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1. WO2020129843 - 分電盤

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明 細 書

発明の名称 分電盤

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007  

先行技術文献

特許文献

0008  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0009   0010  

課題を解決するための手段

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017  

発明の効果

0018  

図面の簡単な説明

0019  

発明を実施するための形態

0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038  

産業上の利用可能性

0039  

符号の説明

0040  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 分電盤

技術分野

[0001]
 本発明は分電盤に関し、より詳細には電力線通信(PLC:Power Line Communication)システムに用いられる分電盤に関するものである。

背景技術

[0002]
 PLCは、AC100V、AC200Vなどの各家庭内に引き込まれている電力線に搬送波を重畳してデータ通信を行う技術である。図5に示すように、家庭内の各部屋に配設されているコンセント92にPLCモデム91を接続することによってネットワークが構築される。PLCモデム91に設けられているプラグをコンセント92に差し込むとPLCモデム91に給電が行われて、通信信号としてのPLC信号が電力信号に重畳して送り出されると共に、電力信号に重畳されたPLC信号が電力信号から分離されて受け取られる。
[0003]
 PLCモデム91によって電力信号に重畳されて電力線に出力されるPLC信号は家庭内に配設された電力線PLを通って他のコンセント92に接続されたPLCモデム91により受信されるか、あるいは、電力量計WM及び引き込み線93を通って屋外の電柱トランスの2次側に設けられた親PLCモデム(不図示)を経由して既設の光ファイバーなどの公衆回線94を介してインターネットに接続されサーバー96やデータベース97、携帯端末98などに送信される。
[0004]
 一方、光ファイバーなどの公衆回線94から送られてきた通信信号は、電柱トランスの2次側に設けられた親PLCモデム(不図示)によって電力信号に重畳されて引き込み線93及び電力量計WMを通って家庭内に送られ、コンセント92に接続されたPLCモデム91によって電力線PLから取り出されパソコン等の家電機器で受信される。これにより、例えば、外出先からスマートフォンなどのSNS端末から自宅の家電製品のオンオフなどを行うことが可能となる。
[0005]
 このようにPLCシステムは、一般家庭に既に設けられている引き込み線93及び家屋内に配設されている電力線PLを通信回線として利用するものであり、需要者の負担の少ない通信回線を提供できる利点がある。
[0006]
 電柱トランスから引き込み線93によって家庭内に引き込まれた電力は分電盤D1において複数に分岐されてそれぞれコンセント92あるいは各種の電気機器に供給される。電気容量のチェックや屋内配線の安全確保などの観点から、分電盤D1にはリミッター3、主幹ブレーカー4及び複数個の分岐ブレーカー5が設置されており、電力線PLはこれらのブレーカーに接続している。なお、地域によっては分電盤D1にリミッター3が設置されていない所もある。PLC信号はこれらの主幹ブレーカー4及びリミッター3を通る毎に減衰するので、PLCシステムでは信号電圧を増幅するための中継装置などを分電盤等に配置する必要がある場合があった。
[0007]
 そこで、PLC信号の減衰を抑制するために主幹ブレーカー4及びリミッター3を迂回してPLC信号の授受を行う技術も提案されている(例えば特許文献1,2)。

先行技術文献

特許文献

[0008]
特許文献1 : 特開2015-23505号公報
特許文献2 : 特開2010-62887号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0009]
 ところで、PLCシステムではPLC信号の通信制御を行う制御部を設置する必要がある。制御部を分電盤とは別に設けると設置スペースが必要となり省スペース化が図れない。
[0010]
 そこで本発明は、各種ブレーカーを迂回して送信されるPLC信号の通信制御を行うための制御部が設置場所を新たに求めることなく設置できるようにすることをその目的とする。

課題を解決するための手段

[0011]
 本発明によれば、商用電源からの電力供給に用いられる電力線を利用した通信(PLC)システムに用いられる分電盤であって、ボックスと、前記ボックスに設置された主幹ブレーカーと、前記ボックスに配置され、前記主幹ブレーカーの2次側に接続された複数の分岐ブレーカーと、前記複数の分岐ブレーカーの各々の2次側電力線に設けられ、電力信号にPLC信号を重畳する及び/又は電力信号からPLC信号を分離する複数の第1カプラーと、前記複数の第1カプラーのうち所定の第1カプラーによって電力信号から分離されたPLC信号を他の第1カプラーによって電力信号に重畳してPLCを制御する制御部とを有し、前記制御部が前記ボックスに配置されていることを特徴とする分電盤が提供される。
[0012]
 前記構成の分電盤において、前記主幹ブレーカーの1次側電力線に設けられ、電力信号にPLC信号を重畳する及び/又は電力信号からPLC信号を分離する第2カプラーをさらに有し、前記制御部は、前記第2カプラーによって電力信号から分離されたPLC信号を第1カプラーによって電力信号に重畳し及び/又は前記第1カプラーによって電力信号から分離されたPLC信号を第2カプラーによって電力信号に重畳してPLCを制御する構成としてもよい。
[0013]
 また前記構成の分電盤において、前記制御部が、前記主幹ブレーカーの1次側に設けられている電力量計に内蔵された通信ユニットと光ファイバー又は無線によって信号の送受信が可能である構成としてもよい。
[0014]
 また前記構成の分電盤において、前記ボックス内に配置された板状の基板の前面側に前記主幹ブレーカー及び前記複数の分岐ブレーカーが取り付けられ、前記基板の後面側に前記制御部が取り付けられる構成としてもよい。
[0015]
 また前記構成の分電盤において、前記複数の分岐ブレーカーが前記基板に対して着脱自在である構成としてもよい。
[0016]
 また前記構成の分電盤において、蓄電池をさらに有し、前記制御部は、商用電源からの電力供給が停止したとき、前記蓄電池から前記主幹ブレーカー又は前記複数の分岐ブレーカーを介して宅内に電力を供給させる構成としてもよい。
[0017]
 また前記構成の分電盤において、非常用の照明具をさらに有し、前記制御部は、商用電源からの電力供給が停止したとき、前記蓄電池から前記照明具に電力を供給させ点灯させる構成としてもよい。

発明の効果

[0018]
 本発明によれば、各種ブレーカーを迂回して送信されるPLC信号の通信制御を行うための制御部が新たな設置場所を求めることなく設置でき、省スペース化が図れる。

図面の簡単な説明

[0019]
[図1] 本発明に係る分電盤の一実施形態を示す概略正面図である。
[図2] 本発明に係る分電盤の一実施形態を示す概略回路図である。
[図3] 本発明で使用可能なカプラーの一例を示す回路図である。
[図4] 本発明に係る分電盤の一実施形態を示す垂直断面図である。
[図5] PLCシステムの全体構成例を示す図である。

発明を実施するための形態

[0020]
 以下、本発明に係る分電盤について図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。なお、本明細書における「左右方向」、「上下方向」、「前後方向」は図に示された左右方向、上下方向、前後方向をいうものとする。
[0021]
 図1は本発明に係る分電盤の一実施形態を示す概略正面図であり、図2は概略回路図である。図1に示すように、電柱トランス(図5を参照)で低電圧化(100V,200V)された商用電力は引き込み線93により電力量計WMを通って家屋内の所定位置に設けられた分電盤Dに供給される。分電盤Dは、ボックス1と、ボックス1内に設置された板状の基板2と、基板2に設置されたリミッター3と、主幹ブレーカー4と、複数個の分岐ブレーカー5と、ボックス1内を照らす照明灯Lとを有する。
[0022]
 ボックス1は、前側から見て長方形状で前後方向に所定厚みを有し前面開口とされた本体部11と、本体部11の前面開口を覆う蓋部12(図1で破線で示す。)とを有する。本体部11の左側端の上外面及び下外面に外方に突出する円柱突起13a,13bが形成され、蓋部12の左右方向一方端側の上内面及び下内面に断面円状の係合孔14a、14bが形成されている。蓋部12の係合孔14a,14bが本体部11の円柱突起13a,13bに係合することによって、蓋部12は円柱突起13a,13bを軸として本体部11に対して開閉可能とされている。なお、ボックス1は主幹ブレーカー4及び分岐ブレーカー5が設置可能であれば特に限定はなく従来公知のものを使用可能である。例えば、蓋部12がない本体部11のみからなるものであっても構わない。
[0023]
 基板2は、ボックス1と同様に、前側から見て長方形状であって、ボックス1の前面開口よりも小さい形状を有する。基板2の前面側にはリミッター3、主幹ブレーカー4、複数の分岐ブレーカー5が取り付けられている。そして、後述するように基板2の後面側に制御部6(図4に図示)が取り付けられている。
[0024]
 リミッター3は、電力会社との契約により定められたアンペア以上の電流が流れると電力供給を遮断する装置である。なお、電力会社によってリミッター3が不要であることがある。なお、本発明で使用するリミッター3としては従来公知ものが使用できる。
[0025]
 主幹ブレーカー4は、家庭内全体の電流を検出して定格電流を超えると回路を遮断するものである。本発明で使用する主幹ブレーカー4としては従来公知ものが使用できる。
[0026]
 分岐ブレーカー5は、例えば「1階照明器具」、「2階寝室コンセント」など用途によって分けられており、その使用電流が定格電流を超えると回路を遮断するものである。本発明で使用する分岐ブレーカー5としては従来公知ものが使用できる。
[0027]
 また図1に示す分電盤Dでは、主幹ブレーカー4の一次側がコンバーターInを介して蓄電池Bにも接続されている。通常時は、電力会社から供給される電力がリミッター3を経由してコンバーターInによって交流から直流に変換された後蓄電池Bに蓄積される。一方、停電時は蓄電池Bから電力が供給される。具体的には、蓄電池Bから供給される直流電圧はコンバーターInによって交流電圧に変換された後主幹ブレーカー4の1次側に供給される。
[0028]
 分電盤Dにはボックス1内を照らす照明灯Lが配置されており、停電時には照明灯Lに蓄電池Bから電力が供給される。これにより、停電時に照明灯Lが点灯して分電盤Dの在りかが示されると共に分電盤D及びその付近の作業が容易となる。照明灯Lとしては電力消費の少ないLED(Light Emitting Diode)が好適に使用される。
[0029]
 図2の回路図に示すように、リミッター3の1次側には、電力量計WMを経由して電柱トランス(図5を参照)に接続された、1本の中性線Nと2本の電力線L1,L2の計3本からなる引き込み線93が接続されている。また、リミッター3の2次側と主幹ブレーカー4の1次側とは、1本の中性線Nと2本の電力線L1,L2の計3本からなる接続線94で接続されている。そして、主幹ブレーカー4の2次側にはN幹線と、L1幹線、L2幹線の計3本からなる幹線ケーブル95が接続され、この幹線ケーブル95に複数の分岐ブレーカー5a~5d,・・・が接続されている。
[0030]
 図2の回路図では、N幹線とL1幹線からなるL1相の幹線ケーブルに分岐ブレーカー5aと分岐ブレーカー5bの一次側が接続され、N幹線とL2幹線からなるL2相の幹線ケーブルに分岐ブレーカー5cと分岐ブレーカー5dの一次側が接続されている。そして、各分岐ブレーカー5a~5dの2次側には電力線PLが接続される。図5に示したように、電力線PLは屋内に配線されてコンセント92に接続されている。コンセント92にはPLCモデム91を介して各種の家電機器が接続される。
[0031]
 各分岐ブレーカー5a~5dの2次側には第1カプラー7a~7dがそれぞれ取り付けられている。また、リミッター3の1次側に接続する引き込み線93には第2カプラー8が取り付けられている。第1カプラー7a~7d及び第2カプラー8は電力信号にPLC信号を重畳する及び/又は電力信号からPLC信号を分離する装置であって、誘導性結合器や容量性結合器から構成される。
[0032]
 図3に、本発明で使用可能なカプラーの一例を示す回路図を示す。この図に示すカプラーは、結合トランスからなる結合回路部71と、PLC信号を増幅して電力信号に重畳して送出する送信回路部72と、結合回路部71を通じて取り込んだ電力信号からPLC信号を分離する受信回路部73とを有する。受信回路部73によって電力信号から分離されたPLC信号は制御部6に送られる一方、制御部6から送られてきたPLC信号は送信回路部72によって電力信号の重畳された送り出される。
[0033]
 制御部6は、第1カプラー7a~7d及び第2カプラー8から送られてくるPLC信号を、いずれの第1カプラー7a~7d又は第2カプラー8によって電力信号に重畳するかを制御する。例えば図5に示したPLCシステムにおいて、パーソナルコンピューター(PC)からエアーコンディショナーAcの入切信号や設定温度信号などの動作信号が出力されると、動作信号はPLCモデム91によって電力信号に重畳され、コンセント、電力線PLを通って分岐ブレーカー5d(図2に図示)に向かって送られる。図2において、分岐ブレーカー5dに向かって送られた動作信号は、分岐ブレーカー5dの2次側に取り付けられた第1カプラー7dによって電力信号から分離されて制御部6に送られる。制御部6は、エアーコンディショナーAcに電力を送る電力線PLが接続されている分岐ブレーカー5bの2次側に取り付けられた第1カプラー7bによってPCからの動作信号を電力信号に重畳する。電力信号に重畳された動作信号は、電力線PLを通りコンセント92及びPLCモデム91を介してエアーコンディショナーAcに至りエアーコンディショナーAcの動作が制御される。
[0034]
 また図5に示すインターネットを介して光ファイバーなどの公衆回線94からエアーコンディショナーAcの動作信号が送られてきた場合には、電柱トランスの2次側に設けられた親PLCモデム(不図示)によって動作信号は電力信号に重畳されて引き込み線93及び電力量計WMを通ってリミッター3に送られる。そして図2に示すように、動作信号は、リミッター3の1次側に設けられた第2カプラー8によって電力信号から分離されて制御部6に送られる。制御部6は、前記と同様に、エアーコンディショナーAcに電力を送る電力線PLが接続されている分岐ブレーカー5bの2次側に取り付けられた第1カプラー7bによってPCからの動作信号を電力信号に重畳する。電力信号に重畳された動作信号は、電力線PLを通りコンセント92及びPLCモデム91を介してエアーコンディショナーAcに至りエアーコンディショナーAcの動作が制御される。
[0035]
 以上のようなシステムによれば、動作信号(PLC信号)は主幹ブレーカー4及び分岐ブレーカー5を迂回して送信されるので、送信途中における信号の減衰が抑制される。なお、不図示の光ファイバー等の有線または無線の通信回線を通して電力量計WMに内蔵された通信ユニットや屋外と制御部6との信号の送受信が可能な構成としてもよい。
[0036]
 図4に分電盤Dの垂直断面図を示す。前述のように、分電盤D内には基板2が取り付けられている。具体的には、分電盤Dの本体部11の後壁11aの内面側に、上下方向及び左右方向(紙面に対して垂直方向)に所定距離を隔てて4つの支持部材15が設けられている。すなわち、前側から見て長方形状の基板2の四隅と対向する位置にそれぞれ支持部材15が設けられている。支持部材15は本体部11と一体形成されていてもよいし(例えば切り起こし加工)、本体部11とは別体で形成し溶接など従来公知の方法で接合してもよい。支持部材15は断面L字状を有し、後壁11aから前方に延出する脚部15aと、脚部15aの前端から上下方向中央に向かって延出した支持部15bとを有する。4つの支持部材15の支持部15bの前面は同一平面を構成する。また支持部15bには雌ネジ穴16が形成されている。
[0037]
 前述のように、前側から見て長方形状の基板2の前面側にはリミッター3、主幹ブレーカー4、複数の分岐ブレーカー5が取り付けられている(図1を参照)。基板2の四隅にはそれぞれ貫通孔21が形成されている。基板2の分電盤Dへの取付は、4つの支持部材15の支持部15bに形成された雌ネジ穴16と基板2の四隅に形成された貫通孔21とを前後方向に重ね合わせた後、取付ネジSCを前側から基板2の貫通孔21に挿入し支持部材15の雌ネジ穴16に螺合させることにより行う。
[0038]
 基板2の前面側は、リミッター3、主幹ブレーカー4、複数の分岐ブレーカー5が取り付けられ、これらを接続する配線も配設されているが、基板2の後面側すなわち支持部材15によって確保された基板2の後面と分電盤Dの後壁11aとの隙間には基本的に部材は配設されていない。そこで本実施形態では、この空間(隙間)に制御部6を設けることとし空間の有効活用を図った。なお、制御部6はボックス1に配置されていればよいが、結露などの故障要因を抑える等の観点からはボックス1内に配置するのが好ましい。また制御部6の取付位置は基板2の前面や蓋部12の後面などであっても構わない。

産業上の利用可能性

[0039]
 本発明に係る分電盤によれば、各種ブレーカーを迂回して送信されるPLC信号の通信制御を行うための制御部が新たな設置場所を求めることなく設置でき、省スペース化が図れ有用である。

符号の説明

[0040]
 1 ボックス
 2 基板
 4 主幹ブレーカー
 5,5a~5d 分岐ブレーカー
 6 制御部
 7,7a~7d 第1カプラー
 8 第2カプラー
 B 蓄電池
 D 分電盤
 L 照明灯(照明具)
In コンバーター
WM 電力量計

請求の範囲

[請求項1]
 商用電源からの電力供給に用いられる電力線を利用した通信(PLC)システムに用いられる分電盤であって、
 ボックスと、
 前記ボックスに設置された主幹ブレーカーと、
 前記ボックスに配置され、前記主幹ブレーカーの2次側に接続された複数の分岐ブレーカーと、
 前記複数の分岐ブレーカーの各々の2次側電力線に設けられ、電力信号にPLC信号を重畳する及び/又は電力信号からPLC信号を分離する複数の第1カプラーと、
 前記複数の第1カプラーのうち所定の第1カプラーによって電力信号から分離されたPLC信号を他の第1カプラーによって電力信号に重畳してPLCを制御する制御部と、
を有し、
 前記制御部が前記ボックスに配置されていることを特徴とする分電盤。
[請求項2]
 前記主幹ブレーカーの1次側電力線に設けられ、電力信号にPLC信号を重畳する及び/又は電力信号からPLC信号を分離する第2カプラーをさらに有し、
 前記制御部は、前記第2カプラーによって電力信号から分離されたPLC信号を第1カプラーによって電力信号に重畳し、又は前記第1カプラーによって電力信号から分離されたPLC信号を第2カプラーによって電力信号に重畳してPLCを制御する請求項1記載の分電盤。
[請求項3]
 前記制御部は、前記主幹ブレーカーの1次側に設けられている電力量計に内蔵された通信ユニットと光ファイバー又は無線によって信号の送受信が可能である請求項1記載の分電盤。
[請求項4]
 前記ボックス内に配置された板状の基板の前面側に前記主幹ブレーカー及び前記複数の分岐ブレーカーが取り付けられ、
 前記基板の後面側に前記制御部が取り付けられている請求項1~3のいずれかに記載の分電盤。
[請求項5]
 前記複数の分岐ブレーカーが前記基板に対して着脱自在である請求項4記載の分電盤。
[請求項6]
 蓄電池をさらに有し、
 前記制御部は、商用電源からの電力供給が停止したとき、前記蓄電池から前記主幹ブレーカー又は前記複数の分岐ブレーカーを介して宅内に電力を供給させる請求項1~5のいずれかに記載の分電盤。
[請求項7]
 非常用の照明具をさらに有し、
 前記制御部は、商用電源からの電力供給が停止したとき、前記蓄電池から前記照明具に電力を供給させ点灯させる請求項6記載の分電盤。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]