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特許7445085ブレーキ制御装置及びモータ駆動装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-27

(45)【発行日】2024-03-06

(54)【発明の名称】ブレーキ制御装置及びモータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

B60T 8/88 20060101AFI20240228BHJP

B60T 7/12 20060101ALI20240228BHJP

F16D 55/00 20060101ALI20240228BHJP

B60T 17/18 20060101ALI20240228BHJP

【ＦＩ】

B60T8/88

B60T7/12 D

F16D55/00 B

B60T17/18

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023511138

(86)(22)【出願日】2022-03-24

(86)【国際出願番号】 JP2022014103

(87)【国際公開番号】W WO2022210290

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-10-10

(31)【優先権主張番号】P 2021060142

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】石田仁志

【審査官】山田康孝

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１８２３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６９５６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３８２１０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－３４８５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４６４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｔ８／３２－８／９６

Ｂ６０Ｔ７／１２－８／１７６９

Ｆ１６Ｄ４９／００－７１／０４

Ｂ６０Ｔ１５／００－１７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電圧の印加がない無励磁時にブレーキを作動し、前記電圧の印加がある励磁時にブレーキを解除する無励磁作動型のブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置であって、
電圧を出力する電源と、
ブレーキ制御信号を出力するブレーキ制御部と、
前記ブレーキ装置に直列に接続され、受信した前記ブレーキ制御信号に応じて前記電源と前記ブレーキ装置との間の電路を開閉する開閉部と、
前記開閉部と前記ブレーキ装置との間の電路の電位状態を示す状態検出信号を出力する状態検出部と、
前記ブレーキ制御信号の内容と前記状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する異常検出部と、
前記ブレーキ装置に対して並列接続されるように前記ブレーキ装置の入力端子間に接続され、受信したブレーキロック制御信号に応じて電路を開閉するブレーキロックスイッチと、
前記ブレーキロックスイッチに対する前記ブレーキロック制御信号として、前記異常検出部により異常発生が検出された場合は前記ブレーキロックスイッチを閉成するよう制御する閉成信号を出力するブレーキロックスイッチ制御部と、
を備える、ブレーキ制御装置。

【請求項2】

前記ブレーキロックスイッチ制御部は、前記ブレーキロックスイッチに対する前記ブレーキロック制御信号として、前記異常検出部により異常発生が検出されない場合は前記ブレーキロックスイッチを開放するよう制御する開放信号を出力する、請求項１に記載のブレーキ制御装置。

【請求項3】

前記開閉部は、前記電源の正極端子と前記ブレーキ装置の正極端子との間の電路を開閉する少なくとも１つの正側開閉スイッチと、前記電源の負極端子と前記ブレーキ装置の負極端子との間の電路を開閉する少なくとも１つの負側開閉スイッチと、を有し、
前記ブレーキ制御部は、前記正側開閉スイッチ及び前記負側開閉スイッチを開放するよう制御する前記ブレーキ制御信号を出力するブレーキ作動処理、前記正側開閉スイッチ及び前記負側開閉スイッチを閉成するよう制御する前記ブレーキ制御信号を出力するブレーキ解除処理、及び、前記ブレーキ作動処理から前記ブレーキ解除処理へ移行する際の前記ブレーキ作動処理と前記ブレーキ解除処理との間において前記正側開閉スイッチを閉成し前記負側開閉スイッチを開放するよう制御する前記ブレーキ制御信号を出力するブレーキ解除準備処理を実行し、
前記異常検出部は、前記ブレーキ作動処理の実行中及び前記ブレーキ解除準備処理の実行中において、前記ブレーキ制御信号の内容と前記状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出し、
前記ブレーキロックスイッチ制御部は、前記ブレーキ作動処理の実行中及び前記ブレーキ解除準備処理の実行中の両方において前記異常検出部が異常発生を検出した場合、前記閉成信号を出力する、請求項１または２に記載のブレーキ制御装置。

【請求項4】

前記ブレーキ制御部は、前記ブレーキ解除準備処理の実行中において前記異常検出部が異常発生を検出しなかった場合、当該ブレーキ解除準備処理を終了して前記ブレーキ解除処理を実行する、請求項３に記載のブレーキ制御装置。

【請求項5】

前記異常検出部は、前記ブレーキ作動処理の実行中において、前記ブレーキ制御信号の内容と前記状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出し、
前記異常検出部は、前記ブレーキ作動処理の実行中において異常発生を検出した場合、アラーム信号を出力する、請求項３または４に記載のブレーキ制御装置。

【請求項6】

前記ブレーキ制御部は、前記ブレーキ作動処理から前記ブレーキ解除準備処理を経て前記ブレーキ解除処理へ移行する際において、前記異常検出部による前記ブレーキ作動処理の実行中の検出対象である異常発生、及び前記異常検出部による前記ブレーキ解除準備処理の実行中の検出対象である異常発生、のうちの少なくとも１つが検出されない場合、当該ブレーキ解除準備処理を終了して前記ブレーキ解除処理を実行する、請求項３～５のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置。

【請求項7】

前記ブレーキ装置を前記電源及び前記開閉部から電気的に切り離す切り離し部をさらに備え、
前記異常検出部は、前記ブレーキ解除準備処理の実行中において異常発生を検出した場合、前記切り離し部により前記ブレーキ装置を前記電源及び前記開閉部から電気的に切り離しかつ前記ブレーキロックスイッチ制御部が前記閉成信号を出力した状態において、前記状態検出信号の内容に基づき、異常発生箇所が、前記電源及び前記開閉部を含む回路側にあるか前記ブレーキ装置を含む回路側にあるかを検出する、請求項３～６のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置。

【請求項8】

前記開閉部は、前記電源の正極端子と前記ブレーキ装置の正極端子との間の電路または前記電源の負極端子と前記ブレーキ装置の負極端子との間の電路のいずれかを開閉する少なくとも１つの開閉スイッチを有し、
前記ブレーキ制御部は、前記開閉スイッチを開放するよう制御する前記ブレーキ制御信号を出力するブレーキ作動処理、及び、前記開閉スイッチを閉成するよう制御する前記ブレーキ制御信号を出力するブレーキ解除処理を実行し、
前記異常検出部は、前記ブレーキ作動処理の実行中において、前記ブレーキ制御信号の内容と前記状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出し、
前記ブレーキロックスイッチ制御部は、前記ブレーキ作動処理の実行中において前記異常検出部が異常発生を検出した場合、前記閉成信号を出力する、請求項１または２に記載のブレーキ制御装置。

【請求項9】

前記ブレーキ制御部は、前記ブレーキ作動処理から前記ブレーキ解除処理へ移行する際の当該ブレーキ作動処理の実行中において前記異常検出部が異常発生を検出しなかった場合、当該ブレーキ作動処理を終了して前記ブレーキ解除処理を実行する、請求項８に記載のブレーキ制御装置。

【請求項10】

前記異常検出部は、前記ブレーキ作動処理の実行中において異常発生を検出した場合、アラーム信号を出力する、請求項８または９に記載のブレーキ制御装置。

【請求項11】

前記ブレーキ装置を前記電源及び前記開閉部から電気的に切り離す切り離し部をさらに備え、
前記異常検出部は、前記ブレーキ作動処理の実行中において異常発生を検出した場合、前記切り離し部により前記ブレーキ装置を前記電源及び前記開閉部から電気的に切り離しかつ前記ブレーキロックスイッチ制御部が前記閉成信号を出力した状態において、前記状態検出信号の内容に基づき、異常発生箇所が、前記電源及び前記開閉部を含む回路側にあるか前記ブレーキ装置を含む回路側にあるかを検出する、請求項８～１０のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置。

【請求項12】

電圧の印加がない無励磁時にモータに対するブレーキを作動し、前記電圧の印加がある励磁時に前記モータに対するブレーキを解除する無励磁作動型のブレーキ装置と、
前記ブレーキ装置を制御する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のブレーキ制御装置と、
を備える、モータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブレーキ制御装置及びモータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無励磁作動型のブレーキ装置では、ブレーキコイルに対する電圧の印加がない無励磁時にブレーキを作動し、ブレーキコイルに対する電圧の印加がある励磁時にブレーキを解除する。

【0003】

例えば、無励磁作動形の電磁ブレーキを制御する電磁ブレーキ制御装置において、前記電磁ブレーキを接続するための出力端子と、前記出力端子を介して前記電磁ブレーキに供給されるブレーキ制御信号を出力するブレーキ制御部であって、通常ブレーキ指令と安全ブレーキ指令の双方がＯＮである場合には、前記電磁ブレーキを解除するためのブレーキ制御信号を出力し、前記通常ブレーキ指令と前記安全ブレーキ指令の少なくとも一方がＯＦＦである場合には、前記電磁ブレーキを投入するためのブレーキ制御信号を出力するブレーキ制御部と、を備える電磁ブレーキ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0004】

例えば、通電することによりブレーキを解除する電磁ブレーキを制御するブレーキ駆動制御回路であって、第１回路電圧の第１電源と前記電磁ブレーキの一方の端子との間に設けられた第１整流素子と、前記第１電源を動作させるために前記第１電源に電力を供給するラインに挿入された遮断スイッチと、前記電磁ブレーキの他方の端子と接地点との間に設けられた第１スイッチング素子と、前記第１回路電圧とは異なる第２回路電圧の第２電源と前記電磁ブレーキの前記一方の端子との間で直列に設けられた第２スイッチング素子及び第２整流素子と、を有するブレーキ駆動制御回路が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

【0005】

例えば、励磁コイルの無励磁状態で電磁ブレーキが投入される無励磁作動型の電磁ブレーキ制御装置において、ブレーキ指令に従って演算処理を行う第１演算部、及び、前記第１演算部の出力信号に基づいて生成されるブレーキ信号によりオンする第１スイッチ、を有する第１ブレーキ制御回路と、ブレーキ指令に従って演算処理を行う第２演算部、及び、前記第２演算部の出力信号に基づいて生成されるブレーキ信号によりオンする第２スイッチ、を有する第２ブレーキ制御回路と、を備え、ブレーキ電源と前記電磁ブレーキとの間に、前記第１スイッチと前記第２スイッチとを直列に接続したことを特徴とする電磁ブレーキ制御装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。

【0006】

例えば、特許文献４の段落００３１には、「また、ブレーキ制御部７（図１参照）から電磁ブレーキ２にブレーキ解除用のブレーキパワーＰ２が供給されていない場合には、電磁コイル２４が駆動しないように構成されている。この場合、図２に示すように、トルクスプリング２１ａおよび２１ｂの付勢力によりアーマチュア２０ａおよび２０ｂがブレーキハブ２２（ブレーキシュー２７）に押し付けられる状態になる。その結果、モータ１の回転軸１４は、回転せずにブレーキがかかった状態（拘束状態）となる。このとき、アーマチュア２０ａおよび２０ｂと、フィールドコア２３との間には、ギャップ（隙間）が形成され、第１検出器２８ａおよび第２検出器２８ｂがＯＦＦ状態（拘束位置）となる。」と記載され、特許文献４の段落００３２には「また、電磁ブレーキ２にブレーキ解除用のブレーキパワーＰ２が供給されている場合には、電磁コイル２４が駆動するように構成されている。この場合、図３に示すように、アーマチュア２０は、トルクスプリング２１の弾性力に抗して電磁コイル２４側に移動する。その結果、アーマチュア２０とブレーキハブ２２（ブレーキシュー２７）とは、互いに離間する方向に移動することにより、ブレーキが解除された状態となる。これにより、モータ１の回転軸１４は、回転駆動することが可能となる。このとき、アーマチュア２０ａおよび２０ｂと、フィールドコア２３と間には、ギャップ（隙間）が形成されず、第１検出器２８ａおよび第２検出器２８ｂがＯＮ状態（解除位置）となる。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０２０－０８９１３７号公報

【文献】特開２０１９－１０５２８６号公報

【文献】国際公開第２０１４/０４５７２８号

【文献】特開２０１２－２３７３９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

無励磁作動型のブレーキ装置では、ブレーキコイルと電源とからなる回路上に開閉スイッチを設け、この開閉スイッチの開閉によりブレーキコイルに対する励磁の有無を制御している。開閉スイッチのショート故障、当該開閉スイッチを制御する制御部の故障、ブレーキコイルと電源とからなる回路とブレーキ装置以外の回路との短絡などといったような異常が発生すると、本来ブレーキが作動されるべき時にブレーキが解除されてしまうことがある。例えばロボットのアームを駆動するモータに対して設けられたブレーキ装置において、本来であればブレーキが作動されるべき時であるにもかかわらず何らかの異常によりブレーキが解除されてしまうと、ロボットの姿勢が維持できなくなったり、アームが落下したりするといったような、非常に危険な状態になる。したがって、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる安全な無励磁作動型のブレーキ装置及びモータ駆動装置の開発が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様によれば、電圧の印加がない無励磁時にブレーキを作動し、電圧の印加がある励磁時にブレーキを解除する無励磁作動型のブレーキ装置を制御するブレーキ制御装置は、電圧を出力する電源と、ブレーキ制御信号を出力するブレーキ制御部と、ブレーキ装置に直列に接続され、受信したブレーキ制御信号に応じて電源とブレーキ装置との間の電路を開閉する開閉部と、開閉部とブレーキ装置との間の電路の電位状態を示す状態検出信号を出力する状態検出部と、ブレーキ制御信号の内容と状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する異常検出部と、ブレーキ装置に対して並列接続されるようにブレーキ装置の入力端子間に接続され、受信したブレーキロック制御信号に応じて電路を開閉するブレーキロックスイッチと、ブレーキロックスイッチに対するブレーキロック制御信号として、異常検出部により異常発生が検出された場合はブレーキロックスイッチを閉成するよう制御する閉成信号を出力するブレーキロックスイッチ制御部と、を備える。

【0010】

また、本開示の一態様によれば、モータ駆動装置は、電圧の印加がない無励磁時にモータに対するブレーキを作動し、電圧の印加がある励磁時にモータに対するブレーキを解除する無励磁作動型のブレーキ装置と、ブレーキ装置を制御する上記ブレーキ制御装置と、を備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一態様によれば、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる安全な無励磁作動型のブレーキ装置及び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】

【0012】

【図1】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【図2A】無励磁作動型のブレーキ装置の構造を示す断面図であって、モータに対してブレーキを作動させた状態を示す。

【図2B】無励磁作動型のブレーキ装置の構造を示す断面図であって、モータに対するブレーキが解除された状態を示す。

【図3】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における正常時の各信号及びブレーキ状態を説明する図である。

【図4A】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、正側開閉スイッチのみのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図4B】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における負側開閉スイッチのみのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図4C】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行った場合における負側開閉スイッチのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図5A】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図5B】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行った場合における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図6】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置とブレーキ装置とを結ぶケーブルと外部回路とのショートを例示する図（その１）である。

【図7】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置とブレーキ装置とを結ぶケーブルと外部回路とのショートを例示する図（その２）である。

【図8】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合を示す図（その１）である。

【図9A】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図８に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行わなかった場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。

【図9B】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図８に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行った場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。

【図10】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合を示す図（その２）である。

【図11A】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図１０に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行わなかった場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。

【図11B】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図１０に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行った場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。

【図12】本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【図13】本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【図14A】本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、正常時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図14B】本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における開閉スイッチのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図14C】本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行った場合における開閉スイッチのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図15】本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【図16】本開示の第３の実施形態による第１の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【図17】本開示の第３の実施形態による第２の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【図18】本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置内で発生し得る異常を例示する図である。

【図19】本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置外で発生し得る異常を例示する図である。

【図20A】本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ解除準備処理期間中に故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図20B】本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ解除準備処理期間中にブレーキ制御装置内で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図20C】本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ解除準備処理期間外にブレーキ制御装置外で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図21】本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【図22】本開示の第４の実施形態による第１の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【図23】本開示の第４の実施形態による第２の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【図24】本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置内で発生し得る異常を例示する図である。

【図25】本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置外で発生し得る異常を例示する図である。

【図26A】本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ作動処理期間中に故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図26B】本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ作動処理期間中にブレーキ制御装置内で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図26C】本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ作動備処理期間外にブレーキ制御装置外で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【図27】本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下図面を参照して、ブレーキ制御装置及び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。

【0014】

図１は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0015】

モータ駆動装置１００は、電圧の印加がない無励磁時にモータ３に対するブレーキを作動し、電圧の印加がある励磁時にモータ３に対するブレーキを解除する無励磁作動型のブレーキ装置２と、ブレーキ装置２を制御するブレーキ制御装置１とを備える。図１ではモータ３に駆動電力を供給する電源部及びモータ３を制御するモータ制御部については図示を省略している。モータ３は、交流モータであってもよく直流モータであってもよい。モータ３が設けられる機械には、例えば工作機械、ロボット、鍛圧機械、射出成形機、産業機械、各種電化製品、電車、自動車、航空機などが含まれる。

【0016】

本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１を説明するに先立ち、無励磁作動型のブレーキ装置２の構造について図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明する。図２Ａは、無励磁作動型のブレーキ装置の構造を示す断面図であって、モータに対してブレーキを作動させた状態を示す。図２Ｂは、無励磁作動型のブレーキ装置の構造を示す断面図であって、モータに対するブレーキが解除された状態を示す。図２Ａ及び図２Ｂに示すブレーキ装置は、第１～第４の実施形態にも適用可能である。

【0017】

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、無励磁作動型のブレーキ装置２において、アーマチュア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、アーマチュア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２Ａに示すように、ブレーキコイル１１５に電圧が印加されていない無励磁状態においては、アーマチュア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がアーマチュア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に結合されたモータ３のシャフト１２１も回転できなくなり、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。一方、図２Ｂに示すように、ブレーキコイル１１５に電圧が印加された励磁状態においては、アーマチュア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、これによりアーマチュア１１２がコア１１６に引きつけられて摩擦板１１１はアーマチュア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ひいてはモータ３のシャフト１２１は自由に回転できるようになり、モータ３に対するブレーキが解除された状態となる。

【0018】

ブレーキ装置２は、ブレーキ制御装置１によって制御される。本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１は、電源１１と、ブレーキ制御部１２と、開閉部１３と、状態検出部１４と、異常検出部１５と、ブレーキロックスイッチ１６と、ブレーキロックスイッチ制御部１７とを備える。

【0019】

電源１１は、直流電圧を出力する。電源１１は、例えば交流電圧を直流電圧に変換する整流器、スイッチングレギュレータ、あるいはバッテリなどで構成される。一例として、電源１１は、電圧値が２４Ｖの直流電圧を出力するが、その他の電圧値（例えば１５Ｖ、１２Ｖ、５Ｖなど）の直流電圧を出力する電源であってもよい。

【0020】

開閉部１３は、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５に直列に接続され、受信したブレーキ制御信号に応じて電源１１とブレーキ装置２との間の電路を開閉する。第１の実施形態では、開閉部１３は、電源１１の正極端子とブレーキ装置２の正極端子との間の電路を開閉する少なくとも１つの正側開閉スイッチと、電源１１の負極端子とブレーキ装置２の負極端子との間の電路を開閉する少なくとも１つの負側開閉スイッチとを有する。図１に示す例では、一例として、開閉部１３は、１つの正側開閉スイッチ２１Ａと１つの負側開閉スイッチ２１Ｂとを有する。図１に示す例では正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチをそれぞれ１つずつ設けたが、この変形例としてそれぞれについて２つ以上設けてもよい。例えば、正側開閉スイッチとして、直列接続された２つの開閉スイッチにて構成してもよく、この場合、２つの開閉スイッチは同一のブレーキ制御信号ＢＳ_Aにて開閉制御される。また例えば、負側開閉スイッチとして、直列接続された３つの開閉スイッチにて構成してもよく、この場合、３つの開閉スイッチは同一のブレーキ制御信号ＢＳ_Bにて開閉制御される。

【0021】

また、一例として、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂはノーマリーオープンスイッチとしている。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂを構成する半導体スイッチング素子の例としては、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯ（ＧａｔｅＴｕｒｎ－ＯＦＦｔｈｙｒｉｓｔｏｒ：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、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。ＦＥＴはその端子としてゲート、ドレイン及びソースを有する。サイリスタ及びＧＴＯはその端子としてゲート、アノード及びカソードを有する。トランジスタはその端子としてベース、エミッタ及びコレクタを有する。以下、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１ＢがＦＥＴから構成される場合について説明する。なお、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂをサイリスタ及びＧＴＯで構成する場合は、「ゲート」は「ベース」に、「ドレイン」は「アノード」に、「ソース」は「カソード」にそれぞれ読み替えられて本開示の各実施形態が適用される。また正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂをトランジスタで構成する場合は、「ゲート」は「ベース」に、「ドレイン」は「コレクタ」に、「ソース」は「エミッタ」にそれぞれ読み替えられて本開示の各実施形態が適用される。

【0022】

開閉部１３の開閉サージやノイズなどの瞬間的な高電圧を除去するために、サージアブソーバ４２がブレーキ装置２に対して並列接続されるようにブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）に接続される。

【0023】

ブレーキ制御部１２は、開閉部１３内の正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂを開閉するためのブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。ブレーキ制御部１２から出力されるブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bは、開閉部１３内の正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びに異常検出部１５へ送られる。本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１において実行される制御処理内容は、ブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理、及びブレーキ解除処理の３つの処理に分けられ、各処理に応じたブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bが正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂに対して送られる。ブレーキ制御装置１におけるブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理、及びブレーキ解除処理の詳細については後述する。

【0024】

状態検出部１４は、ブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理、及びブレーキ解除処理のそれぞれの実行中において、開閉部１３とブレーキ装置２との間の電路の電位状態を検出し、この電位状態を示す状態検出信号を出力する。図１に示す例では、状態検出部１４は、開閉部１３内の正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_A、及び開閉部１３内の負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bを出力する。状態検出部１４によって検出された開閉部１３とブレーキ装置２との間の電路の電位状態を示す状態検出信号は、異常検出部１５へ送られる。状態検出部１４は、開閉部１３内の正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aを生成するために、例えば、フォトカプラ４１Ａ、分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａ、並びにプルアップ抵抗Ｒ３Ａを有する。分圧抵抗Ｒ１Ａの一端は、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子とを結ぶ電路に接続されており、分圧抵抗Ｒ１Ａの他の一端は、分圧抵抗Ｒ２Ａの一端に接続されている。分圧抵抗Ｒ２Ａの他の一端は接地されている。分圧抵抗Ｒ２Ａに並列にフォトカプラ４１Ａ内の発光素子が接続されている。フォトカプラ４１Ａ内の受光素子の一端には、プルアップ抵抗Ｒ３Ａが接続されており、フォトカプラ４１Ａ内の受光素子の他の一端は接地されている。また、状態検出部１４は、開閉部１３内の負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bを生成するために、例えば、フォトカプラ４１Ｂ、分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂ、並びにプルアップ抵抗Ｒ３Ｂを有する。分圧抵抗Ｒ１Ｂの一端は、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶ電路に接続されており、分圧抵抗Ｒ１Ｂの他の一端は、分圧抵抗Ｒ２Ｂの一端に接続されている。分圧抵抗Ｒ２Ｂの他の一端は接地されている。分圧抵抗Ｒ２Ｂに並列にフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子が接続されている。フォトカプラ４１Ｂ内の受光素子の一端には、プルアップ抵抗Ｒ３Ｂが接続されており、フォトカプラ４１Ｂ内の受光素子の他の一端は接地されている。なお、図１に示す例では、状態検出部１４を、フォトカプラ及び各種抵抗にて構成したが、この代替例として、Ｈｉｇｈ状態とＬｏｗ状態とを切り分けるための基準電圧を出力する電源（電源に代えて、当該基準電圧を抵抗分割などの方法で生成してもよい）と、当該基準電圧と分圧抵抗Ｒ２ＡまたはＲ２Ｂにかかる電圧とを比較し当該比較の結果に基づきＨｉｇｈ信号またはＬｏｗ信号を出力するコンパレータと、にて構成してもよい。

【0025】

異常検出部１５は、ブレーキ制御信号の内容と状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中及びブレーキ解除準備処理の実行中のそれぞれにおいて、ブレーキ制御信号の内容と状態検出信号の内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。異常検出部１５による検出結果は、ブレーキロックスイッチ制御部１７へ送られる。異常検出部１５による異常検出処理の詳細については後述する。

【0026】

異常検出部１５により検出される異常には、正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障、負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障、正側開閉スイッチ２１Ａのソースからブレーキ装置２の正極端子に至る電路を構成するケーブルと外部回路とのショート、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至る電路を構成するケーブルと外部回路とのショート、及び状態検出部１４の故障などが含まれる。例えば、正側開閉スイッチ２１Ａの駆動回路の故障により正側開閉スイッチ２１Ａが受信した開指令に応答せず正側開閉スイッチ２１Ａが閉成された状態のままとなる場合は、当該故障については「正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障」とみなすことができる。同様に、負側開閉スイッチ２１Ｂの駆動回路の故障により負側開閉スイッチ２１Ｂが受信した開指令に応答せず負側開閉スイッチ２１Ｂが閉成された状態のままとなる場合は、当該故障については「負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障」とみなすことができる。

【0027】

また、異常検出部１５は、異常発生を検出した場合にアラーム信号を出力する機能を有する。異常検出部１５から出力されたアラーム信号は、例えば表示部（図示せず）に送られ、表示部は、例えば「異常発生」を作業者に通知する表示を行う。表示部の例としては、単体のディスプレイ装置、モータ駆動装置１００に付属のディスプレイ装置、上位制御装置（図示せず）に付属のディスプレイ装置、並びに、パソコン及び携帯端末に付属のディスプレイ装置などがある。また例えば、異常検出部１５から出力されたアラーム信号は、例えばＬＥＤやランプなどの発光機器（図示せず）に送られ、発光機器はアラーム信号受信時に発光することで、作業者に「異常発生」を通知する。また例えば、異常検出部１５から出力されたアラーム信号は、例えば音響機器（図示せず）に送られ、音響機器はアラーム信号受信時に例えば音声、スピーカ、ブザー、チャイムなどのような音を発することで、作業者に「異常発生」を通知する。これにより、作業者は、異常発生を、確実かつ容易に把握することができる。作業者は、例えば、異常に係る部品を交換したり異常原因を取り除くといった対応をとることも容易となる。また、異常検出部１５から出力されたアラーム信号は、モータ駆動装置１００の緊急停止処理に用いられてもよい。

【0028】

ブレーキロックスイッチ１６は、ブレーキ装置２に対して並列接続されるようにブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）に接続され、ブレーキロックスイッチ制御部１７から受信したブレーキロック制御信号に応じて電路を開閉する。ブレーキロックスイッチ１６は、半導体スイッチング素子にて構成してもよく、あるいはリレーなどのような機械式スイッチにて構成してもよい。ブレーキロックスイッチ１６を構成する半導体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。一例として、ブレーキロックスイッチ１６はノーマリーオフのリレーとしている。

【0029】

ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、異常検出部１５により異常発生が検出された場合はブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力し、異常検出部１５により異常発生が検出されない場合はブレーキロックスイッチ１６を開放するよう制御する開放信号を出力する。

【0030】

ブレーキ制御装置１内には演算処理装置（プロセッサ）が設けられる。この演算処理装置は、ブレーキ制御部１２、異常検出部１５及びブレーキロックスイッチ制御部１７を有する。演算処理装置が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。例えば、ブレーキ制御部１２、異常検出部１５及びブレーキロックスイッチ制御部１７をコンピュータプログラム形式で構築する場合は、演算処理装置をこのコンピュータプログラムに従って動作させることで、各部の機能を実現することができる。ブレーキ制御部１２、異常検出部１５及びブレーキロックスイッチ制御部１７の各処理を実行するためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形で提供されてもよい。またあるいは、ブレーキ制御部１２、異常検出部１５及び／またはブレーキロックスイッチ制御部１７を、各部の機能を実現するコンピュータプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。

【0031】

続いて、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１におけるブレーキ制御処理及び状態検出処理について説明する。

【0032】

図３は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における正常時の各信号及びブレーキ状態を説明する図である。なお、「ブレーキ制御信号」については、図面を簡明なものにするために図３においては「ブレーキ信号」と表記している。

【0033】

本開示の第１の実施形態においてブレーキ制御装置１において実行される制御処理内容は、ブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理、及びブレーキ解除処理の３つの処理に分けられる。ブレーキ装置２によるモータ３に対するブレーキが作動している状態は、ブレーキ制御部１２がブレーキ作動処理を実行することで実現される。ブレーキ装置２によるモータ３に対するブレーキが解除されている状態は、ブレーキ制御部１２がブレーキ解除処理を実行することで実現される。モータ３に対して作動しているブレーキを解除する際は、ブレーキ作動処理を終了してブレーキ解除準備処理を実行し、次いでブレーキ解除準備処理を終了してブレーキ解除処理を実行する。モータ３に対するブレーキが解除されている状態からモータ３に対してブレーキを作動させる際は、ブレーキ解除処理を終了してブレーキ作動処理を実行する。

【0034】

第１の実施形態においてブレーキ制御装置１において実行されるブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理、及びブレーキ解除処理についてより詳細に説明すると次の通りである。以下の説明では、一例として、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂをノーマリーオープンスイッチとしている。

【0035】

ブレーキ作動処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂを開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂはノーマリーオープンスイッチであるので、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_AとしてＬｏｗ信号を出力し、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_BとしてＬｏｗ信号を出力する。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は異常検出部１５は異常発生を検出しないので、ブレーキロックスイッチ制御部１７はブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロックスイッチ制御信号ＬＳとして開放信号を出力し、よって、ブレーキロックスイッチ１６は開放される。ブレーキ作動処理により、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂは開放されているので、電源１１の正極端子からブレーキ装置２を経て電源１１の負極端子に至る電路は遮断される。したがって、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は、ブレーキ制御部１２がブレーキ作動処理を実行することにより、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、図２Ａに示すように、アーマチュア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がアーマチュア１１２と端板１１３とで挟まれて回転できず、したがって摩擦板１１１に結合されたモータ３のシャフト１２１も回転できなくなり、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。また、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａ並びに分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_A及び負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、ともにＨｉｇｈとなる。

【0036】

ブレーキ解除準備処理は、ブレーキ作動処理からブレーキ解除処理へ移行する際のブレーキ作動処理とブレーキ解除処理との間に実行されるものである。ブレーキ解除準備処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａを閉成しかつ負側開閉スイッチ２１Ｂを開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂはノーマリーオープンスイッチであるので、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_AとしてＨｉｇｈ信号を出力し、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_BとしてＬｏｗ信号を出力する。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は異常検出部１５は異常発生を検出しないので、ブレーキロックスイッチ制御部１７はブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロックスイッチ制御信号ＬＳとして開放信号を出力し、よって、ブレーキロックスイッチ１６は開放される。正側開閉スイッチ２１Ａは閉成されているものの負側開閉スイッチ２１Ｂは開放されているので、電源１１の正極端子からブレーキ装置２を経て電源１１の負極端子に至る電路は遮断される。したがって、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は、ブレーキ解除準備処理を実行することにより、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、図２Ａに示すように、アーマチュア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がアーマチュア１１２と端板１１３とで挟まれて回転できず、したがって摩擦板１１１に結合されたモータ３のシャフト１２１も回転できなくなり、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。また、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａ及びブレーキ装置２を経て負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧（図１に示す例では２４Ｖ）と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａ並びに分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_A及び負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、ともにＬｏｗとなる。

【0037】

ブレーキ解除処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂを閉成するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂはノーマリーオープンスイッチであるので、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_AとしてＨｉｇｈ信号を出力し、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_BとしてＨｉｇｈ信号を出力する。正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は異常検出部１５は異常発生を検出しないので、ブレーキロックスイッチ制御部１７はブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロックスイッチ制御信号ＬＳとして開放信号を出力し、よって、ブレーキロックスイッチ１６は開放される。ブレーキ解除処理により、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂは閉成されているので、電源１１の正極端子からブレーキ装置２を経て電源１１の負極端子に至る電路が形成される。したがって、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は、ブレーキ解除処理を実行することにより、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧が印加される。よって、図２Ｂに示すように、アーマチュア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、これによりアーマチュア１１２がコア１１６に引きつけられて摩擦板１１１はアーマチュア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ひいてはモータ３のシャフト１２１は自由に回転できるようになり、モータ３に対するブレーキが解除された状態となる。また、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経てブレーキ装置２の正極端子に至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。また、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂを経て電源１１の負極端子に至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｈｉｇｈとなる。

【0038】

上述した正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合すなわち正常時のブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理及びブレーキ解除処理における状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容については、異常検出部１５内に予め記憶しておき、後述する異常検出処理に用いることができるようにしておく。

【0039】

続いて、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１における異常検出処理について説明する。以下の説明では、一例として、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂをノーマリーオープンスイッチとしている。

【0040】

図４Ａは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、正側開閉スイッチのみのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図４Ｂは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における負側開閉スイッチのみのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図４Ｃは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行った場合における負側開閉スイッチのみのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。なお、「ブレーキ制御信号」については、図面を簡明なものにするために図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃにおいては「ブレーキ信号」と表記している。

【0041】

図４Ａは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１における正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図４Ａに示すように、ブレーキ作動処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Aとして開指令であるＬｏｗ信号を出力し、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Bとして開指令であるＬｏｗ信号を出力する。このとき、正側開閉スイッチ２１Ａがショート故障していると、正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Aとして開指令であるＬｏｗ信号を出力したとしても、正側開閉スイッチ２１Ａは閉成された状態のままである。一方、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Bとして開指令であるＬｏｗ信号の出力に応じて、負側開閉スイッチ２１Ｂは開放された状態となる。したがって、正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障時ではブレーキ作動処理期間中は、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａ及びブレーキ装置２を経て負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至る電路が形成される。ただし、負側開閉スイッチ２１Ｂは開放されているので、ブレーキ装置２には電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａ及びブレーキ装置２を経て負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａ並びに分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_A及び負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、ともにＬｏｗとなる。このように、ブレーキ作動処理の実行中は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は状態検出信号ＦＢ_A及び状態検出信号ＦＢ_BはともにＨｉｇｈであるが、正側開閉スイッチ２１Ａがショート故障した場合は状態検出信号ＦＢ_A及び状態検出信号ＦＢ_BはともにＬｏｗになる。異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。より詳しくは、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_BがともにＬｏｗでありなおかつ状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_BがともにＨｉｇｈである場合は異常発生はないと判定し、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_BがともにＬｏｗでありなおかつ状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_BがともにＬｏｗである場合は異常発生（すなわち正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障）があると判定する。異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において異常発生を検出した場合、アラーム信号を出力する。

【0042】

図４Ｂは、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合において負側開閉スイッチ２１Ｂのみがショート故障した時の各信号及びブレーキ状態を示す。図４Ｂに示すように、正側開閉スイッチ２１Ａが正常であり負側開閉スイッチ２１Ｂがショート故障している場合、ブレーキ作動処理の実行中は、状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_BはともにＨｉｇｈになり、ブレーキ解除準備処理の実行中は、状態検出信号ＦＢ_AはＬｏｗになり状態検出信号ＦＢ_BはＨｉｇｈになる。また、ブレーキ解除準備処理の実行中は、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Bとして開指令であるＬｏｗ信号を出力しているにもかかわらず、負側開閉スイッチ２１Ｂはショート故障しているので、負側開閉スイッチ２１Ｂは閉成された状態になってしまう。したがって、負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障時ではブレーキ解除準備処理期間中は、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａ、ブレーキ装置２及び負側開閉スイッチ２１Ｂを経て電源１１の負極端子に至る電路が形成される。この結果、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧が印加され、本来はブレーキが作動されるべきところ解除された状態になってしまい、危険である。ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｈｉｇｈとなる。一方、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経てブレーキ装置２の正極端子に至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａの発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。このように、ブレーキ解除準備処理の実行中は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は状態検出信号ＦＢ_A及び状態検出信号ＦＢ_BはともにＬｏｗであるが、負側開閉スイッチ２１Ｂのみがショート故障すると、状態検出信号ＦＢ_AはＬｏｗになり状態検出信号ＦＢ_BはＨｉｇｈになる。異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。より詳しくは、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_AがＨｉｇｈでありブレーキ制御信号ＢＳ_BがＬｏｗでありなおかつ状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_BがともにＬｏｗである場合は異常発生はないと判定し、ブレーキ制御部１２は、当該ブレーキ解除準備処理を終了してブレーキ解除処理を実行する。異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_AがＨｉｇｈでありブレーキ制御信号ＢＳ_BがＬｏｗでありなおかつ状態検出信号ＦＢ_AがＬｏｗであり状態検出信号ＦＢ_BがＨｉｇｈである場合は異常発生（すなわち負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障）があると判定する。

【0043】

なお、ブレーキ解除準備処理期間中に負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障が発生すると、モータ３に対するブレーキが解除されて危険な状態になり得るので、ブレーキ解除準備処理を実行する時間期間は、ブレーキ指令に対するブレーキ装置２の応答時間よりも短い時間に設定してもよい。このようにブレーキ解除準備処理を実行する時間期間を設定することで、負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障が発生したとしても、モータ３に対するブレーキ装置２のブレーキが解除されてしまうことを回避しつつ当該負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障を検出することができる。

【0044】

図４Ｃは、本開示の第１の実施形態によるブレーキロックスイッチ制御を行う場合において負側開閉スイッチ２１Ｂのみがショート故障した時の各信号及びブレーキ状態を示す。図４Ｂを参照して説明したように、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_BがともにＨｉｇｈであり、ブレーキ解除準備処理の実行中において状態検出信号ＦＢ_AがＬｏｗであり状態検出信号ＦＢ_BがＨｉｇｈである場合は異常発生（すなわち負側開閉スイッチ２１Ｂショート故障）があると判定する。この場合、ブレーキ解除準備処理の実行中に、負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障が発生すると、本来はブレーキが作動されるべきところ解除された状態になってしまうので、異常検出部１５は、アラーム信号を出力する。また、図４Ｃに示すように、異常検出部１５がブレーキ解除準備処理期間中において異常発生を検出した場合、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時（負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障時）にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。

【0045】

図５Ａは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図５Ｂは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行った場合における正側開閉スイッチ及び負側開閉スイッチの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。なお、「ブレーキ制御信号」については、図面を簡明なものにするために図５Ａ及び図５Ｂにおいては「ブレーキ信号」と表記している。

【0046】

図５Ａは、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図５Ａに示すように、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方がショート故障している場合、ブレーキ作動処理により正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Aとして開指令であるＬｏｗ信号を出力しかつ負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Bとして開指令であるＬｏｗ信号を出力していたとしても、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂは両方とも閉成された状態となってしまう。したがって、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａ、ブレーキ装置２及び負側開閉スイッチ２１Ｂを経て電源１１の負極端子に至る電路が形成される。この結果、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧が印加され、本来はブレーキが作動されるべきところモータ３に対するブレーキが解除された状態となってしまい、危険である。電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経てブレーキ装置２の正極端子に至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａの発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。一方、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｈｉｇｈとなる。このように、ブレーキ作動処理期間中は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は状態検出信号ＦＢ_A及び状態検出信号ＦＢ_BはともにＨｉｇｈであるが、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方がショート故障すると、状態検出信号ＦＢ_AはＬｏｗになり状態検出信号ＦＢ_BはＨｉｇｈになる。

【0047】

また、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方がショート故障している場合、ブレーキ解除準備処理により正側開閉スイッチ２１Ａに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Aとして開指令であるＨｉｇｈ信号を出力し、負側開閉スイッチ２１Ｂに対するブレーキ制御信号ＢＳ_Bとして開指令であるＬｏｗ信号を出力していたとしても、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂは両方とも閉成された状態となってしまう。したがって、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａ、ブレーキ装置２及び負側開閉スイッチ２１Ｂを経て電源１１の負極端子に至る電路が形成される。この結果、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧が印加され、本来はブレーキが作動されるべきところモータ３に対するブレーキが解除された状態となってしまい、危険である。電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経てブレーキ装置２の正極端子に至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａの発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。一方、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｈｉｇｈとなる。このように、ブレーキ解除準備処理の実行中は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂ並びにこれらに関連する機器に何ら異常がない場合は状態検出信号ＦＢ_A及び状態検出信号ＦＢ_BはともにＨｉｇｈであるが、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方がショート故障すると、状態検出信号ＦＢ_AはＬｏｗになり状態検出信号ＦＢ_BはＨｉｇｈになる。

【0048】

このように正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方にショート故障が発生した場合は、ブレーキ制御部１２のブレーキ作動処理の実行中及びブレーキ解除準備処理の実行中の両方において、状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bは正常時とは異なった信号状態となる。

【0049】

図５Ｂは、本開示の第１の実施形態によるブレーキロックスイッチ制御を行った場合における正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図５Ａを参照して説明したように、異常検出部１５がブレーキ作動処理の実行中及びブレーキ解除準備処理の実行中の両方において異常発生を検出した場合は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方がショート故障している場合であり、ブレーキ作動処理及びブレーキ解除準備処理により本来はブレーキが作動されるべきところ、解除された状態になっているので、異常検出部１５は、アラーム信号を出力する。また、図５Ｂに示すように、異常検出部１５がブレーキ作動処理の実行中及びブレーキ解除準備処理の実行中において異常発生を検出した場合、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時（正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障時）にブレーキが解除され続けてしまうことを回避することができる。

【0050】

上述した正側開閉スイッチ２１Ａ及び／または負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障以外にも、正側開閉スイッチ２１Ａのソースからブレーキ装置２の正極端子に至る電路を構成するケーブルと外部回路とのショート、及びブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至る電路を構成するケーブルと外部回路とのショートについても、異常検出部１５は検出することができる。以下、このような故障について説明する。

【0051】

図６は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置とブレーキ装置とを結ぶケーブルと外部回路とのショートを例示する図（その１）である。図６に示すように、電源１１をブレーキ装置２と外部機器４とで共用することがある。この場合、電源１１の正極端子と外部機器４の正極端子とを結ぶケーブルが、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルに接触してショートし、電源１１の負極端子と外部機器４の正極端子とを結ぶケーブルが、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルに接触してショートすることがある。

【0052】

また、図７は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置とブレーキ装置とを結ぶケーブルと外部回路とのショートを例示する図（その２）である。図７に示すように、ブレーキ制御装置１とブレーキ装置とからなるブレーキ回路の近傍に、外部電源５と外部機器４とからなる外部回路が配置されていることがある。例えば、ロボットのアーム内に、ブレーキ制御装置１とブレーキ装置とからなるブレーキ回路と、各種Ｉ／Ｏ機器に係る外部回路が配置されている場合がこれに該当する。この場合、外部電源５の正極端子と外部機器４の正極端子とを結ぶケーブルが、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルに接触してショートし、外部電源５の負極端子と外部機器４の正極端子とを結ぶケーブルが、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルに接触してショートすることがある。

【0053】

図６及び図７に例示したブレーキ制御装置とブレーキ装置とを結ぶケーブルと外部回路とのショートは、図８または図１０に示すような等価回路で表すことができる。ブレーキ制御装置とブレーキ装置とを結ぶケーブルに接触する外部回路の極性によって、図８または図１０に区別することができる。

【0054】

図８は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合を示す図（その１）である。図９Ａは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図８に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行わなかった場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。図９Ｂは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図８に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行った場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。なお、「ブレーキ制御信号」については、図面を簡明なものにするために図９Ａ及び図９Ｂにおいては「ブレーキ信号」と表記している。

【0055】

図６に示すように電源１１をブレーキ装置２と外部機器４とで共用する場合は、図６に示す外部機器４に関係する電源１１は、図８では外部電源６とみなすことができる。また、図７に示す外部電源５は、図８では外部電源６とみなすことができる。

【0056】

図８に示すように、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルに外部電源６の正極側が接触し、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルに外部電源６の負極側が接触するようなショートが発生することがある。この場合、ブレーキ制御装置１の動作状態にかかわらず、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルは正電位となり、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルは０Ｖとなる。

【0057】

図９Ａに示すようにブレーキロックスイッチ制御処理が行われない場合は、ブレーキ作動処理においては正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂはともに開放状態にあるが、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルは正電位であるので、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースからブレーキ装置２の正極端子に至る電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。また、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には外部電源６の電圧が印加されてしまうので、ブレーキ作動処理の実行中にもかかわらずモータ３に対するブレーキが解除された状態となり、危険である。そこで、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ作動処理期間中の状態検出信号ＦＢ_Aが正常時の状態検出信号ＦＢ_Aとは異なったものとなった場合（状態検出信号ＦＢ_AがＬｏｗになった場合）、異常が発生したと判定し、アラーム信号を出力する。また、異常検出部１５がブレーキ作動処理期間中に異常が発生したと判定した場合は、図９Ｂに示すように、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号としてブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となり、安全が確保される。

【0058】

図９Ａに示すようにブレーキロックスイッチ制御処理が行われない場合は、ブレーキ解除準備処理においては正側開閉スイッチ２１Ａは閉成状態にあり負側開閉スイッチ２１Ｂは開放状態にあるが、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルは正電位であるので、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースからブレーキ装置２の正極端子に至る電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。また、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルは０Ｖであるので、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂドレインに至る電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｈｉｇｈとなる。また、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には外部電源６の電圧が印加されてしまうので、ブレーキ解除準備処理の実行中にもかかわらずモータ３に対するブレーキが解除された状態となり、危険である。そこで、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理期間中の状態検出信号ＦＢ_Bが正常時の状態検出信号ＦＢ_Bとは異なったものとなった場合（状態検出信号ＦＢ_BがＨｉｇｈになった場合）、異常が発生したと判定し、アラーム信号を出力する。また、異常検出部１５がブレーキ解除準備処理期間中に異常が発生したと判定した場合は、図９Ｂに示すように、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号としてブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となり、安全が確保される。

【0059】

なお、ブレーキ解除準備処理期間中において上述のような外部電源６とのケーブルショートが発生すると、モータ３に対するブレーキが解除されて危険な状態になる。そこで、ブレーキ解除準備処理を実行する時間期間は、ブレーキ指令に対するブレーキ装置２の応答時間よりも短い時間に設定してもよい。このようにブレーキ解除準備処理を実行する時間期間を設定することで、負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障が発生したとしても、モータ３に対するブレーキ装置２のブレーキが解除されてしまうことを回避しつつ当該負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障を検出することができる。

【0060】

図１０は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合を示す図（その２）である。図１１Ａは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図１０に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行わなかった場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。図１１Ｂは、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置において、図１０に示すように外部電源を有する機器がブレーキ装置のブレーキケーブルにショートした場合における各信号及びブレーキ状態を例示する図であって、ブレーキロックスイッチ制御処理を行った場合の各信号及びブレーキ状態を例示する。なお、「ブレーキ制御信号」については、図面を簡明なものにするために図１１Ａ及び図１１Ｂにおいては「ブレーキ信号」と表記している。

【0061】

図６に示すように電源１１をブレーキ装置２と外部機器４とで共用する場合は、図６に示す外部機器４に接続される分の電源１１は、図８では外部電源６とみなすことができる。また、図７に示す外部電源５は、図８では外部電源６とみなすことができる。

【0062】

図１０に示すように、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルに外部電源６の負極側が接触し、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルに外部電源６の正極側が接触するようなショートが発生することがある。外部電源６は電源１１とは異なるものである。この場合、ブレーキ制御装置１の動作状態にかかわらず、ブレーキ装置２の正極端子と正側開閉スイッチ２１Ａのソースとを結ぶブレーキケーブルは０Ｖとなり、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルは正電位となる。また、外部電源６が電源１１と同一であるとみなせる場合は、すでに説明した正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方がショート故障した場合におけるブレーキロックスイッチ制御を実行すればよい。

【0063】

図１１Ａに示すようにブレーキロックスイッチ制御処理が行われない場合は、ブレーキ作動処理においては正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂはともに開放状態にあるが、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルは正電位であるので、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＬｏｗとなる。よって、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至る電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｌｏｗとなる。また、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には外部電源６の電圧が印加されてしまうので、ブレーキ作動処理の実行中にもかかわらずモータ３に対するブレーキが解除された状態となり、危険である。そこで、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ作動処理期間中の状態検出信号ＦＢ_Bが正常時の状態検出信号ＦＢ_Bとは異なったものとなった場合（状態検出信号ＦＢ_BがＬｏｗになった場合）、異常が発生したと判定し、アラーム信号を出力する。また、異常検出部１５がブレーキ作動処理期間中に異常が発生したと判定した場合は、図１１Ｂに示すように、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号としてブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となり、安全が確保される。

【0064】

図１１Ａに示すようにブレーキロックスイッチ制御が行われない場合は、ブレーキ解除準備処理においては正側開閉スイッチ２１Ａは閉成状態にあり負側開閉スイッチ２１Ｂは開放状態にあるが、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子とを結ぶブレーキケーブルは０Ｖであるので、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ａ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースからブレーキ装置２の正極端子に至る電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｈｉｇｈとなる。また、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとを結ぶブレーキケーブルは正電位であるので、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、ブレーキ装置２の負極端子から負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインに至る電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｌｏｗとなる。また、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には外部電源６の電圧が印加されてしまうので、ブレーキ解除準備処理の実行中にもかかわらずモータ３に対するブレーキが解除された状態となり、危険である。そこで、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理期間中の状態検出信号ＦＢ_Aが正常時の状態検出信号ＦＢ_Aとは異なったものとなった場合（状態検出信号ＦＢ_AがＨｉｇｈになった場合）、異常が発生したと判定し、アラーム信号を出力する。また、異常検出部１５がブレーキ解除準備処理期間中に異常が発生したと判定した場合は、図１１Ｂに示すように、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号としてブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となり、安全が確保される。

【0065】

図１２は、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【0066】

ブレーキ作動処理、ブレーキ解除準備処理及びブレーキ解除処理の実行期間中、状態検出部１４は、開閉部１３内の正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_A、及び開閉部１３内の負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bを出力する。

【0067】

ステップＳ１００において、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を開放するよう制御する開放信号を出力する。ブレーキロックスイッチ１６は、開放信号を受けて開放する。

【0068】

ステップＳ１０１において、ブレーキ作動処理を実行する。ブレーキ作動処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂを開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。

【0069】

ステップＳ１０２において、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号のＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生（すなわち正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障）の有無を検出する。ステップＳ１０２において異常発生が検出された場合はステップＳ１０７へ進む。一方、ステップＳ１０２において異常発生が検出されなかった場合はステップＳ１０３へ進む。

【0070】

ステップＳ１０３において、ブレーキ制御部１２は、上位制御装置（図示せず）からブレーキ解除指令を受信したか否かを判定する。上位制御装置には、例えば、ブレーキ装置２の制動対象であるモータ３を制御するためのモータ制御装置や、モータ制御装置のさらに上位の制御装置（例えば数値制御装置やロボット制御装置）などがある。ステップＳ１０３においてブレーキ解除指令を受信していないと判定された場合は、ステップＳ１０１へ戻り、ブレーキ作動処理の実行を継続する。ステップＳ１０３においてブレーキ解除指令を受信した判定された場合は、ステップＳ１０４へ進む。

【0071】

ステップＳ１０４において、ブレーキ制御部１２はブレーキ解除準備処理を実行する。ブレーキ解除準備処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａを閉成しかつ負側開閉スイッチ２１Ｂを開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。

【0072】

ステップＳ１０５において、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生（すなわち負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障）の有無を検出する。ステップＳ１０５において異常発生が検出された場合はステップＳ１１０へ進む。一方、ステップＳ１０５において異常発生が検出されなかった場合はステップＳ１０６へ進む。

【0073】

ステップＳ１０６において、ブレーキ解除処理を実行する。ブレーキ解除処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂを閉成するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。このようにステップＳ１０６におけるブレーキ解除処理が実行されるのは、ブレーキ作動処理の実行中においてステップＳ１０２において異常発生が検出されずなおかつブレーキ解除準備処理の実行中においてステップＳ１０５において異常発生が検出されない場合であるので、安全にブレーキを解除することができる。

【0074】

ステップＳ１０５において異常発生が検出された場合は、ステップＳ１１０において、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。

【0075】

ステップＳ１１１では、作業者に異常発生を通知するために、異常検出部１５は、アラーム信号を出力する。

【0076】

ステップＳ１０２において、異常検出部１５がブレーキ作動処理の実行中において異常発生を検出した場合、ステップＳ１０７において、ブレーキ制御部１２は、上位制御装置（図示せず）からブレーキ解除指令を受信したか否かを判定する。

【0077】

ステップＳ１０７においてブレーキ解除指令を受信していないと判定された場合は、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１０７の前に実行されたステップＳ１０２において検出された異常は、正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障であり。図４Ａを参照して説明したように、正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障があってもブレーキ装置２によるブレーキは作動しているので安全は確保されているが、作業者に異常発生を通知するために、ステップＳ１１１において、異常検出部１５はアラーム信号を出力する。

【0078】

ステップＳ１０７においてブレーキ解除指令を受信したと判定された場合は、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８において、ブレーキ制御部１２はブレーキ解除準備処理を実行する。ブレーキ解除準備処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａを閉成しかつ負側開閉スイッチ２１Ｂを開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力する。

【0079】

ステップＳ１０９において、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生（すなわち負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障）の有無を検出する。

【0080】

ステップＳ１０９において異常発生が検出された場合は、図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した正側開閉スイッチ２１Ａ及び負側開閉スイッチ２１Ｂの両方のショート故障が発生しているので、ステップＳ１１０へ進んでブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。ステップＳ１１０に続くステップＳ１１１において、作業者に異常発生を通知するために、異常検出部１５は、アラーム信号を出力する。

【0081】

ステップＳ１０９において異常発生が検出されなかった場合は、図４Ａを参照して説明した正側開閉スイッチ２１Ａのショート故障の発生のみであり、この場合はブレーキ装置２のブレーキは作動しているので安全は確保されているが、作業者に異常発生を通知するために、ステップＳ１１１において、異常検出部１５はアラーム信号を出力する。

【0082】

なお、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１においては、ブレーキ作動処理からブレーキ解除準備処理を経てブレーキ解除処理へ移行する際の動作フローとして、図１２を参照して説明した動作フロー以外のものを採用してもよい。例えば、異常検出部１５によるブレーキ作動処理の実行中の検出対象である異常発生、及び異常検出部１５によるブレーキ解除準備処理の実行中の検出対象である異常発生、のうちの少なくとも１つが検出されない場合は、当該異常が検出されない手段（すなわち、正側開閉スイッチ２１Ａ、負側開閉スイッチ２１Ｂ、またはブレーキロックスイッチ１６のうちのいずれか）によって、ブレーキ装置２のブレーキを作動させることができるので安全が確保されている。したがって、異常検出部１５によるブレーキ作動処理の実行中の検出対象である異常発生、及び異常検出部１５によるブレーキ解除準備処理の実行中の検出対象である異常発生、のうちの少なくとも１つが検出されない場合は、ブレーキ制御部１２は、当該ブレーキ解除準備処理を終了してブレーキ解除処理を実行するといった動作フローにてブレーキ制御装置１を動作させてもよい。

【0083】

以上説明したように、本開示の第１の実施形態によるブレーキ制御装置１によれば、異常発生がない場合のみモータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除することができる。また、モータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除する際に異常発生があったとしても、ブレーキが解除されてしまう事態を回避することができる。

【0084】

続いて、本開示の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、開閉部を構成する開閉スイッチを、電源の正極端子とブレーキ装置の正極端子との間の電路、または電源の負極端子とブレーキ装置の負極端子との間の電路のいずれか一方に設けたものである。

【0085】

図１３は、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0086】

第２の実施形態では、開閉部１３は、電源１１の正極端子とブレーキ装置２の正極端子との間の電路、または電源１１の負極端子とブレーキ装置２の負極端子との間の電路のうちのいずれか一方の電路を開閉する開閉スイッチを、少なくとも１つ有する。図１３に示す例では、一例として、開閉部１３は、電源１１の負極端子とブレーキ装置２の負極端子との間の電路を開閉する開閉スイッチ２２を１つ有する。図１３に示す例では一方の電路に開閉スイッチを１つ設けたが、一方の電路に２つ以上設けてもよい。例えば、電源１１の負極端子とブレーキ装置２の負極端子との間の電路に、直列接続された２つの開閉スイッチを設けてもよく、この場合、これら２つの開閉スイッチは同一のブレーキ制御信号ＢＳにて開閉制御される。

【0087】

また、一例として、開閉スイッチ２２はノーマリーオープンスイッチとしている。開閉スイッチ２２を構成する半導体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。以下、開閉スイッチ２２がＦＥＴから構成される場合について説明する。

【0088】

ブレーキ制御部１２は、開閉部１３内の開閉スイッチ２２を開閉するためのブレーキ制御信号ＢＳを出力する。ブレーキ制御部１２から出力されるブレーキ制御信号ＢＳは、開閉スイッチ２２及び異常検出部１５へ送られる。本開示の第２の実施形態においてブレーキ制御装置１が実行する制御処理内容は、ブレーキ作動処理及びブレーキ解除処理の２つの処理に分けられ、各処理に応じたブレーキ制御信号ＢＳが開閉スイッチ２２に対して送られる。本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置１におけるブレーキ作動処理及びブレーキ解除処理の詳細については後述する。

【0089】

また、状態検出部１４は、開閉部１３内の開閉スイッチ２２のドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢを生成するために、例えば、フォトカプラ４１Ｃ、分圧抵抗Ｒ１Ｃ及びＲ２Ｃ、並びにプルアップ抵抗Ｒ３Ｃを有する。分圧抵抗Ｒ１Ｃの一端は、ブレーキ装置２の負極端子と開閉スイッチ２２のドレインとを結ぶ電路に接続されており、分圧抵抗Ｒ１Ｃの他の一端は、分圧抵抗Ｒ２Ｃの一端に接続されている。分圧抵抗Ｒ２Ｃの他の一端は接地されている。分圧抵抗Ｒ２Ｃに並列にフォトカプラ４１Ｃ内の発光素子が接続されている。フォトカプラ４１Ｃ内の受光素子の一端には、プルアップ抵抗Ｒ３Ｃが接続されており、フォトカプラ４１Ｃ内の受光素子の他の一端は接地されている。なお、状態検出部１４は、図１３に示す例ではフォトカプラ及び各種抵抗にて構成したが、この代替例として、Ｈｉｇｈ状態とＬｏｗ状態とを切り分けるための基準電圧を出力する電源（電源に代えて、当該基準電圧を抵抗分割などの方法で生成してもよい）と、当該基準電圧と分圧抵抗Ｒ２Ｃにかかる電圧とを比較し当該比較の結果に基づきＨｉｇｈ信号またはＬｏｗ信号を出力するコンパレータと、にて構成してもよい。

【0090】

異常検出部１５は、ブレーキ制御信号ＢＳの内容と状態検出信号ＦＢの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。異常検出部１５による異常検出処理の詳細については後述する。また、異常検出部１５は、異常発生を検出した場合にアラーム信号を出力する機能を有する。

【0091】

異常検出部１５により検出される異常には、開閉スイッチ２２のショート故障、開閉スイッチ２２とブレーキ装置２との間の構成するケーブルと外部回路とのショート、及び状態検出部１４の故障などが含まれる。例えば、開閉スイッチ２２の駆動回路の故障により開閉スイッチ２２が受信した開指令に応答せず開閉スイッチ２２が閉成された状態のままとなる場合は、当該故障については「開閉スイッチ２２のショート故障」とみなすことができる。

【0092】

電源１１、ブレーキロックスイッチ１６、ブレーキロックスイッチ制御部１７、ブレーキ装置２、及びモータ３の詳細は、第１の実施形態において説明した通りである。

【0093】

続いて、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置１におけるブレーキ制御処理及び状態検出処理について説明する。

【0094】

図１４Ａは、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、正常時の各信号及びブレーキ状態を示す。図１４Ｂは、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における開閉スイッチのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図１４Ｃは、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキロックスイッチ制御を行った場合における開閉スイッチのショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。なお、「ブレーキ制御信号」については、図面を簡明なものにするために図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃにおいては「ブレーキ信号」と表記している。

【0095】

本開示の第２の実施形態においてブレーキ制御装置１において実行される制御処理内容は、ブレーキ作動処理及びブレーキ解除処理の２つの処理に分けられる。ブレーキ装置２によるモータ３に対するブレーキが作動している状態は、ブレーキ作動処理を実行することで実現される。ブレーキ装置２によるモータ３に対するブレーキが解除されている状態は、ブレーキ解除処理を実行することで実現される。モータ３に対して作動しているブレーキを解除する際は、ブレーキ作動処理を終了してブレーキ解除処理を実行する。モータ３に対するブレーキが解除されている状態からモータ３に対してブレーキを作動させる際は、ブレーキ解除処理を終了してブレーキ作動処理を実行する。以下の説明では、一例として、開閉スイッチ２２をノーマリーオープンスイッチとしている。

【0096】

図１４Ａに示すように、ブレーキ作動処理では、ブレーキ制御部１２は、開閉スイッチ２２を開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳを出力する。開閉スイッチ２２はノーマリーオープンスイッチであるので、ブレーキ制御部１２は、開閉スイッチ２２に対するブレーキ制御信号ＢＳとしてＬｏｗ信号を出力する。開閉スイッチ２２及びこれに関連する機器に何ら異常がない場合は異常検出部１５は異常発生を検出しないのでブレーキロックスイッチ制御部１７はブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロックスイッチ制御信号ＬＳとして開放信号を出力し、よって、ブレーキロックスイッチ１６は開放される。ブレーキ作動処理により、開閉スイッチ２２は開放されているので、電源１１の正極端子からブレーキ装置２を経て電源１１の負極端子に至る電路は遮断される。したがって、開閉スイッチ２２及びこれに関連する機器に何ら異常がない場合は、ブレーキ制御部１２がブレーキ作動処理を実行することにより、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。また、開閉スイッチ２２は開放されているので、電源１１の正極端子から流れ出た電流は、ブレーキ装置２並びに分圧抵抗Ｒ１Ｃ及びＲ２Ｃを流れる。よって、フォトカプラ４１Ｃ内の発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ｃの出力側はＬｏｗとなる。よって、開閉部１３内の開閉スイッチ２２のドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢは、Ｌｏｗとなる。

【0097】

図１４Ａに示すように、ブレーキ解除処理では、ブレーキ制御部１２は、開閉スイッチ２２を閉成するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳを出力する。開閉スイッチ２２はノーマリーオープンスイッチであるので、ブレーキ制御部１２は、開閉スイッチ２２に対するブレーキ制御信号ＢＳとしてＨｉｇｈ信号を出力する。開閉スイッチ２２及びこれに関連する機器に何ら異常がない場合は異常検出部１５は異常発生を検出しないのでブレーキロックスイッチ制御部１７はブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロックスイッチ制御信号ＬＳとして開放信号を出力し、よって、ブレーキロックスイッチ１６は開放される。ブレーキ解除処理により、開閉スイッチ２２は閉成されているので、電源１１の正極端子からブレーキ装置２を経て電源１１の負極端子に至る電路が形成される。したがって、開閉スイッチ２２及びこれに関連する機器に何ら異常がない場合は、ブレーキ解除処理を実行することにより、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧が印加される。よって、モータ３に対するブレーキが解除された状態となる。また、ブレーキ装置２の負極端子から開閉スイッチ２２を経て電源１１の負極端子に至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｃ及びＲ２Ｃには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｃ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｃの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、開閉部１３内の開閉スイッチ２２のドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢは、Ｈｉｇｈとなる。

【0098】

上述した開閉スイッチ２２及びこれに関連する機器に何ら異常がない場合すなわち正常時のブレーキ作動処理及びブレーキ解除処理における状態検出信号ＦＢの内容については、異常検出部１５内に予め記憶しておき、異常検出処理に用いることができるようにしておく。

【0099】

図１４Ｂは、ブレーキロックスイッチ制御を行わなかった場合における開閉スイッチ２２のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図１４Ｂに示すように、開閉スイッチ２２がショート故障している場合、ブレーキ作動処理期間中、開閉スイッチ２２に対するブレーキ制御信号ＢＳとして開指令であるＬｏｗ信号を出力しているにもかかわらず、開閉スイッチ２２がショート故障しているので、開閉スイッチ２２は閉成された状態になってしまう。したがって、電源１１の正極端子からブレーキ装置２及び開閉スイッチ２２を経て電源１１の負極端子に至る電路が形成される。この結果、電源１１の電圧がブレーキ装置２に印加され、本来はブレーキが作動されるべきところモータ３に対するブレーキが解除された状態となってしまい、危険である。ブレーキ装置２の負極端子から開閉スイッチ２２のドレインに至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｃ及びＲ２Ｃには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｃ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｃの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、開閉部１３内の開閉スイッチ２２のドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢは、Ｈｉｇｈとなる。このように、ブレーキ作動処理期間中は、開閉スイッチ２２及びこれに関連する機器に何ら異常がない場合は状態検出信号ＦＢはＬｏｗであるが、開閉スイッチ２２がショート故障すると、状態検出信号ＦＢはＨｉｇｈになる。異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳの内容と状態検出信号ＦＢの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。より詳しくは、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理からブレーキ解除処理に移行する際に、当該ブレーキ解除処理の直前のブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳがＬｏｗでありなおかつ状態検出信号ＦＢがＬｏｗである場合は異常発生はないと判定し、ブレーキ制御部１２は、当該ブレーキ作動処理を終了してブレーキ解除処理を実行する。異常検出部１５は、ブレーキ作動処理からブレーキ解除処理に移行する際に、当該ブレーキ解除処理の直前のブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳがＬｏｗであり状態検出信号ＦＢがＨｉｇｈである場合は異常発生（すなわち開閉スイッチ２２のショート故障）があると判定する。

【0100】

図１４Ｃは、本開示の第２の実施形態によるブレーキロックスイッチ制御を行った場合における開閉スイッチ２２のショート故障時の各信号及びブレーキ状態を示す。図１４Ｂを参照して説明したように、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳがＬｏｗでありなおかつ状態検出信号ＦＢがＨｉｇｈである場合は異常発生（すなわち開閉スイッチ２２のショート故障）があると判定する。ブレーキ作動処理期間中に、開閉スイッチ２２のショート故障が発生すると、本来はブレーキが作動されるべきところ解除された状態になっているので、異常検出部１５は、アラーム信号を出力する。また、図１４Ｃに示すように、ブレーキ作動処理からブレーキ解除処理に移行する際に、異常検出部１５が当該ブレーキ解除処理の直前のブレーキ作動処理の実行中において異常発生を検出した場合、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時（開閉スイッチ２２のショート故障時）にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。

【0101】

図１５は、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【0102】

ブレーキ作動処理及びブレーキ解除処理の実行期間中、状態検出部１４は、開閉部１３内の開閉スイッチ２２のドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢを出力する。

【0103】

ステップＳ２００において、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を開放するよう制御する開放信号を出力する。ブレーキロックスイッチ１６は、開放信号を受けて開放する。

【0104】

ステップＳ２０１において、ブレーキ作動処理を実行する。ブレーキ作動処理では、ブレーキ制御部１２は、開閉スイッチ２２を開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳを出力する。

【0105】

ステップＳ２０２において、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号のＢＳ及びの内容と状態検出信号ＦＢの内容との組み合わせに基づき、異常発生（すなわち開閉スイッチ２２のショート故障）の有無を検出する。ステップＳ２０２において異常発生が検出された場合はステップＳ２０５へ進む。一方、ステップＳ２０２において異常発生が検出されなかった場合はステップＳ２０３へ進む。

【0106】

ステップＳ２０３において、ブレーキ制御部１２は、上位制御装置（図示せず）からブレーキ解除指令を受信したか否かを判定する。ステップＳ２０３においてブレーキ解除指令を受信していないと判定された場合は、ステップＳ２０１へ戻り、ブレーキ作動処理の実行を継続する。ステップＳ２０３においてブレーキ解除指令を受信した判定された場合は、ステップＳ２０４へ進む。

【0107】

ステップＳ２０４において、ブレーキ解除処理を実行する。ブレーキ解除処理では、ブレーキ制御部１２は、開閉スイッチ２２を閉成するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳを出力する。このようにステップＳ２０４におけるブレーキ解除処理が実行されるのは、当該ブレーキ解除処理の直前のブレーキ作動処理の実行中においてステップＳ２０３において異常発生が検出されない場合であるので、安全にブレーキを解除することができる。

【0108】

ステップＳ２０２において異常発生が検出された場合は、ステップＳ２０５において、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。

【0109】

ステップＳ２０５に続くステップＳ２０６では、作業者に異常発生を通知するために、異常検出部１５は、アラーム信号を出力する。

【0110】

以上説明したように、本開示の第２の実施形態によるブレーキ制御装置１によれば、異常発生がない場合のみモータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除することができる。また、モータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除する際に異常発生があったとしても、ブレーキが解除されてしまう事態を回避することができる。

【0111】

続いて、本開示の第３の実施形態について説明する。本開示の第３の実施形態は、第１の実施形態に故障箇所を検出する機能を追加したものである。本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置１は、第１の実施形態によるブレーキ制御装置１において、ブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す切り離し部をさらに備える。以下に、切り離し部の形態について列記する。

【0112】

図１６は、本開示の第３の実施形態による第１の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0113】

本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置１は、第１の実施形態によるブレーキ制御装置１において、ブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す切り離し部１８をさらに備える。図１６に示すように、第１の形態による切り離し部１８は、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路を開閉する正側切り離しスイッチＳＷ１と、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとの間の電路を開閉する負側切り離しスイッチＳＷ２を有する。切り離し部１８内の正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の開閉は、異常検出部１５によって制御される。後述する故障箇所判定処理期間中において正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の両方が開放されることで、ブレーキ装置２をブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離される。正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２は、半導体スイッチング素子にて構成してもよく、あるいはリレーなどのような機械式スイッチにて構成してもよい。正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２を構成する半導体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。

【0114】

図１７は、本開示の第３の実施形態による第２の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0115】

本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置１は、第１の実施形態によるブレーキ制御装置１において、ブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す切り離し部１８をさらに備える。図１７に示すように、第２の形態による切り離し部１８は、ブレーキ制御装置１とブレーキ装置２とを着脱可能な正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を有する。正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路上に正側コネクタＣ１が設けられ、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとの間の電路上に負側コネクタＣ２が設けられる。後述する故障箇所判定処理期間中においてブレーキ制御装置１とブレーキ装置２との間の正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を物理的に切り離すことで、ブレーキ装置２はブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離される。

【0116】

このように切り離し部１８は、図１６に示す第１の形態または図１７に示す第２の形態にて構成される。異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において異常発生を検出した場合、切り離し部１８によりブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離しかつブレーキロックスイッチ制御部１７が閉成信号を出力した状態において、状態検出信号の内容に基づき、異常発生箇所が、電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置１内）にあるかブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置１外）にあるかを検出する。異常検出部１５による異常判定箇所検出処理の詳細については後述する。

【0117】

異常検出部１５による検出結果は、例えば表示部（図示せず）に送られ、表示部は、「異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるか」を作業者に通知する表示を行う。表示部及び音響機器の例については既に説明した通りである。これにより、作業者は、異常発生箇所を、確実かつ容易に把握することができる。作業者は、より迅速に、例えば異常に係る部品を交換したり異常原因を取り除くといった対応をとるができる。

【0118】

電源１１、ブレーキ制御部１２、開閉部１３、状態検出部１４、ブレーキロックスイッチ１６、ブレーキロックスイッチ制御部１７、ブレーキ装置２、及びモータ３の詳細は、第１の実施形態において説明した通りである。

【0119】

続いて、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置１における異常発生箇所検出処理について説明する。ここでは、切り離し部１８が図１６に示した第１の形態にて構成された場合について説明するが、以下の説明は切り離し部１８が図１７に示した第２の形態にて構成された場合にも同様に適用可能である。

【0120】

図１８は、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置内で発生し得る異常を例示する図である。また、図１９は、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置外で発生し得る異常を例示する図である。

【0121】

図１８に示すように、ブレーキ制御装置１内で発生し得る異常としては、負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障、及び状態検出部１４の故障などがある。また、図１９に示すように、ブレーキ制御装置１外で発生し得る異常としては、開閉部１３とブレーキ装置２とを結ぶブレーキケーブルの断線及び地絡などがある。

【0122】

図２０Ａは、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ解除準備処理期間中に故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。図２０Ｂは、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ解除準備処理期間中にブレーキ制御装置内で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。図２０Ｃは、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ解除準備処理期間外にブレーキ制御装置外で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【0123】

図１８に示すようなブレーキ制御装置１内の故障及び図１９に示すようなブレーキ制御装置１外にある故障はともに図２０Ａに示すようにブレーキ解除準備処理期間中に検出される。図１８に示すような負側開閉スイッチ２１Ｂのショート故障の検出については図４Ｂ及び図４Ｃを参照して既に説明した通りである。

【0124】

本開示の第３の実施形態では、ブレーキ解除準備処理期間中に異常発生が検出された場合は、当該ブレーキ解除準備処理を終了して故障箇所判定処理を実行する。故障箇所判定処理では、ブレーキ制御部１２は、正側開閉スイッチ２１Ａを閉成しかつ負側開閉スイッチ２１Ｂを開放するよう制御するブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bを出力し、異常検出部１５は、切り離し部１８内の正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の両方を開放するよう制御し、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとしてブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、故障箇所判定処理期間中は、正側開閉スイッチ２１Ａは閉成し、負側開閉スイッチ２１Ｂは開放し、ブレーキ装置２はブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離され、ブレーキロックスイッチ１６は閉成する。なお、切り離し部１８が正側切り離しスイッチＳＷ１及びＳＷ２ではなく正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２で構成される場合はブレーキ制御装置１とブレーキ装置２との間の正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を物理的に切り離すことで、ブレーキ装置２をブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す。

【0125】

図１８に示すようなブレーキ制御装置１内に故障がある場合は、図２０Ｂに示すように、故障箇所判定処理期間中は、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経て正側切り離しスイッチＳＷ１に至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａの発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａの出力側はＬｏｗとなる。よって、正側開閉スイッチ２１Ａのソースとブレーキ装置２の正極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Aは、Ｌｏｗとなる。また、負側切り離しスイッチＳＷ２から負側開閉スイッチ２１Ｂを経て電源１１の負極端子に至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｂ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢ_Bは、Ｈｉｇｈとなる。

【0126】

図１９に示すようなブレーキ制御装置１外に故障がある場合は、図２０Ｃに示すように、故障箇所判定処理期間中は、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経て正側切り離しスイッチＳＷ１に至るまでの電路及び電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経て負側切り離しスイッチＳＷ２に至るまでの電路はともに、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ａ及びＲ２Ａ並びに分圧抵抗Ｒ１Ｂ及びＲ２Ｂには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂの発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ａ及び４１Ｂの出力側はともにＬｏｗとなる。よって、状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bは、ともにＬｏｗとなる。

【0127】

このように、図１８に示すようなブレーキ制御装置１内に故障がある場合は図２０Ｂに示すように故障箇所判定処理期間の状態検出信号ＦＢ_BはＨｉｇｈであり、図１９に示すようなブレーキ制御装置１外に故障がある場合は図２０Ｃに示すように故障箇所判定処理期間の状態検出信号ＦＢ_BはＬｏｗである。異常検出部１５は、故障箇所判定処理期間の実行中において、状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容に基づき、異常発生箇所が、電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置内）にあるかブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置外）にあるかを検出する。異常検出部１５は、故障箇所判定処理期間の実行中において、状態検出信号ＦＢ_AがＬｏｗであり状態検出信号ＦＢ_BがＨｉｇｈである場合は、異常発生箇所が電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置内）にあると判定し、状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_BがともにＬｏｗである場合は、異常発生箇所がブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置外）にあると判定する。異常検出部１５による検出結果は、例えば表示部（図示せず）や音響機器（図示せず）に送られ、表示部及び／または音響機器は、「異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるか」を作業者に通知する。

【0128】

図２１は、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【0129】

【0130】

【0131】

【0132】

【0133】

ステップＳ１０３において、ブレーキ制御部１２は、上位制御装置（図示せず）からブレーキ解除指令を受信したか否かを判定する。ステップＳ１０３においてブレーキ解除指令を受信していないと判定された場合は、ステップＳ１０１へ戻り、ブレーキ作動処理の実行を継続する。ステップＳ１０３においてブレーキ解除指令を受信した判定された場合は、ステップＳ１０４へ進む。

【0134】

【0135】

ステップＳ１０５において、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。ステップＳ１０５において異常発生が検出された場合はステップＳ１１０へ進む。一方、ステップＳ１０５において異常発生が検出されなかった場合はステップＳ１０６へ進む。

【0136】

【0137】

【0138】

ステップＳ１０７においてブレーキ解除指令を受信していないと判定された場合は、ステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１において、異常検出部１５はアラーム信号を出力する。

【0139】

【0140】

ステップＳ１０９において、異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において、ブレーキ制御信号ＢＳ_A及びＢＳ_Bの内容と状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。

【0141】

【0142】

ステップＳ１０５またはステップＳ１０９において異常発生が検出された場合は、故障箇所判定処理を実行する。故障箇所判定処理では、まずステップＳ１１０において、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。次いで、ステップＳ１２０において、切り離し部１８を用いてブレーキ装置２をブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す。切り離し部が図１６に示す第１の形態である場合は、異常検出部１５は、切り離し部１８内の正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の両方を開放するよう制御する。切り離し部が図１７に示す第２の形態である場合は、ブレーキ制御装置１とブレーキ装置２との間の正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を物理的に切り離す。次いで、ステップＳ１２１において、異常検出部１５は、故障箇所判定処理期間の実行中において、状態検出信号ＦＢ_A及びＦＢ_Bの内容に基づき、異常発生箇所が、電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置内）にあるかブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置外）にあるかを検出する。ステップＳ１２１に続くステップＳ１１１では、異常検出部１５は、アラームを出力するとともに、「異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるか」の検出結果を表示部または音響機器に出力して作業者に通知する。その後、処理を終了する。

【0143】

以上説明したように、本開示の第３の実施形態によるブレーキ制御装置１によれば、異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるかを把握することができる。また、異常発生がない場合のみモータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除することができる。また、モータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除する際に異常発生があったとしても、ブレーキが解除されてしまう事態を回避することができる。

【0144】

続いて、本開示の第４の実施形態について説明する。本開示の第４の実施形態は、第２の実施形態に故障箇所を検出する機能を追加したものである。本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置１は、第２の実施形態によるブレーキ制御装置１において、ブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す切り離し部をさらに備える。以下に、切り離し部の形態について列記する。

【0145】

図２２は、本開示の第４の実施形態による第１の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0146】

本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置１は、第２の実施形態によるブレーキ制御装置１において、ブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す切り離し部１８をさらに備える。図２２に示すように、第１の形態による切り離し部１８は、電源１１の正極端子とブレーキ装置２の正極端子との間の電路を開閉する正側切り離しスイッチＳＷ１と、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとの間の電路を開閉する負側切り離しスイッチＳＷ２を有する。切り離し部１８内の正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の開閉は、異常検出部１５によって制御される。後述する故障箇所判定処理期間中において正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の両方が開放されることで、ブレーキ装置２はブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離される。正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２は、半導体スイッチング素子にて構成してもよく、あるいはリレーなどのような機械式スイッチにて構成してもよい。正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２を構成する半導体スイッチング素子の例については、第３の実施形態において説明した通りである。

【0147】

図２３は、本開示の第４の実施形態による第２の形態による切り離し部を有するブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0148】

本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置１は、第２の実施形態によるブレーキ制御装置１において、ブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す切り離し部１８をさらに備える。図２３に示すように、第２の形態による切り離し部１８は、ブレーキ制御装置１とブレーキ装置２とを着脱可能な正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を有する。電源１１の正極端子とブレーキ装置２の正極端子との間の電路上に正側コネクタＣ１が設けられ、ブレーキ装置２の負極端子と負側開閉スイッチ２１Ｂのドレインとの間の電路上に負側コネクタＣ２が設けられる。後述する故障箇所判定処理期間中においてブレーキ制御装置１とブレーキ装置２との間の正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を物理的に切り離すことで、ブレーキ装置２はブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離される。

【0149】

このように切り離し部１８は、図２２に示す第１の形態または図２３に示す第２の形態にて構成される。異常検出部１５は、ブレーキ解除準備処理の実行中において異常発生を検出した場合、切り離し部１８によりブレーキ装置２を電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離しかつブレーキロックスイッチ制御部１７が閉成信号を出力した状態において、状態検出信号の内容に基づき、異常発生箇所が、電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置１内）にあるかブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置１外）にあるかを検出する。異常検出部１５による異常判定箇所検出処理の詳細については後述する。

【0150】

【0151】

電源１１、ブレーキ制御部１２、開閉部１３、状態検出部１４、ブレーキロックスイッチ１６、ブレーキロックスイッチ制御部１７、ブレーキ装置２、及びモータ３の詳細は、第２の実施形態において説明した通りである。

【0152】

続いて、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置１における異常発生箇所検出処理について説明する。ここでは、切り離し部１８が図２２に示した第１の形態にて構成された場合について説明するが、以下の説明は切り離し部１８が図２３に示した第２の形態にて構成された場合にも同様に適用可能である。

【0153】

図２４は、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置内で発生し得る異常を例示する図である。また、図２５は、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置及びこれを備えるモータ駆動装置においてブレーキ制御装置外で発生し得る異常を例示する図である。

【0154】

図２４に示すように、ブレーキ制御装置１内で発生し得る異常としては、開閉スイッチ２２のショート故障、及び状態検出部１４の故障などがある。また、図１９に示すように、ブレーキ制御装置１外で発生し得る異常としては、開閉部１３とブレーキ装置２とを結ぶブレーキケーブルの断線及び地絡などがある。

【0155】

図２６Ａは、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ作動処理期間中に故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。図２６Ｂは、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ作動処理期間中にブレーキ制御装置内で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。図２６Ｃは、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置における各信号及びブレーキ状態を説明する図であって、ブレーキ作動備処理期間外にブレーキ制御装置外で故障が検出された時の各信号及びブレーキ状態を示す。

【0156】

図２４に示すようなブレーキ制御装置１内の故障及び図２５に示すようなブレーキ制御装置１外にある故障はともに図２６Ａに示すようにブレーキ作動処理期間中に検出されるが、これについては図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃを参照して既に説明した通りである。

【0157】

本開示の第４の実施形態では、ブレーキ作動処理期間中に異常発生が検出された場合は、当該ブレーキ作動処理を終了して故障箇所判定処理を実行する。故障箇所判定処理では、ブレーキ制御部１２は、異常検出部１５は、切り離し部１８内の正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の両方を開放するよう制御し、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとしてブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、故障箇所判定処理期間中は、ブレーキ装置２はブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離され、ブレーキロックスイッチ１６は閉成する。なお、切り離し部１８が正側切り離しスイッチＳＷ１及びＳＷ２ではなく正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２で構成される場合はブレーキ制御装置１とブレーキ装置２との間の正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を物理的に切り離すことで、ブレーキ装置２はブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す。

【0158】

図２４に示すようなブレーキ制御装置１内に故障がある場合は、図２６Ｂに示すように、故障箇所判定処理期間中は、負側切り離しスイッチＳＷ２から開閉スイッチ２２を経て電源１１の負極端子に至るまでの電路は、電源１１の負極端子の電位である０Ｖと同じ電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１Ｃ及びＲ２Ｃには電流が流れないのでフォトカプラ４１Ｃ内の発光素子は発光せず、したがってフォトカプラ４１Ｂの出力側はＨｉｇｈとなる。よって、開閉スイッチ２２のドレインとブレーキ装置２の負極端子との間の電路の電位状態を示す状態検出信号ＦＢは、Ｈｉｇｈとなる。

【0159】

図２５に示すようなブレーキ制御装置１外に故障がある場合は、図２６Ｃに示すように、故障箇所判定処理期間中は、電源１１の正極端子から正側開閉スイッチ２１Ａを経て負側切り離しスイッチＳＷ２に至るまでの電路は、電源１１の正極端子が出力する電圧と同電位となる。よって、状態検出部１４内の分圧抵抗Ｒ１ＣＡ及びＲ２Ｃには電流が流れるのでフォトカプラ４１Ｃの発光素子は発光し、したがってフォトカプラ４１Ｃの出力側はＬｏｗとなる。よって、状態検出信号ＦＢは、Ｌｏｗとなる。

【0160】

このように、図２４に示すようなブレーキ制御装置１内に故障がある場合は図２６Ｂに示すように故障箇所判定処理期間の状態検出信号ＦＢはＨｉｇｈであり、図２５に示すようなブレーキ制御装置１外に故障がある場合は図２６Ｃに示すように故障箇所判定処理期間の状態検出信号ＦＢはＬｏｗである。異常検出部１５は、故障箇所判定処理期間の実行中において、状態検出信号ＦＢの内容に基づき、異常発生箇所が、電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置内）にあるかブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置外）にあるかを検出する。異常検出部１５は、故障箇所判定処理期間の実行中において、状態検出信号ＦＢがＨｉｇｈである場合は、異常発生箇所が電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置内）にあると判定し、状態検出信号ＦＢがＬｏｗである場合は、異常発生箇所がブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置外）にあると判定する。異常検出部１５による検出結果は、例えば表示部（図示せず）や音響機器（図示せず）に送られ、表示部及び／または音響機器は、「異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるか」を作業者に通知する。

【0161】

図２７は、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置においてモータに対して作動しているブレーキ装置によるブレーキを解除するまでの動作フローを示すフローチャートである。

【0162】

【0163】

【0164】

【0165】

ステップＳ２０２において、異常検出部１５は、ブレーキ作動処理の実行中において、ブレーキ制御信号のＢＳ及びの内容と状態検出信号ＦＢの内容との組み合わせに基づき、異常発生の有無を検出する。ステップＳ２０２において異常発生が検出された場合はステップＳ２０５へ進む。一方、ステップＳ２０２において異常発生が検出されなかった場合はステップＳ２０３へ進む。

【0166】

【0167】

【0168】

ステップＳ２０２において異常発生が検出された場合は、故障箇所判定処理を実行する。故障箇所判定処理では、まずステップＳ２０５において、ブレーキロックスイッチ制御部１７は、ブレーキロックスイッチ１６に対するブレーキロック制御信号ＬＳとして、ブレーキロックスイッチ１６を閉成するよう制御する閉成信号を出力する。これにより、ブレーキロックスイッチ１６は閉成されてブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となる。これにより、異常発生時にブレーキが解除されてしまうことを回避することができる。次いで、ステップＳ２２０において、切り離し部１８を用いてブレーキ装置２をブレーキ制御装置１内の電源１１及び開閉部１３から電気的に切り離す。切り離し部が図２２に示す第１の形態である場合は、異常検出部１５は、切り離し部１８内の正側切り離しスイッチＳＷ１及び負側切り離しスイッチＳＷ２の両方を開放するよう制御する。切り離し部が図２３に示す第２の形態である場合は、ブレーキ制御装置１とブレーキ装置２との間の正側コネクタＣ１及び負側コネクタＣ２を物理的に切り離す。次いで、ステップＳ２２１において、異常検出部１５は、故障箇所判定処理期間の実行中において、状態検出信号ＦＢの内容に基づき、異常発生箇所が、電源１１及び開閉部１３を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置内）にあるかブレーキ装置２を含む回路側（すなわちブレーキ制御装置外）にあるかを検出する。ステップＳ２２１に続くステップＳ２０６では、異常検出部１５は、アラームを出力するとともに、「異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるか」の検出結果を表示部または音響機器に出力して作業者に通知する。

【0169】

以上説明したように、本開示の第４の実施形態によるブレーキ制御装置１によれば、異常発生箇所がブレーキ制御装置１内であるかブレーキ制御装置１外であるかを把握することができる。また、異常発生がない場合のみモータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除することができる。また、モータ３に対して作動しているブレーキ装置２によるブレーキを解除する際に異常発生があったとしても、ブレーキが解除されてしまう事態を回避することができる。

【0170】

なお、上述の各実施形態では、ブレーキロックスイッチ１６をノーマリーオープンスイッチにて構成したが、この代替例として、ブレーキロックスイッチ１６をノーマリークローズスイッチにて構成してもよい。ブレーキロックスイッチ１６をノーマリークローズスイッチで構成することで、何らかの原因でノーマリークローズのブレーキロックスイッチ１６の駆動回路のための電源が消失したとしても、ブレーキ装置２の入力端子間（すなわちブレーキ装置２の正極端子と負極端子との間）が短絡されるので、ブレーキ装置２のブレーキコイル１１５には電源１１の電圧は印加されない。よって、モータ３に対してブレーキが作動された状態となり、安全が確保される。

【符号の説明】

【0171】

１ブレーキ制御装置
２ブレーキ装置
３モータ
１１電源
１２ブレーキ制御部
１３開閉部
１４状態検出部
１５異常検出部
１６ブレーキロックスイッチ
１７ブレーキロックスイッチ制御部
１８切り離し部
２１Ａ正側開閉スイッチ
２１Ｂ負側開閉スイッチ
２２開閉スイッチ
４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃフォトカプラ
４２サージアブソーバ
１００モータ駆動装置
１１１摩擦板
１１２アーマチュア
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
Ｃ１正側コネクタ
Ｃ２負側コネクタ
Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ｂ、Ｒ１Ｃ、Ｒ２Ｃ分圧抵抗
Ｒ３Ａ、Ｒ３Ｂ、Ｒ３Ｃプルアップ抵抗
ＳＷ１正側切り離しスイッチ
ＳＷ２負側切り離しスイッチ

【図1】