JP2007165048A - 信号入出力装置 - Google Patents

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光夫 関根
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豊 野口
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    • H01R9/22Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24Terminal blocks
    • H01R9/26Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2608Fastening means for mounting on support rail or strip
    • HELECTRICITY
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    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1462Mounting supporting structure in casing or on frame or rack for programmable logic controllers [PLC] for automation or industrial process control
    • H05K7/1465Modular PLC assemblies with separable functional units

Abstract

【課題】信号入出力ユニット同士の連結強度が向上しながら、離間させることも容易な信号入出力装置を提供する。
【解決手段】信号入出力装置10は、信号入出力ユニット16a〜16eを有する。これら信号入出力ユニット16a〜16eを構成するベース20a〜20eの各々には、連結部材68が設けられている。連結部材68は、ベース20a〜20eに揺動自在に軸支されており、ねじ82が螺合されることで位置決め固定(止着)されている。この位置決め固定によって、ベース20a〜20eの隣接するもの同士が該連結部材68を介して連結される。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、センサやスイッチ等から発せられた電気信号を受ける一方で、電磁弁マニホールド等に電気信号を送る機能を有する信号入出力装置に関する。
信号入出力装置は、例えば、制御部が発した制御信号を受け、この制御信号に基づいてバルブの開閉動作を行う制御信号や、ランプもしくはリレー等の外部負荷を駆動する制御信号を発する。あるいは、シリンダに搭載されたセンサやスイッチ等が発した信号を受け、この信号を制御部に伝達することもある。
この種の信号入出力装置の例としては、特許文献1に記載されたものが挙げられる。該特許文献1に記載された信号入出力装置においては、複数個の信号入出力ユニットが並列され、隣接する信号入出力ユニット同士は、一方の端面に設けられたピンが他方に設けられた穴部に係合されることで連結される(段落[0015]参照)。
特開2002−23808号公報
隣接する信号入出力ユニット同士を上記したようなピンの穴部への係合で連結する場合、連結強度をさほど大きくすることはできない。しかしながら、連結強度を向上するべく、穴部に接着剤を充填し、この接着剤を介してピンを固着した場合、例えば、信号入出力ユニットの数を増減する際に信号入出力ユニット同士を離間することが困難となる。
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、連結強度を向上させることができ、しかも、信号入出力ユニット同士を容易に離間することが可能な信号入出力装置を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、コネクタが設けられたベースと、前記ベース上に配設された電気信号入出力モジュールとを備える信号入出力ユニットを複数個具備する信号入出力装置であって、
前記ベースには、一端部に揺動可能に軸支された連結部材が設けられるとともに、他端部に、該ベースに隣接するベースの連結部材を係合するストッパ部が設けられ、
前記連結部材が隣接する前記ベースの前記ストッパ部に係合されることによって、隣接する前記信号入出力ユニット同士が連結されていることを特徴とする。
すなわち、本発明においては、揺動可能な連結部材を介して隣接する信号入出力ユニット同士を連結するようにしている。このような構成とすることにより、連結強度が向上する。
しかも、この場合、接着剤を使用する必要がない。従って、信号入出力ユニットを増減する際に隣接する信号入出力ユニットを離間させることが極めて容易である。
ここで、ベースの連結部材は、前記ベースに設けられた係止部に止着部材を介して止着することが好ましい。これにより連結部材が位置決め固定されるので、隣接する信号入出力ユニット同士が離間し難くなり、結局、信号入出力装置の連結強度が一層向上するからである。
なお、端部に位置する信号入出力ユニットに隣接するエンドブロックにも、該信号入出力ユニットに臨む側の端部に揺動可能に軸支された連結部材を設け、この連結部材を該信号入出力ユニットのストッパ部に係合することが好ましい。すなわち、端部に位置する信号入出力ユニットとエンドブロックとを、上記した隣接する信号入出力ユニット同士のように連結することが好ましい。これにより、信号入出力ユニットとエンドブロックの連結強度も確保することができる。
そして、電気信号入出力モジュールにタグプレートを挿入するための挿入穴を設けることが好ましい。例えば、各モジュールの機能が記載されたタグプレートを挿入することで、ケーブル接続作業を行う作業者が配線を誤ることを回避できるようになる。
本発明によれば、一方の信号入出力ユニットに設けられた揺動可能な連結部材を、隣接する信号入出力ユニットのストッパ部に係合することで、隣接する信号入出力ユニット同士を連結するようにしている。これにより、十分な連結強度を示す信号入出力装置を構成することができる。
しかも、この場合、連結に際して接着剤を必要としない。このため、他の信号入出力ユニットを増加する際、又は、不必要となった信号入出力ユニットを取り外す際に、隣接する信号入出力ユニット同士を離間させることが極めて容易となる。
以下、本発明に係る信号入出力装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る信号入出力装置10の概略全体斜視図である。この場合、信号入出力装置10は、長尺な案内レール12上に摺動自在に載置されている。
信号入出力装置10は、バルブマニホールド14と、並列に連設された複数の信号入出力ユニット16a〜16eと、端部に位置する信号入出力ユニット16eに連結されるエンドブロック18とを有する。この中、信号入出力ユニット16bは、図示しない制御部、例えば、プログラマブルコントローラに信号を発する中継部としての機能を営む。
信号入出力ユニット16a〜16eは、それぞれ、ベース20a〜20e上に所定の機能を営む信号入出力モジュールが配設されることで構成されている。すなわち、信号入出力ユニット16a〜16eの各々は、信号入出力モジュールとしてのスイッチングモジュール22、通信モジュール24、入力モジュール26、出力モジュール28、電源モジュール30を有する。
ここで、ベースの構成につき、ベース20bを例示して説明する。
図2及び図3に示すように、ベース20bは略直方体形状をなすハウジングであり、その内部には、複数枚の端子板32がフィン状に配列されたコネクタ34が収容されている。なお、各端子板32は、その長手方向がベース20bの長手方向に直交するように配設される。また、ベース20bの天井面部には開口36が設けられており、前記コネクタ34は、この開口36を介してベース20b上に載置される通信モジュール24と電気的に接続される。
ベース20bに載置された通信モジュール24の位置決め固定は、第1係止ピン38及び第1ピン係止穴40によってなされる。すなわち、通信モジュール24の下端面において、第1係止ピン38に対応する位置には図示しない第2ピン係止穴が設けられ、第1ピン係止穴40に対応する位置には第2係止ピンが設けられている。従って、通信モジュール24がベース20b上に載置されると、ベース20bの第1係止ピン38が通信モジュール24の第2ピン係止穴に嵌合する一方、ベース20bの第1ピン係止穴40に通信モジュール24の第2係止ピンが嵌合され、これにより、通信モジュール24がベース20b上に位置決め固定される。なお、図2及び図3中の参照符号42は、ベース20bと通信モジュール24との間をシールするシール部材を示す。
ベース20bの長手方向に沿う一側面、すなわち、ベース20aに臨む側の側面44には長穴46が設けられ(図2参照)、この長穴46内では、前記端子板32の一端部が露呈している。
一方、ベース20bの他側面、すなわち、ベース20cに臨む側の側面50において、長穴46の対称位置には楕円状の端子接続部52が設けられている(図3参照)。この端子接続部52には、ベース20bに隣接するベース20cの端子板32を挿入するための挿入孔54が設けられている。さらに、端子接続部52の外周壁には、楕円形状シール部材55が装着されている。
ベース20bには、側面44に第3係止ピン56が突出形成される一方、側面50に第3ピン係止穴58が陥没形成される。第3係止ピン56は、ベース20aの一側面において前記第3ピン係止穴58と同様に設けられた第3ピン係止穴に係合され、一方、ベース20bの第3ピン係止穴には、ベース20cの一側面に前記第3係止ピン56と同様に設けられた第3係止ピンが係合する。
また、ベース20bにおいて、側面44の両隅角部近傍には第1凹部60及び第2凹部62がそれぞれ設けられており、同様に、側面50の両隅角部近傍には第3凹部64及び第4凹部66がそれぞれ設けられている。
この中、第1凹部60及び第2凹部62には、連結部材68の端部が位置決め固定される。すなわち、第1凹部60を例示して説明すると、ベース20bの底面部及び天井面部の各々の第1凹部60に対応する位置には軸孔70a、70bがそれぞれ設けられており、連結部材68は、これら軸孔70a、70bに挿入された揺動軸72a、72bによって揺動可能に軸支されている。
より具体的には、連結部材68は、長尺な底板部74と、該底板部74の各端部から所定の角度で立ち上がった第1突端部76及び第2突端部78とを有することによって略凹形状をなし、この中の第2突端部78に軸挿入孔80が設けられている。前記揺動軸72a、72bがベース20bの軸孔70a、70bに通され、さらに、軸挿入孔80に挿通されることにより、連結部材68がベース20bの凹部に揺動軸72a、72bを支点として揺動可能に軸支される。勿論、第2突端部78の高さは、底面部と天井面部とのクリアランスに挿入可能となる寸法に設定される。なお、連結部材68の底板部74略中央には、ねじ82(止着部材)を挿入するためのねじ挿通孔84が設けられている。
ベース20bの側面44において、長穴46の側方近傍には差込溝86が設けられている。この差込溝86の内部には薄肉状の挟持部88が設けられ、この挟持部88が存在することにより、該差込溝86が第1スロット90と第2スロット92に区画されている。挟持部88の露呈した側面と、側面44の隅部側面には、湾曲凹部94、96がそれぞれ形成されている。その一方で、側面50の隅部側面にも湾曲凹部97が設けられている。
第1スロット90には、鉛直方向に延在する基部の下端部、略中腹部、及び上端部からそれぞれ水平方向に延在する第1突出部98a〜第3突出部98cが設けられ、これに伴い横臥した山字状に形成された板ばね100が挿入される。第1突出部98a〜第3突出部98cの各頂部は、第2スロット92側に臨む方向に略垂直に屈曲されている。また、第2突出部98bの略中央には、前記ねじ82の先端部が通る程度の直径でねじ用貫通孔102が形成されている。
一方の第2スロット92には、下端面及び上端面に段部が形成されるとともに、その略中央部にねじ部104が設けられた四角ナット106が挿入される。四角ナット106は、ねじ部104の位置が前記板ばね100のねじ用貫通孔102の位置と対応する位置となり、且つ側方先端部が板ばね100における第2突出部98bの屈曲した先端部で堰止されるとともに、下端面及び上端面の各段部が板ばね100における第1突出部98a及び第3突出部98cの屈曲した先端部で堰止されるようにして、板ばね100に添っている。これにより、四角ナット106の抜け止めがなされる。
後述するように、ねじ挿通孔84に挿入されたねじ82が四角ナット106のねじ部104に螺合されることにより、連結部材68が位置決め固定される(図3参照)。すなわち、ベース20bの第2スロット92に挿入され、これによりベース20bに設けられた四角ナット106は、連結部材68を止着するための係止部としての役割を果たす。なお、ねじ挿通孔84の直径はねじ82の頭部に比して小さく設定されており、このため、ねじ82の頭部はねじ挿通孔84に通されることなく堰止される。後述するように、ねじ82の螺合は、連結部材68の第1突端部76がベース20aの第1凹部60に係合された後に行われる。
側面44における第2凹部62側近傍も、上記した第1凹部60側近傍と同様に構成されている。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。勿論、連結部材68、板ばね100、四角ナット106の構成も上記と同様である。
ベース20c側に臨む側面50に形成された第3凹部64及び第4凹部66には、ベース20cに設けられた連結部材68の第1突端部76が挿入される(図1参照)。以上から諒解されるように、第3凹部64及び第4凹部66は、連結部材68を係合するためのストッパ部としての役割を果たす。
また、側面50において、第3凹部64及び第4凹部66近傍には、係止用凹部108が設けられている。後述するように、この係止用凹部108には、ベース20cから突出する板ばね100及び四角ナット106が挿入される。
残余のベース20a、20c〜20eはベース20bと略同様に構成されており、従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、ベース同士の連結につき、ベース20bとベース20cを例示して説明する。なお、説明の便宜上、ベース20b、20c上の通信モジュール24、入力モジュール26を省略した図面を示す。
図4に示すように、ベース20bとベース20cは、ベース20cの板ばね100及び四角ナット106がベース20bの側面50側を臨むようにして配設される。ベース20cは、例えば、予めベース20aに連結されたベース20bに指向して案内レール12上を案内され、最終的に、ベース20bの長穴46にベース20cの端子接続部52が挿入される。その際、ベース20bの端子接続部52の挿入孔54にベース20cの端子板32が嵌合され、これによりベース20bのコネクタ34とベース20cのコネクタ34とが電気的に接続される。その結果、ベース20a上のスイッチングモジュール22、ベース20b上の通信モジュール24、及びベース20c上の入力モジュール26が互いに電気的に接続されるに至る。また、楕円形状シール部材55が長穴46の内周壁に密着することによって、該長穴46がシールされる。
コネクタ34同士が接続されると同時に、ベース20cの側面44に設けられた第3係止ピン56がベース20bの第3ピン係止穴58に係合する。加えて、図5に示すように、ベース20cに設けられた板ばね100及び四角ナット106がベース20bの係止用凹部108に挿入される。そして、ベース20cの連結部材68が揺動軸72a、72bを支点として揺動動作され、最終的に、図6に示すように、該連結部材68の第1突端部76がベース20bの第3凹部64及び第4凹部66にそれぞれ挿入される。
その後、連結部材68のねじ挿通孔84に通されたねじ82が四角ナット106のねじ部104に螺合され、これにより連結部材68の第1突端部76が第3凹部64又は第4凹部66に係止される。すなわち、図7に示すように、ベース20cがベース20bに連結されるに至る。なお、図7では、ベース20a、及び第2凹部62側の連結部材68を省略して示している。
ここで、ねじ82の先端面は、最終的に板ばね100のねじ用貫通孔102を介して第1スロット90及び係止用凹部108の各内壁に当接する。また、挟持部88と側面44、50において、ねじ82が通る部位には、上記したように湾曲凹部94、96、97がそれぞれ形成されている。従って、ねじ82が挟持部88や側面44、50に干渉することはない。
同様にしてベース20d、20eが逐次的に連結され、さらに、ベース20eの第3凹部64及び第4凹部66にエンドブロック18の連結部材68が係合されてこれらベース20eとエンドブロック18が連結される。以上の作業によって信号入出力装置10が設けられるに至る。
このように、本実施の形態においては、各ベース20a〜20eに連結部材68を設け、この連結部材68を隣接するベースの所定の部位に係止するようにしている。このため、信号入出力ユニット同士の連結強度が著しく優れた信号入出力装置10を構成することができる。
しかも、この場合、信号入出力ユニット16a〜16eのいずれかを取り外したり、信号入出力ユニット16a〜16eに新たな信号入出力ユニットを付加したりする際には、ねじ82を弛緩して連結部材68を第3凹部64及び第4凹部66から離脱させればよい。この際、ベース20a〜20e同士の連結に接着剤を使用していないので、隣接するベース同士、ひいては信号入出力ユニット同士とを離間させることが極めて容易である。勿論、ベース20eとエンドブロック18との間も同様である。
その上、信号入出力ユニット16a〜16e同士を密着させることができるので、信号入出力装置10を液密に構成することが可能となる。従って、この信号入出力装置10を、例えば、水や油の液滴が飛散するような作業現場で使用することもできる。
なお、上記においては、以上の作業の案内レール12(図1参照)上において行うようにしているが、案内レール12の敷設箇所とは別の場所で信号入出力装置10を構成し、その後に該信号入出力装置10を案内レール12上に配置するようにしてもよい。
本実施の形態では、信号入出力ユニット16a〜16eの各々は、互いに異なる機能を営む。先ず、信号入出力ユニット16aのスイッチングモジュール22には、開閉可能な遮蔽カバー110で覆われたスイッチ室112が形成され、このスイッチ室112に複数個の図示しないスイッチが設けられている。各スイッチのON/OFFを設定することによって、該スイッチングモジュール22の設定を種々変更することが可能となる。
また、信号入出力ユニット16bの通信モジュール24には、3個の接続端子114a〜114cが三角形状に配置されており、これら接続端子114a〜114cには、前記プログラマブルコントローラとの通信線となる図示しないケーブルが接続される。すなわち、信号入出力ユニット16bは、プログラマブルコントローラと互いに信号を授受する。なお、通信モジュール24が受信した信号はその他の信号入出力ユニット16a、16c〜16eに伝送され、一方、これら信号入出力ユニット16a、16c〜16eが発した信号は通信モジュール24を介してプログラマブルコントローラに伝送される。
信号入出力ユニット16cの入力モジュール26に設けられた接続端子中、例えば、接続端子116a、116bには、図示しない位置検出センサからの出力信号を伝えるケーブルが接続され、その一方で、信号入出力ユニット16dの出力モジュール28に設けられた接続端子中、例えば、接続端子118a、118bには、図示しないエアシリンダのスイッチング回路が接続される。
そして、信号入出力ユニット16eの電源モジュール30に設けられた接続端子120には、図示しない電源に電気的に接続されるケーブルが配線される。
以上の構成において、各モジュール24、26、28、30の各接続端子114a〜114c、116a、116b、118a、118b、120は、防水構造として設けられる。すなわち、各接続端子にケーブルが接続された場合には液密状態が確保され、従って、接続端子とケーブルとの間に水分をはじめとする液体が浸入することが回避される。勿論、参照符号を付していない各接続端子も同様である。
また、モジュール24、26、28、30の各上端面には、プレート挿入穴122が設けられている。このプレート挿入穴122には、図示しないタグプレートが挿入可能である。タグプレートには、例えば、各モジュール22、24、26、28、30の機能を記載すればよい。すなわち、例えば、電源モジュール30のプレート挿入穴122に挿入するタグプレートであれば、「電源」と記載する。これにより、ベース20a〜20eやエンドブロック18を連結して信号入出力装置10を構成した後、各モジュール22、24、26、28、30にケーブルを接続する際に作業者が配線を誤ることが回避される。
例えば、この信号入出力装置10は、信号入出力ユニット16cの入力モジュール26に前記位置検出センサからの出力信号が入力された際、この出力信号を信号入出力ユニット16bまで伝送する。信号入出力ユニット16bは、出力信号をプログラマブルコントローラに伝送する。
この信号を受けたプログラマブルコントローラは、前記エアシリンダのストロークの位置を適宜調整する制御信号を発する。この制御信号は、信号入出力ユニット16bを経由して、出力モジュール28から前記エアシリンダに向けて発信される。その結果、該エアシリンダのストローク位置が調整される。
なお、上記した実施の形態では、エアシリンダのストロークを調整する場合を例示して説明したが、信号入出力装置10をそれ以外の制御用途に使用できることはいうまでもない。例えば、バルブの開度を調整するようにしてもよい。さらに、バルブの開度、及びエアシリンダのストローク調整の双方を行うようにしてもよい。
また、信号入出力装置10には、上記の信号入出力ユニット16a〜16eの他、アナログ信号が入力又は出力されるアナログ入力モジュール又はアナログ出力モジュールを有するユニットや、デジタル信号が入力又は出力されるデジタル入力モジュール又はデジタル出力モジュールを有するユニット等、必要に応じて適宜の信号入出力ユニットを付加するようにしてもよい。勿論、動作に影響しない信号入出力ユニットを取り外すようにしてもよい。
このように、信号入出力装置10は、ユーザーの使用目的に応じて信号入出力ユニットを適宜に増減することができるため、入出力機器の追加、接続端子の個数が異なるモジュールを組み込むことによる接続端子の個数変更、組み合わせ、配列順序等を適宜簡便に行うことができる。すなわち、取り扱いに利便性がある。
また、コネクタ34を介して信号入出力ユニット16a〜16eを一体的に連結するので、配線を大幅に削減することができる。このため、信号入出力装置10の簡素化・小型化を図ることができるとともに、保守点検作業が容易となる。その上、信号入出力装置10の製造コストを低減することも可能である。
さらに、板ばね100を取り付けることなく四角ナット106のみでねじ82を止着するようにしてもよい。
本実施の形態に係る信号入出力装置の概略全体斜視図である。 図1の信号入出力装置中、信号入出力ユニットを構成するベースの概略全体斜視図である。 図2のベースを別方向から示す概略全体斜視図である。 ベース同士を連結させる前段階を示す要部斜視説明図である。 一方のベースの舌片部が他方のベースの係止用凹部に挿入された状態を示す要部平面断面図である。 一方のベースの連結部材が他方のベースの凹部に挿入された状態を示す要部平面断面図である。 隣接するベース同士が連結された状態を示す要部斜視説明図である。
符号の説明
10…信号入出力装置 12…案内レール
14…バルブマニホールド 16a〜16e…信号入出力ユニット
18…エンドブロック 20a〜20e…ベース
22、24、26、28、30…信号入出力モジュール
32…端子板 34…コネクタ
64、66…凹部(ストッパ部) 68…連結部材
72a、72b…揺動軸 80…軸挿入孔
82…ねじ(止着部材) 86…差込溝
90、92…スロット 100…板ばね
106…四角ナット 108…係止用凹部
114a〜114c、116a、116b、118a、118b、120…接続端子
122…プレート挿入穴

Claims (4)

  1. コネクタが設けられたベースと、前記ベース上に配設された電気信号入出力モジュールとを備える信号入出力ユニットを複数個具備する信号入出力装置であって、
    前記ベースには、一端部に揺動可能に軸支された連結部材が設けられるとともに、他端部に、該ベースに隣接するベースの連結部材を係合するストッパ部が設けられ、
    前記連結部材が隣接する前記ベースの前記ストッパ部に係合されることによって、隣接する前記信号入出力ユニット同士が連結されていることを特徴とする信号入出力装置。
  2. 請求項1記載の信号入出力装置において、前記ベースの前記連結部材は、前記ベースに設けられた係止部に止着部材を介して止着されていることを特徴とする信号入出力装置。
  3. 請求項1又は2記載の信号入出力装置において、端部に位置する前記信号入出力ユニットに隣接するエンドブロックは、該信号入出力ユニットに臨む側の端部に揺動可能に軸支された連結部材を有し、前記連結部材が該信号入出力ユニットの前記ストッパ部に係合されていることを特徴とする信号入出力装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の信号入出力装置において、前記電気信号入出力モジュールにタグプレートを挿入するための挿入穴が設けられていることを特徴とする信号入出力装置。
JP2005357571A 2005-12-12 2005-12-12 信号入出力装置 Pending JP2007165048A (ja)

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