(57)【要約】【課題】給湯システムを構成する各機器に適用される通信回路にて、機器毎に同一電気回路で構成されて、各機器の間で通信できるようにする。【解決手段】機器１００、１１０と、電源用電線１５０ａ、１５０ｂと、電源用電線１５０ａ、１５０ｂに並列的に配設される通信用電線１６０と、機器１００、１１０の個々に設けられるとともに、通信用電線１６０および電源用電線１５０ａ、１５０ｂに対して並列的に接続され、かつ機器１００、１１０の間で通信用電線１６０を通して通信するための通信回路１２０ｂ、１４０ｂと、を備え、通信回路１２０ｂ、１４０ｂは、それぞれ、交流電源電圧に基づき、送信信号を電源電圧に重畳して通信用電線１６０を通して送信する送信フォトカプラ２０２ａ、２０２ｂと、交流電源電圧に重畳されてなる受信信号を通信用電線１６０を通して受信する受信フォトカプラ２０６ａ、２０６ｂと、をそれぞれ有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気機器（１００、１１０）と、
前記電気機器毎に電源電圧を供給するための少なくとも二本の電源用電線（１５０ａ、１５０ｂ）と、
前記二本の電源用電線に並列的に配設される通信用電線（１６０）と、
前記複数の電気機器の個々に設けられるとともに、前記通信用電線および前記二本の電源用電線に対して並列的に接続され、かつ前記複数の電気機器の間で前記通信用電線を通して通信するための複数の通信回路（１２０ｂ、１４０ｂ）と、を備え、
前記複数の通信回路は、
前記電源用電線により供給される電源電圧に基づき、送信信号を前記電源電圧に重畳して前記通信用電線を通して送信する送信フォトカプラ（２０２ａ、２０２ｂ）と、
前記電源電圧に重畳されてなる受信信号を前記通信用電線を通して受信する受信フォトカプラ（２０６ａ、２０６ｂ）と、をそれぞれ有することを特徴とする機器システム。
【請求項２】
前記複数の通信回路は、個々に、前記二本の電源用電線によって交流の電源電圧が供給されるものであり、
前記電源用電線により供給される交流の電源電圧を整流して整流出力を出力する整流手段（２００１ａ、２００１ｂ）を前記通信回路毎に備えており、
前記送信フォトカプラが、前記整流出力を前記送信信号として前記電源電圧に重畳して前記通信用電線を通して送信することを特徴とする請求項１に記載の機器システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器毎に適用されて各電気機器の間で通信する機器システムに関し、特に電気機器毎に接続される電源用電線を利用して通信信号を通信する機器システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調システムにおいて室内機（機器Ａ）１および室外機（機器Ｂ）２の間で双方向通信を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、室内機１の通信回路１ａおよび室外機２の通信回路２ａについて図４、図５を用いて説明する。図４は、通信回路１ａ、２ａの電気的接続構成を示し、図５は、通信回路１ａ、２ａの概略的電気回路構成を示す。
【０００３】
図４に示すように、通信回路１ａ、２ａおよび通信用電線３が電源用電線４ａと電源用電線４ｂとの間で直列に接続されて、通信回路１ａ、２ａは、電源用電線４ａ、４ｂにより単相２００Ｖの商用交流電力が供給されている。
【０００４】
ここで、図５に示す通信回路１ａにおいては、制御回路５ａが、トランジスタ６ａに上りパルス信号を出力すると、トランジスタ６ａ、ひいてはトランジスタ６ｂがオンする。すると、送信フォトカプラ７の発光ダイオード７ａが、直流電源回路９ａから出力される直流電圧に基づき、赤外線をフォトトランジスタ７ｂに出力する。
【０００５】
これに伴い、フォトトランジスタ７ｂが、電源用電線４ａから整流用ダイオードＤ１および抵抗素子Ｒ１、Ｒ２を通して入力される電力に基づき、上りパルス信号（図５中の矢印Ｙ１参照）を、受信フォトカプラ８および通信用電線３を通して通信回路２ａに送る。
【０００６】
この通信回路２ａでは、上りパルス信号が、逆流防止用ダイオードＤ２、抵抗素子Ｒ３および送信フォトカプラ１０を通して受信フォトカプラ１１の発光ダイオード１１ａに受信される。これに伴い、この発光ダイオード１１ａがフォトトランジスタ１１ｂに赤外線を出力するので、直流電源回路９ｂから出力される直流電圧に基づき、フォトトランジスタ１１ｂのコレクタ端子から上りパルス信号が制御回路５ｂに出力される。このことにより、通信回路１ａから上りパルス信号が通信用電線３を通して通信回路２ａに送られることになる。
【０００７】
また、通信回路２ａから下りパルス信号を通信用電線３を通して通信回路１ａに送る場合には、通信回路２ａの制御回路５ｂが、トランジスタ６ｃにパルス信号を出力すると、トランジスタ６ｃ、ひいてはトランジスタ６ｄがオンする。すると、送信フォトカプラ１０の発光ダイオード１０ａが、直流電源回路９ｂから出力される直流電圧に基づき、赤外線をフォトトランジスタ１０ｂに出力する。
【０００８】
ここで、フォトトランジスタ１０ｂには、フォトトランジスタ７ｂのオン状態で、電源用電線４ａからの電力が整流用ダイオードＤ１、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、送信フォトカプラ７ｂ、受信フォトカプラ８ａ、通信用電線３、逆流防止用ダイオードＤ２および抵抗素子Ｒ３を通して供給される。そして、フォトトランジスタ１０ｂが、発光ダイオード１０ａから受光された赤外線に基づき、下りパルス信号（図５中の矢印Ｙ２参照）を受信フォトカプラ１１および電源用電線４ｂを通して通信回路１ａに送る。
【０００９】
この通信回路１ａでは、下りパルス信号が、ツェナーダイオードＤ３、抵抗素子Ｒ２および送信フォトカプラ７を通してフォトダイオード８ａに送られる。このため、フォトダイオード８ａがフォトトランジスタ８ｂに赤外線を出力するので、直流電源回路９ａから出力される直流電圧に基づき、フォトトランジスタ８ｂのコレクタ端子から下りパルス信号が制御回路５ａに出力される。このことにより、通信回路２ａから下りパルス信号が電源用電線４ｂを通して通信回路１ａに送られることになる。
【００１０】
以上により、通信回路１ａ、２ａ間において電源用電線４ａ、４ｂを利用してパルス信号の通信を行うことにより、通信回路１ａ、２ａ間で各種の情報を相互に通信することになる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−５１６７５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した通信回路１ａ、２ａにおいては、それぞれ、送信フォトカプラ、受信フォトカプラが設けられているものの、送信フォトカプラおよび受信フォトカプラ以外の構成が異なっている。したがって、室内機（機器Ａ）１および室外機（機器Ｂ）２に対して異なる通信回路を用いる必要があり、通信回路の共通化を図ることができないといった問題が生じている。
【００１３】
本発明は、室内機、室外機などの電気機器に適用される通信回路において、電気機器毎に同一電気回路で構成されて、各電気機器の間で通信できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、複数の電気機器（１００、１１０）と、電気機器毎に電源電圧を供給するための少なくとも二本の電源用電線（１５０ａ、１５０ｂ）と、二本の電源用電線に並列的に配設される通信用電線（１６０）と、複数の電気機器の個々に設けられるとともに、通信用電線および二本の電源用電線に対して並列的に接続され、かつ複数の電気機器の間で通信用電線を通して通信するための複数の通信回路（１２０ｂ、１４０ｂ）と、を備え、複数の通信回路は、電源用電線により供給される電源電圧に基づき、送信信号を電源電圧に重畳して通信用電線を通して送信する送信フォトカプラ（２０２ａ、２０２ｂ）と、電源電圧に重畳されてなる受信信号を通信用電線を通して受信する受信フォトカプラ（２０６ａ、２０６ｂ）と、をそれぞれ有することを特徴とする。
【００１５】
このように、複数の通信回路としては、通信用電線および二本の電源用電線に対して並列的に接続されるもので、かつ、送信信号を電源電圧に重畳して通信用電線を通して送信する送信フォトカプラと、電源電圧に重畳されてなる受信信号を通信用電線を通して受信する受信フォトカプラとから構成されているので、電気機器毎に同一電気回路で構成されて、各電気機器の間で通信できる。
【００１６】
具体的には、請求項２に記載の発明のように、複数の通信回路は、個々に、二本の電源用電線によって交流の電源電圧が供給されるものであり、電源用電線により供給される交流の電源電圧を整流して整流出力を出力する整流手段（２００１ａ、２００１ｂ）を通信回路毎に備えており、送信フォトカプラが、整流出力を送信信号として電源電圧に重畳して通信用電線を通して送信するように構成してもよい。
【００１７】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明の機器システムが適用される給湯システムの第１実施形態の模式図を示す。
【００１９】
給湯システムは、機器（電気機器Ａ）１００、機器（電気機器Ｂ）１１０、リモコン１３０、電源用電線１５０ａ、１５０ｂおよび通信用電線１６０から構成されており、機器１００は、ヒートポンプユニット１００ａおよび電子制御装置１００ｂから構成されている。また、機器１１０は、貯湯タンクユニット１１０ａおよび電子制御装置１１０ｂから構成されている。
【００２０】
ヒートポンプユニット１００ａは、電動圧縮機１０２にて圧縮された高圧冷媒を高圧側熱交換器１０３に流入させ、ここで、高圧冷媒と温水とを熱交換して温水を加熱し、高圧側熱交換器１１０３を通過した放熱後の高圧冷媒はその後、減圧装置１０４で低圧状態に減圧される。この低圧冷媒は蒸発器１０５で大気等から吸熱して蒸発し、その後、電動圧縮機１１に吸入され、再度圧縮される。
【００２１】
貯湯タンクユニット１１０ａは、貯湯タンク１１１を有し、この貯湯タンク１１１は、その上側出入口からヒートポンプユニット１００ａの高圧側熱交換器１０３で加熱された高温の温水が流入されて保温貯蔵し、さらに上側出入口から温水を風呂桶等に出湯させる。また、貯湯タンク１１１の下側出口から流出される温水が電動ポンプ１０７によりヒートポンプユニット１００ａの高圧側熱交換器１０３に流入される。さらに、貯湯タンク１１１は、水道の給水栓から給水用止水弁１０９ｃから流入されるようになっている。なお、図１中符号１０９ａ、１０９ｂは止水弁、逆止弁付き止水弁である。
【００２２】
また、電子制御装置１００ｂ、１１０ｂは、電源用電線１５０ａ、１５０ｂおよび通信用電線１６０に対して並列接続（或いは、バス型接続）されており、電子制御装置１００ｂ、１１０ｂは、電源用電線１５０ａ、１５０ｂにより単相２００ボルトの商用交流電力が供給されている。電子制御装置１００ｂ、１１０ｂは、通信用電線１６０を通して双方向通信する。
【００２３】
具体的には、電子制御装置１００ｂは、電源回路１４０ａ、制御回路１４０ｂ、および通信回路１４０ｃから構成されており、電源回路１４０ａは、電源用電線１５０ａ、１５０ｂから供給される商用交流電力を整流して直流電力を回路１４０ｂ、１４０ｃに出力する。通信回路１４０ｃは、電子制御装置１１０ｂの通信回路１２０ｂとの間にて通信用電線１６０を通して上り通信信号を送信するとともに、通信回路１２０ｂから通信用電線１６０を通して下り通信信号を受信する。
【００２４】
例えば、下り通信信号としては、後述するタンク内温水温度センサ２２ａ〜２２ｃの検出温度および目標温水温度を示すものが用いられ、上り通信信号としては、後述する出水温度センサ１０６ａの検出温度、圧力センサ１０６ｂの検出圧力を示すものが用いられる。
【００２５】
制御回路１４０ｂは、電子制御装置１１０ｂの通信回路１２０ｂから通信回路１４０ｃを通して受信される下り通信信号に基づきタンク内温水温度センサ２２ａ〜２２ｃの検出温度および目標温水温度を取得する。さらに制御回路１４０ｂは、タンク内温水温度センサ１１１ａ〜１１１ｃの検出温度、出水温度センサ１０６ａの検出温度、圧力センサ１０６ｂの検出圧力、および目標温度等に基づいて、貯湯タンク１１１内の温水温度を温水目標温度に近づけるように、電動圧縮機１０５、電動送風機１０５ａ及び電動ポンプ１０７等を制御する。電動送風機１０５ａは、蒸発器１０５に向けて外気を送風する。
【００２６】
出水温度センサ１０６ａは、水冷媒熱交換器１０３から流出する水の温度を検出するものであり、圧力センサ１０６ｂは、ヒートポンプユニット１００ａ内の水冷媒熱交換器１０３から流出した冷媒の圧力を検出するものである。
【００２７】
電子制御装置１１０ｂは、電源回路１２０ａ、制御回路１２０ｂおよび通信回路１２０ｃから構成されており、電源回路１２０ａは、電源用電線１５０ａ、１５０ｂから供給される商用交流電力を整流して直流電力を回路１２０ｂ、１２０ｃに出力する。
【００２８】
通信回路１２０ｃは、電子制御装置１００ｂの通信回路１４０ｂとの間にて通信用電線１６０を通して下り通信信号を送信するとともに、通信回路１４０ｂから通信用電線１６０を通して上り通信信号を受信する。
【００２９】
制御回路１２０ｂは、リモコン１２０により設定される目標温水温度、およびタンク内温水温度センサ１１１ａ〜１１１ｃの検出温度を取得すると、目標温水温度および検出温度を示す下り通信信号を通信回路１４０ｃによって通信回路１４０ｂに送信させる。
【００３０】
さらに、制御回路１２０ｃは、通信回路１２０ｂにより受信される上り通信信号に基づき出水温度センサ１０６ａの検出温度および圧力センサ１０６ｂの検出圧力を取得すると、出水温度センサ１０６ａの検出温度、圧力センサ１０６ｂ、タンク内温水温度センサ１１１ａ〜１１１ｃの検出温度および目標温水温度等に基づき、エラー発生を判定して発生エラーを示すエラコードをリモコン１２０の表示部に表示させる。
【００３１】
タンク内温水温度センサ１１１ａ〜１１１ｃは、貯湯タンク１１１の外表面にてその上方側から下側にかけて順に貼り付けられたもので、貯湯タンク１１１内の温水温度をそれぞれ検出する。
【００３２】
次に、通信回路１２０ｂ、１４０ｂの電気回路構成およびについて図２を用いて説明する。
【００３３】
通信回路１２０ｂは、直流電源回路２００ａ、抵抗素子２０１ａ、送信フォトカプラ２０２ａ、ダイオード２０３ａ、２０４ａ、抵抗素子２０５ａ、受信フォトカプラ２０６ａ、トランジスタ２０７ａ、２０８ａ、抵抗素子２１０ａ、２１１ａから構成されている。
【００３４】
ここで、抵抗素子２１０ａは送信フォトカプラ２０２ａを過電流から保護し、ダイオード２０３ａは送信フォトカプラ２０２ａを逆電圧から保護する。ダイオード２０４ａは受信フォトカプラ２０６ａを逆電圧から保護し、抵抗素子２０５ａは受信フォトカプラ２０６ａを過電流から保護する。
【００３５】
通信回路１２０ｂは、通信回路１２０ｂと同一回路構成で、直流電源回路２００ｂ、抵抗素子２０１ｂ、送信フォトカプラ２０２ｂ、ダイオード２０３ｂ、２０４ｂ、抵抗素子２０５ｂ、受信フォトカプラ２０６ｂ、トランジスタ２０７ｂ、２０８ｂ、抵抗素子２１０ｂ、２１１ｂから構成されている。
【００３６】
ここで、抵抗素子２１０ｂは送信フォトカプラ２０２ｂを過電流から保護し、ダイオード２０３ｂは送信フォトカプラ２０２ｂを逆電圧から保護する。ダイオード２０４ｂは受信フォトカプラ２０６ｂを逆電圧から保護し、抵抗素子２０５ｂは受信フォトカプラ２０６ｂを過電流から保護する。なお、通信回路１２０ｂ、１４０ｂは同一回路構成であるため、各構成要素の符号の末尾に「ａ」「ｂ」を付け区別している。
【００３７】
先ず、制御回路１２０ｃが、下り通信信号としての複数列のパルス信号を通信回路１２０ｂに出力する。これに伴い、通信回路１２０ｂのトランジスタ２０７ａが、制御回路１２０ｃから出力されるパルス信号に基づきオンすると、電源回路１２０ａからトランジスタ２０７ａを通してトランジスタ２０８ａにベース端子に電流が流れるので、トランジスタ２０８ａがオンする。
【００３８】
これに伴い、送信フォトカプラ２０２ａの発光ダイオード２０２２ａには、電源回路１２０ａから抵抗素子２１１ａを通して電流が流れ込むので、発光ダイオード２０２２ａがフォトトランジスタ２０２１ａに赤外線を出力する。このため、フォトトランジスタ２０２１ａがオンする。
【００３９】
ここで、直流電源回路２００ａにおいては、整流ダイオード２００１ａが、電源用電線１５０ａから供給される商用交流電圧を整流して整流電圧を抵抗素子２００２ａ、２００２ｂを通してコンデンサ２００３ａに出力する。すると、コンデンサ２００３ａは、整流電圧を平滑して直流電圧としてフォトトランジスタ２０２１ａに出力するので、フォトトランジスタ２０２１ａが直流電圧に基づきパルス信号（下り通信信号）を、矢印Ｙ３のように、通信用電線１６０を通して通信回路１４０ｂに送る。
【００４０】
このことにより、送信フォトカプラ２０２ａが、電源用電線１５０ａ、１５０ｂにより供給される商用交流電圧（電源電圧）に基づき、パルス信号を商用交流電圧に重畳して通信用電線１６０を通して通信回路１４０ｂに送信することになる。
【００４１】
この通信回路１４０ｂでは、パルス信号（受信信号）が、ダイオード２０４ｂ、抵抗素子２０５ｂを通して受信フォトカプラ２０６ｂに受信され、受信フォトカプラ２０６ｂの発光ダイオード２０６１ｂがパルス信号に基づき赤外線をフォトトランジスタ２０６２ｂに出力する。すると、フォトトランジスタ２０６２ｂがオンするので、電源回路１２０ａから抵抗素子２１０ａを通して出力される直流電圧に基づいて、フォトトランジスタ２０６２ｂのコレクタ端子からパルス信号が制御回路１２０ｃに入力される。
【００４２】
このことにより、受信フォトカプラ２０６ｂが、商用交流電圧（電源電圧）に重畳されてなるパルス信号を通信用電線１６０を通して受信してこの受信パルス信号を制御回路１４０ｃに出力することになる。
【００４３】
次に、制御回路１４０ｃが、下り通信信号としての複数列のパルス信号を制御回路１２０ｃに送る場合について説明する。
【００４４】
通信回路１４０ｂにおいて、トランジスタ２０７ｂが、制御回路１４０ｃから出力される上り通信信号としてのパルス信号（送信信号）に基づきオンすると、電源回路１４０ａからトランジスタ２０７ｂを通してトランジスタ２０８ｂのベース端子に電流が流れるので、トランジスタ２０８ｂがオンする。
【００４５】
これに伴い、送信フォトカプラ２０２ｂの発光ダイオード２０２２ｂには、電源回路１４０ａから抵抗素子２１１ｂを通して電流が流れ込むので、発光ダイオード２０２２ｂがフォトトランジスタ２０２１ｂに赤外線を出力する。このため、フォトトランジスタ２０２１ｂが赤外線に基づきオンする。
【００４６】
このことにより、フォトトランジスタ２０２１ｂは、直流電源回路２００ｂから出力される直流電圧に基づき、パルス信号（下り通信信号）を、矢印Ｙ４のように、通信用電線１６０を通して通信回路１２０ｂに送る。
【００４７】
このことにより、送信フォトカプラ２０２ｂが、電源用電線１５０ａ、１５０ｂにより供給される商用交流電圧（電源電圧）に基づき、パルス信号を商用交流電圧に重畳して通信用電線１６０を通して通信回路１２０ｂに送信することになる。
【００４８】
この通信回路１２０ｂでは、パルス信号（受信信号）が、ダイオード２０４ａ、抵抗素子２０５ａを通して受信フォトカプラ２０６ａに受信され、受信フォトカプラ２０６ａの発光ダイオード２０６１ａがパルス信号に基づき赤外線をフォトトランジスタ２０６２ａに出力する。すると、フォトトランジスタ２０６２ａがオンするので、電源回路１２０ａから抵抗素子２１０ａを通して出力される直流電圧に基づいて、フォトトランジスタ２０６１ａのコレクタ端子からパルス信号が制御回路１２０ｃに入力される。
【００４９】
このことにより、受信フォトカプラ２０６ａが、商用交流電圧（電源電圧）に重畳されてなるパルス信号を通信用電線１６０を通して受信してこの受信パルス信号を制御回路１２０ｃに出力することになる。
【００５０】
以上説明したように本実施形態によれば、通信回路１２０ｂ、１４０ｂとしては、通信用電線１６０および二本の電源用電線１５０ａ、１５０ｂに対して並列的に接続されるもので、かつ、信号を電源電圧に重畳して通信用電線１６０を通して送信する送信フォトカプラ２０２ａ、２０２ｂと、電源電圧に重畳されてなる信号を通信用電線１６０を通して受信する受信フォトカプラ２０６ａ、２０６ｂとからそれぞれ構成されているので、電気機器毎に同一電気回路で構成されて、各電気機器の間で通信できる。
【００５１】
（第２実施形態）
上述の実施係形態では、電源用電線１５０ａ、１５０ｂ、通信用電線１６０に対して２つの通信回路１４０ｂ、１２０ｂを並列的に接続したものを示したが、これに代えて、図３に示すように、３つ以上の機器（図では、３つの機器１００ｂ、１１０ｂ、２００を示す）を用いる場合には、３つ以上の通信回路１４０ｂ、１２０ｂ、２００ｂを電源用電線１５０ａ、１５０ｂ、通信用電線１６０に対して並列的に接続するようにしてもよい。
【００５２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、通信回路を給湯システムに適用した例を示したが、これに限らず、空調システムなどの機器が複数有るシステムであれば各種のシステムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の給湯システムの第１実施形態の構成を示す模式図である。
【図２】図１の通信回路の回路構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る各通信回路の接続構成を示す図である。
【図４】従来の各通信回路の接続構成を示す図である。
【図５】図４の各通信回路の接続構成を示す図である。
【符号の説明】
１２０ｂ、１４０ｂ…通信回路は、２００ａ、２００ｂ…直流電源回路、
２０１ａ、２０１ｂ…抵抗素子、２０２ａ、２０２ｂ…送信フォトカプラ、
２０３ａ、２０３ｂ、２０４ａ、２０４ｂ…ダイオード、
２０５ａ、２０５ｂ…抵抗素子、２０６ａ、２０６ｂ…受信フォトカプラ、
２０８ａ、２０８ｂ…トランジスタ、２１０ａ、２１０ｂ…抵抗素子。
【図１】
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【図２】
2004205158.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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