(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、数値制御装置と工作機械の電源線路がそれぞれ設けられている装置において、雷サージが工作機械から数値制御装置への回り込みを防止する保護回路を提供することにある。【解決手段】動力源にモータを使用する工作機械４０と前記工作機械を制御する数値制御装置３０の電源線路がそれぞれ構成され、前記工作機械４０と前記数値制御装置３０の制御信号は信号線により接続されている工作機械等の数値制御装置３０で、前記制御装置には電気信号を光信号に変換する第一変換器１１と光信号を電気信号に変換する第二変換器２２を備え、前記制御装置の電源線路は第一耐雷トランス５を経由し接続され、前記第一変換器１１の電源線路は前記第一耐雷トランス５を経由し接続され、さらに前記第二変換器２２の電源線路は前記第一耐雷トランス５を経て第二耐雷トランス２２を経由した電源線路に接続されることを特徴とする雷サージ保護回路である。【選択図】図１
2005348473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源にモータを使用する工作機械４０と前記工作機械４０を制御する数値制御装置３０の電源線路１ａ、１ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃがそれぞれ構成され、前記工作機械４０と前記数値制御装置３０の信号は制御信号線により接続されている工作機械等において、
前記数値制御装置３０には加工指示情報や、モータの制御情報を演算処理するための演算処理部８と電気信号を光信号に変換する第一変換器１１と光信号を電気信号に変換する第二変換器１５を備え、前記第一変換器１１と第二変換器１５間の制御信号２０は光信号にて行われ、前記第一変換器１１と前記演算処理部８および前記第二変換器１５と前記工作機械４０の間の制御信号は制御線１９、２１にてそれぞれ接続されており、 
前記数値制御装置４０の電源線路６ａ、６ｂは第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由し接続され、前記第一変換器１１の電源線路９ａ、９ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由し接続され、さらに前記第二変換器１５の接続線１３ａ、１３ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経て第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）を経由した接続線１３ａ、１３ｂに接続されることを特徴とする雷サージ保護回路である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御（ＮＣ）工作機械の数値制御装置において、特に演算処理部を雷サージ等の異常電圧より保護するためのサージ保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、落雷によって発生する雷サージが商用周波電源線を伝播して建物内に侵入し、電源線に接続されている電気機器等を破壊させることが知られており、雷サージ過電圧から電気機器を保護するために保護システムが提案されている。その中の一つに、商用周波数電源線の屋内への引き込み口に耐雷トランスを設置して、電源線から建物内に侵入する雷サージを阻止する保護システムが提案されている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
例えば、ＮＣ工作機械５０の電源線路は、通常数値制御装置３０には１００Ｖの低圧電源線路１ａ、１ｂが接続され、工作機械４０には３相２００Ｖの低圧動力電源線路１６ａ、１６ｂ、１６ｃが接続されている。この場合、図２に示すように数値制御装置３０の電源線路１ａ、１ｂの途中と工作機械４０の動力部１８の動力電源線路１６ａ、１６ｂ、１６ｃ途中に上記耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）、２２（２２ａ、２２ｂ）を、それぞれ接続する方法が考えられる。
【０００４】
しかしながら工作機械４０には３相の動力電源の供給が必要であることから、容量の大きい耐雷トランス２２が必要となり、さらに耐雷トランス５、２２は鉄損などによる電力損失がそのトランス容量の３〜１０％程度と大きいため常に電源線路に接続するのは得策ではない。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−８９７１２号報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、数値制御装置３０と工作機械４０の電源線路１、１６がそれぞれ設けられ、お互いが制御線にて接続されているＮＣ工作機械５０において、電源線路１、１６から侵入する雷サージ等の異常電圧に対して、前記数値制御装置３０に接続されている電源線路１からの進入を防止するとともに、工作機械４０と前記数値制御装置の制御線を経由する雷サージからも前記数値制御装置３０内にある演算処理部８を保護する保護回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために動力源にモータを使用する工作機械４０と前記工作機械４０を制御する数値制御装置３０の電源線路１ａ、１ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃがそれぞれ構成され、前記工作機械４０と前記数値制御装置３０の信号は制御信号線により接続されている工作機械等において、
前記数値制御装置３０には加工指示情報や、モータの制御情報を演算処理するための演算処理部８と電気信号を光信号に変換する第一変換器１１と光信号を電気信号に変換する第二変換器１５を備え、前記第一変換器１１と第二変換器１５間の制御信号２０は光信号にて行われ、前記第一変換器１１と前記演算処理部８および前記第二変換器１５と前記工作機械４０の間の制御信号は制御線１９、２１にてそれぞれ接続されており、 
前記数値制御装置４０の電源線路６ａ、６ｂは第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由し接続され、前記第一変換器１１の電源線路９ａ、９ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由し接続され、さらに前記第二変換器１５の接続線１３ａ、１３ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経て第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）を経由した接続線１３ａ、１３ｂに接続されることを特徴とする雷サージ保護回路である。
【発明の効果】
【０００８】
上記保護回路の構成において、第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を前記数値制御装置３０の電源線に接続したため、電源線路からの雷サージの侵入が防止できる。
【０００９】
また、前記数値制御装置３０内に光信号を用いたことで数値制御装置３０内での雷サージによる影響が防止できる。
【００１０】
さらに、第二耐雷トランス２２を第二変換器１５の電源線１３に接続したことで、動力電源電路１６から侵入する雷サージに対しては、前記工作機械４０を経由し制御線２１から侵入し前記第二変換器１５までは伝播するものの、前記第二耐雷トランス１５にて遮断され前記数値制御装置３０内の演算処理部８の保護が可能となり、また、前記第二耐雷トランス２２は消費電力の少ない前記第二変換器１５に接続されていることで容量が小さいものが使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明の好ましい実施の形態を図の実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１２】
以下本考案の図１から図２を参照に保護回路装置について説明する。
本考案は数値制御装置部３０の電源線路６ａ、６ｂとモータ等を有する工作機械４０の動力電源線路１６ａ、１６ｂ、１６ｃを備えたＮＣ工作機械５０等の前記数値制御部３０内の演算処理部８を雷サージより保護する保護回路に応用したものである。
【００１３】
前記ＮＣ工作機械５０はモータ等を用い旋盤やフライス装置等のように工作物を加工する工作機械４０と、加工条件を入力する操作部を行う数値制御装置３０から構成され、前記工作機械４０には動力として使用されるモータの動力部１８および、電源部１７から構成される。
前記数値制御装置内３０には前記工作機械４０内の加工指示情報やモータ等の制御信号や旋盤、フライス装置などの位置決め情報を処理する演算処理部８と演算処理部８の電源部７から構成されており、前記数値制御部３０と前記工作機械４０の電源線路はそれぞれ設けられている。
【００１４】
また、前記数値制御装置部３０内には光信号による制御信号２０を用いているため、前記演算処理部８からの電気信号を光信号に変換する第一変換器１と、１その電源部１０および、前記第一変換器１１から送られた光による制御信号を電気信号に変換する第二変換器１５とその電源部１４を備えている。
【００１５】
各前記電源部７，１０、１４、１７は電源電路１ａ、１ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃから接続され、演算処理部８、第一変換器１１、第二変換器１４、動力部１７に対応した必要電源に変換している。
【００１６】
前記数値制御部３０の電源線路１ａ、１ｂは低圧引込線で屋外に設けられている電柱上に設置された変圧器により商用周波数の１００Ｖに降圧された低圧配電線１ａ、１ｂに接続され、前記工作機械４０の動力電源線路１６ａ、１６ｂ、１６ｃは前記変圧器により商用周波数の２００Ｖに降圧された動力電源電路１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されている。
【００１７】
前記工作機械４０の制御信号接続方法は、前記第二変換器１５からの制御用電線２１にて接続されており、前記数値制御装置３０内の前記演算処理部８から送られた制御信号は前記第二変換器１５を経由し電気信号により制御されている。
【００１８】
次に本発明である、保護回路について説明する。
前記数値制御３０へ接続される電源線路１ａ、１ｂは、低圧配電線路１ａ、１ｂから前記数値制御３０の電源線路途中に第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を設けた開閉器２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂを経由し接続されている。
【００１９】
前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を備えた開閉器２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂは、平常時は電源側から負荷側へと接続する第１電路が形成され、襲雷検出時においては自動的に電源側から第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由して負荷側へ接続する第２電路が形成される機能をそなえている。
【００２０】
第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）はシールド線５ｃを備え、鉄芯を中心に一次コイル５ａ、シールド５ｃ、二次コイル５ｂを巻装させた構造となっており、低圧配電線路１ａ、１ｂは前記開閉器の接点２ａ、２ｂと接点４ａ、４ｂが平常時には前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由せずバイパス電路３ａ、３ｂを経由し、襲雷時においては前記開閉器の接点２ａ、２ｂは第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）の一次コイル５ａに接続され、前記開閉器の接点４ａ、４ｂは第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）の二次側コイル５ｂに接続される。
【００２１】
前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を備えた開閉器の代用として第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）のみを使用しても良いが、第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）は鉄損により電力損出が３％から１０％程度あるため、平常時は電源側１から負荷側４へとバイパス電路３に接続される第１電路が形成され、襲雷検出時においては自動的に電源側１から第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由して負荷側４へ接続する第２電路が形成され、さらに去雷時には自動的に第１電路に復帰させる機能を備えた第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を備えた開閉器を用いるのが望ましい。
【００２２】
次に制御信号回路の接続について説明する。
前記数値制御装置部３０の制御信号には雷サージを防止するため光信号２０を使用している。前記数値制御部３０には電気信号を光に変換する第一変換器１１と光信号から電気信号に変換する第二変換器１５を備え、第一変換器１１と第二変換器１５の制御信号は光信号２０を用い前記第一変換器１１と前記演算処理部８の間および、第二変換器１５と前記動力部１８の間はそれぞれ制御線１９、２１にて接続されている。
【００２３】
また、前記第一変換器１１の電源線路９ａ、９ｂは、前記第一耐雷トランスを介し電源１０を経由して接続されて、前記第二変換器１５の接続線１３ａ、１３ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を介し、第二の耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）の一次コイル側２２ａと２次コイル側２２ｂを介し電源１４を経由して接続されている。前記第二トランス２２（２２ａ、２２ｂ）の構造は前記第一トランスと同一であるため、説明を省略する。
【００２４】
上記第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）の配置については、前記第二変換器１５とその電源１４の間に接続しても問題はない。
【００２５】
また、前記第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）は前記第一耐雷トランス同様に開閉器を接続しても良いが、前記第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）を介して接続されている第二変換器１５は余り大きな電力が必要でないため、常に電源線路に接続されていても問題はない。
【００２６】
上記の回路構成により、１００Ｖの低圧配電線路１ａ、１ｂより侵入したら雷サージは、電路が前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由した電路に自動的に切り替わることで前記数値制御装置３０への進入防止でき、動力装置側に接続されている２００Ｖの低圧動力電源電路１６ａ、１６ｂ、１６ｃから進入した雷サージは動力部１８を経由し前記第二変換器１５までは進入するものの、前記第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）により第一変換器１１、および制御部演算処理部８までの侵入には至らず、さらに、前記第一変換器と第二変換器の通信手段として光信号を用いたことで、確実に前記制御部演算処理部８が雷サージより保護できる回路構成が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明である工作機器の保護回路に応用した場合の回路図である。
【図２】従来技術で、それぞれの電源線路に耐雷トランスを用いた回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    １００Ｖ用低圧電源線路
２    接点（開閉器）
３    バイパス電路
４    接点（開閉器）
５    第一耐雷トランス
６    電源線路
７    電源装置  
８    演算処理部
９    接続線
１０  電源装置
１１  第一変換器
１３  接続線
１４  電源装置
１５  第二変換器
１６  ３相の２００Ｖ低圧動力電源線路
１７  電源
１８  動力部
１９  制御線
２０  光信号線
２１  制御線  
２２  第二耐雷トランス
３０  数値制御装置
４０  工作機械
５０  ＮＣ工作機械
【図１】
2005348473.tif 000003
【図２】
2005348473.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月3日(2004.6.3)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
動力源にモータを使用する工作機械４０と前記工作機械４０を制御する数値制御装置３０の電源線路１ａ、１ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃがそれぞれ構成され、前記工作機械４０と前記数値制御装置３０の信号は制御信号線により接続されている工作機械等において、
前記数値制御装置３０には加工指示情報や、モータの制御情報を演算処理するための演算処理部８と電気信号を光信号に変換する第一変換器１１と光信号を電気信号に変換する第二変換器１５を備え、前記第一変換器１１と第二変換器１５間の制御信号２０は光信号にて行われ、前記第一変換器１１と前記演算処理部８および前記第二変換器１５と前記工作機械４０の間の制御信号は制御線１９、２１にてそれぞれ接続されており、 
前記数値制御装置４０の電源線路６ａ、６ｂは第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由し接続され、前記第一変換器１１の電源線路９ａ、９ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経由し接続され、さらに前記第二変換器１５の接続線１３ａ、１３ｂは前記第一耐雷トランス５（５ａ、５ｂ）を経て第二耐雷トランス２２（２２ａ、２２ｂ）を経由した接続線１３ａ、１３ｂに接続されることを特徴とする雷サージ保護回路。