JP6025560B2 - 筐体連結構造 - Google Patents

Description

この発明は、互いの連結面を対向した状態で複数の筐体を連結する際に用いられる筐体連結構造に関する。

プログラマブルコントローラやシーケンサ等の電気機器は、同種又は異種の部品を適宜組み合わせて使用される場合が多い。このため、各電気機器を収納する筐体の形状を共通化し、複数の筐体を任意の組み合わせで連結して接続できるようにした筐体連結構造が用いられている。

この筐体連結構造として、筐体における第１の連結面から露出させた爪体を第１の連結面に平行な第２の連結面の開口部に係合させるものがある。一方の筐体の爪体を他方の筐体の開口部から内部に貫通させた後に開口部の周囲の内壁に当接させることで、一方の筐体の第１の連結面と爪体との間に他方の筐体の第２の連結面が挟持され、一方の筐体の第１の連結面と他方の筐体の第２の連結面とを密着させた状態で２つの筐体が連結される。

また、筐体内で係合位置と解除位置との間に移動自在にされたフック部材に爪体を形成し、フック部材を弾性力によって係合位置側に付勢するとともに、爪体に開口部の縁部との当接力をフック部材の解除位置方向への移動力に変換する傾斜面を形成したものがある。

一方の筐体の連結面を他方の筐体の連結面に接近させることにより、係合位置に位置していた爪体が開口部の縁部との当接によって一旦解除位置側に移動して開口部を貫通した後に、弾性部材の弾性力によって係合位置に復帰して開口部周縁の内壁に当接する(例えば、特許文献１参照。）。

フック部材は、筐体内における電気機器の収納スペースを確保するために、片面が第１の連結面の内壁に当接する板状に形成される。また、フック部材における移動方向に平行な長手方向の両端部を筐体から選択的に露出させ、筐体外部からの端部の押圧操作によってフック部材が係合位置と解除位置との間を移動するようにしておく。

特許第４４６７１３５号公報

板状のフック部材を筐体内部で円滑に移動させるために、第１の連結面の内壁の法線方向におけるフック部材の過大な移動を制限する必要があるが、フック部材が解除位置から係合位置に移動する間における内壁の法線方向の移動を完全に規制すると、爪体を開口部の縁部に係合させることができない場合を生じる。

例えば、一方の筐体の第１の連結面と他方の筐体の第２の連結面とが確実に当接していない状態で、フック部材が解除位置から係合位置に向けて押圧操作されると、爪体の先端が開口部の内面に当接して、爪体を開口部の縁部に係合させることができない。

これを防止するために、爪体と第２の連結面における開口部の周囲の内壁との間に大きなクリアランスを設けると、第１の連結面と爪体との間に第２の連結面を挟持することができなくなり、２つの筐体の連結状態が不安定になる。

この発明の目的は、フック部材の解除位置と係合位置との間の移動に伴って爪体を第２の連結面の内壁の法線方向に移動するようにし、係合位置で第１の連結面と爪体との間に第２の連結面を確実に挟持させ、２つの筐体を安定した状態で連結できる筐体連結構造を提供することにある。

この発明に係る筐体連結構造は、一方の筐体の第１の連結面から突出した爪体を第１の連結面に平行な面内の一方向に沿って係合位置と解除位置との間で往復移動自在にし、爪体を解除位置側に移動させた状態で他方の筐体の第２の連結面に形成された開口部に貫通させた後に係合位置に復帰させて複数の筐体を連結する。爪体は、係合位置と解除位置との間の移動に応じて、第１の連結面の法線方向について係合位置で解除位置よりも第１の連結面に接近するように移動する。

この構成により、解除位置にある爪体と第２の連結面の内壁との間に、爪体を開口部に確実に貫通させるために十分なクリアランスが与えられる。

この構成において、筐体内で第１の連結面の内壁に沿って係合位置と解除位置の間に往復移動自在にされたフック部材に爪体を一体的に形成した場合には、係合位置又は解除位置の少なくとも一方の位置で互いに係合する凸部及び凹部であって筐体とフック部材における筐体に対向する面との一方に設けた凸部と他方に設けた凹部とを有することが好ましい。凸部と凹部との係合によってフック部材の内壁の法線方向の位置を規定することができる。

また、爪体は、係合位置で第２の連結面の内壁に当接することが好ましい。解除位置にある爪体と第２の連結面の内壁との間に十分なクリアランスを設けた場合でも、爪体と第１の連結面との間に第２の連結面を確実に挟持させて２つの筐体を安定した状態で連結することができる。

さらに、爪体は、解除位置と係合位置との間における係合位置に近接した位置で、第１の連結面の法線方向に移動することが好ましい。解除位置にある爪体をより確実に開口部に貫通させることができるとともに、２つの筐体の連結を解除する際にも爪体を円滑に移動させることができる。

この発明によれば、係合位置で第１の連結面と爪体との間に第２の連結面を確実に挟持させることができ、２つの筐体を安定した状態で連結できる。

（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の第１の実施形態に係る筐体連結構造を適用した筐体の互いに平行な２側面（連結面）側のそれぞれから見た外観図である。 上記筐体連結構造を適用した筐体の内部の構成を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、上記筐体連結構造の要部の平面図及び側面断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、上記筐体連結機構における開口部に対する爪体の係合状態を説明する要部の遷移図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、上記筐体連結構造を適用した筐体の連結時におけるフック部材の動作状態を示す遷移図である。

以下に、この発明の実施形態に係る筐体連結構造について、図面を参照しつつ説明する。

図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この実施形態に係る筐体連結構造は、同一形状を呈する２個の筐体１及び１１を、一方の筐体１の第１の連結面１Ａと他方の筐体１１の第２の連結面１１Ｂとを接触させた状態で連結する。筐体１及び筐体１１の内部には、互いに電気的に接続して使用される同一種類の電気機器が収納されている。但し、筐体１及び筐体１１が異なる種類の電気機器を収納し、連結面以外において互いに異なる形状を呈するものであってもよい。

一方の筐体１の連結面１Ａには、柱状突起２Ａ〜２Ｄ及び枠状突起３が突出して形成されているとともに、露出孔４Ａ，４Ｂが形成されている。また、筐体１の連結面１Ａに直交する互いに平行な２側面１Ｃ及び１Ｄにおいて連結面１Ａ寄りの位置には、窓部５Ａ及び５Ｂが形成されている。これに対して、他方の筐体１１の連結面１１Ｂには、柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄ及び枠状凹部１３が形成されているとともに、開口部１４Ａ，１４Ｂが形成されている。

柱状突起２Ａ〜２Ｄと柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄとは、筐体１の連結面１Ａと筐体１１の連結面１１Ｂとにおいて互いに対向する位置に形成されている。柱状突起２Ａ〜２Ｄの外形及び長さは、柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄの内径及び深さに等しくされている。柱状突起２Ａ〜２Ｄが柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄに嵌入するように筐体１の連結面１Ａと筐体１１の連結面１１Ｂを密着させることにより、筐体１と筐体２とが適正に位置決めされた状態で連結される。

枠状突起３と枠状凹部１３とは、筐体１の連結面１Ａと筐体１１の連結面１１Ｂとにおいて互いに対向する位置に形成されており、それぞれの枠の内側にはコネクタ１０及び２０が露出している。柱状突起２Ａ〜２Ｄが柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄに嵌入する状態で筐体１と筐体２とを連結すると、枠状突起３が枠状凹部１３に嵌入し、コネクタ１０とコネクタ２０とが接続され、筐体１が収納する電気機器と筐体１１が収納する電気機器とが電気的に接続される。

露出孔４Ａ，４Ｂからは、爪体７Ａ，７Ｂが筐体１の外部に露出している。柱状突起２Ａ〜２Ｄが柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄに嵌入する状態で筐体１の連結面１Ａと筐体１１の連結面１１Ｄとを対向させると、筐体１の連結面１Ａから露出した爪体７Ａ，７Ｂが筐体１１の連結面１１Ｂに形成された開口部１４Ａ，１４Ｂに対向する。

なお、窓部５Ａ，５Ｂからは、筐体１の内部において支持されているフック部材６の一端６Ａ及び他端６Ｂが筐体１の外部に露出している。

図２に示すように、筐体１の内部には、爪体７Ａ，７Ｂを一体的に備えたフック部材６が、片面を連結面１Ａの内壁に接触させて収納されている。連結面１Ａの内壁には、４個の突起８Ａ〜８Ｄ、及び４個のガイド９Ａ〜９Ｄが形成されている。ガイド９Ａ〜９Ｄにより、フック部材６が筐体１の連結面１Ａに平行な平面内で、図２に示す係合位置と後述する解除位置との間に長手方向に沿って往復移動自在に保持されている。フック部材６には、バネ体６１Ａ〜６１Ｄが一体に形成されている。バネ体６１Ａ〜６１Ｄは、それぞれ突起８Ａ〜８Ｄに当接する。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、バネ体６１Ａは、当接部６１１Ａ、凹部６１２Ａ及び係合部６１３Ａを備えている。当接部６１１Ａは、バネ体６１の開放端部に形成されている。凹部６１２Ａは、バネ体６１Ａの中間部を屈曲して形成されている。係合部６１３Ａは、当接部６１１Ａから凹部６１２Ａを含む範囲に形成されている。バネ体６１Ｂ〜６１Ｄもバネ体６１Ａと同様に形成されている。

突起８Ａは、延出部８１Ａ及びカム部８２Ａを備えている。延出部８１Ａは、連結面１Ａの内壁から法線方向に延出している。カム部８２Ａは、連結面１Ａの内壁との間に間隙を設けて延出部８１Ａに連続して形成されている。突起８Ｂ〜８Ｄも突起８Ａと同様に形成されている。

当接部６１１Ａは、カム部８２Ａに当接する。凹部６１２Ａには、カム部８２Ａが弾性的に嵌入する。係合部６１３Ａは、連結面１Ａの内壁とカム部８２Ａとの間に位置する。

連結面１Ａの内壁の法線方向について、係合部６１３Ａの厚さＤは、連結面１Ａの内壁とカム部８２Ａとの間隙Ｈよりも小さくされている。このため、フック部材６は、移動量（Ｈ−Ｄ）の範囲で連結面１Ａの内壁の法線方向にも移動可能にされている。

図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、筐体１内に支持されたフック部材６に形成されている爪体７Ａ，７Ｂには、傾斜面７１が形成されている。柱状突起２Ａ〜２Ｄが柱状凹部１２Ａ〜１２Ｄに嵌入する状態で筐体１の連結面１Ａと筐体１１の連結面１１Ｂとを対向させると、図４（Ａ）に示すように、爪体７Ａ，７Ｂの傾斜面７１が開口部１４Ａ，１４Ｂの縁部１４１に対向する。

この状態で筐体１の連結面１Ａ及び筐体１１の連結面１１Ｂを接近させていくと、図４（Ｂ）に示すように、爪体７Ａ，７Ｂの傾斜面７１が、開口部１４Ａ，１４Ｂの縁部１４１に当接する。これによって爪体７Ａ，７Ｂの傾斜面７１は縁部１４１から当接力を受け、この当接力が傾斜面７１によって当接方向に直交する方向の押圧力に変換され、爪体７Ａ，７Ｂはフック部材６とともに当接方向に直交する方向（矢印Ｘ方向）に押圧される。

さらに、筐体１の連結面１Ａ及び筐体１１の連結面１１Ｂを接近させていくと、爪体７Ａ，７Ｂは開放端を開口部１４Ａ，１４Ｂの一方の内周面に当接させながら筐体１１内に侵入する。爪体７Ａ，７Ｂを形成したフック部材６は、筐体１の連結面１Ａの内壁において、突起８Ａ〜８Ｄとの当接により弾性変形したバネ体６１Ａ〜６１Ｄに生じる弾性力によって矢印Ｙ方向に付勢されている。

このため、爪体７Ａ，７Ｂは、開口部１４Ａ，１４Ｂを通過した後にフック部材６とともに矢印Ｙ方向に移動し、図４（Ｃ）に示すように、筐体１の連結面１Ａが筐体１１の連結面１１Ｂに完全に密着した状態で、爪体７Ａ，７Ｂは開口部１４Ａ，１４Ｂに係合する。この開口部１４Ａ，１４Ｂに対する爪体７Ａ，７Ｂの係合によって、筐体１及び筐体１１の連結状態が維持される。

このようにして連結された筐体１及び筐体１１を分離する場合には、フック部材６とともに、爪体７Ａ，７Ｂを図４（Ｄ）に示すように、開放端が開口部１４Ａ，１４Ｂの内周面に当接しない位置まで矢印Ｘ方向に移動させる。これによって、開口部１４Ａ，１４Ｂに対する爪体７Ａ，７Ｂの係合状態が解除され、連結面１Ａと連結面１１Ｂとが互いに離間する方向に筐体１又は筐体１１を移動させることができる。

ここで、図４（Ａ）及び（Ｃ）は爪体７Ａ，７Ｂがフック部材６とともに係合位置に位置している状態を示しており、図４（Ｄ）は爪体７Ａ，７Ｂがフック部材６とともに解除位置に位置している状態を示している。即ち、爪体７Ａ，７Ｂは、筐体１及び筐体１１の連結作業が開始される前において係合位置に位置しており、筐体１及び筐体１１の連結作業が開始されてから完了するまでの間に解除位置側の中間位置まで移動し、筐体１及び筐体１１の連結作業が完了すると再び係合位置に戻る。筐体１及び筐体１１の分離作業時には、爪体７Ａ，７Ｂをフック部材６とともに解除位置に位置させる。

爪体７Ａ，７Ｂがフック部材６とともに係合位置に位置している状態（図４（Ａ）又は（Ｃ）参照。）でのフック部材６の位置は、爪体７Ａ，７Ｂがフック部材６とともに中間位置及び解除位置に位置している状態（図４（Ｂ）及び（Ｄ）参照。）でのフック部材６の位置よりも筐体１の連結面１Ａの内壁から離間している。このため、係合位置における爪体７Ａ，７Ｂは、中間位置及び解除位置における爪体７Ａ，７Ｂよりも筐体１の連結面１Ａに近接する。

フック部材６の連結面１Ａの内壁の法線方向の移動は、筐体１の窓部５Ａ，５Ｂの近傍に形成された凸部１５Ａ，１５Ｂとフック部材６の両端部６Ａ，６Ｂに形成された凹部６２Ａ，６２Ｂとの係合による。凹部６２Ａ，６２Ｂの深さは、係合部６１３Ａの厚さＤと連結面１Ａの内壁及びカム部８２Ａの間隙Ｈとの差によるフック部材６の移動量（Ｈ−Ｄ）に等しくされている。

なお、凸部１５Ａ，１５Ｂは、解除位置にあるフック部材６の表面に当接している。このため、係合位置及び解除位置におけるフック部材６の連結面１Ａの内壁の法線方向の位置は、凸部１５Ａ，１５Ｂによって規定されている。

このように、フック部材６は、係合位置と解除位置との間の移動に応じて、連結面１Ａの法線方向について係合位置で解除位置よりも連結面１Ａに接近するように移動する。解除位置にある爪体７Ａ，７Ｂと連結面１１Ｂの内壁との間に、爪体７Ａ，７Ｂを開口部１４Ａ，１４Ｂに確実に貫通させるために十分なクリアランスＣが与えられ、爪体７Ａ，７Ｂの先端が開口部１４Ａ，１４Ｂの内面に当接することによる爪体７Ａ，７Ｂの動作不良を防止できる。一方、係合位置では、爪体７Ａ，７Ｂと連結面１１Ｂの内壁との間のクリアランスが解消され、連結面１Ａと連結面１１Ｂとが密着する状態で２つの筐体１及び１１の連結状態を維持できる。

このとき、爪体７Ａ，７Ｂを係合位置で連結面１１Ｂの内壁に当接させることにより、爪体７Ａ，７Ｂと連結面１Ａとの間に連結面１１Ｂを確実に挟持させて２つの筐体１，１１をより安定した状態で連結することができる。

また、爪体７Ａ，７Ｂは、解除位置と係合位置との間における係合位置に近接した位置で、連結面１Ａの法線方向に移動する。このため、解除位置にある爪体７Ａ，７Ｂをより確実に開口部１４Ａ，１４Ｂに貫通させることができるとともに、２つの筐体１，１１の連結を解除する際にも爪体７Ａ，７Ｂを円滑に移動させることができる。

なお、凹部６２Ａ，６２Ｂ及び凸部１５Ａ，１５Ｂの形成位置は、フック部材６の両端部６Ａ，６Ｂ、並びに窓部５Ａ，５Ｂの近傍に限るものではない。

本実施形態では、さらに凹部６２Ａ′，６２Ｂ′及び凸部１５Ａ′，１５Ｂ′を設けている。凸部１５Ａ′，１５Ｂ′は、フック部材６における爪体７Ａ，７Ｂの近傍に形成されている。凹部６２Ａ′，６２Ｂ′は、筐体１における露出孔４Ａ，４Ｂの近傍に形成されている。凹部６２Ａ′、６２Ｂ′及び凸部１５Ａ′，１５Ｂ′は、凹部６２Ａ，６２Ｂ及び凸部１５Ａ，１５Ｂと同様に機能する。凹部６２Ａ，６２Ｂと凸部１５Ａ，１５Ｂとはフック部材６が係合位置にあるときに係合し、凹部６２Ａ′、６２Ｂ′と凸部１５Ａ′，１５Ｂ′とはフック部材６が解除位置にあるときに係合する。このように、凹部及び凸部は、本実施形態では４対備えているが、これに限るものではなく、一方を筐体１に設け、他方がフック部材６に設けられていればよい。また、凹部及び凸部は、フック部材６が係合位置又は解除位置の少なくとも一方で係合するものであればよい。

図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フック部材６は、筐体１内で係合位置と解除位置との間を移動する。図５（Ａ）は、フック部材６が係合位置に位置している状態を示している。図５（Ｂ）は、フック部材６が中間位置に位置している状態を示している。図５（Ｃ）は、フック部材６が解除位置に位置している状態を示している。

フック部材６は、係合位置から中間位置を経由して解除位置に至る間において往復移動自在にされている。一例として、筐体１及び筐体１１の連結作業が開始される前において一端部６Ａが筐体１の外部に露出する係合位置に位置しており、筐体１及び筐体１１の連結作業が開始されてから完了する直前までの間に中間位置まで移動し、筐体１及び筐体１１の連結作業が完了すると再び係合位置に戻り、さらに、筐体１及び筐体１１の分離作業時に解除位置に移動する。

以下において、バネ体６１Ａと突起８Ａとについてのみ説明するが、バネ体６１Ｂ〜６１Ｄ並びに突起８Ｂ〜８Ｄについても同様に機能する。

筐体１及び筐体１１の連結作業が開始され、図４に示した動作によって爪体７Ａ，７Ｂが開口部１４Ａ，１４Ｂの縁部と当接することにより、爪体７Ａ，７Ｂの移動にともなってフック部材６が係合位置に位置している状態から解除位置側に移動すると、バネ体６１Ａの当接部６１１Ａが、突起８Ａのカム部８１Ａの当接により、フック部材６の内側方向に弾性的に変位する。この当接部６１１Ａの変位により、解除位置側に移動したフック部材６にはバネ体６１Ａから係合位置側への弾性力が作用する。

したがって、筐体１及び筐体１１の連結作業が開始されてから完了するまでの間において、当接部６１１Ａの変位量が増加するに伴い、フック部材６に作用する係合位置方向への弾性力が徐々に大きくなる。これにより、筐体１及び筐体１１の連結作業は、徐々に増加する弾性力に抗して行われる。

連結された状態の筐体１及び筐体１１の分離作業時には、図５（Ａ）に示す状態から、作業者が手指等によってフック部材６の端部６Ａを筐体１内に押圧するか、又は、作業者が手指等によってフック部材６の端部６Ｂを筐体１外に引き出し、フック部材６を解除位置に向けて移動させる。このフック部材６の移動により、図５（Ｂ）に示すように、係合位置において当接部６１１Ａが突起８Ａのカム部８１Ａに当接する状態に位置していたバネ体６１Ａは内側に弾性変形しながら、当接部６１１Ａがカム部８１Ａに当接しなくなる位置までフック部材６の長手方向に移動し、図５（Ｃ）に示すように、バネ体６１Ａの凹部６１２Ａに突起８Ａのカム部８１Ａが嵌入する。

これによって、爪体７Ａ，７Ｂは、筐体１１の開口部１４Ａ，１４Ｂの内周面に当接しなくなり、筐体１と筐体１１との連結状態が維持されなくなって筐体１と筐体１１とを分離することができる。このとき、凹部６１２Ａに対するカム部８１Ａの嵌入によってフック部材６の移動が規制される。したがって、一旦フック部材６を解除位置に移動させた後には、筐体１及び筐体１１の分離作業が完了するまで、作業者がフック部材６の端部６Ａを押圧し続ける必要がない。

なお、筐体１及び筐体１１を再度連結する場合には、解除位置に位置しているフック部材６の端部６Ｂを作業者が手指等によって筐体１内に押圧するか、又は、フック部材の端部６Ａを作業者が手指等によって筐体１外に引き出し、予めフック部材６を係合位置に位置させておくことにより、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、作業者は筐体１の連結面１Ａと筐体１１の連結面１１Ｂとを適正な位置関係で密着させるだけで、フック部材６を直接操作する必要がない。

フック部材６が係合位置と解除位置との間を移動する間に、バネ体６１Ａの係合部６１３Ａが常時突起８Ａのカム部８１Ａと連結面１Ａの内壁との間に位置している。このため、例えばフック部材６の端部６Ａ，６Ｂの両方が同時に押圧操作された場合であっても、フック部材６が過度に連結面１Ａの内壁から離間する方向に変形することがなく、フック部材６を係合位置と解除位置との間に円滑に移動させることができる。また、連結面１Ａの内壁の法線方向におけるフック部材６の過度の移動を規制するためのみに機能するガイドを設ける必要がない。このため、筐体１内における電気機器の収納スペースを十分に確保できるとともに、フック部材６に多数のバネ体を形成するスペースが得られる。さらに、連結面１Ａの内壁の法線方向についてバネ体６１Ａが突起８Ａを越えて変形することがなく、フック部材６にバネ体６１Ａから確実に付勢力を供給することができる。

１，１１−筐体
１Ａ−第１の連結面
１１Ｂ−第２の連結面
６−フック部材
７Ａ，７Ｂ−爪体
８Ａ〜８Ｄ−突起
１４Ａ，１４Ｂ−開口部

Claims (4)

1. それぞれの互いに平行な第１の連結面と第２の連結面とが同一形状を呈する複数の筐体を連結する筐体連結構造であって、一方の筐体の第１の連結面から突出した爪体を前記第１の連結面に平行な面内の一方向に沿って係合位置と解除位置との間で往復移動自在にし、前記爪体を前記解除位置側に移動させた状態で他方の筐体の第２の連結面に形成された開口部に貫通させた後に前記係合位置に復帰させて複数の筐体を連結する筐体連結構造において、
   前記爪体は、前記係合位置と前記解除位置との間の移動に応じて、前記第１の連結面の法線方向について前記係合位置で前記解除位置よりも前記第１の連結面に接近するように移動する筐体連結構造。
2. 前記第１の連結面の内壁に沿って前記係合位置と前記解除位置の間に往復移動自在にされたフック部材に爪体を一体的に形成し、前記係合位置又は前記解除位置の少なくとも一方の位置で互いに係合する凸部及び凹部であって前記筐体と前記フック部材の前記筐体に対向する面との一方に設けた凸部及び他方に設けた凹部を有する請求項１に記載の筐体連結構造。
3. 前記爪体は、前記係合位置で前記第２の連結面の内壁に当接する請求項１又は２に記載の筐体連結構造。
4. 前記爪体は、前記解除位置と前記係合位置との間における前記係合位置に近接した位置で、前記第１の連結面の法線方向に移動する請求項１乃至３の何れかに記載の筐体連結構造。

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