JP6852660B2 - ユニット装置、電源装置および制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数段直列に接続されるユニット装置、当該ユニット装置が接続される電源装置および本体装置に関する。

特許文献１には、複数段の装着位置に装着されている各オプション装置に対し、本体からいずれかの装着位置を示す位置情報を含む動作命令を出力し、該位置情報に対応するオプション装置を動作させるオプション判別システムが開示されている。

本体は、初段の装着位置のオプション装置に対し複数のビットから成るビット信号を出力する。オプション装置は、受信したビット信号と前記位置記憶部の一致するビット信号に対応する位置情報を自己の位置情報として設定する。また、オプション装置は、後段のオプション装置に対し受信したビット信号のいずれかのビットを反転し、かつビット位置を変換して成るビット信号を出力する。

図１０は、特許文献１に開示されているオプション判別システムについて説明するための図である。特許文献１に開示されているオプション判別システムにおいては、例えば図１０に示すように、本体９００に４つのオプション装置９０が接続される。本体９００は、位置信号を出力する出力端子９１０および９２０を備える。出力端子９１０は電源に接続され、出力端子９２０は接地される。

オプション装置９０はそれぞれ、入力端子９１ａおよび９１ｂ、ならびに出力端子９２ａおよび９２ｂを備える。入力端子９１ａおよび９１ｂは、本体９００の出力端子９１０および９２０、または、前段のオプション装置９０の出力端子９２ａおよび９２ｂに接続される。また、オプション装置９０は、入力端子９１ａおよび９１ｂにおける電圧の状態を位置信号として当該オプション装置９０が接続されている位置を検出するＣＰＵ９６を備える。

オプション装置９０内において、入力端子９１ａと出力端子９２ｂとが配線９３により接続され、入力端子９１ｂと出力端子９２ａとが配線９４により接続される。配線９４にはビット反転回路９５が設けられている。これにより、オプション装置９０は、入力された位置信号の位置を変換した上で、片方のビットを反転させて後段のオプション装置９０に出力する。

以下、桁を入れ替えた後の上位ビットが反転されるものとして説明する。出力端子９１０および９２０における位置信号を（１，０）とした場合、最初のオプション装置９０における位置信号は（１，０）である。２番目の最初のオプション装置９０における位置信号は（１，１）である。３番目の最初のオプション装置９０における位置信号は（０，１）である。４番目の最初のオプション装置９０における位置信号は（０，０）である。

特許第３７７６６６０号公報（２００６年５月１７日発行）

しかしながら、特許文献１に記載されているオプション装置は、ビット信号を操作するための回路構成が複雑であるため、装置が高価かつ大型になるという問題がある。

本発明の一態様は、安価かつ小型なユニット装置などを提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本発明の一側面に係るユニット装置は、複数のユニット装置が直列に接続されるユニットシステムが備える前記ユニット装置であって、第１〜第ｎ（ｎ：３以上の整数）入力端子と、第１〜第ｎ出力端子と、制御部と、前記第１〜第（ｎ−１）入力端子と前記制御部とを接続する制御部配線と、前記第１〜第（ｎ−１）入力端子と前記第２〜第ｎ出力端子とをそれぞれ順に１対１で接続する端子間配線と、前記第ｎ入力端子および前記第１出力端子をそれぞれ接地する２つの接地配線とを備え、前記制御部が、前記第１〜第（ｎ−１）入力端子における電圧の状態によって当該ユニット装置の前記ユニットシステムにおける接続位置を検出する。

上記構成では、第１〜第ｎ入力端子は、前段のユニット装置の第１〜第ｎ出力端子とそれぞれ接続可能である。また、第１〜第ｎ出力端子は、後段のユニット装置の第１〜第ｎ入力端子とそれぞれ接続可能である。また、ユニット装置においては、第１〜第（ｎ−１）入力端子と、第２〜第ｎ出力端子とが、端子間配線によりそれぞれ順に１対１で接続される。第ｎ入力端子および第１出力端子は、それぞれ接地配線により設置される。さらに、第１〜第（ｎ−１）入力端子と制御部とが、制御部配線により接続される。

ユニット装置においては、上述した、それぞれの端子間の接続、および端子の接地のみによって、それぞれのユニット装置の入力端子における電圧の状態が異なる。それぞれのユニット装置が備える制御部は、入力端子における電圧の状態を位置信号として、当該電圧の状態に基づき、インバータシステムにおいて自身が接続されている位置を検出することができる。このようなユニット装置は、例えば位置信号を操作するためのビット反転回路などを備える従来のユニット装置と比較して構造が簡単であるため、小型かつ安価である。

また、上記一側面に係るユニット装置は、前記制御部に接続される通信バスをさらに備え、前記制御部は、前記通信バスを介して受信した、当該制御部を備える前記ユニット装置の前記ユニットシステムにおける前記接続位置を指定した命令に対応する動作を実行してもよい。

上記構成では、ユニット装置において、制御部は、ユニット装置の接続位置を指定した命令を、通信バスを介して受信する。ユニット装置は、受信した命令が自身の接続位置を指定したものである場合に、当該命令に対応した動作を実行することができる。

また、上記一側面に係るユニット装置は、電源と、前記第１〜第ｎ（ｎ：３以上の整数）入力端子のそれぞれと前記電源とを接続する電源接続配線と、をさらに備え、前記電源が、前記第１〜第ｎ入力端子のそれぞれに電圧を印加してもよい。

上記構成では、ユニット装置が電源を備え、第１〜第ｎ入力端子のそれぞれと電源とが電源接続配線により接続される。したがって、ユニット装置は、別途電源装置を備えずとも、ユニット装置のみで当該ユニット装置の位置を検出し、動作することができる。

また、本発明の一側面に係る電源装置は、上記一側面に係るユニット装置を備える前記ユニットシステムが備える電源装置であって、第１〜第ｎ出力端子と、電源と、前記第１〜第ｎ出力端子のそれぞれと前記電源とを接続する出力配線とを備え、前記電源が、前記第１〜第ｎ出力端子のそれぞれに電圧を印加する。

上記構成では、電源装置においては、第１〜第ｎ出力端子のそれぞれと電源とが出力配線により接続されている。電源は、第１〜第ｎ出力端子のそれぞれに電圧を印加する。電源装置の第１〜第ｎ出力端子のそれぞれと、ユニット装置の第１〜第ｎ入力端子のそれぞれとを接続することで、ユニット装置の入力端子における電圧の状態が位置信号となる。

また、本発明の一側面に係る制御装置は、上記一側面に係るユニット装置を備える前記ユニットシステムが備える制御装置であって、主制御部と、前記第１〜第ｎ出力端子と前記主制御部とを接続する主制御部配線とを備え、前記主制御部が、前記第１〜第ｎ出力端子における電圧の状態によって、当該制御装置に接続されている前記ユニット装置の数を検出する。

上記構成では、第１〜第ｎ出力端子のそれぞれと主制御部とが接続されている。第１〜第ｎ出力端子の電圧の状態は、制御装置に接続されているユニット装置の数に応じて異なったものとなる。したがって、主制御部は、第１〜第ｎ出力端子の電圧の状態によって、当該制御装置に接続されているユニット装置の数を検出することができる。

本発明の一態様によれば、安価かつ小型なオプション装置などを提供できる。

実施形態１に係るインバータシステムの構成の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、実施形態１に係るインバータシステムの構成の別の例を示す図である。 （ａ）は、実施形態２に係るインバータシステムの構成の一例を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、実施形態２に係るインバータシステムの構成の別の例を示す図である。 実施形態２に係るインバータシステムの構成の、図３の（ａ）〜（ｄ）のいずれに示した例とも別の例を示す図である。 実施形態３に係るインバータシステムの構成の一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、実施形態４に係るインバータシステムの構成の例を示す図である。 実施形態５に係るインバータシステムの構成の例を示す図である。 実施形態６に係るインバータシステムの構成の例を示す図である。 （ａ）は、本発明の一態様に係るインバータシステムの構成を示す図であり、（ｂ）は、本発明の一態様に係るＰＬＣシステムの構成を示す図であり、（ｃ）は、本発明の一態様に係るプログラムリレーシステムの構成を示す図であり、（ｄ）は、本発明の一態様に係る通信カプラシステムの構成を示す図である。 特許文献１のオプション判別システムの構成を示す図である。

以下の説明では、複数のオプション装置に同じ符号を付していることがある。これは、それぞれのオプション装置における、位置信号に対する結線および接地の構造が同一であることを意味するものであり、それぞれのオプション装置の機能が同一であることを意味するものではない。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメータ、マシン語等で指定される。

図１は、本実施形態に係るインバータシステム１（ユニットシステム）の構成の一例を示す図である。図１に示す例では、インバータシステム１は、本体装置１００（電源装置）と、４つのオプション装置１０（ユニット装置）とを備える。換言すれば、オプション装置１０は、複数のオプション装置１０が直列に接続されるインバータシステム１に備えられる。また、本体装置１００は、オプション装置１０が備えるインバータシステム１に備えられる。

本体装置１００は、第１〜第５出力端子１１１〜１１５と、出力配線１２０と、５つの抵抗１３０と、電源１４０とを備える。第１〜第５出力端子１１１〜１１５は、オプション装置１０のそれぞれに自身の接続位置を検出させるための位置信号を出力する。具体的には、第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれの電圧が、上記位置信号である。

第１〜第５出力端子１１１〜１１５はそれぞれ、出力配線１２０を介して電源１４０に接続されている。それぞれの出力配線１２０の途中に、抵抗１３０が設けられていることで、位置信号はプルアップされている。

オプション装置１０は、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅと、第１〜第５出力端子１２ａ〜１２ｅと、４つの制御部配線１３と、４つの端子間配線１４と、２つの接地配線１５と、ＣＰＵ１６（制御部）とを備える。

第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅは、本体装置１００または前段のオプション装置１０から位置信号が入力される端子である。第１〜第５出力端子１２ａ〜１２ｅは、後段のオプション装置１０に位置信号を出力する端子である。

位置信号が本体装置１００から入力される場合には、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれに、本体装置１００の第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれが接続される。一方、位置信号が前段のオプション装置１０から入力される場合には、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれに、前段のオプション装置１０の第１〜第５出力端子１２ａ〜１２ｅのそれぞれが接続される。

制御部配線１３は、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄとＣＰＵ１６とを接続する。端子間配線１４は、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄと第２〜第５出力端子１２ｂ〜１２ｅとをそれぞれ順に１対１で接続する。接地配線１５は、第５入力端子１１ｅおよび第１出力端子１２ａをそれぞれ接地する。

ＣＰＵ１６は、上述したとおり、制御部配線１３を介して第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄと接続されている。ＣＰＵ１６は、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄにおける電圧の状態によって、オプション装置１０のインバータシステム１における接続位置を検出する。

図１を参照して、ＣＰＵ１６によるオプション装置１０の接続位置の検出について説明する。以下の説明では、オプション装置１０の位置関係について、本体装置１００に近い側を左側、本体装置１００から遠い側を右側と称する。また、それぞれのオプション装置１０における第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態について、（ｘｄ，ｘｃ，ｘｂ，ｘａ）と記す。ｘａ〜ｘｄはそれぞれ第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態を示す数字であり、０または１である。０は対応する入力端子が接地されている状態を示し、１は対応する入力端子が接地されていない状態を示す。なお、図１のみでなく、いずれの図面においても、接地されている配線を細線、接地されていない配線を太線で示している。

図１に示すインバータシステム１において、本体装置１００の第１出力端子１１１以外の出力端子は、いずれかのオプション装置１０において接地される。最も左側のオプション装置１０においては、第１入力端子１１ａが第１出力端子１１１に接続されている。このため、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態は、（０，０，０，１）となる。

最も左側のオプション装置１０においては、第１入力端子１１ａは、端子間配線１４により第２出力端子１２ｂと接続されている。このため、左から２番目のオプション装置１０においては、第２入力端子１１ｂが本体装置１００の第１出力端子１１１に接続されている。したがって、左から２番目のオプション装置１０においては、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態は、（０，０，１，０）となる。同様に、左から３番目のオプション装置１０、および左から４番目（すなわち最も右側）のオプション装置１０のそれぞれにおいて、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態は、順に（０，１，０，０）、（１，０，０，０）となる。

本体装置１００は、対応可能なオプション装置１０の数より１多い出力端子を備える。本実施形態では本体装置１００は、４つまでのオプション装置に対応可能であるため、図１に示した例では、本体装置１００は第１〜第５出力端子１１１〜１１５を備える。より多くのオプション装置１０に対応可能な本体装置１００であれば、より多くの出力端子を備える。逆に、より少ないオプション装置１０に対応可能な本体装置１００であれば、より少ない出力端子を備える。

ただし、インバータシステム１において、本体装置１００に、必ずしも対応可能な数の上限と等しい数のオプション装置１０が接続されている必要はない。すなわち、インバータシステム１は、複数のオプション装置１０が直列に接続されることができるシステムであればよい。

図２の（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、インバータシステム１の構成の別の例を示す図である。図１に示した例では、本体装置１００に、オプション装置１０が４段接続されていた。しかし、インバータシステム１においては、例えば図２の（ａ）に示すように、本体装置１００にオプション装置１０が３段接続されていてもよい。この場合、本体装置１００の第１〜第５出力端子１１１〜１１５のうち、第３〜第５出力端子１１３〜１１５が、いずれかのオプション装置１０で接地される。したがって、各オプション装置１０の第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態は、左側から順に、（０，０，１，１）、（０，１，１，０）、（１，１，０，０）となる。

また、図２の（ｂ）に示すように、本体装置１００にオプション装置１０が２段接続されていてもよい。この場合、本体装置１００の第１〜第５出力端子１１１〜１１５のうち、第４出力端子１１４および第５出力端子１１５が、いずれかのオプション装置１０で接地される。したがって、各オプション装置１０の第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態は、左側から順に、（０，１，１，１）、（１，１，１，０）となる。

また、図２の（ｃ）に示すように、本体装置１００にオプション装置１０が１段のみ接続されていてもよい。この場合、本体装置１００の第１〜第５出力端子１１１〜１１５のうち、第５出力端子１１５のみが、オプション装置１０で接地される。したがって、オプション装置１０の第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄの電圧の状態は、（１，１，１，１）となる。

さらに、図２の（ｄ）に示すように、オプション装置１０が接続されていない本体装置１００のみでインバータシステム１が構成されていてもよい。

このように、本実施形態のインバータシステム１が備えるオプション装置１０においては、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅは、前段のオプション装置１０の第１〜第５出力端子１２ａ〜１２ｅとそれぞれ接続可能である。また、第１〜第５出力端子１２ａ〜１２ｅは、後段のオプション装置１０の第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅとそれぞれ接続可能である。

また、オプション装置１０においては、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄと、第２〜第５出力端子１２ｂ〜１２ｅとが、端子間配線１４によりそれぞれ順に１対１で接続される。第５入力端子１１ｅおよび第１出力端子１２ａは、それぞれ接地配線１５により設置される。さらに、第１〜第４入力端子１１ａ〜１１ｄとＣＰＵ１６とが、制御部配線１３により接続される。

オプション装置１０においては、上述した、それぞれの端子間の接続、および端子の接地のみによって、それぞれのオプション装置１０の入力端子における電圧の状態が異なる。それぞれのオプション装置１０が備えるＣＰＵ１６は、入力端子における電圧の状態を位置信号として、当該電圧の状態に基づき、インバータシステム１において自身が接続されている位置を検出することができる。このようなオプション装置１０は、例えば位置信号を操作するためのビット反転回路などを備える従来のオプション装置と比較して構造が簡単であるため、小型かつ安価である。

また、本体装置１００においては、第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれと電源１４０とが出力配線１２０により接続されている。電源１４０は、第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれに電圧を印加する。本体装置１００の第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれと、オプション装置１０の第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれとを接続することで、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅにおける電圧の状態が位置信号となる。

なお、上述した実施形態において、本体装置１００は５つの出力端子（第１〜第５出力端子１１１〜１１５）を有していた。しかし、上述したとおり、本体装置１００が備える出力端子の数は、対応可能なオプション装置１０の数の上限に１を加えた数である。対応可能なオプション装置１０の数の上限が複数、すなわち２以上であるためには、本体装置１００は３以上の出力端子を有していればよい。換言すれば、本体装置１００は、第１〜第ｎ（ｎ：３以上の整数）入力端子を有していればよい。

また、オプション装置１０が有する入力端子および出力端子の数は、本体装置１００が有する出力端子の数と同じである。すなわち、オプション装置１０は、第１〜第ｎ（ｎ：３以上の整数）入力端子と、第１〜第ｎ出力端子とを有する。この場合、端子間配線１４は、第１〜第（ｎ−１）入力端子と第２〜第ｎ出力端子とをそれぞれ順に１対１で接続する。また、接地配線１５は、第ｎ入力端子および第１出力端子をそれぞれ接地する。また、制御部配線１３は、第１〜第（ｎ−１）入力端子とＣＰＵ１６とを接続する。

上述した入力端子および出力端子の数についての説明は、後述する他の実施形態においても同様である。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図３の（ａ）は、本実施形態に係るインバータシステム２（ユニットシステム）の構成の一例を示す図である。図３の（ａ）に示すように、インバータシステム２は、本体装置１００の代わりに本体装置２００（電源装置、制御装置）を備える点でインバータシステム１と相違する。本体装置２００は、本体装置１００の構成に加えて、５つの信号線２１０（主制御部配線）、およびＣＰＵ２２０（主制御部）を備える。

ＣＰＵ２２０は、信号線２１０によって第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれと接続されている。ＣＰＵ２２０は、第１〜第５出力端子１１１〜１１５における電圧の状態によって、本体装置２００に接続されているオプション装置１０の数を検出する。

図３の（ａ）〜（ｄ）を参照して、ＣＰＵ２２０によるオプション装置１０の数の検出について説明する。以下の説明では、第１〜第５出力端子１１１〜１１５における電圧の状態について、（ｙ５，ｙ４，ｙ３，ｙ２，ｙ１）と記す。ｙ１〜ｙ５はそれぞれ第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態を示す数字であり、０または１である。０は対応する出力端子が接地されている状態を示し、１は対応する出力端子が接地されていない状態を示す。

図３の（ａ）に示す例では、本体装置２００にオプション装置１０が３つ接続されている。この例では、第３〜第５出力端子１１３〜１１５が、いずれかのオプション装置１０において接地される。一方、第１出力端子１１１および第２出力端子１１２は、いずれのオプション装置１０においても接地されない。このため、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は、（０，０，０，１，１）となる。

図３の（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、本実施形態に係るインバータシステム２の構成の別の例を示す図である。図３の（ｂ）に示す例では、本体装置２００にオプション装置１０が２つ接続されている。この例では、第４出力端子１１４および第５出力端子１１５が、いずれかのオプション装置１０において接地される。このため、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は、（０，０，１，１，１）となる。

図３の（ｃ）に示す例では、本体装置２００にオプション装置１０が１つのみ接続されている。この例では、第５出力端子１１５のみがオプション装置１０において接地される。このため、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は、（０，１，１，１，１）となる。

図３の（ｄ）に示す例では、本体装置２００にオプション装置１０が接続されていない。この例では、第１〜第５出力端子１１１〜１１５のいずれも接地されない。このため、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は、（１，１，１，１，１）となる。

上述したとおり、本体装置２００においては、第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれとＣＰＵ２２０とが、信号線２１０により接続されている。第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は、本体装置２００に接続されているオプション装置１０の数に応じて異なったものとなる。したがって、ＣＰＵ２２０は、第１〜第５出力端子の電圧の状態によって、本体装置２００に接続されているオプション装置１０の数を検出することができる。

図３の（ａ）〜（ｄ）に示す例では、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態が、本体装置２００に接続されているオプション装置１０の数だけ、第５出力端子１１５の側から０（接地された状態）になり、残りの出力端子が１（接地されていない状態）になる。したがって、ＣＰＵ２２０は、接地された状態の出力端子の数によって、接続されているオプション装置１０の数を検出することができる。

また、図４は、本実施形態に係るインバータシステム２の構成の、図３の（ａ）〜（ｄ）のいずれに示した例とも別の例を示す図である。上述したとおり、本体装置２００は、４つまでのオプション装置１０に対応可能に構成されている。これに対し、図４に示す例では、本体装置２００に５つのオプション装置１０が接続されている。この場合、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の全てがいずれかのオプション装置１０において接地される。したがって、図４に示す例では、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は（０，０，０，０，０）となる。

また、仮に本体装置２００に６つ以上のオプション装置１０が接続された場合であっても、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の電圧の状態は、オプション装置が５つ接続された場合と変わらず（０，０，０，０，０）となる。

このように、本体装置２００に接続されているオプション装置１０の数が、本体装置２００が対応可能な数の上限を超えている場合、第１〜第５出力端子１１１〜１１５の全てが接地された状態になる。このため、ＣＰＵ２２０は、本体装置２００に接続されているオプション装置１０の数が上記の上限を超えている場合には、そのことを検出することができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。

図５は、本実施形態に係るインバータシステム３（ユニットシステム）の構成の一例を示す図である。図５に示すように、インバータシステム３は、本体装置３００（電源装置、制御装置）と、４つのオプション装置３０（ユニット装置）とを備える。

本体装置３００は、本体装置１００の構成に加えて、ＣＰＵ３１０（主制御部）を備える。オプション装置３０は、オプション装置１０の構成に加えて、ＣＰＵ１６に接続される通信バス３１をさらに備える。インバータシステム３が備える複数のオプション装置１０において、通信バス３１は互いに接続されている。また、ＣＰＵ３１０は、通信バス３１を介してそれぞれのＣＰＵ１６と接続されている。通信バス３１は、シリアル通信によりＣＰＵ３１０とそれぞれのＣＰＵ１６との間で通信信号を伝送する。

インバータシステム３の起動時に、それぞれのオプション装置１０は、位置信号をソフトウェアにより読み取り、自身の接続位置を検出する。この状態で、ＣＰＵ３１０は、オプション装置１０の位置を指定した命令を、通信バス３１を介して送信する。オプション装置３０は、通信バス３１を介して受信した命令が自身の接続位置を指定したものである場合に、当該命令に対応した動作を実行する。これにより、インバータシステム３においてＣＰＵ３１０は、通信バス３１を介して命令を送信し、当該命令に対応する動作を所望のオプション装置１０に実行させることができる。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。

インバータシステム３においては、本体装置３００に電源１４０およびＣＰＵ３１０の両方が設けられていた。しかし、本発明の一態様においては、電源１４０およびＣＰＵ３１０の両方が同じ装置に設けられている必要はない。

図６の（ａ）は、本実施形態に係るインバータシステム４Ａ（ユニットシステム）の構成を示す図である。図６の（ａ）に示すように、インバータシステム４Ａは、電源装置４００Ａと、ＣＰＵ装置４００Ｂ（制御装置）と、４つのオプション装置３０とを備える。

電源装置４００Ａは、実施形態１などにおける本体装置１００と同様の構成を有する。すなわち、電源装置４００Ａは、第１〜第５出力端子１１１〜１１５と、５つの出力配線１２０と、５つの抵抗１３０と、電源１４０とを備える。

ＣＰＵ装置４００Ｂは、ＣＰＵ３１０と、５つの信号線４１０を備える。インバータシステム４Ａにおいては、ＣＰＵ装置４００Ｂは、電源装置４００Ａと初段のオプション装置１０との間に接続されている。信号線４１０は、電源装置４００の第１〜第５出力端子１１１〜１１５のそれぞれと、初段のオプション装置３０の第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれとを順に１対１で接続する。また、インバータシステム３と同様、ＣＰＵ３１０は、通信バス３１を介してそれぞれのオプション装置３０のＣＰＵ１６と接続されている。

また、本発明の一態様においては、電源１４０およびＣＰＵ３１０の両方が、オプション装置３０に対して同じ側に設けられている必要はない。

図６の（ｂ）は、本実施形態に係るインバータシステム４Ｂ（ユニットシステム）の構成を示す図である。図６の（ｂ）に示すように、インバータシステム４Ｂは、ＣＰＵ装置４００Ｃ（制御装置）と、４つのオプション装置３０と、終端装置４００Ｄ（電源装置）とを備える。

ＣＰＵ装置４００Ｃは、上述したＣＰＵ装置４００Ｂと同様、ＣＰＵ３１０を備える。ＣＰＵ３１０は、通信バス３１を介してそれぞれのオプション装置３０のＣＰＵ１６と接続されている。

終端装置４００Ｄは、電源装置４００Ａと同様、第１〜第５出力端子１１１〜１１５と、５つの出力配線１２０と、５つの抵抗１３０と、電源１４０とを備える。終端装置４００Ｄは、インバータシステム４Ｂにおいて、オプション装置３０に対し、ＣＰＵ装置４００Ｃとは逆側に設けられている。

インバータシステム４Ｂにおいては、電源１４０を備える終端装置４００Ｄが、ＣＰＵ装置４００Ｃを介さずに、直接オプション装置３０と接続されている。このため、ＣＰＵ装置４００Ｃは、上述したＣＰＵ装置４００Ｂとは異なり、信号線４５０を備える必要がない。

上述したインバータシステム４Ａおよび４Ｂに含まれるオプション装置３０も、インバータシステム３に含まれるオプション装置３０と同様の効果を奏する。

〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。

図７は、本実施形態に係るインバータシステム５（ユニットシステム）の構成の例を示す図である。図７に示すように、インバータシステム５は、３つのオプション装置５０（ユニット装置）のみを備える。インバータシステム５は、実施形態１における本体装置１００のような、オプション装置５０とは別の装置であって電源を備える装置を含まない。

オプション装置５０は、オプション装置３０の構成に加えて、５つの電源接続配線５１、５つの抵抗５２、および電源５３を備える。オプション装置５０においては、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれに、電源接続配線５１および抵抗５２を介して電源５３が接続されている。

オプション装置５０においては、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれと電源５３とが電源接続配線５１により接続される。電源５３は、第１〜第５入力端子１１ａ〜１１ｅのそれぞれに電圧を印加する。このようなインバータシステム５においては、本体装置を備えることなく、オプション装置５０のみで当該オプション装置５０の位置を検出し、動作することができる。このようなオプション装置５０も、本発明の技術的範囲に含まれる。

〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。

図８は、本実施形態に係るインバータシステム６（ユニットシステム）の構成の例を示す図である。インバータシステム６は、インバータシステム３と類似する構成を有する。すなわち、インバータシステム６は、本体装置３００と１以上のオプション装置３０とを有する。図６には、オプション装置３０は１つのみ示されている。

インバータシステム３においては、本体装置３００および各オプション装置３０は、それぞれの装置に設けられたコネクタを介して直接接続されていた。これに対し、本実施形態のインバータシステム６においては、本体装置３００とオプション装置３０との間、およびオプション装置３０同士の間が、ケーブル６１を介して接続されている。このような、ケーブル６１を介して接続される本体装置３００およびオプション装置３０も、本発明の技術的範囲に含まれる。

（具体例）
本発明の一態様に係るユニットシステムの具体例について、以下に説明する。

図９の（ａ）は、本発明の一態様に係るインバータシステム７Ａ（ユニットシステム）の構成を示す図である。図９の（ａ）に示すように、インバータシステム７Ａにおいては、インバータ本体７００Ａ（電源装置、制御装置）に、通信ユニット７０Ａ（オプション装置）、エンコーダ入力ユニット７０Ｂ（オプション装置）およびＩ／Ｏ（Input/Output）ユニット７０Ｃ（オプション装置）が、この順に接続されている。

インバータ本体７００Ａには、電源７１０およびモータ７２０が接続されている。電源７１０は、所定の周波数および電圧の交流電力をインバータ本体７００Ａに供給する。インバータ本体７００Ａは、電源７１０から供給された交流電力の周波数および電圧を任意の値に設定および変更してモータ７２０に供給する。モータ７２０は、インバータ本体７００Ａから供給される交流電力に応じた回転速度で回転する。したがって、インバータ本体７００Ａは、モータ７２０へ供給する交流電力の周波数および電圧を設定および変更することで、モータ７２０の回転速度および加速度を制御することができる。

通信ユニット７０Ａは、通信マスタ７１Ａが接続され、ユーザなどによるインバータ本体７００Ａへの通信（例えばモータ７２０の回転速度の変更など）を受信するユニットである。エンコーダ入力ユニット７０Ｂは、モータ７２０の回転速度を監視するロータリーエンコーダ７３０が接続され、当該回転速度を示す信号が入力されるユニットである。Ｉ／Ｏユニット７０Ｃは、センサ７１Ｃが接続され、当該センサ７１Ｃからの信号を受け付ける装置である。センサ７１Ｃは、例えばモータ７２０の温度上昇を検出する温度センサである。

図９の（ｂ）は、本発明の一態様に係るＰＬＣ（Programmable Logic Controller）システム７Ｂ（ユニットシステム）の構成を示す図である。図９の（ｂ）に示すように、ＰＬＣシステム７Ｂは、電源ユニット７００Ｂ（電源装置）と、ＣＰＵユニット７００Ｃ（制御装置）と、Ｉ／Ｏユニット７０Ｄ（オプション装置）と、通信ユニット７０Ｅ（オプション装置）と、位置制御ユニット７０Ｆ（オプション装置）と、エンドカバー７００Ｄとを備える。

電源ユニット７００Ｂは、ＰＬＣシステム７Ｂ全体に電力を供給する。ＣＰＵユニット７００Ｃは、Ｉ／Ｏユニット７０Ｄ、通信ユニット７０Ｅ、および位置制御ユニット７０Ｆのそれぞれとの間で通信を行う。Ｉ／Ｏユニット７０Ｄは、ＣＰＵユニット７００Ｃへの入出力装置が接続されるユニットである。通信ユニット７０Ｅは、ユーザなどによるＣＰＵユニット７００Ｃへの通信を受信するユニットである。位置制御ユニット７０Ｆは、ＣＰＵユニット７００Ｃの制御により制御対象（例えばロボットアームなど）を動作させ、位置を制御するユニットである。エンドカバー７００Ｄは、ＰＬＣシステム７Ｂの端部を規定する。

図９の（ｃ）は、本発明の一態様に係るプログラムリレーシステム７Ｃ（ユニットシステム）の構成を示す図である。図９の（ｃ）に示すように、プログラムリレーシステム７Ｃは、プログラムリレー本体７００Ｅ（電源装置、制御装置）と、ＩＯ拡張ユニット７０Ｇおよび７０Ｈ（オプション装置）とを備える。

プログラムリレー本体７００Ｅは、ＩＯ拡張ユニット７０Ｇおよび７０Ｈとの間で通信を行う。ＩＯ拡張ユニット７０Ｇおよび７０Ｈにはそれぞれ、センサなどの入力装置、または制御対象などが接続される。プログラムリレー本体７００Ｅは、入力装置の入力に基づいて、制御対象を制御する。

図９の（ｄ）は、本発明の一態様に係る通信カプラシステム７Ｄ（ユニットシステム）の構成を示す図である。図９の（ｄ）に示すように、通信カプラシステム７Ｄは、通信カプラユニット７００Ｆ（電源装置、制御装置）と、ＩＯユニット７０Ｉおよび７０Ｊ（オプション装置）と、エンコーダ入力ユニット７０Ｋ（オプション装置）と、エンドカバー７００Ｇとを備える。

ＩＯユニット７０Ｉおよび７０Ｊには、センサまたは制御対象が接続される。エンコーダ入力ユニット７０Ｋには、制御対象としてのモータ（不図示）の回転速度を検出するエンコーダ（不図示）が接続される。通信カプラユニット７００Ｆは、ＩＯユニット７０Ｉおよび７０Ｊ、ならびにエンコーダ入力ユニット７０Ｋに接続された、センサの情報、制御対象の制御、およびエンコーダの情報を１つのシステムに統合する。エンドカバー７００Ｇは、通信カプラシステム７Ｄの端部を規定する。

このようなインバータシステム７Ａ、ＰＬＣシステム７Ｂ、プログラムリレーシステム７Ｃおよび通信カプラシステム７Ｄのいずれも、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１、２、３、４Ａ、４Ｂ、５、６、７Ａ インバータシステム（ユニットシステム）
７Ｂ ＰＬＣシステム（ユニットシステム）
７Ｃ プログラムリレーシステム（ユニットシステム）
７Ｄ 通信カプラシステム（ユニットシステム）
１０、３０、５０ オプション装置（ユニット装置）
１１ａ〜１１ｅ 第１〜第５入力端子
１２ａ〜１２ｅ 第１〜第５出力端子
１３ 制御部配線
１４ 端子間配線
１５ 接地配線
１６ ＣＰＵ（制御部）
３１ 通信バス
５１ 電源接続配線
１２０ 出力配線
５３、１４０ 電源
１００ 本体装置（電源装置）
１１１〜１１５ 第１〜第５出力端子
２００、３００ 本体装置（電源装置、制御装置）
２１０ 主制御部配線
２２０、３１０ ＣＰＵ（主制御部）
４００Ａ 電源装置
４００Ｂ、４００Ｃ ＣＰＵ装置（制御装置）
４００Ｄ 終端装置（電源装置）

Claims (5)

1. 複数のユニット装置が直列に接続されるユニットシステムが備える前記ユニット装置であって、
   第１〜第ｎ（ｎ：３以上の整数）入力端子と、
   第１〜第ｎ出力端子と、
   制御部と、
   前記第１〜第（ｎ−１）入力端子と前記制御部とを接続する制御部配線と、
   前記第１〜第（ｎ−１）入力端子と前記第２〜第ｎ出力端子とをそれぞれ順に１対１で接続する端子間配線と、
   前記第ｎ入力端子および前記第１出力端子をそれぞれ接地する２つの接地配線とを備え、
   前記制御部が、前記第１〜第（ｎ−１）入力端子における電圧の状態によって当該ユニット装置の前記ユニットシステムにおける接続位置を検出することを特徴とするユニット装置。
2. 前記制御部に接続される通信バスをさらに備え、
   前記制御部は、前記通信バスを介して受信した、当該制御部を備える前記ユニット装置の前記ユニットシステムにおける前記接続位置を指定した命令に対応する動作を実行することを特徴とする請求項１に記載のユニット装置。
3. 電源と、
   前記第１〜第ｎ入力端子のそれぞれと前記電源とを接続する電源接続配線と、をさらに備え、
   前記電源が、前記第１〜第ｎ入力端子のそれぞれに電圧を印加することを特徴とする請求項１または２に記載のユニット装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のユニット装置を備える前記ユニットシステムが備える電源装置であって、
   第１〜第ｎ出力端子と、
   電源と、
   前記第１〜第ｎ出力端子のそれぞれと前記電源とを接続する出力配線とを備え、
   前記電源が、前記第１〜第ｎ出力端子のそれぞれに電圧を印加することを特徴とする電源装置。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載のユニット装置を備える前記ユニットシステムが備える制御装置であって、
   主制御部と、
   前記第１〜第ｎ出力端子と前記主制御部とを接続する主制御部配線とを備え、
   前記主制御部が、前記第１〜第ｎ出力端子における電圧の状態によって、当該制御装置に接続されている前記ユニット装置の数を検出することを特徴とする制御装置。

Images