(57)【要約】【課題】モジュールユニットを正常な位置に容易に取り付けることができるユニット取付構造の提供。【解決手段】ベースプレート３にモジュールユニット２を取り付けたときに、ベースプレート３のコネクタとモジュールユニット２のコネクタとが接続されるユニット取付構造１であって、モジュールユニット２は、その外装９に突出して設けられた手締めネジ４を有し、ベースプレート３は、手締めネジ４と協働してモジュールユニット２をコネクタ接続位置までガイドするガイド溝２１が形成されて、手締めネジ４の螺入により外装９との間に挟まれる被狭持部２０を有する、という構成を採用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートにモジュールユニットを取り付けたときに、前記ベースプレートのコネクタと前記モジュールユニットのコネクタとが接続されるユニット取付構造であって、
前記モジュールユニットは、その外装に突出して設けられた手締めネジを有し、
前記ベースプレートは、前記手締めネジと協働して前記モジュールユニットをコネクタ接続位置までガイドするガイド溝が形成されて、前記手締めネジの螺入により前記外装との間に挟まれる被狭持部を有する、ことを特徴とするユニット取付構造。
【請求項２】
前記被狭持部が挟まれたときに、前記外装が電気的に接地される、ことを特徴とする請求項１に記載のユニット取付構造。
【請求項３】
前記モジュールユニットは、前記被狭持部よりも突出して取り付けられ、
前記外装の前記突出した部分に、放熱穴が形成されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載のユニット取付構造。
【請求項４】
前記ベースプレートには、複数種のモジュールユニットに対応して複数のコネクタが設けられており、
前記ベースプレートに設けられた前記コネクタと、該コネクタに対応する前記ガイド溝との位置関係は、前記モジュールユニットの種類毎に異なっている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のユニット取付構造。
【請求項５】
前記モジュールユニットは、前記ベースプレートの前記被狭持部以外の部分に螺着するための第２の手締めネジを有する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のユニット取付構造。
【請求項６】
前記ベースプレートには、前記コネクタを実装した基板が取り付けられており、
前記ベースプレートの前記基板の長手方向における両端部の少なくとも一部は、前記基板が取り付けられる側に折り曲げられている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のユニット取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニット取付構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、複数の産業機械（例えば、ローラや加圧部分を有し部材の成型を行う装置、成型を行う装置に部材を出し入れするハンドリング装置等）によってシステムを構築するにあたり、当該複数の産業機械の制御系を一箇所にまとめた制御システムのコントローラを設けることがなされている。このコントローラは、必要な機能を備えたモジュールユニット（ＣＰＵユニット、電源ユニット、Ｉ／Ｏユニット等）をベースプレートに取り付けることにより、所定の制御システムを構築するようになっており、産業機械の数やシステムの規模に応じてモジュールユニットを追加して取り付けることができるようになっている。このようなコントローラのユニット取付構造として、例えば、ベースユニットのコネクタにモジュールユニットのコネクタを接続する方式のプログラマブルコントローラのユニット取付構造が知られている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１３３１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来では、産業機械等の駆動に伴う振動を受けるために、モジュールユニットをベースプレートに対しネジ止めしており、モジュールユニットを取り付けるためにはネジ回し等の工具が必要であった。
しかしながら、コントローラは、制御盤の中に設置されることが多く、照明や作業スペースが十分に確保できず、モジュールユニットが容易に着脱できないという問題があった。また、このような作業環境下では、ベースプレートのコネクタに正対してモジュールユニットを装着することが難しく、斜めになったり接触したりしてコネクタあるいはピンが損傷してしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、モジュールユニットを正常な位置に容易に取り付けることができるユニット取付構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、ベースプレートにモジュールユニットを取り付けたときに、前記ベースプレートのコネクタと前記モジュールユニットのコネクタとが接続されるユニット取付構造であって、前記モジュールユニットは、その外装に突出して設けられた手締めネジを有し、前記ベースプレートは、前記手締めネジと協働して前記モジュールユニットをコネクタ接続位置までガイドするガイド溝が形成されて、前記手締めネジの螺入により前記外装との間に挟まれる被狭持部を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、モジュールユニットの外装に設けた手締めネジを螺入し被狭持部を挟み込むことで、モジュールユニットがベースプレートに対して固定される。このように、モジュールユニットの固定に手回しの手締めネジを用いることで、取り付けに工具を必要とせず、モジュールユニットを容易に取り付けることができる。また、被狭持部が有するガイド溝により、手締めネジを介してモジュールユニットがコネクタ接続位置までガイドされる。このため、制御盤の中で、照明や作業スペースを十分に確保できない場合であっても、モジュールユニットを正常な位置に位置決めして取り付けることができる。
【０００７】
また、本発明においては、前記被狭持部が挟まれたときに、前記外装が電気的に接地される、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、手締めネジを締めて被狭持部が挟まれたときに、外装が電気的に接地されるため、モジュールユニットの中の電子部品からの放射ノイズ対策となる。
【０００８】
また、本発明においては、前記モジュールユニットは、前記被狭持部よりも突出して取り付けられ、前記外装の前記突出した部分に、放熱穴が形成されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、被狭持部よりも突出した部分に外装の放熱穴があるため、モジュールユニットの中から電子部品の熱を効率よく外部に放出することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記ベースプレートには、複数種のモジュールユニットに対応して複数のコネクタが設けられており、前記ベースプレートに設けられた前記コネクタと、該コネクタに対応する前記ガイド溝との位置関係は、前記モジュールユニットの種類毎に異なっている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、コネクタとガイド溝との位置関係がモジュールユニットの種類毎に異なっているため、当該コネクタに対応していない種類のモジュールユニットの誤装着を防止することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記モジュールユニットは、前記ベースプレートの前記被狭持部以外の部分に螺着するための第２の手締めネジを有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、第２の手締めネジにより所定の固定強度を確保できるため、産業機械が近傍にある場合でも振動や衝撃により、コネクタ接続が不安定にならないようにすることができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記ベースプレートには、前記コネクタを実装した基板が取り付けられており、前記ベースプレートの前記基板の長手方向における両端部の少なくとも一部は、前記基板が取り付けられる側に折り曲げられている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ベースプレートの基板の長手方向における両端部において基板が取り付けられる側に折り曲げられている部分が、基板に実装された電子部品からの放射ノイズの障壁になるため、制御盤の中に配置された場合であっても、その周りの電子部品に対して影響を与えないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モジュールユニットを正常な位置に容易に取り付けることができるユニット取付構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態におけるユニット取付構造の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるユニット取付構造の構成を示す底面側斜視図である。
【図３】本発明の実施形態におけるモジュールユニットの構成を示す背面図、側面図、底面図及び平面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるベースプレートの構成を示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるベースプレートの構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態におけるユニット取付構造のモジュールユニットの着脱作業を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態におけるユニット取付構造のフェイルセーフ機能について説明するための図である。
【図８】本発明の別実施形態におけるベースプレートの正面図及び側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるユニット取付構造１の構成を示す正面図である。図２は、本発明の実施形態におけるユニット取付構造１の構成を示す底面側斜視図である。図３は、本発明の実施形態におけるモジュールユニット２の構成を示す背面図、側面図、底面図及び平面図である。図４は、本発明の実施形態におけるベースプレート３の構成を示す正面図である。図５は、本発明の実施形態におけるベースプレート３の構成を示す平面図である。
【００１５】
本実施形態のユニット取付構造１は、複数の産業機械を制御する制御コントローラにおいて、モジュールユニット２をベースプレート３に取り付けるためのハードウェアとして適用されている。このユニット取付構造１は、不図示の制御盤の中に設けられている。図１に示すように、ベースプレート３には、複数のモジュールユニット２が取り付けられている。本実施形態では、モジュールユニット２として、ＣＰＵユニット２Ａ、電源ユニット２Ｂ、及びその他の拡張ユニット２Ｃ（Ｉ／Ｏユニット等）が取り付けられている。
【００１６】
各モジュールユニット２は、高さは同一であるが、横幅が種類（ＣＰＵユニット２Ａ、電源ユニット２Ｂ、拡張ユニット２Ｃ）毎に異なっている。具体的には、ＣＰＵユニット２Ａが最も横幅が大きく、次に電源ユニット２Ｂ、最も横幅が小さいものは拡張ユニット２Ｃとなっている。複数のモジュールユニット２は、下側の手締めネジ４と、上側の手締めネジ（第２の手締めネジ）５とによって着脱自在に固定されている。手締めネジ４、５は、手回し可能なヘッド部を有するネジである。なお、ＣＰＵユニット２Ａについては、横幅があるため上側の手締めネジ５が２つ設けられている。手締めネジ４、５は、ローレットネジまたは蝶ボルト等を含む。
【００１７】
図４に示すように、ベースプレート３には、複数種のモジュールユニット２に対応して複数のコネクタ６（コネクタ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）が設けられている。複数のコネクタ６は、一つの基板７の表面に実装されている。なお、基板７の裏面にも不図示の電子部品が実装されている。コネクタ６は、対応するモジュールユニット２のコネクタ（例えば図３（ａ）に示すコネクタ８等）と接続することで、各モジュールユニット２のそれぞれの間を電気的に接続し、所定の制御システムを形成するようになっている。
【００１８】
ベースプレート３は、図２に示すように、基板７を保持する基板保持部１０と、手締めネジ４により狭持される被狭持部２０と、を有する。本実施形態のベースプレート３は、Ｌ字に曲げられており、鉛直部分が基板保持部１０となって、水平部分が被狭持部２０となっている。ベースプレート３は、例えばアルミ板等の加工性の良い金属製の板から形成されている。また、このベースプレート３は、電気的に接地している。
【００１９】
基板保持部１０は、基板７が取り付けられる部分に溝１１を有する。溝１１は、正面視矩形状の基板保持部１０の長辺方向に延在して設けられている。この溝１１は、基板保持部１０をプレス加工等することにより形成されている。溝１１の深さは、基板７の裏面に実装された不図示の電子部品を収容できる大きさに設定されている。また、図４に示すように、基板保持部１０は、モジュールユニット２の上側の手締めネジ５が螺着する孔部１２を有する。孔部１２は、基板保持部１０の上部（被狭持部２０以外の部分）において厚み方向に貫通して設けられている。
【００２０】
被狭持部２０は、図２に示すように、基板保持部１０の下部からモジュールユニット２の着脱方向手前側に向かって水平に突出している。被狭持部２０の突出長さは、着脱方向におけるモジュールユニット２の長さの半分以下となっている。この被狭持部２０は、手締めネジ４と協働してモジュールユニット２をコネクタ接続位置（図１及び図２に示すコネクタ接続が可能な位置）までガイドするガイド溝２１を有する。
【００２１】
ガイド溝２１は、図５に示すように、被狭持部２０の先端から奥側に向かって直線状に形成されている。ガイド溝２１の始端部は、手前側に向かうに従って両側に拡径されており、モジュールユニット２の下側の手締めネジ４を誘い込み易くなっている。このガイド溝２１は、各モジュールユニット２に一対一で対応しており、被狭持部２０に複数設けられている。また、複数のガイド溝２１（ガイド溝２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）の配置は、複数のコネクタ（コネクタ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）に対応した配置となっている。
【００２２】
具体的には、図５に示すように、ベースプレート３に設けられたコネクタ６（コネクタ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）と、該コネクタ６に対応するガイド溝２１（ガイド溝２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）との位置関係は、モジュールユニット２の種類毎に異なっている。本実施形態では、横方向（着脱方向と直交する水平方向）における、コネクタ６Ａに対するガイド溝２１Ａのオフセット距離ｍ１と、コネクタ６Ｂに対するガイド溝２１Ｂのオフセット距離ｍ２と、コネクタ６Ｃに対するガイド溝２１Ｃのオフセット距離ｍ３と、が異なっている。
【００２３】
一方、モジュールユニット２（ＣＰＵユニット２Ａ）は、図３に示すように、箱状の外装９を有する。外装９は、金属製の筐体であり、ユニットに応じた電子部品や基板等が収容されている。なお、内部の電子部品等以外の電源ユニット２Ｂ及び拡張ユニット２Ｃの構成は、図３に示すＣＰＵユニット２Ａとの構成と略同一であるため、それらの説明については割愛する。モジュールユニット２は、図３（ａ）の背面図に示すように、外装９の底面から下方に突出する手締めネジ４を有する。手締めネジ４は、外装９に対して鉛直方向に螺入自在に設けられている。
【００２４】
この手締めネジ４は、オフセット距離ｍ１（ＣＰＵユニット２Ａの場合、図５参照）に対応してコネクタ８からオフセットして設けられている。また、手締めネジ４は、図３（ｂ）の底面図に示すように、外装９の底面において着脱方向奥側に設けられている。また、外装９の底面には、放熱穴３０が形成されている。放熱穴３０は、外装９の底面において着脱方向手前側に形成されている。具体的には、図２に示すようにモジュールユニット２が被狭持部２０より突出して取り付けられたときに、当該突出した外装９の底面部分に放熱穴３０が形成されるようになっている。
【００２５】
また、モジュールユニット２は、図３（ｃ）の側面図に示すように、曲げ起こされたネジ取付部３１を有する。ネジ取付部３１は、上側の手締めネジ５を取り付ける部分であり、外装９の奥側において垂直に立設している。このネジ取付部３１には、手締めネジ５が着脱方向奥側に向かって螺入可能に取り付けられている。また、モジュールユニット２は、図３（ｄ）の平面図に示すように、放熱穴３２を有する。放熱穴３２は、外装９の天面の略全面に形成されている。
【００２６】
続いて、図６及び図７を参照しつつ、上記構成のユニット取付構造１におけるモジュールユニット２の着脱作業について説明する。
図６は、本発明の実施形態におけるユニット取付構造１のモジュールユニット２の着脱作業を説明するための図である。図７は、本発明の実施形態におけるユニット取付構造１のフェイルセーフ機能について説明するための図である。
【００２７】
先ず、作業者は、ベースプレート３のコネクタ６に接続すべきモジュールユニット２を把持し、このコネクタ６に対応するガイド溝２１にそのモジュールユニット２の外装９に突出して設けられた下側の手締めネジ４を合わせ込む。そして、図６に示すように、作業者は、外装９の底面を水平方向手前側に突出する被狭持部２０に載せて、被狭持部２０上を滑らせるようにして、モジュールユニット２を着脱方向奥側に押し込む。このとき、下側の手締めネジ４が、ガイド溝２１の中にあるため、着脱方向と直交する横方向におけるズレが規制される。
【００２８】
また、本実施形態では、図５に示すように、コネクタ６とガイド溝２１との位置関係がモジュールユニット２の種類毎に異なっているため、当該コネクタ６に対応していない種類のモジュールユニット２の誤装着を防止することができる。例えば、図７に示すように、ＣＰＵユニット２Ａ以外のモジュールユニット２（例えば電源ユニット２Ｂ）を誤って、コネクタ６Ａに取り付けようとしても、コネクタ６Ａとガイド溝２１Ａとはオフセット距離ｍ１の位置関係を有するため、対応していないモジュールユニット２の下側の手締めネジ４をガイド溝２１Ａに合わせ込んだ場合には、コネクタ同士（コネクタ６Ａ、コネクタ８Ｂ同士）が適切に正対しないようにすることができ、誤装着による故障を防止することができる。
【００２９】
一方で、コネクタ６に対応するモジュールユニット２を取り付ける場合には、下側の手締めネジ４とガイド溝２１とが協働することで、モジュールユニット２が、ベースプレート３に設けられたコネクタ６と正対する適切なコネクタ接続位置までガイドされる。したがって、本実施形態のように不図示の制御盤の中でモジュールユニット２の着脱作業をする場合であって、照明や作業スペースを十分に確保できなくても、モジュールユニット２を正常な位置に位置決めすることができる。
【００３０】
ベースプレート３とモジュールユニット２とをコネクタ接続したら、次に、モジュールユニット２の外装９に設けた手締めネジ４を螺入し、外装９との間に被狭持部２０を挟み込むことで、モジュールユニット２をベースプレート３に対して固定する（図２参照）。このように、モジュールユニット２の固定に手回しの手締めネジ４を用いることで、取り付けに工具を必要とせず、モジュールユニット２をベースプレート３に対して容易に取り付けることができる。したがって、作業者が工具を持たずにモジュールユニット２を固定することができ、照明や作業スペースが十分でない場合に工具を持って作業することによる装置の破損等の危惧を解消することができ、作業を安全に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態では、図１に示すように、上側の手締めネジ５によって、モジュールユニット２をベースプレート３の被狭持部２０以外の部分である基板保持部１０の上部に螺着することで、所定の固定強度を確保できる。すなわち、産業機械が近傍にある場合、下側の手締めネジ４と上側の手締めネジ５の２方向からの固定により、産業機械の振動や衝撃を受けても、コネクタ接続が不安定にならないようにすることができる。また、上側の手締めネジ５は、着脱方向に螺入できるようになっているため、作業者の手回しも容易である。
【００３２】
さらに、ベースプレート３は電気的に接地しているため、図２に示すように、被狭持部２０が挟まれたときに、外装９が電気的に接地される。このため、モジュールユニット２の中の電子部品からの放射ノイズ対策となる。また、本実施形態においては、モジュールユニット２は、被狭持部２０よりも突出して取り付けられ、外装９の突出した部分に、放熱穴３０が形成されている。このように、被狭持部２０よりも突出した部分に外装９の放熱穴３０があるため、被狭持部２０にガイド溝２１を設けてモジュールユニット２をガイドする構成とした場合であっても、その底面側の放熱穴３０を閉塞してしまうことがなく、モジュールユニット２の中から電子部品の熱を上下の放熱穴３０、３２による煙突効果によって効率よく外部に放出することができる。
【００３３】
このように、上述の本実施形態によれば、ベースプレート３にモジュールユニット２を取り付けたときに、ベースプレート３のコネクタとモジュールユニット２のコネクタとが接続されるユニット取付構造１であって、モジュールユニット２は、その外装９に突出して設けられた手締めネジ４を有し、ベースプレート３は、手締めネジ４と協働してモジュールユニット２をコネクタ接続位置までガイドするガイド溝２１が形成されて、手締めネジ４の螺入により外装９との間に挟まれる被狭持部２０を有する、という構成を採用することによって、モジュールユニット２を正常な位置に容易に取り付けることができるユニット取付構造１が得られる。
【００３４】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、ベースプレート３の基板保持部１０には、基板７の長手方向に沿って溝１１が形成されていると説明したが、図８に示すような構成を採用してもよい。
図８は、本発明の別実施形態におけるベースプレート３の正面図及び側面図である。
【００３６】
図８に示すように、ベースプレート３には、基板７（図８において不図示）が取り付けられるべき溝１１に対応する部分であって、ベースプレート３の基板７の長手方向における両端部の少なくとも一部が、基板７が取り付けられる側（着脱方向手前側）に折り曲げられた折曲部３３が設けられている。この構成によれば、ベースプレート３の長手方向における両端部の折曲部３３が、溝１１を設けることによる基板７との間の隙間（図２参照）を閉塞することができる。このように、折曲部３３があることで、基板７に実装された電子部品からの当該隙間を介した放射ノイズの障壁となるため、制御盤の中に配置された場合であっても、その周りの電子部品に対して影響を与えないようにすることができる。
【００３７】
また、例えば、上記実施形態では、コネクタ６とガイド溝２１のオフセット距離によってモジュールユニット２の誤装着を防止する構成について説明したが、例えばモジュールユニット２の種類毎に手締めネジ４のネジ太さとガイド溝２１の溝幅とを異ならせる構成を採用してもよい。
【００３８】
また、例えば、本発明は、産業機械に限らず、移動体、家庭用機器など制御システムを有する各種機器、装置に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…ユニット取付構造、２…モジュールユニット、３…ベースプレート、４…手締めネジ、５…手締めネジ（第２の手締めネジ）、６…コネクタ、７…基板、８…コネクタ、９…外装、２０…被狭持部、２１…ガイド溝、３０…放熱穴、３３…折曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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