JP2016540476A - 自動配線盤 - Google Patents

Abstract

負荷にＡＣ電力を供給するための配電システムは、電圧を確認し、使用者が行った配線状態を判定する。許容可能な配線状態が検知されると、自動配線リレー回路は、端子ブロックと、加熱素子などの負荷へのＡＣ電力の受け渡しを制御するコントローラとが適切に接続されるようにリレーを閉状態とする。配線状態に誤りがある場合や、電圧が安全な電圧範囲の外にある場合には、自動配線リレー回路が、リレーを開状態のままにして、コントローラ及び負荷を保護する。【選択図】図１

Description

本発明は、概ねホットメルト接着剤を供給するためのシステムに関するものであり、より具体的には、ホットメルト供給システムのヒータへの電力供給に関するものである。

一般的に、ホットメルト供給システムは、製造組立ラインにおいて、箱やカートンなどの梱包材の組み立てに用いる接着剤を自動的に供給するために使用されている。従来、ホットメルト供給システムは、材料用タンク、加熱素子、ポンプ、及びディスペンサを備えており、ポンプによりディスペンサに供給する前に、加熱素子を用いて、タンク内で固形のポリマ材料ペレットを溶融させる。溶融したペレットは、冷えると再び凝固して固体化するので、タンクからディスペンサまでの間で温度を維持する必要がある。このため、一般的には、タンク内または溶融装置内、ポンプ内、及びディスペンサ内に加熱素子を設ける必要があるだけでなく、これら構成装置の接続に用いる配管及びホースも加熱する必要がある。

ホットメルト供給システムの加熱素子は、交流（ＡＣ）電流を用いて作動させる場合がある。ホットメルト接着剤を華氏約３５０°（摂氏約１７７°）まで加熱するため、温度コントローラを用い、加熱素子などの負荷に対して入力ＡＣ電源を断接することが可能である。この温度コントローラでは、入力ＡＣ電源と負荷との間に接続されたリレーまたは半導体スイッチなどのスイッチを利用することができる。負荷を作動させようとするときには、負荷を入力ＡＣ電源に接続する一方、所望の温度を超過した場合のように、特定の条件下では負荷を入力ＡＣ電源から切り離すように、温度コントローラ内のプロセッサがスイッチの作動を制御する。ホットメルト供給システムの加熱素子を作動させるための入力ＡＣ電源は、単相のＡＣ電源、３相２３０ＶのＡＣ電源、または３相４００ＶのＡＣ電源とすることが可能であり、２線式、３線式、または４線式の供給方式とすることができる。

本発明は、負荷にＡＣ電力を供給するためのシステムを提供することを目的とする。

負荷にＡＣ電力を供給するためのシステムは、端子ブロック、電圧検出回路、自動配線リレー回路、及びデジタルプロセッサを備える。端子ブロックは、入力ＡＣ電源に接続するための複数の端子を有する。電圧検出回路は、端子ブロックの端子の間のＡＣ電圧を検出する。複数のコントローラによって、負荷にＡＣ電力が供給される。自動配線リレー回路は、端子ブロックの端子を、複数のコントローラに選択的に接続する。デジタルプロセッサは、検出したＡＣ電圧に基づき、自動配線リレー回路を制御する。

ホットメルト供給システムにおいて選択された加熱素子にＡＣ電力を供給するためのシステムのブロック図である。

図１は、ホットメルト供給システムの配電システム１０のブロック図である。この配電システム１０は、自動配線盤１２（端子ブロック１４、電源保護回路１６、インジケータ１８、電圧検出回路２０、マイクロプロセッサ２２、及び自動配線リレー回路２４を含む）、ＤＣ電源２６、ディスプレイ２８、及び３つのコントローラ３０，３２，３４を備える。コントローラ３０は、溶融装置ヒータ３６、ディスペンサヒータ３８、ディスペンサヒータ４０、ホースヒータ４２、及びホースヒータ４４に供給するＡＣ電力を制御する。コントローラ３２は、ディスペンサヒータ４６、ディスペンサヒータ４８、ホースヒータ５０、及びホースヒータ５２に供給するＡＣ電力を制御する。コントローラ３４は、ディスペンサヒータ５４、ディスペンサヒータ５６、ホースヒータ５８、及びホースヒータ６０に供給するＡＣ電力を制御する。

自動配線盤１２への入力ＡＣ電力の供給は、端子ブロック１４の４つの端子Ｔ１〜Ｔ４に接続された２本、３本、または４本の電線によって行われる。接地の接続は、端子ブロック１４の端子Ｔ５によって行われる。

単相のＡＣ電力を自動配線盤１２に供給する場合、単相交流を送電する２本の電線を、端子ブロック１４の端子Ｔ１と端子Ｔ２とに接続する必要がある。３相２４０ＶのＡＣ電力を供給する場合には、３相交流を送電する３本の電線を、端子Ｔ１、端子Ｔ２、及び端子Ｔ３に接続する必要がある。３相４００ＶのＡＣ電力を供給する場合には、３相交流を送電する３本の電線を、端子Ｔ１、端子Ｔ２、及び端子Ｔ３に接続し、中性線を端子Ｔ４に接続する必要がある。

電源保護回路１６は、端子Ｔ１及び端子Ｔ２に接続される。電源保護回路１６は、端子Ｔ１及び端子Ｔ２から単相のＡＣ電力を得る。電源保護回路１６は、保護機能付の電力供給をＤＣ電源２６に対して行う。過電圧状態となった場合、電源保護回路１６は、高電圧によるダメージからＤＣ電源２６を保護する。電源保護回路１６は、過電圧状態の間も、ＤＣ電源２６を作動可能とする。インジケータ１８は、過電圧状態または電圧不足状態が生じているか否かの表示を行う。

ＤＣ電源２６は、様々な電圧で配電システム１０にＤＣ電力を供給する。このＤＣ電力は、電圧検出回路２０、マイクロプロセッサ２２、自動配線リレー回路２４、ディスプレイ２８、及び３つのコントローラ３０，３２，３４に供給される。

電圧検出回路２０及びマイクロプロセッサ２２は、線間電圧を監視し、単相及び３相のいずれの電力が供給されているか、及び４００Ｖの電力が存在するか否かを確認する。電圧検出回路２０は、４つの端子Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれに接続されており、２つの端子の組み合わせのそれぞれにおける端子間の電圧検出値をマイクロプロセッサ２２に入力する。マイクロプロセッサ２２は、電圧検出回路２０からの入力に基づき、電力が単相及び３相のいずれであるか、及び３相の場合の電圧が４００Ｖであるか否かを確認する。また、マイクロプロセッサ２２は、使用者が、入力電力用の電線を、想定されている接続状態で４つの端子Ｔ１〜Ｔ４に接続しているか否かについての判定も行う。このような判定に基づき、マイクロプロセッサ２２は、自動配線リレー回路２４に対して制御信号を供給する。電圧が高すぎる場合、マイクロプロセッサ２２は、３つのコントローラ３０，３２，３４のいずれについても、自動配線リレー回路２４による電源の接続を禁じる。電圧が高すぎる場合には、赤色の発光ダイオードとすることが可能なインジケータ１８を発光させるようにしてもよい。電圧が低すぎる場合、マイクロプロセッサ２２は、自動配線リレー回路２４が３つのコントローラ３０，３２，３４を端子ブロック１４に接続するのを禁止し、ディスプレイ２８にエラーコードを表示させる。

マイクロプロセッサ２２は、供給されるＡＣ電力が単相であって、電圧が正常範囲内にあると判定すると、自動配線リレー回路２４に制御信号を供給し、３つのコントローラ３０，３２，３４のそれぞれを、単相のＡＣ電力が得られる２つの端子に、同様に接続させる。通常、これら２つの端子は、端子Ｔ１及び端子Ｔ２となる。

マイクロプロセッサ２２は、電圧が許容範囲内にあって、３相４００ＶのＡＣ電力が供給されていると判定すると、自動配線リレー回路２４に制御信号を供給し、３つのコントローラ３０，３２，３４を選択的に端子ブロック１４に接続させる。コントローラ３０には、自動配線リレー回路２４から３つの配線が設けられている。３つの端子Ｔ１〜Ｔ３に３相のＡＣ電力が供給され、端子Ｔ４が中性点とすると、自動配線リレー回路２４は、これら３つの配線を、端子Ｔ１、端子Ｔ２、及び端子Ｔ４に接続する（端子Ｔ４の配線は中性線）。コントローラ３０は、ＡＣ電力の１相を用いて、溶融装置ヒータ３６に電力を供給する。ＡＣ電力のもう１相は、ディスペンサヒータ３８、ディスペンサヒータ４０、ホースヒータ４２、及びホースヒータ４４への電力供給に用いられる。

コントローラ３２には、自動配線リレー回路２４から２つの配線が設けられている。自動配線リレー回路２４は、これら２つの配線を用い、コントローラ３２を端子Ｔ３及び端子Ｔ４に接続する。コントローラ３２が受け取った単相のＡＣ電力は、ディスペンサヒータ４６、ディスペンサヒータ４８、ホースヒータ５０、及びホースヒータ５２への電力供給に用いられる。

コントローラ３４には、自動配線リレー回路２４から２つの配線が設けられている。自動配線リレー回路２４は、これら２つの配線を用い、自動配線リレー回路２４を介して、コントローラ３４を端子Ｔ１及び端子Ｔ４に接続する。単相のＡＣ電力は、コントローラ３４によって、ディスペンサヒータ５４、ディスペンサヒータ５６、ホースヒータ５８、及びホースヒータ６０への電力供給に用いられる。

中性線のない３相２３０ＶのＡＣ電力の場合、マイクロプロセッサ２２は、端子Ｔ４の中性線ではなく、端子Ｔ５における接地接続を用いる点を除き、同様に自動配線リレー回路２４を制御する。

即ち、マイクロプロセッサ２２は、電圧検出回路２０と協働して線間電圧を検知し、使用者が行った配線状態を判定する。許容可能な配線状態であると判断すると、マイクロプロセッサ２２は、各ヒータに入力ＡＣ電力を供給する端子に３つのコントローラ３０，３２，３４がそれぞれ接続されるよう、自動配線リレー回路２４内の適合するリレーを閉状態とする。配線状態に誤りがあるか、または電圧が安全な電圧範囲の外である場合、マイクロプロセッサ２２は、自動配線リレー回路２４内の各リレーを開状態のままとする。これにより、３つのコントローラ３０，３２，３４の電子回路、及びこれらコントローラ３０，３２，３４が接続される各ヒータを、安全でない電圧によるダメージから保護する。

マイクロプロセッサ２２は、検知した配線状態及び電圧の計測値を記録し、後で調べることができるよう、フラッシュメモリなど、付属する記憶媒体を備えている。このようなデータは、ＵＳＢによるデータのダウンロードなどにより、トラブルシューティングに活用することができる。

３つのコントローラ３０，３２，３４のそれぞれに許容される電流量は、マイクロプロセッサ２２によって算出され、電圧の構成状態とディスプレイ２８の画面上で設定される電流量とに基づき配分される。使用者は、許容電流量を選定することが可能であり、必要な配電は、自動配線リレー回路２４と協働し、マイクロプロセッサ２２によって自動的に定められる。

配電システム１０、特に自動配線盤１２により、様々な利点が得られる。第１に、自動配線リレー回路２４への電力配線の接続を簡素化することで、エンドユーザにおける電気的な絶縁を削減し、単純化することができる。第２に、過電圧及び誤配線に対する保護機能が得られる。第３として、誤配線または過電圧状態が生じたときに、ディスプレイ２８を引き続き作動させてエラーを表示することができる。第４として、マイクロプロセッサ２２が蓄積しているデータを介し、過電圧の診断機能が得られる。第５として、マイクロプロセッサ２２は、実際の配線状態を検知し、自動配線リレー回路２４を適切に制御するので、様々な入力ＡＣ電源構成に適応するための変更用ジャンパ導体を使用する必要がない。第６として、予め構成されたジャンパ導体の使用や、当該ジャンパ導体に関する管理用部品番号の必要性を排除することができる。第７として、顧客による電圧構成及び配線状態をマイクロプロセッサ２２で記録し、トラブルシューティングに利用することができる。

具体的な実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能であると共に、均等物で本発明の各構成要素を置き換えることが可能であることが当業者に理解されよう。例えば、説明した実施形態では、加熱素子に電力を供給するコントローラを備えていたが、別の実施形態として、別の形式の電気負荷に電力を供給するようにしてもよい。また、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況やものを本発明の教示に適合させるための様々な変形が可能である。従って、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内に包含される全ての態様を含むものである。

Claims (13)

1. 入力ＡＣ電源に接続するための複数の端子を有する端子ブロックと、
   前記端子の間のＡＣ電圧を検出する電圧検出回路と、
   負荷にＡＣ電力を供給する複数のコントローラと、
   前記端子ブロックの前記端子を、前記複数のコントローラに選択的に接続する自動配線リレー回路と、
   検出した前記端子の間の前記ＡＣ電圧に基づき、前記自動配線リレー回路を制御するデジタルプロセッサと
   を備えることを特徴とするシステム。
2. 前記入力ＡＣ電源からＤＣ電力を生成し、前記ＤＣ電力を、前記電圧検出回路、前記コントローラ、前記自動配線リレー回路、及び前記デジタルプロセッサに供給するＤＣ電源と、
   前記端子ブロックと前記ＤＣ電源との間に接続される電源保護回路と
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記デジタルプロセッサは、検出した前記ＡＣ電圧に基づき、前記複数の端子における配線状態を判定することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記デジタルプロセッサは、前記配線状態に基づき、前記自動配線リレー回路に制御信号を供給して、前記コントローラを選択的に前記複数の端子に接続することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 前記デジタルプロセッサは、検出した前記ＡＣ電圧が過電圧状態にあると、前記自動配線リレー回路が前記コントローラを前記複数の端子に接続するのを禁止することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 前記デジタルプロセッサは、検出した前記ＡＣ電圧が低電圧状態にあると、前記自動配線リレー回路が前記コントローラを前記複数の端子に接続するのを禁止することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
7. 前記複数のコントローラは温度コントローラであり、前記負荷は加熱素子であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 負荷への入力ＡＣ電力の供給を制御する方法であって、
   複数の入力端子に接続された前記入力ＡＣ電源の電圧を検出する工程と、
   前記電圧の検出値に応じて複数のコントローラへの前記入力ＡＣ電源の接続を制御する工程と、
   前記コントローラから、前記コントローラのそれぞれに組み合わされた負荷に前記入力ＡＣ電源のＡＣ電力を供給する工程と
   を備えることを特徴とする方法。
9. 前記複数の入力端子の間の電圧の検出値に基づき、前記複数の入力端子における配線状態を判定する工程を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記配線状態と、前記入力ＡＣ電源の相及び電圧とに基づき、前記入力端子を前記コントローラに選択的に接続する工程を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 検出した前記電圧が過電圧状態にあると、前記入力端子と前記コントローラとの接続を禁止する工程を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 検出した前記電圧が低電圧状態にあると、前記入力端子と前記コントローラとの接続を禁止する工程を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記複数のコントローラは温度コントローラであり、前記負荷は加熱素子であることを特徴とする請求項８に記載の方法。

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