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JP2001346400A - モータブレーキ解除装置 - Google Patents

モータブレーキ解除装置

Info

Publication number
JP2001346400A
JP2001346400A JP2000164292A JP2000164292A JP2001346400A JP 2001346400 A JP2001346400 A JP 2001346400A JP 2000164292 A JP2000164292 A JP 2000164292A JP 2000164292 A JP2000164292 A JP 2000164292A JP 2001346400 A JP2001346400 A JP 2001346400A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
brake
switch
electromagnetic brake
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000164292A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Shimogama
茂 下釜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000164292A priority Critical patent/JP2001346400A/ja
Priority to US09/873,116 priority patent/US6498448B2/en
Priority to EP07100612A priority patent/EP1775187A2/en
Priority to EP01113429A priority patent/EP1160141A3/en
Publication of JP2001346400A publication Critical patent/JP2001346400A/ja
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D5/00—Braking or detent devices characterised by application to lifting or hoisting gear, e.g. for controlling the lowering of loads
    • B66D5/02—Crane, lift hoist, or winch brakes operating on drums, barrels, or ropes
    • B66D5/24—Operating devices
    • B66D5/30—Operating devices electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger initiated by contact of vehicle, e.g. bumper, with an external object, e.g. another vehicle, or by means of contactless obstacle detectors mounted on the vehicle

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  • Manipulator (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ電磁ブレーキの解除作用器とモータ駆
動作用器とは独立していて、モータの駆動系に障害が発
生した場合にはモータフリー状態にもかかわらずモータ
ブレーキが解除され、モータ軸の最終作用器が重力方向
に作用する場合、前記最終作用器が自重落下する。 【解決手段】 モータ電磁ブレーキ解除電源をモータ駆
動状態時を呈示する接点とモータ駆動許可状態を呈する
接点との論理積結果にてモータブレーキ解除を行う装置
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源遮断時にモー
タ軸をロックする機構を備えた装置のモータブレーキ解
除装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、モータ軸をロックする電磁ブレ
ーキの解除作用器とモータを駆動させる作用器とは独立
していた。
【０００３】また、モータ軸をロックする電磁ブレーキ
の解除を手動で解除できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】モータ軸をロックする
電磁ブレーキの解除作用器とモータを駆動させる作用器
とは独立していて、モータの駆動系に障害が発生した場
合にはモータへ駆動電流が流れないのでモータ軸にトル
クが発生しないにもかかわらずモータの軸をロックする
電磁ブレーキが解除されるため、モータ軸の最終作用器
が重力方向に作用する場合、前記最終作用器が自重落下
することになる。
【０００５】また、前記モータ軸の最終作用器が障害物
と干渉した状態ではサーボ駆動系では過負荷状態を検出
し、モータを駆動できないため前記干渉状態を回避でき
なかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の本発明は、モータの軸をロックする
電磁ブレーキと、前記電磁ブレーキの解除電源の間に開
閉器を設け、モータ駆動信号とモータブレーキ解除許可
信号との論理積にて前記開閉器を動作させるモータブレ
ーキ解除装置である。
【０００７】請求項２記載の本発明はモータの軸をロッ
クする電磁ブレーキと、前記電磁ブレーキの解除電源の
間に設けた開閉器と並列にモータブレーキの解除を行う
スイッチを設けた請求項１記載のモータブレーキ解除装
置である。
【０００８】請求項３記載の本発明はスイッチを機械部
側に配置した請求項２記載のモータブレーキ解除装置で
ある。
【０００９】請求項４記載の本発明はモータの軸をロッ
クする電磁ブレーキと、前記電磁ブレーキの解除電源と
してバッテリーを用い、モータブレーキの解除を行うス
イッチをバッテリーと電磁ブレーキの間に設けたモータ
ブレーキ解除装置である。
【００１０】請求項５記載の本発明は解除電源としてバ
ッテリーと商用電源のいずれかを用い、バッテリーと商
用電源とを切り替えるスイッチを設けた請求項４記載の
モータブレーキ解除装置である。
【００１１】請求項６記載の本発明はバッテリーとモー
タブレーキの解除を行うスイッチと、電源を切り替える
スイッチを電磁ブレーキの機械装置側に配置した請求項
５記載のモータブレーキ解除装置である。
【００１２】請求項７記載の本発明はバッテリーと電磁
ブレーキの間にダイオードを並列に接続し、電磁ブレー
キのコイルの正極側にダイオードのカソードを接続し、
ブレーキのコイルの負極側に前記ダイオードのアノード
側を接続したことを特徴とする請求項４から６のいずれ
かに記載のモータブレーキ解除装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１、図２、図３、図４、図５、図６、図７および図８を
用いて説明する。
【００１４】まず、モータの軸をロックする電磁ブレー
キの解除電源をモータ駆動状態時を呈示する開閉器とし
てリレー接点とモータ駆動許可状態を呈する開閉器とし
てリレー接点との論理積にて供給し、モータブレーキの
解除を行うモータブレーキ解除装置の実施例について図
１と図２を用いて説明する。
【００１５】対比例を図２に示す。モータ１が駆動され
ない時は、そのモータの軸をロックしているブレーキ２
によりモータ軸をロックすることでモータが駆動する最
終作用器が固定される構造となっている。
【００１６】図示しない制御装置がモータ１を駆動させ
る時、まず、図示しないラッチ回路によりモータ駆動信
号３をアクティブにして、リレーＫ１をドライバ４によ
り励磁状態とする。
【００１７】この時、リレーＫ１の接点Ｋ１１とＫ１２
が閉じて交流電源５がサーボアンプ６に供給され、かつ
図示しないサーボ制御系がモータ１を図示しないモータ
１の軸の回転量を示すエンコーダの信号により制御を開
始する。
【００１８】この後、サーボ制御系はサーボロック状態
を確認し、タイミングを計って図示しないラッチ回路に
よりブレーキ解除信号７をアクティブにしてリレーＫ２
をドライバ８により励磁状態とする。この時、リレーＫ
２の接点Ｋ２１が閉じて交流電源９を全波整流した電源
がモータの電磁ブレーキ２へ供給されてモータ軸をロッ
クしているブレーキ２が解放される。
【００１９】正常時は前述の動作内容で何ら問題はな
い。
【００２０】ここで、制御系が何らかの要因でモータ駆
動とそのモータのブレーキ解除とが無関係に実施された
場合において、例えば、モータが駆動する最終作用器が
重力方向に作用する機構で図２において、サーボロック
状態からモータ駆動信号３のみが非アクティブになった
場合、すなわちモータ１のサーボ系が遮断された状態で
ブレーキ２が解除されたままの状態時は、前記最終作用
器は自重落下してしまうという問題がある。
【００２１】ここで、図１に示すとおり、モータ駆動信
号３をアクティブにした時に励磁されるリレーＫ１の第
３の接点Ｋ１３をブレーキ解除電源ラインに直列に接続
する。
【００２２】このように、２つの接点Ｋ１３とＫ２１と
を直列接続し、この両接点を介してブレーキ２へ解除電
源を供給することでモータ軸をロックする電磁ブレーキ
の電源をモータ駆動状態（接点Ｋ１３が閉じた状態）時
で、かつモータブレーキ解除許可状態（接点Ｋ２１が閉
じた状態）時のみブレーキ２を解除できる。
【００２３】本実施例ではリレー接点を用いたが、他の
方法としては図３に示すようにモータ駆動信号３とブレ
ーキ解除信号７との論理積１５の出力をドライバ８に接
続することでも同様に実現できる。
【００２４】また、図示しないが、ソフトウェアにてモ
ータ駆動信号３とブレーキ解除信号７との論理積を実現
してその結果にて、ドライバ８を制御することでも同様
に実現できる。
【００２５】次に、モータ軸をロックする電磁ブレーキ
の電源をモータ非駆動状態時に操作者が解除できるよう
にしたブレーキ解除装置について図１と図４とを用いて
説明する。
【００２６】図１において、ブレーキ２は図示しないサ
ーボ制御系がモータ駆動用リレーＫ１の接点Ｋ１３とブ
レーキ解除用リレーＫ２の接点Ｋ２１の両方が閉じた時
に交流電源９が全波整流された解除電源が供給された時
にブレーキが解除される。
【００２７】ここで、図１において、モータ１の最終作
用器を何らかの要因で治具等に干渉させてしまいサーボ
制御系が過負荷検出して、そのためにサーボ電源系とブ
レーキがともに遮断された場合には、一旦、制御電源を
切り、再度投入しなおす手順をふんで最終作用器の干渉
を解除する。
【００２８】しかし、干渉状態がひどく、最終作用器に
大きな力が加わった状態でモータ１を駆動しようとして
も、モータ１の軸に偏倚荷重がかかった状態なのでサー
ボロック状態を維持できなく、サーボアンプ６は過負荷
を検出してサーボ電源投入後に即座にダウンするため、
モータを駆動制御することでの前記干渉回避作業ができ
ない。
【００２９】このような状態では、機械本体部全体を固
定している固定部をはずして機械全体を動かすことしか
できなかった。
【００３０】そこで、図４に示すように、モータ駆動用
リレーＫ１の接点Ｋ１３とブレーキ解除用リレーＫ２の
接点Ｋ２１との直列接続部をバイパスするように並列に
モーメンタリスイッチ１０を接続する。このことによ
り、図示しない制御系の電源が供給されている状態であ
れば、即ち、交流電源９が供給されていればモータ１を
駆動させることなく操作者がモーメンタリスイッチ１０
を押している間だけ、モータ１のブレーキ２を解除でき
るので、この操作により前述の最終作用器の干渉状態を
回避することができる。
【００３１】ここで図５に示すように、前述のモーメン
タリスイッチ１０を機械装置側１１に配置することによ
り制御装置が遠方にあっても干渉状態を呈している最終
作用器の真近で干渉状態の回避操作が即座に可能とな
る。
【００３２】次に、モータの軸をロックする電磁ブレー
キの解除電源をバッテリーとするモータブレーキ解除装
置の実施例について説明する。
【００３３】図６に示すように、制御装置側と機械側と
を接続する接続ケーブルをはずし機械側の接続コネクタ
１２にバッテリー部を接続することでブレーキ解除用電
源の代わりにバッテリーを用いて、ブレーキ解除可能な
構造となるので、制御装置側との接続がなくても、換言
すれば機械装置とバッテリー部のみとで、ブレーキ２が
解除可能となる。
【００３４】さらに、前記バッテリーをブレーキ解除用
電源ラインと並列に入れる場合は即ち、前記接続ケーブ
ルをはずすことなくバッテリー電源を使用したい場合は
オルタネートスイッチ１３を図７に示すように配置する
ことによりモータ軸をロックする電磁ブレーキの解除電
源をバッテリー側に切り替えた時に、同時に常用の電磁
ブレーキの電源ラインを切断するので、交流電源９を全
波整流した電源とバッテリー電源との電気的衝突を避け
ることができる。
【００３５】もちろん、図７の場合、図示しないがこの
バッテリーとオルタネートスイッチ１３は機械装置側１
１に配置した方が便利である。
【００３６】次に、図８に本発明の電磁ブレーキ電源遮
断時の電磁ブレーキコイルによる（逆起電力）スパイク
ノイズからバッテリー部を保護するモータブレーキ解除
装置について説明する。
【００３７】モータ軸をロックする電磁ブレーキの解除
電源をバッテリー側に切り替えた時でかつ、モータブレ
ーキ解放用モーメンタリスイッチ接点１０が閉じた状態
から開いた状態になった時、ブレーキ２のコイルによる
逆起電力が供給電源ラインのグランド側に発生する。こ
の負電圧値は電源電圧値の２倍以上の負電圧である。こ
の負電圧が繰り返し印加されると図示しない定電圧用の
コンデンサやバッテリーが破壊される。
【００３８】そこで、図８に示すように、その負電圧を
吸収するためにダイオード１４のカソード側をモータブ
レーキ解除電源供給部でブレーキコイルの正極側へか
つ、ダイオード１４のアノード側をブレーキコイルのグ
ランド側へ言い換えれば、ダイオード１４を電磁ブレー
キコイルと並列に接続する。即ち、フライホイールダイ
オード（ダンパダイオード）を機能させて負電圧（サー
ジ電圧）を吸収することができる。
【００３９】このことにより、電源遮断時にブレーキ２
のコイルの逆起電力作用によりモータブレーキ解除電源
ラインのグランド側に発生する負電圧（サージ電圧）か
ら定電圧用のコンデンサやバッテリー部を保護すること
ができる。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第一手段では、モータの軸をロックする電磁ブレーキ
の解除電源をモータ駆動信号とブレーキ解除許可信号と
の論理積の結果に従って、モータブレーキの解除を行う
のでモータが駆動されていない状態でブレーキが解除さ
れる事象が発生しないので従来と比べてより安全とな
る。また、リレー接点を２つ直列接続するので、リレー
接点が１つの構成のときよりも融着しずらくなるという
効果も奏する。
【００４１】本発明の第二手段では、モータの軸をロッ
クする電磁ブレーキを人間が操作するスイッチを介して
モータブレーキの解除を行うので、モータが駆動する最
終作用器等が治具等に干渉しても、モータを駆動制御す
ることなしに干渉回避できるので便利である。また、本
発明の装置を含む設備の移設時に最終作用器の姿勢を設
備電源がなくても変更できるので便利である。
【００４２】本発明の第三手段では、モータの軸をロッ
クする電磁ブレーキの解除電源を人間が操作するスイッ
チにて供給するものでかつ、前記スイッチを機械装置部
に配置したため、最終作用器の直近で操作することがで
き便利である。
【００４３】本発明の第四手段では、モータの軸をロッ
クする電磁ブレーキの解除電源をバッテリーとするの
で、制御装置側の電源が投入できない環境下でもモータ
ブレーキの解除ができて有益である。
【００４４】本発明の第五手段では、モータの軸をロッ
クする電磁ブレーキの解除電源をバッテリー側に切り替
えた時に、同時に常用の電磁ブレーキの電源ラインを切
断するので誤って、制御装置側の制御電源を投入したと
しても２つのブレーキ解除電源が電気的に衝突すること
がなく安全である。
【００４５】本発明の第六手段では、モータの軸をロッ
クする電磁ブレーキの解除電源を機械装置側に搭載した
バッテリーと切り替えスイッチとで実現できるのでとて
も便利である。
【００４６】本発明の第七手段では、モータの軸をロッ
クする電磁ブレーキの解除電源をバッテリーとし、フラ
イホイールダイオードをバッテリーと直列にオルタネー
トスイッチが接続された部位でブレーキコイルの正極側
にダイオードのカソードをブレーキコイルの負極側に前
記ダイオードのアノード側へ接続するのでブレーキコイ
ルの逆起電力からバッテリー部を保護することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】モータ駆動とそのモータブレーキ解除装置の本
発明の実施例の回路図
【図２】モータ駆動とそのモータブレーキ解除装置の対
比例の回路図
【図３】モータ駆動とそのモータブレーキ解除装置の本
発明の他の実施例の回路図
【図４】モータブレーキ解除を操作者が実施可能とした
ブレーキ解除装置の実施例の回路図
【図５】ブレーキ解除を操作者が実施可能とするスイッ
チを機械装置側に配置したブレーキ解除装置の実施例の
回路図
【図６】モータブレーキ解除電源としてバッテリー電源
を使用する実施例の回路図
【図７】モータブレーキ解除電源として制御装置側電源
とバッテリー電源とを択一的に使用する実施例の回路図
【図８】モータブレーキ解除電源としてバッテリー電源
を使用する場合にブレーキコイルの逆起電力スパイク電
圧からバッテリーを保護する実施例の回路図
【符号の説明】
１ モータ ２ ブレーキ ３ モータ駆動信号 ４ ドライバ ５ 交流電源 ６ サーボアンプ ７ ブレーキ解除信号 ８ ドライバ ９ 交流電源 １０ モーメンタリスイッチ １１ 機械装置 １２ 接続コネクタ １３ オルタネートスイッチ １４ ダイオード １５ 論理積 Ｋ１ モータ駆動用リレー Ｋ１１ リレーＫ１の接点 Ｋ１２ リレーＫ１の接点 Ｋ１３ リレーＫ１の接点 Ｋ２ ブレーキ解除用リレー Ｋ２１ リレーＫ２の接点

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータの軸をロックする電磁ブレーキ
    と、前記電磁ブレーキの解除電源の間に開閉器を設け、
    モータ駆動信号とモータブレーキ解除許可信号との論理
    積にて前記開閉器を動作させるモータブレーキ解除装
    置。
  2. 【請求項２】 モータの軸をロックする電磁ブレーキ
    と、前記電磁ブレーキの解除電源の間に設けた開閉器と
    並列にモータブレーキの解除を行うスイッチを設けた請
    求項１記載のモータブレーキ解除装置。
  3. 【請求項３】 スイッチを機械部側に配置した請求項２
    記載のモータブレーキ解除装置。
  4. 【請求項４】 モータの軸をロックする電磁ブレーキ
    と、前記電磁ブレーキの解除電源としてバッテリーを用
    い、モータブレーキの解除を行うスイッチをバッテリー
    と電磁ブレーキの間に設けたモータブレーキ解除装置。
  5. 【請求項５】 解除電源としてバッテリーと商用電源の
    いずれかを用い、バッテリーと商用電源とを切り替える
    スイッチを設けた請求項４記載のモータブレーキ解除装
    置。
  6. 【請求項６】 バッテリーとモータブレーキの解除を行
    うスイッチと、電源を切り替えるスイッチを電磁ブレー
    キの機械装置側に配置した請求項５記載のモータブレー
    キ解除装置。
  7. 【請求項７】 バッテリーと電磁ブレーキの間にダイオ
    ードを並列に接続し、電磁ブレーキのコイルの正極側に
    ダイオードのカソードを接続し、ブレーキのコイルの負
    極側に前記ダイオードのアノード側を接続したことを特
    徴とする請求項４から６のいずれかに記載のモータブレ
    ーキ解除装置。
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