(57)【要約】【課題】制御盤にプロセスコントローラを取り付けた後も安全かつ確実に端子台の配線換えやＩ／Ｏボードの交換作業を行うことのできる、設置後の作業性に優れたプロセスコントローラを提供する。【解決手段】ベースプレート１０と、ベースプレート１０に両端部が支持されて当該ベースプレート上に架設された細長のプリント基板２０と、プリント基板２０の長手方向に直列に配置された端子台２１及びコネクタ２２と、端子台２１とコネクタ２２との間を残してプリント基板のコネクタ取付部周囲を取り囲む金属製の保護カバー３１と、端子台２１とコネクタ２２との間を仕切り、両端部が保護カバーの両端部に取り付け可能な絶縁板３２とを備えている。【選択図】        図３
2004166394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、
前記ベースプレートに両端部が支持されて当該ベースプレート上に架設された細長のプリント基板と、
前記プリント基板の長手方向に直列に配置された端子台及びコネクタと、
前記端子台と前記コネクタとの間を残して前記プリント基板のコネクタ取付部周囲を取り囲む金属製の保護カバーと、
前記端子台と前記コネクタとの間を仕切り、両端部が前記保護カバーの両端部に取り付け可能な絶縁板とを備えたことを特徴とするプロセスコントローラ。
【請求項２】
前記絶縁板はその一辺縁部が前記プリント基板に当接状態で前記保護カバーに取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載のプロセスコントローラ。
【請求項３】
前記プリント基板は前記ベースプレートに並列配置された複数のプリント基板からなり、前記絶縁板は単一の絶縁板からなりかつ前記プリント基板のそれぞれに当接した状態で前記保護カバーに取り付け可能なことを特徴とする、請求項１に記載のプロセスコントローラ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロセスコントローラを備えた制御盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、監視装置などのコンピュータとアクチュエータやセンサとの間に介在させる制御盤に収容され、これらの間でデータのやり取りを行うのに使用されるプロセスコントローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からバルブの開度制御や差圧センサを用いた流量制御は集中型監視装置で行われることがあり、かかる制御に際してこれらの間でデータのやり取りを行うために制御盤が使用されている。すなわち、コンピュータによる監視装置からの制御信号を当該制御盤に収容されたプロセスコントローラのプログラムを介して各種アクチュエータに伝達すると共に、各種センサからの出力信号を同じくプロセスコントローラのプログラムを介して監視装置に伝達している。
【０００３】
そして、かかるプロセスコントローラ（制御用機器）を収容した制御盤（電気部品収容盤）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような従来型のプロセスコントローラの考えられる内部構造について以下に説明する。このプロセスコントローラは、例えば矩形のベースプレートと、ベースプレートのプレート面に所定の隙間を保ちながら併設配置された細長のプリント基板（端子台ボード）と、ベースプレート及びプリント基板の半部を覆う金属製のカバーを備えている。なお、各プリント基板にはアクチュエータやセンサからの電線を接続する電線用端子台とＩ／Ｏボード用コネクタが基板長手方向に直列配置されている。そして、プリント基板のＩ／Ｏボード用コネクタ側は、これに接続されるＩ／Ｏボードやその他のＣＰＵボードや通信用ボードと共にカバーによって覆われ外部から保護されている。一方、端子台は電線接続作業を行ない易くするためにカバー外部に露出された状態でプリント基板上に配置されている。
【０００５】
そして、カバーはベースプレートの隣接する３つの縁辺部に沿って取り付けられる金属製の側方カバーと、プリント基板の端子台とＩ／Ｏボード用コネクタとの間に立設配置される金属製の仕切りカバーと、これらのカバーによって形成される上方開口部を塞ぐ金属製の上方カバーとから構成されている。
【０００６】
また、プリント基板は、その長手方向一側端部がベースプレート縁辺の起立部にネジによって締結固定され、他側端部が支持体としての役割を有する樹脂製のファスナに係合し、これら締結固定具によって固定支持されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−４３７８３号公報（第４−５頁、図１、図８）
【発明が解決しようとする課題】
細長プリント基板のＩ／Ｏボード用コネクタ側をカバーで覆い、端子台側をカバー外部に露出させる理由は、上述の通りＩ／Ｏボード用コネクタに接続されるＩ／Ｏボードを予期しない外部からの衝撃から保護する一方、作業者が端子台の配線作業を行ない易くするためである。特にプロセスコントローラに関する端子台の配線作業について言及すると、プロセスコントローラが制御盤内部に収容された後、制御盤に接続されるアクチュエータの変更等で制御盤の扉を開けて配線換え作業をしばしば行うことがあり、端子台をカバー外部に露出させることで配線作業性をかなり向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、従来型プロセスコントローラのカバーは全て金属製の板材からできている。すなわち、仕切りカバーも当然に金属製の板材からなるため、プリント基板の端子台とＩ／Ｏボード用コネクタとは金属製の板材で仕切られていることになる。そのため、例えばプロセスコントローラが制御盤の内部に収容された状態で作業者が端子台の配線換えを行う場合、直接目視しづらい状態でかかる作業を行わなければならず、誤って電線を仕切りカバーに接触させてしまう場合がある。これによって、仮に電線に電圧が印加されていると短絡（ショート）によって当該電線の接続されたアクチュエータやカバー内部のＩ／Ｏボード、ＣＰＵボード等を破損してしまうおそれがある。
【０００９】
一方、このような端子台の配線換え作業に伴う不具合の他に以下のようなＩ／Ｏボード交換時の不具合も問題となる。
【００１０】
具体的には、プロセスコントローラを制御盤に収容した後、上述した端子台の電線配線換え作業の他にＩ／Ｏボードの引き抜きや交換作業を行う場合がある。ここで、一旦Ｉ／Ｏボード用コネクタに嵌合したＩ／Ｏボードは両者のオス端子とメス端子とが多数係合し合っている関係上、当該コネクタから引き抜くのにかなりの脱抜力を必要とする。一方、プリント基板は両端部がベースプレートに直接的又は間接的に支持されているがプリント基板の基板面がベースプレート面から離間する方向への浮き上がりを抑える構造を有していない。そのため、Ｉ／Ｏボード用コネクタからＩ／Ｏボードを無理に引き抜こうとするとプリント基板が弓なりに撓み、最悪の場合はベースプレートとプリント基板との結合部に応力集中が生じてプリント基板自体が破損してしまうおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、制御盤にプロセスコントローラを取り付けた後も安全かつ確実に端子台の配線換え作業やＩ／Ｏボードの交換作業を行うことのできる、設置後の作業性に優れたプロセスコントローラを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係るプロセスコントローラは、ベースプレートと、ベースプレートに両端部が支持されて当該ベースプレート上に架設された細長のプリント基板と、プリント基板の長手方向に直列に配置された端子台及びコネクタと、端子台とコネクタとの間を残してプリント基板のコネクタ取付部周囲を取り囲む金属製の保護カバーと、端子台とコネクタとの間を仕切り、両端部が保護カバーの両端部に取り付け可能な絶縁板とを備えている。
【００１３】
プリント基板に配設された端子台とコネクタとの間がカバーの一部を構成する絶縁板で仕切られている。また、保護カバーはプリント基板のコネクタ周囲を取り囲んでいる。従って、プリント基板のコネクタに接続されるＩ／Ｏボード等を保護カバー及び絶縁板によって確実に保護する。これと共に、端子台の配線換えを行う場合に絶縁板の存在により配線が従来のように金属製の仕切り板に接触して短絡（ショート）することがなくなる。
【００１４】
また、請求項２に記載の本発明に係るプロセスコントローラは、請求項１に記載のプロセスコントローラにおいて、絶縁板の一辺縁部がプリント基板に当接状態で保護カバーに取り付けられている。
【００１５】
両端部が支持されベースプレートに架橋構造で支持されたプリント基板を絶縁板がベースプレート側に常に押さえ付けている。従って、コネクタからＩ／Ｏボード等を引き抜く場合においてプリント基板がボード引き抜き方向に撓むのを阻止する。その結果、かかるボードの撓みに起因してボード支持部に応力が集中することがなくなり、ボード破損を回避することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載のプロセスコントローラは、請求項１に記載のプロセスコントローラにおいて、プリント基板はベースプレートに並列配置された複数のプリント基板からなり、絶縁板は単一の絶縁板からなりかつプリント基板のそれぞれに当接した状態で保護カバーに取り付けられている。
【００１７】
複数のプリント基板を単一の絶縁板で押さえることで各プリント基板のベースプレートに対する浮き上がりを防止する。そのため、基板浮き上がり防止のためのネジ止めや特別なアングルの取り付けなどを各プリント基板に対して行う必要がなくなり、組み付け作業性に優れる。
【００１８】
また、本発明の請求項４に記載の制御盤は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロセスコントローラを備えた制御盤である。かかる制御盤は、当該制御盤内に収容されたプロセスコントローラの配線換え作業やボードの交換作業がし易く、メンテナンス性と信頼性に優れている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるプロセスコントローラについて図面に基づいて説明する。
【００２０】
本発明の一実施形態にかかるプロセスコントローラ１は図１に示すようにバルブ１０１の開度制御や差圧センサ１０２による流量制御等に使用され、監視装置１００とこれらアクチュエータやセンサとの間に介在される制御盤１１１，１１２・・に収容される制御用機器である。そして、図２に示すように矩形のベースプレート１０と、ベースプレート１０のプレート面との間に所定の隙間を保ちながら併設配置された細長のプリント基板２０と、ベースプレート１０及びプリント基板２０の約半分を覆うカバー３０（図４参照）とを備えている。なお、図２では説明の都合上、プリント基板２０を２枚だけ装着した状態で示している。
【００２１】
各プリント基板２０にはアクチュエータに接続される電線用端子台２１とＩ／Ｏボード（図２では図示せず）が接続されるＩ／Ｏボード用コネクタ２２とが基板長手方向に直列配置されている。また、端子台２１とＩ／Ｏボード用コネクタ２２とはプリント基板の配線パターン（図示せず）で電気的に接続されている。なお、図２にはプリント基板２０上の端子印刷表示部は図示していない。
【００２２】
そして、プリント基板２０のＩ／Ｏボード用コネクタ側は、これに接続されるＩ／Ｏボードやその他ＣＰＵボード２５等と共に端子台２１とＩ／Ｏボード用コネクタ２２との間を残してカバー３０（図４参照）によって取り囲まれ、外部から保護されている。一方、端子台２１は電線接続作業を行ない易くするためにカバー外部に露出されている。
【００２３】
プリント基板２０は上述の状態を保持するようにベースプレート１０に取り付けられている。具体的には、図５に示すようにプリント基板２０は長手方向一端側突起部２０ａがベースプレート縁辺の起立部１１に形成された長孔１１ａに係合し、他端部が支持体としての役割も有する樹脂製のファスナ１２に係合することでベースプレート上に架橋状に支持されている。なお、ファスナ１２は、ベースプレート１０上に固定される基部１２ａと、プリント基板２０の係合孔（図示せず）と係合する位置決め突起１２ｂと、プリント基板２０の縁部とラッチ係合する爪部１２ｃとを備えている。
【００２４】
すなわち、ベースプレート１０には各プリント基板２０に対応して樹脂でできた支持体１３が取り付けられている。支持体１３は頭部に平坦部１３ａを有し、この平坦部に各プリント基板２０の底面が当接するようになっている。また、支持体１３とベースプレート１０との間には高さ微調整用のワッシャ１３ｗが介装されている。そして、この架橋構造によってプリント基板２０は金属製のベースプレート１０との絶縁性を確保している。
【００２５】
また、プリント基板２０は、その両端部がベースプレート１０に架橋構造で支持され、後述する仕切りカバー３２が取り付けられない状態ではプリント基板２０のＩ／Ｏボード用コネクタ２２をベースプレート１０と反対側に引っ張るとプリント基板２０がベースプレート１０と反対側に弓なりに撓む（浮き上がる）ようになっている。なお、プリント基板２０にはこのような浮き上がり防止のためのベースプレート１０との締結具が装着されていない。これは、ネジ等を用いて複数のプリント基板２０を基板ごとにベースプレート１０に締結すると組立て作業効率が極端に低下するのでこれを回避するためである。また、制御盤１１１，１１２・・の振動等により多数のネジのうち何れかが脱落して電気回路の短絡（ショート）を招いたりするのを回避するためでもある。
【００２６】
一方、上述のようにプリント基板２０に締結具を用いることなく各プリント基板２０の浮き上がりを無くすために、樹脂製のブラケットを介して複数のプリント基板２０をまとめて拘束する構造も考えられるが、専用のブラケット追加による部品点数の増大につながり好ましくない。
【００２７】
続いて、カバー３０の構造について説明する。
【００２８】
カバー３０は、図２乃至図４に示すようにベースプレート１０の隣接する３つの縁辺部に沿って取り付けられる金属製の側方カバー（保護カバー）３１と、プリント基板２０の端子台２１とＩ／Ｏボード用コネクタ２２との間に仕切り配置される仕切りカバー（絶縁板）３２（図３、図４）と、これらのカバー３１，３２によって形成される上方開口部を塞ぐ金属製の上方カバー３３（図４）とから構成されている。なお、図２においては側方カバー３１を一部破断して示している。
【００２９】
仕切りカバー３２は例えばプリント基板のようなガラスエポキシ樹脂等の絶縁性部材でできており、仕切りカバー両端は金属製の側方カバー３１から突出形成された接続部（図２中一方の接続部３１ａのみ図示）と樹脂製のファスナ４１を介して着脱自在に結合されている。また、上方カバー３３はその一側縁部に形成された突起部（図示せず）が仕切りカバーの係合孔（図示せず）に係合し、その他側縁部は側方カバー３１から突出形成された係合片３１ｃ，３１ｄにファスナ４２を介して係合されるようになっている。そして、側方カバー３１、仕切りカバー３２、及び上方カバー３３にはそれぞれ内部発熱を放熱させる細長の放熱孔３１ｅ，３２ｅ，３３ｅが複数形成されている（図中、孔は一部のみ図示）。また、側方カバー３１には外部コンピュータとの通信用コードを接続する孔部（図示せず）が形成されている。
【００３０】
仕切りカバー３２は以上のように取り付けられるので、複数のプリント基板２０にそれぞれ配設された端子台２１とＩ／Ｏボード用コネクタ２２との間が絶縁板からなる仕切りカバー３２でまとめて仕切られる。
【００３１】
一方、仕切りカバー３２の下方縁部は複数のプリント基板２０の各基板面に当接した状態で側方カバー３１に取り付けられる。これによって、両端部が支持されベースプレート１０に架橋構造で取り付けられたプリント基板２０を仕切りカバー３２がベースプレート側に常に押さえ付け、何れのプリント基板２０もベースプレート１０から離間する方向に撓まないようになっている。
【００３２】
続いて、かかるプロセスコントローラ１の組立て方法及び作用について説明する。
【００３３】
最初にベースプレート１０に複数のプリント基板２０を取り付ける。このプリント基板２０の取り付けに当たって、端子台２１及びＩ／Ｏボード用コネクタ２２の装着されたプリント基板２０に加えて、ここでは詳細には説明しないＣＰＵボードコネクタや通信用コネクタの装着されたプリント基板５０も取り付ける。端子台２１及びＩ／Ｏボード用コネクタ２２の装着されたプリント基板２０を取り付けるに際して、上述した構成からも明らかなようにプリント基板２０の一端部をベースプレート縁辺起立部１１の長孔１１ａに係合させる。そして、基板他端部の位置決め孔をファスナ１２の位置決め突起１２ｂに係合させるとともにプリント基板２０の縁部をファスナ１２のラッチ爪１２ｃにラッチ係合させる。なお、ベースプレート１０には上述した支持体１３を予め取り付けておき、プリント基板２０をその両端部以外に略中央部で支持する。
【００３４】
次いで、側方カバー３１と絶縁性の仕切りカバー３２を取り付ける。また、プリント基板のＩ／Ｏボード用コネクタ２２にＩ／Ｏボード（図示せず）を差し込む。これと同時にＣＰＵボード用コネクタ５０にＣＰＵボード（図示せず）を差し込み、通信ボード用コネクタに通信ボード５１を差し込む。
【００３５】
そして、上方カバー３３を取り付け、プロセスコントローラ１の組み付けを完成する。
【００３６】
このように仕切りカバー３２を組み付けることでプリント基板２０がベースプレート１０から浮き上がるのを阻止する。その結果、各プリント基板２０をネジ等の締結具でベースプレート１０に取り付ける必要がなくなり、組み付け作業性が格段に向上する。また、プリント基板２０の撓み防止のために例えばＬ型アングル等の別部材を各プリント基板２０に取り付ける必要もなくなる。
【００３７】
続いて、このように組み付けたプロセスコントローラ１を制御盤１１１，１１２・・内に取り付け、制御盤１１１，１１２・・のドアを開けた状態で端子台２１への配線作業や外部コンピュータとの通信用コードの接続作業を行う。
【００３８】
プロセスコントローラ１を制御盤１１１，１１２・・内に収容した状態での配線接続作業は目視しづらいので、上述したように配線作業中、作業者が電線の導体露出部を端子台近傍の仕切りカバー３２に誤って接触させることがある。しかしながら、仕切りカバー３２は絶縁性材料でできているので、電線に電圧がかかった状態でこのようなことがあっても電線が短絡（ショート）することはない。従って、このようなやりにくい配線接続作業を作業者は安心して行うことができる。なお、アクチュエータやセンサの追加や変更に伴い、プロセスコントローラ１の配線換えを行う場合が生じても、作業者は同様に電線の配線換えを安心して行うことができる。
【００３９】
一方、制御盤１１１，１１２・・の使用態様に応じてＩ／ＯボードやＣＰＵボードの交換を行う場合がある。このような場合にプロセスコントローラ１の上部カバー３３を外してＩ／Ｏボードを引き抜くとプリント基板２０も共に引っ張られて基板自体が浮き上がろうとするが、全てのプリント基板２０はその端子台２１とＩ／Ｏボード用コネクタ２２との間で仕切りカバー３２の下縁部で押さえられているので、プリント基板２０がベースプレート１０に対して浮き上がることはない。従って、プリント基板２０の両端支持部が応力集中により破損することもない。
【００４０】
なお、図６は本発明の上述の実施形態にかかるプロセスコントローラの変形例を上方カバー３３をとった状態で示す平面図である。ここでは、プリント基板は上述したプリント基板２０の他に多種類のプリント基板２０’，２０”・・からなり、それぞれ適当な数の端子台やＩ／Ｏボード用コネクタを備えている。しかしながら、プリント基板２０、２０’，２０”・・はベースプレート１０上に上述と同様の構成で架設され、かつプリント基板上の端子台やＩ／Ｏボード用コネクタは基板長手方向に配設されている点で上述の実施形態と構造上共通している、従って、絶縁板からなる仕切りカバー３２を設けることで上述の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るプロセスコントローラは、プリント基板に配設された端子台とコネクタとの間がカバーの一部を構成する絶縁板で仕切られている。また、保護カバーはプリント基板のコネクタ周囲を取り囲んでいる。そのため、プリント基板のコネクタに接続されるＩ／Ｏボード等を保護カバー及び絶縁板によって確実に保護すると共に、端子台の配線換えを行う場合に配線が従来のように金属製の仕切り板に接触して短絡（ショート）することがなくなる。
【００４２】
また、請求項２に記載の本発明に係るプロセスコントローラは、両端部が支持されベースプレートに架橋構造で支持されたプリント基板を絶縁板がベースプレート側に常に押さえ付けている。そのため、コネクタからＩ／Ｏボード等を引き抜く場合にプリント基板がボード引き抜き方向に浮き上がるのを阻止する。その結果、かかるボードの浮き上がりに起因してボード支持部に応力が集中することによるボード破損を回避することができる。
【００４３】
また、請求項３に記載のプロセスコントローラは、複数のプリント基板を単一の絶縁板で押さえることで各プリント基板のベースプレートに対する浮き上がりを防止する。そのため、基板浮き上がり防止のためのネジ止めや特別なアングルの取り付けなどを各プリント基板に対して行う必要がなくなり、組み付け作業性に優れる。
【００４４】
また、本発明の請求項４に記載の制御盤は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロセスコントローラを備えた制御盤であり、制御盤内に収容されたプロセスコントローラの配線換え作業やボード交換作業のし易い、メンテナンス性と信頼性に優れた制御盤である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるプロセスコントローラの使用態様を説明する概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるプロセスコントローラを、仕切りカバーと上方カバーを取り外した状態で示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるプロセスコントローラを、上方カバーを取り外した状態で示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるプロセスコントローラを示す斜視図である。
【図５】図２乃至図４に示したプロセスコントローラのプリント基板をベースプレートに取り付ける方法を示した斜視図である。
【図６】図２のプロセスコントローラの変形例を上方カバーを外した状態で示す平面図である。
【符号の説明】
１    プロセスコントローラ
１０    ベースプレート
１１    起立部
１１ａ    長孔
１２    ファスナ
１２ａ    基部
１２ｂ    位置決め突起
１２ｃ    爪部
１３    支持体
１３ａ    平坦部
２０，２０’，２０”    プリント基板
２０ａ    突起部
２１    端子台
２２    Ｉ／Ｏボード用コネクタ
２５    ＣＰＵボード
３０    カバー
３１    側方カバー
３１ｃ，３１ｄ    係合片
３１ｅ    放熱孔
３２    仕切りカバー
３２ｅ    放熱孔
３３    上方カバー
３３ｅ    放熱孔
４１    ファスナ
５０    プリント基板
１００    監視装置
１０１    バルブ
１０２    差圧センサ
１１１，１１２・・    制御盤
【図１】
2004166394.tif 000003
【図２】
2004166394.tif 000004
【図３】
2004166394.tif 000005
【図４】
2004166394.tif 000006
【図５】
2004166394.tif 000007
【図６】
2004166394.tif 000008