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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-159388(P2020-159388A)
(43)【公開日】2020年10月1日
(54)【発明の名称】電磁弁の遠隔操作装置
(51)【国際特許分類】
F16K 31/06 20060101AFI20200904BHJP
H01F 7/18 20060101ALN20200904BHJP
【ＦＩ】
F16K31/06 310Z
F16K31/06 305C
F16K31/06 360
H01F7/18 Z
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2019-56824(P2019-56824)
(22)【出願日】2019年3月25日
(71)【出願人】
【識別番号】000102511
【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100077665
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 剛宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116676
【弁理士】
【氏名又は名称】宮寺 利幸
(74)【代理人】
【識別番号】100191134
【弁理士】
【氏名又は名称】千馬 隆之
(74)【代理人】
【識別番号】100136548
【弁理士】
【氏名又は名称】仲宗根 康晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136641
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 志郎
(74)【代理人】
【識別番号】100180448
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 亨祐
(72)【発明者】
【氏名】阿木 智彦
【テーマコード（参考）】
3H106
【Ｆターム（参考）】
3H106DA22
3H106DA25
3H106EE22
3H106EE48
3H106FA08
3H106FB33
3H106FB36
(57)【要約】
【課題】遠隔操作される電磁弁の消費電力を低減しつつ、該電磁弁の長時間駆動を可能とする。【解決手段】遠隔操作装置１０の遠隔操作部１２は、電磁弁１６の駆動を指示する第１指示信号又は第２指示信号を、無線により電磁弁制御部１４に送信する。電磁弁制御部１４は、第１指示信号又は第２指示信号を受信し、受信した第１指示信号又は第２指示信号に基づいて、第１駆動信号又は第２駆動信号を生成する。電磁弁１６は、ダブルソレノイド型の電磁弁であり、第１駆動信号が供給される第１ソレノイド１６ａと、第２駆動信号が供給される第２ソレノイド１６ｂとを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御対象に設置された電磁弁を遠隔操作で駆動するための電磁弁の遠隔操作装置において、
前記電磁弁の駆動を指示する指示信号を無線で送信する遠隔操作部と、
バッテリからの電力供給によって動作し、前記指示信号を受信して、受信した前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁制御部と、
を備え、
前記電磁弁は、ダブルソレノイド型の電磁弁であることを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記電磁弁の駆動を指示する指示信号を無線で送信する遠隔操作部と、
バッテリからの電力供給によって動作し、前記指示信号を受信して、受信した前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁制御部と、
を備え、
前記電磁弁は、ダブルソレノイド型の電磁弁であることを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項2】
請求項１記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記遠隔操作部は、外部機器からの信号の入力を受け付ける外部入力受付部、及び／又は、ユーザが操作可能な操作部を有し、前記外部機器からの信号の入力又は前記ユーザによる前記操作部の操作に基づき、前記指示信号を生成して前記電磁弁制御部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記遠隔操作部は、外部機器からの信号の入力を受け付ける外部入力受付部、及び／又は、ユーザが操作可能な操作部を有し、前記外部機器からの信号の入力又は前記ユーザによる前記操作部の操作に基づき、前記指示信号を生成して前記電磁弁制御部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項3】
請求項１又は２記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記電磁弁は、第１ソレノイド及び第２ソレノイドを有し、
前記遠隔操作部は、前記第１ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第１指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、一方で、前記第２ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第２指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、
前記制御対象の近傍で、前記電磁弁と有線により接続され、
前記第１指示信号を受信した場合、受信した前記第１指示信号に基づいてパルス状の第１駆動信号を生成し、生成した前記第１駆動信号を前記第１ソレノイドに供給し、
一方で、前記第２指示信号を受信した場合、受信した前記第２指示信号に基づいてパルス状の第２駆動信号を生成し、生成した前記第２駆動信号を前記第２ソレノイドに供給することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記電磁弁は、第１ソレノイド及び第２ソレノイドを有し、
前記遠隔操作部は、前記第１ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第１指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、一方で、前記第２ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第２指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、
前記制御対象の近傍で、前記電磁弁と有線により接続され、
前記第１指示信号を受信した場合、受信した前記第１指示信号に基づいてパルス状の第１駆動信号を生成し、生成した前記第１駆動信号を前記第１ソレノイドに供給し、
一方で、前記第２指示信号を受信した場合、受信した前記第２指示信号に基づいてパルス状の第２駆動信号を生成し、生成した前記第２駆動信号を前記第２ソレノイドに供給することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項4】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記電磁弁制御部は、前記指示信号の受信を開始したときに起動し、前記指示信号に基づく前記電磁弁の駆動が終了した後に動作を停止することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記電磁弁制御部は、前記指示信号の受信を開始したときに起動し、前記指示信号に基づく前記電磁弁の駆動が終了した後に動作を停止することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項5】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記遠隔操作部と前記電磁弁制御部とは、前記無線による双方向通信が可能であり、
前記遠隔操作部は、少なくとも前記指示信号を前記無線で前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、少なくとも前記電磁弁制御部の状態を前記無線で前記遠隔操作部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記遠隔操作部と前記電磁弁制御部とは、前記無線による双方向通信が可能であり、
前記遠隔操作部は、少なくとも前記指示信号を前記無線で前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、少なくとも前記電磁弁制御部の状態を前記無線で前記遠隔操作部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項6】
請求項５記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記遠隔操作部及び前記電磁弁制御部のうち、少なくとも一方は、表示部を有し、
前記表示部は、前記遠隔操作部及び／又は前記電磁弁制御部の状態を表示することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記遠隔操作部及び前記電磁弁制御部のうち、少なくとも一方は、表示部を有し、
前記表示部は、前記遠隔操作部及び／又は前記電磁弁制御部の状態を表示することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御対象に設置された電磁弁を遠隔操作で駆動するための電磁弁の遠隔操作装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、回転体や移動体等の制御対象に電磁弁を設置し、有線又は無線を介して電磁弁に駆動信号を供給することにより、電磁弁を駆動させて、制御対象の動作を制御することが行われている。しかしながら、有線による電気接続の場合には、ケーブルを保護するケーブルベア（登録商標）を設けると共に、スリップリングを介して電磁弁に駆動信号を供給する必要がある。一方、無線による電気接続の場合には、無線給電等の設備が必要となる。従って、有線又は無線により駆動信号を供給する場合には、コストがかかる。
【0003】
特許文献１には、無線で電磁弁を遠隔操作するシステムであって、バッテリ駆動により電磁弁に電力を供給することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６−１４６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電磁弁は、消費電力が比較的大きいため、無線による電気接続で駆動信号を電磁弁に供給し、電磁弁を長時間駆動すると、バッテリ切れを起こすおそれがある。また、電磁弁の駆動中は、バッテリから電磁弁のソレノイドに通電し続けなければならないので、システムの消費電力を低く抑えることができない。
【0006】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、遠隔操作される電磁弁の消費電力を低減しつつ、該電磁弁の長時間駆動を可能とする電磁弁の遠隔操作装置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】
【0007】
本発明に係る電磁弁の遠隔操作装置は、制御対象に設置された電磁弁を遠隔操作で駆動するものであって、前記電磁弁の駆動を指示する指示信号を無線で送信する遠隔操作部と、バッテリからの電力供給によって動作し、前記指示信号を受信して、受信した前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁制御部とを備えている。この場合、前記電磁弁は、ダブルソレノイド型の電磁弁であることが好ましい。
【0008】
ダブルソレノイド型の電磁弁は、ソレノイドに通電すると弁体が所定位置に移動し、通電を停止しても、該弁体は所定位置に保持される。そのため、本発明では、弁体を所定位置に保持するため、ソレノイドへの通電を継続する必要がない。このように、本発明では、ダブルソレノイド型の電磁弁を採用することで、ソレノイドに対する継続した通電が必要なシングルソレノイド型の電磁弁と比較して、遠隔操作される電磁弁の消費電力を低減することが可能となる。
【0009】
また、前記電磁弁の通電時間が削減されることにより、該電磁弁を制御する前記電磁弁制御部の消費電力を低減させることができる。この結果、前記電磁弁制御部を駆動する前記バッテリの容量が長持ちするので、前記電磁弁の長時間駆動が可能となる。
【0010】
さらに、前記電磁弁が前記制御対象に設置されているので、該電磁弁を用いて前記制御対象の動作を容易且つ迅速に制御することが可能となる。
【0011】
ここで、前記遠隔操作部は、外部機器からの信号の入力を受け付ける外部入力受付部、及び／又は、ユーザが操作可能な操作部を有し、前記外部機器からの信号の入力又は前記ユーザによる前記操作部の操作に基づき、前記指示信号を生成して前記電磁弁制御部に送信することが好ましい。
【0012】
これにより、前記遠隔操作部は、前記外部入力受付部が前記外部機器からの信号の入力を受け付け、又は、前記ユーザが前記操作部を操作してから、前記指示信号を生成して前記電磁弁制御部への送信を完了するまでの時間帯にのみ、少なくとも動作すればよい。これにより、前記遠隔操作部の省電力化を実現することができる。
【0013】
また、前記電磁弁は、ダブルソレノイド型の電磁弁であるため、第１ソレノイド及び第２ソレノイドを有する。
【0014】
この場合、前記遠隔操作部は、前記第１ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第１指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、一方で、前記第２ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第２指示信号を前記電磁弁制御部に送信する。
【0015】
また、前記電磁弁制御部は、前記制御対象の近傍で、前記電磁弁と有線により接続されている。そして、前記電磁弁制御部は、前記第１指示信号を受信した場合、受信した前記第１指示信号に基づいてパルス状の第１駆動信号を生成し、生成した前記第１駆動信号を前記第１ソレノイドに供給する。一方で、前記電磁弁制御部は、前記第２指示信号を受信した場合、受信した前記第２指示信号に基づいてパルス状の第２駆動信号を生成し、生成した前記第２駆動信号を前記第２ソレノイドに供給する。
【0016】
これにより、パルス状の前記第１駆動信号が供給される時間だけ前記第１ソレノイドが通電し、一方で、パルス状の前記第２駆動信号が供給される時間だけ前記第２ソレノイドが通電する。この結果、必要最小限のエネルギ供給により前記電磁弁を駆動させることができるので、該電磁弁の消費電力をさらに低減することができる。また、前記電磁弁制御部が前記制御対象の近傍で前記有線により前記電磁弁と接続されているので、前記電磁弁の駆動を確実に制御することが可能となる。
【0017】
さらに、前記電磁弁制御部は、前記指示信号の受信を開始したときに起動し、前記指示信号に基づく前記電磁弁の駆動が終了した後に動作を停止することが好ましい。これにより、前記電磁弁制御部は、前記電磁弁の駆動制御を行っていない時間帯ではスリープモード（省エネモード）となる。この結果、前記電磁弁の駆動時間をさらに延ばすことが可能となる。
【0018】
さらにまた、前記遠隔操作部と前記電磁弁制御部とは、前記無線による双方向通信が可能である。この場合、前記遠隔操作部は、少なくとも前記指示信号を前記無線で前記電磁弁制御部に送信する。また、前記電磁弁制御部は、少なくとも前記電磁弁制御部の状態を前記無線で前記遠隔操作部に送信する。これにより、前記遠隔操作装置における前記電磁弁の監視機能等を向上させることができる。
【0019】
また、前記遠隔操作部及び前記電磁弁制御部のうち、少なくとも一方は、表示部を有し、前記表示部は、前記遠隔操作部及び／又は前記電磁弁制御部の状態を表示することが好ましい。これにより、前記遠隔操作部及び／又は前記電磁弁制御部の状態を前記遠隔操作部又は前記電磁弁制御部でモニタすることができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、遠隔操作される電磁弁の消費電力を低減しつつ、該電磁弁の長時間駆動が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明に係る電磁弁の遠隔操作装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0023】
［本実施形態の構成］図１は、本実施形態に係る電磁弁１６の遠隔操作装置１０（以下、本実施形態に係る遠隔操作装置１０ともいう。）のブロック図である。遠隔操作装置１０は、遠隔操作部１２、電磁弁制御部１４及び電磁弁１６を備える。
【0024】
遠隔操作部１２は、制御対象に設置された電磁弁１６を、制御対象から離れた場所にいるユーザが遠隔操作するためのリモートコントローラ（送信機）として機能する。遠隔操作部１２と電磁弁制御部１４との間では、無線による双方向通信が可能である。また、電磁弁制御部１４と電磁弁１６とは、有線により接続されている。
【0025】
なお、本実施形態において、無線による双方向通信、又は、無線による信号の送受信とは、電波を利用した無線通信や、赤外線通信を含む概念であって、有線通信以外の通信方式による通信（送受信）をいう。また、制御対象とは、電磁弁１６の駆動によって流体の移動や流体圧が制御される物体をいい、例えば、内部で流体が流通可能な回転体や移動体等の物体をいう。
【0026】
電磁弁制御部１４は、遠隔操作部１２からの無線による指示に基づいて電磁弁１６の駆動を実際に制御する、遠隔操作装置１０の本体（受信機）として機能する。電磁弁１６は、第１ソレノイド１６ａ及び第２ソレノイド１６ｂを有するダブルソレノイド型の電磁弁である。
【0027】
ここで、遠隔操作部１２、電磁弁制御部１４及び電磁弁１６の構成について、詳しく説明する。
【0028】
遠隔操作部１２は、外部入力受付部１８、データ変換部２０、通信処理部２２、無線信号送受信部２４、操作部２６、表示部２８及びバッテリ３０を有する。
【0029】
外部入力受付部１８は、ＰＬＣ等の外部機器からの入力を受け付ける。この場合、例えば、接点入力やオープンドレイン等のデジタル信号が外部機器から外部入力受付部１８に入力され、外部入力受付部１８は、入力された信号をデータ変換部２０に出力する。
【0030】
操作部２６は、ユーザが操作可能なボタン又はスイッチ等の遠隔操作部１２に備わる入力デバイスである。操作部２６は、図示しない接点又は内部マイコンを備えている。ユーザが操作部２６を操作すると、操作部２６は、操作内容に応じた接点の出力、又は、操作内容に応じた内部マイコンの論理的な情報（１又は０）をデータ変換部２０に出力する。
【0031】
データ変換部２０は、外部入力受付部１８が出力した外部機器からの入力、又は、操作部２６からの情報を、通信処理部２２で処理可能な形式のデータに変換する。具体的に、外部機器からの入力、又は、操作部２６からの情報が、電磁弁１６の駆動を指示する内容であった場合、データ変換部２０は、当該指示内容をパケット通信用のデータに変換する。
【0032】
なお、前述のように、電磁弁１６は、第１ソレノイド１６ａ及び第２ソレノイド１６ｂを有するので、データ変換部２０は、第１ソレノイド１６ａへの通電を指示する指示内容であった場合には、当該指示内容に応じたデータ（第１指示信号）に変換する。また、データ変換部２０は、第２ソレノイド１６ｂへの通電を指示する指示内容であった場合には、当該指示内容に応じたデータ（第２指示信号）に変換する。
【0033】
通信処理部２２は、データ変換部２０で変換されたデータに対する変調処理を行う。また、通信処理部２２は、無線信号送受信部２４が受信したデータに対する復調処理を行う。
【0034】
無線信号送受信部２４は、電磁弁制御部１４との間で無線（パケット通信）による信号の送受信を行う。例えば、無線信号送受信部２４は、通信処理部２２で変調されたデータを無線により電磁弁制御部１４にパケット送信する。
【0035】
表示部２８は、ＬＥＤ等の表示手段であり、通信処理部２２からの信号に基づき点灯することで、通信処理部２２を含む遠隔操作部１２が動作中であることをユーザに報知する。バッテリ３０は、遠隔操作部１２の各部に電力を供給する。
【0036】
一方、電磁弁制御部１４は、無線信号送受信部３２、通信処理部３４、データ変換部３６、電磁弁駆動回路３８、電源部４０、操作部４２、表示部４４及びバッテリ４６を有する。
【0037】
無線信号送受信部３２は、遠隔操作部１２の無線信号送受信部２４との間で無線（パケット通信）による信号の送受信を行う。例えば、無線信号送受信部３２は、無線信号送受信部２４から無線でパケット送信された第１指示信号又は第２指示信号を受信する。
【0038】
通信処理部３４は、無線信号送受信部３２が受信したデータ（第１指示信号、第２指示信号）に対する復調処理を行い、復調処理後のデータをデータ変換部３６に出力する。また、通信処理部３４は、データ変換部３６で変換されたデータに対する変調処理を行い、無線信号送受信部３２に出力する。
【0039】
データ変換部３６は、復調された第１指示信号又は第２指示信号を電磁弁駆動回路３８で処理可能な形式の信号に変換し、変換後の第１指示信号又は第２指示信号を電磁弁駆動回路３８に出力する。
【0040】
操作部４２は、操作部２６と同様の構成を有し、ユーザの操作内容に応じた接点の出力、又は、操作内容に応じた内部マイコンの論理的な情報（１又は０）をデータ変換部３６に出力する。従って、データ変換部３６は、操作部４２からの信号をパケット通信用のデータに変換し、変換後のデータを通信処理部３４に出力することが可能である。
【0041】
電磁弁駆動回路３８は、第１指示信号又は第２指示信号に基づいて、電磁弁１６を駆動するための第１駆動信号又は第２駆動信号を生成する。
【0042】
この場合、電磁弁駆動回路３８から第１ソレノイド１６ａに第１駆動信号を供給すると、第１ソレノイド１６ａが通電され、第１ソレノイド１６ａの励磁作用下に、電磁弁１６の弁体が初期位置から所定位置に移動する。すなわち、電磁弁１６内の流体通路は、図１で参照符号「Ａ」に示す状態に遷移する。なお、第１駆動信号の供給を停止しても、弁体は所定位置（Ａの状態）に維持される。
【0043】
一方、電磁弁駆動回路３８から第２ソレノイド１６ｂに第２駆動信号を供給すると、第２ソレノイド１６ｂが通電され、第２ソレノイド１６ｂの励磁作用下に、弁体は他の所定位置に移動する。すなわち、電磁弁１６内の流体通路は、図１で参照符号「Ｂ」に示す状態（初期位置）に遷移する。なお、第２駆動信号の供給を停止しても、弁体は他の所定位置（Ｂの状態）に維持される。
【0044】
電源部４０は、昇圧回路又はＤＣ／ＤＣコンバータであり、バッテリ４６の電圧に対して所定の電圧変換処理を行い、変換処理後の電圧を電磁弁制御部１４の各部に供給する。なお、電磁弁駆動回路３８は、第１ソレノイド１６ａ又は第２ソレノイド１６ｂに通電するため、電磁弁制御部１４内の各部よりも消費電力が大きい。この場合、電源部４０は、バッテリ４６の電圧を電磁弁制御部１４内の他の構成要素に供給する電圧よりも高い電圧に昇圧し、昇圧した電圧を電磁弁駆動回路３８に供給することで、他の構成要素よりも多くの電力を電磁弁駆動回路３８に供給する。
【0045】
表示部４４は、表示部２８と同様に、ＬＥＤ等の表示手段であり、通信処理部３４から出力される信号に基づき点灯することで、通信処理部３４を含む電磁弁制御部１４が動作中であることをユーザに報知する。
【0046】
［本実施形態の動作］本実施形態に係る遠隔操作装置１０は、以上のように構成される。次に、遠隔操作装置１０の動作について、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図１も参照しながら説明する。
【0047】
図２は、遠隔操作装置１０全体の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、電磁弁１６が閉弁状態（図１のＢの状態）である場合において、外部機器からの入力を外部入力受付部１８が受け付け、又は、ユーザが操作部２６を操作することに起因して、第１ソレノイド１６ａに通電することにより開弁状態（Ａの状態）となり、その後、第２ソレノイド１６ｂに通電することにより閉弁状態に戻る場合について説明する。
【0048】
先ず、時点ｔ１において、外部入力受付部１８が外部機器から信号入力の受け付けを開始するか、又は、ユーザが操作部２６の操作を開始する。この場合、外部機器からの入力、又は、操作部２６での操作内容は、いずれも、第１ソレノイド１６ａに通電して、電磁弁１６を閉弁状態から開弁状態に移行させることを指示する内容（ＯＮ信号入力）とする。この指示内容を示す信号は、データ変換部２０に入力される。
【0049】
時点ｔ２において、データ変換部２０は、入力された信号を通信処理部２２で処理可能な形式のデータ（パケット通信用のパルス状の第１指示信号）に変換する。
【0050】
通信処理部２２は、データ変換部２０で変換された第１指示信号に対する変調処理を行い、変調処理後の第１指示信号を無線信号送受信部２４に出力する。例えば、電波により第１指示信号を送信する場合には、第１指示信号に所定周波数の搬送波を重畳し、さらに、周波数ホッピング等のスペクトラム拡散技術も利用して第１指示信号に対する変調処理を行う。また、赤外線通信により第１指示信号を送信する場合には、第１指示信号に対してパルス幅変調を行い、さらに、自然光の影響を受けにくい搬送周波数を重畳することにより、第１指示信号に対する変調処理を行う。
【0051】
また、通信処理部２２は、第１指示信号に対する変調処理の開始時から表示部２８の点灯を開始させる。ユーザは、表示部２８の点灯を視認することにより、外部入力又は操作部２６の操作に基づき、遠隔操作部１２が動作を開始したことを認識することができる。
【0052】
なお、図２において、「送信機内部状態」とは、送信機としての遠隔操作部１２が、電磁弁１６を開弁状態（ＯＮ）又は閉弁状態（ＯＦＦ）のどちらに制御するのかを示す状態をいう。従って、時点ｔ２におけるＯＦＦからＯＮへの切り替えは、電磁弁１６を閉弁状態に維持するモードから開弁状態に切り替えるモードに遠隔操作部１２（の通信処理部２２）内の状態が遷移したことを示している。
【0053】
このように、遠隔操作部１２では、通信処理部２２における変調処理の開始時にモードが切り替わる。なお、図２において、データ変換部２０への指示内容の入力は、時点ｔ３まで継続される。
【0054】
時点ｔ４から時点ｔ５の時間帯において、無線信号送受信部２４は、変調された第１指示信号を無線で電磁弁制御部１４にパケット送信する。これにより、電磁弁制御部１４の無線信号送受信部３２は、当該時間帯において、第１指示信号を受信することができる。
【0055】
なお、通信処理部２２は、無線信号送受信部２４による第１指示信号のパケット送信完了後、表示部２８を消灯させてもよい。ユーザは、表示部２８の消灯を視認することにより、遠隔操作部１２から電磁弁制御部１４への第１指示信号のパケット送信が完了したことを認識することができる。
【0056】
通信処理部３４は、時点ｔ６において、受信された第１指示信号に対する復調処理を行う。この場合、通信処理部３４は、第１指示信号に対する復調処理の際、第１指示信号に重畳された搬送波を検出することにより、電磁弁１６を閉弁状態から開弁状態に移行させることを指示する第１指示信号が受信されたことを認識することができる。
【0057】
そして、通信処理部３４は、表示部４４の点灯を開始させると共に、復調処理後の第１指示信号をデータ変換部３６に出力する。ユーザは、表示部４４の点灯を視認することにより、第１指示信号の受信に基づき、電磁弁制御部１４が動作を開始したことを認識することができる。
【0058】
なお、図２において、「受信機内部状態」とは、電磁弁制御部１４が電磁弁１６を開弁状態（ＯＮ）又は閉弁状態（ＯＦＦ）のどちらに制御するのかを示す状態をいう。従って、時点ｔ６におけるＯＦＦからＯＮへの切り替えは、電磁弁１６を閉弁状態に維持するモードから開弁状態にするモードに電磁弁制御部１４（の通信処理部３４）内の状態が遷移したことを示している。このように、電磁弁制御部１４では、通信処理部３４における復調処理の開始時にモードが切り替わる。
【0059】
データ変換部３６は、入力された第１指示信号を電磁弁駆動回路３８で処理可能な形式に変換する。電磁弁駆動回路３８は、入力された第１指示信号に基づいて、パルス状の第１駆動信号（図２のソレノイドＡ信号）を生成し、生成した第１駆動信号を第１ソレノイド１６ａに供給する。これにより、時点ｔ６から時点ｔ７の時間帯において、第１ソレノイド１６ａが通電し、第１ソレノイド１６ａの励磁作用下に、電磁弁１６の弁体が初期位置から所定位置（図１のＡの状態）に変位する。この場合、時点ｔ７で第１ソレノイド１６ａに対する第１駆動信号の供給が停止しても、弁体の位置は、所定位置に保持される。この結果、図示しない流体供給源から電磁弁１６を介して制御対象に流体を供給し、又は、制御対象から電磁弁１６を介して外部に流体を排気することができる。
【0060】
なお、通信処理部３４は、電磁弁駆動回路３８による第１ソレノイド１６ａへの第１駆動信号の供給停止後、表示部４４を消灯させてもよい。ユーザは、表示部４４の消灯を視認することにより、第１ソレノイド１６ａの通電が停止したことを認識することができる。
【0061】
次に、時点ｔ８において、外部入力受付部１８は、第２ソレノイド１６ｂに通電して、電磁弁１６を開弁状態から閉弁状態に移行させることを指示する内容（ＯＦＦ信号入力）を外部機器から受け付ける。あるいは、ユーザが操作部２６を操作して、ＯＦＦ信号入力の指示内容を入力する。
【0062】
この結果、時点ｔ９において、データ変換部２０は、入力された指示内容を通信処理部２２で処理可能な形式のデータ（パケット通信用のパルス状の第２指示信号）に変換する。
【0063】
通信処理部２２は、第１指示信号の場合と同様に、データ変換部２０で変換された第２指示信号に対する変調処理を行い、変調処理後の第２指示信号を無線信号送受信部２４に出力する。また、通信処理部２２は、第２指示信号に対する変調処理の開始時から表示部２８の点灯を開始させ、外部入力又は操作部２６の操作に基づき、遠隔操作部１２が動作を開始したことをユーザに認識させる。
【0064】
この場合、時点ｔ９において、「送信機内部状態」は、ＯＮからＯＦＦに切り替わる。すなわち、遠隔操作部１２内の状態は、時点ｔ９で、電磁弁１６を開弁状態に維持するモードから閉弁状態に切り替えるモードに遷移する。なお、図２において、データ変換部２０への指示内容の入力は、時点ｔ１０まで継続される。
【0065】
時点ｔ１１から時点ｔ１２の時間帯において、無線信号送受信部２４は、変調された第２指示信号を無線で電磁弁制御部１４にパケット送信する。これにより、電磁弁制御部１４の無線信号送受信部３２は、当該時間帯において、第２指示信号を受信することができる。
【0066】
なお、通信処理部２２は、無線信号送受信部２４による第２指示信号の送信完了後、表示部２８を消灯させてもよい。ユーザは、表示部２８の消灯を視認することにより、遠隔操作部１２から電磁弁制御部１４への第２指示信号の送信が完了したことを認識することができる。
【0067】
通信処理部３４は、時点ｔ１３において、受信された第２指示信号に対する復調処理を行う。この場合、通信処理部３４は、第２指示信号に対する復調処理の際、第２指示信号に重畳された搬送波を検出することにより、電磁弁１６の弁体を開弁状態から閉弁状態に移行させることを指示する第２指示信号が受信されたことを認識することができる。
【0068】
そして、通信処理部３４は、表示部４４の点灯を開始させると共に、復調処理後の第２指示信号をデータ変換部３６に出力する。ユーザは、表示部４４の点灯を視認することにより、第２指示信号の受信に基づき電磁弁制御部１４が動作していることを把握することができる。
【0069】
この場合、時点ｔ１３において、「受信機内部状態」は、ＯＮからＯＦＦに切り替わる。すなわち、電磁弁制御部１４内の状態は、時点ｔ１３で、電磁弁１６を開弁状態に維持するモードから閉弁状態に切り替えるモードに遷移する。
【0070】
データ変換部３６は、入力された第２指示信号を電磁弁駆動回路３８で処理可能な形式に変換する。電磁弁駆動回路３８は、入力された第２指示信号に基づいて、パルス状の第２駆動信号（図２のソレノイドＢ信号）を生成し、生成した第２駆動信号を第２ソレノイド１６ｂに供給する。これにより、時点ｔ１３から時点ｔ１４の時間帯において、第２ソレノイド１６ｂが通電し、第２ソレノイド１６ｂの励磁作用下に、電磁弁１６の弁体は、所定位置（図１のＡの状態）から他の所定位置（初期位置としてのＢの状態）に変位する。この場合、時点ｔ１４で第２ソレノイド１６ｂに対する第２駆動信号の供給が停止しても、弁体の位置は、他の所定位置に保持される。この結果、制御対象から電磁弁１６を介して外部に流体を排気し、又は、流体供給源から電磁弁１６を介して制御対象に流体を供給することができる。
【0071】
なお、通信処理部３４は、電磁弁駆動回路３８による第２ソレノイド１６ｂへの第２駆動信号の供給完了後、表示部４４を消灯させてもよい。ユーザは、表示部４４の消灯を視認することにより、第２ソレノイド１６ｂへの通電が停止したことを認識することができる。
【0072】
次に、電磁弁制御部１４における省電力制御について、図３を参照しながら説明する。
【0073】
電磁弁制御部１４は、時点ｔ２０から時点ｔ２１までの時間帯では、省エネモード（スリープモード）に設定されている。省エネモードでは、電磁弁制御部１４の電源部４０は、バッテリ４６の電圧を変換して、操作部４２に電力を供給すると共に、遠隔操作部１２からの無線による信号を検出可能な程度の小電力を無線信号送受信部３２に供給する。
【0074】
時点ｔ２１で無線信号送受信部３２が第１指示信号又は第２指示信号の受信を開始すると、電磁弁制御部１４は省エネモードを解除し、電源部４０は、無線信号送受信部３２に対して第１指示信号又は第２指示信号を受信できる程度の電力を供給する。これにより、無線信号送受信部３２は、遠隔操作部１２からパケット送信された第１指示信号又は第２指示信号を受信することができる。
【0075】
時点ｔ２２で第１指示信号又は第２指示信号の受信が完了すると、電源部４０は、通信処理部３４、データ変換部３６及び表示部４４への電力供給を開始する。これにより、通信処理部３４での復調処理、データ変換部３６でのデータ変換処理、及び、表示部４４の点灯が可能となる。
【0076】
時点ｔ２３でデータ変換部３６における第１指示信号又は第２指示信号に対する変換処理が完了すると、電源部４０は、電磁弁駆動回路３８への電力供給を開始する。これにより、電磁弁駆動回路３８は、時点ｔ２３から時点ｔ２４の時間帯において、第１指示信号に応じた第１駆動信号、又は、第２指示信号に応じた第２駆動信号を生成し、第１ソレノイド１６ａ又は第２ソレノイド１６ｂに供給することが可能となる。
【0077】
その後、時点ｔ２４で第１ソレノイド１６ａ又は第２ソレノイド１６ｂへの通電が終了すると、電源部４０は、電磁弁制御部１４全体を省エネモードに移行させ、操作部４２及び無線信号送受信部３２にのみ電力供給を行う。
【0078】
従って、電磁弁制御部１４では、第１指示信号又は第２指示信号に基づく処理を実行しない時点ｔ２０から時点ｔ２１までの時間帯、及び、時点ｔ２４以降の時間帯では、省エネモードに設定され、消費電力が低く抑えられる。一方、時点ｔ２１から時点ｔ２４までの時間帯では、第１指示信号又は第２指示信号に基づく電磁弁制御部１４内の各部の動作状況に応じて、電磁弁制御部１４全体の消費電力がステップ状に上昇する。
【0079】
なお、図３の説明では、電磁弁制御部１４の省電力化について説明したが、図３の動作は、遠隔操作部１２にも適用可能である。この場合、例えば、図１の遠隔操作部１２におけるバッテリ３０の出力側に、電源部４０と同じ構成の電源部を設け、図２の時点ｔ１から時点ｔ５までの第１指示信号の送信に関わる時間帯、及び、時点ｔ８から時点ｔ１２までの第２指示信号の送信に関わる時間帯にのみ、遠隔操作部１２を動作させ、それ以外の時間帯では、省エネモードに移行させてもよい。
【0080】
また、前述のように、無線信号送受信部２４、３２間では、無線（パケット通信）による双方向通信が可能である。そのため、遠隔操作部１２の無線信号送受信部２４は、第１指示信号又は第２指示信号に加え、遠隔操作部１２の動作状態を示す信号（通信処理部２２から表示部２８に供給される信号）を、電磁弁制御部１４の無線信号送受信部３２にパケット送信することが可能である。これにより、通信処理部３４は、無線信号送受信部３２で受信された信号を復調し、復調した信号を表示部４４に出力して、該表示部４４を点灯させることができる。
【0081】
一方、電磁弁制御部１４の無線信号送受信部３２は、電磁弁制御部１４の動作状態を示す信号（通信処理部３４から表示部４４に供給される信号）を、遠隔操作部１２の無線信号送受信部２４にパケット送信することが可能である。これにより、通信処理部２２は、無線信号送受信部２４で受信された信号を復調し、復調した信号を表示部２８に出力して、該表示部２８を点灯させることができる。
【0082】
［本実施形態の効果］以上説明したように、本実施形態に係る遠隔操作装置１０では、ダブルソレノイド型の電磁弁１６を採用している。ダブルソレノイド型の電磁弁１６は、第１ソレノイド１６ａ又は第２ソレノイド１６ｂに通電すると弁体が所定位置に移動し、通電を停止しても、該弁体は所定位置に保持される。そのため、本実施形態では、弁体を所定位置に保持するため、第１ソレノイド１６ａ又は第２ソレノイド１６ｂへの通電を継続する必要がない。このように、本実施形態では、ダブルソレノイド型の電磁弁１６を採用することで、ソレノイドに対する継続した通電が必要なシングルソレノイド型の電磁弁と比較して、遠隔操作される電磁弁１６の消費電力を低減することが可能となる。
【0083】
また、電磁弁１６に対する通電時間が削減されることで、電磁弁１６を制御する電磁弁制御部１４の消費電力を低減させることができる。この結果、電磁弁制御部１４を駆動するバッテリ４６の容量が長持ちするので、電磁弁１６の長時間駆動が可能となる。
【0084】
さらに、電磁弁１６が制御対象に設置されているので、該電磁弁１６を用いて制御対象の動作を容易且つ迅速に制御することが可能となる。
【0085】
また、遠隔操作部１２は、外部入力受付部１８が外部機器からの信号の入力を受け付け、又は、ユーザが操作部２６を操作してから、第１指示信号又は第２指示信号を生成して電磁弁制御部１４への送信を完了するまでの時間帯にのみ、少なくとも動作してもよい。これにより、遠隔操作部１２の省電力化を実現することができる。
【0086】
また、パルス状の第１駆動信号が供給される時間だけ第１ソレノイド１６ａが通電し、一方で、パルス状の第２駆動信号が供給される時間だけ第２ソレノイド１６ｂが通電する。この結果、必要最小限のエネルギ供給により電磁弁１６を駆動させることができるので、該電磁弁１６の消費電力をさらに低減することができる。また、電磁弁制御部１４が制御対象の近傍で有線により電磁弁１６と接続されているので、電磁弁１６の駆動を確実に制御することが可能となる。
【0087】
さらに、第１指示信号又は第２指示信号の受信を開始したときに電磁弁制御部１４が起動し、第１指示信号又は第２指示信号に基づく電磁弁１６の駆動が終了した後に電磁弁制御部１４が動作を停止することにより、電磁弁制御部１４は、電磁弁１６に対する駆動制御を行っていない時間帯では省エネモード（スリープモード）となる。この結果、電磁弁１６の駆動時間をさらに延ばすことが可能となる。
【0088】
さらにまた、遠隔操作部１２と電磁弁制御部１４とは無線による双方向通信が可能である。そのため、遠隔操作部１２は、少なくとも第１指示信号又は第２指示信号を無線で電磁弁制御部１４に送信し、一方で、電磁弁制御部１４は、少なくとも電磁弁制御部１４の動作状態を無線で遠隔操作部１２に送信することが可能となる。これにより、遠隔操作装置１０における電磁弁１６の監視機能等を向上させることができる。
【0089】
また、遠隔操作部１２に表示部２８が設けられる共に、電磁弁制御部１４に表示部４４が設けられている。これにより、表示部２８は、遠隔操作部１２の動作状態を表示し、表示部４４は、電磁弁制御部１４の動作状態を表示することができる。さらに、前述のように、遠隔操作部１２と電磁弁制御部１４との間で無線による双方向通信が可能であるため、一方の構成要素（遠隔操作部１２又は電磁弁制御部１４）の動作状態を送信することで、他方の構成要素の表示部２８、４４で一方の構成要素の動作状態をモニタすることが可能となる。
【0090】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【0091】
１０…遠隔操作装置 １２…遠隔操作部１４…電磁弁制御部 １６…電磁弁
１６ａ…第１ソレノイド １６ｂ…第２ソレノイド
１８…外部入力受付部 ２０、３６…データ変換部
２２、３４…通信処理部 ２４、３２…無線信号送受信部
２６、４２…操作部 ２８、４４…表示部
３０、４６…バッテリ ３８…電磁弁駆動回路
４０…電源部
【手続補正書】
【提出日】2020年3月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御対象に設置された電磁弁を遠隔操作で駆動するための電磁弁の遠隔操作装置において、
前記電磁弁の駆動を指示する指示信号を無線で送信する遠隔操作部と、
バッテリからの電力供給によって動作し、前記指示信号を受信して、受信した前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁制御部と、
を備え、
前記電磁弁は、ダブルソレノイド型の電磁弁であり、
前記電磁弁制御部は、前記指示信号を受信可能な無線信号送受信部と、前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁駆動回路と、前記バッテリからの電力を前記無線信号送受信部と前記電磁弁駆動回路とに供給可能な電源部とを有し、
前記電源部は、前記無線信号送受信部による前記指示信号の受信中、前記無線信号送受信部に電力を供給し、前記指示信号の受信完了から前記電磁弁の駆動の制御が完了するまでは、前記電磁弁駆動回路に電力を供給することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記電磁弁の駆動を指示する指示信号を無線で送信する遠隔操作部と、
バッテリからの電力供給によって動作し、前記指示信号を受信して、受信した前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁制御部と、
を備え、
前記電磁弁は、ダブルソレノイド型の電磁弁であり、
前記電磁弁制御部は、前記指示信号を受信可能な無線信号送受信部と、前記指示信号に基づき前記電磁弁の駆動を制御する電磁弁駆動回路と、前記バッテリからの電力を前記無線信号送受信部と前記電磁弁駆動回路とに供給可能な電源部とを有し、
前記電源部は、前記無線信号送受信部による前記指示信号の受信中、前記無線信号送受信部に電力を供給し、前記指示信号の受信完了から前記電磁弁の駆動の制御が完了するまでは、前記電磁弁駆動回路に電力を供給することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項2】
請求項１記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記遠隔操作部は、外部機器からの信号の入力を受け付ける外部入力受付部、及び／又は、ユーザが操作可能な操作部を有し、前記外部機器からの信号の入力又は前記ユーザによる前記操作部の操作に基づき、前記指示信号を生成して前記電磁弁制御部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記遠隔操作部は、外部機器からの信号の入力を受け付ける外部入力受付部、及び／又は、ユーザが操作可能な操作部を有し、前記外部機器からの信号の入力又は前記ユーザによる前記操作部の操作に基づき、前記指示信号を生成して前記電磁弁制御部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項3】
請求項１又は２記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記電磁弁は、第１ソレノイド及び第２ソレノイドを有し、
前記遠隔操作部は、前記第１ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第１指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、一方で、前記第２ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第２指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、
前記制御対象の近傍で、前記電磁弁と有線により接続され、
前記第１指示信号を受信した場合、受信した前記第１指示信号に基づいてパルス状の第１駆動信号を生成し、生成した前記第１駆動信号を前記第１ソレノイドに供給し、
一方で、前記第２指示信号を受信した場合、受信した前記第２指示信号に基づいてパルス状の第２駆動信号を生成し、生成した前記第２駆動信号を前記第２ソレノイドに供給することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記電磁弁は、第１ソレノイド及び第２ソレノイドを有し、
前記遠隔操作部は、前記第１ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第１指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、一方で、前記第２ソレノイドへの通電を指示するパルス状の第２指示信号を前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、
前記制御対象の近傍で、前記電磁弁と有線により接続され、
前記第１指示信号を受信した場合、受信した前記第１指示信号に基づいてパルス状の第１駆動信号を生成し、生成した前記第１駆動信号を前記第１ソレノイドに供給し、
一方で、前記第２指示信号を受信した場合、受信した前記第２指示信号に基づいてパルス状の第２駆動信号を生成し、生成した前記第２駆動信号を前記第２ソレノイドに供給することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項4】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記遠隔操作部と前記電磁弁制御部とは、前記無線による双方向通信が可能であり、
前記遠隔操作部は、少なくとも前記指示信号を前記無線で前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、少なくとも前記電磁弁制御部の状態を前記無線で前記遠隔操作部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記遠隔操作部と前記電磁弁制御部とは、前記無線による双方向通信が可能であり、
前記遠隔操作部は、少なくとも前記指示信号を前記無線で前記電磁弁制御部に送信し、
前記電磁弁制御部は、少なくとも前記電磁弁制御部の状態を前記無線で前記遠隔操作部に送信することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
【請求項5】
請求項４記載の電磁弁の遠隔操作装置において、
前記遠隔操作部及び前記電磁弁制御部のうち、少なくとも一方は、表示部を有し、
前記表示部は、前記遠隔操作部及び／又は前記電磁弁制御部の状態を表示することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。
前記遠隔操作部及び前記電磁弁制御部のうち、少なくとも一方は、表示部を有し、
前記表示部は、前記遠隔操作部及び／又は前記電磁弁制御部の状態を表示することを特徴とする電磁弁の遠隔操作装置。