(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース（３）の上に装着されるハウジング（２）を備え、このハウジング（２）は接触ピン（１１）を有する接触装置を備えた、アクチュエータおよびセンサの少なくとも一方を接続するためのモジュールにおいて、前記ベース（３）は、接続部（２５）に接触し得る丸形ケーブル接続端のプラグカップリング（８，８’）のための受入れ開口（１０）を有し前記ハウジング（２）から突出する受け部（７）を備え、前記接続部（２５）は接触ピン（１１）に係合し得る接触エレメント（２６）を備えていることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
ハウジング（２）から突出する受け部（７）はベース（３）の自由端に形成され、かつモジュール長手方向（９）に先細に構成され、前記受入れ開口（１０）は前記ベース（３）の平面に対して直交方向に向いていることを特徴とする請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
ハウジング（２）から突出する受け部（７）は、その先細の自由端に、円形の受入れ開口（１０）に適合する外形を備えていることを特徴とする請求項２記載のモジュール。
【請求項４】
接続部（２５）は、ベース（３）に組込まれてプラグカップリング（８，８’）を支持する接触板であり、前記接触エレメント（２６）には対応する開口（２８）がベース（３）に接触領域（１２）内に形成され、前記接触ピン（１１）は組立状態で前記接触エレメント（２６）との接触のために前記開口（２８）を通して貫通されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項５】
前記接触エレメント（２６）はばねエレメント（２６ａ，２６ｂ）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項６】
接触エレメント（２６）が接触領域（１２）内に設けられた受入れ溝（３７）内に位置する導体切片（２６ｃ）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項７】
前記ベース（３）内に、接触領域（１２）をシールするための扁平ガスケット（３２）用の凹所（３１）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項８】
前記ハウジング（２）が前記ベース（３）上に回動可能に保持されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項９】
回動組立方式の保持のための回動手段として、ベース（３）に成形されたフック（１４）が設けられ、ハウジング（２）に成形された係止機構（１３）が設けられていることを特徴とする請求項８記載のモジュール。
【請求項１０】
コーディングプラグ（１７）およびそれによって支持されたコーディングソケット（１９）を有する機械的コーディング手段が設けられ、この機械的コーディング手段は最初の組立時の接続の際に、特にベース（３）内に対応して設けられた開口（１８）内に位置し続けることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１１】
アース板を受けるための凹所（３５）を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ベースの上に装着されるハウジングを備え、このハウジングは接触ピンを有する接触装置を備えている、アクチュエータやセンサを接続するためのモジュールに関する。
電子関係のマーケットで入手可能なこの種のモジュールは、標準化された外形寸法および取付け孔並びに各端末の入出力端を備えている。例えばプリント板を実現するモジュールの電気回路は、現地で組立てられるハウジング内に組込まれる。例えば自動車工業の製造現場には、この種の多数のモジュールが存在している。その場合、モジュールまたはその各々には、ケーブルを介して例えば補助電圧や制御信号（アクチュエータ／センサ−インターフェイスバス）が供給される。これらの補助電圧や制御信号は、モジュールの端末出力部を介してアクチュエータやセンサの出力として取出され、あるいは対応する入力部を介してそれに給電される。従って、例えば光学装置のセンサ信号は、入力信号としてモジュールの入力端子に導入される。他方、モジュールの出力端子を介して、例えばリレーの形のアクチュエータが補助電圧や制御信号を供給される。
そのような場合、補助電圧や制御信号のモジュールへの供給は、通常２本の平形ケーブルを介して行われる。平形ケーブルはモジュールの位置決めおよび組立の後、モジュールに接続される。モジュールのハウジングに設けられ、その接触片が各電気回路に応じてハウジングの内部に配置されたプリント板と接続された接続蓋を介して、各端末機器への接続が行われる。しかし、平形ケーブルの適用は、特に大きな問題を含んだものであることが分った。それは過酷な外部条件にある。例えば金属処理工業の溶接ラインでは、平形ケーブルが、特にその角部が、赤熱した溶接玉によって損傷させられる。
本発明は、丸形ケーブルは上記の過酷な外部条件に対して抵抗力があるとの認識から出発している。したがって本発明は前記の型のモジュールを、簡単な構造のもとで丸形ケーブルの場合でも可能にし、また組立やサービスを簡単に実施得るように構成することを目的とする。
この目的は本発明により、ベースが、接続部に接触し得る丸形ケーブル接続端のプラグカップリングのための受入れ開口を有しハウジングから突出する受け部を備え、接続部が接触ピンに係合し得る接触エレメントを備えることによって達成される。ここに、丸形ケーブル接続部とは、特に角形プラグ用または丸形プラグ用の角形または丸形のプラグ端子を意味するものとする。
好ましい構成においては、受け部はベースの自由端に形成される。この成形物はモジュール長手方向に先細に形成され、プラグカップリング用の受入れ開口はベースの平面に対して直交方向に走るのがよい。その場合、外側部分は特にその先細自由端に、受入れ開口に適合する円形の外形を備えるのがよい。
ハウジングから突出する接触ピン、すなわちモジュールから従来備えられていた平形ケーブルまでの電気的接続、および全ての機械的および構造的なハウジング特性を変化させることなしに引継ぐことを可能にするために、接続板は、一方で接触エレメントを、他方でプラグカップリング用の接続エレメントを支持するのがよい。その場合、接触板つまり接続部は、組立状態で接触エレメントが接触ピンまたは接触バーに対応するように構成される。したがって接続部は、擬似的に種々の機械的寸法の丸形ケーブルを接続するためのアダプタおよびそれに対してプラグカップリングに簡単に差込まれる硬いプラグカップリングを形成する。
プラグカップリングを支持する接触板の形をした接続部は、ベースの下側に向かい合うように下方から組立てるのがよい。その場合、ベースの上側には接触領域において一方では接触ピンに、他方では接続部の接触エレメントにそれぞれ対応する開口が設けられる。組立の際、接触のための接触ピンが接触エレメントにその開口を通して案内される。
目的にかなった構成において、接触エレメントは平形ばねエレメントまたは台付きばねの形で構成される。さらに接触エレメントとして、接触領域内に設けられた受入れ溝内に配置される導体切片を設けることができる。受入れ溝はベースの上側、すなわち接触領域内に設けるのがよい。さらにまた、受入れ溝あるいはその各々は接触板内に、つまりは接続部内に設けることもできる。
特に高度の保護様式、例えばＩＰ６７を達成するために、ベースの上側の接触領域をシールするための扁平ガスケット用の凹所が設けられる。その場合、この凹所内には、導体切片またはその各々のための凹所も設けられる。
さらに一つまたは複数の平形ケーブルをモジュールに接続できるようにするために、ベースは接触領域の長手側に、平形ケーブルの端面側の接触のための接触ピンを有する、平形ケーブルの外形に適合した少なくとも１つの受入れ溝を備えるのがよい。
接触領域における特に簡単な組立および所定位置での接触を達成するために、ベースおよびハウジングは回動による組み立てが可能なように保持される。対応する回動手段を形成するために、ベースにフックの形の成形された止め具が設けられ、ハウジングにはそれに適合した対向プラグが設けられる。これは、組立の際の最初の組立工程時に、ベースまたはその各々の設置されるべき場所での実装を可能にする。第２の組立工程においてその上側に端末接続端子を有し、その下側に接触ピンを有する、各ベースに付属したハウジングが各ベース上で容易に回動することができる。種々の異なるハウジングの取違えを防止するために、ハウジングとベースとの間に、コーディングプラグの形の機械的コーディング手段が設けられる。これは最初の組立の際に対応するコーディング受け部を持っており、最初の組立の接続時に対応するベースの開口に係止され、そこに失われることなしに保持される。
本発明によって達成される利点は、特にベースを固有の電気回路を含むハウジングから分離することによって、ハウジングを変えることなくそのまま使用することができる。なぜなら、丸形ケーブルの接続のために必要なケーブル受けおよび電気回路への接続が、接続ピンを介してベース内でのみ実現できるからである。そのため、既に設置されているモジュールの場合は、旧来のベースを丸形ケーブル接続端用に設計されたベースで交換するのみでよい。それに対して各ハウジングは、そのまま継続して使用することができる。
かくしてこのモジュールは、過酷な工業的環境においても高い保護レベルをもって動作させることができる。さらに付加的な接触部を介して平形ケーブルを接続することができ、それにより、そのために特別な構造グループを必要とすることなしに、必要に応じて丸形ケーブルから平形ケーブルへの移行が可能になる。
次に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、丸形ケーブル接続部を備えた、アクチュエータやセンサを接続するためのモジュールの斜視図、
図２は、図１のモジュールをそのベースにハウジングを装着する前の状態で下面方向から見た斜視図、
図３は、図２のベースおよびそれに差込む前の丸形ケーブル接続用接続部の斜視図、
図４は、平形ケーブル用の接触部を備えた図３のベースの斜視図、
図５は、接続部の接触エレメントの種々の実施例を示す図である。
全ての図において互いに対応する部分は同一符号で示されている。
図１は複数の端末機器、例えばセンサやアクチュエータを接続するためのモジュール１を示している。モジュール１は遠隔地に配置されたマスタと端末機器との間のデータ交換のために用いられる。マスタへの接続手段として、バスシステム、好ましくは丸形ケーブル導体がモジュール１に接続される。モジュール１はハウジング上部２ａおよびハウジング下部２ｂから組立てられるハウジング２並びに組立て板の形をしたベース３を含んでいる。ハウジング２は内室を備えており、その中に詳しくは図示していない方法で、電気回路を有するプリント板が配置されている。
端末機器接続ソケット４を介して、端末機器を回路と接続するための電気接続部が構成される。端末機器接続ソケット４は、モジュール１の入出力端を形成する。端末機器接続ソケット４は端末機器、すなわちアクチュエータやセンサを接続するためのコーディングされたプラグ部を有する市販の差込み／ねじ込み形の接続部である。端末機器接続ソケット４は、吹き付けにより形成された導電部を有する直線形や曲り形のプラグなど、自由に入手できる接続端を有するプラグでも接続できるように、互いに十分な間隔をもって配置されている。プラグ部にはそれぞれプリント板にろう付けされた５個までの差込みピン孔が設けられている。端末機器接続ソケット４またはプラグ部への一義的な接続のために、標識用ラベル入れ５が設けられている。他のラベル入れ６はモジュール１自体を特徴付ける標識ラベルを入れるのに用いられる。
ベース３は、丸形ケーブル（図示せず）を接続するためのプラグカップリング８を受入れる受け部７を備えている。そのため受け部７はベース３の自由端に設けられ、しかもモジュール長さ方向９に先細に形成されている。ここでプラグカップリング８用の受入れ開口１０は、ベース３の平面に対して垂直に延びている。受け部７の外形は、ハウジング２に対向する側で受入れ開口１０の円形に合わされている。受け部７のこの丸みをおびた先細形状は、特に人間工学的であって材料節減ともなる。
図２に示されているように、ハウジング下部２ｂの下側には接触領域１２内で接触ピン１１がハウジング２から突出している。接触ピン１１はハウジング２の内部で、詳しくは図示していない態様でプリント板に接続される。接触装置のこの尖った接触ピン１１は、貫通法によって対応する接触エレメント（図３）に接触することができる。
ハウジング２をベース３に対して回動することにより組立てが可能なように保持するため、ハウジング２の端面には係止機構１３が形成されている。この係止機構１３は、ベース３に形成されている対向突起１４にフックの形で係合することができる。ハウジング２を回動軸または揺動軸として作用する係止機構１３の周りで回動させることによって、ハウジング２はベース３に装着される。そのためハウジング下部２ｂに設けられた案内突起１５が、ベース３の対応する開口（図３）内にはまり込む。
ハウジング２の修理または交換に際して種々の類似品との取違えを防止するために、場合によっては、ハウジング２と、モジュールを特定するための標識ラベル用のラベル入れ１６を備えたベース３との間に、機械的コーディング手段が備えられる。そのため上記と同様に、ハウジング下部２ｂに設けられたコーディングプラグ１７が、ベース３の対応する開口１８にはまり込む。最初の組立の際、コーディングプラグ１７は、対応するコーディングソケット１９をも支持する。このコーディングソケット１９は、最初の組立の後ベース３の対応する開口１８内に係止され、続いてそこに外れることのないように保持される。ハウジング２をベース３から取外す場合にソケット１９はベース３内に止まり、この結果コーディングに基づいて、新たな組立の際に、このベース３には常に同じハウジング２しか装着できないようにしている。その場合、接触領域１２の中央部に設けられたねじ２０は、取付けまたは拘束のためにハウジング２をベース３上に引寄せる。係止機構１３内に係止された対向突起１４による揺動型保持方式は、ハウジング２をベース３上に強固に保持する。
ベース３は受け部７の外周領域内に関して、モジュール１を取付けるための基本寸法および孔の形成がマーケットで流通しているモジュールに対応するように選定される。ベース３の孔２１は、他の取付け方式にもモジュール１を適合させることを可能にする。市販の種々の取付孔形成機を予め備えておくことによって、他のモジュールとの互換性つまりはその適用可能性が改善される。ベース３の安定性を良くするために、その基底部に蜂の巣状の網目模様２２が形成されている。基底側、すなわちベース３の接触領域１２に対向する側には、図３に示す接続エレメント用の凹所２３を備えている。
図３はベース３を上方から見た斜視図である。そこにはハウジング２の対応する案内突起１５用の２つのソケット２４およびコーディングプラグ１７用の受入れ開口１８ないしはそれに付属するソケット１９が見える。同様にベース３を所定の場所に取付けるための２つの孔２１も見える。
図３においてベース３から分離されて別に示されているプリント板の形をした接続部２５は、一方では接触ピン１１に対応する接触エレメント２６を支持し、他方ではプラグカップリング８を支持している。その接触脚部または接続ピン２７は、図には詳しく示していない方式で接続部２５の下側においてそれぞれの接触エレメント２６に導電的に接続されている。
接触板または接続部２５の組み込みに際して、この接触板または接続部２５は下からベース３に対向するようにして凹所２３内に導入され、この結果プラグカップリング８は接続部２５の組立状態で受入れ開口１０を通して貫通し、部分的にそこから導出される（図１）。同時に接触エレメント２６は、ベース３の開口２８と接触領域１２内で対応するように位置決めされる。この開口２８を通してベース３上でハウジング２を回動させる際に、接触エレメント２６との接触のための接触ピン１１が貫通する。ねじ２０を接触領域１２内に受けるために、同様に中央に設けられた開口２９が接続部２５内に開口３０として形成されている。
ベース３の接触領域１２は、図４にクロスハッチングで示された扁平ガスケット３２を受けるための凹所３１を備えている。接触領域１２内に設けられている全ての開口２８，２９が同様に存在する扁平ガスケット３２は、全接触領域１２をシールする。
図４は、接触領域１２内に２本の平形ケーブル（図示せず）の端面側の接触のための接触ピン３４を有する２つの受け溝３３を備えたベース３を示したものである。接触ピン３４は、図には詳しく示していない方式で接続部２５の接触エレメント２６に導電接続されている。接触領域１２と受入れ開口１０との間に存在しているＵ字状の凹所３５は、接触板またはアース板（図示せず）を受けるのに用いられる。この接触板またはアース板には、ハウジング２から外部に導出されるアース線（図示せず）が接触させられる。その場合、アース板は、詳細には図示していない方式でプラグカップリング８の対応するアース線接続端子に接続される。
ベース３は例えばＭ１２型プラグまたはＭ２３型プラグ用の種々のプラグカップリング８，８’を備えることができる。これらのプラグカップリング８，８’には、例えば保護様式ＩＰ６７までのモールド形プラグを有する市販の丸形ケーブルを接続することができる。その場合、プラグカップリング８，８’から接触ピン１１までの電気的接続は、機能的にアダプタとして作用する接続部２５を介して行われる。
その場合、接触エレメント２６として、好ましくは図５による平形ばねエレメント２６ａ、台付きばね２６ｂ、または導体切片２６ｃを用いることができる。導体切片２６ｃは、好ましくはベース３の接触領域１２内の凹所３１内に設けられる受入れ溝３７内に位置する。しかし、それは接続部２５に設けることもできる。
丸形ケーブル用に構成されたベース３およびそれに適合するハウジング２を備えたモジュール１の構成により、組立性およびサービス性に関して大きな利点を得ることができる。ベース３は、その適用場所でプレハブ品として用意して組立てることができる。その後で、まず丸形ケーブルをプラグカップリング８，８’に接続するか、またはまず回動によってハウジング２をベース３上に装着し、ねじ２０を締付けるかにより接触エレメント２６との接触を完成させることができる。修理のため、または改変された電子回路を有する別製品を用いる目的のために、ハウジング２を交換する場合は、ベース３や敷設されたケーブルに触ることなく、容易に実施することができる。さらに、モジュール１の構造は、その構成部品の簡単な分解を可能にし、それにより、例えばプリント板の修理に際して好都合である。
【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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