(57)【要約】【課題】電磁石とア−マチュアとの間のギャップが小さい場合でも、確実にア−マチュアの吸引タイミングを検知する。【解決手段】励磁電流の前々回の今回値と前回値との差（ΔＩｎ-2）および前回の今回値と前回値との差（ΔＩｎ-1）がΔＩｎ-2≒ΔＩｎ-1≒０となり（ΔＩｎ-2≦Ｔｈ１、ΔＩｎ-1≦Ｔｈ１、Ｔｈ１≒０）、励磁電流の今回の今回値と前回値との差（ΔＩｎ）が前回の今回値と前回値との差（ΔＩｎ-1）に対して大きく増加した場合（ΔＩｎ−ΔＩｎ-1≧Ｔｈ２）を、電磁石によるア−マチュアの吸引タイミングとして検知する。【選択図】  図５
2006002807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石によるアーマチュアの吸引タイミングを検知するア−マチュア吸引検知方法において、
前記電磁石への励磁電流の供給を開始する工程と、
供給が開始された前記電磁石への励磁電流の値を定期的に測定する工程と、
前記定期的に測定される励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が負となった場合を前記吸引タイミングとして検知する工程と、
前記定期的に測定される励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が少なくとも１回所定の第１の閾値以下となった後に所定の第２の閾値以上となった場合を吸引タイミングとして検知する工程と
を備えたことを特徴とするア−マチュア吸引検知方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたア−マチュア吸引検知方法において、
交流電圧を全波整流して得られる直流電圧を前記励磁電流の供給源とする工程を備え、
前記励磁電流の値を測定する工程は、前記直流電圧の全波整流波形の１周期毎に前記励磁電流の値を測定する
ことを特徴とするア−マチュア吸引検知方法。
【請求項３】
電磁石によるアーマチュアの吸引タイミングを検知するア−マチュア吸引検知装置において、
前記電磁石への励磁電流の供給を開始する励磁電流供給開始手段と、
供給が開始された前記電磁石への励磁電流の値を定期的に測定する励磁電流値測定手段と、
前記定期的に測定される励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が負となった場合を前記吸引タイミングとして検知する第１の吸引タイミング検知手段と、
前記定期的に測定される励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が少なくとも１回所定の第１の閾値以下となった後に所定の第２の閾値以上となった場合を吸引タイミングとして検知する第２の吸引タイミング検知手段と
を備えたことを特徴とするア−マチュア吸引検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたア−マチュア吸引検知装置において、
交流電圧を全波整流して得られる直流電圧を前記励磁電流の供給源とする手段を備え、
前記励磁電流値測定手段は、前記直流電圧の全波整流波形の１周期毎に前記励磁電流の値を測定する
ことを特徴とするア−マチュア吸引検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁クラッチや電磁ブレーキに用いて好適なア−マチュア吸引検知方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動機の回転軸を制動する電磁ブレーキとして、電磁石とア−マチュアとを組み合わせた電磁ブレーキが使用されている。図７に従来の電磁ブレーキの一例を示す（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は交流電源、２は励磁部、３は電磁石、４はア−マチュア、５はブレーキ動作検出部、６は圧縮バネ、７は電動機の回転軸、８はブレーキ用のディスク、９はプレートである。ディスク８は電動機の回転軸７に軸方向にのみ移動可能に取り付けられており、プレート９は電磁石３のフレームに固定されている。
【０００３】
この電磁ブレーキは、無励磁作動形とされ、電磁石３に励磁電流が供給されていない場合、圧縮バネ６の押圧力によって、ア−マチュア４をディスク８を介してプレート９に押し付けて、電動機の回転軸７を制動する。
【０００４】
これに対し、ブレーキコイル励磁指令ＢＲＣが与えられると、励磁部２において交流電源１からの交流電圧Ｖａが全波整流され、この全波整流された直流電圧Ｖｄが電磁石３に加わり、電磁石３に励磁電流が流れる。これにより、ア−マチュア４が圧縮バネ６に抗して電磁石３に吸引され、ディスク８がフリーとなって、電動機の回転軸７の制動が解除される。
【０００５】
ここで、何らかの原因によって、電磁石３へ励磁電流を供給したにも拘わらず、ア−マチュア４が吸引されない状態が生じると、電動機の回転軸７が制動されたままの状態となり、この状態で電動機を駆動すれば、電動機の焼損やブレーキの損傷を招く虞れがある。そこで、この電磁ブレーキでは、ア−マチュア４が電磁石３に吸引されたことを検知してから、電動機への電流の供給を行うようにしている。この電磁石３によるア−マチュア４の吸引タイミングの検知はブレーキ動作検出部５において行われる。
【０００６】
図８（ａ）はブレーキコイル励磁指令ＢＲＣが与えられたときの電磁石３への電流指令Ｉｒである。この電磁ブレーキにおいて、電磁石３に実際に流れる励磁電流は、図８（ｂ）のＩｂに示すように、ほゞ回路の時定数で定まる立ち上がりの速度で増加する。そして、あるレベルの電流に達すると、ア−マチュア４が吸引される。このとき、漸増中の励磁電流Ｉｂが瞬間的に減少する現象が生じる。この現象は、ア−マチュア４の吸引により磁気回路に変化が生じ、電磁石３のリアクタンスが変動するために生じるものと考えられる。
【０００７】
ブレーキ動作検出部５は、励磁電流Ｉｂの値を定期的に測定し、前回の測定で得られた電流検出値（Ｉｎ-1）と今回の測定で得られた電流検出値（Ｉｎ）とを比較し、Ｉｎ＜Ｉｎ-1の場合、すなわち今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ（ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1）が負となった場合を電磁石３によるア−マチュア４の吸引タイミングとして検知し、ブレーキ動作信号ＢＲＳを出力する。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２２９６８号公報、図１、段落〔００１１〕，〔００１２〕。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の電磁ブレーキでは、電磁石３とア−マチュア４との間のギャップが小さい場合、電磁石３にア−マチュア４が正常に吸引されたにも拘わらず、励磁電流Ｉｂの波形に瞬間的な減少が生じないことがある。これは、吸引時の電磁石３のリアクタンスの変動が小さく、また、全波整流を開始する際の交流電圧Ｖａの波形の位置によって、吸引時の励磁電流Ｉｂの電流波形のポイントが変わるためであると考えられる。このため、ア−マチュアの吸引タイミングの検知が行えたり、行えなかったりし、不確実となる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、電磁石とア−マチュアとの間のギャップが小さい場合でも、確実にア−マチュアの吸引タイミングを検知することができるア−マチュア吸引検知方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために本発明は、電磁石によるアーマチュアの吸引タイミングを検知するア−マチュア吸引検知方法において、電磁石への励磁電流の供給を開始する工程と、供給が開始された電磁石への励磁電流の値を定期的に測定する工程と、定期的に測定される励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が負となった場合を吸引タイミングとして検知する工程と、定期的に測定される励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が少なくとも１回所定の第１の閾値以下となった後に所定の第２の閾値以上となった場合を吸引タイミングとして検知する工程とを設けたものである。
【００１２】
この発明では、励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じる場合、励磁電流の今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ-1が負となった場合として、ア−マチュアの吸引タイミングが検知される。しかし、ΔＩｎが負という条件だけでは、励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じない場合のア−マチュアの吸引タイミングを検知することができない。
【００１３】
そこで、この発明では、励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じない場合でも、励磁電流の波形にはア−マチュアの吸引前後で瞬間的な傾きの変化が生じるということに着目し、定期的に測定される励磁電流の今回値と前回値との差ΔＩｎが少なくとも１回所定の第１の閾値以下となった後に所定の第２の閾値以上となった場合を吸引タイミングとして検知する。例えば、励磁電流の前々回の今回値と前回値との差ΔＩｎ-2および前回の今回値と前回値との差ΔＩｎ-1がΔＩｎ-2≒ΔＩｎ-1≒０となり、励磁電流の今回の今回値と前回値との差ΔＩｎが前回の今回値と前回値との差ΔＩｎ-1に対して大きく増加した場合を、電磁石によるア−マチュアの吸引タイミングとして検知する。
【００１４】
なお、本発明では、供給が開始された電磁石への励磁電流の値を定期的に測定するが、全波整流された直流電圧を電磁石に加える方式では、この直流電圧の全波整流波形の１周期毎に励磁電流の値を測定するとよい。この場合、直流電圧の全波整流波形のゼロクロス点を検出し、この検出したゼロクロス点毎に励磁電流の値を測定したり、そのゼロクロス点を起点とする所定時点毎に励磁電流の値を測定するなどの方法が考えられる。また、本発明は、上述した方法を適用した装置としても構成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じる場合には、定期的に測定される励磁電流の今回値と前回値との差が負となった場合として、また、励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じない場合には、定期的に測定される励磁電流の今回値と前回値との差が少なくとも１回所定の第１の閾値以下となった後に所定の第２の閾値以上となった場合として、ア−マチュアの吸引タイミングを検知することができるので、電磁石によるア−マチュアの吸引タイミングを確実に検知することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施に用いるア−マチュア吸引検知装置を組み込んだ電磁ブレーキの一例を示す構成図である。同図において、図７と同一符号は図７を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示す。
【００１７】
この電磁ブレーキにおいても、図７に示した従来の電磁ブレーキと同様に、交流電源１からの交流電圧Ｖａを全波整流回路１０によって全波整流し、この全波整流された直流電圧Ｖｄを電磁石３に加えるようにしている。但し、電磁石３への直流電圧Ｖｄの供給路には、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１１と電流検出部１２を設けている。
【００１８】
また、ＣＰＵ１３−１とＲＯＭ１３−２とＲＡＭ１３−３とを主要構成要素とする制御部１３を設け、ブレーキコイル励磁指令ＢＲＣに従って、ＣＰＵ１３−１からＦＥＴ１１へＯＮ／ＯＦＦ指令を与えるようにしている。また、ゼロクロス検出部１４を設け、全波整流回路１０によって全波整流された直流電圧Ｖｄのゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点を検出する毎に検出パルスをＣＰＵ１３−１へ与えるようにしている。また、電磁石３に流れる励磁電流Ｉｂを電流検出部１２において電圧Ｖｃとして検出し、この電圧ＶｃをＣＰＵ１３−１へ与えるようにしている。
【００１９】
ＣＰＵ１３−１は、ブレーキコイル励磁指令ＢＲＣ、ゼロクロス検出部１４からの検出パルス、電流検出部１２からの電圧Ｖｃ（励磁電流Ｉｂの値）を得て、ＲＡＭ１３−３にアクセスしながら、ＲＯＭ１３−２に格納されたプログラムに従って動作する。ＲＯＭ１３−２には、本実施の形態特有のプログラムとして、ア−マチュア吸引検知プログラムが格納されている。なお、このア−マチュア吸引検知プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録された状態で提供し、この記録媒体から読み出してハードディスクなどの記憶装置（図示せず）にインストールするようにしてもよい。
【００２０】
図２に電動機の回転軸７に対する電磁石３やア−マチュア４などの取り付け状況を示す。電磁石３は、電動機１００側に取り付けた固定鉄心である電磁石フレーム３−１と、この電磁石フレーム３−１に巻かれた励磁コイル３−２とから構成され、この電磁石３によって吸引される可動板として電動機１００の回転軸７上を移動するア−マチュア４が設けられている。
【００２１】
また、ア−マチュア４に隣接して順次、ブレーキ用のディスク８およびプレート９が配置されている。ディスク８は電動機１００の回転軸７に軸方向にのみ移動可能に固定され、プレート９は電磁石フレーム３−１側に固定されている。また、ア−マチュア４と電磁石フレーム３−１との間に圧縮バネ６が設けられ、電磁石３の非作動時、圧縮バネ６の押圧力によって、ア−マチュア４をディスク８を介してプレート９に押し付けて、電動機１００の回転軸７を制動する。この状態において、電磁石フレーム３−１とア−マチュア４との対向面の間隔（ギャップ）Ｇは、例えば０．２〜０．４ｍｍとされる。
【００２２】
〔ア−マチュア吸引検知〕
以下、図３に示すフローチャートを参照しながら、ＲＯＭ１３−２に格納されたア−マチュア吸引検知プログラムに従うＣＰＵ１３−１の処理動作について説明する。
【００２３】
なお、図３のフローチャートにおいて、Ｉｎは励磁電流Ｉｂの今回の測定値（今回値）、Ｉｎ-1は励磁電流Ｉｂの前回の測定値（前回値）、ΔＩｎは今回測定された励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差、ΔＩｎ-1は前回測定された励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差、ΔＩｎ-2は前々回測定された励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差、Ｎは検出されたゼロクロス点のカウント数を示し、これらの値はその初期値が０とされている。
【００２４】
ＣＰＵ１３−１は、ブレーキコイル励磁指令ＢＲＣが与えられると（ステップ３０１のＹＥＳ）、ＦＥＴ１１をＯＮとする（ステップ３０２）。これによって、全波整流回路１０において交流電源１からの交流電圧Ｖａの全波整流が開始され、全波整流された直流電圧Ｖｄが電磁石３に加わり、電磁石３に励磁電流Ｉｂが流れる。
【００２５】
図４（ａ）にＦＥＴ１１へのＣＰＵ１３−１からのＯＮ／ＯＦＦ指令を、図４（ｂ）に電磁石３に加えられる全波整流された直流電圧Ｖｄを、図４（ｃ）にゼロクロス検出部１４が出力する検出パルスを、図４（ｄ）に電磁石３に流れる励磁電流Ｉｂを、図４（ｅ）にＣＰＵ１３−１が出力するブレーキ動作信号ＢＲＳを示す。
【００２６】
ＦＥＴ１１がＯＮとされると（図４（ａ）に示すｔ０点）、励磁電流Ｉｂはほゞ回路の時定数で定まる立ち上がりの速度で増加する。ここで、励磁電流Ｉｂは、直流電圧Ｖｄの全波整流波形に応じ、脈打ちながら増加して行く。なお、この例では、電磁石３の励磁コイル３−２のリアクタンスに対し回路中の抵抗分が大きく、直流電圧Ｖｄの全波整流波形と励磁電流Ｉｂの波形との位相差はほゞ零であるものとする。
【００２７】
この励磁電流Ｉｂの増加過程において、ゼロクロス検出部１４は、全波整流された直流電圧Ｖｄのゼロクロス点を検出し、ゼロクロス点を検出する毎に検出パルスをＣＰＵ１３−１へ与える。図４（ｃ）はゼロクロス検出部１４より出力される検出パルスであり、全波整流された直流電圧Ｖｄが０になる毎に、すなわち全波整流波形の１周期Ｔ毎に、１パルスの検出パルスが発せられている。
【００２８】
〔１発目〕
ＣＰＵ１３−１は、ゼロクロス検出部１４から最初の検出パルス（１発目）が入力されると（ステップ３０３：図４（ｃ）に示すｔ１点）、Ｎ＝Ｎ＋１（Ｎ＝１）としたうえ（ステップ３０４）、その時の電流検出部１２からの電圧Ｖｃ、すなわちその時の励磁電流Ｉｂの値Ｉ１を読み取る（ステップ３０５）。そして、その読み取った励磁電流Ｉｂの値Ｉ１を励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎとする（ステップ３０６）。そして、ＩｎとＩｎ-1との差を求め、励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎとする（ステップ３０７）。なお、この場合、Ｉｎ-1は初期値０（Ｉ０）とされ、ＩｎはＩ１とされているので、ΔＩｎ（ΔＩ１）＝Ｉ１−Ｉ０とされる。
【００２９】
次に、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩｎがΔＩｎ＜０であるか否かをチェックする（ステップ３０８）。この場合、ΔＩｎ＝Ｉ１−Ｉ０であり、ΔＩｎ≧０であるので、ステップ３０９へ進む。ステップ３０９ではＮ≦３であるか否かをチェックする。この場合、Ｎ＝１であるので、ステップ３０９のＮＯに応じてステップ３１０へ進む。ステップ３１０では、Ｉｎ-1＝Ｉｎとする。すなわち、ステップ３０５で測定された励磁電流Ｉｂの今回値Ｉ１を前回値Ｉｎ-1とする。
【００３０】
次に、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩｎ-2＝ΔＩｎ-1とする（ステップ３１１）。この場合、ΔＩｎ-1，ΔＩｎ-2は共に初期値０であるので、ΔＩｎ-2の値は変わらない。そして、この後、ΔＩｎ-1＝ΔＩｎとする（ステップ３１２）。この場合、ΔＩｎはＩ１−Ｉ０とされているので、ΔＩｎ-1＝Ｉ１−Ｉ０とされる。
【００３１】
〔２発目〕
ＣＰＵ１３−１は、ゼロクロス検出部１４からの次の検出パルス（２発目）を受けると（ステップ３０３のＹＥＳ：図４（ｃ）に示すｔ２点）、Ｎ＝Ｎ＋１（Ｎ＝２）としたうえ（ステップ３０４）、その時の励磁電流Ｉｂの値Ｉ２を読み取る（ステップ３０５）。そして、この読み取った励磁電流Ｉｂの値Ｉ２を励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎとし（ステップ３０６）、この時のＩｎとＩｎ-1との差を今回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎとする（ステップ３０７）。この場合、Ｉｎ-1はＩ１とされ、ＩｎはＩ２とされているので、ΔＩｎ（ΔＩ２）＝Ｉ２−Ｉ１とされる。
【００３２】
次に、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩｎがΔＩｎ＜０であるか否かをチェックする（ステップ３０８）。この場合、ΔＩｎ＝Ｉ２−Ｉ１であり、図４（ｄ）の波形から分かるように、ΔＩｎ≧０であるので、ステップ３０９へ進む。ステップ３０９ではＮ≦３であるか否かをチェックする。この場合、Ｎ＝２であるので、ステップ３０９のＮＯに応じてステップ３１０へ進む。ステップ３１０では、Ｉｎ-1＝Ｉｎとする。すなわち、ステップ３０５で測定された励磁電流Ｉｂの今回値Ｉ２を前回値Ｉｎ-1とする。
【００３３】
次に、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩｎ-2＝ΔＩｎ-1とする（ステップ３１１）。この場合、ΔＩｎ-1はＩ１−Ｉ０であるので、ΔＩｎ-2はＩ１−Ｉ０とされる。そして、この後、ΔＩｎ-1＝ΔＩｎとする（ステップ３１２）。この場合、ΔＩｎはＩ２−Ｉ１とされているので、ΔＩｎ-1はＩ２−Ｉ１とされる。これにより、次の測定が開始される前に、ΔＩｎ-1に前回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩ２＝Ｉ２−Ｉ１が格納され、ΔＩｎ-2に前々回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩ１＝Ｉ１−Ｉ０が格納されることになる。
【００３４】
〔３発目〕
ＣＰＵ１３−１は、ゼロクロス検出部１４からの次の検出パルス（３発目）を受けると（ステップ３０３のＹＥＳ：図４（ｃ）に示すｔ３点）、Ｎ＝Ｎ＋１（Ｎ＝３）としたうえ（ステップ３０４）、その時の励磁電流Ｉｂの値Ｉ３を読み取る（ステップ３０５）。そして、この読み取った励磁電流Ｉｂの値Ｉ３を励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎとし（ステップ３０６）、この時のＩｎとＩｎ-1との差を今回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎとする（ステップ３０７）。この場合、Ｉｎ-1はＩ２とされ、ＩｎはＩ３とされているので、ΔＩｎ（ΔＩ３）＝Ｉ３−１２とされる。
【００３５】
次に、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩｎがΔＩｎ＜０であるか否かをチェックする（ステップ３０８）。この場合、ΔＩｎ＝Ｉ３−Ｉ２であり、図４（ｄ）の波形から分かるように、ΔＩｎ≧０であるので、ステップ３０９へ進む。ステップ３０９ではＮ≦３であるか否かをチェックする。この場合、Ｎ＝３であるので、ステップ３０９のＹＥＳに応じてステップ３１３へ進む。
【００３６】
ステップ３１３では、前回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎ-1（ΔＩ２＝Ｉ２−Ｉ１）および前々回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎ-2（ΔＩ１＝Ｉ１−Ｉ０）が共に第１の閾値Ｔｈ１以下であるか否かをチェックする。すなわち、定期的に測定される励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩが２回連続して第１の閾値Ｔｈ１以下となったか否かをチェックする。この実施の形態では、第１の閾値Ｔｈ１をほゞ零とすることにより、ΔＩｎ-1≒ΔＩｎ-2≒０であるか否かをチェックする。
【００３７】
ステップ３１３において、ΔＩｎ-1≒ΔＩｎ-2≒０であった場合には、今回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎ（ΔＩ３＝Ｉ３−Ｉ２）と前回測定された励磁電流Ｉｂの今回値と前回値との差ΔＩｎ-1（ΔＩ２＝Ｉ２−Ｉ１）との差が第２の閾値Ｔｈ２以上であるか否かをチェックする（ステップ３１４）。この実施の形態では、第２の閾値Ｔｈ２をある程度大きな値として設定することにより、ΔＩｎがΔＩｎ-1に対して大きく増加したか否かをチェックする。
【００３８】
なお、図４（ｄ）に示した励磁電流Ｉｂの波形において、ΔＩ１，ΔＩ２は何れもＴｈ１を越えているので、ステップ３１４へは進まずに、ステップ３１３からステップ３１０へ進むことになる。
【００３９】
〔励磁電流Ｉｂの波形に瞬間的な減少が生じる場合〕
図４（ｄ）は電磁石３によりア−マチュア４が吸引された時に励磁電流Ｉｂに瞬間的な減少が生じる場合の波形を例示している。この例では、図４（ｄ）に示すｔ６〜ｔ８の期間に、励磁電流Ｉｂの瞬間的な減少が生じている。
【００４０】
この場合、検出パルスの１発目〜６発目（ｔ１〜ｔ６点）までは、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎはΔＩｎ≧０となる。したがって、ＣＰＵ１３−１は、ステップ３０８でのＮＯに応じ、ステップ３１５へは進まずに、ステップ３０９以降の処理を実行する。
【００４１】
これに対し、検出パルスの７発目（ｔ７点）では、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ、すなわち励磁電流Ｉｂの今回値Ｉ７と前回値Ｉ６との差ΔＩ７が負となる。この場合、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩｎ＜０となったことをステップ３０８で検知し、この時点を電磁石３によるア−マチュア４の吸引タイミングと判断し、ブレーキ動作信号ＢＲＳを出力する（ステップ３１５）。
【００４２】
〔励磁電流Ｉｂの波形に瞬間的な減少が生じない場合〕
図５（ｄ）に、電磁石３によりア−マチュア４が吸引されたにも拘わらず、励磁電流Ｉｂに瞬間的な減少が生じない場合の波形を例示する。この例において、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎが負となるところはない。したがって、ΔＩｎ＜０という条件では、ア−マチュア４の吸引タイミングを検知することはできない。
【００４３】
しかし、この場合、励磁電流Ｉｂの波形には、ア−マチュア４の吸引前後で、瞬間的な傾きの変化が生じる。この例では、図５（ｄ）に示すｔ６〜ｔ８の期間に、励磁電流Ｉｂに瞬間的な傾きの変化が生じている。すなわち、励磁電流Ｉｂの増加が鈍化し、一度飽和した後、再度増加に転じている。
【００４４】
この場合、検出パルスの１発目〜５発目（ｔ１〜ｔ５点）までは、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎはΔＩｎ＞Ｔｈ１となる。したがって、ＣＰＵ１３−１は、ステップ３１３でのＮＯに応じ、ステップ３１４へは進まずに、ステップ３１０以降の処理を実行する。
【００４５】
これに対し、検出パルスの６発目（ｔ６点）では、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ、すなわち励磁電流Ｉｂの今回値Ｉ６と前回値Ｉ５との差ΔＩ６がΔＩ６≦Ｔｈ１となり、検出パルスの７発目（ｔ７点）では、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ、すなわち励磁電流Ｉｂの今回値Ｉ７と前回値Ｉ６との差ΔＩ７がΔＩ７≦Ｔｈ１となる。また、検出パルスの８発目（ｔ８点）では、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎ、すなわち励磁電流Ｉｂの今回値Ｉ８と前回値Ｉ７との差ΔＩ８がΔＩ８≧Ｔｈ２となる。
【００４６】
この場合、ＣＰＵ１３−１は、ΔＩ６，ΔＩ７が共に閾値Ｔｈ１以下となり、ΔＩ６≒ΔＩ７≒０となったことをステップ３１３で検知し、またΔＩ８がＴｈ２以上となり、ΔＩ８がΔＩ７に対して大きく増加したことをステップ３１４で検知し、この時点を電磁石３によるア−マチュア４の吸引タイミングと判断し、ブレーキ動作信号ＢＲＳを出力する（ステップ３１５）。
【００４７】
このようにして、本実施の形態では、励磁電流Ｉｂの波形に瞬間的な減少が生じる場合には、定期的に測定される励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差が負となった場合として、また、励磁電流Ｉｂの波形に瞬間的な減少が生じない場合には、定期的に測定される励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差が連続（この例では、２回）して閾値Ｔｈ１以下となった後に閾値Ｔｈ２以上となった場合として、ア−マチュア４の吸引タイミングが検知されるので、電磁石３によるア−マチュア４の吸引タイミングを確実に検知することができるようになる。
【００４８】
図６にこの電磁ブレーキにおける制御部１３の要部の機能ブロック図を示す。制御部１３は、その主要機能として、励磁指令検出手段１３ａと、測定タイミング生成手段１３ｂと、励磁電流値読取手段１３ｃと、吸引タイミング判定手段１３ｄとを備えている。吸引タイミング判定手段１３ｄは、第１の吸引タイミング判定手段１３ｄ１と、第２の吸引タイミング判定手段１３ｄ２と、論理和手段１３ｄ３とを備えている。
【００４９】
この構成において、励磁指令検出手段１３ａはブレーキコイル励磁指令ＢＲＣを検出し、ＦＥＴ１１へのＯＮ／ＯＦＦ指令を生成すると同時に、測定タイミング生成手段１３ｂに測定タイミングの生成指令を送る。測定タイミング生成手段１３ｂは、励磁指令検出手段１３ａからの測定タイミングの生成指令を受けて、ゼロクロス検出部１４からの検出パルスの入力毎に、励磁電流値読取手段１３ｃに読取指令を送る。励磁電流値読取手段１３ｃは、測定タイミング生成手段１３ｂからの読取指令を受けて、そのときの電流検出部１２からの電圧Ｖｃすなわち励磁電流Ｉｂの値を読み取り、吸引タイミング判定手段１３ｄへ送る。
【００５０】
吸引タイミング判定手段１３ｄにおいて、第１の吸引タイミング判定手段１３ｄ１は、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差ΔＩｎを求め、この差ΔＩｎが負となった場合を吸引タイミングと判断し、論理和手段１３ｄ３を介してブレーキコイル動作信号ＢＲＳを出力する。
【００５１】
吸引タイミング判定手段１３ｄにおいて、第２の吸引タイミング判定手段１３ｄ２は、励磁電流Ｉｂの前々回の今回値と前回値との差ΔＩｎ-2、前回の今回値と前回値との差ΔＩｎ-1、今回の今回値と前回値との差ΔＩｎを求め、ΔＩｎ-2およびΔＩｎ-1が共に第１の閾値Ｔｈ１以下で、ΔＩｎ−ΔＩｎ-1≧Ｔｈ２である場合を吸引タイミングと判断し、論理和手段１３ｄ３を介してブレーキコイル動作信号ＢＲＳを出力する。
【００５２】
なお、上述した実施の形態では、励磁電流Ｉｂの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ-1との差が閾値Ｔｈ１以下となる連続回数を２回としたが、２回に限られるものでないことは言うまでもなく、１回であってもよい。
また、上述した実施の形態では、閾値Ｔｈ１をほゞ零としたが、閾値Ｔｈ１は状況に応じて定められるものであり、必ずしもほゞ零としなくてもよい。
また、上述した実施の形態では、全波整流された直流電圧Ｖｄのゼロクロス点毎に励磁電流Ｉｂの値を測定するようにしたが、ゼロクロス点を起点とする所定時点毎に励磁電流Ｉｂの値を測定するようにしてもよい。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、全波整流された直流電圧Ｖｄを電磁石３に加えるようにしたが、全波整流された直流電圧Ｖｄを平滑化した平滑電圧を加えるようにしてもよい。この場合、励磁電流Ｉｂの測定周期は、必ずしも全波整流波形の１周期としなくてもよい。
また、上述した実施の形態では、電磁ブレーキを例にとって説明したが、電磁クラッチにおいても同様にして適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施に用いるア−マチュア吸引検知装置を組み込んだ電磁ブレーキの一例を示す構成図である。
【図２】電動機の回転軸に対する電磁石やア−マチュアなどの取り付け状況を示す側断面図である。
【図３】この電磁ブレーキにおける制御部のＣＰＵが実行するア−マチュア吸引検知プログラムに従う処理動作を示すフローチャートである。
【図４】励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じる場合のブレーキ動作信号の発生状況を示すタイムチャートである。
【図５】励磁電流の波形に瞬間的な減少が生じない場合のブレーキ動作信号の発生状況を示すタイムチャートである。
【図６】この電磁ブレーキにおける制御部の要部を示す機能ブロック図である。
【図７】従来の電磁ブレーキの構成図である。
【図８】従来の電磁ブレーキにおけるブレーキ動作信号の発生状況を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１…交流電源、３…電磁石、３−１…電磁石フレーム、３−２…励磁コイル、４…ア−マチュア、６…圧縮バネ、７…回転軸、８…ディスク、９…プレート、１０…全波整流回路、１１…ＦＥＴ、１２…電流検出部、１３…制御部、１３−１…ＣＰＵ、１３−２…ＲＯＭ、１３−３…ＲＡＭ、１４…ゼロクロス検出部、１００…電動機、１３ａ…励磁指令検出手段、１３ｂ…測定タイミング生成手段、１３ｃ…励磁電流値読取手段、１３ｄ…吸引タイミング判定手段、１３ｄ１…第１の吸引タイミング判定手段、１３ｄ２…第２の吸引タイミング判定手段、１３ｄ３…論理和手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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