JP6423765B2

JP6423765B2 - ブレーキの作動及び解除異常を検知する機能を有するブレーキ装置

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Publication number: JP6423765B2
Application number: JP2015152767A
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Inventors: 勝也小野; 毅田巻
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Description

本発明は、ブレーキ装置に関し、特に、ブレーキの作動及び解除異常を検知する機能を有するブレーキ装置に関する。

モータのブレーキ装置では、電圧を印加してブレーキを解除するが、ケーブルやブレーキコイルの断線、リレーの破損等の要因により、電圧が印加された状態であっても、ブレーキを解除できない場合がある。その一方で、リレーが溶着した場合、ブレーキが解除されたままとなり、モータにより駆動される軸が落下して治工具やワークを破損させるような事態が想定される。そこで、ブレーキの異常を検出する方法が報告されている（例えば、特許文献１及び２）。

特許文献１に記載されたブレーキ駆動制御装置は、ブレーキに印加されているブレーキ電圧を検出する電圧検出部と、スイッチ指令を遅延させるスイッチ指令遅延部と、遅延されたスイッチ指令に基づいて、スイッチング素子に短絡故障が生じているか否かを判定する短絡故障判定部と、を有することを特徴とする。

特許文献２に記載されたブレーキ異常診断装置は、モータが励磁されていて且つブレーキが作動している状態において、ブレーキに異常があるか否かを診断する異常診断部と、ブレーキに異常があると診断された場合には、モータの励磁を遮断せず、かつ、ブレーキを解除せずに、ブレーキの異常を通知するようにした出力部とを含むことを特徴とする。

図１に、従来のブレーキ装置１０００の構成図を示す。直流電源１００２から供給される電圧（例えば２４［Ｖ］）はケーブル１００３、スイッチ１００４、スパークキラー１００５、サージアブソーバ１００６を介してブレーキ１００７の端子１００８及び１００９に印加される。ブレーキ１００７にはブレーキコイル１００１が設けられている。

モータ（以下、「電動機」ともいう）におけるブレーキの構造について説明する。図２は従来のブレーキの断面図である。モータのシャフト１０１０にはハブ１０１１を介して摩擦板１０１２が設けられている。摩擦板１０１２の一方の面には端板１０１３が設けられ、他方の面にはアマチュア１０１４が設けられている。端板１０１３はスペーサ１０１５を介してボルト１０１６によりコア１０１７に固定されている。アマチュア１０１４はボルト１０１６の長手方向に摺動可能となっている。

コア１０１７にはブレーキコイル１００１が設けられている。ブレーキコイル１００１の印加電圧が０［Ｖ］の場合は、図２の左側のように、スプリング１０１８ａがアマチュア１０１４を摩擦板１０１２に押しつける。その結果、摩擦板１０１２と端板１０１３との間に第１摩擦部１０１９が生じると共に、摩擦板１０１２とアマチュア１０１４との間に第２摩擦部１０２０が生じる。この摩擦により、ブレーキが作動し、モータは一定位置に保持され、ブレーキロック状態となる。

一方、ブレーキコイル１００１の印加電圧がブレーキ解除電圧（例えば、２４［Ｖ］）の場合は、図２の右側のように、磁束Φによりスプリング１０１８ｂの押付力より大きな磁気吸引力Ｍが作用し、スプリング１０１８ｂが縮むためにアマチュア１０１４を摩擦板１０１２から引き離す。その結果、摩擦板１０１２と端板１０１３との間に生じていた第１摩擦部１０１９、及び摩擦板１０１２とアマチュア１０１４との間に生じていた第２摩擦部１０２０が形成されなくなる。その結果、ブレーキが解除され、ブレーキリリース状態となる。

ブレーキ装置に生じる異常の態様としては、ブレーキコイル１００１が断線することが考えられる。その他に、ケーブル１００３が断線する場合や、スイッチ１００４が溶着する場合が考えられる。

しかしながら、従来のブレーキ装置では、ブレーキの実際の解除状態の確認と、ブレーキ解除における異常の原因となる箇所の特定が容易にはできなかった。具体的には、ブレーキに電圧を印加したとしても実際にブレーキが解除されたか否かを確認することができなかった。そのため、ブレーキが解除されていない状態でモータを駆動した場合、ブレーキを引き摺ることにより、ブレーキ摩擦部が破損したり、ブレーキの摩擦熱でモータが破損（絶縁不良、巻線抵抗不良等）したりする恐れがあった。その一方で、ブレーキを作動させるためにブレーキへの通電をＯＦＦしたとしてもブレーキが解除されたままの場合、モータが駆動する軸が落下することにより治工具やワークを破損させる恐れがあった。

特開２０１４−５０９１２号公報特開２０１４−１０５４６号公報

本発明は、ブレーキ装置に電圧を印加しても解除しないという異常や、ブレーキへの通電をＯＦＦしても解除したままとなる異常を検知することが可能なブレーキ装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ブレーキの作動及び解除における異常の原因となる箇所を特定することが可能なブレーキ装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施例に係るブレーキ装置は、電動機に使用されるブレーキ装置であって、電動機の位置を保持するブレーキ部と、ブレーキ部に印加される電圧を検出する電圧検出部と、電圧の変動パターンを認識し、電圧変動パターンに基づいて、ブレーキ部の解除及び作動状態を観測する観測部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の一実施例に係るブレーキ装置によれば、ブレーキ装置に電圧を印加しても解除しないという異常や、ブレーキへの通電をＯＦＦしても解除したままとなる異常を検知することができる。

従来のブレーキ装置の構成図である。従来のブレーキの断面図である。本発明の実施例１に係るブレーキ装置の構成図である。本発明の実施例１に係るブレーキ装置を用いて検出した、正常時及び断線時のそれぞれにおいてブレーキへの通電をＯＮもしくはＯＦＦした場合にブレーキに印加される電圧の時間的変化を示すグラフである。本発明の実施例１に係るブレーキ装置を用いて検出した電圧変動パターンと不具合個所及び異常の有無の判定結果との関係をまとめた表である。本発明の実施例２に係るブレーキ装置の構成図である。本発明の実施例２に係るブレーキ装置を用いて検出した電圧変動パターンと不具合個所及び異常の有無の判定結果との関係をまとめた表である。

以下、図面を参照して、本発明に係るブレーキ装置について説明する。

［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係るブレーキ装置について図面を用いて説明する。図３に本発明の実施例１に係るブレーキ装置の構成図を示す。本発明の実施例１に係るブレーキ装置１０１は、電動機に使用されるブレーキ装置であって、電動機（モータ）１０の位置を保持するブレーキ部１と、ブレーキ部１に印加される電圧を検出する電圧検出部２と、電圧の変動パターンを認識し、電圧変動パターンに基づいて、ブレーキ部１の解除及び作動状態を観測する観測部３と、を備えたことを特徴とする。

モータ１０にはブレーキ部１が内蔵されており、ブレーキ部１に印加する電圧を制御することによりモータ１０へのブレーキの解除／作動を制御する。ブレーキ部１には、スイッチ５を介して、例えば２４［Ｖ］の直流電圧を印加するための直流電源４が接続されている。ブレーキ部１への直流電圧の印加の制御はスイッチ５を用いて行う。スイッチ５を閉じることによりブレーキ部１へ直流電圧２４［Ｖ］が印加され、スイッチ５を開くことによりブレーキ部１へ０［Ｖ］が印加される。例えば２４［Ｖ］の直流電圧がブレーキ部１に印加されるとブレーキは解除され、ブレーキ部１へ電圧を印加しない場合（０［Ｖ］が印加される場合）にはブレーキが作動した状態となる。

モータ１０はブレーキ部１へ電圧を印加するための入力端子８及び９を備えており、これらの端子８及び９の間に直流電圧が印加される。本発明では、これらの端子８及び９の間の電圧（端子間電圧）を検出するために電圧検出部２を設けている。電圧検出部２と並列にスパークキラー６及びサージアブソーバ７を設けてもよい。

電圧検出部２が検出したブレーキ部１の端子間電圧の検出結果は観測部３へ伝達される。観測部３は、ブレーキ部１の端子間電圧の検出結果に基づいて電圧の変動パターンを認識する。観測部３は、電圧変動パターンに基づいて、ブレーキ部１に設けられたブレーキの解除及び作動状態を観測する。

次に、電圧検出部２が検出した電圧変動パターンに基いて、ブレーキの作動または解除状態を判定する方法について説明する。図４に本発明の実施例１に係るブレーキ装置を用いて検出した、正常時及び断線時のそれぞれにおいてブレーキへの通電をＯＮもしくはＯＦＦした場合にブレーキに印加される電圧の時間的変化（電圧変動パターン）を示す。図４の左上のグラフに示すように、ブレーキ部１の端子間に２４［Ｖ］の電圧を時刻ｔ₁に印加したとする。ブレーキ部１の端子間に電圧を印加すると、アマチュアがコアに吸引され摩擦板との間にギャップができ、ブレーキがリリース（解除）される。正常時においては、時刻ｔ₁以降に端子間電圧は２４［Ｖ］一定となる。

次に、図４の右上のグラフのように、時刻ｔ₂において、スイッチ５を開いてブレーキ部１の端子間への電圧の印加を中止すると、磁気吸引力が無くなりスプリングがアマチュアを摩擦板へ押付けることによりブレーキがロック（作動）する。正常時においては、時刻ｔ₂以降に約−９５［Ｖ］まで低下した後、徐々に０［Ｖ］に戻る。これは、ブレーキコイルの自己誘導作用により、電圧印加時に形成されていた磁束がなくならない方向に逆起電圧が発生するためである。

次に、電圧検出部２とブレーキ部１との間の配線が断線した場合の電圧変動パターンについて説明する。図４の左下のグラフに示すように、ブレーキ部１の端子間に２４［Ｖ］の電圧を時刻ｔ₃に印加したとする。この例では、断線は電圧検出部２とブレーキ部１との間の配線において生じており、直流電源４と電圧検出部２との間の配線には断線は生じていないため、電圧の時間的変化は正常な状態と同様である。

一方、図４の右下のグラフのように、時刻ｔ₄において、スイッチ５を開いてブレーキ部１の端子間への電圧の印加を中止する。このときの電圧変動パターンが時刻ｔ₄以降にマイナス側に大きく低下することなく徐々に０［Ｖ］になった場合は、正常な状態（図４の右上のグラフ）と明確に異なっており、電圧検出部２とブレーキ部１との間の配線に断線が生じていることがわかる。

以上、２通りの電圧変動パターンについて説明したが、その他にも、電圧検出部２と直流電源４との間の配線が断線している場合の電圧変動パターンと、スイッチ（リレー）５が溶着している場合の電圧変動パターンとがある。観測部３は、ブレーキ部１の解除及び作動に異常を検知した場合、電圧変動パターンに基づいて、不具合箇所を特定することができる。合計６つの電圧変動パターンと不具合個所との対応関係を図５に示す。

第１の電圧変動パターン（以下、「電圧変動パターン（１）」という）は、ブレーキ装置が正常な場合を示す。電圧の変動パターンは図４の左上のグラフと右上のグラフに示した通りである。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］がブレーキ部１に印加される。このとき、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］から２４［Ｖ］に変化するため、「０→＋」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］から−９５［Ｖ］に変化するため、「＋→−」と表すこととする。観測部３は、ブレーキ装置が正常である場合の電圧変動パターンを記憶部（図示せず）に記憶しておき、記憶した電圧変動パターンと検出した電圧変動パターンとを比較することによって、ブレーキ装置の異常の有無及び異常の原因となる個所を判定することができる。

第２の電圧変動パターン（電圧変動パターン（２））は、電圧測定ポイントである電圧検出部２よりブレーキ側で断線が生じている場合を示す。電圧の変動パターンは図４の左下のグラフと右下のグラフに示した通りである。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］がブレーキ部１に印加される。このとき、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］から２４［Ｖ］に変化するため、「０→＋」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］から０［Ｖ］に変化するため、「＋→０」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が作動の場合に、正常であれば「＋→−」となるべきところ、「＋→０」となっていることから、「電圧測定ポイントよりブレーキ側」で断線が生じていると判定することができる。

第３の電圧変動パターン（電圧変動パターン（３））は、ブレーキ解除前には断線が生じておらず、ブレーキ解除後に電圧測定ポイントである電圧検出部２より電源側で断線が生じた場合である。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］がブレーキ部１に印加される。このときには、電圧検出部２と直流電源４との間に断線は生じていないため、ブレーキ部１に電圧が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］となる。そこでこれを、「０→＋」と表すこととする。その後、電圧検出部２より電源側で断線が生じたものとする。その後、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２と直流電源４との間には既に断線が生じているため、ブレーキ部１には電圧は印加されず、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］のままである。そこでこれを、「０→０」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が作動の場合に、正常であれば「＋→−」となるべきところ、「０→０」となっていることから、「電圧測定ポイントより電源側」で断線が生じていると判定することができる。

第４の電圧変動パターン（電圧変動パターン（４））は、電圧測定ポイントである電圧検出部２より電源側で断線が生じている場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じる。このとき、電圧検出部２と直流電源４との間に断線が生じているため、ブレーキ部１には電圧は印加されず、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］のままである。そこでこれを、「０→０」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２と直流電源４との間に断線が生じているため、ブレーキ部１には電圧は印加されず、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］のままである。そこでこれを、「０→０」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が解除の場合に、正常であれば「０→＋」となるべきところ、「０→０」となっていることから、「電圧測定ポイントより電源側」で断線が生じていると判定することができる。

第５の電圧変動パターン（電圧変動パターン（５））は、ブレーキ解除前には溶着が生じておらず、ブレーキ解除後にスイッチ（リレー）５が溶着した場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］をブレーキ部１に印加する。このときには、スイッチ（リレー）５は溶着していないため、ブレーキ部１には電圧２４［Ｖ］が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］となる。そこでこれを、「０→＋」と表すこととする。その後、スイッチの溶着が生じたものとする。その後、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、既にスイッチ（リレー）５が溶着しているため、ブレーキ部１には電圧２４［Ｖ］が印加されたままとなり、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］のままである。そこでこれを、「＋→＋」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が作動の場合に、正常であれば「＋→−」となるべきところ、「＋→＋」となっていることから、「リレーが溶着」していると判定することができる。

第６の電圧変動パターン（電圧変動パターン（６））は、スイッチ（リレー）５が溶着している場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］をブレーキ部１に印加する。このとき、スイッチ（リレー）５が溶着しているため、ブレーキ部１には常に電圧２４［Ｖ］が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］のままである。そこでこれを、「＋→＋」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このときも、スイッチ（リレー）５が溶着しているため、ブレーキ部１には常に電圧２４［Ｖ］が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］のままである。そこでこれを、「＋→＋」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が解除の場合に、正常であれば「０→＋」となるべきところ、「＋→＋」となっていることから、「リレーが溶着」していると判定することができる。

以上説明したように、本発明の実施例１に係るブレーキ装置によれば、電圧変動パターンが（２）〜（４）、すなわちブレーキ配線のいずれかが断線していることを検知した場合には、モータを駆動しないようにすることによって、ブレーキ、モータ、治工具、及びワーク等の破損を未然に防止することができる。

一方で、電圧変動パターンが（５）及び（６）、すなわちリレーが溶着していることを検知した場合には、モータを励磁させることによって、ブレーキ、モータ、治工具、及びワーク等の破損を未然に防止することができる。

［実施例２］
次に、本発明の実施例２に係るブレーキ装置について図面を用いて説明する。図６に本発明の実施例２に係るブレーキ装置の構成図を示す。本発明の実施例２に係るブレーキ装置１０２が、実施例１に係るブレーキ装置１０１と異なっている点は、電圧検出部２は、電圧を検出可能な信号に変換する点である。実施例２に係るブレーキ装置１０２におけるその他の構成は、実施例１に係るブレーキ装置１０１における構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

ブレーキ作動時、サージ電圧が発生し電圧検出部２が破損する恐れがある。そこで、実施例２に係る電圧検出部２は電圧を安全に検出できるようにしている。

実施例２に係る電圧検出部２は、分圧抵抗２１及び２２と、ダイオード２３と、フォトＭＯＳリレー２４と、電圧出力部２７と、を有する。フォトＭＯＳリレー２４は、ＬＥＤ２５と、ＭＯＳトランジスタ２６とを備えている。電圧出力部２７は、抵抗２８と、ＮＯＴゲート２９とを備えている。

図６に示した電圧検出部２は、２４［Ｖ］の出力電圧を信号Ａに変換する。

ブレーキコイル１の端子間電圧が−９５［Ｖ］と大きい場合には、図６の下部に示したような、５０［Ｖ］以上の逆起電圧を検出可能な電圧検出部３０を用いることができる。実施例２に係る電圧検出部３０は、分圧抵抗３１及び３２と、ダイオード３３と、フォトＭＯＳリレー３４と、電圧出力部３７と、を有する。フォトＭＯＳリレー３４は、ＬＥＤ３５と、ＭＯＳトランジスタ３６とを備えている。電圧出力部３７は、抵抗３８と、ＮＯＴゲート３９とを備えている。

図６に示した電圧検出部３０は、例えば−９５［Ｖ］の出力電圧を信号Ｂに変換する。

実施例２に係るブレーキ装置を用いて、電圧変動パターンに基づいて、不具合箇所を特定する方法について説明する。６つの電圧変動パターンと不具合個所との対応関係を図７に示す。

第１の電圧変動パターン（以下、「電圧変動パターン（１）」という）は、ブレーキ装置が正常な場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］がブレーキ部１に印加される。このとき、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］から２４［Ｖ］に変化するため、「０→Ａ」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］から−９５［Ｖ］に変化するため、「Ａ→Ｂ」と表すこととする。観測部３（図３参照）は、ブレーキ装置が正常である場合の電圧変動パターンを記憶部（図示せず）に記憶しておき、記憶した電圧変動パターンと検出した電圧変動パターンとを比較することによって、ブレーキ装置の異常の有無及び異常の原因となる個所を判定することができる。

第２の電圧変動パターン（電圧変動パターン（２））は、電圧測定ポイントである電圧検出部２よりブレーキ側で断線が生じている場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］がブレーキ部１に印加される。このとき、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］から２４［Ｖ］に変化するため、「０→Ａ」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］から０［Ｖ］に変化するため、「Ａ→０」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が作動の場合に、正常であれば「Ａ→Ｂ」となるべきところ、「Ａ→０」となっていることから、「電圧測定ポイントよりブレーキ側」で断線が生じていると判定することができる。

第３の電圧変動パターン（電圧変動パターン（３））は、ブレーキ解除前には断線が生じておらず、ブレーキ解除後に電圧測定ポイントである電圧検出部２より電源側で断線が生じた場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］がブレーキ部１に印加される。このときには、電圧検出部２と直流電源４との間に断線は生じていないため、ブレーキ部１に電圧が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］となる。そこでこれを、「０→Ａ」と表すこととする。その後、電圧検出部２より電源側で断線が生じたものとする。その後、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２と直流電源４との間には既に断線が生じているため、ブレーキ部１には電圧は印加されず、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］のままである。そこでこれを、「０→０」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が作動の場合に、正常であれば「Ａ→Ｂ」となるべきところ、「０→０」となっていることから、「電圧測定ポイントより電源側」で断線が生じていると判定することができる。

第４の電圧変動パターン（電圧変動パターン（４））は、電圧測定ポイントである電圧検出部２より電源側で断線が生じている場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じる。このとき、電圧検出部２と直流電源４との間に断線が生じているため、ブレーキ部１には電圧は印加されず、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］のままである。そこでこれを、「０→０」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、電圧検出部２と直流電源４との間に断線が生じているため、ブレーキ部１には電圧は印加されず、電圧検出部２の検出電圧は０［Ｖ］のままである。そこでこれを、「０→０」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が解除の場合に、正常であれば「０→Ａ」となるべきところ、「０→０」となっていることから、「電圧測定ポイントより電源側」で断線が生じていると判定することができる。

第５の電圧変動パターン（電圧変動パターン（５））は、ブレーキ解除前には溶着が生じておらず、ブレーキ解除後にスイッチ（リレー）５が溶着した場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］をブレーキ部１に印加する。このときには、スイッチ（リレー）５は溶着していないため、ブレーキ部１には電圧２４［Ｖ］が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］となる。そこでこれを、「０→Ａ」と表すこととする。その後、スイッチの溶着が生じたものとする。その後、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このとき、既にスイッチ（リレー）５が溶着しているため、ブレーキ部１には電圧２４［Ｖ］が印加されたままとなり、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］のままである。そこでこれを、「Ａ→Ａ」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が作動の場合に、正常であれば「Ａ→Ｂ」となるべきところ、「Ａ→Ａ」となっていることから、「リレーが溶着」していると判定することができる。

第６の電圧変動パターン（電圧変動パターン（６））は、スイッチ（リレー）５が溶着している場合を示す。まず、ブレーキ指令が解除（ブレーキリリース）である場合は、スイッチ５を閉じることにより直流電源４の電圧２４［Ｖ］をブレーキ部１に印加する。このとき、スイッチ（リレー）５が溶着しているため、ブレーキ部１には常に電圧２４［Ｖ］が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］のままである。そこでこれを、「Ａ→Ａ」と表すこととする。一方、ブレーキ指令が作動（ブレーキロック）となった場合は、スイッチ５を開くことにより、直流電源４からブレーキ部１への電圧の印加を中止する。このときも、スイッチ（リレー）５が溶着しているため、ブレーキ部１には常に電圧２４［Ｖ］が印加され、電圧検出部２の検出電圧は２４［Ｖ］のままである。そこでこれを、「Ａ→Ａ」と表すこととする。この電圧変動パターンを正常時である電圧変動パターン（１）と比較すると、ブレーキ指令が解除の場合に、正常であれば「０→Ａ」となるべきところ、「Ａ→Ａ」となっていることから、「リレーが溶着」していると判定することができる。

以上の説明において、ブレーキを解除するために印加する電圧を２４［Ｖ］、逆起電圧を−９５[Ｖ]としたが、これは一例であって、これらの値に限定されるものではない。

以上説明したように、本発明の実施例２に係るブレーキ装置によれば、ブレーキ作動時において、サージ電圧の発生に伴い電圧検出部が破損することなく電圧を安全に検出することができ、ブレーキ部へ電圧を印加した場合における電圧変動パターンからブレーキの解除状態を判断することができる。

１ブレーキ部
２電圧検出部
３観測部
４直流電源
５スイッチ
１０モータ

Claims

電動機に使用されるブレーキ装置であって、
電動機の位置を保持するブレーキ部と、
前記ブレーキ部に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
前記ブレーキ部の解除時における前記電圧の変動パターン及び前記ブレーキ部の作動時における前記電圧の変動パターンを認識し、前記ブレーキ部の解除時における前記電圧の変動パターン及び前記ブレーキ部の作動時における前記電圧の変動パターンに基づいて、前記ブレーキ部の解除及び作動状態を観測する観測部と、を備え、
前記観測部は、前記ブレーキ部の解除、及び作動に異常を検知した場合、前記ブレーキ部の解除時における前記電圧の変動パターン及び前記ブレーキ部の作動時における前記電圧の変動パターンに基づいて、不具合箇所を特定する、ブレーキ装置。
前記電圧検出部は、電圧を検出可能な信号に変換する、請求項１に記載のブレーキ装置。