JP4407570B2 - モジュール型機器 - Google Patents

Description

この発明は、ユーザの要求に応じて電源モジュールに複数台数の固有の機能を有する機能モジュールを接続してシステム構成できるモジュール型機器に関するものである。

従来のモジュール型機器は、電源を供給する電源モジュールと、この電源モジュールにコネクタを介して直列に連結された複数の機能モジュールと、この機能モジュールの終端に連結された終端モジュールとで構成されている。（例えば、特許文献１ 図６参照）

特開２００４−１５８４１号公報

従来のモジュール型機器は以上のように構成されているので、各モジュールを連結しているコネクタの接触抵抗により電圧低下が生じ、特に、末端に近い機能モジュールにおいては、初段の機能モジュールに比較し電圧降下が大きく、電圧が低下したままで機能モジュールの駆動回路を動作させると機能モジュールが誤動作または破損するという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の機能モジュールを接続したときにおいて、各モジュールを連結しているコネクタの接触抵抗が増加したときに機能モジュールが電圧低下によって誤動作または破損することのないモジュール型機器を得るものである。

本発明に係るモジュール型機器は、電源を備えた電源モジュールと、この電源モジュールにコネクタを介して連結され電源モジュールの電源から電力が供給される少なくとも１つの機能モジュールと、この機能モジュールの終端に連結された終端モジュールとを備えたモジュール型機器において、終端モジュールは、電源モジュールの電源から供給された電力の電源電圧が第１の所定電圧以下のときに機能モジュールの少なくともいずれか１つの機能モジュールに供給される電力を遮断する電源遮断信号を出力する第１の電圧低下検出回路を備えたものである。

本発明のモジュール型機器によれば、電源を供給する電源モジュールと、この電源モジュールにコネクタを介して直列に連結された少なくとも１つの機能モジュールと、この機能モジュールの終端に連結された終端モジュールとを備えたモジュール型機器において、各モジュールを連結しているコネクタの接触抵抗が増加したときに、終端モジュールに配設された第１の電圧低下検出回路が機能モジュールの少なくともいずれか１つのモジュールに電源遮断信号を出力して電源モジュールから供給される電力を遮断するので、機能モジュールが誤動作または破損することがない。

実施の形態１．
図１は本発明の実施形態１におけるモジュール型機器を示すブロック図である。
図1において、モジュール型機器１００は電源モジュール１、複数の機能モジュール２、３、及び終端モジュール４により構成され、夫々のモジュールはコネクタ５，６，７，８により連結されている。
電源モジュール１には電源１ａ、及びこの電源１ａから各モジュールに電力供給線１０を介して供給される電力を制御する出力制御部１ｂが配設されている。

機能モジュール２は、例えば、図示しない電力量計、ガス計、量水計、データ収集サーバ等と通信することにより、計測データの収集または収集データを送信する通信用のモジュールである。
機能モジュール３は、例えば、機能モジュール２で収集した収集データを入力させて、電力、ガス、水の使用量を表示するモジュールである。
終端モジュール４は、例えば、機能モジュール２の収集データを入力させ、内蔵された図示しない記憶手段に記憶させた所定の値と比較して注意、警報情報を表示するモジュールである。

機能モジュール２，３にはデータを処理するための電子回路等で構成される駆動回路２ａ，３ａと、この駆動回路２ａ，３ａへの電力供給を制御する制御部２ｂ，３ｂが配設され、終端モジュール４には駆動回路４ａ及び電力供給線１０の終端の電圧を検出し検出結果が各機能モジュール２，３の電子回路等が動作する最低駆動電圧の例えば、５Ｖである第１の所定電圧以下になると、機能モジュール２，３の制御部２ｂ，３ｂへ電源遮断信号を出力する第１の電圧低下検出回路４ｂを備えている。
なお、当該実施例では、機能モジュール２，３の駆動回路２ａ，３ａは第１の所定の電圧（５Ｖ）以下で動作させると誤動作または破損する可能性があるものとし、終端モジュール４は第１の所定の電圧（５Ｖ）以下で動作させても動作できるものとするが、第１の所定の電圧の値は５Ｖ以外の、例えば３．３Ｖであっても良い。

電源モジュール１と機能モジュール２とを結合するコネクタ５は、電源モジュール１と機能モジュール２の夫々に固着された凸コネクタ５ａと凹コネクタ５ｂで形成されており、凸コネクタ５ａと凹コネクタ５ｂの夫々には図示しない端子が配設され、互いに嵌挿され接触部に接触抵抗５ｃ，５ｄを有した状態で電気的に結合されている。

また、機能モジュール２と機能モジュール３とを結合するコネクタ６は、機能モジュール２と機能モジュール３の夫々に固着された凸コネクタ６ａと凹コネクタ６ｂで形成されており、凸コネクタ６ａと凹コネクタ６ｂの夫々には図示しない端子が配設され、互いに嵌挿され接触部に接触抵抗６ｃ，６ｄを有した状態で電気的に結合されている。
同様にして、機能モジュール３と図示しない機能モジュールとを結合するコネクタ７は、機能モジュール３と図示しない機能モジュールの夫々に固着された凸コネクタ７ａと図示しない凹コネクタで形成されており、凸コネクタ７ａと図示しない凹コネクタの夫々には図示しない端子が配設され、互いに嵌挿され接触部に接触抵抗７ｃ，７ｄを有した状態で電気的に結合されている。以下、同様にして複数の機能モジュールが結合された後、終端モジュール４のコネクタ８の凹コネクタ８ｂが結合されている。

図２は本発明の実施形態１におけるモジュール型機器の動作を示すフローチャートであり、以上のように構成されたモジュール型機器１００の動作について図を用いて説明する。
電源１ａから電力供給線１０を通して、出力制御部１ｂ、コネクタ５、機能モジュール２、コネクタ６、機能モジュール３、コネクタ７、図示しない機能モジュールを介して終端モジュール４に電力が供給される（Ｓ１）と、モジュール型機器１００は、例えば、機能モジュール２は電力量計、ガス計、量水計、データ収集サーバ等と通信し、計測データの収集や収集データ送信を行い、機能モジュール３は機能モジュール２で収集した収集データに基づいて、電力、ガス、水の使用量を表示し、終端モジュール４で警報情報を表示する。

ここで、例えば、モジュール型機器１００が硫化ガスなどの濃度が高い雰囲気などに装着された場合などで使用された場合は、コネクタ５，６，７の接触部の接触抵抗５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄの値が腐食により増加して、駆動回路２ａ、３ａ、４ａに供給される電流によって接触抵抗５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄでの電圧降下も増加する。
終端モジュール４に配設された第１の電圧低下検出回路４ｂは終端部の電圧を計測（Ｓ２）し、電圧が第１の所定の電圧以下（当該実施例の場合は５Ｖ）であるか否かを判断（Ｓ３）し、第１の所定の電圧以下である場合（Ｓ４）には第１の電圧低下検出回路４ｂは制御部２ｂ，３ｂへ電源遮断信号を出力（Ｓ５）し、駆動回路２ａ，３ａの駆動を停止させる。
電源遮断信号を出力（Ｓ５）後、また終端部の電圧が第１の所定の電圧以上（Ｓ６）の場合はＳ２に戻り終端部の電圧計測を継続する。

なお、上記の実施例は、終端モジュール４には制御部を備えておらず、第１の電圧低下検出回路４ｂから出力される電源遮断信号によって駆動回路４ａが動作を停止しない構成であるが、終端モジュール４に制御部を配設させ、第１の電圧低下検出回路４ｂから出力される電源遮断信号により駆動回路４ａは動作を停止する構成としても良い。
また、上記実施例では、駆動回路２ａ，３ａの両方の駆動を停止させたが、何れか一方の作動を停止させるようにしても良い。

以上のように構成された実施の形態１によるモジュール型機器１００によれば、電源を供給する電源モジュール１と、この電源モジュール１にコネクタ５，６，７，８を介して直列に連結された少なくとも１つの機能モジュール２，３と、この機能モジュール２，３の終端に連結された終端モジュール４とを備えたモジュール型機器において、各モジュール２，３，４を接続しているコネクタ５，６，７，８の接触抵抗が増加したときに、終端モジュール４に配設された第１の電圧低下検出回路４ｂが機能モジュール２，３の少なくともいずれか１つのモジュールに電源遮断信号を出力して駆動回路の電源を遮断するので、機能モジュール２，３が誤動作または破損することがない。

実施の形態２．
図３は本発明の実施形態２におけるモジュール型機器を示すブロック図である。
図３において、モジュール型機器１０１は電源モジュール１、複数の機能モジュール２、３、終端モジュール４により構成され、終端モジュール４は電力供給線１０の終端の電圧を検出し検出結果が、機能モジュール２の駆動回路２ａが動作する最低駆動電圧の例えば５Ｖである第１の所定電圧以下になると、機能モジュール２の制御部２ｂへ電源遮断信号を出力する第１の電圧低下検出回路４ｂ、及び機能モジュール３の駆動回路３ａが動作する最低駆動電圧の例えば３．３Ｖである第２の所定電圧以下になると、機能モジュール３の制御部３ｂへ電源遮断信号を出力する第２の電圧低下検出回路４ｃを備えている。

また、電源モジュール１には第１の電圧低下検出回路４ｂ及び第２の電圧低下検出回路４ｃから出力された電源遮断信号に基づいて出力制御部１ｂを制御する、例えばゲート回路で形成される論理回路１ｃ、及び論理回路１ｃの出力信号により動作する警報手段１ｄを備えている。
なお、当該実施例では、機能モジュール２の駆動回路２ａは第１の所定の電圧（５Ｖ）以下で動作させると誤動作または破損する可能性があるものとし、機能モジュール３の駆動回路３ａは第２の所定の電圧（３．３Ｖ）以下で動作させると誤動作または破損する可能性があることを前提として説明する。
上記以外は実施の形態１に示した構成と同様であり、同一の符号を付し説明を省略する。

図４は本発明の実施形態２におけるモジュール型機器の動作を示すフローチャートであり、以上のように構成されたモジュール型機器１０１の動作について図４を用いて説明する。
電源１ａから電力供給線１０を通して、出力制御部１ｂ、コネクタ５、機能モジュール２、コネクタ６、機能モジュール３、コネクタ７、図示しない機能モジュールを介して終端モジュール４に電力が供給される（Ｓ１）と、モジュール型機器１０１は、例えば、機能モジュール２で電力量計、ガス計、量水計、データ収集サーバなどと通信し、計測データの収集や収集データ送信を行い、機能モジュール３は機能モジュール２で収集した収集データに基づいて、電力、ガス、水の使用量を表示し、終端モジュール４で警報情報を表示する。

ここで、上述した実施の形態１と同様にコネクタ５，６，７の接触部の接触抵抗５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄの値が増加して、駆動回路２ａ、３ａ、４ａに供給される電流による接触抵抗５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄでの電圧降下も増加するため、終端モジュール４に配設された第１の電圧低下検出回路４ｂは、終端部の電圧を計測（Ｓ２）し、電圧が第１の所定の電圧以下（当該実施例の場合は５Ｖ）であるか否かを判断（Ｓ３）し、第１の所定の電圧以下である場合（Ｓ４）には第１の電圧低下検出回路４ｂは制御部２ｂへ電源遮断信号を出力（Ｓ５）し、駆動回路２ａの駆動を停止させる。終端部の電圧が第１の所定の電圧以上（Ｓ６）の場合はＳ２に戻り終端部の電圧計測を継続する。

更に、接触抵抗５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄが増加し電圧降下が増加すると、終端部の電圧を計測（Ｓ７）していた第２の電圧低下検出回路４ｃは電圧が第２の所定の電圧以下（当該実施例の場合は３．３Ｖ）か否かを判断（Ｓ８）し、第２の所定の電圧以下である場合（Ｓ９）には第２の電圧低下検出回路４ｃは制御部３ｂへ電源遮断信号を出力（Ｓ１０）し、駆動回路３ａの駆動を停止させる。電源遮断信号を出力（Ｓ１０）後、または終端部の電圧が第２の所定の電圧以上（Ｓ１１）の場合はＳ２に戻り終端部の電圧計測を継続する。

以上のようにこの発明の実施の形態２によるモジュール型機器１０１によれば、終端モジュール４に配設された第１の電圧低下検出回路４ｂ、及び第２の電圧低下検出回路４ｃにより、電源モジュール１から供給された電源電圧が第１の所定電圧（５Ｖ）以下のときには機能モジュール２の駆動回路２ａの駆動を停止させ、第２の所定電圧（３．３Ｖ）以下のときには機能モジュール３の駆動回路３ａの駆動を停止させるようにしたので、機能モジュール２，３が誤動作や破損することがなく、機能モジュールは動作可能な電圧範囲で有効に動作するという効果がある。

なお、上記の実施例では電源遮断信号を出力した後において、終端部の電圧計測を継続する構成としたので、接触抵抗５ｃ、５ｄ、６ｃ、６ｄ、７ｃ、７ｄが正常に復帰した場合には機能モジュール２，３には再度、電力供給される構成であるが、第１の電圧低下検出回路４ｂ及び第２の電圧低下検出回路４ｃから電源遮断信号が出力された場合に論理回路１ｃが動作して出力制御部１ｂを遮断させ、全ての機能モジュールを停止させる構成としても良く、この場合はモジュール型機器１０１をより安全に使用することができる。
また、論理回路１ｃの出力信号に基づいて警報手段１ｄで異常を報知させることにより、モジュール型機器１０１の使用者は異常による対応処置を迅速に行うことができる。
なお、論理回路１ｃはＯＲ回路でも良く、この場合は第１の電圧低下検出回路４ｂまたは第２の電圧低下検出回路４ｃのいずれかから電源遮断信号が出力された場合に出力制御部１ｂが遮断されると共に、警報手段１ｄが作動し、異常を報知する。

実施の形態３．
図５は本発明の実施形態３におけるモジュール型機器を示すブロック図である。
図において、モジュール型機器１０２の終端モジュール４には電力供給線１０の終端の電圧を検出し検出結果に基づいて、電圧低下値に応じて終端の電圧が所定の電圧である、例えば５Ｖ以上になるように制御信号を電源モジュール１に配設された出力制御部１ｂに出力させ出力制御部１ｂを制御する電圧検出回路４ｄを備えている。
上記以外は実施の形態１に示した構成と同様であり、同一の符号を付し説明を省略する。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態３によるモジュール型機器１０２は、電圧検出回路４ｄが出力制御部１ｂを制御し、電源１ａから電力供給線１０を通して機能モジュール２、３及び終端モジュール４に所定の電圧以上の電圧が供給されるので、コネクタ５，６，７，８の接触部の接触抵抗が増加したときにも電圧低下値に応じて終端の電圧が所定の電圧に制御されるので機能モジュール２，３、及び終端モジュール４が誤動作または破損することなく動作するという効果がある。
なお、上記実施例ではコネクタ５，６，７，８の接触部の接触抵抗が増加し、電圧降下が増加した場合について説明したが、例えば、電力供給線１０での電圧低下が増加した場合についても同様である。

本発明の実施形態１におけるモジュール型機器を示すブロック図である。 本発明の実施形態１におけるモジュール型機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２におけるモジュール型機器を示すブロック図である。 本発明の実施形態２におけるモジュール型機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態３におけるモジュール型機器を示すブロック図である。

符号の説明

１ 電源モジュール、１ａ 電源、１ｂ 出力制御部、１ｃ 論理回路、
１ｄ 警報手段、２，３ 機能モジュール、４ 終端モジュール、
４ｂ 第1の電圧低下検出回路、４ｃ 第２の電圧低下検出回路、
４ｄ 電圧検出回路、５，６，７，８ コネクタ、
１００，１０１，１０２ モジュール型機器。

Claims (4)

1. 電源を備えた電源モジュールと、この電源モジュールにコネクタを介して連結され前記電源から電力が供給される少なくとも１つの機能モジュールと、この機能モジュールの終端に連結された終端モジュールとを備えたモジュール型機器において、
   前記終端モジュールは、前記電源モジュールの電源から供給された電力の電源電圧が第１の所定電圧以下のときに前記機能モジュールの少なくともいずれか１つの機能モジュールに供給される電力を遮断する電源遮断信号を出力する第１の電圧低下検出回路を備えることを特徴とするモジュール型機器。
2. 終端モジュールは、電源モジュールから供給された電力の電源電圧が第１の所定電圧より低い値である第２の所定電圧以下のときに、第１の電圧低下検出回路により電力を遮断されていない機能モジュールに供給される電力を遮断する電源遮断信号を出力する第２の電圧低下検出回路を備えたことを特徴とする請求項１記載のモジュール型機器。
3. 電源モジュールは、この電源モジュールの電源から機能モジュールに出力される電力を制御する出力制御部を備え、第１の電圧低下検出回路および第２の電圧低下検出回路が電源遮断信号を出力したときに前記出力制御部からの出力を停止させる信号を出力する論理回路を備えたことを特徴とする請求項２記載のモジュール機器。
4. 論理回路の出力信号に基づいて異常を報知する警報手段を備えたことを特徴とする請求項３記載のモジュール機器。

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