(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量機能の他に外部との通信機能およびデータの処理機能を持つ計量器と、この計量器の計量器通信回路部から通信線を介して別の地点に設置されたインタェース部を備えた延長端子部と、前記計量器との通信，状態の制御が可能な計量用端末と、この計量用端末に接続され外部との通信インタフェースを司る端末通信回路部とを設け、前記計量器通信回路部と端末通信回路部とを電気的に接続する前記延長端子部に、前記計量用端末を伸縮可能な延長棒を介して接続することにより、前記延長端子部を高所に設置可能にするとともに、前記延長棒の先端部および前記延長端子部に相互の接続を容易にするためのガイド部を設けたことを特徴とする計量器の延長検針装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスメータ，水道メータ，電力量計などにおける計量および制御を遠方から行なうための計量器の延長検針装置に関する。
なお、工業用の用途としては、各種計測装置の計量／制御に利用することができ、例えばタンク内のレベル計測や、各種炉の温度制御などが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
以下、ガスメータの例で説明するが、水道メータや電力量計についても同様である。
ところで、これらのメータは検針員が巡回してメータの計量値を読み取ったり必要に応じて機能を停止するなどの操作を行なうものが多い。しかし、これらの検針業務は人件費が高く、また、屋内にメータがある場合は、家人から入室のための許可を得ることが難しくなって来ているなどの問題がある。
【０００３】
検針が難しい具体的な例としては、
（イ）電子的な防犯システムを備えており簡単には入れないようになっている
建物の増大
（ロ）夜間しか人がいないテナントビルの飲食店などの如く、検針時間が制限
される場合
（ハ）単身者所帯が多く訪問時間の確保が難しい場合
などがある。
【０００４】
このように、種々の状況変化の増大により人手による検針やメータ制御が困難となってきている。その対策として、メータに通信機能を持たせ、電話回線や電力線搬送技術を利用して、遠方から自動検針・制御を行なうようにしている。しかし、この方法は設備費用が高額であるため、その利用が制約されているのが現状である。
また、ガスメータ，水道メータでは地下や地上の低い位置に設置されることが多いため、多雪地帯ではこれらのメータが雪に埋もれてしまい、冬期には検針・制御が困難となる。このため、寒冷地ではこれらのメータを室内に設ける場合も多いが、こうすると上述のような入室の許可を得る必要が生じて、検針をし難くしてしまう。
【０００５】
以上のような問題を解決するには、室内や検針・制御し難い場所にあるメータの通信ポートの延長先に延長端子を設け、これを検針・制御がし易い屋外、特に玄関先や軒下などに設けることが考えられ、延長端子を設けること自体は公知である。ここでは、延長端子を利用する検針・制御装置を従来例と考え、以下、その問題点を探る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
延長端子部は意図の有無に関係なく、部外者に触れられない方が無難であり、そのためには人目につかず、しかも簡単には手が届かない場所に設けることが望ましい。また、雪などにより簡単に埋もれてしまわないようにすることも必要である。そこで、簡単に思い付くのが地上より高所に設置することであり、これにより、いたずらや誤った使用を防止することができ、雪などにより簡単に埋もれてしまわないようにすることが可能となる。ところで、延長端子部を高所に設置すると、検針員が携帯する計量用端末をこの延長端子部に接続するための何らかの手段（延長棒ともいう）が必要となる。
【０００７】
上述のような延長棒としては通常は長尺（１ｍ程度）のものが想定されるが、これを用いて高所に設置された延長端子部との接続操作をするのは必ずしも容易ではなく、そのための工夫が必要となる。また、延長棒を延長端子部に接続した後も、その状態の維持に検針員が掛かり切りになると検針や制御のための操作ができなくなるので、接続状態を維持するための手段も必要となる。
【０００８】
ところで、ガスメータ，水道メータでは電池電源で１０年間程度の動作を保証することを目標としている。このような電池動作のメータでは、電池の消費電力を低減するのが大きな課題の１つであり、したがって回路電流も極めて低い値に抑えられている。しかし、このような電流では計量用端末と延長端子部との接続部における接触信頼性も低下する。さらに、接続部が屋外に放置されるような状態では、表面の酸化や腐食によって電流が流れ難くなることも考慮すると、或る程度の大きさの電流を流す必要があり、そのための手当てをすることも必要となる。
【０００９】
以上では、計量用端末と延長端子部とを電気的に接続する電気接続方式を採用している。このような電気接続方式は安価に構成する最も良い手段であるが、延長端子部に雪や雨が侵入して接触部分が覆われてしまったり、また、濡れた状態でゴミが付着したりして、接触不能状態が発生する心配などがある。このため、計量用端末と延長端子部との間を非接触式とすることが考えられる。例えば、
（１）電磁気的結合方式
（２）光的結合方式
（３）無線方式
などがあるが、いずれも電気接続方式に比べて高価となる。
【００１０】
したがって、価格の点を無視して信頼性を重視するならば、上記のような非接触式とすることが望ましい。ただ、どの非接触式としても通信回路は必要で電池駆動が標準と考えられるため、この場合は電池寿命を如何に長くするかが問題となる。
以上のことを総合して、この発明の課題は延長端子部を高所に設置可能とすること、また延長端子部への接続を容易かつ確実にして信頼性を高めること、さらには延長端子部との結合を非接触式とした場合の電池寿命の増大などを図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決すべく、請求項１の発明では、計量機能の他に外部との通信機能およびデータの処理機能を持つ計量器と、この計量器の計量器通信回路部から通信線を介して別の地点に設置された通信インタフェース部を備えた延長端子部と、前記計量器との通信，状態の制御が可能な計量用端末と、この計量用端末に接続され外部との通信インタフェースを司る端末通信回路部とを設け、前記計量器通信回路部と端末通信回路部とを電気的に接続する前記延長端子部に、前記計量用端末を伸縮可能な延長棒を介して接続することにより、前記延長端子部を高所に設置可能にするとともに、前記延長棒の先端部および前記延長端子部に相互の接続を容易にするためのガイド部を設けるようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の実施の形態を示す外観図である。
すなわち、この発明による計量器の延長検針装置は、携帯端末１、補助器具内蔵の延長棒２、延長端子部３および計量器としての通信機能付きガスメータ（汎用マイコンメータともいう）４などから構成される。なお、５は家屋等の壁、６１，６２は通信線を示す。
図２に図１を部分的に拡大した例を示す。ここでは、通信線６１を介して携帯端末１と接続されるパイプ式の延長棒２にコネクタおよび電極を設け、延長端子部と接続し得るようにしている。
【００１３】
図１の延長棒および延長端子部の内部回路は、例えば図３の如く構成される。  すなわち、延長棒２にはＴｘＤ，ＲＴＳ，ＤＴＲ，ＲｘＤなどの各種ポート、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１，２３およびマイクロコンピュータ（１チップマイコンともいう）２２などからなる補助器具回路部２Ａが設けられ、延長端子部３には発光ダイオードとフォトトランジスタを組み合わせたフォトカプラＰＣ１，ＰＣ２等からなる回路部としてのインタフェース部３Ａが設けられる。
【００１４】
携帯端末１の通信機能は、通常のＲＳ−２３２Ｃなどの標準的なインタフェースによる通常のデータフォーマットで構成する。ところで、ガスメータ，水道メータの通信回路の如く電池で１０年間も動作させることを目標とするものでは、通信ライン（Ａラインともいう）６２の回路電流は、フォトカプラＰＣ１，ＰＣ２のフォトトランジスタがオンした状態で０．１ｍＡ以下、発光ダイオードの通電電流でも１〜２ｍＡと低い。このため、フォトトランジスタ回路に電流増幅用のトランジスタ回路ＴＲを設けて信号電流を増大し、しかもマイコンガスメータ４側の動作特性には影響を与えないなどの工夫がなされている。
【００１５】
また、補助器具回路２Ａには電池電源を設け、携帯端末１とのインタフェース回路２１を設けていることから、携帯端末１と１チップマイコン２２との間の通信信号は、標準的なＴｘＤ，ＲＴＳ，ＤＴＲ，ＲｘＤなどの各種ポートを介して結合される。また、１チップマイコン２２には、対象とするメータに合う通信プロトコルに適合するような通信フォーマットに読み替えるソフトウエア機能を持たせている。なお、補助器具回路２Ａをここでは延長棒２に設けているが、延長棒２とは独立に、または、携帯端末１内部に設けるようにしても良く、電源も携帯端末１の電源を用いるようにしても良い。
【００１６】
図４に延長端子部の構造例を示す。同図（イ）は外観図、（ロ）は断面図である。同図において、３１は防水ケース、３２は電極（メス）、３３はコネクタ、３４は電極（オス）、３５は延長棒挿入ガイド、３６は延長端子の回路部としてのインタフェース部を備えたプリント板である。
この延長端子部３は、一般の人の手に触れにくい高所に取り付けられ、メータの検針・制御を行なう人は、延長棒２を用いて接続する。このため、屋外の軒下などに取り付けられ、壁を貫通した通信ライン（Ａライン）が汎用マイコンガスメータとつながっている。防水ケース３１は延長端子の電気接続部に雨や雪が掛からないように保護するために設けられている。
【００１７】
また、離れた場所から電気的な接続を行なうのは難しく、このため延長棒挿入ガイド３５が設けられており、延長棒２の先端を曲面加工したりしてエッジ部がないように形成されている。このため、延長端子部３の下面に延長棒２を押し当てそこから押し上げることにより、メス電極３２にオス電極３４がスムースに挿入接続されるようになる。コネクタ３３はここでは延長端子側にメス電極３２、延長棒側にオス電極３４を配置して構成されるが、このような構成に限定されないことはいう迄もない。
【００１８】
こうすることにより、延長棒２の長さが長くても接続操作性を低下させることがなく、実用に充分に供することが可能となる。なお、延長棒２の長さは図２のような固定式でも良く、またはラジオのアンテナやカメラの三脚のように伸縮自在（可変長式）とすることも可能である。
図５，図６に可変長式延長棒の具体例を示す。図５は伸縮棒を用いる例で、同図（イ）は伸縮棒を伸ばした状態、同（ロ）は縮めた状態を示す。図６は折り畳み棒を用いる例で、同図（イ）は折り畳み棒を伸ばした状態、同（ロ）は畳んだ状態を示している。
【００１９】
携帯端末とメータ間の通信は一般に、１分間程度必要である。この間、延長棒２を電気的接続を維持し得るよう手で持ちながら保持することは、携帯端末で検針・制御のための操作も行なうことを考慮すると、人間工学上の観点からも好ましくない。通信の途中で接続が外れると通信失敗となり、再操作が必要となり作業効率が低下する。そこで、この発明では磁石同志の結合や、磁石と磁性体（金属）を用いた保持機構を採用することが望ましい。なお、その具体例は図７で後述する。
【００２０】
以上では、補助器具回路（結合回路Ａ）と延長端子の回路部としてのインタフェース部（結合回路Ｂ）とを有接点式により電気的に接続するようにしているが、その結合を非接触式にすることができる。非接触式の特徴は、結合部の汚れや雨，水分があっても影響が少ない、また、雪や氷が結合部に付着して結合が不完全（密着しない）な状態であっても、通信が可能になり信頼性が高いという利点を有することである。
【００２１】
図７は電磁結合方式の例である。なお、同図（イ）は全体構成図、（ロ）はＲ／Ｗヘッドと通信ボックスの断面図、（ハ）はＲ／Ｗヘッドの回路図、（ニ）は通信ボックスの回路図をそれぞれ示している。
すなわち、汎用マイコンが通信線（Ａライン）を経て屋外の通信ボックスに接続され、これに対応してＲ／Ｗヘッドが設置される。ここでは、Ｒ／Ｗヘッド側には磁石、通信ボックス側には鉄（磁石を含む磁性体であれば良い）がそれぞれ配置され、Ｒ／Ｗヘッドと通信ボックスが磁気吸引力で適切な位置関係を保持できるようになっている。これは、一定品質の通信を確保するためである。Ｒ／Ｗヘッドを、ここではリード線で結合しているが、先の例のように延長棒を利用して取り付けるようにしても良いことは勿論である。
【００２２】
ここでの電磁結合は、円形ポットコアを介して高周波トランスにより結合されている。その結合は、通常のトランスとは違って粗な結合であり、ポットコア間で例えば１〜２ｃｍ（場合によっては１０ｃｍ〜１ｍ）の距離をもって結合される。また、ポットコアのコイルは図７（ハ），（ニ）に示すように、送信コイル受信コイルおよび二次コイルの３巻線で構成されている。
【００２３】
携帯端末との通信インタフェースとしてはＴｘＤ，ＲＴＳ，ＤＴＲ，ＲｘＤで示すように、携帯端末からの送信データはＴｘＤにデータをＤＴＲで送信状態にセットし、ＡＳＫ変調された信号はコンデンサを介して送信コイルに送られ、二次コイルからの出力でＡＳＫ検波し、コンパレータでＲｘＤ信号を作って汎用マイコンの通信ライン（Ａライン）に送出する。
なお、通信ボックス側には電源がないので、二次コイルの出力を整流することにより、ＡＳＫ検波などの送・受信回路の電源を形成している。こうすることで延長端子側には電池が不要となり、電池寿命の心配がない。
【００２４】
携帯端末が汎用マイコンからデータを受信するには、まず、携帯端末からＲＴＳ信号が出力され、それがＡＳＫ変調され送信コイルに与えられる。この信号は一般にハイレベルの出力とし、二次コイル側のＦＥＴトランジスタのオン／オフによって変調される。ＦＥＴトランジスタのオン／オフは、汎用マイコンからの送信データがＡラインインタフェース（ｉ／Ｆ）を介してＴｘＤ信号となり、このＴｘＤ信号でＦＥＴトランジスタをオン／オフする。このＦＥＴトランジスタのオン／オフ状態は図７（ハ）の受信コイルとそのＡＳＫ検波回路およびコンパレータを通しＲｘＤ信号として、携帯端末に送られる。これらの通信制御は、予め定められたタイミングでデータのやりとりが行なわれており、これらのタイミングは通信プロトコルとして決められている。
図７（ロ）に示すように、ここではＬＥＤが設けられているが、これは通信ボックス側の回路が正しく動作しているかどうかを表示するためのものである。
【００２５】
図８に赤外線結合方式の例を示す。
基本的な動作は電磁結合方式の場合と同様であり、異なる点は図７の例がポットコアによる電磁結合であるのに対し、図８に示すものはテレビのリモコンと同じく赤外光による結合という点である。すなわち、赤外光の場合、発光ダイオードからの出力は受光ダイオードで受光されたのちＡＳＫ検波され、Ａラインを介して汎用マイコンへ送信される。なお、図８（イ）が携帯端末側の回路構成を示し、同（ロ）が汎用マイコン側の回路を示している。
【００２６】
図８（ハ）は電源回路を示しており、これは延長端末部内（汎用マイコン側）に設けられている。これを常時使用すると電池の寿命が短くなるので、ここでは延長端末内にリードスイッチを設け、これに手で磁石を近づけるか、または、延長棒の先に取り付けた磁石を近づけることでオンとし、例えばタイマ回路を起動するようにする。タイマとしては、タイマ用ＩＣ（集積回路）やマイコンなどを用いることができる。これにより、電池の消費電力を大幅に減少させることができる。なお、太陽光は赤外光を含んでいるので、受光ダイオードに太陽光が当たるとこれが飽和してしまい、交信が不能となる。そこで、図９に示すように発／受光部を斜めにし、太陽光の直射を避けるなどの工夫が別途必要になる。
【００２７】
図１０に無線通信方式の例を示す。
ここでは、図１０（イ）のように汎用マイコンの上部に検針用無線機を取り付けるとともに、図１０（ロ）のように携帯端末側にも検針用無線機を取り付けることで、遠方からの通信を可能とするものである。無線機としては、例えば特定小電力無線機やスペクトラム拡散用無線機などを利用できる。これらの無線機は、メーカが技術基準に適合するように製作し、検定に合格すれば使用場所に無線技術者が居なくても自由に使用できるという利便さがある。
【００２８】
【発明の効果】
この発明によれば、下記のような効果を期待することができる。
（１）延長棒を用いて携帯端末と延長端子部とを接続することにより、メータからの延長端子を通常では手の届かない高所に配置することができ、その結果、いたずらや誤った使用を回避できる他、雨や雪のかかりにくい軒下等に設置できることから、長期間の信頼性維持に役立てることができる。
（２）延長端子部の接続構造に延長棒の先端部がスムースに挿入できるようなガイド機構を設けることにより、携帯端末の延長端子部への接続を離れた場所からでも容易に行なうことが可能となる。また、ガイド機構を設けることで正しい位置への挿入が容易となるので、結合部分の破損を減らすことができ信頼性が向上する。
【００２９】
（３）延長棒の有無に関わらず、携帯端末と延長端子部との接続状態の保持、特に長時間の保持は困難である。このため、磁石を用いて携帯端末と延長端子部との接続状態を保持することで、接続部分を自動的に保持可能とする。接続状態の保持に人手を用いる必要を無くすかまたは少なくできるので、検針等の操作が容易となり操作性能が向上する。また、結合はずれの発生等による再接続回数の増大を防止することができる。
（４）端末通信回路部に電流の増幅（増大）手段を設け、電極に流れる動作電流を増大させることで、接触信頼性を増大させる。
【００３０】
（５）携帯端末と延長端子部との結合に電磁式，赤外線式または無線式を含む非接触通信方式を利用するようにしたので、携帯端末からの結合の自由度や操作性を向上させることができる。ただし、非接触通信を行なうためには、延長端子側に電源が必要となる。その電源の多くが電池で構成されるが、その電池電源回路にリードスイッチとタイマ回路などを用い、通信の開始時に磁石を近づけることによって自動的に起動させ、一定時間後に通信を終了させることにより電池の消費電力を大幅に減らし、電池寿命を大幅に増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態を示す外観構成図である。
【図２】図１の部分拡大例を示す拡大図である。
【図３】図１の補助器具および延長端子部の内部回路例を示す回路図である。
【図４】図１に示す延長端子部の構造説明図である。
【図５】可変長式延長棒の１例を示す構造図である。
【図６】可変長式延長棒の別の例を示す構造図である。
【図７】電磁結合式検針装置の説明図である。
【図８】赤外線結合式検針装置の説明図である。
【図９】図８における太陽光の直射回避構造説明図である。
【図１０】無線結合式検針装置の説明図である。
【符号の説明】
１…携帯端末、２…延長棒、２Ａ…補助器具回路部、３…延長端子部、３Ａ…インタフェース部（延長端子回路部）、４…計量器（ガスメータまたは汎用マイコンメータ）、５…壁、２１，２３…インタフェース（Ｉ／Ｆ）、２２…マイコン、３１…防水ケース、３２，３４…電極、３３…コネクタ、３５…延長棒挿入ガイド、３６…プリント板、６１，６２…通信線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003582227.tif 000009
【図９】
0003582227.tif 000010
【図１０】
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