(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業設備の自動制御のための制御装置（１）であって、
機械的および電気的に結合して結合構成を形成することのできる少なくとも第１のモジュール部（１０２）と第２のモジュール部（１０４）とを有する少なくとも１つのモジュール（１００）を備え、前記第１のモジュール部（１０２）および前記第２のモジュール部（１０４）は、それぞれ、ハウジング（１０３，１０５）を備え、各ハウジングは境界面（１０３ａ，１０５ａ）を有し、前記境界面（１０３ａ，１０５ａ）は、境界面（Ｇ）が画成されるように前記結合構成内で互いに対向しており、前記第１のモジュール部（１０２）は、前記第２のモジュール部（１０４）を着脱可能に保持することができる旋回ホルダ要素（１１０）を有し、前記旋回ホルダ要素（１１０）は、画成された運動経路に沿った旋回運動によって、前記第１のモジュール部（１０２）と前記第２のモジュール部（１０４）を結合して前記結合構成を形成できるように、旋回軸（Ａ）によって旋回点（Ｓ）を画成し、前記境界面（Ｇ）に垂直に配置される旋回軸面（Ｅ）は、前記旋回軸（Ａ）によって画成され、
前記モジュール部（１０２）の一方は、第１の電気接点（１２０）を備える複数の接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）を有し、前記他方のモジュール部（１０４）は、第１の電気的嵌合接点（１３０）を備える複数の対応する嵌合接点（１３０，１３０ａ〜１３０ｄ）を有し、
第１の結合構成において、各電気接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）は、前記第１および第２のモジュール部（１０２，１０４）間の電気的接続のために、その対応する嵌合接点（１３０，１３０ａ〜１３０ｄ）に接触し、前記接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）と前記嵌合接点（１３０，１３０ａ〜１３０ｄ）とは、前記旋回軸（Ａ）に垂直に広がる接触面内に配列され、前記接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）は、それぞれ、プリント回路基板（１２１）が形成されるような非導電性基板上の導体トラックであり、
第１の電気接点（１２０）は、第１の外輪郭によって画成され、かつ前記運動経路に対する前縁部（１２７）を備える露出した接触領域（Ｆ１２０）を有し、前記第１の外輪郭は、前記結合構成において、少なくとも前記前縁部（１２７）において、前記旋回軸面（Ｅ）に向かって傾斜した少なくとも１つの部分を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記傾斜した部分は、少なくとも、前記旋回点（Ｓ）からの最大径方向距離（ｘ）を有する前記第１の外輪郭の前縁部の領域内に設けられる、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記傾斜した部分は、少なくとも１つの直線または曲線部を備える、請求項１または請求項２のいずれかに記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１の外輪郭は、四辺または五辺の外輪郭である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記傾斜した部分は、前記四辺または五辺の外輪郭の、前記直線を備える直線状の辺（１２５）である、請求項３および請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記傾斜した部分は、前記四辺または五辺の外輪郭の、前記曲線部を備える曲線状の辺（１２６）である、請求項３および請求項４に記載の制御装置。
【請求項７】
第１の接触領域（Ｆ１２０）は、互いに隔離されている複数の接触領域（ｆ１〜ｆ８）を備える、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記第１の嵌合接点（１３０）を有する前記第２のモジュール部（１０４）は、第２の電気的嵌合接点（１３０ａ）をさらに備え、その第２の嵌合接点は、外側径方向において、前記第１の嵌合接点（１３０）に隣接し、および第２の外輪郭によって境界が定められる露出した接触領域（Ｆ１３０ａ）を有し、前記第１および第２の外輪郭上の各点は、前記旋回運動中の旋回点（Ｓ）から一定の径方向距離（ｘ）を有し、および前記第１の外輪郭上の各点は、前記第２の外輪郭上の各点の最小径方向距離を有する前記第２の外輪郭上の点（Ｐｌｉｍ）の径方向距離（ｘｌｉｍ）よりも小さい径方向距離（ｘ）を有する、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）の前記外輪郭の前記傾斜した部分は、前記接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）と前記旋回点（Ｓ）との間の前記径方向距離（ｘ）が増加するにつれて異なる、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記第１のモジュール部（１０２）と前記第２のモジュール部（１０４）は、複数の接点（１２０，１２０ａ〜１２０ｄ）の最後の接点（１２０ｄ）が、前記旋回運動中に、前記対応する嵌合接点とともに最後に閉じるようにデザインされ、特に、前記最後の接点（１２０ｄ）は、前記旋回点（Ｓ）から最大の径方向距離（ｘｍａｘ）を有する前記接点である、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記モジュール（１００）の制御装置（１）は、組立て中に、前記最後の接点（１２０ｄ）が閉じたときの前記制御装置（１）またはモジュール（１００）の作動準備完了を示す信号を出力するための出力部を有する、請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記第２のモジュール部（１０４）は切欠き部を備え、その切欠き部は、第１のモジュール部（１０２）が着脱可能に保持されるように、第１のモジュール部（１２）の旋回ホルダ要素（１１４）に係合することができる、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記第１の嵌合接点（１３０）は、雄コネクタまたは雌コネクタ（１３１）内に配列されている接点要素であり、特に、前記プリント回路基板（１２１）を、前記雄コネクタまたは雌コネクタ（１３１）に挿入することができる、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記嵌合接点（１３０，１３０ａ〜１３０ｄ）は、前記旋回軸面（Ｅ）に平行なそれらの長手方向に伸びている、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の制御装置のためのモジュールまたはモジュール部（１０２，１０４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業設備の自動制御用の制御装置に関するものである。本発明はさらに、このような制御装置のためのモジュールまたはモジュール部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
該制御装置は、少なくとも１つのモジュールを有し、そのモジュールは、少なくとも第１のモジュール部と、第２のモジュール部を備えており、第１のモジュール部および第２のモジュール部を、機械的および電気的に結合して結合構成を形成することができる。第１のモジュール部および第２のモジュール部は、それぞれ、ハウジングを備え、各ハウジングは、境界面を有している。該境界面は、境界面が画成されるように、該結合構成内で互いに対向している。第１のモジュール部は、第２のモジュール部を着脱可能に保持することができる旋回ホルダ要素を有している。該旋回ホルダ要素は、第１のモジュール部および第２のモジュール部を、決められた運動経路に沿った旋回運動によって結合して結合構成を形成することができるように、旋回軸によって旋回点を画定する。該境界面に垂直に配置された旋回軸面は、該旋回軸によって画定される。該モジュール部の一方は、第１の電気接点を有する複数の接点を備え、および他方のモジュール部は、第１の電気的嵌合接点を有する複数の嵌合接点を備え、その第１の電気的嵌合接点は、第１の結合構成において、第１のモジュール部と第２のモジュール部との間の電気接続のための第１の電気接点と接触する。該接点と該嵌合接点は、該旋回軸に垂直に広がる接触面内に配列される。該接点は、それぞれが、プリント回路基板が形成されるような非導電性基板上の導体トラックである。
【０００３】
この種の制御装置およびモジュールまたはモジュール部は、特許文献１によって公知である。
【０００４】
本発明に関する制御装置は、例えば、設定可能な、またはプログラム可能な制御器用のモジュール式制御装置とすることができる。
【０００５】
該制御装置は、例えば、PNOZ（登録商標）という商品名で本発明の出願人によって市販されている制御器等の設定可能な制御器、または、例えば、PSS（登録商標）という商品名で本出願人によって市販されている制御器等のプログラム可能な制御器、または、これらと同様の制御器であってもよい。この場合、設定可能とは、例えば、配線等の、該制御器のハードウェアコンポーネントのマッチングまたは調整を意味すると理解される。この場合、プログラム可能とは、例えば、プログラム言語を用いた、該制御器のソフトウェアコンポーネントのマッチングまたは調整を意味すると理解される。
【０００６】
具体的には、PSS universalは、システム仕様“Pilz, PSSuniversal, Programmable Control Systems PSS（登録商標）, System Description, No. 21256 EN04”によって周知のように、標準的な作業および安全な作業のためのモジュール式のプログラム可能な制御装置を提供している。この場合、モジュールは、電子モジュール部の形態の第１のモジュール部と、以下においてはバスモジュール部とも呼ばれるベーシックモジュール部の形態の第２のモジュール部を備えている。該電子モジュール部は、直線運動により該バスモジュール部に差し込まれる。
【０００７】
しかし、本発明に関する制御装置は、３つのモジュール部を有するモジュールを備える制御装置とすることもできる。このような制御装置の一つは、例えば、システム仕様“X20 System, User's Manual, Version:2.10 (May 2009), Model number:MAX20 ENG”から明らかなように、B&RによるX20システムによって知られている。この場合、モジュールは、電子モジュール部の形態の第１のモジュール部と、バスモジュール部の形態の第２のモジュール部と、接続モジュール部とも呼ばれるＦ端子モジュール部の形態の第３のモジュール部とを備えている。このシステムにおける外部接続部は、独立した接続モジュール部に収容されている。該接続モジュール部は、旋回運動によって該電子モジュール部上に配置することができる。
【０００８】
特許文献１は、ハウジングを備え、該ハウジング内に配置された少なくとも１つのプリント回路基板を備え、および取付けレール上に配置され、かつ対応するバス接点を有する隣接する電気または電子機器へのデータおよび／またはエネルギバス接続のために、該取付けレールの長手方向に配置されたバス接点を備える、該取付けレール上に配置するための電気または電子機器を開示している。該ハウジングは、少なくとも２つのパーツで形成される。該ハウジングは、該プリント回路基板を収容する上方部と、バス接点を有し、およびプリント回路基板レセプタクルを備えるベース部とを有している。該上方部は、該ベース部上で旋回することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国出願公開第２９７ １３ ９６０ Ｕ１号明細書
【特許文献２】独国出願公開第１０ ２００４ ０２０ ９９５ Ａ１号明細書
【特許文献３】国際出願公開第２００５／００３８６９ Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
旋回可能なモジュール部を備えるこのような制御装置に付随する問題は、比較的小さな構造の場合には、該モジュール部が旋回運動によって結合される場合に、接触エラーが生じる可能性があるということである。
【００１１】
このような背景の下、本発明の目的は、小型化を進める場合、または比較的小さな構造の場合に、接触エラーまたは不完全な接触を防ぎ、その結果として、潜在的な短絡を防ぐ制御装置およびモジュールまたはモジュール部を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの態様によれば、前記目的は、本発明の制御装置によって達成され、この場合、第１の電気接点は、外輪郭によって画成され、該運動経路の前縁部を備える露出した接触領域を有し、前記第１の外輪郭は、該結合構成において、少なくとも該前縁部において、該旋回軸面に向かって傾斜している少なくとも１つの部分を備えている。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、該目的は、対応するモジュールまたはモジュール部によって達成される。
【００１４】
一方のモジュール部は、複数の電気接点を備え、および他方のモジュール部は、複数の対応する電気的嵌合接点を備えている。該結合構成において、各接点は、該モジュール部間の電気的接続のために、その対応する嵌合接点に接触する。したがって、複雑なタイプの接触を形成することが可能である。そのため、例えば、複数の接続部または入力部および／または出力部を設けることができる。該複数の接点の各々は、外輪郭によって画成され、および該運動経路の方向の前方に伸びている前縁部を備える露出した接触領域を有している。該接点のうちのいくつかまたは各々は、傾斜した部分を備える外輪郭を有している。該接点または嵌合接点は、特に、互いに隣接して一列に配列することができる。
【００１５】
好ましくない接触は、特に、旋回運動中の第１の接点が、（該旋回点を起点とする径方向において）第１の接点に隣接する第２の接点に割り当てられている（および第１の接点には割り当てられていない）第２の嵌合接点に接触する際に生じる。該接点および／または該嵌合接点は、この場合、特に、該旋回軸に垂直に広がる接触面内で、互いに隣接して配列されている。このような好ましくない接触は、それぞれの（第１の）接点と該旋回点との間の径方向距離に依存し、および該接点間の相対距離に依存することが分かっている。それぞれの（第１の）接点の接触領域の前縁部が、該旋回軸面（該境界面に垂直に配置され、および該旋回軸によって画成されている面）に向かって傾斜している少なくとも１つの部分を備えているということから、旋回運動中の該接触領域が、それぞれの（第１の）接点に隣接する（第２の）接点に割り当てられている（第２の）嵌合接点に接触するという事態が回避される。該露出した接触領域の外輪郭は、該旋回運動にマッチしている。露出した接触領域とは、特に、それとの接触を形成することができる外部に露出した、または導電性の領域を意味することを理解すべきである。したがって、小さな構造、具体的には、該接点間または接触領域間の小さな距離、および／または該旋回点からの小さな径方向距離の場合、接触エラーまたは好ましくない接触、およびその結果としての潜在的な短絡を防ぐことができる。非常に正確な接触が可能である。
【００１６】
したがって、全体的に見て、本発明の制御装置および本発明のモジュールまたはモジュール部は、小さな構造の場合の接触エラーまたは不完全な接触、およびその結果としての潜在的な短絡を防ぐことを可能にする。したがって、上述した目的が完全に達成される。
【００１７】
改良形態において、該傾斜した部分は、該旋回点からの最大径方向距離を有する第１の外輪郭の前縁部の領域に少なくとも配置される。
【００１８】
この改良形態においては、該接触領域の外輪郭全体がマッチしている必要はないが、ただし、重要な領域はある。具体的には、該外輪郭の重要な領域のみが、該傾斜した部分を有することができる。該重要な領域は、該旋回点からの最大径方向距離を有する第１の外輪郭の前縁部の領域である。
【００１９】
さらなる改良形態においては、該傾斜した部分は、少なくとも１つの直線または曲線部を備えている。
【００２０】
この改良形態においては、該傾斜した部分の特に適切なおよび／またはシンプルな実施形態が提供される。
【００２１】
さらなる改良形態において、第１の外輪郭は、四辺または五辺の外輪郭である。
【００２２】
この改良形態において、前記外輪郭は、それが該傾斜した部分を備えるようにマッチしている従来の矩形状の外輪郭であると見なすことができる。したがって、該傾斜した部分の実施態様はシンプルである。
【００２３】
さらなる改良形態において、該傾斜した部分は、該直線を備える、該四辺または五辺の外輪郭の直線状の辺である。この改良形態の一つの変形例においては、該傾斜した部分または第１の外輪郭は、互いに平行に伸びている２つの（傾斜した）辺を備えている。
【００２４】
この改良形態においては、四辺の（例えば、従来の矩形状の）外輪郭の場合、該外輪郭または接触領域は、単純に傾斜して配置することができる。五辺の外輪郭の場合は、四辺の（例えば、従来の矩形状の）外輪郭を発端として、角部に単純に面取り部を設けることができる。具体的には、該直線状の傾斜した辺は、該旋回軸面に関して特定の角度を有することができる。
【００２５】
さらなる改良形態において、該傾斜した部分は、曲線部を備える、該四辺または五辺の外輪郭の曲線状の辺である。この改良形態の一つの変形例において、第１の外輪郭は、互いに平行に伸びている２つの曲線状の辺を備えている。
【００２６】
この改良形態においては、該旋回運動の同様の曲線状の運動経路に対する最適なマッチングが可能である。
【００２７】
さらなる改良形態において、第１の接触領域は、互いに隔離されている複数の接触領域を有している。
【００２８】
この改良形態においては、複数の比較的小さな接触領域によって、好ましい外輪郭を設けることができる。したがって、非常に様々な方法で該外輪郭をマッチさせることができる。
【００２９】
さらなる改良形態において、第１の嵌合接点を有する該モジュール部は、外側径方向において、第１の嵌合接点に隣接し、および第２の外輪郭によって画成されている露出した接触領域を有する第２の電気的嵌合接点をさらに備えている。第１および第２の外輪郭の各点は、旋回運動中の該旋回点からの一定の径方向距離を有している。第１の外輪郭の各点は、第２の外輪郭上の点の最小の径方向距離を有する第２の外輪郭上の点の径方向距離よりも小さい径方向距離を有している。
【００３０】
この改良形態は、旋回運動中に、第１の接点が、第１の嵌合接点に隣接している第２の嵌合接点に接触することを防止する。第２の嵌合接点は、（該旋回点を起点として）外側径方向において、第１の接点に隣接し、および第１の接点には割り当てられていない第２の接点に割り当てられている。
【００３１】
さらなる改良形態において、該接点の外輪郭の傾斜した部分は、該接点と該旋回点との間の径方向距離が増加するにつれて異なる。
【００３２】
この改良形態においては、旋回運動に対するさらに正確なマッチングによって、さらに正確な接触がもたらされる。該旋回点に関連する各接点の正確な位置が考慮される。差は、旋回運動にマッチされる。具体的には、傾斜した部分は、該傾斜した部分または該外輪郭が旋回運動にマッチされるように変化する。具体的には、該外輪郭、または、直線状の傾斜した辺の角度は、該接点と該旋回点との間の径方向距離が増加するにつれて、該旋回軸面に関して適応させることができる。
【００３３】
さらなる改良形態において、第１のモジュール部および第２のモジュール部は、旋回運動時に、該複数の接点の最後の接点が、対応する嵌合接点とともに最後に閉じるようにデザインされている。該最後の接点は、具体的には、該旋回点からの最大径方向距離を有する接点である。
【００３４】
この改良形態においては、該接点の特定のクロージングシーケンスを定義することができる。これは、このクロージングシーケンスが、該旋回軸周りの旋回運動の該定義された運動経路によって常に維持されることを意味している。具体的には、該露出した接触領域は、すべて、該モジュール部の境界面からの同じ距離を有することができる。
【００３５】
さらなる改良形態において、該制御装置または該モジュールは、組立て時に、該最後の接点が閉じたときの該制御装置または該モジュールの作動準備完了を示す信号を出力するための出力部を有している。
【００３６】
この改良形態においては、該モジュールの結合（または、作動準備）状態の安全識別は、該接点の特定のクロージングシーケンスを考慮することによって実現される。
【００３７】
さらなる改良形態において、第２のモジュール部は、第１のモジュール部の旋回ホルダ要素がその中に係合することができる切欠き部を備え、その結果、第２のモジュール部は、着脱可能に保持されている。該旋回ホルダ要素は、具体的には、該切欠き部に係合する突出部（例えば、曲線状の突出部等）とすることができる。
【００３８】
この改良形態は、確固として定義された旋回点周りの確固として定義された（明確な）旋回運動が確実に行われるようにしている。そのため、好ましくない接触が起きる危険性がさらに低減される。
【００３９】
さらなる改良形態において、少なくとも１つのモジュールは、少なくとも第１のモジュール部と、第２のモジュール部と、第３のモジュール部とを備えている。第１のモジュール部と第２のモジュール部は、機械的および電気的に結合して第１の結合構成を形成することができる。第１のモジュール部と第３のモジュール部は、機械的および電気的に結合して第２の結合構成を形成することができる。
【００４０】
さらなる改良形態において、第１のモジュール部は、信号処理ユニットを備えている。あるいは、または加えて、第２のモジュール部は、通信バスまたは供給電圧バスのための少なくとも１つのバス接続部を備えている。さらなる代替例として、または加えて、第３のモジュール部は、信号または電圧を供給するための少なくとも１つの外部コネクタを備えている。
【００４１】
この改良形態においては、３つのモジュール部間での異なる機能の最適な分散を実現できる。具体的には、電子モジュール部の機能は第１のモジュール部に割り当てることができ、バスモジュール部の機能は第２のモジュール部に割り当てることができ、および接続モジュール部の機能は第３のモジュール部に割り当てることができる。
【００４２】
さらなる改良形態において、第１のモジュール部は、互いに冗長な方法で、少なくとも１つの入力信号を処理するために、２つの冗長信号処理チャネルを有している。該２つの冗長信号処理チャネルは、それぞれ、これに依存する信号を生成するために、論理信号の組合せを実行することを可能にすることができる。この信号は、好ましくは、工業設備の操業停止のためのスイッチング要素を駆動するのに用いることができる。少なくとも１つの入力信号は、第３のモジュール部の外部コネクタに存在する信号とすることができる。好ましくは、該２つの信号処理チャネルは、互いに冗長性を用いて２つの入力信号を処理する。その場合、該２つの入力信号の各々は、いずれの場合でも、第３のモジュール部の１つの外部コネクタに存在する信号とすることができる。
【００４３】
この改良形態においては、対応するモジュールまたはモジュール部は、安全なタスクまたは安全な機能を実行する。具体的には、この場合、該対応するモジュールまたはモジュール部は、工業設備のフェイルセーフ（ＦＳ）の操業停止に用いることができる。
【００４４】
さらなる改良形態において、第１の嵌合接点は、雄コネクタまたは雌コネクタ内に配置されている接点要素である。あるいは、または加えて、該嵌合接点は、雄コネクタまたは雌コネクタ内で互いに隣接して配置されている接点要素である。具体的には、該プリント回路基板は、該雄コネクタまたは雌コネクタに挿入することができる。したがって、差し込み式接続部が形成されている。具体的には、第１の結合構成においては、該プリント回路基板は、該雄コネクタまたは雌コネクタに挿入されている。したがって、各接点は、第１のモジュール部と第２のモジュール部との間の電気的接続のためのその対応する嵌合接点に接触することができる。
【００４５】
さらなる改良形態において、該嵌合接点は、該旋回軸面に平行なこれらの接点の長手方向に延びている。そのため、該嵌合接点、または、それらの露出した接触領域の外輪郭は、傾斜した部分を有していない。したがって、今もなお、従来の雄コネクタまたは雌コネクタを、該嵌合接点に用いることができる。
【００４６】
上述した、およびこれから以下で説明される機能を、本発明の範囲から逸脱することなく、前述のそれぞれの組合せにおいてだけではなく、他の組合せにおいて、または単独で用いることができることは言うまでもない。
【００４７】
本発明の実施形態は、図面に図示されており、および以下の説明において詳細に説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の制御装置が適用される工業設備を単純化して示す図である。
【図２】互いに隣接して配置された複数のモジュールを有する制御装置の実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す制御装置の第２のモジュール部を示す斜視図である。
【図４】第１および第２の結合構成内に第１、第２および第３のモジュール部を有するモジュールの実施形態を示す斜視図である。
【図４ａ】図４に示すモジュールの断面図を示す。
【図５】第３のモジュール部が取り外された状態を示す斜視図である。
【図５ａ】図５に示すモジュールの断面図を示す。
【図６】図４〜図５に示すモジュールを示す断面図である。
【図６ａ】図６に示す断面図の第１の拡大領域Ｘを示す。
【図６ｂ】図６に示す断面図の第２の拡大領域Ｙを示す。
【図７ａ】その外輪郭が、少なくとも１つの曲線部を有する傾斜した部分を備える接触領域を示す図である。
【図７ｂ】その外輪郭が、少なくとも１つの曲線部を有する傾斜した部分を備える接触領域を示す図である。
【図７ｃ】その外輪郭が、少なくとも１つの曲線部を有する傾斜した部分を備える接触領域を示す図である。
【図８】変形例に係る第１のモジュール部の断面図である。
【図８ａ】図８に示す断面図の拡大領域Ｘを示す。
【図９】その外輪郭が、少なくとも１つの直線部を有する傾斜した部分を備える接触領域を示す図である。
【図１０】その外輪郭が、少なくとも１つの直線部を有する傾斜した部分を備える接触領域を示す図である。
【図１１ａ】互いに隔離されている複数の接触領域を示す図である。
【図１１ｂ】互いに隔離されている複数の接触領域を示す図である。
【図１２】第１のモジュール部が旋回運動によって位置決めされる状態の、第１のモジュール部および第２のモジュール部の詳細を示す断面図である。
【図１３】第１のモジュール部が旋回運動によって位置決めされる状態の、別の実施形態による第１のモジュール部および第２のモジュール部の詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図１は、自動制御用の制御装置１が適用される工業設備１０を示す。この実施形態において、制御装置１は、設備１０のフェイルセーフの操業停止のために構成されている。すなわち、制御装置１は、安全なタスクのために用いられる。
【００５０】
設備１０は、例としてロボット１２を備え、稼働中のその動きは、ロボット１２の作業領域内にいる人に危険をもたらす。そのため、ロボット１２の作業領域は、安全ドア１４を備えた安全フェンスによって保護されている。
【００５１】
安全ドア１４は、例えば、メンテナンス作業または設定作業のために、ロボット１２の作業領域内へのアクセスを可能にしている。しかし、通常の作業動作中に、ロボット１２は、安全ドア１４が閉まっている場合にのみ、作動できるようにすべきである。安全ドア１４が開かれるとすぐに、ロボット１２は、停止されるか、または別の方法で安全な状態にされる必要がある。
【００５２】
安全ドア１４の閉じた状態を検出するために、ドア部１６およびフレーム部１８を備えた安全ドアスイッチが、安全ドア１４に取り付けられている。フレーム部１８は、ライン２０上に安全ドア信号を生成し、その信号は、ライン２０を介して本発明の制御装置１へ供給される。
【００５３】
この実施形態において、制御装置１は、複数のコネクタ（外部コネクタまたは装置コネクタ）２９を備えたＩ／Ｏ部２４を有している。いくつかの実施形態において、コネクタ２９は、制御装置１のハウジング２７の一つのハウジング側部に、例えば、以下で説明するように、接続モジュール部上に配置される接続端子またはＦ端子である。例えば、それらは、ばねで付勢された端子またはねじ端子であってもよい。他の実施形態においては、該コネクタは、複数の接触要素（ピン）を備えている雄コネクタまたは雌コネクタとすることができ、この場合、１つのピンが、１つのそれぞれの接続部を形成している。多くの場合、５つの接触ピンを有する雌Ｍ８コネクタが、現場レベルでの信号装置または他のセンサの接続部に用いられている。それに応じて、本発明の制御装置の実施形態は、ロボット１２の物理的近傍の開閉装置キャビネットの外部に配置されているフィールド装置とすることができ、または、該フィールド装置を備えることができる。
【００５４】
この実施形態において、制御装置１は、２つの冗長信号処理チャネルを有している。例として、この場合、２つのマイクロコントローラ２８ａ，２８ｂが図示されており、それらは、それぞれＩ／Ｏ部２４に接続されている。マイクロコントローラ２８ａ，２８ｂは、この場合、互いに冗長性を用いて、Ｉ／Ｏ部２４の装置接続部において、制御装置１によって受け取られる入力信号を処理し、その後、前記マイクロコントローラがこの結果を比較し、そのことが矢印によって図示されている。２つのマイクロコントローラ２８ａ，２８ｂの代わりに、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡおよび／または他の信号処理回路を用いることができる。
【００５５】
好ましくは、制御装置１の実施形態は、互いに冗長性を有し、およびそれぞれ、それに依存する信号を生成するために、論理信号の組合せを実行することが可能である少なくとも２つの信号処理チャネルを有している。その場合、この信号は、工業設備１０またはロボット１２を停止させるためのスイッチング素子を駆動するのに用いられる。このような制御装置１は、設備１０、この場合はロボット１２のフェイルセーフ（ＦＳ）の操業停止のために用いることができる。
【００５６】
ここで図示されているケースでは、制御装置１は、２つの冗長スイッチング素子３０ａ，３０ｂを有している。これら２つのスイッチング素子の各々は、接触器４０ａ，４０ｂへの電流フローを可能にするために、または、この電流フローを遮断するために、高電位３２を、制御装置１の装置コネクタ３８ａ，３８ｂに接続することが可能である。したがって、スイッチング素子３０ａ，３０ｂの各々は、アクチュエータ、例えば、接触器または電磁弁の作動を停止させることができる。
【００５７】
接触器４０ａ，４０ｂは、それぞれ、操作接点４２ａ，４２ｂを有している。操作接点４２ａ，４２ｂは、この場合、電力供給部４４からロボット１２への電力供給路内で、互いに直列に配置されている。制御装置１が接触器４０ａ，４０ｂの作動を停止させるとすぐに、接点４２がドロップアウトし、およびロボット１２のための電力供給が停止される。
【００５８】
当業者にとって、このような「ラジカルな」操業停止が、ここでは例として記載されていることは明らかである。これからの派生として、危険な動作等の安全要求事項の場合、ロボット１２の部分のみを停止させることができ、一方で、ロボット１２の他の部分は、機能を維持したままである。可能な限り該動作の停止前に、ロボット１２を制御された方法で停止させることができるように、遅延停止も想定される。
【００５９】
制御装置１は、この場合、ライン１９上の安全ドアスイッチの信号により、および非常停止ボタン４６からのさらなる入力信号により、スイッチング素子３０ａ，３０ｂを制御する。非常停止ボタン４６は、ラインを介して、制御装置１の装置コネクタにも接続されている。好ましくは、該入力信号の各々は、冗長的に存在することが可能であり、または、それぞれのケースにおいて、２つの入力および出力ラインまたは接続部を設けることができる（図１には図示せず）。そのため、図１に示す実施例においては、非常停止ボタン４６のために、２つの入力ラインまたは入力部を設けることができ、その入力ラインまたは入力部は、それぞれ、非常停止ボタン４６からの入力信号を供給する。同じことが、該安全ドアスイッチの信号にも当てはまる。
【００６０】
いくつかの実施形態において、制御装置１は、個々の信号装置に供給される出力信号を生成する。例として、このような出力信号は、ライン４８を介して該安全ドアスイッチのフレーム部１８へ流される。フレーム部１８は、ドア部１６が、フレーム部１８の近傍に位置している場合、すなわち、安全ドア１４が閉まっている場合に、安全スイッチング装置１の出力信号をライン４８からライン１９上へループさせる。そのため、制御装置１は、ライン４８上の出力信号を用いて、およびライン１９上の入力信号を用いて、該安全ドアスイッチをモニタすることができる。この場合、同等の方法で、制御装置１は、非常停止ボタン４６をモニタする。
【００６１】
図１の実例からの派生として、実際には、多くの場合、制御装置１の２つの冗長出力信号が用いられ、それらの出力信号は、それぞれ、別々の信号ラインを介して信号装置へ流れ、およびこの信号装置を介して制御装置１へループして戻る。例として、このような実施形態のために、特許文献２が参照され、該出願は、このような信号装置の冗長モニタリングに関連する詳細に関して、本願明細書に参照することにより組み込まれる。また、非常停止ボタン４６は、実際には、上述したように、冗長入力および出力ラインを用いてしばしばモニタされる。
【００６２】
制御装置１の図１に示す実施形態において、該制御装置は、安全なタスクに、具体的には、設備のフェイルセーフ（ＦＳ）の操業停止のために用いられる。しかし、制御装置１は、非安全関連タスクまたは標準タスク（ＳＴ）にも用いることができる。
【００６３】
制御装置１は、具体的には、該工業設備のプログラム可能な制御のためのプログラム可能な制御装置とすることができる。あるいは、制御装置１は、設定可能な制御装置とすることもできる。この場合、設定可能とは、例えば、配線等の、制御器のハードウェアコンポーネントのマッチングまたは調整を意味すると理解される。プログラム可能とは、例えば、プログラム言語を用いた、該制御器のソフトウェアコンポーネントのマッチングまたは調整を意味すると理解される。
【００６４】
制御装置１は、少なくとも１つのバス、具体的には、通信バスおよび／または供給電圧バスを備えることができる。例えば、制御装置１は、そのコンポーネントがバスを介して互いに接続されている分散制御装置とすることができる。該制御装置は、特に、該（通信）バス上のデータトラフィックの調整のためのヘッドモジュールを備えることができる。安全なタスクのための制御装置１の場合、該（通信）バスは、例えば、ＳａｆｅｔｙＢＵＳ  ｐまたはＰＲＯＦＩＮＥＴ等のフェイルセーフバスとすることができる。標準タスクのための制御装置１の場合、該バスは、例えば、ＣＡＮＯｐｅｎまたはＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等の標準フィールドバスとすることができる。
【００６５】
制御装置１は、具体的には、少なくとも１つのモジュールを備えているモジュール式制御装置である。
【００６６】
図２は、第１のモジュール部１０２および第２のモジュール部１０４を備え、互いに隣接して配置された複数のモジュール１００を備える、該モジュール式制御装置の実施形態の斜視図を示す。第３のモジュール部１０６は、図２に図示されていない。第１のモジュール部１０２は、ハウジング１０３を備えている。第２のモジュール部１０４は、ハウジング１０５を備えている。第２のモジュール部１０４は、少なくとも１つのバスコネクタ１１７，１１８を備えている。そのため、第２のモジュール部１０４は、以下においては、バスモジュール部とも呼ばれている。
【００６７】
図３は、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４のみを備えた、図２に示す制御装置の実施形態の斜視図を示す。第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４と、モジュール１００は、それぞれ、長手方向Ｌにおいて、互いに隣接して配置されている。第２のモジュール部１０４と、モジュール１００は、図３に図示されているように、それぞれ、ガイドレール１０１上に取り付けられている。
【００６８】
第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、供給電圧バスのためのバスコネクタ１１７と、通信バスのためのバスコネクタ１１８とを有している。第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、長手方向Ｌに隣接している隣接するモジュール部（図２および図３の右側で隣接している隣接するモジュール部）への電気接続のために、ハウジング１０５の第１の側部に、第１の電気バスコネクタ１１７，１１８を備えている。第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、長手方向Ｌに隣接している別の隣接するモジュール部（図２および図３の左側で隣接している隣接するモジュール部）への電気接続のために、第１の側部とは反対側の、ハウジング１０５の第２の側部に、第２の電気バスコネクタ１１７’，１１８’（図３には図示せず）をさらに備えている。具体的には、第２の電気バスコネクタ１１７’，１１８’は、他の隣接するモジュール部の対応する第１の電気バスコネクタ１１７，１１８に接続することができる。このようにして、該供給電圧バスと、該通信バスは、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４越しに接続される。
【００６９】
制御装置１は、上述したように、該（通信）バス上のデータトラフィックの調整のためのインタフェースおよび処理部を備えるヘッドモジュール（図２および図３には図示せず）をさらに備えることができる。その場合、該ヘッドモジュールは、同様にガイドレール１０１上に取り付けることができる。該ヘッドモジュールは、上述したように、長手方向Ｌで、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４またはモジュール１００に隣接して配置することができる。
【００７０】
図２および図３において、該ヘッドモジュールは、例えば、長手方向Ｌに、第１のモジュール１００に隣接して左側に配置することができ、および第１のバスコネクタ１１７，１１８を介して該モジュールに接続することができる。各モジュール１００または対応する第１のモジュール部（電子モジュール部１０２）は、Ｉ／Ｏ（入力／出力）モジュールまたはモジュール部とすることができる。該Ｉ／Ｏモジュールまたはモジュール部は、フェイルセーフ（ＦＳ）モジュールまたは非フェイルセーフの標準モジュール（ＳＴ）とすることができる。例として、このような実施形態に関して、特許文献３が参照され、それは、このようなモジュール式制御装置に関連する詳細に関して、本願明細書に参照されて組み込まれる。
【００７１】
図３を見て分かるように、いわゆるバックプレーンが、互いに隣接する第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４によって形成されている。その場合、第１のモジュール部１０２は、自由に選択可能な方法で、このバックプレーンに配置することができる。該バックプレーンは、この場合、実質的に平らな上面を形成している。該バックプレーン上での一列に互いに隣接する第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２の連続的な構成は、必ずしも必要ではない。図２を見て分かるように、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２は、特定の第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４上に、または、第２のバスモジュール部（バスモジュール部）１０４の基本幅ｄの特定の部分に配置されることは、必ずしも必要なことではない。
【００７２】
再び、図２を参照して、少なくとも１つの第１のモジュール部１０２は、それぞれの第２のモジュール部１０４（バスモジュール部）に差し込むことができる。好ましくは、第１のモジュール部１０２は、例えば、図１に関連して説明されているように、１つ以上の処理ユニットを用いる、自動制御用の電気制御回路を備えている。第１のモジュール部１０２は、以下においては、電子モジュール部とも呼ばれている。第１のモジュール部１０２（電子モジュール部）と第２のモジュール部１０４（バスモジュール部）は、図２に示すように、機械的および電気的に結合して第１の結合構成を形成することができる。制御装置１のこのモジュール式デザインにより、相当の複雑さを伴うことなく、変更および適応に対応することが可能である。
【００７３】
図２および図３に示す実施形態において、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４には、複数の幅構造が設けられている。第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２は、長手方向Ｌに基本幅ｄを有している。第２のバスモジュール部１０４（バスモジュール部）のうちのいくつかは、それぞれ、長手方向Ｌに、基本幅ｄの整数倍（ｎ倍）の幅、この場合、具体的には、（図２および図３において４ｄで示す）基本幅ｄの４倍の幅を有している。そのため、この場合、該整数倍は、偶数倍、すなわち、４である。該基本幅の４倍は、特に、比較的大きなバックプレーンの組立てに適していることが確認されている。しかし、他のいずれかの適当な整数倍を選択してもよい。
【００７４】
図２および図３の実施形態を見て分かるように、別の第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、基本幅ｄに一致する幅を有している。そのため、第２のモジュール部（バスモジュール部）には、異なる幅を有する２つの幅構造、すなわち、基本幅ｄを有する第１の幅構造と、基本幅ｄの４倍である幅４ｄを有する第２の幅構造とが設けられている。したがって、該バックプレーンは、第１および／または第２の幅構造の第２のモジュール部（バスモジュール部）を互いに隣接させて配置することにより、自由に選択可能な方法で結合することができる。基本幅ｄの整数倍の幅を第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４に設けることにより、基本幅ｄを有する第２のモジュール部１０４のみを用いた場合と比較して、より少ない数の第２のモジュール部１０４を必要とすることになる。
【００７５】
図２に示す実施形態においては、すべての第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２が、長手方向Ｌに基本幅ｄを有している。しかし、長手方向Ｌに、基本幅ｄの整数倍（ｍ倍）、具体的には、偶数倍（例えば、２倍）の幅を有する他の第１のモジュール部１０２を設けることも可能である。例えば、他の第１のモジュール部は、長手方向に、基本幅ｄの２倍の幅を有することができる。そのため、第１のモジュール部（電子モジュール部）には、異なる幅を有する２つの幅構造、すなわち、該基本幅ｄを有する第１の幅構造と、基本幅ｄの整数倍（ｍ倍）の幅を有する第２の幅構造とが設けられている。その場合、第２の幅構造の第１のモジュール部は、互いに隣接する２つの第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４間の断絶箇所を越えて配置することができる。
【００７６】
図４は、第１のモジュール部１０２と、第２のモジュール部１０４と、第３のモジュール部１０６とを備えているモジュール１００の第１の実施形態に係る斜視図を示す。図４ａは、図４に示すモジュール１００の対応する断面図を示す。
【００７７】
第１または第２のモジュール部１０２，１０４は、この実施形態において、特に、図２および図３に関して説明したような第１または第２のモジュール部とすることができる。第３のモジュール部１０６は、ハウジング１０７を備えている。
【００７８】
第３のモジュール部１０６は、外部から信号または電圧を印加するための少なくとも１つの外部コネクタ１２９をさらに備えている。コネクタ１２９は、図１に関して説明したコネクタ２９とすることができ、または、該コネクタを備えることができる。
【００７９】
図４および図４ａにおいては、第３のモジュール部のハウジング１０７上に互いに隣接して配列されている複数の外部コネクタ１２９が図示されている。そのため、第３のモジュール部１０６は、以下においては、接続モジュール部とも呼ばれている。図示されている実施形態において、第３のモジュール部１０６は、単列状に配列されている（１６ポールおよび単列）１６個の外部コネクタ１２９を備えている。しかし、他のあらゆる適当な数および構成の外部コネクタも設けることができることを理解すべきである。外部コネクタは、（例えば、アクチュエータへの）出力信号を送信するための出力部、または、（例えば、センサからの）入力信号を受取るための入力部であってもよい。
【００８０】
既に図２に関連して説明したように、第１のモジュール部１０２と第２のモジュール部１０４は、機械的および電気的に結合して第１の結合構成を形成することができる。第１のモジュール部１０２と第３のモジュール部１０６もまた、機械的および電気的に結合して第２の結合構成を形成することができる。
【００８１】
図４および図４ａは、第１および第２の結合構成における該モジュール部を示す。
【００８２】
次に、該モジュール部の機械的組立てについて、図４ａを参照して以下詳細に説明する。図４ａを見て分かるように、第３のモジュール部（接続モジュール部）１０６は、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０４を着脱可能に保持することができる、または、該モジュール部が保持される旋回ホルダ要素１１２を有している。そのため、旋回ホルダ要素１１２は、旋回軸Ａ’によって旋回点Ｓ’を画成している。このようにして、第１のモジュール部１０２と第３のモジュール部１０６は、画成された運動経路に沿った旋回運動により、第２の結合構成に機械的に結合することができる。
【００８３】
図４ａを見て分かるように、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２もまた、第２のモジュール部１０４（バスモジュール部）を着脱可能に保持することができる、または、該モジュール部が保持される旋回ホルダ要素１１０を備えている。そのため、旋回ホルダ要素１１０は、旋回軸Ａによって旋回点Ｓを画成している。このようにして、第１のモジュール部１０２と第２のモジュール部１０４は、画成された運動経路に沿った旋回運動により、第２の結合構成に結合される。
【００８４】
図４ａに示す実施形態において、旋回ホルダ要素１１０，１１２は、いずれの場合でも、対応する他のモジュール部における切欠き部に係合する突出部（例えば、曲線状の突出部、フック等）を備えている。このようにして、旋回可能な接続部が設けられている。したがって、これらのモジュール部は、固定して画成された旋回点周りの単純な旋回運動によって、安全かつ確実に結合することができる。
【００８５】
図示されている実施形態において、第１のモジュール部１０２の旋回ホルダ要素１１０と、第３のモジュール部の旋回ホルダ要素１１２は、モジュール１００の反対側に互いに配置されている。したがって、第３のモジュール部１０６は、第１の方向へ離れて（図４ａの右に向かって）旋回することができ、また、第１のモジュール部１０２は、第１の方向とは逆の第２の方向へ離れて（図４ａの左へ向かって）旋回することができる。
【００８６】
次に、該モジュール部の電気的組立てについて、図４ａを参照してより詳細に説明する。第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２は、少なくとも１つの電気接点１２０を備え、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、第１の結合構成において、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４との間の電気的接続のために第１の電気接点１２０に接触する少なくとも１つの第１の電気的嵌合接点１３０を備えている。
【００８７】
第１のモジュール部１０２の第１の電気接点１２０は、非導電性基板上の導体トラックであり、その結果、プリント回路基板１２１が形成される。第２のモジュール部１０４の第１の嵌合接点１３０は、雄または雌コネクタ１３１内に配列されている接触要素（ピン）である。プリント回路基板１２１は、雄または雌コネクタ１３１に挿入することができる。したがって、プラグタイプの接続部が形成される。具体的には、複数の電気接点１２０と、複数の対応する嵌合接点１３０とが設けられている。複数の接点１２０は、プリント回路基板１２１上に、互いに隣接して配列されている。複数の対応する嵌合接点１３０は、それに応じて、雄または雌コネクタ１３１内に互いに隣接して配列されている。
【００８８】
図４および図４ａを見て分かるように、接点１２０と、対応する嵌合接点１３０は、それぞれ第１のグループを構成している。この実施形態において、第１のグループは、バスコネクタ１１７を用いて接続されている該通信バスの電圧または信号を、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４から第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２へ送信するという目的を果たす。
【００８９】
さらに、接点１２０’から成る第２のグループが、既に接点１２０および嵌合接点１３０に関連して説明したように、対応するプリント回路基板１２１’上に設けられ、対応する嵌合接点１３０’が、雄または雌コネクタ１３１’内に設けられている。この実施形態において、接点１２０’または嵌合接点１３０’の第２のグループは、バスコネクタ１１８を用いて接続されている供給電圧バスの電圧を、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４から第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２へ送信するという目的を果たす。
【００９０】
図５は、第３のモジュール部（接続モジュール部）１０６が取り外されている状態の、図４に示すモジュール１００の第１の実施形態の斜視図を示す。図５ａは、図５に示すモジュール１００の対応する断面図を示す。図５および図５ａを見て分かるように、第３のモジュール部（接続モジュール部）１０６もまた、少なくとも１つの電気接点１３２を備え、また、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２は、第２の結合構成において、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と第３のモジュール部（接続モジュール部）１０６との間の電気的接続のために、第３のモジュール部（バスモジュール部）１０６の第１の接点１３２に接触する少なくとも１つの対応する第１の電気的嵌合接点１２２を備えている。
【００９１】
第１のモジュール部１０２の第１の電気的嵌合接点１２２は、非導電性基板上の導体トラックであり、その結果、プリント回路基板１２３が形成される。第３のモジュール部１０６の第１の電気接点１３２は、雄または雌コネクタ１３３内に配列されている接触要素（ピン）である。プリント回路基板１２３は、雄または雌コネクタ１３３に挿入することができる。このようにして、プラグタイプの接続部が形成される。
【００９２】
具体的には、第３のモジュール部１０６の複数の第１の電気接点１３２と、第１のモジュール部１０２の複数の対応する第１の電気的嵌合接点１２２とが設けられている。第３のモジュール部１０６の複数の第１の電気接点１３２は、雄または雌コネクタ１３３内に互いに隣接して配列されている。それに応じて、第１のモジュール部１０２の複数の対応する第１の電気的嵌合接点１２２は、プリント回路基板１２３上に、互いに隣接して配列されている。
【００９３】
第１および第２のモジュール部１０２，１０４を、互いに接触させて第１の結合構成で固定するために、第１のモジュール部１０２（電子モジュール部）は、固定係合部１１４ｂを有する固定要素１１４を備えている。固定要素１１４または固定係合部１１４ｂは、第１および第２の位置に移動可能である。
【００９４】
図４および図４ａに示すように、第１の位置において、固定係合部１１４ｂは、第１の結合構成で第２のモジュール部１０４（バスモジュール部）と固定係合しており、その結果、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、互いに接触して固定される。図４ａに示す固定係合部１１４ｂは、第１の位置において、第２のモジュール部１０４の切欠き部１１５ｂに固定係合する突出部またはバーである。この機械的な係合は、何らかの適当な方法で実現または説明できることを理解すべきである。例えば、第２のモジュール部１０４の突出部またはバーもまた、第１のモジュール部１０２の切欠き部または固定要素１１４に係合することができる。
【００９５】
固定要素１１４の第２の位置（図４および図５には図示せず）において、固定係合部１１４ｂは、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４とが、互いに着脱可能であるように、第１の結合構成で配置されている。そのため、固定要素１１４の第２の位置において、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、互いに接触して固定されない。固定要素１１４は、固定作動部１１４ａをさらに備え、それを用いて、固定要素１１４は、第１の結合構成において、固定作動部１１４ａに力が及ぼされたときに、第１の位置と第２の位置との間で移動可能になっている。
【００９６】
図４、図４ａ、図５および図５ａを見て分かるように、第３のモジュール部１０６（接続モジュール部）もまた、第２の結合構成において、第１および第３のモジュール部１０２，１０６を互いに隣接させて固定するために、固定係合部１１６ｂを有する固定要素１１６を備えている。固定要素１１６または固定係合部１１６ｂは、第１および第２の位置に移動可能である。
【００９７】
第１の位置においては、図４ａに示すように、固定係合部１１６ｂは、第２の結合構成において、第１のモジュール部１０２（電子モジュール部）に固定係合し、その結果、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と、第３のモジュール部（接続モジュール部）１０６は、互いに接触して固定される。図４ａに示す固定係合部１１６ｂは、第１の位置において、第１のモジュール部１０２の切欠き部に固定係合する突出部またはバーである。この機械的な係合は、何らかの適当な方法で実現または説明できることを理解すべきである。例えば、第１のモジュール部１０２の突出部またはバーは、第３のモジュール部の切欠き部または固定要素１１６にも係合することができる。
【００９８】
図６は、第１のモジュール部が取り外されている状態の、図４〜図５に示す該モジュールの第１の実施形態の断面図を示す。以下、第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２と第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４との機械的組立てまたは取外しについて、より詳細に説明する。
【００９９】
第１のモジュール部（電子モジュール部）１０２のハウジング１０３は、この場合、境界面１０３ａを備え、また、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４のハウジング１０５は、（例えば、図４〜図５を見て分かるように）第１の結合構成または状態で互いに対向する（図６に示す）境界面１０５ａを備えている。このようにして境界面Ｇが画成される。
【０１００】
図４ａおよび図５ａにおいて、境界面Ｇは、図の平面に水平に広がっている。旋回軸面Ｅは（図６を見て分かるように）旋回軸Ａによって画成され、該旋回軸は、（上述したように）第１のモジュール部１０２の旋回ホルダ要素１１０によって画成されている。
【０１０１】
図６において、旋回軸面Ｅは、図の平面に垂直に広がっている。境界面Ｇと旋回軸面Ｅは、互いに直交している。第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４の境界面１０５ａは、該バックプレーンを形成している。
【０１０２】
第１のモジュール部１０２のプリント回路基板１２１，１２１’は、第２のモジュール部の境界面１０５ａを通って、ハウジング１０５内の（嵌合接点１３０，１３０’、または、雄または雌コネクタ１３１，１３１’を有する）対応する切欠き部に挿入することができる。そのため、第１のモジュール部（電子モジュール）１０２と、第２のモジュール部（バスモジュール部）１０４は、第１の結合構成または状態において、境界面Ｇ内で平面的に重なって位置している。
【０１０３】
図６ａは、図６に示す断面図の第１の拡大領域Ｘを示し、図６ｂは、図６に示す断面図の第２の拡大領域Ｙを示す。図６ａは、上述したように、第１のグループを構成する接点１２０と、対応する嵌合接点１３０を示す。図６ｂは、上述したように、第２のグループを構成する接点１２０’と、対応する嵌合接点１３０’を示す。第１の結合構成において、各接点１２０，１２０ａ，１２０ｂおよび１２０’，１２０ａ’，１２０ｂ’は、第１のモジュール部１０２と第２のモジュール部１０４との間の電気的接続のために、それぞれ、対応する嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂおよび１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’に接触する。接点１２０，１２０ａ，１２０ｂおよび１２０’，１２０ａ’，１２０ｂ’と、嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂおよび１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’は、それぞれ、旋回軸Ａに垂直に広がる接触面Ｋ内で、互いに隣接して配列されている。図６、図６ａおよび図６ｂにおいて、接触面Ｋは、図の平面内に、または図の平面と平行に広がっている。
【０１０４】
図６ａおよび図６ｂにおいては、例として、いずれの場合にも、第１の電気接点１２０または１２０’と、外側径方向で第１の接点に隣接している第２の接点１２０ａまたは１２０ａ’と、外側径方向で第２の接点に隣接している第３の接点１２０ｂまたは１２０ｂ’には、参照数字が与えられている。また、対応する嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂまたは１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’には、参照数字が与えられている。図６ａを見て分かるように、接点の第１のグループは、追加的な接点も備えている。どのような所望数の接点も設けることができることに留意すべきである。
【０１０５】
接点１２０，１２０ａ，１２０ｂおよび１２０’，１２０ａ’，１２０ｂ’は、それぞれ、対応するプリント回路基板１２１および１２１’上に設けられている。該接点は、それぞれ、非導電性基板上の導体トラックであり、その結果、プリント回路基板１２１または１２１’が形成される。該導体トラックは、具体的には、印刷および／またはエッチングによって設けることができる。
【０１０６】
嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂおよび１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’は、それぞれ、雄コネクタまたは雌コネクタ１３１内に配列されている接触要素（ピン）である。嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂおよび１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’は、該雄コネクタまたは雌コネクタ１３１内に互いに隣接して配置されている接点要素（ピン）である。
【０１０７】
プリント回路基板１２１，１２１’は、雄コネクタまたは雌コネクタ１３１，１３１’に挿入することができる。第１の結合構成において、プリント回路基板１２１，１２１’は、雄コネクタまたは雌コネクタ１３１，１３１’に挿入されている。したがって、どの接点１２０，１２０ａ，１２０ｂまたは１２０’，１２０ａ’，１２０ｂ’も、モジュール部１０２，１０４間の電気的接続のために、その対応する嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂまたは１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’に接触することができる。
【０１０８】
第１の電気接点１２０は、第１の外輪郭によって画成され、および旋回運動の運動経路に対する前縁部１２７を備える露出した接触領域Ｆ１２０を有している。具体的には、複数の接点１２０，１２０ａ，１２０ｂおよび１２０’，１２０ａ’，１２０ｂ’の各々は、図６、図６ａおよび図６ｂに示すように、外輪郭によって画成され、および該運動経路に対する前縁部を備える露出した接触領域Ｆ１２０を有している。
【０１０９】
露出した接触領域とは、具体的には、外側に向かって露出されているか、または接触可能である導電性領域を意味することを理解すべきである。電気的絶縁材料が、露出した接触領域Ｆ１２０の外側に見られる。接点の導体トラックは、該露出面から、第１のモジュール部１０２のハウジング内に伸びている。図６、図６ａおよび図６ｂを見て分かるように、電気的絶縁材料は、露出した接触領域Ｆ１２０を形成していないそれぞれの導体トラックの領域を覆って設けられている。そのため、露出した接触領域Ｆ１２０から、第１のモジュール部１０２のハウジング１０３までの該導体トラックの途中の部分は、図６、図６ａおよび図６ｂには図示されていない。
【０１１０】
該結合構成または状態における該外輪郭は、少なくとも、前縁部１２７で、旋回軸面Ｅに向かって傾斜している部分を備えている。図６ａにおいて、接点１２０，１２０ａ，１２０ｂの各々は、旋回軸面Ｅに向かって傾斜した部分を備えている。図６ｂにおいては、該接点の一部のみ、この場合、接点１２０’および１２０ａ’が、該旋回軸面に向かって傾斜している部分を備えている。図６ｂにおいては、第３の接点１２０ｂ’が、従来の矩形状の外輪郭を有する接触領域を有している。
【０１１１】
図６、図６ａおよび図６ｂにおける該傾斜した部分は、曲線部を備えている。該傾斜した部分は、少なくとも、旋回点Ｓ（図の外輪郭の下方右側の角部）からの最大径方向距離を有する第１の外輪郭の前縁部１２７の領域内に位置している。そのため、特に、外輪郭の重要な領域が改造されるか、または傾斜されている。該重要な領域は、（該前縁部全体に関して）旋回点Ｓからの最大径方向距離を有している外輪郭の前縁部１２７の領域である。
【０１１２】
一方で、嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂおよび１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’またはそれらの露出した接触領域の外輪郭は、傾斜した部分を有していない。嵌合接点１３０，１３０ａ，１３０ｂおよび１３０’，１３０ａ’，１３０ｂ’は、旋回軸面Ｅに平行なそれらの長手方向に伸びている。４辺または矩形状の外輪郭の場合、嵌合接点の露出した接触領域の外輪郭は、旋回軸面Ｅに垂直におよび／または平行にのみ伸びている。その外輪郭は、傾斜した部分を有していない。そのため、従来の雄コネクタまたは雌コネクタ１３１を依然として用いることができる。
【０１１３】
図７ａ、図７ｂおよび図７ｃは、それぞれ、（ハッチングで図示されている）接触領域Ｆ１２０を示し、その外輪郭は、少なくとも１つの曲線部を有する傾斜した部分を備えている。外輪郭は、該運動経路に対する前縁部１２７と、該運動経路に対する後縁部１２８とを有している。図７ａ〜図７ｃにおいて、該曲線部を有する傾斜した部分は、旋回点Ｓからの最大径方向距離ｘを有する前縁部１２７の領域または角部内に位置している。外輪郭の各点は、該旋回運動中に固定して画成された旋回点Ｓから一定の径方向距離ｘを有している。図７ａ〜図７ｃを見て分かるように、第１の外輪郭上の各点は、径方向距離ｘｌｉｍ（限界距離または臨界距離）よりも小さい径方向距離ｘを有している。
【０１１４】
図７ａにおいて、外輪郭は、４つの直線状の辺１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄを有する四辺外輪郭で、半径Ｒの曲線部を有する曲線状の辺１２６を有している。図７ａにおいて、該曲線部または曲線状の辺１２６を有する該傾斜した部分は、（点線で示す）従来の別の矩形状の外輪郭の角部に配置されている。そのため、この場合、従来の矩形状の外輪郭を発端として、１つの角部に面取り部が設けられている。図７ａに示す接触領域Ｆ１２０は、図６ｂに示す第１または第２の接点１２０’，１２０ａ’の接触領域に実質的に一致している。
【０１１５】
図７ｂにおいて、該外輪郭は、３つの直線状の辺１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃと、曲線部を有する（半径Ｒの）１つの曲線状の辺１２６とを備えた四辺の外輪郭である。図７ｂにおいて、該曲線部または曲線状の辺１２６を有する該傾斜した部分は、（点線で示す）別の従来の矩形状の外輪郭の辺上に配置されている。
【０１１６】
図７ｃにおいて、該外輪郭は、２つの直線状の辺１２４ａ，１２４ｂと、各々が曲線部を有する（半径Ｒの）２つの曲線状の辺１２６ａ，１２６ｂとを備えた四辺の外輪郭である。２つの曲線状の辺１２６ａ，１２６ｂは、互いに平行に伸びている２つの曲線状の辺である。また、２つの直線状の辺１２４ａ，１２４ｂは、互いに平行に伸びている２つの直線状の辺である。図７ｃに示す接触領域Ｆ１２０は、図６ａに示す接点１２０，１２０ａ，１２０ｂのうちの１つの接触領域に実質的に一致している。
【０１１７】
図８は、該モジュールの第１の実施形態の変形例に係る第１のモジュール部１０２の断面図を示す。図８ａは、図８に示す断面図の拡大領域Ｘを示す。第１の実施形態に関して示した記述および説明は、実施形態のこの変形例に同様に関連している。しかし、この変形例における傾斜した部分は、図６、図６ａおよび図６ｂに示す曲線部を有する傾斜した部分とは対照的に、直線を備えている。
【０１１８】
図９および図１０は、それぞれ、その外輪郭が、少なくとも１つの直線を有する傾斜した部分を備えている（ハッチングで示す）接触領域Ｆ１２０を示す。図９において、該外輪郭は、４つの直線状の辺１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄと、直線状の傾斜した辺１２５とを有する五辺の外輪郭である。そのため、図９において、該傾斜した部分は、まさに直線を有している。図９に示す接触領域は、図８および図８ａに示す接触領域Ｆ１２０に実質的に一致している。
【０１１９】
図９において、該直線または直線状の傾斜した辺１２５を有する該傾斜した部分は、（点線で示す）別の従来の矩形状の外輪郭の角部に配置されている。そのため、この場合、従来の矩形状の外輪郭を発端として、１つの角部に面取り部が設けられている。該傾斜した辺は、旋回軸面Ｅに対して特定の角度αを有している。角度αは、０°よりも大きく、および９０°よりも小さく、具体的には３０°〜６０°であり、特に、約４５°である。
【０１２０】
図１０において、該傾斜した部分は、４つの直線状の辺１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１２４ｄを有する四辺の外輪郭である。該外輪郭は、従来の矩形状の外輪郭であるが、傾斜して角部に配置されている。辺１２４ａおよび１２４ｃは、それぞれ、該傾斜した部分を備え、それぞれが、直線状の傾斜した辺を形成している。２つの直線状の傾斜した辺１２４ａ，１２４ｃは、互いに平行に伸びている。直線状の傾斜した辺１２４ａ，１２４ｃは、それぞれ、旋回軸面Ｅに関して特定の角度αを有している。
【０１２１】
これまで、該接触領域の外輪郭の具体的な実施形態を、図４〜図１０を参照して説明してきた。しかし、該接触領域が、上述したような該旋回軸面に向かって傾斜している部分を備えている限り、該接触領域の他の適切などのような外輪郭も用いることができることを理解すべきである。
【０１２２】
図１１ａおよび図１１ｂは、それぞれ、互いに隔離されている複数の接触領域ｆを有する接触領域Ｆ１２０を示す。図１１ａにおいて、互いに隔離されている接触領域ｆ１〜ｆ８は、それぞれ、円形または半円形の接触領域である。図１１ｂにおいては、互いに隔離されている接触領域ｆ１〜ｆ７は、それぞれ、三角形の接触領域である。したがって、複数の比較的小さな接触領域によって、所望の外輪郭を設けることができる。そのため、該外輪郭を様々な方法でマッチさせることができる。互いに隔離されている接触領域ｆから成る他のどのような外輪郭も用いることができることを理解すべきである。
【０１２３】
図１２は、第１のモジュール部１０２が、旋回運動によって位置決めされる状態の実施形態による、第１のモジュール部１０２および第２のモジュール部１０４の詳細の第１の断面図を示す。第１の実施形態に関して示した記述および説明は、この実施形態に同様に当てはまる。図１２に示す接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄは、それぞれ、図６ａに関連して既に説明したように、互いに平行に伸びている２つの曲線状の辺を有する外輪郭を備えた接触領域を備えている。
【０１２４】
第１のモジュール部１０２は、第１の電気接点１２０を備え、および第２のモジュール部１０４は、対応する電気的嵌合接点１３０を備えている。第２のモジュール部１０４は、外側径方向において、第１の嵌合接点１３０に隣接している第２の電気的嵌合接点１３０ａをさらに備えている。第２の電気的嵌合接点１３０ａは、第２の外輪郭によって画成されている露出した接触領域Ｆ１３０ａを有している。第１の接点１２０の第１の外輪郭上の各点は、旋回運動中の旋回点Ｓから一定の径方向距離ｘを有している。第２の嵌合接点１３０ａの第２の外輪郭上の各点は、該旋回運動中の旋回点Ｓから一定の径方向距離ｘを有している。第１の接点１２０の第１の外輪郭上の各点は、第２の外輪郭上の該点の（旋回点Ｓからの）最小径方向距離を有する第２の外輪郭の点Ｐｌｉｍ１の径方向距離ｘｌｉｍ１（限界距離または臨界距離）よりも小さい径方向距離ｘを有している。
【０１２５】
図１３は、第１のモジュール部１０２が、旋回運動によって位置決めされる状態の別の実施形態による、第１のモジュール部１０２および第２のモジュール部１０４の詳細の断面図を示す。第１の実施形態に関して示した記述および説明は、この実施形態に同様に当てはまる。しかし、図１３に示す実施形態においては、接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの外輪郭の傾斜した部分は、接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄと旋回点Ｓとの間の径方向距離ｘが増加するにつれて変化する。この変化は、該旋回運動にマッチされている。具体的には、該傾斜した部分は、該傾斜した部分または該外輪郭が該旋回運動にマッチされるように変化する。
【０１２６】
図１３に示す実施形態において、該直線状の傾斜した辺の角度α１，α２，α３は、接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄと、旋回点Ｓとの間の径方向距離ｘが増加するにつれて、旋回軸面Ｅに対して変化する。この場合、角度α１，α２，α３は、該径方向距離が増加するにつれて減少する。しかし、別の実施形態においては、該外輪郭も変化することができる。例えば、図１２に示す曲線部または曲線状の辺の半径は、接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄと、旋回点Ｓとの間の径方向距離ｘが増加するにつれて変化する（具体的には、減少する）ことができる。その結果、該旋回点に関連する各接点の正確な位置が考慮されるため、該旋回運動に対するより正確なマッチングが実現できる。
【０１２７】
上述した実施形態においては、該接点または複数の接点１２０の外輪郭のみが、傾斜した部分を有している。一方、該嵌合接点または複数の嵌合接点１３０の外輪郭は、傾斜した部分を有していない。嵌合接点１３０は、旋回軸面Ｅに平行なそれらの長手方向に伸びている。そのため、従来の雄コネクタまたは雌コネクタ１３１を依然として用いることができる。
【０１２８】
上述した実施形態において、第１のモジュール部１０２および第２のモジュール部１０４は、それぞれ、複数の接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄの最後の接点１２０ｄが、該旋回運動中に、対応する嵌合接点とともに最後に閉じるようにデザインされている。この場合、該露出した接触領域は、すべて、第１のモジュール部１０２の境界面１０３ａから同じ距離を有している。最後の接点１２０ｄは、旋回点Ｓから最大径方向距離ｘｍａｘを有する接点である。その結果、接点１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄに対する一定のクロージングシーケンスを定義することができる。これは、このクロージングシーケンスが、旋回軸Ｓ周りの該旋回運動の該定義された運動経路によって常に維持されることを意味する。制御装置１またはモジュール１００は、特に、組立て中に、最後の接点１２０ｄが閉じた場合の制御装置１またはモジュール１００の作動準備完了を示す信号を出力するための出力部を有することができる。したがって、該接点の固有のクロージングシーケンスを考慮に入れることにより、該モジュールの結合状態（または、作動準備）の安全表示が実現される。
【０１２９】
これまで、第１のモジュール部１０２と第２のモジュール部１０４との間の接触に関連して該傾斜した部分を説明してきたが、該傾斜した部分は、第１のモジュール部１０２と第３のモジュール部１０６との間の接触を参照して同様に説明することができることを理解すべきである。
【０１３０】
これまで、電気接点１２０、または、該傾斜した部分を有するその外輪郭を、該電子モジュール部の形態における第１のモジュール部１０２の一部として説明してきたが、特に、上述したようなプリント回路基板上の電気接点１２０、または、該傾斜した部分を有するその外輪郭は、ここで説明した該バスモジュール部の形態における第２のモジュール部１０４上に設けることも可能であることを理解すべきである。この場合、該傾斜した部分は、該旋回点（図の上方左側角部）からの最小径方向距離を有する該外輪郭の領域（該前縁部）に設けることができる。一般的に、上述したコンセプトの原理の逆転がいつでも可能であることを理解すべきである。
【０１３１】
第１および第２のモジュール部は、該定義された運動経路に沿った旋回運動によって結合することができる。これまで、静止した（非動の）第２のモジュール部１０４上での旋回運動による、第１のモジュール部１０２の組立てまたは位置決めについて説明してきたが、旋回運動を用いた他のどのような種類の組立ても可能であることを理解すべきである。例えば、第２のモジュール部１０４は、旋回運動によって、静止した（非動の）第１のモジュール部１０２上に位置決めすることができ、または、第１のモジュール部１０２と第２のモジュール部１０４の両方は、互いに対する旋回運動によって、互いに位置決めすることができる。これに関連して、該外輪郭の前縁部は、第１のモジュール部と第２のモジュール部との間の相対的な運動経路を考慮した場合に、それぞれの他のモジュール部に近い該外輪郭の端部を意味することを理解すべきであることを理解すべきである。
【０１３２】
これまで、工業設備の自動制御用の制御装置について説明してきたが、該制御装置は、他の用途を制御するのにも用いることができることを理解すべきである。さらに、該制御装置は、第１のモジュール部の電気接点と、第２のモジュール部の嵌合接点が（旋回運動によって）結合される他の何らかの装置とすることができる。
【図１】
0005924846.tif 000002
【図２】
0005924846.tif 000003
【図３】
0005924846.tif 000004
【図４】
0005924846.tif 000005
【図４ａ】
0005924846.tif 000006
【図５】
0005924846.tif 000007
【図５ａ】
0005924846.tif 000008
【図６】
0005924846.tif 000009
【図６ａ】
0005924846.tif 000010
【図６ｂ】
0005924846.tif 000011
【図７ａ】
0005924846.tif 000012
【図７ｂ】
0005924846.tif 000013
【図７ｃ】
0005924846.tif 000014
【図８】
0005924846.tif 000015
【図８ａ】
0005924846.tif 000016
【図９】
0005924846.tif 000017
【図１０】
0005924846.tif 000018
【図１１ａ】
0005924846.tif 000019
【図１１ｂ】
0005924846.tif 000020
【図１２】
0005924846.tif 000021
【図１３】
0005924846.tif 000022