本発明に係る制御装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
[制御装置10および表示器12の概略構成]
本実施の形態の制御装置10と表示器12との概略構成について、図1〜図5を参照しながら説明する。
制御装置10は、表示器12を制御するための制御装置である。表示器12は、前面14に配置される表示画面16(図2参照)を有する液晶表示ユニットである。なお、表示器12は、他の種類の表示ユニットであってもよい。制御装置10は、例えば、CNC(コンピュータ数値制御)の工作機械の数値制御装置に適用される。この場合、表示器12は、工作機械の操作盤に設けられる。なお、以下の説明では、図2のように、表示器12の表示画面16を正面から見た方向にしたがって、上下、左右および前後の方向を説明する。
図1、図4および図5に示すように、表示器12の前面14とは反対側の背面18には、制御装置10と、不図示の外部装置に接続可能なユーザ・インターフェース・ユニット20とが着脱可能に取り付けられている。この場合、表示器12の背面18の上側に制御装置10が着脱可能に取り付けられている。一方、図1および図3〜図5に示すように、表示器12の背面18の下側の隅部には、ユーザ・インターフェース・ユニット20が着脱可能に取り付けられている。
制御装置10は、表示器12の背面18に着脱可能に取り付けられる箱型の筐体22を有する。筐体22の底面24(図4〜図6参照)は、表示器12の背面18に対向している。この場合、底面24に隣接する筐体22の側面のうち、ユーザ・インターフェース・ユニット20寄りの側面25(表示器12の上下方向に沿った側面)には、筐体22内を冷却するための2つのファン26を収納するファンユニット28が筐体22に着脱可能に取り付けられている。なお、ファンユニット28には、少なくとも1個のファン26が収納されていればよい。
次に、制御装置10、表示器12、ユーザ・インターフェース・ユニット20およびファンユニット28の構成、ならびに、これらを着脱するための構成について、以下に説明する。
[制御装置10の構成]
制御装置10について、図5〜図7を参照しながら説明する。制御装置10は、筐体22と、筐体22内に収納され、表示器12を制御する制御部30と、筐体22内に収納され、制御部30に接続されるバックボード32とを有する。筐体22は、筐体22の前側(表示器12の背面18側)が開口された箱型のケース本体22aと、ケース本体22aの開口部分を塞ぐ底板22bとから構成される。この場合、底板22bの背面18側の面が底面24となる。筐体22(ケース本体22a)において、底面24に隣接する側面のうち、ファンユニット28が取り付けられる側面25に隣接する下側の側面(下面33)には、形状または大きさが異なる複数の開口34が形成されている。
筐体22内には、各々の開口34から、ファンユニット28が取り付けられる側面25に平行な上下方向(挿入方向)に沿って延びる複数のスロット36が形成されている。すなわち、表示器12の背面18から離間し、かつ、背面18に平行なケース本体22aの天板35から底板22bに向かって、複数の仕切り板37(図5および図7参照)が延びている。複数の仕切り板37は、底板22bとの間で所定の隙間が設けられるように、上下方向に延びている。
これにより、筐体22内は、互いに連通する複数の空間に分割される。図5および図7では、左右に設けられた2つの仕切り板37によって、筐体22内を、左右方向に沿った3つの空間と、底板22b側の1つの空間とに分割する場合を図示している。分割した複数の空間の各々がスロット36として形成され、各スロット36の下面33側が開口34として形成される。したがって、筐体22の下面33に全てのスロット36が設けられる。なお、本実施の形態では、左右方向に延びる複数の仕切り板をさらに設けて、筐体22内の空間を上下方向に分割することで、複数のスロット36を形成することも可能である。
バックボード32は、後述するメインボード38と複数の制御ボード168とに接続される基板である。バックボード32は、筐体22内の上下方向の奥側、すなわち、複数のスロット36の上下方向の奥側において、筐体22の上側の側面(上面39)と平行に、かつ、底面24と垂直に配置される。
制御部30は、複数のスロット36の各々に挿抜可能に収納され、表示器12を制御するメインボード38と複数の制御ボード168とを有する。複数のスロット36(開口34)の形状または大きさが互いに異なるので、メインボード38および複数の制御ボード168の各々は、該当するスロット36に挿入されるように、開口34の形状または大きさに応じた形状または大きさを有する。なお、図1、図4および図5に示すように、制御装置10において、メインボード38は、最も大きなサイズの基板42を有し、かつ、底面24側のスロット36に収納される。また、複数の制御ボード168は、メインボード38よりも小さなサイズの基板42を有する。
筐体22内において、各々のスロット36の左右両側には、ガイド部40が設けられている。各ガイド部40は、仕切り板37、および、ケース本体22aにおける筐体22の側面25、63を形成する側部に上下方向に設けられたガイドレールであって、スロット36に挿入されたメインボード38および複数の制御ボード168を、上下方向に沿ってバックボード32までガイドする。ガイド部40を用いることにより、スロット36に対するメインボード38および複数の制御ボード168の挿入時に、メインボード38および複数の制御ボード168の前後方向および左右方向への位置決めが不要となる。
メインボード38および複数の制御ボード168の各々は、上下方向に延び、スロット36の左右のガイド部40に案内される基板42と、基板42のバックボード32側に設けられるコネクタ44と、基板42におけるコネクタ44の反対側に設けられた蓋部46とを有する。蓋部46は、メインボード38および複数の制御ボード168をスロット36に挿入した際に、筐体22の下面33に当接して開口34を塞ぐ。このようにメインボード38および複数の制御ボード168をユニット化することで、メインボード38および複数の制御ボード168の梱包や持ち運びが容易になるとともに、メインボード38および複数の制御ボード168に対する静電気対策も容易に行うことができる。
図7で概念的に図示するように、複数の制御ボード168の各々について、上下方向(挿入方向)から複数の制御ボード168を見たときに、複数の制御ボード168に対するコネクタ44の取付位置が互いに異なるように、コネクタ44が基板42にそれぞれ配置されている。なお、コネクタ44の取付位置は、左右方向および前後方向のうち、いずれかの方向に互いに異なっていればよい。
メインボード38および複数の制御ボード168のコネクタ44は、後述するバックボード32に設けられたコネクタ54との接続時における誘い込み、位置ズレの吸収および挿入性の向上のため、フローティングコネクタであることが望ましい。なお、メインボード38および複数の制御ボード168は、必要に応じて、蓋部46を貫通して外部に露出し、外部のコネクタ48に接続されるコネクタ50と、基板42に搭載される放熱器等の電子部品52とのうち、少なくとも1つを、さらに有してもよい。
バックボード32のメインボード38および複数の制御ボード168に対向する面には、複数のコネクタ54が取り付けられている。複数のコネクタ54は、複数のスロット36にそれぞれ挿入されたメインボード38および複数の制御ボード168のコネクタ44に接続される。
ここで、図5〜図7に示すように、メインボード38および複数の制御ボード168の各々について、基板42をスロット36に挿入すると、挿入した基板42を、左右両側のガイド部40に沿ってバックボード32まで移動させることができる。これにより、メインボード38および複数の制御ボード168のコネクタ44と、バックボード32のコネクタ54とが嵌合し、メインボード38および複数の制御ボード168とバックボード32とが電気的に接続される。嵌合したコネクタ44、54は、メインボード38および複数の制御ボード168とバックボード32とを電気的に接続する接続部56を構成する。また、メインボード38および複数の制御ボード168がバックボード32まで移動することにより、蓋部46が筐体22の下面33に当接し、スロット36の開口34を塞ぐ。
一方、スロット36に挿入され、バックボード32と電気的に接続されているメインボード38および複数の制御ボード168について、蓋部46を下方向に引くと、コネクタ44とコネクタ54とが離間し、メインボード38および複数の制御ボード168を左右のガイド部40に沿って、スロット36から引き抜くことができる。
このように、スロット36に対してメインボード38および複数の制御ボード168を挿抜することで、メインボード38および複数の制御ボード168とバックボード32とを電気的に接続し、または、取り外すことができる。これにより、制御部30(メインボード38および各制御ボード168)の保守性を向上させることができる。つまり、スロット36に対する1回の挿抜動作で、メインボード38および複数の制御ボード168を容易に交換することができる。
また、全てのスロット36が、筐体22の下面33において、表示器12の背面18に平行な上下方向に形成されている。これにより、表示器12と干渉することなく、メインボード38および複数の制御ボード168を容易に挿抜することができる。
さらに、複数のスロット36(開口34)は、形状または大きさが互いに異なり、メインボード38および複数の制御ボード168は、開口34の形状または大きさに応じた形状または大きさを有する。これにより、メインボード38および複数の制御ボード168をスロット36に挿入する際、メインボード38および複数の制御ボード168の誤挿入を防止することができる。しかも、メインボード38および複数の制御ボード168に設けられた蓋部46の各々が、メインボード38および複数の制御ボード168が挿入されるスロット36の開口34に応じた形状または大きさを有する。これにより、メインボード38および複数の制御ボード168を正しい挿入相手のスロット36とは異なる他のスロット36に誤挿入することを確実に防止することができる。
さらにまた、複数の制御ボード168の間で、制御ボード168に対するコネクタ44の取付位置をずらしている。これにより、制御ボード168をスロット36に挿入する際のコネクタ44、54の誤接続を防止することができる。すなわち、制御ボード168のコネクタ44を、正しい接続相手のコネクタ54とは異なる他のコネクタ54に誤接続することを防止することができる。
図6に示すように、バックボード32において、複数のコネクタ54が設けられる面とは反対側の面(上面39側の面)の底面24側には、複数のコネクタ54と電気的に接続されるコネクタ(接続部)58が、底面24から外部に露出するように設けられている。表示器12の背面18の上側には、コネクタ58と対向するようにコネクタ60が設けられている。
また、図1、図4および図5に示すように、筐体22に取り付けられているファンユニット28において、筐体22の側面25とは反対側の外部に露出する上下方向に沿った側面61には、係合爪部62が設けられている。筐体22において、側面25とは反対側の側面63にも、係合爪部62と同様の不図示の係合爪部が設けられている。一方、図1、図3、図4および図5に示すように、表示器12の背面18の左右両側には、係合爪部62および不図示の係合爪部に係合する係止部64がそれぞれ設けられている。また、表示器12の背面18の左右両側におけるコネクタ60よりも上側の箇所には、板状の位置決め部66(図3および図4参照)がそれぞれ設けられている。なお、筐体22に対するファンユニット28の取付構造については後述する。
ここで、筐体22にファンユニット28が取り付けられている状態において、筐体22の底面24と表示器12の背面18とを対向させた状態で、筐体22を表示器12の背面18に接近させる。これにより、筐体22の上面39が2つの位置決め部66に当接して位置決めされる。この状態で筐体22を表示器12の背面18にさらに接近させると、左右の係止部64に係合爪部62と不図示の係合爪部とがそれぞれ係合する。これにより、筐体22が表示器12の背面18に取り付けられる。この結果、図6のように、バックボード32側のコネクタ58と表示器12のコネクタ60とが前後方向に嵌合し、バックボード32と表示器12とが電気的に接続される。
したがって、左側の係合爪部62と係止部64との係合、右側の係合爪部と係止部64との係合、および、コネクタ58とコネクタ60との嵌合の3箇所の接続によって、制御装置10は、表示器12の背面18に取り付けられる。これにより、メインボード38および複数の制御ボード168は、接続部56、バックボード32および2つのコネクタ58、60を介して、表示器12を制御し、または、表示器12から出力される信号を受け取ることができる。
しかも、バックボード32では、メインボード38および複数の制御ボード168と表示器12とを電気的に接続するため、メインボード38および複数の制御ボード168からの電気的接続を1つのコネクタ58に集約している。これにより、制御装置10と表示器12との接続や取り外しを一層容易に行うことができる。
なお、表示器12の背面18に制御装置10が取り付けられている場合に、係合爪部62および不図示の係合爪部と各係止部64との係合状態を解除し、筐体22を表示器12の背面18から後方に離間させると、コネクタ58とコネクタ60との嵌合状態が解除され、表示器12の背面18から制御装置10を取り外すことができる。
また、上記の説明では、筐体22の底面24と表示器12の背面18とを対向させた状態で、表示器12の背面18に制御装置10を取り付ける場合について説明した。本実施の形態では、筐体22の他の面(例えば、上面39)と表示器12の背面18とを対向させた状態で、表示器12の背面18に取り付けるように、制御装置10を構成することも可能である。また、上記の説明では、筐体22の下面33にスロット36を設ける場合について説明したが、筐体22の他の面(例えば、側面63)にスロット36を設けるように、制御装置10を構成することも可能である。
[制御装置10の変形例]
次に、制御装置10の変形例について、図8A〜図12Bを参照しながら説明する。この変形例は、筐体22の開口34(図5および図7参照)が形成された下面33の形状や、蓋部46の形状を工夫することにより、メインボード38および複数の制御ボード168(図1および図4〜図7参照)側のコネクタ50と外部のコネクタ48とを容易に接続するものである。なお、この変形例において、図1〜図7で説明した制御装置10および表示器12と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて、その詳細な説明を省略し、以下同様とする。また、図8Aおよび図8Bの比較例において、図1〜図7の制御装置10および表示器12と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて説明する。
図8Aにおいて、筐体22の下面33は、略面一に形成されている。そのため、スロット36(図5および図7参照)にメインボード38および複数の制御ボード168を挿入して、開口34を蓋部46で塞いでいる状態で、メインボード38および複数の制御ボード168のコネクタ50に外部からコネクタ48を差し込む場合、オペレータは、筐体22の下方から蓋部46を覗き込みながら、コネクタ50の位置を確認しつつ、コネクタ48とコネクタ50とを接続する必要がある。そのため、コネクタ48、50の接続時の視認性が悪く、コネクタ50に対するコネクタ48の挿抜が困難である。
また、図8Bに示すように、大型のコネクタ48をコネクタ50に接続した場合、破線で示すように、接続後のコネクタ48が表示器12の下面よりも下方に突出するので、表示器12の下側領域と大型のコネクタ48との干渉が発生するおそれがある。
そこで、この変形例では、図9Aに示すように、筐体22の下面33を、表示器12の背面18から後方に向かって階段状に形成された段付き形状とし、各段に形成された開口34をL字状の蓋部46で塞ぐように構成する。この場合、L字状の蓋部46の上下方向に延びる後方部分に、コネクタ50に接続されるコネクタ48に関する情報、または、コネクタ48に接続されるコネクタ50に関する情報が表記されていることが望ましい。これにより、コネクタ48が差し込まれるコネクタ50の位置を容易に特定することができる。この結果、コネクタ48、50の接続時の視認性が向上し、コネクタ50に対してコネクタ48を容易に挿抜することができる。
また、大型のコネクタ48が接続されるコネクタ50を有するメインボード38または制御ボード168は、表示器12の背面18から離れたスロット36に挿入されることが望ましい。これにより、大型のコネクタ48とコネクタ50とを接続した際、接続後のコネクタ48が表示器12の下面よりも下方に突出することを回避することができる。この結果、表示器12の下側領域と大型のコネクタ48との干渉が回避されるので、大型のコネクタ48を制御装置10に実装することが可能となる。
また、この変形例では、図9Bに示すように、筐体22の下面33を、表示器12の背面18から後方に向かって斜めに傾斜した形状としてもよい。この場合、開口34を形成する部分を上方に窪ませるか、および/または、下方に突出させる。これにより、前後方向に平行な複数の平坦面が形成され、複数の平坦面の各々に開口34が形成される。したがって、各開口34をL字状の蓋部46で塞ぐことにより、図9Aの構成と同様の効果が得られる。
図10A〜図12Bは、筐体22に対する蓋部46の配置のバリエーションを図示した制御装置10および表示器12の背面図および底面図である。
図10Aおよび図10Bでは、図9Aと同様に、筐体22の下面33が前後方向に沿った3段の段付き形状に形成され、各段に左右方向に平行な開口34(図5および図7参照)が形成されている。この場合、3つの開口34(を有するスロット36)の各々には、同じ大きさのメインボード38または制御ボード168が挿入される。したがって、3つの開口34の各々は、同じ大きさの蓋部46で塞がれる。なお、3つの蓋部46の各々には、複数のコネクタ50が設けられ、各コネクタ50にコネクタ48がそれぞれ接続される。
図11Aおよび図11Bでは、筐体22の下面33において、表示器12の背面18から後方に向かって、2段目および3段目に、2つの開口34(図5および図7参照)が左右にそれぞれ形成され、左右の開口34の各々を、同じ大きさの蓋部46で塞ぐ点で、図10Aおよび図10Bの構成とは異なる。なお、2段目および3段目において、複数の蓋部46の各々は、同じ大きさの制御ボード168に設けられ、1つのコネクタ50にコネクタ48が差し込まれている。
図12Aおよび図12Bでは、2段目および3段目に、大きさの異なる2つの開口34(図5および図7参照)が左右にそれぞれ形成され、左右の開口34の各々を、異なる大きさの蓋部46で塞ぐ点で、図11Aおよび図11Bの構成とは異なる。なお、2段目および3段目において、複数の蓋部46の各々は、異なる大きさの制御ボード168に設けられる。
図10A〜図12Bの構成でも、図9Aおよび図9Bの構成と同様の効果が得られる。
[表示器12およびユーザ・インターフェース・ユニット20の構成]
表示器12およびユーザ・インターフェース・ユニット20について、図1〜図6および図13〜図16を参照しながら説明する。
表示器12は、図4および図16に示すように、表示器12内の表示画面16(図2参照)よりも背面18側に設けられた制御基板70を有する。制御基板70の表示画面16とは反対側の面(背面18側の面)には、制御装置10を制御基板70に接続するためのコネクタ60と、ユーザ・インターフェース・ユニット20を制御基板70に接続するためのコネクタ72とが設けられている。なお、表示器12は、図2に示すように、前面14に設けられるタッチパネル71と、タッチパネル71の周囲に設けられる複数のソフトキー73とを有する。
図4、図6および図14に示す制御基板70は、表示器12の各部(例えば、図2のタッチパネル71および複数のソフトキー73)を制御する制御部である。図3に示すように、表示器12の背面18における左右の係止部64および2つの位置決め部66の内側には、背面板74が装着されている。制御基板70は、背面板74によって後方から覆われることで、表示器12内に収納される。なお、図4および図16では、表示器12から背面板74を取り外した状態を図示している。
コネクタ60は、前述のように、制御装置10のコネクタ58(図6参照)に接続されるコネクタである。コネクタ60は、制御基板70の背面18側の面における上側の箇所に設けられ、背面板74の一部を切り欠いた部分から後方に露出している(図3参照)。コネクタ72は、制御基板70の背面18側の面における下側の箇所に設けられ、背面板74の一部を切り欠いた部分から後方に露出している。したがって、表示器12の背面18には、2つのインターフェース接続用のコネクタ60、72が、異なる場所にそれぞれ配置されている。
表示器12のコネクタ72近傍には、図4、図13および図14に示すように、前後方向に貫通する断面矩形状の開口部76が形成されている。図2に示すように、表示器12の前面14には、開口部76を前方から覆う蓋78が設けられている。
ユーザ・インターフェース・ユニット20は、図13〜図15に示すように、表示器12側に開口する袋状の樹脂製のケース80と、表示器12の前後方向に延びてケース80内に収納されるインターフェース用基板82と、インターフェース用基板82の一方の面(表示器12の左側の面)と他方の面(表示器12の右側の面)とにまたがって設けられるインターフェース接続部84と、インターフェース用基板82の一方の面に設けられるインターフェース接続部86と、インターフェース用基板82の他方の面に設けられるコネクタ88とを有する。2つのインターフェース接続部84、86は、インターフェース用基板82の一方の面において、上下方向に並んで配置されている。また、ケース80は、コネクタ88を収納するため、右側に膨出した形状を有する。
インターフェース接続部84は、インターフェース用基板82の一方の面において、前後方向に設けられたUSB(Universal Serial Bus)コネクタである。一方、インターフェース接続部86は、インターフェース用基板82の一方の面において、前後方向に設けられたメモリカードコネクタである。なお、各インターフェース接続部84、86は、他の種類のインターフェースコネクタであってもよい。
コネクタ88は、制御基板70のコネクタ72に接続されるコネクタである。この場合、コネクタ88は、コネクタ72との接続時における誘い込み、位置ズレの吸収および挿入性の向上のため、フローティングコネクタであることが望ましい。また、前述のように、インターフェース用基板82が表示器12の前後方向に延び、一方で、制御基板70が表示器12の背面18と平行に延びている。そのため、制御基板70のコネクタ72と、ユーザ・インターフェース・ユニット20のコネクタ88とは、垂直接続コネクタであることが望ましい。
ここで、前述のように、表示器12の背面18に制御装置10を取り付けると、制御装置10のコネクタ58と、制御基板70のコネクタ60とが接続される。
一方、ユーザ・インターフェース・ユニット20を表示器12の背面18に接近させ、コネクタ88と、制御基板70のコネクタ72とを接続すると、制御基板70に対してインターフェース用基板82が垂直に配置された状態で、インターフェース用基板82と制御基板70とが接続される。これにより、ユーザ・インターフェース・ユニット20が表示器12の背面18に取り付けられる。この場合、開口部76およびコネクタ88は、ケース80によって後方から覆われる。また、2つのインターフェース接続部84、86は、開口部76に配置される。
したがって、表示器12を正面から見た状態でオペレータが蓋78を開いた場合、開口部76を介して、2つのインターフェース接続部84、86を視認することができる。オペレータは、表示器12の前面14から開口部76を介して、USBコネクタ90をインターフェース接続部84に差し込むことができる。なお、USBコネクタ90は、メモリまたはキーボード等の外部装置に接続される。また、オペレータは、表示器12の前面14から開口部76を介して、SD(Secure Digital)カード等のメモリカード92をインターフェース接続部86に挿入することができる。
このように、本実施の形態では、簡単な構成で、表示器12と制御装置10、ならびに、表示器12とUSBコネクタ90およびメモリカード92とを接続することができる。また、オペレータが開口部76を介して2つのインターフェース接続部84、86に容易にアクセスできるので、インターフェース接続部84、86と、USBコネクタ90およびメモリカード92とを一層容易に接続することができる。さらに、制御基板70から、各コネクタ72、88、インターフェース用基板82およびインターフェース接続部84、86を介して、制御装置10の信号または情報をUSBコネクタ90経由で外部装置に出力し、または、情報をメモリカード92に記憶することができる。なお、情報が記憶されたメモリカード92は、インターフェース接続部86から取り出され、外部装置に接続される。
この場合、制御基板70に対してインターフェース用基板82が垂直に接続されるように、2つのコネクタ72、88が設けられているので、表示器12の背面18の限られたスペース内でユーザ・インターフェース・ユニット20を制御基板70に接続することができる。しかも、2つのコネクタ72、88が垂直接続コネクタであるので、制御基板70とインターフェース用基板82とを垂直に容易に接続することができる。
なお、ユーザ・インターフェース・ユニット20と制御基板70とが接続されている状態で、ユーザ・インターフェース・ユニット20を後方に引き抜くと、2つのコネクタ72、88の接続状態が解除され、ユーザ・インターフェース・ユニット20を表示器12の背面18から容易に取り外すことができる。このように、表示器12は、ユーザ・インターフェース・ユニット20を取り外し可能に構成されている。この結果、表示器12の前後方向の奥行が薄くなるとともに、表示器12の運搬が容易になる。
また、図2、図13および図14では、表示器12の前面14からオペレータがアクセスできるように開口部76および蓋78が設けられているが、表示器12の側面に開口部76および蓋78を設けることも可能である。この場合でも、表示器12の側面からオペレータが蓋78を開き、開口部76を介して、ユーザ・インターフェース・ユニット20のインターフェース接続部84、86とアクセスすることが可能である。
また、ユーザ・インターフェース・ユニット20には、ケース80の開口部分に装着され、インターフェース用基板82をケース80内に収納させるための保持部材94と、シール部材96とがさらに設けられている。保持部材94には、USBコネクタ90およびメモリカード92を挿通させる開口が形成されている。シール部材96は、2つのコネクタ72、88を接続することで、ユーザ・インターフェース・ユニット20と制御基板70とが接続される際、ユーザ・インターフェース・ユニット20と制御基板70との間をシールする。
これにより、蓋78が開いて開口部76が露出しているときに、外部から開口部76を介して、制御基板70やインターフェース用基板82に工作機械の切削液等の異物が侵入することを防止することができる。なお、シール部材96は、ケース80の端部に取り付けられてもよいし、または、開口部76を取り囲むように制御基板70に配置されてもよい。
なお、表示器12とユーザ・インターフェース・ユニット20とは、上記のような垂直接続コネクタ(コネクタ72、88)による接続に限定されることはなく、他の接続手法、例えば、フレキシブルケーブルを用いて接続することも可能である。
[制御装置10、ファン26およびファンユニット28の着脱構造]
制御装置10、ファン26およびファンユニット28の着脱構造について、図16〜図20を参照しながら説明する。
前述のように、制御装置10は、表示器12の背面18に着脱可能に取り付けられる。そのため、図1のように制御装置10と表示器12とを一体化した状態と、図17のように制御装置10と表示器12とを分離した状態との両方について、同じ制御装置10を使用できるようにすることが望ましい。
そこで、図17および図18に示すように、制御装置10が表示器12の背面18から分離している場合は、筐体22に支持部材100を取り付けることで、筐体22を支持する。筐体22には、支持部材100を取り付けるための支持部材取付構造102が設けられている。支持部材取付構造102は、スロット36(図5および図7参照)が形成される筐体22の下面33とは反対側の上面39に設けられる。
支持部材100は、筐体22の上面39に取り付けられる板状のブラケットである。支持部材100は、支持部材100の長手方向に延び、筐体22の上面39に当接する取付面106を有する。取付面106には、筐体22の上面39に向かって突出する4つの突出部108と、取付面106の長手方向の両側に配置された2つの係合爪部110とが設けられている。支持部材100の長手方向の両端には、取付孔112が形成されている。この場合、不図示の接続部材を取付孔112に挿通して、接続部材を不図示の取付対象に接続することにより、支持部材100を取付対象に固定することができる。
一方、筐体22の上面39に設けられる支持部材取付構造102は、上面39の左右に形成され、複数の突出部108に嵌合する複数の穴部114と、上面39の左右に形成され、2つの係合爪部110に係合する2つの係合凹部116とから構成される。
ここで、表示器12の背面18から制御装置10を取り外し、制御装置10の筐体22の上面39と支持部材100の取付面106とを対向させた状態で、支持部材100を筐体22に接近させる。これにより、複数の突出部108が複数の穴部114にそれぞれ嵌合し、2つの係合爪部110と2つの係合凹部116とが係合することで、筐体22が支持部材100に支持される。次に、不図示の接続部材を取付孔112に挿通させ、接続部材と取付対象とを接続することにより、制御装置10が支持部材100を介して取付対象に固定される。
なお、制御装置10が支持部材100を介して取付対象に固定されている状態で、制御装置10を支持部材100から離間する方向に引くと、2つの係合爪部110と2つの係合凹部116との係合状態が解除され、支持部材100から制御装置10を容易に取り外すことができる。
このように、支持部材取付構造102は、表示器12の背面18に取り付けられる筐体22の底面24や、スロット36が形成される筐体22の下面33とは異なる筐体22の上面39に設けられている。この場合、制御装置10は、表示器12の背面18から制御装置10が取り外されている状態では、支持部材取付構造102を介して、支持部材100に取り付けられ、支持部材100を介して取付対象に支持される。これにより、メインボード38および複数の制御ボード168の挿抜や、表示器12の背面18に対する制御装置10の着脱に影響を及ぼすことなく、筐体22を支持部材100に容易に着脱することができる。この結果、制御装置10および表示器12を一体化した状態と分離した状態との両方で、同じ制御装置10を使用することが可能となる。
また、図4、図17、図19および図20に示すように、制御装置10は、筐体22の側面25において、筐体22に対してファン26およびファンユニット28を着脱可能に取り付けるためのファン取付構造120をさらに備える。
ファン取付構造120は、筐体22の底板22bから筐体22の左方向に延びる載置部122と、ケース本体22aにおける筐体22の上面39側から左方向に突出する突出部124と、突出部124の上面39と反対側の面(下面33側の面)に形成された段差部126と、段差部126に設けられたコネクタ等の接続部128と、筐体22の側面25の下面33側に形成された係合凹部130とを有する。
接続部128は、バックボード32(図5〜図7参照)と電気的に接続されていることが望ましい。また、接続部128は、ファンユニット28を筐体22の側面25に装着した際、ファンユニット28の不図示のコネクタ等の接続部に接続される。したがって、接続部128は、ファンユニット28を筐体22の側面25に装着した際に、ファンユニット28と接触する筐体22の箇所に設けられていればよい。なお、ファンユニット28の接続部は、ファンユニット28に収納された2つのファン26と電気的に接続されている。これにより、メインボード38および複数の制御ボード168からバックボード32、接続部128およびファンユニット28の接続部を介して、ファンユニット28に収納された2つのファン26を駆動させることができる。
ファンユニット28は、2つのファン26を収納可能に筐体22の上下方向に延びる矩形状の筐体である。ファンユニット28の載置部122とは反対側の面(表示器12から離間する面)には、2つのファン26を収納するための開口132が形成されている。2つのファン26は、開口132を介してファンユニット28の内部に挿入され、ファンユニット28の長手方向(筐体22の上下方向)に並んで収納される。
この場合、2つのファン26の各々は、ファンユニット28が筐体22に取り付けられている状態において、筐体22内の左右方向(ファンユニット28の長手方向に直交する方向)に気流を発生させる。そのため、筐体22の側面25には、2つのファン26に対応する形状および大きさを有する、2つの開口134(図4および図20参照)が上下方向に並んで形成されている。この場合、筐体22の側面63にも、不図示の開口が形成されていることが望ましい。
ファンユニット28の側面61には、2つのファン26に対応する形状および大きさを有するスリット136が形成されている。なお、ファンユニット28の側面61において、前述の係合爪部62は、スリット136を避けるように、側面61の載置部122側に設けられている。
ファンユニット28が筐体22の側面25に取り付けられている場合に、2つのファン26が駆動した際、筐体22内では、左右方向に気流が発生する。発生した気流は、筐体22内の発熱体である制御部30(図5〜図7参照)等を冷却し、2つの開口134、2つのファン26およびスリット136を介して、外部に排出される。
ファンユニット28の開口132が形成される面とは反対側の底面138は、載置部122(図4および図20参照)に載置される。また、ファンユニット28の上面39側は、突出部124および段差部126と当接するように、段差状に形成されている。さらに、ファンユニット28の上面39側には、接続部128と接続可能な不図示の接続部が設けられている。さらにまた、ファンユニット28の下面33側は、左隅部が切り欠かれている。これにより、ファンユニット28が取り付けられた筐体22を表示器12の背面18に取り付けた後に、ユーザ・インターフェース・ユニット20を表示器12の背面18に取り付ける際、ファンユニット28とユーザ・インターフェース・ユニット20との干渉を回避することができる。また、ファンユニット28の下面33側には、係合凹部130に係合可能な係合爪部140が設けられている。
ここで、ファンユニット28は、図4および図20に示すように、筐体22に対して上下方向(筐体22の底面24に沿った方向)に着脱することができる。また、2つのファン26は、図19に示すように、ファンユニット28に対して前後方向(筐体22の底面24に垂直な方向)に着脱することができる。
筐体22に対するファンユニット28の上下方向への着脱は、図1および図19のように、表示器12の背面18に制御装置10が取り付けられている場合、ならびに、図20のように表示器12の背面18から制御装置10が分離している場合の両方の状態に適用可能である。
なお、表示器12の背面18に筐体22が取り付けられている場合は、表示器12の背面18からユーザ・インターフェース・ユニット20が取り外されている状態で、筐体22の側面25に対してファンユニット28を上下方向に着脱可能である。
まず、筐体22の側面25にファンユニット28を装着する場合について説明する。図20に示すように、筐体22の突出部124および段差部126と、ファンユニット28の上面39側とが上下方向に対向している状態で、ファンユニット28を筐体22に接近させる。これにより、ファンユニット28の底面138が載置部122に接触するとともに、ファンユニット28の係合爪部140側の側面が筐体22の側面25に接触する。次に、筐体22の側面25および載置部122に沿わせながら、ファンユニット28を突出部124および段差部126側に移動させる。これにより、ファンユニット28の上面39側が突出部124および段差部126に当接して、接続部128とファンユニット28の接続部とが接続されるとともに、係合凹部130に係合爪部140が係合する。この結果、筐体22の側面25にファンユニット28が装着される。
一方、筐体22の側面25からファンユニット28を取り外す場合、係合凹部130と係合爪部140との係合を解除した状態で、ファンユニット28を載置部122に沿って突出部124および段差部126から離間させる。これにより、接続部128とファンユニット28の接続部との接続状態が解除され、ファンユニット28を下方にさらに移動させることで、筐体22の側面25からファンユニット28を取り外すことができる。
また、2つのファン26は、開口132を介して、ファンユニット28に着脱される。前述のように、筐体22の側面25に対して上下方向にファンユニット28が着脱可能であるため、筐体22に対するファンユニット28の着脱方向と、ファンユニット28に対する2つのファン26の着脱方向とは、異なる方向となる。
このように、ファン取付構造120は、ファン26を収納したファンユニット28を筐体22に着脱可能に取り付けるので、ファン26およびファンユニット28を容易に交換することができる。また、制御装置10と表示器12とを一体または分離の両方の状態で使用する場合でも、筐体22内の発熱体である制御部30を容易に冷却することが可能となる。
さらに、ファン取付構造120は、表示器12の背面18に取り付けられる筐体22の底面24、および、スロット36が形成される筐体22の下面33とは異なる側面25に設けられているので、メインボード38および複数の制御ボード168の挿抜や、表示器12の背面18に対する筐体22の取り付けに影響を及ぼすことなく、筐体22に対してファン26およびファンユニット28を着脱させることができる。さらにまた、ファン26は、ファンユニット28に着脱可能に装着されているので、ファン26を容易に交換することができる。
また、ファン取付構造120によってファンユニット28が筐体22の側面25に取り付けられている場合に、ファンユニット28に対するファン26の着脱方向と、筐体22の側面25に対するファンユニット28の着脱方向とを異ならせることで、筐体22に対するファンユニット28の交換と、ファンユニット28に対するファン26の交換とを一層容易に行うことができる。
この場合、ファンユニット28は、筐体22に対して、表示器12の背面18と対向する筐体22の底面24に沿った方向に取り外し可能である。また、ファン26は、ファンユニット28に対して、筐体22の底面24と離間する方向に取り外し可能である。これにより、ファン26およびファンユニット28の交換を効率よく行うことができる。
なお、ファンユニット28に対するファン26の着脱方向と、筐体22の側面25に対するファンユニット28の着脱方向とが異なっていればよいので、上記の構成に代えて、筐体22に対してファンユニット28が前後方向に着脱可能となるように構成し、一方で、ファンユニット28に対して2つのファン26が上下方向に着脱可能となるように構成してもよい。この場合でも、上記の効果が容易に得られる。
[表示器付き制御装置150の構成]
次に、表示器付き制御装置150(以下、単に、制御装置150ともいう。)について、図21〜図27を参照しながら説明する。
この制御装置150は、表示器12を備えた制御装置であって、バックボード32が実装されていない点で、図1〜図20の制御装置10とは異なる。制御装置150は、表示器12と、表示器12の背面18に配置された筐体151と、筐体151によって支持されるメインボード152および放熱器154とを備える。
筐体151は、メインボード152および放熱器154を表示器12の背面18に取り付けるための取付構造である。筐体151は、図21、図22および図24〜図27に示すように、4つの側面(側面25、63、下面33、上面39)を形成する枠体156と、枠体156に連結され、底面24を形成する底板158とを有する。枠体156における表示器12とは反対側の箇所は、筐体151から後方に突出する段差部160として形成されている。また、図22および図25〜図27に示すように、段差部160には、後方に突出する係合爪部162が設けられている。なお、図25〜図27の詳細については後述する。
放熱器154は、メインボード152等の制御装置150内の発熱体からの熱を外部に放出するために設けられ、係合爪部162と係合することで、段差部160に取り付けられる。図21および図22に示すように、放熱器154は、メインボード152を後方から覆う大型の放熱フィンである。メインボード152は、表示器12を制御するための制御基板であって、プッシュピン等の接続部材164によって放熱器154に取り付けられることにより、放熱器154と表示器12の背面18との間に配置される。なお、メインボード152は、後述する制御ボード168よりも大きなサイズの制御基板である。
この場合、メインボード152は、放熱器154から接続部材164で支持されるように、放熱器154と表示器12の背面18との間に配置される。これにより、メインボード152は、表示器12の背面18に対して一定の間隔で、背面18と平行に制御装置150内に配置される。また、放熱器154は、メインボード152の表示器12側とは反対側(メインボード152の後方)で、メインボード152を後方から覆うように、表示器12の背面18に対して一定の間隔で、背面18と平行に配置される。
メインボード152の上面39側には、図23に示すように、表示器12のコネクタ60と接続されるコネクタ166が設けられている。この場合、表示器12のコネクタ60と、メインボード152のコネクタ166とは、表示器12とメインボード152とを電気的に接続する接続部167を構成する。接続部167は、並行接続コネクタであることが望ましい。これにより、メインボード152は、接続部167(コネクタ60、166)を介して、表示器12を制御することが可能となる。
そして、制御装置150では、メインボード152と底板158との間の空間に着脱可能に複数の制御ボード168が挿入される。制御装置150は、メインボード152と底板158との間で複数の制御ボード168を着脱可能に支持する支持構造170を備える。なお、制御装置150の複数の制御ボード168は、図1〜図20に示す制御装置10の複数の制御ボード168と同様の構成である。これにより、制御ボード168を制御装置150と制御装置10とで共用することが可能となる。
図22〜図24に示すように、メインボード152と底板158との間の空間は、上下方向に延びる複数の仕切り板172によって複数の空間に分割されている。筐体151の下面33には、複数の空間に連通する複数の開口174が形成されている。これにより、複数の空間の各々は、上下方向に延びるスロット176として形成される。複数の制御ボード168は、複数のスロット176の各々に挿抜可能に収納される。なお、図24は、後方から見たときの筐体151内における複数の制御ボード168の収納状態を概念的に図示したものである。
支持構造170は、複数のスロット176の各々に設けられ、仕切り板172または枠体156に上下方向に沿って設けられたガイド部178を有する。複数のスロット176の各々において、左右のガイド部178は、ガイドレールであって、スロット176に挿入された制御ボード168を、上下方向に沿って筐体151の上面39側(図23のコネクタ166近傍の箇所)までガイドする。ガイド部178を用いることにより、スロット176に対する制御ボード168の挿入時に、制御ボード168の前後方向および左右方向への位置決めが不要となる。
複数の制御ボード168の各々は、上下方向に延び、左右のガイド部178にガイドされる基板180と、基板180のコネクタ166側に設けられるコネクタ182と、基板180におけるコネクタ182の反対側に設けられた蓋部184とを有する。蓋部184は、制御ボード168をスロット176に挿入した際に、筐体151の下面33に当接して開口174を塞ぐ。また、制御装置150においても、制御ボード168をユニット化することで、制御ボード168の梱包や持ち運びが容易になるとともに、制御ボード168に対する静電気対策も容易に行うことができる。
図24で概念的に図示するように、制御装置150においても、複数の制御ボード168の各々について、上下方向(挿入方向)から制御ボード168を見たときに、制御ボード168に対するコネクタ182の取付位置が互いに異なるように、コネクタ182が基板180にそれぞれ配置されている。したがって、制御装置150においても、コネクタ182の取付位置を異ならせることによる効果が容易に得られる。なお、コネクタ182の取付位置についても、左右方向および前後方向のうち、いずれかの方向に互いに異なっていればよい。また、コネクタ182は、後述するメインボード152に設けられたコネクタ186との接続時における誘い込み、位置ズレの吸収および挿入性の向上のため、フローティングコネクタであることが望ましい。さらに、複数の制御ボード168は、蓋部184を貫通して外部に露出し、外部のコネクタに接続されるコネクタ188を有する。
図23に示すように、メインボード152の複数の制御ボード168に対向する底面には、複数のコネクタ186が取り付けられている。複数のコネクタ186は、複数のスロット176にそれぞれ挿入された複数の制御ボード168のコネクタ182に接続される。この場合、制御ボード168のコネクタ182と、メインボード152のコネクタ186とは、メインボード152と制御ボード168とを電気的に接続する接続部189を構成する。接続部189は、水平接続コネクタであることが望ましい。また、図21および図22に示すように、メインボード152の放熱器154と対向する面における下面33側には、外部のコネクタと接続される複数のコネクタ190が設けられている。
そして、図21〜図24に示すように、複数の制御ボード168の各々について、基板180をスロット176に挿入すると、挿入した基板180を、左右両側のガイド部178に沿ってコネクタ186まで移動させることができる。これにより、制御ボード168のコネクタ182と、メインボード152のコネクタ186とが嵌合し、制御ボード168とメインボード152とが電気的に接続される。また、制御ボード168がコネクタ186まで移動することにより、蓋部184が筐体151の下面33に当接し、スロット176の開口174を塞ぐ。
一方、スロット176に挿入され、メインボード152と電気的に接続されている制御ボード168について、蓋部184を下方向に引くと、コネクタ182とコネクタ186とが離間し、制御ボード168を左右のガイド部178に沿って、スロット176から引き抜くことができる。
このように、制御装置150では、表示器12の背面18側の筐体151の底板158とメインボード152との間の空間(スロット176)に制御ボード168を着脱可能に挿入し、メインボード152の後方に放熱器154を配置したので、制御ボード168および放熱器154を効率よく制御装置150に配置することができる。
また、筐体151内に支持構造170を設け、支持構造170が制御ボード168の挿入をガイドするガイド部178を有するので、スロット176に対して制御ボード168を容易に挿抜することができる。
さらに、複数のスロット176ごとに支持構造170が設けられているので、複数の制御ボード168の各々をスロット176に容易に挿抜することができる。この場合、複数のスロット176が表示器12の背面18に沿って並列に設けられ、複数のスロット176ごとに支持構造170が設けられるので、複数の制御ボード168を効率よく挿抜することができる。
メインボード152および放熱器154を表示器12の背面18に取り付けるための取付構造が筐体151であるとともに、支持構造170が筐体151の一部であるため、取付構造としての筐体151と、支持構造170とが一体化されて形成されている。これにより、制御装置150の部品点数を削減することができる。
また、接続部167(コネクタ60、166)が並行接続コネクタであるため、表示器12の背面18に平行に配置された制御基板70とメインボード152とを容易に接続することができる。さらに、接続部189(コネクタ182、186)が水平接続コネクタであるため、制御ボード168をスロット176に挿入した際に、制御ボード168とメインボード152とを容易に接続することができる。
支持構造170は、図25〜図27のように構成することも可能である。
図25では、支持構造170がメインボード152に取り付けられ、かつ、筐体151と支持構造170とが分離している。この場合、支持構造170は、底板192と、底板192に連結され、ガイド部178が形成される仕切り板172と、仕切り板172のメインボード152側に形成され、メインボード152に係合する係合爪部194とを有する。これにより、支持構造170に不具合が生じた場合、支持構造170のみ交換すればよいので、制御装置150の保守性を向上することができる。
図26では、筐体151の底板158からメインボード152に向かって仕切り板172が延びることにより、支持構造170が筐体151と一体的に構成されている。この場合、支持構造170は、メインボード152に接続されていない。
図27では、メインボード152から仕切り板172が底板158に向かって延び、筐体151と支持構造170とが分離している。この場合、支持構造170は、メインボード152と一体的に構成され、メインボード152から釣り下がった状態で設けられている。
いずれの構成においても、支持構造170がガイド部178を有するので、上記の効果が容易に得られる。
なお、上記の説明において、メインボード152および放熱器154を表示器12の背面18に取り付けるための取付構造は、前述の筐体151でなくてもよい。例えば、表示器12の背面18に対して、メインボード152および放熱器154を複数の支柱等の支持部材で支持してよい。また、表示器12とメインボード152との電気的な接続についても、前述のコネクタ60、166に代えて、フレキシブルケーブル等の他の接続手段を用いてもよい。
[実施の形態から得られる技術的思想]
上記の実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
表示器(12)の背面(18)に着脱可能に取り付けられる制御装置(10)であって、表示器(12)を制御する制御部(30)が収納された筐体(22)と、制御部(30)と表示器(12)とを電気的に接続する接続部(58)と、制御部(30)を冷却するファン(26)を筐体(22)に着脱可能に取り付けるために、筐体(22)に設けられたファン取付構造(120)とを備える。
これにより、表示器(12)と制御装置(10)とを一体化した状態、または、分離した状態の両方で、同じ制御装置(10)を使用することが可能となる。また、ファン(26)が筐体(22)に取り付けられることで、制御部(30)を好適に冷却することができる。この結果、一体状態または分離状態の両方において、同じ制御装置(10)を容易に共用化することができる。
筐体(22)を支持する支持部材(100)を筐体(22)に取り付けるための支持部材取付構造(102)が筐体(22)に設けられており、支持部材(100)は、制御装置(10)が表示器(12)の背面(18)に取り付けられない場合に用いられる。
これにより、表示器(12)と制御装置(10)とを分離した状態で、制御装置(10)を好適に支持することができる。
表示器(12)の背面(18)と対向する筐体(22)の底面(24)と隣接する側面(33)に、制御部(30)を筐体(22)内に挿入するためのスロット(36)が形成され、ファン取付構造(120)および支持部材取付構造(102)は、筐体(22)の底面(24)およびスロット(36)が形成された筐体(22)の側面(33)とは異なる面(39)に設けられている。
これにより、表示器(12)の背面(18)に対する制御装置(10)の着脱や、スロット(36)に対する制御部(30)の挿抜に影響を及ぼすことなく、ファン(26)を筐体(22)に着脱可能に取り付け、かつ、支持部材(100)を筐体(22)に取り付けることができる。
ファン取付構造(120)は、ファン(26)を有するファンユニット(28)を着脱可能に筐体(22)に取り付ける。
筐体(22)に対してファンユニット(28)ごと交換することにより、ファン(26)を容易に交換することができる。
ファン(26)は、ファンユニット(28)に着脱可能に装着され、ファン取付構造(120)によってファンユニット(28)が取り付けられている場合に、ファンユニット(28)に対するファン(26)の着脱方向が筐体(22)に対するファンユニット(28)の着脱方向とは異なるように、ファンユニット(28)は、ファン(26)を着脱可能に支持する。
これにより、筐体(22)に対するファンユニット(28)の交換と、ファンユニット(28)に対するファン(26)の交換とを、容易に行うことができる。
ファンユニット(28)は、筐体(22)に対して、表示器(12)の背面(18)と対向する筐体(22)の底面(24)に沿った方向または筐体(22)の底面(24)と離間する方向に取り外し可能であり、ファン(26)は、ファンユニット(28)に対して、筐体(22)の底面(24)と離間する方向または筐体(22)の底面(24)に沿った方向に取り外し可能である。
このように、ファン(26)およびファンユニット(28)が2方向に取り外し可能であるため、ファン(26)およびファンユニット(28)の交換を一層容易に行うことができる。