JPH01231680A - モータ制御フェイルセーフ回路 - Google Patents
モータ制御フェイルセーフ回路Info
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- JPH01231680A JPH01231680A JP1007548A JP754889A JPH01231680A JP H01231680 A JPH01231680 A JP H01231680A JP 1007548 A JP1007548 A JP 1007548A JP 754889 A JP754889 A JP 754889A JP H01231680 A JPH01231680 A JP H01231680A
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
- H02H7/0844—Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/172—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- Y10S388/00—Electricity: motor control systems
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は直流モータのためのフェイルセーフ回路に関し
、特に、間欠的に動作する直流モータが連続的に動作す
るとき上記モータへの電源供給を中断させるフェイルセ
ーフ回路に関する。
、特に、間欠的に動作する直流モータが連続的に動作す
るとき上記モータへの電源供給を中断させるフェイルセ
ーフ回路に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］患者に
栄養物やその他の液を配送するために用いられる点滴ポ
ンプは、典型的に間欠的に又は周期的に動作する。例え
ば、登録商標′°カンガル−（ＫＡＮＧＡＲＯＯ）″て
シャーウッド・メディカル・カンパニーによって販売さ
れている腸内への注入ポンプは、栄養物を患者に周期的
に供給するモータ駆動のぜん動ポンプを備えている。そ
の装置は、所定量の液が患者に供給されるように制御す
るマイクロプロセノザを備えている。通常、上記ボンプ
は、所望量の液が供給されるまで、周期的に、（例えば
、１０秒毎にポンプの回転子か１回転するように）動作
する。
栄養物やその他の液を配送するために用いられる点滴ポ
ンプは、典型的に間欠的に又は周期的に動作する。例え
ば、登録商標′°カンガル−（ＫＡＮＧＡＲＯＯ）″て
シャーウッド・メディカル・カンパニーによって販売さ
れている腸内への注入ポンプは、栄養物を患者に周期的
に供給するモータ駆動のぜん動ポンプを備えている。そ
の装置は、所定量の液が患者に供給されるように制御す
るマイクロプロセノザを備えている。通常、上記ボンプ
は、所望量の液が供給されるまで、周期的に、（例えば
、１０秒毎にポンプの回転子か１回転するように）動作
する。
もしポンプを動作させるモータのための制御回路が故障
したとき、上記モータが回転し続けるような状態が生じ
る。腸内への供給ポンプの場合において、そのような故
障が生じると、患者に過分の量の液が供給され、もしか
すると致命的な結果をもたらす。同様に、薬点滴システ
ムにおいて過量の薬が供給される可能性は、生命をおび
やかすことになる。
したとき、上記モータが回転し続けるような状態が生じ
る。腸内への供給ポンプの場合において、そのような故
障が生じると、患者に過分の量の液が供給され、もしか
すると致命的な結果をもたらす。同様に、薬点滴システ
ムにおいて過量の薬が供給される可能性は、生命をおび
やかすことになる。
本発明の目的は以上の課題を解決し、制御回路の故障の
ためにもし間欠的に動作するモータが所定の時間以上連
続的に動作するとき、上記モータをオフにさせる、上記
モータとともに用いるためのフェイルセーフ回路を提供
することにある。
ためにもし間欠的に動作するモータが所定の時間以上連
続的に動作するとき、上記モータをオフにさせる、上記
モータとともに用いるためのフェイルセーフ回路を提供
することにある。
［課題を解決するための手段及び作用］本発明によるフ
ェイルセーフ回路は、ヒユーズのような従来の回路ブレ
ーカの手段を介して電源に接続される直流モータととも
に用いることを意図している。制御回路は、間欠的な駆
動パルスを上記モータに供給する。上記フェイルセーフ
回路は、駆動パルスがモータに印加されると同時に上記
駆動パルスによって充電されるキャパシタを備える。上
記キャパシタは、上記駆動パルスが上記モータに供給さ
れないとき、放電する。予め決められた大きさの基準電
圧が確立され、上記基準電圧を上記キャパシタに充電さ
れた電圧と比較するための手段が提供される。」二記制
御回路の故障のために、もしモータが所定の時間以上の
間連続的に動作するとき、上記キャパシタにおける電圧
は基準電圧を越えるであろう。このようなことが生じた
ならば、上記比較手段は、回路ブレーカに対してモータ
への電源供給を中断させる。
ェイルセーフ回路は、ヒユーズのような従来の回路ブレ
ーカの手段を介して電源に接続される直流モータととも
に用いることを意図している。制御回路は、間欠的な駆
動パルスを上記モータに供給する。上記フェイルセーフ
回路は、駆動パルスがモータに印加されると同時に上記
駆動パルスによって充電されるキャパシタを備える。上
記キャパシタは、上記駆動パルスが上記モータに供給さ
れないとき、放電する。予め決められた大きさの基準電
圧が確立され、上記基準電圧を上記キャパシタに充電さ
れた電圧と比較するための手段が提供される。」二記制
御回路の故障のために、もしモータが所定の時間以上の
間連続的に動作するとき、上記キャパシタにおける電圧
は基準電圧を越えるであろう。このようなことが生じた
ならば、上記比較手段は、回路ブレーカに対してモータ
への電源供給を中断させる。
［実施例］
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
。
第１図は本発明の好ましい一実施例である、ぜん動性の
腸内への供給ポンプを駆動するための直流モータのため
のフェイルセーフ回路の回路図である。
腸内への供給ポンプを駆動するための直流モータのため
のフェイルセーフ回路の回路図である。
第１図において、直流モータ１０は、ぜん動性の腸内へ
の供給ポンプを駆動する。モータｌＯのための電源は、
例えば０．５Ａのヒユーズである回路ブレーカ１４を含
むラインを介して、標準直流電源１２によって供給され
る。」二足電源１２から供給される直流は、通常非導通
状態であるＭＯ８電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳ
ＦＥＴという。）１６及び１８と、安定化された５■の
パルスを供給する電圧安定器２０を介して、モータ１０
に供給される。
の供給ポンプを駆動する。モータｌＯのための電源は、
例えば０．５Ａのヒユーズである回路ブレーカ１４を含
むラインを介して、標準直流電源１２によって供給され
る。」二足電源１２から供給される直流は、通常非導通
状態であるＭＯ８電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳ
ＦＥＴという。）１６及び１８と、安定化された５■の
パルスを供給する電圧安定器２０を介して、モータ１０
に供給される。
好ましい実施例において、モータ１０は、他の処理とと
もに供給量の制御を行う能力を提供するマイクロプロセ
ッサ２１によって制御される。モータ１０の正確な制御
が本発明の一部を形成しない。この目的のために、上記
マイクロプロセッサ２１が”パワーオン”信号をライン
２２に出力するとともにモータ駆動パルスをライン２４
に出力することを知ることのみが必要である。ライン２
２上の”パワーオン”信号はトランジスタ２６を導通状
態にさせ、次いて、ＭＯＳＦＥＴ １６のゲートＧを接
地させ、これによってＭＯＳＦＥＴ １６を導通状態に
させ、その結果、電源１２からの直流電源がＭＯＳＦＥ
Ｔ １８のソース電極Ｓに印加させる。
もに供給量の制御を行う能力を提供するマイクロプロセ
ッサ２１によって制御される。モータ１０の正確な制御
が本発明の一部を形成しない。この目的のために、上記
マイクロプロセッサ２１が”パワーオン”信号をライン
２２に出力するとともにモータ駆動パルスをライン２４
に出力することを知ることのみが必要である。ライン２
２上の”パワーオン”信号はトランジスタ２６を導通状
態にさせ、次いて、ＭＯＳＦＥＴ １６のゲートＧを接
地させ、これによってＭＯＳＦＥＴ １６を導通状態に
させ、その結果、電源１２からの直流電源がＭＯＳＦＥ
Ｔ １８のソース電極Ｓに印加させる。
マイクロプロセッサ２１か１個のパルスをライン２４に
供給するとき、トランジスタ２８を導通状態にさせてＭ
ＯＳＦＥＴ １８のゲートＧを接地させ、これによって
ＭＯＳＦＥＴ ＋ ８が導通状態になり、その結果、直
流電源が電圧安定器２０とモータ１０に供給される。従
って、モータ１０が動作を開始する。
供給するとき、トランジスタ２８を導通状態にさせてＭ
ＯＳＦＥＴ １８のゲートＧを接地させ、これによって
ＭＯＳＦＥＴ ＋ ８が導通状態になり、その結果、直
流電源が電圧安定器２０とモータ１０に供給される。従
って、モータ１０が動作を開始する。
ＭＯ３ＦＥＴ３０は、モータ制御回路において、ＭＯＳ
ＦＥＴ Ｉ ８と並列に接続される。ＭＯ８ｒ’ＥＴ３
０はＭＯ３Ｆ’ＥＴ ＋ ８と相補の関係にあり、すな
わち、ＭＯＳＦＥＴ ｌ ８が非導通状態のとき、ＭＯ
８ＦＥＴ３０は導通状態にあり、一方、その逆の状態が
生じる。従って、モータ１０が動作していないとき、Ｍ
ＯＳＦＥＴ １８は非導通状態であり、かつＭＯ８ＦＥ
Ｔ３０は導通状態である。
ＦＥＴ Ｉ ８と並列に接続される。ＭＯ８ｒ’ＥＴ３
０はＭＯ３Ｆ’ＥＴ ＋ ８と相補の関係にあり、すな
わち、ＭＯＳＦＥＴ ｌ ８が非導通状態のとき、ＭＯ
８ＦＥＴ３０は導通状態にあり、一方、その逆の状態が
生じる。従って、モータ１０が動作していないとき、Ｍ
ＯＳＦＥＴ １８は非導通状態であり、かつＭＯ８ＦＥ
Ｔ３０は導通状態である。
＝７−
ライン２４」−の駆動パルスはＭＯＳＦＥＴ ＋ ８を
導通状態にさせ、同時にＭＯ９ＦＥＴ３０は非導通状態
にされ、その結果、モータｌＯが動作する。
導通状態にさせ、同時にＭＯ９ＦＥＴ３０は非導通状態
にされ、その結果、モータｌＯが動作する。
ＭＯ３ＦＥＴ３０の目的は、ライン２４」二の駆動パル
スが消滅したとき、モータ１０を明確に停止させること
にある。従って、ＭＯＳＦＥＴ １８が非導通状態とな
ったとき、ＭＯ８ＦＥＴ３０の導通によってモータ１０
の２本のり−ト線を短絡させ、これによって、モータｌ
Ｏの回転を即時に停止させる。
スが消滅したとき、モータ１０を明確に停止させること
にある。従って、ＭＯＳＦＥＴ １８が非導通状態とな
ったとき、ＭＯ８ＦＥＴ３０の導通によってモータ１０
の２本のり−ト線を短絡させ、これによって、モータｌ
Ｏの回転を即時に停止させる。
通常の動作において、ライン２４上のパルスはモータｌ
Ｏを周期的に動作させ、例えばぜん動性の腸内への供給
ポンプ（図示せず。）を１回転させ、その結果、患者は
所望量の液を受ける。故障のため、もしモータｌＯが連
続的に動作するならば、過分の量の液か注入される。本
発明は、もしモータｌＯが予め決められた時間、例えば
１０秒の間（これは実際上ぜん動性のポンプの回転子が
完全に３回転する時間である。）回転し続けるならば、
ヒユーズ１４の手段によってモータ駆動回路の動−８＝ 作を中断させるフェイルセーフ回路を提供する。
Ｏを周期的に動作させ、例えばぜん動性の腸内への供給
ポンプ（図示せず。）を１回転させ、その結果、患者は
所望量の液を受ける。故障のため、もしモータｌＯが連
続的に動作するならば、過分の量の液か注入される。本
発明は、もしモータｌＯが予め決められた時間、例えば
１０秒の間（これは実際上ぜん動性のポンプの回転子が
完全に３回転する時間である。）回転し続けるならば、
ヒユーズ１４の手段によってモータ駆動回路の動−８＝ 作を中断させるフェイルセーフ回路を提供する。
本発明によるフェイルセーフ回路は、ノリコン制御整流
器（以下、ＳＣＲという。）３２と、抵抗３６とキャパ
シタ３８からなるＲＣ回路に接続された単結合トランジ
スタ３４を備える。５ＣＲ３２は、モータ１０と並列に
接続される直流電源１２と接続され、ヒユーズ１４と直
列に接続された通常非導通状態のゲート手段として機能
する。抵抗３９は、ある電圧を５ＣＲ３２のゲートに供
給し、５ＣＲ３２が誤ってトリガされることを防止して
いる。
器（以下、ＳＣＲという。）３２と、抵抗３６とキャパ
シタ３８からなるＲＣ回路に接続された単結合トランジ
スタ３４を備える。５ＣＲ３２は、モータ１０と並列に
接続される直流電源１２と接続され、ヒユーズ１４と直
列に接続された通常非導通状態のゲート手段として機能
する。抵抗３９は、ある電圧を５ＣＲ３２のゲートに供
給し、５ＣＲ３２が誤ってトリガされることを防止して
いる。
抵抗４０及び４２は、単結合トランジスタ３４のゲート
Ｇに基準電圧を供給するために、アースと５Ｖの直流電
源の間に接続される。この基準電圧は、上記単結合トラ
ンジスタ３４が通常非導通状態となるように維持する。
Ｇに基準電圧を供給するために、アースと５Ｖの直流電
源の間に接続される。この基準電圧は、上記単結合トラ
ンジスタ３４が通常非導通状態となるように維持する。
電圧安定器２０から出力される１個のパルスはモータ１
０を回転させ、電流はまた抵抗３６を介してキャパシタ
３８に流れ、これによって上記キャパシタ３８を充電さ
せる。通常、ライン２４上のモータ駆動パルスが消滅し
たとき、キャパシタ３８は、ダイオード４４と、上記駆
動パルスがないとき導通状態となるＭＯ８ＦＥＴ３０を
介して、放電する。もしなんらかの理由でモータ１０が
動作し続けるならば、ＭＯ８ＦＥＴ３０は非導通状態の
ままであり、従って、キャパシタ３８は放電することが
できない。
０を回転させ、電流はまた抵抗３６を介してキャパシタ
３８に流れ、これによって上記キャパシタ３８を充電さ
せる。通常、ライン２４上のモータ駆動パルスが消滅し
たとき、キャパシタ３８は、ダイオード４４と、上記駆
動パルスがないとき導通状態となるＭＯ８ＦＥＴ３０を
介して、放電する。もしなんらかの理由でモータ１０が
動作し続けるならば、ＭＯ８ＦＥＴ３０は非導通状態の
ままであり、従って、キャパシタ３８は放電することが
できない。
このとき、抵抗３６とキャパシタ３８の接続点の電圧は
上昇する。
上昇する。
単結合トランジスタ３４が導通状態になるために、トラ
ンジスタ３４のアノードＡの電圧かゲートＧの電圧を越
える。図示したように、そのゲート電圧は抵抗４０及び
４２の接続点における基準電圧によって確立されている
。キャパシタ３８かこの基準電圧を越えるある電圧に充
電されるとき、単結合トランジスタ３４は導通状態にな
り、次いで、単結合トランジスタ３４は、５ＣＲ３２の
ゲートＧに正の電圧を印加する。これによって、５ＣＲ
３２が導通状態になる。５ＣＲ３２のカソードＫがアー
スに接続されているので、極めて大きな電流が電源１２
から流れ、これによってヒユーズ１４を切断させる。こ
れによって、電源１２をモータ１０から分離させ、従っ
て、上記制御回路においていかなる故障が生じても、モ
ータ１０が動作することはない。抵抗３６の抵抗値とキ
ャパシタ３８の静電容量値を選択することによって、キ
ャパシタ３８を基準電圧レヘルに充電するために必要な
時間（すなわち、モータ１０が連続的に動作することが
できる最大許可時間）を制御することかできる。
ンジスタ３４のアノードＡの電圧かゲートＧの電圧を越
える。図示したように、そのゲート電圧は抵抗４０及び
４２の接続点における基準電圧によって確立されている
。キャパシタ３８かこの基準電圧を越えるある電圧に充
電されるとき、単結合トランジスタ３４は導通状態にな
り、次いで、単結合トランジスタ３４は、５ＣＲ３２の
ゲートＧに正の電圧を印加する。これによって、５ＣＲ
３２が導通状態になる。５ＣＲ３２のカソードＫがアー
スに接続されているので、極めて大きな電流が電源１２
から流れ、これによってヒユーズ１４を切断させる。こ
れによって、電源１２をモータ１０から分離させ、従っ
て、上記制御回路においていかなる故障が生じても、モ
ータ１０が動作することはない。抵抗３６の抵抗値とキ
ャパシタ３８の静電容量値を選択することによって、キ
ャパシタ３８を基準電圧レヘルに充電するために必要な
時間（すなわち、モータ１０が連続的に動作することが
できる最大許可時間）を制御することかできる。
第１図は本発明の一実施例である、ぜん動性の腸内への
供給ポンプを駆動するための直流モータのためのフェイ
ルセーフ回路の回路図である。 ｌＯ・直流モータ、 １２ ・直流電源、 １４ ・回路ブレーカ、 １６．１８．３０ ＭＯＳＦＥＴ。 ２０ 電圧安定器、 ２１ マイクロプロセッサ、 ２２．２４ ライン、 ２６ 、２８− ）ランンスタ、 ３２−８ＣＲ。 ３４・単結合トランジスタ、 ３６．３９．４０．４２・抵抗、 ３８ キャパシタ、 ４４・ダイオード。 特許出願人 ツヤ−ウッド・メディカル・カンパニー
供給ポンプを駆動するための直流モータのためのフェイ
ルセーフ回路の回路図である。 ｌＯ・直流モータ、 １２ ・直流電源、 １４ ・回路ブレーカ、 １６．１８．３０ ＭＯＳＦＥＴ。 ２０ 電圧安定器、 ２１ マイクロプロセッサ、 ２２．２４ ライン、 ２６ 、２８− ）ランンスタ、 ３２−８ＣＲ。 ３４・単結合トランジスタ、 ３６．３９．４０．４２・抵抗、 ３８ キャパシタ、 ４４・ダイオード。 特許出願人 ツヤ−ウッド・メディカル・カンパニー
Claims (5)
- （１）回路ブレーカの手段を介して電源に接続され、一
方が導通状態のとき他方が非導通状態となる２個のゲー
ト手段を備えた制御回路を含む間欠的に動作する直流モ
ータのために用いるためのフェイルセーフ回路であって
、 上記ゲート手段の１つは駆動パルスを上記モータに間欠
的に供給し、上記ゲート手段の他方は上記駆動パルスが
消滅したとき上記モータを短絡し、上記回路ブレーカの
手段と直列に接続され通常非導通状態となる別のゲート
手段と、 キャパシタと、 上記駆動パルスが上記モータに印加されるとき上記キャ
パシタを充電するための手段と、上記駆動パルスが上記
モータに印加されないとき上記キャパシタを放電するた
めの手段と、基準電圧を発生するための手段と、 上記基準電圧を上記キャパシタに充電された電圧と比較
するための手段と、 上記キャパシタの電圧が上記基準電圧を越えたとき上記
通常非導通状態の別のゲート手段を導通状態にさせ上記
回路ブレーカに対して上記モータへの電源の供給を中断
させるための手段を備えたことを特徴とするフェイルセ
ーフ回路。 - （２）上記キャパシタを放電させるための上記手段は、
上記駆動パルスが消滅したとき上記モータを短絡させる
ゲート手段を含むことを特徴とする請求項第１項記載の
フェイルセーフ回路。 - （３）上記比較するための手段は単結合トランジスタを
備え、上記通常非導通状態となる別のゲート手段は上記
単結合トランジスタに接続されるシリコン制御整流器を
備えることを特徴とする請求項第２項記載のフェイルセ
ーフ回路。 - （４）直流電源と、直流モータと、上記モータを上記電
源に接続する回路ブレーカ手段と、一方が導通状態のと
き他方が非導通状態となる２個のゲート手段を備えた制
御回路との組み合わせ装置であって、 上記ゲート手段の１つは制御パルスを上記モータに間欠
的に供給し、上記ゲート手段の他方は上記駆動パルスが
消滅したとき上記モータを短絡し、上記回路ブレーカ手
段と直列に接続され通常非導通状態となる別のゲート手
段と、 キャパシタと、 上記駆動パルスが上記モータに印加されるとき上記キャ
パシタを充電するための手段と、上記駆動パルスが上記
モータに印加されないとき上記キャパシタを放電するた
めの手段と、基準電圧を発生するための手段と、 上記基準電圧を上記キャパシタに充電された電圧と比較
するための手段と、 上記キャパシタの電圧が上記基準電圧を越えたとき上記
通常非導通状態の別のゲート手段を導通状態にさせ上記
回路ブレーカに対して上記モータへの電源の供給を中断
させるための手段を備えたフェイルセーフ回路とを備え
たことを特徴とする組み合わせ装置。 - （５）上記キャパシタを放電する上記手段は、上記駆動
パルスが消滅したとき上記モータを短絡するゲート手段
を含むことを特徴とする請求項第４項記載の組み合わせ
装置。
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