JPH10248161A - 電源ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、信号制御ユニットと信号処理ユニ
ット間の配線接続に際して、通信ラインおよび電源ライ
ンの接続をユニット化してワンタッチで効率よく配線接
続することができる電源ユニットの提供を目的とする。 【解決手段】この発明は、信号制御ユニットと、この信
号制御ユニットと通信ラインを接続する信号処理ユニッ
トとの接続部間に介装され、両者の信号ラインを接続す
る通信ライン接続部および外部の電源を信号処理ユニッ
トに接続する外部電源接続部を備えてユニット化した電
源ユニットであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば検知セン
サ、小型スイッチ等の信号処理器の電源供給に使用され
るような電源ユニットに関し、さらに詳しくは多くの信
号処理器に対する電源供給の配線性能を高めた電源ユニ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、各種装置に設置される検知セン
サや小型スイッチ等の信号処理器（以下スレーブと称
す）への配線に際しては、図１１に示すように、信号を
伝送制御するマスタ１１１および主電源１１２から各々
のケーブル１１３を介して消費電力の異なる各スレーブ
１１４…に配線接続している。

【０００３】この場合、第１スレーブ群１１５に続いて
第２スレーブ群１１６あるいは第ｎスレーブ群まで配線
するには、配線領域の関係から後続スレーブ群の電圧容
量が不足するため、その直前に外部から電源を供給する
中継電源１１７を備えた中継端子台１１８を介在させて
配線接続している。これにより、後続のスレーブ群に満
足する電源を供給している。

【０００４】しかし、この種の中継端子台１１８への配
線は、図１２に示すように、マスタ側と接続する通信ケ
ーブル１１９，１１９および電源ケーブル１２０，１２
０と、後続のスレーブ群側と接続する通信ケーブル１２
１，１２１および電源ケーブル１２２，１２２との多く
の配線接続部１２３…を有し、この中継端子台１１８を
挟む両側から４本ずつ合計８本のケーブルを取付ける配
線作業を要し、また前段の不要となった電源ケーブル１
２０，１２０を取外したケーブル端部に対しては絶縁処
理１２４を必要とし、その取外された中継端子台１１８
の電源ケーブル接続部分に外部からの中継電源ケーブル
１２５，１２５を接続している。このため、配線に必要
な全てのケーブルを接続固定するための中継端子台を要
し、さらにこの中継端子台への配線作業に手間がかかる
問題を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明は、信
号制御ユニットと信号処理ユニット間の配線接続に際し
て、通信ラインおよび電源ラインの接続をユニット化し
てワンタッチで効率よく配線接続することができる電源
ユニットの提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
信号制御ユニットと、この信号制御ユニットと通信ライ
ンを接続する信号処理ユニットとの接続部間に介装さ
れ、両者の信号ラインを接続する通信ライン接続部およ
び外部の電源を信号処理ユニットに接続する外部電源接
続部を備えてユニット化した電源ユニットであることを
特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、入力側に信号制御
ユニットからの通信ラインと一括接続する入力コネクタ
を備え、出力側に信号処理ユニットへの通信ラインおよ
び電源供給ラインとを一括接続する出力コネクタを備え
た電源ユニットであることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、入力コネクタと出
力コネクタとの間に、信号制御ユニットからの電源ライ
ンを遮断する電源ライン遮断部を備えた電源ユニットで
あることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、信号制御ユニット
からの電源を接続許容する電源コネクタと、外部電源を
接続許容する外部電源コネクタとを備えた電源ユニット
であることを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、共通取付け部材の
任意位置に取付け許容して設けた電源ユニットであるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明によれば、ユニット化した電源ユニッ
トを信号制御ユニットと信号処理ユニットとの接続部間
に介装すると、信号制御ユニットからの通信ラインは通
信ライン接続部を介してそのまま信号処理ユニットへと
接続され、外部の電源は外部電源接続部を介して信号処
理ユニットへと接続される。

【００１２】また、この電源ユニットを配線接続すると
き、同ユニットの一方に設けた入力コネクタを介して信
号制御ユニットからの通信ラインと一括接続し、同じく
ユニットの他方に設けた出力コネクタを介して信号処理
ユニットへの通信ラインおよび電源供給ラインとを一括
接続する。

【００１３】また、入力コネクタを介して信号制御ユニ
ット側からの電源ラインと接続したとき、その電源ライ
ンを電源ライン遮断部で遮断する。さらに、信号制御ユ
ニット側からの電源ラインと接続許容する電源コネクタ
を使用するか、外部電源を接続許容する外部電源コネク
タを使用するかを選択許容する。

【００１４】また、電源ユニットを配設するときは、こ
の電源ユニットを共通取付け部材の取付けに適した任意
位置に取付ける。

【００１５】

【発明の効果】この結果、ユニット化した電源ユニット
のため取扱いが容易であり、接続に際しては入力コネク
タと出力コネクタを一括接続すればワンタッチで接続す
ることができ、コネクタによる接続だけで配線に必要な
全ての通信ラインおよび電源ラインを配線接続すること
ができる。従って、多くの配線作業を省略することがで
き、係員によるユニット交換作業や点検等のメンテナン
スも向上し、この電源ユニットを電圧降下領域に相当す
る信号処理ユニット群の前段に簡単に配設して所望の電
源供給を得ることができる。

【００１６】さらに、入力コネクタと出力コネクタ間に
電源ライン遮断部を設ければ、一括接続すると同時に不
要となった電源ラインを遮断することができ、また同電
源ライン端部に対する絶縁処理も省略することができ
る。

【００１７】また、１つの電源ユニットに信号制御ユニ
ットからの電源を接続許容する電源コネクタと、外部電
源を接続許容する外部電源コネクタとの双方の電源コネ
クタを選択許容して設ければ、使用条件に適した方を選
択して利用することができる。また、電源ユニットを共
通取付け部材の任意位置に取付けるようにした場合は、
この電源ユニットの設置が一層簡単となる。

【００１８】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。 ［第１実施例］図１は電源ユニット１１を示し、この電
源ユニット１１は長方形状の基盤１２に入力コネクタ１
３と出力コネクタ１４と外部電源接続部１５とを一体的
に形成してユニット化し、この電源ユニット１１をマス
タ１６側と電圧降下領域に相当するスレーブ群１７側と
の間に介在して各スレーブ１７ａ，１７ｂ…に対する定
電圧供給を行って安定した伝送を維持するように構成し
ている。

【００１９】ユニット化した基盤１２の一側面には差込
み式に着脱許容する入力コネクタ１３は凹形接続部１３
ａを有して取付けられ、この凹形接続部１３ａとマスタ
側のケーブルコネクタ１８の凸形接続部１８ａとを凹凸
対応させて差込むことにより一括接続する。

【００２０】この場合、図２にも示すように、ケーブル
コネクタ１８はマスタ側からの２本の通信ケーブル１９
と主電源側からの２本の電源ケーブル２０との合計４本
の並列ケーブル１９，２０に応じた接続ピン１８ｂ…を
凸形接続部１８ａに有し、またこれに対応する入力コネ
クタ１３は２本の通信ライン２１と２本の電源ライン２
２との合計４本の並列ライン２１，２２に応じたピン孔
１３ｂ…を凹形接続部１３ａに有して、差込み操作する
だけのワンタッチ操作で接続許容している。

【００２１】この入力コネクタ１３と対応する基盤１２
の他側面には差込み式に着脱許容する出力コネクタ１４
が凹形接続部１４ａを有して取付けられ、この凹形接続
部１４ａとスレーブ入力コネクタ２３の凸形接続部２３
ａとを凹凸対応させて差込むことにより一括接続し、こ
の場合も出力コネクタ１４は２本の通信ライン２１と２
本の外部電源ライン２４との合計４本の並列ライン２
１，２４に応じたピン孔１４ｂ…を凹形接続部１４ａに
有し、またこれに対応するスレーブ入力コネクタ２３は
スレーブ１７ａ側の２本の通信ライン２５と２本の電源
ライン２６との合計４本の並列ライン２５，２６に応じ
た接続ピン２３ｂを凸形接続部２３ａに有して、同様に
差込み操作するだけのワンタッチ操作で接続許容してい
る。

【００２２】また、入力コネクタ１３と出力コネクタ１
４との間の基盤１２上にはプリント基板２７を配設して
おり、このプリント基板２７に通信ライン２１と電源ラ
イン２２および外部電源ライン２４との各種配線ライン
を形成しており、このうち電圧降下して不要となった電
源ライン２２に対しては、そのライン２２を遮断して通
電阻止する電源ライン遮断部２８を形成している。この
電源ライン遮断部２８の形成により、遮断部分に対する
絶縁処理を省略でき、また新たに接続する外部電源の接
続を容易にしている。

【００２３】外部電源接続部１５は、基盤１２の下面側
に取付けられ、ここに外部電源２９が接続され、続いて
外部電源を変換（例えばAC100V〜２40V →DC24V ）する
ＡＣ／ＤＣ変換器（電力変換器）３０および２本の外部
電源ライン２４を介して出力コネクタ１４に配線接続し
ている。これにより、電圧降下領域のスレーブ群１７側
が要請する所望の電圧を外部電源２９から新たに安定供
給する。

【００２４】この安定供給された電圧に基づいて最初に
接続されたスレーブ１７ａの信号処理器３１が駆動さ
れ、またこのスレーブ１７ａからは後段のスレーブに対
し縦横に分岐配線された各スレーブ出力コネクタ３２，
３３を介して後段の各スレーブ入力コネクタ３４，３５
に配線接続される。これにより、スレーブ群１７の各々
の消費電力の異なる各スレーブ１７ａ，１７ｂ…に対し
て満足する定電圧を供給することができる。

【００２５】このように構成された電源ユニット１１を
使用するときは、この電源ユニット１１の外部電源接続
部１５に外部電源２９を接続した状態で入力コネクタ１
３と出力コネクタ１４をスレーブ群１７の手前の配線対
応部間のコネクタ１８，２３にそれぞれ差込んで嵌合す
るだけで一括接続できる。特に、この電源ユニット１１
はユニット化した単体のため取扱いが容易であり、配線
接続に際しては両コネクタ１３，１４の差込み操作だけ
で通信ラインおよび電源ラインの全ての配線が直ちに完
了し、多数の配線ケーブルを１本ずつ接続するような手
作業を省略することができる。

【００２６】また、図３にも示すように、電圧降下領域
に相当する配設位置の各スレーブ群１７Ａ、１７Ｂ…に
対し、その前段に電源ユニット１１を介在させるだけで
簡単に所望の電源供給を得ることができる。

【００２７】［第２実施例］図４は電源装置４１を示
し、この電源装置４１は電源が供給される第１電源ユニ
ットＵ1 の第１号機から第ｎ電源ユニットＵｎの第ｎ号
機までの全号機に配線接続して駆動許容しており、これ
らの全号機に対して電源スイッチを入れると、第１電源
ユニットＵ1 から第ｎ電源ユニットＵｎまでの全電源ユ
ニットを同時に立上げるために一時的に大きな突入電流
が流れて、各号機の起動不良が発生したり、ブレーカ４
２の遮断が発生したり、他の装置の誤動作等を発生させ
る不具合が生じるため、この突入電流を回避する突入電
流回避機能を備えて構成している。

【００２８】図５は突入電流回避機能を備えた電源ユニ
ットＵ1 の遅延回路５１を示し、この遅延回路５１は外
部から電圧を印加することによりリレー接点５２をＯＮ
するシーケンス起動入力部５３，５４と、主電源入力部
５５，５６，５７と、この主電源入力された交流を直流
に変換する電力変換器５８と、ここでスレーブ制御用に
低電圧の直流に変換されるシーケンス起動出力用の直流
出力部５９，６０とから構成される。

【００２９】この場合、主電源入力部５５，５６，５７
の３配線のうち、第１電源ユニットＵ1 は遅延時間が不
要なため回路接点６１を未通過の配線（５５，５７）で
接続し、第２電源ユニットＵ2 以降は遅延時間が必要な
ため回路接点６１を通過させた配線（５６，５７）で接
続している。

【００３０】この遅延回路５１を各電源ユニットに組込
んで連設することにより、第１電源ユニットＵ1 には最
初の主電源入力がそのまま入力され、第２電源ユニット
Ｕ2以降は前の動作出力（リレー接点５２を通過する起
動時間差）を遅延指令信号として入力するための各電源
ユニットＵ1 〜Ｕｎの接続順に供給時間差（例えば0.25
ｓ程度）を生じさせて電源供給し、この供給時間差を受
けて各号機は時間差順に立上がるため、一時的に集中す
る大きな突入電流を回避することができる。

【００３１】図６は遅延回路５１を全号機の電源ユニッ
トＵ1 〜Ｕｎに組込んで号機順に配線接続した場合を示
し、同一主電源６２に接続された全号機の電源ユニット
Ｕ1〜Ｕｎに対して、今、起動スイッチ６３をＯＮする
と、電源ライン６４を介して第１電源ユニットＵ1 に交
流電圧が印加され、この交流電圧を電力変換器５８で直
流電圧に変換して直流出力部５９，６０よりスレーブ
（負荷）に向けて出力される。この出力が分岐接続ライ
ン６５を介して第２電源ユニットＵ2 のシーケンス起動
入力部５３，５４へと分岐出力し、これに連動して第２
電源ユニットＵ2のリレー接点５２が駆動される。

【００３２】このリレー接点５２の駆動に基づいて第２
電源ユニットＵ2 の電力変換器５８に交流電圧が印加さ
れ、この交流電圧を電力変換器５８で直流電圧に変換し
て直流出力部５９，６０より次号機のシーケンス起動入
力部５３，５４へと出力し、これに連動して次号機のリ
レー接点５２が駆動される。

【００３３】このような遅延回路５１を全電源ユニット
Ｕ1 〜Ｕｎに備えることにより、電源ユニット毎に遅延
時間を生じさせて、第１号機から順に最終の第ｎ号機ま
で供給時間差を付けて分散して立上げることができるた
め、大きな突入電流の発生を完全に解消できる。従っ
て、同一主電源６２に接続された全電源ユニットＵ1 〜
Ｕｎを一括起動する起動スイッチ６３を入れても遅延起
動作用が働くためブレーカ４２は遮断せず、常に安定し
た起動が得られる。

【００３４】［第３実施例］図７は遅延回路を備えた電
源ユニット７１を示し、この電源ユニット７１は長方体
の基台７２の上部に入力電源コネクタ７３と出力電源コ
ネクタ７４を有し、下部には外部電源入力コネクタ７５
を有し、正面には供給電源を遅延設定する遅延時間操作
部７６とパイロットランプ７７と手動操作用の起動スイ
ッチ７８とを有し、背面には水平方向に設置されるＤＩ
Ｎレール等の帯板状の取付けレール７９に着脱可能な嵌
合固定用の共通取付け溝８０を有するユニット化された
単体で取付けられる。

【００３５】この場合、入力電源コネクタ７３はマスタ
側の主電源から配線される電源入力ケーブル８１が配線
接続され、他方の出力電源コネクタ７４は電源出力ケー
ブル８２を介して電力消費する各スレーブへと配線接続
される。

【００３６】このとき、配線距離が長い場合やスレーブ
の消費電力が大きいために途中で電圧降下するようであ
れば、外部交流電源８３から配線される外部電源入力ケ
ーブル８４を外部電源入力コネクタ７５に接続して所望
の電圧を供給する。

【００３７】このように、１つの電源ユニット７１に対
し、主電源からの電源供給と、外部交流電源８３からの
電源供給との双方の供給電源の一方を選択できるため、
電圧降下状態の使用条件に適した供給電源を選択利用す
ることができる。

【００３８】遅延時間操作部７６は後述する遅延回路の
遅延時間を設定操作し、パイロットランプ７７は点灯し
て外部から電源供給時の遅延状態を目視確認できるよう
にしている。また、起動スイッチ７８は係員の手動操作
によって起動操作する。さらに、この電源ユニット７１
の取付けに際しては、取付けに適した取付けレール７９
の任意位置に、背面の共通取付け溝８０を嵌合固定する
だけで簡単に取付けることができる。

【００３９】図８は遅延回路を第１〜第３電源ユニット
７１ａ〜７１ｃのそれぞれに組込んでユニット配列順に
配線接続した場合を示し、電源ユニットの内部にはスイ
ッチ駆動回路８５と、これに対応する内部スイッチ（SW
1 ）８６と、遅延回路８７と、電力変換器８８と、既述
した手動操作用の起動スイッチ（SW2 ）７８とを内蔵し
て構成され、外部に設けられた遅延時間操作部７６の設
定操作に基づいて同一の外部交流電源８３に接続された
全電源ユニット７１ａ〜７１ｃを一定時間ずつ遅延させ
ることができ、この設定した遅延時間の間隔で順次立上
げる。

【００４０】このように構成された遅延回路を備えた電
源ユニット７１ａ〜７１ｃの遅延起動状態を次に説明す
る。今、係員が起動スイッチ（SW2 ）７８をＯＮ操作す
ると、外部交流電源８３から交流電圧が外部電源入力ケ
ーブル８４を介して第１電源ユニット７１ａに印加さ
れ、この交流電圧を電力変換器８８で直流電圧に変換し
て出力電源コネクタ７４側に出力され、この出力された
直流電圧は電源出力ケーブル８２によって第１スレーブ
８９へと出力される。

【００４１】また、この出力は第２電源ユニット７１ｂ
の入力電源コネクタ７３へと入力され、これに連動して
第２電源ユニット７１ｂのスイッチ駆動回路８５および
遅延回路８７が遅延して駆動され、駆動された両回路８
５，８７は各々の指令信号を出力して遅延動作を行わせ
ながら第２電源ユニット７１ｂの電力変換器８８を介し
て第２スレーブ９０および第３電源ユニット７１ｃへと
出力し、これに連動して第３電源ユニット７１ｃが遅延
して駆動される。

【００４２】このように遅延回路８７を全電源ユニット
７１ａ〜７１ｃに備えることにより、ユニット毎に遅延
時間を生じさせて、第１電源ユニットから順に供給時間
差を付けて分散して立上げることができる。このため、
大きな突入電流の発生を解消して安定した起動が得られ
る。

【００４３】図９は遅延回路９１の一例を示し、この遅
延回路９１はトランジスタＴｒ1 、抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ
3 、ツェナダイオードＤ1 、可変コンデンサＣ1 により
構成し、ＣＲの時定数を可変コンデンサＣ1 により調節
して所定の遅延時間を設定し、この遅延回路９１に駆動
信号として直流電流が入力されて動作し、所定の遅延時
間後、リレーＸ1 を動作させてスイッチＳＷ1 をＯＮす
る。

【００４４】図１０は同じく遅延回路１０１の一例を示
し、この遅延回路１０１は抵抗Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13、可変
コンデンサＣ11、コンデンサＣ12、ダイオードＤ11によ
り構成し、ＣＲの時定数を可変コンデンサＣ11により調
節して所定の遅延時間を設定し、この遅延回路を１０１
に駆動信号としての直流電流がトランスによるカップリ
ング１０２を介して入力されて動作し、所定の遅延時間
後、スイッチＳＷ1 を構成するトライアック１０３をＯ
Ｎする。

【００４５】上述のように、電源ユニットはユニット化
しているため取扱いが容易であり、接続に際しては入力
側のコネクタと出力側のコネクタを一括接続すればワン
タッチで接続することができ、相互のコネクタによる接
続だけで配線に必要な全ての通信ラインおよび電源ライ
ンを配線接続することができる。従って、多くの配線作
業を省略することができ、係員によるユニット交換作業
や点検等のメンテナンスも向上し、この電源ユニットを
電圧降下領域に相当するスレーブ群の前段に簡単に配設
して所望の電源供給を得ることができる。

【００４６】さらに、入力コネクタと出力コネクタ間に
電源ライン遮断部を設ければ、一括接続すると同時に不
要となった電源ラインを遮断することができ、また同電
源ライン端部に対する絶縁処理も省略することができ
る。

【００４７】また、１つの電源ユニットにマスタ側から
の主電源を接続許容する電源コネクタと、外部電源を接
続許容する外部電源コネクタとを選択許容して設けれ
ば、使用条件に適した電源を選択利用できる。また、電
源ユニットを取付けレールの任意位置に取付けるように
した場合は、この電源ユニットの取付けが一層簡単とな
る。

【００４８】この発明と、上述の実施例の構成との対応
において、この発明の信号制御ユニットは、実施例のマ
スタ１６に対応し、以下同様に、信号処理ユニットは、
スレーブ群１７，１７Ａ，１７Ｂ…およびスレーブ１７
ａ，１７ｂ…に対応し、電源コネクタは、入力電源コネ
クタ７３に対応し、外部電源コネクタは、外部電源入力
コネクタ７５に対応し、共通取付け部材は、取付けレー
ル７９に対応するも、この発明は上述の実施例の構成の
みに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例の電源ユニットの接続
状態を示す正面図。

【図２】 この発明の第１実施例の電源ユニットの一括
接続状態を示す要部斜視図。

【図３】 この発明の第１実施例の電源ユニットの配設
状態を示す説明図。

【図４】 この発明の第２実施例の電源ユニットの使用
状態を示す説明図。

【図５】 この発明の第２実施例の突入電流回避機能を
備えた電源ユニットの遅延回路図。

【図６】 この発明の第２実施例の突入電流回避機能を
備えた複数の電源ユニットの使用状態を示す遅延回路説
明図。

【図７】 この発明の第３実施例の電源ユニットの取付
け状態を示す外観斜視図。

【図８】 この発明の第３実施例の複数の電源ユニット
の使用状態を示す遅延回路説明図。

【図９】 この発明の第３実施例に用いられる遅延回路
の一例を示す遅延回路図。

【図１０】 この発明の第３実施例に用いられる遅延回
路の他の例を示す遅延回路図。

【図１１】 従来のマスタとスレーブ間の配線接続状態
を示す説明図。

【図１２】 従来の中継端子台を用いた配線接続状態を
示す要部拡大平面図。

【符号の説明】

１１，Ｕ1 〜Ｕｎ，７１，７１ａ〜７１ｃ…電源ユニッ
ト １３…入力コネクタ １４…出力コネクタ １５…外部電源接続部 １６…マスタ １７，１７Ａ，１７Ｂ…スレーブ群 １７ａ，１７ｂ…スレーブ ２１…通信ライン ２２…電源ライン ２４…外部電源ライン ２８…電源ライン遮断部 ２９…外部電源 ７３…入力電源コネクタ ７５…外部電源入力コネクタ ７９…取付けレール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号制御ユニットと、この信号制御ユニッ
   トと通信ラインを接続する信号処理ユニットとの接続部
   間に介装され、両者の信号ラインを接続する通信ライン
   接続部および外部の電源を信号処理ユニットに接続する
   外部電源接続部を備えてユニット化した電源ユニット。
2. 【請求項２】請求項１記載の電源ユニットは、入力側に
   信号制御ユニットからの通信ラインと一括接続する入力
   コネクタを備え、出力側に信号処理ユニットへの通信ラ
   インおよび電源供給ラインとを一括接続する出力コネク
   タを備えたことを特徴とする。
3. 【請求項３】入力コネクタと出力コネクタとの間に、信
   号制御ユニットからの電源ラインを遮断する電源ライン
   遮断部を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源ユ
   ニット。
4. 【請求項４】信号制御ユニットからの電源を接続許容す
   る電源コネクタと、外部電源を接続許容する外部電源コ
   ネクタとを備えた請求項１記載の電源ユニット。
5. 【請求項５】共通取付け部材の任意位置に取付け許容し
   て設けた請求項１、２、３または４記載の電源ユニッ
   ト。