の出力が、 メ モ リ 回路 3 1 , 3 2 の ア ド レ ス領域を一順す る 毎 に 出力す る 切換信号 9¾ _a , 0 _b に よ り 切換回路 3 5 , 3 6 を切替え て、 一連の P W M信号がそれぞれの切換回路 3 5 , 3 6 か ら交互 に 出力 さ れ る よ う に制御す る 。 し たが っ て、 こ の P W M信号発生装置 2 8 か ら は 第 5 図 （ A ) 〜 （ F ) に示すよ う な P W M信号 丄 〜 4 と 切換信号 0 _a , 0 _b が出力 さ れ る こ と に な り 、 例え ばス ィ ッ チ回路 2 2 では、 一連の P W M信号 丄 が入力 さ れて い る 間 （ T ェ 期間） は、 切換信号 0 „ の 反転信号 に よ り ス ィ ッ チ S , がオ ン状態 と な る た め、 モー タ M l の コ イ ル L 1 に流れ る 電流は、 第 5 図の ( G ) に示すよ う に T ェ 期間の 間正弦状に增加す る 。

ま た、 ス ィ ッ チ 回路 2 2 に P W M信号 0 ₂ が入力 さ れて い る 間 （ T ₂ 期間） は、 ス ィ ッ チ S ₂ が切換信 号 ø 。 に よ り オ ン状態 と な る た め、 コ イ ル L 1 に流れ る 電流は逆方向 に増加す る 。

以下、 同 様 に モ ー タ M l の コ ィ ノレ L 1 に は 、 搬 送速度デー タ で決定 さ れ る 周波数 f ₂ = 1 / ( Τ _χ + Τ ₂ ) の交流電流が流れ る こ と に な る 。

ま た、 P W M信号 0 ₃ , φ ₄ はそれぞれ P W M信 号 Φ γ ， 0 ₂ よ り 発生 タ イ ミ ン グが 9 0 度ずつ遅れて い る た め、 モ ー タ Μ 4 の コ ィ ノレ L 2 に は、 第 5 図の ( Η ) に示すよ う 〖こ コ ィ ノレ L 1 に流れ る 電流よ り 9 0 度位相の遅れた 同一周波数 f ₂ の交流電流が流れ、 モ 一 夕 M l は こ の周波数 に 同期 し た速度で回転す る こ と

{こ る o

他の モ ー タ M 2 , M 3 も 同一周波数 f ₂ の交流電 流に よ っ て駆動 さ れ る た め、 助走 コ ン ベア 1 , 計量 コ ン ベア 3 お よ び選別 コ ン ベア 8 は、 搬送速度デー 夕 に 対応 し た 同一の搬送速度を有す る こ と に な る 。

し たが っ て、 助走 コ ンベア 1 に搬入 さ れた物品 は 所定の速度で搬送 さ れ、 助走 コ ンベア 1 と 同一の搬送 速度の計量 コ ン ベア 3 に大 き な シ ョ ッ ク を与え な いで 搬入 さ れ る 。

計量 コ ンベア 3 に対す る 物品の搬入はセ ン サ 6 で 検知 さ れ、 物品が計量 コ ン ベア 3 上に完全 に搬入 さ れ てか ら 計量信号が安定す る ま での時間が経過 し た後、 こ の物品の重量が選別回路 7 で選別 さ れ、 重量値 に対 応 し た選別信号が出力 さ れる 。

計量 コ ンベア 3 力、 ら 選別 コ ンベア 8 に搬入 さ れた 物品 は、 選別信号に従 っ て駆動 さ れ る ガイ ド装置 9 に よ り 所定の搬出位置に ガイ ド さ れ、 後続の ラ イ ン （図 示せず） へ搬出 さ れ る 。

な お、 物品の長 さ が長 く 、 低速で選別を行な う 必 要があ る 場合は、 周波数設定装置 2 9 か ら の搬送速度 デー タ を小 さ く し て メ モ リ 回路 3 1 , 3 2 に対す る ァ ド レ ス 間隔を小 さ く すれば、 T ェ + T ₂ が大 き く な り 、 モ ー タ M l , M 2 , M 3 の各 コ ィ ノレ L I , L 2 に流れ る 交流電流の周波数 も 低 く な る た め、 各 コ ンベア 間の 速度差の な い状態で搬送速度が一斉に遅 く な る 。 こ の 制御 は各モ ー タ に対す る 交流電流周波数制御であ る た め、 各モ ー タ M l , M 2 , M 3 の ト ノレ ク は低下 し な い。 な お、 前記実施例で は、 計量 コ ンベア 3 の後 に選 別 コ ン ベア 8 を設けて い たが、 計量 コ ン ベア 3 力、 ら搬 出 さ れ る 物品を、 傾斜面で受けて滑走 さ せ、 選別信号 に応 じ て異な る 経路 に ガイ ドす る シ ュ ー ト 式の選別装 置を用 い て も よ い。

ま た 、 前記実施例では 1 つ の周波数変換器 2 0 で 複数の モ ー タ を同速に制御 し て い たが、 モ ー タ毎に周 波数変換器を設け、 各周波数変換器に 同一の周波数設 定デー タ を与え て も 、 全ての モ ー タ を同速に制御す る こ と 力 で き る 。

又、 前記実施例の周波数変換器 2 ひ はパ ル ス幅を 変調 し て コ イ ルに正弦状の電流を流すよ う に し ていた が、 パル ス密度やパル ス の波高値を変調す る よ う に し た周波数変換器を用 い て も よ い。

本発明の第 1実施例 に よ る 重量選別機は前記説明 の よ う に 、 周波数変換器 （イ ン バー 夕 ） を用 い て任意 の周波数の交流電流を複数モ ー タ に流す よ う に し てい る た め、 煩雑な調整をす る こ と な し に助走コ ンベア と 計量 コ ン ベア の搬送速度を常に 同一にで き 、 速度可変 も-容易に行な え る 。

ま た、 低速搬送時に も搬送 ト ル ク の低下がな い た め、 寸法の長い物品や重量の大 き な物品で も 円滑 に搬 送選別す る こ と がで き る 。

な お 、 こ の第 1 実施例 は第 6 図 A に示す よ う に 、 第 1 図か ら 助走 コ ンベ ア 1 を除い た構成 と す る 如 く 変 形 し て適用可能で あ る 。

ま た 、 第 6 図 B に示す よ う に第 6 図 A の計量器 4 を取 り 除い た構成ま た は計量器 4 に代え て金属検出器

M D (但 し 、 こ の場合 3 は搬入 コ ン ベア と な る ） を設 置 し た構成に変形 し て適用可能であ る 。

さ ら に は、 第 6 図 C に示すよ う に 、 逆三角形の ル

— プ状チ ェ 一 ン ま た はベル ト 1 6 で物品 Wを搬送 し な が ら 計量器 4 で計量す る 如 く 変形 し た構成に も 適用可 能であ る 。 第 6 図 C 中 の Mはモ ー 夕 であ り 、 1 7 は固 定部材であ る 。

次 に、 第 1 実施例の周波数変換器 （ イ ンバ ー 夕 ）

2 0 に よ る モ ー タ M l , M 2 . M 3 延い て は各 コ ンペ ァ 1 , 3 , 8 を含む搬送装置の駆動制御系 に適用可能 な ィ ンバ ー タ 制御 に よ る モ ー タ 制御装置 に つ い て説明 す る 。

すな わ ち 、 モ ー タ 制御装置 1 2 0の構成を示す第

7 図に お い て、 1 2 1 は商用電源 1 1 5 (例え ば 5 0 Hz, 1 0 0 ボル ト ） を整流 し て直流電源に交換す る 整 流回路、 1 2 2 は外部か ら の設定信号に対応 し た周波 数の ク ロ ッ ク 信号を 出力す る ク ロ ッ ク 発生器、 1 2 3 は、 ク ロ ッ ク 信号に基づい て発生 タ イ ミ ン グの異な る 4 相 のパル ス 幅変調信号 （以下、 P W M信号 と 記す） 0 ！ ' Φ 0 , ø 。 ， Φ と 、 9 0 度位相 の異な る 切換 信号 ø Φ と を 出力す る P W M信号発生回路であ a

る

こ の P W M信号発生回路 1 2 3 は例えば第 8 図 に 示す よ う に構成 さ れてい る 。

第 8 図 に おい て、 1 2 4 は ク ロ ッ ク 信号を Ν分周 す る 分周器、 1 2 5 は分周器 1 2 4 か ら の分周信号を 計数す る η + 1 ビ ッ ト の ァ ド レ ス カ ウ ン タ で あ る 。

1 2 6 は η ビ ッ ト の ァ ド レ ス空間を有する 第 1 の メ モ リ 回路であ る 。

こ の第 1 の メ モ リ 回路 1 2 6 に は、 第 9 図 に示す よ う に 、 各ア ド レ ス値 A ( A = 0 〜 2 ⁿ — 1 ) に対応 し てそ れぞれ B · sin ( Α · π / 2 ^ ) で表わ さ れ る パ ル ス幅デー タ W ₀ 〜 W ！^丄カ 記憶 さ れてい る （ Β は 係数） 。

1 2 7 (第 8 図） は第 1 の メ モ リ 回路 1 2 6 力、 ら 読み出 さ れたパ ル ス幅デー タ Wを初期値と し て、 ア ン ド回路 1 2 8 を介 し て入力 さ れ る ク ロ ッ ク 信号を受け る 毎 に " 1 " ずつ減算す る ダ ウ ン カ ウ ン タであ り 、 計 値が " 0 ' に な る と フ リ ッ プフ ロ ッ プ 1 2 9 に'リ セ ッ ト 信号を出力す る 。

フ リ ッ プフ ロ ッ プ 1 2 9 は分周信号の立上 り で出 力 Q を レベルにセ ッ ト し 、 ア ン ド回路 1 2 8 の ゲ一 ト を開 ら い て ク ロ ッ ク 信号をダ ウ ン カ ウ ン タ 1 2 7 へ入力す る 。 し たが っ て、 分周信号が立上が る と 、 第 1 の メ モ リ 回路 1 2 6 〖こ対す る ア ド レ ス値力 " 1 " だけ増加 し そ の ァ ド レ ス値 A に対応 し たパルス 幅デー タ Wがダ ゥ ン カ ウ ン タ 1 2 7 に セ ッ ト さ れ、 ア ン ド回路 1 2 8 を 介 し て ク ロ ッ ク 信号の ダ ウ ン カ ウ ン 卜 が開始 さ れ、 パ ル ス 幅デー タ W と 等 し い数の ク 口 ッ ク 信号が入力 さ れ る と 、 フ リ ッ プフ ロ ッ プ 1 2 9 力 リ セ ッ 卜 さ れ る こ と に な る

の た め、 フ リ ッ プフ ロ ッ プ 1 2 9 の 出力 Q 力、 ら は分周 信号の立上 り に 同期 し てパ ル ス幅デー タ W に対 応す る 幅を も つ一連の P W M信号が出力 さ れ る こ と に な る 。

3 0 は 、 ァ ド レ ス 力 ゥ ン 夕 1 2 5 の η + 1 ビ ッ ト 目 の 出力を切換信号 Φ と す る 切換回路であ り 、 切 換信号 レ ぺ ノレ力く " L " の と き 一連の P W M信号

φ a

を端子 1 3 0 a 側か ら 出力 し 、 切換信号 0 _a の レ ベ ル が " H " の と き は端子 1 3 0 b 側力、 ら 出力す る 。 な お フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 1 2 9 の 出力力、 ら 切離 さ れた端子は

" L " レ ベ ル と な る

3 1 は、 第 1 の メ モ リ 回路 1 2 6 と 同様に π ビ ッ ト の ァ ド レ ス空間を有す る 第 2 の メ モ リ 回路であ る の第 2 の メ モ リ 回路 1 3 1 に は、 第 1 0 図 に示 す よ う に、 B ♦ cos ( A · π 2 ⁿ ) の絶対値で表わ さ れ る パノレ ス 幅デー 夕 ^K 0 K 2n_lが各ァ ド レ ス 値に 対応 し て記憶 さ れてい る 。

1 3 2 (第 8 図） は第 2 の メ モ リ 回路 1 3 1 力、 ら 読み 出 さ れたパ ル ス 幅デー タ Kを初期値 と し て、 ア ン ド回路 1 3 3 を介 し て入力 さ れる ク ロ ッ ク 信号を受け る 毎 に " 1 " ずつ減算す る ダウ ン カ ウ ン タ であ り 、 計 値が " 0 " に な る と フ リ ッ プフ ロ ッ プ 1 3 4 に リ セ ッ ト 信号を 出力す る 。

フ リ ッ プフ ロ ッ プ 1 3 4 は分周信号の立上 り で 出 力 Qを レ べノレ に セ ッ ト し 、 ア ン ド回路 1 3 3 の ゲ一 ト を開 ら い て ク ロ ッ ク 信号をダウ ン カ ウ ン タ 1 3 2 へ入力す る 。

し た 力《 つ て、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 1 3 4 の 出力 Qか ら は、 第 2 に メ モ リ 回路 1 3 1 に記億 さ れたパル ス幅 デー タ K に対応す る パ ル ス幅を持つ一連の P W M信号 力《出力 さ れる こ と に な る 。

1 3 5 は、 ア ド レ ス カ ウ ン タ 1 2 5 の n ビ ッ ト 目 の 出力の立上 り 時に、 n + 1 ビ ッ ト 目 の 出力 。 の レ

α ベルをラ ッ チす る フ リ ッ プフ ロ ッ プであ り 、 そ の 出力

Q は切換信号 ø _a に対 し て 9 0 度位相が遅れた'切換信 号 0 _b と し て切換回路 1 3 6 に 出力 さ れて い る 。

切換回路 1 3 6 は、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 1 3 5 力、 ら の切換信号 0 _b の レ ベ ルが の と き は端子 1 3 6 a 側力、 ら、 ま た切換信号 _b の レベルが " H " の と き は端子 1 3 6 b 側か ら P W M信号を出力す る 。 2 つ の 切 換 回路 1 3 0 , 1 3 6 力、 ら の P W M信 号 （ ^ i , ø 。 ） 、 ( 3 ' ₄ ) と 切換信号

φ _b は第 7 図 に示すよ う に第 1 の駆動回路 1 4 0 お よ び第 2 の駆動回路 1 5 0 に そ れぞれ出力 さ れて い る 。

第 1 , 第 2 の駆動回路 1 4 0 , 1 5 0 は と も に第

1 1 図 に示す よ う に構成 さ れてい る 。

第 1 1 図 に おい て、 1 4 1 〜 1 4 4 ( 1 5 1 〜 1

5 4 ) は 、 フ ォ ト 力 ブ ラ 1 4 1 a 〜 1 4 4 a ( 1 5 1 a 〜 1 5 4 a ) 、 駆動 ト ラ ン ジ ス タ 1 4 1 b 〜 1 4 4 b ( 1 5 1 b 〜 1 5 4 b ) お よ び保護用 の ダイ オ ー ド

D _l 〜 D ₄ 力、 ら な る ス ィ ッ チ 回路であ り 、 ス ィ ッ チ回 路 1 4 1 ( 1 5 1 ) に は ？ 1^1信号 0 ₁ ( 0 。 ） が入 力 さ れ、 ス ィ ッ チ 回路 1 4 2 ( 1 5 2 ) に は切換信号

Φ _a ( 0 _b ) が入力 さ れてい る 。

ま た ス ィ ッ チ 回路 1 4 3 ( 1 5 3 ) に は P W M信 号 ø <> が入力 さ れ、 ス ィ ッ チ 回路 1 4 4 ( 1

4 4 , 1 5 4 ) に切換信号 ？ 4 _a ( ø _b ) が イ ン ノく 一 夕

1 4 5 に よ っ て反転 さ れて入力 さ れて い る 。

ス ィ ッ チ 回路 1 4 1 , 1 4 2 ( 1 5 1 , 1 5 2 ) は整流回路 1 2 1 か ら の 直流電源に対 し て直列 に接続 さ れてお り 、 そ の ス ィ ッ チ 回路同士の接続点に は モ 一 タ 1 6 0 の第 1 の コ ィ ノレ 1 6 1 (第 2 の コ ィ ノレ 1 6 2 ) の一端側が接続 さ れて い る 。

同様 に 、 直流電源 に対 し て直列 に接統 さ れた ス ィ ツ チ 回路 1 4 3 , 1 4 4 C ] > 3 , 1 5 4 ) 同士の接 铳点に は第 1 の コ ィ ノレ 1 6 ：] (第 2 の コ ィ ノレ 1 6 2 ) の他端側が接統 さ れてい る 。

次に こ の第 7 図の モ ー タ 制御装置 2 0 の動作に つ い て説明す る

外部か ら の周波数設定信号に よ り 周波数 F „ に 設定 さ れた ク ロ ッ ク if 亏力《 ク 口 ッ ク 発生器 1 2 2力、 ら P W M信号発生回路 1 2 3 に 出力 さ れ る と 、 こ の ク ロ ッ ク 信 ^第 8図の 分周器 1 2 4 に よ り N分周 さ れ、 ァ ド レ ス カ ウ ン タ 1 2 5 に は第 1 2 図の A に示すよ う な周波数 F _Λ / N の分周信号が入力 さ れ る 。

ァ ド レ ス 力 ゥ ン 夕 1 2 5 の ァ ド レ ス値 A は分周信 号が入力 さ れる 毎に " 1 " ずつ増加 し て第 1 の メ モ リ 回路 1 2 6力、 ら パル ス幅デー タ W 0 w ^^を順番に 出力 さ せ る た め、 ア ド レ ス カ ウ ン 夕 1 2 5 の n + 1 ビ ッ ト 目 の 切換信号 ø _a (第 1 2 図の B ) 力《 " L " レ べ ルの 間 （ Τ 期間） は、 同図の C に示す よ う に一連の P W M信号 0 i が出力 さ れ、 切換信号 0 _a カ《 " H " レ ベルの 間 （ T ₂ 期間） は、 同図 D 示す一連の P W M信 号 ø ₂ が出力 さ れ る （ T 丄 = T „ 2 ^π ♦ N Z F _ )

し

Τ _γ 期間中 、 ス ィ ッ チ回路 1 4 4 は切換信号 ø a の反転信号に よ り オ ン状態に保持 さ れて い る た め、 直 流電源か ら モ ー タ 1 6 0 の第 1 の コ ィ ノレ 1 6 1 は、 第 1 2 図の Ε に示すよ う に正弦状に增加す る 電流が流れ る o

T ₂ 期間中 は、 第 1 の駆動回路 1 4 0 の ス ィ ッ チ 回路 1 4 3 に対 し て ？ \^ 1^1信号 0 „ が入力 さ れ、 ス ィ ツ チ 回路 1 4 2 が切換信号 ø 。 に よ り オ ン状態に保持 さ れ る た め、 第 1 の コ イ ル 1 6 1 に流れ る 電流は正弦 状 に減少す る 。

以下同様 に P W M信号 0 ₂ お よ び切換信号 Φ 。 に よ っ て 所定周 波数 の コ イ ル電流が流れ る 。 な ά

お、 第 1 の コ イ ル 1 6 1 に 流れ る 電流は、 周期力く T i + 丁 ₂ ( = 2 ^{n + 1} * N Z F ) の正弦波状 と な る 。

—方、 第 2 の メ モ リ 回路 1 3 1 力、 ら も ァ ド レ ス 値 A に対応 し たパ ル ス幅デー タ K 0 〜 K gn— i^^'順次出力 さ れ る が、 切換信号 0 _b は第 1 2 図の F に示すよ う に 切換信号 ø _a よ り 9 0 度位相が遲れて い る た め、 T の後半か ら T ₂ の前半ま での期間 T ₃ 、 お よ び T ₂ の 後半か ら 次の T i の前半 ま での期間 T ₄ に は、 第 2 の メ モ リ 回路 1 3 1 の パ ル ス幅デー タ K の上位半分の デ 一 夕 に対応 し たパ ル ス幅の P W M信号の次に下位半分 の デー タ に対応 したパルス 幅の P W M信号が出力 さ れ 0

し た力《 つ て、 P W M信号 ø ₃ は、 第 1 2 図の G に 示す よ う に P W M信号 と 同一波形でそ の発生周期 が 1 Z 4 周期分遅れた信号 と な る 。 同様に P W M信号 φ ₄ も 第 1 2 図の H に示す よ う に P W M信号 0 ₂ に対 し て、 そ の発生周期力 1 Z 4 周期分遅れた信号と な る 。 こ の た め 、 モ ー タ 1 6 0 の第 2 の コ ィ ノレ 1 6 2 に 流れ る 電流 は第 1 2 図の I に示すよ う に第 1 の コ イ ル 1 6 1 に流れ る 電流に対 し て同一周波数で 9 0度位相 の遅れた正弦波状に な る 。

こ の よ う に し て 9 0 度位相 の異な る 電流が第 1 , 第 2 のコ イ ル 1 6 1 , 1 6 2 に流れ る た め、 モ ー タ 1 6 0 の 回転子 1 6 3 は周波数 F „ / ( 2 ¹¹⁺¹ · Ν ) に 同期 し た速度で回転す る 。

な お、 モ ー 夕 1 6 0 の 回転速度は ク ロ ッ ク 周波数 F _c に比例す る た め、 ク ロ ッ ク 周波数 F „ を外部か ら 変え る こ と に よ り 任意の 回転速度が得 ら れ る 。

な お、 第 7 図の モ ー タ 制御回路で は、 基準電圧 (ア ー ス電位） に対 し て正の 直流電源を P W M信号に よ っ てオ フ し て 乇 一 夕 1 6 0 の第 1 , 第 2 の コ ィ ノレ 1 6 1 ， 1 6 2 に電流を流す よ う に し てい たが、 第 1 3 図 に示すよ う に商用電源 1 1 5 を倍電圧整流回路 1 7 0 で整流 し て駆動回路 1 7 1 に正負の電源を 出力 し て、 正負の電源に対 し て直列に接続 さ れた ス ィ ツ チ' 1 7 2 , 1 7 3 に対 し て P W M信号 ， ø 。 を、 所定期間ず つ 交互 に入力す る こ と に よ り 、 モ ー タ 6 0 の 第 の コ ィ ル 1 6 1 に第 7 図の場合 と 同様の交流電流を流す こ と も可能で あ る 。

ま た、 第 7 図では、 フ ォ ト カ ブラ と 駆動 ト ラ ン ジ ス 夕 に よ っ て ス ィ ッ チ 回路 1 4 1 〜 1 4 4 ( 1 5 1 〜 1 5 4 ) を構成 し て い たが、 こ れに 限定 さ れ る も の で はな く 、 P W M信号で直接ス ィ ッ チ素子 （ ト ラ ン ジ ス 夕 、 F E T な ど） をオ ンオ フ す る よ う に し て も よ い。

ま た 、 第 7 図で は、 P W M発生回路 1 2 3 の第 1 , 第 2 の メ モ リ 回路 1 2 6 , 1 3 1 に 0 〜 τί に 相当す る ノヽ。ル ス幅デ一 夕 をそ れぞれ記憶 し て い たが、 0 〜 π Ζ 2 ま での デー タ を切換え て出力す る よ う に し て メ モ リ 容量を少な く す る よ う に し て も よ い。

さ ら に 、 第 8 図 の P W M信号発生回路 1 2 3 に限 定 さ れ る も の で は な く 、 例え ば、 第 1 4 図 に示すよ う に、 分周信号立上 り 毎に所定時間オ ンす る ス ィ ッ チ 1 8 0 と 加算器 1 8 1 と を、 前記第 8 図の ア ド レ ス カ ウ ン 夕 1 2 5 の代 り に用 い、 加算器 1 8 1 に所定の ァ ド レ ス 間隔デー タ D を入力設定すれば、 加算器 1 8 1 の 出力値は、 分周信号の入力毎に ァ ド レ ス 間隔 デー タ の 間隔で順次増加す る こ と に な り 、 第 1 , 第 2 の メ モ リ 回路 1 2 6 , 1 3 1 に対す る ア ド レ ス指定を任意の 間 隔で行な う こ と がで き 、 ク ロ ッ ク 信号の周波数'を変え ずに 、 モ ー タ の各 コ イ ルに流れ る 交流電流の周波数を 任意 に設定す る こ と がで る 。

ま た 、 第 7 図の モ ー タ 制御回路で は、 パル ス 幅が 正弦状 に変化す る パル ス変調信号 に従 っ て モ ー タ コ ィ ル に正弦状の電流を流すよ う に し てい たが、 パルス の 変調 は前記の よ う な幅だけでな く 、 同一幅で密度を正 弦状に変調 し たパルス信号 （周波数変調） や 、 同一幅 で高 さ を正弦状に変調 し たパ ル ス信号 （振幅変調） に よ っ てモ ー タ コ イ ルに所定周波数の交流電流を流すよ う に し て も よ い。

以上の よ う な モ ー 夕 制御 置 は、 前記説明の よ う に コ イ ルに流れ る 電流を正弦状に変化 さ せ る よ う に変 調 さ れたパ ル ス変調信号 に よ っ て直流電圧をオ ン オ フ してモ ー タ の第 1 ， 第 2 の コ ィ ノレ に ほぼ 9 0 度位相の 異な る 交流信号を流すよ う に し てい る ため、 パルス変 調信号の周波数を制御す る こ と に よ り モー 夕 の 回転速 度を変化 さ せ る こ と ができ 、 回転速度の広い範囲に わ た っ て大 き な ト ノレ ク を得る こ と がで き る 。

ま た、 モ ー タ の 回転速度の制御 はパル ス変調信号 の周波数に依存す る た め、 同一の周波数情報を与え る こ と で複数の モ ー タ の 同速制御を容易に行な う こ と が で き る 。

な お、 以上の よ う な モ ー タ 制御装置 は、 モ ー タ コ ィ ルへの電流通路を交互に形成す る プ ッ シ ュ プル夕 ィ プの 2 組の各二つ の ス ィ ツ チ の う ち導通側 と な る 1 組 の一方の ス ィ ッ チ に P W M信号を供給 し 、 且つ他方の ス ィ ッ チ に は そ の P W M信号が供給 さ れてい る期間を 通 じ てオ ン と な る 切換信号を供耠す る と 共に、 非導通 側 と な る 他の 1 組の ス ィ ツ チ に対 し てそれぞれモ ー 夕 コ ィ ノレ に対 し て閉ルー プを形成 し 得 る よ う に ダイ ォ ー 〜 D ₄ が付加 さ れて い る 。 従 っ て、 P W M信号 が低 レ ベル に落 ち込む毎に生 じ る モ ー タ コ イ ル力、 ら の 逆起電力 は上記 P W M信号の 全期間を通 じ てオ ン と な る ス ィ ツ チ と 対向す る 一つ の ダイ ォ 一 ド と の 間 に形成 さ れ る 閉ルー プ （第 1 1 図の太線に よ る 一点鎖線の ル — プ 1 0 0 を参照） を通 じ てモ ー タ コ イ ルに 流れ る こ と に な る 。

すな わ ち 、 若 し 、 こ の よ う な考慮がな さ れてい な ければ、 P W M信号が低 レベルに落 ち込む毎 に 、 僅か な期間であ っ て も モ ー タ コ イ ルへの電流通路が断たれ る こ と に な る の で 、 モ ー タ は微視的 に は回転を停止す る 方向 に消勢 さ れ る 結果、 不所望な 回転む ら が生 じ る 原因 と な り 、 延い て は低 ト ノレ ク し か得 ら れな い と い う 不所望な事態を惹起す る 。

し か る に、 本発明 に適用 さ れ る モ ー 夕 制御装置で は P W M信号で単相誘導形ブラ シ レ ス モ ー タ を駆動す る イ ンバ一 タ を用 い る に 際 し 、 上述 し た よ う に モ ー タ コ イ ルか ら の逆 （残留） 起電力 を閉ルー プ中 に廻す よ う に い う な ら ばフ ラ イ ホ イ ー ル効巣を有す る 回路を付 加 し てい る ので、 モ ー タ を回転む ら を生 じ る こ と な く 且つ十分な高 ト ル ク が得 ら れ る こ と に な る 。

第 1 5 図 A は第 7 図の一電源駆動方式に代え て正 負 （ V + ， V - ) の二電源駆動方式 と し た モ ー タ 制御 回路の構成を示す。 こ の構成では 6 個の ス ィ ッ チ と し て電界効果 ト ラ ン ジ ス タ F E T i 〜 F E T ₆ を用 い る と 共に、 4 個の ダイ オ ー ド D i 〜 D ₄ を用 い る だけで よ い （第 7 図では合計で各 8 個の ス ィ ッ チ と ダイ ォ ー ド と が必要 と な る ） 。

第 1 5 図 B は各ス ィ ツ チ を駆動す る 回路の一つ を 代表的 に示 し てい る 。 すなわ ち 、 こ の駆動回路 は、 各 ス ィ ッ チ F E T _I 〜 F E T , に交互に第 1 5 図 C の A ， B に示す互い に 9 0 度位相のずれた P W M信号を供給 し 、 且つ ス ィ ッ チ F E T ₅ , F E T ₆ に第 1 5 図 C の C ， D に示す上記 A , B の そ れ と は互い に逆相関係に あ り 且つ それ ら 自 体は互い に 9 0 度位相のずれた切換 信号を供給す る た め に、 こ の場合、 図示 し な い C P U か ら の所定の設定周波数に対応 し たオ ン Zオ フ 信号で 駆動 さ れる フ ォ ト カ ブ ラ P C と バ イ ア ス電源回路 B C と の間 に に各 F E T 丄—。 と 各ダイ オ ー ド D 丄 _ （但 し ダイ オ ー ド は F E T i 〜 F E T , ま でに接続 さ れ る ） を結合 し て構成 さ れてい る 。

そ し て、 こ の よ う な モ ー タ 制御回路 は モ ー タ 1 6 0 の第 1 お よ び第 2 の コ ィ ノレ 1 6 1 , 1 6 2 に第 1 5 図 C の E , F に示すよ う な互い に 9 0 ° 位相ずれた正 弦波状の電流 I i , I ₉ が流れ、 第 7 図 と 同様に機能 す る こ と に な る 。

第 1 5 図 D は上記 フ ラ イ ホ イ ー ル効果を説明す る た め に 、 第 1 5 図 C の一部を拡大 し て示す も の で、 第 お よ び第 2 の ス ィ ッ チ F E T 1 F E T 2 _Q に第 1 5 図 D の A , B に示すよ う な P W M信号が供給 さ れ る と 、 第 1 の コ ィ ノレ 1 6 1 に は第 1 5 図 D の C に示すよ う な P W M波形の電圧 V i が生 じ る こ と に な る が、 前述 し た フ ラ イ ホ イ ー ル効果に よ っ て第 1 の コ イ ル 1 6 1 に は第 1 5 図 D の D に示す よ う に 全体 と し て は正弦波状 であ っ て、 P W M波形の落 ち 込み に応 じ て若干逆方向 に落 ち込む如 く し た微視的 に は ジ グザグ状 に変化す る が決 し て従来の よ う に ゼ ロ レ ベル に は落 ち込 ま な い連 続 し た電流 I が流れ る こ と に な る も のであ る 。 な お、 こ の電流波形に お い て落 ち込み部の後の各立上が り 部 は そ れぞれ同 じ傾斜を有 し且つ互 い に P W M波形に 応 じ た時間差を有 し た も の と な る 。

第 1 6 図 A は以上の よ う な イ ンバ ー タ 1 2 Ό を用 い る モ ー タ 制御装置 に お い て、 モ ー タ への過電流対策 を施 し た構成を示す。 '

すな わ ち 、 モ ー タ の駆動力 （ F ) は基本的 に そ の コ イ ルに流れ る 電流 （ I ) に比例す る （ F = K I , K ： 比例定数） 。 こ れは コ イ ル に発生す る 磁力が電流 に比 例 し て い る こ と 力、 ら 自 明 な こ と で あ る 。

—方、 モ ー タ 自 体 ばそ の構成要素 に基い て許容電 力があ る の で、 焼損を防 ぐ た め に 、 高負荷等 に よ る モ ー タ 停止時に過電流を流 さ な い よ う に し てやればよ い。 そ こ で、 第 1 6 図 A に示す よ う に イ ンノ< 一 夕 1 2 0 の構成中 に 、 モ ー タ 1 6 0 を定電流駆動す る た めの 構成を付加 し た も の であ る o

すな わ ち 、 こ こ で は第 1 の コ ィ ル 1 6 1 につ い て の み示す と 、 該第 1 の っ ィ ル 1 6 1 力、 ら 卜 ラ ン ス 2 8 0 ， 整流回路 2 8 1 , 演算増 2 8 2 を介 し て検出 さ れた コ イ ル電流を定電流制御回路 2 8 3 に導い て ィ ン バ 一 夕 1 2 0 に負帰還をか け る 構成で あ る 。 こ の場 合、 定電流制御回路 2 8 3 は検出 さ れた コ ィ ル電流を 積分す る積分回路 2 S 4 と 、 該積分回路 2 8 4 力、 ら の 出力 に基い て所定の設定周波数に対応す る オ ン /オ フ 信号を出力す る C P U 2 8 5 と を有 し て い る 。 C P U 2 8 5 力、 ら のオ ン Zォ フ 信号は前述 し た よ ラ 〖こ イ ン バ ー タ 1 2 0 を構成す る P W 信号発生回路 1 2 3 およ び駆動回路 1 4 0 を介 し て モ 一 夕 1 6 0 の第 1 の コ ィ ル 1 6 1 に正弦波状の 流 ¾：流すの に供せ ら れ る 。

なお、 上記検出 された コ ィ ル電流の通路に は電流 設定の た めの設定器 2 8 6 が付加 さ れてい る O

こ の よ う な構成であ れば、 モ ー 夕 1 6 0 は確実に 定電流駆動 さ れ る の で、 過 ¾流に よ る 焼損等を未然に 防止す る こ と がで き る

第 1 6 図 B は第 1 6 図 A の構成に加えて、 所定時 間 （例え ば 1 分間） に渡 っ て コ イ ル電流が限界値を示 し た と き に警報を与え る サ ー マ ノレ ア ラ ー ム 回路 2 8 7 と 、 コ イ ル電流が定格電流を超え た ら 警報を与え る 過 電流ア ラ ー ム 回路 2 8 8 と を備え た構成を示 し て い る 前記サ ー マ ル ア ラ ー ム 回路 2 8 7 は限界値設定器 2 8 7 a と 、 演算増幅器 2 8 7 b お よ びタ イ マ 2 8 7 c と で構成 さ れ る 。 ま た 、 過電流ア ラ ー ム 回路 2 8 8 は過 電流 （定格電流に対応） 値設定器 2 8 8 a と お よ び演 算増幅器 2 8 8 b と で構成 さ れ る 。

第 1 7 図 も ま た第 1 実施例 に適用可能な ィ ンバ ー 夕 の構成を示す図であ る 。

すな わ ち 、 こ の第 1 7 図 は、 商用電源 2 0 1 を任 意の周波数の 2 相 （ 9 0 度位相が異な る ） の交流電源 に変換 し て交流モ ー タ 例え ば単相誘導形ブラ シ レ ス モ — 夕 2 0 7 の コ ィ ノレ 2 0 8 , 2 0 9 に供給 し て回転子 2 1 0 を任意の速度で回転駆動す る ィ ンバ一 夕 2 2 0 の構成を示す図で あ る 。 第 1 7 図 に おい て 2 2 1 は商用電源 2 0 1 (例え ば 5 0 Hz， 1 0 0 ボノレ ト ） を 整流 し て直流電源に変換す る 整流回路、 2 2 2 は、 第 1 , 第 2 の ク ロ ッ ク 信号に基づい て発生 タ イ ミ ン グの 異な る 4 相 のパルス幅変調信号 （以下、 P W M信号 と 記す） Φ γ , Φ 2 . Φ 3 . ' と 、 9 0 度位相 の異な る 極性切換信号 ø 。 ， 0 _b と を 出力す る P W M信号発 生回路であ る 。

こ の P W M信号発生回路 2 2 2 は例え ば第 1 8 図 に示す よ う に構成 さ れて い る 。 第 1 8 図 にお い て、 2 2 3 は第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L Κ _χ を計数す る η + 1 ビ ッ 卜 の ア ド レ ス カ ウ ン タ であ る 。

2 2 4 は、 η ビ ッ ト の ア ド レ ス空間を有する 第 1 の メ モ リ 回路であ り 、 各ア ド レ ス 値 A ( A = 0 〜 2 ⁿ 一 1 ) に対応 し てそ れぞれ B ' sin ( Α · ττ Ζ 2 ^η ) で表わ さ れる パル ス幅デー タ W ₀ 〜 W n— i力く予め記憶 さ れて い る （ B は係数） 。

2 2 5 は第 1 の メ モ リ 回路 2 2 4 力、 ら読み出 さ れ たパル ス幅デー タ Wを初期値 と し て、 ア ン ド回路 2 2 6 よ り 入力 さ れ る 第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₂ を受け る 毎に " 1 " ずつ減算す る ダ ウ ン カ ウ ン タであ り 、 計 数値力 " 0 " に な る と フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 2 7 に リ セ ッ ト 信号を 出力す る （な お、 第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₁ の周波数は第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K。 の周波数 よ り 低 い ） 。

フ リ ッ プ プ ロ ッ プ 2 2 7 は第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K丄 の立上力《 り で出力 Q を " H " レベルに セ ッ 卜 し 、 ア ン ド回路 2 2 6 の ゲ一 ト を開い て第 2 の ク ロ ッ ク 信 号 C L K ₂ を ダ ウ ン カ ウ ン タ 2 2 5 へ入力す る 。

し たが っ て、 第 1 の ク ロ ッ ク 信号 （ ₁ が立上 力く る と 、 第 1 の メ モ リ 回路 2 2 4 に対す る ア ド レ ス値 が " 1 " だ け増加 し 、 そ の ア ド レ ス値 A に対応 し たノ、。 ル ス 幅 デ ー タ Wが ダ ウ ン カ ウ ン タ 2 2 5 に セ ッ 卜 さ れ、 ア ン ド回路 2 2 6 を介 し て第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C

L K ₂ の ダ ウ ン カ ウ ン ト が開始 さ れ、 パ ル ス 幅デー タ W と 等 し い数の ク ロ ッ ク 力《入力 さ れ る と 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 2 7 力《 リ セ ッ 卜 さ れ る こ と に な る 。

こ の た め 、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 2 7 の 出力 Q 力、 ら は第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K i の立上が り に 同期 し て パ ル ス 幅デー タ W に対応す る 幅を も つ一連の P W M信 号力 出力 さ れ る こ と に な る 。

2 2 8 は 、 ア ド レ ス カ ウ ン タ 2 2 3 の n + 1 ビ ッ ト 目 の 出 力 を極性切換信号 0 _a と す る 切換回路であ り 、 極性切換信号 。 の レベルが " L " の と き 一連の P W Μ 信号 を 端子 2 2 8 a 側 力、 ら 出 力 し 、 極性切換信号 Φ 。 の レ ベ ルが " H " の と き は端子 2 2 8 b 側力、 ら 出 力す る 。 な お、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 2 7 の 出力力、 ら 切 離 さ れた端子は " L " レ ベル と な る 。

2 2 9 は、 第 1 の メ モ リ 回路 2 2 4 と 同様に η ビ ッ ト の ァ ド レ ス空間を有す る 第 2 の メ モ リ 回路であ る 。

こ の第 2 の メ モ リ 回路 2 2 9 に は、 B . cos ( A π 2 ⁿ ) の 絶対値で表 わ さ れ る パ ル ス 幅 デ ー タ

Κ K 2 n- 1が各ァ ド レ ス値に対応 し て予め記憶 さ れ て い る 。

2 3 0 は第 2 の メ モ リ 回路 2 2 9 力、 ら 読み 出 さ れ た パ ル ス 幅デ ー タ K を初期値 と し て、 ア ン ド回路 2 3 1 よ り 入力 さ れ る 第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₂ を受け る 毎 に " 1 " ずつ減算す る ダ ウ ン カ ウ ン タ であ り 、 計 数値力 " 0 " に な る と フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 3 2 に リ セ ッ ト 信号を 出力す る 。

フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 3 2 は第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K _L の立上力 り で出力 Q を " H " レ べノレ に セ ッ ト し 、 ア ン ド回路 2 3 1 の ゲー 卜 を開 い て第 2 の ク ロ ッ ク 信 号を ダ ウ ン カ ウ ン タ 2 3 0 へ出力す る 。

し た 力 つ て、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 3 2 の 出力 Q力、 ら は、 第 2 の メ モ リ 回路 2 2 9 に記憶 さ れたパルス幅 デー タ K に対応す る パ ル ス幅を持つ一連の P W M信号 力く出力 さ れ る こ と に な る 。

2 3 3 は、 ア ド レ ス カ ウ ン 夕 2 2 3 の n ビ ッ ト 目 の 出力 の立上 り 時に n + 1 ビ ッ ト 目 の 出力 ί φ _Ά の レ べノレを ラ ッ チ す る フ リ ッ プ フ ロ ッ プであ り 、 そ の 出 力 Q は、 極性切換信号 0 _¾ に対 し て 9 0度位相が遅れ た極性切換信号 0 _b と し て切換回路 2 3 4 に 出力 さ れ て い る 。

切換回路 2 3 4 は、 フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 3 2 力、 ら の 極性切換信号 0 _b の レ ベ ルが " L " の と き は端子 2 3 4 a 側力、 ら 、 ま た極性切換信号 ø _L の レ ベ ル力 " H " の と き は端子 2 3 4 b 側か ら P W M信号を 出力す る 。

2 つ の切換回路 2 2 8 , 2 3 4 カ、 ら の P W M信号 ( ø ₁ , Φ 、 ( 3 , 0 ₄ ) と 極性切換信号 ø 。 ， Φ _b は第 1 7 図 に示す よ う に第 1 の駆動回路 2 4 0 お よ び第 2 の駆動回路 2 5 ◦ に そ れぞれ出力 さ れて い る ， 第 1 , 第 2 の駆動回路 2 4 0 , 2 5 0 は と も に第

1 9 図 に示す よ う に構成 さ れて い る 。

第 1 9 図 に お い て 、 2 4 1 〜 2 4 4 ( 2 5 1 〜

2 5 4 ) は P W M信号 〜 ø 。 お よ び極性切換信号 φ o , φ の レ ベ ル に 応 じ てオ ン オ フ す る ス ィ ッ チ 回 a D

路であ り 、 ス ィ ッ チ 回路 2 4 1 ( 2 5 1 ) に は P W M 信号 0 i ( ζΑ ₃ ) が入力 さ れ、 ス ィ ッ チ 回路 2 4 2

( 2 5 2 ) に は切換回路 0 _a ( 0 _b ) が入力 さ れて い る 。 ま た ス ィ ッ チ 回路 2 4 3 ( 2 5 3 ) に は P W M信号 0 ₂ ( 0 ₄ ) が入力 さ れ、 ス ィ ッ チ 回路 2 4 4

( 2 4 4 , 2 5 4 ) に は切換信号 0 _a ( <6 _b ) がイ ン ノくー タ 2 4 5 に よ っ て反転 さ れて入力 さ れてい る 。

ス ィ ッ チ 回路 2 4 1 , 2 4 2 ( 2 5 1 , 2 5 2 ) は整流回路 2 2 1 か ら の 直流電源に対 し て直列 に接続 さ れてお り 、 そ の ス ィ ッ チ 回路同士の接続点に は誘導 モ ー タ 2 0 7 の コ イ ル 2 0 8， 2 0 9 の一端側が接続 さ れて い る 。

同様 に、 直流電源 に対 し て直列 に接続 さ れた ス ィ ツ チ 回路 2 4 3 , 2 4 4 ( 2 5 3 , 2 5 4 ) 同士の接 続点に は コ イ ル 2 0 8 , 2 0 9 の他端側が接続 さ れて い る 。

2 6 0 は誘導モ ー タ 2 0 7 の 2 つ の コ ィ ノレ 2 0 8 , 2 0 9 に流れ る 電流を検出す る 電流検知回路であ る (第 1 7 図参照） 。

2 6 1 , 2 6 2 は 、 1 次 コ ィ ノレ 2 6 1 a , 2 6 2 a 側が コ イ ル 2 ◦ 8， 2 0 9 に そ れぞれ直列 に接続 さ れた検知 ト ラ ン ス であ り 、 高透磁率の コ ア に巻線 さ れ て い る 、 2 6 3 ， 2 6 4 は検知 ト ラ ン ス 2 6 1 , 2 6 2 の 2 次 コ ィ ノレ 2 6 1 b , 2 6 2 b 側に 出力 さ れ る 交 流信号を整流す る 整流回路、 2 6 5 は整流回路 2 6 3 2 6 4 か ら の 直流電圧を加算す る 加算器であ る 。

2 6 6 は こ の加算出力が所定値を越え た と き 電流 制限信号を 出力す る 判定回路であ る 。

こ の電流制限信号は ス ピー ド設定回路 2 7 0 に 出 力 さ れてい る 。

ス ピー ド設定回路 2 7 0 は、 P W M信号発生回路 2 2 2 に対す る 第 1 , 第 2 の ク ロ ッ ク 信号の周波数を 任意に変え ら れ る よ う に構成 さ れて い る 。

2 7 1 は ク ロ ッ ク 発生器 2 7 2 の ク ロ ッ ク ク 周波 数をプ リ セ ッ ト 設定す る設定器、 2 7 3 は ク ロ ッ ク 発 生器 2 7 2 か ら の信号を N分周 し 、 こ の分周 出力 を第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K i と し て出力す る 第 1 'の分周 器、 2 7 4 は ク ロ ッ ク 発生器 2 7 2 力、 ら の信号を M分 周 （ Mく N ) す る 第 2 の分周器であ る 。

2 7 5 は判定回路 2 6 6 か ら の電流制限信号に よ つ て切換わ る ス ィ ツ チであ り 、 電流制限信号を受けて い る と き は、 ク ロ ッ ク 発生器 2 7 2 力、 ら の信号を第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₂ と し て出力 し 、 電流制限信号 を受 け て い な い と き は、 第 2 の分周器 2 7 4 か ら の分 周 出力 を第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₀ と し て出力す る 。

次 に 、 こ の イ ンバ一 タ 2 2 0 の動作につ い て説明 す る 。

ス ピー ド設定回路 2 7 0 の設定器 2 7 1 に所定の 周波数デー タ F „ 力く プ リ セ ッ 卜 さ れ る と 、 第 2 0 図 の A に示す周波数 F _e Z N の第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K _{ と 周波数 F _n Z Mの第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₉ が P W M信号発生回路 2 2 2 に 出力 さ れ る 。

ァ ド レ ス カ ウ ン タ 2 2 3 の ァ ド レ ス値 A は第 1 の ク ロ ッ ク 信号 C L K i が入力 さ れ る 毎に " 1 " ずつ増 加 し て第 1 の メ モ リ 回路 2 2 4 力、 ら ノ、。 ル ス 幅 デー タ W ₀ 〜 W _n― iを順番に 出力 さ せ る た め、 ア ド レ ス カ ウ ン タ 2 2 3 力、 ら の極性切換信号 ø 。 （第 2 0 図の B ) 力《 " L " レ ベ ルの 間 （ Τ 丄 期間） は、 第 2 0 図の C に 示す よ う に一連の P W M信号 エ が出力 さ れ、 極性切 換信号 ^ - 力 " H " レ ベ ル の 間 （ T 2 期 間 ） は 、 第 2 0 図 D に示す一連の P W M信号 <ί ゥ が出力 さ れ る

^{( Τ} 1 ^{= Τ} 2 ^{= 2 η} ' ^N / ^F c ^} °

T ₁ 期間中、 ス ィ ッ チ 回路 2 4 4 は極性切換信号 ø 。 の反転信号に よ り オ ン状態 に保持 さ れてい る た め、 誘導モ ー タ 2 0 7 の コ イ ル 2 0 8 に は、 第 2 0 図の Ε に示すよ う に正弦状 に增加す る 電流が流れ る 。 T ₂ 期間中 は、 第 1 の駆動回路 2 4 0 の ス ィ ッ チ

回路 2 4 3 に対 し て P W Μ信号 0 ₂ が入力 さ れ、 ス ィ

ツ チ 回路 2 4 2 が極性切換信号 ø _η に よ り オ ン状態に

保持 さ れ る た め、 コ イ ル 2 0 8 に流れ る 電流は正弦状 as 態 に減少す る 。

以下同様に P W M信号 0 i ， ø 。 お よ び極性切換

信号 ø 。 に よ っ て所定周波数の コ イ ル電流が流れ る 。

な お、 コ イ ル 2 0 8 に流れ る 電流は周期力 T 丄 + T ₂

( = 2 ^{n+ 1} · N Z F „ ) の正弦波状 と な る 。

—方、 第 2 の メ モ リ 回路 2 2 9 力、 ら も ア ド レ ス値

A に対応 し たパ ル ス幅デー タ K ₀ 〜 K zn—

順次出力

さ れ る が、 極性切換信号 0 _b は第 2 0 図の F に示すよ

う に極性切換信号 0 _fl よ り 9 0 度位相が遅れてい る た

め、 τ丄 の後半か ら τ ₂ の前半ま での期間 τ ₃ お よ び

τ ₂ の後半か ら 次の 丁 丄 の前半ま での期間 τ ₄ に は、

第 2 の メ モ リ 回路 2 2 9 の パ ル ス幅デー タ Κ の上位半

分の デー タ に対応 し たパルス幅の P W Μ信号の次に下

位半分の デー タ に対応 し たパ ル ス幅の P W Μ信号が出

力 さ れる 。

し たが っ て、 P W Μ信号 ø ₃ は、 第 2 0 図の G に

示す よ う に P W M信号 0 i と 同一波形でそ の発生周期

が 1 4 周期分遅れた信号 と な る 。 同様に P W M信号

Φ ₄ も 第 2 0 図の H に示す よ う に P W M信号 0 ₂ 〖こ対

し て、 そ の発生周期が 1 Z 4 周期分遅れた信号 と な る 。 こ の た め 、 誘導モ ー タ 2 0 7 の コ ィ ノレ 2 0 9 に流 れ る 電流は第 2 0 図の I に示すよ う に コ イ ル 2 0 8 に 流れ る 電流 に対 し て同一周波数で 9 0 度位相 の遅れた 正弦波状 に な る 。

こ の よ う に し て 9 0 度位相の異な る 電流が 2 つ の コ ィ ノレ 2 0 8 , 2 0 9 に流れ る た め、 誘導モ ー タ 2 0 7 の 回転子 2 1 0 は周波数 F „ / ( 2 ^{η +1} · Ν ) に 同 期 し た速度で回転す る 。

な お、 誘導モ ー タ 2 0 7 の 回転速度は ク ロ ッ ク 周 波数 F „ に比例す る た め、 ク ロ ッ ク 周波数 F „ を外部 力、 ら変え る こ と に よ り 任意の 回転速度が得 ら れ る 。

こ こ で、 ク ロ ッ ク 周波数 F _e が著 し く 低い周波数 に プ リ セ ッ 卜 さ れ る と 、 誘導モ ー タ 2 0 7 の コィ ノレ 2 0 8 , 2 0 9 に流れ る 電流が急激に增加す る 。

こ の電流増大は、 電流検知回路 2 6 0 に よ っ て検 知 さ れ、 電流が所定値以上に な る と 電流制限信号がス ビー ド設定回路 2 7 0 に 出力 さ れ、 第 2 の ク ロ ッ ク 信 号 C L K ₂ の周波数は、 F „ Z M力、 ら F _e に 切換わ る 。

こ の た め、 通常電流時に は第 2 1 図の A に示す第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₂ の パル ス 幅デー タ W_p 個分 の幅で第 2 1 図の B の よ う に 出力 さ れて い た P W M信 号 Φ 、 〜 Φ は、 高い周波数に切換え ら れた第 2 の ク ロ ッ ク 信号 C L K ₂ (第 2 1 図の C ) の W_p 個分の幅 で第 2 1 図 D の よ う に 出力 さ れ る こ と に な る 。 し た 力《 つ て、 P W M信号 0 丄 〜 ø ₄ の各パル ス幅 は通常電流時の 1 Z M と な り 、 誘導モ ー タ 2 0 7 の コ ィ ル 2 ◦ 8 , 2 ◦ 9 に流れ る 電流 も 小 さ く な り 、 コ ィ ル焼け等の事故を未然に防 ぐ こ と がで き る 。 （駆動周 波数 は不変）

な お、 電流正弦状態の解除 は電源のオ ン オ フ 、 設 定器 2 7 1 に よ る プ リ セ ッ 卜 値の変更あ る い は専用の リ セ ッ ト 手段 に よ っ て行な え ばよ い （図示せず） 。

ま た、 第 1 7 図の イ ンバー タ では、 電流検知回路 2 6 0 力、 ら の電流制限信号に よ り 、 負荷回路に流れ る 電流を制限す る よ う に し てい たが、 電流を完全に遮断 す る よ う に し て も よ く 、 電流制限す る 場合 も前記実施 例の よ う にパル ス幅を縮小す る だけでな く 、 電流制限 用 の抵抗器を揷入 し た り 、 プ リ セ ッ ト 設定を規制 し て し ま う よ う に し て も よ い

ま た、 前記第 1 7 図では正弦状に変化す る 幅のパ ル ス に よ っ て負荷回路を交流駆動す る ィ ン バー 夕 に本 発明を適用 し てい たが、 パルス 間隔変調、 パル ス幅変 調に よ っ て負荷回路を交流駆動す る ィ ンバ一 夕'に も 同 様 に適用す る こ と がで き る 。

ま た、 第 1 7 図で は誘導モ ー タ 2 0 7 に流れ る 電 流が所定値を越え た と き電流正弦を瞬時に行な う よ う に し て い たが、 電流変化を積分 し た値で判定す る よ う に し て も よ い し 、 第 2 2 図 に示す よ う に、 加算器 2 6 5 の 出力 を コ ン パ レ ー タ 2 6 7 で所定値 と 比較 し 、 コ ン パ レ 一 夕 2 6 7 の立上 り 出力で起動す る 夕 イ マ 回路 2 6 8 の 出 力 に よ っ て フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 2 6 9 を セ ッ 卜 す る よ う に判定回路 2 6 6 ' を構成 し てお け ば、 供 給電流が所定値を連続 し て所定時間越え た と き に こ の フ リ ッ プフ ロ ッ プ 2 6 9 の 出力で電流制限を行な う こ と がで さ る 。

な お、 こ の電流制限時 に ア ラ ー ム 回路 2 8 0 を作 動 さ せて作業者に異常を知 ら せ る こ と も で き 、 フ リ ツ プ フ ロ ッ プ 2 6 9 の 出力で商用電源を遮断す る よ う に に し て も よ い。

の よ う な イ ン バ ー タ は前記説明 の よ う に 、 負荷 回路 に流れ る 電流を検知 し 、 こ の電流が所定値よ り 大 き く な る と 駆動電流を制限す る よ う に構成 さ れてい る た た め、 駆動周波数が低 く な っ て も誘導性の負荷回路 に 過入電流が流れ る こ と を防止で き 、 コ イ ル焼 け等 に よ る 火災事故を未然に防 ぐ こ と がで き る 。

第 2 3 図 も ま た第 1 実施例に適用可能な ィ ン バ ー タ 3 1 0 の構成を示す ブ ロ ッ ク 図であ り 、 第 3 6 図 D で説明 し た構成 と 同一の も の に は同一符号を付 し て説 明を省略す る 。

2 3 図 に お い て、 3 2 ◦ は周波数設定器であ り 、 水 曰

B曰 振器 3 2 1 か ら の基準信号の周波数 F JJ を、 入 力器 2 2 の設定値 M倍 し た周波数のパ ル ス 信号を て い倍器 3 2 3 力、 ら 出力す る よ う に構成 さ れて い る 。 こ の パ ルス 信号 は、 周波数測定回路 3 3 0 の フ ォ ト カ ブラ 3 3 1 に入力 さ れてい る 。

周波数測定回路 3 3 0 は、 フ ォ ト 力 ブ ラ 3 3 1 で 受けたパ ル ス信号を カ ウ ン タ 3 3 2で計数 し 、 発振器 3 3 3 力、 ら の 出力 に 同期 し た タ イ マ 回路 3 3 4 力、 ら の ラ ッ チパ ル ス の入力毎に、 こ の係数値を ラ ッ チ 回路 3 3 5 に ラ ツ チ さ せ、 こ の ラ ッ チノ、。ル ス を遅延回路 3 3 6で偟か に遅延 さ せた遅延パルス でカ ウ ン タ 3 3 2 を リ セ ッ ト す る よ う に構成 さ れて い る 。

し た が っ て、 ラ ッ チ 回路 3 3 5 の 出力 は、 ラ ッ チ 。ル ス 1 周期 T の 間 に カ ウ ン タ 3 3 2 に入力 さ れ る ル ス 信号の数 と な り 、 T を単位時間 と す る パ ル ス信号 の周波数を示す こ と に な る 。

こ の ラ ッ チ 回路 3 3 5 の 出力 は、 交流変換回路 3 0 5 の ス ィ ツ チ制御回路 3 0 8 に 出力 さ れて お り 、 ス ィ ツ チ制御回路 3 0 8 は こ の ラ ツ チ 出力値に対応 し た 周波数のパ ル ス で直流電源を交流変調す る 。

こ こ で、 ス ィ ッ チ制御回路 3 0 8 に対す る ラ ッ チ 出力値 K と 負荷回路 3 0 9 に対す る 駆動周波数 F _d と がー致す る よ う に予め設定 さ れ、 ラ ッ チパル ス の周期 が 1 0 0 ミ リ 秒、 周波数設定器 3 2 0 の水晶発振器 3 2 1 の 出力周波数が 1 0 Hzと すれば、 設定値 Mを " 1 0 0 " に設定 し た と き 、 カ ウ ン タ 3 3 2 に入力 さ れ る パ ル ス 信号 の周波数は 1 kHz と な る 。

し た カ っ て、 ラ ッ チ 回路 3 3 5 に は " 1 0 0 ' が 毎回 ラ ッ チ さ れ、 こ の値は ス ィ ッ チ制御回路 3 0 8 に 出力 さ れ、 駆動周波数 F _d は 1 0 0 Hzと な り 、 負荷回 路 3 0 9 に は 1 0 0 Hzの交流電源が供給 さ れ る こ と に な る 。

以下、 同様 に設定値 Mが " 2 0 0 " に設定 さ れ る と 駆動周波数 F _d は 2 ◦ 0 Hzと な り 、 Mカ " 5 0 " に 設定 さ れ る と 駆動周波数 F _d も 5 0 Hzに変化す る 。

な お、 駆動周波数の安定度は、 周波数設定値 3 2 0 か ら のパルス 信号の周波数安定度に依存す る が、 こ のパルス信号は水晶発振器 3 2 1 か ら の信号をてい倍 し た周波数 に設定 さ れてい る た め駆動周波数 F _d は非 常に安定な状態に維持 さ れ る こ と に な る 。

な お、 第 2 3 図の イ ンバ ー タ で は周波数設定器 3

2 0 に て い倍器 3 2 3 を用 い て い たが、 第 2 4 図 に示 すよ う に分周器 3 2 4 を用 い て周波数設定器 3 4 0 を 構成 し て も よ い。 こ の場合 は、 所定値を ラ ッ チ 回路 3

3 5 の 出力で除算す る 除算器 3 4 1 を設 け、 こ の除算 出力 を ス ィ ツ チ制御回路 3 0 8 に 出力す る よ う に周波 数測定回路 3 5 0 を構成すれば、 設定値 M と 駆動周波 数 F 」 と の関係を比例 し た状態にす る こ と がで き る 。

ま た 、 第 2 3 図の イ ン バー 夕 で は、 ラ ッ チ 出力値 K と 駆動周波数 F 」 と が一致す る 場合 につ い て説明 し た力く、 F _d = α · K ( α は任意） で あ っ て も よ く 、 こ の な （比例係数） を ス ィ ッ チ制御回路 3 0 8 で可変で き る よ う に し て も よ い。 ま た 、 負荷回路 3 0 9 が誘導 性の場合 は、 過電流の 問題で特に低い周波数での駆動 が限定 さ れ る た め、 第 2 5 図に示すよ う に ラ ッ チ 出力 値を判定 し 、 許容限度を越え る 値がラ ッ チ 回路 3 3 5 力、 ら 出力 さ れた と き に は、 ス ィ ツ チ制御回路 3 0 8 あ る い は ス ィ ツ チ ン グ回路 3 0 7 に対 し て電源供給を切 断 さ せ る 切断信号を出力 さ せ る よ う に周波数測定回路 3 7 ◦ を構成 し て も よ い。

ま た 、 第 2 3 図 の イ ンノく一 夕 で は、 1 つ の周波数 設定器 3 2 0 で 1 つ の負荷回路 3 0 9 に対す る 駆動周 波数の設定を行な う よ う に し て い たが、 第 2 6 図 に示 す よ う に 1 つ の周波数設定器 3 2 0 力、 ら のパルス信号 を複数周波数測定回路 3 3 0 を介 し て複数の交流変換 回路 3 0 5 に 出力す る よ う に し て も よ く 、 こ の よ う に 構成 し た場合、 複数の負荷回路 3 0 9 (例えば複数の 交流モ ー タ ） を 1 つ の周波数設定器 3 2 0 で高精度に 同期運転す る こ と がで き る 。 ま た、 前述 し た よ う に比 例係数 な を個 々 に補正す る こ と に よ り 異な る 複数の モ 一 夕 等を同速で回転駆動す る こ と も で き る 。

第 2 3 図乃至第 2 6 図の ィ ンバ一 夕 は、 前記説明 の よ う に 、 周波数設定器か ら所望の駆動周波数に対応 し た周波数の パ ル ス信号を出力 し、 こ のパル ス信号の 周波数測定結果 に対応 し た周波数の交流電源を 出力す る よ う に し てい る た め、 格段 に高精度な駆動周波数の 制御を極め て容易 に行な え 、 複数の負荷回路 の 同期駆 動 も 簡単 に行な う こ と がで き る 。

と こ ろ で、 以上の よ う な イ ンノく 一 タ を用 い る モ 一 タ 制御装置 に お い て は、 速度指令の受渡 し につ い て指 令を 出す側の異常を如何に し て検出 し 、 そ の検出結果 に基 い てモ ー タ を安全サ イ ド （すな わ ち モ ー タ 停止の 駆動電汪 0 V を与え る 状態） に導 く かが フ 一ルセ一 フ 対策 と し て重要な 問題 と な る 。 そ し て、 先ず速度指 令を正確に遂行す る に は デ ジ タ ル的制御形態を と り 得 る よ う に構成す る こ と が必要 と な る 。 こ れは、 特 に後 述す る 第 3 の実施例の よ う に複数の ィ ンバ ー 夕 を用 い る 場合 に、 特に重要 と な る 。

第 2 7 図 A は上述の よ う な観点に立 っ た速度指令 部の構成を示す も の で、 特 に入力パル ス周波数に比例 し て動作 し 、 所定 リ ミ ッ ト を超え た ら モ ー タ の 回転を 停止す る 如 く 構成 し た も のであ る 。

すな わ ち 、 こ の速度指令部 は第 2 7 図 B の A に示 すよ う に モ ー タ 回転数の 1 0 0 倍程度の周波数を有す る パ ル ス指令を入力 と し て カ ウ ン ト す る カ ウ ン タ 3 8 0 を 第 2 7 図 B の B に 示 す よ う な 一定周 期 （例 え ば 0 . l s e c周期） の入力検知 に基い て ク リ アす る と 共 に 、 ス ィ ツ チ 3 8 1 を閉 じ て ラ ッ チ 回路 3 8 2 に ラ ッ チす る の ラ ツ チ 回路 3 8 2 の フ ツ ナ 内容 は第 2 7 図 B

の C に示すよ う に指定回転数に応 じ た も のであ り 、 そ

の フ ッ チ 出力 は割算器 3 8 3 、 第 1 お よ び第 2 の比較

器 3 8 4 , 3 8 5 に与え ら れ る o 刖記割算器 3 8 3 は さ ッ チ 出力を所定の定数 （例え ば 2 台の ィ ン ノく - 夕 間

の JS度設定比） で割算す る こ と に よ り 、 第 2 7 図 B の

C に示 した指定回転数デー タ を図示 し な い各 ィ ン ノく一

夕 部に 含ま れ る P W M信号発生回路 に与え る 。 ま た、

ッ チ 出力 は第 1 お よ び第 2 の比較器 3 8 4 ， 3 8 5

でそれぞれ上限 リ ミ ッ 卜 値お よ び下限 リ ミ ッ ト 値 と 比

較 さ れ、 上下限 リ ミ ッ ト 値でそれぞれそれま で出さ れ

てい た ァ ラ ー ム を停止す る 信号を出力す る 。 換言すれ

ば 、 2 7 図 B の E と D に示すよ う に指定回転数が上

限 リ ミ ッ 卜 値を超え て い る 間お よ び下限 リ ミ ッ ト 値を

超えてい る 間 に ア ラ ー ム信号を 出力 し 、 そ の 間の適正

指定回転数におい てモ 一 夕 を駆動す る こ と を許容す る

ち の であ る

2 7 図 C はモ ー タ 回転数につ い て の基準値に対

す る 乗算率デー タ を定期的 に送 り 込む如 く し た '構成 し

た JS度指令部を示 し てい る 。

すな わ ち 、 こ の速度指令部 は、 第 2 7 図 D の A に

す よ う な A S C I I コ ー ド （ S Q ) が入力 さ れ る シ

リ ァ ル I / 0 3 9 1 を有 し 、 こ の シ リ ア ノレ I / 0

9 1 力、 ら の第 2 7 図 D の B に示すよ う な ロ ー ド信号 S I で ス ィ ッ チ 3 9 2 を介 し て上記入力 （ S _fl ) を ラ ツ チ 回路 3 9 3 に ラ ッ チ さ せ る と 共 に、 シ リ ア ノレ I Z 0 3 9 1 か ら タ イ マ 3 9 4 を介 し た第 2 7 図 D の C に示す よ う な 信号 （ S ₂ ) で上記 ラ ッ チ 回路 3 9 3 の 内容を ク リ ア す る 。 そ し て、 ラ ッ チ 回路 3 9 3 か ら の 出力 を割算器 3 9 5 で所定の定数 （例え ば 2 台の イ ン バ ー タ 間の速度設定比） で割算す る こ と に よ り 、 指定回転数デー タ を得て、 図示 し な い各イ ン バ一 タ 部 に 含 ま れ る P W M信号発生回路 に送出す る 。

次に 、 本発明 の第 2実施例を図面 に基づい て説明 す る 。

第 2 8 図 は、 本発明を前述の助走 コ ン ベア 4 0 2 に適用 し た構成を示す図であ る 。

第 2 8 図 に お い て、 4 0 4 は、 9 0 度位相の異 な る 交流電源に 同期 し た速度で回転 し て助走 コ ンベア 4 0 2 を駆動する モ ー タ 例え ば 単相誘導形ブラ シ レ ス モ ー タ であ る 。

4 0 5 は助走 コ ンベア 4 0 2 に物品が搬入 さ れた こ と を投受光に よ り 光学的 に検出す る セ ン サであ る 。

4 1 0 は 乇 一 夕 4 0 4 の 回転速度を制御す る 加減 速制御部であ る 。

4 1 1 は所定周波数の信号を 出力す る 発振器、 4 1 2 は発振器 4 1 1 か ら の信号を設定 さ れ る 分周比 N で分周す る 第 1 の分周器であ る 。 4 1 3 は、 第 1 1 の分周器 4 1 2 か ら の分周信号 に同期 し た 信号で互い に 9 0 度位相 の 異 な る 2 相 の交 流の駆動信号 （電流） をモ ー タ 4 〇 4 に 供耠す る イ ン バ ー タ で あ り 、 分周信号の周波数に比例 し た周波数を 有す る 駆動信号 （電流） をモ ー タ 4 0 4 に 出力す る よ う に構成 さ れて い る 。

4 1 4 は発振器 4 1 1 力、 ら の信号を加速設定器 4 1 5 よ り 設定 さ れた分周比 Mで分周す る 第 2 の分周器 で あ る 。

4 1 6 は セ ン サ 4 0 5 力、 ら の検出信号 （通過中 " L " レ ベル） の立上が り で出力 Q を " H " に 固定す る フ リ ッ プ フ ロ ッ プで あ る 。

4 1 7 は、 セ ン サ 4 0 5 力、 ら の検出信号の立下が り 時 に プ リ セ ッ 卜 さ れた値を初期値 と し て、 ア ン ド回 路 4 1 8 か ら 入力 さ れ る パルス を減算カ ウ ン ト す る プ リ セ ッ ト 型の ダ ウ ン カ ウ ン タ であ る

4 1 9 は ダ ウ ン カ ウ ン タ 4 1 7 に初期値を設定す る 初速設定器であ る 。

ダウ ン カ ウ ン 夕 4 1 7 の計数中の 出力 は 、 '第 1 の 分周器 4 1 2 の分周比を決定す る と と も に 、 比較器 4 2 0 に入力 さ れてい る 。

比較器 4 2 0 は、 ダ ウ ン カ ウ ン タ 4 1 7 の計数出 力 と 、 終速設定器 4 2 1 の設定値 と が一致 し た と き フ リ ッ プ フ ロ ッ プ 4 1 6 に対 し て リ セ ッ ト 信号を 出力す る よ う に構成 さ れて い る 。

以上の よ う な加減速制御部 4 1 0 を備え た助走 コ ン ベア 4 0 2 の動作を以下に説明す る 。

予め、 初速設定器 4 1 9 に は 、 助走 コ ン ベ ア 4 0 2 の搬送速度が搬入 コ ン ベア 4 0 1 の搬送速度 V _a と 等 し く な る た め に必要な第 1 の分周器 4 1 2 に対す る 分周比 N 。 が設定 さ れてお り 、 終速設定器 4 2 1 に は、

α

検査 コ ン ベア 4 0 3 の搬送速度 V _b ( V _a < V _b ) と 等 し く な る た め の分周比 N _b が設定 さ れて い る も の と す る （ N 。 〉 N _h ：) 。

ま た加速設定器 4 1 5 に は、 速度 V _a と 速度 V _h の平均速度で助走 コ ンベア 4 0 2 の搬送路長 を除算 し た 値 （平均移動時間） の 間 に第 2 の分周器 4 1 4 の分 周 パ ルス が （ N 。 一 N _b ) 個以上入力 さ れ る 範囲の任 意の 値 Mが設定 さ れて い る も の と す る 。

こ こ で、 搬入 コ ン ベ ア 4 0 1 力、 ら速度 V 。 で搬入 さ れた物品 Wの先端が t ₁ 時に セ ン サ 4 0 5 を横切 る と 、 そ の検出信号が第 2 9 図の A に示すよ う に立下が り 、 ダ ウ ン カ ウ ン タ 4 1 7 に は設定値 N 。 力《プ リ セ ッ 卜 さ れ る 。

こ のプ リ セ ッ 卜 に よ り 第 1 の分周器 4 1 2 の分周 比は、 第 2 9 図の Β に示すよ う に Ν 。 と な り 、 助走 コ ン ベア 2 の速度は第 2 9 図の C に示す よ う に V 。 と な る ο こ の た め 、 搬入 コ ン ベ ア 4 0 1 力、 ら の物品 は ほ ぼ 同一の速度で助走 コ ンベア 4 0 2 に搬入 さ れ る こ と に

7よ る 。

搬入さ れた物品 wが t ₂ 時に完全に助走 コ ンベア 4 0 2 上に移 る と セ ン サ 4 0 5 力、 ら の検出信号は立上 が り 、 ア ン ド回路 4 1 8 を介 し て第 2 の分周器 4 1 4 力、 ら の分周パ ノレスがダ ウ ン カ ウ ン タ 4 1 7 に入力 さ れ る た め、 第 1 の分周器 4 1 2 の分周比は分周パ ル ス の 入力毎に減少す る 。

こ の た め 、 助走 コ ン ベア 4 0 2 の搬送速度は徐 々 に速 く な り 、 物品 Wは加速 さ れな力 ら 検査 コ ンベア 4 0 3 方向へ搬送 さ れ る 。

ダ ウ ン カ ウ ン タ 4 1 7 の計数出力が t ₃ 時に N _b と 一致す る と フ リ ッ プフ ロ ッ プ 4 1 6 が リ セ ッ ト さ れ る た め、 ダ ウ ン カ ウ ン 夕 4 1 7 の 出力 は N _b の ま ま 一 定 と な り 、 助走 コ ン ベ ア 4 0 2 の搬送速度は V _b に固 定 さ れ る 。

し た力く つ て、 助走 コ ンベア 4 0 2 の 出 口付近ま で 加速搬送 さ れた物品 Wは'、 検査 コ ンベア 4 0 3·の搬送 速度 V _b と 同一速度で搬出 さ れ る こ と に な り 、 円滑に 検査 コ ンベア 4 0 3 に搬入 さ れて検査を受け る 。

助走 コ ン ベア 4 0 2 の搬送速度は、 次の物品 wが 搬入 コ ンベア 4 0 1 力、 ら 搬入 さ れ る t ₄ 時に再び V に 《 ₀ 以下同様の動作が繰返 さ れ、 物品 w は順次検査 コ ンベア 4 0 3 へ送 ら れ る が、 物品 Wは急激な速度変化 を受け な い た め 円滑に搬送 さ れ る こ と に な る 。

な お、 前記実施例で は、 分周器 （第 1 の分周器 1 2 ) の分周比を連続的 に変化 さ せ る こ と に よ っ て、 搬 送装置の速度を直線的 に変化 さ せ る よ う に し て い たが、 第 3 0 図 に示す よ う に 、 掃引 時間や掃引 開始電圧お よ び掃引終了電圧を任意に設定で き る 掃引 電圧発生器 4 3 0 の 出力で電圧制御発振器 （ V C O ) 4 3 1 の発信 周波数を任意な特性 （例え ば曲線状） で連続的 に変化 さ せて搬送速度を可変す る よ う に し てい て も よ い。

ま た、 前記実施例で は、 搬入 さ れた物品を加速 し て搬出す る 場合につ い て説明 し たが、 例え ばダ ウ ン 力 ゥ ン 夕 4 1 7 の代 り に ア ッ プカ ウ ン タ を用 いれば、 搬 入 さ れた物品を減速 し て搬出す る こ と も可能であ る 。

ま た 、 前記実施例では物品の搬入開始を光学的 な セ ン サ 4 0 5 で検出 し て い たが、 搬入物品 に遮 ら れ る 磁力線変化を検出すめ上記セ ン サや、 こ の搬送装置 に 対す る 荷重変化を検出す る 荷重セ ン サを用 い る よ う に し て も よ い 。

本発明 の第 2 実施例の搬送装置 は、 前記説明 の よ う に 、 一端側搬送路か ら の物品搬入開始をセ ン サで検 出 し て物品搬入時の搬送速度を一端側搬送路の搬送速 度に近づけ、 物品搬出時の搬送速度を他端側搬送路の 搬送路の搬送速度 に近づけ る よ う に制御 さ れてい る た め物品搬入時や物品搬出時に、 物品 に対 し て急激な力 が加わ る こ と な く 、 物品転倒や 内容物の片 よ り 等が発 生 し な い。

ま た、 棒状の物品を搬送す る 場合で も 、 急激な加 速 に よ る 位置ずれ等が起 こ り に く く な る た め、 搬送方 向 に 直交す る 向 き に並べて搬送す る こ と がで き 、 搬送 密度を高 く す る こ と が可能 と な る 。

次に、 本発明 の第 3 実施例を図面 に基づい て説明 す る 。

第 3 3 図 は、 第 3実施例 と し てイ ンバー タ制御搬 送装置を含む重量選別機の構成を示す図であ り 、 前述 し た第 3 6 図 D の構成 と 同一の も の に つ い て は同一符 号を付 し て説明 を省略す る 。

こ の重量選別機で は、 各モ ー タ M l , M 2 , M 3 の駆動電源装置 と し て、 同一の イ ンバー タ （周波数変 換器） 5 2 0 , 5 2 1 , 5 2 2 力 用 い ら れて い る 。

各イ ン 一 夕 5 2 0 , 5 2 1 , 5 2 2 は、 商用電 源を直流に整流 し て、 こ の 直流を ス イ ッ チ ン グす る こ と に よ り 、 入力 さ れ る デー タ に対応 し た周波数で 9 0 度位相 の異な る 交流電流を、 単相誘導型ブラ シ レ ス モ 一 夕 M l , M 2 , M 3 内 の 2 つ の コ ィ ノレ に供給す る よ う に構成 さ れてい る 。

5 2 3 は、 こ の重量選別機全体の搬送速度を指定 す る 速度指定部であ り 、 指定 さ れた速度デー タ S を 出 力す る

5 2 4 , 5 2 5 は、 速度デ一 夕 S を補正す る 補正 回路であ り 、 モ ー タ M l , M 2 , Μ 3 が同一の駆動周 波数で駆動 さ れた と き の計量 コ ンベア 3 に対す る 助走 コ ン ペァ 1 の速度比 な と 、 計量 コ ン ベア 3 に対す る 選 別 コ ンベァ 8 の速度比 / δ に よ り 、 速度デー タ S を除算 補正 し て、 そ れぞれィ ンバ一 夕 5 2 0 , 5 2 2 に 出力 す る （ こ の速度比 は ほ ぼ一定で、 予め コ ン ベ ア毎 に測 定 し てお く ) ο

し た が つ て、 物品 Wに応 じ た速度デー タ S が、 速 度指定部 5 2 3 に設定 さ れ る と 、 各イ ンバー 夕 5 2 0 5 2 1 , 5 2 2 に対 し て、 そ れぞれ S Z な ， S , S / β 、 の速度デー タ が設定 さ れ る ο

の た め モ ー タ Μ 1 ， Μ 2 , Μ 3 の駆動周波数の 比は、 F 1 ： F 2 ： F 3 = 1 / £1 : 1 : 1 ^ と な り . 各 コ ン ぺァ の速度は、 同一速度 と な る 。

の状態で、 助走 コ ンベア 1 に搬入 さ れた物品 W は、 ほ と ん こ シ ョ ッ ク の な い状態で計量 コ ン ベ ア 3 に 搬入 さ れ る た め、 計量器 4 力、 ら の計量信号の振動 は短 時間で収束す る 。

計量 コ ン ベ ア 3 に対す る 物品 の搬入 は セ ン サ 6 で 検出 さ れ、 物品が計量 コ ン ベ ア 3 上 に完全に搬入 さ れ て力、 ら 計量信号が安定す る ま での時間が経過 し た後、 こ の物品の重量が選別回路 7 で選別 さ れ、 重量値に対 応 し た選別信号が出力 さ れ る 。

計量 コ ンベア 3 力、 ら ほ と ん ど シ ョ ッ ク の な い状態 で選別 コ ンベア 8 に搬入さ れた物品 は、 選別信号に従 つ て駆動 さ れ る ガイ ド装置 9 に よ り 所定の搬出位置に ガイ ド さ れ、 後続の ラ イ ン （図示せず） へ搬出 さ れる な お、 物品の種類が変更 さ れ、 異な る 搬送速度で 選別を行な う 場合、 速度指定部 5 2 3 の速度デー タ S を変更指定すれば、 各 コ ンベア の速度が一斉 に指定速 度に変わ る 。 こ の制御 はモ ー タ に対す る 駆動周波数の 制御であ る た め、 搬送速度を遅 く 設定 し て も ト ル ク 低 下は な く 、 安定 し た搬送が行な え る 。

な お、 前記実施例で は、 助走 コ ンベア 1 , 計量コ ン ベア 3 お よ び選別 コ ンベア 8 の 3 つ の コ ンベア を同 一搬送速度にす る 場合 につ い て説明 し たが 、 計量コ ン ベア 3 に与え る 振動 は、 助走 コ ンベア 1 と の速度差に 起因す る 方が重大であ る た め、 助走 コ ンペァ 1 と 計量 コ ンベア 3 だ け を同一速度に制御す る よ う に し て も よ い„

ま た、 前記実施例で は、 モ ー タ を駆動す る た めの 駆動電源装置 と し て、 イ ン バ ー 夕 を用 い てい たが、 駆 動周波数を入力信号に応 じ て変え ら れ る 駆動電源であ ればイ ン バー タ でな く と も よ く 、 例え ばス テ ッ ピ ン グ モ ー タ 用 の駆動電源で も よ い （モ ー タ 力 ス テ ツ ビ ン グ モ ー タ の場合） 。

ま た 、 イ ン バ ー タ は、 通常かな り 低い周波数 ま で の交流電源をモ ー タ に対 し て供耠で き る が、 第 3 4 図 に示すよ う に速度デー タ が所定範囲か ら逸脱 し た こ と を判定器 5 3 0 で判定 し て、 各イ ン バ ー 夕 5 2 0 , 5 2 1 ， 5 2 2 の動作を停止あ る い は一定周波数に固定 す る よ う に構成 し てお け ば、 速度指定部 5 2 3 の故障 等 に よ る モ ー タ 焼 け （低速） や物品の倒れ等を未然 に 防止す る こ と がで き る 。

ま た、 前記実施例で は、 搬送速度を指定す る 信号 と し て、 速度デー タ を補正回路 5 2 4 , 5 2 5 に入力 し て、 演算 に よ っ て補正 し た速度デー タ を イ ン バ ー 夕 に設定す る よ う に し て い たが、 第 3 5 図 A に示す よ う に指定速度に対応 し た周波数 F の信号を、 補正手段 と し て の な 分周 器 5 3 1 ， 分周 器 5 3 2 に 入力 し 、 そ の分周 出力 （補正出力） に よ っ て各イ ン バ ー 夕 5 2 0 ' , 5 2 1 ' , 5 2 2 ' の駆動周波数を制御す る よ う に し て も よ い。

ま た、 第 3 5 図 B に示すよ う に 、 各 コ ン ベア毎の 搬送速度に対す る 駆動周波数の関係を、 予め記憶 し て い る メ モ リ 回路 5 4 0 , 5 4 1 , 5 4 2 を補正手段 と し てそ れぞれ設 け、 速度デー タ S を ア ド レ ス と し て各 メ モ リ 回路 5 4 0 , 5 4 1 , 5 4 2 力、 ら 読み 出 し た周 波数デー タ を、 イ ン バ ー タ 5 2 0 , 5 2 1 , 5 2 2 に 設定す る よ う に し て も よ い。 こ の テ ク ニ ッ ク は、 各 コ ン ベ ア の搬送速度が速度デー タ に比例 し な い場合に特 に有効であ る 。

ま た 、 前記実施例で は、 本発明 を重量選別機に適 用 し て い たが、 複数の コ ンベア を等速搬送 さ せ る 搬送 装置であ れば、 本発明 を同様に適用で き る 。

本発明の第 3 実施例の重量選別機では、 それに含 ま れ る イ ンバ ー タ 制御物品搬送装置が、 前記説明 の よ う に 、 複数の コ ンベア の モ ー タ を、 周波数可変の駆動 電源装置でそ れぞれ駆動で き る よ う に し、 複数の コ ン ベア の速度がほぼ同 じ速度 と な る よ う に速度指定信号 の補正を行な う 補正手段を有 し てい る 。

こ の た め 、 同一の速度指定信号に よ っ て、. 複数の コ ン ベア の搬送速度を、 同一搬送速度の ま ま 任意に変 更す る こ と がで き 、 物品変更の 際に極めて容易 に速度 変更を行な う こ と がで き る 。

ま た、 電源周波数を変え てモ ー タ の速度を制御す る よ う に し て い る た め、 低速搬送時に も搬送 ト ル ク の 低下がな く 、 寸法の長い物品や重量の大 き な物品で も 円滑に搬送す る こ と がで き る 。

な お、 上記各実施例の変形例等は相互間 に 同様の 主 旨で適用可能であ る 。

次に、 上記各実施例 に用 い ら れ る 計量器 と し て適 用 さ れ る 電磁平衡形はか り につ い て説明す る 。 周知の よ う に 、 各種の製造ラ イ ン等で用 い ら れ る 物品 （ ワ ー ク ） の重量測定 （計量） 装置 は応答性や精 度上の観点か ら そ れ迄の作動 ト ラ ン ス 形， ロ ー ドセ ル 形の も の力、 ら 電磁平衡形の も の に置 き 換え ら れつつ あ る

各種の計量装置 に用 い ら れて い る 従来の電磁平衡 形はか り は第 4 0 図 に示す よ う に構成 さ れて い る 。

第 4 0 図 に お い て、 6 ◦ 1 は所定の 中間位置を支 点 S と し てそ の一端側 1 a で被計量物 Wを受 け る よ う に 形成 さ れた槓杆を含む秤量台、 6 0 2 は秤量台 6 0 1 の他端側 6 0 1 b の屈 曲部 に設 け ら れた 円形の穴、 6 0 3 は こ の穴 6 0 2 に 向 っ て光を投光す る 投光器、 6 0 4 , 6 0 5 は穴 2 を通過 し た光を受光す る 上下方 向 に並ん だ受光器であ る 。

6 0 6 は受光器 6 0 4 , 6 0 5 力、 ら の受光信号の 差を検出す る 差動増幅器、 6 0 7 は差動信号 に対す る 係数乗算、 積分お よ び微分を行な っ て制御電圧を 出力 す る P I D演算器、 6 0 8 は制御電圧 に等 し い駆動電 圧を 出力 し 、 大電流を出力で き る 駆動増幅器であ る 。

6 0 9 は駆動電圧 に応 じ た電磁力で秤量台' 6 0 1 の他端側 6 0 1 b を下方に吸引 す る 電磁 （ フ ォ ー ス ） コ イ ル、 6 1 0 は電磁 コ イ ル 6 0 9 に流れ る 電流に よ つ て抵抗 R に生 じ る 電圧を 出力す る バ ッ フ ァ 増幅器、 6 1 1 は、 < ッ フ ァ 増幅器 6 1 0 か ら 出力 さ れ る 信号 の振動成分や ノ イ ズ成分を除去 し て、 被計量物 Wの荷 重に対応 し た 直流電圧信号を出力す る 低域通過フ ィ ル タ （以下 L P F と 記す） であ る 。

こ の よ う な構成の電磁平衡形の はか り で は、 被計 量物 に よ る 荷重に よ り 、 秤量台 6 0 1 が時計回 り に変 位 し よ う と す る と 、 受光器 6 0 5 の受光量よ り 受光器 6 0 4 の受光量が大 き く な っ て差動信号が出力 さ れ、 P I D 演算器 6 0 7 か ら の制御電圧が大 き く な り 、 秤 量台 6 0 1 を反時計回 り に変位さ せ る 力が増 し 、 锆局、 秤量台 6 0 1 は水平状態に保持 さ れ る 。

電磁 コ イ ル 6 0 9 の吸引 力 は、 駆動電流に比例す る か ら 、 秤量台 6 0 1 が水平にバラ ン ス し た状態にお け る 抵抗 R両端 に発生す る電圧 は被計量物の荷重に比 例 し てい る 。

し たが っ て、 予め荷重に対す る 抵抗両端の電圧出 力 を校正 し てお けば、 低域通過フ ィ ル タ 6 1 1 か ら の 出力 に よ っ て被計量物 Wの重量を知 る こ と がで き る 。

し力、 し な が ら 、 以上の よ う な従来の電磁平衡形は か り で は、 特に は被計量物に よ る 荷重がス テ ッ プ状に 近い変化を し た場合、 前記の よ う に電磁 コ イ ル · 6 〇 9 を電圧駆動 し てい る と 、 そ の コ イ ノレイ ン ダ ン ス に対す る 過渡応答に よ っ て電磁 コ イ ル 6 0 9 に流れ る 電流が 自 然対数で定常値に収束す る た め計量に長い時間がか か っ て し ま う と い う 問題力《あ る 。 特に、 コ ン ベア状 に形成 さ れた秤量台 に次々 に被計 量物を送 り 、 搬送中 に被計量物の計量を効率よ く 行な う よ う に構成 さ れた計量装置で は、 計量速度を低下 さ せ る 重大な 問題で あ る 。 こ れを改善す る た め に P I D 演算器 6 0 7 の微分成分を増す こ と も 考え ら れ る が、 微分本来の 目 的であ る 制御特性の改善の最適値を使用 で き な く な る と 共に 、 強 く 微分をかけ る と こ の制御系 が発振 し て し ま う と い う 問題があ る 。

と こ ろ で、 従来 よ り 用 い ら れて い る 電磁平衡形 は か り は、 第 5 8 図の原理図で示す よ う に槓杆 L の支点 S よ り 片側 に、 秤量台 （例え ば秤量 コ ンペャ） じ か ら の受感部分の力 F i を受け、 反対側 に電磁 コ イ ル F C に よ る 吸引力 F ₂ を受けてバ ラ ン ス さ せ、 こ の と き の 電磁 コ イ ル F C に供給す る 電流値に基づい て、 秤量台 C 上の被測定物 Wの重量を測定す る も のであ る 。

即 ち 、 秤量台 （例え ば秤量 コ ン ペャ） C に被測定 物 Wを載せて な い状態で も 、 秤量台 C の重量 （デ ッ ド • ゥ ユ イ ト ） に よ っ て槓杆 L の他端 A 側が上方へ上が る の で、 支点 S の反対側に 固定 し た電磁 コ イ ル F じ に 電流を流 し て槓杆 L の反対側を下方へ吸引 し て秤量台 C の重量 （デ ッ ド * ウ ェ イ 卜 ） と バ ラ ン ス さ せて槓杆 L を水平 に保 っ てお く 。 そ し て、 秤量台 C に被測定物 Wを載せた と き に、 槓杆 L の他端 A 側が上方へ上が ろ う と す る の に対抗 し て、 電磁 コ イ ル F C の電流を增加 さ せて、 被測定物 Wの重量に対応 し た分だけ電磁 コ ィ ル F C の吸引 力 F „ を増加 さ せて、 反対側の端部 Aが 変位 し な い よ う にす る 。 こ の変位 し な い よ う にす る た め の電磁 コ イ ル F C への電流値の増加分 に 基づ い て、 被測定物 Wの重量が検出 さ れ る 。

し か し なが ら 、 こ の よ う な構成の従来の電磁平衡 形は力、 り で は、 次の よ う な 問題があ っ た。

( a ) 秤量台 C の デ ッ ド * ウ ェ イ 卜 に対 し て電磁 コ ィ ル F C の吸引 力 F ₂ でバ ラ ン ス さ せて い る た め、 秤量 台 C に被測定物 Wがな い無負荷状態で も 、 常 に電磁 コ ィ ノレ F C に電流を流 し て槓扦 L を水平に保持 さ せな け ればな ら な い の で、 電力消費の点で問題であ る 。

特に秤量台 C と し て被測定物 Wを搬送 し つつ測定 す る 秤量 コ ン ペャ を用 い る場合に は、 抨量 コ ンペャ及 び コ ン べャ を駆動す る モ ー タ な どの大 き な重量 と バラ ン ス さ せる必要があ る ので、 そ の分だけ よ り 大 き な電 流を流 さ な ければな ら な い。 こ の た め電磁コ イ ル に よ る発熱量が大 き く 、 電磁平衡形はか り 内部の電磁回路 の動作に温度変化に よ る 悪影響を与え て、 高精度の測 定を なす こ と がで き な い。

( b ) 秤量台 C の大 き な重量と 電磁 コ ィ ル F C の吸引 力 F ₂ と をバ ラ ン ス さ せ る 必要上、 槓杆 L の支点 S か ら の秤量台 C 側の重量の受感部 ま での距離 j? _{ に対 し て、 支点 2 か ら電磁 コ イ ル F C の吸引力 の受感部 ま で の距離 i? 2 を大 き く し な ければな ら な い。 し 力、 し て、 こ の よ う に J? _{ と £ n の比が大 き く 、 し 力、 も 支点 S に 対 し て片側の秤量台 C に対 し て反対側は著 し く 軽 い と い う 質量ア ン バ ラ ン ス の た め 、 外部振動 （例え ば こ の 秤を設置 し た床の振動） の影響に よ っ て、 槓杆 L に振 動が生 じ て、 高精度の測定を な す こ と がで き な い。

ま た、 秤量 コ ン ペャ に被測定物がの り 移 っ た り 、 去 っ た と き に槓杆 に 、 こ の質量ア ン バ ラ ン ス の た め に大 き な 振動が生 じ る た め、 高精度の測定及び高精度 化の措置を な す こ と がで き な い。

ま た、 従来よ り 防水化を図 っ た は力、 り と し て知 ら れて い る 構造の一例を第 5 9 図 に原理図 と し て示す。

即 ち 、 槓杆 L の支点 S よ り 片側で、 篋体 B の外部 の秤量台 （例え ば秤量 コ ンベア） C か ら の受感部分の 力 を受け る 。

秤量台 C の支柱 C a は秤量台 C の上下動を受け な い よ う に 、 筐体 B の穴 B a か ら上方へ突出 し て い る 。 そ し て、 槓杆 L の支点 S に対 し て反対側に は ス プ リ ン グ S P を 固定 し 、 こ の ス プ リ ン グ S P の た わ み に よ る 力 に よ っ てバ ラ ン ス 力《 と ら れて い る 。 又、 ス プ リ ン グ S P は感度ばね と し て働 き 、 槓杆 L が秤量台 C 上の被 測定物 Wの重量に比例 し た変位 （角変位） をす る よ う に設定 さ れて い る 。 従 っ て、 槓杆 L の一端 に 例え ば差 動 ト ラ ン ス T の コ ア T C を設 け槓杆 L の変位を検出す る こ と に よ り 被測定物 Wの重量を知 る こ と がで き る 。 し か し て、 こ の よ う な はか り で は、 前記 し た よ う に筐体 B の穴 B a と 支柱 C a と の 間 に隙間があ る た め 被計量物 Wが液体を含んでい る 合、 め る い は秤量台 C を洗浄す る 場合 に、 こ の隙間か ら 液体がカ バー 内部 に浸入す る お それがあ る 。

の た め、 従来では、 第 5 9 図 に示すよ う に、 支 柱 C a に 円筒状の防止フ ー ド P a を固定 し 、 筐体 B の 穴 B a の縁部 に 円筒状の防水筒 P b を固定 し 、 さ ら に 防水筒 P b の上端外周 に水切 り 突起 P c を設け る な ど の対策 ¾r Iff じ てい た。

し か し な力《 ら 、 こ の よ う な構成の従来の防水化を 図 っ た は か り で は、

( a ) 筐体 B の 内部への液体の浸入防止に は、 防水筒 P b の水切 り 突起 P c と 防水フ ー ド P a と の 間隔をで き る だけ小 さ く し な ければな ら な いが、 あ ま り 間隔を 小 さ く す る と 振動な どで支柱 C a がそ れ ら と接触 し 、 支柱 C a の上下動を妨げ る 。 こ の た め、 こ の構造で は 通気面積が大 き く な り 、 液体の 内部への浸入を完全に は防止で き な い。

( b ) 外部 と の通気面積が大 き い た め、 内部 に結露が 生 じ やすい

ま た防水の た め に第 6 0 図 に示すよ う に筐体 B と 支柱 C のす き ま を伸縮体 D で密封す る こ と が考え ら れ る が、

(c) 伸縮体 D の た わみ に よ る 力 に よ り 、 槓杆 L の変 位が被測定物 Wの重量に正確に比例 し な く な る 。

(d) 筐体 B の 内部 に密封 さ れ る た め、 温度の変化 に よ り 筐体 B 内部の空気圧が変化 し て重量の測定に誤差 を生ず る 。

(e) 筐体 B の 内部が密封 さ れ る た め、 S体 B 内部の 空気が ク ッ シ ョ ン と し て働 き 槓杆 L が振動 し て はか り が安定す る の に時間がかか る 。

こ れ ら の 問題 は槓杆 L の一端 に差動 ト ラ ン ス 丁 に 代え て第 5 8 図の電磁 コ イ ル F C を結合す る よ う に し た電磁平衡形はか り の場合 も 同様であ る 。

以上、 要約す る と 、 従来の電磁平衡形はか り は高 速応答性を有す る も のが実現 さ れて い な い と 共に、 こ れに加え て高精度化延い て は高信頼性化に寄与 し得 る も のが実現 さ れて い な 力、 つ た。

第 3 7 図 は改良 さ れた第 1 の電磁平衡形はか り を 示す電気的な構成図で、 第 4 0 図 と 同一構成に は同一 符号を用 い て い る 。

第 3 7 図 に おい て、 6 1 5 は所定の 中間位置を支 点 S と し た槓杆を含み一端側 6 1 5 a が コ ンベア状 に 形成 さ れた秤量台、 6 1 6 は秤量台 6 1 5 の他端側 6 1 5 b の屈 曲部 6 1 5 c に設け ら れた 円形の穴で あ る _c こ の穴 6 1 6 を通過 し た投光器 6 0 3 か ら の光を受光 す る 受光器 6 0 4 , 6 0 5 か ら の受光信号 は前記槓杆 の変位量に対応 し た変位信号 と し て差動増幅器 6 0 6 に入力 さ れる 。 こ の差動増幅器 6 0 6 か ら の 出力信号 を受け る P I D 演算器 6 0 7 力、 ら は、 P I D 演算に よ り 秤量台 6 1 5 にかか る 荷重に対応 し た制御電圧が出 力 さ れ る 。

な お、 P I D 演算器 6 0 7 に代え て、 現代制御理 論 に基い た制御動作を行な う 例え ば メ ン バ一 シ ッ プ関 数に よ る フ ア ジ ィ 制御器等を用 い る よ う に し て も よ く 、 要 は前記変位信号がゼ ロ に近づ く よ う に制御す る パ ラ メ ー タ を演算す る も の であ ればよ い。

6 2 0 は、 P I D 演算器 6 0 7 力、 ら の制御電圧に 対応 し た電流を電磁 コ イ ル 6 0 9 に流す電流変換回路 乙、'あ O ₀

こ の電流変換回路 6 2 0 は、 駆動増幅器 6 2 1 の 反転入力端子に抵抗 R i を介 し て制御電圧を入力 し、 こ の駆動増幅器 6 2 1 の 出力 に よ り 電流駆動 さ れ る 電 磁 コ イ ル 6 0 9 に流れ る 電流を抵抗 R 。 で電圧検出 し、 そ の検出電圧が非反転入力端子に 印加 さ れる バ ッ フ ァ 増幅器 6 2 2 の 出力端か ら抵抗 R ₃ ( - i^ i ) を介 し て駆動増幅器 6 2 1 の反転入力端子に帰還す る よ う に 構成 さ れて い る 。 な お、 駆動増幅器 6 2 1 の非反転入 力端子は抵抗 R _Q を介 し て接地 さ れ、 バ ッ フ ァ 増幅器 6 2 2 の反転入力端子はそれの 出力端に接続 さ れてい 0 ο

6 2 3 は、 ノ ' ッ フ ァ 増幅器 6 2 2 力、 ら L P F 6 1 1 を介 し て出力 さ れ る 計量信号をデ ジ タ ル値 に変換す る A Z D 変換器、 6 2 4 は、 こ の計量値か ら 秤量台 6 1 5 の重量値を減算 し て、 被計量物の重量を算出す る 重量算出部であ る 。

6 2 5 は、 被計量物 Wの秤量台 6 1 5 への搬入 夕 イ ミ ン グを検出す る セ ン サであ り 、 A Z D 変換器 6 2 3 は、 こ の セ ン サ 6 2 5 力、 ら の タ イ ミ ン グ検出信号を 受け てか ら 所定時間 T 後の計量信号を デ ジ タ ル値に変 換す る 。

次に、 こ の よ う に構成 さ れた本発明 の電磁平衡形 は力、 り の動作につ い て第 3 3 図 A 〜 G に示す タ イ ミ ン グチ ヤ 一 ト を参照 し て説明す る 。

秤量台 6 1 5 に被計量物 Wが搬入 さ れ る と 、 そ の 荷重は第 3 8 図の A に示すよ う に 台形状 に変化す る 。

P I D 演算器 6 0 7 は、 こ の荷重変化の微分成分 (第 3 8 図の B ) と 積分、 定数成分 （第 3 8 図の C ) と の合成出力 を制御電圧信号 V _e と し て第 3 8 図の D の よ う に主 と し て — V i 力、 ら ー V ₂ 間の値を と 'る 波形 を出力す る 。

駆動増幅器 6 2 1 の 出力電流 I _a は、 バ ッ フ ァ 增 幅器 6 2 2 力、 ら の帰還 に よ り 第 3 8 図の Ε の よ う に 、 こ の制御電圧 V „ に速やか に追従 し て V ₂ / R ₂ で定 ま る 電流値に収束す る 。

こ の収束 は、 第 3 8 図の E に点線で示 し た従来の 電圧駆動に よ る 電流変化に比べて は る か に速い。

こ の と き 、 抵抗 R ₂ の端子電圧即 ち 、 バ ッ フ ァ 増 幅器 6 2 2 の電力電圧 V _b は第 3 8 図の F に示す よ う に 一 V ₂ ボ ノレ 卜 と な る 。

こ の よ う に し て、 電磁 コ イ ル 6 0 9 に は制御電圧 に追従 し た電流が速やかに流れ る た め、 秤量台 6 1 5 は、 第 3 8 図の G に示すよ う に荷重の変化時 に 僅か に 変位す る の みで、 そ の平衡状態が維持 さ れ る 。

被計量物が搬入 さ れてか ら T 時間後の計量信号は デ ジ タ ル信号に変換 さ れ、 重量計算部 6 2 4 で被計量 物の重量値が算出 さ れ る 。

な お、 電磁 コ イ ル 6 0 9 に流れ る 電流は、.制御電 圧に速やか に対応 し て変化す る た め、 こ の時間 T を短 く 設定で き 、 被計量物が枰量台 6 1 5 に乗 っ てい る 時 間を こ の T に極力近づけ る よ う に搬送速度を決めれば 最 も 効率の高い計量が行な え る 。

な お、 第 1 の電磁平衡形はか り で は、 電流変換回 路 6 2 0 を駆動増幅器 6 2 1 と バ ッ フ ァ 増幅器 · 6 2 2 で構成 し て い たが、 第 3 9 図に示す電流変換回路 6 3 0 の よ う に構成 し て も よ い。 すな わ ち 、 第 3 9 図 に お い て は、 P I D 演算器 6 0 7 か ら の制御電圧を大電流 を 出力で き る 電圧利得 " 1 " の駆動増幅器 6 3 1 で受 け、 電磁 コ イ ル 6 0 9 と 電流検出用 の抵抗 R ₂ を負帰 還ル ー プ に挿入 し た反転型 の駆動増幅器 6 3 2 に 、 駆 動増幅器 6 3 1 か ら の 出力 を抵抗 R ₄ を介 し て入力す る よ う に構成す る 。 な お、 6 3 3 は抵抗 R ₂ の端子電 圧を計量信号 と し て 出力す る 差動増幅器であ る 。

ま た笫 3 7 図で は、 2 つ の受光器 6 0 4 , 6 0 5 に よ つ て秤量台の変位を検出す る よ う に し てい たが、 こ の変位検出 は、 光学的 に よ る も の だ けでな く 差動 ト ラ ン ス等を用 い る こ と 力 で き る 。

以上の よ う に 改良 さ れた第 1 の電磁平衡形はか り は、 前記説明 の よ う に 、 制御電圧 に対応 し た電流で電 磁 コ イ ルを負帰還ルー プ中 に お い て電流駆動す る よ う に構成 さ れて い る た め、 荷重変化に電磁 コ イ ルの電流 が速やか に応答 し 、 荷重変化か ら 計量 タ イ ミ ン グま で の時間を著 し く 短縮で き 、 計量効率を格段に高め る こ と 力 で き る 。

と こ ろ で、 第 3 7 図 に お い て、 A / D変換器 6 2 3 は L P F 1 1 か ら の重量に対応 し た計量信号をデ ジ タ ル値 に変換 し て重量算出部 6 2 4 に供給す る こ と に よ り 、 重量算出部 6 2 4 で の演算を高速且つ高精度に 行な う こ と がで き る よ う に し て電磁平衡形はか り を用 い る シ ス テ ム 全体の信頼性を向上す る こ と に寄与 し て い る 。

こ の よ う な A Z D変換器 と し て は 、 構成が比較的 簡単で安価な こ と か ら V Z F変換器を用 い た も の を採 用す る こ と 力 で き る 。

第 4 4 図 は、 こ の V Z F 変換式の A Z D変換器の 構成を示すプ ロ ッ ク 図であ る 。

第 4 4 図 におい て、 7 3 1 は入力 さ れ る ア ナ ロ グ 信号の電圧 V に比例 し た周波数 F を有する パ ル ス信号 を 出力す る V / F 変換器であ り 、 例え ば入力電圧ゼ ロ ボル ト 力、 ら フ ノレ ス ケ ー ノレ （ 1 0 ボル ト ） ま での変化に 対 し て、 周波数ゼ ロ Hzか ら 2 MHz ま でのパルス信号を 比例出力す る よ う に構成 さ れて い る 。

7 3 2 は こ の V Z F 変換器 7 3 1 力、 ら の パ ル ス信 号の周波数を計数す る 計数回路であ り 、 こ の パル ス信 号をゲー ト 信号発生回路 7 3 3 か ら のゲー ト パ ルス に よ っ てア ン ド回路 7 3 4 を通過 さ せて所定時間だけ N ビ ッ 卜 の カ ウ ン タ 7 3 5 へ入力 さ せ、 そ の計数結果を ラ ッ ヂ回路 7 3 6 に ラ ツ チ さ せてデジ タ ル値 と し て出 力 さ せ る 。

な お、 7 3 7 は ゲー ト ル ス の立下 り よ り 僮かに 遅れた ラ ツ チパ ルス を 出力す る ラ ツ チパ ル ス発生回路、 7 3 8 は、 ラ ッ チ ル ス よ り 遅れ、 ゲ ー ト パ ル ス の立 上 り よ り 進んだ リ セ ッ 、。ルス を出力 し て、 カ ウ タ ン 7 3 5 を リ セ ッ 卜 す る リ セ ッ ト パルス発生回路であ る 。

し たが っ て、 入力 ア ナ ロ グ電圧 Vが変化すれば、 ラ ツ チ 回路 7 3 6 に ラ ツ チ さ れ る 計数値 も そ の変化に 応 じ て変化す る こ と に な る 。

と こ ろ で、 前記の よ う な構成の A Z D変換器で は、 例え ば 1 6 ビ ッ ト の分解能を得 る た め に は ほ ぼ 3 2 ミ リ 秒 （ 6 4 K Z 2 MHZ ) も の 力、な り 長 い ゲー ト タ イ ム が必要 と な り 、 上述 し た よ う に電磁平衡形はか り の計 量信号 （ア ナ ロ グ量） の高精度な測定 と 波形分析を と も に行な う 場合、 高い周波数成分を含むア ナ ロ グ信号 の変化を必ず し も 高速で且つ正確に調べ る こ と がで き な い と い 問題力《あ る 。

そ こ で、 ゲ一 ト タ イ ム を例え ば 1 Z 8 の 4 ミ リ 秒 に短縮 し て、 サ ン プ リ ン グを高速化す る と と も に、 得 ら れた計数値を 8個加算 し て 1 6 ビ ッ ト の精度を得 る 方法 も 考え ら れ る 。 し 力、 る に、 こ の場合、 カ ウ ン タ 7 3 5 の リ セ ッ ト に 要す る 時間を、 V Z F 変換器 7 3 1 か ら 出力 さ れ る 最高周波数のパルス信号の周期 に対 し て無視で き る 程度に短 く し な ければな ら な い。

すな わ ち 、 こ の リ セ ッ ト 時間内 に入力 さ れ る パル ス の数は毎回の計数結果に は含 ま れな い た め、 こ の計 数値の加算結果 に は大 き な誤差が含 ま れて し ま い精度 が著 し く 低下 し て し ま う 。

こ の た め 、 高速動作の期待で き る E C L 等の高速 素子を用 い る こ と が考え ら れ る が、 こ の よ う な高速素 子は高価で且つ発熱が多 く ド リ フ ト 等の新た な 問題を 処理 し な ければな ら な い の で、 単純に は使用 し に く い と い う 問題力 あ る 。

第 4 1 図 は上述の よ う な 問題を解決す る た めの A Z D変換器の構成を示すプ ロ ッ ク 図であ る 。

第 4 1 図 に おい て、 7 4 0 はア ナ ロ グ電圧 V に比 例 し た周波数のパ ル ス信号を出力す る V Z F変換器で あ り 、 例え ば出力パ ル ス が水晶発振器 7 4 1 か ら の ク 口 ッ ク 信号に 同期 し て出力 さ れ る 同期式の V Z F変換 器で、 前述の V Z F 変換器 7 3 1 と 同様に ア ナ ロ グ電 圧 の ゼ ロ ボル ト カ、 ら フ ル ス ケ 一 ノレ 1 0 ボ ル 卜 に対 し て 周波数ゼ ロ Hzか ら 2 MHz のパ ル ス を 出力す る 。

7 4 2 は V Z F変換器 7 4 0 か ら のパル ス 信号を 連続計数す る 例えば 1 6 ビ ッ ト の ェ ン ド レ ス カ ウ ン 夕 であ る 。

7 4 3 は、 こ の エ ン ド レ ス カ ウ ン タ 7 4 2 の計数 出力 を第 1 の ラ ツ チパル ス を受け る 毎に ラ ツ チす る第 1 の ラ ッ チ 回路であ り 、 7 4 4 は第 1 の ラ 'ソ チ 回路 7 4 3 の 出力を第 2 の ラ ッ チパルス を受け る毎に ラ ッ チ す る 第 2 の ラ ツ チ回路であ る 。

7 4 5 は水晶発振器 7 4 1 力、 ら の ク ロ ッ ク 信号を 分周 し て例え ば 1 ミ リ 秒毎に第 1 の ラ ッ チパ ルス を 出 力す る ラ ッ チパ ルス発生回路、 7 4 6 は第 1 の ラ ッ チ パルス よ り 偟かな時間 d i だけ遅れた書込みパルス を 出力す る 第 1 の遅延回路、 7 4 7 は書込みパルス よ り 僅かな時間 d ₂ だけ遅れた第 2 の ラ ッ チパ ル ス を 出力 す る 第 2 の遅延回路で あ る 。

7 4 8 は第 1 の ラ ッ チ 回路 7 4 3 の 出力力、 ら第 2 の ラ ツ チ 回路 7 4 4 の 出力を減算す る 減算器であ る 。

こ の減算結果は、 あ る 第 1 の ラ ッ チパルス発生時

T _n _ 】に お け る ェ ン ド レ ス カ ウ ン タ 7 4 2 の 計数値

A _η ,を次の第 1 の ラ ッ チパ ル ス発生時 T _n の 計 数 π - 1 n

値 A 力、 ら 減 じ た値 C _n と な り 、 こ れは T 時力、 ら

T _n 時ま での ア ナ ロ グ電圧の大 き さ に対す る デ ジ タ ル 値であ る 。

ま た 、 こ の デ ジ タ ル値は最大で 2 MHz のパル ス信 号を 1 ミ リ 秒毎に ラ ッ チ し た値同士の減算結果であ る た め、 最大で " 2 0 0 0 " 即 ち 1 1 ビ ッ 卜 の分解能を 有 し て い る 。

7 4 9 は、 連続入力 さ れた所定個数 （ 3 2 個） の 減算結果の積算値を出力す る 積算回路であ り 、 減算結 果を順番に記憶す る シ フ ト レ ジ ス タ 7 4 9 1 と 、 こ の シ フ ト レ ジ ス タ 7 4 1 の記憶内容を加算す る 加算器 7 4 9 2 と 力、 ら 構成 さ れてい る 。

次 に 、 こ の よ う に構成 さ れた A Z D変換器の動作 に つ い て第 4 2 図 A〜 G に示す タ イ ミ ン グチ ヤ'一 ト を 参照 し て説明す る 。

V / F 変換器 7 4 0 に入力 ア ナ ロ グ信号が加え ら れ る と 、 こ の信号電圧 に比例 し た周波数のパル ス 信号 力 ェ ン ド レ ス カ ウ ン タ 7 4 2 に 出 力 さ れ、 パ ル ス信号 の計数が進み、 例え ば第 4 2 図の A に示すよ う に カ ウ ン ト 値 A が増加す る 。

こ れに対 し て第 4 2 図の B に示すよ う な第 1 の ラ ツ チ パ クレ ス力 T 丄 時に 出力 さ れる と 、 第 1 の ラ ッ チ 回 路 7 4 3 に は第 4 2 図 の C に 示 す よ う に カ ウ ン ト 値 A ₃ 力《 ラ ッ チ さ れ、 僅 か に 遅れ た 書込 み パ ル ス （第 4 2 図の D ) に よ り 、 カ ウ ン ト 値 A 】 力、 ら 第 2 の ラ ツ チ 回路 7 4 4 に 記憶 さ れ て い た前回 の カ ウ ン ト 値 ( A ₀ と す る ） を減じ た値 C 丄 力 シ フ ト レ ジ ス タ 7 4 9 1 に記億 さ れ る （第 4 2 図の E ) 。

こ の書込みパ ル ス よ り 僅かに遅れた第 2 の ラ ツ チ パルス が第 4 2 図の F に示す よ う に第 2 の ラ ツ チ 回路 7 4 4 に入力 さ れ る と 、 第 4 2 図の G に示すよ う に第 1 の ラ ッ チ 回路 7 4 3 〖こ ラ ッ チ さ れてい る カ ウ ン ト 値 A _{ が第 2 の ラ ッ チ 回路 7 4 4 に ラ ッ チ さ れる 。

以下、 同様に し て、 1 ミ リ 秒毎の カ ウ ン ト 値の差 力 シ フ ト レ ジ ス タ 7 4 9 1 に順次記憶 さ れる 。

シ フ ト レ ジ ス 夕 7 4 9 1 に例え ば 3 2 個の減算結 果 （： ₂ 〜 （： ₃₃が記憶 さ れた と き の加算器 7 4 9 2 の 出 力 は、 T 丄 時力、 ら T ₃₃時ま での 3 2 ミ リ 秒間 に お け る ア ナ ロ グ信号の電圧の大 き さ に対応す る デ ジ タ ル値 と な り 、 エ ン ド レ ス カ ウ ン タ 7 4 2 が継続カ ウ ン ト し て い る た め こ の 間の誤差の累積がな く 、 加算結果 は 1 6 ビ ッ ト の精度を有す る 。 次の減算結果 C ₃₄力《、 シ フ ト レ ジ ス タ 7 4 9 1 に 記憶 さ れ る と 、 加算器 7 4 9 2 の 出力 は T ₂ 時力、 ら Τ 3 時ま での 3 2 ミ リ 秒間 に お け る ア ナ ロ グ電圧の大 き さ に対応 し た デ ジ タ ル値 と な り 、 以下同様 に 1 ミ リ 秒 毎 に ア ナ ロ グ信号 に対応 し た 1 6 ビ ッ ト 精度の デ ジ 夕 ル値 を得 る こ と 力 で き る 。

な お 、 ェ ン ド レ ス カ ウ ン タ 7 4 2 の カ ウ ン ト がォ 一バー フ ロ ー し て前回の カ ウ ン ト 値 よ り 今回の カ ウ ン ト 値 A の方力 小 さ く な っ て し ま う 場合力くあ る が、 減算器 7 4 8で は予め第 1 の ラ ッ チ 回路 7 4 3 の ラ ッ チ 出力 A _n の 1 7 ビ ッ ト 目 に " 1 " が存在 し てい る も の と し て減算が行な われ る よ う に構成 さ れてお り 、 常 に増加分の正 し い カ ウ ン ト 差が出力 さ れ る こ と に な る 。

な お、 第 4 1 図の Aノ D変換器で は、 連続す る 減 算結果を シ フ ト レ ジ ス タ 7 4 9 1 に記億 し て所定個数 ( 3 2 個） 加算す る こ と に よ っ て、 1 6 ビ ッ ト の分解 能の デ ジ タ ル値を得 る よ う に し てい たが、 波形分析等 を行な う 場合 に は、 分析時間分の減算結果をすベて記 憶回路 に記億 し てお き 、 必要に応 じ た分解能で読み 出 す こ と 力 で き る 。

ま た、 第 4 1 図の A Z D変換器で は、 1 1 ビ ッ ト 分解能の減算結果を そ の ま ま 加算す る よ う に し て い た が、 第 4 3 図 に示すよ う に減算結果を シ フ 卜 レ ジ ス タ 7 4 9 1 a でそ れぞれ 2 ⁵ 倍 （下位に " 0 " を 5 個加 え る ） し て、 M個 （任意） の連続す る 1 6 ビ ッ ト 化 さ れた減算結果を加算器 7 4 9 2 a で加算 し、 そ の加算 結果を 1 / M除算器 7 4 9 3 で平均化す る よ う に して も 1 6 ビ ッ ト 分解能を得 る こ と がで き る 。

ま た、 第 4 1 図の A Z D変換器で は、 1 6 ビ ッ ト の ェ ン ド レ ス カ ウ ン 夕 7 4 2 を用 い て い た 力《、 こ れ に 限定 さ れ る も のでな く 、 ほぼ V Z F 変換器の フ ルス ケ ー ル時の 出力周波数を ラ ッ チ周波数で除算 し た値以上 をォ バ一 フ ロ ーす る こ と な く カ ウ ン 卜 で き る も のであ ればよ く 、 第 4 1 図の A Z D変換器の場合で も 1 2 ビ ッ ト 以上の も の で よ い こ と は明 ら かであ る 。

以上の よ う な A Z D変換器は、 前記説明 の よ う に、 V Z F 変換器の 出力 を維続カ ウ ン ト さ せ、 所定時間当 り の計数値の変化量を算出 し 、 デ ジ タ ル変換す る よ う に構成 さ れて い る た め、 特に高速な カ ウ ン タ を用 い る こ と な く ア ナ ロ グ信号 に対す る サ ン プ リ ン グ間隔を小 さ く し て も所望す る 精度の デ ジ タ ル変換を行な う こ と がで き 、 前述 し た電磁平衡形はか り に と っ て好都合 と な る 高精度測定 と 高速波形分析 と が可能 と な る 。

第 4 5 図 は第 4 4 図の A Z D変換器の 問題を解決 す る た め の別の態様に よ る A Z D変換器の プ ロ ッ ク 図 であ る 。

第 4 5 図 に お い て、 7 5 0 はア ナ ロ グ電圧 Vに比 例 し た周波数のパル ス信号を出力す る V Z F 変換器で あ り 、 例え ば出力パ ル スが水晶発振器 7 5 1 力、 ら の ク 口 ッ ク 信号に 同期 し て出力 さ れ る 同期式の V Z F 変換 器で、 前述の V Z F 変換器 7 3 1 と 同様に ア ナ ロ グ電 圧 の ゼ ロ ボル ト カ、 ら フ ノレ ス ケ一ノレ 1 0 ボル ト に対 し て 周波数ゼ ロ Hzか ら 2 MHz の パル ス を 出力す 。

7 5 2 は V / F 変換器 7 5 〇 力、 ら の パル ス 信号を 切換信号の レ ベ ル に応 じ て第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 ま た は第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 に切換入力す る 入力 切換ス ィ ツ チであ る 。 な お、 第 1 , 第 2 の カ ウ ン タ 7 5 3 , 7 5 4 は 1 2 ビ ッ ト の バ イ ナ リ カ ウ ン タ で あ る 0

7 5 5 は水晶発振器 7 5 1 力、 ら の ク ロ ッ ク 信号を 分周 し て例え ば 1 ミ リ 秒毎に レ ベルが反転す る 入力切 換信号を出力す る 切換信号発生回路、 7 5 7 は、 こ の 入力切換信号を ィ ン バ 一 タ 7 5 6 で反転 し て得 ら れた 出力切換信号の立上 り お よ び立下 り よ り 僅かな時間 d j だ け遅れた書込みパル ス を出力す る書込みパル ス発 生回路であ る 。

7 5 8 は第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 の 出力 ま た は第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 に 出 力 の い ずれかを出力切換'信号の レ ベル に応 じ て選択出力す る 出力切換ス ィ ッ チであ る こ の 出力切換ス ィ ッ チ 7 5 8 は入力切換ス ィ ッ チ 7 5 2 と 逆 に作動 し 、 第 1 の カ ウ ン 夕 7 5 3 が計数中の と き に は第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 の 出力 を選択 し 、 第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 が計数中 の と き に は第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 の 出力を選択出力す る o

7 5 9 は、 書込みパル ス を僅かな時間 d ₉ だ け遅

延 さ せて計数の終了 し て い る 方の カ ウ ン タ を リ セ ッ ト

す る リ セ ッ ト 回路であ る o s

7 6 0 は、 連続入力 さ れた所定個数 （ 3 2 個） の

計数結果の積算値を 出力す る積算回路であ り 、 出力切

換ス ィ ッ チ か ら の計数結果を書込みパル ス に 同期 し て

順番 に記憶す る シ フ ト レ ジ ス 夕 7 6 1 と 、 こ の シ フ ト

レ ジ ス タ 7 6 1 の記憶内容を加算す る 加算器 7 6 2 と

か ら 構成 さ れて い る 。

な お、 こ の シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 に記憶さ れ る デ

ジ タ ル値は最大で 2 MH z の パルス信号を 1 ミ リ 秒間計

数 し た値であ る た め、 最大で " 2 0 0 0 " 即 ち 1 1 ビ

ッ 卜 の分解能を有 し てい る o

次に、 こ の よ う に構成 さ れた こ の A Z D 変換器の

動作 につ い て第 4 6 図 に示すタ イ ミ ン グチ ヤ ー ト を参

照 し て説明す る 。

V / F 変換器 7 5 0 に入力 ア ナ ロ グ信号が加え ら

れ る と 、 こ の信号電圧 に比例 し た周波数のパル ス信号

が入力切換ス ィ ツ チ 7 5 2 に 出力 さ れ る 。

こ こ で第 4 6 図 の A に示す入力切換信号が T ェ 時

に立上 り 、 入力切換ス ィ ツ チ 7 5 2 力 第 1 の カ ウ ン 夕

7 5 3 側 に切換え ら れ る と 、 第 1 の カ ウ ン 夕 7 5 3 の 計数値は第 4 6 図の B に示すよ う に ゼ ロ 力、 ら 增加 し て ゆ く 。

T ₂ 時 に 入力 切換信号 の レ ベ ル力 " L " レ ベ ル に な る と 、 入力切換ス ィ ッ チ 7 5 2 は第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 側へ切換え ら れ、 第 4 6 図の C に示す よ う に第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 の 計数 力く ゼ ロ 力、 ら 開始 さ れ る 。 こ の と き 、 第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 の 出 力 に は T , 時力、 ら T ₂ 時ま での計数結果 （： ェ が保持出力 さ れて い る 。

第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 の計数中 に は、 出力切換信 号が第 4 6 図の D に示す よ う に " H " レベル と な る た め 、 第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 の計数結果 は シ フ ト レ ジ ス 夕 7 6 1 に 出力 さ れてお り 、 第 4 6 図の E に示す よ う に T ₂ 時力、 ら d i だ け遅れた書込みノ、'ル ス に よ つ て計数結果 C , は シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 に記憶.さ れ る こ と に な る 。

こ の書込みパル ス 力、 d ₂ 時間経過す る と 第 4 6 図 の F に 示す リ セ ッ ト パ ノレ ス 力 第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 に 出力 さ れ る た め、 第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 は第 4 6 図 の B の よ う に ゼ ロ に リ セ ッ ト さ れ る 。

T „ 時か ら 1 ミ リ 秒経過 し た T _P 時 に入力切換信 号は再び レ べ ノレ と な り 、 第 1 の カ ウ ン タ 7 5 3 に よ る 計数が開始 さ れ、 T 。 時力、 ら d ェ だけ遅れて、 第 2 の カ ウ ン タ 7 5 4 の計数結果 C ₂ 力く シ フ ト レ ジ ス 夕 7 6 1 に記憶 さ れ、 さ ら に d 。 だ け遅れて第 2 の 力 ゥ ン タ 7 5 4 は リ セ ッ 卜 さ れ、 次の計数に備え る 。

以下、 同様に し て、 1 ミ リ 秒毎の カ ウ ン ト 値力 シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 に順次記憶 さ れ る 。

シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 に例えば 3 2 個の計数結果 C 1 〜 C _{3 2}が記憶 さ れた と き の加算器 7 6 2 の 出力 は、 T _i 時力、 ら T 。„時ま での 3 2 ミ リ 秒間に お け る ア ナ 口 グ信号の電圧の大 き さ に対応す る デ ジ タ ル値 と な り う o

な お、 V Z F 変換器 7 5 0 の 出力 と 、 入力切換信 号 と は同期が と れてお り 、 切換時間 も 短時間で済むた め、 各計数結果に は連続性があ り 、 計数誤差は含ま れ てお ら ず、 そ の加算結果は 1 6 ビ ッ ト 精度を有す る こ と に な る 。

次の減算結果 C 3 3が、 シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 に記 憶 さ れ る と 、 加算器 7 6 2 の 出力 は T ₂ 時力、 ら Τ 時ま での 3 2 ミ リ 秒間 にお け る ア ナ ロ グ電圧の大 き さ に対 応 し たデ ジ タ ル値 と な り 、 以下同様に 1 ミ リ 秒毎に ァ ナ ロ グ信号に対応 し た 1 6 ビ ッ ト 精度の デ ジ タ ル値を 得 る こ と力 で き る 。

な お、 前記第 4 5 図の A Z D 変換器で は、 '連続す る 計数結果を シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 に記憶 し て所定個 数 （ 3 2 個） 加算す る こ と に よ っ て、 1 6 ビ ッ 卜 の分 解能の デ ジ タ ル値を得 る よ う に し てい たが、 波形分析 等を行な う 場合 に は、 分析時間分の計数結果をすベて 記憶回路 に記憶 し てお き 、 必要に応 じ た分解能で読み 出す こ と 力 で き る 。

ま た 、 第 4 5 図の A Z D変換器で は、 1 1 ビ ッ ト 分解能の計数結果を そ の ま ま 加算す る よ う に し て い た が、 第 4 3 図の示 し た よ う に計数結果を シ フ ト レ ジ ス タ 7 6 1 a でそ れぞれ 2 " 倍 （下位 に " 0 " を 5 個加 え る ） し て、 M個 （任意） の連続す る 1 6 ビ ッ ト 化 さ れた計数結果を加算器 7 6 2 a で加算 し 、 そ の加算結 果を 1 Z M除算器 7 6 3 で平均化す る よ う に し て も 1 6 ビ ッ ト 分解能を得 る こ と がで き る 。

ま た 、 第 4 5 図の A Z D変換器では、 2 つ の カ ウ ン タ を交互に 切換え て い たが、 3 個以上の カ ウ ン 夕 を 順に 切換え て V Z F 変換器の 出力 を計数 さ せ る よ に し て も よ い。

以上の よ う な A Z D変換器 は、 前記説明 の よ う に 、 V Z F 変換器の 出力 を複数の カ ウ ン 夕 で所定時間ずつ 順に計数 さ せ る よ う に し てお り 、 計数が終了 し た カ ウ ン 夕 の計数結果を他の カ ウ ン タ が計数 し て い る 間 に デ ジ タ ル値 と し て 出力 さ せ る こ と がで き る た め、 特に高 速 な カ ウ ン タ を用 い る こ と な く 短 い サ ン プ リ ン グ間隔 で も 所望す る 精度の デ ジ タ ル変換を行な う こ と がで き 、 前述 し た電磁平衡形はか り に と っ て好都合 と な る 高精 度測定 と 高速波形分析 と が可能 と な る 。

第 4 7 図乃至第 5 7 図は本発明 に適用可能な第 2 の電磁平衡形 はか り の機構部の具体的な構造 と 共 に 槓杆に生 じ る 振動お よ びはか り 全体の防水上の 問題を 抑止 し て高精度測定化を可能 と す る 構成を示 し てい る こ れ ら の 図 におい て、 9 1 0 は 力 バ ー 9 7 0 と it に筐体を構成す る 底蓋であ つ て、 そ の底面の左端側

(第 4 7 図 にお い て ) の両側及び右端側の 中央か ら 設 し た 3 つ の脚 9 1 1 に よ つ て、 平面上に安定に接地 す る 。 底蓋 9 1 0 の上面に は周緣部 9 1 0 a を除い て 凹部 9 1 2 力く設け ら れてい る o

底蓋 9 1 0 の 凹部 9 1 2 に お い て 、 左右の 中央に 2 つ の通気穴 9 1 3 (第 4 7 図参照） が設け ら れてい る O

即ち 、 底蓋 9 1 0 の 凹部 9 1 2 に は、 第 5 1 図 に 示すよ う に中間に環状段部 9 1 3 a を有す る 皿穴 9 1 3 b 力 設け ら れ、 こ の 皿穴 9 1 3 b の 中央に、 上下に 貫通 し た通気穴 9 1 3 力 設け ら れてい る 。 そ し て、 の通気穴 9 1 3 と 同心状に、 円筒状の フ 一 ド 9 1 3 c が底面か ら突設さ れて い る 。 こ の フ ー ド 9 1 3 c に よ つ て、 床面か ら撥ね た液体を受けて、 通気穴 9 1 3 に 浸入を防いでい る 。

ま た、 皿穴 9 1 3 b の環状段部 9 1 3 a にお い て 空気を通すが液体は通さ な い撥水性膜材 9 1 3 d の 緣部が接着 さ れ、 こ れに よ っ て液体の浸入は防止 し 気体の流通 は確保 し て い る 。 ま た 、 底蓋 9 1 0 の 凹部 9 1 2 の 中央の両側 に は、 そ れぞれ電源ケ ー ブルの ケ ー ブル穴 9 1 4 (第 5 2 図 参照） 、 信号ケ ー ブル の ケ ー ブル穴 （図示せず） が設 け ら れて い る 。

こ れ ら の ケ ー ブル穴 9 1 4 力、 ら 液体が浸入 し な い よ う に、 第 5 2 図 に示す よ う に、 ケ ー ブル穴 9 1 4 は 環状突起 9 1 4 a を有 し 、 こ の環状突起 9 1 4 a に ゴ ム な どの弾性体 9 1 4 b が嵌着 さ れてい る 。 そ し て、 こ の 弾性体 9 1 4 b の 中 央 の 穴 9 1 4 b ' を ケ ー プ ル 9 0 0 が貫通 し 、 弾性体 9 1 4 b の弾性筒部 9 1 4 b ' 力 ケ ー プノレ 9 0 0 を強 く 押圧 し て密着す る こ と に よ っ て、 液体の 内部への浸入を防止 してい る 。

底蓋 9 1 0 の 凹部 9 1 2 の上面側に は左右方向 (第 4 7 図 に お い て） に、 後述す る 永久磁石 9 2 2 を 取付け る た め の 、 平行な 2 つ の基台 9 1 6 , 9 1 7 カ《 突設 さ れてい る （第 5 0 図参照） 。

底蓋 9 1 0 の左端側の両側に は、 支柱 9 1 8 , 9 1 9 力《突設 さ れて い る 。

前記 2 つ の基台 9 1 6 ， 9 1 7 の上面に は、 第 4 9 図に示すよ う に継鉄 9 2 0 の 4 隅の縁部が、 '螺子 9 2 1 に よ っ て固定 さ れて い る 。 維鉄 9 2 0 の 中央に は、 第 4 7 図 に示す よ う に 円柱状の永久磁石 9 2 2 が固定 さ れ、 そ の上端面 に継鉄 9 2 3 が固定 さ れて い る 。 継 鉄 9 2 3 は 円形の ス リ ツ ト 9 2 4 を備え て い る 。 第 5 0 図 に 示す よ う に、 支柱 9 1 S , 9 1 9 の 内 側に お い て、 底蓋 9 1 0 の周縁部 9 1 0 a に、 水平板 9 3 0 の左端 （第 4 7 図 に お い て） の両側が、 支点板 9 3 2 , 9 3 3 に よ っ て取付け ら れて い る 。 こ の水平 板 9 3 0 は、 第 4 7 , 4 9 , 5 0 図 に示すよ う に基台 9 1 6 , 9 1 7 の 間で、 継鉄 9 2 0 の下方に位置 し て い る 。

ま た、 第 4 7 図， 第 5 0 図 に示す よ う に支柱 9 1 8 , 9 1 9 の上端面 9 1 8 a , 9 1 9 a に 、 水平扳 9 3 1 の左端の両側が、 支点扳 9 3 4 ， 9 3 5 に よ っ て 取付 け ら れて い る 。 水平板 9 3 0 と水平板 1 3 1 は左 右方向 の長 さ が同一であ る 。

荷重受け 9 4 0 は、 第 5 0 図 に示すよ う に、 中央 に穴 9 4 1 a を有す る 水平部 9 4 1 と 、 中央に穴 9 4 2 a を有す る 垂直部 9 4 2 (第 4 8 図参照） と 、 こ れ ら を連結す る ほぼ三角形状の側部 9 4 3 , 9 4 4 と を 有す る 。

前記水平板 9 3 0 及び水平板 9 3 1 の右端の両側 は、 そ れぞれ支点板 9 3 6 , 9 3 7 及び 9 3 8 ， 9 3 9 に よ っ て （第 4 8 図， 第 5 0 図参照） 、 荷重'受け 9 4 0 の垂直部 9 4 2 の下端面 9 4 2 a 及び上端面 9 4 2 b に取付け ら れてい る 。

支点板 9 3 2 〜 9 3 9 は中央の薄肉部を支点 と し て屈 曲 可能 に な っ て い る 。 上下 の 各支点板 9 3 2 〜 9 3 9 の 薄肉部の 4 点 は長方形を構成 し （第 4 7 図参 照） 、 荷重受け 9 4 0 へ の荷重に よ っ て、 こ の 4 点力 < 平行四辺形を維持 し た ま ま 変形 し て、 荷重受 け 9 4 0 は下方へ沈む こ と がで き る 。

前記継鉄 9 2 3 の右端 （第 4 7 図 に お い て） の上 方角部 に は、 槓杆 9 5 ◦ が回動 自 在に取付け ら れて い る o

即 ち 、 第 4 9 図 に示す よ う に槓杆 9 5 0 は ほ ぼ平 板状であ っ て、 そ の右端 に お い て中央を除い て両側力' 下方へ突出す る と 共に 、 両側方へ突出 し た フ ラ ン ジ部 9 5 1 , 9 5 2 を 備え て い る 。

第 4 9 図 に示すよ う に 、 こ の フ ラ ン ジ部 9 5 1 , 9 5 2 の左側 （第 4 7 図 に お い て） の端面 9 5 1 a , 9 5 2 a が、 前記継鉄 9 2 3 の右端面 9 2 3 a に支点 扳 9 5 3 , 9 5 4 に よ っ て取付 け ら れ、 フ ラ ン ジ部 9 5 1 ， 9 5 2 の 下面 9 5 1 b , 9 5 2 b が、 維鉄 9 2 3 の右端の上面 9 2 3 b に支点板 9 5 5 , 9 5 6 が取 付け ら れて い る （第 4 8 図参照） 。 支点板 9 5 3 〜 9 5 6 は中央の薄肉部を支点 と し て湾曲可能に な っ てい る 。 垂直方向の支点板 9 5 3 , 9 5 4 の薄肉部と 水平 方向 の支点板 9 5 5 , 9 5 6 の薄肉部 は水平方向 の 同 —位置で交叉 して い る 。 こ の た め、 槓杆 9 5 0 は、 垂 直方向の支点板 9 5 3 , 9 5 4 と 水平方向の支点板 9 5 5 , 9 5 6 の交叉点 0 (第 4 7 図参照） を支点 と し て、 継鉄 9 2 3 に対 し て回動 自 在に支持 さ れて い る 。 ま た 、 槓杆 9 5 0 の右端中央の切欠 き 部 9 5 7 (第 4 9 図参照） の壁面 と 、 荷重受け 9 4 0 の垂直部 9 4 2 の下端中央か ら 左方へ突出 し た突出部 9 4 5 (第 5 0 図参照） の先端面 とが、 垂直方向 の連結板 9 5 8 に よ っ て 、 連結 さ れて い る 。 こ の連結板 9 5 8 は 第 4 7 図， 第 4 8 図 に示すよ う に上下 2 ケ所に幅が狭 く な り 且つ湾曲可能な 薄肉部を備え てい る 。

従 っ て、 荷重受け 9 4 0 に加え る 荷重は、 第 4 7 図 に示すよ う に、 連結板 9 5 8 に よ っ て前記交叉支点 0 よ り 右側に おい て作用す る か ら 、 交叉支点 0 を中心 に時計回 り 方向 に、 槓杆 9 5 0 を回動 さ せよ う と す る 力 と し て働 く 。

槓杆 9 5 0 の下面に は、 第 4 7 図， 第 4 8.図 に示 すよ う に、 前記交叉支点 0 よ り 左方にお い て、 バ ラ ン ス用 の平板状の お も り 9 6 0 を挟んで、 下方が開 口 し た 円筒状の ボ ビ ン 9 6 1 が固定 さ れてい る 。

即 ち 、 第 4 7 図 に示すよ う に、 ポ ビ ン 9 6 1 の 中 央の取付軸 9 6 l a 力《、 お も り 9 6 0 の穴 9 6 0 a 及 び槓杆 9 5 0 の穴 9 5 0 a を貫通 し ていて、 槓杆 9 5 〇 の 凹部 9 5 0 b に お い て上方力、 ら の ナ ツ ト 9 6 2 の 締付 け に よ っ て、 槓杆 9 5 0 の下面に 固定 さ れて い る 。 ボ ビ ン 9 6 1 の 円筒部 9 6 1 b は、 継鉄 9 2 3 の環状 の ス リ ッ ト 9 2 4 内 に 位置 し てい る 。 円筒部 9 6 1 b に は、 コ ィ ノレ 9 6 3 が環状 に 卷カ、れて い て、 コ イ ル 9 6 3 に電流が流れ る と 、 コ イ ル 9 6 3 は永久磁石 9 2 2 力、 ら 継鉄 9 2 3 の ス リ ッ ト 9 2 4 を横切 る 磁気回路 中 に あ る 力、 ら 、 槓杆 9 5 0 に は前記交叉支点 0 を中心 と し て反時計回 り 方向 に 回動 し ょ う と す る 力が働 く 。

槓杆 9 5 0 の左端面に は、 螺子穴 9 5 0 c を有す る 。 こ の螺子穴 9 5 0 c に微調用 お も り 9 6 4 (第 4 7 図， 第 4 8 図に破線で示す） を必要 に よ り 取付 け る こ と がで き る 。 微調用 お も り 9 6 4 は、 種 々 の重量の も の を選んでね じ 込み な ど に よ っ て交換す る こ と も で き 、 あ る い はね じ込みの量を変化 さ せ る こ と も で き る 第 4 7 図， 第 4 9 図に示す よ う に 、 槓杆 9 5 0 の 左端の側部に は L 字板 9 6 5 が固定 さ れて い る 。 L 字 板 9 6 5 の下端部 9 6 5 a の位置は、 継鉄 9 2 3 の左 端部に 固定 さ れた投受光器を備え た 位置検出装置 9 6 6 に よ っ て検出 さ れ る 。

ま た、 第 4 9 図 に示すよ う に槓杆 9 5 0 の左端側 方 に は、 水平方向 に突出 し た突片 9 6 7 を備え て い る ， 継鉄 9 2 3 の上面 に は、 こ の突片 9 6 7 の上下動の範 囲を規制す る ス ト ッ パ 9 6 8 が、 固定 さ れて い る 。

第 4 7 図， 第 4 8 図 に示すよ う に、 底蓋 9 1 0 の 周縁部 9 1 0 a の上面 に は、 ケ ー ス 9 7 0 が取付 け ら れて い る 。 こ の ケ ー ス 9 7 0 と 底蓋 9 1 0 と に よ っ て 秤の筐体が構成 さ れて い る 。 底蓋 9 1 0 の周縁部 9 1 0 a の 四隅部の上面に、 第 5 3 図 に示す よ う に、 ケ ー ス 9 7 0 の下端四隅の平 扳部 9 7 0 a が螺子 9 7 1 に よ っ て固定 さ れてい る 。

な お、 第 4 7 図 に おい て、 9 7 2 は帯状のパ ツ キ ン グ、 9 7 0 b はケ ー ス 9 7 0 の下端面 に沿 っ て一周 し て設け ら れた溝であ っ て、 こ の溝 9 7 0 b に は、 一 周 し たパ ッ キ ン グ 9 7 3 が圧入 さ れてい る 。 こ のパ ッ キ ン 9 7 3 は、 断面が第 5 4 図 に示す よ う に ほぼ矩形 で上下に突起 9 7 3 a を有 し 、 圧入 に よ り 上下の突起 9 7 3 a がつぶれた状態 と な っ て、 液体の 内部への浸 入を防止 し て い る 。

ケ ー ス 9 7 0 の左側 （第 4 7 図 に おい て） の壁部 に は、 微調用 お も り 9 6 4 の調整、 交換な どの作業の た め に、 穴 9 7 4 が設けてあ り 、 蓋 9 7 5 が防水用 の パ ッ キ ン グ （図示せず） を壁部 と の 間 に挟んで螺子 9 7 6 に よ っ て着脱 自 在に取付け ら れて い る 。 ま た、 右 側 （第 4 7 図 に お い て） の壁部に は、 内部の電子回路 (図示せず） の点検な どの た めの穴 9 7 7 が設けてあ り 、 蓋 9 7 8 が防水用 のパ ッ キ ン グ （図示せず） を壁 部 と の 間 に挟んで螺子 9 7 9 に よ っ て着脱 自 在に取付 け ら れてい る 。

第 5 0 図 に示す よ う に、 荷重受け 9 4 0 の水平部 9 4 1 の上面 に は、 4 本の支柱 9 8 0 〜 9 8 3 が固定 さ れて い る 。 支柱 9 8 0 〜 9 8 3 は、 第 5 5 図 に示す よ う に 、 ケ ー ス 9 7 0 の上壁の穴 9 7 0 c か ら 上方へ突出 し て い る 。 穴 9 7 0 c の縁部 と 支柱 9 8 0 〜 9 8 3 と の 間 隙 は、 支柱 9 8 0 〜 9 8 3 の上下の動 き を妨 げな い よ う に上下 に屈伸で き る 蛇腹 9 8 4 に よ っ て密閉 さ れて い る 0

即 ち 、 蛇腹 9 8 4 の下端部 9 8 4 a は、 中心方向 への収縮 し ょ う と す る 弾性復帰力 に よ っ て ケ ー ス 9 7 0 の立上 り 部 9 7 0 d に密着 し てお り 、 さ ら に蛇腹 9 8 4 の上端部 9 8 4 b は 、 後述す る 座金 9 8 9 に よ つ て下方へ押圧 さ れて い て、 こ の た め、 完全 に気密状態 に さ れ、 液体の浸入が防止 さ れて い る 。

支柱 9 8 0 , 9 8 1 及び支柱 9 8 2 , 9 8 3 の上 端 に は、 座金 9 8 9 を介 し て それぞれ横板 9 8 5 , 9 8 6 力 ボ ル ト 9 8 7 に よ っ て上方か ら 固定 さ れて い る (第 4 7 図， 第 4 8 図， 第 5 2 図参照） 。

横板 9 8 5 , 9 8 6 の両端に は、 秤量台 と し ての コ ン ペャ装置 9 9 0 が固定 さ れてい る 。 即 ち コ ン ペャ 装置 9 9 0 の フ レ ー ム 9 9 1 の両側板 9 9 1 a 力 、 ネ ジ 9 9 2 に よ っ て固定 さ れて い る 。 フ レ ー ム 9· 9 1 の 両側板 9 9 1 a に は、 ロ ー ラ 9 9 3 , 9 9 4 力 回動 自 在に取付け ら れ、 ロ ー ラ 9 9 3 , 9 9 4 間 に コ ン ペャ ベ ル ト 9 9 5 が取付 け ら れて い る 。 被計量物 Wの重み で コ ン べ ャ ベ ル 卜 9 9 5 力'下方へ沈ま な い よ う に 、 フ レ ー ム 9 9 1 の上面板 9 9 1 b の上面に、 コ ン べャベ ル ト 9 9 5 の上側部分が接 し てい る （第 4 7 図， 第 4 8 図参照） 。

—方の ロ ー ラ 9 9 3 は、 フ レ ー ム 9 9 1 に 固定 さ れた モ ー タ 9 9 6 に よ っ て駆動 さ れ る 。 第 4 7 図 に お い て、 9 9 3 a は ロ ー ラ 9 9 3 に 固定 さ れた プー リ ー 、 9 9 7 はモ ー タ 9 9 6 の プー リ ー （図示せず） と ブー リ 一 9 9 3 a 間 に取付け ら れたベル ト であ る 。

な お、 1 つ の支柱 9 8 0 は第 5 5 図 に示す よ う に 中空バ イ プ状 に な っ てい て、 電源ケ ー ブル 9 0 0 (第 4 7 図参照） は、 ケ ー ス 9 7 0 の 内部力、 ら こ の支柱 9 8 0 の貫通孔 9 8 0 a を通 っ て上方へ導かれて、 モ ー タ 9 9 6 に接続 さ れてい る 。

そ し て、 支柱 9 8 0 の貫通穴 9 8 0 a 力、 ら 筐体内 部への液体の浸入を防 ぐ た め に、 第 5 6 図 に示すよ う に弾性チ ュ ー ブ 2 0 9 を嵌着す る か、 あ る い は第 5 7 図の よ う に 0 リ ン グ 2 0 2 を封入 し てい る 。

こ の よ う な構成であ る 力、 ら、 槓杆 9 5 0 は、 第 4 7 図 に示すよ う に交叉支点 0 の右側で は、 コ ンペャ装 置 9 9 0 全体、 モ ー タ 9 9 6 及び荷重受け 9 4 0 の荷 重を連結板 9 5 8 に よ っ て受けて、 交叉支点 0 を中心 に し て時計回 り の 回動力 を受け る 。 そ し て、 交叉支点 0 の左側で は、 バ ラ ン ス用 の お も り 9 6 0 、 微調用 お も り 9 6 4 の荷重 と 、 コ イ ル 9 6 3 への電流供給に よ る 吸引 力 と を受 け て、 交叉支点 0 を中心 と し て反時計 回 り の 回動力 を受 け る 。

槓杆 9 5 0 の左端 に 固定 さ れた L 字板 9 6 5 の先 端部 9 6 5 a の上下方向の位置 は、 位置検出装置 9 6 6 に よ っ て検出 さ れ、 L 字板 9 6 5 の先端部 9 6 5 a が基準位置 に 位置す る よ う に 、 コ イ ル 9 6 3 への電流 を調整 し て吸引力 を調整す る 。

従 っ て、 コ ン べャベル 卜 9 9 5 に被計量物がの つ て な い状態で、 L 字扳 9 6 5 の先端部 9 6 5 a が基準 位置 と な る よ う な値に 、 コ イ ル 9 6 3 の電流値を設定 し て お く 。

お も り 9 6 0 (必要な場合 は微調用 お も り 9 6 4 も ） 槓杆 9 5 0 に取付けてい る た め、 コ ンペャベル ト 9 9 5 に被計量物がの っ てな い状態での コ イ ル 9 6 3 への電流値が、 小 さ い値で済む。

前段 コ ンペ ャ （図示せず） か ら の被計量物が コ ン べャ 9 9 0 に の る と 、 被計量物の重量 に よ っ て槓杆 9 5 0 は時計回 り の 回動力 を受けて、 槓杆 9 5 0 の左端 の L 字扳 9 6 5 は基準位置か ら上方へ移動 し ょ う と す る が、 L字板 9 6 5 の先端部 9 6 5 a が基準位置 に と ど ま る よ う に コ イ ル 9 6 3 への電流値を增加 さ せ る 。 こ の と き の コ イ ル 9 6 3 への電流値に基づい て被計量 物の重量が検出 さ れ る 。

前記 した よ う に、 秤量台の支柱 9 8 0 〜 9 8 3 と カ バー 9 7 0 の上壁の穴 9 7 0 c と の 間隙 は蛇腹 9 8 4 に よ っ て密封 さ れ、 ま た、 第 5 6 図， 第 5 7 図 の よ う に ケ ー ブル 2 0 0 と 支柱 9 8 0 の貫通孔 9 8 0 a に も 、 防止策が施 さ れ、 ま た第 5 2 図 に示す よ う に底蓋 9 9 0 の ケ ー ブル穴 9 1 4 に も 防水策が施 さ れて い る か ら 、 秤量コ ンべャ 9 9 0 を水洗い し て も 、 こ れ ら の 箇所か ら の水の浸入は防止 さ れ る 。

ま た、 底蓋 9 1 0 の通気穴 9 1 3 に は 、 フ ー ド 9 1 3 c が突設さ れ、 且つ撥水性膜体 9 1 3 d が取付 け ら れて い る 力、 ら 、 底面か ら 撥ね る 水がフ ー 1 3 c で遮 ら れ、 ま た、 撥水性膜体 9 1 3 d に よ つ て内部へ の水の浸入が防止 さ れる 。

な お以上で は防水化を図 つ た電磁平衡形はか り に つ い て説明 し たが、 防水化を伴わ な い他の型式の秤に も 適用で き る 。

以上の よ う に改良 さ れた第 2 の電磁平衡形 はか り の機構部では、 槓杆 9 5 0 と 電磁 コ ィ ノレの ボ ビ ン 9 6 1 と の 間 にノく ラ ン ス用 の お も り 9 6 0 を設けた ので、 秤量台な どの大 き な デ ッ ド · ウ ェ イ ト と の重量 の大 き な ア ン バ ラ ン ス を解消で き 、 こ の た め、 '電磁 コ ィ ルへ供給す る 電流を小 さ く す る こ と がで き 、 発熱量 を小 さ く す る こ と がで き る 。 ま た、 重量の大 き な ア ン バ ラ ン ス が解消 さ れ る ので床振動な どに よ る 槓杆 9 5 0 への影響を受け に く く な り 、 高速に し て且つ高精度 の測定が可能 と な る 。

ま た 以上の よ う に 改良 さ れた第 2 の電磁平衡形は か り の機構部で は、 筐体の穴 と 支柱 と の隙間が伸縮体 で密封 さ れて い る た め液体の浸入がな い。 ま た 、 筐体 内部の温度が変化 し て も 通気穴で外部 と 通気 し てい る た め、 伸縮体が内部温度の変化に よ っ て膨脹、 収縮す る こ と がな い 力、 ら 、 計量値 に影響を与え る こ と がな い な お、 以上に お い て槓杆 9 5 0 の バ ラ ン ス用 お も り 9 6 0 お よ び微調用 お も り 9 6 4 は必要 に応 じ てそ れの形態、 質量、 取付位置等を変え た り 、 いずれか一 方の み を用 い る よ う にす る こ と に よ り 、 さ ら に は槓杆

9 5 0 自 体お よ びそ れに付属す る 部品 に よ り 実質的 に 被計量物の載置状態お よ び非載置状態の少な く と も い ずれか一方で槓杆のバ ラ ン スカ《 と れ る よ う に し て も よ い o

以上詳述 し た よ う に本発明 に よ れば動力源 と し て の交流モ ー タ を駆動す る イ ンバ 一 夕 制御系 に よ る 搬送装置を採用す る こ と に よ り 、 小 形、 長寿命、 高 ト ル ク 、 高安定化 と い っ た機能を満足 し 得、 延い て は シ ス テ ム 全体の高速、 高精度、 '高信頼 性化の実現に寄与す る こ と がで き る 極めて良好な ィ ン バ ー タ 制御物品搬送測定装置を提供す る こ と がで き る _t

[産業上の利用可能性 ]

こ の発明 の イ ン バ一 タ 制御物品 （ ワ ー ク ） 搬送測 定装置 は各種の ワ ー ク の搬送装置に利用可能であ り 、 特に そ れを用 い て製造ラ イ ン に お け る ワ ー ク を高速、 高性能、 高信頼性を有 し て計量選別 し得 る 自 動重量選 別機 （オ ー ト チ ェ ッ カ ） シ ス テ ム に適用 し て F A化に 大き く 貢献す る こ と がで き る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 被測定用物品を搬送す る 搬送手段 と 、

前記搬送手段を駆動す る 交流モ ー タ と 、

前記交流モ ー 夕 に設定周波数 に応 じ た周波数変換 信号を供給す る こ と に よ り 、 前記搬送手段を所定の速 度 に制御す る ィ ン バー ダと 、

前記搬送手段に よ っ て搬送 さ れ る 物品の性状を測 定す る た め に前記搬送手段の搬送路中 に設 け ら れ る 測 定手段 と を具備す る ィ ンバ ー タ 制御物品搬送測定装置

2 . 前記測定手段が前記物品の重量を測定す る 計量 器を含む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 に従 っ た ィ ン バ ー タ 制御物品搬送測定装置。

3 . 前記計量器か ら の重量測定結果に従 っ て前記物 品を選別す る 選別手段を さ ら に具備す る こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 に従 っ た ィ ン バ ー タ 制御物品搬送測 定装 0

4 . 前記測定手段が前記物品が所定の金属であ る か 否かを検出す る 金属検出器を含む こ と を特徵 と す る 請 求の範囲 1 に従 っ た ィ ン バ ー タ 制御物品搬送測定装置（

5 . 前記搬送手段が助走 コ ン ベ ア 、 計量 コ ン ベア を 含む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 2 に従 っ た ィ ンバ一 タ 制御物品搬送測定装置。

6 . 前記搬送手段が搬入 コ ン ベア 、 計量 コ ンベア お よ び選別 コ ン ベア を含む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 3 に従 っ た ィ ンバー タ 制御物品搬送測定装置。

7 . 前記搬送手段が搬入コ ン ベア お よ び選別 コ ンべ ァ を含む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 4 に従 っ た ィ ン バ一 夕 制御物品搬送測定装置。

8 . 前記搬送手段がル一 プ状 に な さ れコ ンベア を含 む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 に従 っ たィ ン バ一 夕 制御物品搬送測定装置。

9 . 前記搬送手段は少な く と も二つ の コ ン ベア を含 み、 前記交流モ ー タ は前記二つ の コ ン ベ ア に対応 し て 各別 に設け ら れ、 前記ィ ンバー タ は前記物品が前記二 つ の コ ン ベ ア の一方か ら他方に乗 り 移 る 状態で前記各 別に設け ら れ る 交流モ ー タ を介 し て前記二つ の コ ンべ ァ 間 に速度変化を惹起す る 手段を含む こ と を特徴と す る 請求の範囲 1 に従 っ た ィ ンバー タ 制御物品搬.送測定

1 0 . 前記ィ ンバー タ は設定値に応 じ た周波数のパル ス信号を 出力す る 周波数設定器 と 、

前記パ ル ス信号の周波数を逐次測定す る 周波数測 定回路 と、

商用電源を、 前記測定周波数に対応 し た周波数の 交流電源に変換す る 交流変換回路 と を備え た こ と を特 徽 と す る 請求の範囲 1 に従 っ た ィ ンバー 夕 制御物品搬 送測定装置。

1 1 . 前記ィ ン バー タ は前記交流モ ー タ の コ ィ ノレ に流 れ る 交流電流の大 き さ を検知す る 電流検知手段 と 、 該検知電流の大 き さ に応 じ て前記交流モ ー タ の コ ィ ルに対す る 駆動電流を規制す る 電流制限手段 と を備 え た こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 に従 っ た ィ ンバ ー 夕 制御物品搬送測定装置。

1 2 . 前記ィ ン バ ー タ は交流電圧を直流電圧に変換す る 整流回路 と 、 互い に 9 0 度位相 の異な る 正弦特性を 有す る 第 1 お よ び第 2 の パ ル ス幅デー タ に従 っ て前記 交流モ ー タ の第 1 お よ び第 2 の コ ィ ノレ に流れ る 電流を 正弦状 に変化 さ せ る よ う に変調 さ れた第 1 、 第 2 のノ、 ル ス変調信号を所定期間ずつ交互に発生 し 、 該第 1 、 第 2 のパルス変調信号の発生 タ イ ミ ン グに 対 し てそ れ ぞれ前記所定期間の ほぼ 1 Z 2 だ け シ フ ト し た タ イ ミ ン グ で前記第 1 、 第 2 の パ ル ス変調信号 と 同様.に変調 さ れた第 3 、 第 4 のパ ル ス変調信号を交互 に発生す る パ ル ス変調信号発生回路 と 、

前記第 1 の コ イ ル に対す る 前記直流電圧の接続を、 前記第 1 、 第 2 の パ ル ス変調信号 に従 っ て ス ィ ッ チ ン グ し 、 前記第 1 の コ イ ルに所定周波数の交流電流を流 す第 1 の駆動回路 と 、 '

前記第 1 の コ ィ ル に対す る前記直流電圧の供耠を、 前記第 3 、 第 4 の パ ル ス変調信号 に従 っ て ス ィ ッ チ ン' グ し 、 前記第 1 の コ ィ ル に流れ る 交流電流 と ほ ぼ 9 0 度位相の異な る 交流電流を第 2 の コ イ ル に 流す第 2 の 0 2 一

O 91/09463 PCT/JP90/01640 駆動回路 と ¾ 備え た こ と を特徵 と す る 請求の範囲 1 に 従 つ た ィ ン バ ― 夕 制御物品搬送測定装置。

1 8 . 刖言己第 1 お よ び第 2 の駆動回路 は そ れぞれ上記

^ I お よ び第 2 の コ ィ ノレ力、 ら の逆起電力 を前記直流電 源 の非供耠状態で ル ー プ状に廻す手段を含む こ と を特 徴 と す る 請求の範囲 1 2 に従 っ た ィ ンバー タ 制御物品 搬送測定

1 4 . 前 sc整 'ΰα回路が正およ び負の二つ の 直流電力を 出力す る 手段を 含む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 2 に従 つ た ィ ン バ一 夕 制御物 πα搬送測定装置

1 5 . 前記イ ン ノく 一 夕 は前記第 1 お よ び第 2 の コ イ ル に対 し て疋 流駆動す る た め の手段を含む こ と を特徴 と す る 53求の範囲 1 に従 つ たィ ンバ一 夕 制御物品搬送 測定

1 6 . 記ィ ン バ 一 夕 は前記第 1 お よ び第 2 の コ イ ル に れ る 交流電流が所定期間 に渡 っ て限界値を超え て い る と き サ ー マ ノレ ア ラ ー ム信号を 出力す る 手段お よ び 前記父流電流が定格電流を超え た ら 過電流ア ラ ー ム信 号を 出力す る 手段の う ち の少な く と も一方を含む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 に従 っ た ィ ンバ一 タ制御物 αα搬送測定装置

1 7 . 交流モ ー タ の回転に よ り 物品を搬送す る助走 コ ン ベ ア と 、

前記助走 コ ンベア か ら搬出 さ れ る 物品を交流モ ー 夕 の 回転 に よ り 搬送 し 、 こ の搬送中 に物品の計量を行 な う 計量 コ ン ベア と 、

前記計量 コ ンベア で計量 さ れた物品の重量 に応 じ た選別信号を 出力す る 選別回路 と 、

所定周波数の交流電源を整流 し て直流電源 に変換 し、 前記交流モ ー タ に 対 し て前記直流電源を断続的 に 接続 し て任意の周波数の交流電流を供給す る 周波数変 換器 と を備え 、

前記周波数変換器を 1 つ あ る い は複数用 い て前記 助走 コ ン ベア およ び計量 コ ンベア を駆動す る 各交流モ 一 夕 を含む複数の交流モ ー タ を同一周波数の交流電流 で駆動す る こ と を特徴 と す る ィ ンバ ー タ 制御物品搬送 測定装置。

1 8 . モ ー タ の駆動に よ り 物品の搬送を行な う 複数の コ ン ベア と 、

前記物品の性状を搬送路中で測定す る 測定手段 と 、 入力 さ れ る 信号 に応 じ た周波数の電源で前記複数 の コ ンベア の前記交流モ ー 夕 を そ れぞれ駆動す る 複数 の イ ン バー タ と 、

前記複数の ィ ンバ ー 夕 に対 し 、 同一の速度'指定信 号を 出力す る 速度指定手段 と 、

前記複数の ィ ン バ一 夕 に対 し て出力 さ れ る 前記同 —の速度指定信号の う ち 、 少な く と も 一つ の駆動電源 装置 に入力 さ れ る 速度指定信号を補正 し 、 前記速度指 定信号に対す る 前記複数の コ ンベア の搬送速度を ほぼ 一致さ せ る 補正手段 と を備え た こ と を特徴 と す る ィ ン バ一 夕 制御物品搬送測定装置。

1 9 . 前記速度指定手段は入力パ ル ス の周波数に比例 し て動作 し、 所定 リ ミ ッ ト を超え た ら前記交流モ ー タ の 回転を停止す る 速度指定デー タ を 出力す る 手段を含 む こ と を特徴 と す る 請求の範囲 1 8 に従 っ た ィ ンバー タ 制御物品搬送測定装置。

2 0 . 前記速度指定手段 は所定の入カ コ ー ドデ一 夕 に 従 っ て動作 し、 前記各イ ン バ ー タ に対 し 、 基準値に対 す る 所定の乗算率デー タ を定期的 に送出す る 手段を含 む こ と を特徴 と する 請求の範囲 1 8 に従 っ た ィ ンバ一 タ制御物品搬送測定装置。