WO2010073397A1 - 入出力ユニット - Google Patents

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WO2010073397A1
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Inventor
正一郎 林
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1461—Slidable card holders; Card stiffeners; Control or display means therefor

Definitions

  • the present invention relates to an input / output unit that connects a control device such as a numerical control device of a machine tool and field devices such as a sensor, an electric valve, and a lamp to exchange input / output signals.
  • a control device such as a numerical control device of a machine tool
  • field devices such as a sensor, an electric valve, and a lamp
  • an input / output nest that is connected to the industrial control device by a bus, and is accommodated in the input / output nest
  • the input / output card that converts between the signal format handled by this industrial control device and the signal format handled by the field device is connected to the signal line that is mechanically attached to this input / output nest and connected to the field device.
  • an input / output unit including an interface unit in which the signal line is electrically connected to the input / output card (see, for example, Patent Document 1).
  • a relay board (back board) is interposed between the input / output card and the back unit of the industrial control device, and this relay board has a connector ( 1) and a plurality (4) of connectors connected to a plurality (4) of input / output cards.
  • a plurality of connectors of the relay board connected to the input / output card are arranged, along the card insertion slot of the input / output nest formed of a resin molded product, Insert the I / O cards one by one and connect them.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an input / output unit with a small number of assembly steps, high reliability of electrical connection, and low cost.
  • the present invention includes front connectors each fitted to a plurality of back unit connectors arranged in parallel to the back unit of the control device,
  • the front connector is attached to the front edge of the substrate, and a plurality of rear connectors that are fitted with the field device connector are connected to the rear edge of the substrate
  • An input / output card mounted with an electronic circuit that mediates the signal exchange, and a card holder that has a plurality of guide shafts inserted into guide holes of the back unit on the front side and holds the input / output card;
  • a slot is formed, and a long hole is inserted into the front plate from the outside with the gap between the back unit connector and the inner surface, and the guide shaft is inserted from the inside with a gap between the inner surface. And a case attached to the back unit in a state where the plurality of input / output subunits are held in the respective slots.
  • the input / output unit according to the present invention has the effects that the number of assembly steps is small, the reliability of electrical connection is high, and the cost is low.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an input / output card according to an embodiment of the input / output unit of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the card holder of the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state before the input / output subunit of the embodiment is inserted into the case.
  • FIG. 4 is a front perspective view showing a state where the input / output subunit of the embodiment is inserted into the case.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before the input / output unit of the embodiment is attached to the back unit.
  • FIG. 6 is a rear view showing the input / output unit of the embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion D in FIG.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a portion E in FIG.
  • FIG. 11 is a cross-section
  • FIG. 1 is a perspective view showing an input / output card according to an embodiment of an input / output unit of the present invention.
  • the input / output card 10 includes a rectangular substrate 11, a front connector 12 that is attached to the front edge of the surface of the substrate 11 and is fitted to a back unit connector 51 (see FIG. 5) described later.
  • a plurality of rear connectors 13 which are attached to the rear edge of the surface of the substrate 11 and are fitted to connectors of field devices (not shown) (sensors, electric valves, lamps, etc.);
  • An electronic circuit 14 is provided that electrically connects the rear connectors 13 and performs conversion between a signal format handled by a control device (not shown) and a signal format handled by a field device.
  • a lower end of the front edge of the substrate 11 is provided with a reference hole 11a for positioning the input / output card 10 in a later-described card holder 20 (see FIG. 2), and an upper portion of the front edge is provided with a vertically long reference hole 11b. Further, fastening holes 11 c are provided in the upper and lower portions of the rear portion of the substrate 11.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the card holder of the embodiment.
  • the card holder 20 is molded into a thin rectangular parallelepiped box with one side opened by resin.
  • the rear plate 20a is formed with a long hole 20b through which the plurality of rear connectors 13 of the input / output card 10 protrudes.
  • a substantially L-shaped snap fit 20e is provided outside the rear portions of the top plate 20c and the bottom plate 20d.
  • the snap fit 20e is provided with a locking claw 20m.
  • protrusions 20n are provided on both side portions of the rear portions of the top plate 20c and the bottom plate 20d.
  • a gripping portion 20f is provided at the rear ends of the top plate 20c and the bottom plate 20d.
  • a pedestal 20p for installing the input / output card 10 is formed on the upper and lower portions of the front edge of the side plate 20g.
  • the pedestal 20p is fitted into the reference hole 11a and the vertically long reference hole 11b of the substrate 11, and the input / output card 10 is inserted into the card.
  • Positioning pins 20h for positioning on the holder 20 are provided.
  • On the rear side of the front plate 20i in front of the positioning pin 20h a snap fit 20s that engages with the front edge of the input / output card 10 fitted to the positioning pin 20h to prevent the input / output card 10 from coming off is provided. Yes.
  • screw holes 20r are provided in the pedestal at the upper and lower parts of the rear part of the side plate 20g.
  • Most of the front plate 20i except the upper and lower portions is formed with a notch 20j from which the front connector 12 of the input / output card 10 protrudes.
  • Two tapered guide shafts 20k to be inserted into guide holes 50a provided in the back unit 50 in the vicinity of the top and bottom of the back unit connector 51 (see FIG. 5) are provided on the upper and lower portions of the front plate 20i. .
  • a large number of air holes are provided in the side plate 20g, the top plate 20c, and the bottom plate 20d.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state before the input / output subunit of the embodiment is inserted into the case.
  • the input / output subunit 30 includes a card holder 20 formed in a thin rectangular parallelepiped box shape with one side open, and an input / output card 10 positioned and fixed on a side plate 20g of the card holder 20. And comprising.
  • the input / output card 10 is installed on a pedestal 20p formed on the side plate 20g of the card holder 20, and the reference hole 11a and the vertically long reference hole 11b of the substrate 11 are fitted to the positioning pin 20h, and the front edge is engaged with the snap fit 20s. It is stopped and is fastened to the screw hole 20r through the fastening hole 11c by a screw (not shown).
  • the input / output card 10 is positioned on the pedestal 20p so as to be positioned in the vertical direction with respect to the card holder 20, and the reference pin 11h and the vertically long reference hole 11b are fitted to the positioning pin 20h to move in the front-rear direction and the vertical direction.
  • Directional positioning is made.
  • the vertically long reference hole 11b absorbs a manufacturing error between the pitch between the positioning pins 20h and the pitch between the reference holes 11a and 11b.
  • the plurality of rear connectors 13 of the input / output card 10 protrude from the long holes 20 b formed in the rear plate 20 a of the card holder 20.
  • the front connector 12 protrudes from the notch 20j of the front plate 20i of the card holder 20.
  • FIG. 4 is a front perspective view showing a state where the input / output subunit of the embodiment is inserted into the case
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before the input / output unit of the embodiment is attached to the back unit.
  • 6 is a rear view showing the input / output unit of the embodiment
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 6
  • FIG. 10 is an enlarged view of portion E in FIG. 9, and
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. is there.
  • the case 40 is molded by a resin into a rectangular parallelepiped box shape whose rear surface is opened. At the center in the width direction of the top plate 40a and the bottom plate 40b, a U-shaped groove 40c is formed over the entire length in the front-rear direction. The internal space of the case 40 is divided into two slots 40d by a groove 40c.
  • a U-shaped guide portion 40e for guiding insertion of the input / output subunit 30 is formed above and below each slot 40d.
  • the vertical and horizontal inner dimensions of the slot 40d are formed to be approximately 2 mm larger than the vertical and horizontal outer dimensions of the card holder 20, and a gap of approximately 1 mm is provided between the inner surface of the slot 40d (guide portion 40e) and the card holder 20 over the entire circumference. 40 s (see FIGS. 8 and 10) can be generated.
  • a snap fit fitting portion 40f that fits the snap fit 20e of the card holder 20 and elastically holds the rear portion of the input / output card 30 is formed at the rear end portion of the guide portion 40e.
  • the snap-fit fitting portion 40f is provided with a locking hole 40g that locks the locking claw 20m provided on the snap-fit 20e to prevent the input / output subunit 30 from coming off from the slot 40d.
  • a plurality of ridges 20n as protrusions provided on the rear part of the card holder 20 are fitted on both side parts of the rear part of the guide part 40e, and the rear part of the input / output subunit 30 is fitted.
  • a plurality of support grooves 40h are provided for point support.
  • the front plate 40i of the case 40 has two long holes 40j into which the back unit connector 51 (see FIG. 5) can be inserted, corresponding to each of the two slots 40d, and the input / output sub A total of four shaft holes 40k through which the guide shafts 20k of the unit 30 are inserted are provided.
  • the shaft hole 40k is provided in the vicinity of the top and bottom of the long hole 40j.
  • the vertical and horizontal inner dimensions of the long hole 40j are formed to be approximately 2 mm larger than the outer dimension of the back unit connector 51, and the entire circumference is between the inner surface of the long hole 40j and the unit connector 51 inserted into the long hole 40j. Thus, a gap of about 1 mm can be formed. Further, the inner diameter of the shaft hole 40k is formed to be approximately 2 mm larger than the outer diameter of the guide shaft 20k, and a gap 40t (see FIG. 5) is provided between the inner surface of the shaft hole 40k and the guide shaft over the entire circumference. 8).
  • the front plate 40i in front of the groove 40c is provided with screw through holes 40m and 40n through which screws 41 for fastening the case 40 to the screw holes 50b of the back unit 50 are inserted.
  • the top plate 40a, the bottom plate 40b, and the side plate 40p of the case 40 are provided with a number of air holes.
  • the snap fit 20e provided on the outside of the rear portion of the top plate 20c and the bottom plate 20d of the card holder 20 is fitted into a snap fit fitting portion 40f formed at the top and bottom of the rear end of the slot 40d (guide portion 40e) of the case 40.
  • the engaging claw 20m provided on the snap fit 20e is elastically supported and engaged with the engaging hole 40g provided on the snap fit fitting portion 40f, and the input / output subunit 30 is removed from the case 40. Prevent exiting.
  • a plurality of protrusions 20n as protrusions provided on both sides of the rear portion of the top plate 20c and bottom plate 20d of the card holder 20 are fitted in a plurality of support grooves 40h provided on both sides of the rear portion of the guide portion 40e.
  • the protrusions 20n are point-supported in the support groove 40h, and the front part can swing up and down and up and down within a gap of about 1 mm between the slot 40d and the inner surface.
  • the gap between the ridges 20n and the inner surface of the support groove 40h is set to approximately 0.2 mm. Therefore, the ridges 20n are constrained in the vertical and horizontal directions by the support grooves 40h and are in a point-supported state.
  • the input / output unit 91 includes the case 40 described above and the input / output subunit 30 inserted and held in the case 40.
  • the input / output subunit 30 has a small swing angle because the ridge 20n provided at the rear portion is point-supported by the support groove 40h and the front portion swings left and right and up and down.
  • the screw 41 is screwed into the screw hole 50b of the back unit 50 through the screw through holes 40m and 40n of the case 40, and the input / output unit 91 is attached to the back unit 50.
  • the input / output unit 91 since the input / output unit 91 according to the embodiment does not require a relay board for connecting the input / output card 10 and the back unit 50, the number of assembling steps is small and the reliability of electrical connection is high. High and low cost.
  • the input / output unit according to the present invention is useful as an input / output unit for a numerical control device of a machine tool.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mounting Of Printed Circuit Boards And The Like (AREA)

Abstract

　制御装置のバックユニットに配置されたバックユニットコネクタに嵌合される前側コネクタを備え、制御装置とフィールド機器との間の信号授受を仲介する入出力ユニットにおいて、前側コネクタを基板の前縁に装着し、フィールド機器のコネクタと嵌合される後側コネクタを基板の後縁に装着し、信号授受を仲介する電子回路を実装した入出力カードと、前側にバックユニットのガイド孔に挿入されるガイド軸を有し、入出力カードを保持するカードホルダーと、から成る入出力サブユニットと、後面が開放された箱状に形成され、入出力サブユニットが内面との間に間隙を有して挿入されるスロットが形成され、前板に、バックユニットコネクタが内面との間に間隙を有して外側から挿入される長孔及びガイド軸が内面との間に間隙を有して内側から挿通される軸孔が形成され、入出力サブユニットをスロット内に保持した状態でバックユニットに取付けられるケースと、を備える。

Description

入出力ユニット
　本発明は、工作機械の数値制御装置等の制御装置と、センサー、電動バルブ及びランプ等のフィールド機器とを接続し入出力信号の授受を行なう入出力ユニットに関するものである。
　従来、工業用制御機器と被制御対象となるフィールド機器との間の信号授受を仲介する入出力ユニットにおいて、前記工業用制御機器とバス接続される入出力ネストと、この入出力ネストに収容されると共に、この工業用制御機器で取り扱う信号形式とフィールド機器で取り扱う信号形式との変換を行う入出力カードと、この入出力ネストに機械的に装着され、フィールド機器と接続された信号線が結線されると共に、この信号線が入出力カードと電気的に接続されるインターフェイス部と、を具備する入出力ユニットがある（例えば、特許文献１参照）。
　この入出力ユニットでは、入出力カードと工業用制御機器のバックユニットとの間に中継基板（バックボード）を介在させており、この中継基板には、バックユニット上のコネクタと接続されるコネクタ（１つ）と、複数（４枚）の入出力カードと接続される複数（４つ）のコネクタが装着されている。
　入出力サブユニットをバックユニットに接続するときは、中継基板を、樹脂成型品である入出力ネスト内に保持し、まず、入出力ネストをバックユニットにネジで取付ける。そのとき同時に、入出力ネスト内の中継基板のコネクタとバックユニット上のコネクタが嵌合する。
　バックユニットに取付けられた入出力ネスト内には、入出力カードと接続される中継基板の複数のコネクタが配置されており、樹脂成型品で形成された入出力ネストのカード挿入スロットに沿って、入出力カードを一枚ずつ挿入してコネクタ接続を行なう。
特開平０６－２４４５７０号公報
　しかしながら、上記の従来の入出力サブユニットでは、入出力ネストをバックユニットに取付けた後、さらに、複数（４枚）の入出力カードを一枚ずつ挿入してコネクタ接続を行なう必要があり、組立て工数が多い、という問題がある。また、入出力カードとバックユニットとを接続するための中継基板（バックボード）を必要とし、電気的接続の信頼性が低い上に、コストアップとなる、という問題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立工数が少なく、電気的接続の信頼性が高く、低コストな入出力ユニットを得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御装置のバックユニットに並列に配置された複数のバックユニットコネクタに夫々嵌合される前側コネクタを備え、前記制御装置と複数のフィールド機器との間の信号授受を仲介する入出力ユニットにおいて、前記前側コネクタを基板の前縁に装着し、前記フィールド機器のコネクタと嵌合される複数の後側コネクタを前記基板の後縁に装着し、前記信号授受を仲介する電子回路を実装した入出力カードと、前側に前記バックユニットのガイド孔に挿入される複数のガイド軸を有し、前記入出力カードを保持するカードホルダーと、から成る複数の入出力サブユニットと、後面が開放された箱状に形成され、前記入出力サブユニットが内面との間に間隙を有して挿入される複数のスロットが形成され、前板に、前記バックユニットコネクタが内面との間に間隙を有して外側から挿入される長孔及び前記ガイド軸が内面との間に間隙を有して内側から挿通される軸孔が形成され、前記複数の入出力サブユニットを前記夫々のスロット内に保持した状態で前記バックユニットに取付けられるケースと、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる入出力ユニットは、組立工数が少なく、電気的接続の信頼性が高く、低コストである、という効果を奏する。
図１は、本発明の入出力ユニットの実施の形態の入出力カードを示す斜視図である。 図２は、実施の形態のカードホルダーを示す斜視図である。 図３は、実施の形態の入出力サブユニットをケースに挿入する前の状態を示す斜視図である。 図４は、実施の形態の入出力サブユニットをケースに挿入した状態を示す前方斜視図である。 図５は、実施の形態の入出力ユニットをバックユニットに取付ける前の状態を示す斜視図である。 図６は、実施の形態の入出力ユニットを示す後面図である。 図７は、図６のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図８は、図７のＤ部拡大図である。 図９は、図６のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 図１０は、図９のＥ部拡大図である。 図１１は、図６のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。
符号の説明
　１０　入出力カード
　１１　基板
　１１ａ　基準孔
　１１ｂ　縦長基準孔
　１１ｃ　締結孔
　１２　前側コネクタ
　１３　後側コネクタ
　１４　電子回路
　２０　カードホルダー
　２０ａ　後板
　２０ｂ　長孔
　２０ｃ　天板
　２０ｄ　底板
　２０ｅ　スナップフィット
　２０ｆ　把持部
　２０ｇ　側板
　２０ｈ　位置決めピン
　２０ｉ　前板
　２０ｊ　切欠き部
　２０ｋ　ガイド軸
　２０ｍ　係止爪
　２０ｎ　凸条（突起部）
　２０ｐ　台座
　２０ｒ　ねじ孔
　２０ｓ　スナップフィット
　３０　入出力サブユニット
　４０　ケース
　４０ａ　天板
　４０ｂ　底板
　４０ｃ　溝
　４０ｄ　スロット
　４０ｅ　ガイド部
　４０ｆ　スナップフィット嵌合部
　４０ｇ　係止孔
　４０ｈ　支持溝
　４０ｉ　前板
　４０ｊ　長孔
　４０ｋ　軸孔
　４０ｍ、４０ｎ　ねじ通し孔
　４０ｐ　側板
　４０ｓ　間隙
　４０ｔ　間隙
　４１　ねじ
　５０　バックユニット
　５０ａ　ガイド孔
　５０ｂ　ねじ孔
　５１　バックユニットコネクタ
　９１　入出力ユニット
　以下に、本発明にかかる入出力ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態
　図１は、本発明の入出力ユニットの実施の形態の入出力カードを示す斜視図である。図１に示すように、入出力カード１０は、矩形の基板１１と、基板１１の表面の前縁に装着され、後述のバックユニットコネクタ５１（図５参照）と嵌合される前側コネクタ１２と、基板１１の表面の後縁に装着され、図示しない各フィールド機器（センサー、電動バルブ及びランプ等）のコネクタと嵌合される複数の後側コネクタ１３と、基板１１に実装され前側コネクタ１２と後側コネクタ１３の間を電気的に接続し、図示しない制御装置で取扱う信号形式とフィールド機器で取扱う信号形式との変換を行う電子回路１４と、を備えている。
　基板１１の前縁下部には、入出力カード１０を後述のカードホルダー２０（図２参照）に位置決めする基準孔１１ａが設けられ、前縁上部には、縦長基準孔１１ｂが設けられている。また、基板１１の後部上下部には、締結孔１１ｃが設けられている。
　図２は、実施の形態のカードホルダーを示す斜視図である。図２に示すように、カードホルダー２０は、樹脂により、一側面が開放された薄型の直方体箱状に成型されている。後板２０ａには、入出力カード１０の複数の後側コネクタ１３が頭を出す長孔２０ｂが形成されている。
　天板２０ｃ及び底板２０ｄの後部の外側には、略Ｌ字形のスナップフィット２０ｅが設けられている。スナップフィット２０ｅには、係止爪２０ｍが設けられている。天板２０ｃ及び底板２０ｄの後部の両側部には、突起としての凸条２０ｎ（図３参照）が設けられている。天板２０ｃ及び底板２０ｄの後端部には、把持部２０ｆが設けられている。
　側板２０ｇの前縁上下部には、入出力カード１０を設置する台座２０ｐが形成され、台座２０ｐには、基板１１の基準孔１１ａ及び縦長基準孔１１ｂに嵌合し、入出力カード１０をカードホルダー２０上で位置決めする位置決めピン２０ｈが設けられている。位置決めピン２０ｈの前方の前板２０ｉの後側には、位置決めピン２０ｈに嵌合された入出力カード１０の前縁に係合して入出力カード１０を抜け止めするスナップフィット２０ｓが設けられている。また、側板２０ｇの後部上下部には、台座にねじ孔２０ｒが設けられている。
　前板２０ｉの上部及び下部を除く大部分は、入出力カード１０の前側コネクタ１２が頭を出す切欠き部２０ｊが形成されている。前板２０ｉの上部及び下部には、バックユニットコネクタ５１（図５参照）の上下近傍のバックユニット５０に設けられたガイド孔５０ａに挿入される２本の先細のガイド軸２０ｋが設けられている。側板２０ｇ、天板２０ｃ及び底板２０ｄには、多数の風孔が設けられている。
　図３は、実施の形態の入出力サブユニットをケースに挿入する前の状態を示す斜視図である。図３に示すように、入出力サブユニット３０は、一側面が開放された薄型の直方体箱状に形成されたカードホルダー２０と、カードホルダー２０の側板２０ｇ上に位置決め固定された入出力カード１０と、を備えて成る。
　入出力カード１０は、カードホルダー２０の側板２０ｇに形成された台座２０ｐに設置され、位置決めピン２０ｈに基板１１の基準孔１１ａ及び縦長基準孔１１ｂを嵌合させ、スナップフィット２０ｓに前縁を係止され、図示しないねじにより締結孔１１ｃを通してねじ孔２０ｒに締結されている。
　入出力カード１０は、台座２０ｐ上に設置されることによって、カードホルダー２０との垂直方向の位置決めがなされ、位置決めピン２０ｈに基準孔１１ａ及び縦長基準孔１１ｂを嵌合させることによって前後方向及び上下方向の位置決めがなされる。縦長基準孔１１ｂは、位置決めピン２０ｈ間のピッチと基準孔１１ａ、１１ｂ間のピッチの製作誤差を吸収する。
　入出力カード１０がカードホルダー２０に位置決め固定された状態で、入出力カード１０の複数の後側コネクタ１３は、カードホルダー２０の後板２０ａに形成された長孔２０ｂから頭を出している。前側コネクタ１２は、カードホルダー２０の前板２０ｉの切欠き部２０ｊから頭を出している。
　図４は、実施の形態の入出力サブユニットをケースに挿入した状態を示す前方斜視図であり、図５は、実施の形態の入出力ユニットをバックユニットに取付ける前の状態を示す斜視図であり、図６は、実施の形態の入出力ユニットを示す後面図であり、図７は、図６のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図８は、図７のＤ部拡大図であり、図９は、図６のＢ－Ｂ線に沿う断面図であり、図１０は、図９のＥ部拡大図であり、図１１は、図６のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。
　図３及び図４に示すように、ケース４０は、樹脂により、後面が開放された直方体箱状に成型されている。天板４０ａ及び底板４０ｂの幅方向中央には、前後方向全長に亘るＵ字状の溝４０ｃが形成されている。ケース４０の内部空間は、溝４０ｃにより、２つのスロット４０ｄに分割されている。
　夫々のスロット４０ｄの上下には、入出力サブユニット３０の挿入をガイドするＵ字状のガイド部４０ｅが形成されている。スロット４０ｄの縦横内面寸法は、カードホルダー２０の縦横外形寸法より略２ｍｍ大きく形成され、スロット４０ｄ（ガイド部４０ｅ）の内面とカードホルダー２０との間には、全周に亘って略１ｍｍの間隙４０ｓ（図８、図１０参照）ができるようになっている。
　ガイド部４０ｅの後端部には、カードホルダー２０のスナップフィット２０ｅを嵌合し入出力カード３０の後部を弾力的に保持するスナップフィット嵌合部４０ｆが形成されている。スナップフィット嵌合部４０ｆには、スナップフィット２０ｅに設けられた係止爪２０ｍを係止して入出力サブユニット３０をスロット４０ｄから抜け止めする係止孔４０ｇが設けられている。
　図３及び図１０に示すように、ガイド部４０ｅの後部の両側部には、カードホルダー２０の後部に設けられた突起としての複数の凸条２０ｎを嵌合して入出力サブユニット３０の後部を点支持する複数の支持溝４０ｈが設けられている。
　図４に示すように、ケース４０の前板４０ｉには、２つのスロット４０ｄの夫々に対応して、バックユニットコネクタ５１（図５参照）を挿入可能な２つの長孔４０ｊと、入出力サブユニット３０のガイド軸２０ｋが挿通される合計４つの軸孔４０ｋが設けられている。軸孔４０ｋは、長孔４０ｊの上下近傍に設けられている。
　長孔４０ｊの縦横内面寸法は、バックユニットコネクタ５１の外形寸法より縦横略２ｍｍ大きく形成され、長孔４０ｊの内面と長孔４０ｊに挿入されるユニットコネクタ５１との間には、全周に亘って略１ｍｍの間隙ができるようになっている。また、軸孔４０ｋの内径寸法は、ガイド軸２０ｋの外径寸法より略２ｍｍ大きく形成され、軸孔４０ｋの内面とガイド軸との間には、全周に亘って略１ｍｍの間隙４０ｔ（図８参照）ができるようになっている。
　また、溝４０ｃの前方の前板４０ｉには、ケース４０をバックユニット５０のねじ孔５０ｂに締結するねじ４１を挿通するねじ通し孔４０ｍ、４０ｎが設けられている。ケース４０の天板４０ａ、底板４０ｂ及び側板４０ｐには、多数の風穴が設けられている。
　図６～図１１に示すように、ケース４０の２つのスロット４０ｄの夫々に入出力サブユニット３０を挿入し、カードホルダー２０の前板２０ｉをケース４０の前板４０ｉの内面に当接させると、入出力サブユニット３０のガイド軸２０ｋが、前板４０ｉの軸孔４０ｋに挿通される。このとき、スロット４０ｄ（ガイド部４０ｅ）の内面と入出力サブユニット３０との間には、略１ｍｍの間隙４０ｓ（図８、図１０参照）があり、軸孔４０ｋの内面とガイド軸２０ｋとの間には、略１ｍｍの間隙４０ｔ（図８参照）がある。
　また、カードホルダー２０の天板２０ｃ及び底板２０ｄの後部外側に設けられたスナップフィット２０ｅが、ケース４０のスロット４０ｄ（ガイド部４０ｅ）の後端上下に形成されたスナップフィット嵌合部４０ｆに嵌合して弾性的に支持され、スナップフィット２０ｅに設けられた係止爪２０ｍが、スナップフィット嵌合部４０ｆに設けられた係止孔４０ｇに係止され、入出力サブユニット３０がケース４０から抜け出るのを防止する。
　さらに、カードホルダー２０の天板２０ｃ及び底板２０ｄの後部の両側部に設けられた突起部としての複数の凸条２０ｎが、ガイド部４０ｅの後部両側に設けられた複数の支持溝４０ｈに嵌合し、入出力サブユニット３０は、支持溝４０ｈに凸条２０ｎが点支持され、前部が、スロット４０ｄと内面との間の略１ｍｍの間隙内で左右上下に揺動可能である。
　凸条２０ｎと支持溝４０ｈの内面との間の間隙は、略０．２ｍｍに設定されている。それ故、凸条２０ｎは、支持溝４０ｈにより上下左右方向とも拘束され、点支持された状態となる。入出力ユニット９１は、以上説明したケース４０と、ケース４０に挿入保持された入出力サブユニット３０とを備えて成る。入出力サブユニット３０は、後部に設けられた凸条２０ｎが支持溝４０ｈに点支持され、前部が左右上下に揺動するので、揺動角度は小さい。
　入出力ユニット９１のガイド軸２０ｋを、バックユニット５０のガイド孔５０ａに挿入していくと、バックユニットコネクタ５１が、入出力サブユニット３０の前側コネクタ１２に嵌合する。
　このとき、バックユニット５０に並列に配置された２つのバックユニットコネクタ５１の配置位置が組立誤差によりずれていても、スロット４０ｄ内で、ガイド軸２０ｋ及び前側コネクタ１２が、ずれたバックユニットコネクタ５１に追従して小さな傾斜角度で揺動してずれ、バックユニットコネクタ５１と前側コネクタ１２とを無理なく嵌合することができる。
　この状態で、ねじ４１をケース４０のねじ通し孔４０ｍ、４０ｎを通してバックユニット５０のねじ孔５０ｂにねじ込み、入出力ユニット９１を、バックユニット５０に取付ける。
　本発明の実施の形態では、１つのケース４０に２つの入出力サブユニット３０を挿入保持する例を説明したが、１つのケースに３つ以上の入出力サブユニット３０を挿入保持するようにしてもよい。
　以上説明したように、実施の形態の入出力ユニット９１は、入出力カード１０とバックユニット５０とを接続するための中継基板を必要としないので、組立工数が少なく、電気的接続の信頼性が高く、低コストである。
　以上のように、本発明にかかる入出力ユニットは、工作機械の数値制御装置等の入出力ユニットとして有用である。

Claims (4)

  1. 　制御装置のバックユニットに並列に配置された複数のバックユニットコネクタに夫々嵌合される前側コネクタを備え、前記制御装置と複数のフィールド機器との間の信号授受を仲介する入出力ユニットにおいて、
    　前記前側コネクタを基板の前縁に装着し、前記フィールド機器のコネクタと嵌合される複数の後側コネクタを前記基板の後縁に装着し、前記信号授受を仲介する電子回路を実装した入出力カードと、
    　前側に前記バックユニットのガイド孔に挿入される複数のガイド軸を有し、前記入出力カードを保持するカードホルダーと、
    　から成る複数の入出力サブユニットと、
    　後面が開放された箱状に形成され、前記入出力サブユニットが内面との間に間隙を有して挿入される複数のスロットが形成され、前板に、前記バックユニットコネクタが内面との間に間隙を有して外側から挿入される長孔及び前記ガイド軸が内面との間に間隙を有して内側から挿通される軸孔が形成され、前記複数の入出力サブユニットを前記夫々のスロット内に保持した状態で前記バックユニットに取付けられるケースと、
    　を備えることを特徴とする入出力ユニット。
  2. 　前記カードホルダーは、後部に支持点となる複数の突起部を有し、前記ケースのスロットの後部には、前記複数の突起部を夫々支持する複数の支持溝が設けられ、前記入出力サブユニットは、前記支持溝に前記突起部が支持されて、前部が前記間隙内で左右上下に揺動することを特徴とする請求項１に記載の入出力ユニット。
  3. 　前記カードホルダーは、一側面が開放された薄型の直方体箱状に形成され、後板には、前記入出力カードの複数の後側コネクタが頭を出す長孔が形成され、天板及び底板の後部外側には、スナップフィットが設けられ、前記スナップフィットには、係止爪が設けられ、前記天板及び底板の後部の両側部には、前記突起部としての凸条が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の入出力ユニット。
  4. 　前記ケースのスロットの後端上下には、前記カードホルダーのスナップフィットを嵌合するスナップフィット嵌合部が形成され、該スナップフィット嵌合部には、前記スナップフィットに設けられた係止爪を係止して前記入出力サブユニットを抜け止めする係止孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の入出力ユニット。
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