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公開番号2025105836
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025074037,2020197966
出願日2025-04-28,2020-11-30
発明の名称ブレーキ制御回路、電磁ブレーキの制御装置、電磁ブレーキの制御システム、電磁ブレーキおよび電磁ブレーキの制御方法
出願人株式会社協和精工
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H02P 3/04 20060101AFI20250703BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】無励磁作動型の電磁ブレーキが解放状態となったときの消費電力を低減することが可能であっても、電力供給開始後、電磁ブレーキのコイルに電圧が印加され始めるまでのタイムラグをなくすことが可能となるブレーキ制御回路を提供する。
【解決手段】ブレーキ制御回路4は、ブレーキ制御回路4への電力供給が開始されると、所定時間、電磁ブレーキを解放状態とする直流電圧であってブレーキ制御回路4への入力電圧である第1の電圧をコイル3に印加し、その後、電磁ブレーキの解放状態を維持する直流電圧である第2の電圧をコイル3に印加するとともに、電力供給開始に同期してコイル3への第1の電圧の印加を開始する。また、ブレーキ制御回路4は、電力供給開始後、所定時間が経過すると、第1の電圧を発生させるための第1駆動信号を停止させるとともに、第1駆動信号が停止する前から、第2の電圧を発生させるための第2駆動信号を生成し始める。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
コイルが無励磁状態のときに制動力が作用する制動状態となり、前記コイルが励磁状態のときに制動力が作用しない解放状態となる無励磁作動型の電磁ブレーキを制御するためのブレーキ制御回路において、
前記ブレーキ制御回路への電力供給が開始されると、所定時間、前記電磁ブレーキを前記解放状態とする直流電圧であって前記ブレーキ制御回路への入力電圧である第１の電圧を前記コイルに印加し、その後、前記電磁ブレーキの前記解放状態を維持する直流電圧である第２の電圧を前記コイルに印加するとともに、前記ブレーキ制御回路への電力供給開始に同期して前記コイルへの前記第１の電圧の印加を開始し、
さらに、前記ブレーキ制御回路への電力供給開始後、所定時間が経過すると、前記第１の電圧を発生させるための第１駆動信号を停止させる第１駆動信号停止回路と、前記第２の電圧を発生させるための第２駆動信号を生成する第２駆動信号生成回路とを備え、
前記第２駆動信号生成回路は、前記第１駆動信号が停止する前から前記第２駆動信号を生成し始めることを特徴とするブレーキ制御回路。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１駆動信号に基づいてオンオフ動作を行う半導体スイッチを備え、
前記半導体スイッチがオン状態になると、前記コイルに電圧が印加され、
前記第１駆動信号は、前記ブレーキ制御回路への入力電圧から直接生成されることを特徴とする請求項１記載のブレーキ制御回路。
【請求項３】
前記半導体スイッチは、前記第１駆動信号と前記第２駆動信号とに基づいてオンオフ動作を行うことを特徴とする請求項１または２記載のブレーキ制御回路。
【請求項４】
前記半導体スイッチは、トランジスタであり、
前記トランジスタのベースには、抵抗とコンデンサとが並列に接続されていることを特徴とする請求項３記載のブレーキ制御回路。
【請求項５】
コイルが無励磁状態のときに制動力が作用する制動状態となり、前記コイルが励磁状態のときに制動力が作用しない解放状態となる無励磁作動型の電磁ブレーキを制御するための電磁ブレーキの制御装置において、
前記コイルに直流電圧を印加するための電力を供給する電源を備え、前記電磁ブレーキが取り付けられるモータを少なくとも非常停止させるときに、前記電磁ブレーキの前記制動状態と前記電磁ブレーキの前記解放状態とが交互に繰り返されるように、前記電源からの電力供給と、前記電源からの電力供給を一時停止する電力供給停止とを交互に繰り返した後、前記電源からの電力供給を停止することを特徴とする電磁ブレーキの制御装置。
【請求項６】
前記モータを少なくとも非常停止させるときに前記電源から電力が供給される時間である電力供給時間と、前記モータを少なくとも非常停止させるときに前記電源からの電力供給が一時停止される時間である電力供給停止時間とが任意に設定可能となっていることを特徴とする請求項５記載の電磁ブレーキの制御装置。
【請求項７】
前記電源からの電力供給のオンオフ動作を行う第２の半導体スイッチを備えることを特徴とする請求項５または６記載の電磁ブレーキの制御装置。
【請求項８】
前記電源は、前記モータの回生電力、および、前記電源が繋がる元電源から供給される電力の少なくともいずれか一方が蓄電される蓄電池を備えることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の電磁ブレーキの制御装置。
【請求項９】
請求項５から８のいずれかに記載の電磁ブレーキの制御装置と、前記電源から電力が供給されるとともに前記コイルに直流電圧を印加するブレーキ制御回路とを備え、
前記ブレーキ制御回路は、前記電源から前記ブレーキ制御回路への電力供給開始に同期して前記コイルへの電圧の印加を開始することを特徴とする電磁ブレーキの制御システム。
【請求項１０】
前記ブレーキ制御回路は、前記電磁ブレーキを前記解放状態とする直流電圧であって前記電源から前記ブレーキ制御回路への入力電圧である第１の電圧を発生させるための第１駆動信号に基づいてオンオフ動作を行う半導体スイッチを備え、
前記半導体スイッチがオン状態になると、前記コイルに電圧が印加され、
前記第１駆動信号は、前記電源から前記ブレーキ制御回路への入力電圧から直接生成されることを特徴とする請求項９記載の電磁ブレーキの制御システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無励磁作動型の電磁ブレーキを制御するためのブレーキ制御回路および電磁ブレーキの制御装置に関する。また、本発明は、電磁ブレーキの制御装置を備える電磁ブレーキの制御システムに関する。さらに、本発明は、ブレーキ制御回路によって直流電圧が印加されるコイルを備える電磁ブレーキに関する。また、本発明は、無励磁作動型の電磁ブレーキを制御するための電磁ブレーキの制御方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、無励磁作動型の電磁ブレーキを有するブレーキ付モータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のブレーキ付モータは、電磁ブレーキのブレーキコイルに電気的に接続される直流電圧制御回路を備えている。直流電圧制御回路の入力側には、直流電圧源が電気的に接続されている。直流電圧制御回路には、リレーが開放されると直流電圧源から電力が供給される。一方、リレーが遮断されると直流電圧源から直流電圧制御回路への電力の供給が停止する。
【０００３】
直流電圧制御回路は、基準電圧発生回路とスイッチング信号生成器とゲート駆動回路とスイッチング素子とを備えている。基準電圧発生回路は、ブレーキコイルに実際に印加される直流電圧を制御するための基準電圧を発生させる。スイッチング信号生成器は、基準電圧発生回路の出力を用いてスイッチング信号を生成する。スイッチング素子は、ゲート駆動回路を介して入力されるスイッチング信号に基づいてオンオフ動作を行う。
【０００４】
特許文献１に記載のブレーキ付モータでは、電磁ブレーキの制動力が作用している制動状態から電磁ブレーキの制動力が作用していない解放状態に電磁ブレーキが切り替わるときに、直流電圧制御回路に電力が供給される。直流電圧制御回路に電力が供給されると、直流電圧制御回路は、電力供給開始時から始まる第１期間において、固定レベルの第１電圧パターンでブレーキコイルに第１実効電圧を印加し、電磁ブレーキを解放状態とする。その後、直流電圧制御回路は、第１期間に続く第２期間において、矩形パルスが繰り返される第２電圧パターンでブレーキコイルに第２実効電圧を印加し、電磁ブレーキの解放状態を維持する。
【０００５】
基準電圧発生回路は、第１期間において、第１電圧パターンを生成するための第１基準電圧を発生させ、第２期間において、第２電圧パターンを生成するための第２基準電圧を発生させる。第２基準電圧は、電磁ブレーキの解放状態を維持できる電圧であり、第１基準電圧より小さくなっている。スイッチング信号生成器は、第１期間において、第１基準電圧に応じたオン固定の第１スイッチング信号を生成し、第２期間において、第２基準電圧に応じてオンオフを繰り返す第２スイッチング信号を生成する。スイッチング素子は、第１期間において、第１スイッチング信号に応じたゲート駆動回路の駆動によってオン状態を維持し、第２期間において、第２スイッチング信号に応じたゲート駆動回路の駆動によってオンオフ動作を行う。
【０００６】
特許文献１に記載のブレーキ付モータでは、第２実効電圧が第１実効電圧よりも低くなっているため、解放状態となったときの電磁ブレーキの消費電力を低減することが可能になっている。また、特許文献１に記載のブレーキ付モータでは、電磁ブレーキが解放状態から制動状態に切り替わるときには、直流電圧制御回路への電力の供給が停止する。直流電圧制御回路への電力の供給が停止すると、ブレーキコイルに流れる電流が急速に０になって、電磁ブレーキが制動状態になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第５９１１６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のブレーキ付モータでは、上述のように、解放状態となったときの電磁ブレーキの消費電力を低減することが可能になっている。一方で、このブレーキ付モータの場合、一般に、基準電圧発生回路は論理回路（ロジック回路）で構成されているため、直流電圧制御回路への電力供給開始後、ブレーキコイルに電圧が印加され始めるまでにタイムラグが生じることが本願発明者の検討によって明らかになった。具体的には、直流電圧制御回路への電力供給開始後、直流電圧制御回路の入力電圧が所定値に達して安定するまでは、基準電圧発生回路にリセットがかからず、基準電圧発生回路が第１基準電圧Ｖｆ１を生成しないため（すなわち、直流電圧制御回路の入力電圧が安定したところで、基準電圧発生回路が第１基準電圧Ｖｆ１の生成を開始するため）、直流電圧制御回路への電力供給開始後、基準電圧発生回路が第１基準電圧Ｖｆ１を生成しない未応答時間が発生することが本願発明者の検討によって明らかになった（図９参照）。
【０００９】
また、未応答時間中は、基準電圧発生回路が第１基準電圧Ｖｆ１を生成しないため、スイッチング信号生成器も第１スイッチング信号を生成せず（図９参照）、その結果、スイッチング素子も動作しないことが本願発明者の検討によって明らかになった。また、未応答時間中は、スイッチング素子が動作しないため、直流電圧制御回路への電力供給開始後、ブレーキコイルに電圧が印加され始めるまでに、未応答時間に相当するタイムラグが発生することが本願発明者の検討によって明らかになった（図９参照）。
【００１０】
直流電圧制御回路への電力供給開始後、ブレーキコイルに電圧が印加され始めるまでにタイムラグが発生すると、直流電圧制御回路への電力供給開始後、制動状態の電磁ブレーキが解放状態になるまでの時間が長くなって、ブレーキ付モータを高速な応答で精度良く制御することができなくなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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