JP6386606B1 - 接続機器の接続回路 - Google Patents

Abstract

【課題】誤配線等が発生した際に、ヒューズの溶断を防ぎつつ、迅速に過電流の保護を行うことのできる接続機器の誤配線を検知可能な接続機器の接続回路を提供する。
【解決手段】接続機器の接続回路は、接続機器を接続するための少なくとも１つのインタフェース１５０ａ〜１５０ｎと、インタフェースに電源ライン２２０を通じて電源を供給するための少なくとも１つの電源装置１１０と、電源装置とインタフェースとの間に設けられる少なくとも１つのヒューズ１２０と、インタフェースを接地するための少なくとも１つの接地ライン２５０と、電源装置への出力制御を行う電源制御部１００と、を備える。電源制御部は、電源ＯＮ信号２００を受け取ると、事前配線確認動作を行い、電源ラインと接地ラインとの間が短絡しているか否かを検出し、電源ラインと接地ラインとの間が短絡していない場合には、電源制御部から電源装置に動作指令を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は接続機器の接続回路に関し、特に接続機器の誤配線を検知可能な接続回路に関する。

工作機械を使用する際に、周辺機器接続用のインタフェースに周辺機器を接続して用いる場合がある。図４は、従来の接続機器の接続回路を示した図であり、電源装置１１０に対して電源ライン２２０によって複数のＩ／Ｏ装置１４０が接続されており、電源装置１１０と各Ｉ／Ｏ装置１４０との間にはヒューズ１２０が接続されている。また、各Ｉ／Ｏ装置１４０は接地ライン２５０によって設置されている。

このような構成の配線において、操作者が周辺機器のＩ／Ｏ装置１４０を接続する際に、誤配線や接続するケーブルの不良等により、電源ライン２２０と接地ライン２５０とを短絡してしまうことがある。その状態で電源装置１１０に対して電源ＯＮ信号２００が入力されると、短絡状態となっているため、ヒューズ１２０が溶断することがある。

この場合、電源ライン２２０と接地ライン２５０とが短絡していることが明らかであれば短絡状態を解消することができる。しかしながら、短絡に気づかない場合には、機械の誤動作と勘違いして電源の再投入を行ったり、配線を変更して電源の再投入を行ったりすると、実際の短絡状態が解消されないまま電源の再投入が行われて、ヒューズ１２０を再度溶断してしまうこともある。

特許文献１には、誤配線発生時にヒューズを交換しなくてもよいように、ヒューズの代わりに、過電流が流れると抵抗が増加する素子であるポリスイッチを用いる技術が開示されている（図５参照）。ポリスイッチは、過電流時の発熱により電流を遮断するが、その後所定の温度まで低下することにより再び接続状態に復帰する。そのため、過電流が発生した場合でも、ヒューズを用いる場合のように交換を必要としない。

特開２００３−１８９４６７号公報

図４に示された例においては、ヒューズを用いて配線が構成されているため、過電流を発生した場合にはヒューズが溶断することとなる。これを防ぐためには、導通テスターを用いて、電源投入前に配線を再確認した上で電源の投入を行うという方法もあるが、導通テスターを別途用意する必要があり、さらに導通テスターによって、ひとつひとつの配線を確認していかなければならず手間もかかる。

特許文献１に開示された技術においては、ポリスイッチを用いることにより、過電流時のヒューズの溶断による交換作業は不要となる。しかしながら、ポリスイッチがミリアンペアレベルの小電流向けの素子であるため、定常電流が数アンペアの回路において使用する場合には、ヒューズの場合と比較して遮断時間がかかってしまい、過電流を保護できないおそれがある。

そこで本発明は、誤配線等が発生した際に、ヒューズの溶断を防ぎつつ、迅速に過電流の保護を行うことのできる接続機器の誤配線を検知可能な接続回路を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、接続機器を接続するための少なくとも１つのインタフェースと、前記インタフェースに電源ラインを通じて電源を供給するための少なくとも１つの電源装置と、前記電源装置と前記インタフェースとの間に設けられる少なくとも１つのヒューズと、前記インタフェースを接地するための少なくとも１つの接地ラインと、前記電源装置への出力制御を行う電源制御部と、を備え、前記電源制御部が電源ＯＮ信号を受け取ると、事前配線確認動作を行い、前記事前配線確認動作によって、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡しているか否かを検出し、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡していない場合には、前記電源制御部から前記電源装置に電源出力制御信号を出力する接続機器の接続回路が提供される。

請求項１に係る発明では、電源ＯＮ信号を電源制御部で受けた後、電源ラインと接地ラインとの間が短絡しているか否かを検出し、電源ラインと接地ラインとの間が短絡していないことを確認した後に、電源制御部から電源装置を動作させて電源供給を行うため、誤配線等による過電流による、ヒューズの溶断を防止することが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、前記電源ラインと前記接地ラインとの間の短絡を検出する短絡チェッカを備え、前記事前配線確認動作において、前記電源制御部は前記短絡チェッカに対して、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡しているか否かを確認する配線確認要求信号を送信し、前記短絡チェッカは、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡していない場合に、前記電源制御部に対して配線正常信号を送信する請求項１に記載の接続機器の接続回路が提供される。

請求項２に係る発明では、電源ラインと接地ラインとの間の短絡を検出する短絡チェッカを備え、電源ＯＮ信号を電源制御部で受けた後の事前配線確認動作において、短絡チェッカによって、電源ラインと接地ラインとの間が短絡しているか否かを確認して、短絡していない場合に電源制御部から電源装置を動作させて電源供給を行うため、電源ラインと接地ラインとの間が短絡していないことを確認するまで、電源装置から接続機器への電源供給が行われないため、誤配線等による過電流による、ヒューズの溶断を防止することが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、前記ヒューズと前記インタフェースとの間に電流計を備え、前記事前配線確認動作において、前記電源制御部は、前記電源装置に対して通常動作時よりも低い量の電源を供給するように指令し、前記電源装置は、前記電源制御部からの指令に基づき、通常動作時よりも低い電源を前記インタフェースに供給し、前記電流計がしきい値よりも低い電流値を検出した場合は、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡していないと判定する請求項１に記載の接続機器の接続回路が提供される。

請求項３に係る発明では、ヒューズとインタフェースとの間に電流計を備え、電源ＯＮ信号を電源制御部で受けた後の事前配線確認動作において、電源装置に対して通常動作時よりも低い電源を供給して、電流計がしきい値よりも低い電流値を検出することで、電源ラインと接地ラインとの間が短絡していないと判断して、電源装置から接続機器への電源供給を行うようにしたため、仮に誤配線等によって短絡が起きていたとしても、過大な電流が流れることを防ぐことができ、ヒューズの溶断を防止することが可能となる。

本願の請求項４に係る発明では、前記電源ラインによって接続される前記電源装置、前記ヒューズと前記インタフェースとの組を複数備え、前記事前配線確認動作において、前記複数の組の前記電源ラインと前記接地ラインとの間の短絡を順に検出することによって、前記電源ラインと前記接地ラインとの間の短絡の有無と、短絡が発生した場合の短絡箇所の検出を可能とする請求項１〜３のいずれかに記載の接続機器の接続回路が提供される。

請求項４に係る発明では、事前配線確認動作において、複数の組の電源、ヒューズ、インタフェースの間の短絡を順に検出することによって、短絡の有無の検出に加えて、短絡が発生した場合にいずれの電源、ヒューズ、インタフェースの間で短絡が発生しているかを検出することが可能となる。

本発明により、誤配線等が発生した際に、ヒューズの溶断を防ぎつつ、迅速に過電流の保護を行うことのできる接続機器の誤配線を検知可能な接続回路を提供することができる。

本発明の実施形態におけるＩ／Ｏ装置の接続回路の例を示す図である。 本発明の別の変形例におけるＩ／Ｏ装置の接続回路の例を示す図である。 本発明の実施形態におけるＩ／Ｏ装置の接続回路の例を示す図である。 従来の接続機器の接続回路を示す図である。 従来の接続機器の接続回路を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるＩ／Ｏ装置の接続回路の例を示す図である。電源制御部１００は外部から電源ＯＮ信号２００を受信可能な構成とされている。また、電源制御部１００、電源装置１１０、ヒューズ１２０、各インタフェース１５０間は、電源ライン２２０によって接続されており、電源制御部１００は電源装置１１０と接続され、電源装置１１０はヒューズ１２０を介して、各インタフェース１５０に接続されている。そして、各インタフェース１５０にはそれぞれＩ／Ｏ装置１４０が接続されている。

各インタフェース１５０には、それぞれ接地ライン２５０が接続されており、接地ライン２５０を介して接地されている。また、電源制御部１００には短絡チェッカ１３０が接続されている。また、短絡チェッカ１３０は電源ライン２２０及び接地ライン２５０と接続されている。

次に、本実施形態の動作について説明する。電源制御部１００に電源ＯＮ信号２００が入力されると、電源制御部１００は電源装置１１０に対してすぐに電源出力制御信号２１０を出力することなく、まずは短絡チェッカ１３０に対して配線確認要求信号２３０を出力する。配線確認要求信号２３０を受けた短絡チェッカ１３０は、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間が短絡しているか否かをチェックする。チェックの手法としては、導通テスターを用いた短絡のチェックと同様に、電源ライン２２０と接地ライン２５０に端子を接触させることによって、両者間の導通をチェックする。

短絡チェッカ１３０では、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間が導通しておらず、短絡していないことが確認されたときは、電源制御部１００に対して配線正常信号２４０を出力する。一方、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間が導通しており、短絡していることが確認されたときは、配線異常信号２４２を電源制御部１００に対して出力する。

電源制御部１００では、短絡チェッカ１３０から配線異常信号２４２を受信したときには、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間に短絡が発生しているものとして、電源装置１１０に対して電源出力制御信号２１０を出力しない。また、この際に配線に異常が発生していることを報知することもできる。一方、短絡チェッカ１３０から配線正常信号２４０を受信したときは、電源制御部１００から電源装置１１０に対して電源出力制御信号２１０を出力する。

電源装置１１０では、電源制御部１００から電源出力制御信号を受信すると、各インタフェース１５０に対してヒューズ１２０と電源ライン２２０を通じて電源を供給する。このときには、すでに短絡チェッカ１３０によって、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間に短絡が発生していないことが確認されているため、各インタフェース１５０に対して電源を供給しても、ヒューズ１２０に過電流が流れてヒューズ１２０を溶断することがない。

図２は、本実施形態の別の変形例を示した図である。本変形例においては、電源装置−ヒューズ−各Ｉ／Ｏ装置の組が複数組備えられており、電源制御部１００は各電源装置（１１０，１１０２）に、それぞれヒューズ（１２０，１２０２）が接続されている。そして、電源制御部１００に電源ＯＮ信号２００が入力されると、電源制御部１００は各電源装置（１１０，１１０２）に対してすぐに電源出力制御信号２１０を出力することなく、まずは短絡チェッカ１３０に対して配線確認要求信号２３０を出力する。配線確認要求信号２３０を受けた短絡チェッカ１３０は、図示しない切り換えスイッチによって接続先の切り換えを行いながら、電源装置（１１０，１１０２）、ヒューズ（１２０，１２０２）、各Ｉ／Ｏ装置（１４０，１４０２）とを結ぶ電源ライン（２２０，２２０２）と接地ライン（２５０，２５０２）との間が短絡しているか否かをチェックする。チェックの手法としては、導通テスターを用いた短絡のチェックと同様に、電源ライン２２０と接地ライン２５０に端子を接触させることによって、両者間の導通をチェックする。

短絡チェッカ１３０では、電源ライン（２２０，２２０２）と接地ライン（２５０，２５０２）との間が導通しておらず、短絡していないことが確認されたときは、電源制御部１００に対して配線正常信号２４０を出力する。一方、電源ライン（２２０，２２０２）と接地ライン（２５０，２５０２）との間が導通しており、短絡していることが確認されたときは、配線異常信号２４２及び配線異常個所信号２４４を電源制御部１００に対して出力する。

電源制御部１００では、短絡チェッカ１３０から配線異常信号２４２を受信したときには、電源ライン（２２０，２２０２）と接地ライン（２５０，２５０２）との間に短絡が発生しているものとして、電源装置１１０に対して電源出力制御信号２１０を出力しない。また、配線に異常が発生していることを報知したり、配線異常個所信号２４４からの情報により、いずれに箇所で配線異常が発生しているかを報知するようにすることもできる。一方、短絡チェッカ１３０から配線正常信号２４０を受信したときは、電源制御部１００から電源装置１１０に対して電源出力制御信号２１０を出力する。

電源装置１１０では、電源制御部１００から電源出力制御信号を受信すると、各インタフェース（１５０，１５０２）に対してヒューズ（１２０，１２０２）と電源ライン２２０を通じて電源を供給する。このときには、すでに短絡チェッカ１３０によって、電源ライン（２２０，２２０２）と接地ライン（２５０，２５０２）との間に短絡が発生していないことが確認されているため、各インタフェース（１５０，１５０２）に対して電源を供給しても、ヒューズ（１２０，１２０２）に過電流が流れてヒューズ（１２０，１２０２）を溶断することがない。
なお、本変形例においては、電源装置−ヒューズ−各Ｉ／Ｏ装置の組が２組の例で説明したが、３組以上備えて、図示しない切り換えスイッチによって接続先の切り換えを行いながらチェックを行うように構成することもできる。

（第２の実施形態）
図３は、本実施形態におけるＩ／Ｏ装置の接続回路の例を示す図である。電源制御部１００は外部から電源ＯＮ信号２００を受信可能な構成とされている。また、電源制御部１００、電源装置１１０、ヒューズ１２０、電流計１７０、各インタフェース１５０間は、電源ライン２２０によって接続されており、電源制御部１００は電源装置１１０と接続され、電源装置１１０はヒューズ１２０及び電流計１７０を介して、各インタフェース１５０に接続されている。そして、各インタフェース１５０にはそれぞれＩ／Ｏ装置１４０が接続されている。各インタフェース１５０には、それぞれ接地ライン２５０が接続されており、接地ライン２５０を介して接地されている。

次に、本実施形態の動作について説明する。電源制御部１００に電源ＯＮ信号２００が入力されると、電源制御部１００は電源装置１１０に対してすぐに通常の電源出力制御信号２１０を出力することなく、まずは電源制御部１００から電源装置１１０に対して、ごく小さな量の電源供給を行い、電源装置１１０はヒューズ１２０、電流計１７０を介して各Ｉ／Ｏ装置１４０にごく小さな量の電源供給を行う。

その後、電流計１７０は電源ライン２２０に流れる電流量を測定し、その電流量を電源制御部に出力する。電源制御部１００では、電流計１７０で測定されて出力された電流量が、あらかじめ設定されたしきい値よりも大きい場合には、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間が短絡しているものと判定する。一方、電源制御部１００は、電流計１７０で測定されて出力された電流量が、あらかじめ設定されたしきい値以下の場合は、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間は短絡しておらず正常であるものと判定する。

電源制御部１００では、電流計１７０から出力された電流量が、あらかじめ設定されたしきい値よりも大きく、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間が短絡しているものと判定したときには、電源装置１１０に対して本動作のための電源出力制御信号２１０を出力しない。一方、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間が短絡していないものと判定したときは、電源制御部１００から電源装置１１０に対して本動作のための電源出力制御信号２１０を出力して、本動作させて、各インタフェース１５０に対してヒューズ１２０と電源ライン２２０を通じて電源を供給する。

このときには、事前にごく小さな量の電源供給を行って電流計１７０で電流量を測定することによって、電源ライン２２０と接地ライン２５０との間に短絡が発生していないことが確認されているため、各インタフェース１５０に対して電源を供給しても、ヒューズ１２０に過電流が流れてヒューズ１２０を溶断することがない。

また、第２の実施形態においても第１の実施形態における変形例と同様に、電源装置−ヒューズ−各Ｉ／Ｏ装置の組が複数組備えられており、電源制御部１００は各電源装置に、それぞれヒューズが接続されている場合にも、ヒューズ１２０とＩ／Ｏ装置１４０との間に電流計１７０を設けることによって適用可能である。

１００ 電源制御部
１１０，１１０２ 電源装置
１２０，１２０２ ヒューズ
１３０ 短絡チェッカ
１４０，１４０２ Ｉ／Ｏ装置
１５０，１５０２ インタフェース
１７０ 電流計
２１０，２１０２ 電源出力制御信号
２２０，２２０２ 電源ライン
２３０ 配線確認要求信号
２４０ 配線正常信号
２４２ 配線異常信号
２４４ 配線異常個所信号
２５０，２５０２ 接地ライン

Claims (4)

1. 接続機器を接続するための少なくとも１つのインタフェースと、
   前記インタフェースに電源ラインを通じて電源を供給するための少なくとも１つの電源装置と、
   前記電源装置と前記インタフェースとの間に設けられる少なくとも１つのヒューズと、
   前記インタフェースを接地するための少なくとも１つの接地ラインと、
   前記電源装置への出力制御を行う電源制御部と、を備え、
   前記電源制御部が電源ＯＮ信号を受け取ると、事前配線確認動作を行い、
   前記事前配線確認動作によって、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡しているか否かを検出し、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡していない場合には、前記電源制御部から前記電源装置に電源出力制御信号を出力する
   接続機器の接続回路。
2. 前記電源ラインと前記接地ラインとの間の短絡を検出する短絡チェッカを備え、
   前記事前配線確認動作において、前記電源制御部は前記短絡チェッカに対して、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡しているか否かを確認する配線確認要求信号を送信し、
   前記短絡チェッカは、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡していない場合に、前記電源制御部に対して配線正常信号を送信する
   請求項１に記載の接続機器の接続回路。
3. 前記ヒューズと前記インタフェースとの間に電流計を備え、
   前記事前配線確認動作において、前記電源制御部は、前記電源装置に対して通常動作時よりも低い量の電源を供給するように指令し、前記電源装置は、前記電源制御部からの指令に基づき、通常動作時よりも低い電源を前記インタフェースに供給し、
   前記電流計がしきい値よりも低い電流値を検出した場合は、前記電源ラインと前記接地ラインとの間が短絡していないと判定する
   請求項１に記載の接続機器の接続回路。
4. 前記電源ラインによって接続される前記電源装置、前記ヒューズと前記インタフェースとの組を複数備え、
   前記事前配線確認動作において、前記複数の組の前記電源ラインと前記接地ラインとの間の短絡を順に検出することによって、前記電源ラインと前記接地ラインとの間の短絡の有無と、短絡が発生した場合の短絡箇所の検出を可能とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の接続機器の接続回路。

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