CN104104281A - 马达驱动装置及马达驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明能够防止马达驱动装置整体的大型化，同时在放大器模块中通入大电流。其为驱动至少1个马达（110）的马达驱动装置（1），具有：至少1个放大器模块（2），将电供给至马达（110）；控制基板（4），具备将放大器模块（2）分别以可插拔的方式连接的至少1个放大器用接插件（41）；及母线（5），以与放大器模块（2）可插拔的方式配设，并将电供给至该放大器模块（2）。

Description

马达驱动装置及马达驱动系统

技术领域

公开的实施方式涉及一种马达驱动装置及马达驱动系统。

背景技术

以往，公知有驱动多个马达的马达驱动装置（例如，参照专利文献1）。该现有技术的马达驱动装置具备：控制基板；及动力基板，与该控制基板作为其他的构件构成。控制基板上设置有低电压系统的信号线，该低电压系统的信号线在与控制马达的伺服控制部的信号接收中使用。动力基板上设置有供给至放大器模块的高电压系统。在该现有的技术中，如上所述，通过分别在基板上配置高电压系统与低电压系统来确保绝缘及噪音等的可靠性。

专利文献1：国际公开2012/117609号公报

发明内容

但是，在专利文献1中所记载的控制基板及动力基板的电路由使用了导电材料的薄膜（例如铜箔等）的印制电路构成。其结果，用于向放大器模块供给而在动力基板中通入的电流变得越大，则越需要增加所必须的薄膜的面积、厚度，从而使动力基板大型化。其结果，造成装置整体的大型化。

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种防止装置整体的大型化，同时可以在放大器模块中通入大电流的马达驱动装置。

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，适用于一种马达驱动装置，其为驱动至少1个马达的马达驱动装置，具有：至少1个放大器模块，将电供给至所述马达；控制基板，具备将所述至少1个放大器模块分别以可插拔的方式连接的至少1个放大器用接插件；及母线，以与所述放大器模块可插拔的方式配设，并将电供给至该放大器模块。

根据本发明的马达驱动装置，防止装置整体的大型化，同时可以在放大器模块中通入大电流。

附图说明

图1是表示在一个实施方式的马达驱动装置中，在相互连结的2个单元（第1单元及第2单元）的控制基板上安装合计5个放大器模块的例子的立体图。

图2是表示从图1所示的结构拆卸第1单元，并且将第2单元的3个放大器模块中的2个拆卸了的状态的立体图。

图3是表示1轴放大器模块及2轴放大器模块的详细结构的立体图。

图4是表示从图2所示的安装在控制基板上的放大器模块上将覆盖其右侧及上侧的盖体拆卸了的状态的立体图。

图5是用于说明放大器模块的电源正极用接插件及电源负极用接插件的向母线的正极母线部及负极母线部连接的说明图。

图6是表示放大器模块介由电源正极用接插件及电源负极用接插件向正极母线部及负极母线部连接时的形态的立体图。

图7是模式表示使用了实施方式的马达驱动装置的马达驱动系统的整体结构的系统结构图。

图8是表示第1单元及第2单元组合例的说明图。

符号说明

1-马达驱动装置；2-放大器模块；4-控制基板；5-母线；10-第1单元；11-第2单元；21-安装用接插件；24-电源正极用接插件（直流电源用接插件）；25-电源负极用接插件（直流电源用接插件）；41-放大器用接插件；51-正极母线部；52-负极母线部；53A、B-连结机构部（连结机构）；60、63-基板用接插件；100-马达驱动系统；110-马达。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明一个实施方式进行说明。另外，在下列的说明中，上下方向、前后方向、左右方向对应在图1等的各图中适当表示的箭头方向。

（马达驱动装置的概要）

如图1及图2所示，本实施方式的马达驱动装置1具备：至少1个（在该例中的左右方向上配列有5个）放大器模块2，将电供给至马达110（参照后述的图7）；控制基板4，在大致水平方向上延伸设置且将放大器模块2从上方装拆自如地设置；母线5，将电供给至在控制基板4上在左右方向上延伸设置的放大器模块2；整流器装置6；及控制模块120（参照后述的图7）。

例如在图1所示的例中，控制基板4分别在左右方向上配列有2个。因此，第1单元10由控制基板4、母线5、2个放大器模块2构成，其中，控制基板4为上述2个控制基板4、4中左侧的控制基板4；母线5，设置于该左侧的控制基板4；及2个放大器模块2，连接于该左侧的控制基板4。而且，第2单元11由控制基板4、母线5、3个放大器模块2构成，其中，控制基板4为上述2个控制基板4、4中右侧的控制基板4；母线5，设置于该右侧的控制基板4；及3个放大器模块2，连接于该右侧的控制基板4。另外，这些第1单元10的控制基板4与第2单元11的控制基板4介由基板用接插件（在后面叙述详细内容）从而在左右方向上相互连结在一起。

在第2单元11的控制基板4的前后方向的大致中央部，在左右方向上配置有3个放大器用接插件41。在这些3个放大器用接插件41上分别安装3个放大器模块2（也参照后述的图7）。另外，在第1单元10上，虽然省略详细的图示，但是也与上述相同地在控制基板4的前后方向的大致中央部，在左右方向上配置有2个放大器用接插件41。在这些2个放大器用接插件41上分别安装2个放大器模块2（也参照后述的图7）。

（放大器模块）

各放大器模块2具备左右方向的厚度为薄的平坦的长方体形状的外廓。因此，在各放大器模块2的该外廓的下端部的前后方向的中央部上设置有可与上述放大器用接插件41装拆的1个安装用接插件21。由于各放大器模块2的安装用接插件21安装于控制基板4的放大器用接插件41，因此以可插拔的方式连接于控制基板4。

放大器模块2为预先准备的图3中的右跟前侧所示的2轴放大器模块（以下适当地简单称为“2轴放大器模块2”）与图3中的左进深侧所示的1轴放大器模块（以下适当地简单称为“1轴放大器模块2”）。

2轴放大器模块2在后方侧（图3中左跟前侧）的端面具备2个马达用接插件42、42，介由这些马达用接插件42、42将电供给至2个马达110、110（也参照后述的图7）。1轴放大器模块2在后方侧（图3中左跟前侧）的端面具备1个马达用接插件42，介由该1个马达用接插件42将电供给至1个马达110。

另外，在下列的本实施方式中，将上述5个放大器模块2全部作为上述2轴放大器模块2时的例子进行说明。

（母线）

如上述图2所示，母线5包括：正极（P极）母线部51，供给正（﹢）极的直流电（相当于第1直流电源）；及负极（N极）母线部52，供给负（﹣）极的直流电（相当于第2直流电源）。正极母线部51及负极母线部52分别具备从控制基板4向上方立设的板状。因此，这些正极母线部51及负极母线部52在靠向控制基板4中的上述放大器用接插件41的顶侧的位置上相互隔开间隔，同时在左右方向上延伸设置。

图4是表示从图2所示的安装在控制基板4上的放大器模块2上将覆盖该放大器模块2的右侧及上侧的盖体23拆卸了的状态。如该图4及上述图2所示，在各放大器模块2中，在上下铅垂方向上设置有模块基板2A。因此，分别设置有电源正极用接插件24（相当于直流电源用接插件）及电源负极用接插件25（相当于直流电源用接插件），以便从该模块基板2A的前方侧区域的下部向右侧突出。

因此，如图4所示，电源正极用接插件24连接于母线5的上述正极母线部51，电源负极用接插件25连接于母线5的负极母线部52，并且由于安装用接插件21连接于放大器用接插件41，因此模块基板2A（换言之放大器模块2）的下端部安装于上述控制基板4。

（电源正极、负极用接插件及放大器用接插件与母线连接）

如图5所示，电源正极用接插件24及电源负极用接插件25具备顶端侧变窄了的主视下倒U字状的例如导体金属板制的接触件26。接触件26的内侧的两侧面例如设置有将导体金属板弯曲而成的板簧27。因此，如图6所示，使模块基板2A（换言之放大器模块2）下降在控制基板4上，从而使放大器模块2的电源正极用接插件24及电源负极用接插件25按压于控制基板4的母线5的正极母线部51及负极母线部52。由此，这些电源正极用接插件24及电源负极用接插件25各自的倒U字状的接触件26从两侧夹着母线5的正极母线部51及负极母线部52。其结果，电源正极用接插件24及电源负极用接插件25在由接触件26内侧的板簧27的弹性防止脱落的状态下连接于正极母线部51及负极母线部52。此时，大致在同时，由于模块基板2A的下端部的安装用接插件21按压于控制基板4的放大器用接插件41上，因此安装用接插件21以可插拔的方式连接于放大器用接插件41。

（母线彼此的连结）

在此，各单元的母线5在沿着左右方向（换言之延伸设置方向）的两端部上具备可与其他单元的母线5连接的连结机构。即，如图4及图5所示，在母线5的右侧（图4中的左跟前侧、朝向图5中纸面的跟前侧）的端部上设置有连结机构部53A，该连结机构部53A构成上述连结机构的一部分。

该连结机构部53A具备：插座54，从正极母线部51及负极母线部52的右侧端部的下部在前后方向上以钩状隆起；及大致U字状的顶端部55，设置于各插座54的上端在右方突出。顶端部55具有朝向右方开口的开口部56。

另一方面，如图2所示，母线5的左侧（图2中的右跟前侧）的端部上设置有连结机构部53B，该连结机构部53B构成上述连结机构的另一部分。

该连结机构部53B具备：突出部57，从正极母线部51及负极母线部52的左方侧的下部在前后方向上以钩状隆起；具有螺丝孔的凸台58，设置于各突出部57的上端；及螺丝59，螺合于凸台58的螺丝孔。

在上述结构中，在一个单元的母线5上连接其他单元的母线5时，一个单元的上述连结机构部53B的正极母线部51侧及负极母线部52侧的各顶端部55、55放置于其他单元的上述连结机构部53A的正极母线部51侧及负极母线部52侧的各凸台58、58。然后，穿通各顶端部55的开口部56的螺丝59旋入各凸台58的螺丝孔，由此介由螺丝59使顶端部55固定于凸台58。

（控制基板彼此的连结）

各单元的控制基板4具备可与其他单元的控制基板4相互连接的基板用接插件。即，如图2所示，在各单元的控制基板4的左侧（图2中右跟前侧）的缘部，在该例中靠向后侧的位置设置有一方的基板用接插件60。与此相对，如图4所示，在控制基板4的右侧（图4中左跟前侧）的缘部，在该例中靠向后侧的位置设置有另一方的基板用接插件63。

上述一方的基板用接插件60具备长孔状的被嵌合部61，在被嵌合部61的高度方向的中央部设置有沿着前后方向的插入板62。

上述另一方的基板用接插件63具备大致长方体状的嵌合部64，在嵌合部64设置有沿着前后方向的接收孔65。

在上述结构中，在一个单元的控制基板4上连接其他单元的控制基板4时，在一个单元的上述一方的基板用接插件60的被嵌合部61上插入其他单元的上述另一方的基板用接插件63的嵌合部64，由此被嵌合部61的插入板62嵌入并固定于嵌合部64的接收孔65。

另外，如上所述，为了代替将连结机构部53B的顶端部55与连结机构部53A的凸台58在上下方向上重合后通过螺丝59来连结固定，则通过适当的接插件（未图示）在由如上所述的基板用接插件60、63使控制基板4彼此连结固定时，大致同时将邻接的2个单元的母线5彼此相互连结，也就是说也可以为一次操作式结构。此时，因为将各单元的控制基板4彼此连接时，也可以统一将各单元的母线5彼此连接，所以可以降低使用者的工作负担并提高便利性。

（系统结构）

图7表示具备上述结构的马达驱动装置1的马达驱动系统100的整体的电结构。如图7所示，该马达驱动系统100具备10个马达110、上述马达驱动装置1。

马达110分别具有检测旋转轴111等的各马达110的旋转体的旋转角度从而输出位置检测信号的编码器112。

（马达驱动装置的电结构的概略）

马达驱动装置1具有：上述整流器装置6；5个上述放大器模块2，分别将电供给至10个上述马达110；及上述控制模块120。

整流器装置6具备整流器模块101、电容器模块102。整流器模块101输入交流电源（例如AC200V）从而产生并输出马达驱动直流电源（例如DC＋300V）及控制电源（例如DC＋5V、DC±12V）。电容器模块102搭载电容器103。电容器103使由整流器模块101产生的马达驱动直流电源平滑化。

各放大器模块2具有2个上述马达用接插件42，其以可插拔的方式连接用于与2个马达110连接的马达电缆的接插件（图示省略）。马达电缆的一方侧的接插件嵌合于各马达用接插件42，马达电缆的另一方侧的接插件嵌合于1个马达110的上述接插件113。由此，1个放大器模块2与2个马达110、110连接，并驱动2个马达110、110。即，放大器模块2输入来自2个马达110各自的编码器112的位置检测信号从而产生所对应的信号，并向第1单元10（或第2单元11）的控制基板4（以下适当地简单地称为“控制基板4”而并不区分第1单元10的控制基板4与第2单元11的控制基板4）输出。

另外，连接于各放大器模块2的各马达110的容量（输出量）既可以为各自相同的容量，也可以各不相同的容量，各放大器模块2与所对应的马达110的容量无关，分别呈大致相同的外形尺寸的方式构成。

控制模块120搭载CPU121。CPU121将从本身内置的存储部读取并输出马达的控制指令（位置、速度、转矩中的任意1个控制指令）分配于控制基板4的10个控制运算部131从而进行输出。

（控制基板的电结构的详细内容）

控制基板4输入来自整流器模块101的控制电源。控制基板4配置有：10个上述控制运算部131（控制IC）；5个上述放大器用接插件41，使5个放大器模块2以可插拔的方式连接；1个控制模块用接插件43，使控制模块120以可插拔的方式连接；及信号线（图示省略），用于基于来自控制模块120的马达控制指令来控制各放大器模块2的开关元件45。

在控制基板4上供给使用于各放大器模块2的控制用信号的接收的低电压系统（例如DC＋5V、DC±12V等）的电压。即，通过在各放大器用接插件41上嵌合各放大器模块2的安装用接插件21，使控制基板4与各放大器模块2连接。而且，控制基板4通过使控制模块120的接插件122嵌合在控制模块用接插件43上，从而与控制模块120连接。

此时，控制基板4的上述各控制运算部131例如由IC芯片构成，分别对应1个马达。各控制运算部131输入来自上述控制模块120的马达控制指令及来自各马达100的编码器102的位置检测信号，从而实行根据输入的马达控制指令的控制运算（包括电源控制运算）。因此，将根据该控制运算的开关指令介由上述放大器用接插件41向放大器模块2的上述开关元件45输出。

另一方面，还在控制基板4上设置有高电压系统（例如DC＋300V等）的电线即上述母线5。来自上述整流器模块101的马达驱动直流电源输入母线5。通过上述5个放大器模块2的电源正极用接插件24及电源负极用接插件25分别连接于母线5的正极母线部51及负极母线部52，则电供给至各放大器模块2。

根据上述结构，马达驱动装置1根据从控制模块120输出的马达控制指令，分别将电供给至与5个放大器模块2连接的10个马达110，驱动各马达110。

（实施方式的效果）

如以上说明，本实施方式的马达驱动装置1具备多个放大器模块2、控制基板4、母线5。在控制基板4上设置有多个放大器用接插件41。由于使用各放大器用接插件41，因此各放大器模块2与控制基板4连接。由此，根据来自控制基板4的信号，控制各放大器模块2的开关元件45。

此时，对于各放大器模块2的电供给通过上述母线5进行。通过将放大器模块2连接于母线5，可以统一将电供给至各放大器模块2。因此，如此通过使用断面积大的母线5来实施将电供给至放大器模块2，即使在通过大电流的情况下，也不需要使用像导电材料的薄膜时那样广大的面积或厚度。其结果，可以防止马达驱动装置1整体的大型化，可以以比较小型的方式构成装置整体。

而且，尤其在本实施方式中，放大器模块2具备电源正极用接插件24及电源负极用接插件25，可与母线5的供给正极的直流电的正极母线部51及供给负极的直流电的负极母线部52相互连接。由此，可以确实地将电供给至放大器模块2。

而且，尤其在本实施方式中，马达驱动装置1由多个单元连结构成，该1个单元（例如上述第1单元10、第2单元11等）具备控制基板4、母线5、及连接于这些控制基板4与母线5的放大器模块2。因此，各单元的母线5在沿着左右方向的两端部上具备可与其他单元的母线5连接的上述连结机构部53A、53B。

如此，马达驱动装置1由多个单元连结构成，将具备控制基板4、母线5、放大器模块2的构件作为该单元。由此，根据使用者的用途、需求，可以将所希望的单元连结使用，可以提高自由性、通用性。

而且，尤其在本实施方式中，各单元的控制基板4具备可与其他单元的控制基板4相互连接的基板用接插件60、63。

由此，如上所述，在多个单元连结从而构成马达驱动装置1时，可以将各单元的控制基板4彼此顺滑地连接。

而且，尤其在本实施方式中，多个单元包括：至少1个第1单元10，该第1单元10具有控制基板4，该控制基板4具备将2个放大器模块2以可插拔的方式分别连接的2个放大器用接插件41；及至少1个第2单元11，该第2单元11具有控制基板4，该控制基板4具备将3个放大器模块2以可插拔的方式分别连接的3个放大器用接插件41，这些至少1个第1单元10与至少1个第2单元11连结构成。

在本实施方式中，由于第1单元10具备2个放大器用接插件41，因此可以连接2个放大器模块2。由于第2单元11具备3个放大器用接插件41，因此可以连结3个放大器模块2。如此，由于具备2种作为单元的第1单元10与第2单元11，由此可以将连结如上所述的多个单元从而构成马达驱动装置1时的作为控制对象的放大器模块2的个数进行多种多样的变化。通过图8（a）～（g）对该效果进一步进行详细说明。

图8（a）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为2个的情况。此时，上述的1个第1单元10单独使用。在该第1单元10的控制基板4上具备：上述母线5（正极母线部51及负极母线部52）；及2个放大器用接插件41，可将2个放大器模块2（图示省略。以下同样）连接。通过母线5将来自上述高电压系统的电供给至2个放大器模块，通过2个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至2个放大器模块。

图8（b）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为3个的情况。此时，上述的1个第2单元11单独使用。在该第2单元11的控制基板4上具备：上述母线5；及3个放大器用接插件41，可将3个放大器模块2连接。通过母线5将来自上述高电压系统的电供给至3个放大器模块，通过3个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至3个放大器模块。

图8（c）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为4个的情况。此时，2个第1单元10、10介由上述接插件60、63连结使用。另外，用影线表示通过接插件60与接插件63邻接的2个单元的连接部分（以下同样）。在这些2个第1单元10、10的连结体中，具备可将4个放大器模块2连接的4个放大器用接插件41，同时每个单元的母线5通过前述的连结机构53A、53B导通从而电性一体化。因此，通过该一体化的母线5将来自上述高电压系统的电供给至4个放大器模块，通过4个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至4个放大器模块。

图8（d）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为5个的情况。此时，1个第1单元10与1个第2单元11介由上述接插件60、63连结使用。在这些2个单元10、11的连结体中，具备可将5个放大器模块2连接的5个放大器用接插件41，同时每个单元的母线5通过前述的连结机构53A、53B导通从而电性一体化。因此，通过该一体化的母线5将来自上述高电压系统的电供给至5个放大器模块，通过5个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至5个放大器模块。

图8（e）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为6个时的一个例子。在该例中，2个第2单元11介由上述接插件60、63连结使用。在这些2个第2单元11、11的连结体中，具备可将6个放大器模块2连接的6个放大器用接插件41，同时每个单元的母线5通过前述的连结机构53A、53B导通从而电性一体化。因此，通过该一体化的母线5将来自上述高电压系统的电供给至6个放大器模块，通过6个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至6个放大器模块。另外，此时，也可以将3个第1单元10连结使用。

图8（f）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为7个时的一个例子。在该例中，2个第1单元10、10及1个第2单元11介由上述接插件60、63相互连结使用。在这些3个单元10、10、11的连结体中，具备可将7个放大器模块2连接的7个放大器用接插件41，同时每个单元的母线5通过前述的连结机构53A、53B导通从而电性一体化。因此，通过该一体化的母线5将来自上述高电压系统的电供给至7个放大器模块，通过7个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至7个放大器模块。

图8（g）是表示作为控制对象的放大器模块2的个数为8个时的一个例子。在该例中，2个第2单元11、11及1个第1单元10介由上述接插件60、63相互连结使用。在这些3个单元11、11、10的连结体中，具备可将8个放大器模块2连接的8个放大器用接插件41，同时每个单元的母线5通过前述的连结机构53A、53B导通从而电性一体化。因此，通过该一体化的母线5将来自上述高电压系统的电供给至8个放大器模块，通过8个放大器用接插件41将来自上述低电压系统的电压供给至8个放大器模块。另外，此时，也可以将4个第1单元10连结使用。

以下相同，即使作为控制对象的放大器模块2的个数为9个以上的情况，通过将第1单元10与第2单元11的个数适当进行组合，则可以对应多种个数的放大器模块2的组合。

除以上所述的方式之外，也可以将上述实施方式、变形例的手法适当进行组合并加以利用。

另外，虽然不做一一例示，但是上述实施方式在不脱离其宗旨的范围内可加以各种变更而进行实施。

Claims (7)

1.一种马达驱动装置，其为驱动至少1个马达的马达驱动装置，其特征为，

具有：至少1个放大器模块，将电供给至所述马达；

控制基板，具备将所述至少1个放大器模块分别以可插拔的方式连接的至少1个放大器用接插件；

及母线，以与所述放大器模块可插拔的方式配设，并将电供给至所述放大器模块。

2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征为，所述放大器模块具备直流电源用接插件，所述直流电源用接插件可与多个将第1直流电源及第2直流电源供给的所述母线相互连接。

3.根据权利要求1或2所述的马达驱动装置，其特征为，由具备所述控制基板、所述母线及与所述控制基板和母线连接的所述放大器模块的1个单元连结多个构成，

各单元的所述母线在沿着所述延伸设置方向的端部上具备可与其他单元的所述母线连接的连结机构。

4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其特征为，各单元的所述控制基板具备可与其他单元的所述控制基板相互连接的基板用接插件。

5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征为，所述多个单元的所述连结机构在所述多个单元的所述基板用接插件相互连结时，将所述多个单元的所述母线相互连结。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的马达驱动装置，其特征为，所述多个单元包括：至少1个第1单元，所述第1单元具有所述控制基板，所述控制基板具备将2个所述放大器模块以可插拔的方式分别连接的2个所述放大器用接插件；及至少1个第2单元，所述第2单元具有所述控制基板，所述控制基板具备将3个所述放大器模块以可插拔的方式分别连接的3个所述放大器用接插件，所述至少1个所述第1单元与至少1个所述第2单元连结构成。

7.一种马达驱动系统，其特征为，具备：

至少1个马达；

及权利要求1至5中任意一项所述的马达驱动装置，根据输入的马达控制指令来驱动所述马达。