(57)【要約】【課題】ユニット間のケーブルによる配線スペースを削減し、最適な配線をすることができる電子機器のユニット接続構造を実現する。【解決手段】電子機器のユニットを互いに電気的に接続する電子機器のユニット接続構造に関する。密着して配置している各ユニットに対し、長手方向に導通部を有する串刺し手段で各ユニットを貫通させ、各ユニット内部に設けられた内部接続手段と串刺し手段を電気的に接続する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器のユニットを互いに電気的に接続する電子機器のユニット接続構造において、
密着して配置している各ユニットに対し、長手方向に導通部を有する串刺し手段で各ユニットを貫通させ、各ユニット内部に設けられた内部接続手段と前記串刺し手段を電気的に接続する構成としたことを特徴とする電子機器のユニット接続構造。
【請求項２】
前記串刺し手段はプリント基板からなり、前記内部接続手段がプリント基板の導体と接触することを特徴とする請求項１記載の電子機器のユニット接続構造。
【請求項３】
前記串刺し手段は金属導体棒からなり、前記内部接続手段と接触する箇所以外は絶縁部材により覆われていることを特徴とする請求項１記載の電子機器のユニット接続構造。
【請求項４】
前記内部接続手段は前記串刺し手段と接触する各接点がばね構造になっており、ばねの反発力により前記串刺し手段と接触することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子機器のユニット接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器のユニットを互いに電気的に接続する電子機器のユニット接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来のユニット間の接続を示す図である。
ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）や、リモートＩ／Ｏユニット等の電子機器の電源ケーブル及び通信ケーブルを、各ユニット間でケーブルにより渡り配線して接続する場合を示している。ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３はそれぞれが密着して配置している。
ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３が外部から電源の供給が必要な場合、外部電源から各ユニットへそれぞれ配線すると各電源ケーブルについて長いものが必要となる。そこで、外部電源から電源ケーブルで一旦ユニットＵ１へ配線し、ユニットＵ２，Ｕ３へと渡り配線をしていく。
【０００３】
ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３がリモートＩ／Ｏユニットのスレーブユニットであるような場合、各ユニットは送受信ポートを２つ備えており、光ファイバケーブル等によりデイジチェーン方式で各ユニット間を接続するように構成している。  
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５０５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各ユニットがリモートＩ／Ｏユニット等の通信ユニットで、各ユニットが密着して配置している場合、通信ケーブル（光ファイバケーブル）の最短曲げ半径による制限、コネクタ加工上の制限等により最短距離のケーブル長で通信ケーブルを引き回すことができず、余剰ケーブルによって取り付けスペースを多く消費してしまう。また、余剰ケーブルの処理方法が難しいという問題点があった。
【０００６】
一方、多くの入出力接点を持つ大型のユニットを使用することで、今まで複数のユニットをケーブルで接続していたものが１つのユニットにまとまり、ユニット間のケーブルの引き回しに関する問題は解決する。しかし、入出力接点別にサイズの異なるユニットを用意することは、開発費、金型代等の初期投資負担が大きく、管理上の負担も増大するという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、ユニット間のケーブルによる配線スペースを削減し、最適な配線をすることができる電子機器のユニット接続構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を達成するために、本発明は次のとおりの構成になっている。
（１）電子機器のユニットを互いに電気的に接続する電子機器のユニット接続構造において、
密着して配置している各ユニットに対し、長手方向に導通部を有する串刺し手段で各ユニットを貫通させ、各ユニット内部に設けられた内部接続手段と前記串刺し手段を電気的に接続する構成としたことを特徴とする電子機器のユニット接続構造。
【０００９】
（２）前記串刺し手段はプリント基板からなり、前記内部接続手段がプリント基板の導体と接触することを特徴とする（１）記載の電子機器のユニット接続構造。
【００１０】
（３）前記串刺し手段は金属導体棒からなり、前記内部接続手段と接触する箇所以外は絶縁部材により覆われていることを特徴とする（１）記載の電子機器のユニット接続構造。
【００１１】
（４）前記内部接続手段は前記串刺し手段と接触する各接点がばね構造になっており、ばねの反発力により前記串刺し手段と接触することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の電子機器のユニット接続構造。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば次のような効果がある。
各ユニットが密着配置している場合であっても、ケーブルによる配線スペースを削減し、電源や信号の最適な配線をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。前出の図と同一のものは同一符号を付ける。
図１（ａ）は各ユニット間を串刺し手段で接続する前の状態を示しており、図１（ｂ）は各ユニット間を串刺し手段で接続したときの状態を示している。
【００１４】
ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は同じ構成なので、ユニットＵ１の構成について説明する。
外部接続手段１１ａには、外部電源をユニットＵ１に供給する電源ケーブルを接続する。外部接続手段１１ｂ，１１ｃは、例えばＲＪ−４５型コネクタ等の通信コネクタが２対となっており、通信ケーブルをデイジチェーン方式で接続可能となっている。
【００１５】
ユニットＵ１の内部には、内部接続手段２１ａ，２１ｂを備えている。内部接続手段２１ａと外部接続手段１１ａとの間は、プリント基板のパターンやケーブル配線等により電気的に接続されており、外部電源を内部に引き込んでいる。内部接続手段２１ｂと外部接続手段１１ｂ，１１ｃとの間は、プリント基板のパターンやケーブル配線等により電気的に接続されており、信号を内部に引き込んでいる。
【００１６】
ユニットＵ１の両側面には貫通穴があり、串刺し手段３０ａ，３０ｂをそれぞれ一方の側面にある貫通穴から他方の側面にある貫通穴に貫通させる。
内部接続手段２１ａは串刺し手段３０ａと電気的に接続可能に構成され、内部接続手段２１ｂは串刺し手段３０ｂと電気的に接続可能に構成されている。
【００１７】
例えば、ＰＬＣや、リモートＩ／Ｏユニット等の電子機器の電源及び信号を、各ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３間で互いに電気的に接続する場合について説明する。
ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３はそれぞれが密着して配置している。電源ケーブルはユニットＵ１の外部接続手段１１ａに代表して接続し、ユニットＵ２，Ｕ３の外部接続手段１２ａ，１３ａには電源ケーブルは配線しない。また、通信ケーブルはユニットＵ１の外部接続手段１１ｂに代表して接続し、ユニットＵ２，Ｕ３の外部接続手段１２ｂ，１２ｃ，１３ｂ，１３ｃには通信ケーブルは配線しない。
【００１８】
電源用の串刺し手段３０ａをユニットＵ１又はＵ３の側面にある貫通穴から挿入し、ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を串刺し状態にする。串刺し手段３０ａは内部接続手段２１ａ，２２ａ，２３ａと電気的に接続される。これにより、電源ケーブルからユニットＵ１に供給された外部電源は、串刺し手段３０ａによってユニットＵ２及びＵ３へ供給される。
【００１９】
例えば、電源ケーブルから供給される外部電源の電圧がＤＣ２４Ｖで、ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３の内部回路の電圧が５Ｖである場合、ＤＣ／ＤＣコンバータにより電圧変換をして使用する必要がある。この場合、外部電源をユニットＵ１の外部接続手段１１ａから内部接続手段２１ａに直接引き込み、串刺し手段３０ａにより各ユニットにＤＣ２４Ｖを供給した後、各ユニットのＤＣ／ＤＣコンバータでＤＣ５Ｖに変換するようにしてもよいし、ユニットＵ１の外部接続手段１１ａと内部接続手段２１ａの間にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、電圧変換後のＤＣ５Ｖを串刺し手段３０ａにより各ユニットに供給するようにしてもよい。後者の場合、電源ケーブルを配線しないユニットにはＤＣ／ＤＣコンバータを設ける必要がなくなり、電源ケーブルを配線しないユニットのコストを削減することができる。
【００２０】
信号用の串刺し手段３０ｂをユニットＵ１又はＵ３の側面にある貫通穴から挿入し、ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を串刺し状態にする。串刺し手段３０ｂは内部接続手段２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと電気的に接続される。これにより、通信ケーブルからユニット１へ入力された信号は、串刺し手段３０ｂによってユニットＵ２及びＵ３へ伝送される。
【００２１】
このように、ユニット内部に串刺し手段を通してユニット間を電気的に接続することにより余剰ケーブルによって取り付けスペースをとることもなく、ユニット間のケーブルによる配線スペースを削減することができる。また、通信ケーブル（光ファイバケーブル）の最短曲げ半径による制限、コネクタ加工上の制限等の影響を受けずに、最短距離で信号を引き回すことができ最適な配線をすることができる。
【００２２】
また、ユニット間のケーブルによる配線がなくなり、ケーブルの引き回しに関する問題がなくなったことにより、多くの入出力接点を持つ大型のユニットを用意する必要がなく、入出力接点別にサイズの異なるユニットを用意する必要がなくなるので、ユニットサイズを共通化することができる。これにより、開発費、金型代等の初期投資負担及び管理上の負担も小さくすることができ、また、入出力接点の拡張も容易にすることができる。
【００２３】
また、ユニット内部に串刺し手段を通すという構成にすることによりユニット間の物理的な固定も可能となる。
【００２４】
ここでは、ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３の間で互いに電気的に接続する場合を示したが、ユニットの数は３つに限定されるものではなく、任意に変更することができる。
また、電源ケーブルや通信ケーブルを配線しないユニットには外部接続手段を設けないようにして専用拡張ユニットとすることで、専用拡張ユニットのコストを削減することができる。
【００２５】
図２は本発明の接続手段の具体的な構成例を示す図である。
図２（ａ）はユニットを構成するプリント基板の概略図であり、図２（ｂ）は内部接続手段の概略図である。ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３は同じ構成なので、図２ではユニットＵ１の構成について示している。
【００２６】
信号用の接続手段について説明し、電源用の接続手段については省略するが、電源用も信号用と同様な態様で実施することができる。
図２（ａ）でユニットＵ１の電子機器を構成するプリント基板５１の一端には外部接続手段１１ｂ，１１ｃとしてＲＪ−４５型コネクタ等の通信コネクタが実装されている。プリント基板５１には串刺し手段３０ｂが貫通する貫通穴がある。
【００２７】
図２（ｂ）はプリント基板５１のＡ部を示しており、貫通穴に重なるように内部接続手段２１ｂが実装されている。内部接続手段２１ｂの固定ピンをプリント基板５１に半田付けで固定する。固定ピンは外部接続手段１１ｂ，１１ｃとプリント基板５１に形成されたパターンで電気的に接続されている。
【００２８】
内部接続手段２１ｂの内側には接触ピンが配置されており、内部接続手段２１ｂの内側に串刺し手段３０ｂを貫通させると接触ピンが串刺し手段３０ｂと接触する。接触ピンはばね構造になっており、ばねの反発力により串刺し手段との接触を保持する。例えば、接触ピンの先端は円弧や台形等の形状になっており、横方向からの串刺し手段３０ｂの押圧により接触ピンが上（又は下）方向に縮むようにすることができる。
【００２９】
内部接続手段２１ｂの固定ピン及び接触ピンのピン数は信号の数に合わせて構成し、固定ピン及び接触ピンの配置は串刺し手段３０ｂの形状に合わせて構成する。
【００３０】
図３は本発明の串刺し手段の具体的な構成例を示す図である。
図３（ａ）は信号用の串刺し手段をプリント基板で構成した場合の正面図であり、図３（ｂ）は信号用の串刺し手段をプリント基板で構成した場合の側面図である。プリント基板の両面にパターンを構成した例を示している。
【００３１】
串刺し手段をプリント基板で構成した場合、内部接続手段と接続する個所以外はレジストで覆われた状態としたり、パターンを内層化することにより、ユニット内部の他の部品等との絶縁を確保する。プリント基板を利用することにより、信号線の数に応じてパターン数やパターンを形成する層数を変えて対応することも可能となる。
【００３２】
また、串刺し手段としては、プリント基板の他に、例えば金属導体棒等で構成することもできる。金属導体棒の場合、内部接続手段と接続する個所以外は絶縁部材により覆われた状態とし、ユニット内部の他の部品等との絶縁を確保する。金属導体棒を利用することにより、プリント基板よりも大きな電流を流すことが可能となる。この際、信号の数に応じた金属導体棒を用意する。
【００３３】
電源用の串刺し手段３０ａとしては、大きな電流を流すことができる金像導体棒が適している。電源用の串刺し手段３０ａをプリント基板で構成する場合は、パターン厚を厚くしたり、複数の層でパターンを形成し電流容量を確保することで対応することができる。
【００３４】
図４は本発明の接続手段と串刺し手段の具体的な接続状態を示す図である。
図４（ａ）は串刺し手段を貫通させる概略図であり、図４（ｂ）は串刺し手段と内部接続手段が接続した状態を示している。図４ではユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３のそれぞれへ通信ラインを配線する場合について示している。
【００３５】
ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３の電子機器を構成するプリント基板５１，５２，５３は各ユニットのケース内に収められている。各ユニットのケース（図示せず）の両側面にはプリント基板５１，５２，５３の貫通穴の位置に対応する箇所に貫通穴が設けられている。
串刺し手段３０ｂをユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３の右方向（又は左方向）からそれぞれの貫通穴を貫通させることで、内部接続手段２１ｂの各接触ピンと串刺し手段３０ｂの各パターンが接続する。
内部接続手段２１ｂの接触ピンはばね構造になっており、ばねの反発力により串刺し手段３０ｂとの接触を保持することができる。
【００３６】
ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３のケースの側面には貫通穴が開いた状態となっている。ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を密着配置した場合、両端のユニットのケースの側面（ユニットＵ１の左側面及びユニットＵ３の右側面）の貫通穴を塞ぐキャップを用意し、誤接触を防止する。この際、キャップに終端抵抗を備えることで終端抵抗の設置スペースを削減することができる。
【００３７】
図５は他の具体的な構成例を示す図である。
図５（ａ），（ｂ）は、ユニットＵ１，Ｕ２の電子機器を構成するプリント基板５１，５２が水平方向に配置している場合の例を示している。
図５（ａ）では、内部接続手段２１ｂ，２２ｂが貫通穴を有する形状をしたものである。
この場合、図４のようにプリント基板５１，５２には貫通穴は設ける必要はなく、貫通穴を有する内部接続手段２１ｂ，２２ｂをプリント基板５１，５２上に実装する。ユニットＵ１，Ｕ２のケース（図示せず）の両側面には貫通穴があり、串刺し手段３０ｂをそれぞれの貫通穴を貫通させ、串刺し手段３０ｂと内部接続手段２１ｂ，２２ｂを接続させることで、各ユニットに信号が伝達される。
【００３８】
図５（ｂ）では、内部接続手段２１ｂ，２２ｂがＵ字の形状をしたものである。
この場合も、図４のようにプリント基板５１，５２には貫通穴を設ける必要はなく、Ｕ字型の内部接続手段２１ｂ，２２ｂをプリント基板５１，５２上に実装する。ユニットＵ１，Ｕ２のケース（図示せず）にはスリット部があり、串刺し手段３０ｂをスリット部からそれぞれの内部接続手段２１ｂ，２２ｂへ挿入し、串刺し手段３０ｂと内部接続手段２１ｂ，２２ｂを接続させることで、各ユニットに信号が伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の接続手段の具体的な構成例を示す図である。
【図３】本発明の串刺し手段の具体的な構成例を示す図である。
【図４】本発明の接続手段と串刺し手段の具体的な接続状態を示す図である。
【図５】本発明の他の具体的な構成例を示す図である。
【図６】従来のユニット間の接続を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ  内部接続手段
３０ａ，３０ｂ  串刺し手段
Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３  ユニット
【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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