JP2012169196A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造性および作業効率の向上、制御機器の小型化、管理コスト等の低減が可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置１は、複数のスルーホール間を電気的に繋ぐプリント基板回路を有するベースボードと、ベースボードの前面に実装され、裏面で基板側端子台ベース実装用スルーホールにはんだ付けされる基板側端子台ベース１０と、ベースボードを覆うベースボードカバーとを含むベースボードユニット３と、ベースボードユニット３の前面に実装され、ベースボードの裏面で基板側端子台ベース実装用スルーホールにプリント基板回路を通じて電気的に繋がる制御機器実装用スルーホールにはんだ付けされ、外部機器との間で入出力制御を行う制御機器２と、ベースボードユニット３の基板側端子台ベース１０に取り付けおよび取り外し可能で、外部機器に接続される挿入式端子台１３とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、外部機器との間で入出力制御を行う制御装置に関し、特に、外部機器と接続するための端子台が着脱可能で取り付け性の良い制御装置に適用して有効な技術に関する。

近年、例えば特許文献１に記載されているように、１つの制御機器に、丸端子接続用端子台と、電線直接接続用あるいは棒端子接続用端子台の取り付けが選択的に可能な制御装置が開発されている。これは、接続信頼性の高い丸端子接続用端子台と、配線作業性の良い電線直接接続用あるいは棒端子接続用端子台を、用途に応じて使い分けている現状に即して開発されたものである。この制御機器が１台あることで、丸端子接続用端子台タイプと、電線直接接続用あるいは棒端子接続用端子台タイプの両方を個別に準備する必要が無いので、製造・販売・使用のいずれにおいても管理コスト等を削減できる。

また、このような端子台が変更可能な制御装置は、丸端子接続用端子台タイプへの取り付けと、電線直接接続用あるいは棒端子接続用端子台タイプへの取り付けを相互に変更することができ、仕様変更などに対応し易くなる。

特開２００１−１１９１７６号公報

ところで、前述した特許文献１に記載された従来の制御装置には、以下のような制約がある。

第１に、制御機器を取り外す為には、制御機器の前方にある端子台を固定している２本の固定ネジを緩めて、制御機器から端子台を一旦分離する必要がある。この分離した端子台は配線接続されているために宙吊り状態になり、何かの手段で端子台を支える必要が生じる。

第２に、制御機器の前方に端子台を取り付ける構造であるため、制御機器の端子台取付部が複雑な形状になり、それによってメンテナンス用の正面表示部が縮小化される。

第３に、制御機器にある基盤側端子台ベースのはんだ付け端子がプリント基板ではんだ付けされる面は端子台実装方向に対して垂直であり、端子台を実装する際にコンタクトが曲がる方向に負荷がかかる。

そこで、本発明は前述した第１、第２および第３の制約に鑑みてなされたものであり、その代表的な目的は、製造性および作業効率の向上、制御機器の小型化、管理コスト等の低減が可能な制御装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的な制御装置は、複数のスルーホール間を電気的に繋ぐプリント基板回路を有するベースボードと、前記ベースボードの前面に実装され、裏面で前記複数のスルーホールのうちの第１スルーホールにはんだ付けされる基板側端子台ベースと、前記ベースボードを覆うベースボードカバーとを含むベースボードユニットと、さらに、前記ベースボードユニットの前面に実装され、前記ベースボードの裏面で前記第１スルーホールに前記プリント基板回路を通じて電気的に繋がる第２スルーホールにはんだ付けされ、外部機器との間で入出力制御を行う制御機器と、前記ベースボードユニットの前記基板側端子台ベースに取り付けおよび取り外し可能で、前記外部機器に接続される端子台（例えば、挿入式端子台、ねじ式端子台、バネ式端子台等）とを有する。そして、前記制御機器は、前記ベースボードの前記第１スルーホールと前記第２スルーホールを繋ぐ前記プリント基板回路と、前記基板側端子台ベースと、前記端子台とを通じて、前記外部機器に電気的に接続されることを特徴とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）１台の制御装置で、接続信頼性の高さや配線作業性の良さなどの用途に応じた端子台の配線形態を選択することができる。

（２）制御機器と端子台が独立しているので、制御機器の交換を容易に行うことができる。

（３）端子台の実装方向に対して端子台のコンタクトがベースボードに対して平行な構成であるため、端子台の実装におけるコンタクトの負荷を軽減することができる。

（４）製造性および作業効率の向上、制御機器の小型化、管理コスト等の低減が可能な制御装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態である制御装置の構造の一例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態である制御装置の外観の一例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態である制御装置の外観の一例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態である制御装置の外観の一例を示す斜視図である。 本発明の第１〜第３の実施の形態である制御装置において、ベースボードユニットの構造の一例を示す分解斜視図である。 本発明の第１〜第３の実施の形態である制御装置において、ベースボードの構造の一例を示す平面図である。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数の実施の形態またはセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜本発明の実施の形態の概要＞
本発明の実施の形態の制御装置は、複数のスルーホール間を電気的に繋ぐプリント基板回路を有するベースボード（４）と、ベースボードの前面に実装され、裏面で複数のスルーホールのうちの第１スルーホールにはんだ付けされる基板側端子台ベース（１０）と、ベースボードを覆うベースボードカバー（９）とを含むベースボードユニット（３）と、さらに、ベースボードユニットの前面に実装され、ベースボードの裏面で第１スルーホールにプリント基板回路を通じて電気的に繋がる第２スルーホールにはんだ付けされ、外部機器との間で入出力制御を行う制御機器（２）と、ベースボードユニットの基板側端子台ベースに取り付けおよび取り外し可能で、外部機器に接続される端子台（挿入式端子台１３、ねじ式端子台１４、バネ式端子台１５）とを有する。そして、制御機器は、ベースボードの第１スルーホールと第２スルーホールを繋ぐプリント基板回路と、基板側端子台ベースと、端子台とを通じて、外部機器に電気的に接続されることを特徴とする。

以上説明した本発明の実施の形態の概要に基づいた各実施の形態を、以下において具体的に説明する。以下に説明する実施の形態は本発明を用いた一例であり、本発明は以下の実施の形態により限定されるものではない。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態は、取り付けおよび取り外し可能な端子台として、外部機器に一端が接続された電線の他端を直接挿入するか、あるいは電線の他端に取り付けられた棒端子を挿入して電気的に接続するタイプの挿入式端子台を用いた例である。

本発明の第１の実施の形態を、図１および図２に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である制御装置の構造の一例を示す斜視図である。図２は、本発明の第１の実施の形態である制御装置の外観の一例を示す斜視図である。図１および図２において、図１は挿入式端子台を取り付ける前の状態を示し、図２は挿入式端子台を取り付けた後の状態を示している。

第１の実施の形態である制御装置１は、ベースボード（４：図５において図示）と基板側端子台ベース１０とベースボードカバー（９：図５において図示）とを含むベースボードユニット３と、ベースボードユニット３の前面に実装される制御機器２と、ベースボードユニット３の基板側端子台ベース１０に取り付けおよび取り外し可能な挿入式端子台１３とを有して構成される。

ベースボードユニット３の前面には、外部機器との間で入出力制御を行う制御機器２が設けられている。この制御機器２は、背面部のコネクタ端子（図面不記載）がベースボードユニット３にはんだ付けされることで取り付けられる。この制御機器２は、背面部から入力された信号を装置内で制御し、同じく背面部から制御された信号を出力する。

さらに、ベースボードユニット３の前面には、基板側端子台ベース１０が設けられている。この基板側端子台ベース１０は、これに限定されるものではないが、複数の入出力端子１２が２列ずつ複数行で配列されている。この入出力端子１２は、基板側端子台ベース１０の内部を貫通しており、背面側がベースボードユニット３にはんだ付けされることでベースボードユニット３に取り付けられ、ベースボードユニット３を介して制御機器２と電気的に接続されている。

挿入式端子台１３は、次のように構成されている。挿入式端子台１３の背面部には入出力端子受け（図面不記載）が設けられ、基板側端子台ベース１０の入出力端子１２に嵌め合わされるようになっている。挿入式端子台１３の上部および下部には固定ねじ１６が通る２つの穴部１３ｃが設けられ、固定ねじ１６を穴部１３ｃに通し、基板側端子台ベース１０の固定ねじ穴１１に締結することで、挿入式端子台１３の脱落防止機能を付与する。

ベースボードユニット３に、制御機器２および挿入式端子台１３を取り付けることで、制御装置１が構成される。

以上のように構成される第１の実施の形態である制御装置１は、挿入式端子台１３の配線挿入部１３ａに、外部機器と繋がる外部配線１７の裸電線１８ａまたは棒端子１８ｂを差し込み、配線固定ねじ１３ｂを締め付けることで、外部機器と制御機器２が接続でき、システム制御を行う制御盤が構成される。

図１および図２に示す挿入式端子台１３の例では、配線挿入部１３ａの部分と配線固定ねじ１３ｂの部分が２段の階段状になっており、配線挿入部１３ａの部分の各面はベースボードユニット３に対して垂直方向に設けられ、配線固定ねじ１３ｂの部分の各面はベースボードユニット３に対して平行方向に設けられている。

よって、ベースボードユニット３に対して垂直方向の面に設けられた配線挿入部１３ａには、ベースボードユニット３に対して平行方向から外部配線１７の裸電線１８ａまたは棒端子１８ｂを差し込むことができる。また、ベースボードユニット３に対して平行方向の面に設けられた配線固定ねじ１３ｂは、ベースボードユニット３に対して垂直方向から締め付けることができる。

この挿入式端子台１３は、配線挿入部１３ａに外部配線１７の裸電線１８ａまたは棒端子１８ｂを差し込み、そして、配線固定ねじ１３ｂを締め付ける構造であるため、配線作業性が良く、また、接続信頼性も比較的高い端子台である。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態は、取り付けおよび取り外し可能な端子台として、外部機器に一端が接続された電線の他端に取り付けられた丸端子あるいは先開端子をねじ止めして電気的に接続するタイプのねじ式端子台を用いた例である。

本発明の第２の実施の形態を、図３に基づいて説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態である制御装置の外観の一例を示す斜視図である。図３は前記第１の実施の形態の図２に対応し、ねじ式端子台を取り付けた後の状態を示している。

第２の実施の形態である制御装置１ａは、前記第１の実施の形態の図２における挿入式端子台１３を取り外し、その代わりに、ねじ式端子台１４を基板側端子台ベース１０に取り付けることで構成される。

ねじ式端子台１４は、次のように構成されている。ねじ式端子台１４の背面部には入出力端子受け（図面不記載）が設けられ、基板側端子台ベース１０の入出力端子１２に嵌め合わされるようになっている。ねじ式端子台１４の上部および下部には固定ねじ１６が通る２つの穴部１３ｃが設けられ、固定ねじ１６を穴部１３ｃに通し、基板側端子台ベース１０の固定ねじ穴１１に締結することで、ねじ式端子台１４の脱落防止機能を付与する。

第２の実施の形態である制御装置１ａは、ねじ式端子台１４のねじ端子１４ａに、外部機器と繋がる外部配線１７の丸端子１８ｃまたは先開端子１８ｄを取り付けることで、外部機器と制御機器２が接続でき、システム制御を行う制御盤が構成される。

図３に示すねじ式端子台１４の例では、ねじ端子１４ａの部分が２段の階段状になっており、このねじ端子１４ａには、ベースボードユニット３に対して平行方向から外部配線１７の丸端子１８ｃまたは先開端子１８ｄを取り付けることができ、また、ベースボードユニット３に対して垂直方向からねじ端子１４ａを締め付けることができる。

このねじ式端子台１４は、ねじ端子１４ａに外部配線１７の丸端子１８ｃまたは先開端子１８ｄを取り付ける構造であるため、接続信頼性が高く、また、配線作業性も比較的良い端子台である。

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態は、取り付けおよび取り外し可能な端子台として、外部機器に一端が接続された電線の他端を直接挿入するか、あるいは電線の他端に取り付けられた棒端子を挿入してバネで挟んで電気的に接続するタイプのバネ式端子台を用いた例である。

本発明の第３の実施の形態を、図４に基づいて説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態である制御装置の外観の一例を示す斜視図である。図４は前記第１の実施の形態の図２に対応し、バネ式端子台を取り付けた後の状態を示している。

第３の実施の形態である制御装置１ｂは、前記第１の実施の形態の図２における挿入式端子台１３、または、前記第２の実施の形態の図３におけるねじ式端子台１４を取り外し、その代わりに、バネ式端子台１５を基板側端子台ベース１０に取り付けることで構成される。

バネ式端子台１５は、次のように構成されている。バネ式端子台１５の背面部には入出力端子受け（図面不記載）が設けられ、基板側端子台ベース１０の入出力端子１２に嵌め合わされるようになっている。バネ式端子台１５の上部および下部には固定ねじ１６が通る２つの穴部１３ｃが設けられ、固定ねじ１６を穴部１３ｃに通し、基板側端子台ベース１０の固定ねじ穴１１に締結することで、バネ式端子台１５の脱落防止機能を付与する。

第３の実施の形態である制御装置１ｂは、バネ式端子台１５の操作部１５ｂを操作してバネを開き、配線挿入部１５ａに外部機器と繋がる外部配線１７の裸電線１８ａまたは棒端子１８ｂを差し込んでバネで挟むことで、外部機器と制御機器２が接続でき、システム制御を行う制御盤が構成される。

図４に示すバネ式端子台１５の例では、配線挿入部１５ａおよび操作部１５ｂの部分が２段の階段状になっており、この配線挿入部１５ａおよび操作部１５ｂの部分の各面はベースボードユニット３に対して平行方向に設けられている。よって、配線挿入部１５ａには、ベースボードユニット３に対して垂直方向から外部配線１７の裸電線１８ａまたは棒端子１８ｂを差し込むことができ、また、ベースボードユニット３に対して垂直方向から操作部１５ｂを操作することができる。

このバネ式端子台１５は、操作部１５ｂを操作してバネを開き、配線挿入部１５ａに外部配線１７の裸電線１８ａまたは棒端子１８ｂを差し込んでバネで挟む構造であるため、配線作業性が良い端子台である。

＜第１〜第３の実施の形態に共通＞
本発明の第１〜第３の実施の形態に共通の内容を、図５および図６に基づいて説明する。図５は、本発明の第１〜第３の実施の形態である制御装置において、ベースボードユニットの構造の一例を示す分解斜視図である。図６は、本発明の第１〜第３の実施の形態である制御装置において、ベースボードの構造の一例を示す平面図である。図６は、図５に示すベースボードを裏側から見た図である。

図５に示すように、ベースボードユニット３は、複数のスルーホール間を電気的に繋ぐプリント基板回路（８：図６において図示）を有するベースボード４と、ベースボード４の前面に実装され、裏面でスルーホールにはんだ付けされる基板側端子台ベース１０と、ベースボード４を覆うベースボードカバー９とを含んで構成される。

ベースボード４には、制御機器２の背面にある複数のはんだ付け端子それぞれが実装される位置に制御機器実装用スルーホール６、基板側端子台ベース１０が備える複数の入出力端子１２の背面側でそれぞれ突出するはんだ付け端子が実装される位置に基板側端子台ベース実装用スルーホール７が配列されている。ベースボード４の前面は、ベースボードカバー９で覆われる。このベースボードカバー９には、基板側端子台ベース１０が実装される位置に開口部９ａが設けられ、制御機器２が実装される位置に開口部９ｂが設けられている。

図６に示すように、ベースボード４は、プリント基板５に設けられた制御機器実装用スルーホール６と、基板側端子台ベース実装用スルーホール７をプリント基板回路８で繋げることにより、制御機器実装用スルーホール６ではんだ付け実装した制御機器２と、基板側端子台ベース実装用スルーホール７ではんだ付け実装した基板側端子台ベース１０を電気的に接続している。

これにより、ベースボードユニット３のベースボード４に実装された制御機器２は、ベースボード４の制御機器実装用スルーホール６と基板側端子台ベース実装用スルーホール７を繋ぐプリント基板回路８と、基板側端子台ベース１０と、挿入式端子台１３またはねじ式端子台１４またはバネ式端子台１５を通じて、これらの挿入式端子台１３またはねじ式端子台１４またはバネ式端子台１５に外部配線１７で繋がる外部機器に電気的に接続される。

＜第１〜第３の実施の形態の効果＞
以上説明した第１〜第３の実施の形態である制御装置１，１ａ，１ｂによれば、複数のスルーホール間を電気的に繋ぐプリント基板回路８を有するベースボード４と、ベースボード４の前面に実装され、裏面で複数のスルーホールのうちの基板側端子台ベース実装用スルーホール７にはんだ付けされる基板側端子台ベース１０と、ベースボード４を覆うベースボードカバー９とを含むベースボードユニット３と、ベースボードユニット３の前面に実装され、ベースボード４の裏面で基板側端子台ベース実装用スルーホール７にプリント基板回路８を通じて電気的に繋がる制御機器実装用スルーホール６にはんだ付けされ、外部機器との間で入出力制御を行う制御機器２と、ベースボードユニット３の基板側端子台ベース１０に取り付けおよび取り外し可能で、外部機器に接続される挿入式端子台１３またはねじ式端子台１４またはバネ式端子台１５とを有することで、以下のような効果を得ることができる。

（１）１台の制御装置１，１ａ，１ｂで、挿入式端子台１３またはねじ式端子台１４またはバネ式端子台１５が使用できるので、接続信頼性の高さや配線作業性の良さなどの用途に応じた端子台の配線形態を選択することができる。

（２）制御機器２と、挿入式端子台１３またはねじ式端子台１４またはバネ式端子台１５が独立しているので、制御機器２の交換を容易に行うことができる。

（３）挿入式端子台１３またはねじ式端子台１４またはバネ式端子台１５の実装方向に対して、端子台のコンタクトがベースボード４に対して平行な構成であるため、端子台の実装におけるコンタクトの負荷を軽減することができる。

（４）製造性および作業効率の向上、制御機器２の小型化、管理コスト等の低減が可能な制御装置１，１ａ，１ｂを提供することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、ベースボードユニット３の基板側端子台ベース１０に取り付けおよび取り外し可能な端子台については、挿入式端子台１３、ねじ式端子台１４、バネ式端子台１５のタイプに限られるものではなく、他のタイプの端子台についても適用可能である。

本発明は、外部機器との間で入出力制御を行う制御装置に関し、特に、外部機器と接続するための端子台が着脱可能で取り付け性の良い制御装置に利用可能である。

１ 制御装置
１ａ 制御装置
１ｂ 制御装置
２ 制御機器
３ ベースボードユニット
４ ベースボード
５ プリント基板
６ 制御機器実装用スルーホール
７ 基板側端子台ベース実装用スルーホール
８ プリント基板回路
９ ベースボードカバー
９ａ 開口部
９ｂ 開口部
１０ 基板側端子台ベース
１１ 固定ねじ穴
１２ 入出力端子
１３ 挿入式端子台
１３ａ 配線挿入部
１３ｂ 配線固定ねじ
１３ｃ 穴部
１４ ねじ式端子台
１４ａ ねじ端子
１５ バネ式端子台
１５ａ 配線挿入部
１５ｂ 操作部
１６ 固定ねじ
１７ 外部配線
１８ａ 裸電線
１８ｂ 棒端子
１８ｃ 丸端子
１８ｄ 先開端子

Claims (4)

1. 複数のスルーホール間を電気的に繋ぐプリント基板回路を有するベースボードと、前記ベースボードの前面に実装され、裏面で前記複数のスルーホールのうちの第１スルーホールにはんだ付けされる基板側端子台ベースと、前記ベースボードを覆うベースボードカバーとを含むベースボードユニットと、
   前記ベースボードユニットの前面に実装され、前記ベースボードの裏面で前記第１スルーホールに前記プリント基板回路を通じて電気的に繋がる第２スルーホールにはんだ付けされ、外部機器との間で入出力制御を行う制御機器と、
   前記ベースボードユニットの前記基板側端子台ベースに取り付けおよび取り外し可能で、前記外部機器に接続される端子台とを有し、
   前記制御機器は、前記ベースボードの前記第１スルーホールと前記第２スルーホールを繋ぐ前記プリント基板回路と、前記基板側端子台ベースと、前記端子台とを通じて、前記外部機器に電気的に接続されることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１記載の制御装置において、
   前記端子台は、前記外部機器に一端が接続された電線の他端を直接挿入するか、あるいは電線の他端に取り付けられた棒端子を挿入して電気的に接続するタイプの挿入式端子台であることを特徴とする制御装置。
3. 請求項１記載の制御装置において、
   前記端子台は、前記外部機器に一端が接続された電線の他端に取り付けられた丸端子あるいは先開端子をねじ止めして電気的に接続するタイプのねじ式端子台であることを特徴とする制御装置。
4. 請求項１記載の制御装置において、
   前記端子台は、前記外部機器に一端が接続された電線の他端を直接挿入するか、あるいは電線の他端に取り付けられた棒端子を挿入してバネで挟んで電気的に接続するタイプのバネ式端子台であることを特徴とする制御装置。
   

Images