JP6626134B2

JP6626134B2 - モータ駆動装置および故障検出方法

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Publication number: JP6626134B2
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Inventors: 総齊藤; 力鹿川
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Description

本発明は、複数のモータに設けられた複数のブレーキ装置の故障を検出するモータ駆動装置および故障検出方法に関する。

下記に示す特許文献１には、電磁ブレーキに流れる電流を示す信号を取得し、取得した前記信号に基づき前記電磁ブレーキが異常状態にあるか否かを判定する異常検出装置が開示されている。

特開２０１６−２２２３７２号公報

ここで、工作機械やロボットにおいては、複数のモータに設けられた複数のブレーキ装置を、１台のモータ駆動装置で制御する場合がある。上記特許文献１のように、電流センサを設け、電流センサが検出したブレーキ装置に流れる電流値に基づいて、ブレーキ装置の異常を検出するという異常検出機能をブレーキ装置毎に設けると、コストがかかる。そのため、異常検出機能を共通化、つまり、１つのブレーキ用電源を用いて、複数のブレーキ装置を制御し、１つのブレーキ用電源からの電流値に基づいて、ブレーキ装置の故障を検出したいという要望がある。

異常検出機能を共通化しても、ブレーキ装置の異常を検出することはできるが、１つのブレーキ用電源からの電流値が１つの電流センサで検出されるため、どのブレーキ装置に異常があるのかを特定することができない。

そこで、本発明は、１つのブレーキ用電源から複数のブレーキ装置に流れる電流を１つの電流検出部で検出した場合であっても、故障しているブレーキ装置を特定することができるモータ駆動装置および故障検出方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、複数のブレーキ装置が設けられた複数のモータの制動を、１つのブレーキ用電源を用いて制御するモータ駆動装置であって、前記ブレーキ装置は、ブレーキコイルを有し、前記ブレーキコイルの通電によって前記モータの回転軸の制動を解除する電磁ブレーキと、前記回転軸と一緒に回転し、前記ブレーキコイルと直列に接続される導電性の円盤と、前記円盤の回転によって、前記円盤に代えて前記ブレーキコイルと周期的に直列に接続されるように、前記円盤の表面に設けられた複数の抵抗と、を有し、前記ブレーキ用電源から複数の前記ブレーキコイルに流れるブレーキ電流の電流値を検出する電流検出部と、複数の前記モータの前記回転軸の回転位置と、検出された前記電流値とに基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する故障特定部と、を備える。

本発明の第２の態様は、複数のブレーキ装置が設けられた複数のモータの制動を、１つのブレーキ用電源を用いて制御するモータ駆動装置が、前記ブレーキ装置の故障を検出する故障検出方法であって、前記ブレーキ装置は、ブレーキコイルを有し、前記ブレーキコイルの通電によって前記モータの回転軸の制動を解除する電磁ブレーキと、前記回転軸と一緒に回転し、前記ブレーキコイルと直列に接続される導電性の円盤と、前記円盤の回転によって、前記円盤に代えて前記ブレーキコイルと周期的に直列に接続されるように、前記円盤の表面に設けられた複数の抵抗と、を有し、前記ブレーキ用電源から複数の前記ブレーキコイルに流れるブレーキ電流の電流値を検出する電流検出ステップと、複数の前記モータの前記回転軸の回転位置と、検出された前記電流値とに基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する故障特定ステップと、を含む。

本発明によれば、１つのブレーキ用電源から複数のブレーキ装置に流れる電流を１つの電流検出部で検出した場合であっても、故障したブレーキ装置を特定することができる。

実施の形態で用いられるブレーキ装置の概略構成を示す図である。図１に示す円盤の具体的な構成を示す図である。図１に示すブレーキ装置がそれぞれ設けられた複数のモータと、複数のモータを制御する１つのモータ駆動装置とを有するモータ駆動システムの全体構成を示す図である。３つのブレーキ装置のブレーキコイルの接続パターンと検出されたブレーキ電流との関係の一例を示す図である。図３に示すモータ駆動装置の動作を示すフローチャートである。図５のステップＳ４の詳細動作を示すフローチャートである。変形例における３つのブレーキ装置のブレーキコイルの接続パターンと検出されたブレーキ電流との関係の一例を示す図である。

本発明に係るモータ駆動装置および故障検出方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

［実施の形態］
図１は、実施の形態で用いられるブレーキ装置１０の概略構成を示す図である。ブレーキ装置１０は、摩擦板１２、端板１４、アーマチュア１６、コア１８、バネ２０、ブレーキコイル２２、および、円盤２４を有する。この摩擦板１２、端板１４、アーマチュア１６、コア１８、バネ２０、および、ブレーキコイル２２は、電磁ブレーキＢＲを構成する。

摩擦板１２は、図３に示すモータ４０の回転軸２６に取り付けられ、回転軸２６を中心に回転軸２６と一緒に回転する。摩擦板１２は、端板１４とアーマチュア１６との間に設けられている。コア１８は、アーマチュア１６の摩擦板１２側とは反対側に設けられている。バネ２０は、コア１８に設けられ、アーマチュア１６を摩擦板１２側に向けて付勢する。このバネ２０の付勢力によって、摩擦板１２が端板１４とアーマチュア１６とによって挟まれ、摩擦板１２（回転軸２６）の回転が制動される。

ブレーキコイル２２は、コア１８に設けられている。コア１８とブレーキコイル２２によって電磁石が構成される。ブレーキコイル２２の通電により磁力が発生する。この磁力による吸引力がバネ２０の付勢力に打ち勝つことで、アーマチュア１６がコア１８に引き付けられる。これにより、摩擦板１２が開放され、摩擦板１２（回転軸２６）が回転可能となる。

円盤２４は、回転軸２６に取り付けられ、回転軸２６を中心に回転軸２６と一緒に回転する。円盤２４は、導電性の材料で構成されており、ブレーキコイル２２と直列に接続されている。本実施の形態では、説明をわかり易くするため円盤２４の抵抗値を０［Ω］とする。

図２は、円盤２４の具体的な構成を示す図である。円盤２４の表面には、複数の抵抗２８が設けられている。複数の抵抗２８は、円盤２４の回転によって、ブレーキコイル２２と周期的に直列に接続されるように設けられている。例えば、複数の抵抗２８は、円盤２４が２０度回転する度に、ブレーキコイル２２が抵抗２８と直列に接続されるように、２０度間隔で設けられている。これにより、複数の抵抗２８は、周期的にブレーキコイル２２と直列に接続される。円盤２４の回転によって、ブレーキコイル２２が、直接円盤２４に直列に接続されるか、抵抗２８に直列に接続されるかが切り換わる。

図２に示す例では、ブレーキコイル２２の一端がブレーキ用電源５０（図３参照）の正極側端子に接続され、ブレーキコイル２２の他端は、円盤２４および抵抗２８のどちらか一方に接触する正極側接触部３０に接続されている。また、円盤２４および抵抗２８のどちらか一方に接触する負極側接触部３２は、ブレーキ用電源５０の負極側端子に接続されている。この正極側接触部３０および負極側接触部３２で構成される接触部３４は、円盤２４および抵抗２８のどちらか一方と接触する。

図３は、図１および図２で説明したブレーキ装置１０がそれぞれ設けられた複数のモータ４０と、複数のモータ４０を制御する１つのモータ駆動装置４２とを有するモータ駆動システム４４の全体構成を示す図である。モータ駆動装置４２は、複数のモータ４０の各々に設けられた複数のブレーキ装置１０を用いて、複数のモータ４０を制動する。なお、複数のモータ４０の各々には、モータ４０の回転軸２６の回転位置を検出するエンコーダ（回転位置検出部）ＥＮが設けられている。

本実施の形態では、説明をわかり易くするため、モータ４０の数を３つとする。したがって、ブレーキ装置１０の数も３つとなる。なお、３つのモータ４０を互いに区別するため、３つのモータ４０を、４０ａ、４０ｂ、４０ｃで表す場合がある。また、モータ４０ａに設けられたブレーキ装置１０およびエンコーダＥＮを１０ａ、ＥＮａ、モータ４０ｂに設けられたブレーキ装置１０およびエンコーダＥＮを１０ｂ、ＥＮｂ、モータ４０ｃに設けられたブレーキ装置１０およびエンコーダＥＮを１０ｃ、ＥＮｃで表す場合がある。

なお、図３では、ブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）の中に、ブレーキコイル２２を抵抗２８に接続するか否かを切り換えるスイッチＳＷを図示しているが、これは円盤２４の回転によってブレーキコイル２２の接続先が切り換わる機能を構成として図示したものである。円盤２４の回転によって、ブレーキコイル２２が直接円盤２４に直列に接続されるか、抵抗２８に直列に接続されるかが切り換わるが、円盤２４の抵抗値は０とするので、図３では、円盤２４の図示を省略している。また、図３に示す抵抗Ｒｃは、ブレーキコイル２２による抵抗（以下、ブレーキコイル抵抗と呼ぶ場合がある。）を表しているだけであり、実際に抵抗が設けられているわけではない。

モータ駆動装置４２は、ブレーキ用電源５０、スイッチ５２、電流検出部５４、ブレーキ駆動制御部５６、および、故障特定部５８を備える。

ブレーキ用電源５０は、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２の各々に電流を供給するための直流電源である。スイッチ５２は、ブレーキ用電源５０からのブレーキ電流Ｉｂを３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２に供給するかしないかを切り換える。電流検出部５４は、ブレーキ用電源５０から３つのブレーキコイル２２に流れるブレーキ電流Ｉｂの電流値を検出する。電流検出部５４によって検出されるブレーキ電流Ｉｂの電流値は、各ブレーキコイル２２を流れる電流を合算した電流の電流値である。

ブレーキ駆動制御部５６は、スイッチ５２を制御することで、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）を制御する。ブレーキ駆動制御部５６は、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の制動を解除する場合は、スイッチ５２をオンにする。これにより、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２に１つのブレーキ用電源５０からブレーキ電流Ｉｂが供給され、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の回転軸２６が回転可能となる。また、ブレーキ駆動制御部５６は、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）を制動する場合は、スイッチ５２をオフにする。これにより、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２へのブレーキ電流Ｉｂの供給が遮断され、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の回転軸２６が制動される。

故障特定部５８は、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の回転軸２６の回転位置と、電流検出部５４が検出した電流値とに基づいて、故障しているブレーキ装置１０（以下、故障ブレーキ装置１０Ｆと呼ぶ場合がある。）を特定する。故障特定部５８は、ブレーキ電流Ｉｂの電流値が閾値ＴＨより大きいか否かを判断し、電流値が閾値ＴＨより大きい場合に、複数のモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の回転軸２６の回転位置に基づいて、故障ブレーキ装置１０Ｆを特定する。故障ブレーキ装置１０Ｆの特定方法については、後で詳しく説明する。

なお、故障特定部５８は、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）に設けられた３つのエンコーダＥＮ（ＥＮａ〜ＥＮｃ）の検出信号に基づいて、３つのモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の回転軸２６の回転位置を認識する。

以下、具体的に、故障特定部５８による故障ブレーキ装置１０Ｆの特定について説明する。故障特定部５８は、３つのモータ４０の回転軸２６の回転位置に基づいて、３つのブレーキ装置１０の各々のブレーキコイル２２が、抵抗２８に直列に接続されているのか、接続されていないのかを判断する。これにより、故障特定部５８は、３つのブレーキ装置１０のブレーキコイル２２の接続パターンを把握することができる。故障特定部５８は、把握した接続パターンと電流検出部５４が検出した電流値とに基づいて、故障ブレーキ装置１０Ｆを特定する。

ここで、抵抗２８の抵抗値は、ブレーキコイル抵抗Ｒｃの抵抗値に比べ十分に小さい値とする。実施の形態では、ブレーキコイル抵抗Ｒｃの抵抗値を２００［Ω］とし、抵抗２８の抵抗値を５［Ω］とする。また、ブレーキ用電源５０の電圧Ｖｂを２４［Ｖ］とする。

全てのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていない場合（ブレーキコイル２２が円盤２４と直接接続されている場合）においては、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）の各々を流れる電流は、Ｖｂ／Ｒｃ、となる。したがって、ブレーキ電流Ｉｂは、Ｉｂ＝（Ｖｂ／Ｒｃ）×３、となる。上述した数値をこの式に代入すると、Ｉｂ＝（２４［Ｖ］／２００［Ω］）×３＝０．３６［Ａ］、となる。抵抗２８の抵抗値は、ブレーキコイル抵抗Ｒｃに比べ十分に小さい値なので、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されていても、電流検出部５４によって検出される電流値に大きな差が生じない。

ここで、ブレーキ装置１０は、ブレーキコイル２２がショートすることで故障することが多い。図３では、ブレーキ装置１０ａのブレーキコイル２２がショートした状態を破線で示している。

例えば、図３に示すように、ブレーキ装置１０ａのブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されている状態で、ブレーキ装置１０ａのブレーキコイル２２がショートすると、ブレーキ装置１０ａに流れる電流は、２４［Ｖ］／５［Ω］＝４．８［Ａ］、となる。したがって、ブレーキ電流Ｉｂは、４．８［Ａ］以上の電流値となる。

一方で、ブレーキ装置１０ａのブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていない状態（ブレーキコイル２２が円盤２４と直接接続されている状態）で、ブレーキ装置１０ａのブレーキコイル２２がショートすると、ブレーキ装置１０ａに流れる電流は、２４［Ｖ］／０［Ω］＝∞［Ａ］、となる。したがって、ブレーキ電流Ｉｂは、∞［Ａ］となる。

故障特定部５８は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続された状態のブレーキ装置１０に対応する第１閾値ＴＨ１と、ブレーキコイル２２に直接円盤２４が接続された状態のブレーキ装置１０に対応する第２閾値ＴＨ２とを有する。この第２閾値ＴＨ２は、第１閾値ＴＨ１とは異なる値である。

この第１閾値ＴＨ１は、全てのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）が正常のときのブレーキ電流Ｉｂ（０．３６［Ａ］）より大きく、且つ、１つのブレーキ装置１０が故障した（ブレーキコイル２２がショートした）ときのブレーキ電流Ｉｂより小さい値である。本実施の形態では、第１閾値ＴＨ１を４［Ａ］とする。

第２閾値ＴＨ２は、全てのブレーキ装置１０のブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されている状態であって、全てのブレーキ装置１０が故障した（ブレーキコイル２２がショートした）ときのブレーキ電流Ｉｂ（４．８［Ａ］×３＝１４．４［Ａ］）より大きい値である。本実施の形態では、第２閾値ＴＨ２を２０［Ａ］とする。したがって、第１閾値ＴＨ１および第２閾値ＴＨ２は、ＴＨ１＜ＴＨ２、の関係を有する。

故障特定部５８は、第１閾値ＴＨ１および第２閾値ＴＨ２のうち、電流検出部５４によって検出した電流値より小さく、且つ、検出された電流値に最も近い閾値ＴＨに対応するブレーキ装置１０を故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。なお、故障特定部５８は、把握した接続パターンに基づいて、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のうち、どのブレーキ装置１０がこの閾値ＴＨに対応するブレーキ装置１０であるかを判断する。

例えば、検出された電流値が約５［Ａ］の場合は、５［Ａ］より低い閾値ＴＨは、第１閾値ＴＨ１となるので、故障特定部５８は、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されているブレーキ装置１０が故障していると特定する。また、検出された電流値が∞［Ａ］の場合は、∞［Ａ］より低く、且つ、∞［Ａ］に最も近い閾値ＴＨは第２閾値ＴＨ２となるので、故障特定部５８は、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていないブレーキ装置１０が故障していると特定する。

図４は、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２の接続パターンと検出されたブレーキ電流Ｉｂとの関係の一例を示す図である。なお、図４に示す「抵抗２８あり」は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に直列接続されていることを示し、「抵抗２８なし」は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されていない、つまり、ブレーキコイル２２が直接円盤２４に接続されていることを示している。

接続パターン１〜３においては、電流検出部５４によって検出された電流値が約５［Ａ］となっているので、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されているブレーキ装置１０が故障していることになる。したがって、故障特定部５８は、接続パターンが１の場合はブレーキ装置１０ａを故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。同様に、故障特定部５８は、接続パターンが２の場合はブレーキ装置１０ｂを、接続パターンが３の場合はブレーキ装置１０ｃを、故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。

接続パターン４〜６においては、電流検出部５４によって検出された電流値が∞［Ａ］となっているので、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていないブレーキ装置１０が故障していることになる。したがって、故障特定部５８は、接続パターンが４の場合は、ブレーキ装置１０ａを故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。同様に、接続パターンが５の場合はブレーキ装置１０ｂを、接続パターンが６の場合はブレーキ装置１０ｃを、故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。

次に、モータ駆動装置４２の動作を図５に示すフローチャートにしたがって説明する。ステップＳ１で、ブレーキ駆動制御部５６は、スイッチ５２をオンにさせることで、複数のブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２に電流を供給する。このブレーキコイル２２の通電によって、故障していないブレーキ装置１０が設けられているモータ４０に関しては、制動が解除される。

次いで、ステップＳ２で、故障特定部５８は、電流検出部５４に検出されたブレーキ電流Ｉｂの電流値を取得する。

次いで、ステップＳ３で、故障特定部５８は、複数のエンコーダＥＮ（ＥＮａ〜ＥＮｃ）によって検出された複数のモータ４０（４０ａ〜４０ｃ）の回転軸２６の回転位置を取得する。

次いで、ステップＳ４で、故障特定部５８は、ステップＳ２で取得された電流値と、ステップＳ３で取得された複数のモータ４０の回転軸２６の回転位置とに基づいて、故障ブレーキ装置１０Ｆを特定して、処理を終了する。

次に、図５のステップＳ４の詳細動作を図６に示すフローチャートにしたがって説明する。図５のステップＳ４に進むと、図５のステップＳ１１で、故障特定部５８は、図５のステップＳ３で取得した複数のモータ４０の回転軸２６の回転位置から、複数のブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２の接続パターンを把握する。

次いで、ステップＳ１２で、故障特定部５８は、図５のステップＳ２で取得したブレーキ電流Ｉｂの電流値が第１閾値ＴＨ１より大きいか否かを判断する。ステップＳ１２で取得したブレーキ電流Ｉｂの電流値が第１閾値ＴＨ１より大きいと判断されると、ステップＳ１３に進む。一方で、ステップＳ１２で取得したブレーキ電流Ｉｂの電流値が第１閾値ＴＨ１より大きくないと判断されると、ブレーキ装置１０の故障はないのでそのまま処理を終了する。

ステップＳ１３に進むと、故障特定部５８は、取得したブレーキ電流Ｉｂの電流値が第２閾値ＴＨ２より大きいか否かを判断する。

ステップＳ１３で、取得したブレーキ電流Ｉｂの電流値が第２閾値ＴＨ２より大きいと判断すると、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４に進むと、故障特定部５８は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されていないブレーキ装置１０を故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定して、処理を終了する。なお、故障特定部５８は、ステップＳ１１で把握した接続パターンに基づいて、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のうちどのブレーキ装置１０が、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されていないブレーキ装置１０であるかを判断する。

一方、ステップＳ１３で、取得したブレーキ電流Ｉｂの電流値が第２閾値ＴＨ２より大きくないと判断すると、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５に進むと、故障特定部５８は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されているブレーキ装置１０を故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定して、処理を終了する。なお、故障特定部５８は、ステップＳ１１で把握した接続パターンに基づいて、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のうちどのブレーキ装置１０が、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されているブレーキ装置１０であるかを判断する。

このように、１つのブレーキ用電源５０から複数のブレーキ装置１０に流れる電流を１つの電流検出部５４で検出した場合であっても、故障したブレーキ装置１０を特定することができる。

［変形例］
図７は、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２の接続パターンと検出されたブレーキ電流Ｉｂとの関係の一例を示す図である。図４と同様に、図７に示す「抵抗２８あり」は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に直列接続されていることを示し、「抵抗２８なし」は、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されていないことを示している。

接続パターン１〜３においては、図４とは異なり、検出された電流値が∞［Ａ］となっているので、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていないブレーキ装置１０が故障していることになる。しかしながら、接続パターン１〜３においては、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていないブレーキ装置１０が２つあるため、故障しているブレーキ装置１０を絞り込むことはできるが（ある程度特定することはできるが）、故障しているブレーキ装置１０を完全に特定することはできない。

同様に、接続パターン４〜６においては、図４とは異なり、検出された電流値が約５［Ａ］となっているが、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されているブレーキ装置１０が２つある。そのため、故障しているブレーキ装置１０を絞り込むことはできるが（ある程度特定することはできるが）、故障しているブレーキ装置１０を完全に特定することはできない。

また、接続パターン７においては、検出された電流値が∞［Ａ］となっているが、全てのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されていないため、故障しているブレーキ装置１０を特定することはできない。同様に、接続パターン８においては、検出された電流値が約５［Ａ］となっているが、全てのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されているため、故障しているブレーキ装置１０を特定することはできない。

そこで、変形例では、ブレーキ装置１０毎に円盤２４自体の抵抗値を異ならせる。これにより、ブレーキコイル２２が直接円盤２４に接続されている状態で、ブレーキコイル２２がショートしているときのブレーキ電流Ｉｂの電流値を、ブレーキ装置１０毎に異ならせることができる。この場合は、第２閾値ＴＨ２を円盤２４の抵抗値に応じて、ブレーキ装置１０毎に異ならせる。

また、変形例では、ブレーキ装置１０毎に円盤２４に設けられる抵抗２８の抵抗値を異ならせる。これにより、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されている状態で、ブレーキコイル２２がショートしているときのブレーキ電流Ｉｂの電流値を、ブレーキ装置１０毎に異ならせることができる。この場合は、第１閾値ＴＨ１を抵抗２８の抵抗値に応じて、ブレーキ装置１０毎に異ならせる。

なお、複数のブレーキ装置１０の円盤２４と、複数のブレーキ装置１０の円盤２４に設けられた抵抗２８とは、抵抗値が互いに異なる。円盤２４の抵抗値と抵抗２８の抵抗値とが同じになると、ブレーキ装置１０が故障した場合に、検出されるブレーキ電流Ｉｂの電流値が同じになってしまう。そのため、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されているブレーキ装置１０と、ブレーキコイル２２が抵抗２８に接続されていないブレーキ装置１０とのどちらが故障しているのかがわからなくなってしまうからである。また、複数のブレーキ装置１０の円盤２４と、複数のブレーキ装置１０の円盤２４に設けられた抵抗２８とで抵抗値を異ならせるので、複数の第１閾値ＴＨ１と複数の第２閾値ＴＨ２とは値が異なることになる。

故障特定部５８は、複数の第１閾値ＴＨ１および複数の第２閾値ＴＨ２のうち、電流検出部５４が検出したブレーキ電流Ｉｂの電流値より小さく、且つ、ブレーキ電流Ｉｂの電流値に最も近い閾値ＴＨに対応するブレーキ装置１０を故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。

このようにすることで、３つのブレーキ装置１０（１０ａ〜１０ｃ）のブレーキコイル２２の接続パターンと検出されたブレーキ電流Ｉｂとの関係が図７に示すような状態であっても、故障しているブレーキ装置１０を完全に特定することができる。

なお、ブレーキ装置１０毎に円盤２４自体の抵抗値を異ならせるとともに、ブレーキ装置１０毎に円盤２４に設けられる抵抗２８の抵抗値を異ならせるようにしたが、どちらか一方の抵抗値のみをブレーキ装置１０毎に異ならせてもよい。

例えば、ブレーキ装置１０毎に円盤２４の抵抗値を異ならせ、且つ、複数のブレーキ装置１０において、円盤２４に設けられる抵抗２８の抵抗値を同じにしてもよい。この場合は、第２閾値ＴＨ２をブレーキ装置１０毎に設け、第１閾値ＴＨ１は１つとなる。したがって、故障特定部５８は、第１閾値ＴＨ１と複数の第２閾値ＴＨ２のうち、電流検出部５４が検出したブレーキ電流Ｉｂの電流値より小さく、且つ、ブレーキ電流Ｉｂの電流値に最も近い閾値ＴＨに対応するブレーキ装置１０を故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。

この場合は、ブレーキコイル２２が直接円盤２４と接続されているブレーキ装置１０が複数あり、且つ、その１つが故障している場合であっても、故障ブレーキ装置１０Ｆを特定することができる。

逆に、ブレーキ装置１０毎に円盤２４に設けられる抵抗２８の抵抗値を異ならせ、且つ、複数のブレーキ装置１０において、円盤２４の抵抗値を同じにしてもよい。この場合は、第１閾値ＴＨ１をブレーキ装置１０毎に設け、第２閾値ＴＨ２は１つとなる。したがって、故障特定部５８は、複数の第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２のうち、電流検出部５４が検出したブレーキ電流Ｉｂの電流値より小さく、且つ、ブレーキ電流Ｉｂの電流値に最も近い閾値ＴＨに対応するブレーキ装置１０を故障ブレーキ装置１０Ｆとして特定する。

この場合は、ブレーキコイル２２が抵抗２８と接続されているブレーキ装置１０が複数あり、且つ、その１つが故障している場合であっても、故障ブレーキ装置１０Ｆを特定することができる。

［実施の形態から得られる技術的思想］
上記実施の形態および変形例から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

＜第１の技術的思想＞
モータ駆動装置（４２）は、複数のブレーキ装置（１０）が設けられた複数のモータ（４０）の制動を、１つのブレーキ用電源（５０）を用いて制御する。ブレーキ装置（１０）は、ブレーキコイル（２２）を有し、ブレーキコイル（２２）の通電によってモータ（４０）の回転軸（２６）の制動を解除する電磁ブレーキ（ＢＲ）と、回転軸（２６）と一緒に回転し、ブレーキコイル（２２）と直列に接続される導電性の円盤（２４）と、円盤（２４）の回転によって、円盤（２４）に代えてブレーキコイル（２２）と周期的に直列に接続されるように、円盤（２４）の表面に設けられた複数の抵抗（２８）と、を有する。モータ駆動装置（４２）は、ブレーキ用電源（５０）から複数のブレーキコイル（２２）に流れるブレーキ電流（Ｉｂ）の電流値を検出する電流検出部（５４）と、複数のモータ（４０）の回転軸（２６）の回転位置と、検出された電流値とに基づいて、故障しているブレーキ装置（１０）を特定する故障特定部（５８）と、を備える。

これにより、１つのブレーキ用電源（５０）から複数のブレーキ装置（１０）に流れる電流を１つの電流検出部（５４）で検出した場合であっても、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定部（５８）は、電流値が閾値（ＴＨ）より大きいか否かを判断し、電流値が閾値（ＴＨ）より大きい場合に、複数のモータ（４０）の回転軸（２６）の回転位置に基づいて、故障しているブレーキ装置（１０）を特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定部（５８）は、複数のモータ（４０）の回転軸（２６）の回転位置に基づいて、複数のブレーキ装置（１０）の各々のブレーキコイル（２２）が、直接円盤（２４）に直列に接続されているか抵抗（２８）に直列に接続されているかを判断することで、複数のブレーキ装置（１０）のブレーキコイル（２２）の接続パターンを把握し、把握した接続パターンと、電流値とに基づいて、故障しているブレーキ装置（１０）を特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定部（５８）は、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応する第１閾値（ＴＨ１）と、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応し、第１閾値（ＴＨ１）とは値が異なる第２閾値（ＴＨ２）とを有し、第１閾値（ＴＨ１）および第２閾値（ＴＨ２）のうち、電流値より小さく、且つ、最も近い閾値（ＴＨ）に対応するブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

ブレーキ装置（１０）毎に、円盤（２４）に設けられる抵抗（２８）の抵抗値が異なってもよい。故障特定部（５８）は、複数のブレーキ装置（１０）の円盤（２４）に設けられた抵抗（２８）の抵抗値に対応して、互いに異なる複数の第１閾値（ＴＨ１）を有し、複数の第１閾値（ＴＨ１）および第２閾値（ＴＨ２）のうち、電流値より小さく、且つ、最も近い閾値（ＴＨ）に対応するブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続された状態のブレーキ装置（１０）が複数ある場合であっても、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

ブレーキ装置（１０）毎に、円盤（２４）の抵抗値が異なっていてもよい。故障特定部（５８）は、複数のブレーキ装置（１０）の円盤（２４）の抵抗値に対応して、異なる複数の第２閾値（ＴＨ２）を有し、複数の第２閾値（ＴＨ２）および第１閾値（ＴＨ１）のうち、電流値より小さく、且つ、最も近い閾値（ＴＨ）に対応するブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続された状態のブレーキ装置（１０）が複数ある場合であっても、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定部（５８）は、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応する第１閾値（ＴＨ１）と、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応し、第１閾値（ＴＨ１）より大きい第２閾値（ＴＨ２）とを有し、電流値が第１閾値（ＴＨ１）より大きく且つ第２閾値（ＴＨ２）以下の場合は、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続されているブレーキ装置（１０）が故障していると特定し、電流値が第２閾値（ＴＨ２）より大きい場合は、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続されているブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

＜第２の技術的思想＞
故障検出方法は、複数のブレーキ装置（１０）が設けられた複数のモータ（４０）の制動を、１つのブレーキ用電源（５０）を用いて制御するモータ駆動装置（４２）が、ブレーキ装置（１０）の故障を検出する。ブレーキ装置（１０）は、ブレーキコイル（２２）を有し、ブレーキコイル（２２）の通電によってモータ（４０）の回転軸（２６）の制動を解除する電磁ブレーキ（ＢＲ）と、回転軸（２６）と一緒に回転し、ブレーキコイル（２２）と直列に接続される導電性の円盤（２４）と、円盤（２４）の回転によって、円盤（２４）に代えてブレーキコイル（２２）と周期的に直列に接続されるように、円盤（２４）の表面に設けられた複数の抵抗（２８）と、を有する。故障検出方法は、ブレーキ用電源（５０）から複数のブレーキコイル（２２）に流れるブレーキ電流（Ｉｂ）の電流値を検出する電流検出ステップと、複数のモータ（４０）の回転軸（２６）の回転位置と、検出された電流値とに基づいて、故障しているブレーキ装置（１０）を特定する故障特定ステップと、を含む。

故障特定ステップは、電流値が閾値（ＴＨ）より大きいか否かを判断し、電流値が閾値（ＴＨ）より大きい場合に、複数のモータ（４０）の回転軸（２６）の回転位置に基づいて、故障しているブレーキ装置（１０）を特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定ステップは、複数のモータ（４０）の回転軸（２６）の回転位置に基づいて、複数のブレーキ装置（１０）の各々のブレーキコイル（２２）が、直接円盤（２４）に直列に接続されているか抵抗（２８）に直列に接続されているかを判断することで、複数のブレーキ装置（１０）のブレーキコイル（２２）の接続パターンを把握し、把握した接続パターンと、電流値とに基づいて、故障しているブレーキ装置（１０）を特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定ステップは、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応する第１閾値（ＴＨ１）と、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応し、第１閾値（ＴＨ１）とは値が異なる第２閾値（ＴＨ２）とを有し、第１閾値（ＴＨ１）および第２閾値（ＴＨ２）のうち、電流値より小さく、且つ、最も近い閾値（ＴＨ）に対応するブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

ブレーキ装置（１０）毎に、円盤（２４）に設けられる抵抗（２８）の抵抗値が異なっていてもよい。故障特定ステップは、複数のブレーキ装置（１０）の円盤（２４）に設けられた抵抗（２８）の抵抗値に対応して、互いに異なる複数の第１閾値（ＴＨ１）を有し、複数の第１閾値（ＴＨ１）および第２閾値（ＴＨ２）のうち、電流値より小さく、且つ、最も近い閾値（ＴＨ）に対応するブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続された状態のブレーキ装置（１０）が複数ある場合であっても、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

ブレーキ装置（１０）毎に、円盤（２４）の抵抗値が異なっていてもよい。故障特定ステップは、複数のブレーキ装置（１０）の円盤（２４）の抵抗値に対応して、異なる複数の第２閾値（ＴＨ２）を有し、複数の第２閾値（ＴＨ２）および第１閾値（ＴＨ１）のうち、電流値より小さく、且つ、最も近い閾値（ＴＨ）に対応するブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続された状態のブレーキ装置（１０）が複数ある場合であっても、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

故障特定ステップは、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応する第１閾値（ＴＨ１）と、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続された状態のブレーキ装置（１０）に対応し、第１閾値（ＴＨ１）より大きい第２閾値（ＴＨ２）とを有し、電流値が第１閾値（ＴＨ１）より大きく且つ第２閾値（ＴＨ２）以下の場合は、ブレーキコイル（２２）が抵抗（２８）に接続されているブレーキ装置（１０）が故障していると特定し、電流値が第２閾値（ＴＨ２）より大きい場合は、ブレーキコイル（２２）が直接円盤（２４）に接続されているブレーキ装置（１０）が故障していると特定してもよい。これにより、故障したブレーキ装置（１０）を特定することができる。

１０（１０ａ〜１０ｃ）…ブレーキ装置１２…摩擦板
１４…端板１６…アーマチュア
１８…コア２０…バネ
２２…ブレーキコイル２４…円盤
２６…回転軸２８…抵抗
３０…正極側接触部３２…負極側接触部
４０（４０ａ〜４０ｃ）…モータ４２…モータ駆動装置
４４…モータ駆動システム５０…ブレーキ用電源
５２…スイッチ５４…電流検出部
５６…ブレーキ駆動制御部５８…故障特定部
ＢＲ…電磁ブレーキＥＮ（ＥＮａ〜ＥＮｃ）…エンコーダ
Ｉｂ…ブレーキ電流ＴＨ１…第１閾値
ＴＨ２…第２閾値Ｖｂ…電圧

Claims

複数のブレーキ装置が設けられた複数のモータの制動を、１つのブレーキ用電源を用いて制御するモータ駆動装置であって、
前記ブレーキ装置は、
ブレーキコイルを有し、前記ブレーキコイルの通電によって前記モータの回転軸の制動を解除する電磁ブレーキと、
前記回転軸と一緒に回転し、前記ブレーキコイルと直列に接続される導電性の円盤と、
前記円盤の回転によって、前記円盤に代えて前記ブレーキコイルと周期的に直列に接続されるように、前記円盤の表面に設けられた複数の抵抗と、
を有し、
前記ブレーキ用電源から複数の前記ブレーキコイルに流れるブレーキ電流の電流値を検出する電流検出部と、
複数の前記モータの前記回転軸の回転位置と、検出された前記電流値とに基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する故障特定部と、
を備える、モータ駆動装置。
請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
前記故障特定部は、前記電流値が閾値より大きいか否かを判断し、前記電流値が閾値より大きい場合に、複数の前記モータの前記回転軸の回転位置に基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する、モータ駆動装置。
請求項１または２に記載のモータ駆動装置であって、
前記故障特定部は、複数の前記モータの前記回転軸の回転位置に基づいて、複数の前記ブレーキ装置の各々の前記ブレーキコイルが、直接前記円盤に直列に接続されているか前記抵抗に直列に接続されているかを判断することで、複数の前記ブレーキ装置の前記ブレーキコイルの接続パターンを把握し、把握した前記接続パターンと、前記電流値とに基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する、モータ駆動装置。
請求項３に記載のモータ駆動装置であって、
前記故障特定部は、前記ブレーキコイルが前記抵抗に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応する第１閾値と、前記ブレーキコイルが直接前記円盤に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応し、前記第１閾値とは値が異なる第２閾値とを有し、前記第１閾値および前記第２閾値のうち、前記電流値より小さく、且つ、最も近い閾値に対応する前記ブレーキ装置が故障していると特定する、モータ駆動装置。
請求項４に記載のモータ駆動装置であって、
前記ブレーキ装置毎に、前記円盤に設けられる前記抵抗の抵抗値が異なり、
前記故障特定部は、複数の前記ブレーキ装置の前記円盤に設けられた前記抵抗の抵抗値に対応して、互いに異なる複数の前記第１閾値を有し、複数の前記第１閾値および前記第２閾値のうち、前記電流値より小さく、且つ、最も近い閾値に対応する前記ブレーキ装置が故障していると特定する、モータ駆動装置。
請求項４または５に記載のモータ駆動装置であって、
前記ブレーキ装置毎に、前記円盤の抵抗値が異なり、
前記故障特定部は、複数の前記ブレーキ装置の前記円盤の抵抗値に対応して、異なる複数の前記第２閾値を有し、複数の前記第２閾値および前記第１閾値のうち、前記電流値より小さく、且つ、最も近い閾値に対応する前記ブレーキ装置が故障していると特定する、モータ駆動装置。
請求項３に記載のモータ駆動装置であって、
前記故障特定部は、前記ブレーキコイルが前記抵抗に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応する第１閾値と、前記ブレーキコイルが直接前記円盤に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応し、前記第１閾値より大きい第２閾値とを有し、前記電流値が前記第１閾値より大きく且つ前記第２閾値以下の場合は、前記ブレーキコイルが前記抵抗に接続されている前記ブレーキ装置が故障していると特定し、前記電流値が前記第２閾値より大きい場合は、前記ブレーキコイルが直接前記円盤に接続されている前記ブレーキ装置が故障していると特定する、モータ駆動装置。
複数のブレーキ装置が設けられた複数のモータの制動を、１つのブレーキ用電源を用いて制御するモータ駆動装置が、前記ブレーキ装置の故障を検出する故障検出方法であって、
前記ブレーキ装置は、
ブレーキコイルを有し、前記ブレーキコイルの通電によって前記モータの回転軸の制動を解除する電磁ブレーキと、
前記回転軸と一緒に回転し、前記ブレーキコイルと直列に接続される導電性の円盤と、
前記円盤の回転によって、前記円盤に代えて前記ブレーキコイルと周期的に直列に接続されるように、前記円盤の表面に設けられた複数の抵抗と、
を有し、
前記ブレーキ用電源から複数の前記ブレーキコイルに流れるブレーキ電流の電流値を検出する電流検出ステップと、
複数の前記モータの前記回転軸の回転位置と、検出された前記電流値とに基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する故障特定ステップと、
を含む、故障検出方法。
請求項８に記載の故障検出方法であって、
前記故障特定ステップは、前記電流値が閾値より大きいか否かを判断し、前記電流値が閾値より大きい場合に、複数の前記モータの前記回転軸の回転位置に基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する、故障検出方法。
請求項８または９に記載の故障検出方法であって、
前記故障特定ステップは、複数の前記モータの前記回転軸の回転位置に基づいて、複数の前記ブレーキ装置の各々の前記ブレーキコイルが、直接前記円盤に直列に接続されているか前記抵抗に直列に接続されているかを判断することで、複数の前記ブレーキ装置の前記ブレーキコイルの接続パターンを把握し、把握した前記接続パターンと、前記電流値とに基づいて、故障している前記ブレーキ装置を特定する、故障検出方法。
請求項１０に記載の故障検出方法であって、
前記故障特定ステップは、前記ブレーキコイルが前記抵抗に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応する第１閾値と、前記ブレーキコイルが直接前記円盤に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応し、前記第１閾値とは値が異なる第２閾値とを有し、前記第１閾値および前記第２閾値のうち、前記電流値より小さく、且つ、最も近い閾値に対応する前記ブレーキ装置が故障していると特定する、故障検出方法。
請求項１１に記載の故障検出方法であって、
前記ブレーキ装置毎に、前記円盤に設けられる前記抵抗の抵抗値が異なり、
前記故障特定ステップは、複数の前記ブレーキ装置の前記円盤に設けられた前記抵抗の抵抗値に対応して、互いに異なる複数の前記第１閾値を有し、複数の前記第１閾値および前記第２閾値のうち、前記電流値より小さく、且つ、最も近い閾値に対応する前記ブレーキ装置が故障していると特定する、故障検出方法。
請求項１１または１２に記載の故障検出方法であって、
前記ブレーキ装置毎に、前記円盤の抵抗値が異なり、
前記故障特定ステップは、複数の前記ブレーキ装置の前記円盤の抵抗値に対応して、異なる複数の前記第２閾値を有し、複数の前記第２閾値および前記第１閾値のうち、前記電流値より小さく、且つ、最も近い閾値に対応する前記ブレーキ装置が故障していると特定する、故障検出方法。
請求項１０に記載の故障検出方法であって、
前記故障特定ステップは、前記ブレーキコイルが前記抵抗に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応する第１閾値と、前記ブレーキコイルが直接前記円盤に接続された状態の前記ブレーキ装置に対応し、前記第１閾値より大きい第２閾値とを有し、前記電流値が前記第１閾値より大きく且つ前記第２閾値以下の場合は、前記ブレーキコイルが前記抵抗に接続されている前記ブレーキ装置が故障していると特定し、前記電流値が前記第２閾値より大きい場合は、前記ブレーキコイルが直接前記円盤に接続されている前記ブレーキ装置が故障していると特定する、故障検出方法。