JP6747993B2 - 制御盤および交換ユニット - Google Patents

Description

本発明は、複数の機器を制御する制御装置を収容するための制御盤に関する。

一般に、ビル空調システムや産業用の自動制御システムなどの制御システムでは、各種フィールド機器の制御に用いるコントローラなどの制御装置を、制御盤と呼ばれる筐体内に設置している（例えば、特許文献１−３など参照）。
図１０は、一般的な制御盤を示す斜視図である。図１１は、一般的な組立体の平面図である。
制御盤１は、金属板により形成された筐体９０と扉９１とから構成されている。筐体９０の背板９０Ａには、組立体２を取り付けるためのフレーム９０Ｂが固定されている。

組立体２は、左右一対の縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂと複数の横配線ダクト５１Ｃが、板状のサブパネル５０に縦横格子状に固定されて、起立した状態でフレーム９０Ｂに取り付けられる。
縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂおよび横配線ダクト５１Ｃは、断面矩形状をなす塩化ビニールなどの樹脂なり、筒中の内部空間に各種配線を収容するダクトである。これら配線ダクト５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、前面が着脱自在のカバー５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃからなり、側面には筒内部を外部と連通させて配線を通すための窓が連続して形成されている。

制御盤１では、このような組立体２のうち、サブパネル５０、縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂおよび横配線ダクト５１Ｃにより形成された複数の収容スペース５３を用いて、各種機器を制御する制御装置を収容するとともに、機器からの外部配線と制御装置への内部配線とを中継端子台で中継接続する。

図１２は、一般的な制御盤の配線接続系統図である。図１３は、一般的な制御盤の配線例である。
フィールド機器からの外部配線６０は、筐体９０に導入された後、縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂや横配線ダクト５１Ｃを介して、中継端子台６１に接続される。中継端子台６１は、収容スペース５３Ａを形成するサブパネル３０に固定されており、ここで外部配線６０が制御装置６３への内部配線６２と中継接続される。

図１２の例では、中継端子台６１とは異なる収容スペース５３Ｂを形成するサブパネル３０にＤＩＮレール５４が固定されており、このＤＩＮレール５４に、制御装置６３として４つの制御装置６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄが装着されている。
内部配線６２は、縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂや横配線ダクト５１Ｃを介して、制御装置６３に設けられた既設端子台６３Ｘに接続される。また、制御盤１内に配置された電源装置６５からの電源配線６４も、縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂや横配線ダクト５１Ｃを介して、制御装置６３の既設端子台６３Ｘに接続される。

特開２０００−０５０４２５号公報 特開２００１−２３０５２７号公報 特開２００３−２５８４５８号公報

このような制御装置は、耐久性、処理能力、機能追加などの観点から、十数年程度で新たな制御装置に交換される。この際、交換コストや交換作業を削減するため、既設の制御盤および組立体を流用し、制御盤に収容されている既設の制御装置を取り外した後、新たな制御装置が取り付けられることが多い。

しかしながら、既設の制御装置と新たな制御装置とでは、内部回路の変更などに伴ってそれぞれの制御装置に設けられる端子台の位置や端子の並びが変更される場合が多い。このような場合には、既設の制御装置の既設端子台に合わせて配置されていた、中継端子台からの内部配線や電源配線などの既設配線の端部位置が、新たな制御装置の端子台と整合しなくなり、容易に接続できなくなる。このため、制御装置だけでなく既設配線についても交換や取り回しの変更が必要となり、交換コストや交換作業が大幅に増大するとともに、既設配線の接続変更に伴う配線接続ミスやこれに対応するためのチェック作業が増大するという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、新たな制御装置の端子台の位置や並びが既設の制御装置と異なる場合でも、既設配線と新たな制御装置とを容易に接続できる制御盤を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる制御盤は、断面矩形状をなす少なくとも一対の配線ダクトが一定間隔で板状のサブパネルに固定されて起立する組立体を有し、前記組立体のうち前記配線ダクトおよび前記サブパネルにより形成される収容スペースを用いて、各種機器を制御する制御装置を収容する制御盤であって、前記サブパネルのうち既設の制御装置が取り付けられていた位置に固定される背板と、前記背板の両端から前記配線ダクトの前面より前方位置まで突出する左右の側板とからなる交換ベースと、前記側板の前端に支持されて、前面に新たな制御装置が取り付けられる板状の取付プレートとを備えている。

また、本発明にかかる上記制御盤の一構成例は、前記取付プレートが、前記交換ベースに対して上下方向に開閉自在に支持されているものである。

また、本発明にかかる交換ユニットは、断面矩形状をなす少なくとも一対の配線ダクトが一定間隔で板状のサブパネルに固定されて起立する組立体を有し、前記組立体のうち前記配線ダクトおよび前記サブパネルにより形成される収容スペースを用いて、各種機器を制御する制御装置を収容する制御盤で用いられて、既設の制御装置を前記収容スペースの広さには収まらない新たな制御装置に交換するための交換ユニットであって、前記サブパネルのうち既設の制御装置が取り付けられていた位置に固定される背板と、前記背板の両端から前記配線ダクトの前面より前方位置まで突出する左右の側板とからなる交換ベースと、前記側板の前端に支持されて、前面に新たな制御装置が取り付けられる板状の取付プレートとを備えている。

また、本発明にかかる上記交換ユニットの一構成例は、前記組立体を構成する縦配線ダクトから前記制御装置までの横方向配線が、前記取付プレートの裏側のスペースに通線されているものである。

本発明によれば、既設の制御装置を新たな制御装置に交換する際、既設の制御装置から取り外した外部配線や電源配線などの既設配線を、取り換えることなくその位置で代替端子台に接続することができる。このため、既設配線の接続作業を極めて簡素化できる。また、代替端子台のうちそれぞれの既設配線を接続すべき端子が、既設端子台の端子とほぼ同じ位置、すなわちそれぞれの既設配線の端部位置と整合した位置に配置されることになる。このため、既設配線の接続作業にかかる作業負担をさらに軽減できるとともに、既設配線の配線接続ミスやこれに対応するためのチェック作業を大幅に削減することが可能となる。

本実施の形態にかかる制御盤の斜視図である。 本実施の形態にかかる制御盤の配線接続系統図である。 本実施の形態にかかる交換ユニットの斜視図である。 交換ベースの正面図である。 取付プレートの正面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 代替端子台および代替コネクタの配置例である。 新たな制御装置の取付例である。 一般的な制御盤を示す斜視図である。 一般的な組立体の平面図である。 一般的な制御盤の配線接続系統図である。 一般的な制御盤の配線例である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
［制御盤］
まず、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる制御盤１および交換ユニット１０について説明する。図１は、本実施の形態にかかる制御盤の斜視図である。図２は、本実施の形態にかかる制御盤の配線接続系統図である。

この制御盤１は、複数のフィールド機器（図示せず）を制御する制御装置２０を収容し、各フィールド機器からの外部配線６０を中継端子台６１を介して制御装置２０と中継接続する装置である。
制御盤１は、金属板により形成された筐体９０と扉９１とから構成されている。筐体９０の背板９０Ａには、組立体２を取り付けるためのフレーム９０Ｂが固定されている。

組立体２は、左右一対の縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂと複数の横配線ダクト５１Ｃが、板状のサブパネル５０に縦横格子状に固定されて、起立した状態でフレーム９０Ｂに取り付けられる。
これら配線ダクト５１（５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ）は、断面矩形状をなす塩化ビニールなどの樹脂からなり、筒中の内部空間に各種配線を収容する柱状のダクトである。これら配線ダクト５１は、前面が着脱自在のカバー５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）からなり、側面には筒内部を外部と連通させて各種配線を通すための窓が連続して形成されている。

この制御盤１では、図１に示すように、組立体２のうち配線ダクト５１およびサブパネル５０により形成される収容スペースに、中央部の背板１１Ｃと左右の側板１１Ａ，１１Ｂとからなり、組立体２の奥行より大きい奥行を有する箱形状の交換ユニット１０を配置し、この交換ユニット１０の前面に新たな制御装置２０が取り付けられている。

本発明では、制御盤１のうち例えば背板１１Ｃの前面に、制御盤１に収容されている既設の制御装置の既設端子台と対応する位置に、内部配線６２や電源配線６４などの既設配線のそれぞれを接続する端子が、これら既設配線が接続されていた既設端子台の端子とほぼ同じ並びで配置されている代替端子台１３を配置し、既設の制御装置と交換して制御盤１に収容される新たな制御装置２０の新規端子台２０Ｘと代替端子台１３とを中継配線３０で中継接続するようにしたものである。

［交換ユニット］
次に、図３〜図７を参照して、本実施の形態にかかる交換ユニット１０について説明する。図３は、本実施の形態にかかる交換ユニットの斜視図である。図４は、交換ベースの正面図である。図５は、取付プレートの正面図である。図６は、図４のＡ−Ａ断面図である。図７は、図４のＢ−Ｂ断面図である。

交換ユニット１０は、交換ベース１１および取付プレート１２から構成されている。
交換ベース１１は、金属板を折り曲げてなる上面視コの字状をなし、サブパネル５０のうち既設の制御装置が取り付けられていた位置に固定される背板１１Ｃと、サブパネル５０の両端から配線ダクト５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの前面より前方位置まで突出する左右の側板１１Ａ，１１Ｂとから構成されている。

側板１１Ａ，１１Ｂの前端の下端には、穴１１Ｄが形成されている。この穴１１Ｄと、取付プレート１２の下端に設けられた支持片１２Ｅに形成された穴１２Ｄとを、ピン１１Ｅが連通することにより、側板１１Ａ，１１Ｂの前端の下端位置に、交換ベース１１に対して取付プレート１２が上下方向に開閉自在に支持される。これにより、取付プレート１２の裏側のスペースでの作業を容易に行うことが可能となる。

また、側板１１Ａ，１１Ｂの前端の上端には、左右方向の内側に向かって突出した取付片１１Ｆが設けられており、この取付片１１Ｆに穴１１Ｇが形成されている。この穴１１Ｇと、取付プレート１２の上端に形成された穴１２Ｆとを、取付ねじ１２Ｇが連通することにより、側板１１Ａ，１１Ｂの前端の上端位置に取付プレート１２がねじ止めされる。

取付プレート１２は、金属板を折り曲げてなる上面視コの字状をなし、新たな制御装置２０が取り付けられる前板１２Ｃと、前板１２Ｃから後方に向かって突出する左右の側板１２Ａ，１２Ｂとから構成されている。
前板１２Ｃの下端には、後方に向かって突出する支持片１２Ｅが設けられており、この支持片１２Ｅに穴１２Ｄが形成されている。

この際、側板１１Ａ，１１Ｂが、組立体２すなわち配線ダクト５１の奥行より大きい奥行（幅）を有しているため、取付プレート１２の前板１２Ｃが、組立体２より手前に位置することになる。これにより、前板１２Ｃの前面に新たな制御装置２０を取り付けた場合、組立体２より手前に位置に新たな制御装置２０が位置することになるため、新たな制御装置２０の取付スペースが、配線ダクト５１で形成される収容スペース５３の広さ、すなわち幅や高さに制限されなくなる。このため、新たな制御装置２０が大型化して、組立体２の収容スペース５３に収まらない場合でも、新たな制御装置２０を制御盤１内に収容することができる。

この際、縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂから制御装置２０の新規端子台２０Ｘまでの横方向配線は、取付プレート１２の裏側のスペース、すなわち取付プレート１２と背板１１Ｃとの間のスペースに通線してもよい。通常、縦配線ダクト５１Ａ，５１Ｂからの横方向配線は、横配線ダクト５１Ｃを通って制御装置２０に通線されるが、取付プレート１２の裏側のスペースを通線することで、横配線ダクト５１Ｃを通線する必要がなくなる。これにより、交換ユニット１０の上側または下側に位置する横配線ダクト５１Ｃを省くことが可能となり、新たな制御装置２０の設置スペースをさらに拡大することが可能となる。

なお、穴１１Ｄ、支持片１２Ｅ、穴１２Ｄ、およびピン１１Ｅからなる蝶番構造については、これに限定されるものではなく、他の構造であってもよい。また、取付片１１Ｆ、穴１１Ｇ、穴１２Ｆ、および取付ねじ１２Ｇからなる取付構造については、これに限定されるものではなく、他の構造であってもよい。また、これら蝶番構造や取付構造の位置を、上下逆転させてもよい。
また、取付プレート１２は、上面視コの字状に限定されるものではなく、前面に新たな制御装置２０が取り付けられる形状であれば、平板状などの他の形状であってもよい。また、新たな制御装置２０の形状、大きさ、取付方向についても、本例に限定されるものではない。

［代替端子台］
図４に示すように、背板１１Ｃには、代替端子台１３として、複数の代替端子台１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄが固定されている。これら代替端子台１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）は、既設の制御装置の既設端子台と対応する位置に設けられており、内部配線６２や電源配線６４などの既設配線を接続する端子が、これら既設配線が接続されていた既設端子台の端子とほぼ同じ並びで配置されている。

前述の図１３比較すると、代替端子台１３Ａ，１３Ｂが既設の制御装置６３Ａ，６３Ｂの背面に設けられていた既設端子台の位置に対応し、代替端子台１３Ｃ，１３Ｄが既設の制御装置６３Ｂの背面に設けられていた既設端子台の位置に対応していることが分かる。
また、これら代替端子台１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄの端子は、対応する既設端子台において既設配線が接続されていたそれぞれの端子とほぼ同じ並びで配置されていることが分かる。

このように、代替端子台１３を、背板１１Ｃのうち、既設の制御装置６３の既設端子台６３Ｘと対応した位置に設けるようにしたので、既設の制御装置６３を新たな制御装置２０に交換する際、既設の制御装置６３から取り外した内部配線６２や電源配線６４などの既設配線を、取り換えることなくその位置で代替端子台１３に接続することができる。このため、既設配線の接続作業を極めて簡素化できる。

また、代替端子台１３において、既設配線を接続する端子として、これら既設配線を接続していた既設端子台６３Ｘの端子とほぼ一致した並びに配置するようにしたので、代替端子台１３のうちそれぞれの既設配線を接続すべき端子が、既設端子台６３Ｘの端子とほぼ同じ位置、すなわちそれぞれの既設配線の端部位置と整合した位置に配置されることになる。このため、既設配線の接続作業にかかる作業負担をさらに軽減できるとともに、既設配線の配線接続ミスやこれに対応するためのチェック作業を大幅に削減することが可能となる。

図８は、代替端子台および代替コネクタの配置例である。前述では、代替端子台１３のうち、中継配線３０を接続する接続部が、既設配線を接続する場合と同様に、これら配線を１本ずつ接続する端子台からなる場合を例として説明したが、配線コネクタで構成してもよい。これは、既設配線とは独立して、中継配線３０が新たな制御装置２０とともに新規に追加されるからである。

図８では、代替端子台１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄに沿って、配線コネクタ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが配置されている。これにより、中継配線３０の接続作業を極めて簡素化できるとともに、配線の接続誤りを抑止できる。なお、配線コネクタ１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ）については、複数の代替端子台１３を１つの配線コネクタ１４に集約しても良く、製品コストや接続作業負担を軽減できる。また、代替端子台１３と配線コネクタ１４との回路接続については印刷配線基板を用いればよく、中継配線３０については予め工場で作成しておいてもよい。

図９は、新たな制御装置の取付例である。取付プレート１２の前板１２Ｃに新たな制御装置２０を取り付ける場合、新たな制御装置２０がＤＩＮレール対応であれば、図９に示すように、前板１２Ｃに固定されたＤＩＮレール１２Ｈを介して、新たな制御装置２０を前板１２Ｃに取り付けてもよい。これにより、新たな制御装置２０をねじ止めする場合と比較して、作業負担を大幅に削減できる。

［本実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、制御盤１のうち、制御盤１に収容されている既設の制御装置６３の既設端子台６３Ｘと対応する位置に設けられて、既設配線のそれぞれを接続する端子が、これら既設配線が接続されていた既設端子台６３Ｘの端子とほぼ同じ並びで配置されている代替端子台１３と、既設の制御装置６３と交換して制御盤１に収容される新たな制御装置２０の新規端子台２０Ｘの各端子と代替端子台１３の各端子とを中継接続する中継配線３０とを備えるものである。

これにより、既設の制御装置６３を新たな制御装置２０に交換する際、既設の制御装置６３から取り外した内部配線６２や電源配線６４などの既設配線を、取り換えることなくその位置で代替端子台１３に接続することができる。このため、既設配線の接続作業を極めて簡素化できる。また、代替端子台１３のうちそれぞれの既設配線を接続すべき端子が、既設端子台６３Ｘの端子とほぼ同じ位置、すなわちそれぞれの既設配線の端部位置と整合した位置に配置されることになる。このため、既設配線の接続作業にかかる作業負担をさらに軽減できるとともに、既設配線の配線接続ミスやこれに対応するためのチェック作業を大幅に削減することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…制御盤、２…組立体、１０…交換ユニット、１１…交換ベース、１１Ａ，１１Ｂ…側板、１１Ｃ…背板、１１Ｄ…穴、１１Ｅ…ピン、１１Ｆ…取付片、１１Ｇ…穴、１２…取付プレート、１２Ａ，１２Ｂ…側板、１２Ｃ…前板、１２Ｄ…穴、１２Ｅ…支持片、１２Ｆ…穴、１２Ｇ…取付ねじ、１２Ｈ…ＤＩＮレール、１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ…代替端子台、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ…配線コネクタ、２０…制御装置（新たな制御装置）、２０Ｘ…新規端子台、５０…サブパネル、５１…配線ダクト、５１Ａ，５１Ｂ…縦配線ダクト、５１Ｃ…横配線ダクト、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ…カバー、５３，５３Ａ，５３Ｂ…収容スペース、６０…外部配線、６１…中継端子台、６２…内部配線、６３，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄ…制御装置（既設の制御装置）、６３Ｘ…既設端子台、６４…電源配線、６５…電源装置、９０…筐体、９０Ａ…背板、９０Ｂ…フレーム、９１…扉。

Claims (7)

1. 断面矩形状をなす少なくとも一対の配線ダクトが一定間隔で板状のサブパネルに固定されて起立する組立体を有し、前記組立体のうち前記配線ダクトおよび前記サブパネルにより形成される収容スペースに、各種機器を制御する制御装置を収容する制御盤であって、
   前記制御盤のうち、前記制御盤に収容されている既設の制御装置の既設端子台と対応する位置に設けられて、既設配線のそれぞれを接続する端子が、これら既設配線が接続されていた前記既設端子台の端子とほぼ同じ並びで配置されている代替端子台と、
   前記既設の制御装置と交換して前記制御盤に収容される新たな制御装置の新規端子台の各端子と前記代替端子台の各端子とを中継接続する中継配線と
   を備えることを特徴とする制御盤。
2. 請求項１に記載の制御盤において、
   前記サブパネルのうち前記既設の制御装置が取り付けられていた位置に固定される背板と、前記背板の両端から前記配線ダクトの前面より前方位置まで突出する左右の側板とからなる交換ベースと、
   前記左右の側板の前端の両方に支持されて、前面に前記新たな制御装置が取り付けられる板状の取付プレートとをさらに備え、
   前記代替端子台は、前記背板の前面に固定されている
   ことを特徴とする制御盤。
3. 請求項２に記載の制御盤において、
   前記取付プレートは、前記交換ベースに対して上下方向に開閉自在に支持されていることを特徴とする制御盤。
4. 請求項１に記載の制御盤において、
   前記代替端子台は、前記サブパネルの前面に取り付けられていることを特徴とする制御盤。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の制御盤において、
   前記組立体を構成する縦配線ダクトから前記制御装置までの横方向配線は、前記取付プレートの裏側のスペースに通線されていることを特徴とする制御盤。
6. 断面矩形状をなす少なくとも一対の配線ダクトが一定間隔で板状のサブパネルに固定されて起立する組立体を有し、前記組立体のうち前記配線ダクトおよび前記サブパネルにより形成される収容スペースに、各種機器を制御する制御装置を収容する制御盤で用いられて、前記制御盤に収容されている既設の制御装置を前記収容スペースの広さには収まらない新たな制御装置に交換するための交換ユニットであって、
   前記サブパネルのうち既設の制御装置が取り付けられていた位置に固定される背板と、前記背板の両端から前記配線ダクトの前面より前方位置まで突出する左右の側板とからなる交換ベースと、
   前記左右の側板の前端の両方に支持されて、前面に前記新たな制御装置が取り付けられる板状の取付プレートと、
   前記背板の前面のうち、前記既設の制御装置の既設端子台と対応する位置に固定されて、前記既設端子台の端子とほぼ同じ並び順の端子を有する代替端子台と
   を備えることを特徴とする交換ユニット。
7. 請求項６に記載の交換ユニットにおいて、
   前記取付プレートは、前記交換ベースに対して上下方向に開閉自在に支持されていることを特徴とする交換ユニット。

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