WO2005085720A1

WO2005085720A1 - 空気調和機器、信号伝送方法および空気調和機器の信号伝送方法

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Publication number: WO2005085720A1
Application number: PCT/JP2005/002878
Authority: WO
Inventors: Toshiyasu Higuma; Noriyuki Kushiro; Yoshiaki Koizumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2006-09-09
Also published as: US8733119B2; EP1724534A4; ES2374380T3; EP2241838B1; US20100317288A1; KR20100023959A; EP2239521B1; US20080032621A1; EP2241838A1; EP1724534B1; KR101002453B1; ES2386147T3; EP2239521A1; US8807444B2; KR20100023958A; EP1724534A1; ATE530861T1; ES2374257T3; US7921665B2; CN1930422B

Abstract

（課題）　従来の伝送方式を、ビルや住宅に既設された空気調和機器に対して適用しようとすると、通信媒体となる冷媒配管と、室内ユニットと、室外ユニットの間を絶縁する必要があり、冷媒配管の両端付近の鋼管を電気的絶縁装置に交換しなければならなかった。（解決手段）　冷媒配管３，４の一端に接続された室内ユニット２と、冷媒配管３，４の他端に接続された室外ユニット１とを有する空気調和機器であって、冷媒配管３，４の両端部に各々設けられ、冷媒配管３，４に交流制御信号を結合すると共に、交流電気信号に対して所定のインピーダンスを奏する信号結合部７を備えることを特徴とする。　かかる構成によって、本発明は、従来のような電気的絶縁装置が不要となり、簡単な装置構成で室内ユニット２と室外ユニット１間の信号伝送が行えるといった優れた効果が発揮される。

Description

明細書

空気調和機器、信号伝送方法および空気調和機器の信号伝送方法技術分野

[0001] 本発明は、室内外に分離して機器が配置され、互いに制御信号を授受しながら機能を奏する空気調和機器、信号伝送方法および空気調和機器の信号伝送方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来の空気調和機器は、室内ユニットと室外ユニットに分割した空気調和機器のガス側冷媒配管と液側冷媒配管のそれぞれの室内ユニット側、室外ユニット側に電気的絶縁装置を設け、室内ユニットの制御基板とガス側冷媒配管および液側冷媒配管を接続し、また室外ユニットの制御基板とガス側冷媒配管および液側冷媒配管を接続し、ガス側及び液側の冷媒配管を室内ユニットと室外ユニットの制御信号の通信媒体として使用するように構成されていた。（特許文献 1参照）

[0003] 特許文献 1 :特開平 6— 2880 (請求項 1、第 1図、第 2図）

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] しかしながら、従来の空気調和機器は、通信媒体となる冷媒配管と、室内ユニットと、室外ユニットとの間を絶縁する必要があり、装置構成が大規模かつ複雑になり、問題であった。

特に、既設の空気調和機器に対して、従来の空気調和機器の伝送方式を適用しようとしても、絶縁作業が非常に困難かつ煩雑であったため、現実にはほとんど適用できなかった。

また、従来の伝送方法を、ビルや住宅に既設された空気調和機器に対して適用しようとすると、通信媒体となる冷媒配管と、室内ユニットと、室外ユニットの間を絶縁する必要があり、冷媒配管の両端付近の鋼管を電気的絶縁装置に交換しなければならなかった。

さらに、ビル空調システムのように冷媒配管が長くなると、配管支持部などから電気的ノイズが混入するおそれがあるので、両端以外の部分についても、電気的絶縁処理を施さなければならなかった。

[0005] 本発明は、係る課題を解決するためになされたもので、非常に簡単な構成で室内外の機器間での信号伝送を行う空気調和機器を提供することを目的とする。また、困難かつ煩雑な作業を伴わずに、既設の配管を簡単に通信媒体として利用できる信号伝送方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明に係る空調調和機器は、冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとを有する空気調和機器であって、冷媒配管の両端部に各々設けられ、冷媒配管に交流制御信号を結合すると共に、交流電気信号に対して所定のインピーダンスを奏する信号結合部を備えることを特徴とする

発明の効果

[0007] 本発明に係る空調調和機器は、冷媒配管の両端部に各々信号結合部が設けられてレ、るので、交流電気信号に対して所定のインピーダンスを奏する伝送路を冷媒配管に形成することができる。その結果、従来技術のような電気的絶縁装置が不要となり、簡単な装置構成で室内ユニットと室外ユニット間の信号伝送が行えるといった優れた効果が発揮される。

また、既設の冷媒配管に、例えば、環状コアと接続端子からなる信号結合部を取り付けるだけで、通信媒体として利用できるようになる。その結果、冷媒配管の両端付近の鋼管を電気的絶縁装置に交換する作業なしに、既設の冷媒配管を通信媒介として利用できるといった優れた効果が発揮される。

発明を実施するための最良の形態

[0008] 実施の形態 1.

図 1は、本実施の形態に係る空気調和機器の構成を示すブロック図である。

同図において、室外ユニット 1と室内ユニット 2は、外壁 10を間に挟んで、ガス側冷媒配管 3と液側冷媒配管 4を介して接続されている。

[0009] 室内ユニット 2は、室内ユニット冷媒回路 8と室内ユニット制御回路 9と信号結合回路 (信号結合部） 7力構成されている。また、室内ユニット制御回路 9は、交流信号を媒介として制御信号を交換しており、室内ユニット制御回路 9より出力された交流制御信号は、信号結合回路 7を経てガス側冷媒配管 3ないし液側冷媒配管 4あるいは両方の配管を媒体として、室外ユニットに伝送される。

[0010] 室外ユニット 1は、室外ユニット冷媒回路 5と室外ユニット制御回路 6と信号結合回路 (信号結合部） 7から構成されている。また、室外ユニット制御回路 6は、室内ュニット制御回路 9と同様、交流信号を媒介として制御信号を交換しており、室外ユニット制御回路 6より出力された交流制御信号は、信号結合回路 7を経てガス側冷媒配管 3 ないし液側冷媒配管 4あるいは両方の配管に結合されて、室内ユニット 2に伝送される。

[0011] 図 2Aは、本実施の形態に係る信号結合回路 7の原理を示すブロック図である。ここでは室外ユニット 1を例として説明する。室外ユニット冷媒回路 5は、金属材料で構成されており、液側配管 3とガス側配管 4は、電気的には室外ユニット冷媒回路 5を介して短絡されている。図 2Bに示すように、磁性材料で構成された環状のコア 11の中心部に、液側配管 3及びガス側配管 4を各々挿着することにより、卷き数 1のインダクタンスが構成される。たとえば、内半径 Rl、外半径 R2、高さ hで透磁率/ iのトロイダルコアの場合、自己インダクタンス Lは、

L= ( /i h/2 π ) In (R2/R1)であり、周波数 fの交流信号に対しては、 Z=j2 fLのインピーダンスを持つ。したがって、室外ユニット制御回路 6が送信する交流制御信号に対しては、液側配管 3及びガス側配管 4を貫通させたコア 11の作用により、室外ユニット冷媒回路 5側には、 2 * Zのインピーダンスで終端された伝送路が形成される。

[0012] 図 3は、信号結合回路 7の一具体例である結合クランプ 12を示す図である。結合クランプ 12は、環状のコア 11が中心軸線に沿って 2分割された部分コア片 11aと、室外機制御回路 6からの交流制御信号を結合する接続端子 13とを備えている。また、接続端子 13は、部分コア片 11aの長手方向片端面の配管揷着部分に設けられた金属性の接触部 13aと、室外ユニット制御回路 6の交流制御信号を接続するための接続部 13bとを備えている。結合クランプ 12は、開閉可能に構成されており、図 4に示すように、部分コア片 11a を組み合わせた状態で閉じることができる。この際、液側配管 3又はガス側配管 4の金属部を部分コア片 11aの中心部に挟み込むことにより、図 2Aで説明したインダクタンスが形成される。そして、結合クランプ 12の接続部 13bは、各配管への交流制御信号の注入部となる。

[0013] 図 5は、室外ユニット 1の配管接続部を示す図であり、図 3に示した結合クランプ 12 を用いて、液側配管 3及びガス側配管 4に交流制御信号を結合する具体例を示している。図 5に示すように、室外ユニット 1には、液側配管 3とガス側配管 4を、従来技術で説明した空調機器と同様に接続し、室外ユニット制御回路 6からの制御信号ケーブル 16に電気的に接続された結合クランプ 12を、上から覆い被せて液側配管 3及びガス側配管 4の金属部に取り付けることにより、図 1に示した信号結合回路 7が形成される。

室外ユニット冷媒回路 ₅に接続された液側配管 ₃及びガス側配管 ₄は、発泡ウレタン等の絶縁材料からなる断熱材で覆われて、室内ユニット 2へ敷設される。また、同様に、図 1に示したように、室内ユニット 2の室内ユニット冷媒回路 8の配管接続部にも、室外ユニット 1と同様な方法で、結合クランプ 12を、上から覆い被せて各配管に取り付けることにより、信号結合回路 7が形成される。

[0014] このように、液側配管 3及びガス側配管 4に結合クランプ 12を取り付けることにより、交流的に所定のインピーダンスで両端が終端された、互いに絶縁された並行線路が形成されることとなる。この線路を介して室外ユニット制御回路 6および室内ユニット制御回路 9は、互いに制御信号を送受信し、室外ユニット 1と室内ユニット 2は、対を成して空調運転を実行する。

以上のように、本方式によれば、空調機の冷媒配管工事は、従来技術の方法になんら変更の必要がなぐ結合クランプ 12を取り付けるだけで容易に冷媒配管を伝送路として使用することが可能になり、工事性よぐ制御配線工事をなくした空調機器を実現できる。

[0015] 実施の形態 2.

次に、実施の形態 2に係る空気調和機器を説明する。図 6A,図 6Bは、実施の形態 2に係る信号結合回路 7の原理を示すブロック図である。なお、実施の形態 1と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

[0016] 図 6Aにおいては、室外ユニット 1を例として説明する。室外ユニット冷媒回路 5は、金属材料で構成されており、室外ユニット 1の接地線接続端子と電気的に接続されている。したがって、液側配管 3とガス側配管 4は、電気的に室外ユニット冷媒回路 5を介し接地接続端子に接続されている。また、一般的に室外ユニット 1は、接地配線ェ事が施されてレ、る。このままの状態で液側配管 3またはガス側配管 4に直接信号を結合しても、接地インピーダンスが低い場合、結合損失が大きぐ配管への信号伝搬は期待できない。

[0017] 図 6Bに示すように、磁性材料で構成された環状のコア 11の中心部に、液側配管 3 及びガス側配管 4を各々揷着することにより、卷き数 1のインダクタンスが構成される。たとえば、内半径 Rl、外半径 R2、高さ hで透磁率 μのトロイダルコアの場合、自己ィンダクタンス Lは、

L= ( /i h/2 π ) In (R2/R1)であり、周波数 fの交流信号に対しては、 Z=j2 fLのインピーダンスを持つ。したがって、室外ユニット制御回路 6が送信する交流制御信号に対しては、液側配管 3又はガス側配管 4を貫通させたコア 11の作用により、室外ユニット冷媒回路 5側には、 Zのインピーダンスで接地された伝送路が形成される。

[0018] 図 7は、室外ユニット 1の配管接続部を示す図であり、図 3に示した結合クランプ 12 を用いて、液側配管 3又はガス側配管 4に交流制御信号を結合する具体例を示している。説明簡易化のため、ガス側配管 4に信号を結合することとして説明を行う。図 7 に示すように、室外ユニット 1には、液側配管 3とガス側配管 4を、従来技術で説明した空調機器と同様に接続し、室外機制御回路 6からの制御信号同軸ケーブル 17の中心導体に電気的に接続された結合クランプ 12を、上から覆い被せてガス側配管 4 の金属部に取り付ける。また、制御信号同軸ケーブル 17の外導体は、ガス側配管 4 の断熱材表面に導電材料で所定の幅だけ覆った励波部 18に接続することにより、図 1に示した信号結合回路 7が形成される。

同様に、図 1に示したように、室内ユニット 2の冷媒回路 8の配管接続部にも、室外ユニット 1と同様な方法で、結合クランプ 12を上から覆い被せてガス側配管 4に取り付けると共に、制御信号同軸ケーブル 17の外導体を励波部 18に接続することにより、信号結合回路 7が形成される。

[0019] このような様態において、室外ユニット制御回路 6から交流制御信号が送信されると、ガス側配管 4の表面と励波部 18の間で電磁界が発生し、この電磁界が、ガス側配管 4の表層を伝搬する。結合クランプ 12の自己インダクタンスにより、接地に対しては所定のインピーダンスを持っているため、励振電流が接地にすべて吸収されることがなぐ注入損失も低く抑えられる。

[0020] ガス側配管 4の表層を伝搬した電磁界は、室内ユニット 2側の信号結合回路 7に到達し、励振部 18と結合クランプ 12に接続された制御信号同軸ケーブル 17に電気信号を発生させる。この電気信号を室内ユニット制御回路 9が受信し、通信が行われる。室内ユニット 2から室外ユニット 1への通信についても、送受信の動作を逆とし、同様に実施される。

以上のように、本方式によれば、空調機の冷媒配管工事は、従来技術の方法になんら変更の必要がなぐ結合クランプ 12を取り付けると共に、配管表面に励波部 18を取り付けるだけで容易に冷媒配管を伝送路として使用することが可能になり、工事性よぐ制御配線工事をなくした空調機器を実現できる。

[0021] また、本実施の形態では、交流制御信号をガス側配管 4に結合する場合について説明したが、液側配管 3、あるいは両配管に信号を結合しても、同様な効果を得ることができる。

[0022] 図 8は、室外ユニット 1の配管接続部を示す図であり、図 3に示した結合クランプ 12 を用いて、液側配管 3又はガス側配管 4に交流制御信号を結合する第 2の具体例を示している。説明簡易化のため、ガス側配管 4に信号を結合することとして説明を行う。図 8に示すように、室外ユニット 1には、液側配管 3とガス側配管 4を、従来技術で説明した空調機器と同様に接続し、室外機制御回路 6からの制御信号同軸ケーブル 1 7の中心導体に電気的に接続された結合クランプ 12を、上から覆い被せてガス側配管 4の金属部に取り付ける。また、制御信号同軸ケーブル 17の外導体を室外ユニット冷媒回路 5に接続することにより、信号結合回路 7が形成される。同様に、室内ユニット 2の冷媒回路 8の配管接続部にも、室外ユニット 1と同様な方法で、結合クランプ 12を上から覆い被せてガス側配管 4に取り付けると共に、制御信号同軸ケーブル 17の外導体を室内ユニット冷媒回路 8に接続することにより、信号結合回路 7が形成される。

[0023] 室内ユニット 2は、一般に、天井の建物構造材 19 (鉄骨など）に、金属製アンカー等でつり下げられて設置される。また、室外ユニット 1においては、建物構造材 19を介し接地されているか、あるいは接地配線と構造材とが静電結合等で結合されている。したがって、図 9に示すように、建物構造体 19を共通線とし、結合クランプ 12のインピ一ダンスで終端されたガス側配管 4を電線として用いる伝送線路が形成される。

[0024] このような様態において、ガス側配管 4と結合クランプ 12と建物構造体 19とで電気信号のループが形成されるので、室外ユニット制御回路 6から交流制御信号が送信されると、この交流制御信号は、ガス側配管 4を介して室内ユニット 2に伝送される。この交流制御信号を室内ユニット制御回路 9が受信し、通信が行われる。室内ユニット 2から室外ユニット 1への通信についても、送受信の動作を逆とし、同様に実施される以上のように、本方式によれば、空調機の冷媒配管工事は、従来技術の方法になんら変更の必要がなぐ結合クランプ 12を取り付けるだけで、容易に冷媒配管を伝送路として使用することが可能になり、工事性よぐ制御配線工事をなくした空調機器を実現できる。

[0025] また、本実施の形態では、交流制御信号をガス側配管 4に結合する場合について説明したが、液側配管 3、あるいは両配管に信号を結合しても、同様な効果を得ることができる。

[0026] 実施の形態 3.

次に、実施の形態 3に係る空気調和機器を説明する。図 10は、実施の形態 3に係る信号結合回路 7の原理を示すブロック図である。なお、実施の形態 1と同一又は同等な構成部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

[0027] 図 10においては、室外ユニット 1を例として説明する。室外ユニット冷媒回路 5は、金属材料で構成されており、液側配管 3とガス側配管 4は、電気的には室外ユニット冷媒回路 5を介して短絡されてレ、る。室外ユニット冷媒回路 5を短絡終端 (冷媒配管取り出し部）とし、液側配管 3及びガス側配管 4を並行線路とすると、短絡終端からの距離 1におけるインピーダンスは、図 11, 12に示した式ならびにグラフのように、原理的には距離 1により 0—∞の範囲で変化する。たとえば、距離 1を使用する交流制御信号の波長の 1/4に選ぶと、無限大となり、ガス側配管 4と液側配管 3は絶縁された配線と見ることができる。ここで、 1GHzの周波数を用いた場合、波長は 30cmであるから、短絡終端からの距離 1を 7. 5cmとすればよい。

[0028] 図 13は、室外ユニット 1の配管接続部を示す図であり、図 10の図を具体化した例を示している。交流制御信号の周波数に応じ、距離 1を波長の 1/4で液側配管 3及びガス側配管 4に結合することにより、両配管を伝送線として使用できる。

この線路を介して、室外ユニット制御回路 6および室内ユニット制御回路 9は、互いに制御信号を送受信し、室外ユニット 1と室内ユニット 2は、対を成して空調運転を実行する。

以上のように、本方式によれば、空調機の冷媒配管工事は、従来技術の方法になんら変更の必要がなぐ室外ユニット冷媒回路 5から交流制御信号の波長の 1/4の距離に信号を結合するだけで、容易に冷媒配管を伝送路として使用することが可能になり、工事性よぐ制御配線工事をなくした空調機器を実現できる。

[0029] なお、ここでは単一の周波数を想定しているが、制御信号の周波数帯域が所定の帯域を有するものであっても、通信方式によっては周波数による伝送路特性を吸収可能なものもあり、給電点の距離は使用する周波数帯域で、略 1/4波長としても良レ、。

[0030] さらに、室外ユニット 1と室内ユニット 2が各々 1台の場合について説明した力ビル空調システム（ビルマルチエアコン）のように、 1台の室外ユニット 1に複数台の室内ュニット 2が接続される構成であってもよいし、その逆であってもよい。この場合、冷媒配管を利用して、ネットワークシステムを構築することが可能となる。

[0031] なお、実施の形態 1一 3では、空気調和機器の冷媒配管を使用した信号伝送方法について説明してきたが、このような信号伝送方法は冷媒配管に限定されるものではない。交流電気信号を伝送させることのできる通電材質で出来た配管であればなんであってもよい。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。

[0032] 実施の形態 4.

図 14は本実施の形態に係る空気調和機器の構成を示したブロック図である。図において室内ユニット 22と室外ユニット 23は、外壁 21を間に挟んで、ガス側冷媒配管 24と液側冷媒配管 25を介して接続されている。

[0033] 室内ユニット 22は、室内ユニット冷媒回路 27と室内ユニット制御回路 28と信号分配回路 29と屋内アンテナ 30から構成されている。また室内ユニット制御回路 28は、電波を媒介として制御信号を交換しており、室内ユニット制御回路 28より出力された制御信号 (電気信号)は、信号分配回路 29を経て液側冷媒配管 25と室内アンテナ 30 を介して、それぞれ室内/室外に伝送される。

[0034] 室外ユニット 23は、室外ユニット冷媒回路 31と室外ユニット制御回路 32と結合器 3 3から構成されている。また室外ユニット制御回路 32は、室内ユニット制御回路 28と同様、電波を媒介として制御信号を交換しており、室外ユニット制御回路 32より出力された制御信号 (電気信号)は、結合器 33を経て液側冷媒配管 25に結合されて、室内に伝送される。さらにリモコン 26も、室内ユニット 22や室外ユニット 23と同様、電波を媒介として操作信号を交換しており、室内ユニット 22に対して、種々の操作/設定等を行う。

[0035] 次に図 15は、本実施の形態に係る室内ユニット 22内の信号分配回路 29の詳細を示したブロック図である。

図において分配器 34は、室内ユニット制御回路 28から出力される制御信号 (電気信号）を室内アンテナ 30と結合器 35に所定の比率で分配する機能、ならびに室内アンテナ 30、結合器 35からの制御信号 (電気信号)を所定の比率で混合し、室内ュニット制御回路 28に伝達する機能を有している。

[0036] 以下、図 14及び図 15を参照しながら動作について説明する。

リモコン 26が運転操作されると、運転指令が電波信号 (操作信号）として室内ュニット 22に伝送される。この電波信号は、室内ユニット 22の室内アンテナ 30によって受信され、信号分配器 29内の分配器 34を経由して室内ユニット制御回路 28に電気信号として伝達される。室内ユニット制御回路 28は受信した電気信号を解読し、運転指令であることを判断すると、直ちに室内ユニット冷媒回路 27に運転の指示を与える。

[0037] これと併行して室内ユニット制御回路 28は、室外ユニット 23宛とした運転指令の電気信号を生成し、信号分配回路 29に出力する。信号分配回路 29の分配器 34はこの電気信号を室内アンテナ 30と結合器 35へ適当な比率、例えば等しく分配する。そして結合器 35へ分配された電気信号は、結合器 35を介して液側冷媒配管 25に結合される。

[0038] ここで電気信号を液側冷媒配管 25に結合させる結合方法について説明する。

結合方法は、静電結合方法と誘導結合方法に大別できる。図 16及び図 17は、それぞれ静電結合方法、誘導結合方法を採用した場合における結合器 35の構成を示したものである。

[0039] 図 16に示すように静電結合方法では、電気信号が結合コンデンサ 36を経由して液側冷媒配管 25に直接結合され、この結合によって発生した電波信号が液側冷媒配管 25の表層を伝搬する。また、図 17に示すように誘導結合方法では、誘導コイル 37に高周波電気信号が流れると、近接する液側冷媒配管 25に誘導電流が、図の矢印のように流れ、信号が結合される。そして、この結合によって発生した電波信号が液側冷媒配管 25の表層を伝搬する。

[0040] ここで冷媒配管の素材は一般に銅であり、直径は 12. 7mm程度である。

また電波信号の周波数をマイクロ周波数帯（例えば 2から 3GHzの間）から選ぶようにする。このような設定により電波信号は銅表面から深さ 1 μ m程度の表層を伝播することになる。この時の（マイクロ周波数帯における）冷媒配管の電気抵抗は、次の式 (1)よって与えられる。

R = P X L/S 式（1)

ここで R:電気抵抗（Ω )

P :抵抗率（Ω πι)

L :長さ（m) S：面積 (m²)

[0041] したがつてこの式に、 Pとして銅の抵抗率 17η Ω ιη、 Lとして冷媒配管長 100mを代入し、電気抵抗を求めると、約 35 Ωとなる。受信側のインピーダンスを 50 Ωとすると、冷媒配管 100mにおける減衰は約 4. 6dBとなる。

一方、電波信号が自由空間を伝播する場合は、距離 100mにおいて約 80dB減衰する。したがって両者を比べると、前者は格段に小さぐ極めて低い損失で電波信号を伝送できることが判る。

[0042] このように本実施の形態の伝送方法では、電波信号としてマイクロ周波数帯の電波を用レ、、表層効果によって伝送させるようにしたので、極めて低い損失で伝送することができる。この結果、液側冷媒配管 25と室内ユニット 22と室外ユニット 23の間が絶縁されていなくても、室内ユニット 22や室外ユニット 23による損失分も小さいので、十分なレベルの電波信号を室内ユニット 22から室外ユニット 23に送信することができる

[0043] すなわち、従来の伝送方法では、表層効果を利用していないため、室内ユニット 22 や室外ユニット 23による損失が大きぐ冷媒配管の両端付近の鋼管を、電気的絶縁装置に交換する必要があつたのに対し、本実施の形態の伝送方法では、このような作業は不要である。

[0044] そして、このようにして室外ユニット 23へ到達した電波信号は、液側冷媒配管 25に接続された結合器 33を経由して室外ユニット制御回路 32に電気信号として入力される。

ここで結合器 33は、室内ユニット 22の結合器 35と同様、図 16若しくは図 17いずれかに示した結合方法で構成されてレ、る。

[0045] 室外ユニット制御回路 32に入力された電気信号は、室外ユニット制御回路 32によつて解読され、運転指令であることが判断されると、室外ユニット冷媒回路 31に運転の指示を与える。

このようにして、リモコン 26からの運転操作は室内ユニット 22と液側冷媒配管 25を経由し室外ユニット 23に伝達され、空気調和機器としての運転動作を完結させることができる。 [0046] なお、ここでは室内ユニット 22から室外ユニット 23に冷媒配管を介して電波信号が伝送された場合について説明してきた力逆の場合、すなわち室外ユニット 23から室内ユニット 22に電波信号が冷媒配管を介して伝送される場合も同様である。例えば、室外ユニット 23にトラブルが発生すると、室外ユニット制御回路部 32は停止指令の電気信号を作成し、これを電波信号に変換して冷媒配管に送信する。電波信号は冷媒配管を介して室内ユニット 22まで達し、ここで電気信号に変換される。この電気信号を受信した室内ユニット制御回路部 28は、直ちに室内ユニット 22の動作を停止すると共に、室内ユニット 22の表示部（図示せず）に対し、「動作停止」等のメッセージを表示させるように指示する。

[0047] 以上のように、本実施の形態では、室内ユニット 22と室外ユニット 23とのいずれか一方のユニットから冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって発生した電波信号を冷媒配管の表層を沿って他方のユニットに伝送させるように構成したため、室内ユニット 22と室外ユニット 23間の制御信号の送受信を外壁等の影響を受けずに、且つ専用の信号配線を必要とせず実現することが可能となった。この結果、既設の空気調和機器に対する工事は、簡単な取付け作業のみとなり、冷媒配管の両端付近の鋼管を、電気的絶縁装置に交換するといつた困難かつ煩雑な作業は不要となる。

[0048] なお、室内にある他の機器 (本実施の形態ではリモコンを例に取り上げて説明）との制御信号の送受信については、室内/室外ユニット 22, 23の制御信号と同一の電波信号で通信ができるように構成すれば、リモコン向けに専用に送受信回路を設けるなどのコストを削減することができ、室内ユニットを安価に構成することができる。

[0049] また、本実施の形態では、電気信号を液側冷媒配管 25に結合する場合について説明したが、ガス側冷媒配管 24、あるいは液側冷媒配管 25およびガス側冷媒配管 2 4の両方に電気信号を結合しても、同様な効果を得ることができる。

[0050] さらに、室外ユニット 23と室内ユニット 22が各々 1台の場合について説明した力ビル空調システム（ビルマルチェアコン）のように 1台の室外ュニット 23に複数台の室内ユニット 22が接続される構成であってもよいし、その逆であっても良い。この場合、冷媒配管を利用してネットワークシステムを構築することが可能となる。

また、分配器 34の分配比率は結合器 35と室内アンテナで等分としていたが、冷媒配管伝送の減衰が空間伝送より低いことを考慮し、その分配比率を変化させるようにしてもよい。

[0051] さらにまた、上記実施の形態では、冷媒配管を使用した信号の授受を、室内ュニット 22と室外ユニット 23との間の制御信号の交換に限定して説明してきた力例えば、インターネットなど外部のネットワーク回線を室外ユニット 23に接続してもよい。この場合、ネットワーク回線に接続された外部制御機器から室内ユニット 22と室外ユニット 2 3との双方或いは一方を遠隔操作することが可能となる。室外ユニット 23から室内ュニット 22への遠隔操作信号の送信は、上述したように、電波信号として冷媒配管 24 , 25の表層を伝送させて行う。このような構成とすることにより、室内に新たなネットヮーク回線を引き込む工事が不要となり、安価な空気調和器のネットワークシステムを構築すること力 Sできる。

[0052] また、図 18に示すように、遠隔操作する対象は、室内ユニット 22と室外ユニット 23 に限定されることなぐ室内ユニット 22と無線或いは有線で接続された情報/家電機器 40を、ネットワーク回線に接続された外部制御機器 41から遠隔操作できるようにしてもよい（本例は無線により室内アンテナ 30を介して信号を送受信する）。情報/家電機器 40としては、例えば、炊飯器、洗濯機、ビデオ装置、パソコンなどでよぐ外部制御機器 41としては、例えば、携帯電話や携帯端末などでよい。このような構成とすることにより、室内にネットワーク環境が構築されていない場合であっても、室内ュニット 22を介して、外部から家電機器 40の操作が可能となり、安価な情報/家電機器のネットワークシステムを構築することができる。

[0053] なお、上記実施の形態では、空気調和機器の冷媒配管を使用した信号伝送方法について説明してきたが、このような信号伝送方法は冷媒配管に限定されるものではない。電波信号を、表層に沿って伝送させることのできる通電材質で出来た配管であればなんであっても良い。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良い。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。

[0054] 実施の形態 5. 実施の形態 4では、冷媒配管の表層を伝わって室内ユニット 22まで達した電波信号を信号分配回路 29によって取り出す場合について説明してきたが、本実施の形態では、信号分配回路 29を使わずに取り出す場合について説明する。

図 19は本実施の形態に係る空気調和機器の構成を示したブロック図である。図 14 と同一もしくは相当部分には同じ符号が付されている。図 14の構成と異なる点は、室内ユニット 22から信号分配回路 29が除かれていること、及びガス側冷媒配管 24が信号伝送路として使われていることである。

[0055] 一般にガス側冷媒配管 24や液側冷媒配管 25などの冷媒配管は、銅を素材としてレ、るため、無線で用いるアンテナと同じ原理により、その一部に高周波電流を流すと配管全体から電波が放射される。また逆に電波を受けると冷媒配管の表層には高周波電流が励起され、配管全体に伝送される。

本実施の形態は、このように冷媒配管がアンテナとして機能することに着目したものである。

[0056] 以下、図をもとに動作を説明する。

室外ユニット制御回路 32より出力された制御電気信号は、結合器 33を介し、室内まで敷設されているガス側冷媒配管 24に結合される。この結合によりガス側冷媒配管 24周辺に電磁界が発生し、ガス側冷媒配管 24自身がアンテナ素子として機能し、電波信号が放射される。この電波信号は、室内ユニット 22の室内アンテナ 30によつて受信され、電気信号に変換され、室内ユニット制御回路 28に入力される。

[0057] 一方、屋内では、室内ユニット 22の室内アンテナ 30から放射された電波信号の電磁界により、ガス側冷媒配管 24に高周波電流が励起される。この高周波電流は、表層を伝わって室外ユニット 23まで達し、室外ユニット 23内の結合器 33によって電気信号として取り出され、室外ユニット制御回路 32に入力される。

このようにして室内ユニット 22と室外ユニット 23の間で双方向通信が実現される。

[0058] またリモコン 26やセンサ 38も電波送受信部（図示せず）を内蔵しており、室内ュニット 22や室外ユニット 23と同様、電波を介して操作信号やセンサ信号などのデータを相互に交換する。

[0059] ここで室内アンテナ 30の具体的な構成としてホイップアンテナを用いた例を図 20に示す。図においてホイップアンテナから放射された電波がガス側冷媒配管 24と交錯すると配管銅管部の表面には高周波電流が励起される。また逆に配管から放射された電波はホイップアンテナの表面に高周波電流を励起する。

[0060] 次に本実施の形態に係る空気調和機器を用いたシステム構成の一例を図 21に示す。

図において第 1の室内ユニット 42及び第 2の室内ユニット 43は、ガス側冷媒配管 2 4もしくは液側冷媒配管 25を介し、室外ユニット 23と接続されている。また第 1のリモコン 61は第 1の室内ユニット 42と第 2の室内ユニット 43からそれぞれ a、 b (aく b)の距離に位置し、第 2のリモコン 62は第 1の室内ユニット 42と第 2の室内ユニット 43からそれぞれ c、 d (c > d)の距離に位置している。

[0061] さらに第 1の室内ユニット 42と第 2の室内ユニット 43は、第 1のリモコン 61及び第 2 のリモコン 62から通信品質、例えば信号の強度を表す RSSI (Receive Signal St rength Indicator 「受信信号強度インジケータ」の略）に関するデータを取得し、このデータを相互に交換する。

[0062] 以下、図 19及び図 21を参照しながらシステムにおける一連の動作について説明する。

最初に各機器に対するアドレス番号の付与について説明する。

室外ユニット 23の室外ユニット制御回路 32には、例えばフロア番号などに基づいた ID番号が設定される。そして室外ユニット制御回路 32は、室内ユニット 22やリモコン 26などの存在を確認するためのディスカバリコマンドを作成し、自身の ID番号を付して発行する。発行されたコマンド電気信号は、結合器 33によってガス側冷媒配管 2 4に結合され、コマンド電波信号として放射される。

[0063] このコマンド電波信号は、室内ユニット 22の室内アンテナ 30で受信され、電気信号に変換された後、室内ユニット制御回路 28に入力される。室内ユニット制御回路 28 は、入力された信号からディスカバリコマンドを認識すると、室内ユニット 22を特定するコード、例えば室内ユニット制御回路 28の通信部の物理アドレスと機器の種別「室内ユニット」を含んだ応答を作成する。そしてこの応答電気信号は室内アンテナ 30を介して応答電波信号として放射される。 [0064] 一方、屋内配管を経由して放射されたコマンド電波信号を受信したリモコン 26も、室内ユニット 22と同様、自身を特定するコードを含んだ応答を作成し、これを応答電波信号として放射する。

[0065] このようにして室内ユニット 22やリモコン 26から放射された応答電波信号は、それぞれガス側冷媒配管 24を介し室外ユニット 23内の結合器 33によって電気信号に変換され、室外ユニット制御回路 32に入力される。

そして室外ユニット制御回路 32は、受信した応答内容に基づいて返答を作成する

[0066] 図のケースでは、室外ユニット 23は 2台の室内ユニット 42， 43と 2台のリモコン 61、

62のそれぞれに対し、自身に設定された ID番号に関連付けたアドレス番号を決定し、アドレス管理テーブルに記録すると共に、このアドレス番号を、それぞれの応答に含まれたコードに付し、デイスカノリコマンドの発行と同じ手順で返送する。

なおこの返送の手順は、コードとアドレス番号を対応させた表を 1つのコマンドとして同報などにより送信するようにしても良い。

[0067] このアドレス番号を受けた室内ユニット、リモコンは付与されたアドレス番号を記憶し、以降はこのアドレス番号に基づいて通信を行う。

なお、室外ユニット 23のアドレス番号については、最初に設定した ID番号そのものを使っても良いし、室内ユニット 22やリモコン 26などにアドレス番号を配布した際に用レ、た番号を使うようにしても良レ、。

以上の手順により室内ユニット 22やリモコン 26などの冷媒配管を介して通信できる機器に対するアドレス番号の付与が完了する。

[0068] 次に機器同士、即ち室外ユニット 23と室内ユニット 22、室内ユニット 22とリモコン 26 の関連付けについて説明する。

まず室外ユニット 23と室内ユニット 22の関連付けについて説明する。

室外ユニット 23の室外ユニット制御回路 32は、アドレス番号を付与した室内ユニット 22に対し、試験運転指令を個別に、 1台ずつ送信する。そして室内ユニット運転により、室外ユニット 23の制御状態が変化すること、例えば冷媒の流量の変化などを検出し、自身の冷媒回路に接続されている室内ユニットであるかどうかの確認を行う。 [0069] 確認された室内ユニットについては、識別コードの付与を行ない、デイスカバリコマンドの発行と同じ手順で送信する。

一方、自身の冷媒回路への接続が確認できない場合には、リモコン 26の表示器等を用いて前述のコードと共にアラーム表示などを行レ、、設定の確認を促したりする。また最終的に確認できない場合には、当該室内ユニット 22にアドレス番号の破棄を通知すると共に、室外ユニット 23の管理テーブルから除外する処理を行う。

このような処理により室外ユニット 23と室内ユニット 22の関連付けを確実なものとすること力 Sできる。

[0070] 続いて室内ユニット 22とリモコン 26の関連付けについて説明する。

室外ユニット 23の室外ユニット制御部 32は、第 1の室内ユニット 42と第 2の室内ュニット 43に対し、第 1のリモコン 61及び第 2のリモコン 62と通信するように指示する。

[0071] 第 1の室内ユニット 42は第 1のリモコン 61と通信を行レ、、そのときの通信品質情報、例えば RSSI信号を記憶する。同様に第 2のリモコン 62と通信を行レ、RSSI信号を記憶する。このとき受信した第 1のリモコン 61、第 2のリモコン 62による RSSI信号レベルは、第 1の室内ユニット 42からそれぞれのリモコンまでの距離に依存する。

[0072] 即ち電磁理論によれば自由空間における電波信号の減衰量は距離の 2乗に比例して増加し、次式によって与えられる。

Γ = (4 π d/ λ ) ² 式（2)

ただし Γ :減衰量

d :距離 (m)

λ：波長 (m)

[0073] ここで第 1の室内ユニット 42が受信した第 1のリモコン 61、第 2のリモコン 62による R SSI信号レベルをそれぞれ Sa、 Sbとし、第 2の室内ユニット 43が受信した第 1のリモン 61、第 2のリモコン 62による RSSI信号レべノレをそれぞれ Sc、 Sdとすると、図 21 のケースではリモコンから室内ユニットまでの距離に関し、 a< b、 c > d なる関係が成立しているので、式（2)より Sa > Sb、 Sd > Sc なる関係が成立することが分かる。

[0074] それぞれの室内ユニット 22は、この RSSI信号レベルの大小関係に関する情報を、室外ユニット 23に対して送信する。室外ユニット 23は、当該情報をもとに、第 1の室内ユニット 42には第 1のリモコン 61を、また第 2の室内ユニット 43には第 2のリモコン 6 2を関連付けることを決め、管理テーブルに記憶する。これと併行して関連付けられた室外ユニットとリモコンに対し、識別コードを発行し、デイスカノくリコマンドと同じ手順で各々の室内ユニットとリモコンに送信する。

このようにして室内ユニット 22と、この室内ユニットの近くに配置されたリモコン 26との関連付けを確実なものとすることができる。

[0075] また室内に配置された同じ電波信号による通信手段を有するセンサ 38も、同じようにして、室内ユニット 22と関連付けられ、管理テーブルに記憶される。そして室外ュニット 23は、関連付けられた室外ユニットとセンサに対し、識別コードを発行し、ディスカバリコマンドと同じ手順で各々の室内ユニットとセンサに送信する。

この結果、室内ユニット 22は空調範囲内に配置されたセンサ 38の情報を自由に活用すること力 Sできる。

[0076] このようにして機器同士が関連付けられた後、第 1のリモコン 61により運転操作がなされると、運転指令が電波信号として放射される。この指令電波信号は、第 1の室内ュニット 42の室内アンテナ 30によって受信され、室内ユニット制御回路 28に指令電気信号として伝達される。

[0077] 室内ユニット制御回路 28は、受信した信号を解読し、運転指令であることを判断すると、直ちに室内ユニット冷媒回路 27に運転の指示を与える。これと併行して室内ュニット制御回路 28は、室外ユニット 23を宛先とする運転指令の電気信号を生成し、室内アンテナ 30から指令電波信号として放射する。

[0078] この指令電波信号はガス側冷媒配管 24及び結合器 33を介して電気信号となり、室外ユニット 23の室外ユニット制御回路 32に受信される。そして受信した電気信号を解読し、運転指令であることを解読すると直ちに室外ユニット冷媒回路 31に運転の指示を与える。

このようにしてリモコン 26の操作により室内ユニット 22、室外ユニット 23を円滑に運転すること力 S可肯となる。

[0079] なおここでは、室内アンテナ 30を用いて運転指令の電波信号を送受信するようにしたが、図 22に示すように室内アンテナ 30を用いずに、液側冷媒配管 25もしくはガス側冷媒配管 24などの冷媒配管をアンテナ素子として利用しても良い。この場合、結合器 33を介して冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって冷媒配管から電波信号を空間に放射させると共に、飛来してきた電波信号によって冷媒配管に励起された電波信号を抽出して電気信号に変換するようにする。

[0080] また、室内ユニット 22から室外ユニット 23に冷媒配管を介して指令電波信号が伝送された場合について説明してきた力逆の場合、すなわち室外ユニット 23から室内ユニット 22に指令電波信号が冷媒配管を介して伝送される場合も同様である。例えば、室外ユニット 23にトラブルが発生すると、室外ユニット制御回路 32は停止指令の電気信号を作成する。この指令電気信号は、結合器を介して液側冷媒配管 25もしくはガス側冷媒配管 24に結合され、指令電波信号として放射される。この指令電波信号は室内ユニット 22まで達し室内アンテナ 30により受信され、指令電気信号に変換される。室内ユニット制御回路 28は、この指令電気信号を解読し、停止指令であることを判断すると、直ちに室内ユニット 22の動作を停止すると共に、室内ユニット 22の表示部（図示せず）に対し、「動作停止」等のメッセージを表示させるように指示する。また同じ識別コードを持つリモコンにも同じ停止指令を送信し、同様なメッセージを表示させても良い。

このようにして逆からの指令であっても円滑に伝えられ、トラブルの発生に対し、迅速な対応が可能となる。

[0081] ここで電気信号をガス側冷媒配管 24に結合させる結合方法の具体的構成について説明する。

実施の形態 4で説明したように結合方法は、静電結合方法と誘導結合方法に大別される。静電結合方法の場合、図 16で説明したように電気信号が結合コンデンサ 36 を経由してガス側冷媒配管 24に直接結合される。図 23はこれを実現するための具体的な構成例であって、信号ケーブルの芯線はガス側冷媒配管に結合コンデンサ 3 6を介して接続され、信号ケーブルのアース線は配管断熱材の外側に貼り付けた金属テープ等に接続される。

[0082] また誘導結合方法の場合、図 17で説明したように誘導コイル 37に高周波電気信号を流し、近接するガス側冷媒配管 24には高周波の誘導電流が図中の矢印のように流れ、信号が結合される。

図 24はこれを実現するための具体的な構成例であって、誘導コイル 37はトロイダルコアにコイルを巻き付けた形態をしており、信号ケーブルの芯線とアース線はそれぞれコイルの一端と他端に接続されてレ、る。そして冷媒配管はトロイダルコアの中空部を通り誘導コイル 37と近接する構成になってレ、る。

[0083] さらにまた、実際の冷媒配管の周囲は、例えば比誘電率 ε > 1の発泡ポリエチレンなどの断熱材で囲われている場合がほとんどである。この断熱材による影響について説明する。

結合器 33を介し、断熱材で覆われている冷媒配管に、高周波の電波信号が結合され、励振された場合を考える。

電磁理論によれば冷媒配管周辺の電磁波（表面波）の位相速度は冷媒配管の抵杭と周囲の誘電体により光速度より遅くなる。この結果、表面波の振幅は冷媒配管から離れるにしたがって指数関数的に振幅が減衰する。そして減衰の度合いは冷媒配管の導電率と誘電体の比誘電率で決定される。

[0084] 例えば、大学課程マイクロ波工学オーム社 Ρ90、第 127図には、比誘電率 ε = 3 の誘電体材料の場合、 3GHzの周波数における電波信号のエネルギーの 90%は、導体から半径 15cmの範囲内に収まるという試算結果が示されている。この試算結果力明らかなように断熱材で囲まれた冷媒配管では、外に向かって放射される電波エネルギーは極めて小さぐほとんどが冷媒配管周辺に集中する。したがってこのような断熱材で囲まれた冷媒配管を用いることにより、伝送損失の小さい、遠くまで伝送可能な配管伝送を実現することが可能となる。

[0085] 以上のように本実施の形態では、室内ユニット 22と室外ユニット 23から冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって発生した電波信号を冷媒配管表層に沿って伝送させると共に、冷媒配管をアンテナ素子として用レ、、ここから放射された電波を用レ、て室内外で通信できるように構成した。

この結果、実施の形態 4でも説明したように、電波を利用しない従来の伝送方法と比べると、室内ユニット 22や室外ユニット 23による伝送損失を低減させることができる他、冷媒配管の両端付近の鋼管を、電気的絶縁装置に交換する困難かつ煩雑な作業も不要となり、既設の冷媒配管を簡単な工事で優れた信号伝送路として活用することができるようになる。

[0086] また本実施の形態では、電気信号をガス側冷媒配管 24に結合する場合について説明したが、液側冷媒配管 25、あるいは液側冷媒配管 25とガス側冷媒配管 24の両方に電気信号を結合しても、同様な効果を得ることができる。

[0087] さらに本実施の形態では、 1台の室外ユニット 23と 2台の室内ユニット 22からなるシステムについて説明した力 S、ビル空調システム（ビルマルチエアコン）のように 1台の室外ユニット 23に複数台の室内ユニット 22が接続される構成であっても良いし、またその逆に複数台の室外ユニット 23に 1台の室内ユニット 22が接続される構成であつても良いし、さらには複数台の室外ユニット 23に複数台の室内ユニット 22が接続される構成であっても良レ、。同様な手順により冷媒配管を用いてネットワークシステムを構築することは可能である。

[0088] さらにまた本実施の形態では、冷媒配管を使用した信号の授受を、室内ユニット 22 と室外ユニット 23との間の制御信号の交換に限定して説明してきた力例えば、インターネットなど外部のネットワーク回線を室外ユニット 23に接続してもよい。この場合、実施の形態 4でも説明したように、ネットワーク回線に接続された外部制御機器から室内ユニット 22と室外ユニット 23との双方、或いは一方を遠隔操作することが可能となる。室外ユニット 23から室内ユニット 22への遠隔操作信号の送信は、電波信号として冷媒配管の表層を伝送させて行う。

このような構成とすることにより、室内に新たなネットワーク回線を引き込む工事が不要となり、安価な空気調和器のネットワークシステムを構築することができる。

[0089] なお本実施の形態では、空気調和機器の冷媒配管を使用した信号伝送方法につレ、て説明してきたが、このような信号伝送方法は冷媒配管に限定されるものではない。実施の形態 4でも説明したように、電波信号を、表層に沿って伝送させることのできる通電材質で出来た配管であればなんであっても良レ、。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式暖房機などの金属性配管などを利用しても良い。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。図面の簡単な説明

[図 1]実施の形態 1に係る空気調和機器の構成を示すブロック図である。

[図 2]Aは実施の形態 1に係る信号結合回路の原理を示すブロック図である。 Bはコアの構造を示す断面図である。

[図 3]実施の形態 1に係る結合クランプの構造を示す図である。

[図 4]実施の形態 1に係る結合クランプを閉じた状態を示す図である。

[図 5]実施の形態 1に係る信号結合部の具体例を示す図である。

[図 6]Aは実施の形態 2に係る信号結合回路の原理を示すブロック図である。 Bはコアの構造を示す断面図である。

[図 7]実施の形態 2に係る信号結合回路の具体例を示す図である。

[図 8]実施の形態 2に係る信号結合回路の別の具体例を示す図である。

[図 9]図 8の信号結合回路を用いた伝送経路を説明するためのシステム構成図である。

[図 10]実施の形態 3に係る信号結合回路の原理を示すブロック図である。

[図 11]液側配管 3及びガス側配管 4の端部を示す図である。

[図 12]短絡終端からの距離 1におけるインピーダンスを示すグラフである。

[図 13]実施の形態 3に係る信号結合回路の具体例を示す図である。

[図 14]実施の形態 4に係る空気調和機器の構成を示したブロック図である。

[図 15]実施の形態 4に係る室内ユニット内の信号分配回路の詳細を示したブロック図である。

[図 16]実施の形態 4に係る結合器の静電結合方法を示した説明図である。

[図 17]実施の形態 4に係る結合器の誘導結合方法を示した説明図である。

[図 18]実施の形態 4に係る空気調和機器を用いた家電機器ネットワークシステムを示すブロック図である。

[図 19]実施の形態 5に係る空気調和機器の構成を示したブロック図である。

[図 20]実施の形態 5に係る室内ユニットのアンテナと冷媒配管の結合の具体的な例を示した図である。

[図 21]実施の形態 5に係る空気調和機器を用いたシステム構成の一例を示すブロック図である。

[図 22]実施の形態 5に係る空気調和機器の別の構成を示したブロック図である。

[図 23]実施の形態 5に係る結合器の静電結合方法の具体的な構成例を示した図である。

[図 24]実施の形態 5に係る結合器の誘導結合方法の具体的な構成例を示した図である。

符号の説明

1 室外ユニット

2 室内ユニット

3 液側配管

4 ガス側配管

5 室外ユニット冷媒回路

6 室外ユニット制御回路

7 信号結合回路 (信号結合部）

8 室内ユニット冷媒回路

9 室内ユニット制御回路

10 外壁

11 コア

11a 部分コア片

12 結合クランプ

13 接続端子

13a 接触部

13b 接続部

15 断熱材

16 制御信号ケーブル

17 制御信号同軸ケーブル

18 励振部

19 建物構造体外壁

室内ユニット室外ユニットガス側冷媒配管液側冷媒配管リモコン

室内ユニット冷媒回路室内ユニット制御回路信号分配回路室内アンテナ室外ユニット冷媒回路室外ユニット制御回路Γ、口 π ¾Β·

分配器

hp π ^

結合コンデンサ誘導コイルセンサ

情報/家電機器外部制御機器第 1の室内ユニット第 2の室内ユニット第 1のリモコン第 2のリモコン

Claims

請求の範囲

[1] 冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、前記冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとを有する空気調和機器であって、

前記冷媒配管の両端部に各々設けられ、前記冷媒配管に交流制御信号を結合すると共に、交流電気信号に対して所定のインピーダンスを奏する信号結合部を備えることを特徴とする空気調和機器。

[2] 前記信号結合部は、磁性材料で形成され前記冷媒配管を中心部に挿着する環状コァと、前記環状コアより中央側の前記冷媒配管の金属部に対して電気的に接触する接続端子とを備えることを特徴とする請求項 1記載の空気調和機器。

[3] 前記環状コアは、複数の部分コア片に分離可能に構成され、これらの部分コア片を組み合わせる際に前記冷媒配管を挟み込んで挿着することを特徴とする請求項 2記載の空気調和機器。

[4] 前記接続端子は、前記環状コアの片端面に設けられ、前記冷媒配管を挿着した際に金属部と電気的に接触する接触部と、交流制御信号伝送用の電気配線を接続する接続部とを備えることを特徴とする請求項 2又は請求項 3記載の空気調和機器。

[5] 前記冷媒配管は、ガス側配管と液側配管とを有し、

前記信号結合部は、前記ガス側配管と前記液側配管との双方に設けられていることを特徴とする請求項 1から請求項 4のいずれか一項に記載の空気調和機器。

[6] 前記冷媒配管は、ガス側配管と液側配管とを有し、

前記信号結合部は、前記ガス側配管と前記液側配管とのいずれか一方に設けられていることを特徴とする請求項 1から請求項 4のいずれか一項に記載の空気調和機

[7] 交流制御信号伝送用の同軸ケーブルの中心導体が、前記信号結合部に接続すると共に、前記同軸ケーブルの外導体が、前記室内ユニット又は前記室外ユニットのァースに接続することを特徴とする請求項 1から請求項 6のいずれか一項に記載の空気調和機器。

[8] 交流制御信号伝送用の同軸ケーブルの中心導体が、前記信号結合部に接続すると共に、前記同軸ケーブルの外導体が、前記冷媒配管の断熱材表面に設けた導電部に接続することを特徴とする請求項 1から請求項 6のいずれか一項に記載の空気調和機器。

[9] 冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、前記冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとを有する空気調和機器であって、

前記冷媒配管の両端部の各々に設けられ、前記室内ユニット又は前記室外ュニットの冷媒配管取り出し部から交流制御信号の波長 λの λ /4の距離における前記冷媒配管の金属部に交流制御信号を結合する信号結合部を備えることを特徴とする空気調和機器。

[10] 配管の両端間で交流制御信号を伝送させる信号伝送方法であって、

前記配管の両端部に磁性材料を上から覆い被せることにより、交流電気信号に対して所定のインピーダンスを奏する伝送路を前記配管に形成することを特徴とする信号伝送方法。

[11] 配管の両端間で交流制御信号を伝送させる信号伝送方法であって、

前記配管の端部から交流制御信号の波長 λの λ /4の距離における前記配管の金属部に交流制御信号を結合することを特徴とする信号伝送方法。

[12] 冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、前記冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとの間で交流制御信号を伝送させる空気調和機器の信号伝送方法であつて、

前記冷媒配管の両端部に磁性材料を上から覆い被せることにより、交流電気信号に対して所定のインピーダンスを奏する伝送路を前記冷媒配管に形成することを特徴とする空気調和機器の信号伝送方法。

[13] 冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、前記冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとの間で交流制御信号を伝送させる空気調和機器の信号伝送方法であつて、

前記室内ユニット又は前記室外ユニットの冷媒配管取り出し部から交流制御信号の波長 λの λ /4の距離における前記冷媒配管の金属部に交流制御信号を結合することを特徴とする空気調和機器の信号伝送方法。

[14] 冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、前記冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとを有する空気調和機器であって、

前記室内ユニットは、前記冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって発生した電波信号を前記冷媒配管の表層を沿って前記室外ユニットに伝送させると共に、前記室外ユニットから伝送された電波信号を抽出して電気信号に変換する第 1の結合器を備え、

前記室外ユニットは、前記冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって発生した電波信号を前記冷媒配管の表層を沿って前記室内ユニットに伝送させると共に、前記室内ユニットから伝送された電波信号を抽出して電気信号に変換する第 2の結合器を備えることを特徴とする空気調和機器。

[15] 前記第 1および第 2の結合器のうち少なくとも一方は、前記冷媒配管に接続された結合コンデンサを備え、前記電気信号を前記結合コンデンサを介して前記冷媒配管に静電結合することを特徴とする請求項 14記載の空気調和機器。

[16] 前記第 1および第 2の結合器のうち少なくとも一方は、前記冷媒配管に沿って配置された誘導コイルを備え、前記電気信号を前記誘導コイルに流して前記冷媒配管に誘導結合することを特徴とする請求項 14記載の空気調和機器。

[17] 前記室内ユニットは、リモコンからの信号を送受信する送受信部と、前記送受信部で送受信した信号を前記第 1の結合器に分配する分配器とを備え、

前記操作信号と前記電気信号との通信信号形式が略同一であることを特徴とする請求項 14から請求項 16のいずれか一項記載の空気調和機器。

[18] 前記室外ユニットは、ネットワーク回線に接続され、前記室内ユニットと前記室外ュニットとの少なくとも一方を、前記ネットワーク回線に接続された外部制御機器力遠隔操作可能であることを特徴とする請求項 14から請求項 17のいずれか一項記載の空気調和機器。

[19] 前記室外ユニットは、ネットワーク回線に接続され、前記室内ユニットと無線或いは有線で接続された家電機器を、前記ネットワーク回線に接続された外部制御機器から遠隔操作可能であることを特徴とする請求項 14から請求項 17のいずれか一項記載の空気調和機器。

[20] 通電材質の配管の一端に接続された第一のユニットと、前記配管の他端に接続された第二のユニットとの間で信号を伝送させる信号伝送方法であって、前記第一のユニットと前記第二のユニットとのいずれか一方のユニットから前記配管に電気信号を結合し、この結合によって発生した電波信号を前記配管の表層を沿つて他方のユニットに伝送させることを特徴とする信号伝送方法。

[21] 前記配管への電気信号の結合は、前記配管に接続された結合コンデンサを介した静電結合であることを特徴とする請求項 20記載の信号伝送方法。

[22] 前記配管への電気信号の結合は、前記配管に沿って配置された誘導コイルに電気信号が流れることによる誘導結合であることを特徴とする請求項 20記載の信号伝送方法。

[23] 冷媒配管の一端に接続された室内ユニットと、前記冷媒配管の他端に接続された室外ユニットとを有する空気調和機器であって、

前記室外ユニットは、

前記冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって前記冷媒配管から発生する電波信号を、自由空間を介して前記室内ユニットに伝送させると共に、前記室内ュニットから前記冷媒配管の表層に沿って伝送された電波信号を抽出して電気信号に変換する結合器を備え、

前記室内ユニットは、

自由空間を介して前記冷媒配管に電波信号を励起させ、励起された電波信号を前記冷媒配管の表層に沿って前記室外ユニットに伝送させると共に、前記室外ユニット力自由空間に放射された前記電波信号を受信する電波送受信部を備えることを特徴とする空気調和機器。

[24] 前記室外ユニットは、

電波送受信機能を有するリモコン手段'センサ手段などの存在を確認するためのディスカバリコマンドを作成し、これをコマンド電波信号として自由空間に放射すると共に電波送受信機能を有する前記リモコン手段'センサ手段などから、前記コマンド電波信号の応答として送信された応答電波信号のそれぞれに対し、アドレス番号を付与して返送することを特徴とする請求項 23記載の空気調和機器。

[25] 一台の室外ユニットに対し、複数の室内ユニットが、冷媒配管を介して接続される空気調和機器であって、

前記室外ユニットは、

前記冷媒配管に電気信号を結合し、この結合によって前記冷媒配管から発生する電波信号を、自由空間を介して前記室内ユニットに伝送させると共に、それぞれの前記室内ユニットから前記冷媒配管の表層に沿って伝送された電波信号を抽出して電気信号に変換する結合器を備え、

前記室内ユニットは、

自由空間を介して前記冷媒配管に電波信号を励起させ、励起された電波信号を前記冷媒配管の表層に沿って前記室外ユニットに伝送させると共に、前記室外ユニットから自由空間に放射された電波信号を受信する電波送受信部を備えることを特徴とする空気調和機器。

[26] 前記室外ユニットは、

前記室内ユニットや電波送受信機能を有するリモコン手段 ·センサ手段などの存在を確認するためのディスカバリコマンドを作成し、これをコマンド電波信号として自由空間に放射すると共に、

前記室内ユニットや電波送受信機能を有する前記リモコン手段'センサ手段などから、前記コマンド電波信号の応答として送信された応答電波信号のそれぞれに対し、アドレス番号を付与して返送することを特徴とする請求項 25記載の空気調和機器。

[27] 前記室外ユニットは、

前記応答電波信号で検出された前記室内ユニットのそれぞれに対し、個別に運転指令を発し、自身に接続されているかどうかについて確認すると共に、

接続が確認された前記室内ユニットに対し、識別コードを付与することを特徴とする請求項 26記載の空気調和機器。

[28] 前記室内ユニットは、

電波送受信機能を有する前記リモコン手段'センサ手段から送信された電波信号を受信した際の着信レベルに基づき、それぞれの通信品質情報を取得し、これを前記室外ユニットに伝送すると共に、前記室外ユニットは、

それぞれの前記室内ユニットから伝送されてきた前記通信品質情報に基づき、前記室内ユニットと前記リモコン手段と前記センサ手段の関連付けを行ない、関連付けが決定した室内ユニットとリモコン手段とセンサ手段に対して識別コードを付与することを特徴とする請求項 27記載の空気調和機器。

[29] 前記電波送受信部は、

前記冷媒配管と、

この冷媒配管に電気信号を結合しこの結合によって発生した電波信号を自由空間に放射させると共に、自由空間を介して前記冷媒配管に励起され前記冷媒配管の表層に沿って伝送された電波信号を抽出して電気信号に変換する結合器と、力構成されることを特徴とする請求項 23から請求項 28のいずれか一項記載の空気調和機器。

[30] 前記冷媒配管の一部もしくは全てを、

空気より大きい比誘電率を持つ材質からなる断熱材で囲んだことを特徴とする請求項 14から請求項 29のいずれか一項記載の空気調和機器。