(57)【要約】【課題】通信を行う２つの装置の双方において静電気などによる通信回路素子の破壊を防止すると共に、２つの装置の電源をオンのまま通信ケーブルを接続／抜き取りできるようにして、通信ケーブル挿抜に伴う装置の立ち上げに要する時間を無くす。【解決手段】通信中継装置２０は、入力、出力の各通信ラインの信号を信号伝達素子であるフォトカップラ２５ａ、２５ｂを介して中継する。また、通信中継装置２０は、所定の通信ラインのデータに対応させて、電源２７からフォトカップラ２５ａ、２５ｂへ供給する電力のオン／オフの制御および切替回路２８に通信ラインの切り替えを行わせる制御回路２６を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信に先立って一方の機器への通信ケーブルの接続を要する２つの機器の間で所定の通信規格に基づいた通信を中継する通信中継装置であって、電気的には絶縁しつつ通信ラインのデータを中継する信号伝達部と、前記通信ラインの通信データに応じて前記通信ケーブルを接続する側の前記信号伝達部における信号伝達素子駆動電源のオンオフ制御を行う制御手段と、該制御手段の電源オンオフ制御に連動して前記通信ラインを切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする通信中継装置。
【請求項２】
前記信号伝達部における信号伝達素子駆動電源のオンオフ制御を前記通信ケーブルの接続を要しない機器側の通信ラインからのデータで行うことを特徴とする請求項１記載の通信中継装置。
【請求項３】
前記信号伝達部における信号伝達素子は、フォトカップラであることを特徴とする請求項１または２記載の通信中継装置。
【請求項４】
前記所定の通信規格はＩＥＥＥ１２８４であることを特徴とする請求項１、２または３記載の通信中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信中継装置に関し、特に通信ケーブル接続時に静電気等による回路素子の破壊を防止できる通信中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の生産ライン上にて、生産する製品の調整や検査のために、製品に外部の生産装置を接続して通信を行う場合がある。例えば生産現場では図６に示すように、生産ライン上を製品１００ａ、１００ｂ、１００ｃ・・・が次々搬送されてきて、外部生産装置であるパソコン１０に接続された通信ケーブル５０を接続して製品１台ずつ調整や検査を行っている。これらの製品１００は、立ち上げ（電源のオン）に時間がかかるため、通常は電源が入ったまま搬送されてくる。そのため、通信ケーブル５０の接続時においては、静電気や電源電圧の変動などによりパソコン１０あるいは製品１００に搭載されている通信回路素子等が破壊されることがしばしばある。
また、製品１００とパソコン１０との通信にはいろいろな通信規格が使用されるが、通信方式によっては、通信する機器の電源が入った状態では通信ケーブルの挿抜が出来ない規格もある（例えばＩＥＥＥ１２８４）。この場合、少なくとも製品の電源が落ちた状態で接続し、製品電源を立ち上げ、通信終了後電源を落として通信ケーブルを抜くという工程が必要となり、工数の増加と多大な待ち時間が出来てしまう。
【０００３】
ところで、各種電子装置においては、従来から静電気による回路素子の破壊という問題が知られている。この問題に対しては、入力側と処理側とを直接電気的に結合するのではなく、電気的には絶縁状態を保ち、信号のみを通過させるアイソレート型信号伝達素子などを用いる方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
この特許文献１によれば、前述のアイソレート型信号伝達素子にはフォトカップラが用いられている。また、供給する電源もＤＣ−ＤＣコンバータを用いて入力側と処理側とは絶縁されており、お湯の入っていない状態のとき衣服等に蓄積された静電気が、浴槽内に露出している受電端を通して心拍数演算を行う処理側の回路に侵入しないようにしている。
【特許文献１】特開２００３−２８４２３９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術は、静電気を蓄積している物は、人体や衣服等であり、本発明のように通信を行う２つの装置の双方が静電気を蓄積している状況とは異なり、そのまま適用するのは難しい。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、通信を行う２つの装置の双方において静電気などによる通信回路素子の破壊を防止すると共に、２つの装置の電源をオンのまま通信ケーブルを接続できるようにして、通信ケーブル挿抜に伴う装置の立ち上げに要する時間を無くすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、通信に先立って一方の機器への通信ケーブルの接続を要する２つの機器の間で所定の通信規格に基づいた通信を中継する通信中継装置であって、電気的には絶縁しつつ通信ラインのデータを中継する信号伝達部と、前記通信ラインの通信データに応じて前記通信ケーブルを接続する側の前記信号伝達部における信号伝達素子駆動電源のオンオフ制御を行う制御手段と、該制御手段の電源オンオフ制御に連動して前記通信ラインを切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の通信中継装置において、前記信号伝達部における信号伝達素子駆動電源のオンオフ制御を前記通信ケーブルの接続を要しない機器側の通信ラインからのデータで行うことを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の通信中継装置において、前記信号伝達部における信号伝達素子は、フォトカップラであることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３記載の通信中継装置において、前記所定の通信規格はＩＥＥＥ１２８４であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、静電気などによって通信を行う装置双方の通信回路素子の破壊を防止でき、更に装置の電源をオンのまま通信ケーブルを接続／抜き取りができるので、通信ケーブル挿抜に伴う装置の立ち上げに要する時間を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる通信中継装置の接続方法を説明する図である。同図に示すように、本発明の通信中継装置２０は、調整・検査時には、対象である製品１００と外部生産装置であるパソコン１０とを結ぶ通信路の間にあり、それぞれとは通信ケーブル５０ａ、５０ｂで接続される。製品１００およびパソコン１０には通信ケーブル５０ａ、５０ｂを接続するためのコネクタ（図示せず）が設けられている。また、通信中継装置２０は、図示しない商用電源の供給を受けて各部に電力を供給する独自の電源回路を備えている。なお、調整・検査が終了すると、製品１００のコネクタに接続された通信ケーブル５０ａを抜き取り、別の製品の調整・検査に先立って、通信ケーブル５０ａを対象商品のコネクタに接続するようになっている。
【０００９】
図２は、図１に示した通信中継装置２０の概略構成図である。同図は、図１と同じ向きになるように描かれており、紙面左方向が製品１００側で、通信ケーブル５０ａを、右方向がパソコン１０側で通信ケーブル５０ｂをつなぐようになっている。勿論、通信ケーブル５０ａ、５０ｂをつなぐためのコネクタを通信中継装置２０の筐体部に設けてもよい。
同図に示すように、通信中継装置２０は、入力、出力の各通信ラインの信号を信号伝達素子であるフォトカップラ２５ａ、２５ｂを介して中継している。また、通信中継装置２０は、所定の通信ラインのデータに対応させて、電源２７からフォトカップラ２５ａ、２５ｂへ供給する電力のオン／オフの制御および切替回路２８に通信ラインの切り替えを行わせる制御回路２６を備えている。切替回路２８は、すべての通信ラインを切り替えるわけではなく、切替回路２８を通らない通信ラインもある。
【００１０】
フォトカップラは電気的には絶縁状態を保ちつつ信号のみを光に変換して伝達する素子で、本発明の信号伝達の機能を果たす。また、フォトカップラの替りにフォトダイオードとフォトトランジスタ等との組み合わせで実現してもよい。なおフォトカップラの伝達する信号の方向は決まっている。本発明の通信中継装置２０では、制御回路２６によって、フォトカップラ２５ａ、２５ｂの通信ケーブルを挿抜する側（左側）の信号伝達素子に供給する電力を制御するようにしている。即ち、制御回路２６は、所定の通信ラインからのデータを検出したら、通信ケーブル５０ａを製品に接続してもよいように、フォトカップラ２５ａ、２５ｂの通信ケーブルを挿抜する側の信号伝達素子に供給する電力を停止する。電力の供給、停止を受ける信号伝達素子は、出力ラインのフォトカップラ２５ａでは受光側、入力ラインのフォトカップラ２５ｂでは発光側となる。なお、ここでの出力、入力はパソコン１０を基準にしている。
【００１１】
次に、図３を参照して制御回路２６と切替回路２８の構成と動作を説明する。
図３は、図２に示した制御回路２６と切替回路２８の機能ブロック図である。なお、この実施の形態では、使用する通信規格の例としてＩＥＥＥ１２８４を想定しているが、これに限定されるものではなく、シリアル通信規格のＲＳ２３２Ｃや他のパラレル通信規格にも適用できる。ＩＥＥＥ１２８４はパソコンには標準的に装備され、双方向の通信も可能な規格であり、調整・検査対象がプリンタなどの画像形成機能を持つ製品にも装備し易いという利点がある。
同図において、セレクトゲート３１が「nSelectIn」のアクティブ（以降Ｈｉと記す）を検出したら、Ｇからの「nInit」の信号線をＹ０からＹ１に切り替え、セレクトゲート３２のＡおよびセレクトゲート３３のＳにＨｉを伝える。
【００１２】
セレクトゲート３２はＡがＨｉになったので、Ｇに入ってくる「Data1」の信号線をＹ１からＹ０に切り替えて、トグルラッチ３４に「Data1」の信号が行くようにする。ここでは「Data1」としたが、他の出力ライン（「Data2」など）の信号線でもよい。
セレクトゲート３３では、ＳがＨｉになったので、「Select」の信号線Ｂを「電源確認」の信号線Ａに切り替えてＹから「Select」へ出力するようになる。このことにより、フォトカップラの挿抜側の通信伝達素子に供給する電源のオン／オフをパソコン１０から制御できるようになる。なお、「電源確認」は、製品１００からの信号ではなく、通信ケーブルを挿抜する側の信号伝達素子に電源が供給されているかを示す信号であって、この信号を取り込むことにより、電源のオン／オフをパソコン１０で確認できるようになっている。
ここで用いたセレクトゲート３１、３２、３３およびトグルラッチ３４は一般的なデジタルＩＣである。セレクトゲート３１、３２はデマルチプレクサと呼ばれ「７４ＡＬＳ１３９」として、セレクトゲート３３はデータセレクタで「７４ＡＬＳ１５７」、トグルラッチ３４はＪＫフリップフロップで「７４ＡＬＳ１１２」として市販されている。
【００１３】
図４は、本発明の通信中継装置の制御回路２６にかかる電源供給制御を行う部分のブロック図である。同図において、４０はリモートコントロール（ＲＣ）端子付きのＤＣ−ＤＣコンバータであり、ＶCCは、他の電源から供給される電力で、出力電圧ＶEEは前に述べたフォトカップラ２５の通信ケーブルを挿抜する側の通信伝達素子に供給する電力である。この出力電圧ＶEEは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０のＲＣ端子の電位でオン／オフの制御ができるようになっている。なお、フォトカップラ２５のパソコン１０側（通信ケーブル５０ｂ側）の通信伝達素子には、ＲＣ端子の電位にかかわらずＶCCの電源が供給される。
図４の３４は、図３に示したトグルラッチ３４で、セレクトゲート３２より入力された信号によりオン／オフを交互に繰り返す。このトグルラッチ３４の出力がＤＣ−ＤＣコンバータ４０のＲＣ端子に入力され、出力電圧ＶEEをオン／オフするようになっている。
【００１４】
次に、図５を参照して、本発明の通信中継装置における電源供給制御の動作を説明する。図５は、パソコン１０から電源供給を制御する際のフローチャートである。なお、この実施形態も通信規格としてＩＥＥＥ１２８４を使用した例である。
まず、「nSelectIn」をアクティブにする（ステップ５１）。すると、セレクトゲート３１の出力先が変更を受けて、「nInit」の信号が、通信相手の機器に行かずにセレクトゲート３２に行くようになる。続いて、「nInit」をアクティブにする（ステップ５２）。すると、セレクトゲート３２の出力先が変更を受けて、「Data1」の信号が通信相手の機器に行かずにセレクトゲート３２に行くようになる。次に「Data1」を使ってパルスを出力する（ステップ５３）。すると、このパルス信号はセレクトゲート３２を経由してトグルラッチ３４に送られ、トグルラッチ３４の出力が変化して、前述したＤＣ−ＤＣコンバータ４０の電源をオフ（またはオン）する。その後、「nInit」、「nSelectIn」を順次元に戻す（ステップ５４、５５）。
【００１５】
ＩＥＥＥ１２８４のニブルモード（特殊な回路を必要としない一番シンプルなモード）で送受信する場合は、全ての入出力ラインを使うため、送受信と関係のない動作をさせようとしても簡単には出来ない。そこで、パソコン１０から見て受信時には、「nInit」をアクティブにすることがないことから、送信(初期状態)モードから受信モードに切り替えるとき、まず、「nSelectIn」をアクティブにする。その後、ネゴシエーション動作という複雑な信号レベルのやりとりがあって、初めて受信モードとなるが、このネゴシエーションを実施しないで、「nSelectIn」を元に戻すと何も変化がなかったことになる。
また、受信時、「nInit」と「nSelectIn」を同時にアクティブにすることはないので、送信モード時、同時にアクティブにして、セレクトゲート３１からの出力を変化させ、ネゴシエーション動作に使う信号を別な信号に切り替える。このことにより、信号を変化させても、ネゴシエーション動作しない状態を作り出すことが出来る。
【００１６】
以上のようにして、挿抜側フォトカップラの通信伝達素子の電源をオフにして、安全に通信ケーブルを接続できる。また、接続した後は、再び同じ操作を繰り返せば、すべてのフォトカップラの通信伝達素子に電源が供給され通常の通信中継が行える。
以上、通信中継装置の構成および動作をＩＥＥＥ１２８４の通信規格を例に説明してきたが、他の通信規格のパラレル通信やＲＳ２３２Ｃなどのシリアル通信においても同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態にかかる通信中継装置の接続方法を説明する図である。
【図２】図１に示した通信中継装置２０の概略構成図である。
【図３】図２に示した制御回路２６と切替回路２８の機能ブロック図である。
【図４】本発明の通信中継装置の制御回路２６にかかる電源供給制御を行う部分のブロック図である。
【図５】パソコン１０から電源供給を制御する際のフローチャートである。
【図６】従来の調整・検査方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０…パソコン、２０…通信中継装置、２５、２５ａ、２５ｂ…フォトカップラ、２６…制御回路、２７…電源、２８…切替回路、３１、３２、３３…セレクトゲート、３４…トグルラッチ、４０…ＤＣコンバータ、５０、５０ａ、５０ｂ…通信ケーブル、１００…製品
【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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