(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器を制御する制御部と、
前記外部機器と前記制御部との間の信号を変換する入出力変換部と、
前記制御部を一方の側で保持して、前記入出力変換部を他方の側で保持する中空状の保持部材と、
前記外部機器を制御する第２制御部と、
前記外部機器の信号を変換して前記第２制御部へ入出力する第２入出力変換部と、
前記保持部材の下方に配置され、前記第２制御部を前記一方の側で保持して、前記第２入出力変換部を前記他方の側で保持する中空状の第２保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、
筐体に固定された固定部と、
前記固定部に対して前記一方及び前記他方に沿って移動して、前記制御部を保持する移動部と、
前記移動部の一端部に対して前記制御部の一端部を回動可能に支持する回動部と、
前記制御部の他端部と前記保持部材とを連結する連結部と、
を備え、
前記移動部の移動可能な距離は、前記第２制御部の前記一方及び前記他方に沿った方向の長さよりも長い
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部機器等との間で入出力する信号を変換する入出力変換部を介して、外部機器を制御する制御部を備えた制御装置が知られている。このような制御装置において、入出力変換部を交換することなく、制御部を交換して更新する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、制御装置は、入出力変換部及び制御部等を備えるので、大型化するといった課題がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化可能な制御装置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】
【０００６】
実施形態にかかる制御装置は、制御部と、保持部材と、入出力変換部と、第２制御部と、第２入出力変換部と、第２保持部材とを備える。制御部は、外部機器を制御する。入出力変換部は、外部機器と制御部との間の信号を変換する。保持部材は、中空状であって、制御部を一方の側で保持して、入出力変換部を他方の側で保持する。第２制御部は、外部機器を制御する。第２入出力変換部は、外部機器の信号を変換して第２制御部へ入出力する。第２保持部材は、中空状であって、保持部材の下方に配置され、第２制御部を一方の側で保持して、第２入出力変換部を他方の側で保持する。保持部材は、筐体に固定された固定部と、固定部に対して一方及び他方に沿って移動して、制御部を保持する移動部と、移動部の一端部に対して制御部の一端部を回動可能に支持する回動部と、制御部の他端部と保持部材とを連結する連結部と、を備える。移動部の移動可能な距離は、第２制御部の一方及び他方に沿った方向の長さよりも長い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる制御装置を備える分散制御システムの概略図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかる制御装置の詳細な斜視図である。
【図３】図３は、移動部が引き出された制御装置の詳細な斜視図である。
【図４】図４は、移動部が引き出されて制御部が回動した制御装置の詳細な斜視図である。
【図５】図５は、移動部が引き出されて制御部が回動した制御装置の詳細な斜視図である。
【図６】図６は、第２実施形態にかかる制御装置の詳細な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の例示的な実施形態や変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が部分的に省略される。実施形態や変形例に含まれる部分は、他の実施形態や変形例の対応する部分と置き換えて構成されることができる。また、実施形態や変形例に含まれる部分の構成や位置等は、特に言及しない限りは、他の実施形態や変形例と同様である。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる制御装置１４を備える分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed  Control  System）１０の概略図である。分散制御システム１０は、工場の生産システム等に適用される。図１に示すように、分散制御システム１０は、外部機器１２と、制御装置１４とを備える。
【００１０】
外部機器１２は、制御機器群２０と、現場入出力信号ケーブル２２と、中継端子台２４とを有する。
【００１１】
制御機器群２０は、センサ、スイッチ、バルブ、及び、ポンプ等であって、工場の生産現場等に配置される。現場入出力信号ケーブル２２は、制御機器群２０と中継端子台２４とを電気的または光学的な信号を入出力可能に接続する。中継端子台２４は、制御機器群２０に接続されている現場入出力信号ケーブル２２と、制御装置１４とを中継する。
【００１２】
制御装置１４は、筐体３０と、保持部材３２と、第１信号変換ケーブル３４と、入出力変換部３６と、第２信号変換ケーブル３８と、制御部４０と、直流電源分電盤４２と、交流電源分電盤４４と、ルーフファン４６とを有する。図１において、紙面の表方向を制御装置１４の前方として、紙面の裏方向を制御装置１４の後方とする。ユーザは、制御装置１４の部品交換等において、制御装置１４の前方で作業する。従って、制御装置１４の前方は、ユーザの作業位置の方向といえる。また、作業位置にいるユーザが、制御装置１４を見た場合の左右を制御装置１４の左右方向とする。
【００１３】
筐体３０は、中空の直方体形状に構成されている。筐体３０は、筐体天板部５０と、筐体底板部５２と、複数（例えば、６本）の柱部材５４と、開閉扉５５を有する。筐体天板部５０は、筐体３０の上面の少なくとも一部を覆う。筐体底板部５２は、筐体３０の底面の少なくとも一部を覆う。複数の柱部材５４は、筐体３０の側面に配置されている。例えば、３本の柱部材５４は、筐体３０の左側面に配置され、３本の柱部材５４が筐体３０の右側面に配置されている。複数の柱部材５４は、筐体３０の各側面において、等間隔で配置されている。柱部材５４の上端部は、筐体天板部５０と連結されている。柱部材５４の下端部は、筐体底板部５２と連結されている。柱部材５４は、筐体天板部５０と筐体底板部５２とを連結する。開閉扉５５は、前側の柱部材５４のいずれかに回動可能に設けられている。開閉扉５５は、閉状態では、筐体３０の前面を覆う。開閉扉５５は、閉状態では、前後方向に対して垂直となる。
【００１４】
保持部材３２は、筐体３０に支持されている。例えば、保持部材３２は、高さ方向において、筐体３０の中央部に配置されている。保持部材３２は、中空の直方体状に形成されている。保持部材３２は、中空の内側領域で、入出力変換部３６と、制御部４０と、直流電源分電盤４２と、交流電源分電盤４４とを保持する。保持部材３２の後方側の端部は、入出力変換部３６を保持する。保持部材３２の前方側の端部は、制御部４０を保持する。前方側は一方の側の一例であり、後方側は他方の側の一例である。換言すれば、保持部材３２は、制御部４０を一方の側で保持して、入出力変換部３６を他方の側で保持する。尚、図１においては、制御部４０は、入出力変換部３６とずらして記載している。これにより、保持部材３２は、前後方向に配列された入出力変換部３６及び制御部４０を保持する。
【００１５】
第１信号変換ケーブル３４は、外部機器１２の中継端子台２４と入出力変換部３６とを電気的または光学的な信号を入出力可能に接続する。
【００１６】
入出力変換部３６は、第１信号変換ケーブル３４または第２信号変換ケーブル３８を介して入出力される外部機器１２と制御部４０との間の信号を変換する。例えば、入出力変換部３６は、制御部４０から第２信号変換ケーブル３８を介して入力された信号を変換して、第１信号変換ケーブル３４を介して、変換した信号を外部機器１２へ出力する。入出力変換部３６は、外部機器１２から第１信号変換ケーブル３４を介して入力された信号を変換して、第２信号変換ケーブル３８を介して、変換した信号を制御部４０へ出力する。
【００１７】
第２信号変換ケーブル３８は、入出力変換部３６と制御部４０とを電気的または光学的な信号を入出力可能に接続する。
【００１８】
制御部４０は、外部機器１２の制御機器群２０を制御する。
【００１９】
直流電源分電盤４２は、外部電源と接続され、制御部４０に直流電力を供給する。直流電源分電盤４２は、保持部材３２の内部に保持されている。交流電源分電盤４４は、外部電源と接続され、制御部４０に交流電力を供給する。交流電源分電盤４４は、保持部材３２の内部に保持されている。制御装置１４では、直流電源分電盤４２及び交流電源分電盤４４が、保持部材３２の内部に保持されているので、制御装置１４を小型化できる。ルーフファン４６は、筐体３０の内部の空気を循環させる。
【００２０】
図２は、制御装置１４の詳細な斜視図である。図３は、移動部５８が引き出された制御装置１４の詳細な斜視図である。図４は、移動部５８が引き出されて制御部４０が回動した制御装置１４の詳細な斜視図である。図５は、移動部５８が引き出されて制御部４０が回動した制御装置１４の詳細な斜視図である。
【００２１】
図２〜図５に示すように、保持部材３２は、固定部５６と、移動部５８と、複数（例えば、２つ）の回動部６０と、複数（例えば、２つ）の連結部６２とを有する。
【００２２】
固定部５６は、筐体３０の柱部材５４に固定されている。固定部５６は、上板部６４と、下板部６６と、複数（例えば、２本）の後柱板部６８と、複数（例えば、２本）の前柱板部７０と、複数の案内部材７２とを有する。
【００２３】
上板部６４は、左側面の上部を覆う上左側面部７４と、後面の上部を覆う上後面部７６と、右側面の上部を覆う上右側面部７８と、上面を覆う固定天板部８０とを含む。尚、図２〜図４では、固定天板部８０は、省略されている。上左側面部７４、上後面部７６、上右側面部７８及び固定天板部８０は一体化され、連続して形成されている。上板部６４の前方は、開口している。上板部６４の上後面部７６は、入出力変換部３６の上端部を保持する。
【００２４】
下板部６６は、左側面の下部を覆う下左側面部８２と、後面の下部を覆う下後面部８４と、右側面の下部を覆う下右側面部８６と、下面を覆う固定底板部８８とを含む。下左側面部８２、下後面部８４、下右側面部８６及び固定底板部８８は一体化され、連続して形成されている。下板部６６の前方は開口している。下板部６６は、平面視において、上板部６４とほぼ同形状に形成されている。下板部６６の下後面部８４は、入出力変換部３６の下端部を保持する。
【００２５】
２本の後柱板部６８は、上下方向に延びる側面部と後面部とを含む。側面部と後面部は一体化され連続して形成されている。後柱板部６８は、平面視において、Ｌ字状に構成されている。一方の後柱板部６８の上端部は、上板部６４の上左側面部７４の後端部と、上板部６４の上後面部７６の左端部とに連結されている。一方の後柱板部６８の下端部は、下板部６６の下左側面部８２の後端部と、下板部６６の下後面部８４の左端部とに連結されている。他方の後柱板部６８の上端部は、上板部６４の上右側面部７８の後端部と、上板部６４の上後面部７６の右端部とに連結されている。他方の後柱板部６８の下端部は、下板部６６の下右側面部８６の後端部と、下板部６６の下後面部８４の右端部とに連結されている。これにより、２本の後柱板部６８は、上板部６４と下板部６６とを連結する。２本の後柱板部６８は、筐体３０の後側の２本の柱部材５４にそれぞれ固定されている。
【００２６】
２本の前柱板部７０は、上下方向に延びる。前柱板部７０は、上左側面部７４、上右側面部７８、下左側面部８２及び下右側面部８６に平行な平面状に形成されている。一方の前柱板部７０は、上左側面部７４の前端部と下左側面部８２の前端部とを連結する。他方の前柱板部７０は、上右側面部７８の前端部と下右側面部８６の前端部とを連結する。前柱板部７０は、筐体３０の前後方向の中央の柱部材５４に固定されている。
【００２７】
複数の案内部材７２は、前柱板部７０に設けられている。複数の案内部材７２は、前柱板部７０から内側に延びて突出している。
【００２８】
移動部５８は、固定部５６に対して前後方向に沿って（即ち、一方及び他方に沿って）移動する。移動部５８は、回動部６０を介して、制御部４０を保持する。移動部５８は、左移動部位９０と、右移動部位９２と、複数（例えば、２本）の上側移動梁９４と、下側移動梁板９６とを有する。
【００２９】
左移動部位９０は、上左側面移動板１００と、下左側面移動板１０２と、左側面柱板１０４と、上面左移動板１０６と、下面左移動板１０８とを有する。上左側面移動板１００、下左側面移動板１０２、左側面柱板１０４、上面左移動板１０６、及び、下面左移動板１０８は、一体に形成されている。
【００３０】
上左側面移動板１００は、固定部５６の上左側面部７４の外面の一部を覆うように配置されている。上左側面移動板１００には、前後方向に延びる案内溝１０９が形成されている。下左側面移動板１０２は、固定部５６の下左側面部８２の外面の一部を覆うように配置されている。下左側面移動板１０２には、前後方向に延びる案内溝１０９が形成されている。
【００３１】
案内溝１０９には、案内部材７２が挿入される。ここで、案内部材７２は、案内溝１０９に対して、固定されていない。換言すれば、案内部材７２は、移動部５８に対して、案内溝１０９の延びる前後方向に相対移動可能に設けられている。これにより、移動部５８は、固定部５６に対してスライドしつつ、前後方向、即ち、入出力変換部３６及び制御部４０の配列方向に移動できる。
【００３２】
左側面柱板１０４は、上左側面移動板１００の前端部と下左側面移動板１０２の前端部とを連結する。従って、左移動部位９０の後端部は、開口している。上面左移動板１０６は、上左側面移動板１００の上端部に設けられている。上面左移動板１０６は、固定天板部８０の下面の一部を覆う。下面左移動板１０８は、下左側面移動板１０２の下端部に設けられている。下面左移動板１０８は、固定底板部８８の上面の一部を覆う。
【００３３】
右移動部位９２は、上右側面移動板１１０と、下右側面移動板１１２と、右側面柱板１１４と、上面右移動板１１６と、下面右移動板１１８とを有する。上右側面移動板１１０、下右側面移動板１１２、右側面柱板１１４、上面右移動板１１６、及び、下面右移動板１１８は、一体に形成されている。
【００３４】
上右側面移動板１１０は、固定部５６の上右側面部７８の外面の一部を覆うように配置されている。下右側面移動板１１２は、固定部５６の下右側面部８６の外面の一部を覆うように配置されている。下右側面移動板１１２には、前後方向に延びる２本の案内溝１１９が形成されている。
【００３５】
案内溝１１９には、案内部材７２が挿入される。ここで、案内部材７２は、案内溝１１９に対して、固定されていない。換言すれば、案内部材７２は、移動部５８に対して前後方向に相対移動可能に設けられている。これにより、移動部５８は、固定部５６に対してスライドしつつ、前後方向に移動できる。
【００３６】
右側面柱板１１４は、上右側面移動板１１０の前端部と下右側面移動板１１２の前端部とを連結する。従って、右移動部位９２の後端部は、開口している。上面右移動板１１６は、上右側面移動板１１０の上端部に設けられている。上面右移動板１１６は、固定天板部８０の下面の一部を覆う。下面右移動板１１８は、下右側面移動板１１２の下端部に設けられている。下面右移動板１１８は、固定底板部８８の上面の一部を覆う。
【００３７】
上側移動梁９４は、左移動部位９０と右移動部位９２とを連結する。具体的には、一の上側移動梁９４は、前後方向における上面左移動板１０６の中央部と上面右移動板１１６の中央部とを連結する。他の上側移動梁９４は、上面左移動板１０６の前端部と上面右移動板１１６の前端部とを連結する。
【００３８】
下側移動梁板９６は、左移動部位９０と右移動部位９２とを連結する。下側移動梁板９６は、左移動部位９０及び右移動部位９２と一体に形成されていてもよい。下側移動梁板９６は、左側面柱板１０４の前側の下端部と右側面柱板１１４の前側の下端部とを連結する。下側移動梁板９６は、鉛直面に平行な平面状に形成されている。
【００３９】
複数の回動部６０は、左右方向に平行な軸の周りで、制御部４０を移動部５８に対して回動可能に保持する。回動部６０の一例は、蝶番である。回動部６０の一端部は、移動部５８の下端部に設けられた下側移動梁板９６に固定されている。回動部６０の他端部は、制御部４０の後面の下端部に固定されている。
【００４０】
複数の連結部６２は、移動部５８の上端部と制御部４０の上端部とを連結する。具体的には、一の連結部６２は、移動部５８の左側の上端部と、制御部４０の左側の上端部とを連結する。他の連結部６２は、移動部５８の右側の上端部と、制御部４０の右側の上端部とを連結する。連結部６２は、移動部５８の上部に収納可能に設けられている。従って、連結部６２は、制御部４０が図２の位置である状態では、移動部５８の上部に収納されている。
【００４１】
入出力変換部３６は、保持部材３２の固定部５６の後端部、即ち、後方側に設けられている。入出力変換部３６は、複数の外部側変換コネクタ１２０と、複数の内部側変換コネクタ１２２と、変換基板１２４とを有する。
【００４２】
外部側変換コネクタ１２０は、第１信号変換ケーブル３４を介して、外部機器１２の中継端子台２４に接続される。内部側変換コネクタ１２２は、第２信号変換ケーブル３８を介して、制御部４０に接続される。変換基板１２４は、固定部５６の後端部に固定されている。変換基板１２４は、外部側変換コネクタ１２０と内部側変換コネクタ１２２とを保持する。変換基板１２４は、外部側変換コネクタ１２０と内部側変換コネクタ１２２とを電気的に接続する。変換基板１２４は、鉛直面にほぼ平行に、かつ、前後方向にほぼ垂直に設けられている。
【００４３】
制御部４０は、保持部材３２の移動部５８の前端部、即ち、前方側に設けられている。換言すれば、制御部４０は、保持部材３２の他方の側に保持された入出力変換部３６に対して、保持部材３２の一方の側で保持されている。制御部４０は、前後移動する移動部５８とともに前後に移動する。制御部４０は、複数のコントローラユニット１２６と、制御基板１２８とを有する。
【００４４】
複数のコントローラユニット１２６は、第２信号変換ケーブル３８を介して、内部側変換コネクタ１２２と接続される。複数のコントローラユニット１２６は、予め格納されたプログラムによって、制御機器群２０を制御する。
【００４５】
制御基板１２８は、複数のコントローラユニット１２６を保持する。制御基板１２８は、移動部５８の前端部に固定されている。制御基板１２８は、鉛直面にほぼ平行に、かつ、前後方向にほぼ垂直に設けられている。従って、制御基板１２８は、変換基板１２４とほぼ平行に設けられている。制御基板１２８は、変換基板１２４の前方に設けられている。従って、前後方向において、制御基板１２８は、変換基板１２４と重なるように配置されている。制御基板１２８の下端部は、回動部６０の他端部に連結されている。これにより、制御基板１２８は、回動部６０によって、コントローラユニット１２６とともに回動可能に支持される。制御基板１２８は、２つの電源入力端子１３０を有する。一方の電源入力端子１３０は、直流電源分電盤４２と接続されている。一方の電源入力端子１３０は、直流電力を複数のコントローラユニット１２６へと供給する。他方の電源入力端子１３０は、交流電源分電盤４４と接続されている。他方の電源入力端子１３０は、交流電力を複数のコントローラユニット１２６へと供給する。
【００４６】
次に、制御部４０の交換作業について説明する。
【００４７】
まず、図２に示す状態から制御部４０の交換作業を開始する。次に、作業者は、図３に示すように、制御部４０とともに移動部５８を前方へ引き出す。作業者は、移動部５８を前方に引き出し可能な限界位置まで引き出すと、図４及び図５に示すように、制御部４０を回動部６０の周りで下方に回動させる。これによって、保持部材３２の前方が開口するので、入出力変換部３６が露出する。この状態で、作業者は、制御部４０と接続されている第２信号変換ケーブル３８を入出力変換部３６から引き抜く。
【００４８】
作業者は、制御部４０を回動部６０から取り外した後、連結部６２から取り外す。これにより、作業者は、制御部４０を制御装置１４から取り外す。次に、作業者は、連結部６２に新たな制御部４０を取り付けるとともに、制御部４０を回動部６０に取り付ける。作業者は、新たな制御部４０の第２信号変換ケーブル３８を入出力変換部３６の内部側変換コネクタ１２２に接続する。作業者は、制御部４０を回動部６０の周りに上方へ回動させた後、移動部５８を後方へと押し込む。この結果、制御部４０の交換作業が終了する。
【００４９】
上述したように、制御装置１４では、制御部４０が保持部材３２の前方で保持され、入出力変換部３６が保持部材３２の後方で保持されている。このように、制御装置１４では、制御部４０と入出力変換部３６とが前後方向にほぼ重なって保持されるので、制御装置１４の小型化を実現することができる。
【００５０】
上述したように、制御装置１４では、入出力変換部３６及び制御部４０が配列された前後方向に沿って、保持部材３２の移動部５８が移動可能に構成されている。これにより、入出力変換部３６及び制御部４０を前後方向に配列して小型化を実現しつつ、作業時には、入出力変換部３６と制御部４０との間の間隔を大きくすることができる。これにより、作業者は、大きくなった間隔を作業スペースとして有効利用することができる。
【００５１】
上述したように、制御装置１４では、回動部６０が回動可能に制御部４０を保持部材３２に保持するとともに、連結部６２が下方に回動された制御部４０を支持する。これにより、制御装置１４では、制御部４０を回動させて、保持部材３２の前方を開口させることができる。保持部材３２の後方に配置された入出力変換部３６の作業が容易になる。また、連結部６２が制御部４０を支持するので、作業者は下方に回動させた制御部４０を支えることなく制御部４０の落下を防止して作業することができる。これにより、制御装置１４は、交換作業に要する時間を短縮して、交換に要する作業コストを低減できる。また、制御装置１４が停止する時間を短縮することもできる。
【００５２】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態にかかる制御装置２１４の詳細な斜視図である。第２実施形態にかかる制御装置２１４は、複数の保持部材３２と、複数の第１信号変換ケーブル３４と、複数の入出力変換部３６と、複数の第２信号変換ケーブル３８と、複数の制御部４０と、複数の直流電源分電盤４２と、複数の交流電源分電盤４４とを有する。例えば、制御装置２１４は、２つの保持部材３２、２つの入出力変換部３６および２つの制御部４０等を有する。
【００５３】
２つの保持部材３２は、上下方向に配列されている。換言すれば、一方の保持部材３２は、他方の保持部材３２の下方に配置されている。上段の保持部材３２の移動部５８の前後方向における移動可能な距離Ｄ１は、下段の制御部４０の前後方向Ｄ２に沿った長さよりも長い。これにより、図６に示すように、上段の移動部５８が引き出された状態で、制御部４０が回動部６０の周りで下方に回動されても、上段の制御部４０が、下段の制御部４０に干渉することを抑制できる。尚、下段の制御部４０、入出力変換部３６、保持部材３２は、それぞれ第２制御部、第２入出力変換部、及び、第２保持部材の一例である。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…分散制御システム
１２…外部機器
１４…制御装置
３０…筐体
３２…保持部材
３６…入出力変換部
４０…制御部
５６…固定部
５８…移動部
６０…回動部
６２…連結部
２１４…制御装置
【図１】
0006495743.tif 000002
【図２】
0006495743.tif 000003
【図３】
0006495743.tif 000004
【図４】
0006495743.tif 000005
【図５】
0006495743.tif 000006
【図６】
0006495743.tif 000007