JP3661758B2 - 信号伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はプログラマブルコントローラ（以下、ＰＬＣという）等を利用した通信制御システムにおいて上位の通信制御装置と下位の制御対象機器間の中継局となる信号伝送装置に関し、特に装置の小型化を図った信号伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
信号伝送装置の一例として、センサ、スイッチ等のＩ／Ｏ機器（制御対象機器）から受信したＩ／Ｏ情報をＰＬＣに中継出力するとともに、ＰＬＣが出力した制御情報をＩ／Ｏ機器に中継出力するものがある。
【０００３】
図５に従来の信号伝送装置の一例を示す。この装置は、ケース本体８０は略直方体状に構成されているとともに、ケース本体８０の一側面８５には下位のＩ／Ｏ機器と接続されるＩ／Ｏ用端子台８１と、上位のＰＬＣ等と接続される通信用端子台８２とが並列して配置されている。
【０００４】
なお、ケース本体８０内には、Ｉ／Ｏ用端子台８１に接続されるＩ／Ｏ基板と通信用端子台８２に接続される通信基板がそれぞれ並列配置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の如き従来の信号伝送装置は、
（１）Ｉ／Ｏ用端子台８１と通信用端子台８２とがケース本体８０の一側面８５上に並列して配置されている
（２）ケース本体８０内には、Ｉ／Ｏ用端子台８１に接続されるＩ／Ｏ基板と通信用端子台８２に接続される通信基板がそれぞれ並列配置されているが、これらの基板はともに大きな基板で、これら大きな基板が並列配置されている
（３）従って、ケース本体８０内にはＩ／Ｏ基板と通信基板のための放熱空間を確保しなければならない
という構成を有している。
【０００６】
このため、装置自体はどうしても大型になり、小型化が困難であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置自体の小型化を図ることのできる信号伝送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明による信号伝送装置は、
正面に段違い部を有してＬ字状に形成されたケース本体の内部に、ケース本体の背面に対して平行に配置された通信基板と、その通信基板に対して垂直に配置されたＩ／Ｏ基板とが収容されて、上位の通信制御装置と下位の制御対象機器との間の中継局となる信号伝送装置において、
上記ケース本体の上面に、上記通信制御装置との通信のために用いられ、上記通信基板に接続された通信用コネクタが設けられるとともに、当該装置の各種表示を行なう表示部が配置され、
上記ケース本体の段違い部の上面に、上記制御対象機器との接続のために用いられ、両端にＭＩＬコネクタを圧接挟持する爪を備え、上記Ｉ／Ｏ基板に接続されたＩ／Ｏ用コネクタが設けられるとともに、上記段違い部の上方に上記Ｉ／Ｏ用コネクタに圧接されたＭＩＬコネクタを配置できるように想定した空間が形成され、
上記ケース本体の側面に、上記通信基板に接続され、当該装置のネットワークアドレス設定又は通信速度設定を行なうスイッチ部が設けられている
ことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、信号伝送装置とは、ＰＬＣ等を用いた通信制御システムにおいて、上位のＰＬＣとその制御対象となる下位のＩ／Ｏ機器との間に接続され、両者の中継局となるものである。
【００１０】
上位のＰＬＣとは、そのマスタユニットや通信ユニットであり、ＰＬＣシステムを構成する他のユニットである場合もある。また、ＰＬＣユニットに代えて他の信号伝送装置が接続される場合もある。
【００１１】
従って、本発明において通信基板とは、上記の如き上位のＰＬＣ等との通信を制御するための回路が実装された基板であり、通信基板と接続される第２のコネクタとは、通信基板と接続されて上記の如き上位のＰＬＣ等とケーブルを利用して接続するためのコネクタをいう。
【００１２】
第２のコネクタはケース本体の一側面に設けられる。一側面とは、例えば、図１で、ケース本体１１の上面１４や側面２９，２９Ｂをいう。図１に示した実施形態では、第２のコネクタ１５はケース本体１１の上面１４に設けられている。
【００１３】
また、下位のＩ／Ｏ機器とは、上位のＰＬＣの制御対象となるセンサ、スイッチ等のＩ／Ｏ機器である。
【００１４】
従って、本発明においてＩ／Ｏ基板とは、上記の如き下位のＩ／Ｏ機器の入力信号または出力信号を、入力または出力するための回路が実装された基板であり、Ｉ／Ｏ基板と接続される第１のコネクタとは、上記の如き下位の制御対象機器とケーブルを利用して接続されるコネクタをいう。
【００１５】
第１のコネクタは、ケース本体の段違い部上面に設けられる。
【００１６】
ケース本体の段違い部上面に設けられるのであるから、
（１）第１のコネクタの結合部が段違いの高さ内に収まる場合
（２）被接続コネクタが段違いになった空間に配置される場合
（３）被接続コネクタが段違い上面から延びる方向に接続される場合
（４）段違いにすることで切り欠いた部分（空間）に被接続コネクタが位置する場合
を含む。
【００１７】
実施形態では、図１に示す如く、被接続コネクタ（図示せず）が段違いになった空間に配置される場合（（２）の場合）である。
【００１８】
また、第１のコネクタの上面に形成される第１のコネクタへの被接続コネクタが位置できるよう想定した空間とは、第１のコネクタ（例えば雄型コネクタ）にはセンサ、スイッチ等のＩ／Ｏ機器に接続された被接続コネクタ（例えば雌型コネクタ）が接続されるので、その被接続コネクタ（例えば雌型コネクタ）の配設が想定される空間をいう。本発明では、Ｌ字状に形成されたケース本体の段違い部上面に第１のコネクタが設けられるので、その上面に第１のコネクタへの被接続コネクタが位置できるよう想定した空間が設けられることになる。実施形態では図４で符号７１で示すものがこの空間である。
【００１９】
なお、第１のコネクタ（例えば雄型コネクタ）に接続された被接続コネクタ（例えば雌型コネクタ）の先にはターミナルやコネクタ基板ら端子台基板などがあり、スイッチ，センサ等の制御対象機器と接続される。
【００２０】
この発明によると、ケース本体がＬ字状に形成され、このケース本体の段違い部上面には第１のコネクタが、また、ケース本体の一側面には第２のコネクタを設けるようにしたため、第１のコネクタと第２のコネクタの取り付け平面を分割して配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００２１】
また、ＰＬＣやＩ／Ｏとの接続は接点面積の小さい第１のコネクタや第２のコネクタを使用するので、この面でも装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
また、第１のコネクタ上面に第１のコネクタへの被接続コネクタが位置できるよう想定した空間が形成され、この空間においてケーブルコネクタよりなる被接続コネクタを接続するためのスペースを確保することができ、同じく装置の小型化を図ることができる。
【００２３】
また、この種装置はＤＩＮレールに接続されるが、装置が小型化できるのでよりたくさんの装置を取り付けることができ、単独で取り付ける場合も少ない取り付けスペースで済む。
【００２５】
ここで、通信基板とＩ／Ｏ基板とを互いに垂直方向に配設するというのは、通信基板はケース本体内に立設配置されるので、Ｌ字状に形成されているケース本体の形状を利用して通信基板とＩ／Ｏ基板の配置もＬ字状にし、通信基板とＩ／Ｏ基板も互いに垂直方向に配設するというものである。
【００２６】
この発明によると、通信基板とＩ／Ｏ基板とがＬ字状のケース本体内において互いに垂直方向に配設されているため、Ｌ字状のケース本体内の空間を有効利用でき、この面でも装置の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、この発明による信号伝送装置は、
上記ケース本体の底面にＤＩＮレールが装着されるとともに、
上記ケース本体と上記Ｉ／Ｏ基板との間に、上記ケース本体の底面内壁と上記Ｉ／Ｏ基板上に実装された抵抗との両者に密着させた放熱体が収容されることにより、
上記抵抗で発生した熱が、上記放熱体と上記ケース本体とを通じて上記ＤＩＮレールに伝導するようにした
ことを特徴とするものである。
【００２８】
ここで、放熱体を必要とするのは、Ｉ／Ｏ基板にはセンサやスイッチ等のＩ／Ｏ機器、すなわち入出力機器が接続されるが、その入力部分には抵抗があり、熱源となる。そこで、この熱を放熱するために放熱体が必要となるのである。
【００２９】
この発明によると、ケース本体内のＩ／Ｏ基板とベース部に挟まれて両者に近接して放熱体を設け、放熱体はＩ／Ｏ基板から放出される熱を放熱するようにしたので、放熱体の必要な部分にだけ放熱体を配すればよく、装置の小型化を図ることができるとともに熱による装置の故障を防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る信号伝送装置の実施の形態を図面に基き説明する。
【００３１】
この発明に係る信号伝送装置は、ＰＬＣ等を用いた通信制御システムにおいて、上位のＰＬＣとその制御対象となる下位のＩ／Ｏ機器との間に接続され、両者の中継局となるものであり、イーサネット等を用いた通信方式でデータの授受をサポートする。
【００３２】
図１において、信号伝送装置１０は全体が略Ｌ字状に形成され、Ｌ字状のケース本体１１と、ケース本体１１のＬ字状の段違い部１２上に設けられたＩ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３と、ケース本体１１の上面１４に設けられた通信用コネクタ（第２のコネクタ）１５及び表示部１６と、ケース本体１１の側面２９に設けられたディップスイッチ収納部２８を有している。
【００３３】
ここで、ケース本体１１は合成樹脂等で構成され、下方側に位置するベース部１８とその上方に位置する本体部１９を有し、内部には各種基板等が収容される。なお、その内部構成は後に詳述する。
【００３４】
Ｉ／Ｏ用コネクタ１３はスイッチ、センサ等のＩ／Ｏ機器（図示せず）が接続された被接続コネクタ（雌型コネクタ、図示せず）が差し込まれるコネクタ（雄型コネクタ）で、内部にはコネクタピン２１が多数立設して設けられ、両端にはコネクタ（雌型コネクタ）接続時、該コネクタ（雌型コネクタ）を圧接挟持する一対の挟持爪２２，２２が設けられている。なお、図１において、Ｉ／Ｏ用コネクタ１３は３２の入出力接点を有している。
【００３５】
通信用コネクタ１５は、ＰＬＣ等の制御装置に接続された被接続コネクタ（雌型コネクタ、図示せず）が差し込まれるコネクタ（雄型コネクタ）で、内部にはコネクタピン２３が多数立設して設けられている。
【００３６】
表示部１６はＬＥＤ等より構成され、装置の動作状態等各種の表示が行なわれる。なお、図１において、表示部１６は３４個のＬＥＤの点灯状態を表示できるよう構成され、そのうち３２個のＬＥＤで３２点の接点情報（ＯＮ／ＯＦＦ）が表示され、２個のＬＥＤで通信状態の正常／異常を表示する。
【００３７】
ディップスイッチ収納部２８は、その内部に図示しないディップスイッチが収納されるもので、通信スピードやＩ／Ｏ機器のネットワーク上でのアドレスが設定される。なお、図１において、側面２９にのみディップスイッチ収納部２８が図示されているが、他方側の側面２９Ｂにも同様なディップスイッチ収納部が設けられる。
【００３８】
図２は図１に示した信号伝送装置１０の電気的な構成を示す概略ブロック図である。図２において、信号伝送装置１０は、通信基板３２と、第１及び第２のＩ／Ｏ基板３３，３４と、表示基板３１より構成されている。
【００３９】
ここで、通信基板３２は、上位のＰＬＣ等とデータの授受を行なうもので、図１に示した通信用コネクタ１５と、電源生成部４５、リセット回路４６、クロック回路４７、通信制御部４８より構成されている。
【００４０】
ここで、通信用コネクタ１５は通信電源と接続されて電源生成部４５に電源を供給するとともに、すでに述べたように、上位のＰＬＣ、具体的にはそのマスタユニットや通信ユニットと接続されてデータの授受を行なう。
【００４１】
通信回路部４８は、通信基板３２全体を統括制御するもので、リセット回路４６とクロック回路４７からの入力に基づいて通信用コネクタ１５、表示部１６、入出力部４９を制御する。また、ディップスイッチ４１からの入力に基づいて、通信スピード等の設定を行なう。
【００４２】
第１及び第２のＩ／Ｏ基板３３，３４は、下位の制御対象機器との間でＩ／Ｏデータの授受を行なうもので、図１に示したＩ／Ｏ用コネクタ１３と入出力部４９より構成されている。
【００４３】
ここで、Ｉ／Ｏ用コネクタ１３は、その先にＩ／Ｏが接続された被接続コネクタ（ＭＩＬコネクタ）と接続される。
【００４４】
また、表示基板３１上には、すでに述べた表示装置１６が実装される。
【００４５】
図３は図１に示した信号伝送装置１０の分解斜視図である。信号伝送装置１０は、上面板３０、表示基板３１、本体部１９、通信基板３２、第１のＩ／Ｏ基板３３、第２のＩ／Ｏ基板３４、放熱体３５、ベース部１８及びロックスライダー４２を具備して構成される。
【００４６】
ここで、上面板３０は、通信用コネクタ（第２のコネクタ）１５が挿入される第２の開口２６と表示部１６が設けられている。なお、表示部１６は半透明の樹脂で構成され、裏面側に位置する表示基板３１上のＬＥＤの点灯状態を表示できるよう構成されている。
【００４７】
表示基板３１は３４個のＬＥＤ（図示せず）が実装されるもので、３２個は３２のＩ／Ｏ接点のＯＮ／ＯＦＦ情報、２個は通信状態の正常、異常を表示する。
【００４８】
本体部１９は略Ｌ字状に形成され、その上面に上記上面板３０が取り付けられると共にＬ字状の段違い部１２にはＩ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３が挿入される第１の開口２５が設けられ、両側面２９，２９Ｂにはディップスイッチ収納部２８を覆う蓋２７，２７が設けられる。また、内部には表示基板３１及び通信基板３２が配置される。
【００４９】
通信基板３２には、上記通信用コネクタ（第２のコネクタ）１５が取り付けられると共に、表示基板３１と接続するためのコネクタ３６と第１のＩ／Ｏ基板３３と接続するためのコネクタ３７が設けられている。
【００５０】
第１のＩ／Ｏ基板３３には、Ｉ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３が設けられているとともに、通信基板３２と接続するためのコネクタ３８と、第２のＩ／Ｏ基板３４と接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられている。
【００５１】
第２のＩ／Ｏ基板３４には、第１のＩ／Ｏ基板３３と接続するためのコネクタ３９が設けられている。
【００５２】
なお、上記通信基板３２がＬ字状の本体部１９内に立設して配置されているのに対して、第１のＩ／Ｏ基板３３と第２のＩ／Ｏ基板３４は本体部１９の底面に平行に配置されている。つまり、ベース部１８と平行に設けられる。従って、第１のＩ／Ｏ基板３３と第２のＩ／Ｏ基板３４は、本体部１９のＬ字状の形状を利用して本体部１９内において通信基板３２に対して垂直に取り付けられる。
【００５３】
放熱体３５は、ベース部１８内にあって第２のＩ／Ｏ基板３４で発生した熱を放熱させるものである。熱源は第２のＩ／Ｏ基板の入力部分に実装された抵抗である（第２のＩ／Ｏ基板の裏面側に実装される）。熱対策はこの入力部分だけが対象となる。放熱は、放熱体３５を第２のＩ／Ｏ基板の裏面側に実装された抵抗（図示せず）に密着させるとともに、ＤＩＮレール（図４参照）に装着するケース内壁にも密着させる。従って、放熱は、放熱体３５からの放射と、放熱体３５を介したＤＩＮレールへの伝導で行なう。
【００５４】
ベース部１８は放熱体３５が収容されるとともに、その底面にはＤＩＮレールと嵌合する凹溝４０が形成され、ベース部１８は凹溝４０を介してＤＩＮレール上をスライド可能に構成されている。
【００５５】
なお、ベース部１８には、周知のロックスライダー４２が装着され、べース部１８（すなわち装置本体）をＤＩＮレール上に仮止め固定できるように構成されている。
【００５６】
以上が本実施形態に係わる信号伝送装置１０の構成であるが、次にその使用状態を図４を参照して説明する。
【００５７】
信号伝送装置１０は長尺状のＤＩＮレール５０に取り付けて使用される。ＤＩＮレール５０への取り付けは、ベース部１８に設けられているロックスライダー４２を凹溝４０側にスライドすることにより、ＤＩＮレール５０とベース部１８とを仮止め固定し、その後、ベース部１８の両側面を留め具５１で固定することにより所定の設置場所に固定される。
【００５８】
そして、同図に示すように、第１のコネクタ（雄型コネクタ）１３にはケーブルコネクタよりなる被接続コネクタ（雌型コネクタでＭＩＬコネクタ）６０を圧入嵌合して接続するとともに、第２のコネクタ（雄型コネクタ）１５に被接続コネクタ（雌型コネクタ）７０を圧入嵌合して接続することにより、例えばＩ／Ｏ機器およびＰＬＣ間のケーブル配線が完了する。
【００５９】
このように、本実施形態の信号伝送装置１０では、ケース本体１１がＬ字状に形成され、このケース本体１１のＬ字状の段違い部１２上にＩ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３を設けるとともに、ケース本体１１の上面１４に通信用コネクタ（第２のコネクタ）１５を設けるようにしたので、Ｉ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３と通信用コネクタ（第２のコネクタ）１５とを上下に分割して配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００６０】
また、この装置では、ＰＬＣやＩ／Ｏとの接続は接点面積の小さいＩ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３や通信用コネクタ（第２のコネクタ）１５を使用するので、この面でも装置の小型化を図ることができる。
【００６１】
また、この装置では、Ｉ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）１３が、段違い部１２に配設されるため、段違い部１２上に空間部（図４で符号７１で示す）が形成され、この空間部７１にＩ／Ｏ用コネクタ６０を収容するためのスペースを確保することができるので、同じく装置の小型化を図ることができる。
【００６２】
また、装置を小型化して基板を表示基板３１、通信基板３２、第１のＩ／Ｏ基板３３及び第２のＩ／Ｏ基板３４に４分割し、そのうち熱源である入力側の抵抗が実装された第２のＩ／Ｏ基板の裏面側にのみ放熱体３５を設けるようにしたので、小さな放熱体で効率的に放熱することができ、同じく装置の小型化を図ることができる。
【００６３】
また、装置を小型化して基板を表示基板３１、通信基板３２、第１のＩ／Ｏ基板３３及び第２のＩ／Ｏ基板３４に４分割したので、個々の基板の実装方式を変更することによって低コストにさまざまなニーズに対応できる。
【００６４】
例えば、通信基板３２の通信方式を変更することにより、さまざまな通信方式に対応できる。
【００６５】
なお、本実施形態では、ケース本体１１の上面１４に通信用コネクタ１５を設けるようにしたが、これに代えてケース本体１１の側面２９のディップスイッチ収納部形成部分に設けるようにしてもよい。この場合は、２つのディップスイッチ収納部２８のうち、一方のディップスイッチ収納部形成部分に通信用コネクタを設ける。そして、一方のディップスイッチ収納部２８は上面１４の通信用コネクタ１５の形成部分に移動させる。このような構成によると、通信用コネクタ１５の取り付け位置の自由度が向上する。
【００６６】
【発明の効果】
この発明によれば、ケース本体がＬ字状に形成され、このケース本体の段違い部上面には第１のコネクタが、また、ケース本体の一側面には第２のコネクタを設けるようにしたため、第１のコネクタと第２のコネクタの取り付け平面を分割して配置することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００６７】
また、ＰＬＣやＩ／Ｏとの接続は接点面積の小さい第１のコネクタや第２のコネクタを使用するので、この面でも装置の小型化を図ることができる。
【００６８】
また、第１のコネクタ上面に第１のコネクタへの被接続コネクタが位置できるよう想定した空間が形成され、この空間においてケーブルコネクタよりなる被接続コネクタを接続するためのスペースを確保することができ、同じく装置の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、この種装置はＤＩＮレールに接続されるが、装置が小型化できるのでよりたくさんの装置を取り付けることができ、単独で取り付ける場合も少ない取り付けスペースで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された信号伝送装置の一実施形態の概略斜視図。
【図２】図１に示した信号伝送装置の電気的な構成を示す概略ブロック図。
【図３】図１に示した信号伝送装置の分解斜視図。
【図４】図１に示した信号伝送装置の使用態様を説明する図。
【図５】従来の信号伝送装置の概略斜視図。
【符号の説明】
１０ 信号伝送装置
１１ ケース本体
１２ 段違い部
１３ Ｉ／Ｏ用コネクタ（第１のコネクタ）
１４ ケース本体の上面
１５ 通信用コネクタ（第２のコネクタ）
１６ 表示部
１８ ベース部
１９ 本体部
２１ コネクタピン
２２ 挟持爪
２３ コネクタピン
２５ 第１の開口
２６ 第２の開口
２７ 蓋
２８ ディップスイッチ収納部
２９，２９Ｂ 側面
３０ 上面板
３１ 表示基板
３２ 通信基板
３３ 第１のＩ／Ｏ基板
３４ 第２のＩ／Ｏ基板
３５ 放熱体
３６，３７，３８，３９ コネクタ
４０ 凹溝
４１ ディップスイッチ
４２ ロックスライダー
４５ 電源生成部
４６ リセット回路
４７ クロック回路
４８ 通信制御部
４９ 入出力部
５０ ＤＩＮレール
５１ 留め具
６０ Ｉ／Ｏ用コネクタ（雌型コネクタ）
７０ 通信用コネクタ（雌型コネクタ）
７１ 空間部

Claims (2)

1. 正面に段違い部を有してＬ字状に形成されたケース本体の内部に、ケース本体の背面に対して平行に配置された通信基板と、その通信基板に対して垂直に配置されたＩ／Ｏ基板とが収容されて、上位の通信制御装置と下位の制御対象機器との間の中継局となる信号伝送装置において、
   上記ケース本体の上面に、上記通信制御装置との通信のために用いられ、上記通信基板に接続された通信用コネクタが設けられるとともに、当該装置の各種表示を行なう表示部が配置され、
   上記ケース本体の段違い部の上面に、上記制御対象機器との接続のために用いられ、両端にＭＩＬコネクタを圧接挟持する爪を備え、上記Ｉ／Ｏ基板に接続されたＩ／Ｏ用コネクタが設けられるとともに、上記段違い部の上方に上記Ｉ／Ｏ用コネクタに圧接されたＭＩＬコネクタを配置できるように想定した空間が形成され、
   上記ケース本体の側面に、上記通信基板に接続され、当該装置のネットワークアドレス設定又は通信速度設定を行なうスイッチ部が設けられている
   ことを特徴とする信号伝送装置。
2. 上記ケース本体の底面にＤＩＮレールが装着されるとともに、
   上記ケース本体と上記Ｉ／Ｏ基板との間に、上記ケース本体の底面内壁と上記Ｉ／Ｏ基板上に実装された抵抗との両者に密着させた放熱体が収容されることにより、
   上記抵抗で発生した熱が、上記放熱体と上記ケース本体とを通じて上記ＤＩＮレールに伝導するようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号伝送装置。

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