DE102023102198A1

DE102023102198A1 - Eine Buskomponente, eine Busvorrichtung und ein Verfahren zur Bildung eines Übertragungspfades

Info

Publication number: DE102023102198A1
Application number: DE102023102198.2A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kiribuchi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2022-02-15
Filing date: 2023-01-31
Publication date: 2023-08-17
Also published as: JP2023118276A; US20230259476A1; KR20230122981A; CN116613600A

Abstract

Für einen Übertragungspfad, über den ein Signal zur Stromversorgung oder zur Informationsübertragung übertragen wird, wird derart ein geeigneter Übertragungspfad gebildet, in welchem das Signal zur Stromübertragung dient. Buskomponente zum Bilden eines Übertragungspfades, der ein Signal überträgt, wobei die Buskomponente umfasst: ein Grundelement; und einen Energieversorgungspfad, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements zu erstrecken. Die Buskomponente ist dazu eingerichtet, mit einer anderen Buskomponente gekoppelt werden zu können, sodass Kanten von Grundelementen der Buskomponente und der anderen Buskomponente miteinander in Kontakt stehen. Der Energieversorgungspfad in der Buskomponente und der Energieversorgungspfad in einer anderen Buskomponente sind dazu eingerichtet, einen vorbestimmten Übertragungspfad in einem Zustand zu bilden, in dem die Buskomponente einer anderen Buskomponente gekoppelt ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponente zur Bildung eines Leistungsübertragungspfades, der ein Signal überträgt, und betrifft ein Verfahren zur Bildung der Komponente.
HINTERGRUND
Um es zu ermöglichen, dass ein Gehäuse eines Geräts in geeigneter Weise in eine Busleitung, die dazu eingerichtet ist, dem gesamten Gerät Strom zuzuführen, eingefügt und aus dieser entfernt werden kann, offenbart beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-153573 eine Technik zum Anschluss eines Gehäuses, das ein Gerät bildet, an eine Rückplatte, die eine Busleitung umfasst, der eine Hoch- und eine Niederspannung zugeführt wird. Da die Länge der Busleitung im Voraus festgelegt wurde, kann sie nicht variieren, d. h. es kann nur die Anzahl von Paketen empfangen werden, die der Länge der Busleitung entspricht.
Beispielsweise ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2005 - 184912 eine Technik offenbart, bei der ein Anschluss an der Seite eines Gehäuses für eine Busleitungsschaltung bereitgestellt ist und benachbarte Busleitungsschaltungen über den Anschluss in einer Konfiguration verbunden sind, in der in welcher Konfiguration Leistungsversorgungseinheiten, die jeweils eine Leistungsversorgungsschaltungseinheit und eine Busleitungsschaltungseinheit umfassen, Seite an Seite so viele wie nötig verbunden sind. Die Technik ermöglicht eine kontinuierliche Stromversorgung einer Leistungsversorgungseinheit, in der kein Fehler aufgetreten ist, selbst wenn einige Leistungsversorgungsschaltungseinheiten aufgrund eines Fehlers oder dergleichen in einem Zustand entfernt und ersetzt werden, in dem eine Vielzahl von Leistungsversorgungseinheiten anfänglich nebeneinander angeschlossen sind.
In einem Fall, in dem ein Leistungsübertragungspfad gebildet wird, über den ein Signal für die Zuführung von Energie oder ein Signal für die Übertragung von Informationen übertragen wird, insbesondere in einem Fall, in dem die Länge einer Busleitung für die Zuführung von Energie auf eine vorbestimmte Länge eingestellt ist, wie in der vorstehenden japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2000-153573, kann es problematisch sein, wenn die Länge des Leistungsübertragungspfads unnötig lang wird, dass sich Rauschen überlagert, die Größe des Leistungsübertragungspfads erhöht wird und dergleichen. Bei der in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2005-184912 offengelegten Technik werden die Busleitungs-Schaltungseinheiten der Stromversorgungseinheiten miteinander verbunden, indem die Stromversorgungseinheiten nebeneinander geschaltet werden. Die Busleitungs-Schaltungseinheit ist jedoch nur ein Teil der Leistungsversorgungseinheit, und die Technik offenbart oder schlägt nicht vor, wie ein Leistungsübertragungspfad zu konstruieren ist, in welchem ein Signal zur Stromversorgung oder ein Signal zur Informationsübermittlung übertragen wird.
FAZIT
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Probleme gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bilden eines geeigneten Leistungsübertragungspfades für einen Leistungsübertragungspfad bereitzustellen, über den ein Signal zur Zuführung von Leistung oder ein Signal zur Übertragung von Informationen übertragen wird, entsprechend dem Zweck der Leistungsübertragung des Signals.
Eine Buskomponente gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Buskomponente zum Bilden eines Leistungsübertragungspfades, der ein Signal überträgt, wobei die Buskomponente folgendes umfasst: ein Grundelement; und einen Energieversorgungspfad, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zur anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements zu erstrecken. Die Buskomponente ist dazu eingerichtet, mit einer anderen Buskomponente gekoppelt werden zu können, sodass Kanten von Grundelementen der Buskomponente und einer anderen Buskomponente miteinander in Kontakt stehen. Der Energieversorgungspfad in der Buskomponente und der Energieversorgungspfad in einer anderen Buskomponente sind dazu eingerichtet, einen vorbestimmten Leistungsübertragungspfad in einem Zustand zu bilden, in dem die Buskomponente mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist.
Die Buskomponente bildet derart einen Leistungsübertragungspfad, der ein beliebiges Signal überträgt. Das Signal ist nicht auf ein Signal einer bestimmten Form beschränkt, und Beispiele dafür sind ein Signal für die Stromversorgung und ein Signal zur Informationsübermittlung. Basierend auf den physikalischen Charakteristika des Signals, wie beispielsweise Spannung, Frequenz und Leistungsmenge, wird derart ein Leistungsübertragungspfad gebildet, dass eine geeignete Übertragung des Signals möglich ist. Hier umfasst die Buskomponente ein Grundelement und einen Energieversorgungspfad. Der Energieversorgungspfad ist ein Teil des Leistungsübertragungspfades. Vorzugsweise sollte das Grundelement grundsätzlich aus einem isolierenden Element bestehen, um die Übertragung eines Signals in dem Energieversorgungspfad zu ermöglichen.
Hier ist das Grundelement nicht auf eine bestimmte Gestalt beschränkt, aber wenn der im Grundelement enthaltene Energieversorgungspfad als Referenz verwendet wird, weist das Grundelement einen Satz von Kanten auf, der aus einer Kante, die ein Ende des Energieversorgungspfads umfasst, und einer anderen Kante, die das andere Ende des Energieversorgungspfads umfasst, besteht. Der Satz von Kanten kann sich auf der gleichen Ebene oder auf verschiedenen Ebenen befinden. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der Satz von Kanten des Grundelements auf derselben Ebene liegt, die Gestalt der Ebene eine polygonale Form sein, welche ein Viereck umfasst, oder alternativ kann der Satz von Kanten in einer gekrümmten Form gebildet werden. Außerdem muss der Satz der Kanten nicht unbedingt parallel sein. In einem Fall, in dem ein Satz von Kanten auf verschiedenen Ebenen im Grundelement liegt, kann eine Form beispielhaft sein, in der das Grundelement dreidimensional geformt ist und ein Ende und das andere Ende jedes Energieversorgungspfades verschiedenen Oberflächen des Grundelements ausgesetzt sind, indem der Energieversorgungspfad durch das Innere des Grundelements verläuft. In keinem Fall soll die Form des Grundelements in der vorliegenden Anmeldung als auf eine bestimmte Form beschränkt verstanden werden.
In der Buskomponente sind eine Buskomponente und eine andere Buskomponente derart ausgebildet, dass sie so gekoppelt werden können, dass die Kanten der jeweiligen Grundelemente miteinander in Kontakt sind. In einem Zustand, in dem eine Buskomponente wie oben beschrieben mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist, sind ein Ende eines Energieversorgungspfades in einer Buskomponente und ein Ende eines Energieversorgungspfades in einer anderen Buskomponente so konfiguriert, dass sie einen vorbestimmten Leistungsübertragungspfad bilden. Das heißt, als Ergebnis der Kopplung der einen Buskomponente und einer anderen Buskomponente, so dass die eine Kante, die das eine Ende des Energieversorgungspfades in der einen Buskomponente einschließt, und die andere Kante, die das andere Ende des Energieversorgungspfades in einer anderen Buskomponente einschließt, miteinander in Kontakt stehen, werden die jeweiligen Energieversorgungspfade verbunden, um schließlich den vorbestimmten Leistungsübertragungspfad zu bilden. Bei der Bildung des vorbestimmten Leistungsübertragungspfades reicht es aus, dass die Enden der jeweiligen Energieversorgungspfade, die mit den jeweiligen Rändern verbunden sind, miteinander in elektrischem Kontakt stehen, und der Rand des einen Busbauteils und der Rand des anderen Busbauteils müssen nicht so miteinander in Kontakt stehen, dass sie über den gesamten Bereich vollständig übereinstimmen.
Entsprechend der Buskomponente, die derart ausgebildet ist, wie vorstehend beschrieben, kann ein Leistungsübertragungspfad mit einer erforderlichen Länge gebildet werden, indem die Buskomponenten sequentiell so gekoppelt werden, dass die Kanten der Buskomponenten miteinander in Kontakt stehen. Je mehr Geräte beispielsweise Signale über einen Leistungsübertragungspfad empfangen, desto mehr Buskomponenten können gekoppelt werden, um Platz für die Verbindung zwischen den Geräten und dem Leistungsübertragungspfad zu schaffen. Obwohl in jeder der gekoppelten Buskomponenten ein Energieversorgungspfad ausgebildet ist, müssen die Energieversorgungspfade in den jeweiligen Buskomponenten nicht die gleiche Gestalt aufweisen. Um eine gewünschte Form des Leistungsübertragungspfades zu bilden, können Buskomponenten mit unterschiedlichen Energieversorgungspfaden kombiniert und entsprechend gekoppelt werden.
Dabei kann bei der vorstehend beschriebenen Buskomponente der vorgegebene Leistungsübertragungspfad ein kontinuierlicher Leistungsübertragungspfad sein, der sich in welcher Richtung die Buskomponenten gekoppelt sind, erstreckt. Alternativ kann der vorgegebene Leistungsübertragungspfad aus einer Vielzahl von Leistungsübertragungspfaden bestehen, die in eine Richtung aufgeteilt sind, in der die Buskomponenten gekoppelt sind. Wenn die Leistungsübertragungspfade aufgeteilt sind, ist jeder der Leistungsübertragungspfade elektrisch unabhängig, aber durch Anbringen einer externen Vorrichtung, die die Leistungsübertragungspfade verbindet, oder auf andere Weise können die Leistungsübertragungspfade über die externe Vorrichtung elektrisch miteinander verbunden werden. In diesem Fall sind die elektrischen Eigenschaften der jeweiligen aufgeteilten Leistungsübertragungspfade durch die Zwischenschaltung der externen Vorrichtung nicht unbedingt gleich.
In der vorstehend beschriebenen Buskomponente kann der Energieversorgungspfad mindestens einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad umfassen. Das heißt, die Buskomponente kann eine Vielzahl von Energieversorgungspfaden umfassen. In diesem Fall können eine erste Spannung im ersten Energieversorgungspfad und eine zweite Spannung im zweiten Energieversorgungspfad derart gebildet werden, dass sie sich voneinander unterscheiden, oder sie können die gleiche Spannung sein. Alternativ kann der Energieversorgungspfad mindestens einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad umfassen, der durch Abzweigung vom ersten Energieversorgungspfad gebildet wird.
Darüber hinaus kann der erste Energieversorgungspfad in weitere Energieversorgungspfade verzweigt werden, die den zweiten Energieversorgungspfad umfassen. Die Form des Energieversorgungspfades in der Buskomponente ist nicht auf das Vorstehende beschränkt, und es können auch andere Formen verwendet werden.
Darüber hinaus kann die vorliegende Offenbarung auch unter einem anderen Aspekt betrachtet werden. Das heißt, die vorliegende Offenbarung kann auch als Verfahren zur Bildung eines Leistungsübertragungspfads zur Übertragung eines Signals betrachtet werden. In diesem Fall umfasst das Verfahren: Vorbereiten einer Vielzahl von Buskomponenten, die jeweils ein Grundelement und einen Energieversorgungspfad umfassen, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements zu erstrecken; In-Kontakt-Bringen einer Kante einer der Buskomponenten mit einer Kante einer anderen Buskomponente, um beide Buskomponenten miteinander zu koppeln; und Verbinden eines der Energieversorgungspfade in der einen Buskomponente und eines anderen der Energieversorgungspfade in einer anderen Buskomponente, um einen vorbestimmten Leistungsübertragungspfad zu bilden. Die vorstehend für die Buskomponente offenbarte technische Idee kann auch auf das obige Verfahren übertragen werden, sofern sich keine technische Abweichung ergibt.
Die vorliegende Offenbarung kann auch unter einem weiteren Aspekt betrachtet werden. Das heißt, die vorliegende Offenbarung kann auch als ein Busgerät zum Bereitstellen eines Leistungsübertragungspfades, der ein Signal überträgt, betrachtet werden. In diesem Fall umfasst die Busvorrichtung: eine Vielzahl von Buskomponenten, von denen jede ein Grundelement und einen Energieversorgungspfad umfasst, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zur anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements zu erstrecken. Eine Kante einer Buskomponente kommt mit einer Kante einer anderen Buskomponente in Kontakt, und die beiden Buskomponenten sind miteinander gekoppelt. In einem Zustand, in dem die eine Buskomponente mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist, sind einer der Energieversorgungspfade in der einen Buskomponente und ein anderer Energieversorgungspfad in einer anderen Buskomponente so verbunden, dass sie einen vorbestimmten Leistungsübertragungspfad bilden. Die vorstehend für die Buskomponente offenbarte technische Idee kann auch auf das Busgerät übertragen werden, sofern keine technische Abweichung auftritt.
Für einen Leistungsübertragungspfad, über den ein Signal zur Zuführung von Energie oder ein Signal zur Übermittlung von Informationen übertragen wird, kann derart ein geeigneter Leistungsübertragungspfad gebildet werden, in welchem die Stromübertragung des Signals erfolgt.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Stromversorgungssystems veranschaulicht;
2 ist eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung in dem in 1 dargestellten Stromversorgungssystem;
3A ist ein erstes Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Buskomponente veranschaulicht, die einen Gleichstrombus (DC) bildet;
3B ist ein zweites Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3C ist ein drittes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3D ist ein viertes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3E ist ein fünftes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der den DC-Bus bildenden Buskomponente veranschaulicht;
3F ist ein sechstes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3G ist ein siebtes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Buskomponente veranschaulicht, die den Gleichstrombus bildet;
3H ist ein achtes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der den Gleichstrombus bildenden Buskomponente veranschaulicht;
3I ist ein neuntes Diagramm, das eine schematische Konfiguration der den Gleichstrombus bildenden Buskomponente veranschaulicht;
4A ist ein erstes Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines aus Buskomponenten bestehenden Gleichstrombusses veranschaulicht;
4B ist ein zweites Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht;
4C ist ein drittes Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht;
4D ist ein viertes Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht;
5 ist ein Flussdiagramm, das den Prozessablauf eines Verfahrens zur Bildung eines Gleichstrombusses unter Verwendung von Buskomponenten veranschaulicht; und
6 ist ein fünftes Diagramm, das eine schematische Konfiguration des durch die Buskomponenten gebildeten DC-Busses veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, um eine redundante Beschreibung zu vermeiden. In der vorliegenden Offenbarung wird ein Treiber, der Antriebsleistung für den Antrieb eines Motors zuführt, als beispielhafte Form einer Vorrichtung mit einem Leistungsübertragungspfad, der ein Signal überträgt, dargestellt, aber die technische Idee der vorliegenden Offenbarung kann auch auf andere Vorrichtungen als den Treiber angewendet werden. Im Treiber wird ein Signal, das sich auf die Leistung bezieht, über den Leistungsübertragungspfad übertragen, d. h. es wird eine Stromversorgung (Power Feeding) ausgeführt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Stromversorgungssystems veranschaulicht, das einem Motor und seinen Peripheriegeräten (beispielsweise einem Relais) Antriebsenergie zuführt. Das Stromversorgungssystem umfasst einen Wandler 10, einen Treiber 20 und einen Treiber 30. Der Wandler 10 empfängt die Zufuhr von Wechselstromleistung (engl.: „alternating current (AC) power“) von einer AC-Stromversorgung 7 über eine Stromleitung 7a und gibt Gleichstromleistung aus. Die ausgegebene Gleichstromleistung wird dem Treiber 20 und dem Treiber 30, die neben dem Wandler 10 angeordnet sind, über einen DC-Bus zugeführt. Der DC-Bus ist ein Leistungsübertragungspfad, über den ein Signal, das sich auf die Leistung bezieht, übertragen wird, und dessen ausführliche Konfiguration später beschrieben wird.
Der Treiber 20 führt die Steuerung eines Motors 2 derart aus, basierend auf einem Befehl von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder dergleichen (nicht veranschaulicht). Die Steuerung des Treibers 20 empfängt ein Betriebsbefehlssignal, das sich auf den Vorgang (die Bewegung) des Motors 2 von der Host-Vorrichtung über das Netzwerk bezieht, und ein Erfassungssignal von einem am Motor 2 angebrachten Encoder, und berechnet einen Befehlswert, der sich auf die Servosteuerung für den Antrieb des Motors 2 bezieht. Der Treiber 20 umfasst einen Wechselrichter darin, erzeugt Antriebsleistung zum Antreiben des Motors 2 aus dem DC-Bus entsprechend dem berechneten Befehlswert und führt dem Motor 2 die Antriebsleistung über die Stromleitung 2a zu. Die Steuerung des Treibers 20 ist dazu eingerichtet, den Motor 2 zusätzlich zur Servosteuerung zu steuern. Beispielsweise wird der Motor 2 von der Steuerung 20 angetrieben und derart gesteuert, dass er vorbestimmte Geräte antreibt. Beispielsweise können verschiedene mechanische Vorrichtungen (z. B. ein Arm eines Industrieroboters oder eine Fördervorrichtung) als Ausrüstung dienen, und der Motor 2 ist in der Vorrichtung als Stellglied eingebaut, das die Ausrüstung antreibt. Der Motor 2 ist ein AC-Servomotor. Alternativ kann der Motor 2 auch ein Induktionsmotor oder ein Gleichstrommotor sein. Der Motor 2 umfasst eine Erfassungsscheibe, die sich in Verbindung mit der Drehung jedes Rotors dreht und einen Encoder umfasst, der in der Lage ist, den Drehzustand des Rotors zu erfassen.
Der Treiber 30 umfasst im Wesentlichen auch eine Wechselrichtereinrichtung, die ähnlich wie der Treiber 20 Strom vom DC-Bus empfängt und dabei Antriebsleistung des Motors 3 erzeugt und die Antriebsleistung dem Motor 3 über eine Stromleitung 3a zuführt. Weiterhin ist der Treiber 30 dazu eingerichtet, über eine Stromleitung 4a Antriebsleistung einer Relaiseinrichtung 4 zuführen zu können, in welcher eine andere Antriebseinrichtung als der Motor 3 angeordnet ist. Die Relaiseinrichtung 4 wird zum Ausführen eines vorbestimmten Schaltvorgangs oder dergleichen in der Einrichtung verwendet, in welcher die Motoren 2, 3 eingebaut sind, und die Antriebsspannungen der Wechselrichtereinrichtungen, die die Antriebsleistung der Motoren 2, 3 erzeugen, unterscheiden sich von der Antriebsspannung der Relaiseinrichtung 4. Beispielsweise können die ersten Antriebsspannungen 350 V und die zweiten Antriebsspannungen 24 V betragen.
Nachfolgend wird mit Bezug auf 2 eine elektrische Ausgestaltung des in 1 eingerichteten Stromversorgungssystems beschrieben. In dem Stromversorgungssystem wird der von der AC-Stromversorgung 7 über die Stromleitung 7a zugeführte Strom durch den Wandler 10 in Gleichstromleistung umgewandelt und an einen Leistungsübertragungspfad 11, der ein DC-Bus ist, ausgegeben. Die Spannung im Leistungsübertragungspfad 11 beträgt beispielsweise 350 V. Das Bezugszeichen 50 in 2 bezeichnet eine Konfiguration, die den Leistungsübertragungspfad 11 umfasst und Gleichstromleistung an den Treiber 20 und den Treiber 30 ausgibt, und wird in der vorliegenden Anmeldung als „DC-Busvorrichtung 50“ bezeichnet. Die Länge des Leistungsübertragungspfads 11 in der Gleichstrombusvorrichtung 50 wird entsprechend der Anzahl der an das Stromversorgungssystem angeschlossenen Treiber angepasst. Erhöht sich beispielsweise die Anzahl der angeschlossenen Treiber, wird eine später zu beschreibende Buskomponente (vgl. 3A usw.) hinzugefügt, um den Leistungsübertragungspfad 11 mit einer angemessenen Länge auszubilden.
Ferner ist in der DC-Busvorrichtung 50 ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (nachfolgend einfach als „Wandler“ bezeichnet) 15, der die Gleichstromleistung des Leistungsübertragungspfades 11 empfängt und einen vorbestimmten Spannungsumwandlungsprozess zur Umwandlung der Eingangsspannung in eine gewünschte Gleichspannung ausführt, zwischen dem Leistungsübertragungspfad 11 und einem Leistungsübertragungspfad 12 angeordnet. Der Wandler 15 ist dazu eingerichtet, später an die zuvor gebildeten Leistungsübertragungspfade 11, 12 angeschlossen zu werden, was später ausführlich beschrieben wird. Der Ausgangsanschluss des Wandlers 15 ist mit dem Leistungsübertragungspfad 12 verbunden, und die vom Wandler 15 umgewandelte Ausgangsspannung wird an den Leistungsübertragungspfad 12 angelegt. In der Ausführungsform beträgt die Ausgangsspannung des Wandlers 10 350 V, welche an den Leistungsübertragungspfad 11 angelegt und in den Wandler 15 eingegeben wird. Außerdem beträgt die Ausgangsspannung des Stromrichters 15 24 V, welche an den Leistungsübertragungspfad 12 angelegt wird. Die Relaiseinrichtung 4 ist über die Stromleitung 4a mit dem Leistungsübertragungspfad 12 verbunden, und die Spannung des Leistungsübertragungspfads 12 liegt an der Relaiseinrichtung 4 an.
Der Treiber 20 und der Treiber 30 sind an die DC-Busvorrichtung 50 angeschlossen und werden jeweils mit der Gleichstromleistung des Leistungsübertragungspfads 11 zugeführt. Hierzu wird die Konfiguration der internen Schaltung des Treibers 20 beschrieben, insbesondere eine Eingabeeinheit 200, in die durch Verbindung mit der DC-Busvorrichtung 50 Gleichstromleistung aus dem Leistungsübertragungspfad 11 eingegeben wird. Die Eingabeeinheit 200 ist ein Abschnitt, in welchen Gleichstromleistung von außen in den Treiber 20 eingegeben wird, und die in die Eingabeeinheit 200 eingegebene Gleichstromleistung wird einem Wechselrichter 26 zugeführt, der sich auf der stromabwärtigen Seite befindet. Der Wechselrichter 26 selbst basiert auf einer bekannten Technik, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
In der Eingabeeinheit 200 sind auf einem positivseitigen Pfad eines Leistungsübertragungspfades 21 ein Widerstand 22 und ein Relais 23 bereitgestellt, welche eine Schutzschaltung bilden, die verhindert, dass ein Einschaltstrom vom Leistungsübertragungspfad 11 der DC-Busvorrichtung 50 in die Eingabeeinheit 200 fließt. In der Schutzschaltung sind der Widerstand 22 und das Relais 23 parallel geschaltet. In einem Zustand, in dem das Relais 23 ausgeschaltet ist, fließt der durch den positivseitigen Pfad fließende Strom durch den Widerstand 22, und in einem Zustand, in dem das Relais 23 eingeschaltet ist, fließt der Strom so, dass er den Widerstand 22 umgeht. Genauer gesagt befindet sich das Relais 23 zu einem Anfangszeitpunkt in einem Aus-Zustand, wenn Strom von der DC-Busvorrichtung 50 zugeführt wird, und ein Strom fließt durch den Widerstand 22 auf dem positivseitigen Pfad, wodurch der Spitzenwert des Einschaltstroms reduziert wird. Dann wird das Relais 23 eingeschaltet, wenn eine vorbestimmte Zeit seit dem Beginn der Stromversorgung verstrichen ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Widerstand 22 Strom aus der DC-Busvorrichtung 50 verbraucht. Alternativ kann anstelle des Widerstands 22 auch ein positiver Temperaturkoeffizient (PTC) und anstelle des Relais 23 ein Halbleiterschaltelement verwendet werden. Dasselbe gilt für einen Widerstand 22a und ein Relais 23a, die später beschrieben werden.
Außerdem ist in der Eingabeeinheit 200 zwischen dem positiven Pfad und dem negativen Pfad ein Kondensator 25 angeordnet. Der Kondensator 25 ist so angeordnet, dass er die Spannungsschwankung des Stromversorgungspfades 21 in einem zulässigen Bereich hält. Es ist auch möglich, regenerative Energie von dem durch den Treiber 20 angetriebenen Motor 2 zu speichern. Eine Entladeschaltung 24 zum Entladen der im Kondensator 25 gespeicherten Energie ist zwischen dem positivseitigen Pfad und dem negativseitigen Pfad des Stromversorgungspfads 21 angeschlossen. Die Entladeschaltung 24 umfasst einen Widerstand zur Leistungsaufnahme und einen Schaltkreis zur Steuerung der Spannungsanlegung an den Widerstand, wobei die Konfiguration selbst auf einer bekannten Technik basiert und daher auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird.
Darüber hinaus umfasst der Treiber 30 auch eine Eingabeeinheit 300, die eine Konfiguration aufweist, die der des Treibers 20 im Wesentlichen ähnlich ist, in welcher eine Schutzschaltung mit einem Widerstand 32 und einem Relais 33, eine Entladeschaltung 34 und ein Kondensator 35 auf einem positivseitigen Pfad eines Stromversorgungspfades 31 bereitgestellt sind. Das Anschlussverfahren des Standes der Technik kann zweckmäßigerweise für den Anschluss jeweils des Stromversorgungspfades 21 des Treibers 20 und des Stromversorgungspfades 31 des Treibers 30 an den Leistungsübertragungspfad 11 der DC-Busvorrichtung 50 verwendet werden. Der Treiber 30 weist einen Wechselrichter 36 auf.
Als nächstes wird der Aufbau des Leistungsübertragungspfads 11 und des Leistungsübertragungspfads 12 in der DC-Busvorrichtung 50 mit Bezug auf die 3A bis 3I und 4A bis 4D beschrieben. 3A bis 3I veranschaulichen jeweils eine schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungspfads in der DC-Busvorrichtung, d.h. einer den DC-Bus bildenden Buskomponente, und 4A bis 4D veranschaulichen eine schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungspfads, der durch Verbindung der in den jeweiligen Zeichnungen dargestellten Buskomponenten gebildet wird. Zunächst wird die Buskomponente 100 beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3A wird eine Buskomponente 100 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Die in 3A dargestellte Buskomponente 100 ist eine Komponente, die dazu eingerichtet ist, den Leistungsübertragungspfad 11 und den Leistungsübertragungspfad 12 in der DC-Busvorrichtung 50 zu bilden, indem sie mit einer anderen Buskomponente 100 gekoppelt wird. Die Buskomponente 100 umfasst ein Grundelement 101, das in einer in 3A veranschaulichten Vorderansicht eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt aufweist, und die Kanten 104, 105, die der linken und rechten Seite des Grundelements 101 entsprechen, entsprechen den Kanten, die in Kontakt kommen, wenn die Buskomponenten 100 miteinander gekoppelt sind. Das heißt, die Buskomponenten 100 werden derart gekoppelt, dass die linke Kante 104 einer anderen Buskomponente 100 mit der rechten Kante 105 einer Buskomponente 100 in Kontakt steht, und die Kopplung wird beliebig oft wiederholt, wodurch die Leistungsübertragungspfade 11, 12 mit einer gewünschten Länge gebildet werden können.
Insbesondere ist das Grundelement 101 aus einem isolierenden Element gebildet, und ein Paar von Energieversorgungspfaden 102 und ein Paar von Energieversorgungspfaden 103, die derart aus einem linearen Metallelement gebildet sind, dass sie teilweise auf der Oberfläche des Grundelements 101 freiliegen, sind eingebettet. In einem ersten Bereich L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 sind zwei Energieversorgungspfade 102 angeordnet, die sich von der Kante 104 bis zur Kante 105 erstrecken. In einem zweiten Bereich L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 sind zwei Energieversorgungspfade 103 angeordnet, die sich von der Kante 104 bis zur Kante 105 erstrecken. Die Energieversorgungspfade 102, 103 sind parallel zueinander, ihre jeweiligen Enden liegen an der Kante 104 frei, und ihre jeweiligen Enden liegen auch an der Kante 105 frei. Vorsprünge 102a, 103a sind in der Nähe der Enden auf der Seite der Kante 104 der jeweiligen Energieversorgungspfade 102, 103 bereitgestellt, und Ausnehmungen 102b, 103b sind in der Nähe der Enden auf der Seite der Kante 105 der jeweiligen Energieversorgungspfade 102, 103 bereitgestellt. Die Ausnehmungen 102b, 103b sind so bemessen, dass die Vorsprünge 102a, 103a in geeigneter Weise eingepasst werden können.
Beim Koppeln der beiden Buskomponenten 100 werden daher die Vorsprünge 102a, 103a der einen Buskomponente 100 in die Ausnehmungen 102b, 103b der anderen Buskomponente 100 eingepasst, derart, dass die eine Kante 104 mit der anderen Kante 105 in Kontakt kommt. Somit kommen die jeweiligen Enden der Energieversorgungspfade 102, 103 in der einen Buskomponente 100 mit den jeweiligen Enden der Energieversorgungspfade 102, 103 in einer anderen Buskomponente 100 in Kontakt und bilden derart einen elektrisch kontinuierlichen Energieversorgungspfad, d.h. einen Leistungsübertragungspfad (einen DC-Bus oder einen Teil des DC-Busses). Durch die sequentielle Kopplung der Buskomponenten 100 kann die Länge des Leistungsübertragungspfades durch die kontinuierlichen Energieversorgungspfade 102, 103 beliebig eingestellt werden. Darüber hinaus kann eine bekannte Befestigungsmethode (Einklinken oder Verschrauben) eingesetzt werden, um den Kopplungszustand der beiden Buskomponenten stabil zu halten.
Bezüglich der Kopplung der Buskomponenten 100 müssen nicht notwendigerweise gleichartige Buskomponenten gekoppelt werden, sondern die Kopplung kann durch geeignete Kombination der später in den 3B bis 3I zu beschreibenden Buskomponenten 100 und von Buskomponenten ausgeführt werden, die in der vorliegenden Anmeldung nicht beschrieben sind, aber von einem Fachmann gemäß der vorliegenden Offenbarung erdacht werden können, um schließlich die erforderliche Gestalt und Größe des Leistungsübertragungspfades zu erreichen.
<Zweite Ausführungsform>
Eine Buskomponente 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 3B beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3B derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar von Energieversorgungspfaden 102, die sich von der Kante 104 zur Kante 105 erstrecken, in dem ersten Bereich L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 angeordnet, aber der Energieversorgungspfad 103 ist nicht in dem zweiten Bereich L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 gebildet. Das heißt, wenn die Buskomponente 100 der vorliegenden Ausführungsform mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist, kann der Energieversorgungspfad nur auf der Seite des ersten Bereichs L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 verlängert werden.
<Dritte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3C wird eine Buskomponente 100 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3C derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar von Energieversorgungspfaden 103, die sich von der Kante 104 zur Kante 105 erstrecken, in dem zweiten Bereich L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 angeordnet, aber der Energieversorgungspfad 102 ist nicht in dem ersten Bereich L1 der oberen Hälfte des Grundelements 101 gebildet. Das heißt, wenn die Buskomponente 100 der vorliegenden Ausführungsform mit einer anderen Buskomponente gekoppelt ist, kann der Energieversorgungspfad nur auf der Seite des zweiten Bereichs L2 der unteren Hälfte des Grundelements 101 verlängert werden.
<vierte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3D wird eine Buskomponente 100 gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3D derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Die vorliegende Form ist eine Modifikation der in 3B dargestellten Ausführungsform. Das heißt, in der Ausführungsform, bei der der Energieversorgungspfad 103 nicht in dem zweiten Bereich L2 gebildet ist und das Paar von Energieversorgungspfaden 102 in dem ersten Bereich L1 in dem Grundelement 101 gebildet ist, ist der Energieversorgungspfad 102 in dem Mittelpunkt in der Breitenrichtung (die Links-Rechts-Richtung in der Zeichnung ist die Breitenrichtung) des Grundelements 101 aufgeteilt, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad 102R und ein linksseitiger Energieversorgungspfad 102L sind gebildet. Somit sind der rechtsseitige Energieversorgungspfad 102R und der linksseitige Energieversorgungspfad 102L nicht direkt elektrisch verbunden. Alternativ kann in der Form, in der der Energieversorgungspfad 102 nicht in dem ersten Bereich L1 und der Energieversorgungspfad 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 gebildet ist, der Energieversorgungspfad 103 in dem Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt werden, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad und ein linksseitiger Energieversorgungspfad können gebildet werden.
<Fünfte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3E wird eine Buskomponente 100 gemäß einer fünften Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3E derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Die vorliegende Form ist eine Modifikation der in 3A dargestellten Form. Das heißt, in der Form, in der das Paar von Energieversorgungspfaden 102 in dem ersten Bereich L1 basiert und das Paar von Energieversorgungspfaden 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 gebildet wird, wird der Energieversorgungspfad 102 im Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt, der rechtsseitige Energieversorgungspfad 102R und der linksseitige Energieversorgungspfad 102L werden gebildet, der Energieversorgungspfad 103 wird im Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt, und der rechtsseitige Energieversorgungspfad 103R und der linksseitige Energieversorgungspfad 103Lwerden gebildet. Daher sind der rechtsseitige Energieversorgungspfad 102R und der linksseitige Energieversorgungspfad 102L nicht direkt elektrisch verbunden, und der rechtsseitige Energieversorgungspfad 103R und der linksseitige Energieversorgungspfad 103L sind nicht direkt elektrisch verbunden.
<Sechste Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3F wird eine Buskomponente 100 gemäß einer sechsten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3F derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Die vorliegende Form ist eine Modifikation der in 3A dargestellten Form. Das heißt, in der Form, in der das Paar von Energieversorgungspfaden 102 in dem ersten Bereich L1 gebildet ist und das Paar von Energieversorgungspfaden 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 gebildet wird, wird der Energieversorgungspfad 103 im Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad 103R und ein linksseitiger Energieversorgungspfad 103L werden gebildet. Daher sind der rechtsseitige Energieversorgungspfad 103R und der linksseitige Energieversorgungspfad 103L nicht direkt elektrisch verbunden. Alternativ kann in der Form, in der der Energieversorgungspfad 102 in dem ersten Bereich L1 und der Energieversorgungspfad 103 in dem zweiten Bereich L2 in dem Grundelement 101 derart gebildet ist, der Energieversorgungspfad 102 in dem Mittelpunkt in der Breitenrichtung des Grundelements 101 aufgeteilt werden, und ein rechtsseitiger Energieversorgungspfad und ein linksseitiger Energieversorgungspfad können gebildet werden.
<Siebte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3G wird eine Buskomponente 100 gemäß einer siebten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3G derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Insbesondere sind in der vorliegenden Form zwei Energieversorgungspfade 112 derart gebildet, dass sie in den ersten Bereich L1 und den zweiten Bereich L2 des Grundelements 101 eingreifen. Das heißt, der Energieversorgungspfad 112 ist ein Pfad, der die linke Seite des ersten Bereichs L1 und die rechte Seite des zweiten Bereichs L2 im Grundelement 101 verbindet und zum Umschalten zwischen Erregung im ersten Bereich L1 und Erregung auf der Seite des zweiten Bereichs L2 dient. Alternativ kann der Energieversorgungspfad 112 derart ausgebildet sein, dass er die rechte Seite des ersten Bereichs L1 und die linke Seite des zweiten Bereichs im Grundelement 101 verbindet.
<achte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3H wird eine Buskomponente 100 gemäß einer achten Ausführungsform beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3H derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Konkret sind in der vorliegenden Form zwei Energieversorgungspfade 113 in dem Grundelement 101 ausgebildet. Der Energieversorgungspfad 113 ist derart ausgebildet, dass in Bezug auf die Kante 104 des Grundelements 101 ein Energieversorgungspfad, der sich von der Kante 104 in Richtung der Kante 105 erstreckt, in der Mitte der Breitenrichtung des Grundelements 101 in die Seite des ersten Bereichs L1 und die Seite des zweiten Bereichs L2 verzweigt. In 3H ist einer der beiden Energieversorgungspfade 113 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet, um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern. Alternativ kann der Energieversorgungspfad 113 so geformt sein, dass in Bezug auf die Kante 104 des Grundelements 101 ein Energieversorgungspfad, der sich von der Kante 105 in Richtung der Kante 105 erstreckt, in der Mitte der Breitenrichtung des Grundelements 101 in die Seite des ersten Bereichs L1 und die Seite des zweiten Bereichs L2 verzweigt.
<neunte Ausführungsform>
Mit Bezug auf 3I wird eine Buskomponente 100 entsprechend einer neunten Form beschrieben. Da der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3I derselbe ist wie der Anzeigemodus der Buskomponente 100 in 3A und dergleichen, der vorstehend beschrieben wurde, werden Elemente, die im Wesentlichen dieselbe Konfiguration aufweisen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine ausführliche Beschreibung derselben wird verzichtet.
Konkret sind in der vorliegenden Ausführungsform ein Paar von Energieversorgungspfaden 112 (vgl. 3G) und ein Paar von Energieversorgungspfaden 114 in dem Grundelement 101 ausgebildet. Wie in der achten Ausführungsform beschrieben, ist der Energieversorgungspfad 114 ein Energieversorgungspfad, der gebildet wird, um die rechte Seite des ersten Bereichs L1 und die linke Seite des zweiten Bereichs im Grundelement 101 zu verbinden. Auch in der vorliegenden Form sind die beiden Energieversorgungspfade 114 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet, um die Zeichnung übersichtlicher zu gestalten.
<Bildung des Leistungsübertragungspfades>
Nachfolgend wird der Aufbau eines Leistungsübertragungspfades unter Verwendung der in den 3A bis 3I dargestellten Buskomponenten unter Bezugnahme auf die 4A bis 4D beschrieben. In 4A sind zwei Arten von Leistungsübertragungspfaden dargestellt, an die unterschiedliche Gleichspannungen angelegt werden. Beispielsweise ist wie bei der DC-Busvorrichtung 50 in 2 ein Leistungsübertragungspfad, an den eine hohe Spannung (z. B. 350 V) angelegt wird, auf der Oberseite und ein Leistungsübertragungspfad, an den eine niedrige Spannung (z. B. 24 V) angelegt wird, auf der Unterseite angeordnet. Um einen solchen Leistungsübertragungspfad zu bilden, werden die in 3A dargestellten Buskomponenten 100 kontinuierlich gekoppelt. In der in 4A veranschaulichten Form sind durch die Kopplung von fünf in 3A dargestellten Buskomponenten, die den jeweiligen Bereichen Z1 bis Z5 entsprechen, die Energieversorgungspfade 102, 103 der Buskomponenten 100 elektrisch kontinuierlich, und schließlich kann ein derartiger kontinuierlicher Leistungsübertragungspfad gebildet werden, wie in 4A veranschaulicht. Soll die Länge des Leistungsübertragungspfades angepasst werden, reicht es aus, die Anzahl der zu koppelnden Buskomponenten 100 anzupassen.
In 4B werden derartige Leistungsübertragungspfade auf der Oberseite und der Unterseite wie in 4A gebildet, wobei jedoch jeder der Leistungsübertragungspfade auf der Unterseite in einen linken Bereich L21 und einen rechten Bereich L22 aufgeteilt ist. Beispielsweise kann in einem oberen Bereich L1 ein Leistungsübertragungspfad angeordnet sein, an dem eine hohe Spannung (z.B. 350 V) anliegt, im unteren und linken Bereich L21 ein Leistungsübertragungspfad, an dem eine niedrige Spannung (z.B. 24 V) anliegt, und im unteren und rechten Bereich L22 ein Leistungsübertragungspfad, an dem eine niedrigere Spannung (z.B. 12 V) anliegt. Die angelegten Spannungen im linken Bereich L21 und im rechten Bereich L22 können gleich sein. Ein Vorteil derartiger Leistungsübertragungspfade besteht darin, dass eine Vielzahl von Arten von Stromversorgungsspannungen kompakt bereitgestellt werden kann, und dass einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einem Motor, auf einfache Weise Antriebsleistung zugeführt werden kann. Um die Leistungsübertragungspfade derartiger Gestalten zu bilden, wird die in 3A veranschaulichte Buskomponente 100 als die Buskomponente 100 vorbereitet, die jedem der Bereiche Z1 bis Z2 und Z4 bis Z5 entspricht, und die in 3B veranschaulichte Buskomponente 100 wird ferner als die Buskomponente 100 vorbereitet, die dem Bereich Z3 entspricht. Wenn dann die Buskomponenten 100 in der Reihenfolge der Regionen gekoppelt sind, werden die Energieversorgungspfade 102, 103 der Buskomponenten elektrisch gekoppelt, um die in 4B veranschaulichten Leistungsübertragungspfade zu bilden.
In 4C sind die Leistungsübertragungspfade auf der Oberseite und der Unterseite wie in 4B gebildet, aber der Leistungsübertragungspfad ist derart über die Bereiche Z1 bis Z5 im Leistungsübertragungspfad im oberen Bereich L1 gebildet, und der Leistungsübertragungspfad ist nicht in den Bereichen Z1 und Z2, sondern in den Bereichen Z3 bis Z5 im Leistungsübertragungspfad im unteren Bereich L2 gebildet. Die Leistungsübertragungspfade stimmen im Wesentlichen mit den in 2 veranschaulichten Leistungsübertragungspfaden 11, 12 überein. Das heißt, der Leistungsübertragungspfad in einem ersten Bereich L1 entspricht dem Leistungsübertragungspfad 11, und der Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 entspricht dem Leistungsübertragungspfad 12. An dieser Stelle wird ein Verfahren zur Bildung der Leistungsübertragungspfade derartiger Gestalten mit Bezug auf ein in 5 dargestelltes Flussdiagramm beschrieben. Zunächst wird in S101 das in 3B veranschaulichte Busbauteil 100 als das jedem der Bereiche Z1 bis Z2 entsprechende Busbauteil 100 vorbereitet, und ferner wird das in 3A veranschaulichte Busbauteil 100 als das jedem der Bereiche Z3 bis Z5 entsprechende Busbauteil 100 vorbereitet. Dann können die Buskomponenten 100 in der Reihenfolge der Regionen gekoppelt werden. Zu diesem Zeitpunkt sind die Buskomponenten 100 auf einer Ebene angeordnet, so dass die Kanten 104, 105 benachbarter Komponenten in Kontakt miteinander sind.
Dann wird in S102 der Wandler (Spannungswandler) 15 an den in S101 konstruierten Leistungsübertragungspfad angeschlossen. Wie vorstehend beschrieben, ist der Wandler 15 ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, und der Leistungsübertragungspfad in einem ersten Bereich L1 ist eine Eingangsseite, und der Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 ist eine Ausgangsseite. Das heißt, der Wandler 15 führt einen Spannungsumwandlungsprozess der Umwandlung der angelegten Spannung (z.B. 350 V) des Leistungsübertragungspfads in dem ersten Bereich L1 in eine gewünschte Spannung (z.B. 24 V) aus und legt die Spannung an den Leistungsübertragungspfad in dem zweiten Bereich L2 an. Zu diesem Zeitpunkt wird in S102 der Wandler 15 so angebracht, dass er in den in S101 gebildeten Leistungsübertragungspfad in dem ersten Bereich L1 und den Leistungsübertragungspfad in dem zweiten Bereich L2 derart eingreift, dass ein eingangsseitiger Anschluss 16 des Wandlers 15 in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad in dem ersten Bereich L1 und ein ausgangsseitiger Anschluss 17 in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad in dem zweiten Bereich L2 steht. Dadurch wird die Eingabe in den Umrichter 15 und die Ausgabe aus dem Wandler 15 ermöglicht. Für die Befestigung des Wandlers 15 wird vorzugsweise eine bekannte Befestigungstechnik (z. B. Einklinken, Verschrauben usw.) verwendet, um den Kontakt zwischen dem eingangsseitigen Anschluss 16 und dem ausgangsseitigen Anschluss 17 mit den Leistungsübertragungspfaden stabil zu halten.
Dann wird in S103 beispielsweise der Wandler 10 angesteuert, um dem Leistungsübertragungspfad in einem ersten Bereich L1 Leistung zuzuführen, und die angelegte Spannung wird auf 350 V eingestellt. Dann wird die Leistung nach der Spannungsumwandlung auf 24 V durch den Spannungsumwandlungsprozess des Wandlers 15 an den Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 ausgegeben. Dadurch kann die angelegte Spannung des Leistungsübertragungspfads auf der Seite des zweiten Bereichs L2 auf 24 V eingestellt werden. Der Leistungsübertragungspfad ist beispielsweise mit der in 1 und 2 veranschaulichten Relaiseinrichtung 4 verbunden und kann der Relaiseinrichtung 4 in geeigneter Weise Energie zuführen.
Durch den Aufbau des Leistungsübertragungspfades nach dem in 5 veranschaulichten Verfahren und die Anbringung des Wandlers 15 nach dem Aufbau des Leistungsübertragungspfades, wie vorstehend beschrieben, kann der Leistungsübertragungspfad im zweiten Bereich L2 auf einfache Weise in einen Zustand gebracht werden, in dem eine gewünschte Spannung anliegt. Der Wandler 15 wird sozusagen nachträglich an den Leistungsübertragungspfad angebracht, derart, dass die Einbaulage und dergleichen relativ angepasst werden kann. Der Leistungsübertragungspfad selbst kann durch die Kombination (Kopplung) der Buskomponenten 100 ebenfalls in Länge und Gestalt beliebig angepasst werden, derart kann auch die Position des Wandlers 15 mit einem hohen Freiheitsgrad angepasst werden, so dass die DC-Busvorrichtung 50 einfach gebildet werden kann, der Benutzerkomfort verbessert wird und die DC-Busvorrichtung 50 kompakt gestaltet werden kann.
Als nächstes werden in 4D, wie in 4B, die Leistungsübertragungspfade auf der Oberseite bzw. der Unterseite gebildet, aber für den Leistungsübertragungspfad auf der Unterseite wird ein aufgeteilter Leistungsübertragungspfad in dem Bereich Z3 gebildet. Um die Leistungsübertragungspfade derartiger Gestalten zu bilden, wird die in 3A veranschaulichte Buskomponente 100 als die Buskomponente 100 vorbereitet, die jedem der Bereiche Z1 bis Z2 und Z4 bis Z5 entspricht, und die in 3F veranschaulichte Buskomponente 100 wird ferner als die Buskomponente 100 vorbereitet, die dem Bereich Z3 entspricht. Wenn dann die Buskomponenten 100 in der Reihenfolge der Regionen gekoppelt sind, werden die Energieversorgungspfade 102, 103 der Buskomponenten elektrisch gekoppelt, um die in 4D veranschaulichten Leistungsübertragungspfade zu bilden. In den Leistungsübertragungspfaden der 4D sind insbesondere die Leistungsübertragungspfade in den unteren zweiten Bereichen L21, L22 elektrisch diskontinuierlich zwischen den Bereichen Z1 bis Z2 und den Bereichen Z4 bis Z5.
Zu solchen Leistungsübertragungspfaden wird an der Stelle des Bereichs Z3 ein Wandler 150 nachgerüstet. Ähnlich wie der Wandler 15 ist der Wandler 150 ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (DC-to-DC converter), und der Anschluss 16 auf der Eingangsseite ist mit dem Leistungsübertragungspfad im ersten Bereich L1 in Kontakt. Der Wandler 150 umfasst zwei Spannungsumwandlungsschaltungen und ist dazu eingerichtet, eine von dem Anschluss 16 eingegebene Spannung in zwei unterschiedliche Spannungen (z. B. 24 V und 12 V) umzuwandeln und die beiden unterschiedlichen Spannungen auszugeben. Von zwei Anschlüssen auf der Ausgangsseite des Wandlers 150 steht ein Anschluss 171 in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad im linken Bereich L21 (entspricht hauptsächlich den Bereichen Z1 und Z2) im zweiten Bereich, und der verbleibende Anschluss 172 steht in Kontakt mit dem Leistungsübertragungspfad im rechten Bereich L22 im zweiten Bereich (entspricht hauptsächlich den Bereichen Z4 und Z5). Es sei darauf hingewiesen, dass die Nachrüstung des Wandlers 150 mit Bezug auf 4C und 5 beschrieben ist.
Durch eine solche Konfiguration kann die angelegte Spannung des Leistungsübertragungspfades im Bereich L21 auf 24 V und die angelegte Spannung des Leistungsübertragungspfades im Bereich L22 durch den Umrüstvorgang des Wandlers 150 auf 12 V eingestellt werden, wodurch der Aufbau der Leistungsübertragungspfade mit unterschiedlichen Spannungen erleichtert wird.
<Änderung der Formation des Leistungsübertragungspfades>
Nachfolgend wird mit Bezug auf 6 eine Modifikation des Aufbaus des Leistungsübertragungspfades unter Verwendung der in 3A bis 3I dargestellten Buskomponenten veranschaulicht. In der in 6 veranschaulichten Form sind die Buskomponenten mit den Bezugszeichen 200 und 300 gekennzeichnet. In der Buskomponente 200 ist derart ein Energieversorgungspfad 201 gebildet. Die Konfigurationen der Buskomponente 200 und des Energieversorgungspfads 201 entsprechen den Konfigurationen, die in 3A und dergleichen eingerichtet sind. Benachbarte Buskomponenten 200 sind so gekoppelt, dass ihre Kanten miteinander in Kontakt stehen, wobei ein oberer Leistungsübertragungspfad 250 durch die kontinuierlichen Energieversorgungspfade 201 gebildet wird. In ähnlicher Weise wird in einer Buskomponente 300 ein Leistungsübertragungspfad 301 gebildet, und die benachbarten Buskomponenten 300 sind so gekoppelt, dass ihre Kanten miteinander in Kontakt stehen, wobei ein unterer Leistungsübertragungspfad 350 durch die kontinuierlichen Leistungsübertragungspfade 301 gebildet wird. In der in 6 veranschaulichten Form sind fünf Buskomponenten 200, 300 in einer Linie auf einer Ebene angeordnet.
Anschließend wird ein Wandler 400 so nachgerüstet, dass er zwischen dem oberen Leistungsübertragungspfad 250 und dem unteren Leistungsübertragungspfad 350 eingefügt wird. Ähnlich wie der Wandler 15 ist der Wandler 400 ein Gleichstromwandler, dessen Eingangsklemme 401 mit dem oberen Leistungsübertragungspfad 250 in Kontakt steht. Ähnlich wie der Wandler 15 umfasst der Wandler 400 eine Spannungsumwandlungsschaltung und ist so eingerichtet, dass er die von der Klemme 401 eingegebene Spannung an eine Klemme 402 ausgeben kann. Der ausgangsseitige Anschluss 402 des Wandlers 400 steht mit dem unteren Leistungsübertragungspfad 350 in Kontakt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Nachrüstung des Wandlers 450 mit Bezug auf 4C und 5 beschrieben ist.
Wenn beispielsweise eine Spannung von 350 V durch den Wandler 10 oder dergleichen an den oberen Leistungsübertragungspfad 250 angelegt wird und der Wandler 400 so eingerichtet ist, dass er einen Spannungsumwandlungsprozess von 350 V in 24 V ausführen kann, wird eine Spannung von 24 V an den unteren Leistungsübertragungspfad 350 angelegt. Auf diese Weise kann die DC-Busvorrichtung durch den nachträglichen Einbau des Wandlers 400 zwischen den beiden Leistungsübertragungspfaden im Vergleich zu den in den 4C und 4D veranschaulichten Formen dreidimensional aufgebaut werden.
<Weitere Modifikationen>
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Leistungsübertragungspfad derart gebildet, dass er ein auf elektrische Leistung bezogenes Signal überträgt, doch kann der Leistungsübertragungspfad stattdessen auch als ein Pfad zur Übertragung eines auf Informationen (Daten) bezogenen Signals gebildet werden. Selbst in einem solchen Fall kann ein Leistungsübertragungspfad für die Informationsübertragung mit einer gewünschten Länge und Gestalt gebildet werden, indem die in den 3A bis 3I veranschaulichten Buskomponenten und dergleichen miteinander verbunden werden. In einem solchen Leistungsübertragungspfad für die Informationsübertragung kann eine Verstärkervorrichtung oder dergleichen, die einen vorbestimmten Prozess (z.B. einen Signalverstärkungsprozess usw.) an einem übertragenen Signal ausführt, später anstelle des Wandlers 15 oder dergleichen an den Leistungsübertragungspfad angeschlossen werden.
<Anhang 1>
Eine Buskomponente (100) zum Bilden eines Übertragungspfades, der ein Signal überträgt, die Buskomponente (100) umfassend:

ein Grundelement (101); und
einen Energieversorgungspfad (102, 103), der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes gegenüberliegender Kanten (104, 105) des Grundelements base member zu erstrecken,
wobei
die Buskomponente (100) dazu eingerichtet ist, mit einer anderen Buskomponente derart gekoppelt werden zu können, dass Kanten von Grundelementen der Buskomponente und der anderen Buskomponente miteinander in Kontakt stehen; und
der Energieversorgungspfad (102, 103) in der Buskomponente (100) und der Energieversorgungspfad in der anderen Buskomponente dazu eingerichtet sind, einen vorbestimmten Übertragungspfad (11, 12) in einem Zustand zu bilden, in dem die Buskomponente (100) mit der anderen Buskomponente gekoppelt ist.

<Anhang 2>
Verfahren zum Bilden eines Übertragungspfades (11, 12), der ein Signal überträgt, das Verfahren umfassend:

Vorbereiten einer Vielzahl von Buskomponenten (100), von denen jede ein Grundelement (101) und einen Energieversorgungspfad (102, 103) umfasst, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten (104, 105) des Grundelements (101) zu erstrecken;
In-Kontakt-Bringen einer Kante einer der Buskomponenten (100) mit einer Kante einer anderen der Buskomponenten, um beide Buskomponenten miteinander zu koppeln; und
Verbinden eines der Energieversorgungspfade (102, 103) in der einen Buskomponente (100) und des anderen Energieversorgungspfades in der anderen Buskomponente, um einen vorbestimmten Übertragungspfad (11, 12) zu bilden.

<Anhang 3>
Busvorrichtung (50) zum Bereitstellen eines Übertragungspfades, der ein Signal überträgt, die Busvorrichtung umfassend:

eine Vielzahl von Buskomponenten (100), von denen jede ein Grundelement (101) und einen Energieversorgungspfad (102, 103) umfasst, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten (104, 105) des Grundelements (101) zu erstrecken,
wobei
eine Kante (100) einer der Buskomponenten in Kontakt mit einer Kante einer anderen Buskomponente kommt und beide Buskomponenten miteinander gekoppelt sind, und
und in einem Zustand, in dem die eine Buskomponente (100) mit der anderen Buskomponente gekoppelt ist, einer der Energieversorgungspfade (102, 103) in der einen Buskomponente (100) und der andere Energieversorgungspfad in der anderen Buskomponente verbunden sind, um einen vorbestimmten Übertragungspfad (11, 12) zu bilden.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000153573 [0002]
JP 2005 [0003]
JP 184912 [0003]
JP 2005184912 [0004]

Claims

Buskomponente zum Bilden eines Übertragungspfades, der ein Signal überträgt, die Buskomponente umfassend: ein Grundelement; und einen Energieversorgungspfad, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes gegenüberliegender Kanten des Grundelements zu erstrecken, wobei die Buskomponente dazu eingerichtet ist, mit einer anderen Buskomponente derart gekoppelt werden zu können, dass Kanten von Grundelementen der Buskomponente und der anderen Buskomponente miteinander in Kontakt stehen, und der Energieversorgungspfad in der Buskomponente und der Energieversorgungspfad in der anderen Buskomponente dazu eingerichtet sind, einen vorbestimmten Übertragungspfad in einem Zustand zu bilden, in dem die Buskomponente mit der anderen Buskomponente gekoppelt ist.
Buskomponente nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Übertragungspfad ein kontinuierlicher Übertragungspfad ist, der sich in einer Richtung erstreckt, in der die Buskomponenten gekoppelt sind.
Die Buskomponente nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Übertragungspfad eine Vielzahl von Übertragungspfaden ist, die in eine Richtung aufgeteilt sind, in der die Buskomponenten gekoppelt sind.
Die Buskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Energieversorgungspfad mindestens einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad umfasst.
Buskomponente nach Anspruch 4, wobei eine erste Spannung im ersten Energieversorgungspfad und eine zweite Spannung im zweiten Energieversorgungspfad derart gebildet sind, dass sie voneinander verschieden sind.
Buskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Energieversorgungspfad mindestens einen ersten Energieversorgungspfad und einen zweiten Energieversorgungspfad umfasst, der durch Abzweigung vom ersten Energieversorgungspfad gebildet wird.
Verfahren zum Bilden eines Übertragungspfades, der ein Signal überträgt, das Verfahren umfassend: Vorbereiten einer Vielzahl von Buskomponenten, von denen jede ein Grundelement und einen Energieversorgungspfad umfasst, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements zu erstrecken; In-Kontakt-Bringen einer Kante einer der Buskomponenten mit einer Kante einer anderen der Buskomponenten, um beide Buskomponenten miteinander zu koppeln; und Verbinden eines der Energieversorgungspfade in der einen Buskomponente und des anderen Energieversorgungspfades in der anderen Buskomponente, um einen vorbestimmten Übertragungspfad zu bilden.
Busvorrichtung zum Bereitstellen eines Übertragungspfades, der ein Signal überträgt, die Busvorrichtung umfassend: eine Vielzahl von Buskomponente, von denen jede ein Grundelement und einen Energieversorgungspfad umfasst, der dazu eingerichtet ist, sich von einer Kante zu der anderen Kante eines Satzes von gegenüberliegenden Kanten des Grundelements zu erstrecken, wobei eine Kante einer der Buskomponenten in Kontakt mit einer Kante einer anderen Buskomponente kommt und beide Buskomponenten miteinander gekoppelt sind, und in einem Zustand, in dem die eine Buskomponente mit der anderen Buskomponente gekoppelt ist, einer der Energieversorgungspfade in der einen Buskomponente und der andere Energieversorgungspfad in der anderen Buskomponente verbunden sind, um einen vorbestimmten Übertragungspfad zu bilden.