JP4506065B2

JP4506065B2 - 工作機械

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Publication number: JP4506065B2
Application number: JP2001296793A
Authority: JP
Inventors: 輝久小島
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003094287A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工作機械には、工作機械の動作状態を監視するセンサや、工作機械を動作させるアクチュエータなどへの通電を行う電気回路が内蔵されている。
この電気回路では、通常、直流電源の高電位側に接続される高電位経路、および、低電位側に接続される低電位経路のうち、いずれか一方が接地位置に接続されている接地側経路、他方が接地位置に接続されていない非接地側経路となっている。そして、この非接地側経路にはヒューズなどの過電流保護装置が設けられており、非接地側経路が接地側経路または接地位置（例えば、筐体など）に短絡した場合に、ヒューズが溶断して非接地経路を切断することによって、電気回路を短絡電流から保護していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非接地側経路に設けられるヒューズは、工作機械が通常に動作している状態で溶断することがないように、充分に大きな定格のものが使用されている。このようなヒューズは、短絡電流が流れた場合でも溶断するまでに時間がかかり、非接地側経路を切断するまでの間、電気回路中に短絡電流が流れてしまう。
【０００４】
こうして短絡電流が流れているときに、非接地側経路と接地側経路または接地位置との短絡（接触している状態）が振動などで解消（隔離）した場合、両者の間に火花が発生することがあった。また、短絡電流によって電気回路の経路が発熱して溶断した場合にも溶断部分に火花が発生することがあった。工作機械では、通常、ワークの加工中に多量のオイルミストが発生するため、オイルミストの充満している場所で火花が発生した場合には、引火する恐れがあり非常に危険である。
【０００５】
本発明は、短絡電流が流れた場合でも火花を発生させないようにすることができる工作機械を提供することを目的とする。
【０００８】
上記問題を解決するため請求項１に記載の工作機械は、
直流電源の高電位側に接続された高電位経路と、直流電源の低電位側に接続された低電位経路とを有し、前記高電位経路または前記低電位経路のいずれか一方が接地位置に接続されている接地側経路、他方が接地位置に接続されていない非接地側経路となっている電気回路を備えた工作機械であって、
前記電気回路が、前記接地側経路と前記接地位置とを接続する接続経路中に、前記非接地側経路と前記接地位置とが短絡した場合に前記非接地側経路から前記接続経路へ流れる短絡電流を所定の電流値に制限する制限抵抗を備えている
ことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された工作機械によれば、非接地側経路と接地位置とが短絡した場合であっても、非接地側経路から接続経路へ流れる短絡電流を制限抵抗が所定の電流値に制限する。そのため、直流電源の電圧値ｅと制限抵抗の抵抗値ｚとで決まる短絡電流の電流値ｉｓ（＝ｅ／ｚ）が、火花を発生させることのない電流値となるように、制限抵抗の抵抗値を決定しておけば、短絡電流が流れた場合でも火花が発生することがない。
【００１０】
また、この工作機械において、
前記電気回路は、
前記接地側経路と前記接地位置とを接続する接続経路中に、前記非接地側経路と前記接地位置とが短絡した場合に前記非接地側経路から前記接続経路へ流れる短絡電流を所定の電流値に制限する制限抵抗と、
前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出する短絡検出手段と、
該短絡検出手段により前記短絡電流が検出された際に、前記高電位経路および前記低電位経路のいずれか一方または両方の経路の一部分を電気的に切断する経路切断手段と、を備えており、
前記短絡検出手段は、正常な動作状態において制限抵抗の両端に発生する電位差でオンせず、前記制限抵抗に短絡電流が流れる短絡状態において制限抵抗両端に発生する電位差でオンすることで、前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出するフォトカプラである。
【００１１】
このように構成された工作機械によれば、短絡検出手段が制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出したときに、経路切断手段が高電位経路および低電位経路のいずれか一方または両方の経路の一部分を電気的に切断するため、短絡電流から電気回路を保護することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について例を挙げて説明する。
［第１実施形態］
［全体構成］
工作機械１は、図１に示すように、直流電源１０、入出力基板２０、３線式センサ（以降、単にセンサとする）３０、アクチュエータ３２などを筐体４０内に備えている。
【００１３】
入出力基板２０は、直流電源１０から供給された電源をセンサ３０に供給するセンサ入力回路２２、アクチュエータ３２に供給するアクチュエータ出力回路２４などで構成される。また、この入出力基板２０は、直流電源１０の負極側と接続される経路において筐体４０に接続されている。
【００１４】
筐体４０は、直流電源１０、入出力基板２０などが配設された制御室４２と、センサ３０、アクチュエータ３２などが配設された加工室４４とに分けられている。また、この筐体４０は、接地点４６によって外部に接地されている。
［センサ入力回路２２］
まず、入出力基板２０を構成するセンサ入力回路２２を図２（ａ）に基づいて説明する。
【００１５】
センサ入力回路２２は、センサ３０に電源を供給する経路として、直流電源１０の正極側からセンサ３０に至る高電位経路ＬＨと、直流電源１０の負極側からセンサ３０に至る低電位経路ＬＬとを備えている。高電位経路ＬＨは、直列に設けられたリレー（本発明における経路切断手段）ＲＹ、第１制限抵抗Ｒ１および第２制限抵抗Ｒ２を介して直流電源１０の正極側に接続されており、このうちの第１制限抵抗には、短絡検出回路（本発明における短絡検出手段）５０が並列に設けられている。また、このセンサ入力回路２２は、センサ３０から出力されてくる検出信号によって作動する動作負荷ＲＡを備えている。
【００１６】
リレーＲＹは、コイル部が短絡検出回路５０に接続されており、短絡検出回路５０の出力がＬレベル（０Ｖ）であれば、高電位経路ＬＨを開いて、短絡検出回路５０の出力がＨレベル（＋５Ｖ）であれば、高電位経路ＬＨを閉じるものである。
【００１７】
制限抵抗Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗値ｚの上限ｚｍａｘは、センサ３０の正常な動作に必要な電圧値ｖ１および電流値ｉ１、直流電源１０の電圧値ｅに基づいて決定される（ｚｍａｘ＝（ｅ−ｖ１）／ｉ１）。また、合成抵抗値ｚの下限ｚｍｉｎは、第２制限抵抗Ｒ２からセンサ３０に至る高電位経路ＬＨと、直流電源１０の負極からセンサ３０に至る低電位経路ＬＬとが短絡した場合に、高電位経路ＬＨから低電位経路ＬＬに向かって流れる短絡電流を、どのくらいの電流に制限するかによって決定される。ここで、短絡電流を電流値ｉ２に制限とする場合、下限ｚｍｉｎは、電流値ｉ２と直流電源１０の電圧値ｅとに基づいて決定される（ｚｍｉｎ＝ｅ／ｉ２）。こうして、制限抵抗Ｒ１、Ｒ２は、その合成抵抗値ｚが、ｚｍｉｎからｚｍａｘまでの間となるような抵抗値のものが選ばれる。例えば、センサ３０が正常に動作するために必要な電圧値が１２Ｖ、電流値が１０ｍＡ、直流電源１０の電圧値が２４Ｖである場合、合成抵抗値の上限ｚｍａｘは、１．２ＫΩ（＝（２４−１２）／０．０１）となる。また、短絡電流の電流値を０．５Ａに制限する場合、合成抵抗値ｚの下限ｚｍｉｎは、４８Ω（＝２４／０．５）となる。
【００１８】
短絡検出回路５０は、第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたことを検出する回路であって、図３に示したように、ｐｎｐトランジスタＴｒ１を利用したエミッタ接地型の第１スイッチング回路５２、ｎｐｎトランジスタＴｒ２を利用したエミッタ接地型の第２スイッチング回路５４、および、フリップフロップ（以降、ＦＦとする）５６とで構成されている。
【００１９】
第１スイッチング回路５２は、センサ３０に電源が供給されている正常な動作状態で第１制限抵抗Ｒ１両端に発生する電位差ではトランジスタＴｒ１がＯＮ（エミッタ−コレクタ間が通電）せずに出力点Ｐ１からの出力がＬレベル（０Ｖ）となり、一方、第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れる短絡状態で第１制限抵抗Ｒ１両端に発生する電位差ではトランジスタＴｒ１がＯＮして出力点Ｐ１からの出力がＨレベル（負荷抵抗（Ｒ１３）の抵抗値とトランジスタＴｒ１のコレクタ電流とで決まる値）となるように構成されている。例えば、第１制限抵抗Ｒ１の抵抗値が８Ω、第２制限抵抗Ｒ２の抵抗値が４０Ω、直流電源１０の電圧値が２４Ｖである場合、短絡電流が流れると第１制限抵抗Ｒ１両端に４Ｖ（＝２４×８／（４０＋８））の電位差が発生する。つまり、第１スイッチング回路５２は、第１制限抵抗Ｒ１両端の電位差が４Ｖとなった場合にトランジスタＴｒ１がＯＮするように、使用するトランジスタＴｒ１の特性、および、使用する抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３の抵抗値を決定すればよいことになる。
【００２０】
第２スイッチング回路５４は、第１スイッチング回路５２の出力点Ｐ１が入力点となっており、第１スイッチング回路５２の出力がＬレベルのとき（正常な動作状態）は、トランジスタＴｒ２がＯＮせずに出力点Ｐ２からの出力がＨレベル（＋５Ｖ）となり、一方、第１スイッチング回路５２の出力レベルがＨレベルのとき（短絡状態）は、トランジスタＴｒ２がＯＮして出力点Ｐ２からの出力がＬレベル（０Ｖ）となる。
【００２１】
ＦＦ５６は、入力端子Ｄへの入力が常時Ｈレベル（＋５Ｖ）となっており、第２スイッチング回路５４の出力点Ｐ２が負論理のクロック端子ＣＫに接続されている。ここで、第２スイッチング回路５４の出力がＨレベルのとき（正常な動作状態）は、非反転出力端子Ｑ１の出力がＬレベル（０Ｖ）、反転出力端子Ｑ２の出力がＨレベル（＋５Ｖ）となる。一方、第２スイッチング回路５４の出力レベルがＬレベルのとき（短絡状態）は、非反転出力端子Ｑ１の出力はＨレベル（＋５Ｖ）、反転出力端子Ｑ２の出力はＬレベル（０Ｖ）となる。なお、このＦＦ５６は、工作機械１の電源投入と同時にリセット端子ＣＬＲから入力されるリセットパルスによって、非反転出力端子Ｑ１の出力がＬレベル（０Ｖ）、反転出力端子Ｑ２の出力がＨレベル（＋５Ｖ）にリセットされる。
【００２２】
こうして、短絡検出回路５０は、第１スイッチング回路５２の出力がＨレベルとなり、第２スイッチング回路５４の出力レベルがＬレベルとなり、そして、ＦＦ５６の非反転出力端子Ｑ１の出力がＨレベル、反転出力端子Ｑ２の出力がＬレベルとなったことを、第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたこととして検出することができる。このＦＦ５６の非反転出力端子Ｑ１は、筐体４０外部に設けられたコントローラ（図示しない）の備えるマイコンに接続されており、短絡検出回路５０によって第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたことが検出された場合、マイコンは、コントローラの備える表示画面に短絡電流が流れたことを報知する旨のメッセージを表示させる。また、ＦＦ５６の反転出力端子Ｑ２は、リレーＲＹのコイル部に接続されており、短絡検出回路５０によって第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたことが検出されていない場合には、反転出力端子Ｑ２の出力はＨレベルとなるため、リレーＲＹが作動して高電位経路ＬＨを閉じた状態となる。一方、短絡検出回路５０によって第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたことが検出された場合、反転出力端子Ｑ２の出力はＬレベルとなるため、リレーＲＹの動作が停止して高電位経路ＬＨを開いた状態となる。
【００２３】
［アクチュエータ出力回路２４］
次に、入出力基板２０の備えるアクチュエータ出力回路２４を図２（ｂ）に基づいて説明する。なお、このアクチュエータ出力回路２４において、上述のセンサ入力回路２２と同様の構成については同じ符号を付すこととして、上述のセンサ入力回路２２との相違点についてのみ詳述する。
【００２４】
アクチュエータ出力回路２４は、アクチュエータ３２に電源を供給する経路として、直流電源１０の正極側からアクチュエータ３２に至る高電位経路ＬＨと、直流電源１０の負極側からアクチュエータ３２に至る低電位経路ＬＬとを備えている。高電位経路ＬＨは、直列に設けられたリレーＲＹ、第１制限抵抗Ｒ１、第２制限抵抗Ｒ２およびスイッチング素子ＳＷを介して直流電源１０の正極側に接続されており、このうち、第１制限抵抗には短絡検出回路５０が並列に設けられている。
【００２５】
スイッチング素子ＳＷは、高電位経路ＬＨを開閉することによって、アクチュエータ３２の動作を制御するものである。
［第１実施形態の効果］
このように構成された工作機械１によれば、高電位経路ＬＨと低電位経路ＬＬとが短絡した場合であっても、高電位経路ＬＨから低電位経路ＬＬへ流れる短絡電流を制限抵抗Ｒ１、Ｒ２が所定の電流値に制限する。そのため、直流電源１０の電圧値ｅと制限抵抗Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗値ｚとで決まる短絡電流の電流値ｉ２（＝ｅ／ｚ）が、火花を発生させることのない電流値となるように、制限抵抗Ｒ１、Ｒ２の合成抵抗値ｚを決定しておけば、短絡電流が流れた場合でも火花が発生することがない。
【００２６】
また、短絡検出回路５０が第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたことを検出したときに、リレーＲＹが高電位経路ＬＨを電気的に切断するため、短絡電流から電気回路を保護することができる。
［第２実施形態］
［全体構成］
工作機械２は、図４に示すように、直流電源１０、入出力基板２０、３線式センサ（以降、単にセンサとする）３０、アクチュエータ３２などを筐体４０内に備えている。なお、工作機械２において、第１実施形態の工作機械１と同様の構成については同じ符号を付すこととし、第１実施形態の工作機械１との相違点についてのみ詳述する。
【００２７】
入出力基板２０は、直流電源１０から供給された電源をセンサ３０に供給するセンサ入力回路２６、アクチュエータ３２に供給するアクチュエータ出力回路２８などで構成される。
［センサ入力回路２６］
まず、入出力基板２０の備えるセンサ入力回路２６を図５（ａ）に基づいて説明する。
【００２８】
センサ入力回路２６は、センサ３０に電源を供給する経路として、直流電源１０の正極側からセンサ３０に至る高電位経路ＬＨと、直流電源１０の負極側からセンサ３０に至る低電位経路ＬＬとを備えている。高電位経路ＬＨは、直列に設けられたリレー（本発明における経路切断手段）ＲＹを介して直流電源１０の正極側に接続されている。また、このセンサ入力回路２６には、低電位経路ＬＬを筐体４０に接続する接地側経路ＬＧ、接地側経路ＬＧに直列に設けられた第３制限抵抗Ｒ３および第４制限抵抗Ｒ４、第４制限抵抗Ｒ４に並列に設けられた短絡検出回路（本発明における短絡検出手段）６０、センサ３０から出力されてくる検出信号によって作動する動作負荷ＲＡなどが備えられている。なお、このセンサ入力回路２６において、接地側経路に対して高電位経路ＬＨは、本発明における非接地側経路に相当するものである。
【００２９】
リレーＲＹは、コイル部が短絡検出回路６０に接続されており、短絡検出回路６０の出力がＬレベル（０Ｖ）であれば、高電位経路ＬＨを開いて、短絡検出回路５０の出力がＨレベル（＋５Ｖ）であれば、高電位経路ＬＨを閉じるものである。
【００３０】
制限抵抗Ｒ３、Ｒ４は、その合成抵抗値ｚが、リレーＲＹからセンサ３０に至る高電位経路ＬＨと、筐体４０とが短絡（地絡）した場合に、高電位経路ＬＨから筐体４０を経て直流電源１０の負極側に流れる短絡電流を、どのくらいの電流値に制限するかによって決定される。ここで、短絡電流を電流値ｉ３に制限する場合、合成抵抗値ｚは、電流値ｉ３と直流電源１０の電圧値ｅとに基づいて決定される（ｚ＝ｅ／ｉ３）。例えば、短絡電流の電流値ｉ３を０．５Ａ以下に制限する場合、合成抵抗値ｚは、４８Ω以上（＝２４／０．５）となる。
【００３１】
短絡検出回路６０は、第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたことを検出する回路であって、図６に示したように、フォトカプラＣＰ、および、フリップフロップ（以降、ＦＦとする）５６とで構成されている。
フォトカプラＣＰは、センサ３０に電源が供給されている正常な動作状態で第４制限抵抗Ｒ４両端に発生する電位差ではＯＮ（発光ダイオード側の発光によってフォトトランジスタ側のエミッタ−コレクタ間が通電する状態）せずに出力点Ｐ３からの出力がＨレベル（＋５Ｖ）となり、一方、第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れる短絡状態で第４制限抵抗Ｒ４両端に発生する電位差ではＯＮして出力点Ｐ３からの出力がＬレベル（０Ｖ）となる。
【００３２】
そのため、上述した制限抵抗Ｒ４は、ノイズなどの影響を含めた通常の動作状態で両端に発生する電位差ｖ２がフォトカプラＣＰをＯＮさせるのに必要な電位差ｖ３より小さくなり（ｖ２＜ｖ３）、かつ、短絡状態で両端に発生する電位差ｖ４がフォトカプラＣＰをＯＮさせるのに必要な電位差ｖ３より大きくなる（ｖ４＞ｖ３）ような抵抗値としておく必要がある。例えば、フォトカプラＣＰが確実にＯＮするために必要な電圧（電位差ｖ３）が１．２Ｖ、そのときフォトカプラＣＰの発光ダイオード側に流れる電流を０．０１Ａ、フォトカプラＣＰが確実にＯＦＦしている電圧（電位差ｖ２）が０．５Ｖ、直流電源１０の電圧値が２４Ｖ、ノイズなどの発生に伴って第４制限抵抗Ｒ４に流れると想定される電流が０．００１Ａであって、フォトカプラＣＰが０．０２Ａ以上の短絡電流が流れたことを確実に検出できる場合を例示する。この場合、通常の動作状態で抵抗値ｒ４の第４制限抵抗Ｒ４両端に発生する電位差が、フォトカプラＣＰが確実にＯＦＦしている電圧より小さくなるには、０．５＞ｒ４×０．００１の式に基づいて、第４制限抵抗Ｒ４の抵抗値ｒ４が、５００Ω（＜０．５／０．００１）より小さい必要がある。一方、短絡状態で第４制限抵抗Ｒ４両端に発生する電位差が、フォトカプラＣＰをＯＮするのに必要な電圧より大きくなるには、１．２＜（０．０２−０．０１）×ｒ４の式に基づいて、第４制限抵抗Ｒ４の抵抗値ｒ４が、１２０Ω（＞１．２／０．０１）より大きい必要がある。従って、第４制限抵抗Ｒ４の抵抗値ｒ４は、１２０Ωから５００Ωの間で選定すればよい。
【００３３】
また、短絡電流を０．５Ａ以下に制限したい場合、フォトカプラＣＰが確実にＯＮするために必要な電圧（電位差ｖ３）が１．２Ｖとすると、第３制限抵抗Ｒ３の抵抗値が、０．５＞（２４−１．２）／ｒ４の式に基づいて、４５．６Ω（＞２２．８／０．５）より大きい必要がある。さらに、フォトカプラＣＰが短絡電流が流れたことを検出するには、０．０２Ａ以上の短絡電流が流れる必要があるため、第３制限抵抗Ｒ３の抵抗値が、０．０２＜（２４−１．２）／ｒ３の式に基づいて、１１４０Ω（＜２２．８／０．０２）より小さい必要がある。従って、第３制限抵抗Ｒ３の抵抗値ｒ３は、４５．６Ωから１１４０Ωの間で選定すればよい。
【００３４】
ＦＦ５６は、入力端子Ｄへの入力が常時Ｈレベル（＋５Ｖ）となっており、フォトカプラＣＰの出力点Ｐ３が負論理のクロック端子ＣＫに接続されている。ここで、フォトカプラＣＰの出力レベルがＨレベルのとき（正常な動作状態）は、非反転出力端子Ｑ１の出力がＬレベル（０Ｖ）、反転出力端子Ｑ２の出力がＨレベル（＋５Ｖ）となる。一方、フォトカプラＣＰの出力レベルがＬレベルのとき（短絡状態）は、非反転出力端子Ｑ１の出力はＨレベル（＋５Ｖ）、反転出力端子Ｑ２の出力はＬレベル（０Ｖ）となる。また、このＦＦ５６は、工作機械１の電源投入と同時にリセット端子ＣＬＲから入力されるリセットパルスによって、非反転出力端子Ｑ１の出力がＬレベル（０Ｖ）、反転出力端子Ｑ２の出力がＨレベル（＋５Ｖ）にリセットされる。
【００３５】
こうして、短絡検出回路６０は、フォトカプラＣＰの出力がＬレベルとなり、ＦＦ５６の非反転出力端子Ｑ１の出力がＨレベル、反転出力端子Ｑ２の出力がＬレベルとなったことを、第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたこととして検出することができる。このＦＦ５６の非反転出力端子Ｑ１は、筐体４０外部に設けられたコントローラ（図示しない）の備えるマイコンに接続されており、短絡検出回路６０によって第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたことが検出された場合、マイコンは、コントローラの備える表示画面に短絡電流が流れたことを報知する旨のメッセージを表示させる。また、ＦＦ５６の反転出力端子Ｑ２は、リレーＲＹのコイル部に接続されており、短絡検出回路６０によって第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたことが検出されていない場合には、反転出力端子Ｑ２の出力はＨレベルとなるため、リレーＲＹが作動して高電位経路ＬＨを閉じた状態となる。一方、短絡検出回路６０によって第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたことが検出された場合、反転出力端子Ｑ２の出力はＬレベルとなるため、リレーＲＹの動作が停止して高電位経路ＬＨを開いた状態となる。
【００３６】
［アクチュエータ出力回路２８］
次に、入出力基板２０の備えるアクチュエータ出力回路２８を図５（ｂ）に基づいて説明する。なお、このアクチュエータ出力回路２８において、上述のセンサ入力回路２６と同様の構成については同じ符号を付すこととして、上述のセンサ入力回路２６との相違点についてのみ詳述することとする。
【００３７】
アクチュエータ出力回路２８は、アクチュエータ３２に電源を供給する経路として、直流電源１０の正極側からアクチュエータ３２に至る高電位経路ＬＨと、直流電源１０の負極側からアクチュエータ３２に至る低電位経路ＬＬとを備えている。高電位経路ＬＨは、直列に設けられたリレーＲＹおよびスイッチング素子ＳＷを介して直流電源１０の正極側に接続されている。また、このアクチュエータ出力回路２８には、低電位経路ＬＬを筐体４０に接続する接地側経路ＬＧ、接地側経路ＬＧに直列に設けられた第３制限抵抗Ｒ３および第４制限抵抗Ｒ４、第４制限抵抗Ｒ４に並列に設けられた短絡検出回路６０などが備えられている。
【００３８】
スイッチング素子ＳＷは、高電位経路ＬＨを開閉することによって、アクチュエータ３２の動作を制御するものである。
［第２実施形態の効果］
このように構成された工作機械２によれば、高電位経路ＬＨと筐体４０とが短絡した場合であっても、高電位経路ＬＨから筐体４０を経て直流電源１０の負極側に流れる短絡電流を制限抵抗Ｒ３、Ｒ４が所定の電流値に制限する。そのため、直流電源１０の電圧値ｅと制限抵抗Ｒ３、Ｒ４の合成抵抗値ｚとで決まる短絡電流の電流値ｉ３（＝ｅ／ｚ）が、火花を発生させることのない電流値となるように、制限抵抗Ｒ３、Ｒ４の合成抵抗値ｚの抵抗値を決定しておけば、短絡電流が流れた場合でも火花が発生することがない。
【００３９】
また、短絡検出回路６０が第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたことを検出したときに、リレーＲＹが高電位経路ＬＨを電気的に切断するため、短絡電流から電気回路を保護することができる。
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、このほかにも様々な形態で実施することができる。
【００４０】
例えば、本実施形態１および２においては、センサ３０として３線式センサを利用したものを例示したが、センサとしては、図７に示したように、動作負荷ＲＡを低電位経路ＬＬに直列に設けることによって、光スイッチ、リミットスイッチなどの２線式のセンサ３４を利用することもできる。
【００４１】
また、本実施形態においては、１のセンサ入力回路２２、２６に対して、１のセンサ３０が設けられたものを例示したが、１のセンサ入力回路２２、２６に対して、複数のセンサ３０が設けられていてもよい。
また、本実施形態においては、１のアクチュエータ出力回路２４、２８に対して、１のアクチュエータ３２けられたものを例示したが、１のアクチュエータ出力回路２４、２８に対して、複数のアクチュエータ３２が設けられていてもよい。
【００４２】
また、第１実施形態においては、制限抵抗Ｒ１、Ｒ２が高電位経路ＬＨに直列に設けられたものを例示したが、制限抵抗Ｒ１、Ｒ２両方が低電位経路ＬＬに直列に設けられていてもよい。また、制限抵抗Ｒ１、Ｒ２のいずれか一方が高電位経路ＬＨに、他方が低電位経路ＬＬに直列に設けられていてもよい。
【００４３】
また、第１実施形態におけるリレーＲＹおよび短絡検出回路５０とで構成される電気回路と、第２実施形態におけるリレーＲＹおよび短絡検出回路６０とで構成される電気回路とを、図８に示したように、同一のセンサ入力回路またはアクチュエータ出力回路上で構成してもよい。
【００４４】
また、第１実施形態における短絡検出回路５０は、第１制限抵抗Ｒ１に短絡電流が流れたことを検出することができる回路であれば、その具体的な構成は特に限定されない。
また、第２実施形態における短絡検出回路６０は、第４制限抵抗Ｒ４に短絡電流が流れたことを検出することができる回路であれば、その具体的な構成は特に限定されない。
【００４５】
また、本実施形態においては、短絡検出回路５０、６０によって短絡電流が検出された際、リレーＲＹによって高電位経路ＬＨを開放するように構成されたものを例示したが、高電位経路ＬＨを開放する手段としては、例えば、図９に示したように、電界効果形トランジスタ（以降、ＦＥＴとする）Ｔｒ４を利用したスイッチング回路７０を利用して高電位経路ＬＨを開放するように構成してもよい。この場合、リレーにより高電位経路ＬＨを開放するのに要する時間は数ｍｓであるのに対し、ＦＥＴにより高電位経路ＬＨを開放するのに要する時間は数十μｓと、より高速に高電位経路ＬＨを開放することができる。また、高電位経路ＬＨを上述した以外のスイッチング素子により高電位経路ＬＨを開放するように構成してもよい。
【００４６】
また、第１実施形態においては、低電位経路ＬＬと直流電源１０の負極側との接続経路を筐体４０に接続することにより低電位経路ＬＬを接地側経路、高電位経路ＬＨを非接地側経路としたものを例示したが、高電位経路ＬＨと直流電源１０の正極側との接続経路を筐体４０に接続することにより高電位経路ＬＨを接地側経路、低電位経路ＬＬを非接地側経路としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械の構成を示すブロック図（第１実施形態）
【図２】センサ入力回路（ａ）およびアクチュエータ出力回路（ｂ）を示す図
【図３】短絡検出回路を示す図
【図４】工作機械の構成を示すブロック図（第２実施形態）
【図５】センサ入力回路（ａ）およびアクチュエータ出力回路（ｂ）を示す図
【図６】短絡検出回路を示す図
【図７】別の実施形態におけるセンサ入力回路の一部を示す図
【図８】別の実施形態における制御基板の備える回路の一部を示す図
【図９】別の実施形態における高電位経路を電界効果形トランジスタによって開放するスイッチング回路を示す図
【符号の説明】
１・・・工作機械、２・・・工作機械、１０・・・直流電源、２０・・・入出力基板、２２・・・センサ入力回路、２４・・・アクチュエータ出力回路、２６・・・センサ入力回路、２８・・・アクチュエータ出力回路、３０・・・センサ、３２・・・アクチュエータ、４０・・・筐体、４２・・・制御室、４４・・・加工室、４６・・・接地点、５０・・・短絡検出回路、５２・・・第１スイッチング回路、５４・・・第２スイッチング回路、５６・・・フリップフロップ、６０・・・短絡検出回路、ＬＧ・・・接地側経路、ＬＨ・・・高電位経路、ＬＬ・・・低電位経路、Ｒ１・・・第１制限抵抗、Ｒ２・・・第２制限抵抗、Ｒ３・・・第３制限抵抗、Ｒ４・・・第４制限抵抗、ＲＡ・・・動作負荷、ＲＹ・・・リレー、ＳＷ・・・スイッチング素子。

Claims

直流電源の高電位側に接続された高電位経路と、直流電源の低電位側に接続された低電位経路とを有し、前記高電位経路または前記低電位経路のいずれか一方が接地位置に接続されている接地側経路、他方が接地位置に接続されていない非接地側経路となっている電気回路を備えた工作機械であって、
前記電気回路は、
前記接地側経路と前記接地位置とを接続する接続経路中に、前記非接地側経路と前記接地位置とが短絡した場合に前記非接地側経路から前記接続経路へ流れる短絡電流を所定の電流値に制限する制限抵抗と、
前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出する短絡検出手段と、
該短絡検出手段により前記短絡電流が検出された際に、前記高電位経路および前記低電位経路のいずれか一方または両方の経路の一部分を電気的に切断する経路切断手段と、を備えており、
前記短絡検出手段は、正常な動作状態において制限抵抗の両端に発生する電位差でオンせず、前記制限抵抗に短絡電流が流れる短絡状態において制限抵抗両端に発生する電位差でオンすることで、前記制限抵抗に短絡電流が流れたことを検出するフォトカプラである
ことを特徴とする工作機械。