(57)【要約】【課題】動作が安定しており、しかも回路構成の簡単な無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置を提供すること。【解決手段】電磁接触器ＭＣによる交流モータＭの電源オンオフに伴って電源オフ時にモータに取り付けられた無励磁作動形電磁ブレーキＢを作動させ、また電源オン時に該ブレーキを解除するように励磁制御する装置である。そして、モータの通電状態に応じた信号を形成する信号形成回路１２と、発光素子と発電性受光素子とを有し、緩慢な出力立下り特性を示す光電カプラであって、信号形成回路の出力が与えられて光電的に信号授受を行う信号カプラ１３と、電源とブレーキとの間に挿入され、信号カプラの出力信号が与えられるとオンして、電源から電磁ブレーキに給電させるスイッチング回路１５とをそなえる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁接触器による交流モータの電源オンオフに伴って電源オフ時に前記モータに取り付けられた無励磁作動形電磁ブレーキを作動させ、また電源オン時に該ブレーキを解除するようにした無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置において、
前記モータの通電状態を検出し、整流した信号を形成する信号形成回路と、
発光素子と発電性受光素子とを有し、緩慢な出力立下り特性を示す光電カプラであって、前記信号形成回路の出力が与えられて光電的に信号授受を行う信号カプラと、
前記電源と前記ブレーキとの間に挿入され、前記信号カプラの出力信号が与えられるとオンして、前記電源から前記電磁ブレーキに給電させるスイッチング回路と、
をそなえた無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、
前記信号カプラは、フォトボル式カプラである無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ブレーキモータとして知られる電磁ブレーキ付きのモータでは、電源オフつまり無励磁化によってブレーキを作動させ、急速停止を行うようになっている。
【０００３】
図７は、交流モータＭに無励磁作動形直流ブレーキＢを組み合わせたもので、交流モータＭへの給電路に挿入された電磁接触器ＭＣによりモータＭへの給電オン、オフを行い、かつモータＭへの給電時にモータＭと電磁接触器ＭＣとの間に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２により整流した出力をブレーキＢに給電してブレーキ不作動状態とし、モータへの給電停止時にブレーキを無励磁として作動させる。
【０００４】
図８は、ダイオードＤ１およびＤ２からなる整流回路を電磁接触器ＭＣの電源側に接続し、電磁接触器ＭＣの補助接点を上記ダイオードとブレーキとの間に挿入したものである。
【０００５】
図９は、図７のダイオード整流回路に補助リレーＲＸを設けるとともに、その接点ＲＸａをダイオードＤ１，Ｄ２とブレーキＢとの間に挿入している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記図７ないし図９の各回路は、それぞれ次のような欠点を有する。
【０００７】
図７のものは、モータ停止時に電磁接触器ＭＣが開放すると、それまでにブレーキＢのコイルに蓄えられた電磁エネルギが図における矢印で示すように循環電流として流れ、暫く励磁状態を継続する。これによるブレーキ作動の遅れがある。さらに、ブレーキが作動しない間は、モータＭでは残留磁気による発電作用を行い、この電流がダイオードＤ１、Ｄ２を介してブレーキＢに流入するから、さらに励磁状態が継続することになる。
【０００８】
図８では、電磁接触器ＭＣの接点によりダイオードＤ１、Ｄ２とブレーキＢとの間が遮断されるから、ブレーキの作動時間遅れの問題への対策とはなる。しかし、回路構成が複雑になり、また電磁接触器ＭＣとモータＭとの距離が離れているときは配線用電線の費用および工事費用などが余分に必要になる。
【０００９】
図９では、交流リレーＲＸを用いており、接点の復帰時間が比較的短いため、図８のものよりも高性能であるが、接点復帰時間にばらつきがあるためブレーキ作動時間が不定となる。しかも有接点回路であるから、寿命が短いとか雰囲気による影響を受けやすいなどの問題を有する。
【００１０】
図１０（ａ），（ｂ）は、そのような不具合についての対策を施した、従来の無接点式ブレーキ・モータのブレーキ制御装置の例２つを示したものであり、図１０（ａ）は電圧検出型回路であり、図１０（ｂ）は電流検出型回路である。
【００１１】
そして、図８（ａ）に示す回路は、モータＭへの供給電圧がなくなるとブレーキＢを作動させるものであり、単安定マルチバイブレータＭＭを用いてブレーキへの通電時間を引き延ばし、電界効果トランジスタＱを介してのブレーキＢへの給電を安定化した構成である。そして、端子１−４が、例えば図９におけるブレーキ励磁回路の端子１−４に接続されてブレーキＢに通電する。
【００１２】
また、図８（ｂ）に示す回路は、モータＭへの供給電流がなくなるとブレーキＢを作動させるものであり、変流器ＣＴで電流を検出してフォトカプラＰＣおよび電界効果トランジスタＱを介してのブレーキＢへの給電を安定化した構成である。そして、例えば図７におけるブレーキ励磁回路の端子１−６に接続されてブレーキＢに通電する。
【００１３】
これらのブレーキ通電回路を採用することにより、ブレーキ・モータのブレーキ励磁回路は接点式回路に比べて動作が安定したものとなっている。
【００１４】
一方、回路構成の面ではなおも簡単化の可能性が検討されており、さらに簡単な回路構成が求められている。
【００１５】
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、動作が安定しており、しかも回路構成の簡単な無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、
電磁接触器による交流モータの電源オンオフに伴って電源オフ時に前記モータに取り付けられた無励磁作動形電磁ブレーキを作動させ、また電源オン時に該ブレーキを解除するようにした無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置において、前記モータの通電状態を検出し、整流した信号を形成する信号形成回路と、発光素子と発電性受光素子とを有し、緩慢な出力立下り特性を示す光電カプラであって、前記信号形成回路の出力が与えられて光電的に信号授受を行う信号カプラと、前記電源と前記ブレーキとの間に挿入され、前記信号カプラの出力信号が与えられるとオンして、前記電源から前記電磁ブレーキに給電させるスイッチング回路と、　をそなえた無励磁作動型ブレーキの励磁制御装置、
を提供するものである。
【００１７】
【実施の態様】
図１は、本発明の一実施例の回路構成を示す回路図である。この回路は、従来の回路として図８（ｂ）に示した回路を基礎にした構成であり、モータの電流を検出し、電流がゼロになったらブレーキを作動させるものである。
【００１８】
この回路は、図８（ｂ）について説明したように、端子１−６それぞれを図７における各端子１−６に接続して使用するものである。端子１，２にはモータＭの相間電圧を与え、端子３，４はブレーキＢの端子に接続し、端子５，６はモータＭの電流検出用変流器ＣＴに接続する。
【００１９】
端子１，２により与えられるモータＭの電圧を整流器１１により半波整流し、端子３，４を介して図示しないブレーキＢに与える。ここで、端子２と端子４との間にはスイッチング素子としての電界効果トランジスタ１５が挿入されており、この電界効果トランジスタ１５は、モータＭの電流検出信号によってオン、オフする。
【００２０】
このモータＭの電流を検出するために、変流器ＣＴの検出電流が両波整流回路１２で整流されて、信号カプラとしてのフォトカプラ１３の発光ダイオードに与えられる。両波整流回路１２は、ブリッジ整流回路と定電圧ダイオードとを有しており、一定化した電圧を発光ダイオードに与える。
【００２１】
ここにおいて、フォトカプラ１３は、フォトボル（商品名）式のものであり、このフォトボル式フォトカプラの受光素子は、発電性であるから電源が不要であり、また受光開始時の出力の立ち上がりは速いが、受光停止時の出力の立下りが遅い特性を持つものである。
【００２２】
発電性について付言すれば、フォトボル式受光素子を用いたことにより、図１の回路と対比すべき図８（ｂ）の回路における、フォトカプラＰＣの受光素子に給電するための要素としての、ダイオード１個、抵抗２個、電解コンデンサ１個、ツェナーダイオード１個が不要になり、回路が簡素化されている。
【００２３】
この結果、フォトカプラ１３の発光素子から断続的な光が与えられる場合でも、断続の間隔がある程度小さければ、受光素子の出力は連続化する。このため、受光素子として通常の受光ダイオードとかフォトトランジスタを用いる場合に必要とされる時定数回路が不要である。
【００２４】
すなわち、受光素子は、所要電圧を形成するために適当数を直列に接続する必要はあるが、時延要素としてのＣＲ回路は不要であり、受光素子の出力は抵抗１４ａ，１４ｂを介して電界効果トランジスタ１５のゲートに与えられる。このうち、電界効果トランジスタＱのゲートに直列接続された抵抗１４ｂは省略してもよい。
【００２５】
したがって、回路の簡素化は、部品点数の減少からみても明らかである。
【００２６】
図２および図３は、図１の回路におけるフォトカプラＰＣ、このフォトカプラＰＣの出力に応動する電界効果トランジスタＱ、および端子４に関する部分の回路、ならびにこの回路各部の信号波形を示したものである。
【００２７】
図２に示す回路では、フォトカプラＰＣの発光素子に対して電圧Ｖ１がスイッチＳＷを介して与えられ、電流Ｉが流れるものとする。これに応じて受光素子では電圧が発生し、抵抗バイアス回路を介して電界効果トランジスタＱのゲートに与えられ、電界効果トランジスタＱがターンオンする。また、スイッチＳＷが開放されてフォトカプラＰＣの発光素子が発光停止すると、受光素子は発電停止するため、電界効果トランジスタＱはターンオフする。
【００２８】
図３は、このときの回路各部の信号波形を示しており、発光素子のアノード側電圧Ｖ１はスイッチＳＷのオン時にゼロでオフ時にハイとなる。これに対応して、発光素子に流れる電流Ｉは、スイッチＳＷのオン時にハイでオフ時にゼロとなる。
【００２９】
そして、受光素子の発生電圧、すなわち電界効果トランジスタＱのゲートに与えられる電圧Ｖ２は、スイッチＳＷのオン時に急激に上昇していき、オフ時に徐々に低下していく。これが受光素子として用いられているフォトボルの電圧変化特性であり、立下りが緩慢である点に特徴がある。このため、フォトカプラＰＣの出力側に時延回路を設ける必要がない。
【００３０】
そして、電圧Ｖ２が閾値に達するまでは電界効果トランジスタＱがオンであって、閾値を超えるとオフになる。これが、電界効果トランジスタＱのソース電圧Ｖ３として示されている。
【００３１】
図４は、図２および図３により説明したフォトカプラＰＣの動作原理による図１の回路各部の電圧、電流波形を示したものである。
【００３２】
先ず図１の整流器１１の出力端電圧であるブレーキ電圧ａは、交流半波整流電圧波形であり、モータに通電されている間は一定電圧であり、通電停止により逆極性の電圧が生じる。一方、変流器ＣＴの１次側に流れるモータ電流ｍは、モータの起動時が大電流となるが、その後減少して一定電流となり、モータ停止によりゼロとなる。
【００３３】
この変流器ＣＴの２次側出力ｂは、モータ電流ｍ　に対応したものであり、整流器により整流されて整流器出力ｃとなり、フォトカプラＰＣの発光素子に与えられる。これに応じてフォトカプラＰＣの受光素子（フォトボル）に、フォトボル出力ｄが生じる。このフォトボル出力ｄが、図３により上述したように、立ち上がりは速いが立下りが遅い特性を持つものである。
【００３４】
これにより、図１に示すように、フォトカプラＰＣの出力側と電界効果トランジスタＱとの間には、時延回路もしくは時延要素は設けられておらず、僅かに抵抗１４ａ，１４ｂが設けられるに過ぎない（抵抗１４ａは省略可能）。しかも、フォトボルは発電性であるから、電源との接続は要せず、電界効果トランジスタＱのゲートに接続すれば足りる。
【００３５】
図５は、ブレーキモータ停止時における図４に示した図１の回路各部の電圧、電流および信号の波形を示したもので、符号ａ−ｅはそれぞれ図４に対応している。
【００３６】
そして、図６は、同様にブレーキモータ起動時における図４に示した図１の回路各部の電圧、電流および信号の波形を示したものである。
【００３７】
（変形例）
上記実施例では、モータ電流のオン、オフに基づいてブレーキのオフ、オンを制御するようにしているが、モータ電圧に基づく構成も可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上述のように、モータの通電状態を取り出すフォトカプラを立ち上がりは速いが立下りが遅い特性を持つものを用い、このフォトカプラの出力によってブレーキモータにおけるモータの駆動時にブレーキをオフにし、モータがオフになるとブレーキをオンにするようにしたため、フォトカプラの出力を時延させる要素を設ける必要がなく、簡単な回路構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】図１の回路におけるフォトカプラに関連する回路部分を示す回路図。
【図３】図２の回路各部における電圧、電流の波形を示す図。
【図４】図１の回路各部における電圧、電流および信号の波形を示す図。
【図５】図４に示した波形を時間軸を拡大して示した波形図であり、ブレーキモータ停止時における波形図。
【図６】図４に示した波形を時間軸を拡大して示した波形図であり、ブレーキモータ起動時における波形図。
【図７】従来の電流作動型ブレーキを有するブレーキモータの結線を示す回路図。
【図８】従来の補助接点作動型ブレーキを有するブレーキモータの結線を示す回路図。
【図９】従来の電圧作動型ブレーキを有するブレーキモータの結線を示す回路図。
【図１０】図１０（ａ）は無接点方式の電圧作動型ブレーキの作動回路を、図１０（ｂ）は同じく無接点方式の電流作動型ブレーキの作動回路を示す図。
【符号の説明】
Ｍ　モータ
Ｂ　ブレーキ
ＭＣ　電磁接触器
Ｄ　ダイオード
Ｒ　抵抗
Ｑ　電界効果トランジスタ
１−４　端子
１１　半波整流器
１２　両波整流回路
１３　フォトカプラ、
１４　抵抗
１５　電界効果トランジスタ
【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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【図９】
2004096975.tif 000011
【図１０】
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