(57)【要約】【課題】従来のように用途別に選定し個別に取り付けていた絶縁装置が不要となり、配線の削減・絶縁装置の品種削減などによる品質向上とコスト削減が可能な端子台一体型アイソレータを得る。【解決手段】１以上の信号線接続用端子２が設けられた端子台１と、端子台１に設けられ、信号線接続用端子２を介する信号の入力および出力を行うための１以上の信号絶縁用アイソレータ６および７と、信号絶縁用アイソレータ６および７から電気的に絶縁されて端子台１に設けられ、信号絶縁用アイソレータ６および７に電源を供給するための供給電源絶縁用アイソレータ８とを備えている。【選択図】図１
2006178869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の信号線接続用端子が設けられた端子台と、
前記端子台に設けられ、前記信号線接続用端子を介する信号の入力および出力を行うための１以上の信号絶縁用アイソレータと、
前記信号絶縁用アイソレータから電気的に絶縁されて前記端子台に設けられ、前記信号絶縁用アイソレータに電源を供給するための供給電源絶縁用アイソレータと
を備えたことを特徴とする端子台一体型アイソレータ。
【請求項２】
前記信号絶縁用アイソレータは、前記信号線接続用端子を介して入力された入力信号が電流信号であった場合に、当該電流信号を電圧信号に変換するための電流／電圧変換回路を有していることを特徴とする請求項１に記載の端子台一体型アイソレータ。
【請求項３】
前記信号絶縁用アイソレータは、前記信号線接続用端子を介して入力された入力信号が予め設定されている所定の信号レベルと異なる信号レベルであった場合に、当該入力信号から前記所定の信号レベルの信号を生成するためのオフセット／ゲイン設定回路を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の端子台一体型アイソレータ。
【請求項４】
前記供給電源絶縁用アイソレータは、交流電源入力と直流電源入力との両方が可能な交流電源／直流電源両用の電源装置を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の端子台一体型アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は端子台一体型アイソレータに関し、特に、計装装置や制御装置などを収納する盤などに設置するプロセス信号接続用端子台等に用いる端子台一体型アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、計装装置や制御装置等の種々の装置において、雷等のノイズによる悪影響を防止するべく、入力側の信号回路と出力側の信号回路とを絶縁分離するためのアイソレータが提案され、開発されている。
【０００３】
従来の技術は、絶縁分離用の電源トランスに、給電クロックが入力される一次側巻線と正極性と逆極性の二次側巻線を備え、信号トランスからの出力信号を整流する倍電圧整流回路に備えた一対のスイッチ回路を、前記正逆一対の二次側巻線出力信号の立ち上がりエッジから所定時間遅延させるタイミング回路の出力で作動させる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術は以上のような構成であるため、入力側の信号を出力側に接続するまでの配線が多く材料費や作業費のコストアップに繋がることになる。また、配線接続箇所も多くなることにより電気的な不具合が発生する可能性も高い。さらに絶縁分離用の電源トランスも入出力の種類や信号種類および供給電源の種類により複数種類用意しておく必要があり、作業効率が悪くなる他、設置ミスや接続ミスなどを招く可能性もある。これらにより全体的なコストアップや品質低下に繋がる恐れもあった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、盤内の中継端子台と絶縁装置を一体化して、配線の削減・絶縁装置の品種削減などによる品質向上とコスト削減を図ることが可能な端子台一体型アイソレータを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、１以上の信号線接続用端子が設けられた端子台と、前記端子台に設けられ、前記信号線接続用端子を介する信号の入力および出力を行うための１以上の信号絶縁用アイソレータと、前記信号絶縁用アイソレータから電気的に絶縁されて前記端子台に設けられ、前記信号絶縁用アイソレータに電源を供給するための供給電源絶縁用アイソレータとを備えた端子台一体型アイソレータである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、１以上の信号線接続用端子が設けられた端子台と、前記端子台に設けられ、前記信号線接続用端子を介する信号の入力および出力を行うための１以上の信号絶縁用アイソレータと、前記信号絶縁用アイソレータから電気的に絶縁されて前記端子台に設けられ、前記信号絶縁用アイソレータに電源を供給するための供給電源絶縁用アイソレータとを備えた端子台一体型アイソレータであるので、従来のように用途別に選定し個別に取り付けていた絶縁装置が不要となり、配線の削減・絶縁装置の品種削減などによる品質向上とコスト削減が実現出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１（ａ）および（ｂ）は本実施の形態１に係る端子台一体型アイソレータの全体図である。本実施の形態に係る端子台一体型アイソレータは、端子台部１と、端子台部１に配設された複数の端子２と、アイソレータ部３と、アイソレータ部３に設けられたアイソレータ回路部４と、アイソレータ回路部４を保護しているフタ５とから構成されている。図１（ａ）はフタ５を閉めた状態の図であり、図１（ｂ）はフタ５を外した状態の図である。アイソレータ回路部４は、図１においては、一例として、４チャンネル分実装するものとして記述している。
【００１０】
また、図２は、本実施の形態１におけるアイソレータ回路部４の内部構成（１チャンネル分）を示した図である。アイソレータ回路部４は、入力回路部６（信号絶縁用アイソレータ）と、出力回路部７（信号絶縁用アイソレータ）と、電源回路部８（供給電源絶縁用アイソレータ）とから構成されている。これらの回路は、端子２に別個に接続されて、破線９に示す部分でそれぞれを互いに完全に絶縁し、３ポート絶縁を構成している。なお、図２において、符号１〜４は、図１と同一の構成部分については、対応関係が明確になるように、同一符号を付している。
【００１１】
なお、図１の概観および回路構成は実施の形態を示すための一例にすぎない。また、本実施の形態１のアイソレータ回路は、例として、４チャンネル分実装しているが、これについても一例にすぎない。以降、実施の形態１〜４についても例として４チャンネル実装の構成について記述する。
【００１２】
次に動作について説明する。外部からのアナログ入力信号は、まず、端子台部１の該当する端子２に接続され、装置内部のアイソレータ部３に入力される。例としてアナログ入力信号を電圧信号ＤＣ１〜５Ｖとして図２に記述する。アイソレータ部３の内部では入力回路部６で電圧信号ＤＣ１〜５Ｖを電気的に完全に絶縁し出力回路部７へ送る。そして出力回路部７では入力された電圧信号ＤＣ１〜５Ｖを出力用の電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡに変換し、該当する端子２から外部へ出力する。
【００１３】
このとき、入力回路部６および出力回路部７への供給電源は電源回路部８でそれぞれについて絶縁して、３ポート絶縁としているので、プロセスからのアナログ信号を入力端子に接続すれば「入力信号絶縁装置」として、また、計装装置や制御装置の出力信号を本装置の入力端子に接続すれば「出力信号絶縁装置」として使用することが可能である。また、本装置は上記回路を完全に独立した構造で４チャンネル分搭載しているため、チャンネル毎に「入力信号絶縁装置」または「出力信号絶縁装置」として使用することが出来る。この他、チャンネル毎の電源断も可能であるため、他の計装ループに悪影響を及ぼすことなく該当計装ループのみ電源断させ点検や配線変更することが可能である。むろんチャンネル毎に用意している電源端子を短絡すれば全チャンネル一括で電源供給することも可能である。
【００１４】
以上のように、本実施の形態１によれば、端子台に絶縁機能を持たせ一体型の装置とすることにより、端子台からアイソレータまでの配線を無くし、本装置一台で入出力の区別なく複数のアナログ信号の絶縁ができるようにした。また、プロセス信号を接続する端子台にアイソレータ機能を複数チャンネル分搭載し、さらに、入出力の種類や信号種類および電源種類を意識することなく使用できる構成としたので、従来のように用途別に選定し個別に取り付けていた絶縁装置が不要となり、盤内配線の削減・絶縁装置の品種削減などによる品質向上とコスト削減が実現出来る。また、本装置一台に複数個の絶縁回路を搭載したので省スペース化も図ることが出来る。
【００１５】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、入力信号は電圧信号ＤＣ１〜５Ｖのみに対応する回路について記載したが、本実施の形態２においては、図３に示すように入力回路部６に電流／電圧変換回路１０を搭載することにより、入力信号が電流の場合についても対応可能とした。例として入力信号が電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡの場合について記述する。電流／電圧変換回路１０は高精度抵抗などで構成し、入力信号が電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡの場合は電流／電圧変換回路１０内部の高精度抵抗にて電圧信号ＤＣ１〜５Ｖに変換する。このとき電流／電圧変換回路１０の機能を使用するか否かの切り替えは短絡片やスイッチなどを使用して行う。変換された電圧信号ＤＣ１〜５Ｖは、実施の形態１と同様に、電気的に完全に絶縁し出力回路部７へと送られる。そして出力回路部７で出力用の電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡに変換し外部へ出力する。これにより入力信号が電圧信号ＤＣ１〜５Ｖ以外に電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡの場合についても対応可能とした。また、本回路は４チャンネル分それぞれに独立して搭載しているので、回路毎に電流信号入力または電圧信号入力が選定できる。なお、本実施の形態に係る端子台一体型アイソレータの全体図は、図１と同じであるため、図１を参照し、ここでは説明を省略する。
【００１６】
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、入力回路部６に電流／電圧変換部１０を設けておき、入力信号が電圧信号でも電流信号でも対応可能にしたため、入力信号の電流／電圧信号を区別することなく使用することができ、汎用性を備えるとともに利便性が向上する。
【００１７】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、実施の形態１の構成に、さらに、電流信号入力にも対応出来る機能を追加したが、本実施の形態においては、さらに、図４に示すように、入力回路部６にゲイン・オフセット設定回路１１を追加することにより、異なる信号レベルの入力についても対応可能とした。なお、本実施の形態に係る端子台一体型アイソレータの全体図は、図１と同じであるため、図１を参照し、ここでは説明を省略する。
【００１８】
ゲイン・オフセット設定回路１１は高精度抵抗で構成し、例えば電圧信号ＤＣ０〜５Ｖ入力または電流信号ＤＣ０〜２０ｍＡの入力でも、電流／電圧変換回路１０およびゲイン・オフセット設定回路１１の機能により電圧信号ＤＣ１〜５Ｖを生成する。すなわち、電圧信号ＤＣ０〜５Ｖが入力されると、ゲイン・オフセット設定回路１１により、電圧信号ＤＣ１〜５Ｖに変換される。また、電流信号ＤＣ０〜２０ｍＡが入力されると、ゲイン・オフセット設定回路１１により電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡに変換されるとともに、当該電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡが電流／電圧変換回路１０により電圧信号ＤＣ１〜５Ｖに変換される。なお、ゲイン・オフセット設定回路１１と電流／電圧変換回路１０とによる変換の順序はどちらが先でも構わない。
【００１９】
このときゲイン／オフセット設定回路１１の機能を使用するか否かの切り替えは短絡片やスイッチなどを使用して行う。生成された電圧信号ＤＣ１〜５Ｖは実施の形態１および実施の形態２と同様に電気的に完全に絶縁し出力回路部７へと送られる。そして出力回路部７で出力用の電流信号ＤＣ４〜２０ｍＡに変換し外部へ出力する。これにより入力信号レベルが異なる場合においても対応可能とした。また、本回路は４チャンネル分それぞれに独立して搭載しているので、回路毎に入力信号レベルに対応したレンジが選定できる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態においては、実施の形態１および２と同様の効果が得られるとともに、さらに、入力回路部６に電流／電圧変換部１０とゲイン・オフセット設定回路１１とを設けておき、入力信号が電圧信号でも電流信号でも対応可能とするとともに、入力信号の信号レベルが異なる場合においても対応可能にしたため、入力信号レベルを区別することなく使用することができ、汎用性を備えるとともに利便性が向上する。
【００２１】
なお、図４は、図３の実施の形態２の構成に本実施の形態３のゲイン・オフセット設定回路１１を追加した例を示しているが、その場合に限らず、本実施の形態３のゲイン・オフセット設定回路１１は、図２の構成にも追加可能なことは言うまでもない。
【００２２】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、実施の形態２の構成に、さらに、異なる信号レベルの入力についても対応可能とする機能を追加したが、本実施の形態４においては、さらに、図５に示すように、電源回路部８に設けられている電源装置１２を直流電源ＤＣ２４Ｖ入力および交流電源ＡＣ１００Ｖ入力の両方に対応可能な電源とした。これにより従来のようにＤＣ２４Ｖ用およびＡＣ１００Ｖ用のアイソレータを個別に用意する必要がなく、また盤内に計装装置用電源として一般に多く使用されるＤＣ２４Ｖ電源が無い場合についても別途ＤＣ２４Ｖ用電源装置を用意することなく本装置一種類で対応可能とした。なお、本実施の形態に係る端子台一体型アイソレータの全体図は、図１と同じであるため、図１を参照し、ここでは説明を省略する。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、上述の実施の形態１〜３と同様の効果が得られるとともに、さらに、電源回路部８に設けられている電源装置１２を直流電源入力および交流電源入力の両方に対応可能な電源としたので、直流用および交流用のアイソレータを個別に用意する必要がないため、使用電源を区別することなく使用することができる。
【００２４】
なお、図５は、図４の実施の形態３の構成に本実施の形態４の電源装置１２を適用した例を示しているが、その場合に限らず、本実施の形態４の電源装置１２は、図２〜図３の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１〜４に係る端子台一体型アイソレータの全体の構成を示した斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る端子台一体型アイソレータのアイソレータ回路部４に設けられた１チャンネル分の内部回路構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る端子台一体型アイソレータのアイソレータ回路部４に設けられた１チャンネル分の内部回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る端子台一体型アイソレータのアイソレータ回路部４に設けられた１チャンネル分の内部回路構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４に係る端子台一体型アイソレータのアイソレータ回路部４に設けられた１チャンネル分の内部回路構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  端子台部、２  端子、３  アイソレータ部、４  アイソレータ回路部、５  フタ、６  入力回路部、７  出力回路部、８  電源回路部、９  破線、１０  電流／電圧変換部、１１  ゲイン・オフセット設定回路部、１２  電源装置。
【図１】
2006178869.tif 000003
【図２】
2006178869.tif 000004
【図３】
2006178869.tif 000005
【図４】
2006178869.tif 000006
【図５】
2006178869.tif 000007