KR100379665B1 - 데이터버스용입출력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내장된 I/O 전자수단(소위 버스단자)를 갖는 직렬단자로 구성된 자료버스용 I/O 장치에 관한 것이며, 이같은 단자는 상업적으로 이용가능한 지지레일상에서 발견될 수 있으며 여기서 하나의 단자버스를 형성하고, 버스단자내에서 사용되는 자료 버스라인, 전원라인 그리고 필드부분들을 위한 전원이 지지레일상의 위치에서 이들을 통해 자동으로 접촉되거나 슬립된다.

Description

데이터 버스용 입출력장치{I/O device for a data bus}
본 발명을 처리순서, 머신, 설비를 조절하고 가시화하기 위해 그리고 시스템 구축기술을 위해 특수한 처리기 시스템, 산업 컴퓨터등과 관련하여 다양한 제작자에 의해 소위 필드버스(field bus)와 같이 제공되는 바와 같은 자료버스를 위한 입력/출력장치에 관한 것이다.
필드버스 개념은 머신 및 설비등을 위한 와이어링(wiring)의 합리적인 타입을 나타낸다. 입/출력장치(I/O 장치)에는 작동기 센서 및 다른 기구일 수 있는 개별적인 버스부분의 병렬와이어링을 위한 단자점(terminal points)이 제공된다. 와이어링은 어떠한 바람직한 연결기술, 가령 하나, 둘, 셋 또는 네 개의 전도선 단자 기술에 의해 달성될 수 있다. 특히 동작하기가 용이한 스프링 긴장단자, 또는 나사단자는 단자점(terminal points)에 적합하다.
이같은 장치에는 장치의 단자점과 통하는 부분을 이선식 라인일 수 있는 혹은 광파 전도선 케이블일 수 있는 직렬 자료버스 라인으로 연결시키는 I/O 전자수단이 제공된다. 이같은 경우에, I/O 장치와 통하는 자료버스 라인은 주로 실제 사용시에 링 토폴러지(ring topology)에서 독립적인 서브-버스이며, 이는 버스마스터를 통해서 필드 버스(리모트 버스)로 연결된다. 버스 마스터는 어떠한 순서로도 서로 결합될 수 있으면 링내에 어떠한 바람직한 위치에도 배치될 수 있다.
통상적으로 이용될 수 있는 지지레일상에 I/O 장치를 위치시키는 것이 알려져 있다. 자료버스 라인과 전원 공급선을 위치시키는 작업과 동시에 자동으로 연결시키는 것이 알려져 있으며, 이같은 연결은 I/O 전자수단으로 24V DC의 통상적인전압을 공급한다. 이같은 목적으로, 소위 전원 공급레일을 형성시키기 위해 연결된 개별적인 프린트 회로기판이 통상적으로 후드-형상의 지지레일 베이스(base)상에 장착된다. 전원을 위한 두 전도선 이외에 자료버스를 위한 세 개의 추가 전도선이 전원 공급레일상에서 이용될 수 있다. 전도선의 이와 같은 접촉은 부시접촉(bush contact)을 통해 실시되며 일정한 거리로 전원 공급레일내에 고정할 수 있도록 설치된다.
지지레일(support rails)내로 사용된 이와 같은 전원 공급레일은 I/O 장치의 지지레일을 고정시키기 위한 경제적인 배열과 조립 작업을 증가시킬 뿐 아니라(전원 공급레일의 사용되지 않은 부분이 커버되어야 한다), I/O 장치의 폭이 전원 공급레일내 부시(bush)접촉들 사이의 일정 간격의 수배이어야 하므로 모듈화함을 저해한다. 지지레일의 베이스상에 배치된 공급레일 역시 지지레일 자체가 장착면등에 고정되는 것을 막는데, 이는 이를 위해 요구되는 나사구멍들이 공급레일상의 특정한 위치에서만 허용되기 때문이며, 이와 같은 장치는 로컬 환경과 실제적인 사용에 있어서는 일관되지 않는 경우가 자주있다.
지지레일상에서 위치시킬 수 있는 다른 공지된 I/O 장치에 있어서, 상기 장치가 신뢰할 수 있도록 변경되지 않으며, 상업적으로 이용될 수 있는 지지레일 그리고 데이터버스 라인들상에 신뢰할 수 있도록 위치하여지도록하며 I/O 전자수단을 위한 전원라인들과 데이터버스라인들이 플러그방식으로 납짝한 스트립 케이블 형태로 장치에서 장치로 연장되도록 하므로써 상기 언급된 단점들이 피하여진다. 그러나, 사용자를 위해, 이같은 장치는 다소 복잡하고 시간-소모적인 조립작업을 필요로 하며, 이같은 시스템의 생산자가 이같은 이유로 16, 24 및 32 입력 또는 출력들로서 지지레일의 방향으로 서로 인접하여 놓이게되는 매우 폭이 넓은 I/O 장치만을 제공하여왔다. 시스템의 모듈러성은 이에 의해 크게 상실된다.
본 발명의 목적은 높은 모듈러성을 갖는 I/O 장치를 제공하는 것이며, 그와 같은 장치가 매우 단순한 방법으로 변경되지 않는 상업적으로 이용될 수 있는 지지레일상에 위치하여지게 되며, 동시에 데이터 버스라인과 전원라인과의 연결이 위치시키는 작업(locating operation)중에 자동으로 설정될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따라 이같은 목적은 I/O 장치가 일체로되거나 플러그접속장착가능한 전자수단을 갖는 직렬단자로서 구성되며, 이같은 장치는 그 자체로서는 공지된 분리된 개별단자로서 또는 한 그룹의 단자블록(이하에서는 버스단자라 불린다)으로서 지지레일상에 스냅(snap)식으로 위치하여 질 수 있으며, I/O 전자수단을 위한 데이터 버스 라인과 전원라인이 버스단자내에서 일체로 되며 이를 통해 슬립(slip)되고. 각 개별 버스단자와 각 단자블록이 이웃하는 단자를 향해 연장되는 이들의 측면에서 압력접촉(pressure contact)(이하에서는 버스접촉이라 불린다)가지며, 따라서 버스접촉이 버스단자들이 지지레일상에 위치하여지는때 버스단자들의 직렬방향으로 자동으로 서로 접촉하여, 지지레일상에 위치하여진 버스단자들이 한 단자버스를 형성하기 위해 횡단하는 데이터 버스라인과 전원라인에 연결되도록 한다.
본 발명의 버스단자는 상업적으로 이용될 수 있는 지지레일상에 위치하여지며, 이에 의해서 이들이 하나의 단자 버스를 형성시키기 위해 버스단자들을 관통하게 되는 자료버스 라인들과 전원 공급라인에 자동으로 연결된다. 사용자는 이를 위한 어떠한 추가적인 조립작업도 실시할 필요가 없다.
새로운 버스단자는 각 개별 버스단자 각각이 하나의 I/O 성분을 가지며, 개별 버스단자의 하우징내에 설치되며, 하우징이 절연재로 형성되는 그 자신의 I/O 전자수단을 갖기 때문에 그 모듈성(modularity)이 매우 높다. 이와 같은 경우에, 이같은 버스단자의 폭은 직렬단자의 종래폭과 일치하며, 지지레일상에 위치하여지기 위한 직렬단자를 위해 유용한 동일한 기술을 가지며, 버스부품들을 와이어링하기 위해 단자점과 관련하여 동일한 연결기술을 갖게 된다. 결과적으로, 본 발명의 버스단자는 기본적으로 조립 및 와이어링 작업이 사용자에게 잘 알려진 바와 같은 직렬단자이다.
본 발명의 버스단자는 또한 두개, 세개 또는 그이상의 새로운 개별 버스단자가 이들 조합이 제조업자 또는 사용자에 의해 버스단자 블록을 형성하도록 결합되어, 실제적인 사용시에, 2- 또는 3-모듈장치가 1-모듈장치에 추가하여 사용될 수 있어서 상업적으로 이용될 수 있는 지지레일상에 어떠한 바람직한 구성을 갖는 한 단자버스를 위치시킬 수 있도록 한다.(발명의 효과)
단자버스는 직렬단자에 대하여 알려진 바와 같이 지지레일상에 고정된 단부 브래키트에 의해 보유될 수 있다. 이같은 배치는 버스단자들 사이의 버스접촉 접촉압(contact pressure)이 지지레일상의 단자버스를 떨어뜨리지 않도록 한다.
지지레일상의 버스단자들이 떨어지지 않도록 하는 상기의 동일한 목적을 위해, 본 발명의 한가지 특별히 바람직한 실시예는 이들의 측면에서 버스단자들이 인접하는 단자에 상응하며, 버스단자들이 지지레일상에 장착되는때 서로 속박되는 돌출부재와 소켓을 갖으며, 상기 돌출부재들과 소켓이 기계적 긴장-저항 방식으로 버스단자들을 단자들의 직렬방향으로 상호연결시킨다. 이같은 돌출부재와 소켓들은 지지레일상의 버스단자들의 바람직한 장착 또는 위치시킴의 이동에 따라 직각 또는 예각일 수 있다.
본 발명에 따른 버스단자들의 디자인과 동작의 또다른 개선안은 직렬단자에 대하여 알려진 바와 같이 특수한 전원공급단자로부터 시작하여 버스단자들의 단자점들과 통하는 부품들을 위한 전력이 각 개별버스단자와 각 버스단자 블록의 측면에 고정적으로 배치된 전력 브리징부재에 의해 공급되며, 이는 각 개별 버스단자와 각 버스단자 블록의 측면상에 고정적으로 배치되고, 그리고 버스단자들이 지지레일상에 장착되는때 서로 자동으로 구속하여지게 된다.
버스단자상에 고정적으로 배치되며 자동적으로 서로 밀접하여지도록 하는 이와 같은 전력 브리징 부재들은 신규한 것으로서 지지레일상에서 단말버스의 조립을 크게 용이하게 한다.
본 발명에 따라, 전력 브리징부재 각각은 나이프와 같은 접촉과 탄성의 포크와 같은 접촉을 포함하며, 이같은 접촉이 버스단자의 측면상에서 장착되는때 횡단방향으로 서로 접속되며, 즉 나이프와 같은 접촉이 탄성의 포크와 같은 접촉의 두 U-자형 다리사이에서 횡단으로 이동한다. 이는 한편으로는 나이프와 같은 접촉과 포크와 같은 접촉 사이의 높은 접촉압이 있도록 하며, 다른 한편으로는 이같은 접촉압이 단자버스의 직렬방향으로 작용하지 않아 전력 브리징 부재들의 높은 접촉압이 지지레일상에서 단자버스들을 떨어지지 않도록 한다.
본 발명의 특별히 바람직한 실시예는 파우워브리징 부재들이 바아와 같은 납짝한 레일의 단부-피이스를 형성하도록 하며, 이같은 단부-피이스가 개별 버스단자들과 버스 단자 블록들을 통해 내부로 연장되어 한 버스단자블록의 개별 버스단자들 사이에 어떠한 떨어짐도 있지 않도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라
- 데이터 버스 입/출력(I/O)장치가 지지레일상에서 서로 인접하여 놓여질 수 있으며,
- 버스부품(작동기, 센서, 가전기구)의 병렬 와이어링(wiring)을 위한 단자점을 가지며,
- 직렬 자료버스 라인으로 상기 단자점에 이어진 부품들을 연결시키는 전자수단을 사용하는 자료버스용 입/출력장치에 있어서,
I/O 장치가 단자 블록 어셈블리를 만들도록 여러개의 단자 블록 그룹으로서 지지레일(support rail)로 스냅식으로 끼워지는 직렬단자들로 구성되고,
상기 직렬 단자 각각이 일체로되거나 플러그 접속 장착되는 전자수단을 갖는 단자로 구성되며,
상기 데이터 버스 라인들과 전원 공급 라인들이 상기 버스 단자내에 내장되고 버스단자를 통과하도록 되며 (즉, 레일 장착의 방향으로 관통하여 연결되고), 라인 각각이 버스 단자의 측면에 위치하며 이웃 버스 단자를 향하여 연장되는 가압 슬라이드 접촉 (이하 '버스 접촉'이라 한다)에서 시작되며 중단되고,
상기 버스 접촉이 상기 버스 단자가 단자 버스를 형성하기 위해 같은 지지레일상에서 서로 인접하여 장착되는때 이웃하는 버스 단자의 해방 버스 접촉과 자동으로 접속되도록 하며,
전원선들이 상기 버스 단자에 사용되어 버스 단자의 단자점에 이어진 버스부품(작동기, 센서, 가전기구)에 전력을 제공하며, 상기 전원선들이 버스단자를 통해 통과하게 되고. 각 라인이 상기 버스 단자의 측면에 위치한 전력 브리지 부재에서 시작되며 종단하게 되며, 그리고 한 단자 버스를 형성하기 위해 같은 지지레일상에서 서로 인접하여 버스 단자들이 장착되는 때 이웃하는 버스 단자의 상응하는 전력브리지에 자동으로 접속되어짐을 특징으로 하는 데이터 버스용 입출력 장치가 제공된다.
하기에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제 3 도는 본 발명의 두 버스단자 블록을 도시한 것으로서, 각각이 소위 3-모듈 장치와 같은 세 개의 개별 버스단자를 포함한다.
각 개별 버스단자는 절연재로부터 형성된 하우징(8)내에 설치된 I/O 전자수단을 가지며, 장비가 갖춰진 프린트 회로기판(9)의 형태로서 제 1 도에 도시된다.
각 프린트 회로기판(9)은 탄성의 압력탭(pressure tab)(10)으로서 버스단자의 한 측면에 제공되며 고정하여 배치된 접촉웨브(contact web)(11)로서 버스단자의 대향하여 위치한 측면상에 제공된 버스접촉들을 가지며 전기적으로 연결된다(제2도와 제4도 비교). 제 6 도는 접촉웨브(11)의 상부로부터의 단면도이며 접촉웨브(11)는 따라서 이웃하는 단자의 대향하여 위치하는 면상에 도시된다.
일반적으로, 설명된 개별 버스단자(제4도와 제5도비교) 그리고 설명된 버스단자블록(제1도를 제2도 및 제3도와 비교) 각각은 절연재로부터 형성된 이들 하우징의 각 측면상에 6개의 버스접촉을 갖는다. 이는 버스단자들에서 사용되는 그리고 이들을 통해 슬립(slip)되는 라인들과 상응하며, 이들 중 두 라인이 I/O 전자수단으로서의 전원을 위해 버스단자의 각 프린트 회로기판(9)으로 제공되며, 나머지 네 개의 라인들이 데이터버스 라인들이다(데이터버스가 환상의 위상을 갖는때, 두 자료라인들은 정면방향으로 연장되며, 두 자료라인들은 반대편 배변방향으로 연장된다).
제2도와 제4도는 이들 라인들이 버스단자 블록을 통해 그리고 개별버스 단자를 통해 슬립되어짐을 도시한다. 버스단자 블록은 경우에, 핀부시(pin bush)(12)가 이를 위해 제공되며. 판-형(plate-type)의 개별단자가 바람직한 2-, 3- 또는 다른 다중-모듈장치를 형성하도록 매우 유사한 방식으로 결합될 수 있도록 한다. 절연재로 만들어진 하우징의 강한 푸시-버튼-로케이팅(loacting)수단(13)이 이같은 목적으로 사용된다. 절연재의 단부 플레이트(14)는 개별 버스단자와 각 버스단자 블록을 종단시킨다(제2도와 4도 참조).
제3,5 및 7도는 전력 브리징부재의 디자인과 배치를 설명하며, 각각 이 나이프와 같은 접촉부(15) 그리고 개별 버스단자(제5도)를 통해 그리고 버스단자 블록(제3도)을 통해 연장되는 바아(bar)와 같은 납짝한 레일(17)의 단부-피이스를 형성하는 포크와 같은 탄성의 접촉부(16)을 포함한다. 제1도에서 도시한 바와 같이, 전력 브리징 부재(15)(16)는 이들이 버스단자의 단자점과 통하는 부분들(작동기, 센서, 가전기구)로 전원을 제공하기 때문에 적절한 간격을 두고 배치되며 버스접촉보다는 상당히 높은 전압을 전도시킬 수 있다.
버스부품들의 병렬 와이어링을 위한 단자점들은 제1도에서 도시된 바와 같이 상부로부터 접근가능하다. 이 실시예에서, 신호연결(18), (+) 연결(19), (-)연결(20) 그리고 보호 전도선 연결(21)이 각 부품을 위해 제공된다. 각 단자점은 스프링 단자(22)로서 공지의 방법으로 구성되며 어떠한 더 이상의 필요로 하지 않는다. 발광다이오드(23)은 신호연결을 위해 제공되며 I/O 상태와 어떠한 결함도 나타낸다.
제1도에서와 마찬가지로 제3도와 5도는 버스단자들의 측면에서 상응하는 돌출부재(24)와 소켓(25)가 제공되며, 버스단자들이 지지레일상에 장착되거나 위치하여지는때 서로 접속되고 기계적 긴강-저항 방식으로 직렬방향으로 버스단자들을 서로 연결시킨다.
제 1 도는 본 발명에 따른 두 개의 버스단자 블럭사시도.
제2도 및 3도는 제1도의 버스단자 블록을 통한 부분단면도.
제4도 및 5도는 제1도의 버스단자 블록을 통한 부분단면도.
제 6 도 제2도 및 4도의 세부단면도.
제 7 도는 제3도 및 5도의 단면도.
*부호설명*
8.......하우징 9.......회로기판
10.......압력탭(pressure tap) 11.......접촉웨브(contact web)
12.......핀부시(pin bush)
13.......푸시-버튼 로케이팅(locating)수단
14.......단부 플레이트(end plate)
15,16.......전력 브리징 부재(power bridging member)
22.......스프링단자 23.......돌출부재
25.......소켓

Claims (4)

  1. - 데이터 버스 입/출력(I/O)장치가 지지레일상에서 서로 인접하여 놓여질 수 있으며.
    - 버스부품(작동기, 센서, 가전기구)의 병렬 와이어링(wiring)을 위한 단자점(18, 19, 20, 21)을 가지며,
    - 직렬 데이터 버스 라인(10)으로 상기 단자점(18-21)에 이어진 부품들을 연결시키는 전자수단(9)을 사용하는 데이터 버스용 입/출력장치에 있어서,
    I/O 장치가 단자 블록 어셈블리를 만들도록 여러개의 단자 블록 그룹으로서 지지레일(support rail)로 스냅식으로 끼워지는 직렬단자들로 구성되고,
    상기 직렬 단자 각각이 일체로 되거나 플러그 접속 장착되는 전자수단을 갖는 단자로 구성되며,
    상기 데이터 버스 라인들과 전원 공급 라인들이 상기 버스 단자내에 내장되고 버스단자를 통과하도록 되며 (즉, 레일 장착의 방향으로 관통하여 연결되고), 라인 각각이 버스 단자의 측면에 위치하며 이웃 버스 단자를 향하여 연장되는 가압 슬라이드 접촉(10,11) (이하 '버스 접촉'이라 한다)에서 시작되며 종단되고,
    상기 버스 접촉(10,11)이 상기 버스 단자가 단자 버스를 형성하기 위해 같은 지지 레일상에서 서로 인접하여 장착되는때 이웃하는 버스 단자의 해당 버스 접촉과 자동으로 접속되도록 하며.
    전원선들이 상기 버스 단자에 사용되어 버스 단자의 단자점(18-21)에 이어진버스 부품(작동기, 센서, 가전기구)에 전력을 제공하며, 상기 전원선들이 버스단자를 통해 통과하게 되고, 각 라인이 상기 버스 단자의 측면에 위치한 전력 브리지 부재(15,16)에서 시작되며 종단하게 되며, 그리고 한 단자 버스를 형성하기 위해 같은 지지레일상에서 서로 인접하여 버스 단자들이 장착되는때 이웃하는 버스 단자의 상응하는 전력브리지에 자동으로 접속되어짐을 특징으로 하는 데이터 버스용 입출력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스 단자의 하우징이 측면에
    상기 버스 단자가 지지레일상에서 레일식으로 장착될때 이웃하는 버스 단자의 상응하는 돌출부 및 소켓에 기계적으로 접속되는 돌출부재와 소켓(24,25)를 가짐을 특징으로 하는 데이터 버스용 입출력 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 브리지 부재가 나이프와 같은 접속부(15) 그리고 탄성의 포크와 같은 접촉부(16)로 이루어져 있으며, 상기 접촉부가 상기 버스 단자의 측면에서 선택적으로 제공되고 상기 버스단자들이 상기 같은 지지레일상에서 서로 인접하여 장착되는때 한 이웃하는 버스 단자의 상응하는 접촉부에 접속하여짐을 특징으로 하는 데이터 버스용 입출력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 브리지 부재(15, 16)가 상기 버스 단자를 관통하여 또는 단자 블록 어셈블리를 관통하여 연장된는 내부의 로드(봉)와 같은 전류 바아(17)의 단부 피이스를 형성함을 특징으로 하는 데이터 버스용 입출력 장치.
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