JP6790662B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、通信機能を備えた電子機器に係わり、より詳細には、親機と子機の間に接続される交流電源の二本の内の一方の電線と通信線を用いて相互に通信を行なう構成に関する。

従来、通信機能を備えた電子機器である空気調和機は、特許文献１に示す構成を用いて室内機と室外機との間で通信を行なっていた。
図７は特許文献１の空気調和機を示すブロック図である。
図７の空気調和機は、親機である室外機１００と、子機である室内機２００が通信線８５と交流電源ｅの一方の電線１５０を用いて相互に通信を行なう構成になっている。

室外機１００は交流電源ｅをダイオードＤ１で整流し、コンデンサＣ１で平滑し、ツェナーダイオードＺＤ１で電圧を安定化させる通信用電源８３を備えている。そして、コンデンサＣ１の正極から室外機１００の送信部であるフォトカプラ７０、室外機１００の受信部であるフォトカプラ８０、通信線８５、室内機２００の送信部であるフォトカプラ２７０、室内機２００の受信部であるフォトカプラ２８０、交流電源ｅの一方の電線１５０、コンデンサＣ１の負極に至る閉ループに流れる電流をフォトカプラ７０、又は、フォトカプラ２７０がオンオフすることでフォトカプラ８０とフォトカプラ２８０がオンオフとなり、室外機１００と室内機２００のが相互に通信する構成になっている。

この室外機１００が室内機２００からいつでもデータを受け取れるようにするためには、常に通信用電源８３を動作させて前述した閉ループに電流を供給する必要がある。この結果、閉ループで消費する電力と、通信用電源８３のコンデンサＣ１と、ツェナーダイオードＺＤ１で消費する電力の合計が常に無駄な電力として消費されており、この無駄な電力の消費をなくすことが望まれていた。

しかしながら、これを解消するため室外機１００と室内機２００の通信が不要な時に、通信用電源８３からの電流供給を停止させようにすると、閉ループに電流が流れないため室内機２００側から室外機１００側に通信することができない。例えば空気調和機が運転停止により待機状態である時、室内機２００が運転を開始しようとしても、この指示を室外機１００へ通知することができないという問題があった。このため、通信用電源８３を停止させることができず、通信用電源８３の無駄な電力の消費をなくすことができなかった。

特許２９４８５０２号公報（第４−５頁、図１）

本発明は以上述べた問題点を解決し、通信用電源部から閉ループに供給される電流を断続することで親機と子機が相互に通信を行なう電子機器において、通信用電源部からの電流供給が停止されている時、この通信用電源部を備えていない子機からこの通信用電源部を備えている親機に電流供給の要求を通知可能にする。これにより、通信が不要な時に通信用電源部からの電流供給を停止させて通信用電源の無駄な電力の消費を低減させることを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、親機と子機とが１本の通信線と交流電源が供給される第１電源線及び第２電源線で接続され、前記親機と前記子機と前記第１電源線と前記通信線によって第１閉ループが形成され、前記第１閉ループに流れる電流を断続させることで相互にデータ通信を行なう電子機器であって、
前記親機は、前記第１閉ループに直列に接続された親機送信部と親機受信部と、第１入力端が前記第１電源線に、また、第２入力端が前記第２電源線にそれぞれ接続されて前記第１閉ループに流れる電流を供給する通信用電源部と、
前記親機送信部及び前記親機受信部による送受信と前記通信用電源部から出力される電流の供給／停止を制御する親機制御手段とを備え、
前記子機は、前記第１閉ループに直列に接続された子機送信部と子機受信部と、前記通信線と前記第２電源線を短絡／開放するスイッチ手段と、前記子機送信部及び前記子機受信部による送受信と前記スイッチ手段を制御する子機制御手段とを備え、
前記親機制御手段は、前記子機制御手段との間で送受信がなくなってから後、前記通信用電源部から出力される電流の供給を停止させ、
前記子機制御手段は、前記親機制御手段に対して通信の必要が生じた場合、
前記スイッチ手段により前記通信線と前記第２電源線を短絡させて前記通信線から前記第２電源線、前記交流電源、前記通信用電源部の第１入力端、前記親機受信部、前記親機送信部、前記通信線に至る第２閉ループに電流を流すことで前記親機受信部に前記通信用電源部からの電流供給を要求する電流要求信号を送信し、
前記電流要求信号を受信した前記親機制御手段は、前記通信用電源部から出力される電流を供給させ、前記子機とデータ通信することを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明による電子機器によれば、通信用電源部からの電流供給が停止されている時、この通信用電源部を備えていない子機からこの通信用電源部を備えている親機に電流供給の要求を通知可能にする構成を設けた。これにより、通信が不要な時に通信用電源部からの電流供給を停止させて通信用電源の無駄な電力の消費を低減させることができる。

本発明による空気調和機の実施例を示すブロック図である。 本発明による室外機制御部の実施例を示すブロック図である。 本発明による室内機制御部の実施例を示すブロック図である。 本発明の動作を説明する説明図であり、室内機と室外機が相互に通信する場合を示している。 本発明の動作を説明する説明図であり、通信用電源からの電流供給が停止状態である場合において、室外機が室内機へ通信する場合を示している。 本発明の動作を説明する説明図であり、通信用電源からの電流供給が停止状態である場合において、室内機が室外機へ通信する場合を示している。 従来の空気調和機の通信構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。なお、本発明と直接関係がない熱交換器や圧縮機、ファンモータなどの図示を省略している。

図１は本発明による空気調和機の実施例を示すブロック図である。この空気調和機７は室内機（子機）１と室内機（子機）２と室外機（親機）３を備えている。室内機１は通信端子１ｃと電源入力端１ａと電源入力端１ｂを備えており、室内機２は同様に通信端子２ｃと電源入力端２ａと電源入力端２ｂを備えている。室外機３は電源入力端３ａと電源入力端３ｂと通信端子３ｃと通信端子３ｄを備えている。

そして、通信端子３ｃと通信端子１ｃが、又、通信端子３ｄと通信端子２ｃがそれぞれ接続されている。さらに、電源入力端３ｂと電源入力端１ａと電源入力端２ａは交流電源４に接続されるＬライン（第１電源線）５に、また、電源入力端３ａと電源入力端１ｂと電源入力端２ｂは交流電源４に接続されるＮライン（第２電源線）６にそれぞれ接続されている。

室内機１は、ダイオード１４と抵抗１５と第１フォトカプラ（子機受信部）１１と第２フォトカプラ（子機送信部）１２と抵抗２０と抵抗１９とトランジスタ１３と抵抗１６とコンデンサ１７とリレー（スイッチ手段）１８と室内機制御部（子機制御手段）１０を備えている。

そして、ダイオード１４のアノード端子は通信端子１ｃに、ダイオード１４のカソード端子は抵抗１５を介して第１フォトカプラ１１のフォトダイオード１１ａのアノード端子に、フォトダイオード１１ａのカソード端子は第２フォトカプラ１２のフォトトランジスタ１２ｂのコレクタ端子に、フォトトランジスタ１２ｂのエミッタ端子は電源入力端１ａに、それぞれ接続されている。

また、第１フォトカプラ１１のフォトトランジスタ１１ｂのコレクタ端子は＋５ボルトの直流電源に接続されている。フォトトランジスタ１１ｂのエミッタ端子は、抵抗２０を介してグランドに接続されている一方、室内機制御部１０に接続されている。このフォトトランジスタ１１ｂのエミッタ端子の電圧が室内機１の受信信号である。

また、第２フォトカプラ１２のフォトダイオード１２ａのアノード端子は、抵抗１９を介して＋５ボルトの直流電源に接続されている。フォトダイオード１２ａのカソード端子はトランジスタ１３のコレクタ端子に、トランジスタ１３のエミッタ端子はグランドに、トランジスタ１３のベース端子は室内機制御部１０に、それぞれ接続されている。なお、トランジスタ１３のベース端子に印加される電圧が室内機１の送信信号である。

また、室内機１は、通信端子１ｃと電源入力端１ｂの間に、抵抗１６とコンデンサ１７とリレー１８が直列に接続されている。そして、室内機制御部１０からリレー１８のオンオフを指示する電流要求指示信号がリレー１８に出力されている。電流要求指示信号がハイレベルの時にリレー１８がオン（閉）となり、ローレベルの時にオフ（開）となる。なお、室内機２も室内機１と同様の構成であるため詳細な図示と説明を省略する。

室外機３は室外機制御部（親機制御手段）３０と通信用電源部３１と室外機通信部４０と室外機通信部５０を備えている。そして、通信用電源部３１は、入力端（第１入力端）３１ｂと入力端（第２入力端）３１ａと電流出力端３１ｃと制御端子３１ｄを備えている。室外機通信部４０は、出力端４０ａと入力端４０ｂと出力端４０ｃと入力端４０ｄを備えている。室外機通信部５０は、出力端５０ａと入力端５０ｂと出力端５０ｃと入力端５０ｄを備えている。

通信用電源部３１の入力端３１ａは室外機３の電源入力端３ａに、入力端３１ｂは電源入力端３ｂに、電流出力端３１ｃは室外機通信部４０の入力端４０ｄと室外機通信部５０の入力端５０ｄにそれぞれ接続されている。そして、通信用電源部３１の制御端子３１ｄは室外機制御部３０から出力される電流供給／停止信号が入力されている。

室外機通信部４０は、出力端４０ｃが室外機３の通信端子３ｃに接続され、また、出力端４０ａから室外機制御部３０に受信信号Ａが、室外機制御部３０から入力端４０ｂに送信信号Ａがそれぞれ出力されている。同様に、室外機通信部５０は、出力端５０ｃが室外機３の通信端子３ｄに接続され、また、出力端５０ａから室外機制御部３０に受信信号Ｂが、室外機制御部３０から入力端５０ｂに送信信号Ｂがそれぞれ出力されている。

通信用電源部３１は、ダイオード３３とダイオード３４とダイオード３７とツェナーダイオード３８とコンデンサ３９とリレー３２と抵抗３５とコンデンサ３６を備えている。なお、ダイオード３３のアノード端子はダイオード３４のカソード端子が接続されている。

電流出力端３１ｃは、ダイオード３３のカソード端子とダイオード３７のカソード端子とツェナーダイオード３８のカソード端子とコンデンサ３９の正極がそれぞれ接続されている。
入力端３１ｂはダイオード３４のアノード端子とダイオード３７のアノード端子とツェナーダイオード３８のアノード端子とコンデンサ３９の負極がそれぞれ接続されている。
ダイオード３３とダイオード３４の接続点と入力端３１ａの間には、リレー３２と抵抗３５とコンデンサ３６が直列に接続されている。また、制御端子３１ｄに入力される電流供給／停止信号がリレー３２に入力されており、電流供給／停止信号がハイレベルの時にリレー３２がオン（閉）となり、電流供給／停止信号がローレベルの時にリレー３２がオフ（開）となる。

室外機通信部４０は、ダイオード４１と抵抗４２と第３フォトカプラ（親機受信部）４５と第４フォトカプラ（親機送信部）４６と抵抗４３と抵抗４４とトランジスタ４７を備えている。
そして、ダイオード４１のアノード端子は入力端４０ｄに、ダイオード４１のカソード端子は抵抗４２を介して第３フォトカプラ４５のフォトダイオード４５ａのアノード端子に、フォトダイオード４５ａのカソード端子は第４フォトカプラ４６のフォトトランジスタ４６ｂのコレクタ端子に、フォトトランジスタ４６ｂのエミッタ端子は出力端４０ｃに、それぞれ接続されている。

また、第３フォトカプラ４５のフォトトランジスタ４５ｂのコレクタ端子は＋５ボルトの直流電源に接続されている。フォトトランジスタ４５ｂのエミッタ端子は、抵抗４３を介してグランドに接続されている一方、出力端４０ａに接続されている。このフォトトランジスタ４５ｂのエミッタ端子の電圧が受信信号Ａである。

また、第４フォトカプラ４６のフォトダイオード４６ａのアノード端子は、抵抗４４を介して＋５ボルトの直流電源に接続されている。フォトダイオード４６ａのカソード端子はトランジスタ４７のコレクタ端子に、トランジスタ４７のエミッタ端子はグランドに、トランジスタ４７のベース端子は入力端４０ｂに、それぞれ接続されている。なお、トランジスタ４７のベース端子に印加される電圧が送信信号Ａである。なお、室外機通信部５０は室外機通信部４０と同じ構成であるため詳細な図示と説明を省略する。

なお、本実施例では、通信用電源部３１の電流出力端３１ｃから電流が供給されている時に室内機１又は室内機２と室外機３が通信する電流ループを第１閉ループと呼称し、通信用電源部３１の電流出力端３１ｃから電流が供給されていない時にいずれかの室内機を経由して室外機３へ通信用電源部３１からの電流供給を要求する電流要求信号を送信する電流ループを第２閉ループと呼称する。

第１閉ループは図１の破線矢印で示すように、通信用電源部３１の電流出力端３１ｃから、室外機通信部４０の入力端４０ｄ、出力端４０ｃ、室内機１の通信端子１ｃ、電源入力端１ａ、通信用電源部３１の入力端３１ｂ、電流出力端３１ｃへ至る経路である。

第２閉ループは図１の実線矢印で示すように、通信用電源部３１の電流出力端３１ｃから、室外機通信部４０の入力端４０ｄ、出力端４０ｃ、室内機１の通信端子１ｃ、電源入力端１ｂ、交流電源４、通信用電源部３１の入力端３１ｂ、電流出力端３１ｃへ至る経路である。

次に室外機制御部３０や室内機制御部１０で入出力される調歩同期式の送受信信号について説明する。送受信信号は通信用電源部３１の電流出力端３１ｃから電流が供給され、通信データが無い場合にハイレベルとなっている。この状態で８ビットの送信データを送信する場合、まず送信用信号を１ビット分の時間だけローレベルにする。これがスタートビットである。続けて８ビットの送信データを送信し、最後に送信用信号を１ビット分の時間だけハイレベルにする。これがストップビットである。

従って１バイトのデータを送ると送信用データの内容に関わらず、必ず信号の立ち下がりと立ち上がりが発生する。これを検出することでデータが送信されていることを検出できる。なお、スタートビットやストップビット、データビットの長さは任意である。なお、必要に応じてパリティビットを付加してもよい。なお、本実施例では、６００ｂｐｓ（ビットパーセカンド）で送受信するため、１ビットは約１．７ミリセカンドになる。

図２は室外機制御部３０の内部を示すブロック図である。室外機制御部３０は、室外機３全体の制御を行なうと共に室外機３の通信制御を行なう室外機用マイコン３０ａと、通信用電源部３１から出力する電流の供給／停止を管理する電源管理部（電源管理手段）３０ｆと、入力された信号を例えば２０ミリセカンド遅延させる信号遅延部３０ｇと、入力されたシリアルデータを一時的にバッファリングし、シリアルデータの出力が許可された時に出力するバッファ３０ｄ及びバッファ３０ｅを備えている。なお、電源管理部３０ｆ内には、入力された信号の立ち上がりで出力信号をハイレベルにし、入力された信号の立ち上がりから３０秒後に出力信号をローレベルにするワンショットタイマー３０ｃと、オア回路３０ｂを備えている。

室外機用マイコン３０ａは、送信信号Ａの元となるマイコン送信信号ＯＡをバッファ３０ｄに出力し、バッファ３０ｄはこれを一時的にバッファリングした後、送信信号Ａとして室外機通信部４０へ出力する。同様に室外機用マイコン３０ａは、送信信号Ｂの元となるマイコン送信信号ＯＢをバッファ３０ｅに出力し、バッファ３０ｅはこれを一時的にバッファリングした後、送信信号Ｂとして室外機通信部５０へ出力する。なお、受信信号Ａと受信信号Ｂはそれぞれ室外機用マイコン３０ａに入力されている。なお、各バッファはデータを送出しない場合、ハイレベルの信号を出力している。

マイコン送信信号ＯＡとマイコン送信信号ＯＢと受信信号Ａと受信信号Ｂは、それぞれオア回路３０ｂに入力されており、いずれかの信号がローレベルからハイレベルに変化した時、オア回路３０ｂから出力される継続信号がローレベルからハイレベルに変化する。この継続信号の変化によりワンショットタイマー３０ｃの出力信号である電流供給／停止信号がローレベルからハイレベルに変化し、この結果、通信用電源部３１の電流出力端３１ｃから電流が供給される。

電流供給／停止信号は信号遅延部３０ｇに入力され、信号遅延部３０ｇは出力信号である送出許可信号Ｏをバッファ３０ｄとバッファ３０ｅに出力している。送出許可信号Ｏは各バッファからのシリアルデータの出力許可信号であり、電流供給／停止信号がローレベルからハイレベルに変化した２０ミリセカンド後に、各バッファからのシリアルデータの出力を許可する。これは、リレー３２の機械的遅延に対応するためであり、確実に通信用電源部３１から電流が供給された後でデータ送信を行なうためである。

なお、前述したようにマイコン送信信号ＯＡとマイコン送信信号ＯＢと受信信号Ａと受信信号Ｂのいずれか一つでも送受信されていればシリアルデータの立ち上がりでワンショットタイマー３０ｃがリトリガーされ、電流供給／停止信号がハイレベルの状態を保つ。そして、送受信信号が無くなってから３０秒後に、電源管理部３０ｆは通信用電源部３１の消費電力を低減させるため、電流供給／停止信号をローレベルにする。

図３は室内機制御部１０の内部を示すブロック図である。室内機制御部１０は、室内機１の制御を行なうと共に室内機１の通信制御を行なう室内機用マイコン１０ａと、通信用電源部３１から電流の供給が無い時で、かつ、室外機３に対して通信の必要が生じた場合に通信用電源部３１からの電流供給を室外機３に対して要求する電流要求制御部（電流要求制御手段）１０ｇと、入力された信号を２０ミリセカンド遅延させる信号遅延部１０ｄと、室内機用マイコン１０ａから出力されるシリアルデータを一時的にバッファリングし、シリアルデータの出力が許可された時に出力するバッファ１０ｃを備えている。なお、バッファ１０ｃはデータを送出しない場合、ハイレベルの信号を出力している。

電流要求制御部１０ｇは、受信信号を監視して通信用電源部３１から出力される電流の停止状態を検出する電流停止状態検出部１０ｂと、入力された信号がすべてローレベルの時にローレベルの信号を出力するオア回路１０ｅと、入力された信号がハイレベルからローレベルに変化した時に２０ミリセカンドだけ電流要求指示信号をハイレベルにして出力するワンショットタイマー１０ｆを備えている。

室内機用マイコン１０ａと電流停止状態検出部１０ｂには受信信号が入力されている。電流停止状態検出部１０ｂは受信信号を監視し、受信信号が連続して２０ミリセカンドの間ローレベルとなった時、つまり、通信用電源部３１から出力される電流の供給が停止された時、電流停止検出信号をローレベルにして信号遅延部１０ｄとオア回路１０ｅに出力する。信号遅延部１０ｄはこの電流停止検出信号に対応してローレベルの送出許可信号Ｉをバッファ１０ｃに出力する。送出許可信号Ｉがローレベルの間、つまり、通信用電源部３１から出力される電流の供給が停止されている間、室内機用マイコン１０ａから出力されるマイコン送信信号Ｉのシリアルデータはバッファ１０ｃにバッファリングされることになる。

通信用電源部３１から出力される電流の供給が停止されている時、室内機用マイコン１０ａから出力されるマイコン送信信号Ｉのシリアルデータはバッファ１０ｃにバッファリングされる。一方、マイコン送信信号Ｉと、電流停止状態検出部１０ｂから出力されるローレベルの電流停止検出信号がオア回路１０ｅに入力されており、オア回路１０ｅの出力信号である電流要求信号が、マイコン送信信号Ｉのローレベル期間と対応してローレベルになる。つまり、通信用電源部３１から出力される電流の供給が停止されている時にマイコン送信信号Ｉによって送信データが室内機用マイコン１０ａから出力されると、電流要求信号が出力されることになる。この電流要求信号が入力されたワンショットタイマーは２０ミリセカンドの間、ハイレベルの電流要求指示信号を出力する。

ハイレベルの電流要求指示信号によりリレー１８がオンとなり、第２閉ループが形成される。この第２閉ループに流れる電流により、室外機通信部４０から受信信号Ａとしてハイレベルの信号（電流要求信号）が出力される。前述したようにこの受信信号Ａにより室外機制御部３０内の電源管理部３０ｆからハイレベルの電流供給／停止信号が出力され、通信用電源部３１から第１閉ループに電流が供給されて室内機１と室外機３の通信が可能な状態になる。なお、電流要求信号の発生原理などは後で詳細に説明する。

図４は室内機１と室外機３の間で通信を行なう時の説明図である。図４の横軸は時間である。図４の縦軸において、図４（１）は電流供給／停止信号を、図４（２）はリレー３２の接点状態を、図４（３）はマイコン送信信号ＯＡを、図４（４）は送信信号Ａを、図４（５）は受信信号Ａを、図４（６）は送出許可信号Ｏを、図４（７）はマイコン送信信号Ｉを、図４（８）は送信信号を、図４（９）は受信信号を、図４（１０）はリレー１８の接点状態を、図４（１１）は電流停止検出信号を、図４（１２）は電流要求信号を、図４（１３）は電流要求指示信号を、図４（１４）は送出許可信号Ｉを、それぞれ示している。なお、図４（１）〜図４（６）までは室外機３の信号であり、図４（７）〜図４（１４）までは室内機１の信号である。また、ｔ０〜ｔ１３は時刻である。

図４においてｔ１で空気調和機７が動作を開始すると、室外機制御部３０の室外機用マイコン３０ａはマイコン送信信号ＯＡをローレベルからハイレベルにする。このため電源管理部３０ｆは電流供給／停止信号をハイレベルにする。また、バッファ３０ｄはマイコン送信信号ＯＡによる送信データが送信されていない状態なので、送出信号Ａをハイレベルにして出力する。

一方、室内機が動作を開始すると、室内機用マイコン１０ａがｔ１でマイコン送信信号Ｉをハイレベルにする。また、バッファ１０ｃはマイコン送信信号Ｉによる送信データが送信されていない状態なので、送出信号をハイレベルにして出力する。ｔ１では電流供給／停止信号がハイレベルになってもリレー３２の接点はオフであり受信信号はローレベルであるが、まだ、ローレベルが２０ミリセカンド継続していないため、電流停止状態検出部１０ｂは通信用電源部３１からの電流の供給が停止状態であると判断できないため、電流停止検出信号をハイレベル（電流停止ではない）にする。
このため、オア回路１０ｅは電流要求信号をハイレベルで出力するためワンショットタイマー１０ｆは電流要求指示信号をローレベルにして出力する。

ｔ１ではリレー３２の接点はまだオフ状態であるため、通信用電源部３１から第１閉ループに電流が供給されていない。このため、室外機制御部３０に入力される受信信号Ａと室内機制御部１０に入力される受信信号は、共にローレベルのままである。

そして、ｔ１から１０ミリセカンドが経過したｔ２でリレー３２の接点がオンになると、通信用電源部３１から第１閉ループに電流が供給される。また、送信信号Ａがハイレベルのため、室外機通信部４０の第４フォトカプラ４６のフォトトランジスタ４６ｂがオンとなり、また、室内機１の送信信号がハイレベルのため、第２フォトカプラ１２のフォトトランジスタ１２ｂがオンとなるため、第１閉ループ内に電流が流れた状態になる。

このため、室外機通信部４０の第３フォトカプラ４５のフォトダイオード４５ａに電流が流れてフォトトランジスタ４５ｂがオンとなり、受信信号Ａはハイレベルになる。また、室内機１の第１フォトカプラ１１のフォトダイオード１１ａに電流が流れ、フォトトランジスタ１１ｂがオンとなる。このため、受信信号はハイレベルになる。

一方、ｔ１で電流供給／停止信号がハイレベルになってから２０ミリセカンドが経過したｔ３になると、室外機制御部３０の信号遅延部３０ｇは送出許可信号ＯＡをハイレベルにして出力し、バッファ３０ｄからマイコン送信信号ＯＡを送信信号Ａとして出力することを許可する。バッファ３０ｄは送出許可信号ＯＡがハイレベルの間はマイコン送信信号ＯＡをバッファリングせずにそのまま送信信号Ａとして出力する。なお、バッファ３０ｅもバッファ３０ｄと同様に送信信号Ｂが出力される。

一方、室内機制御部１０の信号遅延部１０ｄでは電流停止検出信号がｔ１でハイレベルになってからｔ３で２０ミリセカンドが経過したため、送出許可信号Ｉをハイレベルにして出力し、バッファ１０ｃからマイコン送信信号Ｉを送信信号として出力することを許可する。バッファ１０ｃは送出許可信号Ｉがハイレベル間はマイコン送信信号Ｉをバッファリングせずにそのまま送信信号として出力する

そして、ｔ４、ｔ５、ｔ６で室内機用マイコン１０ａがマイコン送信信号Ｉをハイレベル／ローレベルにして送信データを送信すると、この送信データをバッファ１０ｃは送信信号として出力する。この送信信号は室外機制御部３０に受信信号Ａとして入力される。なお、室内機用マイコン１０ａは自身の送信データを受信信号として受信できるため、送受信データの一致を確認することで第１閉ループに正しく送信データが送信されたことを確認できる。

一方、ｔ７で室外機用マイコン３０ａがマイコン送信信号ＯＡをオンオフして送信データを送信すると、この送信データをバッファ３０ｄは送信信号Ａとして出力する。この送信信号Ａは室内機制御部１０に受信信号として入力される。なお、室外機用マイコン３０ａは自身の送信データを受信信号として受信できるため、送受信データの一致を確認することで第１閉ループに正しく送信データが送信されたことを確認できる。

なお、室内機１や室外機３からデータの送信間隔が３０秒以内で継続していれば、電源管理部３０ｆのワンショットタイマー３０ｃは継続信号によってリトリガーされ、電流供給／停止信号がハイレベルの状態で継続される。つまり、通信用電源部３１は電流を供給し続ける。一方、ｔ８で室外機用マイコン３０ａが送信データを送信した後、室内機１や室外機３からデータの送信が無くなって３０秒経過すると、ｔ９でワンショットタイマー３０ｃは電流供給／停止信号をローレベルにして出力し、通信用電源部３１はｔ９から１０ミリセカンド（リレー３２の機械的遅延）後のｔ１０で電流の供給を停止する。

通信用電源部３１からの電流の供給が停止されたため、ｔ１０で室外機３の受信信号Ａと室内機１の受信信号も同時にローレベルとなる。そして、室内機１の受信信号がローレベルになってから２０ミリセカンドが経過したため、室内機制御部１０の電流停止状態検出部１０ｂはｔ１２で電流停止検出信号をローレベルにする。室内機制御部１０の信号遅延部１０ｄは電流停止検出信号がローレベルなってから２０ミリセカンドが経過したため、ｔ１３で送出許可信号Ｉをローレベルにする。なお、室外機制御部３０の信号遅延部３０ｇはｔ９で電流供給／停止信号がローレベルになってから２０ミリセカンドが経過したため、ｔ１１で送出許可信号Ｏをローレベルにする。

ｔ１０で通信用電源部３１は動作を停止するため、これ以降、次に通信を再開するまで、第１閉ループに電流を供給する時に必要な消費電力を低減できる。本実施例において、約３ワット低減できることを実験的に確認した。
なお、ワンショットタイマー３０ｃは３０秒のタイマーであるが、通信の頻度を考慮してタイマー時間を任意に変更してもよい。

また、ワンショットタイマー３０ｃに代替してフリップフロップを用いてもよい。具体的にはこのフリップフロップのＱ端子出力信号を電流供給／停止信号とし、セット端子に継続信号が入力され、リセット端子に室外機用マイコン３０ａからフリップフロップをリセットする信号を出力するようにする。

そしてオア回路３０ｂの継続信号がハイレベルに変化した時、このフリップフロップがセットされ、電流供給／停止信号がハイレベルとなり、室外機用マイコン３０ａが通信の必要性が無いと判断した時、このフリップフロップをリセットして、電流供給／停止信号をローレベルにする。
通信の必要性が無い場合とは、室内機１と室内機２が共に運転停止となった場合や、室内機１や室内機２が運転中であっても、設定温度と室温がほぼ等しくなり、室内機側から送信される室温データが毎回同じデータになった場合など、通信する意味が無くなった時などである。

図５は図４で通信用電源部３１からの電流の供給が停止されているｔ１３以降の状態から室外機３が室内機１にデータを送信する場合を示す説明図である。
図５の横軸は時間である。図５の縦軸において、図５（１）は電流供給／停止信号を、図５（２）はリレー３２の接点状態を、図５（３）はマイコン送信信号ＯＡを、図５（４）は送信信号Ａを、図５（５）は受信信号Ａを、図５（６）は送出許可信号Ｏを、図５（７）はマイコン送信信号Ｉを、図５（８）は送信信号を、図５（９）は受信信号を、図５（１０）はリレー１８の接点状態を、図５（１１）は電流停止検出信号を、図５（１２）は電流要求信号を、図５（１３）は電流要求指示信号を、図５（１４）は送出許可信号Ｉを、それぞれ示している。なお、図５（１）〜図５（６）までは室外機３の信号であり、図５（７）〜図５（１４）までは室内機１の信号である。また、ｔ２０〜ｔ３１は時刻である。

まず最初に室外機用マイコン３０ａは室内機１へ送信するデータをマイコン送信信号ＯＡを用いてｔ２０で出力する。ｔ２０の時点では送出許可信号Ｏがローレベルであるため、バッファ３０ｄは室内機１へ送信するデータをバッファリングして送信信号Ａとして出力しない。一方、室内機１へ送信するデータの立ち上がりタイミングであるｔ２１でワンショットタイマー３０ｃは電流供給／停止信号をハイレベルにする。

そしてｔ２１から１０ミリセカンドが経過したｔ２２でリレー３２の接点がオンとなって通信用電源部３１から電流が供給されると、室外機制御部３０に入力される受信信号Ａと室内機制御部１０に入力される受信信号は共にハイレベルとなる。そして、室内機制御部１０に入力される受信信号を監視していた室内機制御部１０の電流停止状態検出部１０ｂは、ｔ２２で電流停止検出信号をハイレベルで出力する。室内機制御部１０の信号遅延部１０ｄは、ｔ２２で電流停止検出信号がハイレベルになってから２０ミリセカンド経過したｔ２４で送出許可信号Ｉをハイレベルにして、バッファ１０ｃのデータ送出を許可する。

一方、ｔ２１から２０ミリセカンドが経過したｔ２３で室外機制御部３０の信号遅延部３０ｇは、送出許可信号Ｏをハイレベルにしてバッファ３０ｄとバッファ３０ｅにバッファリングされているデータの送出を許可する。このため、バッファ３０ｄはバッファリングしていたデータをｔ２３で送信信号Ａとして出力する。このデータは室内機１の受信信号として現れる。また、室外機用マイコン３０ａがｔ２５で出力するデータはバッファ３０ｄでバッファリングされることなく送信される。

一方、室内機用マイコン１０ａはｔ２６でマイコン送信信号Ｉを用いてデータを送出する。ｔ２６時点では送出許可信号Ｉはハイレベルなのでデータの送出が許可されているため、バッファ１０ｃでバッファリングされることなく送信される。なお、室外機制御部３０においてｔ２７で受信信号Ａが受信された後、３０秒間データの送受信がないため、ｔ２８でワンショットタイマー３０ｃが電流供給／停止信号をローレベルにする。この結果、ｔ２８から１０ミリセカンド後のｔ２９でリレー３２の接点がオフとなり、通信用電源部３１からの電流の供給が停止される。それ以降の動作は図４と同じため説明を省略する。

図６は図５で通信用電源部３１からの電流の供給が停止されているｔ３１以降の状態から室内機１が室外機３にデータを送信する場合を示す説明図である。
図６の横軸は時間である。図６の縦軸において、図６（１）は電流供給／停止信号を、図６（２）はリレー３２の接点状態を、図６（３）はマイコン送信信号ＯＡを、図６（４）は送信信号Ａを、図６（５）は受信信号Ａを、図６（６）は送出許可信号Ｏを、図６（７）はマイコン送信信号Ｉを、図６（８）は送信信号を、図６（９）は受信信号を、図６（１０）はリレー１８の接点状態を、図６（１１）は電流停止検出信号を、図６（１２）は電流要求信号を、図６（１３）は電流要求指示信号を、図６（１４）は送出許可信号Ｉを、それぞれ示している。なお、図６（１）〜図６（６）までは室外機３の信号であり、図６（７）〜図６（１４）までは室内機１の信号である。また、ｔ４０〜ｔ４８は時刻である。

まず最初に室内機用マイコン１０ａは室外機３へ送信するデータをマイコン送信信号Ｉを用いてｔ４１で出力する。ｔ４１の時点では送出許可信号Ｉがローレベルであるため、バッファ１０ｃは室外機３へ送信するデータをバッファリングして送信信号として出力しない。一方、電流停止状態検出部１０ｂはｔ４１時点でローレベルであるため、室外機３へ送信するデータのスタートビットの立ち下がりタイミングであるｔ４１でオア回路１０ｅは電流要求信号をローレベルにする。この結果、ワンショットタイマー１０ｆは電流要求指示信号をｔ４１から２０ミリセカンドだけハイレベルにする。

この電流要求指示信号は室内機１のリレー１８をオンにする信号であり、ｔ４１から１０ミリセカンドだけ遅れてｔ４２でリレー１８の接点がオンになる。これにより、室内機１の第２閉ループに交流電源４の電流が流れる。なお、ワンショットタイマー１０ｆのタイマー時間を２０ミリセカンドとしているのは交流電源４の電源周波数が５０ヘルツ（周期が２０ミリセカンド）だからである。第２閉ループには交流電圧の半周期しか電流が流れないため、どのような電源周期タイミングでリレー１８の接点がオンとなっても、確実に第２閉ループに電流を流すためである。

図６ではリレー１８の接点がオンとなっているｔ４２〜ｔ４５の２０ミリセカンドの内、ｔ４２から１０ミリセカンド（半周期）だけ第２閉ループに電流が流れている。図１に示すように室外機通信部４０の第３フォトカプラ４５のフォトダイオード４５ａに一定電流以上、例えば１０ミリアンペア以上の電流が流れるとフォトトランジスタ４５ｂをオンにすることができる。このため第２閉ループが形成されている間、図６（５）のｔ４２から電源の半周期において、点線で示す正弦波状の電流が第２閉ループに流れる。このためこの正弦波状の電流に対応して、室外機通信部４０の受信信号Ａにｔ４３でパルス信号、つまり、電流要求信号が現れる。

このｔ４３の電流要求信号の立ち上がりで電源管理部３０ｆは電流供給／停止信号をハイレベルにする。この結果、ｔ４３から１０ミリセカンド後のｔ４４でリレー３２の接点はオンとなり、通信用電源部３１から第１閉ループに電流が供給される。このため、室外機制御部３０の受信信号Ａがｔ４４でハイレベルになり、また、室内機制御部１０の受信信号もｔ４４でハイレベルになる。

一方、室内機制御部１０の受信信号がｔ４４でハイレベルとなった時、室内機制御部１０の電流停止状態検出部１０ｂは電流の供給が停止されていないと判断し、電流停止検出信号をハイレベルにする。信号遅延部１０ｄは電流停止検出信号がハイレベルなってから２０ミリセカンド後のｔ４７で送出許可信号Ｉをハイレベルにしてバッファ１０ｃからバッファリングされていたデータの送出を許可する。

このため、バッファ１０ｃは送信データを送信信号としてｔ４７で出力し、このデータは室外機制御部３０の受信信号Ａとして現れる。
このように室内機１側から室外機３に通信用電源部３１からの電流供給を要求し、この電流が供給された後、データを送信することができる。
なお、電流要求制御部１０ｇはリレー１８を２０ミリセカンドの間のみオンして第２閉ループを形成し、その後リレー１８をオフさせるため、第１閉ループによる通信を妨害することがない。

以上説明したように、通信専用電源３１から第１閉ループに電流が供給されていない時、この通信専用電源３１を備えていない室内機１又は室内機２からこの通信専用電源３１を備えている室外機３に、通信用電源部３１の電流供給の要求を通知することができる。このため、通信用電源部３１の電流供給が無くても室外機３と各室内機の通信が再開可能であり、通信が不要の場合に通信用電源部３１の電流供給を停止し、通信専用電源３１の無駄な消費電力を低減させることができる。

なお、本実施例では電源管理部３０ｆや電流要求制御部１０ｇをハードウェアとして説明しているが、これに限るものでなく、ソフトウェア用いて実現してもよい。そして、これらの機能を各マイコンで実現してもよい。また、各ワンショットタイマーや各信号遅延部、各バッファなども同様である。

１ 室内機（子機）
１ａ 電源入力端
１ｂ 電源入力端
１ｃ 通信端子
２ 室内機（子機）
２ａ 電源入力端
２ｂ 電源入力端
２ｃ 通信端子
３ 室外機（親機）
３ａ 電源入力端
３ｂ 電源入力端
３ｃ 通信端子
３ｄ 通信端子
４ 交流電源
５ Ｌライン（第１電源線）
６ Ｎライン（第２電源線）
７ 空気調和機（電子機器）
１０ 室内機制御部（子機制御手段）
１０ａ 室内機用マイコン
１０ｂ 電流停止状態検出部
１０ｃ バッファ
１０ｄ 信号遅延部
１０ｅ オア回路
１０ｆ ワンショットタイマー
１０ｇ 電流要求制御部（電流要求手段）
１１ 第１フォトカプラ（子機受信部）
１１ａ フォトダイオード
１１ｂ フォトトランジスタ
１２ 第２フォトカプラ（子機送信部）
１２ａ フォトダイオード
１２ｂ フォトトランジスタ
１３ トランジスタ
１４ ダイオード
１５、１６ 抵抗
１７ コンデンサ
１８ リレー（スイッチ手段）
１９、２０ 抵抗
３０ 室外機制御部（親機制御手段）
３０ａ 室外機用マイコン
３０ｂ オア回路
３０ｃ ワンショットタイマー
３０ｄ バッファ
３０ｅ バッファ
３０ｆ 電源管理部（電源管理手段）
３０ｇ 信号遅延部
３１ 通信用電源部
３１ａ 入力端（第２入力端）
３１ｂ 入力端（第１入力端）
３１ｃ 電流出力端
３１ｄ 制御端子
３２ リレー
３３、３４ ダイオード
３５ 抵抗
３６ コンデンサ
３７ ダイオード
３８ ツェナーダイオード
３９ コンデンサ
４０ 室外機通信部
４０ａ 出力端
４０ｂ 入力端
４０ｃ 出力端
４０ｄ 入力端
４１ ダイオード
４２、４３、４４ 抵抗
４５ 第３フォトカプラ（親機受信部）
４５ａ フォトダイオード
４５ｂ フォトトランジスタ
４６ 第４フォトカプラ（親機送信部）
４６ａ フォトダイオード
４６ｂ フォトトランジスタ
４７ トランジスタ
５０ 室外機通信部
５０ａ 出力端
５０ｂ 入力端
５０ｃ 出力端
５０ｄ 入力端

Claims (1)

1. 親機と子機とが１本の通信線と交流電源が供給される第１電源線及び第２電源線で接続され、前記親機と前記子機と前記第１電源線と前記通信線によって第１閉ループが形成され、前記第１閉ループに流れる電流を断続させることで相互にデータ通信を行なう電子機器であって、
   前記親機は、前記第１閉ループに直列に接続された親機送信部と親機受信部と、第１入力端が前記第１電源線に、また、第２入力端が前記第２電源線にそれぞれ接続されて前記第１閉ループに流れる電流を供給する通信用電源部と、
   前記親機送信部及び前記親機受信部による送受信と前記通信用電源部から出力される電流の供給／停止を制御する親機制御手段とを備え、
   前記子機は、前記第１閉ループに直列に接続された子機送信部と子機受信部と、前記通信線と前記第２電源線を短絡／開放するスイッチ手段と、前記子機送信部及び前記子機受信部による送受信と前記スイッチ手段を制御する子機制御手段とを備え、
   前記親機制御手段は、前記子機制御手段との間で送受信がなくなってから後、前記通信用電源部から出力される電流の供給を停止させ、
   前記子機制御手段は、前記親機制御手段に対して通信の必要が生じた場合、
   前記スイッチ手段により前記通信線と前記第２電源線を短絡させて前記通信線から前記第２電源線、前記交流電源、前記通信用電源部の第１入力端、前記親機受信部、前記親機送信部、前記通信線に至る第２閉ループに電流を流すことで前記親機受信部に前記通信用電源部からの電流供給を要求する電流要求信号を送信し、
   前記電流要求信号を受信した前記親機制御手段は、前記通信用電源部から出力される電流を供給させ、前記子機とデータ通信することを特徴とする電子機器。

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