JP2009017543A - 電力線搬送通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】親機に入力される商用電力を遮断しなくても、カプラを交換、或いはシステムから一時的に切り離す作業を安全に行うことができる電力線搬送通信システムを提供する。
【解決手段】親機１は、子機２との間で電力線を介して電力線搬送通信を行う通信部１５と、電力線Ｌ１−１が接続される電源端子１１と、通信部１５及び電源端子１１間に接続された通信結合部１４と、カプラ３と信号線Ｌ１０を介して接続されるカプラ接続端子１２とを備え、通信結合部１４は、電源端子１１に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させるコンデンサＣ１１と、コンデンサＣ１１及び通信部１５間に接続されたトランスＴ１とを備え、カプラ接続端子１２は、コンデンサＣ１１及びトランスＴ１間に接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力線を伝送路とする電力線搬送通信システムに関するものである。

近年、電力線を伝送路として用いる電力線搬送通信システムが知られている（例えば、特許文献１）。また、従来の電力線搬送通信システムとして、以下のものが知られている。図１５は、従来の電力線搬送通信システムの全体構成図を示している。図１５に示す電力線搬送通信システムは、複数の子機１００、親機２００、ｎ−１個のカプラ３００−１〜３００−（ｎ−１）、トランス４００、及びブレーカ５００を備えている。子機１００は、それぞれ別系統であるｎ本の電力線Ｌ１００−１〜Ｌ１００−ｎに接続されている。電力線Ｌ１００−１〜Ｌ１００−ｎにはそれぞれ商用電力を降圧するトランス４００が接続されている。カプラ３００−１〜３００−（ｎ−１）は縦列接続されている。電力線Ｌ１００−１には、ブレーカ５００を介して親機２００が接続されている。電力線Ｌ１００−２〜Ｌ１００−ｎはブレーカ５００及びカプラ３００−１〜３００−（ｎ−１）を介して親機２００が接続されている。そして、この電力線搬送通信システムは、各子機１００が有する情報を電力線搬送通信により親機２００が収集する。なお、カプラ３００−１〜３００−（ｎ−１）を総称する場合は、カプラに対し３００の番号を付す。また、電力線Ｌ１００−１〜Ｌ１００−ｎを総称する場合は、電力線に対しＬ１００の番号を付す。

具体的には、この電力線搬送通信システムは、例えば集合住宅内での電力量メータの遠隔検針システムに用いられ、親機２００及びカプラ３００−１〜３００−（ｎ−１）をビルやマンション等の建物の電気室に設置し、子機１００を各戸の電力量メータに設置することで、各戸の電力量メータの指針値を電力線Ｌ１００−１〜Ｌ１００−ｎを介して、現地で検針することなく親機２００で一括収集する。

図１６（ａ）は従来の電力線搬送通信システムの親機２００のブロック図を示している。親機２００は、通信部２０１、直接接続端子２０２、通信結合部２０３、カプラ接続端子２０４、制御部２０５、及び電源部２０６を備えている。

通信部２０１は、ＰＬＣ（Power Line Communications）モデムを備え、子機１００と
の間で電力線Ｌ１００−１〜Ｌ１００−ｎを介して電力線搬送通信を行う。直接接続端子２０２は、電力線Ｌ１００−１と接続され、商用電源からの商用電力が供給される。通信結合部２０３は、通信部２０１及び直接接続端子２０２間に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる。カプラ接続端子２０４は、電力線Ｌ１０１を介して、カプラ３００の接続端子３０３と接続される。

制御部２０５は、マイクロコンピュータから構成され、親機２００全体を制御する。電源部２０６は、直接接続端子２０２から入力された商用電力を整流及び平滑化する電源回路を備え、制御部２０５及び通信部２０１の駆動電力を生成する。

図１６（ｂ）は従来の電力線搬送通信システムのカプラ３００のブロック図を示している。カプラ３００は、通信結合部３０１、子機接続端子３０２、２個の接続端子３０３、３０４を備える。通信結合部３０１は、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる４個のコンデンサＣと、結合トランス３１１とを備えている。子機接続端子３０２は、電力線Ｌ１００を介して子機１００と接続されている。接続端子３０３は、電力線Ｌ１０１を介して親機２００のカプラ接続端子２０４又は他のカプラ３００に接続されている。接続端子３０４は、図１５に示す電力線Ｌ１０１を介して他のカプラ３００と接続されている。

次に、図１５及び図１６に示す従来の電力線搬送通信システムの動作について説明する。通信部２０１により、各子機１００へのデータの送信を指示する通信信号が出力されると、この通信信号は、通信結合部２０３、直接接続端子２０２、及び電力線Ｌ１００−１を介して子機１００に送信されると共に、通信結合部２０３、カプラ接続端子２０４、電力線Ｌ１０１、カプラ３００、及び電力線Ｌ１００−２〜Ｌ１００−ｎを介して子機１００に送信される。通信信号を受信した子機１００は、自己が有するデータ（例えば電力量メータの指針値）を含む通信信号を親機２００に送信する。電力線Ｌ１００−１に接続された子機１００から送信された通信信号は直接接続端子２０２及び通信結合部２０３を介して通信部２０１に入力され、電力線Ｌ１００−２〜Ｌ１００−ｎに接続された子機１００から送信された通信信号はカプラ接続端子２０４及び通信結合部２０３を介して通信部２０１に入力される。このようにして、親機２００は、子機から電力量メータの指針値を収集する。
特開２００４−５６７６６号公報

しかしながら、この従来の電力線搬送通信システムにおいては、カプラ接続端子２０４が直接接続端子２０２及び通信結合部２０３間に接続されているため、親機２００及びカプラ３００間を接続する電力線Ｌ１０１には、通信結合部２０３により商用電源周波数成分が遮断されていない例えばＡＣ２００Ｖの電圧が印加される。そのため、親機２００に入力される商用電力を遮断することなく、カプラ３００を交換、或いはシステムから一時的に切り離す作業が活線工事となり、作業中に感電する可能性があった。従って、親機２００に入力される商用電力を遮断してこの作業を行わなければならず、作業中において、親機２００及び子機１００間で通信を行うことができないという問題があった。

本発明の目的は、親機に入力される商用電力を遮断しなくても、カプラを交換、或いはシステムから一時的に切り離す作業を安全に行うことができる電力線搬送通信システムを提供することである。

（１）本発明による電力線搬送通信システムは、複数系統の電力線の各々に接続される子機と、前記複数系統の電力線のうちいずれか１つの系統である第１の系統の電力線に接続される親機と、前記第１の系統以外の第２の系統の電力線及び前記親機間に接続されるカプラとを備え、前記親機が各子機の有する情報を電力線搬送通信により収集する電力線搬送通信システムにおいて、前記親機は、前記子機との間で電力線を介して電力線搬送通信を行う通信部と、前記第１の系統の電力線に接続される電源端子と、前記通信部及び前記電源端子間に設けられた通信結合部と、前記カプラと信号線を介して接続されるカプラ接続端子とを備え、前記通信結合部は、前記電源端子に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第１のコンデンサと、前記第１のコンデンサ及び前記通信部間に接続された第１のトランスとを備え、前記カプラ接続端子は、前記第１のコンデンサ及び前記第１のトランス間に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、通信結合部は、電源端子に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第１のコンデンサと、第１のコンデンサ及び通信部間に接続された第１のトランスとを備えている。そして、カプラ接続端子は、第１のコンデンサ及び第１のトランス間に接続されている。そのため、カプラ接続端子には、第１のコンデンサにより商用電源周波数成分が遮断された電圧が印加され、この電圧が信号線を介して他のカプラにも印加されることになる。

従って、従来の電力線搬送通信システムのように、親機の電源端子に入力された電圧がそのままカプラに入力されず、第１のコンデンサにより商用電源周波数成分が除去され、信号線を介してカプラに入力される結果、親機に入力される商用電力を遮断しなくても、カプラを交換或いは一時的にシステムから切り離す作業を行うことが可能となる。そのため、親機と、一時的にシステムから切り離されたカプラと同系統の電力線を介して接続されていない子機との間での通信を可能としつつ、この作業を行うことができる。

（２）前記カプラは、前記第２の系統の電力線を介して前記子機が接続される子機接続端子と、前記親機又は他のカプラと信号線を介して接続される複数の信号線接続端子と、前記子機接続端子及び各信号線接続端子間に接続された通信結合部とを備え、前記通信結合部は、前記子機接続端子に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第２のコンデンサと、前記第２のコンデンサ及び各信号線接続端子間に接続された第２のトランスとを備えることが好ましい。

この構成によれば、カプラの通信結合部は、第２のコンデンサ及び第２のトランスから構成されている。すなわち、カプラは商用電源成分が流れる電力線ではなく商用電源成分が省かれた電気信号が流れる信号線を介して親機、或いは他のカプラと接続されているため、従来の電力線搬送通信システムのカプラにおいて必要であった信号線接続端子及び第２のトランス間に接続されていた商用電源周波数成分を遮断するためのコンデンサが不要となり、カプラの小型化を図ることができる。

（３）前記親機は、前記カプラ接続端子及び前記通信部間に接続されたサブトランスを更に備え、前記カプラは、前記第２の系統の電力線を介して前記子機が接続される子機接続端子と、前記親機又は他のカプラと信号線を介して接続される複数の信号線接続端子と、前記子機接続端子及び各信号線接続端子間に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第２のコンデンサとを備えることが好ましい。

この構成によれば、親機が、カプラ接続端子及び通信部間を絶縁させるためのサブトランスを備えているため、カプラにおいて同様の機能を得るためのトランスが不要となり、カプラの小型化を図ることができる。

（４）前記カプラは、前記カプラを過電流から保護する過電流保護素子と、前記過電流保護素子が前記カプラを過電流から保護する状態にある場合、そのことを報知する報知部とを備えることが好ましい。

この構成によれば、カプラを過電流から保護する過電流保護素子が設けられ、この過電流保護素子がカプラを過電流から保護する状態にしている場合、そのことが報知されるため、ユーザはカプラが過電流保護状態にあるか否かを速やかに認識することができる。

（５）前記報知部は、前記子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧を分圧する分圧抵抗と、交流を整流するダイオードと、前記分圧抵抗により分圧された電圧により発光する発光ダイオードとを備え、前記過電流保護素子は、前記子機接続端子に過電流が入力されると、この過電流の入力を遮断するヒューズから構成されることが好ましい。

この構成によれば、子機接続端子に過電流が入力されると、この過電流の入力がヒューズにより遮断され、子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間が開放状態となり、発光ダイオードが消灯されることになる。一方、子機接続端子に過電流が入力されない場合、子機接続端子に電流が入力されるため、子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧が抵抗により分圧され、ダイオードにより整流され、発光ダイオードの駆動に適した電圧となって発光ダイオードに印加され、発光ダイオードが点灯することになる。そのため、ユーザは発光ダイオードが消灯しているか否かにより、カプラが過電流保護状態にあるか否かを認識することができる。

（６）前記報知部は、前記子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧を分圧する分圧コンデンサと、交流を整流するダイオードと、前記分圧コンデンサにより分圧された電圧により発光する発光ダイオードとを備え、前記過電流保護素子は、前記子機接続端子に過電流が入力されると、この過電流の入力を遮断するヒューズから構成されることが好ましい。

この構成によれば、子機接続端子に過電流が入力されると、この過電流の入力がヒューズにより遮断され、子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間が開放状態となり、発光ダイオードが消灯されることになる。一方、子機接続端子に過電流が入力されない場合、子機接続端子に電流が入力されるため、子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧がコンデンサにより分圧され、ダイオードにより整流され、発光ダイオードの駆動に適した電圧となって発光ダイオードに印加され、発光ダイオードが点灯することになる。そのため、ユーザは発光ダイオードが消灯しているか否かにより、カプラが過電流保護状態にあるか否かを認識することができる。また、子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧がコンデンサにより分圧されているため、消費電力を低減させることができる。

（７）前記親機のカプラ接続端子及び前記カプラの信号線接続端子は、モジュラジャックにより構成されていることが好ましい。

この構成によれば、親機のカプラ接続端子及びカプラの信号線接続端子は、モジュラジャックにより構成されているため、親機間の接続及びカプラ間の接続を容易に行うことができる。

（８）前記カプラに前記第２の系統の電力線を介して接続されたブレーカを更に備え、前記ブレーカは、略直方体形状の筐体を備え、前記カプラは、略直方体形状の筐体を備え、前記ブレーカの幅方向の一辺の長さを前記カプラの幅方向の一辺の長さと同一にしたことが好ましい。

この構成によれば、カプラとブレーカとの幅寸法が同一であるため、ブレーカ及びカプラを整然と配列することができると共に、ブレーカ及びカプラ間を接続する電力線の線路の長さを一定にすることができ、施工及び保守の容易化を図ることができる。

（９）前記モジュラジャックは、開口部を閉塞するための閉塞部を備えていることが好ましい。

この構成によれば、カプラ接続端子としてのモジュラジャックは閉塞部により開口部が閉塞されるため、コネクタが接続されない不使用のモジュラジャックの開口部に埃が入ることを防止することができる。

本発明によれば、親機に入力される商用電力を遮断しなくても、カプラを交換、或いはシステムから一時的に切り離す作業を安全に行うことができる電力線搬送通信システムを提供することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１による電力線搬送通信システムについて説明する。なお、各図において同一の符号を付したものは同一のものを表している。図１は、本発明の実施の形態１による電力線搬送通信システムの全体構成図を示している。この電力線搬送通信システムは、ビル及びマンション等の建物に設置され、ｎ（ｎは２以上の整数）系統の電力線の各々接続される複数の子機２と、複数系統の電力線のうちいずれか１つの系統である第１の系統の電力線Ｌ１−１に接続される親機１と、第１の系統以外の第２の系統の電力線Ｌ１−２〜Ｌ１−ｎ及び親機１間に接続されるカプラ３−１〜３−（ｎ−１）とを備えている。

また、本電力線搬送通信システムは、電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−ｎに接続されたｎ個のトランス５と、トランス５及び親機１、又はトランス５及びカプラ３−１〜３−（ｎ−１）間に接続されたブレーカ４とを備えている。カプラ３−１は、信号線Ｌ１０を介して親機１に接続され、カプラ３−１〜３−（ｎ−１）は信号線Ｌ１０を介して縦列接続されている。なお、電力線Ｌ１−１〜Ｌ１−ｎを総称するときは電力線に対してＬ１の符号を付し、カプラ３−１〜３−（ｎ−１）を総称するときはカプラに対して３の符号を付す。

親機１、カプラ３、ブレーカ４、及びトランス５は建物の例えば電気室に設置され、子機２は建物を構成する各戸に設置される。ここで、戸とは、建物がマンションであれば、例えば１世帯が住む部屋を示す。

子機２は、各戸における電力消費量を計測するための電力計の筐体内部に設置され、電力計により測定された各戸の電力消費量を示すデータを電力線搬送通信により親機１に送信する。詳細には、子機２は、子機２全体を制御するマイコン部と、マイコン部の制御の下、電力計により測定された電力消費量を示すデータを電力線搬送通信に準拠する通信信号に変調して電力線Ｌ１に流すと共に、電力線Ｌ１に流れる通信信号を受信して復調し、マイコン部に渡すＰＬＣモデム等を備えている。

ブレーカ４は、電力線Ｌ１に過電流が流れると、商用電力の電力線Ｌ１への入力を遮断する。トランス５は、１次側が商用電源に接続され、２次側がブレーカ４側に接続され、商用電源から供給される商用電圧を例えば２００Ｖの商用電圧に降圧する。

サーバ６は、例えば電力会社の建物内に設置され、ＬＡＮを介して親機１と接続され、親機１により収集された各戸の電力消費量を示すデータを受信する。ここで、ＬＡＮとしては、例えば電柱に配線され、電力会社が所有するＬＡＮが採用される。

図２は、親機１のブロック図を示している。親機１は、電源端子１１、カプラ接続端子１２、電源部１３、通信結合部１４、通信部１５、及び制御部１６を備えている。電源端子１１は、電力線Ｌ１−１を介してトランス５と接続されている。カプラ接続端子１２は、信号線Ｌ１０を介してカプラ３−１と接続されている。また、カプラ接続端子１２は、コンデンサＣ１１及びトランスＴ１間に接続されている。電源部１３は、電源端子１１に入力された商用電力を整流及び平滑化し、通信部１５及び制御部１６を駆動させるための駆動電圧を生成する。

通信結合部１４は、通信部１５及び電源端子１１間に接続され、一対のコンデンサＣ１１，Ｃ１１（第１のコンデンサの一例）、及びトランスＴ１（第１のトランスの一例）を備えている。一方のコンデンサＣ１１は、電源端子１１の一方の端子に接続され、他方のコンデンサＣ１１は、電源端子１１の他方の端子に接続され、例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる。

なお、電力線搬送通信としては、例えば、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数帯を利用する低速電力線搬送通信と、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯を利用する高速電力線搬送通信とを採用することができる。また、一対のコンデンサＣ１１，Ｃ１１のうち何れか一方を省略してもよい。トランスＴ１は、両端にコンデンサＣ１１，Ｃ１１が接続され１次側の巻線と、通信部１５に接続された２次側の巻線とを備え、コンデンサＣ１１，Ｃ１１及び通信部１５間を絶縁し、通信部１５及び制御部１６を保護する。

通信部１５は、ＰＬＣモデムを備え、子機２から送信される電力線搬送通信に準拠した通信信号をカプラ接続端子１２及びトランスＴ１を介して受信し、受信した通信信号を復調し、制御部１６に渡すと共に、制御部１６から出力されたデータ（例えば子機２から各戸の電力消費量を示すデータの送信を要求するデータ）を、変調して電力線搬送通信に準拠した通信信号を生成し、トランスＴ１及びカプラ接続端子１２を介して子機２に送信する。制御部１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイコンから構成され、親機１の全体制御を司る。

図３は、カプラ３のブロック図を示している。カプラ３は、子機接続端子３１、通信結合部３２、及び信号線接続端子３３、３４を備えている。子機接続端子３１は、電力線Ｌ１を介してトランス５及び子機２と接続されている。信号線接続端子３３は、信号線Ｌ１０を介して親機１又は他のカプラ３と接続されている。信号線接続端子３４は、信号線Ｌ１０を介して他のカプラ３と接続されている。

通信結合部３２は、子機接続端子３１及び信号線接続端子３３、３４間に接続され、一対のコンデンサＣ３１（第２のコンデンサ）及びトランスＴ３（第２のトランス）を備えている。一方のコンデンサＣ３１は、子機接続端子３１の一方の端子に接続され、他方のコンデンサＣ３１は子機接続端子３１の他方の端子に接続される。そして、コンデンサＣ３１は、例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源周波数成分を遮断すると共に、例えば１２０〜４００ｋＨｚの電力線搬送通信の周波数成分を通過させる。なお、一対のコンデンサＣ３１のうち、何れか一方を省略してもよい。

トランスＴ３は、両端にコンデンサＣ３１，Ｃ３１が接続された１次側の巻線と、信号線接続端子３３、３４に接続された２次側の巻線とを備え、コンデンサＣ３１，Ｃ３１及び信号線接続端子３３、３４間を絶縁する。

次に、本電力線通信システムの動作について説明する。まず、図２に示す制御部１６により子機２から各戸の電力消費量を示すデータの送信を要求するデータが生成され、通信部１５によりこのデータが電力線搬送通信に準拠した通信信号に変調され、トランスＴ１及びカプラ接続端子１２から出力される。出力された通信信号は、信号線Ｌ１０、信号線接続端子３３、通信結合部３２、子機接続端子３１、及び電力線Ｌ１を介して子機２に送信される、或いは、信号線Ｌ１０、信号線接続端子３３、信号線接続端子３４、及び信号線Ｌ１０を介して他のカプラ３へと送信される。

親機１からのデータを受信した子機２は、電力計により測定された電力消費量を示すデータを含む通信信号を電力線Ｌ１を介して親機１へと出力する。子機２から出力された通信信号は、カプラ３の子機接続端子３１、通信結合部３２、信号線接続端子３３、及び信号線Ｌ１０を介して親機１に到達する。親機１に到達した通信信号は、カプラ接続端子１２、及びトランスＴ１を介して通信部１５で復調され、制御部１６に渡される。

このように、本電力線搬送通信システムにおいては、図２に示すように、カプラ接続端子１２はトランスＴ１及びコンデンサＣ１１間に接続されているため、カプラ接続端子１２には、コンデンサＣ１１により商用電源周波数成分が遮断された電圧が印加され、この電圧が信号線Ｌ１０を介して他のカプラ３にも印加されることになる。

従って、従来の電力線搬送通信システムのように、親機１に入力された電圧がそのままカプラ３に入力されず、コンデンサＣ１１により商用電源周波数成分が除去され、信号線Ｌ１０を介してカプラ３に入力される結果、親機１に入力される商用電力を遮断しなくても、カプラ３を交換或いは一時的にシステムから切り離す作業が可能となる。そのため、親機１と、一時的にシステムから切り離されたカプラ３と同系統の電力線Ｌ１を介して接続されていない子機２との間での通信を可能としつつ、この作業を行うことができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２による電力線搬送通信システムのカプラ３の回路図を示している。実施の形態２による電力線搬送通信システムは、カプラ３が過電流保護素子を備えていることを特徴とする。なお、実施の形態２による電力線搬送通信システムの全体構成及び親機１の構成は実施の形態１のものと同一であるため、図１及び図２を用いる。

図４に示すようにカプラ３は、子機接続端子３１に過電流が流れるとカプラ３への過電流の入力を遮断する一対のヒューズ３５（過電流保護素子）と、ヒューズ３５がカプラ３への過電流の入力を遮断し、カプラ３が過電流を保護する状態にある場合、そのことを報知する報知部３６とを備えている。なお、一対のヒューズ３５のうち、いずれか一方を省略してもよい。

一方のヒューズ３５は子機接続端子３１の一方の端子Ｔ−１に接続され、他方のヒューズ３５は子機接続端子３１の他方の端子Ｔ−２に接続され、子機接続端子３１に入力される電流が過電流とみなされる所定の値を超えた場合にオフし、カプラ３への過電流の入力を遮断し、カプラ３を過電流保護状態にする。

報知部３６は、一端がヒューズ３５を介して端子Ｔ−１に接続され、他端がヒューズ３５を介して端子Ｔ−２に接続され、抵抗Ｒ３１、ダイオードＤ３１、発光ダイオードＬＥＤ３１、及びダイオードＤ３２を備える。抵抗Ｒ３１は、一端がヒューズ３５に接続され、他端がダイオードＤ３１のアノードに接続され、端子Ｔ−１及びＴ−２間の電圧が、発光ダイオードＬＥＤ３１の駆動に適した値になるようにこの電圧を分圧する。ダイオードＤ３１、Ｄ３２は、抵抗Ｒ３１により分圧された電圧を整流する。発光ダイオードＬＥＤ３１はアノードがダイオードＤ３１のカソードに接続され、カソードがダイオードＤ３２のアノードに接続され、ヒューズ３５がオンしている場合に点灯し、ヒューズ３５がオフしている場合に消灯する。

このように、実施の形態２による電力線搬送通信システムによれば、発光ダイオードＬＥＤ３１は、カプラ３が過電流保護状態にある場合に消灯し、カプラ３が過電流保護状態にない場合に点灯し、ユーザにカプラ３が過電流保護状態にあるか否かを報知するため、ユーザは発光ダイオードＬＥＤ３１が消灯しているか否かにより、カプラ３が過電流保護状態にあるか否かを認識することができる。

なお、図４に示すカプラ３においては、端子Ｔ−１及びＴ−２間の電圧を抵抗Ｒ３１により分圧したが、これに限定されず、図５に示すように抵抗Ｒ３１に代えてコンデンサＣ３２を採用してもよい。図５は、報知部３６を抵抗Ｒ３１に代えてコンデンサＣ３２を用いて構成した場合の回路図である。図５に示すように、コンデンサＣ３２は一端がヒューズ３５に接続され、他端がダイオードＤ３１のアノードに接続されている。このように、コンデンサＣ３２を用いて端子Ｔ−１及びＴ−２間の電圧を分圧すると、消費電力を低減させることができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における電力線搬送通信システムのブレーカ４及びカプラ３の上面視からの外観構成図を示している。図７は、本発明の実施の形態３における電力線搬送通信システムのブレーカ４及びカプラ３の斜視図を示している。なお、実施の形態３において、全体構成、並びに親機１及びカプラ３の構成は実施の形態１、２と同一であるため、図１〜図５を用いる。また、図６及び図７において、ｘ方向は水平方向を示し、ｙ方向は高さ方向を示し、ｚ方向はｘ及びｙ方向と互いに直交する方向を示している。

図６に示すように、ブレーカ４及びカプラ３は、電気室の分電盤ボックスの壁面Ｓ１に取り付けられている。壁面Ｓ１の１段目には電力線Ｌ１−２に接続されたブレーカ４及びカプラ３が取り付けられ、２段目には電力線Ｌ１−３に接続されたブレーカ４及びカプラ３が取り付けられ、ｎ−１段目には、電力線Ｌ１−ｎに接続されたブレーカ４及びカプラ３が取り付けられている。

図７に示すようにブレーカ４は、直方体形状の筐体４２を有し、筐体４２の上面ＳＳ１には、ｚ方向に突出するスイッチ４１が埋設され、上面ＳＳ１のカプラ３側には、電力線Ｌ１を構成する線路Ｌ１１が接続される端子Ｔ４１が配設されると共に、電力線Ｌ１を構成する線路Ｌ１２が接続される端子Ｔ４２が配設されている。ここで、ブレーカ４は、スイッチ４１がｘ方向又は−ｘ方向側に倒されるとカプラ３への商用電力の入力を遮断する。

カプラ３は、ｘ方向を長手方向とするほぼ直方体状の筐体３７を備える。筐体３７の上面ＳＳ２のブレーカ４側の端部には線路Ｌ１１が接続される端子Ｔ３１が配設されると共に、線路Ｌ１２が接続される端子Ｔ３２が配設されている。端子Ｔ３１、Ｔ３２は図３、図４、図５に示す子機接続端子３１を構成する。

上面ＳＳ２のブレーカ４とは反対側の端部には、２個のコネクタＫ３１、Ｋ３２がｘ方向に配列されている。コネクタＫ３１、Ｋ３２は、ＲＪ−４５、ＲＪ−１１等のモジュラジャックから構成されている。コネクタＫ３１は、図３、図４、図５に示す信号線接続端子３３を構成し、コネクタＫ３２は、図３、図４、図５に示す信号線接続端子３４を構成する。すなわち、コネクタＫ３１は、信号線Ｌ１０を介して親機１又は他のカプラ３と接続され、コネクタＫ３２は、信号線Ｌ１０を介して他のカプラ３と接続されている。また、親機１のカプラ接続端子１２もモジュラジャックにより構成されている。従って、信号線Ｌ１０は、両端にモジュラジャックに嵌合するコネクタが取り付けられたケーブルから構成される。

筐体３７の上面ＳＳ２に対向する底面ＳＳ３には、カプラ３を壁面Ｓ１に取り付けるための一対の平板状の取り付け板３７−１が＋ｘ及び−ｘ方向に突出形成されている。そして、カプラ３は、取り付け板３７−１を貫通するネジ３７−２により壁面Ｓ１に取り付けられる。

筐体３７のｙ方向の幅Ｗは、ブレーカ４のｙ方向の幅Ｗと等しい。そのため、図６に示すように、壁面Ｓ１において、ブレーカ４をｙ方向に一定間隔で配列すると共に、カプラ３をｙ方向に一定間隔で配列することで、カプラ３及びブレーカ４を壁面Ｓ１に整然と配置することができる。

また、端子Ｔ３１及びＴ３２の間隔Ｗ１は、端子Ｔ４１及びＴ４２の間隔Ｗ１と同じである。そのため、線路Ｌ１１及びＬ１２を平行に配線することができ、これによってもカプラ３及びブレーカ４を壁面Ｓ１に整然と配置することができる。

図８は、コネクタＫ３１の正面図を示している。なお、コネクタＫ３２はコネクタＫ３１と同一構造であるため、説明を省略する。図８に示すコネクタＫ３１は、凸形状の開口部Ｋ３１−１を備えている。開口部Ｋ３１−１には、開口部Ｋ３１−１を閉塞するための閉塞部Ｋ３１−２が取り付けられている。閉塞部Ｋ３１−２は、シャッター構造を有し、ｙ方向の端部に取手Ｋ３１−３がｚ方向に突出するように形成されている。コネクタＫ３１に信号線Ｌ１０を接続する場合は、図８（ｂ）に示すように閉塞部Ｋ３１−２を−ｙ方向にスライドさせ、開口部Ｋ３１−１を開口させる。一方、コネクタＫ３１に信号線Ｌ１０を接続しない場合は、図８（ａ）に示すように閉塞部Ｋ３１−２を＋ｙ方向にスライドさせ、開口部Ｋ３１−１を閉塞させる。

図６に示すように、例えば、１段目のカプラ３のコネクタＫ３１を信号線Ｌ１０を介して親機１に接続し、１段目のカプラ３のコネクタＫ３２を信号線Ｌ１０を介して２段目のカプラ３のコネクタＫ３１に接続し、２段目のカプラ３のコネクタＫ３２を信号線Ｌ１０を介して３段目のカプラ３のコネクタＫ３１に接続するというようにして、カプラ３を縦列接続させると、最下段のカプラ３のコネクタＫ３２が使用されなくなり、信号線Ｌ１０が取り付けられない。そのため、このコネクタＫ３２の開口部Ｋ３１−１には、塵や埃が入り、コネクタＫ３２を破損する虞がある。そこで、コネクタＫ３１、Ｋ３２に閉塞部Ｋ３１−２を設けることで、未使用のコネクタＫ３２の開口部Ｋ３１−１を閉塞することができ、このコネクタＫ３２を保護することが可能となる。なお、閉塞部Ｋ３１−２としてシャッター構造のものを用いたがこれに代えて、開口部Ｋ３１−１に嵌合するキャップを用いても良い。

（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態４による電力線搬送通信システムの親機１及びカプラ３の回路図を示している。実施の形態４による電力線搬送通信システムは、親機１にトランスＴ２（サブトランス）を設けたことを特徴とする。なお、実施の形態４による電力線搬送通信システムの全体構成図は図１と同じであり、カプラ３及びブレーカ４の外観構成は、図６及び図７と同じである。

図９に示すように、親機１は、カプラ接続端子１２及び通信部１５間に接続されたトランスＴ２を備えている。通信部１５は、トランスＴ２を介してカプラ接続端子１２に接続されている。カプラ３は、子機接続端子３１及び信号線接続端子３３間にコンデンサＣ３１が接続されている。また、信号線接続端子３４は、コンデンサＣ３１及び信号線接続端子３３間に接続されている。

このように、親機１はトランスＴ２を備えているため、カプラ３は、コンデンサＣ３１及び信号線接続端子３３間にトランスを設けることが不要となり、カプラ３の小型化を図ることができる。すなわち、親機１にトランスＴ２が存在しない場合、カプラ３の子機接続端子３１には電力線Ｌ１が接続されているため、子機接続端子３１に高電圧が印加された場合、この高電圧が信号線接続端子３３、カプラ接続端子１２を介して通信部１５に印加され、通信部１５及び制御部１６を破損する虞がある。そこで、親機１にトランスＴ２を設けることで、カプラ３の小型化を図りつつ、通信部１５及び制御部１６を保護することが可能となる。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５による電力線搬送通信システムのカプラ３の回路図を示している。実施の形態５による電力線搬送通信システムは、実施の形態４のカプラ３に過電流保護素子を付加したことを特徴とする。図１０に示すようにカプラ３は、子機接続端子３１に過電流が流れるとカプラ３への過電流の入力を遮断する一対のヒューズ３５（
過電流保護素子）と、ヒューズ３５がカプラ３への過電流の入力を遮断し、カプラ３が過電流を保護する状態にある場合、そのことを報知する報知部３６とを備えている。なお、一対のヒューズ３５のうちいずれか一方を省略してもよい。

実施の形態５のカプラ３は実施の形態２のカプラ３が備えるトランスＴ３（図４参照）が省かれている点以外は実施の形態２のカプラ３と同一であるため説明を省略する。

このように、実施の形態５によるカプラ３によれば、ヒューズ３５及び報知部３６を備えているため、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

なお、図１０に示すカプラ３においては、端子Ｔ−１及びＴ−２間の電圧を抵抗Ｒ３１により分圧したが、これに限定されず、図１１に示すように抵抗Ｒ３１に代えてコンデンサＣ３２を採用してもよい。なお、図１１に示すカプラ３は、図５に示すカプラ３のトランスＴ３が省かれている点以外は、図５に示すカプラ３と同一であるため、説明を省略する。このように、図１０に示すカプラ３においては、コンデンサＣ３２で分圧しているため、省電力化を図ることができる。

（実施の形態６）
図１２は、実施の形態６の親機１のブロック図を示している。なお、本実施の形態において、親機１以外の構成は、実施の形態１〜５と同一であるため、説明を省く。図１に示す親機１との相違点は、カプラ接続端子１２とトランスＴ１との間に絶縁回路１７を更に設けた点にある。図１３は、図１２に示す絶縁回路１７の回路図の一例を示している。図１３に示すように絶縁回路１７としては、例えばトランス１７１を採用することができる。トランス１７１は、カプラ接続端子１２に接続された一次巻線と、トランスＴ１とコンデンサＣ１１との間に接続された二次巻線とを備えている。

絶縁回路１７を設けることにより、電源端子１１とカプラ接続端子１２との間の絶縁を更に強化することができ、感電等の危険をより確実に防止することができる。

（実施の形態７）
図１４は、実施の形態７によるカプラ３のブロック図を示している。なお、本実施の形態において、カプラ３以外の構成は、実施の形態１〜６と同一であるため、説明を省く。図３に示すカプラ３との相違点は、子機接続端子３１とコンデンサＣ３１との間に、一対のヒューズ３５，３５とサージアブソーバＳＡとを設けた点にある。

具体的には、端子Ｔ−１とコンデンサＣ３１との間に一方のヒューズ３５が接続され、端子Ｔ−２とコンデンサＣ３１との間に他方のヒューズ３５が接続されている。また、子機接続端子３１と並列にサージアブソーバＳＡが接続されている。

サージアブソーバＳＡ、コンデンサＣ３１、及びトランスＴ３の経年劣化等により過電流が流れた場合、ヒューズ３５はオフして過電流を遮断する。これにより、カプラ３に過電流が流れることを防止して安全性を図ることができる。

また、サージアブソーバＳＡが設けられているため、電力線に流れる商用電力に重畳される雷サージによる機器の劣化、及び故障を低減することができる。

本発明の実施の形態１による電力線搬送通信システムの全体構成図を示している。 親機のブロック図を示している。 本発明の実施の形態２による電力線搬送通信システムのカプラの回路図を示している。 本発明の実施の形態２による電力線搬送通信システムのカプラの回路図を示している。 報知部を抵抗に代えてコンデンサを用いて構成した場合の回路図である。 本発明の実施の形態３における電力線搬送通信システムのブレーカ及びカプラの上面視からの外観構成図を示している。 本発明の実施の形態３における電力線搬送通信システムのブレーカ及びカプラの斜視図を示している。 コネクタの正面図を示している。 本発明の実施の形態４による電力線搬送通信システムの親機及びカプラの回路図を示している。 本発明の実施の形態５による電力線搬送通信システムのカプラの回路図を示している。 報知部を抵抗に代えてコンデンサを用いて構成した場合の回路図である。 実施の形態７によるカプラのブロック図を示している。 図１２に示す絶縁回路の回路図の一例を示している。 実施の形態７によるカプラのブロック図を示している。 従来の電力線搬送通信システムの全体構成図を示している。 （ａ）は図１５に示す従来の電力線搬送通信システムの親機のブロック図を示し、（ｂ）は従来の電力線搬送通信システムのカプラのブロック図を示している。

符号の説明

１ 親機
２ 子機
３ カプラ
４ ブレーカ
５ トランス
６ サーバ
１１ 電源端子
１２ カプラ接続端子
１３ 電源部
１４ 通信結合部
１５ 通信部
１６ 制御部
３１ 子機接続端子
３２ 通信結合部
３３ ３４ 信号線接続端子
３５ ヒューズ
３６ 報知部
Ｌ１ 電力線
Ｌ１０ 信号線
Ｔ１ Ｔ２ トランス

Claims (9)

1. 複数系統の電力線の各々に接続される子機と、前記複数系統の電力線のうちいずれか１つの系統である第１の系統の電力線に接続される親機と、前記第１の系統以外の第２の系統の電力線及び前記親機間に接続されるカプラとを備え、前記親機が各子機の有する情報を電力線搬送通信により収集する電力線搬送通信システムにおいて、
   前記親機は、
   前記子機との間で電力線を介して電力線搬送通信を行う通信部と、
   前記第１の系統の電力線に接続される電源端子と、
   前記通信部及び前記電源端子間に設けられた通信結合部と、
   前記カプラと信号線を介して接続されるカプラ接続端子とを備え、
   前記通信結合部は、
   前記電源端子に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第１のコンデンサと、
   前記第１のコンデンサ及び前記通信部間に接続された第１のトランスとを備え、
   前記カプラ接続端子は、前記第１のコンデンサ及び前記第１のトランス間に接続されていることを特徴とする電力線搬送通信システム。
2. 前記カプラは、
   前記第２の系統の電力線を介して前記子機が接続される子機接続端子と、
   前記親機又は他のカプラと信号線を介して接続される複数の信号線接続端子と、
   前記子機接続端子及び各信号線接続端子間に接続された通信結合部とを備え、
   前記通信結合部は、
   前記子機接続端子に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第２のコンデンサと、
   前記第２のコンデンサ及び各信号線接続端子間に接続された第２のトランスとを備えることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信システム。
3. 前記親機は、
   前記カプラ接続端子及び前記通信部間に接続されたサブトランスを更に備え、
   前記カプラは、
   前記第２の系統の電力線を介して前記子機が接続される子機接続端子と、
   前記親機又は他のカプラと信号線を介して接続される複数の信号線接続端子と、
   前記子機接続端子及び各信号線接続端子間に接続され、商用電源周波数成分を遮断すると共に、電力線搬送通信の周波数成分を通過させる第２のコンデンサとを備えることを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信システム。
4. 前記カプラは、
   前記カプラを過電流から保護する過電流保護素子と、
   前記過電流保護素子が前記カプラを過電流から保護する状態にある場合、そのことを報知する報知部とを備えることを特徴とする請求項２又は３記載の電力線搬送通信システム。
5. 前記報知部は、
   前記子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧を分圧する分圧抵抗と、
   交流を整流するダイオードと、
   前記分圧抵抗により分圧された電圧により発光する発光ダイオードとを備え、
   前記過電流保護素子は、前記子機接続端子に過電流が入力されると、この過電流の入力を遮断するヒューズから構成されることを特徴とする請求項４記載の電力線搬送通信システム。
6. 前記報知部は、
   前記子機接続端子の一方の端子及び他方の端子間の電圧を分圧する分圧コンデンサと、
   交流を整流するダイオードと、
   前記分圧コンデンサにより分圧された電圧により発光する発光ダイオードとを備え、
   前記過電流保護素子は、前記子機接続端子に過電流が入力されると、この過電流の入力を遮断するヒューズから構成されることを特徴とする請求項４記載の電力線搬送通信システム。
7. 前記親機のカプラ接続端子及び前記カプラの信号線接続端子は、モジュラジャックにより構成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電力線搬送通信システム。
8. 前記カプラに前記第２の系統の電力線を介して接続されたブレーカを更に備え、
   前記ブレーカは、略直方体形状の筐体を備え、
   前記カプラは、略直方体形状の筐体を備え、
   前記ブレーカの幅方向の一辺の長さを前記カプラの幅方向の一辺の長さと同一にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電力線搬送通信システム。
9. 前記モジュラジャックは、開口部を閉塞するための閉塞部を備えていることを特徴とする請求項７記載の電力線搬送通信システム。

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