JP5975960B2

JP5975960B2 - センサユニット及び連接型センサシステム

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Publication number: JP5975960B2
Application number: JP2013199569A
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Inventors: 智弘内田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP2015064829A

Description

本発明は、物理量を測定するセンサユニット及びこれを用いた連接型センサシステムに関し、物理量測定用の電子部品が故障した場合のメンテナンス作業が容易なセンサユニット及びこれを用いた連接型センサシステムに関する。

従来、ネットワークユニットと複数のセンサユニットとを並べて配置した連接型センサシステム（連設型センサシステムと称されることもある）が知られている（特許文献１参照）。センサユニットの筐体の両側面にはセンサバス用コネクタが設けられており、他のセンサユニットやネットワークユニットのセンサバス用コネクタと嵌合させることにより、他のセンサユニットやネットワークユニットとセンサバスを通じて電気的に接続される。各センサユニットで測定された物理量は、センサバスを通じてネットワークユニットへ送られ、ネットワークユニットから上位装置へ送られる。

連接型センサシステムに用いられる従来のセンサユニットでは、物理量を測定するための電子部品等は一つの筐体に収納されている。

特開２０１０−１６５０７７号公報

物理量測定用の電子部品の中には、経時によって劣化するものもあるため、物理量測定機能が損なわれた場合には、センサユニットを交換する必要がある。従来のセンサユニットは、物理量測定用の部品は筐体内に収納されているため、連接型センサシステムを構成しているセンサユニットを交換する場合は、センサユニット全体を連接型センサシステムから取り外す必要がある。

従って、連接型センサシステムを構成するセンサユニットを交換する場合には、交換対象のセンサユニットを両隣のセンサユニットから分離し、交換後のセンサユニットの両側にセンサユニットを接続し直さなければならない。

このように、従来のセンサユニットは、物理量測定用の電子部品が故障した場合のメンテナンス作業が煩雑であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、物理量測定用の電子部品が故障した場合のメンテナンス作業が容易なセンサユニット及びこれを用いた連接型センサシステムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、物理量を測定する測定部を有し、他のセンサユニットと並べて設置されるセンサユニットであって、測定部を備えた測定ユニットと、測定ユニットが連結され、連結された測定ユニットをネットワークユニットとの通信用のセンサバスに接続するとともに測定部に電力を供給するベースユニットとを有し、ベースユニットは、測定ユニットとの連結用でありセンサバスに接続された第１のコネクタと、センサバスをネットワークユニット又は他のセンサユニットのセンサバスと接続するためのセンサバス凸コネクタ及びセンサバス凹コネクタとを備え、測定ユニットは、第１のコネクタと嵌合して測定部をセンサバスに電気的に接続する第２のコネクタを備え、センサバス凸コネクタ及びセンサバス凹コネクタは、ベースユニットの両側面に設けられ、第１のコネクタは、ベースユニットの上面に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、物理量測定用の電子部品が故障した場合のメンテナンス作業が容易であるという効果を奏する。

図１−１は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態１の分解斜視図である。図１−２は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態１の分解斜視図である。図２は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態１の上面図である。図３−１は、ベースユニットの後面と上面とがなす角の部分を切り欠いたセンサユニットの斜視図である。図３−２は、ベースユニットの後面と上面とがなす角の部分を切り欠いたセンサユニットの左側面図である。図４は、実施の形態１に係るセンサユニットを用いた連接型センサシステムの構成例を示す図である。図５は、実施の形態１にかかるセンサユニットを用いた連接型センサシステムの上面図である。図６は、プッシュボタンによる測定ユニットの分離機構の構造の一例を示す図である。図７は、ベースユニット及び測定ユニットの機能構成を示す図である。図８は、特許文献１に開示されるセンサユニットを用いた連接型センサシステムの構成を示す図である。図９は、特許文献１に開示されるセンサユニットを用いた連接型センサシステムにおいて、センサユニットを交換する手順を示す図である。図１０は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態２の上面図である。図１１は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態３の上面図である。

以下に、本発明にかかるセンサユニット及び連接型センサシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１−１、図１−２は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態１の分解斜視図であり、図１−１は左側面を示し、図１−２は、右側面を示す。センサユニット２００は、ベースユニット２１０と測定ユニット２２０とを有する。センサユニット２００は、ベースユニット２１０と測定ユニット２２０とを電気的にも物理的にも分離・再連結できる構造となっている。

ここで、説明の便宜上、図１−１、図１−２での＋Ｘ方向を「右」、−Ｘ方向を「左」、＋Ｙ方向を「前」、−Ｙ方向を「後」、＋Ｚ方向を「上」、−Ｚ方向を「下」として各方向を定義する。ただし、これらの方向の定義は、あくまで説明の便宜上のものであり、センサユニット２００を設置する向きを規定するものではない。

ベースユニット２１０は、前面２１０Ａ、後面２１０Ｂ、左側面２１０Ｃ、右側面２１０Ｄ、下面２１０Ｅ及び上面２１０Ｆを備える概ね直方体の外形を有している。ベースユニット２１０は、前後方向の寸法は、左右方向の寸法や上下方向の寸法よりも大きくなっており、前後方向が長手方向となっている。

ベースユニット２１０の左側面２１０Ｃには、センサバス凸コネクタ２３０が形成されており、ベースユニット２１０の右側面２１０Ｄには、センサバス凹コネクタ２３１が形成されている。ベースユニット２１０は、センサバス凸コネクタ２３０やセンサバス凹コネクタ２３１を他のセンサユニットのセンサバス凹コネクタ２３１やセンサバス凸コネクタ２３０に嵌合させることによって、センサバスを通じて他のセンサユニットと電気的に接続される。すなわち、センサバス凸コネクタ２３０及びセンサバス凹コネクタ２３１の嵌合・分離は、図１−１、図１−２でのＸ方向に沿って行われ、センサバス凸コネクタ２３０及びセンサバス凹コネクタ２３１を用いて複数のセンサユニット２００を接続した際には、各センサユニット２００は、図１−１、図１−２でのＸ方向に並ぶ。

ベースユニット２１０の上面２１０Ｅには、第１のコネクタとして凹コネクタ２４０が設けられている。凹コネクタ２４０は、上面２１０Ｅの左右方向の中央かつ前後方向の中央よりも後面２１０Ｂに近い位置に配置されている。後述するように、凹コネクタ２４０には、測定ユニット２２０に設けられている第２のコネクタとしての凸コネクタ２２８を嵌合可能である。また、ベースユニット２１０の上面２１０Ｅには、測定ユニット２２０を連結した際に、測定ユニット２２０と重ならない位置に、センサユニット２２０を分離するためのプッシュボタン２５２が設けられている。プッシュボタン２５２は、凹コネクタ２４０よりも前面２１０Ａに近い位置（換言すると前方寄り）に配置されている。プッシュボタン２５２の表面には、滑り止め２５１が形成されている。滑り止め２５１は、例えばプッシュボタン２５２の表面に凹凸を設けることによって形成されている。

測定ユニット２２０は、前面２２０Ａ、後面２２０Ｂ、左側面２２０Ｃ、右側面２２０Ｄ、下面２２０Ｅ及び上面２２０Ｆを備える概ね直方体の外形を有している。測定ユニット２２０は、前後方向の寸法は、左右方向の寸法や上下方向の寸法よりも大きくなっており、前後方向が長手方向となっている。測定ユニット２２０の左右方向の寸法は、ベースユニット２１０の左右方向の寸法よりも小さくなっている。また、測定ユニット２２０の前後方向の寸法は、ベースユニット２１０の前後方向の寸法よりも小さくなっている。

測定ユニット２２０には、物理量を測定するための測定部を構成する電子部品が収納されている。測定ユニット２２０の下面２２０Ｆには、第２のコネクタとして凸コネクタ２２８が設けられている。凸コネクタ２２８は、下面２１０Ｆの左右方向及び前後方向の中央に配置されている。測定ユニット２２０の上面２２０Ｅには、表示部２２２及び操作部２２３が設けられている。操作部２２３は、表示部２２２よりも前面２２０Ａに近い位置（換言すると前方寄り）に配置されている。表示部２２２及び操作部２２３の機能などについては後述する。また、後述する発光部２２４が発した光を測定ユニット２２０の外へ導く光ファイバ２２７_１と、測定ユニット２２０の外から後述する受光部２２５へ光を導くための光ファイバ２２７_２とが、前面２２０Ａから測定ユニット２２０の外に引き出されている。

測定ユニット２２０は、測定ユニット２２０の下面２２０Ｆに設けられた凸コネクタ２２８を、ベースユニット２１０の上面２１０Ｅに設けられた凹コネクタ２４０に嵌合させることによって、ベースユニット２１０と電気的・機械的に連結される。すなわち、凸コネクタ２２８及び凹コネクタ２４０の嵌合・分離は図１−１、図１−２でのＺ方向に沿って行われる。

測定ユニット２２０の長手方向の一端部である後面２２０Ｂには、後方向に突出した突起２６１が形成されている。換言すると、他のセンサユニット２００と並ぶ方向、及び、ベースユニット２１０との着脱方向の両方と直交する方向の一端部に突起２６１が形成されている。突起２６１は、後方向に張り出すことによって指掛け部２６０をなしている。測定ユニット２２０は、指掛け部２６０を設けることにより、ベースユニット２１０から分離する方向（上方向）に力を加えやすくなっている。

図２は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態１の上面図である。凸コネクタ２２８及び凹コネクタ２４０は、それぞれ下面２２０Ｆ及び上面２１０Ｅの左右方向の中央に設けられており、かつ、測定ユニット２２０はベースユニット２１０よりも左右方向寸法が小さいため、ベースユニット２２０と測定ユニット２１０とを連結した際、測定ユニット２２０の左側面２２０Ｃ及び右側面２２０Ｄは、ベースユニット２１０の上面２２０Ｅからはみ出さず、上面２２０Ｅの内側に位置する。また、測定ユニット２２０の前後方向寸法は、ベースユニット２１０の前後方向寸法よりも小さく、かつ、上面２１０Ｅの前後方向の中央よりも後面２１０Ｂに近い位置に凹コネクタ２４０が配置されているため、測定ユニット２２０とベースユニットとを連結した際、ベースユニット２１０の上面２１０Ｅの前寄りに設けられたプッシュスイッチ２５２は、測定ユニット２２０に覆われずに露出している。

なお、図１−１、図１−２では測定ユニット２２０の後面２２０Ｂに突起２６１を設けることによって指掛け部２６０を形成しているが、ベースユニット２１０の後面２１０Ｂと上面２１０Ｅとがなす角の部分を切り欠くことによって相対的に測定ユニット２２０の後端部を後方に張り出させて指掛け部２６０を形成しても良い。図３−１は、ベースユニットの後面と上面とがなす角の部分を切り欠いたセンサユニットの斜視図である。図３−２は、ベースユニットの後面と上面とがなす角の部分を切り欠いたセンサユニットの左側面図である。ベースユニット２１０の後面２１０Ｂと上面２１０Ｅとがなす角の部分を切り欠いて面取り面２７０を設けることにより、測定ユニット２２０の後面２２０Ｂと下面２２０Ｆとがなす角２２０Ｇの部分がベースユニット２１０の上面２１０Ｅの後端よりも後方へ張り出し、指掛け部２６０を形成している。

このように、測定ユニット２２０は、実質的に後方向に凸となる部分を後面２２０Ｂに備えていれば、後面２２０Ｂに設けられた凸の部分が指掛け部２６０を形成することになり、指掛け部２６０に指を引っかけてベースユニット２１０から分離する方向に力を加えることができる。

図４は、実施の形態１に係るセンサユニットを用いた連接型センサシステムの構成例を示す斜視図である。図５は、実施の形態１にかかるセンサユニットを用いた連接型センサシステムの上面図である。連接型センサシステム３００は、複数のセンサユニット２００_１〜２００_４と、ネットワークユニット１００とを組み合わせて構成されている。

複数のセンサユニット２００_１〜２００_４の各々の構成は、図１−１、図１−２及び図２に示したセンサユニット２００と同様であり、区別のために符号の末尾に数字を付している。なお、複数のセンサユニット２００_１〜２００_４を、区別する必要がない場合には、単にセンサユニット２００と表示する。センサユニット２００の構成要素についても同様である。

ネットワークユニット１００は、ネットワークＩ／Ｆ（interface）１０１を有しており、ネットワークＩ／Ｆ１０１を通じて不図示のネットワークに接続可能である。センサユニット２００_１〜２００_４の各々の測定データは、ネットワークユニット１００に集約され、不図示のネットワークを経由して不図示の上位制御装置へ送信される。

センサバス凸コネクタ２３０及びセンサバス凹コネクタ２３１の嵌合によってセンサユニット２００_１〜２００_４を接続した際、ベースユニット２１０_１〜２１０_４は、右側面２１０Ｄ_１〜２１０Ｄ_３と左側面２１０Ｃ_２〜２１０Ｃ_４とが面接触することによって隙間無く密着しており、センサユニット２００_１〜２００_４はがたつきにくくなっている。一方、測定ユニット２２０_１〜２２０_４はベースユニット２１０_１〜２１０_４よりも幅狭であるため、センサバス凸コネクタ２３０及びセンサバス凹コネクタ２３１を嵌合させてベースユニット２１０_１〜２１０_４同士を密着させた際に、測定ユニット２２０_１〜２２０_４同士の間には隙間が形成される。したがって、測定ユニット２２０_１〜２２０_４をベースユニット２１０_１〜２１０_４から分離する際に、隣接する測定ユニット２２０_１〜２２０_４との間に摩擦抵抗が発生しないため、測定ユニット２２０_１〜２２０_４を分離しやすい。センサユニット２００_１〜２００_４同士の接続はベースユニット２１０_１〜２１０_４のセンサバス凸コネクタ２３０及びセンサバス凹コネクタ２３１によってなされるため、測定ユニット２２０_１〜２２０_４同士の間には隙間が形成されていても、センサユニット２００_１〜２００_４同士の接続は確実に行うことができる。

なお、連接型センサシステムを制御盤などに設置する場合には、連結部材（ＤＩＮ（Deutsche Industrie Normen）レールなど）を用いて、ネットワークユニット１００及び複数のセンサユニット２００_１〜２００_４を一体に保持した上で設置するようにしてもよい。

図６は、プッシュボタンによる測定ユニットの分離機構の構造の一例を示す図である。プッシュボタン２５２は、シーソーバー２５４の一端側に接続されている。シーソーバー２５４の他端側は、プッシュバー２５３に接続されている。シーソーバー２５４は、長手方向の中央部で軸支されている。このため、プッシュボタン２５２を押し込むと、シーソーバー２５４の一端側は矢印Ａで示すように下がり、他端側は矢印Ｂで示すように上がる。このため、プッシュボタン２５２を押すと、プッシュバー２５３はベースユニット２１０の上面２１０Ｅから上方向に突出する。したがって、ベースユニット２１０に測定ユニット２２０を接続している状態（凸コネクタ２２８と凹コネクタ２４０とが嵌合している状態）では、プッシュボタン２５２を押下することによって、プッシュバー２５３の近傍で凹コネクタ２４０と凸コネクタ２２８との嵌合を解除することができる。その後、指掛け部２６０に指を掛けて測定ユニット２２０をベースユニット２１０から離す方向（上方向）に引っ張ることによって、ベースユニット２１０と測定ユニット２２０とを完全に分離できる。

プッシュボタン２５２を押下することによってベースユニット２１０の上面２１０Ｅから突出したプッシュバー２５３は、測定ユニット２２０をベースユニット２１０に取り付ける際に測定ユニット２２０に押し込まれてベースユニット２１０に埋没する。したがって、プッシュバー２５３を収容するための機構を設ける必要はないが、プッシュバー２５３をベースユニット２１０内に収容するための機構を設けても差し支えない。

なお、シーソーバー２５４を中央よりも他端側に近い位置で軸支することで、ベースユニット２１０から測定ユニット２２０を分離するのに必要な力の大きさがテコの作用によって小さくなり、測定ユニット２２０をベースユニット２１０から分離しやすくなる。

図７は、ベースユニット及び測定ユニットの機能構成を示す図である。ベースユニット２１０は、バス制御部２１１、パラメータ格納部２１２及びプッシュボタン連動電源制御回路２１３を有する。バス制御部２１１は、測定ユニット２２０から受け取った物理量の測定結果をネットワークユニット１００へ送信する処理や、不図示の上位制御装置から受信した送信開始指示を測定ユニット２２０に伝える処理などを行う。例えば、バス制御部２１１は、不図示の上位制御装置からネットワークユニット１００を経由して伝えられた送信開始指示に応じて、測定ユニット２２０から受信した物理量を上位制御装置へ送信する。したがって、連接型センサシステム３００を構成するセンサユニット２００の各々は、測定ユニット２２０で測定した物理量を時分割通信で不図示の上位制御装置へ送信する。また、バス制御部２１１は、凹コネクタ２４０を通じて、測定ユニット２２０に電力を供給する。パラメータ格納部２１２は、後述するように測定制御部２２１が発光部２２４及び受光部２２５を用いて物理量を測定する際のパラメータを格納する。パラメータの設定は、センサバス２３２及びネットワークユニット１００を通じて、不図示の上位制御装置によって行われる。プッシュボタン連動電源制御回路２１３は、プッシュボタン２５２が押下された際に、バス制御部２１１へリセット信号を出力し、リセット信号を測定ユニット２２０の測定制御部２２１へ出力させる。

測定ユニット２２０は、測定制御部２２１、表示部２２２、操作部２２３、発光部２２４、受光部２２５、リセット回路２２６及び光ファイバ２２７_１，２２７_２を有する。測定制御部２２１は、パラメータ格納部２１２に格納されているパラメータに従って、測定部としての発光部２２４及び受光部２２５を用いて物理量を測定する処理を行う。さらに、測定制御部２２１は、バス制御部２１１又はリセット回路２２６からリセット信号が入力された場合に、測定ユニット２２０の各部の動作を停止させる。発光部２２４及び受光部２２５は、一対で測定部を構成しており、発光部２２４が発した光の反射光を受光部２２５で受光する。測定制御部２２１は、受光部２２５における受光量が、パラメータ格納部２１２にパラメータとして格納されている閾値以上であるか否かに基づいて、検出対象物（例えばワーク）の有無を検出する。すなわち、本実施の形態においては、測定制御部２２１、発光部２２４及び受光部２２５が物理量を測定する測定部を構成する。

なお、測定部は、検出対象物の有無を光学的に検出する構成に限定されることはなく、検出対象物の温度を測定する温度センサなどを適用することが可能である。

リセット回路２２６は、ベースユニット２１０から測定ユニット２２０に供給される電力を常時監視している。ベースユニット２１０から測定ユニット２２０が取り外され、ベースユニット２１０から測定ユニット２２０に供給される電圧が降下した場合には、リセット回路２２６が作動し、リセット信号を測定制御部２２１へ出力する。したがって、プッシュボタン２５２を使用せずに測定ユニット２２０がベースユニット２１０から分離され、プッシュボタン連動電源制御回路２１３が作動しなかった場合でも、測定ユニット２２０の各部の動作は停止される。

表示部２２２は、受光部２２５における受光量と設定閾値や、受光量と余裕度などの値を表示する機能部（例えば複数個の７セグメントＬＥＤ）である。操作部２２３は、表示部２２２に表示する情報の種類の選択や表示のＯＮ／ＯＦＦ、測定制御部２２１が使用するパラメータの切換えなどの操作を行うためのスイッチであり、ロータリースイッチなどを適用できる。例えば、検出対象物の有無の判断に用いる閾値がパラメータとして複数設定されている場合に、どの閾値を用いるかを操作部２２３による操作で選択することができる。

比較のため、特許文献１に開示されるセンサユニットを用いた連接型センサシステムについて説明する。図８は、特許文献１に開示されるセンサユニットを用いた連接型センサシステムの構成を示す図である。図９は、特許文献１に開示されるセンサユニットを用いた連接型センサシステムにおいて、センサユニットを交換する手順を示す図である。連接型センサシステム８００は、ネットワークユニット６００と複数のセンサユニット７００_１〜７００_４を有する。特許文献１に開示されるセンサユニット７００_１〜７００_４は、内蔵する物理量測定用の電子部品が故障した場合には、ユニット全体を交換する必要がある。センサバス凹コネクタ７０１及び不図示のセンサバス凸コネクタは、センサユニット７００_３の側面に設けられているため、不図示のセンサバス凸コネクタ及びセンサバス凹コネクタ７０１がセンサユニット７００_２のセンサバス凹コネクタやセンサユニット７００_４のセンサバス凸コネクタに嵌合したままの状態では、交換のためにセンサユニット７００_３を矢印Ｃ方向に引き出すことはできない。従って、センサユニット７００_３を交換する場合には、センサユニット７００_３を矢印Ｄ方向に移動させてセンサユニット７００_２と分離するとともに、センサユニット７００_４を矢印Ｅ方向に移動させてセンサユニット７００_３から分離しなければならない。したがって、センサユニット７００_３を交換する場合には、交換対象のセンサユニット７００_３を両隣のセンサユニット７００_２，７００_４から分離し、交換後のセンサユニット７００_３の両側にセンサユニット７００_２，７００_４を接続し直さなければならない。

連接型センサシステム８００からセンサユニット７００_４を取り外すと、センサバス２３２が外れ、センサユニット７００_４の挙動が不安定になる。このため、センサユニット７００_３を分離するのに先立って連接型センサシステム８００の電源を落としてセンサユニット７００_４を取り外せる状態とする必要があり、連接型センサシステム８００を構成する全てのセンサユニット７００_１〜７００_４で物理量の測定が不能になってしまう。

また、センサユニット７００_３全体を交換するため、交換前のセンサユニット７００_３に格納していたパラメータを交換後のセンサユニット７００_３が用いることはできず、パラメータの再設定が必須となる。

本実施の形態では、測定ユニット２２０をベースユニット２１０から分離する方向（上方向）は、センサユニット２００が並ぶ左右方向と直交する方向であるため、測定ユニット２２０を交換しないセンサユニット２００は連接型センサシステム３００から取り外す必要がない。すなわち、測定ユニット２２０の交換中も他のセンサユニット２００はセンサバス２３２に接続されている。したがって、測定ユニット２２０を交換するにあたって連接型センサシステム３００の電源を落とす必要がなく、測定ユニット２２０を交換しないセンサユニット２００では物理量の測定を継続できる。

また、特許文献１に開示されるセンサユニットは、交換により新たに連接型センサシステムに導入した場合に、パラメータを設定し直さなければならないという煩わしさがあった。これに対し、本実施の形態にかかるセンサユニット２００では、測定制御部２２１が物理量を測定する処理を行う際に用いるパラメータは、ベースユニット２１０内のパラメータ格納部２１２に格納されている。したがって、測定ユニット２２０を交換した場合には、交換後の測定ユニット２２０の測定制御部２２１は、ベースユニット２１０内のパラメータ格納部２１２に格納されているパラメータを使用することができる。したがって、本実施の形態にかかるセンサユニット２００は、測定ユニット２２０を交換した場合でも、パラメータの再設定を行うことなく物理量を測定可能である。

さらに、測定ユニット２２０を交換するにあたって、元の測定ユニット２２０とは異なる測定部を有する測定ユニット２２０に取り替えることもできる。この場合には、パラメータ格納部２１２に格納されているパラメータを再設定する必要が生じるが、連接型センサシステム３００の電源を落とすことなく異種の測定ユニット２２０に取り替えることが可能となる。なお、パラメータ格納部２１２に測定ユニット２２０の種類に応じてパラメータを複数組格納しておき、操作部２２３により使用するパラメータの組を選択できるようにしても良い。このようにすれば、測定ユニット２２０を異種の測定部を有する測定ユニット２２０に交換した場合でもパラメータの再設定作業は不要となる。

このように本実施の形態にかかるセンサユニットは、測定ユニット及びベースユニットの二つのユニットから構成されており、ベースユニットは、ネットワークユニットや他のセンサユニットとの接続用のセンサバス凸コネクタ及びセンサバス凹コネクタを両側面に備え、測定ユニットとの連結用の凹コネクタを上面に備えている。従って、測定ユニットをベースユニットから分離する方向は、センサユニットを並べる方向と直交する方向となるため、測定ユニットを交換しないセンサユニットは連接型センサシステムから取り外す必要がなく、物理量測定用の電子部品が故障した場合のメンテナンス作業が容易である。また、測定ユニットの交換中も他のセンサユニットはセンサバスに接続されているため、センサユニットを取り外すのに先立って連接型センサシステムの電源を落とす必要がない。さらに、物理量を測定する処理を行う際に用いるパラメータは、ベースユニット内に格納されているため、センサユニットの交換後にパラメータの再設定が不要である。また、プッシュボタンが押下された場合や、ベースユニットから測定ユニットに供給される電圧が降下した場合には、測定制御部は、測定ユニットの各部の動作を停止させるため、測定ユニットをベースユニットから分離する際に、物理量測定用の電子部品が故障することを防止できる。

また、本実施の形態にかかるセンサユニットは、ベースユニット同士は隙間なく並べられ、かつ、測定ユニット同士は面接触しない状態で並ぶため、センサユニット同士の接続の確実性を損なうことなく、測定ユニットを分離しやすくできる。

なお、上記の説明においては、ベースユニット２１０が第１のコネクタとして凹コネクタ２４０を備え、測定ユニット２２０が第２のコネクタとして凸コネクタ２２８を備えた構成を例としたが、ベースユニット２１０が第１のコネクタとして凸コネクタを備え、測定ユニット２２０が第２のコネクタとして凹コネクタを備えても良い。また、第１のコネクタ及び第２のコネクタは、互いに嵌合可能な形状のコネクタであれば良く、一方が凸コネクタであり、他方が凹コネクタである構造に限定されることはない。例えば、第１のコネクタ及び第２のコネクタは、双方が凹凸一体型のコネクタであっても良い。

実施の形態２．
図１０は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態２の上面図である。本実施の形態では、測定ユニット２２０の左側面２２０Ｃ及び右側面２２０Ｄは、前後方向の中央部が外側に凸の中膨れ状の曲面となっている。この他については実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、他のセンサユニットと接続した際に、測定ユニット２２０の左側面２２０Ｃ及び右側面２２０Ｄは、隣接するセンサユニット２００の測定ユニット２２０の右側面２２０Ｄ及び左側面２２０Ｃと線接触するため、面接触する場合よりも摩擦抵抗が小さくなり、測定ユニット２２０は分離しやすくなる。

このように実施の形態２にかかるセンサユニットは、ベースユニット同士は隙間なく並べられ、かつ、測定ユニット同士は面接触しない状態で並ぶため、センサユニット同士の接続の確実性を損なうことなく、測定ユニットを分離しやすくできる。

実施の形態３．
図１１は、本発明にかかるセンサユニットの実施の形態３の上面図である。本実施の形態では、測定ユニット２２０とベースユニット２１０とは幅が同じになっている。すなわち、測定ユニット２２０の左側面２２０Ｃと右側面２２０Ｄとの距離は、ベースユニット２１０の左側面２１０Ｃと右側面２１０Ｄとの距離と等しくなっている。この他については実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、測定ユニット２２０は、隣接するセンサユニット２００の測定ユニット２２０と面接触するが、その場合でも摩擦抵抗が十分に小さければ、測定ユニット２２０とベースユニット２１０とを着脱する際の支障とはならない。したがって、測定ユニット２２０とベースユニット２１０の幅を同じとすることも可能である。

以上のように、本発明にかかるセンサユニット及び連接型センサシステムは、物理量測定用の電子部品が故障した場合のメンテナンス作業が容易である点で有用であり、特に、電子部品の故障が発生しやすく、メンテナンス作業の頻度が高くなる環境（切削屑が飛来する切削加工機の周辺等）に設置するのに適している。

１００，６００ネットワークユニット、１０１ネットワークＩ／Ｆ、２００，２００_１，２００_２，２００_３，２００_４，７００_１，７００_２，７００_３，７００_４センサユニット、２１０，２１０_１，２１０_２，２１０_３，２１０_４ベースユニット、２１０Ａ，２２０Ａ前面、２１０Ｂ，２２０Ｂ後面、２１０Ｃ，２１０Ｃ_２，２１０Ｃ_３，２１０Ｃ_４，２２０Ｃ左側面、２１０Ｄ，２１０Ｄ_１，２１０Ｄ_２，２１０Ｄ_３，２２０Ｄ右側面、２１０Ｅ，２２０Ｅ上面、２１０Ｆ，２２０Ｆ下面、２１１バス制御部、２１２パラメータ格納部、２１３プッシュボタン連動電源制御回路、２２０，２２０_１，２２０_２，２２０_３，２２０_４測定ユニット、２２０Ｇ後面と下面とがなす角、２２１測定制御部、２２２表示部、２２３操作部、２２４発光部、２２５受光部、２２６リセット回路、２２７_１，２２７_２光ファイバ、２２８凸コネクタ、２３０センサバス凸コネクタ、２３１センサバス凹コネクタ、２３２センサバス、２４０凹コネクタ、２５１滑り止め、２５２プッシュボタン、２５３プッシュバー、２５４シーソーバー、２６０指掛け部、２７０面取り面、３００，８００連接型センサシステム。

Claims

物理量を測定する測定部を有し、他のセンサユニットと並べて設置されるセンサユニットであって、
前記測定部を備えた測定ユニットと、該測定ユニットが連結され、連結された前記測定ユニットをネットワークユニットとの通信用のセンサバスに接続するとともに前記測定部に電力を供給するベースユニットとを有し、
前記ベースユニットは、前記測定ユニットとの連結用であり前記センサバスに接続された第１のコネクタと、前記センサバスを前記ネットワークユニット又は前記他のセンサユニットのセンサバスと接続するためのセンサバス凸コネクタ及びセンサバス凹コネクタと、プッシュボタン及びプッシュバーを含む分離機構とを備え、
前記測定ユニットは、前記第１のコネクタと嵌合して前記測定部を前記センサバスに電気的に接続する第２のコネクタを備え、
前記センサバス凸コネクタ及び前記センサバス凹コネクタは、前記ベースユニットの両側面に設けられ、前記第１のコネクタは、前記ベースユニットの上面に設けられており、
前記分離機構は、前記プッシュボタンを押下することにより、前記プッシュバーが上面から突出して、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの嵌合を解除することを特徴とするセンサユニット。
前記ベースユニットは、前記プッシュボタンが押下された際に、前記測定部の動作を停止させる信号を前記測定ユニットへ出力する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニット。
前記測定ユニットは、前記ベースユニットから供給される電力が設定電圧以下となった場合に、前記測定部の動作を停止させる手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサユニット。
前記測定ユニットは、他のセンサユニットと並ぶ方向及び前記ベースユニットとの嵌合・分離方向の両方と直交する方向の端部に、凸部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
前記ベースユニットは、前記測定部が前記物理量を測定する際に用いるパラメータを格納するパラメータ格納部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサユニット。
他のセンサユニットと並ぶ方向での前記測定ユニットの寸法が、前記ベースユニットの寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサユニット。
請求項１から６のいずれか１項に記載の複数のセンサユニットと、上位制御装置との通信用のネットワークユニットとを有し、
前記測定部は、前記上位制御装置によって設定されたパラメータに基づいて物理量を測定し、測定した物理量を前記ネットワークユニットを通じて前記上位制御装置へ送信することを特徴とする連接型センサシステム。