JP2020027772A - シリアルカスケードコネクタシステム及びこれに含まれるコネクタ部材並びにコネクタ部材と中継コネクタ部材との組み合わせ並びに安全コンポーネント - Google Patents

Abstract

【課題】個々の安全コンポーネントをモニタし、あるいは個別の動作指示を、対応する安全コンポーネントに供給する。【解決手段】コネクタ部材4(1)は、対応する安全コンポーネント2(1)との接続に用いられるコンポーネント側端子群6と、下流側との連結に用いられる下流側端子群12と、上流側との連結に用いられる上流側端子群14とを有する。コンポーネント側端子群6は、安全コンポーネント2(1)との情報の授受を行うためのコンポーネント側メイン情報端子6(a)を含む。下流側端子群12は、コンポーネント側メイン情報端子6(a)に結線された下流側メイン情報端子12(aM)と、該下流側メイン情報端子12(aM)とは別の下流側他情報端子12(aO)とを含む。上流側端子群14は、上流側のコネクタ部材4(2)の下流側メイン情報端子12(aM)と連結可能な上流側情報端子14(a)を有している。【選択図】図1

Description

本発明は、複数の安全コンポーネントを接続するためのシリアルカスケードコネクタシステム及びこれに含まれるコネクタ部材並びにコネクタ部材と中継コネクタ部材との組み合わせ並びに安全コンポーネントに関する。

プレス装置、作業ロボット等の危険源から作業者を保護するための安全コンポーネントとして、「ライトカーテン」と呼ばれる多光軸光電センサ（特許文献１）や安全ドアスイッチ（特許文献２）が知られている。これらの安全コンポーネントは、一つの危険源に対して複数設置されることがある。安全コンポーネントは、典型的には半導体スイッチングデバイスにより、ON/OFF信号を出力する無接点式安全コンポーネントであり、例えば、危険源を包囲する安全柵の複数の出入り口に設置される安全ドアスイッチや多光軸光電センサや安全柵の中に設置されるマットスイッチやレーザスキャナを挙げることができる。安全コンポーネントの他の例として機械的な接点式安全コンポーネントを挙げることができる。この接点式安全コンポーネントは機械的に開閉される接点を有し、例えば非常停止スイッチを例示的に挙げることができる。なお、安全ドアスイッチは無接点式と接点式とがある。したがって、接点式安全コンポーネントに安全ドアスイッチを加えることができる。

これらの複数の安全コンポーネントは、その全てが動作許可信号を出力することで、危険源は動作することができ、他方、何れか一つでも動作許可信号を出力しない場合、つまり、いずれか一つの安全コンポーネントが動作不許可信号を出力しているときには、安全コンポーネントから安全信号を受け取る制御機器（例えばPＬC）によって危険源は動作を停止する又は危険でない速度、あるいはマニュアル操作に基づいて動作する。

複数の安全コンポーネントはシリアルカスケードコネクタシステムを使って連結されるのが一般的である。そして、上流側の安全コンポーネントが検知した状態を下流側の安全コンポーネントが受け取り、当該下流側の安全コンポーネントが検知した状態と、上流側の安全コンポーネントが検知した状態とが共に予め定められた安全状態であるときに、下流側安全コンポーネントは動作許可信号（ON信号）を出力し、そうでない場合には、動作許可信号を出力しない（動作不許可信号つまりOFF信号を出力する）。このように一連のシリアルに接続された複数の安全コンポーネントは、各安全コンポーネントが検知した状態を最も制御機器（例えばPＬC）に近い下流側の安全コンポーネントで束ねる形式で安全信号を制御機器に供給する。

特開２００８―１８１７９８号公報 特表２０１７―５００７２４号公報

複数の安全コンポーネントを連結するシリアルカスケードコネクタシステムは配線を簡素化できるという省配線の利点を有している。しかしながら、個々の安全コンポーネントをモニタする必要があるとき、あるいは、個々の安全コンポーネントに個別に動作指示する必要があるとき、これに対応できないという欠点がある。このことから、別途、個々の安全コンポーネントと通信により交信して、各安全コンポーネントをモニタする、あるいは個別の動作指示を、対応する安全コンポーネントに供給する方法が採用されている。

本発明の目的は、個々の安全コンポーネントをモニタし、あるいは個別の動作指示を、対応する安全コンポーネントに供給することのできるシリアルカスケードコネクタシステム及びこれに含まれるコネクタ部材並びにコネクタ部材と中継コネクタ部材との組み合わせ並びに安全コンポーネントを提供することにある。すなわち、本発明は、通信によるのではなく、シリアルカスケードコネクタシステムに含まれる物理配線を使って個々の安全コンポーネントと制御機器との間での情報の授受を可能にすることを目的とするものである。

図１を参照して本発明の概念を説明するための発明概念図である。以下の説明において、「下流側」「上流側」という用語を用いるが、この用語は相対的な意味を有する。「下流側」とは制御機器（例えばPＬC）に近い側という意味であり、「上流側」とは制御機器から遠い側という意味である。図中、参照符号CCSはシリアルカスケードコネクタシステムである。図１は、最小単位としての二つの安全コンポーネント２を図示しているが、勿論、三以上の安全コンポーネントに対しても適用可能である。

なお、図１において、線図の錯綜を避けるために、シリアルカスケードコネクタシステムCCSに含まれる電源用の配線や安全信号用の配線は図示を省略してある。安全信号用の配線は、勿論、冗長化されており、典型的には二系統の配線で構成される。

図１を参照して、シリアルカスケードコネクタシステムCCSに含まれる二つのコネクタ部材４に関し、相対的に下流側に位置するコネクタ部材を「第１コネクタ部材」と呼び、参照符号４に(1)を付記し、また、上流側に位置するコネクタ部材を「第２コネクタ部材」と呼び、参照符号４に(2)を付記して識別する。また、第１コネクタ部材４(1)、第２コネクタ部材４(2)を総称するときには、「コネクタ部材４」という用語を用いる。

第１コネクタ部材４(1)は、下流側に位置する第１安全コンポーネント２(1)に対応している。第２コネクタ部材４(2)は、上流側に位置する第２安全コンポーネント２(2)に対応している。各コネクタ部材４は、対応する安全コンポーネント２に連結可能なコンポーネント側端子群６と、下流側の機器、例えばPＬC１０やコネクタ部材に連結可能な下流側端子群１２と、上流側のコネクタ部材４に連結可能な上流側端子群１４を備えている。

コンポーネント側端子群６は、対応する安全コンポーネント２との間で情報を入力又は出力するコンポーネント側メイン情報端子６(a)を有している。

下流側端子群１２は、例えばPＬCなどの制御機器１０との間で情報を入力又は出力する下流側情報端子１２(a)を少なくとも２つ有している。この二つの下流側情報端子１２(a)は、一つの下流側メイン情報端子１２(aM)と、他の下流側他情報端子１２(aO)とを含んでいる。下流側他情報端子１２(aO)は、安全コンポーネント２の数に関連して複数設けられる。

上流側端子群１４は上流側情報端子１４(a)を少なくとも１つ有している。図示の上流側端子群１４には、上流側情報端子１４(a)が２つ描かれている。この二つの上流側情報端子１４(a)を区別するために、「第１」、「第２」の用語を使うと共に、参照符号１４(a-1)、１４(a-2)を付記する。これら第１、第２の上流側情報端子１４ (a-1)、１４(a-2)は、上述した下流側メイン情報端子１２(aM)、下流側他情報端子１２(aO)に対応した位置に配置されている。

各コネクタ部材４において、コンポーネント側メイン情報端子６(a)は、内部配線Ｌｍによって下流側メイン情報端子１２(aM)に結線されている。

図１の(A)に図示の第１の例を参照して、各コネクタ部材４において、下流側他情報端子１２(aO)は上流側第１情報端子１４(a-1)に結線されている。すなわち、各コネクタ部材４において、上流側第１情報端子１４(a-1)と下流側他情報端子１２(aO)とがシフトする形式でシフト配線Ｌ(sif)によって結線されている。第１コネクタ部材４(1)に対して上流側の第２コネクタ部材４(2)を連結する接続ケーブル１６はストレート配線１６aを有し、このストレート配線１６aによって、第２コネクタ部材４(2)の下流側メイン情報端子１２(aM)は、第１コネクタ部材４(1)の上流側第１情報端子１４(a-1)に連結される。

上記の構成により、図１の(A)に図示の第１の例では、第１安全コンポーネント２(1)に関する情報は、これに対応する第１コネクタ部材４(1)のコンポーネント側メイン情報端子６(a)及び下流側メイン情報端子１２(aM)を通じて入力又は出力できる。これに対して、上流側に位置する第２安全コンポーネント２(2)に関する情報は、これに対応する第２コネクタ部材４(2)のコンポーネント側メイン情報端子６(a)、下流側メイン情報端子１２(aM)、ケーブル１６、第１コネクタ部材４(1)の上流側第１情報端子１４(a-1)、内部シフト配線Ｌ(sif)、下流側他情報端子１２(aO)を通じて行うことができる。

如上の説明から分かるように、制御機器１０は、最も下流側に位置する第１コネクタ部材４(1)の下流側メイン情報端子１２(aM)を通じた情報を受け取ることで、この情報が第１安全コンポーネント２(1)に関する情報であることを認識することができる。

同様に、制御機器１０は、第１コネクタ部材４(1)の下流側他情報端子１２(aO)を通じた情報を受け取ることで、この情報が、第２安全コンポーネント２(2)に関する情報であることを認識することができる。

したがって、制御機器１０は、第１コネクタ部材４(1)の下流側メイン情報端子１２(aM)又は下流側他情報端子１２(aO)を通じて、第１安全コンポーネント２(1)又は第２安全コンポーネント２(2)を個別的にモニタすることができ、また、個別的に制御信号（例えば各コンポーネント２の表示灯を点灯又は消灯、例えば安全ドアスイッチであればロック解除などの制御信号）を第１安全コンポーネント２(1)又は第２安全コンポーネント２(2)に個別に供給することができる。

図１の(B)を参照して、ここに図示の例において、各コネクタ部材４において、下流側他情報端子１２(aO)はストレート内部配線Ｌ(str)によって上流側第２情報端子１４(a-2)に結線されている。他方、接続ケーブル１６はケーブルシフト配線１６bを含み、このケーブルシフト配線１６bによって、第２コネクタ部材４(2)の下流側メイン情報端子１２(aM)が、第１コネクタ部材４(1)の上流側第２情報端子１４(a-2)に連結される。

図１の(B)に図示の例をみれば直ちに認識できるように、各コネクタ部材４から上流側第１情報端子１４(a-1)を省いてもよい。

図１の(B)に図示の例においても、上述した図１の(A)に図示の例と同様に、第１安全コンポーネント２(1)に関する情報は、これに対応する第１コネクタ部材４(1)の下流側メイン情報端子１２(aM)を通じて入出力することができる。他方、上流側に位置する第２安全コンポーネント２(2)に関する情報は、第２コネクタ部材４(2)の下流側メイン情報端子１２(aM)と第１コネクタ部材４(1)の上流側第２情報端子１４(a-2)とを接続するケーブルシフト配線１６b（図１の(B)）の存在によって第１コネクタ部材４(1)の下流側他情報端子１２(aO)を通じて入出力することができる。

図１の(A)及び(B)を参照して、下流側の第１コネクタ部材４(1)に対して連結される上流側の第２コネクタ部材４(2)に関して、第２コネクタ部材４(2)と、これに接続ケーブル１６を含めて「接続部」として上位概念化できる。勿論、第１コネクタ部材４(1)は一般的に接続ケーブル１６によって制御機器１０に連結されることから、第１コネクタ部材４(1)は制御機器１０との間の接続ケーブル１６を含めて「接続部」として上位概念化できる。

この上位概念化により、図１の(A)、(B)に図示の例は、上流側の接続部及び下流側の接続部は、夫々、次の要素を含む。
(1)各接続部は、これに対応する安全コンポーネントの情報を授受して、この情報を伝達する下流側メイン情報端子を有する。
(2)また、上流側に位置する安全コンポーネントの各々に対応して情報を入出力可能な下流側他情報端子を有する。

図１を参照した本発明の概念説明において、コネクタ部材４は安全コンポーネント２とは別部材であることを前提として説明したが、安全コンポーネント２にコネクタ部材４を組み込んで、安全コンポーネント２がコネクタ部分を含む構成を採用してもよい。この場合には、上述したコンポーネント側端子群６に含まれる各端子を配線によって置換してもよい。従って、上述したコネクタ部材４の例えばコンポーネント側メイン情報端子６(a)を配線で構成したときには、当該部位は「コンポーネント側メイン情報授受部」という構成になる。

本発明の他の目的及び作用効果は、以下の好ましい実施例の説明から明らかになろう。

図１は本発明の概念を説明するための図であり、(A)はコネクタ部材が内部シフト配線を含む例を示し、(B)は連結ケーブルがシフト配線を含む例を示す。 第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムとこれによって連結される制御機器及び複数の安全コンポーネントを示す概略説明図である。 第１実施例に含まれるＹ型コネクタ部材の各接続端子群を説明するための図である。 図３に図示のシリアルカスケードコネクタシステムに含まれるＹ型コネクタ部材及び接続ケーブルに含まれる情報配線及び情報端子を説明するための図である。 コネクタ部材の機能を組み込んだ安全コンポーネントの構成を説明するための図である。 図３に図示のシリアルカスケードコネクタシステムの変形例を説明するための図である。 図４に図示の直列に連結された４つの安全コンポーネントに加えて更に３つの安全コンポーネントを増設するときに適用可能な中継コネクタ部材を説明するための図である。 半導体スイッチングデバイスを備えた安全コンポーネントと非常停止スイッチとの組み合わせを一つの単位としてシリアルカスケードコネクタシステムを使って接続する適用例を説明するための図である。 シリアルカスケードコネクタシステムに接点式安全コンポーネントを組み込んで故障検知する例を説明するための図であり、接点式安全コンポーネントのメインスイッチが「ON」のときの故障検知制御例を示す。 図９と同様にシリアルカスケードコネクタシステムに接点式安全コンポーネントを組み込んで故障検知する例を説明するための図であり、接点式安全コンポーネントのメインスイッチが「OFF」のときの故障検知制御例を示す。 制御機器側から順に配置されるコネクタ部材の各々を専用のコネクタ部材で構成した第３実施例のシリアルカスケードコネクタシステムを説明するための図である。

添付の図面に基づいて本発明の好ましい複数の実施例及び変形例を説明するが、図１を参照して説明した要素と実質的に同じ要素には同じ参照符号を付して各実施例及び変形例を説明する。

図２乃至図４は、第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)を示す。図２を参照して、シリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)は、４つまでの任意の数の安全コンポーネント２(1)〜２(4)を接続するのに適用可能である。

シリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)は、制御機器１０側から順に第１ないし第４の共通のＹ型コネクタ部材４(1)〜４(4)を含む。各コネクタ部材４は、典型的には「Ｙ型コネクタ」または「Ｔ型コネクタ」と呼ばれる三つの端子群を有し、各端子群には、典型的には、端子数が８芯の丸形コネクタが設けられる。また、各端子群を構成する丸形コネクタは、８芯に限られず、端子数が１２芯や１６芯であってもよく、この場合、情報端子の芯数を８芯や１２芯とすることができる。

Ｙ型コネクタ部材４(1)〜４(4)のうち、最も上流側つまり最も制御機器１０から離れた第４のＹ型コネクタ部材４(4)にはエンド部材２０が接続され、このエンド部材２０によってシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)の回路が閉じられる。

シリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)は、４本の共通の接続ケーブル１６(1)〜１６(4)を含んでいる。第１の接続ケーブル１６(1)は、最も下流側の第１コネクタ部材４(1)を制御機器１０に連結するのに用いられる。第２の接続ケーブル１６(2)は、第１コネクタ部材４(1)の上流側に位置する第２コネクタ部材４(2)を第１コネクタ部材４(1)に連結するのに用いられる。第３の接続ケーブル１６(3)は、第２コネクタ部材４(2)の上流側に位置する第３コネクタ部材４(3)を第２コネクタ部材４(2)に連結するのに用いられる。第４の接続ケーブル１６(4)は、第３コネクタ部材４(3)の上流側に位置し最も制御機器１０から離れた第４コネクタ部材４(4)を第３コネクタ部材４(3)に連結するのに用いられる。

図３は、各コネクタ部材４とこれに対応する安全コンポーネント２に含まれる端子を説明するための図である。図示の安全コンポーネント２が例えば安全ドアスイッチやライトカーテンなどの無接点式安全コンポーネントであれば、安全コンポーネント２は、安全信号を出力する半導体スイッチングデバイス３０、隣りの上流側安全コンポーネント２からの安全信号を受け付ける安全信号受け入れ部３２とを有し、これらは配線を二重にすることにより冗長化されている。図示の「OSSD1」「OSSD2」は半導体スイッチングデバイス３０に関連した安全信号を意味している。安全コンポーネント２は電源部３４を更に有し、この電源部３４には、シリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)を通じて電源が供給される。

安全コンポーネント２は情報授受部３６と制御部３８とメモリＭを更に有する。メモリＭには、各安全コンポーネント２毎に割り付けられた識別情報などが記録される。情報授受部３６は、各安全コンポーネント２の自己の識別情報を出力し、また、制御機器１０からの情報、例えば各安全コンポーネント２に含まれる表示灯などを点灯又は消灯する制御信号や、安全ドアスイッチに含まれるロック機構を動作させる制御信号を受け付ける。この信号線に関連した端子を「６．AUX」と図示してある。

各Ｙ型コネクタ部材４は、対応する安全コンポーネント２との連結に用いられるコンポーネント側端子群６を含む。このコンポーネント側端子群６はメス型連結部材で構成されている。図示の「６.AUX」が前述したコンポーネント側メイン情報端子６(a)に対応している。

各Ｙ型コネクタ部材４は共通の構成を有し、図面に向かって左側に図示の下流側端子群１２を含む。図示の「３.AUX１」が前述した下流側メイン情報端子１２(aM)に対応している。また、「４.AUX２」ないし「６.AUX４」が前述した下流側他情報端子１２(aO)に対応しており、この実施例では、下流側他情報端子１２(aO)が３つの端子「４.AUX２」（１２(aO-1)）、「５.AUX３」（１２(aO-2)）、「６.AUX４」（１２(aO-3)）を含んでいる。この下流側端子群１２はオス型連結部材で構成されている。

各Ｙ型コネクタ部材４は、図面に向かって右側に図示の上流側端子群１４を含む。図示の「３.AUX１」ないし「５.AUX３」が前述した上流側情報端子１４(a)に対応しており、この実施例では、上流側情報端子１４(a)が３つの端子「３.AUX１」、「４.AUX２」、「５.AUX３」を含んでいる。これら端子の各々に参照符号１４(a-1)、１４(a-2)、１４(a-3)を付して、前述した図１の説明と関連付けてある。この上流側端子群１４はメス型連結部材で構成されている。

図４は、第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)の物理配線を説明するための図である。安全信号に関する配線は図面の錯綜を避けるために１本の配線で図示してあるが、図３を参照して説明したように冗長化されていると理解されたい。図中、参照符号５４は電源ラインを示し、電源ライン５４は、従来と同様に、シリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)の中を連続して延びており、この電源ライン５４は、ＤＣ２４ボルトの電源が各コネクタ部材４を通じて、各コネクタ部材４に対応する各安全コンポーネント２に供給される。各コネクタ部材４の＋２４Ｖ端子及びアース端子を参照符号５４a、５４bで図示してある。

図中、参照符号５６は安全信号ラインを示す。安全信号ライン５６は二重化されているが、この図４では、線図の錯綜を避けるために１本の配線で図示してある。各コネクタ部材４は、コンポーネント側端子群６の中に、安全信号受け取り端子６(b)と、安全信号受け渡し端子６(c)を含む。また、各コネクタ部材４は、下流側端子群１２の中に安全信号出力端子１２(b)を含む。また、各コネクタ部材４は、上流側端子群１４の中に安全信号受け取り端子１４(b)を含む。

各コネクタ部材４は、上流側端子群１４の安全信号受け取り端子１４(b)と、コンポーネント側端子群６の安全信号受け渡し端子６(c)とが安全信号用配線Ｌinによって結線されている。上流側端子群１４の安全信号受け取り端子１４(b)によって上流側の安全コンポーネント２から安全信号を受け取り、この安全信号をコンポーネント側端子群６の安全信号受け渡し端子６(c)を通じて、対応する安全コンポーネント２に供給する。そして、安全コンポーネント２から出力される安全信号は、コンポーネント側端子群６の安全信号受け取り端子６(b)、内部配線Ｌoutを通じて、下流側端子群１２の安全信号出力端子１２(b)を通じて出力される。

すなわち、最も上流側に位置する第４安全コンポーネント２(4)が出力する安全信号が第３安全コンポーネント２(3)に入力され、次に、第３安全コンポーネント２(3)が出力する安全信号が第２安全コンポーネント２(2)に入力され、次に第２安全コンポーネント２(2)が出力する安全信号が第１安全コンポーネント２(1)に入力され、第１安全コンポーネント２(1)が出力する安全信号が制御機器１０に入力される。

図４に図示のように、第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)では、図１の(A)で説明したように、各コネクタ部材４の内部配線において、３本の内部シフト配線Ｌ(sif)によって、３つの上流側情報端子１４(a)が、夫々、３つの下流側他情報端子１２(aO)に結線されている。具体的には、上流側第１情報端子１４(a-1)が第１下流側他情報端子１２(aO-1)と第１の内部シフト配線Ｌ(sif１)で結線されている。また、上流側第２情報端子１４(a-2)が第２下流側他情報端子１２(aO-2)と第２の内部シフト配線Ｌ(sif２)で結線されている。また、上流側第３情報端子１４(a-3)が第３下流側他情報端子１２(aO-3)と第３の内部シフト配線Ｌ(sif３)で結線されている。

また、第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)に含まれる各接続ケーブル１６は共通であり、各接続ケーブル１６は、図１の(A)を参照して説明したストレート配線１６aで構成されている。

このようにシーケンシャルに下流側に供給される安全信号は、各安全コンポーネント２の制御部３８（図３）において、当該安全コンポーネント２が上流側から受け取った安全信号と当該安全コンポーネント２が検出した状態とを「and」して下流側に向けて出力する。上流側から受け取った安全信号が「動作許可信号」であり、当該安全コンポーネント２が検出した状態が「動作許可状態」であれば、当該安全コンポーネント２から「動作許可信号」つまり「ON」信号が出力される。これ以外の組み合わせの場合には、当該安全コンポーネント２から「動作不許可信号」つまり「OFF」信号を出力する。したがって、最も下流側に位置する第１安全コンポーネント２(1)は、これよりも上流側からの安全信号と当該第１安全コンポーネント２(1)が検出した状態とを束ねて制御機器１０に安全信号を出力する。

第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)において、各コネクタ部材４の内部シフト配線Ｌ(sif)を経由して上流側に位置する第２ないし第４の安全コンポーネント２(2)〜２(4)からの情報を最も下流側に位置する第１コネクタ部材４(1)の第１ないし第３の下流側他情報端子１２(aO-1)〜１２(aO-3)を通じて個別に制御機器１０に供給できる。また、最も下流側に位置する第１安全コンポーネント２(1)の情報は、これに対応する第１コネクタ部材４(1)の下流側メイン情報端子１２(aM)を通じて制御機器１０に供給できる。したがって、制御機器１０は、各安全コンポーネント２(1)〜２(4)を個別にモニタできる。また、制御機器１０から各安全コンポーネント２(1)〜２(4)に対して、情報例えば制御信号を個別に供給できる。

各安全コンポーネント２は、これに対応するコネクタ部材４を内蔵していてもよい。図５は、安全コンポーネント２にコネクタ部材４を組み込んだ変形例の安全コンポーネント２(Mod)を示す。この変形例の安全コンポーネント２(Mod)は、コネクタ部材４に相当する接続部４６を有している。接続部４６は、安全コンポーネント２(Mod)が内蔵する電源部３４、制御部３８に接続された複数の内部配線を含み、これらが接続部４６の下流側端子群１２及び上流側端子群１４の各端子に接続されている。

図３、図４を参照して前述したように、第１実施例の各コネクタ部材４の内部配線と同様に、図５に図示の接続部４６は、３本の内部シフト配線Ｌ(sif)によって、３つの上流側情報端子１４(a)が、夫々、３つの下流側他情報端子１２(aO)に結線されている。具体的には、上流側第１情報端子１４(a-1)が第１下流側他情報端子１２(aO-1)と第１の内部シフト配線Ｌ(sif１)で結線されている。また、上流側第２情報端子１４(a-2)が第２下流側他情報端子１２(aO-2)と第２の内部シフト配線Ｌ(sif２)で結線されている。また、上流側第３情報端子１４(a-3)が第３下流側他情報端子１２(aO-3)と第３の内部シフト配線Ｌ(sif３)で結線されている。

図５に図示の変形例の安全コンポーネント２(Mod)においても、第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)で使用する接続ケーブル１６と同じ接続ケーブル１６が採用される。すなわち、各接続ケーブル１６は、前述したストレート配線１６aで構成される。

図５に図示の変形例の安全コンポーネント２(Mod)及びストレート配線１６aで構成された接続ケーブル１６を使うことで、最も下流側に位置する安全コンポーネント２(Mod)の接続部４６の下流側端子群１２に含まれる下流側メイン情報端子１２(aM)及び第１ないし第３の下流側他情報端子１２(aO-1)〜１２(aO-3)を通じて複数の安全コンポーネント２(Mod)と制御機器１０とが個別的に情報を授受できる。

図６は、変形例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1-1)を示す。図６は、情報の授受に関連する配線だけを抽出して描いてある。図６に図示のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1-1)に含まれる接続ケーブル１６は、図１の(B)を参照して説明したケーブルシフト配線１６bで構成されている。

そして、この変形例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1-1)に含まれる各コネクタ部材４は、３本のストレート内部配線Ｌ(str)で、３つの上流側情報端子１４(a)が３つの下流側他情報端子１２(aO)に夫々結線されている。具体的には、上流側第２情報端子１４(a-2)が第１下流側他情報端子１２(aO-1)と第１のストレート内部配線Ｌ(str1)で結線されている。また、上流側第３情報端子１４(a-3)が第２下流側他情報端子１２(aO-2)と第２のストレート内部配線Ｌ(str2)で結線されている。また、上流側第４情報端子１４(a-4)が第３下流側他情報端子１２(aO-3)と第３のストレート内部配線Ｌ(str3)で結線されている。

変形例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1-1)においても、図１の(B)を参照して説明したように、制御機器１０は各安全コンポーネント２(1)〜２(4)を個別にモニタでき、また、制御機器１０から各安全コンポーネント２(1)〜２(4)に対して、情報例えば制御信号を個別に供給できる。

第１実施例及びその変形例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)、CCS(1-1)を使うことで最大で４つの安全コンポーネント２(1)〜２(4)を直列に連結できるが、更に複数の安全コンポーネント２を追加することが可能な第２実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)を次に説明する。

図７は、第２実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)の一部を示す図である。図示のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)は、図示を省略したが第１ないし第３のコネクタ部材４(1)〜４(3)及び、図７に図示の第５ないし第７のコネクタ部材４(5)〜４(7)は共通であることから、その説明を省略する。

第２実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)は、第４安全コンポーネント２(4)に対応するコネクタ部材４(4)が中継コネクタ部材５０で構成されている。

中継コネクタ部材５０は増設側情報端子群５２を有している。この増設側情報端子群５２は、この中継コネクタ部材５０に対応する第４安全コンポーネント２(4)に加えて、この中継コネクタ部材５０の上流側に位置する第５ないし第７コネクタ部材４(5)〜４(7)の各々に対応する第５ないし第７安全コンポーネント２(5)〜２(7)の各々と制御機器１０との間で情報の授受が可能な４つの増設側情報端子５２aを含んでいる。

図示の４つの増設側情報端子５２aの各々を区別するために、対応する第４ないし第７安全コンポーネント２(4)〜２(7)と関連して、「-4」ないし「-7」を付記して図示してある。すなわち、増設側第１情報端子５２(a-4)は第４安全コンポーネント２(4)に対応している。増設側第２情報端子５２(a-5)は第５安全コンポーネント２(5)に対応している。増設側第３情報端子５２(a-6)は第６安全コンポーネント２(6)に対応している。増設側第４情報端子５２(a-7)は第７安全コンポーネント２(7)に対応している。

中継コネクタ部材５０において、増設側第１情報端子５２(a-4)はコンポーネント側メイン情報端子６(a)に結線されている。増設側第２情報端子５２(a-5)は上流側第１情報端子１４(a-1)に結線されている。増設側第３情報端子５２(a-6)は上流側第２情報端子１４(a-2)に結線されている。増設側第４情報端子５２(a-7)は上流側第３情報端子１４(a-3)に結線されている。

上記の第２実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)は、第１ないし第３の安全コンポーネント２(1)〜２(3)は、最も下流側に位置するコネクタ部材４(1)の下流側メイン情報端子１２(aM)及び第１、第２の下流側他情報端子１２(aO-1)、１２(aO-2)を通じて個別に制御機器１０に情報を供給できる。したがって、制御機器１０は、第１ないし第３の安全コンポーネント２(1)〜２(3)を個別にモニタできる。また、制御機器１０から第１ないし第３の各安全コンポーネント２(1)〜２(3)に対して、情報例えば制御信号を個別に供給できる。

シリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)に含まれる中継コネクタ部材５０において、上述したように、コンポーネント側メイン情報端子６(a)を増設側第１情報端子５２(a-4)に結線する構成が採用されている。変形例として、増設側第１情報端子５２(a-4)を省いて、下流側メイン情報端子１２(aM)を中継コネクタ部材５０に設け、この下流側メイン情報端子１２(aM)をコンポーネント側メイン情報端子６(a)に結線（仮想線で図示）してもよい。この変形例によれば、中継コネクタ部材５０に対応する第４安全コンポーネント２(4)との情報の授受を、図４を参照して説明した通り、第１コネクタ部材４(1)の第３下流側他情報端子１２(aO-3)を通じて行うことができる。

また、第２実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(2)は、制御機器１０が中継コネクタ部材５０の第１ないし第４の増設側情報端子５２(a-4)〜５２(a-7)を通じて、第４ないし第７の安全コンポーネント２(4)〜２(7)を個別にモニタでき、また、制御機器１０から第４ないし第７の安全コンポーネント２(4)〜２(7)に対して、情報、例えば制御信号を個別に供給できる。

なお、図４、図７において、第１ないし第６の安全コンポーネント２(1)〜２(6)は、典型的には半導体スイッチングデバイスによりON/OFF信号を出力する無接点式安全コンポーネントであり、例えば、安全ドアスイッチや多光軸光電センサである。これに対して、図７に図示の第７安全コンポーネント２(7)は、接点式の安全コンポーネントである非常停止スイッチ６０が例示的に図示されている。接点式の安全コンポーネントは、前述したように、機械的に開閉される接点を有し、図示の非常停止スイッチ６０は、安全信号ライン５６を閉じる常閉接点からなるメインスイッチ６２と、常開接点からなる情報スイッチ６４とを含む。

非常停止スイッチ６０は、作業者が操作する操作部６０aを有し、この操作部６０aを作業者が押し下げると、機械的にメインスイッチ６２（常閉接点）が開き、他方、情報スイッチ６４（常開接点）が閉じる。この情報スイッチ６４の閉じ信号は、対応する第７コネクタ部材４(7)のコンポーネント側メイン情報端子６(a)に入力される。

図３に図示した安全コンポーネント２は制御部３８、半導体スイッチングデバイス３０を備え、このスイッチングデバイス３０から安全信号が出力される。他方、図７に図示した非常停止スイッチ６０は、常閉接点からなるメインスイッチ６２を通じて安全信号が出力される。

図８は、半導体スイッチングデバイス３０を備えた無接点式安全コンポーネント２と接点式安全コンポーネントである例えば非常停止スイッチ６０との組み合わせをシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)を用いてシリアルに連結した例を示す。

なお、図８は、第１実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)を図示してあるが、変形例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(1-1)（図６）を適用しても良いのは言うまでもない。

図８の例では、第１安全コンポーネント２(1)が、制御部３８、半導体スイッチングデバイス３０等を備えた無接点式の安全コンポーネント、例えば多光軸光電センサ、無接点式安全ドアスイッチ、マットスイッチ、レーザスキャナであり、その上流側の第２コンポーネント２(2)が接点式の安全コンポーネント、例えば接点式安全ドアスイッチや非常停止スイッチ６０で構成されている。また、第３安全コンポーネント２(3)が無接点式の安全コンポーネントであり、その上流側の第４コンポーネント２(4)が非常停止スイッチ６０で構成されている。

図９、図１０は、シリアルカスケードコネクタシステムCCS(1)に無接点式安全コンポーネントと接点式安全コンポーネントとを組み込むことによる他の利点を説明するための図である。図９、図１０において、第１安全コンポーネント２(1)及び第３安全コンポーネント２(3)は無接点式安全コンポーネントであり、第２安全コンポーネント２(2)は接点式安全コンポーネント（例えば非常停止スイッチや接点式安全ドアスイッチ）である。

図９、図１０は、制御装置１０から第３安全コンポーネント２(3)に対して系統間の短絡故障検知用のテストパルスを供給して故障を発見する例を説明するための図である。なお、図９、図１０では、線図の錯綜を回避するために、情報スイッチ６４の図示を省いてある。また、図９、図１０では、二重化した安全信号用配線Linを図示してある。

図９は、第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）のメインスイッチ６２が「ON」のときに、第３安全コンポーネント２(3)にテストパルスを供給して第１、第２の安全信号用配線Lin(1)、Lin(2)の信号を時間差(t)の下で瞬間的に「OFF」させることで故障検知を行う例を説明するための図である。このようなテストパルスを制御装置１０から第３安全コンポーネント２(3)に供給したときに、このテストパルスに対応して第１安全コンポーネント２(1)から出力される２系統の安全信号に「OFF」波形が現れないときには、第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）に含まれる２系統の間の短絡や第１ないし第３の安全コンポーネント２(1)ないし２(3)の間の２系統の間の短絡が発生していると認識することができる。

図１０は、第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）のメインスイッチ６２が「OFF」のときに、第３安全コンポーネント２(3)にテストパルスを供給して第１、第２の安全信号用配線Lin(1)、Lin(2)の信号を時間差(t)の下で瞬間的に「ON」させることで故障検知を行う例を説明するための図である。このようなテストパルスを制御装置１０から第３安全コンポーネント２(3)に供給したときに、このテストパルスに対応して第１安全コンポーネント２(1)から出力される２系統の安全信号に「ON」波形が現れたときには、第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）に含まれる２系統の間の短絡や第１ないし第３の安全コンポーネント２(1)ないし２(3)の間の２系統の間の短絡が発生していると認識することができる。

図１０に図示のように、第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）のメインスイッチ６２が「OFF」のときに、第３安全コンポーネント２(3)の第１安全信号用配線Lin(1)又は第２安全信号用配線Lin(2)のいずれか一方の信号を瞬間的に「ON」させることで故障検知を行うこともできる。第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）の安全信号に関する２系統の入力線やメインスイッチ６２(1)、６２(2)の間で短絡していると、他方の信号にテストパルスに同期した「ON」波形が現れる。この「ON」波形が現れたときには、第２安全コンポーネント２(2)（例えば非常停止スイッチ）の入力線又はメインスイッチ６２(1)、６２(2)の間で短絡が発生していると認識することができる。

上記に説明した第１実施例、その変形例、第２実施例では、各シリアルカスケードコネクタシステムCCSに含まれるコネクタ部材４は共通の構成を有している。しかしながら、制御機器１０側から順に配置されるコネクタ部材４(1)、コネクタ部材４(2)、コネクタ部材４(3)、・・の各々を次の第３実施例として説明するように専用化してもよい。

図１１は、第３実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(3)を示し、３つの追加の安全コンポーネント２(1)〜２(3)の接続した例を示す。図１１は、情報の授受に関連する配線だけを抽出して描いてある。

図１１を参照して、第１安全コンポーネント２(1)に関連した第１コネクタ部材４(1)の下流側端子群１２は、３つの下流側第１情報端子１２(a-1)乃至第３情報端子１２(a-3)を含み、第１コネクタ部材４(1)の上流側端子群１４は、上流側第１情報端子１４(a-1)無しの上流側第２情報端子１４(a-2)、上流側第３情報端子１４(a-3)の二つの端子を含む。

第１コネクタ部材４(1)において、下流側第１情報端子１２(a-1)はコンポーネント側メイン情報端子６(a)に結線されている。下流側第２情報端子１２(a-2)は上流側第２情報端子１４(a-2)に結線されている。下流側第３情報端子１２(a-3)は上流側第３情報端子１４(a-3)に結線されている。

第２安全コンポーネント２(2)に関連した第２コネクタ部材４(2)の下流側端子群１２は、３つの下流側第１情報端子１２(a-1)乃至第３情報端子１２(a-3)を含んでいる。他方、第２コネクタ部材４(2)の上流側端子群１４は、上流側第２情報端子１４(a-2)無しの上流側第１情報端子１４(a-1)、上流側第３情報端子１４(a-3)の二つの端子を含む。

第２コネクタ部材４(2)において、下流側第１情報端子１２(a-1)は上流側第１情報端子１４(a-1)に結線されている。下流側第２情報端子１２(a-2)はコンポーネント側メイン情報端子６(a)に結線されている。下流側第３情報端子１２(a-3)は上流側第３情報端子１４(a-3)に結線されている。

第３安全コンポーネント２(3)に関連した第３コネクタ部材４(3)の下流側端子群１２は、３つの下流側第１情報端子１２(a-1)乃至第３情報端子１２(a-3)を含んでいる。他方、第３コネクタ部材４(3)の上流側端子群１４は、上流側第３情報端子１４(a-3)無しの上流側第１情報端子１４(a-1)、上流側第２情報端子１４(a-2)の二つの端子を含む。

第３コネクタ部材４(3)において、下流側第１情報端子１２(a-1)は上流側第１情報端子１４(a-1)に結線されている。下流側第２情報端子１２(a-2)は上流側第２情報端子１４(a-2)に結線されている。下流側第３情報端子１２(a-3)はコンポーネント側メイン情報端子６(a)に結線されている。

第３実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(3)に含まれる接続ケーブル１６は、第２コネクタ部材４(2)を第１コネクタ部材４(1)に連結するための第１接続ケーブル１６(1)が専用品であり、この第１接続ケーブル１６(1)は、第１コネクタ部材４(1)の上流側第２情報端子１４(a-2)、上流側第３情報端子１４(a-3)を、第２コネクタ部材４(2)の下流側第２情報端子１２(a-2)、下流側第３情報端子１２(a-3)に、夫々、連結する２本のケーブル・ストレート配線１６aを含んでいる。

また、第３コネクタ部材４(3)を第２コネクタ部材４(2)に連結するための第２接続ケーブル１６(2)が専用品であり、この第２接続ケーブル１６(2)は、第２コネクタ部材４(2)の上流側第３情報端子１４(a-3)を、第３コネクタ部材４(3)の下流側第３情報端子１２(a-3)に連結する１本のケーブル・ストレート配線１６aを含んでいる。

この第３実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(3)を４つの安全コンポーネント２の接続に適用するときには、コネクタ部材４の下流側端子群１２及び上流側端子群１４に、夫々、追加の情報端子を加えて設計すると共に、接続ケーブル１６についても、これに対応して１本、ケーブル・ストレート配線を加える設計をすればよい。

第３実施例のシリアルカスケードコネクタシステムCCS(3)においても、これに含まれる物理配線を使って、制御機器と個々の安全コンポーネント２との信号の授受が可能であるのは言うまでもない。

CCS シリアルカスケードコネクタシステム
２ 安全コンポーネント
４ コネクタ部材（接続部分）
６ コネクタ部材のコンポーネント側端子群
６(a) コンポーネント側メイン情報端子（コンポーネント側メイン情報授受部）
１０ 制御機器
１２ コネクタ部材の下流側端子群
１２(a) 下流側情報端子
１２(aM) 下流側メイン情報端子
１２(aO) 下流側他情報端子
１４ コネクタ部材の上流側端子群
１４(a) 上流側情報端子
１６ 接続ケーブル（接続部分）
４６ 安全コンポーネントの接続部
５０ 中継コネクタ部材
５２ 増設側情報端子群

Claims (8)

1. 少なくとも二つの安全コンポーネントをシリアルに接続して、少なくとも二つの安全コンポーネントの安全信号を順次束ねて制御機器に供給するシリアルカスケードコネクタシステムにおいて、
   各安全コンポーネントに対応した接続部分が、対応する安全コンポーネントとの間で情報の授受を行うコンポーネント側メイン情報授受部を有し、
   前記制御機器に最も近い接続部分が該制御機器との接続に用いられる下流側端子群を含み、
   該下流側端子群は、
   当該制御機器に最も近い接続部分の前記コンポーネント側メイン情報授受部に結線された下流側メイン情報端子と、
   上流側の接続部分の前記コンポーネント側メイン情報授受部に対して個別的に対応する下流側他情報端子とを含んでいることを特徴とするシリアルカスケードコネクタシステム。
2. 前記接続部分が前記安全コンポーネントとは別のコネクタ部材で構成され、
   該コネクタ部材は、前記コンポーネント側メイン情報授受部を構成するコンポーネント側メイン情報端子を含む、請求項１に記載のシリアルカスケードコネクタシステム。
3. 前記コネクタ部材の各々が、上流側との接続に用いられる上流側端子群を有し、
   該上流側端子群は、上流側の単一又は複数の安全コンポーネントとの情報の授受を個別的に行うための単一又は複数の上流側情報端子を含み、
   各上流側情報端子が、上流側の各安全コンポーネントに対応した前記コネクタ部材のコンポーネント側メイン情報端子に連結可能である、請求項２に記載のシリアルカスケードコネクタシステム。
4. 少なくとも二つの安全コンポーネントをシリアルに接続して、少なくとも二つの安全コンポーネントの安全信号を順次束ねて制御機器に供給するシリアルカスケードコネクタシステムに用いられるコネクタ部材であって、
   対応する安全コンポーネントとの接続に用いられるコンポーネント側端子群と、
   下流側との連結に用いられる下流側端子群と、
   上流側との連結に用いられる上流側端子群とを有し、
   前記コンポーネント側端子群は、これに対応する安全コンポーネントとの情報の授受を行うためのコンポーネント側メイン情報端子を含み、
   前記下流側端子群は、前記コンポーネント側メイン情報端子に結線された下流側メイン情報端子と、該下流側メイン情報端子とは別の下流側他情報端子とを含み、
   前記上流側端子群は、上流側のコネクタ部材の前記下流側メイン情報端子と連結可能な上流側情報端子を有し、該上流側情報端子が前記下流側他情報端子に結線されていることを特徴とするコネクタ部材。
5. 少なくとも二つの安全コンポーネントをシリアルに接続して、少なくとも二つの安全コンポーネントの安全信号を順次束ねて制御機器に供給するシリアルカスケードコネクタシステムに用いられるコネクタ部材であって、
   対応する安全コンポーネントとの接続に用いられるコンポーネント側端子群と、
   下流側との連結に用いられる下流側端子群と、
   上流側との連結に用いられる上流側端子群とを有し、
   前記コンポーネント側端子群は、これに対応する安全コンポーネントとの情報の授受を行うためのコンポーネント側メイン情報端子を含み、
   前記下流側端子群は、前記コンポーネント側メイン情報端子に結線された下流側メイン情報端子と、該下流側メイン情報端子とは別の下流側他情報端子とを含み、
   前記上流側端子群は、上流側のコネクタ部材の前記下流側メイン情報端子と接続ケーブルによって連結可能な上流側情報端子を含み、該上流側情報端子が前記下流側他情報端子に結線されていることを特徴とするコネクタ部材。
6. 前記下流側端子群は、少なくとも一つの追加の下流側他情報端子を更に有し、
   前記上流側端子群は、少なくとも一つの追加の上流側情報端子を更に有し、
   前記追加の下流側他情報端子が前記追加の上流側情報端子に結線されている、請求項５に記載のコネクタ部材。
7. 少なくとも二つの安全コンポーネントをシリアルに接続して、少なくとも二つの安全コンポーネントの安全信号を順次束ねて制御機器に供給するシリアルカスケードコネクタシステムに用いられるコネクタ部材と中継コネクタ部材の組み合わせであって、
   前記コネクタ部材が、
   対応する安全コンポーネントとの接続に用いられるコンポーネント側端子群と、
   下流側との接続に用いられる下流側端子群と、
   上流側との接続に用いられる上流側端子群とを有し、
   前記コンポーネント側端子群は、これに対応する安全コンポーネントとの情報の授受を行うためのコンポーネント側メイン情報端子を含み、
   前記下流側端子群は、前記コンポーネント側メイン情報端子に結線された下流側メイン情報端子と、該下流側メイン情報端子とは別の下流側他情報端子とを含み、
   前記上流側端子群は、上流側のコネクタ部材の前記下流側メイン情報端子と連結可能な上流側情報端子を有し、該上流側情報端子が前記下流側他情報端子に結線され、
   前記中継コネクタ部材が、
   対応する安全コンポーネントとの接続に用いられるコンポーネント側端子群と、
   上流側との接続に用いられる上流側端子群と、
   制御機器との接続に用いられる増設情報端子群とを有し、
   前記コンポーネント側端子群は、これに対応する安全コンポーネントとの情報の授受を行うためのコンポーネント側メイン情報端子を含み、
   前記上流側端子群は、上流側のコネクタ部材の前記下流側メイン情報端子と前記下流側他情報端子とに個々に連結可能な上流側情報端子を含み、
   前記増設情報端子群は、前記コンポーネント側メイン情報端子と結線された増設情報端子と、前記上流側情報端子と結線された追加の増設情報端子を含むことを特徴とするコネクタ部材と中継コネクタ部材の組み合わせ。
8. 少なくとも二つの安全コンポーネントをシリアルに接続して、少なくとも二つの安全コンポーネントの安全信号を順次束ねて制御機器に供給するシリアルカスケードコネクタシステムに接続可能な安全コンポーネントであって、
   シリアルカスケードコネクタシステムに接続するための接続部を有し、
   該接続部が、
   前記制御機器側の下流側端子群と、
   前記制御機器から離れる側の上流側端子群とを有し、
   前記下流側端子群は、
   当該安全コンポーネントの情報の授受を行うための下流側メイン情報端子と、
   該下流側メイン情報端子とは別の下流側他情報端子とを含み、
   前記上流側端子群は、上流側に位置する安全コンポーネントの前記下流側メイン情報端子と連結可能な上流側情報端子を有し、
   該上流側情報端子が前記下流側他情報端子に結線されていることを特徴とする安全コンポーネント。

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