JP2022083899A - 駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電動機等の負荷装置を駆動する駆動装置において、未使用が想定されうる入力端子に接続される外付け配線を省略することが可能な技術を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態に係るインバータ装置１は、非常停止スイッチＥＳからの信号線を接続可能な入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と接続され、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受け付ける入力回路２４０と、入力回路２４０が入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受け付け不可能な、或いは、インバータ装置１が入力回路２４０で受け付けられる信号を利用不可能な第１の状態と、入力回路２４０が入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受付可能な、或いは、インバータ装置１が入力回路２４０で受け付けられる信号を利用可能な第２の状態と、を切り換える切換スイッチ２５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、駆動装置に関する。
例えば、外部からの入力信号を利用しながら、電動機等の負荷装置を駆動する駆動装置が知られている（特許文献１参照）。
特許文献１では、非常停止スイッチの操作状態に応じた入力信号を用いて、駆動対象のモータの安全機能（セーフトルクオフ機能）を作動させるサーボドライバが開示されている。
２０１８－１３６７１２号公報
ところで、例えば、上記の安全機能のような所定の機能が無効にされる場合等、対象の入力信号が利用されない場合が生じ得る。この場合、対象の入力信号に対応する装置の入力端子は、対象の入力信号の伝送用の信号線に接続されず、未使用の状態になる。
しかしながら、入力端子が未使用の場合、対象の入力信号を受け付ける入力回路の電位を対象の入力信号が入力されていない状態に維持（固定）する必要が生じうる。そのため、例えば、駆動装置の出荷時に、短絡バーやジャンパ線等の外付け配線を用いて、電源等と未使用の入力端子との間を短絡させ、未使用の入力端子の電位を固定させる方法が採用される。よって、外付け配線の配線作業の工数によるコストアップや配線作業のミスによる駆動装置の誤動作等の問題が生じうる。
そこで、上記課題に鑑み、電動機等の負荷装置を駆動する駆動装置において、未使用が想定されうる入力端子に接続される外付け配線を省略することが可能な技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
所定の信号線を接続可能な入力端子と、
前記入力端子と接続され、前記入力端子を通じて入力される信号を受け付ける入力回路と、
前記入力回路が前記入力端子を通じて入力される信号を受け付け不可能な、又は、駆動装置が前記入力回路で受け付けられる信号を利用不可能な第１の状態と、前記入力回路が前記入力端子を通じて入力される信号を受け付け可能な、又は、駆動装置が前記入力回路で受け付けられる信号を利用可能な第２の状態とを切り換える切換部と、を備える、
駆動装置が提供される。
また、他の実施形態では、
電源端子と、
所定の信号線を接続可能な入力端子と、
前記入力端子と接続され、前記入力端子を通じて入力される信号を受け付ける入力回路と、
前記入力端子と前記電源端子とが短絡された状態と等価な前記入力回路の第１の状態と、前記入力端子と前記電源端子とが短絡されていない状態と等価な前記入力回路の第２の状態とを切り換える切換部と、を備える、
駆動装置が提供される。
上述の実施形態によれば、電動機等の負荷装置を駆動する駆動装置において、未使用が想定されうる入力端子に接続される外付け配線を省略することができる。
インバータ装置の構成の一例を示す図である。 インバータ装置の構成の一例を示す図である。 比較例に係るインバータ装置の構成を示す図である。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
［インバータ装置の構成］
最初に、図１、図２を参照して、本実施形態に係るインバータ装置１の構成について説明する。
図１、図２は、本実施形態に係るインバータ装置１の構成の一例を示す図である。具体的には、図１は、電動機Ｍに関する安全機能が動作する動作モード時におけるインバータ装置１の状態を示す図であり、図２は、電動機Ｍに関する安全機能が動作しない不動作モード時におけるインバータ装置１の状態を示す図である。
インバータ装置１（駆動装置の一例）は、交流入力部ＡＣＩＮ及び直流入力部ＤＣＩＮの少なくとも一方を通じて入力される電力に基づき、所定の電圧や所定の周波数を有する交流電力を生成し、負荷装置を駆動する。
例えば、図１、図２に示すように、インバータ装置１は、交流入力部ＡＣＩＮを通じて入力される商用電源ＣＰＳの交流電力を整流して直流電力に変換すると共に、その直流電力を所定の交流電力に変換し、電動機Ｍ（負荷装置の一例）を駆動する。また、例えば、インバータ装置１は、直流入力部ＤＣＩＮを通じて直流共通母線等から入力される直流電力を、所定の交流電力に変換し、電動機Ｍを駆動してもよい。また、例えば、インバータ装置１は、直流入力部ＤＣＩＮを通じて入力される直流電力、及び交流入力部ＡＣＩＮを通じて入力される交流電力が変換された直流電力の双方を所定の交流電力に変換し、電動機Ｍを駆動してもよい。また、例えば、インバータ装置１は、交流入力部ＡＣＩＮ及び直流入力部ＤＣＩＮの少なくとも一方を通じて入力される電力に基づき、電動機Ｍと異なる他の負荷装置を駆動してもよい。
図１、図２に示すように、インバータ装置１は、主回路部１００と、制御回路部２００とを含む。インバータ装置１の主回路部１００及び制御回路部２００の構成要素を含む、インバータ装置１の各種構成要素は、筐体１Ｈの内部に収容されたり、筐体１Ｈの外部に露出する態様で筐体１Ｈの表面に取り付けられたりする。
主回路部１００は、交流入力部ＡＣＩＮと、整流回路１１０と、平滑回路１２０と、インバータ回路１３０と、交流出力部ＡＣＯＵＴと、充電回路１４０と、直流入力部ＤＣＩＮとを含む。
交流入力部ＡＣＩＮは、外部からＲ相、Ｓ相、及びＴ相の三相交流電力を入力するために用いられる。本例では、交流入力部ＡＣＩＮは、商用電源ＣＰＳから延びる３本の電力線を通じて、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の三相交流電力を受電することができる。交流入力部ＡＣＩＮは、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の電力線のそれぞれと接続される交流入力端子Ｒ、交流入力端子Ｓ、及び交流入力端子Ｔを含む。
整流回路１１０は、交流入力部ＡＣＩＮから入力されるＲ相、Ｓ相、及びＴ相の三相交流電力を整流し、直流電力を出力可能に構成される。整流回路１１０は、正側及び負側の出力端のそれぞれが正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの一端に接続され、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬを通じて、直流電力を平滑回路１２０に出力することができる。整流回路１１０は、例えば、６つのダイオードを含み、上下アームを構成する２つのダイオードの直列接続体が３組並列接続されるブリッジ型全波整流回路である。
平滑回路１２０は、整流回路１１０から出力される直流電力や直流入力部ＤＣＩＮを通じて入力される直流電力やインバータ回路１３０から回生される直流電力の脈動を抑制し、平滑化する。
平滑回路１２０は、平滑コンデンサ１２２と、リアクトル１２４とを含む。
平滑コンデンサ１２２は、整流回路１１０やインバータ回路１３０と並列に、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬを繋ぐ経路に設けられる。
平滑コンデンサ１２２は、適宜、充放電を繰り返しながら、整流回路１１０から出力される直流電力や直流入力部ＤＣＩＮから入力される直流電力やインバータ回路１３０から出力（回生）される直流電力を平滑化する。
平滑コンデンサ１２２は、一つであってよい。また、平滑コンデンサ１２２は、複数配置されてもよく、複数の平滑コンデンサ１２２が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に並列接続されてもよいし、直列接続されてもよい。また、複数の平滑コンデンサ１２２は、２以上の平滑コンデンサ１２２の直列接続体が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に複数並列接続される形で構成されてもよい。
リアクトル１２４は、整流回路１１０と平滑コンデンサ１２２（具体的には、平滑コンデンサが配置される経路との分岐点）との間の正ラインＰＬに設けられる。例えば、図１、図２に示すように、リアクトル１２４は、整流回路１１０と平滑コンデンサ１２２との間で分断される正ラインＰＬの双方の先端から外部に引き出されるリアクトル接続端子ＬＴ１，ＬＴ２の間を接続するように配置されてよい。また、例えば、リアクトル１２４は、インバータ装置１の筐体１Ｈの内部に内蔵されてもよい。
リアクトル１２４は、適宜、電流の変化を妨げるように電圧を発生させながら、整流回路１１０から出力される直流電力や直流入力部ＤＣＩＮから入力される直流電力やインバータ回路１３０から出力（回生）される直流電力を平滑化する。
尚、リアクトル１２４は、省略されてもよい。この場合、図１、図２では、リアクトル接続端子ＬＴ１，ＬＴ２との間には、短絡用の導体が接続される。
インバータ回路１３０は、その正側及び負側の入力端が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの他端に接続される。インバータ回路１３０は、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬを通じて平滑回路１２０から供給される直流電力を半導体スイッチング素子のスイッチ動作により、所定の周波数や所定の電圧を有する、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の三相交流電力に変換し電動機Ｍに出力する。半導体スイッチング素子は、例えば、シリコン（Ｓｉ）製のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であってよい。また、半導体スイッチング素子は、例えば、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等のワイドバンドギャップ半導体を用いた半導体素子であってもよい。
インバータ回路１３０は、例えば、６つの半導体スイッチング素子を含み、上下アームを構成する２つの半導体スイッチング素子の直列接続体（スイッチレグ）が正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間に３組並列接続されるブリッジ回路を含む形で構成される。そして、インバータ回路１３０は、３組の上下アームの接続点から引き出されるＵ相線、Ｖ相線、及びＷ相線を通じて、三相交流電力を出力してよい。また、６つの半導体スイッチング素子には、それぞれ、環流ダイオードが並列接続されてよい。
交流出力部ＡＣＯＵＴは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３本の電力線を通じて、電動機Ｍと接続される。交流出力部ＡＣＯＵＴは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電力線のそれぞれと接続される交流出力端子Ｕ、交流出力端子Ｖ、及び交流出力端子Ｗを含む。
充電回路１４０は、整流回路１１０と平滑コンデンサ１２２との間の正ラインＰＬの部分に設けられる。例えば、図１、図２に示すように、充電回路１４０は、整流回路１１０とリアクトル１２４との間の正ラインＰＬの部分に設けられてよい。また、例えば、充電回路１４０は、リアクトル１２４と平滑コンデンサ１２２との間の正ラインＰＬの部分に設けられてもよい。充電回路１４０は、スイッチ１４２と、充電抵抗１４４とを含む。
スイッチ１４２は、整流回路１１０と平滑回路１２０（リアクトル１２４）との間の正ラインＰＬの部分に設けられる。スイッチ１４２は、正ラインＰＬを開閉可能に構成される。スイッチ１４２は、例えば、サイリスタやトライアックやリレー等のスイッチング素子である。
充電抵抗１４４は、スイッチ１４２と並列接続される。
充電回路１４０は、正ラインＰＬを平滑回路１２０に向かって流れる電流が、スイッチ１４２がオンされている場合にスイッチ１４２を通過し、スイッチ１４２がオフされている場合に充電抵抗１４４を通過するように機能する。これにより、インバータ装置１は、その起動時に、スイッチ１４２がオフされることで充電抵抗１４４を経由して電流が流れるようにし、平滑コンデンサ１２２を充電する際の相対的に大きな突入電流を防止することができる。そして、インバータ装置１は、平滑コンデンサ１２２がある程度充電され、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間の電圧が相対的に高くなると、スイッチ１４２がオンされ、相対的に電気抵抗が低いスイッチ１４２を経由して正ラインＰＬに電流を流すことができる。具体的には、正ラインＰＬ及び負ラインＮＬの間の電圧を検出する電圧検出回路（不図示）により所定値以上の電圧が検出されると、突入電流が抑制されたと判断され、スイッチ１４２がオフ状態からオンされる。
直流入力部ＤＣＩＮは、外部から直流電力を入力するために用いられる。直流入力部ＤＣＩＮは、正側直流端子Ｐと、負側直流端子Ｎとを含む。
正側直流端子Ｐは、正ラインＰＬから引き出される。例えば、図１、図２に示すように、正側直流端子Ｐは、充電回路１４０とインバータ回路１３０との間、具体的には、リアクトル１２４とインバータ回路１３０との間の正ラインＰＬの部分から引き出されてよい。また、例えば、上述の如く、正ラインＰＬにおけるリアクトル１２４と充電回路１４０との位置関係が図１、図２と逆の場合、正側直流端子Ｐは、リアクトル１２４と充電回路１４０との間の正ラインＰＬの部分から引き出されてもよい。
負側直流端子Ｎは、負ラインＮＬの任意の位置から引き出される。例えば、図１に示すように、負側直流端子Ｎは、筐体１Ｈの内部において、平滑回路１２０（平滑コンデンサ１２２）とインバータ回路１３０との間の負ラインＮＬの部分と接続されている。
尚、直流入力部ＤＣＩＮは、省略されてもよい。
制御回路部２００は、インバータ装置１に関する制御を行う。
制御回路部２００の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。例えば、制御回路部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び外部との入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータ等で構成される。
制御回路部２００は、駆動回路２１０と、制御部２２０と、遮断回路２３０と、電源端子ＰＬＣと、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と、共通端子ＣＭと、入力回路２４０と、切換スイッチ２５０とを含む。
駆動回路２１０は、制御部２２０の制御下で、半導体スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ駆動するための駆動信号をインバータ回路１３０（半導体スイッチング素子のゲート）に出力する。
制御部２２０は、例えば、電動機Ｍの所定の運転状態を実現するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号等の駆動信号を生成し、駆動回路２１０を通じて、インバータ回路１３０（半導体スイッチング素子）に駆動信号を出力する。これにより、制御部２２０は、インバータ回路１３０を操作し、電動機Ｍを駆動制御することができる。
遮断回路２３０（信号利用部の一例）は、制御部２２０と駆動回路２１０との間の経路（信号線）上に設けらる。遮断回路２３０は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から入力され、入力回路２４０により受け付けられる所定のデジタル信号（以下、「安全信号」）に応じて、制御部２２０と駆動回路２１０との間の信号経路を遮断する。具体的には、遮断回路２３０は、後述の入力回路２４１，２４２のうちの少なくとも一方から安全信号が入力されると、制御部２２０と駆動回路２１０との間の信号経路を遮断する。これにより、遮断回路２３０は、制御部２２０から駆動回路２１０への駆動信号の伝達を遮断し、その結果、主回路部１００から負荷装置（電動機Ｍ）への電力供給を遮断することができる。そのため、制御回路部２００は、外部から入力される安全信号に基づき、遮断回路２３０を用いて、負荷装置への電力供給を遮断する安全機能としてのセーフトルクオフ（ＳＴＯ：Safe Torque Off）を実現することができる。
電源端子ＰＬＣは、内部電源ＩＰＳの電力を外部に出力可能に構成される。電源端子ＰＬＣは、筐体１Ｈの表面に設けられ、筐体１Ｈの内部において、逆流防止用のダイオードを介して内部電源ＩＰＳの正極と接続される。
入力端子ＥＮ１，ＥＮ２は、安全機能を作動させるためのデジタル信号（安全信号）を伝達する信号線と接続可能に構成される。
例えば、図１に示すように、安全機能の動作モード時において、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２は、非常停止スイッチＥＳと接続される。また、図２に示すように、安全機能の不動作モード時において、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２は、信号線と接続されず、未使用の状態である。
非常停止スイッチＥＳは、例えば、電動機Ｍで電気駆動される機器が設置される工場の作業者等のユーザによる操作に応じて作動し、手動で、安全信号を出力することができる。
非常停止スイッチＥＳは、並列接続される２つの常閉（ノーマルクローズ）型のスイッチが内蔵される。２つのスイッチは、それぞれの一端が入力端子ＥＮ１，ＥＮ２に信号線により接続され、それぞれの他端は、信号線により電源端子ＰＬＣに接続される。
非常停止スイッチＥＳが操作されていない場合、２つのスイッチは閉状態である。そのため、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と共通端子ＣＭとの間は、筐体１Ｈの外部において、信号線により短絡状態にある。よって、非常停止スイッチＥＳが操作されていない状態では、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、相対的に電位が高いハイ（ＨＩＧＨ）状態のデジタル信号（以下、「Ｈ信号」）が常時入力される。
一方、非常停止スイッチＥＳが操作される場合、２つのスイッチは閉状態から開状態に移行する。そのため、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と共通端子ＣＭとの間は、筐体１Ｈの外部において、遮断状態に移行する。よって、非常停止スイッチＥＳが操作されると、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、安全信号に相当する相対的に電位が低いロー（ＬＯＷ）状態のデジタル信号（以下、「Ｌ信号」）が入力される。
共通端子ＣＭは、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２に共通の基準電位の端子である。共通端子ＣＭは、筐体１Ｈの内部で接地されていてよい。また、共通端子ＣＭは、例えば、外部に接続される信号線を通じて、接地されてもよい。
入力回路２４０は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から入力される安全信号を受け付け、遮断回路２３０に出力する。
入力回路２４０は、入力回路２４１，２４２を含む。
入力回路２４１は、入力端子ＥＮ１と遮断回路２３０との間に設けられ、入力端子ＥＮ１から入力される安全信号を受け付け、遮断回路２３０に出力可能に構成される。
入力回路２４１は、フォトカプラ２４１Ａと入力抵抗２４１Ｂとを含む。
フォトカプラ２４１Ａは、フォトダイオード２４１Ａ１と、フォトトランジスタ２４１Ａ２とを含む。
フォトダイオード２４１Ａ１は、アノードが入力抵抗２４１Ｂを介して入力端子ＥＮ１と信号線で接続され、カソードが共通端子ＣＭと信号線で接続される。
フォトトランジスタ２４１Ａ２は、コレクタが信号線で定圧電源ＣＶＳと接続され、エミッタが出力抵抗を介して接地されると共に、信号線で遮断回路２３０と接続される。定圧電源ＣＶＳ（定電位部の一例）は、例えば、５Ｖ（ボルト）の出力電圧を有する電源回路である。
入力回路２４２は、入力端子ＥＮ２と遮断回路２３０との間に設けられ、入力端子ＥＮ２から入力される安全信号を受け付け、遮断回路２３０に出力可能に構成される。
入力回路２４２は、フォトカプラ２４２Ａと、入力抵抗２４２Ｂとを含む。
フォトカプラ２４２Ａは、フォトダイオード２４２Ａ１と、フォトトランジスタ２４２Ａ２とを含む。
フォトダイオード２４２Ａ１は、アノードが入力抵抗２４２Ｂを介して入力端子ＥＮ２と信号線で接続され、カソードが共通端子ＣＭと信号線で接続される。
フォトトランジスタ２４２Ａ２は、コレクタが信号線で定圧電源ＣＶＳと接続され、エミッタが出力抵抗を介して接地されると共に、信号線で遮断回路２３０と接続される。
切換スイッチ２５０（切換部の一例）は、定圧電源ＣＶＳと、入力回路２４１，２４２のそれぞれの出力側の信号線、即ち、フォトトランジスタ２４１Ａ２，２４２Ａ２のそれぞれのエミッタに接続される信号線との間の経路の開閉状態を切り換える。切換スイッチ２５０は、例えば、ユーザの操作で機械的に開閉状態を切り換える。切換スイッチ２５０は、例えば、筐体１Ｈの開閉可能な蓋部を開けた状態でユーザが容易に視認可能な場所（例えば、制御回路部２００の基板上）に設けられ、ユーザが２つの位置の間をスライド操作可能なスライドスイッチであってよい。
切換スイッチ２５０は、切換スイッチ２５１，２５２を含む。
切換スイッチ２５１は、定圧電源ＣＶＳと、入力回路２４１の出力側の信号線との間の経路の開閉状態を切り換える。切換スイッチ２５１がＯＮされ、閉状態になると、定圧電源ＣＶＳと、入力回路２４１の出力側の信号線との間の経路が導通状態となり、入力回路２４１の出力側の信号線が相対的に高い電位、即ち、Ｈ信号に相当する電位に維持（固定）される。
切換スイッチ２５２は、定圧電源ＣＶＳと、入力回路２４２の出力側の信号線との間の経路の開閉状態を切り換える。切換スイッチ２５２がＯＮされ、閉状態になると、定圧電源ＣＶＳと、入力回路２４２の出力側の信号線との間の経路が導通状態となり、入力回路２４２の出力側の信号線がＨ信号に相当する電位に維持（固定）される。
切換スイッチ２５１，２５２は、例えば、ユーザがそれぞれを別個にＯＮ・ＯＦＦ操作可能に構成される。また、切換スイッチ２５１，２５２は、例えば、ユーザが一体的にＯＮ・ＯＦＦ操作を可能に構成されてもよい。
図１、図２に示すように、切換スイッチ２５１，２５２は、安全機能の動作モード時において、ＯＦＦ状態とされ、安全機能の不動作モード時において、ＯＮ状態とされる。
［入力回路の具体的な動作］
次に、引き続き、図１、図２を参照して、入力回路２４０の具体的な動作について説明する。
＜安全機能の動作モード時＞
図１に示すように、安全機能の動作モード時において、上述の如く、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、非常停止スイッチＥＳが信号線で接続され、切換スイッチ２５１，２５２は、ＯＦＦ状態とされる。
非常停止スイッチＥＳが操作されていない状態において、上述の如く、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、Ｈ信号が入力される。そのため、フォトカプラ２４１Ａ，２４２Ａのフォトダイオード２４１Ａ１，２４２Ａ１には、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から共通端子ＣＭに向かって電流が流れ、フォトトランジスタ２４１Ａ２，２４２Ａ２が導通状態（ＯＮ状態）とされる。よって、定圧電源ＣＶＳと遮断回路２３０との間が導通状態となり、遮断回路２３０には、Ｈ信号が入力される。
この場合、遮断回路２３０は、制御部２２０と駆動回路２１０との信号経路を接続状態に維持し、制御部２２０は、駆動回路２１０を通じて、インバータ回路１３０に駆動信号を出力することができる。
一方、非常停止スイッチＥＳが操作されると、上述の如く、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、安全信号としてのＬ信号が入力される。そのため、フォトカプラ２４１Ａ，２４２Ａのフォトダイオード２４１Ａ１，２４２Ａ１には、電流が流れず、フォトトランジスタ２４１Ａ２，２４２Ａ２が非導通状態（ＯＦＦ状態）とされる。よって、定圧電源ＣＶＳと遮断回路２３０との間が非導通状態となり、遮断回路２３０には、安全信号としてのＬ信号が入力される。
この場合、遮断回路２３０は、制御部２２０と駆動回路２１０との信号経路を遮断する。これにより、インバータ装置１は、制御部２２０から駆動回路２１０への駆動信号の出力が不可能な状態を維持することができる。
また、遮断回路２３０は、上述の如く、入力回路２４１，２４２の少なくとも一方から安全信号（Ｌ信号）が入力されると、制御部２２０と駆動回路２１０との間の信号経路を遮断することができる。そのため、例えば、非常停止スイッチＥＳに内蔵される常閉型のスイッチの何れか一方が故障し安全信号を出力できなくも、他方のスイッチからの安全信号に応じて、遮断回路２３０は、制御部２２０と駆動回路２１０との間の信号経路を遮断することができる。また、同様に、入力回路２４１，２４２の何れか一方の故障が生じ、安全信号を遮断回路２３０に伝達できなくなっても、他方により伝達される安全信号によって、遮断回路２３０は、制御部２２０と駆動回路２１０との間の信号経路を遮断することができる。
このように、安全機能の動作モード時において、入力回路２４０は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から入力される安全信号を遮断回路２３０に伝達し、遮断回路２３０は、安全信号の入力に応じて、制御部２２０と駆動回路２１０との間の信号経路を遮断する。これにより、インバータ装置１は、非常停止スイッチＥＳの操作による安全信号の入力に応じて、電動機Ｍへの電力供給を停止する安全機能（ＳＴＯ）を実現することができる。
＜安全機能の不動作モード時＞
図２に示すように、安全機能の不動作モード時において、上述の如く、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２は、未使用とされ、切換スイッチ２５１，２５２は、ＯＮ状態とされる。
切換スイッチ２５１，２５２がＯＮ状態とされると、上述の如く、入力回路２４１，２４２の出力側の信号線は、定圧電源ＣＶＳと導通状態とされ、相対的に高い電位に維持（固定）される。そのため、入力回路２４１，２４２から遮断回路２３０にＨ信号が入力される状態が維持される。
この場合、遮断回路２３０は、制御部２２０と駆動回路２１０との信号経路を接続状態に維持し、制御部２２０は、駆動回路２１０を通じて、インバータ回路１３０に駆動信号を出力することができる。
このように、切換スイッチ２５１，２５２は、ＯＮ状態とされることで、入力回路２４１，２４２から遮断回路２３０に入力される信号をＨ信号に固定することができる。そのため、インバータ装置１は、切換スイッチ２５０の作用により、安全機能が無効な状態（不動作モード）を実現することができる。換言すれば、切換スイッチ２５０は、安全機能が有効な状態（動作モード）と、安全機能が無効な状態（不動作モード）とを切り換えることができる。
［その他の実施形態］
次に、その他の実施形態について説明する。
上述の実施形態には、適宜、変形や変更が加えられてもよい。
例えば、上述の実施形態では、非常停止スイッチＥＳと入力端子ＥＮ１，ＥＮ２とが信号線で接続されるが、非常停止スイッチＥＳに代えて、安全信号を出力する他の装置と接続されてもよい。例えば、電動機Ｍの運転状態等を監視する監視装置等と入力端子ＥＮ１，ＥＮ２が接続されてもよい。
また、例えば、上述の実施形態や変形・変更の例では、安全機能として、ＳＴＯが提供されるが、ＳＴＯに代えて、或いは、加えて、他の安全機能が提供されてもよい。他の安全機能は、例えば、電動機Ｍの速度を制御しながら停止させるセーフストップ機能（ＳＳ：Safe Stop）等を含んでよい。
また、例えば、上述の実施形態や変形・変更の例では、切換スイッチ２５０は、ユーザからの操作に応じて、ソフトウェアを介在させる態様で、定圧電源ＣＶＳと入力回路２４１，２４２の出力側の信号線との間を開閉させてもよい。例えば、制御回路部２００は、インバータ装置１に設けられる入力部を通じて、所定の機能コードが入力されると、切換スイッチ２５０のＯＮ・ＯＦＦを切り換える態様であってよい。
また、例えば、上述の実施形態や変形・変更の例では、切換スイッチ２５０は、定圧電源ＣＶＳと入力回路２４１，２４２の出力側の信号線との間の開閉状態に代えて、定圧電源ＣＶＳと入力回路２４１，２４２の入力側の信号線との間の開閉状態を切り換えてもよい。具体的には、定圧電源ＣＶＳと入力回路２４１，２４２の入力側の信号線、即ち、フォトダイオード２４１Ａ１，２４２Ａ１のアノードに接続される信号線のそれぞれとの間の経路に切換スイッチ２５１，２５２が設けられてもよい。
また、例えば、上述の実施形態や変形・変更の例では、切換スイッチ２５０は、定圧電源ＣＶＳと入力回路２４０の入力側或いは出力側の信号線との間の接続状態を切り換えるが、入力回路２４０と遮断回路２３０との間の信号経路の接続状態を切り換えてもよい。即ち、上述の実施形態では、切換スイッチ２５０は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号の入力回路２４０による受け付けの可否を切り換えるが、入力回路２４０で受け付けられる信号の遮断回路２３０による利用可否を切り換えてもよい。具体的には、切換スイッチ２５１は、入力回路２４１の出力側の信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態、及び定圧電源ＣＶＳから延びる信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態を切換可能な双投形で構成されてよい。そして、切換スイッチ２５１は、動作モードでは、入力回路２４１の出力側の信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態とされ、不動作モードでは、定圧電源ＣＶＳから延びる信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態とされてよい。同様に、切換スイッチ２５２は、入力回路２４２の出力側の信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態、及び定圧電源ＣＶＳから延びる信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態を切換可能な双投形で構成されてよい。そして、切換スイッチ２５２は、動作モードでは、入力回路２４２の出力側の信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態とされ、不動作モードでは、定圧電源ＣＶＳから延びる信号線と遮断回路２３０の入力線との間を接続する状態とされてよい。これにより、動作モードでは、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される安全信号（Ｌ信号）が入力回路２４０から遮断回路２３０に伝達され、インバータ装置１は、安全機能が適切に動作する状態を実現することができる。一方、不動作モードでは、遮断回路２３０に入力される信号がＨ信号に固定され、インバータ装置１は、安全機能が動作しない状態を適切に維持することができる。
また、例えば、上述の実施形態では、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２に対応する入力回路２４０に対して、切換スイッチ２５０が設けられるが、他の入力端子に対応する入力回路に対して、同様の切換スイッチが設けられてもよい。例えば、安全機能と異なる他の機能に用いられる信号や他の機能を作動させるための信号が入力される信号線と接続可能な他の入力端子に対応する入力回路に対して、同様の切換スイッチが設けられてもよい。
また、例えば、上述の実施形態では、切換スイッチ２５０は、入力回路２４１，２４２の出力側の信号線から出力される信号をＨ信号に固定するが、外部から入力される信号がＨ信号である場合、Ｌ信号に固定する態様であってもよい。
また、例えば、上述の実施形態の構成（入力端子ＥＮ１，ＥＮ２、入力回路２４０、及び切換スイッチ２５０等）は、インバータ装置１と異なる、負荷装置を駆動する他の駆動装置、例えば、サーボアンプ（駆動装置の一例）等に設けられてもよい。
［作用］
次に、図３を参照して、本実施形態に係るインバータ装置１（制御回路部２００）の作用について説明する。
図３は、比較例に係るインバータ装置１ｃの構成を示す図である。具体的には、図３は、電動機Ｍに関する安全機能が動作しない不動作モード時におけるインバータ装置１ｃの状態を示す図である。
図３では、本実施形態に係るインバータ装置１と同様の構成要素には、同じ符号を付している。
図３に示すように、比較例に係るインバータ装置１ｃは、本実施形態に係るインバータ装置１と異なり、切換スイッチ２５０が設けられない。そのため、電動機Ｍに関する安全機能の不動作モード時において、電源端子ＰＬＣと入力端子ＥＮ１，ＥＮ２との間が短絡バー２５０ｃにより接続される。また、短絡バー２５０ｃに代えて、ジャンパ線等が用いられてもよい。これにより、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２の電位が相対的に高い状態が維持され、インバータ装置１ｃは、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２にＨ信号が入力される状態を維持させることができる。そのため、インバータ装置１ｃは、入力回路２４０から遮断回路２３０にＨ信号が入力される状態を維持し、安全機能の不動作モードを実現させることができる。
しかしながら、比較例に係るインバータ装置１ｃの場合、例えば、安全機能の不動作モードを想定して、工場からの出荷時に、短絡バー２５０ｃやジャンパ線等が電源端子ＰＬＣと入力端子ＥＮ１，ＥＮ２との間に配線される必要が生じうる。そのため、短絡バー２５０ｃやジャンパ線等の配線作業の工数の追加によって、コストが上昇する可能性がある。
また、比較例に係るインバータ装置１ｃの場合、短絡バー２５０ｃやジャンパ線等の配線作業の人為的なミスによる誤配線のリスクが生じうる。その結果、インバータ装置１ｃが適切に安全機能の不動作モードを実現できない可能性がある。
また、比較例に係るインバータ装置１ｃの場合、短絡バー２５０ｃやジャンパ線等が他の配線と干渉し、配線作業の作業性が悪化する可能性がある。その結果、インバータ装置１ｃの生産効率が低下する可能性がある。
また、比較例に係るインバータ装置１ｃの場合、安全機能の動作モード時には、短絡バー２５０ｃをユーザが取り外す必要が生じうる。そのため、ユーザが短絡バー２５０ｃを紛失してしまう可能性がある。
これに対して、本実施形態に係るインバータ装置１は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と、入力回路２４０と、切換スイッチ２５０とを備える。具体的には、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２は、所定の信号（例えば、安全信号）を伝達する所定の信号線（例えば、非常停止スイッチＥＳから延びる信号線）を接続可能に構成される。また、入力回路２４０は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と接続され、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受け付ける。そして、切換スイッチ２５０は、入力回路２４０が入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受け付け不可能な第１の状態と、入力回路２４０が入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受け付け可能な第２の状態とを切り換える。或いは、切換スイッチ２５０は、インバータ装置１（遮断回路２３０）が入力回路２４０で受け付けられる信号を利用不可能な第１の状態と、又は、インバータ装置１（遮断回路２３０）が入力回路２４０で受け付けられる信号を利用可能な第２の状態とを切り換える。
これにより、短絡バー２５０ｃやジャンパ線等の外付け配線を用いて、電源端子ＰＬＣと、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２との間を短絡させる必要がなくなる。そのため、インバータ装置１は、未使用が想定される入力端子ＥＮ１，ＥＮに接続される外付け配線を省略することができる。
また、本実施形態では、切換スイッチ２５０は、入力回路２４０の電位を所定範囲（例えば、Ｈ信号に相当する電位の範囲）に維持させる第１の状態と、入力回路２４０の電位を入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から入力される信号に合わせて変化させることが可能な第２の状態とを切り換えてよい。換言すれば、切換スイッチ２５０は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と電源端子ＰＬＣとが短絡された状態と等価な入力回路２４０の第１の状態と、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と電源端子ＰＬＣとが短絡されていない状態と等価な入力回路の第２の状態とを切り換えてよい。
これにより、インバータ装置１は、切換スイッチ２５０を用いて、具体的に、入力回路２４０が入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を受け付け不可能な第１の状態と、受け付け可能な第２の状態とを切り換えることができる。
また、本実施形態では、インバータ装置１は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２を通じて入力される信号を利用する信号利用部（例えば、遮断回路２３０）を備える。そして、切換スイッチ２５０は、入力回路２４０の出力線と信号利用部の入力線との間が遮断される第１の状態と、入力回路２４０の出力線と信号利用部の入力線との間が接続される第２の状態とを切り換えてよい。
これにより、インバータ装置１は、切換スイッチ２５０を用いて、具体的に、入力回路２４０で受け付けられる信号を利用不可能な第１の状態と、入力回路２４０で受け付けられる信号を利用可能な第２の状態とを切り換えることができる。
また、本実施形態では、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、所定の通信線を通じて、インバータ装置１の所定の機能のために用いられる信号が入力されてよい。
これにより、インバータ装置１は、所定の機能に関する信号の要否に応じて、切換スイッチ２５０を切り換えることができる。
また、本実施形態では、第１の状態は、所定の機能（例えば、安全機能）が無効の状態に相当し、第２の状態は、所定の機能が有効な状態に相当してよい。
これにより、インバータ装置１は、切換スイッチ２５０を用いて、所定の機能が無効な第１の状態（例えば、不動作モード）と、所定の機能が有効な第２の状態（例えば、動作モード）とを切り換えることができる。
また、本実施形態では、所定の機能は、インバータ装置１の主回路部１００により駆動される負荷装置（電動機Ｍ）の安全機能（例えば、ＳＴＯ）であってよい。
これにより、インバータ装置１は、切換スイッチ２５０を用いて、電動機Ｍに関する安全機能が無効な第１の状態（不動作モード）と、有効な第２の状態（動作モード）とを切り換えることができる。
また、本実施形態では、切換スイッチ２５０は、ユーザによる操作で機械的に第１の状態と、第２の状態とを切り換えてよい。
これにより、インバータ装置１は、より簡易な構成によって、第１の状態及び第２の状態を切り換えることができる。
また、本実施形態では、第１の状態では、入力回路２４０の電位は、ハイレベルのデジタル信号（Ｈ信号）に相当する電位の範囲に維持されてよい。
これにより、インバータ装置１は、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２の未使用時に、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２からの入力対象のＬ信号の入力を入力回路２４０が受け付けないように維持することができる。
また、本実施形態では、切換スイッチ２５０は、入力回路２４０の所定箇所と、電位が所定範囲に維持される定電位部（例えば、定圧電源ＣＶＳ）との間を接続する接続線の開閉状態を切り換えてよい。
これにより、インバータ装置１は、具体的に、入力回路２４０の電位を所定範囲に維持させる第１の状態と、入力回路２４０の電位を入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から入力される信号に合わせて変化させることが可能な第２の状態とを切り換えることができる。
また、本実施形態では、入力回路２４１は、入力端子ＥＮ１と信号線で接続されるフォトダイオード２４１Ａ１、及び出力端と信号線で接続されるフォトトランジスタ２４１Ａ２を含むフォトカプラ２４１Ａを有してよい。同様に、入力回路２４２は、入力端子ＥＮ１と信号線で接続されるフォトダイオード２４２Ａ１、及び出力端と信号線で接続されるフォトトランジスタ２４２Ａ２を含むフォトカプラ２４２Ａを有してよい。そして、切換スイッチ２５０は、定電位部（定圧電源ＣＶＳ）と、フォトトランジスタ２４１Ａ２，２４２Ａ２と出力端との間を接続する信号線との間を接続する接続線に設けられてよい。
これにより、インバータ装置１は、具体的に、入力回路２４０の電位を所定範囲に維持させる第１の状態と、入力回路２４０の電位を入力端子ＥＮ１，ＥＮ２から入力される信号に合わせて変化させることが可能な第２の状態とを切り換えることができる。
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１ インバータ装置（駆動装置）
１Ｈ 筐体
１００ 主回路部
１１０ 整流回路
１２０平滑回路
１２２ 平滑コンデンサ
１２４ リアクトル
１３０ インバータ回路
１４０ 充電回路
１４２ スイッチ
１４４ 充電抵抗
２００ 制御回路部
２１０ 駆動回路
２２０ 制御部
２３０ 遮断回路（信号利用部）
２４０，２４１，２４２ 入力回路
２４１Ａ フォトカプラ
２４１Ａ１ フォトダイオード
２４１Ａ２ フォトトランジスタ
２４１Ｂ 入力抵抗
２４２Ａ フォトカプラ
２４２Ａ１ フォトダイオード
２４２Ａ２ フォトトランジスタ
２４２Ｂ 入力抵抗
２５０ 切換スイッチ（切換部）
２５１，２５２ 切換スイッチ
ＡＣＩＮ 交流入力部
ＡＣＯＵＴ 交流出力部
ＣＰＳ 商用電源
ＣＶＳ 定圧電源（定電位部）
ＤＣＩＮ 直流入力部
ＥＮ１，ＥＮ２ 入力端子
ＩＰＳ 内部電源
ＬＴ１，ＬＴ２ リアクトル接続端子
Ｍ 電動機（負荷装置）
Ｎ 負側直流端子
ＮＬ 負ライン
Ｐ 正側直流端子
ＰＬ 正ライン
ＰＬＣ 電源端子
Ｒ，Ｓ，Ｔ 交流入力端子
Ｕ，Ｖ，Ｗ 交流出力端子
非常停止スイッチＥＳが操作されていない場合、２つのスイッチは閉状態である。そのため、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と電源端子ＰＬＣとの間は、筐体１Ｈの外部において、信号線により短絡状態にある。よって、非常停止スイッチＥＳが操作されていない状態では、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、相対的に電位が高いハイ（ＨＩＧＨ）状態のデジタル信号（以下、「Ｈ信号」）が常時入力される。
一方、非常停止スイッチＥＳが操作される場合、２つのスイッチは閉状態から開状態に移行する。そのため、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２と電源端子ＰＬＣとの間は、筐体１Ｈの外部において、遮断状態に移行する。よって、非常停止スイッチＥＳが操作されると、入力端子ＥＮ１，ＥＮ２には、安全信号に相当する相対的に電位が低いロー（ＬＯＷ）状態のデジタル信号（以下、「Ｌ信号」）が入力される。

Claims (11)

  1. 所定の信号線を接続可能な入力端子と、
    前記入力端子と接続され、前記入力端子を通じて入力される信号を受け付ける入力回路と、
    前記入力回路が前記入力端子を通じて入力される信号を受け付け不可能な、又は、駆動装置が前記入力回路で受け付けられる信号を利用不可能な第１の状態と、前記入力回路が前記入力端子を通じて入力される信号を受け付け可能な、又は、駆動装置が前記入力回路で受け付けられる信号を利用可能な第２の状態とを切り換える切換部と、を備える、
    駆動装置。
  2. 前記切換部は、前記入力回路の電位を所定範囲に維持させる前記第１の状態と、前記入力回路の電位を前記入力端子から入力される信号に合わせて変化させることが可能な前記第２の状態とを切り換える、
    請求項１に記載の駆動装置。
  3. 前記入力端子を通じて入力される信号を利用する信号利用部を備え、
    前記切換部は、前記入力回路の出力線と前記信号利用部の入力線との間が遮断される前記第１の状態と、前記入力回路の出力線と前記信号利用部の入力線との間が接続される前記第２の状態とを切り換える、
    請求項１に記載の駆動装置。
  4. 前記所定範囲は、ハイレベルのデジタル信号に相当する電位の範囲である、
    請求項２に記載の駆動装置。
  5. 前記切換部は、前記入力回路の所定箇所と、電位が前記所定範囲に維持される定電位部との間を接続する接続線の開閉状態を切り換える、
    請求項２又は４に記載の駆動装置。
  6. 前記入力回路は、前記入力端子と信号線で接続されるフォトダイオード、及び出力端と信号線で接続されるフォトトランジスタを含むフォトカプラを有し、
    前記所定箇所は、前記フォトトランジスタと前記出力端との間を接続する信号線である、
    請求項５に記載の駆動装置。
  7. 前記入力端子には、前記所定の通信線を通じて、駆動装置の所定の機能のために用いられる信号が入力される、
    請求項１乃至６の何れか一項に記載の駆動装置。
  8. 前記第１の状態は、前記所定の機能が無効の状態に相当し、前記第２の状態は、前記所定の機能が有効な状態に相当する、
    請求項７に記載の駆動装置。
  9. 前記所定の機能は、駆動装置の主回路部により駆動される負荷装置の安全機能である、
    請求項８に記載の駆動装置。
  10. 前記切換部は、ユーザによる操作で機械的に前記第１の状態と、前記第２の状態とを切り換える、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載の駆動装置。
  11. 電源端子と、
    所定の信号線を接続可能な入力端子と、
    前記入力端子と接続され、前記入力端子を通じて入力される信号を受け付ける入力回路と、
    前記入力端子と前記電源端子とが短絡された状態と等価な前記入力回路の第１の状態と、前記入力端子と前記電源端子とが短絡されていない状態と等価な前記入力回路の第２の状態とを切り換える切換部と、を備える、
    駆動装置。
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