(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール式バスシステム（１００）であって、
基部（１ａ）及び長手方向軸を有する支持レール（１）と、
前記支持レール（１）上に取り付け可能な少なくとも１つの基部モジュール（２）と、
前記モジュール式バスシステムと通信するための電気コネクタ（２３）及び電子装置（１２０）を含む少なくとも１つの入力／出力機能モジュール（３１〜３６）とを備え、
前記基部モジュール（２）は、前記入力／出力機能モジュール（３１〜３６）の前記電気コネクタ（２３）に電気的に接続される少なくとも２つの第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）の少なくとも１つのグループが接続されたバックプレーンプリント基板（２１）を有して、前記少なくとも１つの入力／出力機能モジュール（３１〜３６）に電気的に接続され、
前記少なくとも１つのグループの前記少なくとも２つの第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）は、前記基部（１ａ）に平行な平面内において前記支持レール（１）の前記長手方向に対して垂直に延びる想像線に沿って順に配置され、
前記入力／出力機能モジュール（３１〜３６）の前記電気コネクタ（２３）は、前記少なくとも１つの基部モジュール（２）の前記電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）の一方に電気的に接続されるように構成され、
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）の前記バックプレーンプリント基板（２１）上に、前記少なくとも１つの入力／出力機能モジュール（３１〜３６）の前記電子装置（１２０）と通信するように構成された電子装置（１１０）が配置され、
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）の前記電子装置（１１０）は、前記第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）に電気的に接続されて、前記第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）のいずれか一方に入力／出力機能モジュール（３１〜３６）が接続されているかどうかを検出し、接続されている場合には、前記第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）のどちら（両方）に入力／出力機能モジュール（３１〜３６）が接続されているかを検出するように適合されることを特徴とするモジュール式バスシステム（１００）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）の前記バックプレーンプリント基板（２１）の、前記支持レール（１）の前記長手方向軸に対して垂直且つ前記想像線に平行な少なくとも一方の側面に、さらなる基部モジュール（２）の相補的な第２の電気コネクタ（１２ｂ）に電気的に接続される第２の電気コネクタ（１２ａ）が配置され、前記相補的な第２の電気コネクタ（１２ｂ）は、前記さらなる基部モジュール（２）のバックプレーンプリント基板（２１）の、前記支持レール（１）の前記長手方向軸に対して垂直且つ前記想像線に平行な側面に配置される、請求項１に記載のモジュール式バスシステム（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）の前記電子装置（１１０）は、前記第２の電気コネクタ（１２ａ）に電気的に接続されている、請求項２に記載のモジュール式バスシステム（１００）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）の前記電子装置（１１０）は、前記少なくとも１つの基部モジュール（２）に接続された入力／出力機能モジュール（３１〜３６）が、互いに、及び／又は電子装置（１１０）と、及び／又は別の基部モジュール（２）に接続された入力／出力機能モジュールと通信できるように、前記第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）及び前記少なくとも１つの第２の電気コネクタ（１２ａ）に選択的に接続するように構成される、請求項２又は３に記載のモジュール式バスシステム（１００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）は、少なくとも２つのレセプタクル領域（１１ａ、１１ｂ）の少なくとも１つのグループを含むレセプタクル本体（９０）を有し、各レセプタクル領域（１１ａ、１１ｂ）は、前記支持レール（１）の前記基部（１ａ）に対して垂直に延びて入力／出力機能モジュール（３１〜３６）の少なくとも一部を収容するように構成され、前記少なくとも１つのグループの前記少なくとも２つのレセプタクル領域（１１ａ、１１ｂ）は、前記想像線に沿って順に配置されて、各レセプタクル領域（１１ａ、１１ｂ）は、前記第１の電気コネクタ（７０ａ、７０ｂ）の一方に関連する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモジュール式バスシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの基部モジュール（２）は、前記バックプレーンプリント基板（２１）及び前記レセプタクル本体（９０）を支持するように構成された、前記支持レール（１）に取り付け可能な支持プレート（８０）を含む、請求項５に記載のモジュール式バスシステム（１００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの基部モジュールに電気的に接続される電気コネクタ（１２ａ、１２ｂ）を含むヘッダー基部モジュール（４２）に電気的に接続可能なヘッダーモジュール（４）をさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のモジュール式バスシステム。
【請求項８】
前記ヘッダーモジュール（４）は、前記少なくとも１つの基部モジュール（２）に接続された前記入力／出力機能モジュール（３１〜３６）と通信するように構成される、請求項７に記載のモジュール式バスシステム。
【請求項９】
前記ヘッダー基部モジュール（４２）を介して前記ヘッダーモジュール（４）に接続されたバスカプラ（５）をさらに備える、請求項７又は８に記載のモジュール式バスシステム。
【請求項１０】
前記ヘッダーモジュール（４）及び前記バスカプラ（５）は、１つの電気コネクタ（１２）、及び／又は入力／出力機能モジュール（３１〜３６）を接続するための複数の電気コネクタ（１５）、及び／又は前記ヘッダーモジュール（４）及び／又はネットワークポート（５１）及び／又はコンピュータポート（５２）及び／又は別のポート（５３）を接続するための３つのさらなる電気コネクタ（１６、１７）を含むバックプレーンプリント基板（６０）を有するブリッジング基部モジュール（６２）を含む基部ブロックモジュール（６）を一定の組み合わせで画定する、請求項９に記載のモジュール式バスシステム。
【請求項１１】
前記支持レール（１）上に、該支持レール（１）の前記長手方向軸に沿って複数の基部モジュール（２）が横並びに配置される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のモジュール式バスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持レールに沿った方向に横並びに配置された個々の入力／出力機能モジュールを含むモジュール式バスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
個々の機能ユニット又は機能モジュールは、異なる設置幅、チャネル数及び接続要素数を有することができ、この結果、ステーションにおける全体的な機能性のための特定の全体幅が生じる。実際には、様々なユニット又はモジュールの空間要件については一定の厳密性が存在する。例えば、全体的な機能性のために必要なチャネルが、既存のユニット又はモジュールによって提供されるチャネルよりも少なくて済む場合には、支持レール沿いの空間が無駄になる。
【０００３】
独国実用新案第２０２０１１０００８３５号には、接続モジュール及び／又は機能モジュールをバス機能に接続する接続システムが記載されている。この接続システムは、複数のプラグインスロットを有する接続ブロックを含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国実用新案第２０２０１１０００８３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、モジュール式バスシステムにおける入力／出力機能モジュールの配置及びその通信オプションにさらなる柔軟性をもたらすという目的に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の重要な発想として評価できる点は、モジュール式バスシステムと通信するための集積電子装置を含む入力／出力機能モジュールを備え、これらを支持レールの長手方向沿いだけでなくレールを横切って配置する点である。
【０００７】
上述した技術的課題は、請求項１の特徴によって解決される。
【０００８】
従って、モジュール式バスシステムであって、
基部及び長手方向軸を有する支持レールと、
支持レール上に取り付け可能な少なくとも１つの基部モジュールと、
モジュール式バスシステムと通信するための電気コネクタ及び電子装置を含む少なくとも１つの入力／出力機能モジュールとを備え、
基部モジュールが、入力／出力機能モジュールの電気コネクタに電気的に接続される少なくとも２つの第１の電気コネクタの少なくとも１つのグループが接続されたバックプレーンプリント基板を有して、少なくとも１つの入力／出力機能モジュールに電気的に接続され、
少なくとも１つのグループの少なくとも２つの第１の電気コネクタが、支持レールの長手方向に対して垂直に延びる想像線に沿って一列に並んで、すなわち順に配置されて、支持レールの基部が位置する平面内又は基部と平行な平面内に位置し、
入力／出力機能モジュールの電気コネクタが、少なくとも１つの基部モジュールの電気コネクタの一方に電気的に接続されるように構成されたモジュール式バスシステムを提供する。
【０００９】
少なくとも１つの基部モジュールのバックプレーンプリント基板の、支持レールの長手方向軸に対して垂直な少なくとも一方の側面には、さらなる基部モジュールの相補的な第２の電気コネクタに電気的に接続される第２の電気コネクタが配置され、相補的な第２の電気コネクタは、さらなる基部モジュールのバックプレーンプリント基板の、支持レールの長手方向軸に対して垂直な側面に配置されることが好ましい。
【００１０】
なお、第１の及び第２の電気コネクタは、プラグインスロットの形で設けることができる。
【００１１】
少なくとも１つの基部モジュールのバックプレーンプリント基板上には、少なくとも１つの入力／出力機能モジュールの電子装置と通信するように構成された電子装置が配置されることがさらに好ましい。
【００１２】
少なくとも１つの基部モジュールの電子装置は、第１の電気コネクタ及び少なくとも１つの第２の電気コネクタに電気的に接続されて、第１の電気コネクタのいずれか一方に入力／出力機能モジュールが接続されているかどうかを検出し、接続されている場合には、第１の電気コネクタのどちら（両方）に入力／出力機能モジュールが接続されているかを検出するように適合されることが有利である。
【００１３】
少なくとも１つの基部モジュールの電子装置は、少なくとも１つの基部モジュールに接続された入力／出力機能モジュールが、互いに、及び／又は電子装置と、及び／又は別の基部モジュールに接続された入力／出力機能モジュールと通信できるように、第１の電気コネクタ及び少なくとも１つの第２の電気コネクタに選択的に接続するように構成されることがさらに有利である。
【００１４】
少なくとも１つの基部モジュールは、少なくとも２つのレセプタクル領域の少なくとも１つのグループを有するレセプタクル本体を有し、各レセプタクル領域は、支持レールの基部に対して垂直に延びて、入力／出力機能モジュールを少なくとも部分的に収容するように構成され、少なくとも１つのグループの少なくとも２つのレセプタクル領域は、支持レールの長手方向に対して垂直に延びる想像線に沿って一列に並んで、すなわち順に配置されて、支持レールの基部が位置する平面内又は基部と平行な平面内に位置し、各レセプタクル領域は、第１の電気コネクタの一方に関連することが好ましい。
【００１５】
少なくとも１つの基部モジュールは、バックプレーンプリント基板及びレセプタクル本体を支持するように構成された、支持レールに取り付け可能な支持プレートを含むことが有利である。
【００１６】
さらなる有利な実施形態では、少なくとも１つの基部モジュールに電気的に接続される電気コネクタを含むヘッダー基部モジュールに電気的に接続可能なヘッダーモジュールが設けられる。
【００１７】
さらなる有利な実施形態では、ヘッダーモジュールが、少なくとも１つの基部モジュールに接続された入力／出力機能モジュールと通信するように構成される。
【００１８】
本発明の有利な実施形態によれば、複数の基部モジュールが支持レール上に横並びに配置されて、垂直プラグインスロットがグリッドを形成するようになる。グリッドは、上下に配置された少なくとも２行のプラグインスロットを含む。このようにして、特定の設置幅の範囲内でさらに多くの異なる入力／出力機能モジュールを組み合わせてステーションを取得することができる。個々の入力／出力機能モジュールの設置幅に一貫性は必要なく、むしろグリッドユニットの２倍又は数倍の設置幅を選択することも可能であり、すなわち１つの入力／出力機能モジュールが、２つ又はそれよりも多くのグリッドユニットを占めることもできる。
【００１９】
モジュール式バスシステムは、水平プラグインスロットを介して少なくとも１つの基部モジュールに接続されたヘッダーモジュールを含むことができる。レールの長手方向におけるヘッダーモジュールの寸法は、予め定められたグリッドの寸法に近似するが、基部モジュールの幅より小さく又は大きくすることもできる。
【００２０】
モジュール式バスシステムは、ヘッダー基部モジュールを介してヘッダーモジュールに接続されたバスカプラを含むことが有利である。このヘッダー基部モジュールは、システムのグリッドに適合し、通常は一般的な基部モジュールよりも広い幅を占める。
【００２１】
ヘッダーモジュール及びバスカプラは、水平プラグインスロットと、ヘッダーモジュールと入力／出力機能モジュールのグループとを接続する複数の垂直プラグインスロットとを含むことができる共有のバックプレーンプリント基板を有する基部ブロックモジュールを一定の組み合わせで形成することができる。このような基部ブロックモジュールは、それ自体がバスステーションを画定することもできるが、水平プラグインスロットを介してさらなる基部モジュールを接続し、さらなる基部モジュールにさらなる入力／出力機能モジュールを備え、従ってさらに多くの機能性を有する大型のバスステーションの構築を可能にすることもできる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】支持レール上に横並びに分離して取り付けられた３つの基部モジュールを含む例示的なモジュール式バスシステムを示す図である。
【図２】入力／出力機能モジュールを示す図である。
【図３】さらなる入力／出力機能モジュールを示す図である。
【図４】さらなる入力／出力機能モジュールを示す図である。
【図５】さらなる入力／出力機能モジュールを示す図である。
【図６】さらなる入力／出力機能モジュールを示す図である。
【図７】さらなる入力／出力機能モジュールを示す図である。
【図８】基部モジュールと、基部モジュールに挿入されようとしている様々な入力／出力機能モジュールとを組み合わせた図１のモジュール式バスシステムを示す図である。
【図９】入力／出力機能モジュールを基部モジュールに挿入して入力／出力バスステーションがヘッダーモジュールを含む、図１及び図８に示すモジュール式バスシステムを示す図である。
【図１０】基部モジュールを分離して基部モジュールのバックプレーンプリント基板を露出させた図９のモジュール式バスシステムを、図２に示す入力／出力機能モジュールの２つのプリント基板と共に示す図である。
【図１１】統合バスカプラを含む基部ブロックモジュールを示す図である。
【図１２】図１１に示す基部ブロックモジュールの露出したバックプレーンプリント基板を示す図である。
【図１３】図１に示す基部モジュールの隣に図１１に示す基部ブロックモジュールを含むさらなる例示的なモジュール式バスシステムを示す図である。
【図１４】入力／出力機能モジュールを備えた基部モジュールに基部ブロックモジュールを結合した図１３のモジュール式バスシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に、支持レール１上に互いに間隔を空けて取り付けられ、好ましくは支持レール１に差し込まれた３つの分離した基部モジュール２を含む例示的なモジュール式バスシステム１００の一部を示す。この時点で既に、基部モジュール２は、例えば図８又は図９に示すように、正しい動作のために互いに電気的に接続されるとともに、任意に機械的にも接続されると気付くはずである。
【００２５】
基部モジュール２及びその構成要素の支持レール１に対する幾何学的配列は、軸ｘ、ｙ及びｚを含む三次元座標系を用いて最も容易に説明することができ、図１では、支持レール１の長手方向軸がｘ軸と一致する。支持レール１は、図１で選択した視野のｘ方向に延びてｘ軸及びｚ軸に及ぶ平面内に位置する基部１ａを有する。この時点で、支持レール１は、図８、図９、図１１、図１３及び図１４において同じ平面内に配置されていると気付くはずである。図１０及び図１２に限り、支持レール１の長手方向軸はｙ軸と平行に延び、支持レールの基部１ａは、ｙ軸及びｚ軸に及ぶ平面内に位置する。
【００２６】
以下、図１と図１０を併せて検討する。
【００２７】
図１０には、レセプタクル本体９０を除去することによってバックプレーンプリント基板２１を露出させた図１に示すモジュール式バスシステム１００をヘッダーモジュール４と共に示す。ヘッダーモジュール４は、バックプレーンプリント基板４３に電気的に接続することができ、これをさらに支持プレート４２に取り付けて支持レール１上に取り付けることができる。バックプレーンプリント基板４２上には、基部モジュール２に電気的に接続するための電気コネクタ１２が配置される。また、例えば図２に示す入力／出力機能モジュール３１の内部構成も示す。
【００２８】
図１０で分かるように、各基部モジュール２は、支持レール１を制御キャビネット内に取り付けた時に通常は垂直面内に配置される主平面又は基部を含むバックプレーンプリント基板２１を有する。換言すれば、図１に示す基部モジュールのバックプレーンプリント基板２１の基部はｘ−ｚ平面内に位置するのに対し、図１０に示すバックプレーンプリント基板２１の基部はｙ−ｚ平面内に位置する。図１に示すように、各基部モジュール２は、例えばボックス状又はレセプタクル状のプラグインスロットの形の複数のレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂをさらに含み、この中にそれぞれの入力／出力機能モジュールをｙ方向に、又は支持レールの基部１ａに対して垂直に、従ってバックプレーンプリント基板２１に対して垂直に挿入することができる。このような入力／出力機能モジュールを、例えば図２に示し、参照数字３１で表す。例えば、各基部モジュール２は、６つのレセプタクル領域又はプラグインスロット１１ａ及び１１ｂを有し、例えば３つのプラグインスロット１１ａ及び３つのプラグインスロット１１ｂをｘ軸に又は支持レール１の長手方向軸に関して対称に配置することができる。換言すれば、各それぞれのレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂの対は、ｚ軸と平行に延びる想像線上に位置するレセプタクル領域のグループを形成する。従って、それぞれのグループに属するレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂは、支持レール１の長手方向軸に対して垂直に配置され、支持レール１の基部１ａと同じ平面内に位置する。レセプタクル領域１１ａ及び１１ｂの各グループは、ｚ軸と平行な線に沿って配置された２つよりも多くのレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂを有することもできる。従って、図１に一例として示す基部モジュール２の各々は、それぞれが２つのレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂを有する３つのグループを有し、これらのグループは、ｘ軸又は支持レール１の長手方向軸に沿って一列に並んで、すなわち順に配置される。
【００２９】
図１に一例として示すレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂの各々は、矩形の断面形状を有することができ、グループのレセプタクル領域の長手方向軸は、ｚ軸と平行に延びる線上に位置する。各レセプタクル領域１１ａ及び１１ｂは、ｙ方向に延びる所定の高さを有する。６つのレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂは、例えばプラスチック製の部品である単体構造のレセプタクル本体９０に統合することができる。なお、各レセプタクル本体９０は、少なくとも２つのレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂから成る少なくとも１つのグループを含む。レセプタクル本体９０は、主に入力／出力機能モジュール３１を挿入する際にこれらを導き、その後に支持する役割を果たす。
【００３０】
例えば、図１及び図１０で分かるように、各基部モジュール２は、それぞれのバックプレーンプリント基板２１が好ましくは取り外し可能に取り付けられた支持プレート８０をさらに含むことができる。各基部モジュール２は、このような支持プレート８０を用いて支持レール１に取り付けることができる。この目的のために、各支持プレート８０は、それぞれの保持手段及び／又は係止手段を有する。
【００３１】
組み立てた状態では、各レセプタクル本体９０が支持プレート８０上に取り付けられることにより、各バックプレーンプリント基板２１は、その底面を支持プレート８０によって取り囲まれ、その側面をレセプタクル本体９０によって取り囲まれるようになる。このことは、図１と図１０を併せると最も良く分かる。
【００３２】
さらに図１０から分かるように、各バックプレーンプリント基板２１上には、複数の第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂが配置されて、バックプレーンプリント基板２１に取り付けられた電子装置１１０に電気的に接続される。従って、各基部モジュール２は、集積電子装置を含む。第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂは、レセプタクル本体９０を取り付けた時にレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂと位置合わせして配置される電気コネクタブロック又は電気プラグインスロットの形を取ることができる。換言すれば、それぞれの第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂの対は、ｚ軸と平行な想像線上に位置するグループを形成する。従って、第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂは、支持レール１の長手方向軸に対して垂直に延び、支持レール１の基部１ａと同じ平面内又は基部１ａと平行な平面内に位置する。各グループは、２つよりも多くの第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂを含むこともできる。
【００３３】
従って、図１０に一例として示す各基部モジュール２は、それぞれが２つの第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂを含む３つのグループを有し、これらのグループは、支持レール１のｙ軸又は長手方向軸に沿って順に配置される。図１０に示す電気コネクタ７０ａ及び７０ｂの各々は矩形の断面形状を有し、各電気コネクタの長手方向軸はｚ軸に平行である。従って、１つのグループの電気コネクタ７０ａ及び７０ｂは、ｚ軸と平行に延びる線上に位置する。
【００３４】
図１０で分かるように、図２〜図４に一例として示す各入力／出力機能モジュールは、機能的回路基板と呼ぶことができる回路基板２２を含み、この回路基板２２に、電子装置１２０と、バックプレーンプリント基板２１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂを補完する電気コネクタ２３とが取り付けられる。各入力／出力機能モジュールの電気コネクタ２３は、機能的回路基板２２の底面上に配置されて、組み立てた状態で支持レール１の基部１ａに面することにより、入力／出力機能モジュールを基部モジュール２内に取り付けた時に、機能的回路基板２２が第１の電気コネクタ７０ａ又は７０ｂの一方と結合できるようになる。さらに、各入力／出力機能モジュールの機能的回路基板２２上には、センサ又はアクチュエータ（図示せず）などの外部装置を接続するために使用できるさらなる電気コネクタ１４を配置することもできる。さらなる電気コネクタ１４は、機能的回路基板２２の、電気コネクタ２３が配置される端部とは反対側の端部に配置される。電気コネクタ２３及び１４は、矩形の断面形状を有することができ、そのそれぞれの長手方向軸は、取り付け状態においてそれぞれの入力／出力機能モジュールをレセプタクル領域１１ａ又は１１ｂ内に固定した時にｚ方向に整列する。
【００３５】
図２に示す入力／出力機能モジュール３１は、レセプタクル領域１１ａ又は１１ｂの一方にｙ方向に挿入することができ、挿入された状態では、入力／出力機能モジュール３１の電気コネクタ２３が、第１の電気コネクタ７０ａ又は７０ｂの一方と電気的に結合し、すなわち接続される。例えば、図１０にこの状態を示す。
【００３６】
例えば図９には、挿入された状態の入力／出力機能モジュール３１を示す。
【００３７】
図１０に示す支持レール１の向きでは、図２に示す入力／出力機能モジュール３１などの入力／出力機能モジュールが、それぞれのレセプタクル領域１１ａ又は１１ｂにｘ方向に挿入されるのに対し、図１又は図９に示す支持レール１の向きでは、入力／出力機能モジュールが、それぞれのレセプタクル領域１１ａ又は１１ｂにｙ方向に挿入される。
【００３８】
図１０に示す各バックプレーンプリント基板２１の電子装置１１０は、電気コネクタ７０ａ及び／又は７０ｂが入力／出力機能モジュールに電気的に接続されているかどうかを検出し、接続されている場合には、電気コネクタ７０ａ及び／又は７０ｂのどちら（又は両方）がそれぞれの入力／出力機能モジュールに電気的に接続されているかを検出するように適合できる評価及び制御手段を含むことができる。これが可能な理由は、電気コネクタ７０ａ及び７０ｂが電子装置１１０に所定の順序で接続されるからである。
【００３９】
各バックプレーンプリント基板２１は、それぞれの基部モジュール２を支持レール１上に取り付けた時に図１に示す座標系のｚ軸と平行になるバックプレーンプリント基板２１の側面に配置された少なくとも１つの第２の電気コネクタ１２ａ及び／又は１２ｂを含む。各バックプレーンプリント基板２１は、２つの第２の電気コネクタ１２ａ及び１２ｂを含み、それぞれの電気コネクタがバックプレーンプリント基板２１のいずれかの側に配置されることが好ましい。それぞれのバックプレーンプリント基板２１の２つの第２の電気コネクタ１２ａ及び１２ｂは相補的であって、例えばプラグコネクタとソケットコネクタの形を取り、支持レール１に複数の基部モジュール２を取り付け次第、隣接する基部モジュール２の第２の電気コネクタ１２ａ又は１２ｂと整列する。従って、第２の電気コネクタ１２は、基部モジュール２を互いに電気的に接続するために使用される。実際には、例えば図９に示すように、基部モジュール２は、互いに近接して互いに信頼できる電気的接続が確立されるまで、支持レール１上で相対的に摺動自在に変位することができる。基部モジュール２が互いに近接して配置されると、図１に示すボックス状又はソケット状のレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂが、例えば２行のグリッドユニットを含むグリッドの形の垂直なプラグインスロットを画定する。このグリッドは、いずれかの所望の好適な配置の入力／出力機能モジュールを備えることができる。
【００４０】
図１０に示す各バックプレーンプリント基板２１の電子装置１１０は、第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂと第２の電気コネクタ１２ａ及び１２ｂとを選択的に相互接続できるような、電子装置１１０の内部に統合できるスイッチング回路網を駆動することができる。このようにして、基部モジュール２の第１の電気コネクタ７０ａ又は７０ｂに接続された入力／出力機能モジュールは、互いに、及び／又は第２の電気コネクタ１２を介して隣接する基部モジュール２の入力／出力機能モジュールと選択的に通信することができる。この通信は、それぞれの基部モジュール２又はそれぞれの関連するバックプレーンプリント基板２１の電子装置１１０と、それぞれの入力／出力機能モジュールに統合された電子装置１２０とによって制御される。或いは、各バックプレーンプリント基板２１が、第１の電気コネクタ７０ａ及び７０ｂと第２の電気コネクタ１２ａ及び１２ｂとを固定して接続するスイッチング回路網を含むこともできる。このようにして、入力／出力機能モジュール及び基部モジュール２は、この目的のために適切に構成された電子装置を含むヘッダーモジュール５と通信することができる。ヘッダーモジュール５については、とりわけ図９に示す。
【００４１】
各入力／出力機能モジュールの電子装置１２０は、例えばそれぞれの入力／出力機能モジュールの機能性、メーカー、又は他のモジュール固有の識別子に関する情報を記憶するメモリ（図示せず）を含むことができる。機能性に関する情報は、例えばアナログ入力、デジタル入力、デジタル出力及び／又はアナログ出力を有する入力／出力機能モジュールに関する情報を含む。各入力／出力機能モジュールの電子装置１２０は、入力／出力機能モジュールが基部モジュール２に電気的に接続されているかどうかを検出するように適合することができる。各入力／出力機能モジュールは、入力／出力機能モジュールが接続された基部モジュール２の電子装置１１０からの要求の有無に関わらず、記憶されている情報を基部モジュール２の電子装置１１０に送信するようにさらに適合することができる。従って、各基部モジュール２又は各バックプレーンプリント基板２１の電子装置１１０は、差し込まれた入力／出力機能モジュールを検出すると、検出された入力／出力機能モジュールの電子装置１２０に、記憶されている情報を供給するように要求するよう適合することができる。
【００４２】
図２〜図７には、様々な実施形態の入力／出力機能モジュール３１〜３６を示す。
【００４３】
図２には、図１０に示す機能的プリント基板２２が内部に配置されたハウジング１３０を含む入力／出力機能モジュール３１を示す。また、例えばセンサ又はアクチュエータなどの外部装置を接続できる、正面垂直プラグインスロットとも呼ばれる、図１０に示すような電気コネクタ１４も見える。さらに、図２には、支持レール１の基部１ａに面する、図１０に示す電気コネクタ２３も示す。電気コネクタ２３は、レセプタクル領域１１ａ又は１１ｂ内にｙ方向に、従って支持レール１の基部１ａに対して垂直な向きで挿入されるので、背面垂直プラグインスロットと呼ぶこともできる。ハウジング１３０は、断面形状が基本的に図１に示すレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂの断面形状に対応することによってレセプタクル領域１１ａ又は１１ｂの一方に挿入できるハウジング部分１３５を有する。ハウジング１３０は、ハウジング部分１３５の断面よりも大きな断面の第２のハウジング部分１３７を有することもできる。図１に示す座標系のｙ方向におけるハウジング部分１３５及び１３７の寸法は、挿入された状態において、ハウジング部分１３７の突き出た周縁部がそれぞれのレセプタクル領域１１ａ又は１１ｂの外縁上に係合し、バックプレーンプリント基板２１のそれぞれの第１のコネクタ７０ａ又は７０ｂが入力／出力機能モジュール３１の機能的回路基板２２の電気コネクタ２３に電気的に接続されるようになっている。図１０では、機能的回路基板２２の外側輪郭がハウジング１３０の形状と一致することが分かる。
【００４４】
入力／出力機能モジュール３１、３２及び３３の実施形態は、基部モジュール２の垂直プラグインスロット１１ａ又は１１ｂのそれぞれに適合し、従って基部モジュール２の垂直スロット１１ａ又は１１ｂの上側及び下側の行に挿入することができる。図２〜図４に示す入力／出力機能モジュール３１〜３４の実施形態は、端子接点の数、又はそれぞれの電気コネクタ１４、１４’及び１４’’のサイズのみが異なる。
【００４５】
図５及び図６に示す入力／出力機能モジュール３４及び３５は、それぞれがハウジング１５０を有し、それぞれの内部に２つの入力／出力機能モジュールが配置される。入力／出力機能モジュール３４及び３５は、それぞれ電気コネクタ１４’’’及び１４’’’’のサイズのみが異なる。ハウジング１５０は、２つの別個の機能的プリント基板を収容し、これらのそれぞれの機能及び構成は、図１０に示す機能的プリント基板２２のものに対応することができる。ハウジング１５０は、それぞれが図１に示す２つのレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂの断面よりもわずかに小さな断面を有する、ｙ方向に延びる２つのハウジング部分１５１及び１５２を有する。ハウジング１５０は、２つのハウジング部分１５１及び１５２に隣接する、ｚ方向に延びるハウジング部分１５３をさらに有する。２つのハウジング部分１５１及び１５２は、２つの隣接するレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂ間のｚ方向の間隔に対応するｚ方向の間隔を間に保って配置される。電気コネクタ１４、１４’’’、１４’’’’及び２３がそれぞれ示されている。従って、図１に示すレセプタクル領域１１ａ及び１１ｂのグループに、ハウジング１５０、又はその内部に配置された２つの入力／出力機能モジュールを挿入することができる。図７に示す入力／出力機能モジュール３６は、第３の電気コネクタ１４が備わっている点のみが図５及び図６に示す実施形態と異なる。
【００４６】
図８には、３つの基部モジュール２がブロックに組み合わさって電気的に相互接続され、これに様々な実施形態の入力／出力機能モジュール３１〜３５が結合されようとしている図１に示すモジュール式バスシステム１００を示す。３つの基部モジュール２のレセプタクル本体９０も示す。
【００４７】
図９には、３つの基部モジュール２が結合された例示的なバスシステム１００からレセプタクル本体９０を取り除いたものを示す。基部モジュール２には、入力／出力機能モジュール３１〜３５が結合されている。また、それぞれが適当な基部モジュール又は対応するバックプレーンプリント基板に電気的に接続されたヘッダーモジュール４及びバスカプラ５も示す。ヘッダーモジュール４は、図１２に示すプラグ又は電気コネクタ１６、１７のタイプの３つのさらなるプラグコネクタ又はプラグインスロットを含むヘッダー基部モジュール４２に接続される。ヘッダーモジュール４は、それ自体が、入力／出力機能モジュールの背面垂直プラグインスロット２３に対応するそれぞれの嵌合コネクタ（図示せず）を備える。バスカプラ５は、別のバスシステム又は別のネットワークに接続するためのネットワークポート５１と、他の１つのポート５３とをさらに含む。
【００４８】
説明上の理由で個々の部品を互いに離して示しているが、最終組み立て状態では、基部モジュール２とヘッダーモジュール４とが互いに隣接して機能ユニットを形成すると指摘したい。
【００４９】
図１１には、ヘッダーモジュール４の機能ユニットと、バスカプラ５と、レセプタクル領域１５を有するブリッジング基部モジュール６２との固定された組み合わせを含む、支持レール１に取り付けられた基部ブロックモジュール６を示す。バスカプラ５は、ネットワークポート５１に加えて、コンピュータポート５２と他の１つポート５３とをさらに含む。
【００５０】
図１２には、入力／出力機能モジュールを含むモジュール式バスシステムに適した又は必要な全てのポート又は電気コネクタ５１、５２、５３、１２及び１５、並びに１６及び１７が配置された、図１１に示す基部ブロックモジュール６の露出したバックプレーンプリント基板６０を示す。さらに、バックプレーンプリント基板６０上には、マイクロコントローラ又はマイクロプロセッサ及びメモリ素子を含むことができる電子装置１１０’を設けることもできる。電子装置１１０’は、電子装置１１０の全ての機能を実行できることが好ましい。具体的には、電子装置１１０’は、電気コネクタ１５及び／又は１６及び／又は１７のうちの少なくとも１つが入力／出力機能モジュールに電気的に接続されているかどうかを識別し、接続されている場合には、どの(単複の)電気コネクタが入力／出力機能モジュールに電気的に接続されているかを識別するように適合することができる。これが可能な理由は、電気コネクタ１５、１６及び１７が電子装置１１０’に一定の順序で接続されるからである。なお、電子装置１１０’には、電気コネクタ５１〜５３及び１２を接続することもできる。
【００５１】
電子装置１１０’は、電気コネクタ１５〜１７と電気コネクタ１２ａ及び１２ｂとを選択的に電気的に相互接続できるような形で電子装置１１０’に統合できるスイッチング回路網（図示せず）を制御することができる。このようにして、第１の電気コネクタ１５〜１７に接続された入力／出力機能モジュールは、互いに、及び／又は隣接する基部モジュール２の入力／出力機能モジュールと第２の電気コネクタ１２を介して選択的に通信することができる。この通信は、それぞれの入力／出力機能モジュールに統合された電子装置１１０’及び電子装置１２０によって制御される。或いは、バックプレーンプリント基板６０が、第１の電気コネクタ１５〜１７と第２の電気コネクタ１２ａ及び１２ｂとを固定して接続するスイッチング回路網を含むこともできる。
【００５２】
図１３に示すように、基部モジュール２は、電気コネクタ１２を介して基部ブロックモジュール６に接続することができる。このようにして、電気コネクタ７０ａ及び７０ｂの数を拡大することができる。
【００５３】
図１４には、基部モジュール２を結合して入力／出力機能モジュールを差し込むことによってモジュール式ブロックとしての完全な入力／出力バスステーションを形成する図１３の基部ブロックモジュール６を示す。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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