(57)【要約】【課題】記録計とデータロガーとで共用でき、単独使用可能な入出力モジュールを提供する。【解決手段】測定対象からの測定信号の取り込み機能およびデータ出力機能の少なくとも一方の機能を備えた入出力モジュールであって、接続されたベースを介して電源電圧の供給を受けた場合には、絶縁型の電源装置により変換した電圧を動作電圧とし、接続された記録計から電源電圧の供給を受けた場合には、その電圧を動作電圧とする電源部と、ベースと接続した場合に、ベースの足部と協働して、縦置き状態で自立可能とする足部と、を備えた単独使用可能な記録計・データロガー共用入出力モジュール。【選択図】図１
2014086024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象からの測定信号の取り込み機能およびデータ出力機能の少なくとも一方の機能を備えた入出力モジュールであって、
接続されたベースを介して電源電圧の供給を受けた場合には、絶縁型の電源装置により変換した電圧を動作電圧とし、接続された記録計から電源電圧の供給を受けた場合には、その電圧を動作電圧とする電源部と、
前記ベースと接続した場合に、前記ベースの足部と協働して、縦置き状態で自立可能とする足部と、
を備えたことを特徴とする単独使用可能な記録計・データロガー共用入出力モジュール。
【請求項２】
前記入出力モジュールの横幅と前記記録計の接続口幅との差分に対応する厚さのアダプタを側面に取り付け可能としたことを特徴とする請求項１に記載の単独使用可能な記録計・データロガー共用入出力モジュール。
【請求項３】
前記足部と前記ベースの足部とにより、縦置き状態で自立したときに下部に空間が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の記録計・データロガー共用入出力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入出力モジュールに関し、より具体的には、記録計とデータロガーとで共用でき、さらに単独使用も可能な入出力モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペーパーレスレコーダ等の記録計では、測定対象からの測定信号を取り込むために入出力モジュールが用いられている。入出力モジュールは、複数チャンネルの入出力端子を備えており、アナログの測定信号をデジタル信号に変換したり、必要に応じてスケーリング等の演算を行なって、記録計に出力する。
【０００３】
図８（ａ）に示すように、記録計６０は、波形等を表示するための表示装置６１を前面に備えた箱型の筐体を有している。図８（ｂ）に示すように、背面には開口部６２が設けられ、入出力モジュール接続用のスロットが複数個設けられている。このスロットに入出力モジュール７０を実装することにより、記録計６０と入出力モジュール７０とがコネクタを介して電気的に接続される。
【０００４】
また、各種データを収集し、保存するデータロガーにおいても、測定対象からの測定信号を取り込むために入出力モジュールが用いられている。図９に示すように、データロガー８０は、入出力モジュール８１、データ収集エンジとして機能するメインモジュール８２、電源モジュール８３がプレート状のベース８４を介して連結されて構成される。
【０００５】
従来、記録計用の入出力モジュール７０と、データロガー用の入出力モジュール８１とは、別々に設計されており、大きさや電源構成が異なっている。例えば、記録計用の入出力モジュール７０とデータロガー用の入出力モジュール８１とでは、幅、高さ、奥行きともに異なる形状で設計されている。
【０００６】
また、記録計用の入出力モジュール７０は、記録計６０内部の電源部から電源電圧を供給されて動作を行ない、データロガー用の入出力モジュール８１は、電源モジュール８３から電源電圧を供給されて動作を行なう。このとき、記録計用の入出力モジュール７０は、データロガー用の入出力モジュール８１よりも低い電圧で動作するようになっている。
【０００７】
このように大きさと電源構成が異なっているため、記録計用の入出力モジュール７０と、データロガー用の入出力モジュール８１とは互換性を有していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−９２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、記録計用の入出力モジュール７０とデータロガー用の入出力モジュール８１とは、測定対象からの測定信号を取り込む等という基本的な動作は共通するため、記録計６０とデータロガー８０とで入出力モジュールを共用できれば便利である。例えば、同一の測定対象について記録計６０とデータロガー８０とを使い分ける場合、個別に配線を行なう必要がなくなり、入出力モジュールを記録計６０とデータロガー８０との間で接続し直すだけで済むことになる。
【００１０】
さらに、記録計６０やデータロガー８０と直接接続せずに、入出力モジュール単独で測定信号を取り込んで記録計６０やデータロガー８０等に伝送することができれば、入出力モジュールのみを測定対象の近傍に配置できるようになる等の配置の自由度が高まり、より利便性が向上する。
【００１１】
ところが、上述のように記録計用の入出力モジュール７０とデータロガー用の入出力モジュール８１とでは、大きさや電源構成が異なっているため、そのままでは共用することができない。また、従来、入出力モジュールは、単独で使用することは想定されておらず、単独使用に必要な機構は備えられていない。
【００１２】
そこで、本発明は、記録計とデータロガーとで共用でき、単独使用可能な入出力モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の単独使用可能な記録計・データロガー共用入出力モジュールは、測定対象からの測定信号の取り込み機能およびデータ出力機能の少なくとも一方の機能を備えた入出力モジュールであって、接続されたベースを介して電源電圧の供給を受けた場合には、絶縁型の電源装置により変換した電圧を動作電圧とし、接続された記録計から電源電圧の供給を受けた場合には、その電圧を動作電圧とする電源部と、前記ベースと接続した場合に、前記ベースの足部と協働して、縦置き状態で自立可能とする足部とを備えたことを特徴とする。
ここで、前記入出力モジュールの横幅と前記記録計の接続口幅との差分に対応する厚さのアダプタを側面に取り付け可能とすることができる。
また、前記足部と前記ベースの足部とにより、縦置き状態で自立したときに下部に空間が形成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録計とデータロガーとで共用でき、単独使用可能な入出力モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の入出力モジュールの使用態様を説明する図である。
【図２】入出力モジュールの構成を示すブロック図である。
【図３】ベースとの接続を説明する図である。
【図４】ベースと接続したときの状態を説明する図である。
【図５】記録計との接続を説明する図である。
【図６】アダプタについて説明する図である。
【図７】本実施形態の入出力モジュールの適用例を説明する図である。
【図８】従来の記録計の外観を示す図である。
【図９】従来のデータロガーの外観を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の入出力モジュールの使用態様を説明する図である。本図に示すように、本実施形態の入出力モジュール１０は、３通りの使用態様が可能となっている。すなわち、図１（ａ）に示す記録計接続使用、図１（ｂ）に示すデータロガー接続使用、図１（ｃ）に示す単独使用である。なお、入出力モジュール１０は、必ずしも、入力・出力両方の機能を備えている必要はなく、測定対象からの測定信号の取り込み機能およびデータ出力機能の少なくとも一方の機能を備えていればよい。
【００１７】
記録計接続使用の場合、入出力モジュール１０は、記録計３０の開口部３１に形成されたスロットに接続され、記録計３０の電源部３２から電源電圧ＶＬの供給を受けて動作を行なう。記録計３０の電源部３２は、例えば、商用交流電源から電源電圧ＶＨを生成する。
【００１８】
データロガー接続使用の場合、入出力モジュール１０は、ベース２０に接続し、メインモジュール４１、電源モジュール４２と、それぞれのベース２０を介して接続することでデータロガー４０を構成する。入出力モジュール１０は、電源モジュール４２から電源電圧ＶＨの供給を受けて動作を行なう。電源モジュール４２は、例えば、商用交流電源から電源電圧ＶＨを生成する。なお、電源モジュール４２が供給する電源電圧ＶＨは、記録計３０の電源部３２が供給する電源電圧ＶＬと異なる電圧値であり、一般に、電圧ＶＨ＞電圧ＶＬである。
【００１９】
単独使用の場合、入出力モジュール１０は、ベース２０に接続して用いられる。このとき、自立して縦置きができ、また、配線の引き回しが容易となるような機構が備えられている。入出力モジュール１０は、フィールド電源等の電源供給源からベース２０を介して電源電圧ＶＨの供給を受けて動作を行なう。ただし、電源モジュール（不図示）を介して電源電圧ＶＨの供給を受けるようにしてもよい。
【００２０】
図２は、本実施形態の入出力モジュール１０の構成を示すブロック図である。本図に示すように、入出力モジュール１０は、電源部１１、入力測定部１２、演算部１３、通信出力部１４を備えている。
【００２１】
電源部１１は、記録計接続使用の場合に、記録計３０の電源部３２から電源電圧ＶＬの供給を受け、データロガー接続使用および単独使用の場合に、ベース２０を介して電源電圧ＶＨの供給を受けて、入出力モジュール１０の動作電圧を出力する。ここでは、電源電圧ＶＬは、ＤＣ５Ｖであり、電源電圧ＶＨは、ＤＣ２４Ｖであるものとする。また、入出力モジュール１０の動作電圧は、電源電圧ＶＬと同じＤＣ５Ｖであるものとする。このため、ベース２０を介して入力されるＤＣ２４Ｖを動作電圧のＤＣ５Ｖに変換する必要がある。
【００２２】
ところで、フィールド電源から電源電圧の供給を受ける場合、機器のグランドループを回避し、計測上のトラブルを防ぐために、入出力モジュール１０内部とフィールド電源との間で、電気的な絶縁状態を確保しなければならない。
【００２３】
このため、電源部１１は、絶縁型スイッチング電源１５を備えており、ベース２０を介して入力されるＤＣ２４Ｖを動作電圧のＤＣ５Ｖに変換するとともに、入出力モジュール１０内部とフィールド電源との間の絶縁を実現している。
【００２４】
なお、記録計接続使用の場合は、電圧の変換が必要ないのと、記録計３０の電源部３２でフィールド電源との間の絶縁が行なわれているため、記録計３０の電源部３２から供給されたＤＣ５Ｖを、絶縁することなく、そのまま動作電圧としている。記録計３０の電源部３２から供給される電圧と入出力モジュール１０の動作電圧とが異なる場合は、単に電圧変換を行なえばよい。このときも絶縁は不要である。
【００２５】
入力測定部１２は、測定対象からチャンネルごとに測定信号を入力し、ＡＤ変換を行なって演算部１３に出力する。なお、入力測定部１２は、パルス入力、ロジック入力等、入出力モジュール１０の測定対象に応じた構成とすることができる。
【００２６】
演算部１３は、必要に応じてスケーリング等の演算を行なう。通信出力部は、使用態様に応じて、記録計３０、ベース２０、制御システム等にデータを出力する。データの出力は、有線であっても無線であってもよい。
【００２７】
図３は、データロガー接続使用および単独使用における入出力モジュール１０とベース２０との接続について説明する図である。本図に示すように、入出力モジュール１０は、下面の前方に足部１０１を備えている。また、ベース２０との接続側の左右下部に半円状の切り欠きが形成された板状の回転接続部１０２を備え、ベース２０との接続側の上面に、凸状の上部後方固定部１０３を備えている。上部後方固定部１０３は、下方向に押し込み可能となっている。前方の上面には、凸状の上部前方固定部１０４を備えている。上部前方固定部１０４は、奥部１０４ａを始点とし、手前側の操作部１０４ｂを下方に押すことで、凸部が下方向に沈み込むようになっている。凸部は後方が斜面で、前方が垂直の壁となった三角形状をしている。
【００２８】
ベース２０は、左右の下部にベース足部２０１を備え、ベース足部２０１には、入出力モジュール１０の回転接続部１０２とかみ合うように、ベース回転接続部２０３が形成されている。入出力モジュール１０との接続面には、コネクタ２０５が配置されている。また、入出力モジュール１０との接続側の下部に端子群２０２を備えており、入出力モジュール１０との接続側の上面に開口部を有するベース上部固定部２０４が形成されている。
【００２９】
入出力モジュール１０とベース２０との接続時には、入出力モジュール１０の回転接続部１０２をベース回転接続部２０３に斜め方向からかみ合わせる。そして、かみ合わせ部分を支点に、入出力モジュール１０の上面がベース２０に近づくように回転させることで、入出力モジュール１０とベース２０とが接続される。この状態で、上部後方固定部１０３の凸部がベース上部固定部２０４の開口部に嵌ることで、入出力モジュール１０とベース２０とが固定される。
【００３０】
なお、回転接続部１０２とベース回転接続部２０３のかみ合わせ部分を支点に回転するため、入出力モジュール１０とベース２０との接続の際には、コネクタ２０５の下部のピンから順番に接続されることになる。このため、コネクタ２０５のピン配置を、下方からグラウンド、電源、信号線とすることで、接続時のノイズ発生を防ぐことができる。これにより、活線挿抜に対応することが可能となる。
【００３１】
図４は、入出力モジュール１０とベース２０とが接続した状態を示しており、図４（ａ）は右側面図、図４（ｂ）は下面斜視図である。本図に示すように、入出力モジュール１０の足部１０１は、ベース足部２０１と協働して、入出力モジュール１０を、縦置き状態で自立可能としている。このため、単独使用時において、縦置きが可能となり、設置場所が有効活用されるとともに、外観の印象もよくなる。
【００３２】
また、単独使用時において縦置きした場合に、入出力モジュール１０の足部１０１とベース足部２０１とにより、下部に空間ができるようになっている。この空間に、端子群２０２に接続されたケーブル類を這わせることが可能となるため、入出力モジュール１０を直置きした場合でも配線の前後左右の引き回しが容易となり使用勝手が向上する。
【００３３】
図５は、記録計接続使用における入出力モジュール１０と記録計３０との接続について説明する図である。本図に示すように、記録計３０の開口部３１には、コネクタ３０２を備えたスロット３０１が複数個形成されている。隣接するスロット３０１との境界部分には、リブ状の誘導壁３０３が、開口部３１の底面と上面に形成されている。誘導壁３０３は、入出力モジュール１０を抜差しする際のガイドとなる。
【００３４】
図８（ｂ）、図９（ａ）に示すように、従来、一般に記録計６０用の入出力モジュール７０の幅Ｗａは、データロガー８０用の入出力モジュール８１の幅Ｗｂよりも広く設計されていた。入出力モジュール１０を、記録計３０およびデータロガー４０とで共用するにあたり、従来の記録計６０の入出力モジュール７０に幅を合わせるとすると、データロガー接続使用において設置場所が余分に必要になってしまう。一方で、従来のデータロガー８０用の入出力モジュール８１の幅に統一すると、記録計６０用の入出力モジュール７０に必要な部品を搭載しきれなくなるおそれがある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、入出力モジュール１０の幅を複数種類としている。ここでは、簡単のため、幅広と幅狭との２種類とする。そして、幅狭で収まる機能の入出力モジュール１０は、幅狭とすることで、データロガー使用時のスペースの有効活用を図っている。一方、幅狭では機能を搭載しきれない入出力モジュール１０は、幅広とすることで、必要な機能を搭載できるようにしている。
【００３６】
そして、記録計３０のスロット３０１の幅Ｗ２は、幅広の入出力モジュール１０に対応させている。幅Ｗ２のスロット３０１に幅Ｗ１の幅狭の入出力モジュール１０を接続する場合には、入出力モジュール１０の側面に、幅Ｗ２と幅Ｗ１との差分であるＷ３の厚さを有するアダプタ５０を取り付けることで、幅の差を吸収するようにしている。これにより、アダプタ５０と誘導壁３０３とが接するようになり、誘導壁３０３がガイドとして機能するようになり、がたつきを防止することができる。
【００３７】
入出力モジュール１０がスロット３０１の奥まで挿入されると、入出力モジュール１０のコネクタと、記録計３０のコネクタ３０２とが接続する。そして、上部前方固定部１０４の凸部が、開口部３１の上面に形成された溝に嵌ることで上方が固定される。また、開口部３１の下方において入出力モジュール１０と記録計３０とをネジ止めすることにより、下方が固定される。
【００３８】
上部前方固定部１０４の凸部は、前方が垂直状の壁となり、奥部を支点として手前側からの操作で下方向に押し込み可能としているため、溝に嵌ると、引き抜き方向に対する耐性が強く、容易に抜けないようになっている。また、図４（ｂ）に示すように、入出力モジュール１０の足部１０１の一部が、ネジ止め用部材として機能している。
【００３９】
幅調整用のアダプタ５０は、図６に示すように、側面の上下に設けられた上部ツメ部５１と下部ツメ部５２とが、入出力モジュール１０の側面に設けられた側面上部溝部１０５と側面下部溝部１０６とにそれぞれ嵌ることで、入出力モジュール１０に取り付けられ、固定される。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の入出力モジュール１０は、記録計３０とデータロガー４０とで共用できるため、例えば、図７（ａ）に示すように、複数の測定対象９０から入出力モジュール１０を介して記録計３０に測定信号を取り込んだ後、データロガー４０でも測定信号を取り込む場合、入出力モジュール１０を記録計３０からデータロガー４０のベース２０に接続し直せばよい。このため、配線をし直したり、配線を測定対象９０−記録計３０系統、測定対象−データロガー４０系統というように２重化する必要がなくなる。
【００４１】
また、本実施形態の入出力モジュール１０は、単独使用ができるため、例えば、図７（ｂ）に示すように、ベース２０と接続した入出力モジュール１０を測定対象９０の近傍に配置し、記録計３０、データロガー４０、制御システム９２等に、有線あるいは無線で測定データを伝送することが可能となる。このため、測定対象９０からの配線を記録計３０等へ引き回す必要がなくなる。入出力モジュール１０の単独使用は、測定対象９０が分散している場合にも有効である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…入出力モジュール、１１…電源部、１２…入力測定部、１３…演算部、１４…通信出力部、１５…絶縁型スイッチング電源、２０…ベース、３０…記録計、３１…開口部、３２…電源部、４０…データロガー、４１…メインモジュール、４２…電源モジュール、５０…アダプタ、５１…上部ツメ部、５２…下部ツメ部、６０…記録計、６１…表示装置、６２…開口部、７０…入出力モジュール、８０…データロガー、８１…入出力モジュール、８２…メインモジュール、８３…電源モジュール、８４…ベース、９０…測定対象、９２…制御システム、１０１…足部、１０２…回転接続部、１０３…上部後方固定部、１０４…上部前方固定部、１０５…側面上部溝部、１０６…側面下部溝部、２０１…ベース足部、２０２…端子群、２０３…ベース回転接続部、２０４…ベース上部固定部、２０５…ベースコネクタ、３０１…スロット、３０２…コネクタ、３０３…誘導壁
【図１】
2014086024.tif 000003
【図２】
2014086024.tif 000004
【図３】
2014086024.tif 000005
【図４】
2014086024.tif 000006
【図５】
2014086024.tif 000007
【図６】
2014086024.tif 000008
【図７】
2014086024.tif 000009
【図８】
2014086024.tif 000010
【図９】
2014086024.tif 000011