(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022015590
(43)【公開日】2022-01-21
(54)【発明の名称】ブレーキ装置を有するモータ駆動装置
(51)【国際特許分類】
H02P 3/26 20060101AFI20220114BHJP
F16D 55/00 20060101ALI20220114BHJP
H02P 3/04 20060101ALI20220114BHJP
H02P 3/06 20060101ALI20220114BHJP
H02K 7/106 20060101ALI20220114BHJP
【ＦＩ】
H02P3/26 D
F16D55/00 B
H02P3/04 B
H02P3/06 B
H02K7/106
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020118527
(22)【出願日】2020-07-09
(71)【出願人】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100112357
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 総
(72)【発明者】
【氏名】水上 真一
(72)【発明者】
【氏名】長幡 東悟
【テーマコード（参考）】
3J058
5H530
5H607
【Ｆターム（参考）】
3J058AA43
3J058AA48
3J058AA53
3J058AA58
3J058AA73
3J058AA78
3J058AA79
3J058AA83
3J058AA88
3J058BA62
3J058CC07
3J058CC13
3J058CC72
3J058CC76
3J058FA42
5H530AA02
5H530BB25
5H530BB33
5H530CE02
5H530DD03
5H530DD13
5H530GG07
5H607BB01
5H607BB05
5H607CC01
5H607EE08
(57)【要約】
【課題】ブレーキ装置に関する配線数が少ない構造容易で低コストのモータ駆動装置を実現する。
【解決手段】モータ駆動装置１は、入力された直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をモータ３が接続されたモータ動力線１３へ出力するインバータ１１と、モータ動力線１３に接続され、インバータ１１から所定の電圧が供給されない時はモータ３をロックし、インバータ１１からモータ動力線１３を介して所定の電圧が供給される時はモータ３のロックを解除するブレーキ装置１２とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】モータ駆動装置１は、入力された直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧をモータ３が接続されたモータ動力線１３へ出力するインバータ１１と、モータ動力線１３に接続され、インバータ１１から所定の電圧が供給されない時はモータ３をロックし、インバータ１１からモータ動力線１３を介して所定の電圧が供給される時はモータ３のロックを解除するブレーキ装置１２とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力された直流電圧を交流電圧に変換し、前記交流電圧をモータが接続されたモータ動力線へ出力するインバータと、
前記モータ動力線に接続され、前記インバータから所定の電圧が供給されない時は前記モータをロックし、前記インバータから前記モータ動力線を介して前記所定の電圧が供給される時は前記モータのロックを解除するブレーキ装置と、
を備える、モータ駆動装置。
前記モータ動力線に接続され、前記インバータから所定の電圧が供給されない時は前記モータをロックし、前記インバータから前記モータ動力線を介して前記所定の電圧が供給される時は前記モータのロックを解除するブレーキ装置と、
を備える、モータ駆動装置。
【請求項2】
前記ブレーキ装置は、バネの弾性力にてアマチュアを前記モータのシャフトが結合した摩擦板に押し付けることで前記モータをロックし、前記インバータから出力された交流電圧が前記モータ動力線を介してブレーキコイルに印加されることで発生する電磁力にて前記摩擦板から前記アマチュアを引き離すことで前記モータのロックを解除する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項3】
前記インバータは、前記バネの弾性力を上回る前記電磁力を発生させる交流電流を前記ブレーキコイルに流すための交流電圧を、前記モータ動力線へ出力する、請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項4】
前記インバータは、ダイオードが逆並列に接続されたスイッチング素子が高電位側の上アーム及び低電位側の下アームそれぞれに設けられるブリッジ回路を有し、
前記ブレーキ装置は、バネの弾性力にてアマチュアを前記モータのシャフトが結合した摩擦板に押し付けることで前記モータをロックし、前記モータ動力線を介して前記ブレーキ装置に接続された前記上アームの前記スイッチング素子及び前記下アームの前記スイッチング素子がオンされることで生じるモータロック解除用直流電圧がブレーキコイルに印加されることで発生する電磁力にて前記摩擦板から前記アマチュアを引き離すことで前記モータのロックを解除する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
前記ブレーキ装置は、バネの弾性力にてアマチュアを前記モータのシャフトが結合した摩擦板に押し付けることで前記モータをロックし、前記モータ動力線を介して前記ブレーキ装置に接続された前記上アームの前記スイッチング素子及び前記下アームの前記スイッチング素子がオンされることで生じるモータロック解除用直流電圧がブレーキコイルに印加されることで発生する電磁力にて前記摩擦板から前記アマチュアを引き離すことで前記モータのロックを解除する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項5】
前記インバータは、前記バネの弾性力を上回る前記電磁力を発生させる直流電流を前記ブレーキコイルに流すための前記モータロック解除用直流電圧を前記モータ動力線へ出力し、所定時間の経過後、前記モータを駆動するための交流電圧を前記モータ動力線へ出力する、請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項6】
前記モータ動力線を介して前記ブレーキコイルと前記モータとが並列接続される、請求項２～５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【請求項7】
前記モータ動力線を介して前記ブレーキコイルと前記モータとが直列接続される、請求項２～５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ブレーキ装置を有するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットや工作機械内のモータを駆動するモータ駆動装置では、摩擦板をアマチュアと端板とで挟むことで摩擦力によりモータにブレーキをかける摩擦式のブレーキ装置が設けられる。このようなブレーキ装置においては、バネの弾性力にてアマチュアをモータシャフトが結合した摩擦板に押し付けることによりモータをロックし、ブレーキコイルにブレーキコイル電圧を印加することで発生する電磁力にて摩擦板からアマチュアを引き離すことでモータのロックを解除する。
【0003】
例えば、可変速巻上機を駆動する電動機と、前記電動機に電流を供給して駆動し電動機の速度を制御するインバータと、前記インバータの出力と電動機の間に直列に挿入されたブレーキ回路であって無通電時に前記電動機をロックし通電時に電動機を開放するブレーキ回路と、を備えることを特徴とする可変速巻上機。知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【0004】
例えば、直流式無励磁作動形電磁ブレーキの同時開閉式パワーモジュールにおいて、三相全波整流回路と、カットオフ形定電圧回路を備え、この組み合わせにより三相交流の通電・遮断を高速に信号として検出する検出回路が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平５－９７３９９号公報
【特許文献2】実用新案登録第３０１３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来、モータ駆動装置においては、モータのロックを解除するためのブレーキコイル電圧は、モータに駆動電力を供給するためのモータ動力線とは別の動力線（ブレーキ動力線）を介してブレーキ装置に供給されていた。すなわち、交流電源からモータ駆動装置に至る動力線と交流電源からブレーキ装置に至る動力線とは、別々に設けられていた。またさらに、交流電源からブレーキ装置に至る動力線には、ブレーキコイル電圧の供給の有無を制御するためのブレーキ制御部が設けられていた。このため、ブレーキ装置を有するモータ駆動装置のシステム構築に際しては、これら動力線に関する配線作業が複雑化する問題があった。例えば、一般的な多関節ロボットでは６個以上のモータを備えるが、モータごとにブレーキ装置が設けられることから動力線の数は膨大であり、配線作業はより複雑化する。したがって、ブレーキ装置に関する配線数が少ない構造容易で低コストのモータ駆動装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様によれば、モータ駆動装置は、入力された直流電圧を交流電圧に変換し、交流電圧をモータが接続されたモータ動力線へ出力するインバータと、モータ動力線に接続され、インバータから所定の電圧が供給されない時はモータをロックし、インバータからモータ動力線を介して所定の電圧が供給される時はモータのロックを解除するブレーキ装置とを備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一態様によれば、ブレーキ装置に関する配線数が少ない構造容易で低コストのモータ駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態）を示す図である。
【図2】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態及び第２の形態）におけるブレーキ装置の構造を示す断面図であって、（Ａ）は、モータ３をロックした状態を示し、（Ｂ）はモータ３のロックが解除された状態を示す。
【図3】ブレーキコイルに流れる交流電流とコアに発生する電磁力との関係を例示する図である。
【図4】ブレーキコイルに流れる交流電流の波形を例示する図である。
【図5】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態）においてブレーキコイルに直流のブレーキコイル電圧を印加するためのインバータのスイッチング素子オンオフ駆動を例示する図である。
【図6】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態及び第２の形態）においてブレーキコイルに直流のブレーキコイル電圧を印加する場合における動作フローを示すフローチャートである。
【図7】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第２の形態）を示す図である。
【図8】本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第２の形態）においてブレーキコイルに直流のブレーキコイル電圧を印加するためのインバータのスイッチング素子オンオフ駆動を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下図面を参照して、ブレーキ装置を有するモータ駆動装置について説明する。各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は実施するための一つの例であり、図示された形態に限定されるものではない。
【0011】
図１は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態）を示す図である。なお、詳細については後述するが、ブレーキ装置１２は、モータ動力線１３を介してモータ３に並列又は直列に接続される。ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に並列に接続される形態を第１の形態と称し、ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に直列に接続される形態を第２の形態と称する。第１の形態と第２の形態とは、ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介して、モータ３に並列に接続されるかモータ３に直列に接続されるかの点で相違する。
【0012】
一例として、交流電源２に接続されたモータ駆動装置１により、モータ３を制御する場合について示す。本実施形態においては、モータ３の種類は特に限定されず、例えば誘導モータであっても同期モータであってもよい。また、交流電源２及びモータ３の相数は本実施形態を特に限定するものではなく、例えば三相であっても単相であってもよい。図示の例では、交流電源２及びモータ３をそれぞれ三相としている。交流電源２の一例を挙げると、三相交流４００Ｖ電源、三相交流２００Ｖ電源、三相交流６００Ｖ電源、単相交流１００Ｖ電源などがある。モータ３が設けられる機械には、例えばロボットや工作機械などがある。
【0013】
図１に示すように、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１は、インバータ１１と、ブレーキ装置１２と、モータ動力線１３と、コンバータ１４と、コンデンサ１５と、制御部１６とを備える。
【0014】
コンバータ１４は、交流電源２から入力された交流電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧をコンバータ１４の直流出力側であるＤＣリンクへ出力する。ＤＣリンクとは、コンバータ１４の直流出力側とインバータ１１の直流入力側とを電気的に接続する回路部分のことを指し、「ＤＣリンク部」、「直流リンク」、「直流リンク部」または「直流中間回路」などとも称されることもある。コンバータ１４は、交流電源２が三相交流電源である場合は三相ブリッジ回路で構成され、交流電源２が単相交流電源である場合は単相ブリッジ回路で構成される。図１に示す例では、交流電源２を三相交流電源としたので、コンバータ１４は三相ブリッジ回路で構成される。コンバータ１４の例としては、ダイオード整流器、１２０度通電方式整流器、及びＰＷＭスイッチング制御方式整流器などがある。例えば、コンバータ１４がダイオード整流器で構成される場合は、ダイオードのブリッジ回路からなる。例えば、コンバータ１４が１２０度通電方式整流器及びＰＷＭスイッチング制御方式整流器で構成される場合は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなり、制御部１６から受信したスイッチング指令に応じて各スイッチング素子がオンオフ駆動されて交直双方向に電力変換を行う。この場合、スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ－ＯＦＦ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：ゲートターンオフサイリスタ）、トランジスタなどがあるが、その他の半導体素子であってもよい。
【0015】
コンデンサ１５は、コンバータ１４の直流出力側であるＤＣリンクに設けられる。コンデンサ１５は、「ＤＣリンクコンデンサ」または「平滑コンデンサ」とも称されることがある。コンデンサ１５は、コンバータ１４の直流出力の脈動分を抑える機能及びインバータ１１が交流電力を生成するために用いられる直流電力を蓄積する機能を有する。コンデンサ１５の例としては、例えば電解コンデンサやフィルムコンデンサなどがある。
【0016】
インバータ１１は、コンバータ１４の直流出力側にコンデンサ１５を介して接続される。インバータ１１は、ダイオードが逆並列に接続されたスイッチング素子が高電位側の上アーム及び低電位側の下アームそれぞれに設けられるブリッジ回路を有する。スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ、トランジスタなどがあるが、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。インバータ１１は、モータ３が三相交流モータである場合は三相ブリッジ回路で構成され、モータ３が単相交流モータである場合は単相ブリッジ回路で構成される。図１に示す例では、モータ３を三相交流モータとしたので、インバータ１１は三相ブリッジ回路で構成される。インバータ１１は、制御部１６からのＰＷＭ制御方式に基づくスイッチング指令を受けてスイッチング素子をオンオフ駆動させることで、直流入力側であるＤＣリンクから入力された直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧を交流出力側にあるモータ動力線１３へ出力する。また、詳細については後述するが、インバータ１１は、制御部１６の制御により、モータロック解除用直流電圧をモータ動力線１３へ出力することも可能である。
【0017】
制御部１６は、インバータ１１内のスイッチング素子のオンオフ駆動を制御するためのスイッチング指令を生成する。また、コンバータ１４が１２０度通電方式整流器及びＰＷＭスイッチング制御方式整流器で構成される場合は、制御部１６は、コンバータ１４内のスイッチング素子のオンオフ駆動を制御するためのスイッチング指令も生成する。制御部１６は、アナログ回路と演算処理装置との組み合わせで構成されてもよく、あるいは演算処理装置のみで構成されてもよく、あるいはアナログ回路のみで構成されてもよい。制御部１６を構成し得る演算処理装置には、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰなどがある。例えば、制御部１６をソフトウェアプログラム形式で構築する場合は、演算処理装置をこのソフトウェアプログラムに従って動作させることで、制御部１６の機能を実現することができる。またあるいは、制御部１６の機能を実現するソフトウェアプログラムを書き込んだ半導体集積回路または記憶媒体を構築してもよい。またあるいは、また、制御部１６は、例えば、ロボットを制御するロボットコントローラ内に設けられてもよく、工作機械の数値制御装置内に設けられてもよい。
【0018】
インバータ１１とモータ３とはモータ動力線１３を介して接続される。インバータ１１から出力された電圧は、モータ動力線１３を介してモータ３の入力端子に印加される。これにより、モータ３には、インバータ１１からモータ動力線１３を介して交流の駆動電流が供給される。モータ３は、供給された交流の駆動電流によって回転駆動される。
【0019】
ブレーキ装置１２は、モータ動力線１３に接続される。特に、第１の形態では、ブレーキ装置１２内のブレーキコイル及びその抵抗成分とモータ３のモータコイル及びその抵抗成分とが並列になるように、ブレーキ装置１２とモータ３とがモータ動力線１３を介して並列に接続される。インバータ１１とブレーキ装置１２との間は、モータ動力線１３以外の回路構成要素は設けられない。図１に示す例では、モータ３を三相交流モータとしたので、モータ動力線１３は３相分設けられるが、ブレーキ装置１２の入力端子は、モータ動力線１３の３相のうちのいずれか２相分に接続される。モータ３が単相交流モータである場合は、ブレーキ装置１２の入力端子は、モータ動力線１３の２相のそれぞれに接続される。なお、ブレーキ装置１２内のブレーキコイルのインダクタンス成分及びその抵抗成分、並びにモータ３のモータコイルのインダクタンス成分及びその抵抗成分は、比較的小さい値である。
【0020】
ブレーキ装置１２においてモータ３のロックを解除するためにブレーキコイルに印加するブレーキコイル電圧は、インバータ１１からモータ動力線１３を介して供給される。ブレーキ装置１２は、ブレーキ装置１２は、インバータ１１からモータ動力線１３を介して所定の電圧すなわちブレーキコイル電圧が供給されない時はモータ３をロックしてブレーキをかけ、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキコイル電圧が供給される時はモータのロックを解除してブレーキを解除する。
【0021】
図２は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態及び第２の形態）におけるブレーキ装置の構造を示す断面図であって、（Ａ）は、モータ３をロックした状態を示し、（Ｂ）はモータ３のロックが解除された状態を示す。図２に示すブレーキ装置は、後述する第２の形態にも適用可能である。
【0022】
ブレーキ装置１２において、アマチュア１１２と端板１１３との間には摩擦板１１１が配置される。摩擦板１１１にはハブ１２２がスプライン結合され、さらにハブ１２２とモータ３のシャフト１２１とは焼き嵌めにより一体化されているので、モータ３のシャフト１２１の回転に連動して摩擦板１１１も回転する。端板１１３とスペーサ１１７とはボルト１１８によって結合され、アマチュア１１２が摩擦板１１１に近づく方向及び遠ざかる方向に移動可能となるようにスペーサ１１７に結合される。コア１１６内にはバネ１１４及びブレーキコイル１１５が設けられる。図２（Ａ）に示すように、インバータ１１からのブレーキコイル電圧がモータ動力線１３を介してブレーキコイル１１５に印加されていない状態においては、アマチュア１１２はバネ１１４の弾性力により摩擦板１１１に強く押し付けられ、摩擦板１１１がアマチュア１１２と端板１１３とで挟まれて回転できない。この結果、摩擦板１１１に結合されたシャフト１２１も回転できなくなり、モータ３がロックされた状態すなわちモータ３にブレーキがかかった状態となる。一方、図２（Ｂ）に示すように、インバータ１１からのブレーキコイル電圧がモータ動力線１３を介してブレーキコイル１１５に印加された状態においては、アマチュア１１２を摩擦板１１１に押し付けていたバネ１１４の弾性力に打ち勝つ電磁力がコア１１６に発生し、これによりアマチュア１１２がコア１１６に引きつけられて摩擦板１１１はアマチュア１１２及び端板１１３との接触から解放される。この結果、摩擦板１１１ひいてはシャフト１２１は自由に回転できるようになり、モータ３のロックが解除された状態すなわちモータ３のブレーキが解除された状態となる。
【0023】
上述したように、インバータ１１は、直流入力側であるＤＣリンクから入力された直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧を交流出力側に接続されたモータ動力線１３へ出力する。インバータ１１には、モータ動力線１３を介してモータ３及びブレーキ装置１２が接続される。インバータ１１からモータ動力線１３を介してモータ３に供給される交流電圧は、モータ３の駆動電圧として利用される。一方、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２に供給される電圧は、ブレーキ装置１２においてモータ３のロックを解除するためにブレーキコイルに印加されるブレーキコイル電圧として利用される。
【0024】
ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に並列に接続される第１の形態によるモータ駆動装置１において、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧は、交流電圧または直流電圧のいずれであってもよい。以下、ブレーキコイル電圧が交流電圧である例と直流電圧である例について分けて説明する。
【0025】
まず、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧が交流電圧である例について説明する。
【0026】
インバータ１１にはモータ動力線１３を介してモータ３及びブレーキ装置１２の両方が接続されているので、インバータ１１からモータ動力線１３に出力された交流電圧は、モータ３の駆動電圧及びブレーキ装置１２によるモータ３のロックの解除（ブレーキの解除）のためのブレーキコイル電圧として利用される。すなわち、モータ３のロックが解除した状態でモータ３が駆動される際には、インバータ１１から出力される交流電圧により、モータ３及びブレーキ装置１２の各入力インピーダンスに応じた大きさの交流電流が、モータ動力線１３を介してモータ３及びブレーキ装置１２のそれぞれに流れることになる。
【0027】
モータ３のロックを解除（モータ３のブレーキを解除）するために、インバータ１１は、バネ１１４の弾性力を上回る電磁力をコア１１６に発生させる交流電流をブレーキコイル１１５に流すための交流電圧を、ブレーキコイル電圧としてモータ動力線１３へ出力する必要がある。インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキコイル電圧が供給されない時はブレーキ装置１２内のアマチュア１１２とコア１１６との間には空乏があり、この空乏から磁束が漏れる。このため、ブレーキ装置１２へブレーキコイル電圧を供給してアマチュア１１２とコア１１６とを接触させ摩擦板１１１がアマチュア１１２及び端板１１３との接触から解放されることによりモータ３のロックが解除されるためには、ブレーキコイル１１５に大きな交流電流を流すためのブレーキコイル電圧が必要がある。ただし、アマチュア１１２とコア１１６とが一旦接触すると、アマチュア１１２とコア１１６との間の空乏がなくなりアマチュア１１２とコア１１６とで一体化した磁性体が構成されるので、磁束漏れはほぼなくなる。したがって、アマチュア１１２とコア１１６とが接触した後は、アマチュア１１２とコア１１６とを最初に接触させるためにブレーキコイル１１５に流した交流電流の大きさよりも小さい交流電流がブレーキコイル１１５に流れても、アマチュア１１２とコア１１６との接触を維持することができる（すなわちモータ３のロックの解除を維持することができる）。
【0028】
交流電圧及び交流電流は、時間とともに周期的に大きさ及び正負が変化する。ここで、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流によるモータ３のロックの解除の維持について、図３及び図４を参照してより詳細に説明する。
【0029】
図３は、ブレーキコイルに流れる交流電流とコアに発生する電磁力との関係を例示する図である。図３において、横軸はブレーキコイル１１５に流れる交流電流Ｉを示し、縦軸はコア１１６に発生する電磁力Ｆを示す。ブレーキコイル１１５に流れる交流電流Ｉとコア１１６に発生する電磁力Ｆとの関係は、図３に示すようなヒステリシス曲線で表される。バネ１１４の弾性力をＦbで示す。コア１１６に発生する電磁力がバネ１１４の弾性力Ｆbを上回ればモータ３のロックを解除（モータ３のブレーキを解除）できることから、Ｆbは、モータ３のロックの解除に必要な力の大きさと言い換えることができる。
【0030】
図３に示すように、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流が０から増加してＩaになるまでは、コア１１６に発生する電磁力は、バネ１１４の弾性力（換言すればモータ３のロックの解除に必要な力）Ｆbよりも小さく、モータ３はロックされた状態を維持する。ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がさらに増加してＩaになると、ブレーキコイル１１５に発生する電磁力はＦbに達し、モータ３のロックは解除される。ヒステリシスが存在するので、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流が、Ｉaをさらに超えて最大値まで増加しその後減少に転じてＩaより小さいＩbになるまでの間は、コア１１６に発生する電磁力はＦbよりも大きく、モータ３のロックの解除は維持される。ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がさらに減少してＩbになると、コア１１６に発生する電磁力はＦbを下回るが、コア１１６に発生する電磁力は残存磁束により即座には消えず、ある程度の期間は保持される。本明細書では、バネ１１４の弾性力を上回る残存磁束に基づく電磁力をコア１１６が保持することができる最大時間を、「電磁力保持時間ｔb」と定義する。ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がさらに減少して－Ｉaになると、コア１１６に発生する電磁力は－Ｆbに達する。したがって、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの間においても、コア１１６に発生している残存磁束に基づく電磁力がバネ１１４の弾性力を上回るようにすれば、モータ３のロックの解除を維持することができる。
【0031】
ブレーキコイル１１５に流れる交流電流が、－Ｉaをさらに下回り最小値まで減少しその後増加に転じて－Ｉaより大きい－Ｉbになるまでの間は、コア１１６に発生する電磁力はＦbよりも大きく、モータ３のロックの解除は維持される。ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がさらに増加して－Ｉbになると、コア１１６に発生する電磁力は－Ｆbを上回るが、コア１１６に発生する電磁力は残存磁束により即座には消えず、少なくとも電磁力保持時間ｔbの間は保持される。ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がさらに増加してＩaになると、コア１１６に発生する電磁力はＦbに達する。したがって、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流が－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの間においても、コア１１６に発生している残存磁束に基づく電磁力がバネ１１４の弾性力を上回るようにすれば、モータ３のロックの解除を維持することができる。
【0032】
図４は、ブレーキコイルに流れる交流電流の波形を例示する図である。図４に示すように、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキコイル１１５に供給される交流電流は、時間とともに周期的に大きさ及び正負が変化する。図３を参照して説明したように、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がＩaを超えて最大値まで増加しその後減少に転じてＩbになるまでの間及び－Ｉaを下回り最小値まで減少しその後増加に転じて－Ｉbになるまでの間は、コア１１６に発生する電磁力の絶対値はバネ１１４の弾性力（換言すればモータ３のロックの解除に必要な力）の絶対値よりも大きいので、モータ３のロックの解除は確実に維持される。したがって、これ以外の期間、すなわちブレーキコイル１１５に流れる交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの間及び－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの間においても、残存磁束によりコア１１６に保持されている電磁力の絶対値がバネ１１４の弾性力の絶対値よりも大きくなるようにすれば、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流の全ての周期にわたって、モータ３のロックの解除を維持し続けることができる。換言すれば、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの長さ、及び－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの長さのそれぞれが、バネ１１４の弾性力を上回る残存磁束に基づく電磁力をコア１１６が保持することができる最大時間である電磁力保持時間ｔbを超えないようにすれば、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流の全ての周期にわたって、モータ３のロックの解除を維持し続けることができる。
【0033】
全ての周期にわたってモータ３のロックの解除を維持し続けることができるブレーキコイル１１５に流す交流電流がどのようなものであるかについては、図３に示すようなヒステリシス曲線とモータ３のロックの解除に必要な力Ｆbとに基づいて、事前に求めることができる。例えば、実験によりモータ駆動装置１内のブレーキ装置１２を動作させてヒステリシス曲線を測定したり、あるいは、コア１１６の規格表に規定されているヒステリシス曲線を用いたり、コア１１６の製造業者からデータとして提供されるヒステリシス曲線を用いてもよい。モータ３のロックの解除に必要な力Ｆbは、バネ１１４の弾性力であるので、バネ１１４のバネ定数ｋとモータ３のロック解除時におけるバネ１１４の縮み長さｘとから事前に求めることができる。ヒステリシス曲線及びモータ３のロックの解除に必要な力Ｆbが定まれば、Ｉa及びＩbも定まる。
【0034】
上述したように、モータ３のロックが解除した状態でモータ３が駆動される際には、インバータ１１から出力される交流電圧により、モータ３及びブレーキ装置１２の各入力インピーダンスに応じた大きさの交流電流が、モータ動力線１３を介してモータ３及びブレーキ装置１２のそれぞれに流れることになる。例えば、実験によりモータ駆動装置１を動作させてブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５に流れる交流電流を測定してヒステリシス曲線を求め、このヒステリシス曲線とモータ３のロックの解除に必要な力ＦbとからＩa及びＩbを求める。「ブレーキコイル１１５に流れる交流電流が、コア１１６に発生する電磁力がバネ１１４の弾性力を上回るＩaを超える振幅を有するものであること（第１の要件）」、「当該交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの長さが電磁力保持時間ｔbを超えないものであること（第２の要件）」、「－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの長さが電磁力保持時間ｔbを超えないものであること（第３の要件）」の３つの要件を満たす場合は、当該交流電流の全ての周期にわたってモータ３のロックの解除を維持し続けることができるので、当該交流電流をブレーキ装置１２によるモータ３のロックの解除のための電流として利用することができる。
【0035】
一方、実験で測定したブレーキコイル１１５に流れる交流電流が、第１の要件、第２の要件及び第３の要件のいずれかを満たさないものであった場合は、全ての要件を満たすようにブレーキコイル１１５に流れる交流電流を調整したり、ブレーキ装置１２内のバネ１１４やコア１１６を選定したりすることで、第１の要件、第２の要件及び第３の要件の全てを満たすようにすればよい。いくつか具体例を挙げると次の通りである。
【0036】
例えば、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流の周波数を高くすれば、当該交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの長さ及び－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの長さが短くなるので、第２の要件及び第３の要件を満たし易くなる。
【0037】
例えば、ブレーキ装置１２内のバネ１１４として、バネ定数ｋが小さいバネやモータ３のロック解除時におけるバネ１１４の縮み長さｘが短いバネを選定すればＦbが小さくなるので、Ｉa及びＩbが小さくなり、第１の要件を満たし易くなる。また、Ｉa及びＩbが小さくなることで、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの長さ及び－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの長さが短くなるので、第２の要件及び第３の要件も満たし易くなる。
【0038】
例えば、ブレーキ装置１２内のコア１１６として、電磁力保持時間ｔbが長い磁性体からなるコアを選定すれば、第２の要件及び第３の要件を満たし易くなる。電磁力保持時間ｔbが長い磁性体としては、例えば、鉄、コバルト及びニッケルなどの強磁性体、並びに、ネオジウム及びフェライトなどの永久磁石などがある。
【0039】
例えば、ブレーキ装置１２内のコア１１６として、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流Ｉとコア１１６に発生する電磁力Ｆとの関係におけるヒステリシス幅が大きい磁性体からなるコアを選定することでＩbを小さくすれば、ブレーキコイル１１５に流れる交流電流がＩbから－Ｉaまで減少するまでの時間ｔsの長さ及び－ＩbからＩaまで増加するまでの時間ｔsの長さが短くなるので、第２の要件及び第３の要件を満たし易くなる。ヒステリシス幅が大きい磁性体としては、例えば、鉄、コバルト及びニッケルなどの強磁性体、並びに、ネオジウム及びフェライトなどの永久磁石などがある。
【0040】
また、モータ３のロックが解除した状態でモータ３が駆動される際には、インバータ１１から出力される交流電圧により、モータ３及びブレーキ装置１２の各入力インピーダンスに応じた大きさの交流電流が、モータ動力線１３を介してモータ３及びブレーキ装置１２のそれぞれに流れる。よって、第１の要件、第２の要件及び第３の要件を満たすようにモータ３及びブレーキ装置１２の各入力インピーダンスを調整することもできる。
【0041】
続いて、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧が直流電圧である例について説明する。
【0042】
図５は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態）においてブレーキコイルに直流のブレーキコイル電圧を印加するためのインバータのスイッチング素子オンオフ駆動を例示する図である。図５において、交流電源２及びコンバータ１４の図示は省略している。
【0043】
インバータ１１の上アーム及び下アームに設けられたスイッチング素子のオンオフ駆動を適切に制御することによって、バネ１１４の弾性力を上回る電磁力をコア１１６に発生させる直流電流をブレーキコイル１１５に流すための直流電圧である「モータロック解除用直流電圧」を、インバータ１１からモータ動力線１３へ出力させることができる。
【0044】
インバータ１１からモータ動力線１３へ出力されるモータロック解除用直流電圧は、モータ動力線１３に接続されたモータ３のモータコイル及びブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５の両方に印加されるが、モータ３は交流モータであるので、モータロック解除用直流電圧によってはモータ３は回転しない。一方、ブレーキ装置１２においては、バネ１１４の弾性力を上回る電磁力をコア１１６に発生させるモータロック解除用直流電圧がブレーキコイル１１５に印加されると、アマチュア１１２を摩擦板１１１に押し付けていたバネ１１４の弾性力に打ち勝つ電磁力がコア１１６に発生し、これによりアマチュア１１２がコア１１６に引きつけられて摩擦板１１１はアマチュア１１２及び端板１１３との接触から解放される。この結果、摩擦板１１１ひいてはシャフト１２１は自由に回転できるようになり、モータ３のロックが解除された状態すなわちモータ３のブレーキが解除された状態となる。アマチュア１１２とコア１１６とが一旦接触すると、アマチュア１１２とコア１１６との間の空乏がなくなりアマチュア１１２とコア１１６とで一体化した磁性体が構成されるので、モータロック解除用直流電圧に代えて、モータ３を駆動するための交流電圧をブレーキコイル１１５に印加しても、アマチュア１１２とコア１１６との接触を維持することができる（すなわちモータ３のロックの解除を維持することができる）。なお、モータ３を駆動するための交流電圧をブレーキコイル１１５に印加している間においてモータ３のロックの解除を維持し続けることができるようにするために、図３及び図４を参照して説明した第１の要件、第２の要件及び第３の要件の全てを満たすことが好ましい。インバータ１１から出力されたモータロック解除用直流電圧をブレーキコイル１１５に印加することによりアマチュア１１２とコア１１６とが最初に接触してから所定時間の経過後、制御部１６の制御により、インバータ１１からモータ動力線１３へ出力される電圧を、モータロック解除用直流電圧からモータ３を駆動するための交流電圧へ切り替える。
【0045】
制御部１６は、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧が出力され始めたタイミングから上記「所定時間」の計測を開始する。モータロック解除用直流電圧がブレーキコイル１１５に印加されると、すぐにアマチュア１１２とコア１１６とが接触する。上記「所定時間」は、モータロック解除用直流電圧がブレーキコイル１１５に印加されることによるアマチュア１１２とコア１１６との最初の接触が確保できる程度の長さに設定すればよく、例えば数ミリ秒から数秒に設定される。上記「所定時間」は、制御部１６を構築するソフトウェアプログラム上に規定しておく。あるいは、上記「所定時間」の値を例えば制御部１６内の記憶部（図示せず）に記憶しておき、制御部１６この記憶された「所定時間」を読み込ませて計時を行わせてもよい。記憶部は、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などのような電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリ、または、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのような高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリなどで構成される。なお、書き換え可能なメモリで記憶部を実現すれば、一旦「所定時間」を設定した後であっても、必要に応じて適切な値に変更することができる。
【0046】
モータロック解除用直流電圧は、制御部１６の制御により、モータ動力線１３を介してブレーキ装置１２に接続されたインバータ１１内の上アームのスイッチング素子及び下アームのスイッチング素子をオンさせるとともに、これら以外のスイッチング素子は全てオフさせることで、インバータ１１から出力させることができる。図５に示す例では、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５はｖ相及びｗ相に接続されているので、制御部１６の制御により、例えば、ｖ相の上アームのスイッチング素子Ｓv1及びｗ相の下アームのスイッチング素子Ｓw2をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓu2、Ｓv2、及びＳw1をオフさせることで、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させることができる。あるいは、ここでは図示していないが、制御部１６の制御により、ｖ相の下アームのスイッチング素子Ｓv2及びｗ相の上アームのスイッチング素子Ｓw1をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓu2、Ｓv1、及びＳw2をオフさせることによっても、インバータ１１から同様のモータロック解除用直流電圧を出力させることができる。
【0047】
図５では、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５はｖ相及びｗ相に接続される例を示した。ここでは図示しないが、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５がｕ相及びｖ相に接続される場合は、制御部１６の制御により、ｕ相の上アームのスイッチング素子Ｓu1及びｖ相の下アームのスイッチング素子Ｓv2をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu2、Ｓv1、Ｓw1、及びＳw2をオフさせるか、あるいは、ｕ相の下アームのスイッチング素子Ｓu2及びｖ相の上アームのスイッチング素子Ｓv1をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓv2、Ｓw1、及びＳw2をオフさせることによって、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させる。
【0048】
また、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５がｕ相及びｗ相に接続される場合は、制御部１６の制御により、ｕ相の上アームのスイッチング素子Ｓu1及びｗ相の下アームのスイッチング素子Ｓw2をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu2、Ｓv1、Ｓv2、及びＳw1をオフさせるか、あるいは、ｕ相の下アームのスイッチング素子Ｓu2及びｗ相の上アームのスイッチング素子Ｓw1をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓv1、Ｓv2、及びＳw2をオフさせることによって、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させる。
【0049】
また、モータ３が単相交流モータである場合は、ブレーキ装置１２の入力端子は、モータ動力線１３の２相それぞれに接続される。したがって、制御部１６の制御により、一方の相の上アームのスイッチングをオンさせるとともにもう一方の相のスイッチングオフさせることによって、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させる。
【0050】
図６は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第１の形態及び第２の形態）においてブレーキコイルに直流のブレーキコイル電圧を印加する場合における動作フローを示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、後述する第２の形態にも適用可能である。
【0051】
ステップＳ１０１において、インバータ１１からのブレーキコイル電圧はブレーキコイル１１５に印加されておらず、したがって、アマチュア１１２はバネ１１４の弾性力により摩擦板１１１に強く押し付けられて摩擦板１１１がアマチュア１１２と端板１１３とで挟まれて回転できず、摩擦板１１１に結合されたシャフト１２１を有するモータ３はロックされた状態にある。
【0052】
ステップＳ１０２において、制御部１６は、上位制御装置（図示せず）からモータ３のロックを解除するためのロック解除指令を受信したか否かを判定する。上位制御装置は、ロボットを制御するロボットコントローラ内に設けられてもよく、工作機械の数値制御装置内に設けられてもよい。ステップＳ１０２においてロック解除指令を受信したと判定されると、ステップＳ１０３へ進む。
【0053】
ステップＳ１０３において、インバータ１１は、制御部１６の制御により、ブレーキコイル電圧として、ブレーキ装置１２内のバネ１１４の弾性力を上回る電磁力をコア１１６発生させる直流電流をブレーキコイル１１５に流すためのモータロック解除用直流電圧を、モータ動力線１３へ出力する。
【0054】
ステップＳ１０４では、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５にブレーキコイル電圧であるモータロック解除用直流電圧が印加されることで、アマチュア１１２を摩擦板１１１に押し付けていたバネ１１４の弾性力に打ち勝つ電磁力がコア１１６に発生し、これによりアマチュア１１２がコア１１６に引きつけられて摩擦板１１１はアマチュア１１２及び端板１１３との接触から解放される。この結果、摩擦板１１１ひいてはシャフト１２１は自由に回転できるようになり、モータ３のロックが解除された状態すなわちモータ３のブレーキが解除された状態となる。
【0055】
ステップＳ１０５では、制御部１６は、ステップＳ１０３においてインバータ１１からモータロック解除用直流電圧が出力され始めたタイミングから所定時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１０５において所定時間が経過したと判定された場合はステップＳ１０６へ進む。
【0056】
ステップＳ１０６では、インバータ１１は、制御部１６の制御により、モータ３を駆動するための交流電圧をモータ動力線１３へ出力する。これにより、モータ３は回転駆動される。
【0057】
ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に並列に接続される第１の形態によるモータ駆動装置１の構成及び動作は以上説明した通りである。続いて、ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に直列に接続される第２の形態によるモータ駆動装置１について説明する。
【0058】
図７は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第２の形態）を示す図である。
【0059】
第２の形態では、ブレーキ装置１２内のブレーキコイル１１５及びその抵抗成分とモータ３のモータコイル及びその抵抗成分とが直列になるように、ブレーキ装置１２とモータ３とがモータ動力線１３を介して直列に接続される。図７に示すようにモータ３が三相交流モータである場合、モータコイルの両端のうち、モータ動力線１３が接続される一端とは反対側の一端は中性点が接続される。図７に示すように、モータ３の中性点と、１相分のモータコイルのモータ動力線１３が接続される一端とは反対側の一端と、の間に、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５及びその抵抗成分が挿入されるように、ブレーキ装置１２の入力端子とモータ３のモータコイルとが接続される。なお、ここでは図示しないが、モータ３が単相交流モータである場合、モータコイルの両端のうち、２相分のモータコイルについてモータ動力線１３が接続される一端とは反対側の一端のそれぞれに、ブレーキ装置１２の入力端子が接続される。ブレーキ装置１２内の構成については図１を参照して説明した通りである。また、ブレーキ装置１２以外の回路構成要素については図１に示す回路構成要素と同様であるので、同一の回路構成要素には同一符号を付して当該回路構成要素についての詳細な説明は省略する。
【0060】
ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に直列に接続される第２の形態によるモータ駆動装置１においても、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧は、交流電圧または直流電圧のいずれであってもよい。
【0061】
第２の形態において、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧が交流電圧である場合は、図３及び図４を参照して説明した第１の形態におけるインバータ１１の動作と同様であるので、説明は省略する。
【0062】
図８は、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置（第２の形態）においてブレーキコイルに直流のブレーキコイル電圧を印加するためのインバータのスイッチング素子オンオフ駆動を例示する図である。図８において、交流電源２及びコンバータ１４の図示は省略している。
【0063】
第２の形態において、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧がモータロック解除用直流電圧である場合も、第１の形態と同様に、インバータ１１の上アーム及び下アームに設けられたスイッチング素子のオンオフ駆動を適切に制御することによって、バネ１１４の弾性力を上回る電磁力をコア１１６に発生させる直流電流をブレーキコイル１１５に流すためのモータロック解除用直流電圧を、インバータ１１からモータ動力線１３へ出力させることができる。
【0064】
モータロック解除用直流電圧は、制御部１６の制御により、モータ動力線１３を介してブレーキ装置１２に接続されたインバータ１１内の上アームのスイッチング素子及び下アームのスイッチング素子をオンさせるとともに、これら以外のスイッチング素子は全てオフさせることで、インバータ１１から出力させることができる。図８に示す例では、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５はモータコイルを介してｖ相及びｗ相に接続されているので、制御部１６の制御により、例えば、ｖ相の上アームのスイッチング素子Ｓv1及びｗ相の下アームのスイッチング素子Ｓw2をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓu2、Ｓv2、及びＳw1をオフさせることで、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させることができる。あるいは、ここでは図示していないが、制御部１６の制御により、ｖ相の下アームのスイッチング素子Ｓv2及びｗ相の上アームのスイッチング素子Ｓw1をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓu2、Ｓv1、及びＳw2をオフさせることによっても、インバータ１１から同様のモータロック解除用直流電圧を出力させることができる。
【0065】
図８では、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５はモータコイルを介してｖ相及びｗ相に接続される例を示した。ここでは図示しないが、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５がモータコイルを介してｕ相及びｖ相に接続される場合は、制御部１６の制御により、ｕ相の上アームのスイッチング素子Ｓu1及びｖ相の下アームのスイッチング素子Ｓv2をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu2、Ｓv1、Ｓw1、及びＳw2をオフさせるか、あるいは、ｕ相の下アームのスイッチング素子Ｓu2及びｖ相の上アームのスイッチング素子Ｓv1をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓv2、Ｓw1、及びＳw2をオフさせることによって、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させる。
【0066】
また、ブレーキ装置１２のブレーキコイル１１５がモータコイルを介してｕ相及びｗ相に接続される場合は、制御部１６の制御により、ｕ相の上アームのスイッチング素子Ｓu1及びｗ相の下アームのスイッチング素子Ｓw2をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu2、Ｓv1、Ｓv2、及びＳw1をオフさせるか、あるいは、ｕ相の下アームのスイッチング素子Ｓu2及びｗ相の上アームのスイッチング素子Ｓw1をオンさせるとともにスイッチング素子Ｓu1、Ｓv1、Ｓv2、及びＳw2をオフさせることによって、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させる。
【0067】
また、モータ３が単相交流モータである場合は、モータコイルの両端のうち、２相分のモータコイルについてモータ動力線１３が接続される一端とは反対側の一端のそれぞれに、ブレーキ装置１２の入力端子が接続される。したがって、制御部１６の制御により、一方の相の上アームのスイッチングをオンさせるとともにもう一方の相のスイッチングオフさせることによって、インバータ１１からモータロック解除用直流電圧を出力させる。
【0068】
ブレーキ装置１２がモータ動力線１３を介してモータ３に直列に接続される第２の形態によるモータ駆動装置１において、インバータ１１からモータ動力線１３を介してブレーキ装置１２にブレーキコイル電圧として供給される電圧がモータロック解除用直流電圧である場合の動作フローは、図６に示した通りである。
【0069】
以上説明したように、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１によれば、インバータ１１とモータ３とを接続するモータ動力線１３にブレーキ装置１２を接続し、インバータ１１のスイッチング素子のオンオフ駆動を適切に制御することにより、ブレーキ装置１２によるモータ３のロック及びロック解除を行うことができる。本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１では、従来のようにブレーキ用電源を設ける必要がないので、ブレーキ装置に関する配線数が少なく、構造容易で低コストである。また、本開示の一実施形態によるモータ駆動装置１では、従来のように独立したブレーキ用制御部を設ける必要はなく、インバータ１１を制御する制御部１６の動作によってブレーキ装置１２によるモータ３のロック及びロック解除を行うことができるので、配線数が少なく、構造容易で低コストである。
【符号の説明】
【0070】
１ モータ駆動装置
２ 交流電源
３ モータ
１１ インバータ
１２ ブレーキ装置
１３ モータ動力線
１４ コンバータ
１５ コンデンサ
１６ 制御部
１１１ 摩擦板
１１２ アマチュア
１１３ 端板
１１４ バネ
１１５ ブレーキコイル
１１６ コア
１１７ スペーサ
１１８ ボルト
１２１ シャフト
１２２ ハブ
２ 交流電源
３ モータ
１１ インバータ
１２ ブレーキ装置
１３ モータ動力線
１４ コンバータ
１５ コンデンサ
１６ 制御部
１１１ 摩擦板
１１２ アマチュア
１１３ 端板
１１４ バネ
１１５ ブレーキコイル
１１６ コア
１１７ スペーサ
１１８ ボルト
１２１ シャフト
１２２ ハブ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】