专利名称：信号输入/输出设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号输入/输出设备，其用于接收从传感器、开关等发出的电信号，以及用于将电信号发送至电磁操纵的阀箱等。
背景技术：
信号输入/输出设备接收由例如控制器产生的控制信号，并且还基于所接收的控制信号发出控制信号，以用来打开或关闭阀或者用来激励外部负荷，比如灯、继电器等。信号输入/输出设备还接收从安装在汽缸上的传感器、开关等发出的信号，并将信号传送至控制器。
上述类型的信号输入/输出设备在日本专利公开说明书No.2002-23808中公开。所公开的信号输入/输出设备包括多个并列的信号输入/输出单元，其中邻近的信号输入/输出单元由安装在一个信号输入/输出单元的端面上的插针彼此相结合，所述插针接合在限定于另一信号输入/输出单元中的孔中(参见该文献的0015段)。
然而，这种邻近的信号输入/输出单元通过插针接合在孔内而结合起来的强度并不是非常大。为了增大结合强度，孔可以填充有胶粘剂，以使得插入孔中的插针能被胶粘剂牢固地保持就位。然而，一旦插针被胶粘剂固定就位，就难以为了增大或减少所使用信号输入/输出单元的数目的目的来将相邻的信号输入/输出单元分离开。
发明内容
本发明的总体目标是提供一种包括多个以增大的强度结合起来的信号输入/输出单元的信号输入/输出设备。
本发明的主要目标是提供一种包括多个易于分开的结合在一起的信号输入/输出单元的信号输入/输出设备。
根据本发明，提供了一种信号输入/输出设备，其包括一列信号输入/输出单元，每个所述信号输入/输出单元包括具有连接器的基部，以及布置在基部上的电信号输入/输出模块。基部包括可摆动地支撑在其一端上的连接元件以及布置在其相对端处的阻挡件，所述阻挡件用来接合与基部相邻布置的另一基部的连接元件。相邻的信号输入/输出单元通过基部的连接元件彼此相结合，所述连接元件接合在与基部相邻布置的另一基部的阻挡件中。
根据本发明，相邻的信号输入/输出单元借助于可摆动的连接元件彼此相结合。这种布置允许了信号输入/输出单元以增强的结合强度相结合。
无需胶粘剂来结合相邻的信号输入/输出单元。因此，在增大或减小信号输入/输出单元的数目时，例如在加入另一信号输入/输出单元时或者在移走不需要的信号输入/输出单元时，就能相当容易地分开相邻的信号输入/输出单元。
每个基部的连接元件优选地通过紧固元件紧固到基部的接合部。一旦连接元件已经由紧固元件定位和固定，相邻的信号输入/输出单元就能被牢固地结合起来而不会分开，使得信号输入/输出设备能以增强的结合强度装配。
与所述列一端处的信号输入/输出单元相邻地布置的端块优选地还应当具有可摆动地支撑在其面对信号输入/输出单元的那一端上的连接元件，从而连接元件就与信号输入/输出单元的阻挡件相接合。换言之，端块优选地应当在所述列的端部结合至信号输入/输出单元，其方式与彼此相结合的相邻信号输入/输出单元的结合方式相同。因此，阵列端部处的信号输入/输出单元和端块就以增大的结合强度相结合。
电信号输入/输出模块优选地应当具有让标签板插入其中的插孔。例如，承载电信号输入/输出模块功能描述的标签板插入相应的插孔。这种标签板和相应的描述有效地防止工人将连接电缆错误地连接至电信号输入/输出模块。
从下述结合附图的详细描述中，本发明的上述和其它目标、特点和优点将会变得更加明显，在附图中通过示例性的例子示出了本发明的优选实施例。
图1是根据本发明一个实施例的信号输入/输出设备的透视图；图2是图1所示信号输入/输出设备的信号输入/输出单元的基部的透视图；图3是图2所示基部的透视图，其示出了从另一方向看的基部；图4是示出相邻基部彼此相结合之前的透视图；图5是放大的局部截面图，其示出了一个基部上的板簧和方螺母插入另一基部的接合腔内的方式；图6是放大的局部截面图，其示出了一个基部上的连接件插入该基部的凹陷内的方式；和图7是示出相邻基部彼此相结合的方式的透视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述根据本发明一个优选实施例的信号输入/输出设备。
图1示出了根据本发明一个实施例的信号输入/输出设备10的透视图。信号输入/输出设备10可滑动地布置在细长的导轨12上。
信号输入/输出设备10包括阀箱14、一排并列的且其一端结合至阀箱14的信号输入/输出单元16a至16e、以及定位在该排单元的另一端处的端块18。信号输入/输出单元16b用作继电器单元，用来将信号传输至控制器，例如可编程控制器(未示出)。
信号输入/输出单元16a至16e包括分别布置在基部20a至20e上的相应信号输入/输出模块。具体地，信号输入/输出单元16a至16e的信号输入/输出模块分别包括开关模块22、通讯模块24、输入模块26、输出模块28以及电源模块30。
下面将详细描述构成基部20a至20e之一的基部20b。
如图2和3所示，基部20b包括基本上呈长方体的壳体，其中容纳有连接器34，连接器34具有多个成形为引脚的终端板32。每个终端板32具有相对于基部20b的纵向垂直地延伸的纵向。基部20b具有限定于其上面板中的开口36。连接器34电连接至安装在基部20b的上面板上的通讯模块24。
安装在基部20b上的通讯模块24由从基部20b的上面板突出的第一接合销38和限定于基部20b的上面板中的第一销接合孔40定位和固定到基部20b。通讯模块24具有限定于其下面板中且与第一接合销38对准的第二销接合孔(未示出)，以及在其下面板上突出且与第一销接合孔40对准的第二接合销(未示出)。在通讯模块24放置在基部20b上时，基部20b的第一接合销38分别被装配到通讯模块24的第二销接合孔中，而通讯模块24的第二接合销分别被装配到基部20b的第一销接合孔40中，从而将通讯模块24定位和固定到基部20b上。密封元件42布置在基部20b的上面板上，并在其开口36周围，以在基部20b和通讯模块24之间提供密封。
基部20b还包括面朝基部20a并且其中限定有长圆孔46的纵向侧面板44(参见图2)。终端板32的端部暴露在长圆孔46中。
基部20b具有相对的纵向侧面板50，其面对基部20c并支撑相对于长圆孔46对称地布置的椭圆形终端连接器52(参见图3)。终端连接器52具有限定于其中的插孔54，其中与基部20b相邻的基部20c的终端板32插入插孔54。椭圆形密封元件55安装在终端连接器52的外圆周壁上。
第三接合销56从基部20b的纵向侧面板44突出，并且第三销接合孔58限定于基部20b的另一纵向侧面板50中。第三接合销56分别被装配到限定于相邻基部20a的纵向侧面板中且与所述第三销接合孔58类似的第三销接合孔中。类似于所述第三接合销56并且从相邻基部20c的纵向侧面板突出的第三接合销分别被装配到第三销接合孔58中。
基部20b还具有第一凹陷60和第二凹陷62，它们在纵向侧面板44的相对角部附近限定于其中。类似地，基部20b还具有第三凹陷64和第四凹陷66，它们在纵向侧面板50的相对角部附近限定于其中。
还提供了其端部分别定位和紧固在第一凹陷60和第二凹陷62中的连接元件68。第一凹陷60，连同定位和紧固在其中的连接元件68，在下面将以举例的方式描述。基部20b的上和下面板分别包括限定在第一凹陷60附近的轴孔70a、70b。连接元件68由分别插入轴孔70a、70b中的摆动轴72a、72b可摆动地支撑。
具体地，连接元件68为大致凹形，具有细长底板74，底板74具有分别从其相对端部以相应的角部突出的第一突出端指76和第二突出端指78。第二突出端指78具有限定于其中的轴插孔80。摆动轴72a、72b分别通过基部20b中的轴孔70a、70b插入，并插入设在第二突出端指78中的轴插孔80，因此连接元件68可摆动地支撑在第一凹陷60中以使得能绕着摆动轴72a、72b摆动。第二突出端指78的高度尺寸使得允许第二突出端指78插入到在基部20b的上和下面板之间的间隙中。连接元件68的底板74具有限定于其大致中心的螺纹插孔84，并且螺钉82(紧固元件)插入在螺纹插孔84中。
插槽86限定于基部20b的纵向侧面板44中，分别在长圆孔46的纵向相对端部附近。薄壁的把手88布置在每个插槽86中，从而将插槽86分割为第一槽90和第二槽92。薄壁的把手88具有限定于其暴露边缘中的弓形凹陷94，并且纵向侧面板44的角部也具有限定于其侧面边缘中的弓形凹陷96。纵向侧面板50的角部也具有限定于其侧面边缘中的弓形凹陷97。
板簧100插入第一槽90。板簧100具有连同第一突起98a、第二突起98b和第三突起98c一起垂直地延伸的基部，所述突起分别从基部的下端部分、中间部分和上端部分水平地延伸。第二突起98b比第一和第三突起98a、98c长。第一突起98a、第二突起98b和第三突起98c具有朝着第二槽92基本上垂直地弯曲的相应远端。第二突起98b具有限定于其大致中心处的螺纹插孔102，螺纹插孔102具有足够大的直径以容纳螺钉82的末端。
方螺母106插入第二槽92。方螺母106具有分别设在其上和下端面上的台阶，以及限定于其大致中心处的内螺纹孔104。方螺母106相对于板簧100保持，以使得内螺纹孔104定位为与板簧100的螺纹插孔102对准，方螺母106的横向远端被板簧100的第二突起98b的弯曲远端阻挡，并且方螺母106的上和下端面上的台阶分别被板簧100的第一和第三突起98a、98c的弯曲远端阻挡。因而，就用板簧100防止了方螺母106从第二槽92中移走。
如后所述，当插入贯穿螺纹插孔84的螺钉82拧入方螺母106的内螺纹孔104中时，连接元件68就被定位和固定。插入在第二槽92中并且因此安装在基部20b中的方螺母106用作将连接元件68紧紧地保持就位的保持件。螺纹插孔84的直径小于螺钉82的头部直径，因此就防止了螺钉82的头部进入螺纹插孔84。如后所述，只是在连接元件68的第一突出端指76已经接合在基部20a的第一凹陷内之后，螺钉82才拧入内螺纹孔104中。
纵向侧面板44靠近第二凹陷62的那部分以与纵向侧面板44靠近第一凹陷60的那部分相同的方式构造。因此，构成纵向侧面板44靠近第二凹陷62的那部分的相同部件用与上述相同的附图标记标识，并且下面不再赘述。与纵向侧面板44靠近第二凹陷62的那部分相关联的连接元件68、板簧100和方螺母106也以与纵向侧面板44靠近第一凹陷60的那部分相关联的那些部件相同的方式构造。
设在基部20c上的连接元件68具有相应的第一突出端指76，该第一突出端指76分别插入限定于面对基部20c的纵向侧面板50中的第三和第四凹陷64、66内(参见图1)。第三和第四凹陷64、66用作接合连接元件68的阻挡件。
纵向侧面板50具有分别在第三和第四凹陷64、66附近限定于其中的接合腔108。如后所述，从基部20c突出的板簧100和方螺母106插入每个接合腔108。
其它基部20a、以及20c至20e在结构上基本上类似于基部20b。因此，其相同的部件用与上述相同的附图标记标识，并且在下面不再赘述。
下面将参照图4至7描述将各个基部(例如基部20b和20c)连接起来的工序。为了示例的目的，在图4至7中为了图示方便省略了通常设在基部20b、20c上的通讯模块24和输入模块26。
如图4所示，基部20b、20c相对布置为使得基部20c的板簧100和方螺母106面对基部20b的纵向侧面板50。基部20c沿着导轨12被导向为朝着已经结合至基部20a的基部20b移动，直到最后基部20c的终端连接器52插入基部20b的长圆孔46。此时，基部20c的终端板32被装配到设在基部20b的终端连接器52中的相应插孔54中，从而基部20b的连接器34和基部20c的连接器34就彼此电连接。于是，基部20a上的开关模块22、基部20b上的通讯模块24以及基部20c上的输入模块26就彼此电连接。椭圆形密封元件55保持为与长圆孔46的内圆周壁表面紧密接触，从而密封长圆孔46。
当连接器34彼此电连接时，与此同时，基部20c的纵向侧面板44上的第三接合销56分别接合在基部20b的第三销接合孔58内。另外，如图5所示，基部20c上的板簧100和方螺母106插入基部20b的接合腔108中。基部20c上的连接元件68绕着摆动轴72a、72b有角度地移动，直到最后连接元件68的第一突出端指76插入到基部20b中的第三和第四凹陷64、66，如图6所示。
此后，插入贯穿连接元件68中的螺纹插孔84的螺钉82被拧入方螺母106的内螺纹孔104。连接元件68的第一突出端指76从而就被保持在基部20b的第三和第四凹陷64、66内。如图7所示，那么基部20c就结合至基部20b。在图7中，为了示例的目的省略了基部20a和第二凹陷62中的连接元件68。
螺钉82的末端最终紧靠第一槽90和接合腔108的内壁表面、贯穿板簧100中的螺纹插孔102。弓形凹陷94、96、97限定于把手88以及纵向侧面板44、50中螺钉82所延伸的局部中。弓形凹陷94、96、97在螺钉82周围提供了间隙，以防止螺钉82与把手88和纵向侧面板44、50相互妨碍。
类似地，顺序地结合基部20d、20e。那么，端块18的连接元件68就被保持在基部20e的第三和第四凹陷64、66中，从而基部20e和端块18彼此相结合，从而完成信号输入/输出设备10。
根据本实施例，基部20a至20e包括连接元件68，其中相邻基部20a至20e的连接元件68相对于与其相邻的基部保持在预定部分中。于是，信号输入/输出设备10的信号输入/输出单元就以增大的结合强度结合在一起。
为了移走信号输入/输出单元16a至16e中的任何一个，或者为了将一个新的信号输入/输出单元加入信号输入/输出单元16a至16e，松开相关基部的螺钉82从而将连接元件68从第三和第四凹陷64、66中解锁。由于没有使用胶粘剂来结合基部20a至20e，所以非常易于将彼此相邻的基部20a至20e分开或者将输入/输出单元16a至16e分开。基部20e和端块18彼此间也易于分开。
另外，由于相邻的信号输入/输出单元16a至16e彼此间能紧密接触，所以信号输入/输出设备10能具有液密结构。因此，信号输入/输出设备10能用在易于暴露于水或油滴的环境中。
在所示实施例中，信号输入/输出单元16a至16e在置于导轨12上时结合或分开(参见图1)。然而，信号输入/输出设备10也能在不同于布置导轨12的地方装配，然后再布置到导轨12上。
根据本实施例，每个信号输入/输出单元16a至16e具有不同的功能。信号输入/输出单元16a的开关模块22包括开关室112，其由可打开/可关闭的防护罩110覆盖并且其中容纳有多个开关(未示出)。通过将开关设置在各自的ON/OFF状态可以改变开关模块22的设置。
信号输入/输出单元16b的通讯模块24包括呈三角形布置的三个连接终端114a至114c。用作连接至上述可编程控制器的通讯线路的电缆(未示出)分别连接至连接终端114a至114c。信号输入/输出单元16b通过电缆接收和传输来自于可编程控制器的信号。通讯模块24所接收的信号被传输至其它信号输入/输出单元16a以及16c至16e。由信号输入/输出单元16a以及16c至16e所产生的信号通过通讯模块24传输到可编程控制器。
信号输入/输出单元16c的输入模块26包括多个连接终端。在这些连接终端之中，例如连接终端116a、116b连接到电缆，所述电缆传输来自于位置检测传感器(未示出)的输出信号。信号输入/输出单元16d的输出模块28也具有多个连接终端。在这些连接终端之中，例如连接终端118a、118b连接到气缸(未示出)的开关电路。
信号输入/输出单元16c的电源模块30包括连接终端120，其连接至与电源(未示出)电连接的电缆。
模块24、26、28和30的每个连接终端114a至114c、116a、116b、118a、118b以及120都是防水结构。当电缆连接至连接终端时，连接终端被保持在液密状态，从而防止比如水、油等液体进入连接终端和电缆之间。没有用附图标记标识的其它连接终端也具有这种防水结构。
模块24、26、28和30具有限定于其上端面中的相应板插孔122。未示出的标签板可插入相应的板插孔122。标签板承载表示模块24、26、28和30功能的描述。例如，插入在电源模块30的板插孔122中的标签板承载表示该模块用作“电源”的描述。这种具有相应描述的标签板能有效地防止工人在基部20a至20e和端块18已经结合起来以构成信号输入/输出设备10之后将电缆错误地连接至模块24、26、28和30。
当来自位置检测传感器的输出信号被输入到信号输入/输出单元16c的输入模块26时，输入模块26就将输出信号传输至信号输入/输出单元16c，信号输入/输出单元16c又将输出信号传输至可编程控制器。
相应于所供应的信号，可编程控制器产生控制信号以调节气缸的冲程位置。控制信号通过信号输入/输出单元16b传输，并且从输出模块28发送到气缸。于是，就能调节气缸的冲程位置。
尽管以上已经描述了气缸冲程位置的调节，但是信号输入/输出设备10也可以用于任何其它控制场合。例如，信号输入/输出设备10可用来调节阀的开口，或者既调节气缸的冲程位置也调节阀的开口。
也可以提供除了信号输入/输出单元16a至16e之外的信号输入/输出单元。例如，根据需要，可以将具有用来输入或输出模拟信号的模拟输入模块或模拟输出模块的单元，或者具有用来输入或输出数字信号的数字输入模块或数字输出模块的单元，加入到信号输入/输出设备10。当然，任何信号输入/输出单元也可以从信号输入/输出设备10中移走，只要不影响信号输入/输出设备的希望操作。
由于信号输入/输出设备10允许使用者根据信号输入/输出设备10的用途加入或移走信号输入/输出单元，所以通过结合具有不同数目连接终端的模块，就易于加入或移走信号输入/输出单元，或者改变连接终端的数目。而且，能组合具有不同数目连接终端的模块，并且信号输入/输出单元的排列顺序能很容易地改变。另外说一下，信号输入/输出设备10能方便地操纵。
由于信号输入/输出单元16a至16e通过连接器34整体地结合起来，所以就大大地减少了信号输入/输出设备10所用的导线数目。因而信号输入/输出设备10的结构简单并且尺寸减小，并且能易于维护。另外，信号输入/输出设备10能以降低的成本制造。
板簧100可以免除，并且螺钉82可以仅利用方螺母106紧固就位。
尽管已经详细地示出和描述了本发明一定程度上优选的实施例，但是应当理解到，在不偏离本发明如所附权利要求所述的范围之下，可对实施例作出各种变化和变型。
权利要求
1.一种信号输入/输出设备(10)，包括一列信号输入/输出单元(16a至16e)，每个所述信号输入/输出单元(16a至16e)包括具有连接器(34)的基部(20b)，以及布置在所述基部(20b)上的电信号输入/输出模块(24)；所述基部(20b)包括可摆动地支撑在其一端上的连接元件(68)以及布置在其相对端处的阻挡件(64)，所述阻挡件(64)用来接合与所述基部(20b)相邻布置的另一基部(20c)的连接元件(68)；其中相邻的信号输入/输出单元(16b，16c)通过所述基部(20b)的所述连接元件(68)彼此相结合，所述连接元件(68)接合在与所述基部(20b)相邻布置的所述另一基部(20c)的阻挡件(64)中。
2.根据权利要求1的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)的所述连接元件(68)通过紧固元件(82)紧固到所述基部(20b)的接合部上。
3.根据权利要求1的信号输入/输出设备，还包括与所述列一端处的一个所述信号输入/输出单元(16e)相邻地布置的端块(18)；所述端块(18)包括可摆动地支撑在其面对所述信号输入/输出单元(16e)的那一端上的连接元件(68)；其中所述端块(18)的所述连接元件(68)接合在所述一个信号输入/输出单元(16e)的阻挡件(64)中。
4.根据权利要求1的信号输入/输出设备，其中所述电信号输入/输出模块(24)具有让标签板插入其中的插孔(122)。
5.根据权利要求1的信号输入/输出设备，其中所述连接元件(68)为大致凹形并且具有底板(74)，所述底板(74)具有分别布置在所述底板(74)的相对端部上的第一突出端指(76)和第二突出端指(78)，所述第一突出端指(76)接合所述另一基部(20c)的所述阻挡件(64)，并且所述第二突出端指(78)由摆动轴(72a，72b)可摆动地支撑在所述基部(20b)上。
6.根据权利要求2的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)以及邻近所述基部(20b)布置的所述另一基部(20c)分别具有限定于其中的腔(92，108)，所述接合部包括插入所述两个腔(92，108)的保持件(106)。
7.根据权利要求6的信号输入/输出设备，还包括支撑所述保持件(106)以防止其被移走的弹性元件(100)。
8.根据权利要求7的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)以及邻近所述基部(20b)布置的所述另一基部(20c)分别具有限定于其中的腔(90，108)，所述弹性元件(100)插入所述两个腔(90，108)。
9.根据权利要求1的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)具有接合孔(58)和接合销(56)中的至少一个，并且邻近所述基部(20b)布置的所述另一基部(20c)具有接合销(56)和接合孔(58)中的至少一个，所述接合销(56)被装配到所述接合孔(58)中。
10.根据权利要求1的信号输入/输出设备，还包括导向元件(12)，用来引导信号输入/输出单元(16a至16e)的所述基部(20a至20e)彼此相向或远离的运动。
11.一种信号输入/输出设备(10)，包括一列信号输入/输出单元(16a至16e)，每个所述信号输入/输出单元(16a至16e)包括具有连接器(34)的基部(20b)，以及布置在所述基部(20b)上的电信号输入/输出模块(24)；所述基部(20b)包括可摆动地支撑在其一端上的连接元件(68)以及布置在其相对端处的阻挡件(64)，所述阻挡件(64)用来接合与所述基部(20b)相邻布置的另一基部(20c)的连接元件(68)；所述连接元件(68)为大致凹形并且具有底板(74)，所述底板(74)具有分别布置在该底板(74)的相对端部上的第一突出端指(76)和第二突出端指(78)；所述第一突出端指(76)接合所述另一基部(20c)的所述阻挡件(64)，并且所述第二突出端指(78)由摆动轴(72a，72b)可摆动地支撑在所述基部(20b)上；和所述第二突出端指(78)接合所述另一基部(20c)的所述阻挡件(64)，从而将相邻的信号输入/输出单元(16b，16c)彼此相结合。
12.根据权利要求11的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)以及邻近所述基部(20b)布置的所述另一基部(20c)分别具有限定于其中的腔(92，108)，所述接合部包括插入所述两个腔(92，108)的保持件(106)，其中所述底板(74)由紧固元件(82)紧固至所述保持件(106)。
13.根据权利要求12的信号输入/输出设备，还包括支撑所述保持件(106)以防止其被移走的弹性元件(100)。
14.根据权利要求13的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)以及邻近所述基部(20b)布置的所述另一基部(20c)分别具有限定于其中的腔(90，108)，所述弹性元件(100)插入所述两个腔(90，108)中。
15.根据权利要求11的信号输入/输出设备，其中所述基部(20b)具有接合孔(58)和接合销(56)中的至少一个，并且邻近所述基部(20b)布置的所述另一基部(20c)具有接合销(56)和接合孔(58)中的至少一个，所述接合销(56)被装配到所述接合孔(58)中。
全文摘要
一种信号输入/输出设备(10)包括一列信号输入/输出单元(16a至16e)。信号输入/输出单元(16a至16e)具有相应的基部(20a至20e)，每个基部包括连接元件(68)。连接元件(68)具有可摆动地支撑在基部(20a至20e)上的第二突出端指(78)，以及与相邻基部(20a至20e)的阻挡件(64)相接合的第一突出端指(76)。连接元件(68)由延伸贯穿底板(74)并拧在方螺母(106)中的螺钉(82)定位和固定(紧固)。连接元件(68)在以这种方式紧固时将相邻的基部(20a至20e)彼此结合。
文档编号H05K5/02GK1984541SQ200610163150
公开日2007年6月20日 申请日期2006年11月29日 优先权日2005年12月12日
发明者关根光夫, 野口丰, 濑尾诚 申请人:Smc株式会社