特開 2023-44811 コントローラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023044811

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】コントローラ

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/16 20060101AFI20230327BHJP

   H05K 5/02 20060101ALI20230327BHJP

   G06F 1/18 20060101ALI20230327BHJP

   H05K 7/20 20060101ALN20230327BHJP

【ＦＩ】

G06F1/16 312N

H05K5/02 H

G06F1/16 312D

G06F1/16 312M

G06F1/18 E

H05K7/20 H

H05K7/20 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021152864

(22)【出願日】2021-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 佳介

【テーマコード（参考）】

4E360

5E322

【Ｆターム（参考）】

4E360AB02

4E360AB54

4E360CA02

4E360EA12

4E360EA24

4E360EC12

4E360ED02

4E360ED03

4E360GB99

4E360GC02

5E322AA03

5E322AB01

5E322BA01

5E322BB03

(57)【要約】

【課題】機能モジュールに搭載される拡張カードの種類が制限されることを抑制可能なコントローラを提供する。
【解決手段】一つの実施形態に係るコントローラは、ベースユニットと、機能モジュールとを備える。前記ベースユニットは、接続面と、前記接続面に設けられた第１の接続コネクタと、を有する。前記機能モジュールは、拡張カードと、前記拡張カードの少なくとも一部が収容される収容空間が内部に設けられたケースと、前記ケースに設けられるとともに前記接続面に向く端面と、前記収容空間において前記拡張カードに接続される拡張コネクタと、前記拡張コネクタに電気的に接続され、前記端面に設けられ、前記第１の接続コネクタに接続された、第２の接続コネクタと、を有し、前記端面に開口して前記収容空間に連通するとともに前記拡張カードの一部が通ることが可能な第１の貫通孔が前記ケースに設けられる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接続面と、前記接続面に設けられた第１の接続コネクタと、を有するベースユニットと、
拡張カードと、前記拡張カードの少なくとも一部が収容される収容空間が内部に設けられたケースと、前記ケースに設けられるとともに前記接続面に向く端面と、前記収容空間において前記拡張カードに接続される拡張コネクタと、前記拡張コネクタに電気的に接続され、前記端面に設けられ、前記第１の接続コネクタに接続された、第２の接続コネクタと、を有し、前記端面に開口して前記収容空間に連通するとともに前記拡張カードの一部が通ることが可能な第１の貫通孔が前記ケースに設けられた、機能モジュールと、
を具備するコントローラ。

【請求項2】

前記拡張カードは、プリント回路板と、当該プリント回路板に取り付けられたスロットカバーと、を有し、
前記ケースは、互いに結合されることで前記収容空間を形成する第１の部材と第２の部材とに分割可能であり、
前記第１の部材は、前記端面を有し、前記第１の貫通孔が設けられ、前記第２の接続コネクタが取り付けられ、前記第１の貫通孔の縁で前記プリント回路板を支持し、
前記第２の部材に前記スロットカバーがネジによって取り付けられた、
請求項１のコントローラ。

【請求項3】

前記拡張コネクタは、前記ケースに対して固定されていない、
請求項２のコントローラ。

【請求項4】

前記ベースユニットに、前記接続面に開口する第２の貫通孔が設けられ、
前記拡張カードは、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔を通って前記収容空間と前記ケースの外部とに亘って配置される、
請求項１乃至請求項３のいずれか一つのコントローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、コントローラに関する。

【背景技術】

【0002】

例えばプロセスオートメーション又はファクトリオートメーションのシステムにおいて、設備の状態監視及び自動制御のような種々の制御を行うコントローラ（産業用コントローラ）が利用される。コントローラは、種々の機能を実現する機能モジュールを備えることができる。例えば、機能モジュールは、拡張カードを有し、当該拡張カードの機能をコントローラにおいて実現する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－３３０６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）規格に準拠する拡張カードが機能モジュールに搭載される。ＰＣＩｅ規格は、拡張カードについて複数の長さを定めている。いわゆるフルサイズの拡張カードが搭載されると、機能モジュールにおいて当該拡張カードを収容するケースが長くなる。

【0005】

コントローラが配置される空間において、機能モジュールのケースが配置可能な空間が狭い場合がある。この場合、フルサイズの拡張カードが搭載された機能モジュールは、コントローラへの搭載が困難になってしまう。

【0006】

本発明が解決する課題の一例は、機能モジュールに搭載される拡張カードの種類が制限されることを抑制可能なコントローラを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一つの実施形態に係るコントローラは、ベースユニットと、機能モジュールとを備える。前記ベースユニットは、接続面と、前記接続面に設けられた第１の接続コネクタと、を有する。前記機能モジュールは、拡張カードと、前記拡張カードの少なくとも一部が収容される収容空間が内部に設けられたケースと、前記ケースに設けられるとともに前記接続面に向く端面と、前記収容空間において前記拡張カードに接続される拡張コネクタと、前記拡張コネクタに電気的に接続され、前記端面に設けられ、前記第１の接続コネクタに接続された、第２の接続コネクタと、を有し、前記端面に開口して前記収容空間に連通するとともに前記拡張カードの一部が通ることが可能な第１の貫通孔が前記ケースに設けられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る制御盤を概略的に示す断面図である。

【図2】図２は、第１の実施形態の分解されたコントローラを概略的に示す斜視図である。

【図3】図３は、第１の実施形態の機能モジュールを概略的に示す斜視図である。

【図4】図４は、第１の実施形態の機能モジュールを概略的に示す断面図である。

【図5】図５は、第２の実施形態に係る制御盤を概略的に示す断面図である。

【図6】図６は、第２の実施形態の機能モジュールを概略的に示す斜視図である。

【図7】図７は、第２の実施形態の機能モジュールを概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１の実施形態）
以下に、第１の実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、本明細書においては基本的に、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。

【0010】

図１は、第１の実施形態に係る制御盤１０を概略的に示す断面図である。制御盤１０は、例えば、プロセスオートメーション又はファクトリオートメーションのシステムに含まれ、種々の制御を行う。なお、制御盤１０は、他のシステム、装置、又は設備に含まれても良い。

【0011】

各図面に示されるように、本明細書において、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、制御盤１０の幅に沿って設けられる。Ｙ軸は、制御盤１０の奥行に沿って設けられる。Ｚ軸は、制御盤１０の高さに沿って設けられる。

【0012】

さらに、本明細書において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が定義される。Ｘ方向は、Ｘ軸に沿う方向であって、Ｘ軸の矢印が示す＋Ｘ方向と、Ｘ軸の矢印の反対方向である－Ｘ方向とを含む。Ｙ方向は、Ｙ軸に沿う方向であって、Ｙ軸の矢印が示す＋Ｙ方向（後方向）と、Ｙ軸の矢印の反対方向である－Ｙ方向（前方向）とを含む。Ｚ方向は、Ｚ軸に沿う方向であって、Ｚ軸の矢印が示す＋Ｚ方向（上方向）と、Ｚ軸の矢印の反対方向である－Ｚ方向（下方向）とを含む。なお、本実施形態における上下前後のような表現は、図１に示す態様に基づく便宜的なものであり、位置、向き、及び作用を限定するものではない。

【0013】

制御盤１０は、筐体１１と、コントローラ１２とを有する。筐体１１は、外殻２１と、扉２２と、二つのフレーム２３と、ブラケット２４とを有する。なお、筐体１１は、この例に限られない。

【0014】

外殻２１は、箱状に形成される。外殻２１の内部に、据付空間２６が設けられる。据付空間２６は、－Ｙ方向における外殻２１の端部２１ａにおいて、外部に開放されている。扉２２は、外殻２１の端部２１ａに設けられ、据付空間２６を開放可能に塞ぐ。

【0015】

フレーム２３は、据付空間２６に配置される。ブラケット２４は、フレーム２３に取り付けられる。ブラケット２４に、複数の貫通孔２８が設けられる。複数の貫通孔２８は、略Ｚ方向に延びる略矩形の断面を有したスリットであり、ブラケット２４を略Ｙ方向に貫通している。複数の貫通孔２８は、Ｘ方向に間隔を介して並べられる。

【0016】

ブラケット２４は、コントローラ１２を保持する。フレーム２３及びブラケット２４は、扉２２に比較的近い位置にコントローラ１２を配置するために、筐体１１に設けられる。コントローラ１２は、扉２２に比較的近い位置に配置されることで、保守点検作業を容易にする。

【0017】

図２は、第１の実施形態の分解されたコントローラ１２を概略的に示す斜視図である。図２に示すように、コントローラ１２は、ベースユニット３１と、電源ユニット３２と、ＣＰＵモジュール３３と、複数の機能モジュール３４と、送風ユニット３５とを有する。なお、コントローラ１２は、他の部品を有しても良い。

【0018】

ベースユニット３１は、支持部材４１と、ベース基板４２と、複数の接続コネクタ４３とを有する。接続コネクタ４３は、第１の接続コネクタの一例である。なお、図２は、複数の接続コネクタ４３のうち一つを示す。

【0019】

支持部材４１は、例えば、Ｘ－Ｚ平面に沿って広がる金属板である。支持部材４１は、例えばボルトにより、筐体１１のブラケット２４に取り付けられる。これにより、コントローラ１２は、ブラケット２４に取り付けられ、筐体１１の内部の据付空間２６に収容される。支持部材４１は、－Ｙ方向に向く略平坦な取付面４１ａを有する。なお、取付面４１ａは、凹凸を有しても良い。

【0020】

ベース基板４２は、例えば、Ｘ－Ｚ平面に沿って広がるプリント回路板（ＰＣＢ）である。ベース基板４２は、他の基板であっても良い。ベース基板４２は、支持部材４１の取付面４１ａに取り付けられる。ベース基板４２は、－Ｙ方向に向く略平坦な接続面４２ａを有する。なお、接続面４２ａは、凹凸を有しても良い。

【0021】

接続コネクタ４３は、ベース基板４２の接続面４２ａに実装される。言い換えると、接続面４２ａに、接続コネクタ４３が設けられる。複数の接続コネクタ４３は、Ｘ方向に間隔を介して並べられる。

【0022】

ベースユニット３１に、複数の貫通孔４５が設けられる。貫通孔４５は、第２の貫通孔の一例である。貫通孔４５は、略Ｚ方向に延びる略矩形の断面を有したスリットであり、支持部材４１及びベース基板４２を略Ｙ方向に貫通している。このため、貫通孔４５は、ベース基板４２の接続面４２ａに開口している。

【0023】

複数の貫通孔４５は、Ｘ方向に間隔を介して並べられる。ベースユニット３１の貫通孔４５は、ブラケット２４の貫通孔２８に連通している。貫通孔４５の数は、貫通孔２８の数と等しい。なお、貫通孔４５は、この例に限られない。

【0024】

電源ユニット３２は、ベース基板４２の接続面４２ａに取り付けられる。電源ユニット３２は、ＣＰＵモジュール３３及び機能モジュール３４に電力を供給する。例えば、電源ユニット３２は、外部交流電源から入力された交流電流を、直流電流に変換する。電源ユニット３２は、例えば、ベース基板４２に設けられた電源供給配線を通じて、ＣＰＵモジュール３３及び複数の接続コネクタ４３に電気的に接続される。

【0025】

ＣＰＵモジュール３３は、ベース基板４２の接続面４２ａに取り付けられる。ＣＰＵモジュール３３は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を有し、コントローラ１２の全体を制御する。なお、ＣＰＵモジュール３３は、この例に限られず、他の制御を行っても良い。

【0026】

機能モジュール３４は、ベース基板４２の接続コネクタ４３に接続されることで、ベースユニット３１に取り付けられる。機能モジュール３４は、コントローラ１２において種々の機能を実現することができる。例えば、機能モジュール３４は、入出力（Ｉ／Ｏ）機能、ネットワーク制御機能、又は他の機能を実現する。

【0027】

電源ユニット３２、ＣＰＵモジュール３３、及び複数の機能モジュール３４は、Ｘ方向に並べられる。電源ユニット３２、ＣＰＵモジュール３３、及び複数の機能モジュール３４の配置は、図１の例に限定されない。

【0028】

図３は、第１の実施形態の機能モジュール３４を概略的に示す斜視図である。図４は、第１の実施形態の機能モジュール３４を概略的に示す断面図である。複数の機能モジュール３４のうち少なくとも一つは、図４に示すように、ケース５１と、拡張カード５２と、拡張コネクタ５３と、中継基板５４と、ハーネス５５と、接続コネクタ５６とを有する。拡張カード５２は、拡張ボード又は拡張アダプタとも称され得る。接続コネクタ５６は、第２の接続コネクタの一例である。

【0029】

ケース５１は、略Ｙ方向に延びる略直方体の箱状に形成される。ケース５１の内部に、収容空間６０が設けられる。収容空間６０に、拡張カード５２の少なくとも一部と、拡張コネクタ５３と、中継基板５４と、ハーネス５５と、接続コネクタ５６の少なくとも一部と、が収容される。

【0030】

ケース５１は、Ｙ方向に二分割される。ケース５１は、リアケース６１と、フロントケース６２とに分割可能である。リアケース６１は、第１の部材の一例である。フロントケース６２は、第２の部材の一例である。

【0031】

リアケース６１は、後壁７１と、周壁７２とを有する。なお、図３は、後壁７１を示すとともに、ケース５１の他の部分を二点鎖線で模式的に示している。後壁７１は、Ｘ－Ｚ平面に沿って広がり、略Ｚ方向に延びる略直方体状の壁である。周壁７２は、後壁７１の縁から略－Ｙ方向に延び、略四角形の断面を有した筒状に形成される。後壁７１は、背面７１ａと、内面７１ｂとを有する。背面７１ａは、端面の一例である。

【0032】

本実施形態において、背面７１ａは、＋Ｙ方向におけるケース５１の端面である。すなわち、背面７１ａは、ケース５１に設けられる。背面７１ａは、略平坦に形成され、略＋Ｙ方向に向く。また、機能モジュール３４がベースユニット３１に取り付けられると、背面７１ａは、ベース基板４２の接続面４２ａに向く。内面７１ｂは、背面７１ａの反対側に位置する。内面７１ｂは、略平坦に形成され、略－Ｙ方向に向く。内面７１ｂは、収容空間６０に面する。

【0033】

後壁７１に、貫通孔７５が設けられる。貫通孔７５は、第１の貫通孔の一例である。すなわち、貫通孔７５は、ケース５１に設けられる。貫通孔７５は、略Ｚ方向に延びる略矩形の断面を有したスリットであり、後壁７１を略Ｙ方向（＋Ｙ方向、－Ｙ方向）に貫通している。このため、貫通孔７５は、背面７１ａ及び内面７１ｂに開口し、収容空間６０に連通している。

【0034】

リアケース６１に、複数の通気口７６が設けられる。通気口７６は、例えば、周壁７２を貫通し、収容空間６０と外部とを連通する。なお、通気口７６は、後壁７１に設けられても良い。

【0035】

図３に示すように、リアケース６１は、支持部７７をさらに有する。支持部７７は、－Ｚ方向における貫通孔７５の端部に設けられる。支持部７７は、例えば、Ｙ方向において後壁７１よりも厚い略ブロック状に形成され、内面７１ｂから突出している。支持部７７は、上面７７ａと、凹面７７ｂとを有する。凹面７７ｂは、第１の貫通孔の縁の一例である。

【0036】

上面７７ａは、略平坦に形成され、略＋Ｚ方向に向く。凹面７７ｂは、上面７７ａから略－Ｚ方向に窪んでいる。上面７７ａと凹面７７ｂとの少なくとも一部は、貫通孔７５に面する。上面７７ａと凹面７７ｂとの少なくとも一部は、貫通孔７５の縁に含まれている。すなわち、上面７７ａ及び凹面７７ｂは、貫通孔７５の少なくとも一部を形成（規定、区画）する。

【0037】

図４に示すように、フロントケース６２は、前壁８１と、周壁８２とを有する。前壁８１は、Ｘ－Ｚ平面に沿って広がり、略Ｚ方向に延びる略直方体状の壁である。前壁８１は、後壁７１から－Ｙ方向に離間している。周壁８２は、前壁８１の縁から略＋Ｙ方向に延び、略四角形の断面を有した筒状に形成される。前壁８１は、前面８１ａと、内面８１ｂとを有する。

【0038】

本実施形態において、前面８１ａは、－Ｙ方向におけるケース５１の端面である。前面８１ａは、略平坦に形成され、略－Ｙ方向に向く。内面８１ｂは、前面８１ａの反対側に位置する。内面８１ｂは、略平坦に形成され、略＋Ｙ方向に向く。内面８１ｂは、収容空間６０に面する。また、内面８１ｂは、間隔を介して後壁７１の内面７１ｂに向く。

【0039】

前壁８１に、露出孔８５が設けられる。露出孔８５は、略Ｚ方向に延びる略矩形の断面を有したスリットであり、前壁８１を略Ｙ方向に貫通している。このため、露出孔８５は、前面８１ａ及び内面８１ｂに開口し、収容空間６０に連通している。

【0040】

フロントケース６２は、二つの取付部８６，８７を有する。取付部８６は、例えば、前壁８１の一部である。取付部８６は、例えば、＋Ｚ方向における前壁８１の端部に設けられる。取付部８６に、スリット８６ａと、ネジ穴８６ｂと、挿通孔８６ｃとが設けられる。

【0041】

スリット８６ａは、略Ｘ方向に延びた溝であり、前壁８１の内面８１ｂに開口する。ネジ穴８６ｂは、例えば、露出孔８５とスリット８６ａとの間に設けられ、略Ｚ方向に延びている。挿通孔８６ｃは、例えば、スリット８６ａと外部との間に設けられ、略Ｚ方向に延びている。挿通孔８６ｃは、ネジ穴８６ｂをケース５１の外部に露出させる。

【0042】

取付部８７は、－Ｚ方向における前壁８１の端部の近傍において、周壁８２に設けられる。取付部８７に、スリット８７ａが設けられる。スリット８７ａは、略Ｘ方向に延びた溝であり、収容空間６０に連通する。

【0043】

＋Ｙ方向におけるフロントケース６２の周壁８２の端部は、－Ｙ方向におけるリアケース６１の周壁７２の端部に、例えばネジによって取り付けられる。互いに結合されたリアケース６１及びフロントケース６２は、箱状のケース５１となり、収容空間６０を形成（規定、区画）する。

【0044】

拡張カード５２は、例えば、ビデオカード、サウンドカード、ネットワークカード、インターフェースカード、又は他の拡張カードである。拡張カード５２は、例えば、パーソナルコンピュータの拡張スロットに接続可能である。なお、拡張カード５２は、コントローラ１２専用の部品であっても良い。

【0045】

拡張カード５２は、例えば、ＰＣＩ規格又はＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）規格に準拠した拡張カードである。当該規格は、拡張カード５２の長さについて、フルサイズ、ショートサイズ、及びロープロファイルの三種類の長さを定めている。本実施形態の拡張カード５２は、フルサイズの拡張カードである。なお、拡張カード５２は、この例に限られない。

【0046】

拡張カード５２は、プリント回路板（ＰＣＢ）９１と、スロットカバー９２と、電子部品９３とを有する。拡張カード５２は、他の部品をさらに有しても良い。

【0047】

ＰＣＢ９１は、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる板状に形成される。ＰＣＢ９１は、延部９５と、端子９６とを有する。延部９５の少なくとも一部と、端子９６とは、収容空間６０に収容されている。

【0048】

延部９５は、ＰＣＢ９１の一部であり、略Ｙ方向に延びている。すなわち、Ｙ方向における延部９５の長さは、Ｘ方向における延部９５の長さと、Ｚ方向における延部９５の長さと、のうち少なくとも一方よりも長い。延部９５は、第１の面９５ａと、第２の面９５ｂと、側面９５ｃとを有する。

【0049】

第１の面９５ａは、略平坦に形成され、略＋Ｘ方向に向く。集積回路（ＩＣ）のような電子部品９３が、第１の面９５ａに実装される。第２の面９５ｂは、第１の面９５ａの反対側に位置する。第２の面９５ｂは、略平坦に形成され、－Ｘ方向に向く。

【0050】

側面９５ｃは、延部９５におけるＰＣＢ９１の縁である。側面９５ｃは、第１の面９５ａの縁と第２の面９５ｂの縁との間に設けられる。側面９５ｃは、略－Ｚ方向に向く。

【0051】

端子９６は、延部９５の側面９５ｃから略－Ｚ方向に突出している。端子９６は、ＰＣＩ規格又はＰＣＩｅ規格に準拠した方式により通信を行うための端子である。端子９６は、延部９５の－Ｙ方向における端部９５ｄの近傍に位置する。端部９５ｄは、－Ｙ方向におけるＰＣＢ９１の端部でもある。

【0052】

第１の実施形態において、Ｙ方向における延部９５の長さは、Ｙ方向における収容空間６０の長さよりも長い。延部９５は、貫通孔７５を通って、収容空間６０とケース５１の外部とに亘って配置される。すなわち、延部９５の一部は、ケース５１の背面７１ａから＋Ｙ方向に突出している。なお、Ｙ方向において、延部９５の長さは、電源ユニット３２の長さよりも長く、且つＣＰＵモジュール３３の長さよりも長い。

【0053】

Ｚ方向における貫通孔７５の長さは、Ｚ方向における延部９５の長さよりも長い。また、Ｘ方向における貫通孔７５の長さは、Ｘ方向における延部９５の長さと、ＰＣＩ規格又はＰＣＩｅ規格によって定められたＰＣＢ９１に実装可能な電子部品の最大高さと、の合計よりも長い。このため、貫通孔７５の縁は、拡張カード５２に干渉することを抑制できる。

【0054】

スロットカバー９２は、延部９５の端部９５ｄに取り付けられる。スロットカバー９２は、例えば、金属板である。なお、スロットカバー９２は、他の材料により作られても良い。スロットカバー９２は、略Ｌ字状に形成され、カバー板９７と、二つの取付突起９８，９９とを有する。

【0055】

カバー板９７は、Ｘ－Ｚ平面に沿って広がる板状に形成され、略Ｚ方向に延びている。カバー板９７は、内面９７ａと、外面９７ｂとを有する。内面９７ａは、略平坦に形成され、略＋Ｙ方向に向く。外面９７ｂは、内面９７ａの反対側に位置する。外面９７ｂは、略平坦に形成され、略－Ｙ方向に向く。

【0056】

カバー板９７は、延部９５の端部９５ｄを覆っている。カバー板９７の内面９７ａは、－Ｙ方向における延部９５の端部９５ｄに向く。拡張カード５２がインターフェースコネクタを有する場合、カバー板９７に、当該インターフェースコネクタを露出させる孔が設けられる。また、カバー板９７に、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような他の部品を露出させる孔が設けられても良い。

【0057】

図３に示すように、取付突起９８は、＋Ｚ方向におけるカバー板９７の端から、略－Ｙ方向に突出している。すなわち、取付突起９８は、カバー板９７と略直交するように、カバー板９７の端から突出している。取付突起９８は、Ｘ－Ｙ平面に沿って広がる板状に形成される。取付突起９８に、当該取付突起９８を略Ｚ方向に貫通する切り欠き９８ａが設けられる。切り欠き９８ａは、孔であっても良い。

【0058】

取付突起９９は、－Ｚ方向におけるカバー板９７の端から、略－Ｚ方向に突出している。すなわち、取付突起９９は、取付突起９８から離間した位置でカバー板９７から突出している。取付突起９９は、Ｘ－Ｚ平面に沿って広がる板状に形成される。また、Ｘ方向における取付突起９９の長さは、Ｘ方向におけるカバー板９７の長さよりも短い。

【0059】

図４に示すように、拡張カード５２は、露出孔８５を塞ぐように、ケース５１に取り付けられる。例えば、スロットカバー９２のカバー板９７が、ケース５１の内部から露出孔８５を覆う。拡張カード５２がインターフェースコネクタを有する場合、当該インターフェースコネクタは、露出孔８５を通じてケース５１の外部に露出される。

【0060】

スロットカバー９２の取付突起９９が、取付部８７のスリット８７ａに嵌め込まれる。スリット８７ａの縁が、取付突起９９を支持し、取付突起９９がＸ方向及びＹ方向に移動することを制限する。

【0061】

スロットカバー９２の取付突起９８が、取付部８６のスリット８６ａに収容される。これにより、取付突起９８の切り欠き９８ａが、取付部８６のネジ穴８６ｂ及び挿通孔８６ｃに連通する。例えば、ネジＳが挿通孔８６ｃ及び切り欠き９８ａを通って、ネジ穴８６ｂに挿入される。これにより、切り欠き９８ａを通るネジＳが、取付突起９８を取付部８６に取り付ける。

【0062】

ＰＣＢ９１の延部９５が、支持部７７の凹面７７ｂの内側に配置される。凹面７７ｂは、延部９５の第１の面９５ａ、第２の面９５ｂ、及び側面９５ｃに当接して、ＰＣＢ９１を支持することができる。凹面７７ｂは、ＰＣＢ９１を保持し、ＰＣＢ９１がＸ方向及び－Ｚ方向に移動することを制限する。なお、凹面７７ｂは、ＰＣＢ９１から離間しつつ、例えばＰＣＢ９１が撓んだ時に当該ＰＣＢ９１を一時的に支持しても良い。また、支持部７７を含む貫通孔７５の縁は、ＰＣＢ９１に搭載された電子部品９３から離間している。

【0063】

以上のように、拡張カード５２は、後壁７１に設けられた支持部７７と、前壁８１に設けられた取付部８６，８７とによって保持される。すなわち、拡張カード５２は、Ｙ方向に互いに離間した二つ以上の部分（支持部７７及び取付部８６，８７）によって安定的に保持される。

【0064】

拡張コネクタ５３は、ＰＣＩ規格又はＰＣＩｅ規格に準拠した拡張スロット（拡張バス）を有する。収容空間６０において、拡張カード５２の端子９６が、拡張コネクタ５３に接続される。

【0065】

拡張コネクタ５３は、ケース５１に対して固定されていない。このため、拡張コネクタ５３は、ケース５１に対して移動可能であり、収容空間６０において複数の位置に配置されることが可能である。

【0066】

拡張コネクタ５３は、ケース５１に、例えばネジによって取り付けられても良い。この場合、例えば、ケース５１に、Ｙ方向に間隔を介して並ぶ複数のネジ穴が設けられる。ネジが当該複数のネジ穴に選択的に挿入されることで、拡張コネクタ５３は、収容空間６０において複数の位置に配置されることが可能となる。また、拡張コネクタ５３は、例えばレールによってＹ方向に移動可能にケース５１に保持されても良い。

【0067】

中継基板５４は、例えば、ＰＣＢである。なお、中継基板５４は、他の基板であっても良い。中継基板５４は、Ｙ－Ｚ平面に沿って広がる板状に形成される。中継基板５４は、拡張カード５２から、Ｘ方向に離間している。中継基板５４は、例えばネジにより、リアケース６１に取り付けられる。

【0068】

ハーネス５５は、拡張コネクタ５３と中継基板５４とを接続する。ハーネス５５は、ケーブル又はフレキシブルプリント回路板（ＦＰＣ）であっても良い。ハーネス５５は、中継基板５４に対する拡張コネクタ５３の移動に応じて撓むことができる。

【0069】

接続コネクタ５６は、中継基板５４に実装される。接続コネクタ５６は、例えば、後壁７１を貫通する孔７１ｃを通じて、ケース５１の外部に露出される。このため、接続コネクタ５６は、ケース５１の背面７１ａに設けられる。

【0070】

接続コネクタ５６は、中継基板５４及びハーネス５５を介して、拡張コネクタ５３に電気的に接続される。なお、接続コネクタ５６は、この例に限られず、中継基板５４を介さずに拡張コネクタ５３に接続されても良い。

【0071】

機能モジュール３４の接続コネクタ５６は、ベースユニット３１の接続コネクタ４３に接続される。これにより、機能モジュール３４がベースユニット３１に取り付けられる。電源ユニット３２及びＣＰＵモジュール３３は、ベースユニット３１、接続コネクタ４３，５６、中継基板５４、ハーネス５５、及び拡張コネクタ５３を介して、拡張カード５２に電気的に接続される。

【0072】

拡張コネクタ５３は、ハーネス５５及び中継基板５４を介して、リアケース６１に取り付けられる。さらに、接続コネクタ５６は、中継基板５４を介してリアケース６１に取り付けられる。このように、拡張コネクタ５３及び接続コネクタ５６は、間接的にリアケース６１に取り付けられる。なお、拡張コネクタ５３及び接続コネクタ５６は、直接的にリアケース６１に取り付けられても良い。

【0073】

図１に示すブラケット２４の貫通孔２８と、ベースユニット３１の貫通孔４５とは、ケース５１の貫通孔７５に対応した位置に設けられる。このため、機能モジュール３４がベースユニット３１に取り付けられるとき、拡張カード５２の延部９５は、ブラケット２４の貫通孔２８とベースユニット３１の貫通孔４５とを通る。このため、ブラケット２４及びベースユニット３１は、拡張カード５２に干渉することを抑制できる。

【0074】

図２に示す送風ユニット３５は、ベース基板４２の接続面４２ａに取り付けられる。送風ユニット３５は、並べられた電源ユニット３２、ＣＰＵモジュール３３、及び複数の機能モジュール３４と、Ｚ方向に隣接する。

【0075】

送風ユニット３５は、電源ユニット３２、ＣＰＵモジュール３３、及び複数の機能モジュール３４に、風を供給する。機能モジュール３４において、送風ユニット３５が発生させた風は、通気口７６を通って収容空間６０に導入される。当該風は、拡張カード５２を冷却した後、通気口７６又は貫通孔７５を通って収容空間６０の外に排出される。

【0076】

図１に示すように、Ｙ方向において、ベースユニット３１と、筐体１１の扉２２との間の距離は、拡張カード５２の長さよりも短い。このため、機能モジュール３４が拡張カード５２の全体を収容可能なケースを有する場合、当該ケースが扉２２に干渉してしまう虞がある。しかし、本実施形態の機能モジュール３４は、拡張カード５２の一部をケース５１の外部に配置することができる。このため、図１に示すように、機能モジュール３４のケース５１は、ベースユニット３１と扉２２との間の空間に配置され得る。

【0077】

Ｙ方向において、機能モジュール３４のケース５１の長さは、電源ユニット３２の長さに略等しく、且つＣＰＵモジュール３３の長さに略等しい。なお、Ｙ方向におけるケース５１の長さは、電源ユニット３２及びＣＰＵモジュール３３の長さと異なっても良い。

【0078】

以上説明された第１の実施形態に係るコントローラ１２において、拡張カード５２は、収容空間６０より短い場合もあれば、収容空間６０より長い場合もある。本実施形態において、ケース５１の背面７１ａに開口して、拡張カード５２の一部が通ることが可能な貫通孔７５が、ケース５１に設けられる。拡張カード５２が収容空間６０よりも短い場合、ケース５１は当該拡張カード５２の全体を収容できる。一方、拡張カード５２が収容空間６０よりも長い場合、拡張カード５２は、貫通孔７５を通って部分的にケース５１の外部に配置されることで、ケース５１に収容されることができる。この場合、ベースユニット３１に貫通孔７５と連通する貫通孔２８，４５が設けられることで、貫通孔７５から拡張カード５２が突出した機能モジュール３４は、ベースユニット３１に取り付けられることができる。従って、本実施形態のコントローラ１２は、拡張カード５２が収容空間６０より長い場合であっても短い場合であっても、拡張カード５２を共通のケース５１に収容することができ、ケース５１の大きさによって機能モジュール３４に搭載される拡張カード５２の種類が制限されてしまうことを抑制できる。

【0079】

また、コントローラ１２は、例えば制御盤１０の筐体１１の内部に配置される。当該筐体１１の内部において、機能モジュール３４を配置可能な空間が限られている場合がある。本実施形態の機能モジュール３４は、例えば、拡張カード５２の一部が貫通孔７５を通ってケース５１の外部に配置されることで、ケース５１が短く設計されることができる。従って、上記筐体１１の内部において、機能モジュール３４のケース５１を配置可能な空間が狭かったとしても、本実施形態のコントローラ１２は、当該空間に機能モジュール３４のケース５１を配置することができる。一方、上記筐体１１の内部において、機能モジュール３４のケース５１を配置可能な空間が広かった場合は、ケース５１が長く設計され、拡張カード５２の全体がケース５１の収容空間６０に収容されても良い。以上より、本実施形態のコントローラ１２は、拡張カード５２の長さにより機能モジュール３４の配置が制約されることを抑制でき、機能モジュール３４に搭載される拡張カード５２の種類が制限されることを抑制できる。

【0080】

ベースユニット３１に、接続面４２ａに開口する貫通孔４５が設けられる。拡張カード５２は、貫通孔７５及び貫通孔４５を通って収容空間６０とケース５１の外部とに亘って配置される。これにより、本実施形態のコントローラ１２は、拡張カード５２が収容空間６０より長かったとしても、貫通孔７５を通る拡張カード５２がベースユニット３１に干渉することを抑制できる。

【0081】

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態について、図５乃至図７を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。

【0082】

図５は、第２の実施形態に係る制御盤１０を概略的に示す断面図である。図５に示すように、第２の実施形態の制御盤１０は、筐体１１の代わりに、筐体１１１を有する。筐体１１１は、以下に説明する点を除き、第１の実施形態の筐体１１と同一である。

【0083】

第２の実施形態の筐体１１１は、フレーム２３及びブラケット２４の代わりに、フレーム１２３を有する。フレーム１２３は、据付空間２６に配置される。フレーム１２３は、例えば、＋Ｙ方向における据付空間２６の端部（奥）に配置される。

【0084】

図６は、第２の実施形態の機能モジュール１３４を概略的に示す斜視図である。図７は、第２の実施形態の機能モジュール１３４を概略的に示す断面図である。図６及び図７に示すように、複数の機能モジュール３４は、第１の実施形態の図３及び図４に示された機能モジュール３４の代わりに、機能モジュール１３４を有する。

【0085】

第２の実施形態の機能モジュール１３４は、第１の実施形態のケース５１の代わりに、ケース１５１を有する。ケース１５１は、フロントケース６２の代わりに、フロントケース１６２を有する。フロントケース１６２は、第２の部材の一例である。第２の実施形態のフロントケース１６２は、周壁８２の代わりに、周壁１８２を有する。

【0086】

第２の実施形態の機能モジュール１３４、ケース１５１、及びフロントケース１６２は、上述の点を除き、第１の実施形態の機能モジュール３４、ケース５１、及びフロントケース６２と同一である。また、第２の実施形態の周壁１８２は、Ｙ方向における長さを除き、第１の実施形態の周壁８２と同一である。

【0087】

Ｙ方向において、第２の実施形態の周壁１８２は、第１の実施形態の周壁８２よりも長い。このため、Ｙ方向において、第２の実施形態のケース１５１及び収容空間６０は、第１の実施形態のケース５１及び収容空間６０よりも長い。

【0088】

Ｙ方向において、第２の実施形態の収容空間６０の長さは、拡張カード５２の長さよりも長い。第２の実施形態において、拡張カード５２の全体が、収容空間６０に収容される。なお、拡張カード５２の一部が、例えば露出孔８５を通じて収容空間６０の外部に突出しても良い。

【0089】

リアケース６１の支持部７７は、拡張カード５２の延部９５を支持可能なように、後壁７１の内面７１ｂから突出している。このため、第２の実施形態においても、支持部７７の凹面７７ｂは、延部９５を支持する。

【0090】

図５に示すように、Ｙ方向（＋Ｙ方向、－Ｙ方向）において、ケース１５１の長さは、電源ユニット３２の長さよりも長く、且つＣＰＵモジュール３３の長さよりも長い。なお、Ｙ方向において、ケース１５１の長さは、電源ユニット３２及びＣＰＵモジュール３３の長さと同じか、より短くても良い。

【0091】

Ｙ方向において、ベースユニット３１と筐体１１の扉２２との間の距離は、拡張カード５２の長さよりも長く、且つケース１５１の長さよりも長い。このため、機能モジュール１３４がベースユニット３１に取り付けられても、ケース１５１は、扉２２から離間している。すなわち、機能モジュール１３４のケース１５１は、ベースユニット３１と扉２２との間の空間に配置され得る。

【0092】

第２の実施形態の機能モジュール１３４は、フロントケース１６２を第１の実施形態のフロントケース６２と交換されることで、第１の実施形態の機能モジュール３４にされることができる。同様に、第１の実施形態の機能モジュール３４は、フロントケース６２を第２の実施形態のフロントケース１６２と交換されることで、第２の実施形態の機能モジュール１３４にされることができる。

【0093】

第１の実施形態の機能モジュール３４と、第２の実施形態の機能モジュール１３４との間で、拡張カード５２、拡張コネクタ５３、中継基板５４、ハーネス５５、接続コネクタ５６、及びリアケース６１は共通する。コントローラ１２は、リアケース６１に第１の実施形態のフロントケース６２及び第２の実施形態のフロントケース１６２のいずれかを結合させることで、第１の実施形態の機能モジュール３４又は第２の実施形態の機能モジュール１３４のいずれかを得ることができる。

【0094】

制御盤１０において、コントローラ１２の位置は規格では定められない。このため、コントローラ１２は、第１の実施形態の位置、第２の実施形態の位置、又は他の位置に配置されることがある。また、例えば制御盤１０の改造又は更新により、コントローラ１２の位置が変更されることがある。コントローラ１２は、フロントケース６２，１６２を交換されることで、筐体１１に収容可能な機能モジュール３４を得ることができる。

【0095】

図４及び図７に示すように、フロントケース６２とフロントケース１６２とが交換されることで、Ｙ方向における拡張カード５２の端子９６の位置は変更される。しかし、拡張コネクタ５３は、ケース５１に固定されていない。このため、拡張コネクタ５３は、変更された端子９６の位置に応じて容易に移動することができる。

【0096】

以上説明された第２の実施形態のコントローラ１２において、電源ユニット３２は、ベースユニット３１に取り付けられ、機能モジュール１３４に電力を供給する。拡張カード５２の全体が、収容空間６０に収容される。接続面４２ａが向くＹ方向において、ケース１５１の長さは、電源ユニット３２の長さよりも長い。すなわち、機能モジュール１３４のケース１５１は、比較的長く設計される。従って、例えば、制御盤１０の筐体１１の内部において、機能モジュール１３４のケース１５１を配置可能な空間が広かった場合に、ケース１５１が拡張カード５２の全体を保護することができる。

【0097】

また、以上説明された第１の実施形態及び第２の実施形態のコントローラ１２において、拡張カード５２は、ＰＣＢ９１とスロットカバー９２とを有する。ケース５１，１５１は、互いに結合されることで収容空間６０を形成するリアケース６１とフロントケース６２，１６２とに分割可能である。リアケース６１は、貫通孔７５が開口する背面７１ａを有し、拡張コネクタ５３に電気的に接続された接続コネクタ５６が取り付けられる。すなわち、拡張カード５２に接続される拡張コネクタ５３、ベースユニット３１に接続される接続コネクタ５６、そして拡張カード５２が通ることが可能な貫通孔７５が、リアケース６１に備えられる。このため、拡張コネクタ５３と、接続コネクタ５６と、貫通孔７５とを備えるリアケース６１は、拡張カード５２の長さに拠らずに複数種類の機能モジュール３４，１３４で共通に用いられる、一つのユニットを構成し得る。一方、フロントケース６２，１６２は、拡張コネクタ５３及び接続コネクタ５６とは別に設けられる。また、フロントケース６２，１６２に、スロットカバー９２がネジＳにより取り付けられる。このため、フロントケース６２，１６２の形状に応じて、収容空間６０における拡張カード５２の位置が定まる。このため、形状が異なる複数種類のフロントケース６２，１６２が、共通のリアケース６１に組み合わされることで、拡張カード５２の位置が異なる複数種類のケース５１，１５１が形成され得る。また、リアケース６１は、貫通孔７５の縁に含まれる凹面７７ｂでＰＣＢ９１を支持する。

【0098】

例えば、貫通孔７５から遠い位置でスロットカバー９２を取り付けられるフロントケース１６２が、リアケース６１に結合される。この場合、拡張カード５２の全体が収容空間６０に収容されることができる。一方、長いフロントケース１６２が機能モジュール１３４の周りの物体に干渉してしまう場合、より貫通孔７５に近い位置でスロットカバー９２を取り付けられるフロントケース６２が、リアケース６１に結合される。この場合、長い拡張カード５２は、貫通孔７５を通って部分的にケース５１の外部に配置されることができる。以上のように、本実施形態のコントローラ１２は、拡張コネクタ５３と、接続コネクタ５６と、貫通孔７５とを備えるリアケース６１を共通化しながら、例えば拡張カード５２の長さや機能モジュール３４，１３４の周りの環境に応じたケース５１，１５１に拡張カード５２を収容することができる。以上より、本実施形態のコントローラ１２は、拡張コネクタ５３と、接続コネクタ５６と、リアケース６１とを共通化することができ、複数種類の機能モジュール３４，１３４を用意することによるコストの増大を抑制できる。

【0099】

拡張コネクタ５３は、ケース５１，１５１に対して固定されていない。このため、拡張カード５２は、拡張コネクタ５３によっては固定されない。一方、拡張カード５２のＰＣＢ９１は、リアケース６１の凹面７７ｂに支持される。また、スロットカバー９２は、フロントケース６２，１６２にネジＳによって取り付けられる。従って、本実施形態のコントローラ１２は、拡張コネクタ５３がケース５１，１５１に対して固定されていなくても、拡張カード５２を安定して保持することができる。例えば、ＰＣＢ９１が撓んだとしても、リアケース６１が当該ＰＣＢ９１を安定して支持することができる。

【0100】

以上の第１の実施形態及び第２の実施形態は、拡張カード５２がフルサイズである場合について説明した。しかし、拡張カード５２は、ショートサイズ又はロープロファイルであっても良い。この場合、第１の実施形態のケース５１の収容空間６０に、拡張カード５２のＰＣＢ９１の全体が収容され得る。

【0101】

以上の説明において、抑制は、例えば、事象、作用、若しくは影響の発生を防ぐこと、又は事象、作用、若しくは影響の度合いを低減させること、として定義される。また、以上の説明において、制限は、例えば、移動若しくは回転を防ぐこと、又は移動若しくは回転を所定の範囲内で許容するとともに当該所定の範囲を超えた移動若しくは回転を防ぐこと、として定義される。

【0102】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0103】

１２…コントローラ、３１…ベースユニット、３４，１３４…機能モジュール、４２ａ…接続面、４３…接続コネクタ、４５…貫通孔、５１，１５１…ケース、５２…拡張カード、５３…拡張コネクタ、５６…接続コネクタ、６０…収容空間、６１…リアケース、６２，１６２…フロントケース、７１ａ…背面、７５…貫通孔、７７ｂ…凹面、９１…プリント回路板（ＰＣＢ）、９２…スロットカバー、Ｓ…ネジ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】