JP2018156942A - 安全技術に関する電子モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電気的な接続部（３）を備える、安全技術に関する電子モジュールに関する。【解決手段】この電気的な接続部（３）は部分的にねじ山が形成されている部分（１０）を含んでおり、この部分的にねじ山が形成されている部分（１０）は、導電性の、電気的なシールドを形成する部品の構成部分である。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載された安全技術に関する電子モジュールに関する。

この種の安全技術に関する電子モジュールは、一般的に、有利にはハウジング内に組み込まれている電気的かつ／または電子的な構成要素を有するユニットを形成する。これらの構成要素は、安全に関連する機能を提供するために、安全技術の領域において用いられる。

この種の安全技術に関する電子モジュールの例は、特に危険領域への立ち入り防御として用いられる安全スイッチである。例えば、安全スイッチは、危険領域への入口である安全ドアをインターロックするために用いられ得る。危険領域内の危険をもたらす設備の動作は、安全ドアが安全スイッチによってインターロックされている場合にのみ、安全制御部によって許可される。安全スイッチは、直接的にまたは別の安全技術に関する電子モジュールであるインターフェースモジュールを介して、安全制御部に接続されている。

本発明の課題は、冒頭に記載した様式の、安全技術に関する電子モジュールを、自身の接続技術に関して改善することである。

上述の課題を解決するために、請求項１の特徴部分に記載されている構成が提供される。本発明の有利な実施形態および合目的な発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明は、電気的な接続部を備える、安全技術に関する電子モジュールに関する。この電気的な接続部は、部分的にねじ山が形成されている部分を含んでおり、この部分的にねじ山が形成されている部分は、導電性の、電気的なシールドを形成する部品の構成部分である。

本発明の安全技術に関する電子モジュールとは一般的に、電気的かつ／または電子的な構成要素を有する構成ユニットである。ここで、この安全技術に関する電子モジュールによって、安全技術に関連する機能が実現される。特に、安全技術に関する電子モジュールは安全スイッチによって形成されていてよい。さらに、安全技術に関する電子モジュールは、インターフェースモジュールによって形成されていてよく、このインターフェースモジュールによって、１つまたは複数の安全スイッチが、上位のユニット、例えば安全制御部に接続されていてよい。

本発明では、安全技術に関する電子モジュールは、部分的にねじ山が形成されている部分を有する電気的な接続部を備えている。この電気的な接続部に接続されるべき電気的な接続要素は、部分的にねじ山が形成されている部分に適合するねじ山を備えている。このねじ山は、部分的にねじ山が形成されている部分に螺合可能である。

有利には、雌ねじとして形成されている、本発明に相応して設けられた、部分的にねじ山が形成されている部分は、完全にねじ山が形成されている部分に対して、著しい、製造技術に関する利点を有している。このような完全にねじ山が形成されている部分は典型的に、成形過程時のドリルによる穿孔によって製造される。これはコストのかかる成形工具を必要とする。さらに完全にねじ山が形成されている部分はねじ切りによって形成され得るが、これにもコストがかかる。

これに対して、部分的にねじ山が形成されている部分は効力良く、この部分が部品に一体成形されることによって製造される。したがって部分的にねじ山が形成されている部分の製造を、大きなコストの増大を伴わずに、部品の製造のための成形過程に組み込むことができる。

部分的にねじ山が形成されている部分を含んでいる部品は、ここで、導電性材料、特に金属材料から製造されている。このような部品は、成形部分、例えば亜鉛のダイカスト部分を形成する。部品を製造するためのこの成形過程の間、部分的にねじ山が形成されている部分を部品に一体成形することができる。したがって別個のさらなる製造ステップは、部品の製造に対して必要ない。

重要な利点は、部品の導電性によって、部品が電気的なシールドの機能を担うことができ、部分的にねじ山が形成されている部分、ひいては電気的な接続部の電気的なシールドのための別個の部分が不要である、ということである。

本発明の特に有利な構成では、部分的にねじ山が形成されている部分は、３６０°のうちの部分角度領域にわたって延在している。部分的にねじ山が形成されている部分が設けられていない、残っている残角度領域内に、部分的にねじ山が形成されている部分に対して同心に配置された部分円セグメントが設けられている。

部分的にねじ山が形成されている部分は、３６０°の完全な角度領域にわたって延在しておらず、このうちの部分角度領域にわたってのみ延在しているので、安全技術に関する電子モジュールの電気的な接続部の部分的にねじ山が形成されている部分と電気的な接続要素のねじ山との間のねじ作用による接続の形成時に、充分な接触接続が、ねじ山と部分的にねじ山が形成されている部分との間に生じないことがある。これによって、ねじ山がコントロールされずに、部分的にねじ山が形成されている部分に対して相対的に動いてしまうことがあるので、部分的にねじ山が形成されている部分の上にねじ山を螺合するのが困難であることがある、または極端な場合には、このような螺合が全く不可能になってしまうことがある。生じる可能性がある、このような機能の損傷は、容易に、部分的にねじ山が形成されている部分と協働して、ねじ山の確実な案内を可能にする部分円セグメントによって阻止される。

部分的にねじ山が形成されている部分が雌ねじの形態である場合には、部分的にねじ山が形成されている部分は、さらなるリング構造である部分円セグメントによって補足される、リング構造の第１の部分を形成する。一般的に、部分的にねじ山が形成されている部分の内側面のみがねじ山構造を有しており、単にカウンタ軸受および案内要素として用いられる部分円セグメントは、ねじ山構造を有していない。

部分円セグメントは、基本的に、部分的にねじ山が形成されている部分によって覆われていない残角度領域全体にわたって延在していてよい。部分的にねじ山が形成されている部分が雌ねじの形態である場合には、部分的にねじ山が形成されている部分は、部分円セグメントともに、閉じられたリング構造を形成し、ここに、電気的な接続要素の雄ねじが螺合され得る。しかし雄ねじの確実な案内を保証するために、部分円セグメントは残角度領域全体にわたって延在する必要はない。このような場合には、部分的にねじ山が形成されている部分と部分円セグメントとの間に比較的小さい間隙が残るが、この間隙は、雄ねじまたは一般的にねじ山の、欠陥のない案内にとってクリチカルではない。

有利な実施形態では、部分的にねじ山が形成されている部分は、１８０°以下の部分角度領域にわたって延在している。

これによって、部品への部分的にねじ山が形成されている部分の一体成形を、成形工具における付加的な装置、例えば押出し部を用いずに行うことができるというさらなる、製造技術上の利点が得られる。成形工具のこのような簡易化は、さらに、部分的にねじ山が形成されている部分が主要離型方向に対して直交に位置しているということによっても得られる。部分的にねじ山が形成されている部分を備える部品から成る成形部分はこのような場合に、あらゆる機械的な後処理なく、ひいては１つの成形過程のみにおいて製造可能である。

本発明の構造的に有利な構成では、ハウジングは、底面プレートとハウジングカバーとから成る。このような場合には、ハウジングは、次のことによって容易に組み立てられる。すなわち、電気的な部品および電子的な部品を特に底面プレート上に取り付けた後に、ハウジングカバーだけが底面プレート上に載置され、底面プレートに固定されればよい、ということによって容易に組み立てられる。

このような実施形態では、雌ねじを備える部品は、底面プレートの構成部分である。このユニットは、唯一の成形過程で製造可能である。

部分円セグメントはこの場合には有利には、ハウジングカバーの構成部分である。ここでこの部分円セグメントは、有利には、ハウジングカバーの要素に一体成形される。これによって、部分円セグメントを備えるハウジングカバーも、効率良く１つの成形過程において製造可能である。ハウジングカバーは、ここで一般的に、金属材料から、またはプラスチックから製造されていてよい。

安全技術に関する電子モジュールの電気的な接続部は、種々のコンフィギュレーションで形成されていてよい。特に、電気的な接続部がプラグまたはソケットとして形成されていてよい。この場合には、これ対して相補的に、電気的な接続要素がソケットまたはプラグとして形成されている。

本発明を以降で、図面に基づいて説明する。

本発明の、安全技術に関する電子モジュールの実施例としてのインターフェースモジュールの外観を示す。 底面プレートからハウジングカバーが外された状態での、図１に示されたインターフェースモジュールを示す。 ２つの電気的な接続要素が接続されている、図１に示されたインターフェースモジュールを示す。 図１に示されたインターフェースモジュールの電気的な接続部の詳細図を示す。 図１に示されたインターフェースモジュールに対する、割り当てられた部分円セグメントを伴う、部分的にねじ山が形成されている部分の第１の例を、ａ）平面図およびｂ）側面図で示す。 図１に示されたインターフェースモジュールに対する、割り当てられた部分円セグメントを伴う、部分的にねじ山が形成されている部分の第２の例を、ａ）平面図およびｂ）側面図で示す。

図１−図３は、本発明の、安全技術に関する電子モジュールの実施例として、インターフェースモジュール１を示している。インターフェースモジュール１は、１つの安全スイッチまたは複数の安全スイッチがこのインターフェースモジュール１を介して上位のユニット、例えば安全制御部に接続可能であるように、安全技術に関する機能を満たす。この１つまたは複数の安全スイッチならびに安全制御部は、図１−図３に示されていない。インターフェースモジュール１は、１つまたは複数の安全スイッチのデータプロトコルが安全制御部のデータプロトコルに整合されるように、中継機能を満たす。このために、安全技術に関する電子モジュールのハウジング２内には、相応する電子的かつ／または電気的な構成要素が組み込まれている。

図１−図３の実施例とは異なり、本発明の安全技術に関する電子モジュールが１つの安全スイッチによって形成されていてもよい。

インターフェースモジュール１のハウジング２の壁部で、２つの電気的な接続部３が外に出る。一般的に、他の数の電気的な接続部３が設けられていてもよい。図３が示しているように、各電気的な接続部３に、１つの電気的な接続要素４が接続されていてよい。ここで各電気的な接続部３で、ケーブル５が外に出ている。一方の電気的な接続要素４のケーブル５は安全スイッチへと続く。他方の電気的な接続要素４のケーブル５は安全制御部へと続く。

インターフェースモジュール１の各電気的な接続部３は、このケースでは、ソケットの形態で形成されている。図４は、詳細図で、内部にコンタクトソケット６が位置する、このように形成された電気的な接続部３を示している。これに相応して、電気的な接続要素４は、プラグとして形成されている。

択一的に、電気的な接続部３がプラグとして形成され、電気的な接続要素４がソケットとして形成されていてよい。

ハウジング２は底面プレート７とハウジングカバー８とから成る。インターフェースモジュール１を組み立てるために、底面プレート７に電気的または電子的な構成要素を取り付けた後に、ハウジングカバー８が底面プレート７に上から差し込まれ、底面プレート７に固定される。このために、底面プレート７およびハウジングカバー８に適切な固定手段、例えば係止手段、螺合部等が設けられている。個々の構成要素および個々の固定手段は、図示されていない。

図１は、組み立てが終了した状態の安全スイッチを示しており、ここでは、ハウジングカバー８が底面プレート７上に載置されており、かつ底面プレート７に固定されている。図２は、底面プレート７からハウジングカバー８が外されている状態のインターフェースモジュール１を示している。

底面プレート７は、１つの成形部分から成り、ここでこの成形部分は、導電性材料から製造されている。有利には、底面プレート７は、亜鉛のダイカスト部分から成る。

ハウジングカバー８は、同様に、１つの成形部分から成る。ハウジングカバー８は、金属材料またはプラスチックから製造されていてよい。

図２から見て取れるように、底面プレート７の上面には、台座９の形態の、同一に形成された２つの部品が突出している。各台座９は、直方体状の輪郭を有している。ここでこれらの台座９は、底面プレート７の平らな上面に対して垂直に配向されている。

各台座９の上方の縁部には、部分的にねじ山が形成されている部分１０が位置している。この部分的にねじ山が形成されている部分１０は、この場合には、雌ねじとして形成されている。

部分的にねじ山が形成されている部分１０を備える台座９は、底面プレート７と一体形成されており、成形部分として１つの成形過程において製造される。部分的にねじ山が形成されている各部分１０は、図２が示しているように、３６０°の完全な角度領域にわたって延在しているのではなく、１８０°（または１８０°を下回る）の部分角度領域にわたってのみ延在しており、かつ部分的にねじ山が形成されている各部分１０は、成形部分の製造に使用される成形工具の主要離型方向に対して直交に配向されているので、成形工具内に構造的な付加的な装置、例えば押出し部が設けられる必要はない。さらに、台座９および部分的にねじ山が形成されている部分１０を備える底面プレート７は成形部分として製造可能であり、これに対して機械的な後処理は不要である。

部分的にねじ山が形成されている各部分１０は、インターフェースモジュール１の相応する電気的な接続部３の構成部分である。部分的にねじ山が形成されている部分１０は、導電性材料から製造されている台座９の構成部分であるので、これによって、このために付加的な部品を必要とすることなく、電気的な接続部３の電気的なシールドが実現される。

電気的な接続部３の部分的にねじ山が形成されている各部分１０は、電気的な接続部３に接続されるべき電気的な接続要素４を固定するために用いられる。電気的な接続要素４は、部分的にねじ山が形成されている部分１０に対応する雄ねじ１１を備えている。

電気的な接続部３に電気的な接続要素４を固定するために、電気的な接続要素４の雄ねじ１１は、部分的にねじ山が形成されている部分１０の上に螺合される。

部分的にねじ山が形成されている部分１０は、１８０°の部分角度領域にわたってのみ延在しているので、この螺合の際に、雄ねじ１１が、部分的にねじ山が形成されている部分１０から外れ、これによってこの螺合が阻害されてしまう危険が生じ得る。

これを回避するために、図５ａ、図５ｂに示された構造が設けられている。この構造は、インターフェースモジュール１の２つの電気的な接続部３に対して同様に設けられている。

図５ａは、部分的にねじ山が形成されている部分１０を備える台座９の平面図を示しており、ここでこの部分的にねじ山が形成されている部分１０は、台座９の上方の縁部に配置されており、かつ１８０°の部分角度領域にわたって延在している。部分的にねじ山が形成されている部分１０を備える台座には、ハウジングカバー８の要素１２が割り当てられている。この要素１２は残りのハウジングカバー８と一体成形されており、すなわち、２つの要素１２を有するハウジングカバー８が１つの成形部分から形成されている。

この要素１２の下方の縁部には、部分円セグメント１３が設けられている。この部分円セグメント１３は、１８０°の残角度領域にわたって延在するリングセグメントを形成している。

部分円セグメント１３の套面は滑らかに形成されている、すなわち、部分円セグメント１３の套面はねじ山を形成していない。

部分円セグメント１３は、ハウジングカバー８を製造するための成形過程時に、要素１２に一体成形される。すなわち、部分円セグメント１３の製造は、この成形過程自体において行われる。これによって、部分円セグメント１３を製造するために、別個の製造ステップは不要になる。

図５ａ、図５ｂは、ハウジングカバー８が底面プレート７上に載置されており、かつこの底面プレート７に固定されているときの台座９と、ハウジングカバー８の割り当てられた要素１２と、を示している。

図５ａが示しているように、部分円セグメント１３を備える要素１２は、部分的にねじ山が形成されている部分１０を備える台座９の上方に密接して位置しており、したがって部分的にねじ山が形成されている部分１０と、部分的にねじ山が形成されている部分１０に対して同心に配置されている部分円セグメント１３と、は、閉じられたリングになるように補い合う。これは、部分円セグメント１３を部分的にねじ山が形成されている部分１０に整合させることによって次のように実現される。すなわち、部分的にねじ山が形成されている部分１０が１８０°の部分角度領域にわたって延在しており、部分円セグメント１３が完全に、部分的にねじ山が形成されている部分１０がない、同様に１８０°の残角度領域にわたって延在しているように実現される。

部分円セグメント１３と、部分的にねじ山が形成されている部分１０と、によって形成されているリングの内径は、雄ねじの外径に整合されており、したがって雄ねじは遊びなく、このリング内を案内される。

図５ｂが示しているように、ハウジングカバー８が底面プレート７上に載置されている場合には、台座９と要素１２とが相互に重なって配置されている。これによって、電気的な接続要素４の雄ねじ１１に対する中空円筒状の受け入れ部が形成される。

このような構造によって、雄ねじ１１は、部分的にねじ山が形成されている部分１０に固定的に螺合され、螺合過程において、雄ねじ１１が、部分的にねじ山が形成されている部分１０から外れる恐れは生じない。なぜなら、部分円セグメント１３が、カウンタ軸受として作用するからである。

図６ａ、図６ｂは、図５ａ、図５ｂの構造のバリエーションを示している。図６ａ、図６ｂの構造と図５ａ、図５ｂの実施形態との相違は、部分円セグメント１３が、部分的にねじ山が形成されている部分１０がない残角度領域全体にわたって延在しているのではなく、これに対する部分領域にわたってのみ延在しているということだけである。これに相応して、部分的にねじ山が形成されている部分１０と部分円セグメント１３は、ここでは、完全に閉じられたリングになるように補い合わない。

むしろ、ここで部分円セグメント１３と部分的にねじ山が形成されている部分１０との間に間隙が残る。しかしこの間隙は、雄ねじ１１のコントロールされた案内に対してクリチカルではない。なぜなら、部分円セグメント１３は、部分的にねじ山が形成されている部分１０に、直径上に対向して配置されており、これによってカウンタ軸受を形成しているからである。このカウンタ軸受は、ねじ作用による接続時に、雄ねじ１１を、部分的にねじ山が形成されている部分１０と係合するように保持する。

１ インターフェースモジュール
２ ハウジング
３ 電気的な接続部
４ 電気的な接続要素
５ ケーブル
６ コンタクトソケット
７ 底面プレート
８ ハウジングカバー
９ 台座
１０ 部分的にねじ山が形成されている部分
１１ 雄ねじ
１２ 要素
１３ 部分円セグメント

Claims (14)

1. 電気的な接続部（３）を備える、安全技術に関する電子モジュールにおいて、
   前記電気的な接続部（３）は、部分的にねじ山が形成されている部分（１０）を含んでおり、前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）は、導電性の、電気的なシールドを形成する部品の構成部分である、
   ことを特徴とする安全技術に関する電子モジュール。
2. 前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）は、雌ねじである、
   請求項１記載の安全技術に関する電子モジュール。
3. 前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）は、３６０°のうちの部分角度領域にわたって延在しており、前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）が設けられていない、残っている残角度領域内に延在して、前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）に対して同心に配置された部分円セグメント（１３）が設けられている、
   請求項１または２記載の安全技術に関する電子モジュール。
4. 前記部分円セグメント（１３）は、前記残角度領域全体または前記残角度領域の一部にわたって延在している、
   請求項３記載の安全技術に関する電子モジュール。
5. 前記部分角度領域は、１８０°以下である、
   請求項３または４記載の安全技術に関する電子モジュール。
6. 前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）を形成する前記部品は、導電性材料から製造されている、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。
7. 前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）を形成する前記部品は、ハウジング（２）の底面プレート（７）の構成部分である、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。
8. 前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）は、前記部品に一体成形されている、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。
9. 前記部分円セグメント（１３）は、ハウジングカバー（８）の構成部分である、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。
10. 前記部分円セグメント（１３）は、前記ハウジングカバー（８）の要素（１２）に一体成形されている、
    請求項９記載の安全技術に関する電子モジュール。
11. 前記安全技術に関する電子モジュールの電気的な接続部（３）に電気的な接続要素（４）が接続可能であり、前記電気的な接続要素（４）は、前記部分的にねじ山が形成されている部分（１０）に螺合可能なねじ山を備えている、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。
12. 前記電気的な接続部（３）は、プラグまたはソケットとして形成されており、これに対して相補的に、前記電気的な接続要素（４）は、ソケットまたはプラグとして形成されている、
    請求項１１記載の安全技術に関する電子モジュール。
13. 前記安全技術に関する電子モジュールは、安全スイッチである、
    請求項１から１２までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。
14. 前記安全技術に関する電子モジュールは、インターフェースモジュール（１）である、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載の安全技術に関する電子モジュール。

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