JP2005294130A

JP2005294130A - 制御機器

Info

Publication number: JP2005294130A
Application number: JP2004109573A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Amanuma; 武宏天沼; Koji Takamatsu; 幸司高松; Isao Takahashi; 功高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】
制御機器の外でバリスタの取り付け作業ができる制御機器を提供することにある。
【解決手段】
制御装置３と内部配線６で接続される外部インターフェース中継端子台４と、外部インターフェース中継端子台４と外部の設備とを接続する外部配線７とを備え、外部インターフェース中継端子台４が制御機器１に固定された本体１３と本体１３にコネクタ構造で取り付けられた外部端子コネクタ１４で構成され、外部端子コネクタ１４にアースバー２０を内蔵させ、内部接点１２とアースバー２０とをバリスタ１０で接続した。
【選択図】図３

Description

本発明は、主として一般産業，通信分野における制御機器に係り、外部インターフェース部の静電対策，サージ対策を施した保守作業の容易なコネクタを備えた制御機器に関する。

主に一般産業や通信分野における制御機器は、製品の保護と隣接製品の保護を行うために静電対策やサージ対策を施す必要がある。この静電対策やサージ対策として、バリスタを外部インターフェース端子台の接点部と筐体に取り付けた専用アースバー部に取り付け、アースバーから筐体の集合クランプに配線するのが一般的である。

〔特許文献１〕には、補助用プリント配線基板にはバリスタ（電子部品，サージ吸収素子に相当）が実装され、ターミナルとバリスタとが配線パターンにより電気的に接続された端子台装置が開示されている。

特開２０００−１４８２１５号公報

従来の外部インターフェース端子台の接点部と専用アースバーにバリスタを取り付ける方式は、制御機器内に外部インターフェース端子台と、専用アースバーを取り付けた後、バリスタを取り付ける手順で作業を進めるものであるため、小型化された製品では、制御機器内の狭いエリアでの作業となるため作業性は低下し、作業安全上でも問題点がある。また、バリスタを取り付ける作業は、比較的大きな制御機器の場合でも、数百点のバリスタの取り付ける必要があり、制御機器内の作業性が低下するという問題がある。

また、〔特許文献１〕に記載のように、１枚のプリント板回路にバリスタと外部端子台を実装する方式は、バリスタを交換する事態が発生した場合は、プリント板全てを交換しなければならなくなる。また、外部端子１点にサージ、あるいは静電が発生した場合、プリント板回路上の全ての端子部に波及するという問題がある。

本発明の目的は、制御機器の外でバリスタの取り付け作業ができる制御機器を提供することにある。

本発明の他の目的は、外部端子の１点部に問題発生しても、全端子部に波及しないようにした制御機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の制御機器は、制御機器内の制御装置と接続される外部インターフェース中継端子台を本体と外部端子コネクタとに２分割できるコネクタ構造とし、取り外し可能な外部端子コネクタにアースバーを内蔵させ、内部接点とアースバーとを静電対策，サージ対策用のバリスタで接続したものである。これにより、作業範囲に制限がない制御機器外部でバリスタ取り付け作業が行える。

また、取り外し可能な外部端子コネクタには、外部端子数と同数のバリスタ取り付け用の接点を設けているため、接点個々に静電、あるいはサージが発生して交換作業が必要となっても容易に交換できる。

本発明によれば、制御機器の静電対策，サージ対策の低コスト化を図ることができ、且つ保守作業の容易化と保守コストの低減を実現できる。

本発明の一実施例を図１から図６により詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である制御機器の内部実装を示す斜視図である。

制御機器１内の奥行き側には、上部側に電源変換機１８，故障リレー回路２，制御装置３が取り付けられ、中段に無停電装置１７，トランス１６が取り付けられ、下部側に受電中継端子台１９，筐体集合アース５が取り付けられている。外部からの受電用の受電中継端子台１９から受電した電力は、トランス１６，無停電装置１７，電源変換機１８，制御装置３の順に電気が流れるように接続されている。

側面の中央部から下部には外部インターフェース中継端子台４が設けられている。外部インターフェース中継端子台４と制御装置３，故障リレー回路２とは制御機器の内部配線６で接続されている。外部インターフェース中継端子台４は、制御機器の外部配線７により外部と接続されている。

制御装置３では制御演算処理後に、制御機器１が制御する対象設備に制御信号を出力し、外部から必要な情報信号を入力する。一般的に外部からのサージは、制御機器の外部配線７を伝わって制御機器１内に侵入するので、制御機器１内の機器をサージから保護するため、外部インターフェース中継端子台４が制御機器１に実装されている。

外部インターフェース中継端子台４は、図２から図４に示されるようにコネクタ構造となっている。図３に示すように、本実施例の外部インターフェース中継端子台４は、外部端子コネクタ１４と本体１３から構成されている。

本体１３には外部接点１１が設けられ、外部接点１１は内外部接点接続ピン２２が設けられている。本体１３の外部接点１１とは反対側に内部配線用コネクタ１５が取り付けられ、内部配線用コネクタ１５はプリント板２３と接続されている。プリント板２３には内部回路２５が設けられ、内部回路２５は内部接点接続ピン２４と接続されている。内部配線用コネクタ１５には制御機器の内部配線６が設けられたコネクタ２６をはめ込むことにより接続されるようになっている。

外部端子コネクタ１４には内外部接点接続ピン２１が、本体１３の内外部接点接続ピン２２と内部接点接続ピン２４の位置に対応して２箇所設けられ、２箇所に設けられた内外部接点接続ピン２１同士は接続されている。外部端子コネクタ１４の内部接点接続ピン
２４に対応する位置には内蔵アースバー２０が設けられ、内外部接点接続ピン２１に接続した内部接点１２が設けられて内蔵アースバー２０と内部接点１２とにはバリスタ１０が取り付けられる。

外部端子コネクタ１４と本体１３とは、図４に示すように、内外部接点接続ピン２２と内部接点接続ピン２４に内外部接点接続ピン２１をはめ込むことにより結合される。内蔵アースバー２０の端部は筐体集合アース５と接合できるようになっている。

このように、本体１３に設けられた外部端子の接点１１と、外部端子コネクタ１４に設けられた内部配線と取り外して分離できるようにし、分離して取り外すことができる外部端子コネクタ１４にサージ対策品であるバリスタ１０を取り付ける構造であるので、バリスタ１０の取り付け，取り外しを制御機器の外部で作業できる。このため、制御機器内の狭いエリアでバリスタの一方の端部と内部配線６を重ねて内部接点１２に取り付けるという従来の作業効率の悪さを改善できる。また、内部配線をコネクタ１５，２６により接続しているので、バラ配線から一括配線接続できる。また、外部端子コネクタを着脱することで、制御機器の外部配線と内部配線とを機械的，電気的に分離，結合できる。

外作業によりバリスタ１０を取り付けた後、外部端子コネクタ１４を制御機器１に取り付けられた本体１３に挿入すると、両端下部の２つの内外部接点接続ピン２１の一方が内部接点接続ピン２４と接続され、プリント板２３上の内部回路２５を経由して内部配線用コネクタ１５へ導通される。一方、外部端子コネクタ１４の他方の内外部接点接続ピン
２１が内外部接点接続ピン２２と接続され、外部配線７に導通される。

外部配線７から侵入してきたサージは、外部接点１１，内部接点１２を経由して静電対策あるいはサージ対策品であるバリスタ１０に伝播し、バリスタ１０で過電圧に対する保護が行われる。バリスタを経由したサージは、アースバー２０により筐体集合アース５に逃がすことができる。このようにして、内部配線６にサージが伝わるのを防ぎ、制御機器１内部へのサージ侵入を防止できる。

また、図２に示す例では、外部配線７は３本接続されているが、これら３本の外部配線は、夫々別設備とのインターフェースであり、例えば設備Ａのサージに対し設備Ａ用のバリスタ１０が損傷するが、損傷した設備のバリスタを保守時に交換することでよい。このように、プリント板の回路上にバリスタをハンダ接続している従来技術では、設備Ａのサージによりプリント板回路の全てがショートするため、設備Ｂ，設備Ｃ分のバリスタも損傷してモジュール全部を交換することになるが、本実施例ではモジュール全部を交換することを避けることができる。また、取り外し可能な外部端子コネクタには、外部端子数と同数のバリスタ取り付け用の接点を設けているため、接点個々に静電、あるいはサージが発生して交換作業が必要となっても容易に交換できる。

以上説明したように、本実施例によれば、制御装置からのバラ内部配線を一括してコネクタ接続できる。バリスタ取り付けは、制御機器内ではなく、制御機器の外で作業でき、一括して嵌め込むことができる。また、外部端子の接点別にサージをバリスタでカットし、交換もコネクタを分離して、バリスタ１つを交換して結合することで対応でき全交換しなくても良くなる。制御機器の組立・配線作業性の向上と、サージ保護に対し安価で容易に交換できる制御機器を実現できる。

例えば、本実施例と従来技術との効果の比較を示す図５から分るように従来の作業工数を合計１００％としたときに、本実施例では４０％の取り付け作業工数となる。その内訳は、従来は専用アース・金具取り付けが１０％であったのに対し、本実施例では０％、従来はバリスタ取り付けが２５％であったのに対し、本実施例では１５％、従来は内部配線取り付けが３５％であったのに対し、本実施例では５％、従来はチェックが２０％であったのに対し、本実施例では１０％とそれぞれ低減されている。

本発明の一実施例である制御機器の内部実装を示す斜視図。本実施例の外部インターフェース部の平面図。本実施例の分離状態の外部インターフェース部の縦断面図。本実施例の結合状態の外部インターフェース部の縦断面図。本実施例と従来技術との効果の比較を示す図。

符号の説明

１…制御機器、２…故障リレー回路、３…制御装置、４…外部インターフェース中継端子台、５…筐体集合アース、６…内部配線、７…外部配線、１０…バリスタ、１１…外部接点、１２…内部接点、１３…本体、１４…外部端子コネクタ、１５…内部配線用コネクタ、１６…トランス、１７…無停電装置、１８…電源変換機、１９…受電中継端子台、
２０…アースバー、２１，２２…内外部接点接続ピン、２３…プリント板、２４…内部接点接続ピン、２５…内部回路、２６…コネクタ。

Claims

制御装置と、該制御装置と内部配線で接続される外部インターフェース中継端子台と、該外部インターフェース中継端子台と外部の設備とを接続する外部配線とを備えた制御機器であって、前記外部インターフェース中継端子台が前記制御機器に固定された本体と該本体にコネクタ構造で取り付けられた外部端子コネクタで構成され、該外部コネクタにアースバーを内蔵させ、内部接点とアースバーとをバリスタで接続した制御機器。
前記本体に内部配線のコネクタを接続する内部配線用コネクタが設けられるものであって、該内部配線用コネクタはプリント板に設けられた内部回路を介して前記外部端子コネクタとの接続部である接続ピンに接続されている請求項１に記載の制御機器。
前記外部端子コネクタの内部接点数を前記本体の外部端子の接点数と同数に形成した請求項１に記載の制御機器。
前記バリスタが前記アースバーと内部接点に個々に取り付けられるものである請求項１に記載の制御機器。