JPH08182710A - 電動ベッド用駆動モータの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動ベッド用駆動モータの起動・停止時の速
度の急激な変化を緩和する。 【構成】 停止状態と定速度との間で多段階に設定した
各段階目標速度を停止状態及び定速度の各近傍での偏差
を比較的小さくした目標速度テーブルを設け、現在の速
度を検出し、現在速度の直ぐ次の段階目標速度を設定
し、次の段階目標速度に達するまで所定の時間で達する
ようにモータを駆動制御し、起動時には定速度に達する
まで、停止時には停止状態に達するまでモータを駆動制
御する。 【効果】 起動時の起動し始めや定速度に達する時、停
止時の減速し始めや停止状態に達する時に、速度の急激
な変化を防止して、電動ベッド用駆動モータに駆動され
る各要部の変位時の衝撃力を緩和することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動ベッド用駆動モー
タの制御回路に関し、特に、電動ベッドの要部を作動す
るモータの起動停止時の急峻な速度変化を防止するため
の電動ベッド用駆動モータの制御回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベッドに於いてそれらの各部をモ
ータアクチュエータにより変位可能にしたものがある。
このようなモータアクチュエータにあっては、スイッチ
により電源を直接オン／オフするようにすると、オン／
オフ時にモータが急激に起動／停止してしまい、ベッド
に人がいる場合にはスイッチのオン／オフ時に衝撃力を
受ける虞がある。

【０００３】上記衝撃力を緩和するために、例えば変位
部位とアクチュエータとの間に緩衝器を設けることが考
えられるが、構造が複雑化かつ装置が大型化するという
問題がある。また、変位速度を大きな衝撃力が発生しな
い程度に比較的遅くすると良いが、この場合には変位完
了までの作動時間が長いという不都合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点に鑑み、本発明の主な目的は、簡単な回路でモー
タの起動／停止時の衝撃力を緩和し得る電動ベッド用駆
動モータの制御回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、スイッチ操作によりベッドの要部を作動す
るモータを起動して所定の定速度にて駆動すると共に当
該モータを停止するように制御するための電動ベッド用
駆動モータの制御回路であって、前記モータの停止状態
と前記定速度との間にて複数段の段階目標速度を設定す
る目標速度設定手段と、現在の速度を検出する速度検出
手段と、前記速度検出手段からの現在速度を前記段階目
標速度に向けて前記モータを駆動すると共に、前記現在
速度と前記段階目標速度とが一致した後に次の段階目標
速度に向けて前記モータを駆動する制御手段とを有する
ことを特徴とする電動ベッド用駆動モータの制御回路を
提供することにより達成される。特に、前記複数段の段
階目標速度が、前記モータの停止状態と前記定速度との
各近傍における前記各段階目標速度間の偏差を中間部よ
りも小さく設定されていると良い。

【０００６】

【作用】このようにモータの停止状態と定速度との間に
複数段の段階目標速度を設定し、この段階目標速度に応
じてモータを起動・停止するので、停止状態と定速度状
態との間の速度の変化を緩やかにすることができる。ま
た、各段階目標速度間の停止状態側と定速度側との各近
傍の偏差を比較的小さくすることにより、例えば各段階
目標速度を所定の時間間隔で設定すれば、起動し始め及
び定速度に達する直前、また減速し始め及び停止状態に
なる直前の各場合に於いて各段階目標速度の変化が緩や
かなものになることから、停止状態と定速度状態とのそ
れぞれの近傍での速度の変化が緩やかなものになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【０００８】図１は、本発明が適用された電動ベッド用
駆動モータの制御回路の要部を簡略化して示す図であ
る。本制御回路１はベッドの各要部を変位させるための
モータ２を起動し、所定の速度（モータの定格値）に達
したらその定速度にて所定量駆動して停止するために用
いられる。図ではモータを１つしか開示していないが、
電動ベッドに於いては、全体の上下動用と、頭部・足部
の各上下動用とに３つのモータを用いるなどしている
が、各モータ共、駆動回路の構造に関しては同様である
ため１つのモータについて代表して示す。

【０００９】図１に於いて、操作パネル（図示せず）に
設けられた上昇スイッチＳＷ１と下降スイッチＳＷ２と
からの各スイッチ信号が信号処理段３を介して制御手段
としてのＣＰＵ４の各入力ポートＩ１・Ｉ２に入力する
ようになっている。ＣＰＵ４には各スイッチ信号に対応
して正逆転の各信号を出力するための各出力ポートＯ１
・Ｏ２が設けられており、各出力ポートＯ１・Ｏ２には
それぞれの出力信号によりオン・オフ制御される正転用
・逆転用の各駆動トランジスタＱ１・Ｑ２が接続されて
いる。また、各駆動トランジスタＱ１・Ｑ２にはそれぞ
れ正転用・逆転用の各リレーＲＬ１・ＲＬ２の各コイル
が接続されており、各駆動トランジスタＱ１・Ｑ２の各
オン時にそれぞれのコイルが励磁される。

【００１０】各リレーＲＬ１・ＲＬ２の各コモン接点が
モータ２の両端子に接続されており、モータ２の各端子
は、各リレーＲＬ１・ＲＬ２の選択接点を介して、コイ
ルの非励磁状態ではＦＥＴを介して接地され、コイルの
励磁状態で電源電圧＋Ｂを印加されるようになってい
る。

【００１１】ＣＰＵ４には、モータ２に一体的に接続さ
れて回転パルスを発生する速度検出手段としてのパルス
センサＰＳからのパルス信号を波形処理段５を介して入
力するための入力ポートＩ３が設けられている。また、
ＣＰＵ４には、モータ２をデューティ制御するべくＦＥ
Ｔを駆動するための一対のトランジスタＱ３・Ｑ４をオ
ン・オフ制御する信号を出力する出力ポートＯ３が設け
られている。この出力ポートＯ３からの出力信号により
両トランジスタＱ３・Ｑ４がオンすると、ＦＥＴがオン
するようになっている。

【００１２】なお、上記トランジスタＱ３は、前記各ス
イッチＳＷ１・ＳＷ２のいずれかのオン時に電源電圧＋
Ｂと接続されるようになっており、各スイッチＳＷ１・
ＳＷ２のいずれかのオン状態で上記デューティ制御が可
能である。また、各スイッチＳＷ１・ＳＷ２とトランジ
スタＱ３との間の接続ラインには、互いに並列に接続さ
れ共に接地されたコンデンサ及び抵抗からなるタイマ回
路６が設けられており、各スイッチＳＷ１・ＳＷ２のオ
フ後に所定時間トランジスタＱ３を電源接続状態にし得
るようになっている。

【００１３】次に、このようにして構成されたモータ駆
動回路による本発明に基づく作動要領を図２のフロー図
を参照して以下に示す。例えば上昇スイッチＳＷ１をオ
ン状態にすることにより、出力ポートＯ１から正転信号
が出力されてリレーＲＬ１が励磁されて、モータ２に正
転する向きの駆動電流が流れる。そして、ステップＳＴ
１に於いてパルスセンサＰＳからの回転パルスの入力に
よるモータ２の現在の回転速度の検出を行う。

【００１４】本発明装置では図３の想像線に示されるよ
うに停止状態Ｖ0から定格速度Ｖrまでの間を多段階に設
定した複数の段階目標速度Ｖnを予め書き込んだ目標速
度設定手段としての目標速度テーブルを設けている。従
って、回転速度が発生してステップＳＴ１で回転速度を
検出したら、ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で検
出された現在の速度Ｖsにとって１番近い直ぐ上（上昇
時）の段階目標速度を目標速度テーブルから取得して、
その時点での目標速度Ｖoとして設定する。

【００１５】そしてステップＳＴ３で、現在の速度Ｖs
と目標速度Ｖoとの差ΔＶを算出し、次のステップＳＴ
４では速度差ΔＶが生じていたらステップＳＴ５に進
み、速度差ΔＶがない場合（目標速度Ｖoに現在の速度
Ｖsが達した場合）にはステップＳＴ１に戻る。

【００１６】ステップＳＴ５に進んだ場合には現在の速
度Ｖsと目標速度Ｖoとのどちらが大きいかを判別する。
現在の速度Ｖsよりも目標速度Ｖoの方が大きい場合には
ステップＳＴ６に進み、モータ２の回転速度を上げるべ
く出力をアップする制御を行う。反対に、目標速度Ｖo
よりも現在の速度Ｖsの方が大きい場合にはステップＳ
Ｔ７に進み、モータ２の回転速度を下げる出力をアップ
する制御を行う。ステップＳＴ６またはステップＳＴ７
を経た場合にはステップＳＴ１に戻る。

【００１７】ステップＳＴ１に戻った場合には、新たに
現在の速度Ｖsを検出し、この時前回の目標速度Ｖoより
も新たに検出した現在の速度Ｖsの方が大きい場合に
は、次の新たな目標速度Ｖoをテーブルから取得して設
定し直す。以下同様に前記ステップを繰り返し、現在の
速度Ｖsが定格速度Ｖrに達していたら、その定格速度Ｖ
rを目標速度Ｖoにして、装置の定速運転制御を行う。こ
の定速運転制御は、前記上昇スイッチＳＷ１をオフにす
るまで続行する。

【００１８】このように、起動時には定格速度に達する
まで各段階目標速度Ｖoを順次取り替えて速度を上昇さ
せているので、起動から定速度までの間の急激な速度変
化を防止できる。さらに、本実施例では図３に示される
ように各段階目標速度Ｖo間の時間を予め一定値に設定
し、停止状態と定格速度Ｖrとの各近傍では段階目標速
度Ｖoの次のものとの偏差を比較的小さく設定し、それ
らの間に於ける段階目標速度Ｖoの次のものとの偏差を
比較的大きく設定している。そして、各段階目標速度Ｖ
o間の速度制御を比例制御にて行うことにより、起動し
始めと定格速度に達する直前に於いて速度を緩やかに上
昇させることができる。従って、起動し始めと定格速度
に達する際の急激な速度変化を防止することができ、電
動ベッドに寝ている人に対して変位時に衝撃力を与える
ことがない。

【００１９】また、任意の所でモータ２を停止させるべ
く上昇スイッチＳＷ１をオフにすると、上昇スイッチＳ
Ｗ１を介しての電源電圧＋ＢがトランジスタＱ３に印加
されなくなるが、前記したようにタイマ回路６により所
定時間トランジスタＱ３に駆動に必要な電圧が印加さ
れ、その間ＦＥＴを制御可能である。そして、前記起動
時と同様のステップであるが、次の目標速度Ｖoを現在
の速度Ｖsよりも低く設定する制御を行うことになる。

【００２０】停止時に参照する目標速度テーブルも、図
３の想像線に示されるように起動時と同様に定格速度か
らの減速し始めと停止状態に入る直前とに於いてはそれ
ぞれ段階目標速度Ｖoの次のものとの偏差を比較的小さ
く設定し、それらの中間では比較的大きく設定してい
る。従って、起動時と同様に急激な速度変化のない緩や
かな減速制御を行うことができる。また、本実施例では
減速時の目標速度テーブルを起動時とは別個に設定した
ものを用いているが、同一のものを用いても良い。

【００２１】

【発明の効果】このように本発明によれば、モータの停
止状態と定速度との間に複数段の段階目標速度を設定
し、この段階目標速度に応じてモータを起動・停止する
ので、停止状態と定速度状態との間の速度の変化を緩や
かにすることができる。また、停止状態と定速度状態と
のそれぞれの近傍での速度の変化を中間部よりも緩やか
なものにすることにより、モータアクチュエータにより
電動ベッドの要部を変位させる際の起動し始めや停止直
前などでの変位速度を緩やかに変化させる速度制御を簡
単な回路構成で実現できると共に装置の低廉化を向上
し、電動ベッドの要部を変位させる際の急激な速度変化
による不快感を低減し得るなど、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたモータ駆動回路の要部を示
す回路図。

【図２】本発明に基づく制御のフロー図。

【図３】動作状態を示す図。

【符号の説明】

１ 制御回路 ２ モータ ３ 信号処理段 ４ ＣＰＵ ５ 波形処理段 ６ タイマ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 想田 博 群馬県桐生市広沢町１丁目2681番地 株式 会社三ツ葉電機製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチ操作によりベッドの要部を作動
   するモータを起動して所定の定速度にて駆動すると共に
   当該モータを停止するように制御するための電動ベッド
   用駆動モータの制御回路であって、 前記モータの停止状態と前記定速度との間にて複数段の
   段階目標速度を設定する目標速度設定手段と、現在の速
   度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段からの
   現在速度を前記段階目標速度に向けて前記モータを駆動
   すると共に、前記現在速度と前記段階目標速度とが一致
   した後に次の段階目標速度に向けて前記モータを駆動す
   る制御手段とを有することを特徴とする電動ベッド用駆
   動モータの制御回路。
2. 【請求項２】 前記複数段の段階目標速度が、前記モー
   タの停止状態と前記定速度との各近傍における前記各段
   階目標速度間の偏差を中間部よりも小さく設定されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の電動ベッド用駆動
   モータの制御回路。