JP2008269438A

JP2008269438A - 電池駆動式機器

Info

Publication number: JP2008269438A
Application number: JP2007113643A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Asakura; 祥之浅倉
Original assignee: Ricoh Elemex Corp
Current assignee: Ricoh Elemex Corp
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】無電圧接点出力機器の接続を最小限の電力で検出することが可能な電池駆動式機器を提供する。
【解決手段】電池駆動式機器１は、警報器等の無電圧接点出力機器２に対し信号線３を介して電流パルスを供給し、無電圧接点出力機器２における一対の無電圧接点出力端子Ｔｃ，Ｔｄ間の開放／短絡（ここではダイオード２２の未接続／接続）を検出することで、無電圧接点出力機器２との非接続／接続を識別する接点出力識別手段（制御部１０及び接続識別回路１１で例示）と、接点出力識別手段で供給する電流パルスのパルス幅を変更するパルス幅変更手段（制御部１０で例示）を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池駆動式機器に関し、より詳細には、ガス漏れ警報器等の無電圧接点出力機器を接続することが可能な、ガスメータや伝送端末装置等の電池駆動式機器に関する。

従来から、都市ガスやＬＰガスを住宅家屋等に供給する場合、通信機能をもつ電子式ガスメータ（マイコンメータとも言う）を住宅家屋等に設置しておき、さらにガス漏れ警報器でガス漏れが監視されている。そして、ガス漏れ警報器としては、一対の無電圧接点出力端子をもつ無電圧接点出力機器が採用されることが多い。

ガス漏れ警報器が無電圧接点出力機器の場合、ガスメータはガス漏れ警報器の接続／未接続を検知する必要があるが、ガスメータが電池駆動式である場合には、この検知のために電池容量を消耗し、駆動時間を短くしてしまう。

従来の電池駆動式機器における短絡検出方法（接続認識方法）について、図１及び図３〜図５を参照して具体的に説明する。図１に示すように、電池駆動式機器１と接続識別機能付きの無電圧接点出力機器２とは２ｗｉｒｅの信号線３で接続される。

電池駆動式機器１には、電池に加え、制御部１０及びそれに接続された接続識別回路１１が具備され、無電圧接点出力機器２には、電池若しくはＡＣ電源に加え、制御部２０及び入出力回路２１が具備されている。接続識別回路１１は、端子Ｔａに接続された電流供給用スイッチ１２と、端子Ｔｂに接続された接続識別用スイッチ１３とを備える。入出力回路２１は、無電圧接点出力端子Ｔｃ，Ｔｄ間にダイオード２２及びフォトカプラ２３の受光部が接続されてなる。フォトカプラ２３の送光部は、制御部２０によりその送光が制御されており、ダイオード２２は、送光時とは逆に電流を流す電流路を形成するようにフォトカプラ２３の受光部に接続されている。このように、入出力回路２１は、電池駆動式機器１での接続識別を可能とするために、端子Ｔｃ，Ｔｄ間のダイオード２２による接続識別機能をもつ。

制御部１０は、電流供給用スイッチ１２を制御して、一定周期のＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返させる（図４（Ａ）を参照）。これにより、制御部１０は、固定長（固定幅）の電流パルスを端子Ｔａを介して無電圧接点出力端子Ｔｃに供給することができる。このＯＮ／ＯＦＦ動作に対し、無電圧接点出力機器２が接続されていない場合、すなわち無電圧接点出力端子Ｔｃ，Ｔｄ間のダイオード２２が非接続となっている場合には、接続識別回路１１に具備された接続識別用スイッチ１３はＯＮしない（図４（Ｂ）の左半分を参照）。

一方、無電圧接点出力機器２が接続されている場合、すなわち無電圧接点出力端子Ｔｃ，Ｔｄ間のダイオード２２が接続状態となった場合には、電流供給用スイッチ１２のＯＮ／ＯＦＦは、無電圧接点出力機器２のダイオード２２を介して接続識別用スイッチ１３のＯＮ／ＯＦＦへと同期的に伝えられる（図４（Ｂ）の右半分を参照）。

このようにして、制御部１０は、無電圧接点出力機器２のダイオード２２を介して、接続識別用スイッチ１３のＯＮ／ＯＦＦにて無電圧接点出力機器２が接続されているかを判断することができる。

しかしながら、無電圧接点出力機器２が接続されている場合、図４の一部拡大図を図５として示すように、電流供給用スイッチ１２が一定期間のＯＮしている間、接続識別用スイッチ１３もＯＮするが、短絡認識（接続認識）できた後も電流供給用スイッチ１２がＯＮ状態を継続し、図５（Ａ）の色付け部分で示すように無駄な消費となっている。

これは、図３で示したように複数台のガス漏れ警報器２ａ，２ｂ，２ｃ，・・・（実際には最大１０台）を電池駆動式ガスメータ１ａに接続する場合の線路長の容量性を考慮して決められた仕様に起因するものである。

すなわち、図１の電流供給用スイッチ１２のＯＮ状態の長さは、電池駆動式ガスメータ１ａに複数台のガス漏れ警報器２ａ，２ｂ，２ｃ，・・・が接続された場合でも全台接続認識可能となるような期間に設定されており、これにより無駄な電力消費が生じる。

なお、特許文献１には、１台のガスメータに対して複数台のガス漏れ警報器の配線接続を中継アダプタを介して可能にする技術が開示されている。
特開平６−６８３６８号公報

このように、ガスメータ等の電池駆動式機器では、無電圧接点出力機器の接続（無電圧接点出力端子間の短絡）を検出するために固定の電流パルスで接続認識を行っているが、その電流パルス幅は、接続台数（最大１０台）及び無電圧接点出力機器までの線路長仕様を考慮してワーストケースでの設計値を採用している。一方でガスメータに接続されるガス漏れ警報器の台数が現実的には約１台程度であることを鑑みると、市場に流通しているガスメータは、図５（Ａ）の色付け部分で示したように電池消費に無駄が発生していることが分かる。さらに、接続台数が増えることにも対応していなければならない。

また、特許文献１に記載のごとき中継アダプタを採用すると、その分、コストが増すなどの問題が生じる。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、無電圧接点出力機器の接続を最小限の電力で検出することが可能な電池駆動式機器の提供を、その目的とする。

上述のごとき課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、一対の無電圧接点出力端子を有する無電圧接点出力機器に２本の信号線で接続される電池駆動式機器であって、前記無電圧接点出力機器に対し前記信号線を介して電流パルスを供給し、前記無電圧接点出力機器における前記一対の無電圧接点出力端子間の開放／短絡を検出することで、前記無電圧接点出力機器との非接続／接続を識別する接点出力識別手段と、該接点出力識別手段で供給する前記電流パルスのパルス幅を変更するパルス幅変更手段とを備えたことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記無電圧接点出力機器は、前記信号線に複数台並列に接続されており、前記接点出力識別手段は、供給した結果、短絡が検出された前記電流パルスのパルス幅により、接続された前記無電圧接点出力機器の台数を認識する台数認識手段を有することを特徴としたものである。

本発明によれば、電池駆動式機器において、無電圧接点出力機器の接続を、接続台数に応じて最小限の電力で検出することが可能になる。

図１は、本発明に係る電池駆動式機器を備えたシステムの構成例を示す回路図で、図中、１は電池駆動式機器、２は無電圧接点出力機器、３は信号線である。電池駆動式機器１は、ガスメータや伝送端末装置など、内部電源を電池駆動で動作する機器で、無電圧接点出力機器が接続可能となっていればよい。ここで電池としては、一次電池に限らず二次電池であってもよい。また、無電圧接点出力機器２としては、ガス漏れ警報器等のセキュリティ機器をはじめ様々な機器が適用できる。

本発明に係る電池駆動式機器１は、接続識別機能付きの無電圧接点出力機器２に２ｗｉｒｅの信号線３で接続される。図１の構成例では、電池駆動式機器１には、電池に加え、制御部１０及びそれに接続された接続識別回路１１が具備され、無電圧接点出力機器２には、電池若しくはＡＣ電源に加え、制御部２０及び入出力回路２１が具備されている。電池駆動式機器１及び無電圧接点出力機器２における構成は、制御部１０内の制御以外は従来と同様であり、基本的にその説明を省略する。制御部１０や制御部２０は、ハードウェアのみで構成することもできるが、ＣＰＵ、作業領域としてのＲＡＭ、及びプログラム格納領域としてのＲＯＭなどのハードウェアと、ＲＯＭに格納される制御プログラムとによって実現することもできる。

図２は、本発明に係る電池駆動式機器における接続検出方法（接続認識方法）を説明するためのタイミング図で、無電圧接点出力機器２の一例として警報器を挙げて示している。図２（Ａ）は電流供給用スイッチ１２のスイッチングのタイミングを、図２（Ｂ）はそのスイッチングに応答して切り替わる接続識別用スイッチ１３のタイミングを、それぞれ例示している。以下、本発明に係る電池駆動式機器１の制御部１０での制御について図２を参照しながら説明する。

本発明に係る電池駆動式機器１は、警報器等の無電圧接点出力機器２に対し信号線３を介して電流パルスを供給し、無電圧接点出力機器２における一対の無電圧接点出力端子Ｔｃ，Ｔｄ間の未接続／接続（開放／短絡）を検出することで、無電圧接点出力機器２との非接続／接続を識別する接点出力識別手段を備える。図示した例では無電圧接点出力端子Ｔｃ，Ｔｄ間にダイオード２２が設けられており、接点出力識別手段は、ダイオード２２の未接続／接続を検出することで無電圧接点出力機器２との非接続／接続を識別する。

さらに、本発明の主たる特徴として、電池駆動式機器１は、接点出力識別手段で供給する電流パルスのパルス幅（パルス長）を変更するパルス幅変更手段を備えるものとする。このパルス幅変更手段により、接点出力識別手段では可変の電流パルスで接続認識を行うことが可能となる。

接点出力識別手段は、電流供給用スイッチ１２、接続識別用スイッチ１３、並びに、電流供給用スイッチ１２のスイッチング制御及び接続識別用スイッチ１３のスイッチングを検出する制御を行う制御部１０で例示できる。また、パルス幅変更手段は、電流供給用スイッチ１２に対するスイッチングの間隔を制御する手段であればよいため制御部１０で例示できる。スイッチングの制御等の手順は、制御部１０内に制御プログラムとして組み込むこともできる。但し、本発明に係る電池駆動式機器１は、接点出力識別手段及びパルス幅変更手段を具備していればよく、ここで例示する構成に限ったものではない。

より具体的には、制御部１０は、電流供給用スイッチ１２を制御して、まず最初にＯＮ状態を継続させ、接続識別用スイッチ１３の状態を監視する。ＯＮ状態の継続は、制御部１０により制御できる。より具体的には、電流パルスのパルス幅が、無限、或いは応答の有無を判断するより所定時間だけ長い時間であるものとして制御できる。

なお、この例では最初の監視時に電流供給用スイッチ１２をＯＮ状態としているが、基本的に、電池駆動式機器１に無電圧接点出力機器２を接続することを鑑みると、その無電圧接点出力機器２との接続テストを行うため、直ぐにＯＮ状態の継続は解除される。従って、最初の監視による電池の消耗は接続テストを直ぐに施すことで最小限に抑えることができる。

そして、無電圧接点出力機器２が接続され接続識別用スイッチ１３がＯＮ状態となったときに、制御部１０は、電流供給用スイッチ１２の駆動をパルス駆動（ＯＮ／ＯＦＦ動作）に切り替える。このパルス駆動では、無電圧接点出力機器２が接続されたと識別されるパルス幅（ＯＮ時間）まで可変させる。

図２の例では、まず電流供給用スイッチ１２をパルス幅ＰａでＯＮして端子Ｔａを介して無電圧接点出力端子Ｔｃに供給し、無電圧接点出力端子Ｔｄを介し接続識別用スイッチ１３がＯＮで応答しないため、そのパルス幅を２倍（パルス幅Ｐｂ）に可変する。パルス幅Ｐｂでは接続識別用スイッチ１３でＯＮ応答があったため、このパルス幅Ｐｂでパルス駆動を継続する。

このように、パルス方式を固定から可変に電池駆動式機器１の制御部１０が自動に調整して接続認識を行うことにより、効率良く警報器等の無電圧接点出力機器２の接続を検出することができる。すなわち、本発明の電池駆動式機器１によれば、図５（Ａ）の色付け部分で示したような無駄な電力消費がなく、無電圧接点出力機器２の接続を最小限の電力で検出することが可能となり、接続識別に要する電池消費の効率的に消費することができる。

図３は、図１のシステムとしてガス漏れ監視システムを構成した場合の概略図で、図中、１ａは電池駆動式機器１の一例としての電池駆動式ガスメータ、２ａ，２ｂ，２ｃ，・・・は無電圧接点出力機器２の一例としての接続識別機能付きガス漏れ警報器である。以下、本発明に係る電池駆動式機器１に複数台の無電圧接点出力機器２が並列に接続されている場合の制御部１０での制御について、図３のごときガスメータ１ａにガス漏れ警報器２ａ，２ｂ，２ｃ，・・・が信号線３に複数台並列に接続されている構成例を挙げて説明する。

上述した図２の例において、まずガス漏れ警報器２ａのみがガスメータ１ａに接続され、その後、新たにガス漏れ警報器２ｂが追加で接続された場合、継続中のパルス幅Ｐｂでも接続識別用スイッチ１３がＯＮとならなくなる。その場合には、制御部１０は、さらに１台の接続に要するパルス幅Ｐｂの２倍（或いは最初のパルス幅Ｐａの３倍、４倍と順に）のパルス幅Ｐｃに可変する。パルス幅Ｐｃでは接続識別用スイッチ１３でのＯＮ応答があったため、制御部１０はこのパルス幅Ｐｃでパルス駆動を継続する。このように接続識別用スイッチ１３のＯＮ動作が消えた場合には、ガス漏れ警報器が接続認識できるパルス幅を可変（ＯＮ時間を延長）させる。

また、逆にパルス幅の可変をある一定の間隔まで行っても接続識別用スイッチ１３がＯＮとならず認識できなかった場合、ガス漏れ警報器２ａが未接続となったことを制御部１０が認識し、電流供給用スイッチ１２はＯＮ状態を継続させる。例えば、パルス幅がＰｃの状態で接続識別用スイッチ１３がＯＮとなったにも拘わらず、その後、ＯＮとならなくなったときには、ある一定のパルス幅まで延長して、それでも接続認識できない場合には逆にパルス幅を短縮していく。制御部１０では、パルス幅がＰｂで接続認識できた場合には一台が接続されていることが認識でき、パルス幅Ｐｂでも接続認識できなかった場合には一台も接続されていないことが認識できる。

このように、パルス幅を延長／短縮する可変制御を制御部１０が行うことで、ガス漏れ警報器が接続認識できるパルス幅まで可変しそのパルス幅で接続認識を行うことができる。そして、接続認識できたパルス幅により、ガスメータ１ａに接続されているガス漏れ警報器の数を認識することができ、このような数認識も実行することが好ましい。

換言すると、制御部１０及び接続識別回路１１で例示した接点出力識別手段は、電流パルスを供給した結果、短絡が検出された電流パルスのパルス幅により、接続されたガス漏れ警報器の台数を認識する台数認識手段を有することが好ましい。実際に台数を認識するためには、制御部１０へガス漏れ警報器２の情報（１個当りのパルス幅時間）を設定して登録しておけばよく、図２の例ではパルス幅Ｐｂがそれに該当する。そして、現在接続識別しているパルス幅（例えばパルス幅Ｐｃ）と比較し、ガス漏れ警報器の台数を認識する。この例ではパルス幅Ｐｃが２Ｐｂであり、２台と認識できる。

本発明に係る電池駆動式機器を備えたシステムの構成例を示す回路図である。本発明に係る電池駆動式機器における接続認識方法を説明するためのタイミング図である。図１のシステムとしてガス漏れ監視システムを構成した場合の概略図である。従来の電池駆動式機器における接続認識方法を説明するためのタイミング図である。図４の一部拡大図である。

符号の説明

１…電池駆動式機器、１ａ…ガスメータ、２…無電圧接点出力機器、２ａ，２ｂ，２ｃ…ガス漏れ警報器、３…信号線、１０…電池駆動式機器側の制御部、１１…接続識別回路、１２…電流供給用スイッチ、１３…接続識別用スイッチ、２０…無電圧接点出力機器側の制御部、２１…入出力回路、２２…ダイオード、２３…フォトカプラ、Ｔａ，Ｔｂ…電池駆動式機器側の端子、Ｔｃ，Ｔｄ…無電圧接点出力端子。

Claims

一対の無電圧接点出力端子を有する無電圧接点出力機器に２本の信号線で接続される電池駆動式機器であって、前記無電圧接点出力機器に対し前記信号線を介して電流パルスを供給し、前記無電圧接点出力機器における前記一対の無電圧接点出力端子間の開放／短絡を検出することで、前記無電圧接点出力機器との非接続／接続を識別する接点出力識別手段と、該接点出力識別手段で供給する前記電流パルスのパルス幅を変更するパルス幅変更手段とを備えたことを特徴とする電池駆動式機器。
前記無電圧接点出力機器は、前記信号線に複数台並列に接続されており、前記接点出力識別手段は、供給した結果、短絡が検出された前記電流パルスのパルス幅により、接続された前記無電圧接点出力機器の台数を認識する台数認識手段を有することを特徴とする請求項１に記載の電池駆動式機器。