JP6333922B2 - モータ駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明はモータ駆動装置に関し、特に、ショートバー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１３１，１３２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、複数の電力線が接続される端子台において、隣り合う電力線の端部の位置が互いに電力線の長手方向にずれるように、該電力線の端部がそれぞれ接続される複数の入力端子を互いに電力線の長手方向にずらしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００９−２２５４９７号公報 特開２００６−１１４２３２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１３１，１３２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１３１，１３２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１３１，１３２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。
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の態様は、モータの駆動に用いる少なくとも２以上のモータ駆動用ユニットを有するモータ駆動装置であって、前記モータ駆動用ユニットがそれぞれ端子台を備えると共に、一端部が前記隣接するモータ駆動用ユニットのいずれかの前記端子台に第１の軸線周りに回動可能に取付けられた第１のショートバーと、一端部が前記隣接するモータ駆動用ユニットのいずれかの前記端子台に前記第１の軸線と略平行な第２の軸線周りに回動可能に取付けられた第２のショートバーとを備え、前記第１のショートバーの前記一端部を中心とする回動により、前記第１のショートバーの他端側が、隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台に接続可能な接続位置と隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台から離れた退避位置とに配置可能であり、前記第２のショートバーの前記一端部を中心とする回動により、前記第２のショートバーの他端側が、隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台に接続可能な接続位置と隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台から離れた退避位置とに配置可能である。
より具体的に、このモータ駆動装置は、モータの駆動に用いる第１のモータ駆動用ユニットと、前記第１のモータ駆動用ユニットに取付けられた第１の端子台と、前記モータの駆動に用いる第２のモータ駆動用ユニットと、前記第２のモータ駆動用ユニットに取付けられた第２の端子台とを備え、一端部が前記第１の端子台または前記第２の端子台に第１の軸線周りに回動可能に取付けられた第１のショートバーと、一端部が前記第１の端子台または前記第２の端子台に前記第１の軸線と略平行な第２の軸線周りに回動可能に取付けられた第２のショートバーと、前記第１および第２のショートバーの回動により、前記第１および第２のショートバーの他端側を前記第１の端子台または前記第２の端子台に接続可能な接続位置と前記第１の端子台または前記第２の端子台から離れた退避位置とに配置可能である。
当該態様では、例えば、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を接続する際は、第１および第２のショートバーを第２の端子台に接続可能な接続位置まで回動し、第２のモータ駆動用ユニットを交換する際は、第１および第２のショートバーを第２の端子台から離れた退避位置まで回動することができる。このため、第１および第２のショートバーを第１の端子台から取外さずに第２のモータ駆動用ユニットを交換することができる。従って、モータ駆動用ユニットの交換に要する時間を短縮することができると共に、交換時におけるショートバーやその締結部材の紛失を防止する上で有利である。
上記態様において、前記端子台が、前記第１および第２のショートバーの前記第１又は第２の軸線と略平行な方向に唯一突出している仕切部を有し、該仕切部が、前記接続位置に配置された前記第１のショートバーの他端側と前記第２のショートバーの他端側との間に配置されていてもよい。
より具体的には、前記第１の端子台または前記第２の端子台が、前記第１および第２のショートバーの他端側がそれぞれ接続される２つの接続面と、該２つの接続面の両方に対し前記第１の軸線又は前記第２の軸線と略平行な方向に唯一突出している仕切部とを有し、該仕切部が、前記接続位置に配置された前記第１のショートバーの他端側と前記第２のショートバーの他端側との間に配置されていてもよい。
このように構成すると、接続位置に配置された際に第１のショートバーと第２のショートバーとの接触が第１の端子台または第２の端子台の仕切部により防止され、電気的絶縁性の観点から全体として端子台を小型化することができる。また、第１の端子台または第２の端子台において、２つの接続面に対し第１の軸線と略平行な方向に突出している突起物が仕切部だけなので、第１のショートバーおよび第２のショートバーを接続位置から退避位置に向かって回動することができる。
また、上記態様において、好ましくは、前記第１の端子台または前記第２の端子台における前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとの間に仕切部が設けられ、該仕切部において少なくとも前記第１のショートバーまたは前記第２のショートバーのいずれかを臨む面が、前記第１のショートバーまたは前記第２のショートバーの前記一端部の回転半径に応じた凹曲面を有している。
このように構成すると、第１のショートバーと第２のショートバーとの接触が第１の端子台の仕切部により防止され、電気的絶縁性の観点から全体として端子台をさらに小型化することができる。また、第１の端子台の仕切部において少なくとも第１のショートバーを臨む面が、凹曲面を有することにより回動する第１のショートバーに干渉しない。このため、凹曲面が無い場合と比較し、第１の端子台における第１のショートバーの回動中心位置と第２のショートバーの回動中心位置との間の距離を小さくすることが可能となり、設計の自由度が高くなる。
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。 本実施形態の変形例を示すモータ駆動装置の要部正面図である。 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に第１のショートバー３１および第２のショートバー３２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。
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、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。説明の便宜上、図１および図３は第２のモータ駆動用ユニット２０が１つだけ設けられる場合を示す。
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は各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、第１のショートバー３１が接続される第１の接続面１１ａ，２１ａと、第２のショートバー３２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仕切部１１ｃ，２１ｃとが設けられている。少なくとも仕切部１１ｃ，２１ｃは絶縁体から成る。
第１のショートバー３１は金属製の板状部材であり、第１のショートバー３１の長手方向の一端部には板厚方向に貫通する貫通孔が形成されている。当該貫通孔に雄ねじ部を有する締結部材３１ａを挿通すると共に、締結部材３１ａの雄ねじ部を第１の接続面１１ａに設けられた雌ねじ穴に螺合することにより、第１のショートバー３１の一端部が第１の端子台１１の第１の接続面１１ａに取付けられている。
第２のショートバー３２も金属製の板状部材であり、第２のショートバー３２の長手方向の一端部には板厚方向に貫通する貫通孔が形成されている。当該貫通孔に雄ねじ部を有する締結部材３２ａを挿通すると共に、締結部材３２ａの雄ねじ部を第２の接続面１１ｂに設けられた雌ねじ穴に螺合することにより、第２のショートバー３２の一端部が第１の端子台１１の第２の接続面１１ｂに取付けられている。締結部材３１ａ，３２ａは前後方向に長手を有し、締結部材３１ａ，３２ａは第１および第２のショートバー３１，３２と直流変換回路との電気的な接続も行う。
第１のショートバー３１および第２のショートバー３２は締結部材３１ａ，３２ａの中心軸周りに回動可能である。より具体的には、第１のショートバー３１および第２のショートバー３２は、図１に示すように第２のモータ駆動用ユニット２０に向かって互いに平行に配置されるように延びる第１の回動位置（接続位置）と、図３に示すように第１および第２のショートバー３１，３２の他端側が互いから離れ、第１および第２のショートバー３１，３２が第２のモータ駆動用ユニット２０と前後方向に重なる位置に配置されない第２の回動位置（退避位置）とに回動可能である。
第１の回動位置において、第１および第２のショートバー３１，３２の他端側は第２の端子台２１の第１および第２の接続面２１ａ，２１ｂにそれぞれ接続される。具体的には、第１および第２のショートバー３１，３２の第２の端子台２１に対応した位置に板厚方向に貫通する貫通孔が設けられ、当該貫通孔に雄ねじ部を有する締結部材３１ｂ，３２ｂを挿通すると共に、締結部材３１ｂ，３２ｂの雄ねじ部を第１および第２の接続面２１ａ，２１ｂに設けられた雌ねじ穴にそれぞれ螺合することにより、第１および第２のショートバー３１，３２の他端側が第２の端子台２１の第１および第２の接続面２１ａ，２１ｂに取付けられる。締結部材３１ｂ，３２ｂは第１および第２のショートバー３１，３２と交流変換回路との電気的な接続も行う。
一方、第１のショートバー３１および第２のショートバー３２は締結部材３１ｂ，３２ｂの中心軸周りにも回動可能である。例えば、第１のショートバー３１および第２のショートバー３２が図１に示すように接続位置に配置された状態から、図４に示すように、第１のショートバー３１の他端側が第１の端子台１１から離れると共に、第２のショートバー３２の他端側が第２の端子台２１から離れる退避位置に回動させることができる。この場合、締結部材３２ｂにより締結された側を第２のショートバー３２の一端側と称し、第１の端子台１１に接触する側を第２のショートバー３２の他端側と称する。
このように、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、例えば、第１および第２のショートバー３１，３２を第１の回動位置まで回動する。一方、第２のモータ駆動用ユニット２０を交換する際は、第１および第２のショートバー３１，３２を第２の回動位置まで回動することにより、第１および第２のショートバー３１，３２を第１の端子台１１から取外さずに第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することができる。従って、第２のモータ駆動用ユニット２０の交換に要する時間を短縮することができると共に、交換時にショートバー３１，３２やその締結部材３１ａ，３２ａの紛失を防止することができる。
また、第１の回動位置に配置された際に第１のショートバー３１と第２のショートバー３２との接触が第２の端子台２１の仕切部２１ｃにより防止される。さらに、第２の端子台２１において２つの接続面２１ａ，２１ｂに対し手前側に突出している突起物が仕切部２１ｃだけなので、第１のショートバー３１および第２のショートバー３２を第１の回動位置から第２の回動位置に向かって回動することができる。
さらに、第１の端子台１１において２つの接続面１１ａ，１１ｂに対し手前側に突出している突起物が仕切部１１ｃだけなので、第１のショートバー３１および第２のショートバー３２を第１の回動位置から第２の回動位置に向かってスムーズに回動することができる。
なお、第１の収容部４１と第２の収容部４２との間に間隔を設け、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との間に他のモータ駆動用ユニット２０を収容して、第１のモータ駆動用ユニット１０と２つのモータ駆動用ユニット２０とを１本の第１のショートバー３１および１本の第２のショートバー３２で接続することも可能である。
この場合、第１および第２のショートバー３１，３２における他のモータ駆動用ユニット２０の端子台２１に対応する位置に貫通孔が設けられ、当該位置で第１および第２のショートバー３１，３２が他のモータ駆動用ユニット２０の端子台２１に取付けられる。この場合でも、第１および第２のショートバー３１，３２を第１の端子台１１から取外さずに２つの第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ことができる。
なお、本実施形態では、第１の端子台１１の仕切部１１ｃにおける第１のショートバー３１を臨む面および第２のショートバー３２を臨む面が平面であるものを示した。これに対し、図５に示すように、第１の端子台１１の仕切部１１ｃにおける第１のショートバー３１を臨む面に第１のショートバー３１の一端部の回転半径に応じた凹曲面１１ｄを設け、第２のショートバー３２を臨む面に第２のショートバー３２の一端部の回転半径に応じた凹曲面１１ｅを設けることも可能である。
このように構成すると、第１の端子台１１の仕切部１１ｃにおいて第１および第２のショートバー３１，３２を臨む面が、凹曲面１１ｄ，１１ｅを有することにより回動する第１および第２のショートバー３１，３２に干渉しない。このため、凹曲面１１ｄ，１１ｅが無い場合と比較し、第１の端子台１１における第１のショートバー３１の回動中心位置と第２のショートバー３２の回動中心位置との間の距離を小さくすることが可能となり、設計の自由度が高くなる。
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および第２のショートバー３１，３２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に回動可能に取付けられていてもよい。
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
１１ｃ 仕切部
２０ 第２のモータ駆動用ユニット
２１ 第２の端子台
２１ｃ 仕切部
３０ 制御部
３１ 第１のショートバー
３２ 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 (2)

  1. モータの駆動に用いる少なくとも２以上のモータ駆動用ユニットを有するモータ駆動装置であって、
    前記モータ駆動用ユニットがそれぞれ端子台を備えると共に、
    隣接するモータ駆動用ユニットのいずれかの前記端子台に、一端部が第１の軸線周りに回動可能に取付けられた第１のショートバーと、
    前記隣接するモータ駆動用ユニットのいずれかの前記端子台に、一端部が前記第１の軸線と略平行な第２の軸線周りに回動可能に取付けられた第２のショートバーとを備え、
    前記第１のショートバーの前記一端部を中心とする回動により、前記第１のショートバーの他端側が、隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台に接続可能な接続位置と隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台から離れた退避位置とに配置可能であり、
    前記第２のショートバーの前記一端部を中心とする回動により、前記第２のショートバーの他端側が、隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台に接続可能な接続位置と隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台から離れた退避位置とに配置可能であり、
    前記各モータ駆動ユニットは、所定の方向に移動されることにより取外しが行われるものであり、
    前記各端子台が、前記各モータ駆動ユニットにおける前記所定の方向の一方の面に固定されており、
    前記第１の軸線および第２の軸線が、前記所定の方向と平行であり、
    前記端子台が、前記第１および第２のショートバーの前記第１又は第２の軸線と略平行な方向に唯一突出している仕切部を有し、
    該仕切部が、前記接続位置に配置された前記第１のショートバーの他端側と前記第２のショートバーの他端側との間に配置されるモータ駆動装置。
  2. モータの駆動に用いる少なくとも２以上のモータ駆動用ユニットを有するモータ駆動装置であって、
    前記モータ駆動用ユニットがそれぞれ端子台を備えると共に、
    一端部が隣接するモータ駆動用ユニットのいずれかの前記端子台に第１の軸線周りに回動可能に取付けられた第１のショートバーと、
    一端部が前記隣接するモータ駆動用ユニットのいずれかの前記端子台に前記第１の軸線と略平行な第２の軸線周りに回動可能に取付けられた第２のショートバーとを備え、
    前記第１のショートバーの前記一端部を中心とする回動により、前記第１のショートバーの他端側が、隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台に接続可能な接続位置と隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台から離れた退避位置とに配置可能であり、
    前記第２のショートバーの前記一端部を中心とする回動により、前記第２のショートバーの他端側が、隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台に接続可能な接続位置と隣接する前記モータ駆動用ユニットの前記端子台から離れた退避位置とに配置可能であり、
    前記各モータ駆動ユニットは、所定の方向に移動されることにより取外しが行われるものであり、
    前記各端子台が、前記各モータ駆動ユニットにおける前記所定の方向の一方の面に固定されており、
    前記第１の軸線および第２の軸線が、前記所定の方向と平行であり、
    前記端子台における前記第１のショートバーと前記第２のショートバーとの間に仕切部が設けられ、
    該仕切部において少なくとも前記第１のショートバーまたは前記第２のショートバーのいずれかを臨む面が、前記第１のショートバーまたは前記第２のショートバーの前記一端部の回転半径に応じた凹曲面を有するモータ駆動装置。

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