JP3664293B2 - 電子機器セット - Google Patents

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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。
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