JP7169281B2

JP7169281B2 - 伝送線、コネクタ付き伝送線、及び中継器

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Publication number: JP7169281B2
Application number: JP2019545642A
Authority: JP
Inventors: 斉徳川上; 康裕長田; 邦寛田中; 俊昭中村; 浩一北村
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2022-11-10
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: CN111149307B; JPWO2019065903A1; WO2019065903A1; CN111149307A

Description

本発明は、伝送線、コネクタ付き伝送線、及び中継器に関する。

一般に、制御信号の送受信や電力を供給するために電線やケーブルが種々の設備や装置に用いられている。例えば、特許文献１に記載の送電設備では、電力を送電するための送電線と、当該送電線の複数のポイントに設置された断線検出センサを中継装置と電気的に接続する信号電線路と、が用いられている。断線検出センサによって検出された送電線の断線情報が、当該信号電線路を通じて中継装置に送られている。このように、送電線とは別個に設けられた信号電線路などの信号線を用いることで、送電線に沿って信号を送る有線通信が可能となっている。

特開平０９－２５１０５０号公報

一方、電線やケーブルなどを使用しない通信技術として、電波を利用して信号の送受信を行う無線通信が知られている。このような無線通信は、電線などを必要としない反面、通信に用いられる電波がノイズとして他の装置や部品に影響するといった問題が生じ得る。

本願発明は、上記の課題に鑑み、電線やケーブルに沿って信号を送受信する場合に、当該信号の送受信に用いられる信号線を別途設ける必要がなく、かつ他の装置や部品に対する影響を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願発明は、表面を形成する絶縁体、及び該絶縁体の内方に配された導線を含む伝送線であって、前記導線の第１端部と第２端部にそれぞれ配されて、前記絶縁体を通信媒体として電界通信を行う１対の電界通信モジュールと、前記電界通信モジュールの一方に接続され、前記電界通信により受信した情報又は該受信した情報の処理結果を出力する出力部と、を備える。

また、前記第１端部の電圧を測定する第１測定部と、前記第２端部の電圧を測定する第２測定部と、前記第１端部の電圧と第２端部の電圧を取得して、該第１端部の電圧と該第２端部の電圧の電位差に基づいて前記導線の状態を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記一対の電界通信モジュールによる電界通信により前記第２端部の電圧を取得する構成であってもよい。

さらに、前記第１測定部は、前記第１端部から生じる特定の周波数帯域における信号を抽出する第１フィルタを有し、当該抽出した信号に基づいて前記第１端部の電圧を測定し、前記第２測定部は、前記第２端部から生じる特定の周波数帯域における信号を抽出する第２フィルタを有し、当該抽出した信号に基づいて前記第２端部の電圧を測定する構成であってもよい。

本発明のコネクタ付き伝送線は、上記の伝送線と、前記電界通信モジュールの一方および前記出力部を内蔵するコネクタと、を備える。

本発明の中継器は、表面を形成する絶縁体を有する電線またはケーブルの第１端部に設けられたコネクタと機器が有するコネクタとを中継する中継器であって、前記第１端部の絶縁体に容量結合される電界通信モジュールを備え、前記電界通信モジュールは、前記絶縁体を通信媒体として、前記電線または前記ケーブルの第２端部側に設けられた電界通信モジュールと電界通信を行う。

本発明の伝送線、コネクタ付き伝送線、及び中継器は、電界通信モジュール同士が絶縁体を通信媒体とする電界通信を行うことで、当該電界通信により受信した情報又は当該情報の処理結果を機器に対して出力することができる。このように電界通信モジュール同士による電界通信を用いて情報の送受信が可能となっているので、通信用の電線を別途設ける必要がない。また、電界通信に用いられる電力は微弱であるため、他の装置や部品に対する影響を低減させることが可能となっている。

第１実施形態のコネクタ付き伝送線の接続態様を示した概略図上記コネクタ付き伝送線の回路構成図上記コネクタ付き伝送線のブロック図上記コネクタ付き伝送線の第１ユニットおよび第２ユニットの動作フロー図変形例７に係るコネクタ付き伝送線の回路構成図上記コネクタ付き伝送線の帯状電極で検出する電波の周波数スペクトルであり、（ａ）周辺機器が駆動される前の周波数スペクトル、（ｂ）周辺機器が駆動された時の周波数スペクトル変形例７に係るコネクタ付き伝送線の回路構成を一部変更した図変形例８に係るコネクタ付き伝送線の概略図第３実施形態の中継器の使用態様を示した概略図

［第１実施形態］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るコネクタ付き伝送線を説明する。

図１に示すように、本実施形態のコネクタ付き伝送線１０は、主制御回路２から周辺回路４に対してＤＣ電力を供給するものであり、電源ラインとして用いられる電線１２およびグランドラインとして用いられる電線１４を備えている。各電線１２，１４は、銅やアルミニウム合金などを主な原材料とする導体が線状に形成された単線や撚り線などの導線１２ａ，１４ａ（図２）と、導線１２ａ，１４ａを覆う絶縁体１２ｂ，１４ｂ（図２）と、を備えている。

コネクタ付き伝送線１０は、両電線１２，１４の第１端部に配された第１コネクタ１６と、両電線１２，１４の第２端部に配された第２コネクタ１８と、を備えている。第１コネクタ１６は、主制御回路２のコネクタ２ａに接続され、第２コネクタ１８は周辺回路４のコネクタ４ａに接続される。第１コネクタ１６および第２コネクタ１８は、コネクタ２ａ，４ａに嵌入されるハウジングを有しており、当該ハウジング内には各導線１２ａ，１４ａと導通する接続端子（不図示）が設けられている。

本実施形態では、主制御回路２を内蔵する主制御機器（不図示）に対して反復動作する周辺機器（不図示）内に上記の周辺回路４が設けられており、当該反復動作による撓みや屈曲に起因する電線１２，１４の劣化状態を点検する点検装置２０（図２）がコネクタ付き伝送線１０に備えられている。なお、電線１２，１４の劣化状態とは、導線１２ａ，１４ａの一部に亀裂等が生じ、導線１２ａ，１４ａが断線しかかった状態のことである。

図２に示すように、点検装置２０は、第１コネクタ１６（図１）内に設けられた第１ユニット２２と、第２コネクタ１８（図１）内に設けられた第２ユニット２４と、を備えている。

第１ユニット２２および第２ユニット２４には、それぞれ差動増幅回路２６，２８、アナログ－デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という）３０，３２、マイクロコンピュータ（以下、「ＭＣＵ」という）３４，３６、及び電界通信モジュール３８，４０などの電子デバイスが基板上に実装されている。これらの電子デバイスには、上記の電源ラインを入力電源とする定電圧回路（不図示）から一定の電源が供給されている。なお、以下の説明において、これらの電子デバイスをユニット２２，２４ごとに区別する場合には、第１ユニット２２の電子デバイスをそれぞれ第１差動増幅回路２６、第１ＡＤＣ３０、第１ＭＣＵ３４、及び第１電界通信モジュール３８といい、第２ユニット２４の電子デバイスをそれぞれ第２差動増幅回路２８、第２ＡＤＣ３２、第２ＭＣＵ３６、及び第２電界通信モジュール４０という。

第１差動増幅回路２６は、入力の一方が導線１２ａの第１端部に接続され、入力の他方が導線１４ａの第１端部に接続されている。これら入力の電圧の差が第１差動増幅回路２６から出力される。なお、当該出力が定電圧回路により供給される電源電圧よりも若干低いレベルとなるように増幅率が予め定められている。したがって、第１差動増幅回路２６からは第１端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を指標するアナログ信号が出力される。第２差動増幅回路２８は、第１差動増幅回路２６と同様の回路構成であり、第２端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を指標するアナログ信号を出力する。各差動増幅回路２６，２８から出力された信号は、各差動増幅回路２６，２８に対応して接続されたＡＤＣ３０，３２に入力される。各ＡＤＣ３０，３２の出力はＭＣＵ３４，３６に接続されており、ＡＤＣ３０，３２によって変換されたデジタル信号がＭＣＵ３４，３６へと入力される。

各ＭＣＵ３４，３６には、上記のＡＤＣ３０，３２に加えて、電界通信モジュール３８，４０が接続されている。各電界通信モジュール３８，４０は、絶縁体１２ｂ，１４ｂの表面に発生させた電界により信号を伝達する電界通信を行うモジュールであって、絶縁体１２ｂ，１４ｂに巻きつけられた電極４２，４４を介して、第１端部および第２端部の絶縁体１２ｂ，１４ｂに対して容量結合されている。このように電線１２，１４の表面を形成している絶縁体１２ｂ，１４ｂは電界通信の通信媒体となっている。

ここで、本実施形態の第１ＭＣＵ３４は、メモリに格納されたプログラムがＣＰＵに実行されることで、第１端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を取得する。このような第１ＭＣＵ３４、並びに電極４２、第１差動増幅回路２６、及び第１ＡＤＣ３０は、電線１２の第１端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を測定する第１測定部４６（図３）として機能する。同様に、第２ＭＣＵ３６は、メモリに格納されたプログラムがＣＰＵに実行されることで、第２端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を取得する。このような第２ＭＣＵ、並びに電極４４、第２差動増幅回路２８、及び第２ＡＤＣ３２は、電線１２の第２端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を測定する第２測定部５０（図３）として機能する。また、下記の動作フローで説明するように、第１ＭＣＵ３４は、第２ＭＣＵ３６から受信した電圧と測定した電圧の電位差に基づいて、導線１２ａ，１４ａの劣化状態を判定する判定する判定部４８（図３）として機能する。また、第１ＭＣＵ３４は判定結果を出力する出力部５２（図３）として機能する。

以下、第１ユニット２２および第２ユニット２４の動作フローを説明する。

図１に示すように、第１コネクタ１６および第２コネクタ１８がコネクタ２ａ，４ａに接続された状態で主制御装置が起動されると、主制御回路２の電力が導線１２ａを介して定電圧回路に供給され、定電圧回路から電子デバイスへと電力が供給される。これにより各ＭＣＵ３４，３６が起動して上記プログラムに定められた処理を開始する。

図４に示すように、処理が開始されると、先ず、各ＭＣＵ３４，３６は、タイミングを合わせて後述の測定処理（ｓ１０２，ｓ２０２）を実行するための同期処理（ｓ１０１，ｓ２０１）を実行する。具体的には、同期処理（ｓ１０１）では、第１ＭＣＵ３４が第１電界通信モジュール３８を制御して、同期の開始を指標するトリガーを第１電界通信モジュール３８から第２電界通信モジュール４０へと送信する。同期処理（ｓ２０１）では、第２ＭＣＵ３６が、第２電界通信モジュール４０を制御して、トリガーの受信状態を繰り返し確認する。そして、トリガーの受信を確認すると、第２ＭＣＵ３６は測定処理（ｓ２０２）を実行する。第１ＭＣＵ３４はトリガーを送信した後に測定処理（ｓ１０２）を実行する。

測定処理（ｓ１０２，ｓ２０２）は、導線１２ａ，１４ａ間の電圧を測定する処理である。具体的には、測定処理（ｓ１０２）では、第１ＭＣＵ３４が、第１ＡＤＣ３０を制御して、第１差動増幅回路２６から入力されたアナログ信号をデジタル信号へと変換させる。そして、第１ＭＣＵ３４は、当該デジタル信号に基づいて、第１端部における導線１２ａ，１４ａ間の電圧を指標する電圧値（以下、「第１電圧値」という）を取得する。第２ＭＣＵ３６も同様に処理を実行（ｓ２０２）し、第２端部における各導線１２ａ，１４ａ間の電圧を指標する電圧値（以下、「第２電圧値」）を取得する。

各ＭＣＵ３４，３６は、測定処理を実行した後に通信処理（ｓ１０３，ｓ２０３）を実行する。具体的には、通信処理（ｓ１０３）では、第１ＭＣＵ３４が第１電界通信モジュール３８を制御して、第２電圧値の送信リクエストを第１電界通信モジュール３８から第２電界通信モジュール４０に対して送信する。通信処理（ｓ２０３）では、第２ＭＣＵ３６が、第２電界通信モジュール４０を制御して、送信リクエストの受信状況を確認する。そして、送信リクエストの受信を確認すると、第２ＭＣＵ３６は、第２電界通信モジュール４０を制御して、測定処理（ｓ２０２）において取得した第２電圧値を第１電界通信モジュール３８へと送信する。第１ＭＣＵ３４は、第１電界通信モジュール３８を制御して第２電圧値の有無を確認し、第２電圧値を受信すると判定処理を実行する。

判定処理は、第１電圧値と第２電圧値に基づいて導線１２ａ，１４ａの劣化状態を判定する処理であって、第１ＭＣＵ３４が、減算処理（ｓ１０４）、第１比較処理（ｓ１０５）、第２比較処理（ｓ１０６）、及び信号出力処理（ｓ１０７ａ、ｓ１０７ｂ）を順に実行する。

減算処理（ｓ１０４）では、第１電圧値から第２電圧値が減じられて、第１端部と第２端部間の電位差が求められる。当該電位差は、導線１２ａ，１４ａの劣化の進行による導体抵抗の増大に伴って値が増加する。すなわち、減算処理（ｓ１０４）で求められる電位差は導線１２ａ，１４ａの劣化状態を指標している。

第１比較処理（ｓ１０５）では、導線１２ａ，１４ａの劣化が少ないと判断すべき電位差の上限値（第１閾値）と減算処理（ｓ１０４）で求められた電位差が比較される。比較の結果、電位差が第１閾値よりも小さい場合には処理を終了する。一方、減算処理で求められた電位差が第１閾値よりも大きい場合には、第２比較処理（ｓ１０６）が実行される。

第２比較処理（ｓ１０６）では、導線１２ａ，１４ａの劣化が多いと判断すべき電位差の下限値（第２閾値）と減算処理（ｓ１０４）で求められた電位差が比較される。比較の結果、減算処理で求められた電位差が第２閾値よりも小さい場合には、劣化が進行中であることを指標する警告信号を出力端子から出力する（ｓ１０７ａ）。一方、減算処理で求められた電位差が第２閾値よりも大きい場合には、劣化が多いことを指標する劣化信号を出力端子から出力する（ｓ１０７ｂ）。これら警告信号と劣化信号は、第１コネクタ１６を介して主制御装置に対して送信される。主制御機器は、警告信号または劣化信号を受信すると、その旨をユーザや管理者に対して通知する。

このように点検装置２０が上記処理を実行することで、導線１２ａ，１４ａの劣化状態が点検される。なお、これらの処理は、主制御装置の起動時のみに限られず、主制御装置の運転中に定期的に実行されても構わない。

本実施形態のコネクタ付き伝送線１０によれば、電線１２，１４を交換する目安をユーザや管理者に知らせることができる。また、第１電界通信モジュール３８と第２電界通信モジュール４０を用いた電界通信を行うことで、通信用の電線（信号線）を別途設けることなく、両端部における電圧を同期しながら測定することができ、また、第２端部の電圧を第１端部において取得することが可能となっている。さらに、電界通信に用いられる電力は微弱であるため、主制御回路２や周辺回路４に対する影響を低減させることが可能となっている。また、電波環境の悪いところなど、電波を用いた無線通信では通信接続が担保できない恐れがあったが、本実施形態の伝送線１０によれば、第１端部から第２端部にかけて設けられている絶縁体１２ｂ，１４ｂを通信媒体とするため、電波環境の良し悪しに関わらず安定した通信接続を担保することができる。

以上、本発明に係るコネクタ付き伝送線１０を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記した形態に限られないことは勿論であり、例えば、以下のような形態で実施されても構わない。

＜変形例１＞
上記の動作フローにおける同期処理は必須の処理ではなく、同期処理を省略したフローであっても構わない。

＜変形例２＞
上記実施形態の差動増幅回路２６，２８に変えて、電源ラインの電圧を分圧する分圧回路を用い、分圧回路の出力をＡＤＣ３０，３２に入力しても構わない。

＜変形例３＞
上記の動作フローでは第１比較処理（ｓ１０５）と第２比較処理（ｓ１０６）を実行していたが、第１比較処理（ｓ１０５）のみを実行し、当該第１比較処理（ｓ１０５）において、電位差が第１閾値よりも大きいと判断された場合に警告信号を出力しても構わない。

＜変形例４＞
また、上記実施形態では判定結果を主制御回路２へと出力していたが、第１コネクタ１６に多色ＬＥＤの発光部を露出させて設け、当該多色ＬＥＤの発光によって判定結果をユーザや管理者に知らせても構わない。例えば、第２比較処理（ｓ１０６）において、電位差が第２閾値よりも小さければ多色ＬＥＤを黄色に発光させ、電位差が第２閾値よりも大きければ多色ＬＥＤを赤色に発光させる。これにより、ユーザや管理者は劣化状態を直感的に知ることができる。

＜変形例５＞
上記実施形態のコネクタ付き伝送線１０は、主制御回路２から周辺回路４へと電力を供給するための電源ラインとして用いられる電線１２と、グランドラインとして用いられる電線１４と、を備えているが、さらに主制御回路２が周辺回路４を制御するための制御ラインとして用いられる他の電線を備えてもよい。

上記他の電線をさらに備える態様においては、第１端部における導線１４ａと他の導線間の電圧を測定するための第３差動増幅回路が第１ユニット２２に設けられ、第２端部における導線１４ａと他の導線間の電圧を測定するための第４差動増幅回路が第２ユニット２４に設けられる。また、第１ユニット２２のＡＤＣには、第１差動増幅回路２６の出力信号と第３差動増幅回路の出力信号を切り換えてＡＤ変換する多チャンネルのＡＤＣが用いられる。同様に、第２ユニット２４のＡＤＣには、第２差動増幅回路２８の出力信号と第４差動増幅回路の出力信号を切り換えてＡＤ変換する多チャンネルのＡＤＣが用いられる。

このような第１ユニット２２では、測定処理（ｓ１０２）がＡＤＣの各チャンネルに対して実行される。これにより、第１ＭＣＵ３４は、第１差動増幅回路２６の出力に対応する第１電圧値と、第３差動増幅回路の出力に対応する第３電圧値と、を取得する。第２ユニット２４では、測定処理（ｓ２０２）がＡＤＣの各チャンネルに対して実行され、第２差動増幅回路２８の出力に対応する第２電圧値と、第４差動増幅回路の出力に対応する第４電圧値と、が取得される。

そして、通信処理（ｓ１０３，ｓ２０３）において、電界通信により第２電圧値と第４電圧値が第１ＭＣＵ３４に送信される。また、第１ＭＣＵ３４による減算処理（ｓ１０４）および比較処理（ｓ１０５，ｓ１０６）により、第１電圧値と第２電圧値の電位差に基づいて導線１２ａの劣化状態が判定され、第３電圧値と第４電圧値の電位差に基づいて他の導線の劣化状態が判定される。

＜変形例６＞
本実施形態のコネクタ付き伝送線は、絶縁体であるシース６４（図５）によって電線１２，１４が被覆された態様であっても構わない。すなわち、コネクタ付き伝送線はケーブルを備えても構わない。このような態様においては、シース６４の第１端部および第２端部の各々に電極が巻きつけられ、各電極を介して電界通信モジュール３８，４０がシース６４に対して容量結合される。そして、シース６４の表面に発生させた電界により信号を伝達する電界通信が行われる。すなわち、ケーブルを備えるコネクタ付き伝送線は、シース６４が電界通信の通信媒体となる。

＜変形例７＞
本実施形態に係るコネクタ付き伝送線は、図５に示されるように、電力用の電線１２,１４および信号線５４から成る電線群１１２を一纏めにして劣化状態を判定しても構わない。当該態様においては、電線群１１２の各端部における絶縁体１２ｂ，１４ｂ，５４ｂに巻きつけられる帯状電極５６，５８と、入力が当該帯状電極５６，５８に対して電気的に接続された第１フィルタ６０および第２フィルタ６２と、入力が各フィルタ６０，６２の出力に電気的に接続された第１ＡＤＣ３０および第２ＡＤＣ３２と、各ＡＤＣ３０，３２を制御可能に電気的に接続された第１ＭＣＵ３４および第２ＭＣＵ３６と、が第１ユニット２２および第２ユニット２４に設けられている。

帯状電極５６，５８は、例えば導体である銅がテープ状に形成された銅箔テープであり、絶縁体１２ｂ，１４ｂ，５４ｂに対する取付面に接着層が形成されている。この帯状電極５６，５８は絶縁体１２ｂ，１４ｂ，５４ｂを束ねるように巻き付けられている。このように帯状電極５６，５８が巻き付けられていることにより、帯状電極５６，５８は電線群１１２からの電波を受ける。

ここで、本変形例において、周辺機器を稼働させる前に帯状電極５６，５８が受ける電波は図６（ａ）に示す通りである。一方、周辺機器を稼働させた場合に帯状電極５６，５８が受ける電波は図６（ｂ）に示す通りである。各図を比較して分かるように、周辺機器を稼働させる前後において2kHz付近のスペクトラムに差異が生じており、周辺機器を稼働させた後には電圧が10dB程度増加することとなる。換言すれば、電線群１１２に劣化が生じると、電線群１１２の第２端部における当該増加分が減少する（停止させた状態の電圧に近づく）こととなり、本変形例では当該増加分の減少を検出することにより電線の劣化を検出しようとするものである。

したがって、第１ユニット２２と第２ユニット２４に設けられた両フィルタ６０，６２は、上記周波数成分の信号を取り出すように設定されており、同じ周波数帯域（通過帯域や阻止帯域）を有することが好ましい。なお、上記の通り本例における周辺機器では取り出すべき周波数成分は2kHzであるが、周辺機器に対して入力する信号や供給する電力の周波数に応じて当該取り出すべき周波数成分は適宜設定される。また、一般的に電力の周波数は信号の周波数に比べて低いことから、図７に示すように、電線群１１２における電力用の電線１２，１４から発せられる電波の周波数成分を取り出すためのローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ６０ａ，６２ａ）と、信号線５４から発せられる電波の周波数成分を取り出すためのハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ６０ｂ，６２ｂ）と、ＬＰＦ６０ａ，６２ａの出力信号をデジタル信号に変換するＬＰＦ用ＡＤＣ３０ａ，３２ａと、ＨＰＦ６０ｂ，６２ｂの出力信号をデジタル信号に変換するＨＰＦ用ＡＤＣ３０ｂ，３２ｂと、を設けて電線１２，１４と信号線５４の劣化を区別して検出するよう構成しても構わない。

図５に戻り、両フィルタ６０，６２から出力された信号は対応するＡＤＣ３０，３２によってデジタル信号へと変換されて、ＭＣＵ３４，３６へと入力され、ＭＣＵ３４，３６によって電圧値が取得されることとなる。ＭＣＵ３４，３６によって電圧値が取得されるまでのフローについては、上記の実施形態と同様に、同期処理（ｓ１０１）が実行された上で測定処理（ｓ１０２）により取得される。ここで、図７に示すように、ＬＰＦ６０ａ，６２ａ（電線１２，１４用のフィルタ）とＨＰＦ６０ｂ，６２ｂ（信号線５４用のフィルタ）を用いる場合には、ＬＰＦ６０ａ，６２ａにより取り出された信号から電圧を測定するための第１同期処理及び電力線測定処理が実行され、次いでＨＰＦ６０ｂ，６２ｂにより取り出された信号から電圧を測定するための第２同期処理及び信号線測定処理が実行される。

また、通信処理（ｓ１０３）では、電界通信を用いて、第２ユニット２４から第１ユニット２２に対して電圧値が送信されるが、２種類のフィルタ（ＬＰＦ６０ａ，６２ａおよびＨＰＦ６０ｂ，６２ｂ）が用いられる場合には、電力線測定処理において測定された電力線電圧値と、信号線測定処理において測定された信号線電圧値が送信される。そして、減算処理（ｓ１０４）では、第１ユニット２２の電力線電圧値から第２ユニット２４の電力線電圧値が減じられで電力用の電線１２，１４の電位差が求められ、第１ユニット２２の信号線電圧値から第２ユニット２４の信号線電圧値が減じられ信号線５４の電位差が求められる。

そして、第１比較処理（ｓ１０５）では、上記の減算処理（ｓ１０４）において求められた電線１２，１４の電位差と第１閾値との比較、及び信号線５４の電位差と第１閾値との比較が実行される。なお、この第１閾値は電線１２，１４と信号線５４のそれぞれに対して個別に設定されても構わない。比較の結果、いずれかの電位差が第１閾値より大きい場合には第２比較処理が実行される。第２比較処理では、電線１２、１４の電位差と第２閾値との比較、及び信号線５４の電位差と第２閾値との比較が実行される。なお、第２閾値値は電線１２，１４と信号線５４のそれぞれに対して個別に設定されても構わない。比較の結果、第１比較処理において大きいと判断された値が第２閾値よりも小さい場合には警告信号が出力される（ｓ１０７ａ）。一方、第２閾値よりも大きい場合には劣化信号が出力される（ｓ１０７ｂ）。

本変形例に係るコネクタ付き伝送線によれば、電線群１１２単位で劣化の有無を判定することができる。従って、電線群１１２を構成する電線の本数に応じて回路の部品点数やＭＣＵの処理数を増減させる必要がない。特に、多数の電線が複合した多芯ケーブルであっても同一の部品点数で構成できるので、ユニット２２，２４の肥大化を防止したり、製品コストの増大を抑制することができる。

なお、特定の周波数帯域を効率的に取り出すために、上記のＬＰＦ６０ａ，６２ａとＨＰＦ６０ｂ，６２ｂの両方または一方をバンドパスフィルタに代えても構わない。また、当該バンドパスフィルタは、取り出すべき周波数帯域をＭＣＵ３４，３６によって適宜設定可能となるようにＭＣＵ３４，３６と電気的に接続されても構わない。このように周波数帯域を適宜設定するためには、周辺機器の稼働前において、全ての周波数帯域についてバンドパスフィルタから出力された電圧値を取得し、メモリに一旦記憶させておき、周辺機器の稼働後に、再度、全ての周波数についてバンドパスフィルタから出力された電圧値を取得する。そして、各周波数について、一旦記憶させておいた電圧値と再度取得した電圧値の各々を比較して差異が判別可能（又は顕著）な帯域をバンドパスフィルタより取り出すべき周波数帯域として設定することができる。

＜変形例８＞
本実施形態に係るコネクタ付き伝送線は、図８に示されるように分岐型であっても構わない。当該コネクタ付き伝送線１００は、主制御回路２から第１周辺回路１０４に配線される第１電線群１１２ａと、主制御回路２から第２周辺回路１１４に配線される第２電線群１１２ｂと、を備えている。第１電線群１１２ａと第２電線群１１２ｂの第１端部は共に共通のコネクタ（以下、「共通コネクタ」という。）１１６を介して主制御回路２のコネクタ２ａに接続される。第１電線群１１２ａの第２端部はコネクタ１１８ａを介して第１周辺回路１０４のコネクタ１０４ａに接続される。また、第２電線群１１２ｂの第２端部はコネクタ１１８ｂを介して第２周辺回路１１４のコネクタ１１４ａに接続される。

ここで、第１電線群１１２ａのコネクタ１１８ａには上記の第２ユニット２４と同様のユニットが内蔵され、第２電線群１１２ｂのコネクタ１１８ｂにも上記の第２ユニット２４と同様のユニットが内蔵される。

共通コネクタ１１６には、第１電線群１１２ａにおける導線間の電圧を測定するための差動増幅回路と、第２電線群１１２ｂにおける導線間の電圧を測定するための差動増幅回路と、各差動増幅回路の出力信号をＡＤ変換する多チャンネルのＡＤＣと、第１電線群１１２ａおよび第２電線群１１２ｂに巻きつけられた電極を介して各電線群１１２ａ，１１２ｂに対して容量結合された電界通信モジュールと、ＭＣＵと、を備えるユニットが内蔵される。

共通コネクタ１１６内の電界通信モジュールは、第１電線群１１２ａの絶縁体１２ｂ，１４ｂを通信媒体としてコネクタ１１８ａ内の電界通信モジュールと通信を行い、コネクタ１１８ａ側における第１電線群１１２ａの導線間の電圧を受信する。また、共通コネクタ１１６内の電界通信モジュールは、第２電線群１１２ｂの絶縁体１２ｂ，１４ｂを通信媒体としてコネクタ１１８ｂ内の電界通信モジュールと通信を行い、コネクタ１１８ｂ側における第２電線群１１２ｂの導線間の電圧を受信する。

共通コネクタ１１６内のＭＣＵは、電界通信モジュールが受信したコネクタ１１８ａ側の導線間の電圧を取得すると共に、ＡＤＣを制御して、共通コネクタ１１６側における第１電線群１１２ａの導線間の電圧を取得する。そして、取得した２つの電圧の電位差に基づいて、第１電線群１１２ａの劣化状態を判定する。

さらに、共通コネクタ１１６内のＭＣＵは、電界通信モジュールが受信したコネクタ１１８ｂ側の導線間の電圧を取得すると共に、ＡＤＣを制御して、共通コネクタ１１６側における第２電線群１１２ｂの導体間の電圧を取得する。そして、取得した２つの電圧の電位差に基づいて、第２電線群１１２ｂの劣化状態を判定する。

＜変形例９＞
第１コネクタ１６および第２コネクタ１８は必須の構成ではなく、導線１２ａ，１４ａの第１端部を主制御回路２に直接接続しても構わない。又は、導線１２ａ，１４ａの第２端部を周辺回路４に直接接続しても構わない。すなわち、いずれか一方のコネクタのみ（例えば第１コネクタ１６のみ）を備える構成であればよい。このような態様においては、他方のユニット（例えば第２ユニット２４）は、接続された機器（例えば周辺機器）に内蔵されることとなる。

＜変形例１０＞
また、上記の点検装置２０に変えて通信装置を備えても構わない。通信装置は、第１ＭＣＵ３４および第１電界通信モジュール３８を有する第１ユニット２２と、第２ＭＣＵ３６および第２電界通信モジュール４０を有する第２ユニット２４と、を備える。第１ＭＣＵ３４は第１コネクタ１６を介してコネクタ２ａの制御用端子に接続され、第２ＭＣＵ３６は第２コネクタ１８を介してコネクタ４ａの制御端子に接続される。そして、第１ＭＣＵ３４は、制御端子から入力された制御命令を取得し、第１電界通信モジュール３８を制御して、当該制御命令を第２電界通信モジュール４０へと送信する。第２ＭＣＵ３６は、第２電界通信モジュール４０から制御命令を取得し、当該制御命令をコネクタ４ａの制御端子に対して出力する。このように、第１ＭＣＵ３４は、第１コネクタ１６が接続される機器からの入力を取得する取得部として機能し、第２ＭＣＵ３６は、電界通信を介して受信した情報を第２コネクタ１８が接続される機器に対して出力する出力部として機能する。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る伝送線は、第１コネクタ１６および第２コネクタ１８を備えていない点で第１実施形態と異なるが、その他の構成は第１実施形態と同一である。すなわち、本実施形態の伝送線は、絶縁体１２ｂに被覆された導線１２ａと、絶縁体１４ｂに被覆された導線１４ａと、導線１２ａ，１４ａの第１端部に配された第１ユニット２２と、導線１２ａ，１４ａの第２端部に配された第２ユニット２４と、を備えた構成となっており、導線１２ａ，１４ａの両端部は主制御回路２と周辺回路４に直に接続されている。第１ユニット２２および第２ユニット２４の動作フローも図４に示された第１実施形態の動作フローと同一である。なお、本実施形態に係る伝送線に上記の各変形例を適用しても構わない。

［第３実施形態］
第３実施形態は、図９に示されるように、公知のコネクタ付き電線２１２と、一対の中継器３００が用いられている点で第１実施形態とは異なっている。公知のコネクタ付き電線２１２は、導線１２ａ，１４ａ（図２）と、導線１２ａ，１４ａを覆う絶縁体１２ｂ，１４ｂ（図２）と、導線１２ａ，１４ａの両端部に設けられた一対のコネクタ２１６，２１８と、から構成されている。なお、当該コネクタ２１６，２１８には第１実施形態のユニット２２，２４は内蔵されていない。

一対の中継器３００は、コネクタ付き電線２１２と主制御装置の間に配される第１中継器３００ａと、コネクタ付き電線２１２と周辺機器の間に配される第２中継器３００ｂと、を備える。第１中継器３００ａは主制御装置とコネクタ付き電線２１２のコネクタ接続を中継し、第２中継器３００ｂは周辺機器とコネクタ付き電線２１２のコネクタ接続を中継する。

第１中継器３００ａは、コネクタ付き電線２１２の第１端部に設けられた第１コネクタ２１６に接続される電線側コネクタ３０２ａと、主制御装置内の回路（主制御回路２）に設けられたコネクタ２ａに接続される装置側コネクタ３０４ａと、を備える。電線側コネクタ３０２ａと装置側コネクタ３０４ａの間には電路３０６が設けられており、当該電路３０６を介して、対応するコネクタ端子が導通している。

同様に、第２中継器３００ｂは、コネクタ付き電線２１２の第２端部に設けられた第２コネクタ２１８に接続される電線側コネクタ３０２ｂと、周辺機器内の回路（周辺回路４）に設けられたコネクタ４ａに接続される装置側コネクタ３０４ｂと、を備えており、対応するコネクタ端子を導通させる電路（不図示）が電線側コネクタ３０２ｂと装置側コネクタ３０４ｂの間に設けられている。

ここで、一対の中継器３００には、ＭＣＵ３４，３６（図２）および電界通信モジュール３８，４０（図２）が内蔵されている。当該ＭＣＵ３４，３６および電界通信モジュール３８，４０は、各中継器３００ａ，３００ｂ内に設けられた電池（不図示）や主制御回路２から供給された電力により動作する。各電界通信モジュール３８，４０は、みの虫クリップなどの電極３０８を介して、コネクタ付き電線２１２の表面を形成する絶縁体１２ｂ，１４ｂ（図２）に容量結合されており、絶縁体１２ｂ，１４ｂを通信媒体とした電界通信を行う。

第１ＭＣＵ３４は、装置側コネクタ３０４ａを介して主制御回路２と通信可能に接続されており、周辺回路４に対する制御信号を主制御回路２から取得する。そして、第１ＭＣＵ３４は、制御信号を取得すると、第１電界通信モジュール３８を制御して、当該制御信号を第２電界通信モジュール４０へと送信する。

第２ＭＣＵ３６は、第２電界通信モジュール４０を制御して制御信号を受信する。そして、第２ＭＣＵ３６は、制御信号を受信すると、装置側コネクタ３０４ｂを介して当該制御信号を周辺回路２に送信する。

本実施形態によると、主制御回路２から周辺回路４に対する制御信号が電界通信により送信されるので、制御信号を送信するための信号線を別途設ける必要がない。また、他の機器や部品に対する影響も低減することが可能である。さらに、本実施形態では公知のコネクタ付き電線２１２を用いることができるので、電界通信を行うための電線を新たに準備する必要がない。

本実施形態では、公知のコネクタ付き電線２１２を例にして説明したが、公知のコネクタ付きケーブルを用いても構わない。当該コネクタ付きケーブルを用いる場合においては、一対の中継器２００の電界通信モジュール３８，４０はケーブルのシース６４に対して容量結合されることとなる。

また、本実施形態では、コネクタ付き電線２１２の端部の各々に中継器３００ａ，３００ｂを設けたが、例えば、周辺回路２内に電界通信モジュールを備える場合には、中継器３００ａのみであっても構わない。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、または変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

１０伝送線
１２，１４電線
１２ａ，１４ａ導線
１２ｂ，１４ｂ絶縁体
１６第１コネクタ
１８第２コネクタ
３８第１電界通信モジュール
４０第２電界通信モジュール
４６第１測定部
４８判定部
５０第２測定部
５２出力部
６０第１フィルタ
６２第２フィルタ
３００一対の中継器
３００ａ第１中継器
３００ｂ第２中継器

Claims

表面を形成する絶縁体、及び該絶縁体の内方に配された導線を含む伝送線であって、
前記導線の第１端部と第２端部にそれぞれ配されて、前記絶縁体を通信媒体として電界通信を行う１対の電界通信モジュールと、
前記第１端部および前記第２端部のそれぞれの前記絶縁体に巻き付けられる電極と、
前記電界通信モジュールの一方に接続され、前記電界通信により受信した情報又は該受信した情報の処理結果を出力する出力部と、を備え、
各電解通信モジュールは、対応する前記電極を介して前記第１端部または前記第２端部の絶縁体に対して容量結合されている伝送線。
表面を形成する絶縁体、及び該絶縁体の内方に配された導線を含む伝送線であって、
前記導線の第１端部と第２端部にそれぞれ配されて、前記絶縁体を通信媒体として電界通信を行う１対の電界通信モジュールと、
前記電界通信モジュールの一方に接続され、前記電界通信により受信した情報又は該受信した情報の処理結果を出力する出力部と、
前記第１端部の電圧を測定する第１測定部と、
前記第２端部の電圧を測定する第２測定部と、
前記第１端部の電圧と第２端部の電圧を取得して、該第１端部の電圧と該第２端部の電圧の電位差に基づいて前記導線の状態を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記一対の電界通信モジュールによる電界通信により前記第２端部の電圧を取得する伝送線。
前記第１測定部は、前記第１端部から生じる特定の周波数帯域における信号を抽出する第１フィルタを有し、当該抽出した信号に基づいて前記第１端部の電圧を測定し、
前記第２測定部は、前記第２端部から生じる特定の周波数帯域における信号を抽出する第２フィルタを有し、当該抽出した信号に基づいて前記第２端部の電圧を測定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の伝送線。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の伝送線と、
前記電界通信モジュールの一方および前記出力部を内蔵するコネクタと、
を備えるコネクタ付き伝送線。
表面を形成する絶縁体を有する電線またはケーブルの第１端部に設けられたコネクタと機器が有するコネクタとを中継する中継器であって、
前記第１端部の絶縁体に容量結合される電界通信モジュールを備え、
前記電界通信モジュールは、前記絶縁体を通信媒体として、前記電線または前記ケーブルの第２端部側に設けられた電界通信モジュールと電界通信を行うことを特徴とする中継器。