JP4498157B2 - 通信用治具及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、断熱材等の被覆を有する配管を利用して信号伝送を行う際にケーブル等を配管に接続する通信用治具及びこの通信用治具使用の空気調和機に関するものである。

従来、断熱材等の被覆を有する配管を利用して信号伝送を行う場合は、被覆を除去し金属部を露出させ、配管結合用金具等で金属配管をクランプし、この結合金具にケーブル等を接続していた。（例えば、非特許文献１参照）。
"グラウンデイングプロダクツ ノイズグラウンデイングクランプ ＥＭＴシリーズ"、「ｏｎｌｉｎｅ」、２００４−１１−１１、竹内工業株式会社、「平成１７年１月２１日検索」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｋｋ−ｎｅｔｓ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｄｅｂｊｉｈａ／ｇｒａｎｄｉｎｇ／ｎｉｚ−ｅｍｔ．ｈｔｍｌ＞

上記従来の配管結合用治具を使用する場合は、利用配管の被覆を除去し、配管の露出金属部をクランプしなければならないので、被覆の除去が煩雑であり、特に、利用配管が複雑な経路になっている場合に、配管通信が可能かどうかを試験する際には簡単に配管との電気的接続ができることが望ましく、その都度被覆を除去して試験するのは面倒であるという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、配管通信が可能かどうかの試験時及び配管通信の実施時共に容易に配管に電気的に接続できる通信用治具を提供することを目的とする。
また、この通信用治具を使用した空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の通信用治具は、金属などの導電体から成り、長手方向のほぼ中間部が交差結合し、この交差結合した部位（以下、交差結合部位と呼ぶ）を中心として回転可能に結合された２本の長形板状片を備え、この２本の長形板状片の交差結合部位に対して一方を構成する部分のそれぞれの対向する側の縁部に、金属製の配管を断熱材によって被覆して成る被覆配管の被覆を、切断可能な刃を備えた導電性の配管接触部と、２本の長形板状片の交差結合部位に対して他方の部分を構成し、信号線が接続される信号線接続部と、信号線接続部の長形板状片間に交差結合部位を中心として外力によるネジ止めまたは弾性を有する部材の弾性力により配管接触部の対向する刃が互いに閉じる方向に回転する力を与える被覆配管固定部と、を備え、配管接触部の対向する刃が被覆配管の被覆の上から被覆配管を挟んだとき、被覆配管固定部が与える力により刃が被覆配管の被覆を切断することで、刃が金属製の配管と電気的に接触するものである。

本発明の通信用治具によると、金属などの導電体から成り、長手方向のほぼ中間部が交差結合し、この交差結合した部位（以下、交差結合部位と呼ぶ）を中心として回転可能に結合された２本の長形板状片を備え、この２本の長形板状片の交差結合部位に対して一方を構成する部分のそれぞれの対向する側の縁部に、金属製の配管を断熱材によって被覆して成る被覆配管の被覆を、切断可能な刃を備えた導電性の配管接触部と、２本の長形板状片の交差結合部位に対して他方の部分を構成し、信号線が接続される信号線接続部と、信号線接続部の長形板状片間に交差結合部位を中心として外力によるネジ止めまたは弾性を有する部材の弾性力により配管接触部の対向する刃が互いに閉じる方向に回転する力を与える被覆配管固定部と、を備え、配管接触部の対向する刃が被覆配管の被覆の上から被覆配管を挟んだとき、被覆配管固定部が与える力により刃が被覆配管の被覆を切断することで、刃が金属製の配管と電気的に接触するので、配管通信が可能かどうかの試験時及び配管通信の実施時共に被覆配管の被覆を除去せずに、容易に配管に電気的に接続できる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の配管通信システムを示す図であり、図２は、図１の配管通信システムの信号ケーブルを１本の冷媒配管に接続することを示す斜視図であり、図３は、同じく２本の冷媒配管に接続することを示す図であり、図４は、第１の通信用治具を冷媒配管に接続することを示す斜視図であり、図５は、第２の通信用治具を冷媒配管に接続することを示す斜視図であり、図６は、第３の通信用治具を冷媒配管に接続することを示す斜視図である。

本実施の形態では、図１に示すように、室外機１と室内機２とを、それぞれ断熱材３ｂ、４ｂで被覆されたガス側冷媒配管３と液側冷媒配管４とで配管接続した分離型の空気調和機を例として、配管通信システムを説明する。
室外機制御回路を構成する室外機制御基板（図示省略）は、室外送風機、圧縮機を制御すると共に、冷媒配管３、４を介して、室内機制御回路を構成する室内機制御基板（図示省略）と信号伝送を行い室外機の運転状態を室内機制御基板に送出する。また、室内機制御基板は、室内送風機を制御すると共に、冷媒配管３、４を介して、室外機制御基板と信号伝送を行い室外機制御基板に運転指令を送出する。

冷媒配管３、４で室外機と室内機とで信号を伝送する場合、ガス側冷媒配管３及び液側冷媒配管４のうち、どちらか１本で伝送しても、２本使用して伝送してもよい。
冷媒配管３、４の１本を使用する場合、例えば、ガス側冷媒配管３に高周波の信号を重畳して伝送する場合は、図２に示すように、室外機制御基板と接続した同軸ケーブル６の信号線６ｃをガス側冷媒配管３の室外機側の端部に電気的に接続する。この際、信号ケーブル６の外導体６ａは、ガス側冷媒配管３の断熱材３ｂ上に銅テープ等を巻き付け形成した励波部８に接続し、また、信号ケーブル６の中心導体６ｂは、結合コンデンサ６ｄを介してガス側冷媒配管３の配管３ａに接続する。
室内機制御基板も同様に、同軸ケーブル６の信号線６ｃをガス側冷媒配管３の室内機側の端部に接続する。
また、ガス側冷媒配管３の代わりに液側冷媒配管４を使用しても同様である。
このようにして、室外機１及び室内機２間で信号の授受が可能となる。

また、冷媒配管３、４の２本を使用する場合、即ち、ガス側冷媒配管３及び液側冷媒配管４に高周波の信号を重畳して伝送する場合は、図３に示すように、室外機制御基板と接続した同軸ケーブル６の信号線６ｃをガス側冷媒配管３及び液側冷媒配管４の室外機側の端部に電気的に接続する。この際、信号ケーブル６の外導体６ａは、液側冷媒配管４の配管４ａに接続し、また、信号ケーブル６の中心導体６ｂは、結合コンデンサ６ｄを介してガス側冷媒配管３の配管３ａに接続する。但し、信号ケーブル６の外導体６ａを、ガス側冷媒配管３の配管３ａに接続し、また、信号ケーブル６の中心導体６ｂを、結合コンデンサ６ｄを介して液側冷媒配管４の配管４ａに接続してもよい。
室内機制御基板も同様に、同軸ケーブル６の信号線６ｃをガス側冷媒配管３及び液側冷媒配管４の室内機側の端部に電気的に接続する。
このようにして、室外機１及び室内機２間で信号の授受が可能となる。

本実施の形態の配管通信システムにおいては、上記のように、それぞれ断熱材３ｂ、４ｂで被覆された冷媒配管３、４と室外機制御基板または室内機制御基板の同軸ケーブル６の信号線６ｃを接続する際に、信号線６ｃと冷媒配管３、４の配管３ａ、４ａとの電気的な接続には通信用治具を使用するので、通信用治具による接続を説明する。
図４に通信用治具である第１の通信用治具を示す。第１の通信用治具は、金属等の導電体からなり、一端側から他端側に幅寸法をテーパ状に変化させた２本の長形板状片１０の長手方向のほぼ中間部を交差結合させ、この交差結合部を中心として２本の長形板状片１０が回転可能に結合させたもの、即ち、鋏み状のものである。この鋏み状の通信用治具において、交差結合部に対して幅寸法の大きな側を信号線６ｃを接続する信号線接続部とし、幅寸法の小さい側を配管３ａ、４ａと接続する配管接触部とする。また、長形板状片１０の交差結合部に対して、幅寸法の大きい側の２本の長形板状片１０間に、２本の長形板状片１０が交差結合部を中心に常時閉じるように付勢する付勢手段であるバネ１１を設けており、さらに、２本の長形板状片１０の交差結合部に対して、幅寸法の小さい側の２本の長形板状片１０のそれぞれの対向側縁部に、断熱材等の被覆を切断する刃を設けている。

第１の通信用治具の使用方法を説明する。
図４に示すように、信号ケーブル６の信号線６ｃを接続する冷媒配管３、４の接続部を、２本の長形板状片１０をバネ１０ｂの付勢力に対抗して開き、２本の長形板状片１０の刃を設けた側で、断熱材３ｂ、４ｂの上から冷媒配管３、４で鋏む。そして、バネ１０ｂの付勢力により断熱材３ｂ、４ｂを切断し、この刃を配管３ａ、４ａの金属部に接触させる。
次いで、外側の幅寸法の大きな側の長形板状片１０に信号線６ｃを接続する。
このように、第１の通信用治具を使用することにより、信号線６ｃを冷媒配管３、４の接続したい部分の配管３ａ、４ａに、断熱材３ｂ、４ｂを付けたまま容易に電気的に接続できる。

図５（ａ）に示す通信用治具である第２の通信用治具は、前記の第１の通信用治具とほぼ同じ構造であるが、バネ１１がなく、交差結合部を中心に自由に回転可能としている。また、２本の長形板状片１２の信号線６ｃを接続する側には、対応する位置にネジ固定を可能とするネジ穴１２ａを設け、２本の長形板状片１２の配管３ａ、４ａと接触する側のそれぞれの対向側縁部の刃には、配管３ａ、４ａとの接触を増加するための凹部１２ｂを設けている。
第２の通信用治具を使用する場合も、信号線６ｃを接続する冷媒配管３、４の接続部を断熱材３ｂ、４ｂのまま２本の長形板状片１２の刃を設けた側で鋏み、外側の２本の長形板状片１２を交差結合部に対して閉じることにより断熱材３ｂ、４ｂを切断し、この刃の凹部１２ｅを配管３ａ、４ａの金属部に接触させ、接触状態で固定手段により、即ち、２本の長形板状片１２のネジ穴１２ａにネジを挿入し、ネジ止め固定する。
次いで、外側の長形板状片１２に信号線６ｃを接続する。
第２の通信用治具も第１の通信用治具と同様の効果を有するが、刃に設けた凹部１２ｂにより配管３ａ、４ａとの接触がより増加する。
なお、第１の通信用治具にも同様に凹部を設けることにより同様の効果が得られる。

第１の通信用治具及び第２の通信用治具においては、長形板状片１０、１２の刃を設けた側が、被覆である断熱材３ｂ、４ｂを切断することにより配管３ａ、４ａと接触する配管接触部であり、長形板状片１０、１２のバネ１１を設けた側及びネジ穴１２ａを設けた側が、それぞれ信号線６ｃを接続する信号線接続部であり、また、バネで付勢された２本の長形板状片１０の刃を設けた側及びネジ止めされた２本の長形板状片１２の刃を設けた側が、それぞれ被覆配管である冷媒配管３、４に固定する被覆配管固定部に該当する。

なお、第１の通信用治具及び第２の通信用治具は、それぞれ、長形板状片の幅寸法の小さい側の対向側縁部に刃を設けたが、この刃を設けずに、長形板状片の幅寸法の小さい側の先端部を先細の先端部（針状の先端部）としてもよい（その他の構成は、第１の通信用治具及び第２の通信用治具と同じ）。このような通信用の治具の針状の先端部を冷媒配管３、４の被覆である断熱材３ｂ、４ｂに押しあてて突き刺すようにする。また、先端部が配管３ａ、４ａの金属部にあたり、開いて配管３ａ、４ａを挟むようにする。こうして、同様に通信用治具を配管３ａ、４ａの金属部に接触させ、信号線６ｃを配管３ａ、４ａに電気的に接続する。

図６に通信用治具である第３の通信用治具を示す。
第３の通信用治具は、断熱材３ｂ、４ｂ上から冷媒配管３、４に取付ける被覆配管取付部１４と被覆配管取付部１４にねじ込み固定する棒状部１５とからなる。
被覆配管取付部１４は、冷媒配管３、４を外周に沿い、断熱材３ｂ、４ｂ上から囲う略帯状の囲い部であり、断熱材３ｂ、４ｂの一部が露出するように囲い端部を有する被覆配管囲い部１４ａと、両囲い端部からそれぞれ、外側に立設し、ネジ穴１４ｄを有する固定足部１４ｃとから形成される。被覆囲い部１４ａには、ネジ穴１４ｂを設ける。
棒状部１５は、取付けたとき外側となる一端部に太さを太くしたつまみ部１５ａを有し、他端部に先細とした先端部を形成し、つまみ部１５ａと先細の先端部間にネジ部１５ｂを形成した棒状体である。棒状部１５は、金属等の導電体からなる（つまみ部１５ａは、導電体でなくてもよい）。

第３の通信用治具の冷媒配管３、４への取付は、まず、冷媒配管３、４の断熱材３ｂ、４ｂ上に被覆配管囲い部１４ａを被せ、固定部１４ｃのネジ穴１４ｄにネジを挿入しネジ固定により被覆配管囲い部１４ａを固定する。次いで、先端を丸めた信号線６ｃを、つまみ部１５ａとネジ部１５ｂ間にはさんだ棒状部１５を被覆配管囲い部１４ａのネジ穴１４ｂに、先細の先端部から挿入し、ネジ部１５ｂをネジ穴１４ｂにねじ込むことにより棒状部１５を被覆配管取付部１４に固定する。この際、棒状部１５の先細の先端部が、断熱材３ｂ、４ｂを貫通して配管３ａ、４ａの金属部と接触する。同時に丸めた信号線６ｃがつまみ部１５ａと被覆配管囲い部１４ａとではさまれ固定される。

このようにして、第３の通信用治具においても、第１の通信用治具及び第２の通信用治具と同様に、信号線６ｃを冷媒配管３、４の接続したい部分に、断熱材３ｂ、４ｂを付けたまま容易に電気的に接続できる。
第３の通信用治具においては、棒状部１５の先細の先端部が、被覆である断熱材３ｂ、４ｂを貫通することにより配管３ａ、４ａの金属部と接触する配管接触部であり、棒状部１５のつまみ部１５ａとネジ部１５ｂ間の棒状体が信号線６ｃを接続する信号線接続部であり、また、被覆配管取付部１４が、被覆配管である冷媒配管３、４に固定する被覆配管固定部に該当する。

前記のように、配管通信システムとして、空気調和機の冷媒配管３、４による室外機１と室内機２との間の信号伝送を説明したが、これに限ることはなく、通電材質でできた被覆配管であれば、本通信用治具を使用することにより、容易に配管通信が可能となる。例えば、水道管、ガス管、ファンコイルユニットなどを用いた給湯システムの給湯管、ＦＦ式暖房機の配管などを利用してもよい。ビルや住宅に既設されたこのような配管を利用することにより容易にネットワークシステムを構築することができる。

上記の第１の通信用の治具、この治具の変形例の通信用治具、第２の通信用の治具、この治具の変形例の通信用治具及び第３の通信用治具は、同じものを使用してもよく、また、違うものを適宜組合わせて使用してもよい。

本実施の形態の空気調和機は、圧縮機、送風機及び室外機制御基板等を備えた室外機１と、送風機及び室内機制御基板を備えた室内機２とを冷媒配管３、４で配管接続した空気調和機において、室外機制御基板の信号線６ｃを冷媒配管の室外機側に、第１の通信用治具（又は変形例の通信用治具）、第２の通信用治具（又は変形例の通信用治具）及び第３の通信用治具のいずれかの通信用治具を使用して電気的に接続し、また、室内機制御基板の信号線６ｃを冷媒配管の室内機側に第１の通信用治具（又は変形例の通信用治具）、第２の通信用治具（又は変形例の通信用治具）及び第３の通信用治具のいずれかの通信用治具を使用して電気的に接続したので、信号伝送用の配線を設ける必要がなく、空気調和機の製作が容易となる。

本発明の実施の形態１の配管通信システムを示す図である。 図１の配管通信システムの信号ケーブルを１本の冷媒配管に接続することを示す斜視図である。 図１の配管通信システムの信号ケーブルを２本の冷媒配管に接続することを示す図である。 本発明の実施の形態１の第１の通信用治具を冷媒配管に接続することを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の第２の通信用治具を冷媒配管に接続することを示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の第３の通信用治具を冷媒配管に接続することを示す斜視図である。

符号の説明

１ 室外機、２ 室内機、３、４ 冷媒配管（被覆配管）、３ｂ、４ｂ 被覆、６ｃ 信号線、１０ 長形板状片、１１ 付勢手段、１２ａ 固定手段、１２ｂ 凹部、１４ 被覆配管取付部、１５ 棒状部、１５ａ つまみ部、１５ｂ ネジ部。

Claims (2)

1. 金属などの導電体から成り、長手方向のほぼ中間部が交差結合し、この交差結合した部位（以下、交差結合部位と呼ぶ）を中心として回転可能に結合された２本の長形板状片を備え、
   この２本の長形板状片の前記交差結合部位に対して一方を構成する部分のそれぞれの対向する側の縁部に、金属製の配管を断熱材によって被覆して成る被覆配管の被覆を、切断可能な刃を備えた導電性の配管接触部と、
   前記２本の長形板状片の前記交差結合部位に対して他方の部分を構成し、信号線が接続される信号線接続部と、
   前記信号線接続部の長形板状片間に前記交差結合部位を中心として外力によるネジ止めまたは弾性を有する部材の弾性力により前記配管接触部の対向する刃が互いに閉じる方向に回転する力を与える被覆配管固定部と、を備え、
   前記配管接触部の対向する刃が前記被覆配管の被覆の上から前記被覆配管を挟んだとき、前記被覆配管固定部が与える力により前記刃が前記被覆配管の被覆を切断することで、前記刃が前記金属製の配管と電気的に接触することを特徴とする通信用治具。
2. 圧縮機、送風機及び室外機制御基板等を備えた室外機と、送風機及び室内機制御基板を備えた室内機とを冷媒配管で配管接続した空気調和機において、
   前記被覆配管は前記冷媒配管であり、
   前記室外機制御基板の信号線を前記冷媒配管の室外機側に、請求項１に記載の通信用治具を使用して電気的に接続し、また、前記室内機制御基板の信号線を前記冷媒配管の室内機側に請求項１に記載の通信用治具を使用して電気的に接続したことを特徴とする空気調和機。

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