电动机及制动器的解除方法与流程

本公示涉及电动机及制动器的解除方法。

背景技术：

在专利文献1中，公示有将马达、制动器、驱动控制装置一体化的带有制动器的马达。

专利文献1：日本特开2004-336878号公报

技术实现要素：

在未将马达及制动器和驱动器(例如上述驱动控制装置)一体化的构成的情况下，由于可以向制动器和驱动器的连接部分直接供电，因此根据需要可以容易地解除制动器。即使在将马达及制动器和驱动器一体化的构成中，也存在有要求能够容易地解除制动器的情况。

本公示所要解决的技术问题是提供一种电动机及制动器的解除方法，能够在将马达、制动器及驱动器一体化的构成中，在抑制结构复杂化的同时，容易地解除制动器。

本公示所涉及的电动机具备随着供电产生动力的马达、与马达一体化且随着供电产生对马达的制动力的制动器、与马达及制动器一体化的驱动器，驱动器具有：向制动器引电的电源线；第一电路，对制动器与电源线连接的状态和制动器未与电源线连接的状态进行切换；及通电线路，即使在制动器未通过第一电路与电源线连接的状态下，也可经由电源线的至少一部分向制动器供电。

本公示所涉及的制动器的解除方法包含下述内容，即，使用有具备马达、与马达一体化且随着供电产生对马达的制动力的制动器、与马达及制动器一体化的驱动器，且驱动器具有向制动器引电的电源线、对制动器与电源线连接的状态和制动器未与电源线连接的状态进行切换的第一电路的电动机，以便在制动器未通过第一电路与电源线连接的状态下，经由电源线的至少一部分向制动器供电。

根据本公示，能够在将马达、制动器及驱动器一体化的构成中，在抑制结构复杂化的同时，容易地解除制动器。

附图说明

图1是表示电动机的概要构成的模式图。

图2是表示电动机的电路构成的模式图。

图3是表示第一电路的一个例子的模式图。

图4是表示第一电路的其他例子的模式图。

符号说明

1-电动机；3-马达；4-制动器；10-驱动器；5-壳；21-电源线；30-第一电路；r1、r2-通电线路；21a-第一线路；21b-第二线路；31-开关；32-开关驱动电路；40-第二电路；51-第一整流元件；33-第二整流元件；52-分流线路。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式详细地进行说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的符号，并省略重复的说明。

本实施方式所涉及的电动机具备马达、制动器、驱动器。马达随着供电产生动力。制动器被一体化于马达，且随着供电产生对马达的制动力。驱动器被一体化于马达及制动器，且具有电源线、第一电路、通电线路。电源线向制动器引电。第一电路对制动器与电源线连接的状态和制动器未与电源线连接的状态进行切换。通电线路为即使在制动器未通过第一电路与电源线连接的状态下，也可经由电源线的至少一部分向制动器供电的线路。

电动机既可以是使输出轴旋转的旋转型电动机，也可以是使移动体移动的直线型电动机。下面，针对电动机为旋转型的情况表示具体的构成例。

(电动机的机械构成)

如图1所示，电动机1具有输出轴2、马达3、制动器4、驱动器10。输出轴2被保持为，绕其中轴线ax1自如地旋转。马达3随着供电在输出轴2上产生旋转转矩。马达3既可以是同步型马达，也可以是感应型马达。

制动器4随着供电产生对马达3的制动力。“对马达3的制动力”是指抵抗马达3所产生的动力的力。例如制动器4在输出轴2上产生与马达3所产生的旋转转矩逆向的制动转矩。具体而言，制动器4内置有制动垫片等制动单元bp1，通过制动单元bp1的摩擦阻力来产生制动转矩。

制动器4随着供电对制动单元bp1直接或间接与输出轴2接触的状态(下面称为“制动状态”)和制动单元bp1从输出轴2离开的状态(下面称为“解除状态”)进行切换。制动器4既可以构成为随着供电将制动状态切换成解除状态，也可以构成为随着供电将解除状态切换成制动状态。例如制动器4可以具有用于随着供电使制动单元bp1从输出轴2离开的制动器线圈bc1。此时，随着向制动器线圈bc1的供电，制动状态转变为解除状态。

驱动器10对马达3及制动器4进行控制。

在此，制动器4被一体化于马达3，驱动器10被一体化于马达3及制动器4。换言之，将马达3、制动器4、驱动器10一体化。

另外，“一体化”是指相互固定以便作为一个物体来使用。作为一体化的一个例子，可以将马达3、制动器4及驱动器10固定在板材等一个刚体上。此外，也可以将马达3、制动器4及驱动器10收纳在一体的壳内。

例如，电动机1具有收纳马达3、制动器4及驱动器10的一体的壳5。在壳5内，输出轴2被保持为绕中轴线ax1自如地旋转，且其一个端部突出到壳5外。在壳5内，马达3在输出轴2上产生旋转转矩。在壳5内，制动器4在输出轴2上产生制动转矩。驱动器10在壳5内被收纳在与收纳马达3及制动器4的空间邻接的空间内。

另外，“一体的壳”是指外观上呈一体的壳，也包括其内部被划分成多个空间的壳。此外，“一体的壳”还包括多个壳组合而成一体的壳。

电动机1还可以进一步具备设置于壳5的接插件60。接插件60用于对驱动器10的供电及电信号的输入输出。例如接插件60具有用于向制动器4供电的第一端子61a、61b、用于向马达3供电的第二端子62a、62b、用于进行电信号的输入输出的第三端子63。

(电动机的电构成)

如图2及图3所示，驱动器10具有电源线21、第一电路30、通电线路r1。

电源线21向制动器4引电。向制动器4引电是指，将电引至用于切换制动器4的制动状态及解除状态的单元(制动器线圈bc1)。例如电源线21包含第一线路21a和第二线路21b。第一线路21a在使第一电路30动作时与电源(例如直流电源80)的正极连接。第二线路21b在使第一电路30动作时与电源(例如直流电源80)的负极连接。

第一线路21a及第二线路21b也可以分别与上述的接插件60的第一端子61a、61b连接。在使第一电路30动作时，直流电源80的正极及负极分别与第一端子61a、61b连接。由此，第一线路21a及第二线路21b分别与直流电源80的正极及负极连接。

电源线21在制动器线圈bc1的一端与第一线路21a导通且制动器线圈bc1的另一端与第二线路21b导通的状态下将电引至制动器线圈bc1。

第一电路30构成为，对制动器4与电源线21连接的状态、制动器4未与电源线21连接的状态进行切换。制动器4与电源线21连接的状态是指，用于切换制动器4的制动状态及解除状态的单元(例如制动器线圈bc1)的两端部与第一线路21a及第二线路21b导通的状态。制动器4未与电源线21连接的状态是指，用于切换制动器4的制动状态及解除状态的单元(例如制动器线圈bc1)的两端部的至少一方与第一线路21a及第二线路21b任何一方都未导通的状态。

具体而言，第一电路30如图3所示包含开关31。开关31构成为，设置在第一线路21a或第二线路21b和制动器4之间，对导通状态和切断状态进行切换。例如开关31被设置在第二线路21b和制动器线圈bc1的上述另一端之间，制动器线圈bc1的上述一端则不介由开关31而与第一线路21a连接。开关31也可以被设置在第一线路21a和制动器线圈bc1的上述一端之间，制动器线圈bc1的上述另一端则可以不介由开关31而与第二线路21b连接。作为开关31的具体例，可列举mosfet(金属-氧化物半导体场效应晶体管)等。

第一电路30还可以进一步包含开关驱动电路32。开关驱动电路32利用从电源线21供给的电进行动作，对开关31的导通状态和切断状态进行切换。

如图2所示，驱动器10还可以具备第二电路40。此时驱动器10还可以进一步具备电源线22。第二电路40对马达3进行驱动。电源线22将用于驱动马达3的电引至第二电路40。例如电源线22包含第一线路22a和第二线路22b。第一线路22a在使第二电路40动作时与电源(例如直流电源70)的正极连接。第二线路22b在使第二电路40动作时与电源(例如直流电源70)的负极连接。

例如第一线路22a及第二线路22b分别与接插件60的第二端子62a、62b连接。在使第二电路40动作时，直流电源70的正极及负极分别与第二端子62a、62b连接。由此，第一线路22a及第二线路22b分别与直流电源70的正极及负极连接。直流电源70例如内置有整流器，对从交流电源ps1供给的交流电(例如三相交流电)进行整流以转换成直流电。

作为一个例子，第二电路40具有电桥电路41、栅极驱动电路42、控制电路43、控制电源电路44、输入输出电路45。

电桥电路41具有多个开关元件46，并与第一线路22a及第二线路22b连接。电桥电路41根据开关元件46的开·关来输出用于驱动马达3的交流电(例如三相交流电)。作为开关元件46的具体例，可列举igbt(insulatedgatebipolartransistor绝缘栅双极晶体管)。

栅极驱动电路42将用于切换上述开·关的信号输出到各开关元件46。

控制电路43介由栅极驱动电路42来控制电桥电路41，以便将与输入指令相应的交流电输出。此外，控制电路43也可以构成为，将用于对制动器4与电源线21连接的状态、制动器4未与电源线21连接的状态进行切换的指令信号输出到第一电路30。此时，第一电路30根据来自第二电路40的指令信号对制动器4与上述电源线连接的状态和制动器4未与电源线21连接的状态进行切换。例如在以向马达3输出交流电的方式控制电桥电路41时，控制电路43将制动器的解除指令输出到第一电路30。具体而言，控制电路43将信号输出到开关驱动电路32(参照图3)，所述信号指令使开关31成为导通状态。

如图3所示，也可以使光耦合器34介于控制电路43和第一电路30之间，所述耦合器34在控制电路43和第一电路30间形成电绝缘的状态下可传递信号。

返回图2，控制电源电路44用控制用的电压向栅极驱动电路42及控制电路43供电。例如控制电源电路44为dc/dc整流器，将供给到电源线21的电压转换成控制用的电压，并用该电压向栅极驱动电路42及控制电路43供电。

输入输出电路45在电动机1的周围装置(例如上层的动作控制器)和控制电路43之间进行信号的输入输出。例如输入输出电路45介于控制电路43和第三端子63之间，在与第三端子63连接的周围装置和控制电路43之间进行信号的输入输出。

图3所示的通电线路r1为即使在制动器4未通过第一电路30与电源线21连接的状态下，也可经由电源线21的至少一部分向制动器4供电的线路。例如通电线路r1还可以包含与开关31并联连接的第一整流元件51。第一整流元件51使从第二线路21b侧向第一线路21a侧的电流通过。另一方面，第一整流元件51不使从第一线路21a侧向第二线路21b侧的电流通过。第一整流元件51例如为二极管。另外，“不使电流通过”是指实际上不使电流通过，包含使微弱的电流通过的情况，所述微弱的电流为不给制动器4的工作状态带来影响的程度。

无论开关31或为导通状态或为切断状态，第一整流元件51都使从第二线路21b侧向第一线路21a侧的电流通过。因此，形成可依次经由第二线路21b、第一整流元件51、制动器线圈bc1及第一线路21a向制动器4供电的通电线路r1。

在通电线路r1包含第一整流元件51的构成中，第一电路30还可以进一步包含第二整流元件33。第二整流元件33被设置在第一线路21a或第二线路21b和开关驱动电路32之间，使从第一线路21a侧向第二线路21b侧的电流通过。另一方面，第二整流元件33不使从第二线路21b侧向第一线路21a侧的电流通过。第二整流元件33例如为二极管。另外，“不使电流通过”是指实际上不使电流通过，包含使微弱的电流通过的情况，所述微弱的电流为不给开关驱动电路32带来影响的程度。

通电线路只要是即使在制动器4未通过第一电路30与电源线21连接的状态下也可经由电源线21的至少一部分向制动器4供电的线路即可，其具体的构成不局限于作为通电线路r1而例示的构成。

例如驱动器10也可以具有图4所示的通电线路r2。通电线路r2包含连接在开关31和制动器4之间的分流线路52。例如分流线路52与介于制动器线圈bc1和开关31之间的导电部件连接。

接插件60还可以进一步具有用于操作制动器4的第四端子64，且可以将从开关31和制动器4之间延伸出的分流线路52的端部与第四端子64连接。

无论开关31或为导通状态或为切断状态，分流线路52都与制动器线圈bc1的开关31侧的端部导通。因此，第一线路21a及第二线路21b之中，形成有可经由不介由开关31而与制动器线圈bc1连接的线路、制动器线圈bc1、分流线路52向制动器4供电的通电线路r2。

例如，在第一线路21a不介由开关31而与制动器线圈bc1连接的情况下，形成经由第一线路21a、制动器线圈bc1、分流线路52的通电线路r2。在第二线路21b不介由开关31而与制动器线圈bc1连接的情况下，形成经由第二线路21b、制动器线圈bc1、分流线路52的通电线路r2。在任意的通电线路r2中，可向从制动器线圈bc1朝向分流线路52的方向及从分流线路52朝向制动器线圈bc1的方向双向通电。

根据驱动器10具有通电线路r1或r2等的构成，即使在制动器4未通过第一电路30与电源线21连接的状态下，通过包含经由电源线21的至少一部分向制动器4供电的方法的解除方法，也能够将制动器4从制动状态切换成解除状态。

在驱动器10具有通电线路r1的构成中，作为经由电源线21的至少一部分向制动器4供电的一个例子，通过将第二线路21b与电源的正极连接，将第一线路21a与电源的负极连接来向制动器4供电，能够将制动器4从制动状态切换成解除状态。

例如，通过将直流电源80的正极与第一端子61b连接，将直流电源80的负极与第一端子61a连接，并向制动器线圈bc1供电，能够将制动器4从制动状态切换成解除状态。

在驱动器10具有通电线路r2的构成中，作为经由电源线21的至少一部分向制动器4供电的一个例子，通过经由分流线路52、第一线路21a或第二线路21b向制动器4供电，能够将制动器4从制动状态切换成解除状态。

例如，通过将直流电源80的正极与第一端子61a、61b的任意一个连接，将直流电源80的负极与第四端子64连接，能够向制动器线圈bc1供电，将制动器4从制动状态切换成解除状态。即使通过将直流电源80的正极与第四端子64连接，将直流电源80的负极与第一端子61a、61b的任意一个连接，也能够向制动器线圈bc1供电，将制动器4从制动状态切换成解除状态。

(本实施方式的效果)

如以上说明的那样，电动机1具备随着供电产生动力的马达3、与马达3一体化且随着供电产生对马达3制动力的制动器4、与马达3及制动器4一体化的驱动器10，驱动器10具有：向制动器4引电的电源线21；第一电路30，对制动器4与电源线21连接的状态和制动器4未与电源线21连接的状态进行切换；通电経路r1，即使在制动器4未通过第一电路30与电源线21连接的状态下，也可经由电源线21的至少一部分向制动器4供电。

电动机1还可以进一步具备收纳马达3、制动器4及驱动器10的一体的壳5。

在具有马达和制动器的电动机中，随着驱动马达可将制动器切换为制动状态及解除状态。在这样的电动机中，存在有需要不通过马达的驱动状态而使制动器成为解除状态的情况。例如，在将电动机安装于装置上时，存在有需要用手动来调节输出轴的旋转角度的情况。在电动机和马达及制动器的驱动器分离的情况下，可以通过将与驱动器连接用的电缆从电动机卸下，并在制动器用的端子上外加电压来强制解除制动器。如电动机1那样，即使在马达3、制动器4及驱动器10被一体化的构成中也同样存在需要强制解除制动器4的情况。

假设，在通过第一电路30来切换电源线21和制动器4的连接状态的方法以外，没有可解除制动器4的方法的情况下，需要在向装置安装电动机1未完成的状态下启动驱动器10，并对第一电路30输入指令信号。

对此，在电动机1中，由于驱动器10具有通电线路r1、r2，因此通过经由通电线路r1向制动器4供电而无需启动驱动器10，能够容易地将制动器4从制动状态切换成解除状态。而且，由于将电源线21的至少一部分用作通电线路r1，因此能够抑制伴随设置通电线路r1的构成要素的增加。因而，能够在抑制结构复杂化的同时，容易地解除制动器4。

驱动器10也可以构成为，进一步具备驱动马达3的第二电路40，且第一电路30根据来自第二电路40的指令信号来切换制动器4与电源线21连接的状态和制动器4未与电源线21连接的状态。此时，在经由驱动器10来解除制动器4时，需要将用于驱动马达3的信号发送到第二电路40，且使用于解除制动器4的信号从第二电路40输出到第一电路30的更加复杂的操作。因而，可经由通电线路r1来解除制动器4是更加有意义的。

电源线21包含在使第一电路30动作时与电源的正极连接的第一线路21a、在使第一电路30动作时与电源的负极连接的第二线路21b，第一电路30包含被设置在第一线路21a或第二线路21b与制动器4之间以切换导通状态和切断状态的开关31，且通电线路r1也可以包含与开关31并联连接且使从第二线路21b侧向第一线路21a侧的电流通过的第一整流元件51。此时，可以经由第二线路21b、第一整流元件51、第一线路21a向制动器4进行通电。因此，能够通过将第二线路21b与正极连接，将第一线路21a与负极连接来解除制动器4。由于在第一线路21a及第二线路21b以外，无需设置制动器4的解除专用的输入输出线路，因此能够更加切实地抑制结构复杂化。

第一电路30还可以进一步包含利用从电源线21供给的电进行动作以切换开关31的导通状态和切断状态的开关驱动电路32、设置于第一线路21a或第二线路21b和开关驱动电路32之间且使从第一线路21a侧向第二线路21b侧的电流通过的第二整流元件33。此时，由于在将第二线路21b与正极连接，将第一线路21a与负极连接时，向开关驱动电路32侧的电流被切断，因此能够更加切实地向制动器4供电。

电源线21包含在使第一电路30动作时与电源的正极连接的第一线路21a、在使第一电路30动作时与电源的负极连接的第二线路21b，第一电路30包含被设置在第一线路21a或第二线路21b和制动器4之间以切换第一线路21a和第二线路21b之间的导通和切断的开关31，且通电线路r2也可以包含连接在开关31和制动器4之间的分流线路52。此时，第一线路21a及第二线路21b之中，可以经由与制动器4连接的线路、分流线路52向制动器4通电，而不介由开关31。由于在用于向制动器4通电的两个线路之中，其中一个是通过电源线21构成的，因此能够抑制结构复杂化。

以上，虽然对实施方式进行了说明，但本发明不一定局限于上述的实施方式，且在不脱离其主旨的范围内可进行各种各样的变更。