JPWO2018061073A1

JPWO2018061073A1 - コントローラー、ドライバーユニット

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Publication number: JPWO2018061073A1
Application number: JP2018541743A
Authority: JP
Inventors: 淳倉田; 村松　啓且; 啓且村松; 大賢齋賀
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: CN116017926A; CN109247053A; WO2018061073A1; JP6591082B2

Abstract

電源筐体と、電源筐体が有する電源供給面に取り付けられた電源コネクターと、電源筐体に収容された電源基板とを有し、電源基板により生成した電源を電源コネクターから出力する電源ユニットと、ドライバー筐体と、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターと、ドライバー筐体の第１面と反対の第２面に取り付けられた第２コネクターと、第１コネクターに入力された電源の供給を受けて駆動対象を駆動する、ドライバー筐体に収容された駆動基板とを有し、第１コネクターに入力された電源を第２コネクターから出力する複数のドライバーユニットとを備え、各ドライバーユニットの第２コネクターは、電源ユニットの電源コネクターと共通する形状を有し、各ドライバーユニットの第１コネクターは、電源ユニットの電源コネクターに着脱可能であるとともに、他のドライバーユニットの第２コネクターに着脱可能である。

Description

本発明は、モーター等の駆動対象を駆動する技術に関する。

従来、モーターを駆動するために、モーターコントローラーが一般に用いられている。このモーターコントローラーは、パワートランジスター等の駆動素子を搭載した駆動基板と、電源を生成する電源基板とを内蔵し、駆動基板が電源基板から電源の供給を受けてモーターを駆動する。

特開２０１１−０６６８８１号公報

ところで、駆動対象であるモーターの軸構成に応じて、モーターコントローラーの構成を簡便に最適化できることが好適となる。これに対して、１台のモーターコントローラーが備える駆動基板の個数は有限である。そのため、例えば駆動基板の個数より多くモーターを増設しようとした場合には、モーターコントローラーをさらに用意する必要があり、駆動基板の個数よりもモーターが少ないような場合には、一部の駆動基板が無駄に余った。そこで、電源基板と駆動基板とをそれぞれ電源ユニットとドライバーユニットとして別々にユニット化し、モーターの軸構成に応じて、モーターコントローラーの構成を最適化できるようにすることが考えられる。

ただし、かかる構成では、モーターコントローラーの構成の変更に応じて、ドライバーユニットと電源ユニットとの接続の変更作業が必要となる。このような変更作業を簡便化する方法としては、特許文献１に示されるようなバックプレーンを介して、電源ユニットとドライバーユニットとを接続することが考えられる。しかしながら、バックプレーンに設けられたコネクターの個数に比べて、モーターが多い場合には対応できず、少ない場合には一部のコネクターが無駄に余るため、バックプレーンによる方法は必ずしも適切でなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、駆動対象の構成に対応してコントローラーを最小の組み合わせで無駄なく構成することを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係るコントローラーは、電源筐体と、電源筐体が有する電源供給面に取り付けられた電源コネクターと、電源筐体に収容された電源基板とを有し、電源基板により生成した電源を電源コネクターから出力する電源ユニットと、ドライバー筐体と、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターと、ドライバー筐体の第１面と反対の第２面に取り付けられた第２コネクターと、第１コネクターに入力された電源の供給を受けて駆動対象を駆動する、ドライバー筐体に収容された駆動基板とを有し、第１コネクターに入力された電源を第２コネクターから出力する複数のドライバーユニットとを備え、各ドライバーユニットの第２コネクターは、電源ユニットの電源コネクターと共通する形状を有し、各ドライバーユニットの第１コネクターは、電源ユニットの電源コネクターに着脱可能であるとともに、他のドライバーユニットの第２コネクターに着脱可能である。

このように構成されたコントローラーでは、電源ユニットは、電源筐体の電源供給面に取り付けられた電源コネクターを有し、電源筐体に収容された電源基板により生成した電源を電源コネクターから出力する。これに対して、ドライバーユニットは、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターを有し、第１コネクターに入力された電源の供給を受けて駆動対象を駆動する駆動基板をドライバー筐体に収容する。そして、ドライバーユニットの第１コネクターは、電源ユニットの電源コネクターに着脱可能である。したがって、電源ユニットの電源供給面とドライバーユニットの第１面とを互いに隣接させて、電源ユニットの電源コネクターとドライバーユニットの第１コネクターとを結合すれば、電源ユニットからドライバーユニットの駆動基板に電源を供給できる。

さらに、ドライバーユニットは、ドライバー筐体の第１面と反対の第２面に取り付けられた第２コネクターを有し、第１コネクターに入力された電源を第２コネクターに出力する。しかも、ドライバーユニットの第２コネクターは、電源ユニットの電源コネクターと共通する形状を有し、他のドライバーユニットの第１コネクターと着脱可能である。したがって、ドライバーユニットを増加する場合には、既に電源ユニットに接続された一のドライバーユニットの第２面と、他のドライバーユニットの第１面とを互いに隣接させて、一のドライバーユニットの第２コネクターと他のドライバーユニットの第１コネクターとを結合すれば、電源ユニットから一のドライバーユニットを介して他のドライバーユニットの駆動基板に電源を供給できる。同じ要領で、電源ユニットに接続済みのドライバーユニットに対して、電源ユニットの反対側から新たなドライバーユニットを接続することで、新たなドライバーユニットの駆動基板に電源を供給できる。つまり、接続済みのドライバーユニットの第２コネクターに新たなドライバーユニットの第１コネクターを接続することで、新たなドライバーユニットを電源ユニットに簡便に接続できる。したがって、駆動対象の構成の変化に応じてドライバーユニットを増加させたい場合は、上記の要領でドライバーユニットを電源ユニットに接続すれば良く、ドライバーユニットを減少させたい場合は、ドライバーユニットを取り外せば良い。こうして、駆動対象の構成に対応してコントローラーを最小の組み合わせで無駄なく構成することが可能となっている。

本発明に係るドライバーユニットは、ドライバー筐体と、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターと、ドライバー筐体の第１面と反対の第２面に取り付けられて、第１コネクターに入力された電源を出力する第２コネクターと、第１コネクターに入力された電源の供給を受けて駆動対象を駆動する、ドライバー筐体に収容された駆動基板とを備え、第１コネクターと第２コネクターとは、互いに着脱可能な形状を有する。

このように構成されたドライバーユニットは、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターを有し、第１コネクターに入力された電源の供給を受けて駆動対象を駆動する駆動基板をドライバー筐体に収容する。したがって、電源ユニットの電源コネクターとドライバーユニットの第１コネクターとを結合すれば、電源ユニットからドライバーユニットの駆動基板に電源を供給できる。

さらに、ドライバーユニットは、ドライバー筐体の第１面と反対の第２面に取り付けられた第２コネクターを有し、第１コネクターに入力された電源を第２コネクターに出力する。しかも、第１コネクターと第２コネクターとは、互いに着脱可能な形状を有しているため、ドライバーユニットを増加する場合には、既に電源ユニットに接続された一のドライバーユニットの第２面と、他のドライバーユニットの第１面とを互いに隣接させて、一のドライバーユニットの第２コネクターと他のドライバーユニットの第１コネクターを結合すれば、電源ユニットから一のドライバーユニットを介して他のドライバーユニットの駆動基板に電源を供給できる。同じ要領で、電源ユニットに接続済みのドライバーユニットに対して、電源ユニットの反対側から新たなドライバーユニットを接続することで、新たなドライバーユニットの駆動基板に電源を供給できる。つまり、接続済みのドライバーユニットの第２コネクターに新たなドライバーユニットの第１コネクターを接続することで、新たなドライバーユニットを電源ユニットに簡便に接続できる。したがって、駆動対象の構成の変化に応じてドライバーユニットを増加させたい場合は、上記の要領でドライバーユニットを電源ユニットに接続すれば良く、ドライバーユニットを減少させたい場合は、ドライバーユニットを取り外せば良い。こうして、駆動対象の構成に対応してコントローラーを最小の組み合わせで無駄なく構成することが可能となっている。

本発明によれば、駆動対象の構成に対応してコントローラーを最小の組み合わせで無駄なく構成することが可能となる。

本発明のコントローラーの第１実施形態に係るモーターコントローラーが具備する電気的構成を示すブロック図。ドライバーユニットとモーターとの関係を示すブロック図。図１に示すモーターコントローラーが備える外観構成を模式的に示す正面図。図１に示すモーターコントローラーが備える外観構成を模式的に示す正面図。本発明のコントローラーの第２実施形態に係るモーターコントローラーが具備する電気的構成を示すブロック図。

図１は本発明のコントローラーの第１実施形態に係るモーターコントローラーが具備する電気的構成を示すブロック図である。図１に示すように、モーターコントローラー１は、電源ユニット２、複数のドライバーユニット３およびホストコントローラーユニット４を備える。ちなみに、図１の例では、２台のドライバーユニット３が示されているが、後述するように、本実施形態のモーターコントローラー１では、ドライバーユニット３の台数を適宜増減することができる。また、図１に示す２台のドライバーユニット３を区別する場合は、それぞれドライバーユニット３Ａおよびドライバーユニット３Ｂと適宜表記する。

電源ユニット２は、２個の電源入力端子Ｔ２１、Ｔ２２と、強電出力端子Ｔ２３と、弱電出力端子Ｔ２４と、電源を生成する電源回路を搭載した電源基板２１とを備える。電源入力端子Ｔ２１は、外部から主電源（例えばＡＣ２００Ｖ）が入力される主電源入力端子であり、電源入力端子Ｔ２２は外部から制御電源（例えばＤＣ２４Ｖ）が入力される制御電源入力端子である。電源入力端子Ｔ２１、Ｔ２２はそれぞれ電源基板２１に接続されており、電源基板２１は、電源入力端子Ｔ２１、２２に入力された各電源から、ドライバーユニット３およびホストコントローラーユニット４の動作に必要な各種電源を生成する。つまり、電源基板２１は、電源入力端子Ｔ２１に入力された主電源から強電Ｐｈ（例えばＤＣ２８０Ｖ）を生成して、この強電Ｐｈを強電出力端子Ｔ２３から出力する。また、電源基板２１は、電源入力端子Ｔ２２に入力された制御電源から弱電Ｐｗ（例えばＤＣ２４Ｖ）を生成して、この弱電Ｐｗを弱電出力端子Ｔ２４から出力する。なお、電源ユニット２は、強電コネクターＨ２および弱電コネクターＷ２を備え、強電出力端子Ｔ２３は強電コネクターＨ２に設けられ、弱電出力端子Ｔ２４は弱電コネクターＷ２に設けられている。

複数のドライバーユニット３のそれぞれは互いに同一の構成を具備する。ドライバーユニット３は、ＡＣサーボモーターＭａ（図２）を制御する機能を担う。ここで、図２はドライバーユニットとモーターとの関係を示すブロック図である。図１および図２に示すように、ドライバーユニット３は、強電Ｐｈが入力される強電入力端子Ｔ３１と、弱電Ｐｗが入力される弱電入力端子Ｔ３２と、強電入力端子Ｔ３１に接続された強電出力端子Ｔ３３と、弱電入力端子Ｔ３２に接続された弱電出力端子Ｔ３４とを備え、強電入力端子Ｔ３１に入力された強電Ｐｈは強電出力端子Ｔ３３から出力され、弱電入力端子Ｔ３２に入力された弱電Ｐｗは弱電出力端子Ｔ３４から出力される。また、ドライバーユニット３は、制御信号Ｓｃが入力される信号入力端子Ｔ３５と、信号入力端子Ｔ３５に接続された信号出力端子Ｔ３６とを備え、信号入力端子Ｔ３５に入力された制御信号Ｓｃは信号出力端子Ｔ３６から出力される。

なお、ドライバーユニット３は、２個の強電コネクターＨ３１、Ｈ３２と、２個の弱電コネクターＷ３１、Ｗ３２とを備える。そして、強電入力端子Ｔ３１は強電コネクターＨ３１に設けられ、強電出力端子Ｔ３３は強電コネクターＨ３２に設けられ、弱電入力端子Ｔ３２および信号出力端子Ｔ３６は弱電コネクターＷ３１に設けられ、弱電出力端子Ｔ３４および信号入力端子Ｔ３５は弱電コネクターＷ３２に設けられている。

さらに、ドライバーユニット３は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３１と、モーター制御基板３２と、パワー回路基板３３とを備える。ＣＰＵ３１およびモーター制御基板３２は弱電入力端子Ｔ３２に接続されており、弱電入力端子Ｔ３２に入力された弱電Ｐｗの供給を受けて動作する。ＣＰＵ３１は信号入力端子Ｔ３５に接続されており、シリアル通信により信号入力端子Ｔ３５に入力された制御信号Ｓｃを、モーター制御基板３２に転送し、モーター制御基板３２は、受信した制御信号Ｓｃによってパワー回路基板３３を制御する。一方、パワー回路基板３３は強電入力端子Ｔ３１に接続されており、強電入力端子Ｔ３１に入力された強電Ｐｈの供給を受けて動作する。つまり、このパワー回路基板３３はパワートランジスター等の駆動素子を搭載し、強電Ｐｈが印加された駆動素子を制御信号Ｓｃに基づきスイッチングすることで生成した駆動信号Ｓａ（駆動電流）をＡＣサーボモーターＭａに供給する。これによって、ＡＣサーボモーターＭａが制御信号Ｓｃに応じて回転する。また、ＡＣサーボモーターＭａのエンコーダーの検出値（ＡＣサーボモーターＭａの回転位置）はモーター制御基板３２に入力され、モーター制御基板３２はこの検出値に基づきパワー回路基板３３を制御することで、ＡＣサーボモーターＭａの回転をフィードバック制御する。

ホストコントローラーユニット４は、各ドライバーユニット３に出力される制御信号Ｓｃを生成する機能を担う。ホストコントローラーユニット４は、弱電Ｐｗが入力される弱電入力端子Ｔ４１と、制御信号Ｓｃを出力する信号出力端子Ｔ４２と、弱電コネクターＷ４とを備え、弱電入力端子Ｔ４１および信号出力端子Ｔ４２は弱電コネクターＷ４に設けられる。さらに、ホストコントローラーユニット４はＣＰＵ４１を備える。ＣＰＵ４１は弱電入力端子Ｔ４１に接続されており、弱電コネクターＷ４に入力された弱電Ｐｗの供給を受けて動作する。このＣＰＵ４１はティーチングペンダント等によって教示された動作を各ＡＣサーボモーターＭａに実行させるための制御信号Ｓｃを生成し、この制御信号Ｓｃを信号出力端子Ｔ４２から出力する。

図３および図４は図１に示すモーターコントローラーが備える外観構成を模式的に示す正面図である。モーターコントローラー１は、図３に示すように各ユニット２、３、４を互いに離した状態と、図４に示すように配列方向Ｄに並ぶ各ユニット２、３、４を接続した状態とを取りうる。

電源ユニット２は直方体形状の電源筐体２０を備え、電源筐体２０内に電源基板２１を収容する。電源筐体２０の正面２０ａには、電源入力端子Ｔ２１および電源入力端子Ｔ２２が取り付けられており、電源入力端子Ｔ２１および電源入力端子Ｔ２２のそれぞれには外部電源が接続される。また、電源筐体２０の側面２０ｂ、２０ｃのうち、電源供給側面２０ｃには、強電コネクターＨ２と弱電コネクターＷ２とが取り付けられている。強電コネクターＨ２および弱電コネクターＷ２はソケットコネクターであり、強電コネクターＨ２は強電出力端子Ｔ２３をコネクターコンタクトと有し、弱電コネクターＷ２は弱電出力端子Ｔ２４をコネクターコンタクトとして有する。

ドライバーユニット３は、直方体形状のドライバー筐体３０を備え、ドライバー筐体３０内にＣＰＵ３１、モーター制御基板３２およびパワー回路基板３３を収容する。ドライバー筐体３０の正面３０ａには外部エンコーダー入力部３６、モーターエンコーダー入力部３７およびモーターパワー出力部３８が取り付けられている。モーターエンコーダー入力部３７は、ドライバー筐体３０内でモーター制御基板３２の入力に接続され、モーターパワー出力部３８はドライバー筐体３０内でパワー回路基板３３の出力に接続されている。そして、ＡＣサーボモーターＭａのエンコーダー出力がモーターエンコーダー入力部３７を介してモーター制御基板３２に入力され、パワー回路基板３３がモーターパワー出力部３８を介してＡＣサーボモーターＭａに駆動信号Ｓａを入力する。

また、ドライバー筐体３０が有する互いに平行な側面３０ｂ、３０ｃのうち、配列方向Ｄの一方側Ｄｂ（電源ユニット２側）の第１側面３０ｂには、強電コネクターＨ３１と弱電コネクターＷ３１とが取り付けられている。強電コネクターＨ３１は電源ユニット２の強電コネクターＨ２に着脱可能な形状を有するプラグコネクターであり、強電入力端子Ｔ３１をコネクターコンタクトとして有する。弱電コネクターＷ３１は電源ユニット２の弱電コネクターＷ２に着脱可能な形状を有するプラグコネクターであり、弱電入力端子Ｔ３２および信号出力端子Ｔ３６のそれぞれをコネクターコンタクトとして有する。

また、側面３０ｂ、３０ｃのうち、配列方向Ｄの他方側Ｄｃ（電源ユニット２の反対側）の第２側面３０ｃには、強電コネクターＨ３２と弱電コネクターＷ３２とが取り付けられている。強電コネクターＨ３２は電源ユニット２の強電コネクターＨ２と同一形状を有するソケットコネクターであり、強電出力端子Ｔ３３をコネクターコンタクトとして有する。かかる強電コネクターＨ３２は強電コネクターＨ３１に着脱可能な形状を有する。そのため、一のドライバーユニット３の強電コネクターＨ３２は、他のドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１に着脱可能である。また、弱電コネクターＷ３２は電源ユニット２の弱電コネクターＷ２と同一形状を有するソケットコネクターであり、弱電出力端子Ｔ３４および信号入力端子Ｔ３５をコネクターコンタクトとして有する。かかる弱電コネクターＷ３２は弱電コネクターＷ３１に着脱可能な形状を有する。そのため、一のドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２は、他のドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１に着脱可能である。

このように、ドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１および弱電コネクターＷ３１が電源ユニット２の強電コネクターＨ２および弱電コネクターＷ２とそれぞれ着脱可能に構成されている。したがって、ドライバーユニット３を電源ユニット２に接続することができる。つまり、ドライバーユニット３の第１側面３０ｂを電源ユニット２の電源供給側面２０ｃに配列方向Ｄの他方側Ｄｃから隣接させて、ドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１を電源ユニット２の強電コネクターＨ２に結合させると、ドライバーユニット３の強電入力端子Ｔ３１が電源ユニット２の強電出力端子Ｔ２３に接触する。これによって、ドライバーユニット３のパワー回路基板３３は電源ユニット２から強電Ｐｈの供給を受ける。また、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１を電源ユニット２の弱電コネクターＷ２に結合させると、ドライバーユニット３の弱電入力端子Ｔ３２が電源ユニット２の弱電出力端子Ｔ２４に接触する。これによって、ドライバーユニット３のＣＰＵ３１およびモーター制御基板３２は電源ユニット２から弱電Ｐｗの供給を受ける。

さらに、ドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１および弱電コネクターＷ３１が、他のドライバーユニット３の強電コネクターＨ３２および弱電コネクターＷ３２にそれぞれ着脱可能に構成されている。したがって、図４に例示するように、ドライバーユニット３Ｂを、電源ユニット２に接続されたドライバーユニット３Ａにさらに接続することができる。つまり、ドライバーユニット３Ｂの第１側面３０ｂを、ドライバーユニット３Ａの第２側面３０ｃに配列方向Ｄの他方側Ｄｃから隣接させて、ドライバーユニット３Ｂの強電コネクターＨ３１をドライバーユニット３Ａの強電コネクターＨ３２に結合させると、ドライバーユニット３Ｂの強電入力端子Ｔ３１がドライバーユニット３Ａの強電出力端子Ｔ３３に接触する。この際、ドライバーユニット３Ａでは、強電出力端子Ｔ３３は、電源ユニット２の強電出力端子Ｔ２３に接触する強電入力端子Ｔ３１に短絡されている。これによって、ドライバーユニット３Ｂのパワー回路基板３３は、ドライバーユニット３Ａを介して電源ユニット２から強電Ｐｈの供給を受ける。また、ドライバーユニット３Ｂの弱電コネクターＷ３１をドライバーユニット３Ａの弱電コネクターＷ３２に結合させると、ドライバーユニット３Ｂの弱電入力端子Ｔ３２がドライバーユニット３Ａの弱電出力端子Ｔ３４に接触する。この際、ドライバーユニット３Ａでは、弱電出力端子Ｔ３４は、電源ユニット２の弱電出力端子Ｔ２４に接触する弱電入力端子Ｔ３２に短絡されている。これによって、ドライバーユニット３ＢのＣＰＵ３１およびモーター制御基板３２は、ドライバーユニット３Ａを介して電源ユニット２から弱電Ｐｗの供給を受ける。

ホストコントローラーユニット４は、直方体形状のホスト筐体４０を備え、ホスト筐体４０内にＣＰＵ４１を収容する。ホスト筐体４０の正面４０ａには、ホスト筐体４０内部でそれぞれＣＰＵ４１に接続されたティーチングペンダント接続部４２、イーサネット接続部４３およびフィールドネットワーク接続部４４が取り付けられている（なお、イーサネットは登録商標である）。また、ホスト筐体４０が有する側面４０ｂ、４０ｃのうち、配列方向Ｄの一方側Ｄｂの信号供給側面４０ｂには、弱電コネクターＷ４が取り付けられている。弱電コネクターＷ４は、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１と同一形状を有するプラグコネクターであり、弱電入力端子Ｔ４１および信号出力端子Ｔ４２をコネクターコンタクトとして有する。この弱電コネクターＷ４は当該形状を有することから、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２に着脱可能である。

したがって、ホストコントローラーユニット４をドライバーユニット３に接続することができる。つまり、ホストコントローラーユニット４の信号供給側面４０ｂをドライバーユニット３の第２側面３０ｃに配列方向Ｄの他方側Ｄｃから隣接させて、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ４をドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２に接合させると、ホストコントローラーユニット４の弱電入力端子Ｔ４１がドライバーユニット３の弱電出力端子Ｔ３４に接触する。一方、ドライバーユニット３では、弱電出力端子Ｔ３４は、電源ユニット２の弱電出力端子Ｔ２４に接続された弱電入力端子Ｔ３２に短絡されている。これによって、ホストコントローラーユニット４のＣＰＵ４１は、ドライバーユニット３を介して電源ユニット２から弱電Ｐｗの供給を受ける。

また、ホストコントローラーユニット４の弱電コネクターＷ４とドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２との結合により、ホストコントローラーユニット４の信号出力端子Ｔ４２とドライバーユニット３の信号入力端子Ｔ３５とが接触する。これによって、ドライバーユニット３は、ホストコントローラーユニット４から制御信号Ｓｃの供給を受ける。また、ホストコントローラーユニット４は、隣接するドライバーユニット３を介して、他のドライバーユニット３にも制御信号Ｓｃを供給できる。ドライバーユニット３Ａ、３Ｂを例に挙げて説明すると、ドライバーユニット３Ａの弱電コネクターＷ３２がドライバーユニット３Ｂの弱電コネクターＷ３１に結合されると、ドライバーユニット３Ａの信号入力端子Ｔ３５がドライバーユニット３Ｂの信号出力端子Ｔ３６に接触する。一方、ドライバーユニット３Ｂでは、信号出力端子Ｔ３６は、ホストコントローラーユニット４の信号出力端子Ｔ４２に接触する信号入力端子Ｔ３５に短絡されている。これによって、ドライバーユニット３ＡのＣＰＵ３１は、ドライバーユニット３Ｂを介してホストコントローラーユニット４から制御信号Ｓｃの供給を受ける。

ちなみに、電源ユニット２、ドライバーユニット３およびホストコントローラーユニット４を接続した状態において、モーターコントローラー１を平らな接地面Ｇにコンパクトに設置できるように、電源ユニット２、ドライバーユニット３およびホストコントローラーユニット４は、等しい高さｈを有する。そして、モーターコントローラー１を接地面Ｇに設置した状態において、強電コネクターＨ２、Ｈ３１、Ｈ３２のそれぞれの接地面Ｇからの高さが一致するように強電コネクターＨ２、Ｈ３１、Ｈ３２は取り付けられるとともに、弱電コネクターＷ２、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ４のそれぞれの接地面Ｇからの高さが一致するように弱電コネクターＷ２、Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ４は取り付けられている。

以上に説明したように本実施形態のモーターコントローラー１では、電源ユニット２は、電源筐体２０の電源供給側面２０ｃに取り付けられた強電コネクターＨ２を有し、電源筐体２０に収容された電源基板２１により生成した強電Ｐｈを強電コネクターＨ２から出力する。これに対して、ドライバーユニット３は、ドライバー筐体３０の第１側面３０ｂに取り付けられた強電コネクターＨ３１を有し、強電コネクターＨ３１に入力された強電Ｐｈの供給を受けてＡＣサーボモーターＭａを駆動するパワー回路基板３３をドライバー筐体３０に収容する。そして、ドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１は、電源ユニット２の強電コネクターＨ２に着脱可能である。したがって、電源ユニット２の電源供給側面２０ｃとドライバーユニット３の第１側面３０ｂとを互いに隣接させて、電源ユニット２の強電コネクターＨ２とドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１とを結合すれば、電源ユニット２からドライバーユニット３のパワー回路基板３３に強電Ｐｈを供給できる。

さらに、ドライバーユニット３は、ドライバー筐体３０の第１側面３０ｂと反対の第２側面３０ｃに取り付けられた強電コネクターＨ３２を有し、強電コネクターＨ３１に入力された強電Ｐｈを強電コネクターＨ３２に出力する。しかも、ドライバーユニット３の強電コネクターＨ３２は、電源ユニット２の強電コネクターＨ２と同一の形状を有し、他のドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１と着脱可能である。したがって、ドライバーユニット３を増加する場合には、既に電源ユニット２に接続された一のドライバーユニット３Ａの第２側面３０ｃと、他のドライバーユニット３Ｂの第１側面３０ｂとを互いに隣接させて、一のドライバーユニット３Ａの強電コネクターＨ３２と他のドライバーユニット３Ｂの強電コネクターＨ３１とを結合すれば、電源ユニット２からドライバーユニット３Ａを介して他のドライバーユニット３Ｂのパワー回路基板３３に強電Ｐｈを供給できる。こうして、ＡＣサーボモーターＭａの増設に伴ってドライバーユニット３Ｂを増加できる。また、同じ要領で、電源ユニット２に接続済みのドライバーユニット３に対して、電源ユニット２の反対側から新たなドライバーユニット３を接続することで、新たなドライバーユニット３のパワー回路基板３３に強電Ｐｈを供給できる。つまり、接続済みのドライバーユニット３の強電コネクターＨ３２に新たなドライバーユニット３の強電コネクターＨ３１を接続することで、新たなドライバーユニット３を電源ユニット２に簡便に接続できる。したがって、ＡＣサーボモーターＭａの軸構成（軸数）の変化（増減）に応じてドライバーユニット３を増加させたい場合は、上記の要領でドライバーユニット３を電源ユニット２に接続すれば良く、ドライバーユニット３を減少させたい場合は、ドライバーユニット３を取り外せば良い。こうして、ＡＣサーボモーターＭａの軸構成の変化に対応してモーターコントローラー１を最小の組み合わせで無駄なく構成することが可能となっている。

なお、ドライバーユニット３の増加は、例えば予備として所有していたドライバーユニット３を追加・接続することで行っても良いし、新たに購入したドライバーユニット３を追加・接続することで行っても良い。

また、電源ユニット２は、電源筐体２０の電源供給側面２０ｃに取り付けられた弱電コネクターＷ２を有し、電源筐体２０に収容された電源基板２１により生成した弱電Ｐｗを弱電コネクターＷ２から出力する。これに対して、ドライバーユニット３は、ドライバー筐体３０の第１側面３０ｂに取り付けられた弱電コネクターＷ３１と、ドライバー筐体３０に収容されたモーター制御基板３２とを有する、そして、弱電コネクターＷ３１に入力された弱電Ｐｗの供給を受けて、モーター制御基板３２がパワー回路基板３３によるＡＣサーボモーターＭａの駆動を制御する。そして、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１は、電源ユニット２の弱電コネクターＷ２に着脱可能である。したがって、電源ユニット２の電源供給側面２０ｃとドライバーユニット３の第１側面３０ｂとを互いに隣接させて、電源ユニット２の弱電コネクターＷ２とドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１とを結合すれば、電源ユニット２からドライバーユニット３のモーター制御基板３２に弱電Ｐｗを供給できる。

さらに、ドライバーユニット３は、ドライバー筐体３０の第２側面３０ｃに取り付けられた弱電コネクターＷ３２を有し、弱電コネクターＷ３１に入力された弱電Ｐｗを弱電コネクターＷ３２に出力する。しかも、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２は、電源ユニット２の弱電コネクターＷ２と同一の形状を有し、他のドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１に着脱可能である。したがって、ドライバーユニット３を増加する場合には、既に電源ユニット２に接続された一のドライバーユニット３Ａの第２側面３０ｃと、他のドライバーユニット３Ｂの第１側面３０ｂとを互いに隣接させて、一のドライバーユニット３Ａの弱電コネクターＷ３２と他のドライバーユニット３Ｂの弱電コネクターＷ３１とを結合すれば、電源ユニット２から一のドライバーユニット３Ａを介して他のドライバーユニット３Ｂのモーター制御基板３２に弱電Ｐｗを供給できる。同じ要領で、電源ユニット２に接続済みのドライバーユニット３に対して、電源ユニット２の反対側から新たなドライバーユニット３を接続することで、新たなドライバーユニット３のモーター制御基板３２に弱電Ｐｗを供給できる。つまり、接続済みのドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２に新たなドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１を接続することで、新たなドライバーユニット３を電源ユニット２に簡便に接続できる。こうして、ＡＣサーボモーターＭａの増設に対応してドライバーユニット３を簡便に増加することが可能となっている。

また、各ドライバーユニット３では、弱電コネクターＷ３２に入力された制御信号Ｓｃに基づきモーター制御基板３２がパワー回路基板３３によるＡＣサーボモーターＭａの駆動を制御する。これに対して、ホストコントローラーユニット４は、ホスト筐体４０が有する信号供給側面４０ｂに取り付けられた弱電コネクターＷ４と、ホスト筐体４０に収容されたＣＰＵ４１とを有し、ＣＰＵ４１が制御信号Ｓｃを弱電コネクターＷ４から出力する。そして、ホストコントローラーユニット４の弱電コネクターＷ４は、ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１と同一の形状を有し、各ドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２に着脱可能である。したがって、電源ユニット２に接続済みのドライバーユニット３のうち、電源ユニット２の反対側の端に位置するドライバーユニット３の第２側面３０ｃと、ホストコントローラーユニット４の信号供給側面４０ｂとを互いに隣接させて、このドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３２とホストコントローラーユニット４の弱電コネクターＷ４とを結合すれば、ホストコントローラーユニット４からドライバーユニット３のモーター制御基板３２に制御信号Ｓｃを供給できる。

また、かかるモーターコントローラー１は、多軸ロボットのロボットコントローラーとして好適に用いることができる。つまり、このような場合には、多軸ロボットの各軸の動作を協調させることで所定の作業を多軸ロボットに実行させることができる。これに対して上記のモーターコントローラー１では、単一のホストコントローラーユニット４により複数のドライバーユニット３を制御する。そのため、ホストコントローラーユニット４によって複数のドライバーユニット３の動作を同期させることで、これらドライバーユニット３の協調動作を簡単に実現できるという利点がある。

このように上記の実施形態では、モーターコントローラー１が本発明の「コントローラー」の一例に相当し、電源ユニット２が本発明の「電源ユニット」の一例に相当し、電源筐体２０が本発明の「電源筐体」の一例に相当し、電源供給側面２０ｃが本発明の「電源供給面」の一例に相当し、強電コネクターＨ２が本発明の「電源コネクター」の一例に相当し、弱電コネクターＷ２が本発明の「弱電コネクター」の一例に相当し、電源基板２１が本発明の「電源基板」の一例に相当し、強電Ｐｈが本発明の「電源」および「強電」の一例に相当し、弱電Ｐｗが本発明の「弱電」の一例に相当し、ドライバーユニット３が本発明の「ドライバーユニット」の一例に相当し、ドライバー筐体３０が本発明の「ドライバー筐体」の一例に相当し、第１側面３０ｂが本発明の「第１面」の一例に相当し、第２側面３０ｃが本発明の「第２面」の一例に相当し、強電コネクターＨ３１が本発明の「第１コネクター」の一例に相当し、強電コネクターＨ３２が本発明の「第２コネクター」の一例に相当し、弱電コネクターＷ３１が本発明の「第３コネクター」の一例に相当し、弱電コネクターＷ３２が本発明の「第４コネクター」の一例に相当し、パワー回路基板３３が本発明の「駆動基板」の一例に相当し、モーター制御基板３２が本発明の「制御基板」の一例に相当し、ホストコントローラーユニット４が本発明の「ホストコントローラーユニット」の一例に相当し、ホスト筐体４０が本発明の「ホスト筐体」の一例に相当し、信号供給側面４０ｂが本発明の「信号供給面」の一例に相当し、弱電コネクターＷ４が本発明の「制御コネクター」の一例に相当し、ＣＰＵ４１が本発明の「演算部」の一例に相当し、制御信号Ｓｃが本発明の「制御信号」の一例に相当し、ＡＣサーボモーターＭａが本発明の「駆動対象」の一例に相当する。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、図５に示すようにモーターコントローラー１を構成しても良い。ここで、図５は本発明のコントローラーの第２実施形態に係るモーターコントローラーが具備する電気的構成を示すブロック図である。第１実施形態との差異は、電源ユニット２にホストコントローラーユニット４の機能を統合して、ホストコントローラーユニット４を省略した点にある。なお、ここでは、ホストコントローラーユニット４の機能を統合した電源ユニット２を特にインタフェースユニット５と称する。以下では、第１実施形態との差異点を中心に説明することとし、共通点については相当符号を付して適宜説明を省略する。ただし、第１実施形態と共通する構成を備えることで同様の効果が奏されることは言うまでも無い。

図５の実施形態では、インタフェースユニット５は、第１実施形態の電源ユニット２が備える構成の他に、筐体内に収容されたＣＰＵ４１と、ＣＰＵ４１が生成した制御信号Ｓｃを出力する信号出力端子Ｔ４２を備える。信号出力端子Ｔ４２は、弱電コネクターＷ２にコネクターコンタクトとして設けられ、インタフェースユニット５の弱電コネクターＷ２とドライバーユニット３の弱電コネクターＷ３１とが結合されると、インタフェースユニット５の信号出力端子Ｔ４２は、ドライバーユニット３の信号出力端子Ｔ３６に接触する。これによって、インタフェースユニット５から各ドライバーユニット３に制御信号Ｓｃを供給することが可能となっている。

また、図５に示す以外の変形も種々可能である。例えば、上記の例では、２台のドライバーユニット３を示して実施形態の説明を行った。しかしながら、ドライバーユニット３の数は、当然のことながら、ＡＣサーボモーターＭａの数に応じて適宜変更可能である。

また、各ドライバーユニット３は１個のＡＣサーボモーターＭａを駆動するように構成されていた。しかしながら、複数のＡＣサーボモーターＭａを駆動するようにドライバーユニット３を構成しても良い。

また、ドライバーユニット３が駆動する対象は、ＡＣサーボモーターＭａに限られず、例えばＤＣサーボモーターやステッピングモーター等の他の種類のモーターであっても良い。あるいは、モーター以外の例えばアクチュエーター等の駆動対象をドライバーユニット３で駆動するように構成しても構わない。

また、配列方向Ｄの一方側Ｄｂに設けられた強電コネクターＨ３１、弱電コネクターＷ３１および弱電コネクターＷ４をプラグコネクターで構成し、配列方向Ｄの他方側Ｄｃに設けられた強電コネクターＨ２、弱電コネクターＷ２、強電コネクターＨ３２および弱電コネクターＷ３２をソケットコネクターで構成していた。しかしながら、配列方向Ｄの一方側Ｄｂに設けられた強電コネクターＨ３１、弱電コネクターＷ３１および弱電コネクターＷ４をソケットコネクターで構成し、配列方向Ｄの他方側Ｄｃに設けられた強電コネクターＨ２、弱電コネクターＷ２、強電コネクターＨ３２および弱電コネクターＷ３２をプラグコネクターで構成しても良い。

また、同一のドライバー筐体３０に取り付けられる強電コネクターＨ３１と強電コネクターＨ３２は一体的に構成しても良いし、それぞれ別体で構成して基板等でこれらを結線しても良い。同一のドライバー筐体３０に取り付けられる弱電コネクターＷ３１と弱電コネクターＷ３２も同様に一体的に構成しても良いし、それぞれ別体で構成して基板等でこれらを結線しても良い。

さらに言えば、各コネクターＨ２、Ｈ３１、Ｈ３２、Ｗ２、Ｗ３１、Ｗ４のタイプや形状は適宜変更が可能であり、従来から一般に知られているコネクターを適宜用いることができる。

具体例を示して上述したように、本発明に対しては例えば下記に示す種々の変形を適宜加えることができる。

つまり、電源ユニットは、電源供給面に取り付けられた弱電コネクターをさらに有し、電源基板により生成した強電を電源として電源コネクターから出力するとともに、電源基板により生成した弱電を弱電コネクターから出力し、各ドライバーユニットは、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第３コネクターと、ドライバー筐体の第２面に取り付けられた第４コネクターと、第３コネクターに入力された弱電の供給を受けて駆動基板による駆動を制御する、ドライバー筐体に収容された制御基板とをさらに有し、各ドライバーユニットの第４コネクターは、電源ユニットの弱電コネクターと同一の形状を有し、各ドライバーユニットの第３コネクターは、電源ユニットの弱電コネクターに着脱可能であるとともに、他のドライバーユニットの第４コネクターに着脱可能であるように、コントローラーを構成しても良い。

このように構成されたコントローラーでは、電源ユニットは、電源筐体の電源供給面に取り付けられた弱電コネクターを有し、電源筐体に収容された電源基板により生成した弱電を弱電コネクターから出力する。これに対して、ドライバーユニットは、ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第３コネクターを有し、第３コネクターに入力された弱電の供給を受けて駆動基板による駆動を制御する制御基板をドライバー筐体に収容する。そして、ドライバーユニットの第３コネクターは、電源ユニットの弱電コネクターに着脱可能である。したがって、電源ユニットの電源供給面とドライバーユニットの第１面とを互いに隣接させて、電源ユニットの弱電コネクターとドライバーユニットの第３コネクターとを結合すれば、電源ユニットからドライバーユニットの制御基板に弱電を供給できる。

さらに、ドライバーユニットは、ドライバー筐体の第２面に取り付けられた第４コネクターを有し、第３コネクターに入力された弱電を第４コネクターに出力する。しかも、ドライバーユニットの第４コネクターは、電源ユニットの弱電コネクターと共通する形状を有し、他のドライバーユニットの第３コネクターと着脱可能である。したがって、ドライバーユニットを増加する場合には、既に電源ユニットに接続された一のドライバーユニットの第２面と、他のドライバーユニットの第１面とを互いに隣接させて、一のドライバーユニットの第４コネクターと他のドライバーユニットの第３コネクターを結合すれば、電源ユニットから一のドライバーユニットを介して他のドライバーユニットの制御基板に弱電を供給できる。同じ要領で、電源ユニットに接続済みのドライバーユニットに対して、電源ユニットの反対側から新たなドライバーユニットを接続することで、新たなドライバーユニットの制御基板に弱電を供給できる。つまり、接続済みのドライバーユニットの第４コネクターに新たなドライバーユニットの第３コネクターを接続することで、新たなドライバーユニットを電源ユニットに簡便に接続できる。こうして、駆動対象の増設に対応してドライバーユニットを簡便に増加することが可能となっている。

また、ホスト筐体と、ホスト筐体が有する信号供給面に取り付けられた制御コネクターと、ホスト筐体に収容された演算部とを有し、演算部により生成した制御信号を制御コネクターから出力するホストコントローラーユニットをさらに備え、各ドライバーユニットでは、第４コネクターに入力された制御信号に基づき制御基板が駆動基板による駆動を制御し、各ドライバーユニットの第３コネクターは、ホストコントローラーユニットの制御コネクターと共通する形状を有し、各ドライバーユニットの第４コネクターは、ホストコントローラーユニットの制御コネクターに着脱可能であるように、コントローラーを構成しても良い。

かかる構成では、各ドライバーユニットでは、第４コネクターに入力された制御信号に基づき制御基板が駆動基板による駆動を制御する。これに対して、ホストコントローラーユニットは、ホスト筐体が有する信号供給面に取り付けられた制御コネクターを有し、制御信号を制御コネクターから出力する演算部をホスト筐体に収容する。そして、ホストコントローラーユニットの制御コネクターは、ドライバーユニットの第３コネクターと共通する形状を有し、各ドライバーユニットの第４コネクターに着脱可能である。したがって、電源ユニットに接続済みのドライバーユニットのうち、電源ユニットの反対側の端に位置するドライバーユニットの第２面と、ホストコントローラーユニットの信号供給面とを互いに隣接させて、このドライバーユニットの第４コネクターとホストコントローラーユニットの制御コネクターとを結合すれば、ホストコントローラーユニットからドライバーユニットの制御基板に制御信号を供給できる。

あるいは、電源ユニットは、電源筐体に収容された演算部を有し、演算部により生成した制御信号を弱電コネクターから出力し、各ドライバーユニットでは、第３コネクターに入力された制御信号に基づき制御基板が駆動基板による駆動を制御するように、コントローラーを構成しても良い。かかる構成では、各ドライバーユニットでは、第３コネクターに入力された制御信号に基づき制御基板が駆動基板による駆動を制御する。これに対して、電源ユニットは、生成した制御信号を弱電コネクターから出力する。こうして、電源ユニットからドライバーユニットの制御基板に制御信号を供給できる。

この発明は、モーター等の駆動対象を駆動する技術全般に適用可能である。

１…モーターコントローラー（コントローラー）、２…電源ユニット、２０…電源筐体、２０ｃ…電源供給側面、２１…電源基板、３…ドライバーユニット、３０…ドライバー筐体、３０ｂ…第１側面（第１面）、３０ｃ…第２側面（第２面）、３２…モーター制御基板（制御基板）、３３…パワー回路基板（駆動基板）、４…ホストコントローラーユニット、４０…ホスト筐体、４０ｂ…信号供給側面（信号供給面）、４１…ＣＰＵ（演算部）、５…インタフェースユニット（電源ユニット）、Ｈ２…強電コネクター、Ｗ２…弱電コネクター、Ｈ３１…強電コネクター（第１コネクター）、Ｈ３２…強電コネクター（第２コネクター）、Ｗ３１…弱電コネクター（第３コネクター）、Ｗ３２…弱電コネクター（第４コネクター）、Ｗ４…弱電コネクター（制御コネクター）、Ｐｈ…強電（電源）、Ｐｗ…弱電、Ｓｃ…制御信号ＳｃＭａ…ＡＣサーボモーター（駆動対象）

Claims

電源筐体と、前記電源筐体が有する電源供給面に取り付けられた電源コネクターと、前記電源筐体に収容された電源基板とを有し、前記電源基板により生成した電源を前記電源コネクターから出力する電源ユニットと、
ドライバー筐体と、前記ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターと、前記ドライバー筐体の前記第１面と反対の第２面に取り付けられた第２コネクターと、前記第１コネクターに入力された前記電源の供給を受けて駆動対象を駆動する、前記ドライバー筐体に収容された駆動基板とを有し、前記第１コネクターに入力された前記電源を前記第２コネクターから出力する複数のドライバーユニットと
を備え、
前記各ドライバーユニットの前記第２コネクターは、前記電源ユニットの前記電源コネクターと共通する形状を有し、
前記各ドライバーユニットの前記第１コネクターは、前記電源ユニットの前記電源コネクターに着脱可能であるとともに、他のドライバーユニットの前記第２コネクターに着脱可能であるコントローラー。
前記電源ユニットは、前記電源供給面に取り付けられた弱電コネクターをさらに有し、前記電源基板により生成した強電を前記電源として前記電源コネクターから出力するとともに、前記電源基板により生成した弱電を前記弱電コネクターから出力し、
前記各ドライバーユニットは、前記ドライバー筐体の前記第１面に取り付けられた第３コネクターと、前記ドライバー筐体の前記第２面に取り付けられた第４コネクターと、前記第３コネクターに入力された前記弱電の供給を受けて前記駆動基板による駆動を制御する、前記ドライバー筐体に収容された制御基板とをさらに有し、
前記各ドライバーユニットの前記第４コネクターは、前記電源ユニットの前記弱電コネクターと同一の形状を有し、
前記各ドライバーユニットの前記第３コネクターは、前記電源ユニットの前記弱電コネクターに着脱可能であるとともに、他のドライバーユニットの前記第４コネクターに着脱可能である請求項１に記載のコントローラー。
ホスト筐体と、前記ホスト筐体が有する信号供給面に取り付けられた制御コネクターと、前記ホスト筐体に収容された演算部とを有し、前記演算部により生成した制御信号を前記制御コネクターから出力するホストコントローラーユニットをさらに備え、
前記各ドライバーユニットでは、前記第４コネクターに入力された前記制御信号に基づき前記制御基板が前記駆動基板による駆動を制御し、
前記各ドライバーユニットの前記第３コネクターは、前記ホストコントローラーユニットの前記制御コネクターと共通する形状を有し、
前記各ドライバーユニットの前記第４コネクターは、前記ホストコントローラーユニットの前記制御コネクターに着脱可能である請求項２に記載のコントローラー。
前記電源ユニットは、前記電源筐体に収容された演算部を有し、前記演算部により生成した制御信号を前記弱電コネクターから出力し、
前記各ドライバーユニットでは、前記第３コネクターに入力された前記制御信号に基づき前記制御基板が前記駆動基板による駆動を制御する請求項２に記載のコントローラー。
ドライバー筐体と、
前記ドライバー筐体の第１面に取り付けられた第１コネクターと、
前記ドライバー筐体の前記第１面と反対の第２面に取り付けられて、前記第１コネクターに入力された電源を出力する第２コネクターと、
前記第１コネクターに入力された前記電源の供給を受けて駆動対象を駆動する、前記ドライバー筐体に収容された駆動基板と
を備え、
前記第１コネクターと前記第２コネクターとは、互いに着脱可能な形状を有するドライバーユニット。