JP4771156B2 - コントロール装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックボードからの電気信号とは別に、多量の電気信号や高速な電気信号を通すことが出来るコントロール装置に関するものである。

コントロール装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００１−１１８６３８号公報

例えば、ＰＬＣ（プログラマブル ロジック コントローラ）のモジュール同士の電気的信号のやり取りの一つは、バックボードに配置されたコネクタを介しておこなわれる。
図３は従来より一般に使用されている従来例の要部斜視構成説明図である。
図において、モジュール１は、基板２の一端縁に設けられたコネクタ３とバックボード４に設けられたバックボードの基板５上のコネクタ６を介して信号のやり取りをしている。

情報処理量が多くなるにつれて高速な信号処理が要求されるが、既存モジュールとの整合性が必要であるので、バックボードのコネクタ６やコネクタ６のピン数の変更、コネクタの信号のピン配置の変更、信号処理のタイミングの変更が出来ない。
このために高速な情報処理ができず、モジュールやモジュールによって制御される装置の、情報処理量に制約が生ずる。

図４に示す如く、モジュール１ａ，１ｂ内の基板２ａ，２ｂ上にコネクタ７ａ，７ｂを付けて、モジュール側面同士のコネクタ７ａ，７ｂをコネクタ接続させた状態で、バックボード上のコネクタ６ａ，６ｂとモジュールの基板２ａ，２ｂの一端縁に設けられたコネクタ３ａ，３ｂをコネクタ接続させれば、バックボード上のコネクタ６ａ，６ｂとは別にコネクタ７ａ，７ｂを通して電気信号を流すことが出来る。

このような装置においては、以下の間題点がある。
コネクタ７ａ，７ｂをコネクタ接続させると、そのコネクタ接続させたコネクタ７ａ，７ｂ部分が拘束される。そして、他のコネクタ３ａと６ａ、３ｂと６ｂとをコネクタ接続させると、コネクタ部分による拘束が３箇所になる。

バックボード上でコネクタ接続したコネクタ同士(３ａと６ａ同士、または３ｂと６ｂ同士)の位置ずれ、モジュール側面のコネクタ同士７ａ，７ｂの位置ずれ、基板同士２ａ，２ｂのずれ等があった場合、拘束されているコネクタ３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂのどれかに機械的ストレスが加わり、コネクタ３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂのリード部分をハンダ付けしたハンダやコネクタ本体等が破壊する可能性がある。

また、上記のようなコネクタ接続状態の場合、モジュールの振動・衝撃によって加わる加速度によっても、コネクタ３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂのいずれかに機械的ストレスが加わり、コネクタ３ａ，３ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂのリード部分をハンダ付けしたハンダやコネクタ本体等が破壊する可能性がある。

このため、バックボード４にコネクタ接続させたコネクタ３ａと６ａ、または３ｂと６ｂとは別のコネクタ７ａ，７ｂで、モジュール１ａ，１ｂ同士を側面方向から電気的に接続することができなかった。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、バックボードからの電気信号とは別に、多量の電気信号や高速な電気信号を通すことが出来るコントロール装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１のコントロール装置においては、
平面状のバックボードの面に直交しそれぞれが互いに平行して設けられた複数のモジュールと、このモジュールの一端縁に設けられ前記バックボードにそれぞれコネクタ接続されるコネクタとを有するコントロール装置において、前記隣り合うモジュールの対向する面に対向して設けられこの隣り合うモジュール同士のずれを吸収してコネクタ接続されるフローティングコネクタ手段と、
前記隣り合うモジュールの一方のモジュールと他方のモジュールとの間に配置され前記隣り合うモジュールのいずれか一方に着脱自由に取付けられ前記フローティングコネクタ手段が収納されるホルダとを具備したことを特徴とするコントロール装置。

本発明の請求項２のコントロール装置においては、請求項１記載のコントロール装置において、
前記フローティングコネクタ手段は、フローティングコネクタが使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項３のコントロール装置においては、請求項１記載のコントロール装置において、
前記フローティングコネクタ手段は、一方のモジュールに設けられた第１のコネクタと、他方のモジュールに設けられこの第１のコネクタにフレキシブル基板を介して接続される第２のコネクタとを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項４のコントロール装置においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のコントロール装置において、
前記フローティングコネクタ手段は少なくとも２個以上連続に連結して使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項５のコントロール装置においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のコントロール装置において、
前記モジュールの一端縁に設けられ前記バックボードにそれぞれコネクタ接続されるコネクタは、モジュール基板のずれを吸収してコネクタ接続するフローティングコネクタ手段が使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
バックボードに接続するためのコネクタ同士がリジットに接続された状態でも、フローティングコネクタ手段による電気的接続が可能になり、別ルートの電気的接続が可能なコントロール装置が得られる。
バックボードに実装されたコネクタのピン数に依存することなく、モジュールの高機能化に必要な信号数が増やせるコントロール装置が得られる。

バックボードで流している信号よりも高速な信号をやり取りすることが出来るようになったため、モジュールの高機能化ができるコントロール装置が得られる。
フローティングコネクタ手段によって、バックボードに対する２箇所と隣り合うモジュールの１箇所の計３箇所の固定のずれ等による機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。

フローティングコネクタ手段によって、コネクタの位置ずれ、基板の位置ずれ、隣接モジュール間の位置ずれ等に対しても、機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。
フローティングコネクタ手段によって、隣接モジュール間の振動・衝撃に対しても、機械的な破損が無いよう、応力の吸収が可能になるコントロール装置が得られる。

本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
フローティングコネクタが使用されたので、簡易安価に、バックボードに対する２箇所と隣り合うモジュールの１箇所の計３箇所の固定のずれ等による機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。

本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
フローティングコネクタ手段は、一方のモジュールに設けられた第１のコネクタと、他方のモジュールに設けられこの第１のコネクタにフレキシブル基板を介して接続される第２のコネクタとが設けられたので、バックボードに対する２箇所と隣り合うモジュール基板の１箇所の計３箇所の固定のずれ等による機械的応力を、さらに大きく吸収できるコントロール装置が得られる。

本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
フローティングコネクタ手段は少なくとも２個以上連続に連結して使用されたので、バックボードに対する２箇所と隣り合うモジュール基板の１箇所の計３箇所の固定のずれ等の量に応じて機械的応力を吸収できる又は十分な余裕をもって機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。

本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
モジュールの一端縁に設けられバックボードにそれぞれコネクタ接続されるコネクタは、モジュールのずれを吸収してコネクタ接続するフローティングコネクタ手段が使用されたので、バックボードに対する２箇所と隣り合うモジュール基板の１箇所の計３箇所の固定のずれ等による機械的応力を更に吸収できるコントロール装置が得られる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成斜視説明図である。
図において、図３、図４と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図３、図４との相違部分のみ説明する。

図１において、コネクタ６ａ，６ｂは、 バックボードの基板５上に実装されている。
基板２ａ，２ｂの一端縁に実装されたコネクタ３ａ，３ｂは、それぞれコネクタ６ａ，６ｂに接続されている。
基板２ａ，２ｂは、それぞれモジュール１１ａ，１１ｂに収納されている。
コネクタ１２ａ，１２ｂは、それぞれ基板２ａ，２ｂに設けられている。

フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂは、コネクタ１２ａ，１２ｂにそれぞれコネクタ接続されている。
フローティングコネクタは、コネクタ同士が位置ずれをしても、その位置ずれに追従し、機械的応力がかからないような機構を有するコネクタで、例えば、ケル株式会社ホームページ／新着情報／0.5mmピッチフローティングコネクタ「DYシリーズ」新発売！、［平成１８年５月２９日検索］インターネット＜http://www.kel.jp/news/dy.html＞に示されている。

小型基板１４には、フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが実装されている。
ホルダ１５には、フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが実装された小型基板１４が取り付けられている。

以上の構成において、以下の如くして組立てる。
フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが実装された、小型基板１４のアッセンブリをホルダ１５に収納する。
小型基板１４上のフローティングコネクタ１３ｂと基板２ｂ上のコネクタ１２ｂをコネクタ接続させる。

また、ホルダ１４の図の上下の４箇所に設けられたつめ１５１をモジュール１１ｂの内壁１１１ｂに引掛けて、ホルダ１４をモジュール１１ｂに固定させる。
モジュール１１ｂにはホルダ１４を取付けるための穴１１２ｂが設けられている。
ホルダ１４内のフローティングコネクタ１３ａと基板２ａ上のコネクタ１２ａをコネクタ接合させて基板２ａ，２ｂ同士を電気的に結合させる。

モジュール１１ａには、フローティングコネクタ１３ａをコネクタ１２ａにコネクタ接合させるための穴１１２ａが設けられている。
結合された基板２ａ，２ｂのコネクタ３ａ，３ｂを、それぞれバックボード４上のコネクタ６ａ，６ｂとコネクタ接合させる。

動作は下記のとおりである。
バックボード４に接続するためのコネクタ同士３ａと６ａまたは３ｂと６ｂが取り付け誤差の範囲内で位置ずれを起こした場合、フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが位置ずれに追従し、機械的応力が加わらないようになる。

コネクタとフローティングコネクタ１２ａと１３ａ、１２ｂと１３ｂが取り付け誤差の範囲内で位置ずれを起こした場合、フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが位置ずれに追従し、機械的応力が加わらないようになる。
モジュール１１ａまたは１２ｂ内の基板２ａまたは２ｂがずれた場合、フローティングコネクタ１３ａ、１３ｂが位置ずれに追従し、機械的応力が加わらないようになる。

フローティングコネクタによってコネクタ接合される隣接基板２ａまたは２ｂ間が位置ずれを起こした場合、同様に、フローティングコネクタ１３ａ、１３ｂが位置ずれに追従し、機械的応力が加わらないようになる。

モジュール内の基板２ａまたは２ｂなどに振動や衝撃によるに加速度が加わった場合、加わった加速度によって基板２ａまたは２ｂが位置ずれを起こす力がコネクタ１２ａ、１２ｂに加わるが、この場合もフローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが位置ずれに追従し、応力が加わらないようになる。
すなわち、隣接基板間の機械的な振動・衝撃に対しても、フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂによって、応力の吸収が可能となる。

なお、フローティングコネクタの位置ずれに対しての吸収量は決まっている。小型基板１４上にフローティングコネクタ１３ａ，１３ｂを設け、コネクタ１２ａと１２ｂにもフローティングコネクタを採用して、フローティングコネクタを２セット使用することで、フローティングコネクタが追従できる位置ずれに対しての吸収量を、２倍に増やすことが出来る。
上記の理由により、コネクタ１２ａ、１２ｂによる電気的接続が可能になる。

この結果、
バックボード４に接続するためのコネクタ同士３ａと６ａ、３ｂと６ｂがリジットに接続された状態でも、フローティングコネクタ手段による電気的接続が可能になり、別ルートの電気的接続が可能なコントロール装置が得られる。

バックボード４に実装されたコネクタ６ａ，６ｂのピン数に依存することなく、モジュール１１ａ、１１ｂの高機能化に必要な信号数が増やせるコントロール装置が得られる。
バックボード４で流している信号よりも高速な信号をやり取りすることが出来るようになったため、モジュール１１ａ、１１ｂの高機能化ができるコントロール装置が得られる。

フローティングコネクタ手段によって、バックボード４に対する２箇所と隣り合うモジュール１１ａ、１１ｂの１箇所の計３箇所の固定のずれ等による機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。
即ち、フローティングコネクタ手段によって、バックボード４に対するｎ箇所と隣り合うモジュール同士の（ｎ−１）箇所の計（２ｎ−１）箇所の固定のずれによる機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。

フローティングコネクタ手段によって、コネクタの位置ずれ、基板の位置ずれ、隣接モジュール間の位置ずれ等に対しても、機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。
フローティングコネクタ手段によって、隣接モジュール間の振動・衝撃に対しても、機械的な破損が無いよう、応力の吸収が可能になるコントロール装置が得られる。

フローティングコネクタ１３ａ，１３ｂが使用されたので、簡易安価に、バックボード４に対する２箇所と隣り合うモジュール１１ａ、１１ｂの１箇所の計３箇所の固定のずれ等による機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。

フローティングコネクタ手段は、一方のモジュール１１ａと他方のモジュール１１ｂとの間に配置されたホルダ１５に収納され、一方のモジュール１１ａと他方のモジュール１１ｂとにコネクタ接続されているので、フローティングコネクタ手段のコネクタの位置はホルダ１５によりある程度規制できるので、コネクタ接続の脱着が容易なコントロール装置が得られる。

また、フローティングコネクタ手段部分は、ホルダ１５に収納されてユニット化されているので、フローティングコネクタ手段部分が不具合の場合は、ホルダ１５に収納されたユニット部分を直ちに取り替えれば良く、メンテナンス性が向上されたコントロール装置が得られる。

図２は、本発明の他の実施例の要部構成説明図で、（ａ）は要部斜視構成説明図、（ｂ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
本実施例において、図１実施例の小型基板１４をフレキシブル基板２１で置き換えた実施例である。

コネクタは通常のコネクタ２２ａ、２２ｂを実装する。基板２ａ、２ｂ上のコネクタ１２ａ、１２ｂも通常のコネクタを実装する。
コネクタ２２ａ、２２ｂを取り付けたフレキシブル基板２１のアッセンブリをホルダ２３に収納する。また、ホルダ２３とフレキシブル基板２１の間には、図２（ｂ）に示す如く、隙間σ，δが設けられている。

以上の構成において、前述した各種の位置ずれが発生した場合や、加速度が加わった場合、フレキシブル基板２１とホルダ２３間の隙間σ，δがその位置ずれに追従し、機械的応力が加わらないようにできる。

この結果、
図１実施例と同様な効果が得られる。
特に、フレキシブル基板２１に取り付けられたコネクタ２２ａ、２２ｂが、ホルダ２３に隙間σ，δを有して収納されているので、コネクタ２２ａ、２２ｂの位置はある程度規制できるので、コネクタ接続の脱着が容易なコントロール装置が得られる。

また、フローティングコネクタ手段部分は、ホルダ２３に収納されてユニット化されているので、フローティングコネクタ手段部分が不具合の場合は、ホルダ２３に収納されたユニット部分を直ちに取り替えれば良く、メンテナンス性が向上されたコントロール装置が得られる。

なお、前述の実施例においては、モジュール１１ａ、１１ｂは、筐体に基板２ａ，２ｂが収納された実施例について説明したが、これに限ることはなく、筐体がなく、基板２ａ，２ｂが直接にモジュール１１ａ、１１ｂを構成しても良いことは勿論である。

また、フローティングコネクタ手段は少なくとも２個以上連続に連結して使用されれば、バックボード４に対する２箇所と隣り合うモジュール１１ａ、１１ｂの１箇所の計３箇所の固定のずれ等の量に応じて機械的応力を吸収できる又は十分な余裕をもって機械的応力を吸収できるコントロール装置が得られる。

また、バックボードとモジュールとのコネクタ接続部分のコネクタ３ａ、３ｂ，６ａ，６ｂにフローティングコネクタ手段を使用しても良いことは勿論である。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成説明図である。 従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。 従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。

符号の説明

１ モジュール
１ａ モジュール
１ｂ モジュール
２ 基板
２ａ 基板
２ｂ 基板
３ａ コネクタ
３ｂ コネクタ
４ バックボード
５ バックボードの基板
６ａ コネクタ
６ｂ コネクタ
７ａ コネクタ
７ｂ コネクタ
１１ａ モジュール
１１２ａ 穴
１１ｂ モジュール
１１１ｂ 内壁
１１２ｂ 穴
１２ａ コネクタ
１２ｂ コネクタ
１３ａ フローティングコネクタ
１３ｂ フローティングコネクタ
１４ 小型基板
１５ ホルダ
１５１ つめ
２１ フレキシブル基板
２２ａ コネクタ
２２ｂ コネクタ
２３ ホルダ
σ 隙間
δ 隙間

Claims (5)

1. 平面状のバックボードの面に直交しそれぞれが互いに平行して設けられた複数のモジュールと、このモジュールの一端縁に設けられ前記バックボードにそれぞれコネクタ接続されるコネクタとを有するコントロール装置において、
   前記隣り合うモジュールの対向する面に対向して設けられこの隣り合うモジュール同士のずれを吸収してコネクタ接続されるフローティングコネクタ手段と、
   前記隣り合うモジュールの一方のモジュールと他方のモジュールとの間に配置され前記隣り合うモジュールのいずれか一方に着脱自由に取付けられ前記フローティングコネクタ手段が収納されるホルダと
   を具備したことを特徴とするコントロール装置。
2. 前記フローティングコネクタ手段は、フローティングコネクタが使用されたこと
   を特徴とする請求項１記載のコントロール装置。
3. 前記フローティングコネクタ手段は、一方のモジュールに設けられた第１のコネクタと、
   他方のモジュールに設けられこの第１のコネクタにフレキシブル基板を介して接続される第２のコネクタと
   を具備したことを特徴とする請求項１記載のコントロール装置。
4. 前記フローティングコネクタ手段は少なくとも２個以上連続に連結して使用されたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のコントロール装置。
5. 前記モジュールの一端縁に設けられ前記バックボードにそれぞれコネクタ接続されるコネクタは、モジュール基板のずれを吸収してコネクタ接続するフローティングコネクタ手段が使用されたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のコントロール装置。

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