JP2007241633A - 端子変換ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】既設の機器から新規の機器への交換作業を容易かつ短時間とすることが可能な端子変換ユニットを提供する。
【解決手段】新規のシーケンサシステム31は、既設のベースユニット106の傍に設置され、入力ユニット34及び出力ユニット35にコネクタケーブル18のコネクタ17が接続されている。コネクタケーブル18のもう一方のコネクタ16は、ベースユニット106の各スロットに取り付けられた変換ユニット本体１に接続されている。変換ユニット本体１により、端子台110の外部配線と、入力ユニット34及び出力ユニット35に接続されたコネクタケーブル18とを通る入出力信号が、相互に適切な信号配列に変換され、外部機器と交換後の入力ユニット34及び出力ユニット35との間で入出力信号が問題なく伝送される。
【選択図】図４

Description

本発明は、既設の機器を新規の機器に交換する際に、既設の機器に接続されている電線をそのままの状態で新規の機器へ流用することができる端子変換ユニットに関する。

工場の生産ライン等を自動化するＦＡ分野の代表的な制御機器として、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）が広く知られている。図６は、このＰＬＣの一般的な機種を例示したものである。シーケンサシステム101は、商用電源を電力変換して各機器ユニットへ電源を供給する電源ユニット102と、予め内部記憶装置に格納された例えばラダープログラムなどに従ってシーケンス制御を行なうＣＰＵユニット103と、例えば３２点のトランジスタ入力などを有する入力ユニット104と、例えば３２点のトランジスタ出力などを有する出力ユニット５とを扁平板状のベースユニット106の各スロットに装着して構成される。ベースユニット106の各スロットに装着される入力ユニット104等が機器ユニットに相当する。図中、ベースユニット106は、各機器ユニットに隠れて一部見えない状態になっているが、ベースユニット106には各機器ユニットの裏側に着脱可能なベースコネクタ107が各機器ユニットに対応するスロット位置毎に複数並設されており、各機器ユニットをベースユニット106に装着することにより各機器ユニット間が電気的に接続される。このとき、ベースユニット106の短手方向両側に穿設されたネジ穴106ａにネジ螺着することにより各機器ユニットが強固に固定される。このベースユニット106は、制御盤内に例えばネジ止めなどにより取り付けられることとなる。

入力ユニット104及び出力ユニット105には着脱自在の端子台110がそれぞれ取り付けられており、この端子台110に、圧着端子が電線の先端に加締められた複数の電線111がネジ螺着により接続されることにより、シーケンサシステム101と外部機器との間で信号の入出力が行なわれる。

シーケンサシステム101を構成する機器ユニットとしては、上記以外にも、例えばＡＣ入出力ユニットや位置決め，Ａ／Ｄ変換，ネットワーク通信等の特殊ユニットなど、数多くの機器ユニットが存在し、それぞれの機器ユニットに応じて外部機器との配線方式が異なる。すなわち、１ユニットあたりの信号数が比較的少ないものは、入力ユニット104及び出力ユニット105と同様に端子台110が用いられるが、１ユニットあたりの信号数が比較的多いものでは、端子台110の代りにコネクタが使用される。具体的には、機器ユニット側にオスコネクタが設けられ、これに複数の電線が半田付け接続されたメスコネクタを嵌め込むことにより外部配線される。

図６で示したシーケンサシステム101は大形ＰＬＣであるが、このＰＬＣは、近年急速に小形化が進んでおり、従来機種に比べて大幅なサイズダウンが実現されている。既設の大形ＰＬＣから小形ＰＬＣへ置き換える場合には、図７に示すように、まず既設の大形ＰＬＣであるシーケンサシステム101の入力ユニット104及び出力ユニット105から端子台110を取り外し、既設のシーケンサシステム101を撤去した後、新規の小形ＰＬＣを据え付け、従来の端子台10に接続された電線111を小形ＰＬＣへ付け替えることにより交換作業が行なわれる。

このとき、電線111を端子台110から小形ＰＬＣへ付け替えるには、端子台110のネジを緩めて電線111を１本１本バラし、各電線111の端子を圧着しなおして、小形ＰＬＣの端子台にネジ螺着により接続する必要があり、非常に手間が掛かる作業であった。また、新旧の機器ユニットが機能的に対応するものであっても、小形ＰＬＣではユニットスペースの制限から省スペースでより多くの外部配線が可能なコネクタ配線方式のものが多い。この場合は、端子台110からバラした電線111を１本１本コネクタに半田付け接続する必要があり、さらに手間が掛かる作業となっていた。この交換作業は、通常、稼動中の生産ラインを一時停止させて行なわなければならないため、現場での配線，取付工事の時間短縮が強く求められていた。

上記問題を解決する手段の一つとして、特許文献１に開示される変換コネクタがある。この変換コネクタは、既設制御盤用の端子台が着脱可能な端子台受と、新規制御盤用のメスコネクタが着脱可能なオスコネクタとを備え、前記端子台受と前記オスコネクタとの間を信号配列が適切になるよう電気的に接続することにより、端子台−コネクタ変換を可能としている。この構成により、端子台の１本１本の電線をはずすことなく、端子台に電線が接続されたままの状態で制御盤を取り替えることができる。
特開２００５−３２６１９号公報

しかし、上記特許文献１の変換コネクタは、既設制御盤用の端子台に直接装着して新規制御盤用のオスコネクタに嵌め込むものであるため、この変換コネクタをＰＬＣに適用した場合には次の諸問題があった。

小形ＰＬＣは概して大形ＰＬＣに比べて機器ユニットの幅が狭いため、変換コネクタを取り付けた際に隣接する小形ＰＬＣの機器ユニットに接続された各電線が干渉してしまう。そのため、電線の接続部分に応力が掛からないように、電線の圧着端子をＬ字状に折り曲げ、電線を端子台に対して起立状態にする必要がある。とりわけ、機器ユニットの端にいくほど電線束が太くなるため、スペース的に厳しくなる。

大形ＰＬＣ用の端子台は概して小形ＰＬＣの機器ユニットより大きいため、交換した小形ＰＬＣが、大形ＰＬＣ用の端子台が装着された変換コネクタの下に隠れてしまい、例えばＬＥＤによるエラー表示，信号状態表示などの各機器ユニットの表示が見えなくなったり、機器ユニットのスイッチ操作が困難になったりするなど、交換作業終了後の動作確認等に支障をきたす虞がある。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、既設の機器から新規の機器への交換作業を容易かつ短時間とすることが可能な端子変換ユニットを提供することを目的とする。

本発明における請求項１の端子変換ユニットでは、ベースユニットに機器ユニットが着脱自在に取り付けられてなる一の機器を構成する前記機器ユニットに着脱自在の外部配線体を接続可能な第１の接続端子部と、一端が他の機器に接続される導電体の他端を接続可能な第２の接続端子部と、前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間を電気的に接続する導電手段とを本体に備え、前記本体は前記機器ユニットの代りに前記ベースユニットに取付可能に構成されている。

このようにすると、既設の一の機器に接続された外部配線体を取り外してそのまま端子変換ユニットの第１の接続端子部に接続することができため、外部配線体から電線をバラすことなく機器の交換作業を行なうことができる。また、端子変換ユニットの本体は一の機器を構成する機器ユニットの代りにベースユニットに取付可能であるため、外部配線体の接続スペースは交換前のままであることから外部配線の養生の必要がなく、既設のベースユニットをそのまま流用して端子変換ユニットを設置できることから設置が容易であると共にコストを低減させることができる。

本発明における請求項２の端子変換ユニットでは、前記他の機器を設置可能であり前記本体を覆う天板と、前記天板を支持し前記ベースユニットに立設可能な支柱とを備えている。

このようにすると、既設の一の機器が設置されていたスペースを利用し、かつ新規の他の機器を表面側に露出して設置することができるので、他の機器を新たに設置するためのスペースを設ける必要がなく、他の機器のメンテナンスもしやすくなる。

本発明の請求項１によると、既設の機器から新規の機器への交換作業を容易かつ短時間とすることが可能な端子変換ユニットを提供することができる。

本発明の請求項２によると、省スペースであると共にメンテナンス性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明における端子変換ユニットの好ましい実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。

図１及び図２は、本発明における端子変換ユニットの一実施態様を示す図である。変換ユニット本体１の外郭部材となるケーシング２は、図６で示した大形ＰＬＣの入力ユニット４や出力ユニット５と縦横が略同じ寸法の直方体状の箱であり、入力ユニット104及び出力ユニット105と同様にベースユニット106に着脱自在に取り付け可能に構成されている。しかしながら、ケーシング２の高さｈ（ベースユニット106と対向する裏面から正面までの距離）は、各ユニット104，105に比べて低く形成されている。このケーシング２の長手方向両端には、側壁から突出するように裏面部材が延出してなる耳部３がそれぞれ形成されており、この耳部３中央にはネジ15が挿通可能な長孔13が穿設されている。耳部３の長孔13にネジ15を挿通し、ベースユニット106が有するネジ穴106ａに螺着することにより、ケーシング２がベースユニット106に強固に固定される。

ケーシング２の正面側には、端子台110を取り付け可能とするため、端子台110のコネクタ部110ｂが挿入可能な端子台開口部８が矩形状に細長く開口形成されると共に、端子台開口部８を長手方向に挟んでネジ穴10がそれぞれ穿設されている。本実施例では、変換ユニット本体１に対する端子台110の取り付け位置を各ユニット104，105に対する位置（図６中、右側下寄りの位置）に対応させるため、端子台開口部８はケーシング２の長手方向一端から長手辺に沿うように開口形成している。ケーシング２内部には、回路パターン形成されたプリント基板４がボルト12で締結固定されて収納されており、このプリント基板４の端部に複数の端子片が配設されてなるカードエッジ端子９が端子台開口部８から露出している。端子台110は、本体部分表側に複数の端子ネジ110ａが２列に配置されており、その裏側に形成された突条がコネクタ部110ｂである。コネクタ部110ｂはプリント基板４のカードエッジ端子９が嵌合可能なカードエッジコネクタであり、図示しないエッジ挿入口の内側に各端子ネジ110ａに各々導通する端子片が配設されている。また、端子台110の長手方向両端には、取付ネジ110ｃが回動自在にそれぞれ保持されている。

端子台110をケーシング２に取り付ける際には、コネクタ部110ｂを端子台開口部８へ挿入してコネクタ部110ｂの前記エッジ挿入口をカードエッジ端子９に宛がい、取付ネジ110ｃをネジ穴10へ螺合する。当該螺合に伴いカードエッジ端子９が徐々にコネクタ部110ｂへ嵌合していき、端子台110がケーシング２に取り付けられる。コネクタ部110ｂの前記エッジ挿入口にプリント基板４のカードエッジ端子９が嵌挿されることにより、カードエッジ端子９の端子片とコネクタ部110ｂの端子片とが接触し、プリント基板４に形成されたパターンと、端子台110の端子ネジ110ａひいては電線111とが電気的に接続されることとなる。

また、ケーシング２の正面側には、新規に交換される小形ＰＬＣのコネクタケーブル18を取り付け可能とするため、適当な箇所にコネクタ開口部11が矩形状に開口形成され、コネクタケーブル18の一端に設けられたコネクタ16と嵌合可能なコネクタ６が設けられている。なお、コネクタケーブル18の他端に設けられたコネクタ17は、小形ＰＬＣの各機器ユニット（図示せず）に接続される。コネクタ６は、ケーシング２の内部で、内部配線７によりプリント基板４に実装されたコネクタ５へ電気的に接続されている。

図３は、ベースユニット106に複数の変換ユニット本体１を装着した例を示している。ベースユニット106からは、全ての大形ＰＬＣの機器ユニットが取り外されており、外部機器と配線されていない電源ユニット102及びＣＰＵユニット103が装着されていた以外のスロットに変換ユニット本体１が装着されている。電源ユニット102及びＣＰＵユニット103が装着されていたスロットには、当該２スロット分を覆い隠して外観を良くするための化粧板20が取り付けられている。

図３の変換ユニット本体１に新規の小形ＰＬＣからなるシーケンサシステム30を接続したものが図４である。シーケンサシステム31は、商用電源を電力変換して各機器ユニットへ電源を供給する電源ユニット32と、予め内部記憶装置に格納された例えばラダープログラムなどに従ってシーケンス制御を行なうＣＰＵユニット33と、例えば３２点のトランジスタ入力などを有する入力ユニット34と、例えば３２点のトランジスタ出力などを有する出力ユニット35とを扁平板状のベースユニット36の各スロットに装着して構成される。新規に交換される小形ＰＬＣの入力ユニット34及び出力ユニット35は、既設の大形ＰＬＣの入力ユニット104及び出力ユニット105と機能的に対応するものである。シーケンサシステム31は、既設のベースユニット106の傍に別置きで設置され、入力ユニット34及び出力ユニット35にコネクタケーブル18のコネクタ17が接続されている。コネクタケーブル18のもう一方のコネクタ16は、入力ユニット104及び出力ユニット105の代りにベースユニット106の各スロットに取り付けられた変換ユニット本体１に接続されている。同図では、入力ユニット104と交換された変換ユニット本体１が新規の入力ユニット34に接続され、出力ユニット105と交換された変換ユニット本体１が新規の出力ユニット35に接続され、１対１の接続関係となっているが、対応する機器ユニット間の信号数に合わせてコネクタケーブル18を分岐させて１対ｎ（ｎは任意の機器ユニット数）の接続関係とすることも可能である。

ここで、変換ユニット本体１のケーシング２に内蔵されたプリント基板４は、既設の大形ＰＬＣの入力ユニット104及び出力ユニット105と、これに対応する新規の小形ＰＬＣの入力ユニット34及び出力ユニット35とに応じて回路パターンが形成されており、入力ユニット104及び出力ユニット105に合わせて外部配線された外部機器の入出力信号が、適切に配列変換されて入力ユニット34及び出力ユニット35に入出力されるよう設計されている。すなわち、端子台110及びコネクタケーブル18を変換ユニット本体１へ接続することにより、機器交換前の入力ユニット104及び出力ユニット105に取り付けられた端子台110へ外部配線された電線111と、機器交換後の入力ユニット34及び出力ユニット35に接続されたコネクタケーブル18とを通る入出力信号が、プリント基板４の回路パターンを通じて相互に適切な信号配列に変換され、外部機器と交換後の新しいシーケンサシステム31を構成する入力ユニット34及び出力ユニット35との間で入出力信号が問題なく伝送されることとなる。このように、大型ＰＬＣに接続された端子台110を取り外してそのまま変換ユニット本体１のカードエッジ端子９に接続することができため、端子台110から電線111をバラすことなくＰＬＣの交換作業を行なうことができる。また、変換ユニット本体１は入力ユニット104及び出力ユニット105の代りにベースユニット106に取付可能であるため、端子台110の接続スペースは交換前のままであることから電線111の養生の必要がなく、既設のベースユニット106をそのまま流用して変換ユニット本体１を設置できることから設置が容易であると共にコストを低減させることができる。

図５は、図４に示したシステム構成の変形例を示したものである。同図では、シーケンサシステム31のユニット構成や、入力ユニット34及び出力ユニット35と変換ユニット本体１との接続方式は同様であるが、重ね置き用ベース板40を用いることにより、シーケンサシステム31が変換ユニット本体１の上に重ね置きされた形態になっている。重ね置き用ベース板40は、シーケンサシステム31が表側（変換ユニット本体１と反対側）の面に設置可能であり、かつベースユニット106に装着された変換ユニット本体１を覆う矩形板状の天板41と、この天板41の四隅を裏側（変換ユニット本体１に面する側）から支持しベースユニット106に立設可能な支柱42とから構成される。重ね置き用ベース板40を用いることにより、既設のベースユニット106の設置スペースを利用してシーケンサシステム31を設置することができるため、シーケンサシステム31を新たに設置するためのスペースを設ける必要がない。また、重ね置き用ベース板40では、シーケンサシステム31を変換ユニット本体１の上側に設置することができるのでシーケンサシステム31が外側に露出し、メンテナンスもしやすくなる。

以上のように本実施例の端子変換ユニットでは、ベースユニット106に機器ユニットとしての入力ユニット104及び出力ユニット105等が着脱自在に取り付けられてなる一の機器に相当するシーケンサシステム101を構成する入力ユニット104及び出力ユニット105に着脱自在の外部配線体としての端子台110を接続可能な第１の接続端子部としてのカードエッジ端子９と、一端に設けられたコネクタ17が他の機器としてのシーケンサシステム31に接続される導電体としてのコネクタケーブル18の他端に設けられたコネクタ16を接続可能な第２の接続端子部としてのコネクタ６と、カードエッジ端子９とコネクタ６との間を電気的に接続する導電手段に相当するプリント基板４，コネクタ５，内部配線７とを変換ユニット本体１に備え、変換ユニット本体１は入力ユニット104及び出力ユニット105の代りにベースユニット106に取付可能に構成されている。

このようにすると、既設のシーケンサシステム101に接続された端子台110を取り外してそのまま変換ユニット本体１のカードエッジ端子９に接続することができため、端子台110から電線111をバラすことなく機器の交換作業を行なうことができる。また、変換ユニット本体１はシーケンサシステム101を構成する入力ユニット104及び出力ユニット105の代りにベースユニット106に取付可能であるため、端子台110の接続スペースは交換前のままであることから外部配線の養生の必要がなく、既設のベースユニット106をそのまま流用して変換ユニット本体１を設置できることから設置が容易であると共にコストを低減させることができる。以上より、既設の機器から新規の機器への交換作業を容易かつ短時間とすることが可能な端子変換ユニットを提供することができる。

また本実施例の端子変換ユニットでは、シーケンサシステム31を設置可能であり変換ユニット本体１を覆う天板41と、天板41を支持しベースユニット106に立設可能な支柱42とを備えている。

このようにすると、既設のシーケンサシステム101が設置されていたスペースを利用し、かつ新規のシーケンサシステム31を表面側に露出して設置することができるので、シーケンサシステム31を新たに設置するためのスペースを設ける必要がなく、シーケンサシステム31のメンテナンスもしやすくなる。従って、省スペースであると共にメンテナンス性を向上させることができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明の応用例として、プリント基板４に例えば抵抗等の素子からなる電気回路を形成し、例えば入出力信号の電圧レベルや電流などの変換を行うことも可能である。当該電気回路を構成する素子に電源供給が必要であれば、ベースユニット106に設けられたベースコネクタ107を利用して電源ユニット102等からプリント基板４に電源供給を行なうこともできる。

本発明における端子変換ユニットの側面方向から見た要部断面図である。 同上、端子変換ユニットの正面図である。 同上、端子変換ユニットを既設のベースに装着した状態を示す正面図である。 同上、端子変換ユニットを用いたシーケンサシステムを示す斜視図である。 同上、端子変換ユニットを用いたシーケンサシステムの別態様を示す斜視図である。 大形ＰＬＣから構成されるシーケンサシステムの正面図である。 図６のシーケンサシステムから端子台を取り外した状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 変換ユニット本体
４ プリント基板（導電手段）
５ コネクタ（導電手段）
６ コネクタ（第２の接続端子部）
７ 内部配線（導電手段）
９ カードエッジ端子（第１の接続端子部）
18 コネクタケーブル（導電体）
31 シーケンサシステム（他の機器）
41 天板
42 支柱
101 シーケンサシステム（一の機器）
104 入力ユニット（機器ユニット）
105 出力ユニット（機器ユニット）
106 ベースユニット
110 端子台（外部配線体）

Claims (2)

1. ベースユニットに機器ユニットが着脱自在に取り付けられてなる一の機器を構成する前記機器ユニットに着脱自在の外部配線体を接続可能な第１の接続端子部と、一端が他の機器に接続される導電体の他端を接続可能な第２の接続端子部と、前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間を電気的に接続する導電手段とを本体に備え、前記本体は前記機器ユニットの代りに前記ベースユニットに取付可能に構成されたものであることを特徴とする端子変換ユニット。
2. 前記他の機器を設置可能であり前記本体を覆う天板と、前記天板を支持し前記ベースユニットに立設可能な支柱とを備えたことを特徴とする請求項１記載の端子変換ユニット。
   

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