JP2018081826A - 接続部材およびそれを具備するモータ駆動装置 - Google Patents

接続部材およびそれを具備するモータ駆動装置 Download PDF

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Abstract

【課題】モータ駆動用ユニットの交換の作業効率を向上することができる接続部材およびそれを具備するモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】この接続部材は、第１の端子台１１に一端側が取付けられる第１のショートバー３１ａと、第１のショートバー３１ａの長手方向に延びるように設けられ、第２の端子台２１に一端側が取付けられるように構成されると共に他端側の少なくとも一部が第１のショートバー３１ａと重なっている第２のショートバー３１ｂと、第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとの重なり部分に取付けられ、第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとが重なり部分において面接触している状態を維持しながら第１のショートバー３１ａに対する第２のショートバー３１ｂの前記長手方向への移動を許容するガイド部材３２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は接続部材およびそれを具備するモータ駆動装置に関し、特に、接続部材で接続された複数のモータ駆動用ユニットを有するモータ駆動装置に関する。
この種のモータ駆動装置として、図６に示すように、コンバータとして機能する第１のモータ駆動用ユニット１１０と、インバータとして機能する第２のモータ駆動用ユニット１２０とを有し、第１のモータ駆動用ユニット１１０と第２のモータ駆動用ユニット１２０とが一対のショートバー１３０により接続されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、互いに板厚方向に間隔をあけて配置された２枚の細長い板状部材から成る一方のバスバーと、細長い板状に形成され、一方のバスバーの２枚の板状部材の間に挿入される他方のバスバーと、他方のバスバーに長手方向に延びるように形成された長孔と、一方のバスバーの２枚の板状部材をその厚さ方向に貫通するように設けられ、他方のバスバーの長孔も挿通するボルトとを有する接続部材が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この接続部材では、ボルトを緩めると一方のバスバーに対し他方のバスバーを長手方向に移動可能となり、これにより接続部材の長さを調節することができる。
また、一端がインバータ回路の端子台に接続され、他端がモータや発電機の端子台に接続される板状のバスバーにおいて、バスバーの板厚寸法が大きい場合でも板厚方向への曲げに対する自由度を向上すると共に放熱性を改善するために、バスバーの長手方向の中央部分に長手方向と直交する方向に延びる溝を複数設けたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
このバスバーは、一端に設けられた貫通孔にインバータ回路の端子台に設けられたスタットボルトが挿入され、他端に設けられた貫通孔にモータや発電機の端子台に設けられたスタットボルトが挿入され、各スタットボルトにナットを螺合することにより、一端および他端が固定される。このバスバーは中央部分が溝により曲がり易くなっているので、一方のスタットボルトのナットは螺合させたままで、他方のスタットボルトのナットを取外し、バスバーを中央部分で板厚方向に屈曲させることによりバスバーの他端を他方のスタットボルトから取外すことができる。
特開２００９−２２５４９７号公報 実開昭６２−４１６７３号公報 特開２０１２−１８２０５１号公報
前記モータ駆動装置では、例えば駆動するモータの仕様に応じて第２のモータ駆動用ユニット１２０の交換が行われる。交換に際しては、例えば第２のモータ駆動用ユニット１２０を図７のように手前に引き出して取外し、他の第２のモータ駆動用ユニット１２０を手前から奥に向かって挿入する。
この時、一対のショートバー１３０が第２のモータ駆動用ユニット１２０の手前側に存在すると、第２のモータ駆動用ユニット１２０を手前に引き出すことができないので、一対のショートバー１３０を第１のモータ駆動用ユニット１１０および第２のモータ駆動用ユニット１２０の両方から取外す。このように、第２のモータ駆動用ユニット１２０の交換のために一対のショートバー１３０を第１のモータ駆動用ユニット１１０および第２のモータ駆動用ユニット１２０の両方から取外す必要があるので、当該作業の分だけ第２のモータ駆動用ユニット１２０の交換時間が長くなっていた。
一方、前述の長手方向の中央部分に複数の溝を有するバスバーは、バスバーを中央部分で屈曲させることにより、一方のスタットボルトのナットが螺合している状態で他方のスタットボルトからバスバーの他端側を取外すことができるが、当該作業時にバスバーに無用な塑性変形が生じる可能性が高いため、取外し作業時に塑性変形を防止するための特別な注意を要する。更に、モータ駆動ユニットの横幅が複数種類存在する場合は、横幅に長手方向の長さを合わせたバスバーを複数種類用意する必要が生じ、製造上も管理上も手間が増大する。
また、前述の長さを調節可能なバスバーはモータ駆動用ユニットの取外しを容易にするためのものではない。実際、他方のバスバーには長手方向に延びるように長孔が形成されているため、モータ駆動装置ユニットのような大電流を流す用途では、長孔付近でのバスバーの電流許容断面積が所望の電流容量に対して不足して、発熱が生じる恐れもある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、モータ駆動用ユニットの交換の作業効率を向上することができる接続部材およびそれを具備するモータ駆動装置の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様に係る接続部材は、第１の端子台に一端側が取付けられる第１のショートバーと、前記第１のショートバーの長手方向に延びるように設けられ、第２の端子台に一端側が取付けられるように構成されると共に他端側の少なくとも一部が前記第１のショートバーと前記長手方向と直交する方向に重なっている第２のショートバーと、前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとの重なり部分に取付けられ、前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとが前記重なり部分において面接触している状態を維持しながら前記第１のショートバーに対する前記第２のショートバーの前記長手方向への移動を許容するガイド部材とを備える。
当該態様では、第１のショートバーの一端側を第１の端子台にねじ部品等により取付けると共に、第２のショートバーを第１のショートバーから離れる方向に移動させて接続部材を延ばし第２のショートバーの一端側を第２の端子台にねじ部品等により取付けることにより、第１のモータ駆動用ユニットと第２のモータ駆動用ユニットとが接続される。
そして、例えば第２の端子台がモータを駆動するためのモータ駆動用ユニットの前面に固定されており、当該モータ駆動用ユニットを手前側に引き出して交換する際は、第２のショートバーの一端側を第２の端子台から取外すと共に、第２のショートバーを第１のショートバー側に移動させる。これにより、第２のショートバーを当該モータ駆動用ユニットと前後方向に重ならない位置まで移動させると、第１の端子台から接続部材を取外さずに当該モータ駆動用ユニットを手前側に引き出して交換することができる。
上記態様において、前記ガイド部材の少なくとも一部が前記長手方向と直交する方向に弾性変形しており、その復元力により前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとを接触させた状態が維持されるように構成されていてもよい。
この場合、ガイド部材の弾性変形の復元力により第１のショートバーと第２のショートバーとの接触が確実に維持される。
また、上記態様において、前記ガイド部材が、前記第１のショートバーおよび前記第２のショートバーの縁部を覆うように形成され、又は、前記第１のショートバーおよび前記第２のショートバーを全周に亘って覆うように形成されていてもよい。
本発明の第２の態様に係るモータ駆動装置は、モータの駆動に用いる第１のモータ駆動用ユニットおよび第２のモータ駆動用ユニットが前記接続部材により接続されているものである。
本発明によれば、モータ駆動用ユニットの交換の作業効率を向上することができる。
本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の要部概略斜視図である。 本実施形態のモータ駆動装置の概略ブロック図である。 本実施形態のモータ駆動装置において第２のモータ駆動用ユニットを交換する際の動作説明図である。 本実施形態の接続部材の断面図である。 本実施形態の変形例を示す接続部材の断面図である。 従来のモータ駆動装置の要部概略斜視図である。 従来のモータ駆動装置において第２のモータ駆動用ユニットを交換する際の動作説明図である。
本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置を図面を参照して以下に説明する。
このモータ駆動装置は、図１および図２に示すように、電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する第１のモータ駆動用ユニット（コンバータ）１０と、第１のモータ駆動用ユニット１０に一対の接続部材３１により接続され、第１のモータ駆動用ユニット１０から供給される直流電力を交流電力に変換してサーボモータ等のモータＭに供給する少なくとも１つの第２のモータ駆動用ユニット（インバータ）２０とを備えている。モータＭは例えばロボット、工作機械、産業機械等に使用されるものである。また、制御部３０が上記モータ駆動装置を制御する。説明の便宜上、第２のモータ駆動用ユニットが１つだけ設けられる場合を以下説明する。
第１のモータ駆動用ユニット１０は、例えば交流電力を直流電力に変換する直流変換回路が矩形状の筐体内に内蔵されたものである。第２のモータ駆動用ユニット２０は、例えば交流変換回路が矩形状の筐体内に内蔵されたものであり、交流変換回路は、第１のモータ駆動用ユニット１０からの直流電力を制御部３０からの制御信号に応じた交流電力に変換し、当該交流電力をモータＭに供給するものである。
制御部３０は、ＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置と、入力部とを有し、記憶装置に格納されている制御プログラムにより動作して第１および第２のモータ駆動用ユニット１０，２０に制御信号を送信する。これにより、各モータＭが制御プログラムに基づき動作する。
第１のモータ駆動用ユニット１０はモータ駆動装置内の第１の収容部４１内に収容されており、各第２のモータ駆動用ユニット２０はモータ駆動装置内の第２の収容部４２内に収容されている。
第１のモータ駆動用ユニット１０は第１の収容部４１に手前側から奥側に向かって挿入されて、第１の収容部４１内に収容される。第２のモータ駆動用ユニット２０も第２の収容部４２に手前側から奥側に向かって挿入されて、第２の収容部４２内に収容される。
第１のモータ駆動用ユニット１０は第１の端子台１１を有し、第２のモータ駆動用ユニット２０は第２の端子台２１を有する。各端子台１１，２１はモータ駆動用ユニット１０，２０の前面（手前側の面）に固定されている。
端子台１１，２１の前面（手前側の面）にはそれぞれ、一方の接続部材３１が接続される第１の接続面１１ａ，２１ａと、他方の接続部材３１が接続される第２の接続面１１ｂ，２１ｂと、第１の接続面１１ａ，２１ａと第２の接続面１１ｂ，２１ｂとの間に配置され、第１の接続面１１ａ，２１ａと第２の接続面１１ｂ，２１ｂの両方に対し手前側に突出している中央仕切部１１ｃ，２１ｃと、中央仕切部１１ｃ，２１ｃと同様に手前側に突出している端側仕切部１１ｄ，２１ｄとが設けられている。少なくとも中央仕切部１１ｃ，２１ｃは絶縁体から成る。
各接続部材３１は、第１の端子台１１に一端側が取付けられるように構成された金属製の板状部材である第１のショートバー３１ａと、第１のショートバー３１ａの長手方向に延びるように設けられ、一端側が第２の端子台２１に取付けられるように構成されると共に、他端側が第１のショートバー３１ａと板厚方向に重なっている金属製の板状部材である第２のショートバー３１ｂと、一対のガイド部材３２とを有する。
第１のショートバー３１ａの一端側には板厚方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔に雄ねじ部を有する締結部材３１ｃを挿通すると共に、締結部材３１ｃの雄ねじ部を第１の端子台１１の第１および第２の接続面１１ａ，１１ｂに設けられた雌ねじ穴に螺合することにより、図１に示すように一対の接続部材の一端部が接続面１１ａ，１１ｂにそれぞれ取付けられる。
第２のショートバー３１ｂの一端側には板厚方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔に雄ねじ部を有する締結部材３１ｄを挿通すると共に、締結部材３１ｄの雄ねじ部を第２の端子台２１の第１および第２の接続面２１ａ，２１ｂに設けられた雌ねじ穴に螺合することにより、図１に示すように一対の接続部材の他端部が接続面２１ａ，２１ｂにそれぞれ取付けられる。
各ガイド部材３２は、図４に示すように、接続部材における第１のショートバー３１ａおよび第２のショートバー３１ｂが重なっている部分の幅方向の端部において接続部材の厚さ方向（各ショートバー３１ａ，３１ｂの板厚方向）に延びる基部３２ａと、基部３２ａにおける前記厚さ方向の一端から接続部材の幅方向の中央側に向かって延設され、第１のショートバー３１ａに前記厚さ方向に接触している第１の延出部３２ｂと、基部３２ａにおける前記厚さ方向の他端から接続部材の幅方向の中央側に向かって延設され、第２のショートバー３１ｂに前記厚さ方向に接触している第２の延出部３２ｃとを有する。各ガイド部材３２は接続部材の長手方向に延びる部材であり、長手方向の一端側や他端側が第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとが重なっていない部分に配置される場合もある。
各ガイド部材３２は金属、プラスチック等から成り、前記厚さ方向に弾性変形可能である。また、第１の延出部３２ｂおよび第２の延出部３２ｃが互いから離れるように各ガイド部材３２が弾性変形している状態で、第１の延出部３２ｂが第１のショートバー３１ａに前記厚さ方向に接触すると共に、第２の延出部３２ｃが第２のショートバー３１ｂに前記厚さ方向に接触している。このため、弾性変形の復元力により第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとが前記厚さ方向に接触している状態が維持される。
また、各ガイド部材３２は、第１のショートバー３１ａに対して第２のショートバー３１ｂを接続部材の長手方向に移動させることができる程度の力で、第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとを前記厚さ方向に接触させている。
本実施形態によれば、第１のモータ駆動用ユニット１０と第２のモータ駆動用ユニット２０とを接続する際は、第１のショートバー３１ａの一端側を第１の端子台１１に締結部材３１ｃにより取付け、第２のショートバー３１ｂを第１のショートバー３１ａから離れる方向に移動させて接続部材を延ばし、第２のショートバー３１ｂの一端側を締結部材３１ｄにより第２の端子台２１に取付ける。これにより第１のモータ駆動用ユニット１０から第２のモータ駆動用ユニット２０に大電流を供給可能な状態となる。
そして、第２のモータ駆動用ユニット２０を手前側に引き出して交換する際は、図３に示すように、第２のショートバー３１ｂの一端側を第２の端子台２１から取外すと共に、第２のショートバー３１ｂを第１のショートバー３１ａ側に移動させる。これにより、第２のショートバー３１ｂを第２のモータ駆動用ユニット２０と前後方向に重ならない位置まで移動させると、第１の端子台１１から接続部材を取外さずに第２のモータ駆動用ユニット２０を手前側に引き出して交換を行うことができる。
また、各ガイド部材３２の弾性変形の復元力により第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとの接触が維持されるので、第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとの接触が確実に維持される。ここで言う接触とは、第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂが厚さ方向に孔などが存在しない状態（範囲）で重なり、かつ接触面全体で接触している状態を表す。
なお、本実施形態では、第１のショートバー３１ａおよび第２のショートバー３１ｂの縁部を覆う一対のガイド部材３２を用いたが、図５に示すように、第１のショートバー３１ａおよび第２のショートバー３１ｂを全周に亘って覆うガイド部材３３を用いることも可能である。
図５に示されるガイド部材３３は、接続部材の厚さ方向に延びる基部３３ａと、基部３３ａにおける前記厚さ方向の一端から接続部材の幅方向に延びる第１の接触部３３ｂと、第１の接触部３３ｂにおける前記幅方向の端から前記厚さ方向に延びる接続部３３ｃと、接続部３３ｃにおける前記厚さ方向の端から基部３３ａにおける前記厚さ方向の他端に向かって前記幅方向に延びる第２の接触部３３ｄとを有する。ガイド部材３３は接続部材の長手方向に延びる部材である。
ガイド部材３３は金属、プラスチック等から成り、前記厚さ方向に弾性変形可能である。また、第１の接触部３３ｂおよび第２の接触部３３ｄが互いから離れるようにガイド部材３３が弾性変形している状態で、第１の接触部３３ｂが第１のショートバー３１ａに前記厚さ方向に接触すると共に、第２の接触部３３ｄが第２のショートバー３１ｂに前記厚さ方向に接触している。このため、弾性変形の復元力により第１のショートバー３１ａと第２のショートバー３１ｂとが前記厚さ方向に接触している状態が維持される。
なお、本実施形態では、第１のモータ駆動用ユニット１０がコンバータであり、第２のモータ駆動用ユニット２０がインバータであるものを示した。これに対し、第１のモータ駆動用ユニット１０がインバータであり、第２のモータ駆動用ユニット２０がコンバータである場合に、第１のショートバー３１ａの一端部が第１のモータ駆動用ユニット１０の第１の端子台１１に取付けられ、第２のショートバー３１ｂの一端部が第２のモータ駆動用ユニット２０の端子台２１に取付けられてもよい。
さらに、第１のモータ駆動用ユニット１０および第２のモータ駆動用ユニット２０はインバータやコンバータ以外のモータを駆動するためのユニットであってもよい。
１ 電源
１０ 第１のモータ駆動用ユニット
１１ 第１の端子台
２０ 第２のモータ駆動用ユニット
２１ 第２の端子台
３０ 制御部
３１ 接続部材
３１ａ 第１のショートバー
３１ｂ 第２のショートバー
４１ 第１の収容部
４２ 第２の収容部
Ｍ モータ

Claims (4)

  1. 第１の端子台に一端側が取付けられるように構成された第１のショートバーと、
    前記第１のショートバーの長手方向に延びるように設けられ、第２の端子台に一端側が取付けられるように構成されると共に他端側の少なくとも一部が前記第１のショートバーと前記長手方向と直交する方向に重なっている第２のショートバーと、
    前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとの重なり部分に取付けられ、前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとが前記重なり部分において面接触している状態を維持しながら前記第１のショートバーに対する前記第２のショートバーの前記長手方向への移動を許容するガイド部材とを備える接続部材。
  2. 前記ガイド部材の少なくとも一部が前記長手方向と直交する方向に弾性変形しており、その復元力により前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとを接触させた状態が維持される請求項１に記載の接続部材。
  3. 前記ガイド部材が、前記第１のショートバーおよび前記第２のショートバーの縁部を覆うように形成され、又は、前記第１のショートバーおよび前記第２のショートバーを全周に亘って覆うように形成されている請求項１又は２に記載の接続部材。
  4. モータの駆動に用いる第１のモータ駆動用ユニットおよび第２のモータ駆動用ユニットが請求項１〜３の何れかに記載の接続部材により接続されているモータ駆動装置。
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