JP3664293B2 - 電子機器セット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｉ／Ｏユニット、ＡＤユニット、ＤＡユニット、モータドライブユニット、通信ユニット等の一連の制御ユニットで構成されるプログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）等として実施される電子機器セットに係り、特に、同一規格の一対のハウジングを共用しつつも、それらの誤接続を確実に回避できるようにした電子機器セットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビルディングブロック型のプログラマブル・コントローラ（ＰＬＣ）は、一般に、Ｉ／Ｏユニット、ＡＤユニット、ＤＡユニット、モータドライブユニット、通信ユニット等の一連の制御ユニット（電子機器）で構成されている。それらの制御ユニットは、例えばブックケース型のハウジングを有し、それぞれマザーボード上に並設されたソケットを介してシステムバスに接続される。
【０００３】
従来、このような電子機器セットの設計に際しては、各種別の電子機器毎に幅並びに端子台構成等の異なる専用のハウジングを製作するのが通例である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
各電子機器毎に専用のハウジングを設計すると、金型の製作費が嵩むこと、部品管理の手間が増すこと、部品の保管スペースが広く必要となること、等の問題点がある。加えて、特に、プログラマブル・コントローラの場合にあっては、ユニット内蔵の電子回路が故障した場合、端子台を含めてユニット全体を交換せねばならないことから無駄となる部分が多く、また端子台への配線をし直さねばならない等の問題点がある。
【０００５】
この発明は、従来の電子機器セットにおける以上の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ハウジング製作に要するコスト、部品管理の手間、部品保管のスペース等を低減することができる電子機器セットを提供することにある。
【０００６】
また、この発明の他の目的とするところは、内蔵電子回路の故障時における交換部分を最小として資源の有効活用を図ると共に、プログラマブル・コントローラに適用した場合には、故障のたびに配線をやり直す手間を不要とした電子機器セットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この出願の第１の発明は、ハウジングの規格が同一で収容される電子回路が異なる複数種の電子機器ユニットと、ハウジングの規格が同一で各種類の電子機器ユニットのそれぞれに固有な電子回路を収容する複数種のユニットベースとからなり、前記電子機器ユニットと前記ユニットベースとには両者の機械的並びに電気的結合をなすための結合部が設けられており、前記結合部を構成する両ユニットには、対をなす電子機器ユニットとユニットベースとの場合にのみ噛合して両者の結合を許容する凹アクティブのビットコードと凸アクティブのビットコードとが付設されている、ことを特徴とする電子機器ユニットにある。
【０００８】
そして、このような構成によれば、同一規格の一対のハウジングを共用しつつも、それらの誤接続を確実に回避できるため、ハウジング製作に要するコスト、部品管理の手間、部品保管のスペースを低減することができる。
【０００９】
この出願の第２の発明は、前記第１の発明において電子機器ユニットとユニットベースとはスライド自在な嵌合構造を有するものであり、かつ凹アクティブのビットコードと凸アクティブのビットコードとはスライド方向に対向して設けられていることを特徴とする電子機器セットにある。
【００１０】
そして、このような構成によれば、電子機器ユニットとユニットベースとを嵌合させつつスライドさせるだけで、凹アクティブのビットコードと凸アクティブのビットコードとの照合を自動的に行わせることができ、両ビットコード照合のための位置合わせ作業が不要となる。
【００１１】
この出願の第３の発明は、前記第１の発明においてユニットベースには、入出力機器接続用のビス止め端子台と伝送用コネクタとが設けられていることを特徴とする電子機器セットにある。
【００１２】
そして、このような構成によれば、電子機器ユニットに収容される電子回路が故障した場合、電子機器ユニットだけを単独で交換することが可能となり、内蔵電子回路の故障時における交換部分を最小として資源の有効活用を図ることができると共に、プログラマブル・コントローラに適用した場合には、故障の度に配線をやり直す手間を不要とすることができる。
【００１３】
この出願の第４の発明は、前記第１〜第３の発明において凹アクティブのビットコードは、ハウジングの各デジット位置毎に設けられた薄肉加工部を選択的に打ち抜くことにより形成されることを特徴とする電子機器セットにある。
【００１４】
そして、このような構成によれば、ハウジングの各デジット位置毎に設けられた薄肉加工部を選択的に打ち抜くことにより凹アクティブのビットコードを形成することができるため、ビットコードが異なる場合でも、ハウジング製作用の金型は１種類で済む。
【００１５】
この出願の第５の発明は、前記第１〜第３の発明において凹アクティブのビットコードは、電子回路基板の端縁に各デジット位置毎に切り残されたビット片を選択的に切除することにより形成されることを特徴とする電子機器セットにある。
【００１６】
そして、このような構成によれば、電子回路基板の端縁に各デジット位置毎に切り残されたビット片を選択的に切除することにより凹アクティブのビットコードを形成することができるため、ビットコードが異なる場合にも、ハウジング製作用の金型は１種類で済む。
【００１７】
この出願の第６の発明は、前記第１〜第３の発明において凸アクティブのビットコードは、電子回路基板の各デジット位置毎に選択的にピンを植設加工することにより形成されることを特徴とする電子機器セットにある。
【００１８】
そして、このような構成によれば、電子回路基板の各デジット位置毎に選択的にピンを植設加工することにより凸アクティブのビットコードを形成することができるため、電子回路基板の製作時において、それに固有な凸ビットコードを同時に形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の一形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２０】
本発明を、プログラマブル・コントローラの制御ユニットシリーズに適用した一例が図１〜図６に示されている。このプログラマブル・コントローラにおいては、Ｉ／Ｏユニット、ＡＤユニット、ＤＡユニット、モータドライブユニット等のような複数の制御ユニットを備えている。それら制御ユニットのうちで、アナログ信号をデジタル信号に変換して取り込むためのＡＤユニットＵ１とデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するＤＡユニットＵ２のみが図１〜図６に示されている。
【００２１】
ＡＤユニットＵ１、ＤＡユニットＵ２の外観が図１（ａ）、図１（ｂ）に示されている。それらの図から明らかなように、これら２つのユニットＵ１，Ｕ２は同一規格のハウジング１００を有する。
【００２２】
ハウジング１００の構造が図６に分解して示されている。同図から明らかなように、ハウジング１００は、本体ブロック１００Ａと底面ブロック１００Ｂとから構成される。底面ブロック１００Ｂには回路基板１０８が固定される。この回路基板１０８には、当該ユニットに固有な電子回路が搭載される。即ち、ＡＤユニットＵ１の場合には、ＡＤ変換機能を実現するための回路部品が搭載され、またＤＡユニットＵ２の場合には、ＤＡ変換機能を実現するための電子回路部品が搭載される。それらの電子回路は、コネクタ１０６を介して外部と接続される。
【００２３】
図１に戻って、ハウジング１００の左右両脇には、装着時のスライド方向をガイドするためのガイド凸部１０１，１０２が一体的に形成されている。また、ハウジング１００の装着方向先端面１０３からは、前述したコネクタ１０６が突き出ている。更に、同先端面１０３には、凹アクティブのビットコードＢＣ１が付設されている。
【００２４】
凹アクティブのビットコードＢＣ１の詳細が、図４（ａ）〜（ｃ）に示されている。同図（ａ）に円形に囲まれたＡ部で示されるように、凹アクティブのビットコードＢＣ１は、２行×３列からなる６個のデジット位置ｂ１〜ｂ６を有する。それらデジット位置ｂ１〜ｂ６には、ビット孔打ち抜き用の予備加工が施されている。具体的には、プラスチック一体成形により、各ビット孔は閉塞片１０７ｃで塞がれている。閉塞片１０７ｃは薄肉連結片１０７を介してビット孔の内周に結合されている。従って、適当な打ち抜き治具にて、閉塞片１０７ｃを打ち抜けば、打ち抜き孔１０７ａを簡単に形成することができる。
【００２５】
ＡＤユニットＵ１に形成される凹アクティブのビットコードＢＣ１が図４（ｂ）に、またＤＡユニットＵ２に形成される凹アクティブのビットコードＢＣ１が図４（ｃ）にそれぞれ示されている。それらの図に示されるように、ＡＤユニットＵ１用のビットコードＢＣ１の場合、ビットコード（０１０１０１）に対応して、デジット位置ｂ２，ｂ４，ｂ６が打ち抜き孔１０７ａとされ、デジット位置ｂ１，ｂ３，ｂ５が閉塞孔１０７ｂとされる。これに対して、ＤＡユニットＵ２の場合には、ビットコード（１０１０１０）に対応して、デジット位置ｂ１，ｂ３，ｂ５が打ち抜き孔１０７ａとされ、デジット位置ｂ２，ｂ４，ｂ６が閉塞孔１０７ｂとされる。このように、凹アクティブのビットコードＢＣ１は、各電子機器ユニット毎に固有の内容を有する。尚、デジット位置の総数が６個、打ち抜き孔の個数が３個とした場合、２０通りのビットコードが形成可能であり、これにより２０種類の制御ユニットを識別可能となる。
【００２６】
このようにして形成された凹アクティブのビットコードＢＣ１が、図１（ａ），（ｂ）に示されている。１０７ａが打ち抜き孔であり、１０７ｂが閉塞孔である。尚、図において１０４は片持ちバネ片、１０５は係止突起であり、後述するように、ＡＤユニットＵ１，ＤＡユニットＵ２をそれぞれＡＤユニットベースＵＢ１，ＤＡユニットベースＵＢ２に装着した場合の抜け止め用ストッパとして機能する。
【００２７】
ＡＤユニットＵ１、ＤＡユニットＵ２のそれぞれに対応するＡＤユニットベースＵＢ１、ＤＡユニットベースＵＢ２の外観が図２（ａ）、図２（ｂ）に示されている。それらの図から明らかなように、ＡＤユニットベースＵＢ１とＤＡユニットベースＵＢ２とは同一規格のハウジング２００を有する。
【００２８】
ハウジング２００の構造が図５に分解して示されている。同図に示されるように、ハウジング２００は、本体ブロック２００Ａと、端子台ブロック２００Ｂと、背面ブロック２００Ｃとを有する。端子台ブロック２００Ｂは本体ブロック２００Ａの下部に装着され、端子台カバー２０４によって蓋をされる。背面ブロック２００ＣはＤＩＮレール取付溝２０５を介して図示しないＤＩＮレールに取り付けられる。尚、２１４はＤＩＮレールストッパである。背面ブロック２００Ｃには回路基板２１５が固定される。回路基板２１５には、当該ユニットベースに固有な電子回路が搭載される。即ち、当該ユニットベースがＡＤユニットベースＵＢ１であれば、回路基板２１５にはＡＤ変換機能を実現するために必要な電子回路部品が搭載される。また、当該ユニットベースがＤＡユニットベースＵＢ２であれば、回路基板２１５にはＤＡ変換機能を実現するために必要な回路部品が搭載される。それらの電子回路はコネクタ２０３を介して外部と接続される。より具体的には、コネクタ２０３は先に説明したユニットＵ１，Ｕ２側のコネクタ１０６と電気的に結合される。そして、コネクタ２０３とコネクタ１０６とが正常に結合された場合に限り、当該ユニット並びにユニットベースに固有な回路機能が実現される。
【００２９】
回路基板２１５上には、ピン植設予定位置２１６が設けられる。このピン植設予定位置２１６には凸アクティブのビットコードＢＣ２が形成される。凸アクティブのビットコードＢＣ２の詳細が図４（ｄ）に拡大して示されている。同図に示されるように、回路基板２１５上のピン植設予定位置２１６には、２行×３列からなる６個のデジット位置ｂ１〜ｂ６が設けられている。尚、それらデジット位置ｂ１〜ｂ６には、予め貫通孔を開けておいても良いし、適宜必要に応じて貫通孔を開けても良い。これらのデジット位置ｂ１〜ｂ６には、ピン２０９が選択的に植設される。植設の具体的方法としては、ピン２０９を孔に挿入し、フロー半田工程により固定することができる。つまり、当該回路基板２１５の半田付け工程において、ピン２０９をデジット位置ｂ１〜ｂ６に選択的に植設することができる。これにより、回路基板２１５に固有なコード内容を有する凸アクティブのビットコードＢＣ２を形成することができる。尚、図ではデジット位置ｂ１，ｂ３，ｂ５の３箇所にピン２０９が植設されており、これにより図２（ａ）に示されるように、ＡＤユニットベースＵＢ１に固有な凸アクティブのビットコードＢＣ２（１０１０１０）が形成される。
【００３０】
図５に戻って、回路基板２１５の左右両脇にはこれと直交して２枚のコネクタ基板が取り付けられており、これらコネクタ基板にはコネクタ２１０，２１１が取り付けられている。これらのコネクタ２１０，２１１は、例えばプログラマブル・コントローラのシステムバスに接続される。本体ブロック２００ａの前面には、コネクタ露出窓２１２，２１３が開口形成されており、先ほどのコネクタ２１０，２１１はそれらのコネクタ露出窓２１２，２１３から露出する。
【００３１】
図２に戻って、ハウジング２００の後端面２０７には、窓２０８，２０９が開口形成されている。窓２０８からは、先ほど説明した凸アクティブのビットコードＢＣ２を構成するピン２０９が突出する。また、窓２０６からは、先ほど説明したコネクタ２０３が突出する。
【００３２】
ユニットベース側ハウジング２００の左右両脇には、ガイド溝２０１，２０２が形成される。一方、先に説明したように、ユニット側のハウジング１００の左右両脇にもガイド凸部１０１，１０２が形成される。そして、ガイド溝２０１，２０２と、ガイド凸部１０１，１０２とはスライド自在に嵌合する。その結果、ユニット側のハウジング１００をユニットベース側のハウジング２００に対してスライドさせつつ嵌合させると、ユニット側ハウジング１００の先端面１０３に形成された凹アクティブのビットコードＢＣ１とユニットベース側のハウジング２００の後端面２０７に形成された凸アクティブのビットコードＢＣ２とが対向しつつ接近する。この時、凹アクティブのビットコードＢＣ１側のデジット位置ｂ１〜ｂ６と凸アクティブのビットコードＢＣ２側のデジット位置ｂ１〜ｂ６とは配列並びに寸法において正確に一致されている。そのため、両ビットコードＢＣ１，ＢＣ２の内容が正確に一致した場合に限り、両ビットコードＢＣ１とＢＣ２との噛み合わせが行われ、両者の接近が可能となって、コネクタ１０６とコネクタ２０３との結合が許容される。
【００３３】
このように、図１〜図６に示される実施の形態によれば、ＡＤユニットＵ１とＡＤユニットベースＵＢ１、ＤＡユニットＵ２とＤＡユニットベースＵＢ２とのように、互いに対をなすユニットとユニットベースとに同一内容を有する凹アクティブのビットコードＢＣ１と凸アクティブのビットコードＢＣ２とを形成している。そのため、ユニット並びにユニットベースのハウジングが同一規格であっても、それらのビットコードＢＣ１，ＢＣ２の内容が異なる場合には、コネクタ１０６とコネクタ２０３との結合は行われない。そのため、ハウジング製作に要するコスト、部品管理の手間、部品保管のスペースを低減することができる。加えて、ユニットＵ１，Ｕ２に内蔵される電子回路部品が故障した場合には、当該ユニットＵ１，Ｕ２だけを交換することで対処することができ、その際に、端子台ブロック２００ｂはユニットベースのハウジング２００側に設けられているため、ユニットの交換に際して配線をし直す必要はない。
【００３４】
また、ユニット側のハウジング１００とユニットベース側のハウジング２００とは、ガイド凸部１０１，１０２とガイド溝２０１，２０２とを介してスライド自在な嵌合構造を形成しているため、単に、ユニット側ハウジング１００をそれらガイド機能を利用してユニットベース側ハウジング２００へ差し込むだけで、凹アクティブのビットコードＢＣ１と凸アクティブのビットコードＢＣ２との照合が独りでに行われる。そのため、ユニットベースＵＢ１，ＵＢ２に対するユニットＵ１，Ｕ２の装着作業を迅速に行うことができる。
【００３５】
次に、本発明が適用された電子機器セットの他の実施形態が図７〜図９に示されている。それらの図から明らかなように、この電子機器セットは、ハウジングの規格が同一で収容される電子回路が異なる複数種の電子機器ユニット（図ではそのうちの１つのみを示す）Ｕと、ハウジングの規格が同一で各種類の電子機器ユニットのそれぞれに固有な電子回路を収容する複数種のユニットベース（それらのうちの１つのみを示す）ＵＢとからなる。そして、電子機器ユニットＵとユニットベースＵＢとの間には、両者の機械的並びに電気的結合をなすための結合部が設けられている。そして、結合部を構成する両ユニットには、対をなす電子機器ユニットＵとユニットベースＵＢとの場合のみ噛合して両者の係合を許容する凹アクティブのビットコードＢＣ１と凸アクティブのビットコードＢＣ２とが付設されている。
【００３６】
凹アクティブのビットコードＢＣ１の詳細な構造が図９に示されている。同図に示されるように、電子機器ユニット１の装着方向先端側には、内蔵される回路基板の端縁が露出されている。それら端縁の各デジット位置には、予め端縁に適当に切り込み溝を入れることによって、３個のビット片３０１，３０２，３０３が切り残されている。それらのビット片３０１，３０２，３０３の付け根部分には、ミシン目加工部３０４が施されている。そのため、それら３個のビット片３０１，３０２，３０３は、ミシン目加工部３０４に沿って折り曲げることで、同図（ｂ）に示されるように、選択的に切除可能となされている。図９（ｂ）の例では、ビット片３０１，３０２，３０３のうちで、右側端部に位置する１個のビット片３０３が切除されている。これにより、凹アクティブのビットコードＢＣ１の内容は（００１）となる。
【００３７】
一方、図８に示されるように、ユニットベースＵＢ側において、電子機器ユニットＵの装着方向と対向する面には、凸アクティブのビットコードＢＣ２が形成されている。この凸アクティブのビットコードＢＣ２は、電子機器ユニットＵ側のビット片３０１，３０２，３０３の間隔に対応して配置された３個の取付孔４０２，４０３，４０４と、それらの取付孔に選択的に装着される段付き円筒状の凸ビットピース４０１とから構成される。
【００３８】
図９（ｂ）に示されるように、凸ビットピース４０１には、大径部４０１ａと小径部４０１ｂとが設けられる。小径部４０１ｂの外径は、取付孔４０２，４０３，４０４の内径とほぼ一致させている。また、大径部４０１ａの外径並びに長さは、図９（ｂ）におけるビット片３０３の切除後のサイズに対応されている。そのため、図９（ｂ）に示されるように、ビット片３０３を切除した場合には、図８に示す取付孔４０２に凸ビットピース４０１が装着されることによって、凹アクティブのビットコードＢＣ１と凸アクティブのビットコードＢＣ２とを一致させることができる。
【００３９】
両ビットコードＢＣ１，ＢＣ２が一致していれば、電子機器ユニットＣとユニットベースＵＢとの結合が許容され、当該電子機器に割り当てられた機能が正常的に作用する。
【００４０】
このように、図７〜図９に示される実施形態によれば、電子機器ユニットＵの側においては、電子回路基板の端縁に各デジット位置毎に切り残されたビット片３０１，３０２，３０３を設ける一方、ユニットベースＵＢ側においては、取付孔４０２，４０３，４０４並びに凸ビットピース４０１を設けるだけで、共通のハウジングを利用しつつも、様々な種類の電子機器セットに対応させることができ、ハウジング製作に要するコスト、部品管理の手間、部品保管のスペースの低減を図ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の実施形態の説明でも明らかなように、本発明によれば、ハウジング製作に要するコスト、部品管理の手間、部品保管のスペースを低減することができる。また、この発明によれば、内蔵電子回路の故障時における交換部分を最小として資源の有効活用を図ると共に、プログラマブル・コントローラに適用した場合には、故障の度に配線をやり直す手間を不要とする等の優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＡＤユニット、ＤＡユニットについて、ハウジングの外観を示す斜視図である。
【図２】 ＡＤユニットベース、ＤＡユニットベースについて、ハウジングの外観を示す斜視図である。
【図３】 ＡＤユニットとＡＤユニットベースとの結合方向を説明するための斜視図である。
【図４】 凹アクティブのビットコードと凸アクティブのビットコードとの一例を示す説明図である。
【図５】 ユニットベース側ハウジングの分解斜視図である。
【図６】 ユニット側ハウジングの分解斜視図である。
【図７】 他の実施形態における電子機器ユニットとユニットベースとの結合状態を示す斜視図である。
【図８】 他の実施の形態における電子機器ユニットＵとユニットベースＵＢとの結合方向を説明するための斜視図である。
【図９】 他の実施形態における凹アクティブのビットコードを説明する斜視図である。
【符号の説明】
１００ ハウジング
１００Ａ 本体ブロック
１００Ｂ 底面ブロック
１０１，１０２ ガイド凸部
１０３ 先端面
１０４ 片持ちバネ片
１０５ 係止突起
１０６ コネクタ
１０７ａ 打ち抜き孔
１０７ｂ 閉塞孔
１０８ 回路基板
２００ ハウジング
２００Ａ 本体ブロック
２００Ｂ 端子台ブロック
２００Ｃ 背面ブロック
２０１，２０２ ガイド溝
２０３ コネクタ
２０４ 端子台カバー
２０５ ＤＩＮレール取付溝
２０６ 窓
２０７ 後端面
２０８ 窓
２０９ ピン
２１０，２１１ コネクタ
２１２，２１３ コネクタ露出窓
２１４ ＤＩＮレールストッパ
２１５ 回路基板
２１６ ピン植設予定位置
Ｕ１ ＡＤユニット
Ｕ２ ＤＡユニット
ＢＣ１ 凹アクティブのビットコード
ＢＣ２ 凸アクティブのビットコード
ＵＢ１ ＡＤユニットベース
ＵＢ２ ＤＡユニットベース
ｂ１〜ｂ６ デジット位置
Ｕ 電子機器ユニット
ＵＢ ユニットベース
３０１〜３０３ ビット片
３０４ ミシン目加工部
４０１ 凸ビットピース
４０１ａ 大径部
４０１ｂ 小径部

Claims (5)

1. ハウジングの規格が同一で収容される電子回路が異なる複数種の電子機器ユニットと、ハウジングの規格が同一で各種類の電子機器ユニットのそれぞれに固有な電子回路を収容する複数種のユニットベースとからなり、
   前記電子機器ユニットと前記ユニットベースとは、互いのハウジングがスライド自在な嵌合構造を有していて、両者の機械的並びに電気的結合をなすための結合部が設けられており、
   前記電子機器ユニットハウジングの装着方向先端面および前記ユニットベースハウジングの後端面には、対をなす電子機器ユニットとユニットベースとの場合にのみ噛合して両者の結合を許容する行列の凹アクティブのビットコードと行列の凸アクティブのビットコードとが、スライド方向に対向してそれぞれ付設されている、
   ことを特徴とする電子機器セット。
2. ユニットベースには、入出力機器接続用のビス止め端子台と伝送用コネクタとが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器セット。
3. 凹アクティブのビットコードは電子機器ユニットのハウジングの装着方向先端面に設けられていて、そのハウジングの各デジット位置毎に設けられた薄肉加工部を選択的に打ち抜くことにより形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器セット。
4. 凸アクティブのビットコードはユニットベースのハウジングの後端面に設けられていて、そのハウジング内の電子回路基板の各デジット位置毎に選択的にピンを植設加工することにより形成されており、前記ピンは半田工程において基板に固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子機器セット。
5. 前記電子機器ユニットハウジングの装着方向先端面および前記ユニットベースハウジングの後端面には、それぞれ、電気的結合をなすための結合部としてのコネクタが付設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子機器セット。

Images