(57)【要約】【課題】制御機器や配線をシンプルにすることができ、設置工事およびメンテナンスが容易なモータダンパの制御システムを提供する。【解決手段】空調用のメインダクト１１から分岐された空調ダクト１４に設けるモータ駆動の第１ダンパ１６と、排気用のメインダクトから分岐された排気ダクト１５に設けるモータ駆動の第２ダンパ１７と、排気ダクト１５内を流れる空気の温度を検出するセンサ１９と、そのセンサ１９の出力に基づいて第１ダンパ１６および第２ダンパ１７の開閉状態を制御するアクチュエータ２０、２１とを備えている制御システム１０。アクチュエータ２０、２１には、信号を送るための光ファイバーケーブルと、その周囲に設けた駆動電力を流すための２重の導電層を備えた同軸タイプのハイブリッドケーブル２３が連結され、アクチュエータ２０、２１同士は渡り配線されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温風または冷風を室内へ流入させるための空調ダクトに設けるモータ駆動式の第１ダンパと、空気を室内から流出させるための排気ダクトに設けるモータ駆動式の第２ダンパと、前記排気ダクト内を流れる空気の特性を検出する検出手段と、その検出手段の出力に基づいて第１ダンパおよび／または第２ダンパの開閉状態を制御する制御部とを備えているダンパ制御システム。
【請求項２】
前記空調ダクト内を流れる空気の特性を検出する第２検出手段を備えており、前記制御部が、前記検出手段と第２検出手段の出力に基づいて第１ダンパおよび／または第２ダンパの開閉状態を制御する請求項１記載のダンパ制御システム。
【請求項３】
前記第１ダンパの制御部および第２ダンパの制御部に、光ファイバーケーブルと、その周囲に設けた第１導電層と、その周囲に絶縁層を介して設けた第２導電層とからなるハイブリッドケーブルが連結されている請求項１記載のダンパ制御システム。
【請求項４】
メインダクトと室内との連結するダクトに介在されるモータダンパ本体と、前記ダクト内を流れる空気の特性を検出する検出手段と、その検出手段の出力に基づいて前記ダンパの開閉状態を制御する制御部とを備えているセンサ付のモータダンパ。
【請求項５】
前記制御部が外部との通信機能を備えている請求項４記載のセンサ付のモータダンパ。
【請求項６】
流体の流れを制御するバルブと、そのバルブの開閉を駆動するモータと、前記流体の特性を検出する検出手段と、その検出手段の出力に基づいてバルブの開閉を制御する制御部と、その制御部に連結されるハイブリッドケーブルとからなり、
そのハイブリッドケーブルが、光ファイバーケーブルと、その周囲に設けた第１導電層と、その周囲に絶縁層を介して設けた第２導電層とからなるバルブ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダンパ制御システム、センサ付のモータダンパおよびバルブ制御システムに関する。さらに詳しくは、建物内に設けられる空調用および排気用のメインダクトと室内とを連結するダクトを開閉するモータダンパの制御システム、それに好適に用いられるセンサ付のモータダンパ、およびバルブ制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第２７７９５６８号
【特許文献２】特許第３０４４０１４号
【特許文献３】特開２００２−２３７２２６
【０００３】
特許文献１には、室内の上部と下部にそれぞれ連通する第１開口部および第２開口部と、排気通路に連通する第３開口部を備え、モータ駆動により第３開口部を第１開口部または第２開口部のいずれかに選択的に連通させうる遮蔽板を備えたモータダンパ（流体通路切換装置）と、室内の温度を検出し、所定温度より高い場合には、第１開口部と第３開口部とを連通させて室内の上部から高温の空気を排気し、低い場合は第２開口部と第３開口部とを連通させて室内の下部から低温の空気を排気する換気システムが開示されている。このものは室内の温度を検出してモータダンパを制御する。
【０００４】
特許文献２には、モータを制御する制御部と、ホストコンピュータと信号をやりとりする通信線と、モータに電源を供給する電源線とを備え、ホストコンピュータからの指令でダクトの開度を制御するネットワーク型のモータダンパの制御システムを開示している。さらに複数台のモータダンパの間を順に渡り配線で連結することも開示されている。このシステムでは、１本の信号線で複数台のモータダンパを統一的に制御することができ、また、分散して制御することもできる。
【０００５】
特許文献３には、１本の光ファイバーケーブルを中心とし、その周囲に２本または３本の電源線を螺旋状に撚り合わせた複合ケーブルが開示されている。このものは１本の複合ケーブルを配線するだけで、信号線と電源線を配線することができる。そのため配線工事が簡単になる。
【０００６】
従来の室内の温度を検出する検出手段は、一般的にはスペースの節約や、制御機器に接近させるなどのために、室内の壁面に設けたコントロールボックス内に収納している。また、居住する人が感ずる温度をもっとも適切に反映させるため、天井から吊り下げるペンダント型の温度センサで室内の中心部の温度を検出することも行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のモータダンパは、１個のダンパを切り換えて、室内の下部の低温の空気あるいは上部の高温の空気を排出することができ、それにより省エネルギを達成できる。しかし積極的に室内を暖房したり冷房したりする空調については制御対象としていない。そのため、空調制御を行う場合は、空調管路と排気管路を別個に制御することになり、制御機器などが重複し、無駄が多くなりがちである。他方、特許文献２のモータダンパ制御システムは、信号線と電源線とを別個に配線する必要があるので、配線工事が煩雑である。このようなダンパ制御システムに対し、特許文献３の複合ケーブルを用いると、配線工事が容易になる。しかしこの複合ケーブルは光ファイバーケーブルの周囲に２〜３本の電源線を撚り合わせたものであるので、可撓性が乏しい。そのため屈曲部や湾曲部の配線工事が厄介である。
【０００８】
さらに前記室内の壁面にコントローラを設け、そのコントローラに内蔵した温度センサや、ペンダント型の温度センサとモータダンパの制御部との間を配線する場合、前記複合ケーブルを用いるにしても、設置工事やメンテナンスがかなり厄介である。また、液体などの流れを制御するバルブについても、モータで開閉するバルブが用いられているが、これらのバルブの配線についても、配線工事が厄介であり、メンテナンスが大変である。
【０００９】
本発明は制御機器や配線をシンプルにすることができ、設置工事およびメンテナンスが容易なモータダンパの制御システム、それに用いるモータダンパおよび配線工事やメンテナンスが容易なバルブ制御システムを提供することを技術課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のダンパ制御システム（請求項１）は、温風または冷風を室内へ流入させるための空調ダクトに設けるモータ駆動式の第１ダンパと、空気を室内から流出させるための排気ダクトに設けるモータ駆動式の第２ダンパと、前記排気ダクト内を流れる空気の特性を検出する検出手段と、その検出手段の出力に基づいて第１ダンパおよび／または第２ダンパの開閉状態を制御する制御部とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このようなダンパ制御システムにおいては、前記空調ダクト内を流れる空気の特性を検出する第２の検出手段を備えており、前記制御部が、前記検出手段と第２検出手段の出力に基づいて第１ダンパおよび／または第２ダンパの開閉状態を制御するものが好ましい（請求項２）。
【００１２】
さらに前記第１ダンパの制御部および第２ダンパの制御部に、光ファイバーケーブルと、その周囲に設けた第１導電層と、その周囲に絶縁層を介して設けた第２導電層とからなるハイブリッドケーブルが連結されているものが一層好ましい（請求項３）。
【００１３】
本発明のセンサ付モータダンパ（請求項４）は、メインダクトと室内との連結するダクトに介在されるモータダンパ本体と、前記ダクト内を流れる空気の特性を検出する検出手段と、その検出手段の出力に基づいて前記ダンパの開閉状態を制御する制御部とを備えていることを特徴としている。前記制御部は、外部との通信機能を備えているものが好ましい（請求項５）。
【００１４】
本発明のバルブ制御システムは、流体の流れを制御するバルブと、そのバルブの開閉を駆動するモータと、前記バルブを流れる流体の特性を検出する検出手段と、その検出手段の出力に基づいてバルブの開閉を制御する制御部と、その制御部に連結されるハイブリッドケーブルとからなり、そのハイブリッドケーブルが、光ファイバーケーブルと、その周囲に設けた第１導電層と、その周囲に絶縁層を介して設けた第２導電層とからなることを特徴としている（請求項６）。
【００１５】
【作用および発明の効果】
本発明のダンパ制御システム（請求項１）は、排気ダクトを流れる空気の特性、たとえば温度やＣＯ２濃度などを検出手段で検出し、その検出値に基づいてダンパの開度などを制御する。すなわち本発明では、室内から流れ出る空気を検出することにより、室内全体の空気のいわば平均的な値を代表値として検出し、それに基づいて制御することになる。従来のように室内の特定の位置に温度センサなどを配置すると、室内の位置によって温度差が大きい場合は、室内全体を代表せず、片寄った検出値になりがちである。また、正確に検出しようとすると、多数のセンサを設ける必要があり、配線工事などが厄介になる。本発明のように排気ダクトに検出手段を設けると、１カ所でいわば全体の代表値を検出できるので、比較的正確な値に基づいて制御することができ、しかも配線工事が簡単である。また、検出手段と各ダンパとが接近するので、配線作業が一層容易になる。
【００１６】
前記検出手段の検出値に応じて、第１ダンパの開閉状態を制御すると、冷気や温風などの室内への送り込み流量が直ちに増減し、それにより室温などの特性を目的とする値に迅速に近づける目標制御が可能になる。他方、第２ダンパの開閉状態を制御する場合は、排気流量の増減に応じて第１ダンパを通過する流入流量を間接的に制御することができる。それにより穏やかな目標値への接近をもたらす目標制御が可能になる。さらに両方のダンパの開閉状態を制御する場合は、迅速かつ適切な目標制御を行うことができる。
【００１７】
排気ダクト内を検出する検出手段に加えて、空調ダクト内を流れる空気の特性を検出する第２の検出手段を備えたダンパ制御システム（請求項２）は、空調ダクトから流入してくる空気の温度やＣＯ２濃度などを検出することができる。たとえば排気ダクトから流出する空気の特性と空調ダクトから流入する空気の特性を比較することにより、室内にいる人数、人の出入りの多寡などを間接的に把握することができ、それらの推定値に応じた制御が可能になる。そのため、室内の状態の制御を一層正確に行うことができる。また、空調ダクトと各ダンパの距離は接近しているので、それらの間の配線工事が容易である。
【００１８】
前記第１ダンパの制御部および第２ダンパの制御部に、光ファイバーケーブルと、その周囲に順に設けた第１導電層と、その周囲に絶縁層を介して設けた第２導電層とからなるハイブリッドケーブルが連結されている場合（請求項３）は、各ダンパを開閉駆動するモータなどの動力部に対しては、第１導電層および第２導電層によって駆動電流を送ることができ、制御部には光ファイバーケーブルによって制御信号を送ることができる。そして１本のハイブリッドケーブルの配線だけで、制御信号の信号線と動力線とを同時に配線工事することができる。したがって配線工事が容易である。また、多数のダンパを制御する場合、各ダンパ同士をハイブリッドケーブルによって順次渡り配線で連結していくことにより、１台の集中制御盤からすべてのダンパに配線する場合に比して、配線工事を大幅に簡易化することができる。さらに光ファイバーケーブルは、銅線に比して通信速度が大幅に増大するので、１台のダンパの下に多数のアクチュエータを接続しても、通信速度が低下するおそれはほとんどない。
【００１９】
本発明のセンサ付モータダンパ（請求項４）は、モータダンパと、ダクト内に設けるセンサと、そのセンサからの信号に基づいてモータダンパの開閉を制御することができる。さらにセンサと制御部との結線やモータと制御部との結線をあらかじめ行っておくことができる。そのため、前記ダンパ制御システムを構成する場合に、施工工事が一層容易になる。
【００２０】
前記制御部    外部との通信機能を有する場合（請求項５）は、その制御部により、他のダンパのモータを制御したり、外部から設定値を与える信号を受けて制御部の働きを調節することができる。したがってローカルエリアネットワーク（以下、単にＬＡＮという）にも容易に対応することができる。
【００２１】
本発明のバルブ制御システム（請求項６）は、制御部に光ファイバーケーブルと二重の導電層とを備えているので、２層の導電層で駆動電流を送ることができ、光ファイバーケーブルで制御信号を送ることができる。そのため、１本の配線を行うだけで、信号線と動力線の両方を配線することができる。そのため、設置工事が容易である。また、光ファイバーケーブルで信号を伝達するので、多量の信号を高速で伝達することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のダクト制御システムの実施の形態を説明する。図１は本発明の制御システムの基本的な実施形態を示す配管・制御系統図、図２および図３はそれぞれその制御システムを用いたＬＡＮシステムの要部回路図および全体回路図、図４は図１の制御システムに用いられるモータダンパの回路図、図５ａおよび図５ｂはそれぞれ図１の制御システムに用いられるハイブリッドケーブルの一実施形態を示す斜視図および断面図、図６は図１の制御システムを備えた建物の一実施形態を示す概略系統図、図７ａおよび図７ｂはそれぞれ図１のダンパ制御システムに用いられるメインダクトの一実施形態を示す斜視図、図８は本発明のバルブ制御システムの一実施形態を示す配管・制御系統図、図９は本発明のアクチュエータの他の実施形態を示す回路図、図１０は本発明の制御システムを用いた防火設備の実施形態を示す配管・制御系統図である。
【００２３】
図１に示す制御システム１０は、建物の天井などに配置される空調用のメインダクト１１および排気用のメインダクト１２と、それらのメインダクトと室内１３とを連結する空調ダクト１４および排気ダクト１５と、前記空調ダクト１４の途中に介在される第１ダンパ１６と、排気ダクト１５の途中に介在される第２ダンパ１７とを備えている。さらに空調ダクト１４および排気ダクト１５には、その中を通る空気の状態、たとえば温度、湿度、ＣＯ２濃度を検出するセンサ１８、１９が連結されている。そして第１ダンパ１６および第２ダンパ１７には、それぞれダンパの開閉を制御するアクチュエータ２０、２１が連結されている。
【００２４】
それらのアクチュエータ２０、２１は、光ファイバーケーブルと２本の導電線ないし２層の導電層とを組み合わせたハイブリッドケーブル２３により渡り配線されている。第１ダンパのアクチュエータ２０は、さらに図２に示すように、ハイブリッドケーブル２３によってハブ２４に連結され、そのハブ２４は、さらに図３に示すように、ハイブリッドケーブル２５によって他のハブ２６、２７に渡り配線されている。そして最後のハブ２７は、たとえば光ファイバーケーブルなどの通信線２８を介してファイルサーバー２９に連結され、さらにウエブサーバー３０を介してインターネットに接続されている。前記ハブ２４、２６、２７は、いずれも電源線を接続して電源供給をするための電源部と、通信線を接続する通信部とを備えたハイブリッドハブである。通信部は通常のハブでもよいが、特定のアドレスの線に信号を送るスイッチングハブ、ルータあるいはＤＨＣＰサーバーの機能を備えているものが好ましい。
【００２５】
他方、第１ダクトのアクチュエータ２０の下部には、ハイブリッドケーブル３１を介してルーター機能付きのＵＳＰ３２が連結され、室内１３の他の機器に電源を供給したり、インターネットやＬＡＮの情報端末に接続できるようにしている。それによりたとえば室内のパソコンなどの情報端末から、アクチュエータ２０、２１に対して温度設定などを行うことができる。また、図３のファイルサーバー２９によって、建物全体のアクチュエータの集中的な管理を行うこともできる。ファイルサーバー２９は、情報端末が追加あるいは減少したときに自動的にプライベートＩＰアドレスを振り当て直す機能を備えたもの（ＤＨＣＰサーバーなど）が好ましい。それにより全体としてＴＣＰ／ＩＰのプロトコルなどによるＬＡＮを構築することができる。
【００２６】
前記図１の空調用のメインダクト１１および排気用のメインダクト１２としては、従来公知のもの、たとえば亜鉛メッキ鋼板を断面矩形状あるいは円状に形成した管状体（図７ａの符号１１参照）が用いられる。空調用のメインダクト１１は、熱交換機や送風用のファンを備えた空気調和ユニット（空調機。図６の符号６５参照）が連結され、周囲の気圧より高い正圧にされている。そしてそのメインダクト１１から空調ダクト１４が分岐されて室内１３と連結している。空調ダクト１４についても、従来のものと同じもの、たとえば亜鉛メッキ鋼板を断面矩形状あるいは円状に形成した管状体が用いられる。
【００２７】
他方、排気用のメインダクト１２には、外部へ排気する排気ファン（図６の符号６７参照）が連結され、周囲の気圧より低い負圧にされている。そしてそのメインダクト１２から排気ダクト１５が分岐されて室内１３と連結している。排気ダクト１５についても、従来のものと同じもの、たとえば亜鉛メッキ鋼板を断面矩形状あるいは円状に形成した管状体が用いられる。
【００２８】
前記空調ダクト１４に介在される第１ダンパ１６および排気ダクト１５に介在される第２ダンパ１７は、実質的に同じものを用いることができる。第１ダンパ１６は、たとえば図４に示すように、空調ダクト１４内に空調ダクトを横切るように回転自在に設けられるシャフト３４と、そのシャフトに取り付けられる遮蔽板３５と、そのシャフトを回転駆動するモータＭと、シャフト３４および遮蔽板３５の回転位置を検出する角度センサＰと、遮蔽板３４の回転端、すなわち空調ダクト１４を締め切る位置ともっとも広く開放する位置とを検出するリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２とを備えている。角度センサＰとしては、ポテンショメータやロータリエンコーダなどが用いられる。なお、角度センサＰおよびリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２は、第１ダンパ１６の要素と考えてもよく、第１ダンパ１６を制御するアクチュエータ２０の要素と考えることもできる。さらにモータＭについても、アクチュエータ２０の要素と考えることもできる。
【００２９】
モータＭを制御するアクチュエータ２０は、ハブ２４からのハイブリッドケーブル２５を接続する第１コネクタ３６と、排気ダクトに連結するハイブリッドケーブルの端部を接続する第２コネクタ３７とを備えている。各コネクタ３６、３７は、光ファイバーケーブルに接続する光ファイバーコネクタと、電源線を接続する電源線コネクタとが一体になったものである。ただし光ファイバーコネクタと電源線用のコネクタをそれぞれ別個に設け、ハイブリッドケーブル２３の端部を光ファイバーと電源線とに分離して接続するようにしてもよい（図９参照）。光ファイバーコネクタには光信号と電気信号とを相互に変換する変換部が接続されており、さらにアクチュエータ２０に収容されている制御基板４０の入出力ポート４１に連結されている。その制御基板４０には、さらに電源線の端部が接続される電源部４２や、その電源部とモータＭとの間に介在されるモータドライバ４３や、角度センサＰやリミットスイッチＬＳ１、ＬＳ２からの信号を受け取る回路４４、４５が設けられている。入出力ポート４１やモータドライバ４３、信号を受け取る回路４４、４５は、それぞれ内部のバス４６を介して中央処理装置ＣＰＵに連結されている。
【００３０】
角度センサＰなどがアナログ信号を出すものである場合は、アナログ／デジタル変換器を介して前記バス４６に接続する。前記中央処理装置ＣＰＵは、たとえば外部から与えられた冷房／暖房設定モードや設定温度、排気ダクトの温度センサ１９の検出温度などから入力される信号に基づいて遮蔽板３５の角度を演算し、モータドライバ４３を介してモータＭを回転させ、遮蔽板３５を適切な角度に制御する。また、バス４６には、それらの制御を実行するためのプログラムを記憶させるメモリ（図示していない）が接続されている。ただしハイブリッドケーブル２３を介して外部から制御するように構成することも可能である。
【００３１】
図４のアクチュエータ２０の中央処理装置ＣＰＵには、さらに空調ダクト１４内に設けた温度などを検出するセンサ１８がバス４６を介して連結されている。このセンサ１８の信号は、ＣＰＵ内で処理することもでき、場合により、ハイブリッドケーブル２３を介してパーソナルコンピュータ（図６の符号７８参照）などの外部の制御装置や他のダンパのアクチュエータに送り、それらによって間接的に制御させることもできる。また必要な場合は、センサ１８に対し、第１アクチュエータ２０の電源部４２から電源を供給するようにするのが好ましい。なお角度センサＰに対しても、同様に電源部４２から電源を供給するのが好ましい。
【００３２】
図１のように、空調ダクト１４と排気ダクト１５のそれぞれにセンサ１８、１９を設けている場合は、それらのセンサからの信号は、たとえば第１ダンパ１６の中央処理装置ＣＰＵに送り、そこで第１ダンパ１６と第２ダンパ１７の遮蔽板３５の角度を統一的に制御することができる。その場合は第２ダンパ１７にアクチュエータを設ける必要はなく、単に第１ダンパ１６のアクチュエータ２０から信号線および動力線を連結するだけでよい。逆に第２ダンパ１７のみにアクチュエータを２１を設け、第１ダンパ１６を第２ダンパのアクチュエータ２１から制御し、電源を送ることもできる。
【００３３】
上記のように構成される制御システム１０では、たとえば外部から室温の適切な目標温度が設定され、その温度が第１ダンパのアクチュエータ２０のメモリに記憶される。そして排気ダクト１５のセンサ１９で検出された室温を代表する温度との差がなくなるように、第１ダンパ１６および第２ダンパ１７の開き角度が調節される。すなわち冷房モードでは、排気ダクト１５のセンサ１９の温度が設定温度よりも高い場合、空調ダクト１４内のセンサ１８で検出した温度が設定温度よりも低いことを確認した上で、第１ダンパ１６と第２ダンパ１７を共に開き、室内１３に冷風を送り、室温を下げる。そして排気ダクト１５のセンサ１９と目標温度との差が一定の範囲に入ったとき、両方のダンパ１６、１７を換気に必要な最小の角度まで閉じる。そのとき、はじめの温度差が大きい場合は、ダンパの開度を大きくし、温度差が小さい場合はダンパの開度を小さくするようにしてもよい。
【００３４】
前記センサ１８、１９は、前述の温度センサのほか、湿度センサ、ＣＯ２濃度センサ、煙の濃度を検出する煙センサ、その他の生活環境に影響する物理量を測定するセンサとすることもできる。
【００３５】
前記ハイブリッドケーブル２３、２５としては、たとえば図５ａ、図５ｂに示すように、光ファイバーケーブル５１を芯線とし、その周囲に、保護層５２、第１導電層５３、絶縁層５４、第２導電層５５および絶縁被覆層５６をその順に設けた同軸ケーブルが好適に用いられる。なお第１導電層５３および第２導電層５５は、電源線を構成するものであり、それぞれ多数本の金属線（銅線）を網状に編み合わせたものが好ましい。それにより同軸構造が構成しやすい。また、断面形状をほぼ円形にする事ができるので、可撓性が高く、どの方向にも容易に曲げることができる。ただしハイブリッドケーブルとして、光ファイバーケーブルと２本の金属線とを平行に配列したものなども用いることができる。
【００３６】
第１導電層５３と第２導電層５５は、単位長さ当たりの抵抗がほぼ同程度とするのが好ましい。そのため、編み目を構成する金属線の径が同じである場合は、第１導電層５３の金属線の本数と第２導電層５５の金属線の本数を同じ程度にするのが好ましい。第１導電層５３と第２導電層５５の間には、交流の１００Ｖ電源などを通すのが好ましい。ただし直流の２４Ｖ、１２Ｖなどを通すようにしてもよい。交流を流す場合は、図４の電源部４２には交流／直流の変換器（整流器）や電圧変換器（トランス）を設ける。なお、第２導電層５５の周囲に絶縁層を介して第３導電層を設けるようにしてもよい。その場合は、いずれかの導電層をアース線あるいはシールド線として利用することができる。また、三相交流を流すこともできる。
【００３７】
図６は前記制御システム１０を採用した建物の一実施形態を示している。この建物６０では、１階の天井部に設けたハブ２４から、第１および第２のハイブリッドケーブル２３、２３が延びており、２階および１階のそれぞれのダンパ制御システム１０、１０のアクチュエータ１９、２０に連結されている。各階のダンパ制御システム１０のアクチュエータ１９、２０同士は、それぞれハイブリッドケーブル２３で渡り配線されている。さらにハブ２４からは、排気用のメインダクト１２の端部開口に設けた排気ファン６１および排気ダンパ６２のアクチュエータ６３に対し、第３のハイブリッドケーブル６４が渡り配線されている。さらに地下室の空調機６５、給湯設備６６およびコージェネシステム６７にもそれぞれアクチュエータが設けられており、前記ハブ２４と第４のハイブリッドケーブル６８で連結され、渡り配線されている。
【００３８】
なお図６の給湯設備６６の符号６９は濾過器であり、符号７０は温水タンクである。また、コージェネシステム６７の符号７１は発電機であり、符号７２は熱交換機である。発電機７１と温水タンク７０との間には、温水タンクから発電機に冷水を送り、発電機から温水タンクに温水を送る管路７３が連結されている。それにより熱交換機７２は発電機７１を冷却するラジエターとして作用することができ、そのときに得た熱エネルギーは、給湯設備６６あるいは空調機６５で有効に使用される。給湯設備の符号７４はバルブやポンプなどを備えたユニットである。また熱交換機７２と空調機６５との間にも、熱媒体を循環させる管路７５が設けられている。
【００３９】
コージェネシステム６７の発電機７１は、たとえばガス燃焼型発電機、ガスタービン発電機、あるいは燃料電池などが用いられる。発電した電力は電力ケーブル７６によって２階のハブ２４に送られ、前述のダンパ制御システム１０などに用いられる。なお、電力ケーブル７６に代えて、ハイブリッドケーブルで電力を送電するようにしてもよい。発電機７１が天然ガスを利用するものである場合は、供給される天然ガスの膨張に伴う冷熱をクーラの冷熱源として有効に利用することができる。また発電機７１に代えて、あるいは発電機と共に、太陽光発電パネルを採用することもできる。
【００４０】
さらに図６に示すように、前記ハブ２４からは第５のハイブリッドケーブル７７が延びており、その先端にパーソナルコンピュータ（パソコン）７８などの集中管理装置が接続されている。そしてこのパソコン７８によって１階および２階のダンパ制御システム１０、１０や、地下室の空調機６５や給湯設備６６、さらにコージェネシステム６７、あるいは床暖房システム７９などを集中管理することができる。その場合、ハイブリッドケーブルで電気供給される電気機器については、それぞれアクチュエータで使用電力を検出するように構成し、パソコン７８で全体の使用電力を管理するのが好ましい。また、前記パソコン７８に図３のファイルサーバー２９の機能をもたせ、全体でＬＡＮを構築するのが好ましい。
【００４１】
さらにアクチュエータに電力のＯＮ／ＯＦＦを遠隔制御するスイッチを設けておき、不要な電気機器については、電気を切るようにするのが好ましい。それにより節電効果が得られる。とくにアクチュエータで使用電力を検出すれば、常時電気使用量をチェックできるので、不要な電気は瞬時に着ることができ、電力の節約ができる。また、床暖房システム７９などは、通常は温度センサを備え、一定の温度範囲で自動調節するようにしているが、全体の電気機器の電気使用量を検出しながら、ブレーカーの設定電力を超えないように集中管理するのが好ましい。
【００４２】
図６の実施形態では、１階および２階のダンパ制御システム１０、１０は、ハイブリッドケーブル２３で渡り配線されているが、そのハイブリッドケーブル２３は空調用あるいは排気用のメインダクト１１、１２に沿って配線されている。そのため、そのハイブリッドケーブル２３は、図７ａに示すように、メインダクト１１の下方に延ばした支持部材８０によって支持することができる。それによりメインダクト１１の工事と一緒にハイブリッドケーブル２３の配線工事を行うことができる。しかも１本のケーブルを配線するだけで、制御用の配線と動力用の配線を同時に行うことができる。したがって工事が容易である。また、あとで工事をする場合でも、あらかじめメインダクト１１に支持部材８０を取り付けておくか、支持部材８０を取り付けるための取り付け座や溶接ナットなどを設けておくと、工事が容易である。さらにケーブルを交換したり、修理するなどのメンテナンスをする場合でも、ケーブルが１本であるので容易である。
【００４３】
また、図７ｂに示すように、メインダクト１１の内部にハイブリッドケーブル２３を配線することもできる。その場合は地下室の天井などに配線する場合でも、鼠などの害獣の被害を避けることができる。なおメインダクト１１のコーナー部を仕切り板８１で仕切り、断面三角形状の配線スペース８２を設け、その中に配線するのが好ましい。それによりダクト内の空気の流れに対する抵抗が減少する。
また、ダクト内の渦流れなどが減少し、風切り音や振動、さらにそれらに基づく共鳴音が大幅に少なくなる。なお仕切り板８１は４隅に設けるのが好ましい。それにより風切り音や共鳴が一層少なくなる。
【００４４】
図１の実施形態では、空調ダクト１４と排気ダクト１５の両方にセンサ１８、１９を設けているが、排気ダクト１５のみに設けてもよい。また、第１ダンパ１６と第２ダンパ１７の両方にアクチュエータ２０、２１を設けているが、一方にのみにアクチュエータを設け、そのアクチュエータによって他方のダンパのモータを制御することもできる。ただしダンパを量産する場合は、両方のダンパに同じセンサおよびアクチュエータを設ける方が量産効果が出やすい。しかも両方にアクチュエータを設ける方が、配線作業が容易である。
【００４５】
さらに図６の実施形態では１個のハブ２４で１階および２階のダンパ制御システム１０、１０を制御しているが、図３のように１個のハブ２４に他のハブ２６、２７を順に連結して、それぞれのハブ２４、２６、２７からアクチュエータに連結するようにしてもよい。このように順にハブを連結することにより、一戸建ての建物のほか、マンションなどの高層階の建物やオフィスビルなど、種々の建物に容易に適用することができる。
【００４６】
図８に示すバルブ制御システム８４は、図４の場合と同様の濾過器６９、温水タンク７０、管路７３およびユニット７４を備えており、さらにユニット７４と２個の浴槽８５、８５との間に切り替えバルブ８６が介在されている。またそれぞれの浴槽８５の近辺およびポンプと温水タンク７０の間には、流量調節バルブあるいは開閉制御バルブ８７が介在されている。なお、供給側のみに設けてもよい。そしてそれらのバルブ８６、８７には図４の場合と同様のアクチュエータ８８が設けられている。それらのアクチュエータ８８はハイブリッドケーブル２３で渡り配線され、ハイブリッドハブ２４と連結されている。温水タンク７０は、通常のガス給湯器あるいは電気給湯器などの給湯器に接続してもよく、図６の場合と同様の発電機に接続してもよい。また、温水タンク７０を介在せずに給湯器と浴槽８５、８５とをバルブ８６、８７を介して接続してもよい。
【００４７】
前記浴槽近辺の開閉バルブ８７の近辺には、温水の温度を検出する温度センサ８９が設けられており、それらの温度センサ８９も開閉制御バルブ８７のアクチュエータ８８に接続されている。温度センサ８９は浴槽８５内に設けてもよい。ただし切り替えバルブ８６の近辺に温度センサを設けてもよく、温水タンク７０に温度センサを設けてもよい。いずれの場合も、単独の温度センサ８９は信号線あるいはハイブリッドケーブルによって近辺のアクチュエータに連結されるか、あるいはハイブリッドハブに連結される。
【００４８】
前記アクチュエータ８８は、図４のものと実質的に同じものであるが、図９に示すように、光ファイバーケーブル２３ａと接続される２個所の光コンバータ９０と、ＧＩＧＡ（１０００ＢＡＳＥ）スイッチあるいは１００ＢＡＳＥ用スイッチ９１と、そのスイッチ９１と信号をやりとりするシングルコンピュータボード９２と、それから信号を受け取ってモータやソレノイドを駆動するドライバ９３と、温度センサ８９やバルブの開閉確認センサなどからのアナログ信号を受け取ってデジタル信号に変換してコンピュータに送るＡ／Ｄ変換回路９４と、電源部９５などから構成されている。
【００４９】
光コンバータ９０はハイブリッドケーブルの光ファイバーケーブルが接続される部位であり、次のアクチュエータに渡り配線するため、一対で設けられている。電源部９５にはハイブリッドケーブルの導電層２３ｂと連結されるコネクタ９６が設けられている。このコネクタ９６も次のアクチュエータへの渡りのためのコネクタ９７と並列で接続されている。なお、図９では光ファイバーケーブル２３ａと導電層２３ｂとを別々に示しているが、実際には同軸のハイブリッドケーブルとしている。
【００５０】
前記の切り替えバルブ８６や開閉制御バルブ８７は通常のソレノイドバルブでよく、その場合は開閉確認センサとしてたとえばリミットスイッチなどが用いられる。流量制御バルブを用いる場合は、バタフライバルブ、スルースバルブなど各種のタイプのバルブを採用することができ、駆動方法についても、ソレノイド駆動型、モータ駆動型など、各種の駆動源をいずれも採用することができる。前記流量制御バルブの開度の検出には、ポテンショメータやロータリエンコーダなどの角度検出器が用いられる。なお、ホットワイヤ式などの流量計を用いてもよい。なお、湯温を測定するセンサに加えて、湯の汚れ程度を検出するセンサなど、他のセンサを採用することもできる。
【００５１】
上記のバルブ制御システムでは、たとえば浴槽の湯の温度が低くなると、それに応じて開閉制御バルブ８７を開いて高温の湯を供給し、それによって浴槽の湯の温度を一定範囲に保つようにすることができる。流量制御バルブを用いる場合は湯の供給量を連続的に変化させることができる。また、液面センサを設けておき、湯が適切な高さになったときにバルブを閉じるようにすることもできる。また、汚れセンサが汚れを検出したときに、濾過器の運転速度を上げて、湯を清浄に保つようにすることもできる。このような湯の温度、液面、汚れの管理・制御は、家庭内の浴槽だけでなく、公衆浴場や温泉など、比較的大がかりな浴場設備に適用することもできる。
【００５２】
また、前記実施形態では供給側だけで制御しているが、前述のダンパ制御の場合と同様に、供給側と排水側にそれぞれバルブ（図８の想像線８７ａ）を設け、それらのバルブ８７、８７ａの流量調整を組み合わせて適切な温度や汚れなどの状態を制御することも可能である。排水側の配管にバルブ８７ａを設ける場合は、浴槽から湯を流し出すときに遠隔操作が可能であり、遠隔操作で湯の入れ替えも可能である。
【００５３】
前記バルブやダンパは、湯や空気の制御のほか、化学プラントの各種薬剤の混合や化学反応槽の制御などにも適用することができる。さらに自動車のエンジンに燃料あるいは燃料と空気の混合気を制御するスロットルバルブやイジェクタの制御にも採用することができる。また、空気および燃料の供給管路に設けてもよい。それらの場合は、プログラムを変更するだけで、同じアクチュエータを採用することができる。いずれの場合も、アクチュエータには２層以上の導電層と光ファイバーケーブルを備えたハイブリッドケーブルが接続されるので、配線工事が容易である。また光ファイバーを用いるので、情報量が多くても、信号伝達速度が速い。さらに渡り配線などで順に接続するだけでよいので、什器を増設する場合も容易である。なお、バルブ制御用のハイブリッドケーブルは、単独で配線することもできるが、配管に沿って、配管に連結するように配線すると、天井裏や床下への配線が容易である。
【００５４】
図１０は前記ダンパ制御システムを防火設備に利用する場合の実施形態を示している。一般的には建物内は所定の床面積毎に防火区画が設定され、隣接する防火区画との間には防火壁９８が設けられ、防火壁９８の開口部には防火シャッター９９が設けられている。そして室内の天井には異常な高温や煙を検知するセンサ１００およびそのセンサによって作動するスプリンクラー１０１が設けられている。そして防火壁９８には、防火区画を超えて延びる排気用のメインダクト１２同士を仕切るための防火ダンパ１０２が設けられている。その防火ダンパ１０２は、センサ１００や火災報知器の信号などで閉じるように制御される。センサ１００は排気用の第２ダンパ１６あるいは空調用の第１ダンパ１５に設けることもできる。
【００５５】
また、排気用のメインダクト１２の途中および空調用のメインダクト１１の途中には、温度ヒューズや形状記憶合金バネなどを備えた高温で自動的に閉じる防火ダンパ１０３、１０４が設けられている。さらに排気用のメインダクト１２の途中には、防火区画が閉じられたときに排煙するための排煙ダクト１０５が連結されており、常時は排煙ダンパ１０６によって閉じられている。通常は排煙ダンパ１０６にもモータダンパが用いられる。
【００５６】
上記の防火設備では、センサ１００が異常な高温や煙などを検出すると、火災報知ブザーが鳴動すると共に、スプリンクラー１０１が散水すると共に、隣接する防火区画への延焼を防止するために防火シャッター９９やモータ駆動の防火ダンパ１０２を閉じる。さらに空調用のメインダクト１１や排気用のメインダクト１２内に高温の空気が流れていくと、新たな空気の供給を遮断するべく、温度ヒューズなどが作動して防火ダンパ１０３、１０４が自動的に閉じる。そして室内に残されている人を煙の被害から救うために排煙ダンパ１０６が開かれ、図示していない排煙ファンが作動して室内の煙を排出する。このような一連の作動により、防火および避難が行われていく。
【００５７】
上記のモータ駆動の防火ダンパ１０２や排煙ダンパ１０６は、電源線と通信線で集中制御盤と連結されているが、これらも前述の実施形態の場合と同様のアクチュエータ１０７を介してハイブリッドケーブル１０８で接続するのが好ましい。それにより配線作業が容易になり、メンテナンスも容易になる。なお、これらのハイブリッドケーブル１０７も、図７ａ、図７ｂのように空調ダクト１４や排気ダクト１５に沿って、あるいはそれらのダクト内に配線するのが好ましい。前記温度ヒューズなどで閉じる防火ダンパ１０３、１０４についても、モータ駆動とすることができ、その場合もアクチュエータを介してハイブリッドケーブルで接続することができる。
【００５８】
上記の防火設備は、空調用の第１ダンパ１４や排気用の第２ダンパ１５を制御するハブ（図６の符号２４参照）に接続することもできるが、耐熱性が必要で、火事のときに安全な場所に設置する必要性があるため、別個の制御盤で制御する独立した制御系統とするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御システムの基本的な実施形態を示す配管・制御系統図である。
【図２】図１の制御システムを用いたＬＡＮシステムの要部回路図である。
【図３】図１の制御システムを用いたＬＡＮシステムの全体回路図である。
【図４】図１の制御システムに用いられるモータダンパの回路図である。
【図５】図５ａおよび図５ｂはそれぞれ図１の制御システムに用いられるハイブリッドケーブルの一実施形態を示す斜視図および断面図である。
【図６】図１の制御システムを備えた建物の一実施形態を示す概略系統図である。
【図７】図７ａおよび図７ｂはそれぞれ図１のダンパ制御システムに用いられるメインダクトの一実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明のバルブ制御システムの一実施形態を示す配管・制御系統図である。
【図９】本発明のアクチュエータの他の実施形態を示す回路図である。
【図１０】本発明の制御システムを用いた防火設備の実施形態を示す配管・制御系統図である。
【符号の説明】
１０  （ダンパ）制御システム
１１  空調用のメインダクト
１２  排気用のメインダクト
１３  室内
１４  空調ダクト
１５  排気ダクト
１６  第１ダンパ
１７  第２ダンパ
１８、１９  センサ
２０、２１  アクチュエータ
２３  ハイブリッドケーブル
２４  第１ハブ
２５  ハイブリッドケーブル
２６、２７  ハブ
２８  通信線
２９  ファイルサーバー
３０  ウエブサーバー
３１  ハイブリッドケーブル
３２  ルータ機能付きのＵＳＰ
３４  シャフト
３５  遮蔽板
Ｍ  モータ
Ｐ  角度センサ
ＬＳ１、ＬＳ２  リミットスイッチ
３６  第１コネクタ
３７  第２コネクタ
４０  制御基板
４１  入出力ポート
４２  電源部
４３  モータドライバ
４４、４５  回路
ＣＰＵ  中央処理装置
４６  バス
５１  光ファイバーケーブル
５２  保護層
５３  第１導電層
５４  絶縁層
５５  第２導電層
５６  絶縁被覆層
６１  排気ファン
６２  排気ダンパ
６３  アクチュエータ
６４  第３のハイブリッドケーブル
６５  空調機
６６  給湯設備
６７  コージェネシステム
６８  第４のハイブリッドケーブル
６９  濾過器
７０  温水タンク
７１  発電機
７２  熱交換機
７３  管路
７４  ポンプ
７５  管路
７６  電力ケーブル
７７  第５のハイブリッドケーブル
７８  パーソナルコンピュータ（パソコン）
７９  床暖房システム
８０  支持部材
８１  仕切り板
８２  スペース
８４  バルブ制御システム
８５  浴槽
８６  切り替えバルブ
８７  開閉制御バルブ
８８  アクチュエータ
８９  温度センサ
９０  光コンバータ
９１  スイッチ
９２  シングルコンピュータボード
９３  ドライバ
９４  Ａ／Ｄ変換回路
９５  電源部
９６  コネクタ
９７  コネクタ
９８  防火壁
９９  防火シャッター
１００  センサ
１０１  スプリンクラー
１０２  防火ダンパ
１０３、１０４  防火ダンパ
１０５  排煙ダクト
１０６  排煙ダンパ
１０７  アクチュエータ
１０８  ハイブリッドケーブル
【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】
2004286383.tif 000008
【図７】
2004286383.tif 000009
【図８】
2004286383.tif 000010
【図９】
2004286383.tif 000011
【図１０】
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