特許 7520973 電気送信機上のマッピング可能な入出力チャネルのための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】電気送信機上のマッピング可能な入出力チャネルのための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 49/40 20220101AFI20240716BHJP

   G06F 1/26 20060101ALI20240716BHJP

   H04L 49/351 20220101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

H04L49/40

G06F1/26 306

H04L49/351

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022527075

(86)(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-18

(86)【国際出願番号】 US2019061273

(87)【国際公開番号】W WO2021096502

(87)【国際公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-07-04

(73)【特許権者】

【識別番号】500205770

【氏名又は名称】マイクロ モーション インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クラビッツ， アンドリュー エス．

(72)【発明者】

【氏名】ワイアット， トーニャ エル．

(72)【発明者】

【氏名】ジェンタイル， アンソニー

【審査官】中川 幸洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０３６８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１６８２８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ４９／４０

Ｇ０６Ｆ １／２６

Ｈ０４Ｌ ４９／３５１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イーサネット接続部（１１８）と、
電源と、
前記イーサネット接続部（１１８）および前記電源を受け入れるように構成された電子機器（１１２）であって、
前記電源を検出し前記イーサネット接続部（１１８）または専用電源接続部（１１６）のいずれかから電力を受け取るように動作可能な論理回路を備える電子機器（１１２）と、
所定の信号閾値に到達すると電力を受け取るようにマッピングされ、前記イーサネット接続部（１１８）からの電力が検出されるとアナログ入出力チャネルを受け入れるようにマッピングされる、前記電子機器（１１２）に伴う再マッピング可能な電源接続端子（１１４）と
を備える、電気送信機（１００）。

【請求項2】

前記電子機器（１１２）が、前記イーサネット接続部（１１８）からの電力が検出されると前記電源接続端子（１１４）を前記アナログ入出力チャネルとなるように自動的にマッピングするように動作可能な論理回路を備える、請求項１に記載の電気送信機（１００）。

【請求項3】

前記電子機器（１１２）が、前記アナログ入出力チャネルとなるよう前記電源接続端子（１１４）の手動マッピングを許すように構成可能である、請求項１に記載の電気送信機（１００）。

【請求項4】

前記電子機器（１１２）が、ソフトウェアで前記アナログ入出力チャネルとなるよう前記電源接続端子（１１４）の手動マッピングを許すように構成可能である、請求項３に記載の電気送信機（１００）。

【請求項5】

前記電子機器（１１２）が、ハードウェアで前記アナログ入出力チャネルとなるよう前記電源接続端子（１１４）の手動マッピングを許すように構成可能である、請求項３に記載の電気送信機（１００）。

【請求項6】

前記電子機器（１１２）が、前記電源接続端子（１１４）で電気信号を検出し前記電気信号を所定の閾値と比較するように動作可能であり、前記電子機器（１１２）が唯一の電源として前記電源接続端子（１１４）の前記電気信号として使用するためには、前記所定の閾値に到達しなければならない、請求項１に記載の電気送信機（１００）。

【請求項7】

電気送信機（１００）を動作させるための方法であって、
イーサネット接続部（１１８）を受け入れるステップと、
電源を受け入れるステップと、
前記イーサネット接続部（１１８）および前記電源を受け入れるように構成された電子機器（１１２）を提供するステップと、
前記電源を検出するステップと、
前記イーサネット接続部（１１８）または専用電源接続部（１１６）のいずれかから電力を受け取るステップと、
前記電子機器（１１２）に伴う再マッピング可能な電源接続端子（１１４）を提供するステップと、
所定の信号閾値に到達すると電力を受け取るように電源接続端子（１１４）をマッピングするステップと、
前記イーサネット接続部（１１８）からの電力が検出されると前記電源接続端子（１１４）をアナログ入出力チャネルとなるようにマッピングするステップと
を含む、方法。

【請求項8】

前記イーサネット接続部（１１８）からの電力が検出されると前記電源接続端子（１１４）を前記アナログ入出力チャネルとなるように自動的にマッピングするステップを含む、請求項７に記載の電気送信機（１００）を動作させるための方法。

【請求項9】

前記電子機器（１１２）が、前記電源接続端子（１１４）で電気信号を検出し前記電気信号を所定の閾値と比較するように動作可能であり、前記電子機器（１１２）が唯一の電源として前記電源接続端子（１１４）の電気信号として使用するためには、前記所定の閾値に到達しなければならない、請求項７に記載の電気送信機（１００）を動作させるための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気送信機、より詳細には、イーサネット接続部を有する電気送信機および、それによって電力を受け取るための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ローカルエリアネットワークおよびワイドエリアネットワーク（ＬＡＮ／ＷＡＮ）構造などのデータネットワークは、ネットワーク化された装置間のデータ通信に利用される。種々のネットワーク要素としては、しばしば、ハブ、スイッチ、ルーター、ブリッジ、プリンター、データサーバー、パーソナルコンピューター、ポータブルＰＣ、および他の周辺機器が挙げられる。ネットワーク構造に接続する装置は、一般に、動作を可能にするために電力供給されなければならない。装置の電力は、内部電源または外部電源のいずれかによって供給されてもよく、一般に、主電源に接続することによって電力供給される。

【0003】

いくつかのネットワーク要素は、データ通信と組み合わせてネットワークを介して電力を分配することができる。ネットワークを介する電力分配は、電力およびデータ通信を単一のネットワーク接続部に結合する。これは、設置コストを低減し、必要な接続部の数を低減し、交流（ＡＣ）から直流（ＤＣ）へのアダプターを低減または排除し、ＡＣ電源を低減または排除するという利点を有する。さらに、イーサネット（登録商標）ネットワークなどのネットワークを介して分配された電力は、通常は専用のＵＰＳを使用して電力供給されるコンポーネントまたは装置への無停電電源（ＵＰＳ）として機能する場合がある。

【0004】

産業用イーサネット周辺機器を開発する場合、一般的な期待は、製品が、アプリケーション要件に応じて、主電源入力、標準イーサネット（登録商標）接続部、ならびに追加のアナログ入出力部（Ｉ／Ｏ）を必要とするということである。主電源およびアナログ入出力装置は、通常、従来の産業用接続端子を使用して設置され、一方、イーサネット（登録商標）接続部は、一般に、ＲＪ－４５接続部などの標準イーサネットコネクターを利用する。さらに、アナログ配線および電力配線が、通常、汎用屋外配線とともに設置されるが、イーサネット（登録商標）ケーブルは、ＲＪ－４５、８Ｐ８Ｃヘッダーに終端された４つの個々のねじれた一対として配置された８つのワイヤーからなるカテゴリー定格イーサネット（登録商標）ケーブルを必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

イーサネット（登録商標）ネットワーク接続部を介する電力の分配（ＰｏＥ）は、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）規格８０２．３および／または他の関連する規格に従う。しかし、このような厳格な規格仕様は、しばしば許容可能な電源および電源アーキテクチャーのための方法を制限する。現在、ＩＥＥＥ８０２．３規格に規定したＰｏＥには、標準カテゴリー定格イーサネット（登録商標）ケーブルの使用をサポートする３つのモード（モードＡは、１０ＢＡＳＥ－Ｔおよび１００－ＢＡＳＥＴＸが電力を供給するための４つの信号線を使用し、モードＢは、イーサネット（登録商標）ケーブル内の他の４つの導体を使用し、４対モードは、電力を供給するための８つのワイヤーすべてを使用する）がある。

【0006】

モードＢまたは４対モードをサポートする装置を考慮する場合、イーサネット（登録商標）ケーブル内のすべての導体を有効に利用して、電力およびイーサネット通信のための８つの導体すべての使用を確保しなければならない。

【0007】

しかし、送信機においてＰｏＥを利用することに伴う１つの問題は、この方式が消費者空間または産業空間において広く採用されていないことである。この採用の欠如には、規格間の一貫性の欠如、このようなシステムを実施することの困難さ、および従来のネットワークと比較してＰｏＥベースのネットワークを作成することと関連する潜在的なコストなど、多くの理由がある可能性が高い。その結果、多くの顧客は、ＰｏＥを彼らの標準的な慣行に採用することを躊躇している可能性が高い。

【0008】

イーサネット（登録商標）周辺機器を開発する場合、特にコンパクトなハウジングにおいて考慮されなければならない別の問題は、実施が、しばしば、周辺機器へのワイヤー進入のための２つの導管のみに限定されることである。第１の導管は、通常、同じ導管内に延びる入出力ラインへの障害が装置を損傷する可能性があるため、電力のために確保される。次いで、第２の導管は、入出力チャネルのために、しばしば使用される。典型的なアナログ製品では、複数のアナログワイヤー対を単一のケーブル束に束ねることができるため、これで通常十分であるが、イーサネット（登録商標）製品では、イーサネット（登録商標）が専用の８Ｐ８Ｃケーブルを必要とするため、アナログケーブル束とイーサネット（登録商標）ケーブルの両方を特徴とする導管を適切に封止することが困難な場合がある。

【0009】

周辺機器が、１つのケーブル導管または２つのケーブル導管のいずれかを利用するいくつかの別の電源方式および入出力方式を想定することを可能にし、したがって、設置の柔軟性およびコスト節約をもたらす、装置および方法が提供される。

【課題を解決するための手段】

【0010】

一実施形態によれば、電気送信機が提供される。電気送信機は、イーサネット接続部および電源を備える。電子機器は、イーサネット接続部および電源を受け入れるように構成される。電子機器は、電源を検出しイーサネット接続部または専用電源接続部のいずれかから電力を受け取るように動作可能な論理回路を備える。電子機器に伴う再マッピング可能な電源接続端子は、専用電源接続部が検出されると電力を受け取るように動作可能であり、イーサネット接続部からの電力が検出されると非電源接続部を受け入れるように動作可能である。

【0011】

一実施形態によれば、電気送信機を動作させるための方法が提供される。本方法は、イーサネット接続部を受け入れるステップと、電源を受け入れるステップと、イーサネット接続部および電源を受け入れるように構成された電子機器を提供するステップとを含む。電源が検出され、イーサネット接続部または専用電源接続部のいずれかから電力が受け取られる。電子機器には、再マッピング可能な電源接続端子が設けられており、専用電源接続部が検出されると電源接続端子から電力が受け取られる。イーサネット接続部からの電力が検出されると電源接続端子から非電源接続部が受け入れられる。
（発明の態様）
一態様によれば、電気送信機は、イーサネット接続部および電源を備える。電子機器は、イーサネット接続部および電源を受け入れるように構成される。電子機器は、電源を検出しイーサネット接続部または専用電源接続部のいずれかから電力を受け取るように動作可能な論理回路を備える。電子機器に伴う再マッピング可能な電源接続端子は、専用電源接続部が検出されると電力を受け取るように動作可能であり、イーサネット接続部からの電力が検出されると非電源接続部を受け入れるように動作可能である。

【0012】

好ましくは、非電源接続部は、アナログ入出力チャネルを含む。

【0013】

好ましくは、電子機器は、イーサネット接続部からの電力が検出されると電源接続端子を非電源接続部となるように自動的にマッピングするように動作可能な論理回路を備える。

【0014】

好ましくは、電子機器は、電源接続端子を非電源接続部となるように手動でマッピングするように構成可能である。

【0015】

好ましくは、電子機器は、電源接続端子をソフトウェアで非電源接続部となるように手動でマッピングするように構成可能である。

【0016】

好ましくは、電子機器は、電源接続端子をハードウェアで非電源接続部となるように手動でマッピングするように構成可能である。

【0017】

好ましくは、電子機器は、接続端子で電気信号を検出し電気信号を所定の閾値と比較するように動作可能であり、電子機器が唯一の電源として接続端子の電気信号として使用するためには、所定の閾値に到達しなければならない。

【0018】

一態様によれば、電気送信機を動作させるための方法は、イーサネット接続部を受け入れるステップと、電源を受け入れるステップと、イーサネット接続部および電源を受け入れるように構成された電子機器を提供するステップとを含む。電源が検出され、イーサネット接続部または専用電源接続部のいずれかから電力が受け取られる。電子機器には、再マッピング可能な電源接続端子が設けられており、専用電源接続部が検出されると電源接続端子から電力が受け取られる。イーサネット接続部からの電力が検出されると電源接続端子から非電源接続部が受け入れられる。

【0019】

好ましくは、非電源接続部は、アナログ入出力チャネルを含む。

【0020】

好ましくは、本方法は、イーサネット接続部からの電力が検出されると電源接続端子を非電源接続部となるように自動的にマッピングするステップを含む。

【0021】

好ましくは、本方法は、電源接続端子を非電源接続部となるように手動でマッピングするステップを含む。

【0022】

好ましくは、本方法は、電源接続端子をソフトウェアで非電源接続部となるように手動でマッピングするステップを含む。

【0023】

好ましくは、本方法は、電源接続端子をハードウェアで非電源接続部となるように手動でマッピングするステップを含む。

【0024】

好ましくは、電子機器は、接続端子で電気信号を検出し電気信号を所定の閾値と比較するように動作可能であり、電子機器が唯一の電源として接続端子の電気信号として使用するためには、所定の閾値に到達しなければならない。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】一実施形態による電気送信機の構成を示す図である。

【図2A】一実施形態による電気送信機の構成を示す図である。

【図2B】一実施形態による電気送信機の構成を示す図である。

【図3】一実施形態による電気送信機の構成を示す図である。

【図4】一実施形態による電気送信機の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１から図４および以下の説明は、本発明の最良の形態を作成し使用する方法を当業者に教示するための具体例を示す。発明の原理を教示する目的で、いくつかの従来の態様が単純化または省略されている。本発明の範囲内に入るこれらの例の変形例を当業者は理解するであろう。以下に説明される特徴を種々組み合わせて、本発明の複数の変形例を形成することができることを当業者は理解するであろう。その結果、本発明は、以下に説明される具体例に限定されず、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定される。

【0027】

電気送信機を設計する場合、ＰｏＥが実施されているか否かにかかわらず、製品がアプリケーションニーズを満たすことを保証するために、できるかぎり多くの顧客設置シナリオをサポートすることが有益である。提供される実施形態では、ＰｏＥまたは、主電源または他の専用電源からなどの標準電源入力のいずれかによって送達される電力を利用することができる電子送信機が開示される。これにより、電子機器送信機は、所定の電源方式を強制するのではなく、設置設定および設計上の制約に従って柔軟に機能し、それに応じて適切に適合された電気送信機を強制的に選択することができる。したがって、電子機器送信機は、どの電源が存在するかに応じて、いずれかの電源から電力を受け取るように設計される。

【0028】

図１から図４を参照すると、２つの導管１０２、１０４を有する電気送信機１００の実施形態が考えられる。各導管１０２、１０４は、関連するパススルー１０６、１０８を有してもよい。電気送信機１００は、筐体１１０および、その中の電子機器１１２を備える。電気送信機１００は、電子機器または処理能力を必要とする装置に収容され通常は結合される電子機器または計算装置に関する。

【0029】

筐体１１０が、電子機器１１２をイーサネットポート、アナログ入出力チャネル、および電源ポートに適合させるのに十分な大きさであると仮定すると、自動モード切り替えを使用して、５つの設置タイプを単一の装置で満たすことができる。

【0030】

標準電源接続部１１６が、電気送信機１００によって使用されてもよい。標準電源接続部１１６は、当業者によって理解されるように、電気送信機１００および／または接続された装置および周辺機器を動作させるために必要な専用のＡＣ電源またはＤＣ電源を含む。

【0031】

図１は、標準電源接続部１１６（実線で表される）および標準イーサネット１１８接続部（破線で表される）が利用される一実施形態（タイプＩ）を示す。第１の導管１０２は電力のために使用されてもよく、第２の導管１０４はイーサネットケーブル１１８のために使用されてもよい。

【0032】

図２Ａおよび図２Ｂは、標準電源接続部１１６および標準イーサネット１１８接続部が利用される一実施形態（タイプＩＩ）を示す。しかし、この実施形態では、追加のアナログ入出力接続部１２０（破線で表される）も存在する。図２Ａでは、第１の導管１０２は、標準電源接続部１１６およびアナログ入出力接続部１２０のために使用され、一方、第２の導管１０４は、イーサネットケーブル１１８のために使用され得る。あるいは、図２Ｂに示されるように、第１の導管１０２は、標準電源接続部１１６のために使用され、第２の導管１０４は、イーサネットケーブル１１８およびアナログ入出力接続部１２０のために使用され得る。

【0033】

図３は、ＰｏＥ接続部１２２が追加のアナログ入出力部なしで利用される一実施形態（タイプＩＩＩ）を示す。この場合、単一のイーサネットケーブルが電源機能および入出力機能の両方を提供するため、１つの導管１０２のみが必要である。したがって、プラグ１２４を利用して、筐体１１０を封止することができる。

【0034】

図４は、ＰｏＥ接続部１２２が追加のアナログ入出力接続部１２０とともに利用される一実施形態（タイプＩＶ）を示す。第１の導管１０２は、電力および入出力機能電源を提供するイーサネットケーブルのために使用され得、第２の導管１０４は、アナログ入出力接続部１２０のために使用され得る。

【0035】

単一の電気送信機１００は、任意の数の上記に開示された実施形態において実行するように構成可能であり得ることに留意されたい。

【0036】

タイプＩＩＩおよびタイプＩＶの接続方式（図３および図４）は、電気送信機１００がＰｏＥを使用するようにセットアップされ、したがって、接続端子に接続されていたであろう主電源入力がＰｏＥアプリケーションには必要とされないため、もはや必要とされない追加の接続端子１１４が利用可能になるという追加の利点を有する。この接続端子１１４をこのアプリケーションでは使用されないままにする代わりに、図４に示されるように、この接続端子１１４をアナログ入出力チャネルとして利用することが、それよりむしろ有益である。これは、コンパクトな筐体１１０が利用され、筐体内に追加の入出力チャネルを物理的に嵌め込むことが困難である状況において特に有用である。

【0037】

さらに、送信機１００が、空間の制約のためにアナログ入出力チャネルに物理的に嵌め込むことができないコンパクトな筐体１１０で設計された場合、単一のＲＪ－４５ジャックならびに構成可能な電源／アナログ入出力ポートによって、いくつかの設置が依然としてサポートされる。ＲＪ－４５ジャックに単一のポートを加えたもののみを使用するこの極めてコンパクトな設計は、タイプＩＩの設置をサポートする能力を失うだけであることを考慮すると、依然として望ましいであろう。

【0038】

設計の観点から、構成可能な電源ポートまたは入出力ポートを含む送信機は、イーサネットコネクターに電力が存在するかどうかを自動的に検知して、追加の入出力チャネルを自動的にマッピングさせるように設計することができる。自動電力検知のための機構は、当該技術分野でよく知られている。あるいは、電源マッピングおよび入出力マッピングは、すべての適切な承認考慮事項が考慮されることを保証するために、ソフトウェア構成を介して工場において手動で割り当てられてもよい。さらに、電源、イーサネット、および入出力方式を変更することが、エンドユーザーが調整可能であるように、ハードウェアスイッチを利用して、電源および入出力マッピングを調整することができる。

【0039】

一実施形態では、電気送信機１００は、イーサネット接続部１１８および接続端子１１４の両方に電力が印加され得るように構成される。これは、電気送信機１００の動作のための電力を供給する。一実施形態では、イーサネット接続部１１８および接続端子１１４の両方に整流ダイオードなどを使用して、両方のポートが同時に電力を受け取るように配線されている場合に、意図せずに電力が装置を出るのを防止する。起動時に、電気送信機１００は、整流器の前の電圧を読み取ることによって、ＰｏＥポートまたは両方のポートを介して接続端子１１４に電力が存在するかどうかを検知する。

【0040】

イーサネットＰｏＥポートで電圧が検出され、接続端子１１４で電圧が検出されない場合、電気送信機１００は、イーサネットＰｏＥで提供される電力を利用するように、それ自体を構成することができる。一実施形態では、接続端子１１４は、次いで、入出力チャネルとして機能し、双方向電気スイッチ、機械的リレーなどのいずれかを使用して、このような入出力信号を送るように再構成されてもよい。

【0041】

イーサネットＰｏＥポートで電圧が検出されず、接続端子１１４で電圧が検出される場合、電気送信機１００は、接続端子１１４を電源端子として機能するように構成してもよい。

【0042】

動作中、接続端子１１４が入出力チャネルとして機能するように構成される場合、電気送信機１００は、入出力チャネルとして使用されているにもかかわらず、接続端子１１４で電気信号を検知する可能性が高い。この場合、信号が検出されるが、電気送信機１００は、依然として、電源としてＰｏＥ端子からの電力を利用するであろう。一実施形態では、唯一の電源として使用するために供給される電力とみなされるためには、接続端子１１４で所定の信号閾値に到達しなければならない。信号および関連した閾値は、電気信号の電圧、電流、および／または持続時間であってもよい。一実施形態では、ＰｏＥが検出されると、電気送信機１００は、接続端子１１４の電圧を事実上無視して、デフォルトで電源としてＰｏＥを使用するようになる。

【0043】

一実施形態では、ＰｏＥが検出され、電力が接続端子１１４で同時に検出される（または所定の信号閾値を超える）場合に、通知を生成することができる。電気送信機１００は、視覚的通知、テキスト的通知、および／または可聴通知を生成することができる。電気送信機１００は、接続端子１１４で検出された電源を絶縁して、配線故障などによる損傷を防止することができる。

【0044】

一実施形態では、入出力チャネルとして機能するように構成された接続端子１１４に電力が印加される場合に、電流制限回路および保護回路が使用されてもよい。

【0045】

一実施形態では、電気送信機１００は、イーサネット接続部１１８または接続端子１１４のいずれかから電力を受け取るように手動で構成可能である。

【0046】

本明細書は、本発明の最良の形態を作成し使用する方法を当業者に教示するための具体例を示す。本発明の範囲内に入るこれらの例の変形例を当業者は理解するであろう。

【0047】

上記の実施形態の詳細な説明は、本発明の範囲内にあると本発明者が考えるすべての実施形態の網羅的な説明ではない。実際に、当業者は、上記の実施形態の特定の要素は、さらなる実施形態を作成するために種々組み合わされ、または省略されてもよく、このようなさらなる実施形態は、本発明の範囲および教示内に入ることを認識するであろう。また、本発明の範囲および教示内で追加の実施形態を作成するために、上記の実施形態を全体的または部分的に組み合わせることができることが当業者には明らかであろう。

【0048】

したがって、本発明の特定の実施形態および実施例は、例示を目的として本明細書に記載されるが、関連技術の当業者が認識するように、本発明の範囲内で、種々の均等な修正が可能である。本明細書で提供される教示は、上記に説明され、添付の図面に示されるもの以外の他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲から決定される。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】