(57)【要約】【課題】ノイズを少なくすることができるロボット及び制御装置を提供する。【解決手段】ロボットは、可動部を制動する電磁ブレーキ２１への電圧を切り替える切替部３５を有し、切替部３５は、受動素子４７を含み、受動素子４７の時定数に基づいて、電磁ブレーキ２１に印加される電圧を、第１電圧から第１電圧よりも低い第２電圧に切り替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部を制動する電磁ブレーキへの電圧を切り替える切替部を有し、
前記切替部は、受動素子を含み、
前記受動素子の時定数に基づいて、前記電磁ブレーキに印加される電圧を、第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧に切り替えることを特徴とするロボット。
【請求項２】
請求項１に記載のロボットにおいて、
前記切替部は、前記第１電圧を印加する第１電圧印加部と前記電磁ブレーキとの間に位置し、前記受動素子の電圧の大きさに基づいて、オンオフされるスイッチング素子を有することを特徴とするロボット。
【請求項３】
請求項２に記載のロボットにおいて、
前記切替部は、前記スイッチング素子から前記電磁ブレーキの方向に電流を流す第１ダイオードを有することを特徴とするロボット。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のロボットにおいて、
前記スイッチング素子は、ＰＭＯＳトランジスターであることを特徴とするロボット。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットにおいて、
前記切替部は、前記第２電圧を生成する第２電圧印加部を有することを特徴とするロボット。
【請求項６】
請求項５に記載のロボットにおいて、
前記切替部は、前記第２電圧印加部から前記電磁ブレーキの方向に電流を流す第２ダイオードを有することを特徴とするロボット。
【請求項７】
請求項５に記載のロボットにおいて、
前記第２電圧印加部は、前記第１電圧を前記第２電圧に変圧することを特徴とするロボット。
【請求項８】
請求項２〜６のいずれか一項に記載のロボットにおいて、
前記切替部は、前記受動素子から前記第１電圧印加部の方向に電流を流す第３ダイオードを有することを特徴とするロボット。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロボットにおいて、
前記受動素子は、抵抗とコンデンサーとを含むことを特徴とするロボット。
【請求項１０】
請求項９に記載のロボットにおいて、
前記抵抗は、２つ以上設けられていることを特徴とするロボット。
【請求項１１】
可動部を制動する電磁ブレーキへの電圧を切り替える切替部を有し、
前記切替部は、受動素子を含み、
前記受動素子の時定数に基づいて、前記電磁ブレーキに印加される電圧を、第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧に切り替えることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット及び制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
サーボモーターなどにおいて使用されている無励磁作動型電磁ブレーキでは、非励磁状態において、ばね力によってアーマチュアがモーター回転軸の側に付勢されてブレーキ力が作用している。励磁すると、アーマチュアが磁気吸引力によってヨークの側に吸引されてモーター回転軸に作用しているブレーキ力が解除される。アーマチュアをヨークに吸引する際には大きな電力が必要であるが、アーマチュアがヨークに吸引した後は、アーマチュアを吸引状態に保持するため必要な電力は少なくてよい。すなわち、ブレーキフリーの状態を保つためのアーマチュアの吸引保持状態を維持するための電力は少なくてよい。
【０００３】
特許文献１においては、図８に示すように、供給電圧（例えば、２４Ｖ）のデューティー比を切り替えることで電磁ブレーキの過励磁と保持とを切り替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、供給電圧を細かい周期で切り替える（例えば、２４Ｖ→０Ｖ→２４Ｖ）ため、ノイズ発生が大きくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係るロボットは、可動部を制動する電磁ブレーキへの電圧を切り替える切替部を有し、前記切替部は、受動素子を含み、前記受動素子の時定数に基づいて、前記電磁ブレーキに印加される電圧を、第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧に切り替えることを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、大きな電圧である過励磁電圧（第１電圧）を投入し、一定時間が経過したら保持状態の電圧である過励磁電圧よりも低い保持電圧（第２電圧）に切り替える。これにより、過励磁電圧と保持電圧とを自動で切り替えることができる。その結果、ノイズを少なくすることができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記切替部は、前記第１電圧を印加する第１電圧印加部と前記電磁ブレーキとの間に位置し、前記受動素子の電圧の大きさに基づいて、オンオフされるスイッチング素子を有することが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、スイッチング素子により第１電圧印加部と電磁ブレーキとの間のオンオフを行うことができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記切替部は、前記スイッチング素子から前記電磁ブレーキの方向に電流を流す第１ダイオードを有することが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、第１電圧と第２電圧との選択ができる。また、電磁ブレーキの誘起電圧が電源電圧よりも高くなった場合に、この高い誘起電圧に起因した電流が電磁ブレーキからスイッチング素子に逆流することを防止できる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記スイッチング素子は、ＰＭＯＳトランジスターであることが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、スイッチング素子としてＰＭＯＳトランジスターを利用することにより比較的少ない素子数でスイッチングを行うことができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記切替部は、前記第２電圧を生成する第２電圧印加部を有することが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、第２電圧の取り出しを、より確実に行うことができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記切替部は、前記第２電圧印加部から前記電磁ブレーキの方向に電流を流す第２ダイオードを有することが好ましい。
【００１８】
本適用例によれば、第１電圧と第２電圧との選択ができる。また、電磁ブレーキの誘起電圧が電源電圧よりも高くなった場合に、この高い誘起電圧に起因した電流が電磁ブレーキから第２電圧印加部に逆流することを防止できる。
【００１９】
［適用例７］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記第２電圧印加部は、前記第１電圧を前記第２電圧に変圧することが好ましい。
【００２０】
本適用例によれば、第２電圧の取り出しを、より確実に行うことができる。
【００２１】
［適用例８］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記切替部は、前記受動素子から前記第１電圧印加部の方向に電流を流す第３ダイオードを有することが好ましい。
【００２２】
本適用例によれば、受動素子の容量電圧に起因した電流が受動素子から第１電圧印加部に流れるようにできる。
【００２３】
［適用例９］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記受動素子は、抵抗とコンデンサーとを含むことが好ましい。
【００２４】
本適用例によれば、時定数の回路を簡易な構成により実現することができる。
【００２５】
［適用例１０］上記適用例に記載のロボットにおいて、前記抵抗は、２つ以上設けられていることが好ましい。
【００２６】
本適用例によれば、２つ以上の抵抗の組合せによりスイッチング素子にかかる受動素子の電圧を自在に分圧することができる。
【００２７】
［適用例１１］本適用例に係る制御装置は、可動部を制動する電磁ブレーキへの電圧を切り替える切替部を有し、前記切替部は、受動素子を含み、前記受動素子の時定数に基づいて、前記電磁ブレーキに印加される電圧を、第１電圧から前記第１電圧よりも低い第２電圧に切り替えることを特徴とする。
【００２８】
本適用例によれば、大きな電圧である過励磁電圧（第１電圧）を投入し、一定時間が経過したら保持状態の電圧である過励磁電圧よりも低い保持電圧（第２電圧）に切り替える。これにより、過励磁電圧と保持電圧とを自動で切り替えることができる。その結果、ノイズを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係るモーターユニットの構成を示す説明図。
【図２】第１実施形態に係る電磁ブレーキの構成を示す模式断面図、（Ａ）は制動している（ブレーキを掛けている）状態、（Ｂ）は制動していない（ブレーキを掛けていない）状態。
【図３】第１実施形態に係る切替部の回路構成を示す接続図。
【図４】第１実施形態に係る電磁ブレーキの励磁電流の電圧及び電流波形図。
【図５】第２実施形態に係る切替部の回路構成を示す接続図。
【図６】本実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す説明図。
【図７】本実施形態に係るアーム部分におけるモーターユニットの配置例を示す説明図。
【図８】従来の電磁ブレーキの励磁電流の電圧及び電流波形図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。
【００３１】
（第１実施形態）
（モーターユニット）
最初に、モーターユニット１について、図１を参照して説明する。
図１は、実施形態に係るモーターユニット１の構成を示す説明図である。図１に示すように、モーターユニット１は、モーター（駆動部）１１と、エンコーダー１５と、電磁ブレーキ２１と、プーリー３１と、モータープレート３とを備えている。モーター１１と電磁ブレーキ２１とは、モータープレート３に固定されており、モーターユニット１は、モータープレート３をロボット５１（図６参照）に固定することによって、ロボット５１に取り付けられている。
【００３２】
モーター１１は、略円柱形状の外形を有し、出力軸１２を備えている。出力軸１２は、モーター１１の略円柱形状の一端から突出している。モータープレート３には、軸孔３ａが形成されている。出力軸１２が軸孔３ａを貫通する状態で、モーター１１の端面がモータープレート３に当接しており、図示省略した固定部材によって、モーター１１がモータープレート３に固定されている。モーター１１のモータープレート３に固定されている端面の反対側の端面には、エンコーダー１５が固定されている。
【００３３】
モータープレート３におけるモーター１１が固定されている反対面には、電磁ブレーキ２１が配設されている。電磁ブレーキ２１は、電磁ブレーキ２１を構成する部材が、モータープレート３又は軸孔３ａを貫通して突出した出力軸１２に固定されることによって、モータープレート３に固定されている。電磁ブレーキ２１の構成の詳細は、後述する。
【００３４】
プーリー３１は、プーリーハブ３３と、プーリー体３４とを備えている。プーリーハブ３３は、外径が異なる２枚の円板が中心軸を合わせて一体にされ、中心位置に取付け孔が形成された形状を有している。プーリーハブ３３は、取付け孔が出力軸１２に勘合して、図示省略した固定部材によって、出力軸１２に固定されている。プーリー体３４は、プーリーディスク３４ａと、プーリー輪３４ｂとを有している。プーリーディスク３４ａは、中央に勘合孔が形成された円板形状を有している。プーリー輪３４ｂは、円筒形状を有している。プーリー輪３４ｂの円筒形状の一端がプーリーディスク３４ａに外嵌して、プーリーディスク３４ａとプーリー輪３４ｂとが一体にされて、プーリー体３４が形成されている。一体にされたプーリーディスク３４ａとプーリー輪３４ｂとで略円柱形状の空間を形成している。プーリーディスク３４ａの勘合孔がプーリーハブ３３に外嵌した状態で、図示省略した固定部材によって、プーリー輪３４ｂがプーリーハブ３３に固定されて、プーリー３１が形成されている。
【００３５】
プーリー３１は、略円柱形状の空間の開口をモータープレート３に向けた状態で、出力軸１２に固定されている。プーリー３１は、略円柱形状の空間には、電磁ブレーキ２１が配設されている。
【００３６】
（電磁ブレーキ）
次に、モーターユニット１を構成する電磁ブレーキ２１について、図２を参照して説明する。
図２は、実施形態に係る電磁ブレーキ２１の構成を示す模式断面図である。図２（Ａ）は制動している（ブレーキを掛けている）状態の電磁ブレーキ２１を示す模式断面図であり、図２（Ｂ）は制動していない（ブレーキを掛けていない）状態の電磁ブレーキ２１を示す模式断面図である。
【００３７】
図２に示すように、電磁ブレーキ２１は、ブレーキ板２２と、可動板２６と、電磁石２８と、ブレーキばね２９とを備えている。固定枠２７は、円筒の一端が円板で塞がれて、一方が開口した円柱形状の円柱空間２７ｂが形成された形状を有している。固定枠２７における円板部分の、円柱空間２７ｂの臨む面を、固定面２７ａと表記する。円板の中央には穴が形成されており、固定枠２７は、当該穴を出力軸１２が貫通し、円筒空間の開口がモータープレート３で塞がれる状態で、モータープレート３に固定されている。固定枠２７がモータープレート３に固定された状態で、固定面２７ａの面方向は、出力軸１２の軸方向に略直交する方向である。
【００３８】
ブレーキ板２２は、ブレーキハブ２３と、摩擦板２４とを有している。ブレーキハブ２３は、外径が異なる２枚の円板が中心軸を合わせて一体にされ、中心軸に係合孔が形成された形状を有している。摩擦板２４は、中央に勘合孔が形成された円柱形状を有している。摩擦板２４は、勘合孔がブレーキハブ２３の外径に外嵌して、ブレーキハブ２３と一体にされている。ブレーキハブ２３は、係合孔を出力軸１２が貫通して、出力軸１２に係止されている。係合孔と出力軸１２とには、図示省略したキー溝が形成されている。両方のキー溝に係合したキーによって、ブレーキハブ２３は、出力軸１２に対して、出力軸１２の軸方向に摺動可能であり、出力軸１２の周方向への回動を略禁止されて、出力軸１２に係止されている。ブレーキハブ２３に固定されている摩擦板２４は、板面の面方向が出力軸１２の軸方向に略直交する方向である。ブレーキ板２２は、モータープレート３に固定された固定枠２７の円柱空間２７ｂに位置しており、摩擦板２４の一面は、固定枠２７の固定面２７ａに対向している。
【００３９】
電磁石２８は、円筒形状を有している。電磁石２８は、円柱空間２７ｂに位置しており、中央の穴を出力軸１２が貫通しており、円筒形状の一端がモータープレート３に当接して、モータープレート３に固定されている。電磁石２８におけるモータープレート３に当接した反対側の端は、電磁石２８の吸着面である。
【００４０】
可動板２６は、中央に穴が形成された円板形状を有している。可動板２６は、電磁石２８と摩擦板２４との間に位置しており、円板の両面が、それぞれ電磁石２８の吸着面又は摩擦板２４に対向している。円柱空間２７ｂの側壁の近くには、複数の案内軸２５が固定枠２７における円板部分の周辺近くから電磁石２８の枠体に差し渡されている。可動板２６は、周辺近くに形成された孔が、それぞれ案内軸２５に係合して、出力軸１２の軸方向に摺動自在に、支持されている。可動板２６は、磁性材料で構成されており、電磁石２８によって吸着可能である。磁性材料は、例えば、鉄や、鉄系の合金や、磁性を有するステンレス鋼などである。
【００４１】
ブレーキばね２９は、複数のブレーキばね２９が、電磁石２８の吸着面の周囲に配設されている。ブレーキばね２９は、一端が電磁石２８の吸着面の周囲の枠体に形成された凹部に勘合して固定されている。ブレーキばね２９のもう一端は、可動板２６に当接しており、可動板２６を、摩擦板２４の方に付勢している。
【００４２】
図２（Ａ）は電磁ブレーキ２１が制動を実施している（ブレーキを掛けている）状態を示している。図２（Ａ）に示すように、ブレーキばね２９が、可動板２６を摩擦板２４の方に付勢している。可動板２６及び摩擦板２４を有するブレーキ板２２は、出力軸１２の軸方向に摺動可能である。可動板２６が摩擦板２４の方に付勢されることにより、可動板２６が移動して摩擦板２４に当接し、摩擦板２４（ブレーキ板２２）が、固定枠２７における円板部分の固定面２７ａに当接して、ブレーキばね２９の付勢力に応じた力で押し付けられる。固定枠２７とモーター１１との相対位置は、モータープレート３を介して固定されている。摩擦板２４が固定されているブレーキハブ２３は、出力軸１２に対して、出力軸１２の周方向への回動を略禁止されて、出力軸１２に係止されている。摩擦板２４が、固定枠２７の固定面２７ａに、ブレーキばね２９の付勢力に応じて力で押し付けられることで、出力軸１２の回動が制動される。
【００４３】
図２（Ｂ）は電磁ブレーキ２１が制動を実施していない（ブレーキを掛けていない）状態を示している。図２（Ｂ）に示すように、電磁石２８が、ブレーキばね２９の付勢力に抗して、可動板２６を吸着している。摩擦板２４が固定面２７ａに、ブレーキばね２９の付勢力によって押し付けられる状態が解除されているため、出力軸１２の回動が制動される状態が解除されている。
【００４４】
機械系非常停止手段は、機械抵抗、コイルとソレノイドとからなる電磁ブレーキ、ロボットを駆動するモーターの回生電流による回生ブレーキのいずれか又はこれらを組み合わせたものである。
【００４５】
図３は、実施形態に係る切替部３５の回路構成を示す接続図である。
本実施形態は、制御装置５２（図６参照）は、可動部を制動する電磁ブレーキ２１への電圧を切り替える切替部３５を備えている。電磁ブレーキ２１は、電源（第１電圧印加部）３７に対して切替部３５を介して接続される。電磁ブレーキ２１のオンオフは、電磁ブレーキ２１に流れる電流で切り替わる。
【００４６】
切替部３５は、第１電圧を印加する第１電圧印加部３７と電磁ブレーキ２１との間に位置していることが好ましい。これによれば、スイッチング素子３６により第１電圧印加部３７と電磁ブレーキ２１との間のオンオフを行うことができる。なお、本実施形態では、切替部３５は制御装置５２に備えられているが、電磁ブレーキ２１に組み込まれていてもよく、モーター１１に内蔵してもよく、モーター１１に外付けしてもよい。
【００４７】
切替部３５は、受動素子４７と、スイッチング素子３６と、保持電圧作成部（第２電圧印加部）３８と、電圧選択部４９と、を備えている。
【００４８】
受動素子４７は、抵抗４２とコンデンサー４３とを含むことが好ましい。抵抗４２はスイッチング素子３６のソース端子Ｓ・ゲート端子Ｇ間に接続され、コンデンサー４３はスイッチング素子３６のゲート端子Ｇとアース間に接続されている。受動素子４７は、コンデンサー４３と抵抗４２とに基づく時定数により変化する電圧をスイッチング素子３６のゲート端子Ｇに与える時定数回路４４を構成している。時定数回路４４により過励磁時間を設定する。過励磁時間は、抵抗４２及びコンデンサー４３の時定数によって設定される。これによれば、時定数回路４４を簡易な構成により実現することができる。
【００４９】
時定数回路４４は、電源投入時、コンデンサー４３の容量と抵抗４２の値とによって決まる時定数でコンデンサー４３の充電電圧を漸増させて、充電電圧の急激な上昇を抑え、コンデンサー４３の充電電圧がスイッチング素子３６のゲート電圧として与えられる。コンデンサー４３が充電されると、コンデンサー４３の電圧がゲート電圧としてスイッチング素子３６のゲート端子Ｇに作用するため、スイッチング素子３６がオフされる。抵抗４２の抵抗値は例えば、２００ｋΩである。コンデンサー４３の容量値は例えば、２．２μＦである。切替部３５は、受動素子４７の時定数に基づいて、電磁ブレーキ２１に印加される電圧を、第１電圧から第１電圧よりも低い第２電圧に切り替える。なお、コンデンサー４３の電荷を直接にグランドに放電するものとしたが、抵抗を介して放電するものとしてもよい。
【００５０】
スイッチング素子３６は、受動素子４７の電圧の大きさに基づいて、オンオフされることが好ましい。これによれば、スイッチング素子３６により第１電圧印加部３７と電磁ブレーキ２１との間のオンオフを行うことができる。
【００５１】
第１電圧印加部３７の電圧としては、例えば、直流２４Ｖが適当である。過励磁電圧（Ｖｏｕｔ）の電圧値は例えば、２４Ｖである。過励磁電流（Ｉｏｕｔ）の電流値は例えば、３００ｍＡである。過励磁時間は例えば、２００ｍｓである。
【００５２】
スイッチング素子３６は、ＰＭＯＳトランジスター（ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）であることが好ましい。これによれば、スイッチング素子３６としてＰＭＯＳトランジスターを利用することにより比較的少ない素子数でスイッチングを行うことができる。
【００５３】
保持電圧作成部３８は、保持電圧（第２電圧）（Ｖｏｕｔ）を生成することが好ましい。これによれば、保持電圧（Ｖｏｕｔ）の取り出しを、より確実に行うことができる。保持電圧（Ｖｏｕｔ）の電圧値は例えば、８Ｖである。保持電流（Ｉｏｕｔ）の電流値は例えば、１００ｍＡである。
【００５４】
保持電圧作成部３８は、第１電圧印加部３７から供給される第１電圧を第２電圧に変圧することが好ましい。これによれば、保持電圧（Ｖｏｕｔ）の取り出しを、より確実に行うことができる。なお、保持電圧作成部３８は、外部から供給される電圧を第２電圧に変圧してもよい。
【００５５】
電圧選択部４９は、２つの第１及び第２ダイオード３９，４０から構成されている。電圧選択部４９は、第１ダイオード３９と第２ダイオード４０とにかかる各電圧うち高い方の電圧が電磁ブレーキ２１にかかるように選択する。
【００５６】
電圧選択部４９は、スイッチング素子３６と電磁ブレーキ２１との間に第１ダイオード３９を備えることが好ましい。第１ダイオード３９は、スイッチング素子３６から電磁ブレーキ２１の方向に電流を流す。これによれば、過励磁電圧（Ｖｏｕｔ）と保持電圧（Ｖｏｕｔ）とを容易に選択できる。また、電磁ブレーキ２１の誘起電圧が電源電圧よりも高くなった場合に、この高い誘起電圧に起因した電流が電磁ブレーキ２１からスイッチング素子３６に逆流することを防止できる。
【００５７】
電圧選択部４９は、保持電圧作成部３８と電磁ブレーキ２１との間に第２ダイオード４０を備えることが好ましい。第２ダイオード４０は、保持電圧作成部３８から電磁ブレーキ２１の方向に電流を流す。これによれば、過励磁電圧（Ｖｏｕｔ）と保持電圧（Ｖｏｕｔ）とを容易に選択できる。また、電磁ブレーキ２１の誘起電圧が電源電圧よりも高くなった場合に、この高い誘起電圧に起因した電流が電磁ブレーキ２１から保持電圧作成部３８に逆流することを防止できる。
【００５８】
第１ダイオード３９及び第２ダイオード４０を設けることにより、各ダイオードにかかる電圧の高い方の電圧が電磁ブレーキ２１にかかる。スイッチング素子３６がオンの場合、第１ダイオード３９を介して、過励磁電圧（Ｖｏｕｔ）が電磁ブレーキ２１にかかる。スイッチング素子３６がオフの場合、第２ダイオード４０を介して、保持電圧（Ｖｏｕｔ）が電磁ブレーキ２１にかかる。
【００５９】
切替部３５は、受動素子４７と第１電圧印加部３７との間に第３ダイオード４１を備えてもよい。第３ダイオード４１は、受動素子４７から第１電圧印加部３７の方向に電流を流す。これによれば、受動素子４７の容量電圧に起因した電流を受動素子４７から第１電圧印加部３７に流れるようにでき、第１電圧印加部３７のオンオフを高速で切り替えることができる。
【００６０】
電磁ブレーキ２１は、接地側から電源側へ向かう方向を順方向とするとともにコイルに並列される還流ダイオードとも称されるダイオードを設けて、サージの発生を阻止している。
【００６１】
図４は、実施形態に係る電磁ブレーキ２１の励磁電流の電圧及び電流波形図である。
切替部３５の第１電圧印加部３７に第１電圧（過励磁電圧（Ｖｏｕｔ））が与えられ、これに伴い、コンデンサー４３が充電される。コンデンサー４３の充電電圧は、時定数回路４４の時定数に応じて漸増し、このコンデンサー４３がスイッチング素子３６のゲート電圧として与えられる。ゲート電圧が徐々に上昇し、スイッチング素子３６のゲート閾値電圧を超えると、スイッチング素子３６がオフしてドレイン電流が断たれ、これが電磁ブレーキ２１の過励磁電流（Ｉｏｕｔ）として断たれる。過励磁電流（Ｉｏｕｔ）が断たれることにより、電圧選択部４９では、保持電圧作成部３８で第１電圧から第２電圧に変圧された保持電圧（Ｖｏｕｔ）が選択される。選択された保持電圧（Ｖｏｕｔ）が電磁ブレーキ２１にかかり、保持電流（Ｉｏｕｔ）として流れる。
【００６２】
本実施形態によれば、第１電圧印加部３７に大きな電圧である過励磁電圧（第１電圧）（Ｖｏｕｔ）を投入する。受動素子４７の時定数に基づいて、一定時間が経過したら保持状態の電圧である保持電圧（第２電圧）（Ｖｏｕｔ）に切り替える。これにより、過励磁電流（Ｉｏｕｔ）と保持電流（Ｉｏｕｔ）とを自動で切り替えることができる。その結果、ノイズを少なくすることができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図５は、本実施形態に係る切替部４５の回路構成を示す接続図である。
本実施形態に係る受動素子は、２つの抵抗と１つのコンデンサーとから構成される点が、第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同じ構成部材には同一符号を付し、ここではそれらの説明を省略又は簡略化する。
【００６４】
本実施形態に係る切替部４５は、受動素子４８を備えている。受動素子４８は、第１抵抗４２と、第２抵抗４６と、コンデンサー４３と、を備えている。これによれば、２つ以上の抵抗の組合せによりスイッチング素子３６にかかる受動素子４８の電圧を自在に分圧することができる。第１抵抗４２の抵抗値は例えば、１５０ｋΩである。第２抵抗４６の抵抗値は例えば、５０ｋΩである。コンデンサー４３の容量値は例えば、２．２μＦである。
【００６５】
（ロボット）
次に、ロボットシステム５０を構成するロボット５１の構成について、図６及び図７を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るロボットシステム５０の全体構成を示す説明図である。図６に示すように、ロボットシステム５０は、ロボット５１と、制御装置５２とを備えている。制御装置５２は、予め入力されたプログラムに従ってロボット５１を制御して、プログラムで規定された所定の作業を実施させる。
【００６６】
制御装置５２は、可動部を制動する電磁ブレーキ２１への電圧を切り替える切替部３５（切替部４５）を備えている。なお、本実施形態では、切替部３５（切替部４５）は制御装置５２に備えられているが、ロボット５１の電磁ブレーキ２１に組み込まれていてもよく、ロボット５１のモーター１１に内蔵してもよく、モーター１１に外付けしてもよい。
【００６７】
ロボット５１は、いわゆる垂直多関節ロボットである。ロボット５１は、基台５３と、回動基部５４と、第１アーム（可動部）５５と、アーム揺動基部５６と、第２アーム（可動部）５７と、先端揺動基部５８と、先端アーム（可動部）５９とを備えている。
【００６８】
ロボット５１は、基台５３に他の部材が組み上げられて構成されている。基台５３を床などに固定することで、ロボット５１が当該床などの上に設置される。回動基部５４は、基台５３に、設置面に略垂直な基部回動軸５４ａを中心に回動自在に、支持されている。第１アーム５５は、一方の端が、回動基部５４に支持されている。第１アーム５５は、回動基部５４に、軸方向が基部回動軸５４ａの軸方向と略直角な第１揺動軸５５ａを中心に、揺動可能に支持されている。第１アーム５５における第１揺動軸５５ａを中心に揺動させられる先端側には、アーム揺動基部５６が支持されている。アーム揺動基部５６は、第１アーム５５に、第１揺動軸５５ａと略平行な第２揺動軸５６ａを中心に回動可能に支持されている。アーム揺動基部５６には、第２アーム５７の一端が支持されている。アーム揺動基部５６が第２揺動軸５６ａを中心に回動することで、第２アーム５７が第２揺動軸５６ａを中心に揺動する。第２アーム５７は、アーム揺動基部５６に、軸方向が第２揺動軸５６ａの軸方向と略直角な第２回動軸５７ａを中心に、回動可能に支持されている。第２アーム５７の延在方向は、略第２回動軸５７ａの軸方向である。
【００６９】
第２アーム５７における第２揺動軸５６ａを中心に揺動させられる先端側には、先端揺動基部５８が支持されている。先端揺動基部５８は、第２アーム５７に、軸方向が第２回動軸５７ａの軸方向と略直角な先端揺動軸５８ａを中心に、回動可能に支持されている。先端揺動基部５８には、先端アーム５９の一端が支持されている。先端揺動基部５８が先端揺動軸５８ａを中心に回動することで、先端アーム５９が先端揺動軸５８ａを中心に揺動する。先端アーム５９は、先端揺動基部５８に、軸方向が先端揺動軸５８ａの軸方向と略直角な先端回動軸５９ａを中心に回動可能に支持されている。先端アーム５９の延在方向は、略先端回動軸５９ａの軸方向である。先端アーム５９の先端には、図示省略した取付け機構が配設されており、当該取付け機構を介して、エンドエフェクターが、ロボット５１に取り付けられる。
【００７０】
基台５３には、基部回動軸５４ａを中心に回動基部５４を回動させるためのモーターユニット（図示省略）が配設されている。第１アーム５５には、第１揺動軸５５ａを中心に第１アーム５５を揺動させるためのモーターユニット（図示省略）と、第２揺動軸５６ａを中心にアーム揺動基部５６を回動させて、第２揺動軸５６ａを中心に第２アーム５７を揺動させるためのモーターユニット（図示省略）と、第２回動軸５７ａを中心に第２アーム５７を回動させるためのモーターユニット（図示省略）とが配設されている。それぞれのモーターユニットは、モーターユニット１と、基本的に同様の構成を有している。
【００７１】
図７は、本実施形態に係るアーム部分におけるモーターユニット６０，７０の配置列を示す説明図である。図７に示すように、第２アーム５７を構成するアーム枠５７１には、モーターユニット６０と、モーターユニット７０とが配設されている。モーターユニット６０は、先端揺動軸５８ａを中心に先端揺動基部５８を回動させて、先端揺動軸５８ａを中心に先端アーム５９を揺動させるための揺動ユニット６０Ａを構成する。モーターユニット７０は、先端回動軸５９ａを中心に先端アーム５９を回動させるための回動ユニット７０Ａを構成する。モーターユニット６０及びモーターユニット７０は、モーターユニット１と基本的に同様の構成を有している。
【００７２】
揺動ユニット６０Ａは、モーターユニット６０と、揺動体プーリー６２と、揺動ベルト６５と、揺動基部軸６４とを備えている。モーターユニット６０は、揺動モーター（駆動部）６１と、揺動プーリー６３と、図示省略した電磁ブレーキ２１とを備えている。モーターユニット６０は、モーターユニット６０が備える出力軸１２の軸方向が先端揺動軸５８ａの軸方向と略平行になる方向で、アーム枠５７１に固定されている。揺動体プーリー６２は、揺動基部軸６４を介して、先端揺動基部５８に、先端揺動軸５８ａを中心に回動する位置に固定されている。揺動体プーリー６２とモーターユニット６０の揺動プーリー６３とは、先端揺動軸５８ａの軸方向において、略同一の位置に位置している。揺動体プーリー６２と揺動プーリー６３とには、揺動ベルト６５が掛け渡されている。
【００７３】
揺動モーター６１が稼働すると、揺動プーリー６３が回動させられる。揺動プーリー６３の回動が揺動ベルト６５を介して揺動体プーリー６２に伝えられ、揺動プーリー６３の回動に同期して揺動体プーリー６２が回動させられる。揺動体プーリー６２が回動させられることで、揺動体プーリー６２が固定された先端揺動基部５８が先端揺動軸５８ａを中心に回動する。先端揺動基部５８に支持されている先端アーム５９が、先端揺動軸５８ａを中心に揺動させられる。
【００７４】
回動ユニット７０Ａは、モーターユニット７０と、回動体プーリー７２と、回動ベルト７５と、回動伝達軸７４と、回動伝達歯車７６ａと、回動伝達歯車７６ｂと、先端アーム軸７９とを備えている。モーターユニット７０は、回動モーター（駆動部）７１と、回動プーリー７３とを備えている。モーターユニット７０は、モーターユニット７０が備える出力軸１２の軸方向が先端揺動軸５８ａの軸方向と略平行になる方向で、アーム枠５７１に固定されている。モーターユニット７０は、モーターユニット６０と並べて配設されている。モーターユニット７０とモーターユニット６０とは、モーターユニット７０における回動プーリー７３と、モーターユニット６０の揺動プーリー６３とが、先端揺動軸５８ａの軸方向において、反対側に位置する方向で配設されている。
【００７５】
回動伝達軸７４は、先端揺動基部５８において、揺動体プーリー６２が固定された側と先端揺動軸５８ａの軸方向における反対側に配設されている。回動伝達軸７４は、先端揺動基部５８の内部からアーム枠５７１の先端に掛けて、延在している。回動伝達軸７４は、回動中心が先端揺動軸５８ａと略一致しており、アーム枠５７１に対して先端揺動基部５８を支持する軸とは独立して、回動可能に支持されている。回動体プーリー７２は、回動伝達軸７４のアーム枠５７１側の先端に、先端揺動軸５８ａを中心に回動する位置に固定されている。回動体プーリー７２とモーターユニット７０の回動プーリー７３とは、先端揺動軸５８ａの軸方向において、略同一の位置に位置している。回動体プーリー７２と回動プーリー７３とには、回動ベルト７５が掛け渡されている。回動伝達歯車７６ａは、回動伝達軸７４における先端揺動基部５８の内部側の先端に、固定されている。回動伝達歯車７６ｂは、先端アーム軸７９の先端に固定されており、回動伝達歯車７６ａと噛合っている。先端アーム軸７９は、回動伝達歯車７６ｂが固定された反対側の一端が先端アーム５９に固定されており、回動中心が先端回動軸５９ａと略一致している。回動伝達歯車７６ａ及び回動伝達歯車７６ｂは、笠歯車であり、先端アーム軸７９の軸と回動伝達軸７４の軸とは、略直交している。
【００７６】
回動モーター７１が稼動すると、回動プーリー７３が回動させられる。回動プーリー７３の回動が回動ベルト７５を介して回動体プーリー７２に伝えられ、回動プーリー７３の回動に周期して回動体プーリー７２が回動させられる。回動体プーリー７２が回動させられることで、回動体プーリー７２が固定された回動伝達軸７４が先端揺動軸５８ａを中心に回動する。回動伝達軸７４が回動することで、回動伝達歯車７６ａ及び回動伝達歯車７６ｂを介して、先端アーム軸７９が回動し、先端アーム軸７９が固定されている先端アーム５９が、先端回動軸５９ａを中心に回動させられる。先端揺動基部５８と先端アーム５９とは、被駆動体に相当する。
【００７７】
回動基部５４を回動させるためのモーターユニットを備える回動ユニット、及び第２アーム５７を回動させるためのモーターユニットを備える回動ユニットは、回動ユニット７０Ａと同様の構成を備えている。第１アーム５５を揺動させるためのモーターユニットを備える揺動ユニット、及びアーム揺動基部５６を回動させて第２アーム５７を揺動させるためのモーターユニットを備える揺動ユニットは、揺動ユニット６０Ａと同様の構成を備えている。
【００７８】
本発明のロボットは、垂直多関節ロボットに限らず、水平多関節ロボットやパラレルリンクロボット、双腕ロボットなどでも同様の効果が得られる。また、本発明のロボットは、６軸ロボットに限らず、７軸以上のロボットや５軸以下のロボットでも同様の効果が得られる。また、本発明のロボットは、アームを有していれば、アーム型ロボット（ロボットアーム）に限定されず、他の形式のロボット、例えば、脚式歩行（走行）ロボット等であってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…モーターユニット  ３…モータープレート  ３ａ…軸孔  １１…モーター（駆動部）  １２…出力軸  １５…エンコーダー  ２１…電磁ブレーキ  ２２…ブレーキ板  ２３…ブレーキハブ  ２４…摩擦板  ２５…案内軸  ２６…可動板  ２７…固定枠  ２７ａ…固定面  ２７ｂ…円柱空間  ２８…電磁石  ２９…ブレーキばね  ３１…プーリー  ３３…プーリーハブ  ３４…プーリー体  ３４ａ…プーリーディスク  ３４ｂ…プーリー輪  ３５…切替部  ３６…スイッチング素子  ３７…第１電圧印加部  ３８…保持電圧作成部（第２電圧印加部）  ３９…第１ダイオード  ４０…第２ダイオード  ４１…第３ダイオード  ４２…抵抗（第１抵抗）  ４３…コンデンサー  ４４…時定数回路  ４５…切替部  ４６…第２抵抗  ４７，４８…受動素子  ４９…電圧選択部  ５０…ロボットシステム  ５１…ロボット  ５２…制御装置  ５３…基台  ５４…回動基部  ５４ａ…基部回動軸  ５５…第１アーム（可動部）  ５５ａ…第１揺動軸  ５６…アーム揺動基部  ５６ａ…第２揺動軸  ５７…第２アーム（可動部）  ５７ａ…第２回動軸  ５８…先端揺動基部  ５８ａ…先端揺動軸  ５９…先端アーム（可動部）  ５９ａ…先端回動軸  ６０…モーターユニット  ６０Ａ…揺動ユニット  ６１…揺動モーター（駆動部）  ６２…揺動体プーリー  ６３…揺動プーリー  ６４…揺動基部軸  ６５…揺動ベルト  ７０…モーターユニット  ７０Ａ…回動ユニット  ７１…回動モーター（駆動部）  ７２…回動体プーリー  ７３…回動プーリー  ７４…回動伝達軸  ７５…回動ベルト  ７６ａ，７６ｂ…回動伝達歯車  ７９…先端アーム軸  ５７１…アーム枠。
【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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