WO2011121739A1 - 電力共有装置及びモータ駆動システム - Google Patents

電力共有装置及びモータ駆動システム Download PDF

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誉和 上岡
智 近藤
尚志 中平
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三菱電機株式会社
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/514Bases; Cases composed as a modular blocks or assembly, i.e. composed of co-operating parts provided with contact members or holding contact members between them
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Definitions

  • the present invention relates to a power sharing device that shares power power among motor drive units such as a power conversion unit, a servo drive unit, and a spindle drive unit that converts AC power to DC power, and a power conversion unit, a servo drive unit, a spindle drive unit, and the like.
  • the present invention relates to a motor drive system including a motor drive unit and a power sharing device.
  • the power buses of each motor drive unit are connected by connecting pieces.
  • the power bus and the connecting piece were fixed by fixing means such as bolts and nuts.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a power sharing apparatus in which connections between units for sharing power supply power are easy and parts are not lost.
  • the present invention is installed on the upper surface, back surface, or front surface of a motor drive unit such as a power conversion unit that converts AC power into DC power, a servo drive unit, and a spindle drive unit.
  • a motor drive unit such as a power conversion unit that converts AC power into DC power, a servo drive unit, and a spindle drive unit.
  • An electric power sharing device wherein an insertion hole is provided in the electric power sharing device housing, arranged parallel to each other so as to face sideways, and a fixed positive electrode and a fixed negative electrode capable of flowing a current necessary for driving the motor.
  • An electrode, a movable positive electrode and a movable negative electrode that are slidably inserted into the insertion hole and protrude from the casing to the side by a predetermined amount and are integrated with the slider, and are fixed to the fixed positive electrode and the negative electrode, respectively. And positive and negative terminals respectively connected to the positive and negative electrodes of the motor drive unit.
  • the power sharing apparatus according to the present invention is advantageous in that it is easy to connect between units (power sharing apparatuses) for sharing power supply power and there is no risk of component loss.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a power sharing apparatus according to an embodiment of the present invention is installed on a motor drive unit.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a plurality of power sharing apparatuses according to the embodiment installed on the motor drive unit are connected.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the power sharing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a front view showing the power sharing apparatus of the embodiment in a state where the locking lid is opened and the movable positive and negative electrodes protrude.
  • FIG. 5 is a front view showing the power sharing apparatus of the embodiment in a state where the locking lid is opened and the movable positive and negative electrodes are housed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a power sharing apparatus according to an embodiment of the present invention is installed on a motor drive unit.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a plurality of power sharing apparatuses according to the embodiment installed on the motor drive unit
  • FIG. 6 is a perspective view showing a mesh electrode that forms insertion holes for fixed positive and negative electrodes.
  • FIG. 7 is a front view showing the power sharing apparatus of the embodiment in a state where the movable positive and negative electrodes protrude and the locking lid is closed.
  • FIG. 8 is a front view showing the power sharing apparatus of the embodiment in a state where the movable positive and negative electrodes are housed and the locking lid is closed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a state where a power sharing apparatus according to an embodiment of the present invention is installed on a motor drive unit
  • FIG. 2 shows a plurality of embodiments installed on the motor drive unit. It is a perspective view which shows a mode that a power sharing apparatus is connected.
  • the power sharing apparatus 20 is installed on the upper surface of the motor drive unit 10 such as the power conversion unit 11, the servo drive unit 12, the spindle drive unit 13, etc.
  • the motor drive unit 10 is electrically connected to a positive electrode and a negative electrode (not shown) exposed on the upper surface of the drive unit 10.
  • the power sharing device 20 is installed on the upper surface of the motor drive unit 10, but may be installed on the back surface or the front surface of the motor drive unit 10.
  • the power conversion unit 11, the servo drive unit 12, and the spindle drive unit 13, each having the power sharing device 20 installed are adjacent to each other laterally, and the movable positive electrode 23 and the movable negative electrode 24 of one unit. Is inserted into the insertion holes 21a and 22a of the fixed positive electrode 21 and the fixed negative electrode 22 (see FIG. 3) of the other unit, so that the power supply power of one unit can be shared with the other unit.
  • the power conversion unit 11, the servo drive unit 12, and the spindle drive unit 13 connected by the power sharing apparatus 20 constitute a motor drive system.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the power sharing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a front view illustrating the power sharing apparatus according to the embodiment in a state where the locking lid is opened and the movable positive and negative electrodes protrude.
  • FIG. 5 is a front view showing the power sharing device of the embodiment in a state in which the locking lid is opened and the movable positive and negative electrodes are housed, and
  • FIG. 6 is a diagram showing the insertion holes for the fixed positive and negative electrodes. It is a perspective view which shows the mesh electrode to perform.
  • the power sharing apparatus 20 of the embodiment includes a power sharing apparatus casing 20a (hereinafter simply referred to as “casing 20a”) having the same width as the unit casing 10a of the motor drive unit 10.
  • casing 20a a power sharing apparatus casing 20a having the same width
  • the movable positive to the outside of the casing 20a, the exposure amount of the negative electrodes 23 and 24, and the movable when the slider 27 described later is set to a predetermined protruding position.
  • the protruding lengths of the positive and negative electrodes 23 and 24 can be shortened.
  • the power sharing device 20 is provided with insertion holes 21a and 22a in the housing 20a and arranged in parallel so as to face sideways.
  • 23 and the movable negative electrode 24, and the positive terminal 25 and the negative terminal 26 fixed to the fixed positive and negative electrodes 21 and 22, respectively, and connected to the positive and negative electrodes (not shown) of the motor drive unit 10, respectively. I have. As shown in FIG.
  • the insertion holes 21a and 22a of the fixed positive and negative electrodes 21 and 22 have a mesh structure in which inner wall surfaces are formed by mesh electrodes 21b and 22b.
  • the mesh electrodes 21b and 22b have elasticity and are elastically pressed against the movable positive and negative electrodes 23 and 24, thereby increasing the contact area between the two and making it easy for current to flow.
  • the positive terminal 25 and the negative terminal 26 are formed in an L shape in a plan view, and are fixed to the lower sides of the fixed positive electrode 21 and the fixed negative electrode 22 with short sides, respectively.
  • the screwing holes 25a, 26a at the long side tips of the positive terminal 25 and the negative terminal 26 are arranged at positions shifted laterally from directly below the fixed positive electrode 21 and the fixed negative electrode 22 in plan view.
  • the upper lid 20b of the casing 20a is opened, a driver is inserted into the casing 20a, and the positive terminals 25 and the negative terminals 26 are connected to the positive electrodes of the motor drive unit 10 using the screw holes 25a and 26a. It can be screwed to the negative electrode (not shown). In this way, the power source power of the motor drive unit 10 can be taken out to the movable positive and negative electrodes 23 and 24 of the power sharing device 20.
  • the movable positive electrode 23 and the movable negative electrode 24 are integrated with the slider 27.
  • a projecting position projects from the housing 20a to one side by a specified amount. It can be put in and out of the storage position (see FIG. 5) stored in 20a.
  • the distal ends of the movable positive electrode 23 and the movable negative electrode 24 are rounded so that they can be easily inserted into the fixed holes of the adjacent power sharing device 20 and the insertion holes 21a, 22a of the negative electrodes 21, 22. Even if the centers of the negative electrodes 23 and 24 and the centers of the insertion holes 21a and 22a are slightly deviated, they can be easily inserted.
  • the movable positive and negative electrodes 23 and 24 protrude from the power sharing apparatus 20 by a specified amount and are adjacent to each other.
  • the motor drive unit 10 and the adjacent motor drive unit 10 inserted into the fixed positive and negative electrodes 21 and 22 of the power sharing device 20 installed in the motor drive unit 10 can be shared.
  • the movable positive and negative electrodes 23 and 24 and the fixed positive and negative electrodes 21 and 22 can be easily connected by simply sliding the slider 27.
  • the housing 20a includes a locking lid 20c that locks the slider 27 at the predetermined protruding position and the storage position of the movable positive and negative electrodes 23 and 24, respectively.
  • the slider 27 is provided with a mountain-shaped protrusion 27a that serves as an operation knob.
  • the locking lid 20c is provided with the locking lid 20c.
  • a protrusion locking hole 20d and a storage locking hole 20e for engaging with the protrusion 27a and locking the slider 27.
  • the locking lid 20c When the locking lid 20c is closed when the slider 27 is not located at the specified protruding position or storage position, the locking lid 20c and the protrusion 27a interfere with each other, and the locking lid 20c does not close. Therefore, as shown in FIG. 4, when the adjacent power sharing devices 20 are connected to each other, the movable positive and negative electrodes 23 and 24 are normal with the fixed positive and negative electrodes 21 and 22 of the adjacent power sharing device 20. It can be easily confirmed whether it is connected to.
  • FIG. 7 is a front view showing the power sharing apparatus of the embodiment in a state where the movable positive and negative electrodes protrude and the locking lid is closed. As shown in FIG. 7, the protrusion 27a of the slider 27 fits into the protruding locking hole 20d provided in the locking lid 20c, and the locking lid 20c closes, so that it can be confirmed that the connection is normally made. .
  • FIG. 8 is a front view showing the power sharing apparatus of the embodiment in a state where the movable positive and negative electrodes are accommodated and the locking lid is closed. As shown in FIG. 8, since the protrusion 27a of the slider 27 is fitted into the storage locking hole 20e provided in the locking lid 20c and the locking lid 20c is closed, the movable positive and negative electrodes 23 and 24 are normal. Can be confirmed.
  • the power sharing device 20 is provided with a sensor and a warning lamp for detecting the open / closed state of the locking lid 20c, and when the sensor detects the open state of the locking lid 20c, the warning lamp is turned on. It should be lit. Furthermore, a switch is connected to the power supply circuit of the power sharing device 20 or the motor drive unit 10, and when the sensor detects the open state of the locking lid 20c, the power supply circuit is shut off so that the power cannot be turned on. It is good to prevent defects.
  • the housing 20a includes a rubber plate-like cushioning material 28 on the surface in contact with the unit housing 10a.
  • the buffer material 28 absorbs a dimensional error of the motor drive unit 10, a dimensional error of the power sharing device 20, an attachment error between the motor drive unit 10 and the power sharing device 20, and connects adjacent power sharing devices 20, 20. make it easier.
  • the power sharing apparatus is useful for sharing power source power of a motor drive unit including a power conversion unit, a servo drive unit, a spindle drive unit, and the like.

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Abstract

 モータ駆動ユニットの上面、裏面又は正面に設置される電力共有装置であって、電力共有装置筐体内に、差込孔が設けられ、側方を向くように互いに平行に配置され、モータ駆動に必要な電流を流すことのできる固定正電極及び固定負電極と、前記差込孔に摺動可能に挿入され前記筐体から側方へ規定量突出可能な可動正電極及び可動負電極と、前記固定正、負電極に夫々固着され、前記モータ駆動ユニットの正、負電極に夫々接続される正、負端子と、を備える。前記可動正電極及び可動負電極は、スライダーと一体となっており、該スライダーの操作により、突出位置と収納位置とに出し入れ可能であり、前記スライダーを突出位置にすることにより、容易に隣接するモータ駆動ユニットと電力を共有することが可能である。

Description

電力共有装置及びモータ駆動システム
 本発明は、交流電力を直流電力に変換する電力変換ユニット、サーボドライブユニット、主軸ドライブユニット等のモータ駆動ユニット間で電源電力を共有する電力共有装置、及び、電力変換ユニット、サーボドライブユニット、主軸ドライブユニット等のモータ駆動ユニットと電力共有装置とを備えるモータ駆動システムに関する。
 従来、隣接して配置された複数のモータ駆動ユニット間で、電源電力を共有するには、各モータ駆動ユニットの電力母線間を連結片で接続していた。電力母線と連結片とは、ボルト・ナット等の固定手段により固定していた。
特開昭60-28710号公報(第2頁、第1、2図)
 しかしながら、上記従来の技術によれば、電力母線と連結片とをボルト・ナットで締結するので、締結作業に手間がかかる、という問題があった。また、締結作業にドライバー等の工具を必要とするうえに、ボルト・ナットを紛失し易い、という問題もあった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電源電力を共有するためのユニット間の接続が容易で、部品紛失の虞もない電力共有装置を得ることを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、交流電力を直流電力に変換する電力変換ユニット、サーボドライブユニット及び主軸ドライブユニット等のモータ駆動ユニットの上面、裏面又は正面に設置される電力共有装置であって、電力共有装置筺体内に、差込孔が設けられ、側方を向くように互いに平行に配置され、モータ駆動に必要な電流を流すことのできる固定正電極及び固定負電極と、前記差込孔に摺動可能に挿入され前記筐体から側方へ規定量突出可能でスライダーと一体となった可動正電極及び可動負電極と、前記固定正、負電極に夫々固着され、前記モータ駆動ユニットの正、負電極に夫々接続される正、負端子と、を備えることを特徴とする。
 本発明にかかる電力共有装置は、電源電力を共有するためのユニット間(電力共有装置同士)の接続が容易で、部品紛失の虞もない、という効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態の電力共有装置をモータ駆動ユニット上に設置した状態を示す斜視図である。 図2は、モータ駆動ユニット上に設置した実施の形態の複数の電力共有装置を接続する様子を示す斜視図である。 図3は、実施の形態の電力共有装置を示す透視図である。 図4は、係止蓋を開き可動正、負電極を突出させた状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図である。 図5は、係止蓋を開き可動正、負電極を収納した状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図である。 図6は、固定正、負電極の差込孔を形成するメッシュ電極を示す斜視図である。 図7は、可動正、負電極を突出させ係止蓋を閉じた状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図である。 図8は、可動正、負電極を収納し係止蓋を閉じた状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図である。
 以下に、本発明にかかる電力共有装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態
 図1は、本発明の実施の形態の電力共有装置をモータ駆動ユニット上に設置した状態を示す斜視図であり、図2は、モータ駆動ユニット上に設置した実施の形態の複数の電力共有装置を接続する様子を示す斜視図である。
 図1及び図2に示すように、実施の形態の電力共有装置20は、電力変換ユニット11、サーボドライブユニット12、主軸ドライブユニット13等のモータ駆動ユニット10の上面に設置され、後述するように、モータ駆動ユニット10の上面に露出させたモータ駆動ユニット10の正電極及び負電極(図示せず)と電気的に接続される。実施の形態では、電力共有装置20を、モータ駆動ユニット10の上面に設置するようにしたが、モータ駆動ユニット10の裏面又は正面に設置するようにしてもよい。
 図2に示すように、電力共有装置20を夫々設置した電力変換ユニット11、サーボドライブユニット12及び主軸ドライブユニット13を、互いの側方に隣接させ、一方のユニットの可動正電極23及び可動負電極24を、他方のユニットの固定正電極21及び固定負電極22(図3参照)の差込孔21a、22aに差込むことにより、一方のユニットの電源電力を他方のユニットと共有することができる。上記のように、電力共有装置20によって接続された電力変換ユニット11、サーボドライブユニット12及び主軸ドライブユニット13は、モータ駆動システムを構成する。
 図3は、実施の形態の電力共有装置を示す透視図であり、図4は、係止蓋を開き可動正、負電極を突出させた状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図であり、図5は、係止蓋を開き可動正、負電極を収納した状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図であり、図6は、固定正、負電極の差込孔を形成するメッシュ電極を示す斜視図である。
 実施の形態の電力共有装置20は、モータ駆動ユニット10のユニット筐体10aと同一の幅を有する電力共有装置筐体20a(以下、単に「筐体20a」という。)を備えている。ユニット筐体10aと筐体20aを同一幅とすることにより、後述するスライダー27を規定の突出位置にしたときの、筐体20a外部への可動正、負電極23、24の露出量、及び可動正、負電極23、24の突出長を短くすることができる。
 図3~図5に示すように、電力共有装置20は、筐体20a内に、差込孔21a、22aが設けられ側方を向くように互いに平行に配置され、モータ駆動に必要な電流を流すことのできる固定正電極21及び固定負電極22と、差込孔21a、22aの一側に摺動可能に挿入され筐体20aから一側方へ規定量突出可能なピン形の可動正電極23及び可動負電極24と、固定正、負電極21、22に夫々固着され、モータ駆動ユニット10の正、負電極(図示せず)に夫々接続される正端子25及び負端子26と、を備えている。図6に示すように、固定正、負電極21、22の差込孔21a、22aは、内壁面がメッシュ電極21b、22bで形成されたメッシュ構造となっている。メッシュ電極21b、22bは、弾性を有し、可動正、負電極23、24に弾性的に押付けられ、両者の接触面積を増大させ、電流を流し易くしている。
 正端子25及び負端子26は、平面視でL字形に形成され、短辺で夫々固定正電極21及び固定負電極22の下側に固着されている。正端子25及び負端子26の長辺の先端部のネジ止め孔25a、26aは、平面視で、固定正電極21及び固定負電極22の真下から横にずれた位置に配置されている。
 それ故、筐体20aの上蓋20bを開き、筐体20a内にドライバーを差し込んで、ネジ止め孔25a、26aを利用して、正端子25及び負端子26を、モータ駆動ユニット10の正電極及び負電極(図示せず)にネジ止めすることができる。このようにして、モータ駆動ユニット10の電源電力を電力共有装置20の可動正、負電極23、24まで取り出すことができる。
 可動正電極23及び可動負電極24は、スライダー27と一体となっており、スライダー27のスライド操作により、筐体20aから一側方へ規定量突出する突出位置(図4参照)と、筐体20a内に収納される収納位置(図5参照)と、に出し入れすることができる。
 可動正電極23及び可動負電極24の先端部は、隣接する電力共有装置20の固定正、負電極21、22の差込孔21a、22aに差込み易いように、丸みを帯びており、可動正、負電極23、24の中心と差込孔21a、22aの中心が多少ずれていても、容易に差込むことができる。
 以上説明したように、実施の形態の電力共有装置20によれば、スライダー27を収納位置から規定量スライドさせると、電力共有装置20から可動正、負電極23、24が規定量突出し、隣接するモータ駆動ユニット10に設置された電力共有装置20の固定正、負電極21、22に差込まれ、モータ駆動ユニット10と隣接するモータ駆動ユニット10とで電源電力を共有することができる。スライダー27をスライドさせるだけで、可動正、負電極23、24と固定正、負電極21、22とを容易に接続することができる。
 また、筐体20aは、スライダー27を、可動正、負電極23、24の規定の突出位置及び収納位置で夫々係止する係止蓋20cを備えている。
 スライダー27には、操作ツマミとなる山形の突起27aが設けられ、係止蓋20cには、可動正、負電極23、24が、規定の突出位置又は収納位置にあるとき、係止蓋20cを閉じると、突起27aに嵌合してスライダー27を係止する突出係止孔20d及び収納係止孔20eが設けられている。
 スライダー27が規定の突出位置又は収納位置に位置していないときに、係止蓋20cを閉じると、係止蓋20cと突起27aが干渉し、係止蓋20cが閉じない構造となっている。それ故、図4に示すように、隣接する電力共有装置20同士の接続状態のとき、可動正、負電極23、24が、隣接する電力共有装置20の固定正、負電極21、22と正常に接続されているか否か、容易に確認することができる。
 図7は、可動正、負電極を突出させ係止蓋を閉じた状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図である。図7に示すように、スライダー27の突起27aが、係止蓋20cに設けられた突出係止孔20dと嵌合し、係止蓋20cが閉じるので、正常に接続されていることが確認できる。
 図8は、可動正、負電極を収納し係止蓋を閉じた状態の実施の形態の電力共有装置を示す正面図である。図8に示すように、スライダー27の突起27aが、係止蓋20cに設けられた収納係止孔20eと嵌合し、係止蓋20cが閉じるので、可動正、負電極23、24が正常に収納されていることが確認できる。
 また、図示はしていないが、電力共有装置20に、係止蓋20cの開閉状態を検出するセンサー及び警告ランプを設け、センサーが係止蓋20cの開状態を検出したときに、警告ランプを点灯するようにするとよい。さらに、電力共有装置20又はモータ駆動ユニット10の電源回路に開閉器を接続し、センサーが係止蓋20cの開状態を検出したときに、電源回路を遮断して電源投入ができないようにし、接続不良を防止するとよい。
 図4及び図5に示すように、筐体20aは、ユニット筐体10aに接する面に、ゴム製の板状の緩衝材28を備えている。緩衝材28は、モータ駆動ユニット10の寸法誤差、電力共有装置20の寸法誤差、モータ駆動ユニット10と電力共有装置20の取付誤差等を吸収し、隣接する電力共有装置20、20同士の接続を容易にする。
 以上のように、本発明にかかる電力共有装置は、電力変換ユニット、サーボドライブユニット、主軸ドライブユニット等を含んで成るモータ駆動ユニットの電源電力の共有に有用である。
 10 モータ駆動ユニット
 10a ユニット筐体
 11 電力変換ユニット(モータ駆動ユニット)
 12 サーボドライブユニット(モータ駆動ユニット)
 13 主軸ドライブユニット(モータ駆動ユニット)
 20 電力共有装置
 20a 筐体(電力共有装置筐体)
 20b 上蓋
 20c 係止蓋
 20d 突出係止孔
 20e 収納係止孔
 21 固定正電極
 21a 差込孔
 21b メッシュ電極
 22 固定負電極
 22a 差込孔
 22b メッシュ電極
 23 可動正電極
 24 可動負電極
 25 正端子
 25a ネジ止め孔
 26 負端子
 26a ネジ止め孔
 27 スライダー
 27a 突起(操作ツマミ)
 28 緩衝材

Claims (5)

  1.  交流電力を直流電力に変換する電力変換ユニット、サーボドライブユニット及び主軸ドライブユニット等のモータ駆動ユニットの上面、裏面又は正面に設置される電力共有装置であって、電力共有装置筺体内に、
     差込孔が設けられ、側方を向くように互いに平行に配置され、モータ駆動に必要な電流を流すことのできる固定正電極及び固定負電極と、
     前記差込孔に摺動可能に挿入され前記筐体から側方へ規定量突出可能な可動正電極及び可動負電極と、
     前記固定正、負電極に夫々固着され、前記モータ駆動ユニットの正、負電極に夫々接続される正、負端子と、
     を備えることを特徴とする電力共有装置。
  2.  前記可動正電極及び可動負電極は、スライダーと一体となっており、該スライダーの操作により、突出位置と収納位置とに出し入れ可能であり、前記スライダーを突出位置にすることにより、容易に隣接するモータ駆動ユニットと電力を共有することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の電力共有装置。
  3.  前記電力共有装置筐体は、前記スライダー及び可動正、負電極が、規定の突出位置又は収納位置にあるときに閉じることができ、閉じた状態で前記スライダーを係止すると共に前記固定正、負電極及び可動正、負電極に触れられないように保護する係止蓋を備え、前記係止蓋が閉じられないときは、電源投入が行なわれず、警告ランプを点灯して接続不良を防止することを特徴とする請求項2に記載の電力共有装置。
  4.  前記電力共有装置筐体は、前記モータ駆動ユニットのユニット筐体に接する面に、緩衝材を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力共有装置。
  5.  請求項1~4のいずれかに記載の電力共有装置、電力変換ユニット、サーボドライブユニット及び主軸ドライブユニットを備えることを特徴とするモータ駆動システム。
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