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特開2024-68936ブレーキ装置の摩耗検知装置とこれを用いた射出成形機、及び摩耗検知方法
(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】P2024068936
(43)【公開日】2024-05-21
(54)【発明の名称】ブレーキ装置の摩耗検知装置とこれを用いた射出成形機、及び摩耗検知方法
(51)【国際特許分類】
F16D 66/02 20060101AFI20240514BHJP
H02K 7/102 20060101ALI20240514BHJP
B29C 45/03 20060101ALI20240514BHJP
B29C 45/84 20060101ALI20240514BHJP
【ＦＩ】
F16D66/02 F
H02K7/102
B29C45/03
B29C45/84
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022179624
(22)【出願日】2022-11-09
(71)【出願人】
【識別番号】000004215
【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【弁理士】
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 健吾
【テーマコード（参考）】
3J058
4F206
5H607
【Ｆターム（参考）】
3J058AA47
3J058AA57
3J058AA78
3J058AA79
3J058AA88
3J058BA60
3J058BA61
3J058CC07
3J058CC72
3J058CC77
3J058DB02
3J058DB06
3J058DB20
3J058DB29
3J058FA32
3J058FA42
4F206AP04
4F206AP08
4F206AR04
4F206AR09
4F206JA07
4F206JC08
4F206JL02
4F206JM02
4F206JM06
4F206JN32
4F206JN35
4F206JP05
4F206JP13
4F206JP14
4F206JP15
4F206JQ83
4F206JQ88
4F206JQ90
4F206JT12
5H607BB01
5H607BB14
5H607BB25
5H607CC03
5H607CC07
5H607DD15
5H607EE07
(57)【要約】
【課題】ブレーキ装置の摩耗をコストが抑えられた方法で検知する。
【解決手段】回転軸３３と、回転軸３３を駆動する駆動装置１６と、回転軸３３に沿って移動可能で、且つ回転軸３３とともに回転可能なブレーキパッド４３と、ブレーキパッド４３と対向して、回転軸３３に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板４４と、制動板４４にブレーキパッド４３から離れる方向の磁力を及ぼす電磁石４６と、電磁石４６の非通電時に制動板４４をブレーキパッド４３に圧着可能な押し付け力を発生する弾性体４５と、を有するブレーキ装置４０のブレーキパッド４３の摩耗検知装置２３は制御部１９と判定器２０とを備える。制御部１９は駆動装置１６を起動させ、電磁石４６に通電し、判定器２０は特定の期間における駆動装置１６の駆動トルクＴ１に基づき、ブレーキパッド４３の摩耗を判定する。
【選択図】図５Ｂ
【解決手段】回転軸３３と、回転軸３３を駆動する駆動装置１６と、回転軸３３に沿って移動可能で、且つ回転軸３３とともに回転可能なブレーキパッド４３と、ブレーキパッド４３と対向して、回転軸３３に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板４４と、制動板４４にブレーキパッド４３から離れる方向の磁力を及ぼす電磁石４６と、電磁石４６の非通電時に制動板４４をブレーキパッド４３に圧着可能な押し付け力を発生する弾性体４５と、を有するブレーキ装置４０のブレーキパッド４３の摩耗検知装置２３は制御部１９と判定器２０とを備える。制御部１９は駆動装置１６を起動させ、電磁石４６に通電し、判定器２０は特定の期間における駆動装置１６の駆動トルクＴ１に基づき、ブレーキパッド４３の摩耗を判定する。
【選択図】図５Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの摩耗検知装置であって、
制御部と判定器とを備え、
前記制御部は、前記駆動装置を起動させ、前記電磁石に通電し、
前記判定器は、特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定する、摩耗検知装置。
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの摩耗検知装置であって、
制御部と判定器とを備え、
前記制御部は、前記駆動装置を起動させ、前記電磁石に通電し、
前記判定器は、特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定する、摩耗検知装置。
【請求項2】
前記判定器は、前記駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓであるときに前記ブレーキパッドの摩耗量が閾値Ｍｓを上回ったと判定する（ただし、Ｔｓは前記ブレーキパッドの摩耗量が前記閾値Ｍｓのときの駆動トルク）、請求項１に記載の摩耗検知装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記駆動装置を起動させるのと同時に、前記電磁石に通電する、請求項１または２に記載の摩耗検知装置。
【請求項4】
前記制御部と前記判定器は前記ブレーキ装置の通常モードとは別の摩耗判定モードで作動する、請求項１または２に記載の摩耗検知装置。
【請求項5】
前記駆動トルクは、増加区間と、前記増加区間に続く減少区間と、前記減少区間に続く再増加区間と、前記再増加区間に続く定常区間と、を有し、前記特定の期間は、前記減少区間と前記再増加区間の、前記定常区間より前記駆動トルクの低い区間に設定される、請求項１または２に記載の摩耗検知装置。
【請求項6】
前記特定の期間は、前記減少区間と前記再増加区間との間の極小点の近傍に設定される、請求項５に記載の摩耗検知装置。
【請求項7】
前記駆動装置はモータである、請求項１または２に記載の摩耗検知装置。
【請求項8】
前記特定の期間の前後で前記モータの回転数を監視する監視装置を有し、
前記判定器は、前記回転数が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、請求項７に記載の摩耗検知装置。
前記判定器は、前記回転数が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、請求項７に記載の摩耗検知装置。
【請求項9】
請求項１または２に記載の摩耗検知装置と、前記ブレーキ装置と、を有する射出成形機。
【請求項10】
前記ブレーキ装置は射出成形機の可動盤のブレーキ装置である、請求項９に記載の射出成形機。
【請求項11】
前記特定の期間の前後で前記可動盤の移動速度を監視する監視装置を有し、
前記判定器は、前記移動速度が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、請求項１０に記載の射出成形機。
前記判定器は、前記移動速度が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、請求項１０に記載の射出成形機。
【請求項12】
前記射出成形機は竪型である、請求項９に記載の射出成形機。
【請求項13】
回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの、以下の工程を有する摩耗検知方法：
（ａ）前記駆動装置を起動すること
（ｂ）前記電磁石に通電すること
（ｃ）特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定すること。
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの、以下の工程を有する摩耗検知方法：
（ａ）前記駆動装置を起動すること
（ｂ）前記電磁石に通電すること
（ｃ）特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定すること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はブレーキ装置の摩耗検知装置とこれを用いた射出成形機、及び摩耗検知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
回転体の回転を制動するためのブレーキ装置は様々な分野に使用されている。特許文献１には、射出成形機の型開閉用モータに用いられるブレーキ装置が開示されている。ブレーキ装置は、回転するブレーキパッドに鉄製の制動板を押しつけることによって作動する。ブレーキを解除する際は制動板と対向配置されたコイルに通電し、制動板を電磁力によってブレーキパッドから引き離す。ブレーキパッドの摩耗はコイルのインダクタンスを検出することで検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６７７５９０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に開示されたブレーキ装置の摩耗を検知する方法では、コイルのインダクタンスを検出するための回路が必要である。本開示はコストがより抑えられたブレーキ装置の摩耗検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示によれば、ブレーキ装置は、駆動装置によって駆動される回転軸と、回転軸とともに回転可能なブレーキパッドと、ブレーキパッドの制動板にブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、を有する。摩耗検知装置は制御部と判定器とを備える。制御部は、回転軸の駆動装置を起動させ、電磁石に通電し、判定器は特定の期間における駆動装置の駆動トルクに基づき、ブレーキパッドの摩耗を判定する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、コストがより抑えられたブレーキ装置の摩耗検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】竪型射出成形機の概略構成図である。
【図2】型開閉用モータの概略構成図である。
【図4】本実施形態のブレーキ装置の摩耗検知方法の概略工程を示すフロー図である。
【図5A】可動盤の速度指令と実速度及び開閉用モータの回転数の時間変化を示す概念図である。
【図5B】開閉用モータの駆動トルクの時間変化を示す概念図である。
【図6】コイルの通電量と型開閉用モータの駆動トルクとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
（竪型射出成形機１の概略構成）
まず、本発明のブレーキ装置の摩耗検知方法が適用される設備の一例として、竪型射出成形機について説明する。図１は例示的な竪型射出成形機１の概略構成を示している。竪型射出成形機１は、固定型２が設けられた固定盤３と、可動型４が設けられた上可動盤５Ａと、下可動盤５Ｂと、を有している。上可動盤５Ａと下可動盤５Ｂをまとめて可動盤５という場合がある。上可動盤５Ａの上方に射出装置７が設けられている。固定盤３は竪型射出成形機１の筐体８に固定されている。複数のタイバー９が固定盤３をスライド可能に鉛直方向に貫通している。上可動盤５Ａは複数のタイバー９の上端部の近傍に固定され、下可動盤５Ｂは複数のタイバー９の下端部の近傍に固定されている。従って、可動盤５は、固定盤３に対して鉛直方向に一体で上下動する。
まず、本発明のブレーキ装置の摩耗検知方法が適用される設備の一例として、竪型射出成形機について説明する。図１は例示的な竪型射出成形機１の概略構成を示している。竪型射出成形機１は、固定型２が設けられた固定盤３と、可動型４が設けられた上可動盤５Ａと、下可動盤５Ｂと、を有している。上可動盤５Ａと下可動盤５Ｂをまとめて可動盤５という場合がある。上可動盤５Ａの上方に射出装置７が設けられている。固定盤３は竪型射出成形機１の筐体８に固定されている。複数のタイバー９が固定盤３をスライド可能に鉛直方向に貫通している。上可動盤５Ａは複数のタイバー９の上端部の近傍に固定され、下可動盤５Ｂは複数のタイバー９の下端部の近傍に固定されている。従って、可動盤５は、固定盤３に対して鉛直方向に一体で上下動する。
【0009】
上可動盤５Ａと下可動盤５Ｂの間にトグル機構１０が設けられている。トグル機構１０はボールネジ機構１１によって駆動される。ボールネジ機構１１のボールナット１２がトグル機構１０のクロスヘッド１３に固定され、ボールネジ１４がこのボールナット１２に噛み合っている。ボールネジ１４は下可動盤５Ｂを貫通し、その下端部が下可動盤５Ｂの下面側に設けられている大プーリ１５に固着されている。大プーリ１５を回転するとボールネジ１４が回転する。下可動盤５Ｂの側方に型開閉用モータ１６が設けられ、型開閉用モータ１６の出力軸に駆動プーリ１７が設けられている。駆動プーリ１７と大プーリ１５の間にタイミングベルト１８が巻き掛けられている。
【0010】
型開閉用モータ１６を駆動すると、駆動プーリ１７、タイミングベルト１８を介して大プーリ１５とボールネジ１４が回転する。ボールネジ１４の回転によってボールナット１２とクロスヘッド１３が上下する。このようにしてトグル機構１０が駆動され、可動盤５が鉛直方向に移動し、型が開閉される。
【0011】
（型開閉用モータ１６の概略構成）
図２に型開閉用モータ１６の概略構成を示す。型開閉用モータ１６はロータ３１と、コイルからなるステータ３２と、ロータ３１に連結された回転軸３３と、有している。回転軸３３の軸方向Ｘは鉛直方向に一致しており、図２の上方向が鉛直方向上方向、下方向が鉛直方向下方向である。
図２に型開閉用モータ１６の概略構成を示す。型開閉用モータ１６はロータ３１と、コイルからなるステータ３２と、ロータ３１に連結された回転軸３３と、有している。回転軸３３の軸方向Ｘは鉛直方向に一致しており、図２の上方向が鉛直方向上方向、下方向が鉛直方向下方向である。
【0012】
ロータ３１とステータ３２は筐体３４に収容されている。ロータ３１とステータ３２との間にはギャップが設けられている。仕切部材３５が筐体３４に固定され、回転軸３３は軸受３６，３７を介し、筐体３４と仕切部材３５に回転可能に支持されている。回転軸３３の下端に、型開閉用モータ１６の内部を冷却するためのファン３８が設けられている。型開閉用モータ１６は可動盤５の駆動装置の例であり、モータ以外の駆動装置（例えば油圧装置）を用いることもできる。
【0013】
（ブレーキ装置４０の概略構成）
型開閉用モータ１６の内部に、竪型射出成形機１の可動盤５の鉛直方向の動きを規制するブレーキ装置４０が設けられている。すなわち、型開閉用モータ１６はいわゆるブレーキ付きモータである。ブレーキ装置４０は、型開閉用モータ１６の回転を規制し、可動盤５の落下を防止する。ブレーキ装置４０は、固定板４１と、スペーサ４２と、ブレーキパッド４３と、制動板４４と、複数のバネ４５（図２には一つのバネ４６だけが示されている）と、コイル４６と、を有している。
型開閉用モータ１６の内部に、竪型射出成形機１の可動盤５の鉛直方向の動きを規制するブレーキ装置４０が設けられている。すなわち、型開閉用モータ１６はいわゆるブレーキ付きモータである。ブレーキ装置４０は、型開閉用モータ１６の回転を規制し、可動盤５の落下を防止する。ブレーキ装置４０は、固定板４１と、スペーサ４２と、ブレーキパッド４３と、制動板４４と、複数のバネ４５（図２には一つのバネ４６だけが示されている）と、コイル４６と、を有している。
【0014】
固定板４１はスペーサ４２に固定された円盤状の部材である。スペーサ４２は仕切部材３５に固定された円筒状の部材である。従って、固定板４１は仕切部材３５から離間して、仕切部材３５に対して固定されている。
【0015】
回転軸３３にボス４７が固定されている。ボス４７の外周部にスプライン４８が形成され、ブレーキパッド４３はスプライン４８に装着されている。従って、ブレーキパッド４３は回転軸３３に沿って移動可能で、且つ回転軸３３とともに回転可能である。ブレーキパッド４３は、支持部材４３Ａと、支持部材４３Ａの両面に固定された摺動部４３Ｂ，４３Ｃと、を有している。支持部材４３Ａを省略して全体を摺動部とすることも可能である。以下の説明では、摺動部４３Ｂ，４３Ｃをブレーキパッド４３と称する場合がある。
【0016】
制動板４４は、回転軸３３の軸方向Ｘに関し、仕切部材３５とブレーキパッド４３との間に設けられている。制動板４４は鉄製の円盤であり、ブレーキパッド４３と対向して、回転軸３３に沿って移動可能に設けられている。後述するように、制動板４４はバネ４５の弾性力とコイル４６の電磁力で鉛直方向に支持されている。制動板４４の半径方向の移動は適宜の方法で規制され、制動板４４は回転軸３３と同心の位置関係を保ちながら上下移動する。制動板４４は鉄製に限定されず、磁性体を含む任意の材料で形成することができる。
【0017】
複数のバネ４５は仕切部材３５に周方向に均等な間隔で埋め込まれている。バネ４５はコイルバネであるが、板バネなど他の形式のバネでもよく、より一般的には弾性反発力を生じる任意の弾性体であればよい。バネ４５はブレーキパッド４３に鉛直方向下方への押し付け力を加える。
【0018】
コイル４６は仕切部材３５に埋め込まれている。コイル４６は直流電流が供給されることによって磁界を発生する。コイル４６は電磁石の一例であり、他の構成の電磁石を用いることもできる。コイル４６は制動板４４に、ブレーキパッド４３から離れる方向（鉛直方向上方向）の磁力を及ぼす。コイル４６は円環形状を有し、その中心は制動板４４の中心とほぼ一致している。
【0019】
（ブレーキ装置４０の作動方法）
図３Ａ，３Ｂはブレーキ装置４０の作動を示す、図２の部分拡大図である。ブレーキ装置４０は無励磁作動ブレーキと呼ばれるもので、コイル４６への非通電時（無励磁時）にブレーキが作動し、コイル４６への通電時（励磁時）にブレーキが解除される。図３Ａはコイル４６の無励磁時、図３Ｂはコイル４６の励磁時のブレーキ装置４０を示している。
図３Ａ，３Ｂはブレーキ装置４０の作動を示す、図２の部分拡大図である。ブレーキ装置４０は無励磁作動ブレーキと呼ばれるもので、コイル４６への非通電時（無励磁時）にブレーキが作動し、コイル４６への通電時（励磁時）にブレーキが解除される。図３Ａはコイル４６の無励磁時、図３Ｂはコイル４６の励磁時のブレーキ装置４０を示している。
【0020】
図３Ａを参照すると、コイル４６は非通電（無励磁）であるので、コイル４６の電磁力は発生していない。バネ４５はコイル４６の非通電時に制動板４４をブレーキパッド４３に圧着可能な押し付け力を発生する。従って、ブレーキパッド４３はバネ４５によって固定板４１に押し付けられる。ブレーキパッド４３はバネ４５の押し付け力によって固定板４１と制動板４４の両者から押され、摩擦により回転が規制される。すなわちブレーキがかかって型開閉用モータ１６は回転できない。
【0021】
図３Ｂを参照すると、コイル４６は通電（励磁）されることで電磁力を発生する。コイル４６の発生する電磁力により制動板４４がコイル４６に引き付けられ、ブレーキパッド４３は固定板４１及び制動板４４と非接触状態になる。ブレーキパッド４３は固定板４１にわずかな隙間を介して対向する。ブレーキが解除され型開閉用モータ１６は回転することができる。
【0022】
（摩耗検知方法の原理）
図３Ｃに示すように、ブレーキパッド４３は長期間の使用により摩耗してその厚さが減少する。図３Ｃに示すブレーキパッド４３の厚さｔ２は図３Ａに示すブレーキパッド４３の厚さｔ１より小さくなっている。ブレーキパッド４３の厚さが減少してもバネ４５は制動板４４をブレーキパッド４３に圧着可能な押し付け力を発生するので、ブレーキ性能に大きな影響はないが、交換の時期が近づいている。
図３Ｃに示すように、ブレーキパッド４３は長期間の使用により摩耗してその厚さが減少する。図３Ｃに示すブレーキパッド４３の厚さｔ２は図３Ａに示すブレーキパッド４３の厚さｔ１より小さくなっている。ブレーキパッド４３の厚さが減少してもバネ４５は制動板４４をブレーキパッド４３に圧着可能な押し付け力を発生するので、ブレーキ性能に大きな影響はないが、交換の時期が近づいている。
【0023】
一方、ブレーキパッド４３の厚さが減少すると、ブレーキが掛かっている状態で（つまり、制動板４４がブレーキパッド４３を押しつけている状態で）制動板４４とコイル４６との距離が増加する。このため、制動板４４の位置でのコイル４６から印加される磁場の強度が減少する。制動板４４を引き付ける力が低下し、制動板４４がブレーキパッド４３から離れるまでの時間が伸びるため、ブレーキ解除動作のレスポンスが悪化する。本実施形態ではこの原理を用いてブレーキ装置４０の摩耗を検知する。
【0024】
（摩耗検知方法の工程１）
図４を参照し、本実施形態のブレーキ装置４０の摩耗検知方法の工程を説明する。なお、以下の摩耗検知方法の工程の説明では、図２についても適宜参照する。ここでは閉じている型を開く際の工程を説明するが、開いている型を閉じる際の工程も同様に行うことができる。工程の開始時点でブレーキ装置４０は図３Ａの状態にある。すなわち、型開閉用モータ１６は停止しており、コイル４６は非通電状態（ブレーキがかかっている状態）にある。
図４を参照し、本実施形態のブレーキ装置４０の摩耗検知方法の工程を説明する。なお、以下の摩耗検知方法の工程の説明では、図２についても適宜参照する。ここでは閉じている型を開く際の工程を説明するが、開いている型を閉じる際の工程も同様に行うことができる。工程の開始時点でブレーキ装置４０は図３Ａの状態にある。すなわち、型開閉用モータ１６は停止しており、コイル４６は非通電状態（ブレーキがかかっている状態）にある。
【0025】
以下の工程は、型開閉用モータ１６の駆動とコイル４６の通電を制御する制御部１９と、ブレーキパッド４３の摩耗を判定する判定器２０とによって行われる。以下の工程では、可動盤５の型開閉用モータ１６（駆動装置）の駆動トルクの測定装置２１と、型開閉用モータ１６の回転数を監視する監視装置２２も使用される。制御部１９と判定器２０と測定装置２１と監視装置２２は摩耗検知装置２３を構成する。制御部１９と判定器２０の機能は、予めプロブラムされた手順に従いコンピュータによって自動で実行される。測定装置２１と監視装置２２は制御部１９及び判定器２０と接続され、測定装置２１と監視装置２２の出力は測定装置２１と監視装置２２に送信される。測定装置２１と監視装置２２の作動は制御部１９で制御される。以下の工程はオペレータが手動で実行してもよい。
【0026】
図５Ａは、新品と摩耗品のブレーキパッド４３を用いたときの、可動盤５の速度指令と実際の速度の時間変化を示している。同図には、型開閉用モータ１６の回転数の時間変化も示している。図５Ｂは、型開閉用モータ１６の駆動トルクの時間変化を示している。図５Ａと図５Ｂの横軸（時間軸）は同じである。
【0027】
まず、制御部１９は駆動装置である型開閉用モータ１６に速度指令を送る（ステップＳ１）。速度指令は、ブレーキが開放状態のときの可動盤５の速度変化を規定したもので、本例では、一定の増加率で増加した後一定速度となっている。ただし、速度指令のプロファイルは何ら限定されるものではない。型開閉用モータ１６はこの速度指令によって起動、制御される。速度指令は新品と摩耗品のブレーキパッド４３で共通である。
【0028】
（摩耗検知方法の工程２）
型開閉用モータ１６を起動するのと同時にコイル４６に通電する（ステップＳ２）。この工程は制御部１９によって行われる。ブレーキパッド４３は制動板４４と固定板４１に押し付けられており、制動板４４及び固定板４１との間の生じる摩擦力によって回転を規制されている。型開閉用モータ１６はブレーキパッド４３を回転させるための駆動トルクを掛け続ける。駆動トルクは速度指令に応じて、図５Ｂに示すように増加していく。図５Ａ、図５ＢのＡ点に達すると、駆動トルクが摩擦力に打ち勝ち、ブレーキパッド４３は回転を始める（制動板４４に対して滑り始める）。従って、コイル４６に通電してからブレーキパッド４３が回転を始めるまで（あるいは、可動盤５が移動を始まるまで）には多少のタイムラグがある。
型開閉用モータ１６を起動するのと同時にコイル４６に通電する（ステップＳ２）。この工程は制御部１９によって行われる。ブレーキパッド４３は制動板４４と固定板４１に押し付けられており、制動板４４及び固定板４１との間の生じる摩擦力によって回転を規制されている。型開閉用モータ１６はブレーキパッド４３を回転させるための駆動トルクを掛け続ける。駆動トルクは速度指令に応じて、図５Ｂに示すように増加していく。図５Ａ、図５ＢのＡ点に達すると、駆動トルクが摩擦力に打ち勝ち、ブレーキパッド４３は回転を始める（制動板４４に対して滑り始める）。従って、コイル４６に通電してからブレーキパッド４３が回転を始めるまで（あるいは、可動盤５が移動を始まるまで）には多少のタイムラグがある。
【0029】
このタイムラグは型開閉用モータ１６の駆動トルクと摩擦力との関係で決まる。摩擦力はバネ４５の弾性力に比例する。図３Ａ，３Ｃに示すように、バネ４５の伸縮量は、新品のブレーキパッド４３と摩耗品のブレーキパッド４３とで異なるが、弾性力はバネ４５の伸縮量に依存せずほぼ一定である。従って、タイムラグは新品のブレーキパッド４３と摩耗品のブレーキパッド４３とで大きな差はない（図５ＡのＡ点）。同様の理由から、ブレーキパッド４３が回転を始めるときの型開閉用モータ１６の摩擦トルクも、新品と摩耗品のブレーキパッド４３で大きな差はない（図５ＢのＣ点）。
【0030】
一旦ブレーキパッド４３が回転を始めると、摩擦力が静摩擦力から動摩擦力に変わるため、駆動トルクは減少を始める。その後、ブレーキパッド４３が制動板４４から完全に離れると摩擦力が失われるため、駆動トルクはさらに減少する。新品のブレーキパッド４３では、制動板４４とコイル４６との間隔が小さいため、制動板４４に掛かる電磁力が大きい。このため制動板４４は速やかにコイル４６に引き付けられ、ブレーキパッド４３は回転開始後、短時間で制動板４４から完全に離れる。これによって駆動トルクが急激に減少するため、図５Ｂに示すように、Ｂ点で一旦極小値まで下がり、その後上昇して定常レベルに移行する。
【0031】
つまり、図５Ｂに示すように、型開閉用モータ１６の駆動トルクは、増加区間Ｋ１と、増加区間Ｋ１に続く減少区間Ｋ２と、減少区間Ｋ２に続く再増加区間Ｋ３と、再増加区間Ｋ３に続く定常区間Ｋ４と、を有する。
【0032】
これに対し、摩耗品のブレーキパッド４３では、制動板４４とコイル４６との間隔が大きいため、制動板４４に掛かる電磁力が小さい。このため制動板４４は緩やかにコイル４６に引き付けられ、ブレーキパッド４３が制動板４４から完全に離れるまでの時間も、新品のブレーキパッド４３と比べて長くなる。新品のブレーキパッド４３で見られたような駆動トルクの落ち込み（極小点）ないし再増加区間Ｋ３は生じない。つまり、駆動トルクは緩やかに減少する。
【0033】
従って、新品のブレーキパッド４３と摩耗品のブレーキパッド４３では、Ｂ点の付近で駆動トルクに大きな差が生じる。Ｂ点の付近での駆動トルクを測定することで、ブレーキパッド４３の摩耗の程度を評価することができる。型開閉用モータ１６の駆動トルクの測定は、制御部１９の制御によって測定装置２１で行われる。
【0034】
（摩耗検知方法の工程３）
そこで、判定器２０は、
Ｔ１：摩耗判定対象のブレーキパッド４３の特定の期間における駆動トルク
Ｍｓ：ブレーキパッド４３の摩耗量の閾値（許容値）
Ｔｓ：閾値Ｍｓのときの駆動トルク
としたときに、駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓであるときにブレーキパッド４３の摩耗量が閾値Ｍｓを上回ったと判定する（ステップＳ３）。ここで、閾値Ｍｓはブレーキパッド４３の交換を必要とする目安であり、ブレーキパッド４３の種類毎に予め設定される。閾値Ｍｓと駆動トルクＴｓとの関係は予め測定される。
そこで、判定器２０は、
Ｔ１：摩耗判定対象のブレーキパッド４３の特定の期間における駆動トルク
Ｍｓ：ブレーキパッド４３の摩耗量の閾値（許容値）
Ｔｓ：閾値Ｍｓのときの駆動トルク
としたときに、駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓであるときにブレーキパッド４３の摩耗量が閾値Ｍｓを上回ったと判定する（ステップＳ３）。ここで、閾値Ｍｓはブレーキパッド４３の交換を必要とする目安であり、ブレーキパッド４３の種類毎に予め設定される。閾値Ｍｓと駆動トルクＴｓとの関係は予め測定される。
【0035】
駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓである場合は、判定器２０はアラームを発信し（ステップＳ４）、オペレータにブレーキパッド４３の点検または交換を促す。駆動トルクＴ１≦駆動トルクＴｓである場合は、判定器２０はブレーキパッド４３の摩耗量が閾値Ｍｓ以下である旨のメッセージを発信する。
【0036】
特定の期間は、原理的には、新品のブレーキパッド４３と摩耗品のブレーキパッド４３の駆動トルクの差が最大となる期間とすればよいが、摩耗品のブレーキパッド４３の駆動トルクＴ１は予め予想することができない。このため、現実的には、新品のブレーキパッド４３の駆動トルクが極小となるＢ点の付近、または、極小点の近傍であって定常区間Ｋ４より駆動トルクが低くなる範囲を特定の期間とすることが好ましい。具体的には、特定の期間は、減少区間Ｋ２と再増加区間Ｋ３の、定常区間Ｋ４より駆動トルクの低い区間Ｄ、より好ましくは減少区間Ｋ２と再増加区間Ｋ３との間の極小点（Ｂ点）の近傍に設定される。
【0037】
（その他の摩耗検知方法）
図５Ａを参照すると、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、可動盤５の実際の移動速度は新品のブレーキパッド４３では一旦増加した後減少し、その後定常状態に至っている。これに対し摩耗品のブレーキパッド４３では、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、可動盤５の実際の移動速度は単調増加している。これは図５Ｂに示す型開閉用モータ１６の駆動トルクの時間変化と同一の理由に基づくものと考えられる。従って、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、可動盤５の実際の移動速度が単調増加しているか否かを、ブレーキパッド４３の摩耗の判定に用いることができる。
図５Ａを参照すると、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、可動盤５の実際の移動速度は新品のブレーキパッド４３では一旦増加した後減少し、その後定常状態に至っている。これに対し摩耗品のブレーキパッド４３では、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、可動盤５の実際の移動速度は単調増加している。これは図５Ｂに示す型開閉用モータ１６の駆動トルクの時間変化と同一の理由に基づくものと考えられる。従って、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、可動盤５の実際の移動速度が単調増加しているか否かを、ブレーキパッド４３の摩耗の判定に用いることができる。
【0038】
具体的には、速度センサ２４（図１参照）が、特定の期間の前後で可動盤５の実際の移動速度を監視する。速度センサ２４は摩耗検知装置２３の一部を構成する。判定器２０は可動盤５の実際の移動速度が単調増加していれば、ステップＳ３で、ブレーキパッド４３が許容値を超えて摩耗している可能性が高いと判定することができる。アラームは、駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓ（条件１）と可動盤５の実際の移動速度が単調増加すること（条件２）が同時に満たされたときに発信してもよいし、いずれかが満たされたときに発信してもよい。この判定には可動盤５の速度センサ２４が必要であるため、この判定方法の採用は任意であるが、採用することでブレーキパッド４３の摩耗判定の精度を高めることができる。
【0039】
同様に、図５Ａを参照すると、型開閉用モータ１６の回転数も可動盤５の実際の移動速度とほぼ同様の傾向を示している。従って、可動盤５の型開閉用モータ１６の回転数が単調増加しているか否かを、ブレーキパッド４３の摩耗の判定に用いることができる。具体的には、可動盤５の速度指令が一定速度になる前の期間において、特定の期間の前後で型開閉用モータ１６の回転数を監視する。判定器２０は、型開閉用モータ１６の回転数が単調増加していれば、ステップＳ３で、ブレーキパッド４３が許容値を超えて摩耗している可能性が高いと判定することができる。型開閉用モータ１６の回転数の監視は、制御部１９の制御によって監視装置２２で行われる。
【0040】
（摩耗検知方法の動作モード）
上述の工程はブレーキ装置４０の通常モード、すなわち竪型射出成形機１の通常運転とは別の摩耗判定モードで行われることが好ましい。換言すれば、制御部１９と判定器２０は、ブレーキ装置４０の通常モードとは別の摩耗判定モードでのみ作動することが好ましい。これによってブレーキパッド４３の無用な摩耗を避けることができる。上述の工程をブレーキ装置４０の通常モードで行う場合は、過度な頻度とならないよう、間隔をあけて行うことが好ましい。
上述の工程はブレーキ装置４０の通常モード、すなわち竪型射出成形機１の通常運転とは別の摩耗判定モードで行われることが好ましい。換言すれば、制御部１９と判定器２０は、ブレーキ装置４０の通常モードとは別の摩耗判定モードでのみ作動することが好ましい。これによってブレーキパッド４３の無用な摩耗を避けることができる。上述の工程をブレーキ装置４０の通常モードで行う場合は、過度な頻度とならないよう、間隔をあけて行うことが好ましい。
【0041】
上述の実施形態では、型開閉用モータ１６を起動するタイミングと電磁石に通電するタイミングは一致しているが、異なっていてもよい。例えば、型開閉用モータ１６を起動した後に電磁石に通電する場合、ブレーキパッド４３が制動板４４から完全に離れるまでの時間が遅れる。従ってこの場合は、摩耗品のブレーキパッド４３と同様の傾向となるが、図５Ｂに示すのと同様の関係が得られれば摩耗検知は可能である。逆に、型開閉用モータ１６を起動する前に電磁石に通電する場合、ブレーキパッド４３が制動板４４から完全に離れるまでの時間が早まる。この場合も、図５Ｂに示すのと同様の関係が得られれば摩耗検知は可能である。
【0042】
（摩耗検知方法の検証例）
摩耗量が同じブレーキパッド４３を用い、コイル４６の通電量を変えて同じタイミング（Ｂ点）での型開閉用モータ１６の駆動トルクを測定した。図６にコイル４６の通電量と型開閉用モータ１６の駆動トルクとの関係を示す。上述のように、ブレーキパッド４３が摩耗すると制動板４４に印加される磁界の強度が低下する。従って、大きな電流は摩耗量が小さい状態を、小さな電流は摩耗量が大きい状態を模擬している。コイル４６の通電量、すなわちブレーキパッド４３の摩耗量に応じて型開閉用モータ１６の駆動トルクが変化することが確認された。閾値Ｔｓは竪型射出成形機１の性能要求に応じて適宜決定される。図示した閾値Ｔｓは一例であり、これに限定されないことは勿論である。
摩耗量が同じブレーキパッド４３を用い、コイル４６の通電量を変えて同じタイミング（Ｂ点）での型開閉用モータ１６の駆動トルクを測定した。図６にコイル４６の通電量と型開閉用モータ１６の駆動トルクとの関係を示す。上述のように、ブレーキパッド４３が摩耗すると制動板４４に印加される磁界の強度が低下する。従って、大きな電流は摩耗量が小さい状態を、小さな電流は摩耗量が大きい状態を模擬している。コイル４６の通電量、すなわちブレーキパッド４３の摩耗量に応じて型開閉用モータ１６の駆動トルクが変化することが確認された。閾値Ｔｓは竪型射出成形機１の性能要求に応じて適宜決定される。図示した閾値Ｔｓは一例であり、これに限定されないことは勿論である。
【0043】
（竪型射出成形機以外の機械への適用）
以上、竪型射出成形機１の場合について、ブレーキ装置４０の摩耗検知方法及び摩耗検知装置の実施形態を説明したが、本発明は竪型射出成形機１に限定されない。本発明は横型の射出成形機のブレーキ装置の摩耗検知にも適用できる。ただし、竪型射出成形機１ではコイル４６の非通電（無励磁）時に可動盤５をバネ４５の押し付け力で保持しているため、バネ４５の弾性力が大きく、ブレーキパッド４３に掛かる摩擦力も大きい。このため、ブレーキパッド４３の摩耗が進行しやすく、本発明を竪型射出成形機１に適用する効果は大きい。また、本発明は射出成形機以外の機械のブレーキ装置にも適用可能である。
以上、竪型射出成形機１の場合について、ブレーキ装置４０の摩耗検知方法及び摩耗検知装置の実施形態を説明したが、本発明は竪型射出成形機１に限定されない。本発明は横型の射出成形機のブレーキ装置の摩耗検知にも適用できる。ただし、竪型射出成形機１ではコイル４６の非通電（無励磁）時に可動盤５をバネ４５の押し付け力で保持しているため、バネ４５の弾性力が大きく、ブレーキパッド４３に掛かる摩擦力も大きい。このため、ブレーキパッド４３の摩耗が進行しやすく、本発明を竪型射出成形機１に適用する効果は大きい。また、本発明は射出成形機以外の機械のブレーキ装置にも適用可能である。
【0044】
（付記）本明細書は以下の開示を含む。
［構成１］
回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの摩耗検知装置であって、
制御部と判定器とを備え、
前記制御部は、前記駆動装置を起動させ、前記電磁石に通電し、
前記判定器は、特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定する、摩耗検知装置。
［構成２］
前記判定器は、前記駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓであるときに前記ブレーキパッドの摩耗量が閾値Ｍｓを上回ったと判定する（ただし、Ｔｓは前記ブレーキパッドの摩耗量が前記閾値Ｍｓのときの駆動トルク）、構成１に記載の摩耗検知装置。
［構成３］
前記制御部は、前記駆動装置を起動させるのと同時に、前記電磁石に通電する、構成１または２に記載の摩耗検知装置。
［構成４］
前記制御部と前記判定器は前記ブレーキ装置の通常モードとは別の摩耗判定モードで作動する、構成１から３のいずれか１項に記載の摩耗検知装置。
［構成５］
前記駆動トルクは、増加区間と、前記増加区間に続く減少区間と、前記減少区間に続く再増加区間と、前記再増加区間に続く定常区間と、を有し、前記特定の期間は、前記減少区間と前記再増加区間の、前記定常区間より前記駆動トルクの低い区間に設定される、構成１から４のいずれか１項に記載の摩耗検知装置。
［構成６］
前記特定の期間は、前記減少区間と前記再増加区間との間の極小点の近傍に設定される、構成５に記載の摩耗検知装置。
［構成７］
前記駆動装置はモータである、構成１から６のいずれか１項に記載の摩耗検知装置。
［構成８］
前記特定の期間の前後で前記モータの回転数を監視する監視装置を有し、
前記判定器は、前記回転数が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、構成７に記載の摩耗検知装置。
［構成９］
構成１から８のいずれか１項に記載の摩耗検知装置と、前記ブレーキ装置と、を有する射出成形機。
［構成１０］
前記ブレーキ装置は射出成形機の可動盤のブレーキ装置である、構成９に記載の射出成形機。
［構成１１］
前記特定の期間の前後で前記可動盤の移動速度を監視する監視装置を有し、
前記判定器は、前記移動速度が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、構成１０に記載の射出成形機。
［構成１２］
前記射出成形機は竪型である、構成９から１１のいずれか１項に記載の射出成形機。
［方法１］
回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの、以下の工程を有する摩耗検知方法：
（ａ）前記駆動装置を起動すること
（ｂ）前記電磁石に通電すること
（ｃ）特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定すること。
［構成１］
回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの摩耗検知装置であって、
制御部と判定器とを備え、
前記制御部は、前記駆動装置を起動させ、前記電磁石に通電し、
前記判定器は、特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定する、摩耗検知装置。
［構成２］
前記判定器は、前記駆動トルクＴ１＞駆動トルクＴｓであるときに前記ブレーキパッドの摩耗量が閾値Ｍｓを上回ったと判定する（ただし、Ｔｓは前記ブレーキパッドの摩耗量が前記閾値Ｍｓのときの駆動トルク）、構成１に記載の摩耗検知装置。
［構成３］
前記制御部は、前記駆動装置を起動させるのと同時に、前記電磁石に通電する、構成１または２に記載の摩耗検知装置。
［構成４］
前記制御部と前記判定器は前記ブレーキ装置の通常モードとは別の摩耗判定モードで作動する、構成１から３のいずれか１項に記載の摩耗検知装置。
［構成５］
前記駆動トルクは、増加区間と、前記増加区間に続く減少区間と、前記減少区間に続く再増加区間と、前記再増加区間に続く定常区間と、を有し、前記特定の期間は、前記減少区間と前記再増加区間の、前記定常区間より前記駆動トルクの低い区間に設定される、構成１から４のいずれか１項に記載の摩耗検知装置。
［構成６］
前記特定の期間は、前記減少区間と前記再増加区間との間の極小点の近傍に設定される、構成５に記載の摩耗検知装置。
［構成７］
前記駆動装置はモータである、構成１から６のいずれか１項に記載の摩耗検知装置。
［構成８］
前記特定の期間の前後で前記モータの回転数を監視する監視装置を有し、
前記判定器は、前記回転数が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、構成７に記載の摩耗検知装置。
［構成９］
構成１から８のいずれか１項に記載の摩耗検知装置と、前記ブレーキ装置と、を有する射出成形機。
［構成１０］
前記ブレーキ装置は射出成形機の可動盤のブレーキ装置である、構成９に記載の射出成形機。
［構成１１］
前記特定の期間の前後で前記可動盤の移動速度を監視する監視装置を有し、
前記判定器は、前記移動速度が単調増加しているか否かを前記ブレーキパッドの摩耗判定に用いる、構成１０に記載の射出成形機。
［構成１２］
前記射出成形機は竪型である、構成９から１１のいずれか１項に記載の射出成形機。
［方法１］
回転軸と、
前記回転軸を駆動する駆動装置と、
前記回転軸に沿って移動可能で、且つ前記回転軸とともに回転可能なプレーキパッドと、
前記ブレーキパッドと対向して、前記回転軸に沿って移動可能に設けられ、磁性体を含む制動板と、
前記制動板に前記ブレーキパッドから離れる方向の磁力を及ぼす電磁石と、
前記電磁石の非通電時に前記制動板を前記ブレーキパッドに圧着可能な押し付け力を発生する弾性体と、
を有するブレーキ装置の前記ブレーキパッドの、以下の工程を有する摩耗検知方法：
（ａ）前記駆動装置を起動すること
（ｂ）前記電磁石に通電すること
（ｃ）特定の期間における前記駆動装置の駆動トルクＴ１に基づき、前記ブレーキパッドの摩耗を判定すること。
【符号の説明】
【0045】
１ 竪型射出成形機
５ 可動盤
１６ 型開閉用モータ（駆動装置の一例）
１９ 制御部
２０ 判定器
２３ 摩耗検知装置
３３ 回転軸
４０ ブレーキ装置
４３ ブレーキパッド
４４ 制動板
４５ バネ（弾性体の一例）
４６ コイル（電磁石の一例）
５ 可動盤
１６ 型開閉用モータ（駆動装置の一例）
１９ 制御部
２０ 判定器
２３ 摩耗検知装置
３３ 回転軸
４０ ブレーキ装置
４３ ブレーキパッド
４４ 制動板
４５ バネ（弾性体の一例）
４６ コイル（電磁石の一例）
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】