JP2009142012A

JP2009142012A - 直流配電システム

Info

Publication number: JP2009142012A
Application number: JP2007313815A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ueno; 哲上野
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】各分岐回路で使用電流量が上限値を越えるのを抑制した直流配電システムを提供する。
【解決手段】直流配電システムは、直流給電線路Ｗｄｃに接続された直流ブレーカ１１４と、直流ブレーカ１１４の二次側の直流給電線路Ｗｄｃにそれぞれ接続された直流コンセント１と、直流ブレーカ１１４の二次側に流れる電流量を測定する電流センサ４０と、電流センサ４０で測定された電流量測定値を直流電圧に重畳させて直流コンセント１に伝送する伝送処理部３０とを備える。また各直流コンセント１に、伝送処理部３０から伝送された電流量測定値を受信する通信回路４と、複数個の発光ダイオード６ａ〜６ｄと、通信回路４が受信した電流量測定値に基づいて対応する発光ダイオード６ａ〜６ｄを発光させる表示制御回路５とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流配電システムに関するものである。

従来、負荷機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して動作電力を負荷機器に供給する交流コンセントが提供されている（例えば特許文献１参照）。

ところで近年、住宅への燃料電池や太陽光発電設備の導入が進みつつあり、このような住宅においては、燃料電池や太陽光発電設備により発電された直流電力を、分岐ブレーカを介して各部屋に設置された直流コンセントに供給し、この直流コンセントに、直流電力の供給を受けて動作する直流機器を接続して使用する直流配電システムの導入が検討されている。
特開平５−２０７６２６号公報

上述した直流配電システムでは、各分岐回路に設けた複数の直流コンセントにそれぞれ接続される直流機器の変更や増加、或いは、各直流機器での消費電流の増加によって、分岐回路で使用される電流量が上限値（分岐ブレーカの定格電流）を超える可能性があるが、各直流コンセントにどのような直流機器が接続され、その直流機器が運転または停止しているのかを、ユーザが全て把握することは困難なため、直流機器の使用を停止するなどの対応をとることができず、使用電流量が上限値を越えてしまう場合があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、各分岐回路で使用電流量が上限値を越えるのを抑制した直流配電システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、直流電源からの直流給電線路に接続された回路遮断器と、回路遮断器の二次側の直流給電線路にそれぞれ接続された直流コンセントとを備えた直流配電システムにおいて、回路遮断器の二次側に流れる電流量を測定する電流量測定部と、該電流量測定部で測定された電流量測定値を直流電圧に重畳させて直流コンセントに伝送する伝送処理部とを設けるとともに、直流コンセントに、伝送処理部から伝送された電流量測定値を受信する受信手段と、受信手段が受信した電流量測定値を表示する電流量表示手段とを設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、直流電源からの直流給電線路に接続された回路遮断器と、回路遮断器の二次側の直流給電線路にそれぞれ接続された複数の直流コンセントと、回路遮断器の二次側に流れる電流量を測定する電流量測定部と、各直流コンセントの優先順位を設定する優先順位設定部と、電流量測定部による電流量測定値が所定の上限値を越えた場合に、優先順位の低い直流コンセントから順番に、直流機器への電源供給を遮断する給電遮断部とを備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、給電遮断部は、電流量測定部による電流量測定値が所定の上限値以下になるまで、優先順位にしたがって、各直流コンセントから直流機器への電源供給を遮断し続けることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、電流量測定部による電流量測定値が所定の上限値を越えた場合に、優先順位の低い直流コンセントから順番に、給電遮断信号を直流電圧に重畳させて伝送する伝送処理部と、各直流コンセントに設けられ、給電遮断信号を受信すると直流機器への給電を遮断する遮断手段とで、給電遮断部を構成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電流量測定部によって測定された電流量測定値が伝送処理部から各直流コンセントに伝送されると、各直流コンセントの受信手段が電流量測定値を受信し、電流量表示手段に表示させているので、電流量表示手段の表示をもとに、現在の電流量測定値を把握することができる。したがって、電流量が上限値を越えないように、ユーザ側で直流機器の使用を控えるなどの対応をとることができ、使用電流量が上限値を越えるのを抑制できるという効果がある。しかも、伝送処理部は、直流電圧に重畳させて電流量測定値を送信しており、直流給電線路を利用して電流量測定値の送信が行えるから、電流量測定値を送信するために別途信号線を用意する必要がないという利点もある。

請求項２の発明によれば、給電遮断部は、電流量測定部によって測定された電流量測定値が上限値を越えると、優先順位設定手段により設定された優先順位にしたがって、優先順位の低い直流コンセントから順番に、直流機器への電源供給を遮断しているので、使用電流量が上限値を越えるのを防止することができ、且つ、優先順位が高い直流コンセントには、直流機器への電源供給を継続して行わせることができる。

請求項３の発明によれば、電流量が上限値以下になるまで、給電遮断部が、優先順位にしたがって各直流コンセントから直流機器への電源供給を遮断し続けているので、使用電流量が上限値を越えるのを確実に防止することができる。

請求項４の発明によれば、各直流コンセントの受信手段が、伝送処理部から送信された給電遮断信号を受信すると、この給電遮断信号に基づいて遮断手段が直流機器への給電を遮断しているので、請求項２又は３の発明と同様、使用電流量が上限値を越えるのを防止することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図７および図１１に基づいて説明する。本実施形態の特徴部分を説明する前に、先ず本発明に係る直流配電システムの全体構成を図１１に基づいて説明する。なお、図１１では本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定しているが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図１１に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流給電線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流給電線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流給電線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流給電線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流給電線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関番システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関番システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流給電線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関番システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流給電線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有している。すなわち直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流給電線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流給電線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流供給部を設けることができるから、直流供給部を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流給電線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

次に本発明の特徴部分について図１および図２を参照して説明する。本発明の直流配電システムは、直流電力供給部１０１（直流電源）からの直流給電線路Ｗｄｃに接続された直流ブレーカ１１４（回路遮断器）と、直流ブレーカ１１４の二次側の直流給電線路Ｗｄｃにそれぞれ接続された直流コンセント１とを備えるとともに、直流ブレーカ１１４の二次側に流れる電流量を測定する電流センサ４０（電流量測定部）と、電流センサ４０で測定された電流量測定値を直流電圧に重畳させて、同一の直流ブレーカ１１４に接続された複数の直流コンセント１に伝送する伝送処理部３０とを備える。

直流コンセント１は、直流電力の供給を受けて動作する直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されて、接続された直流機器１０２に対して直流電力を供給するものであり、直流ブレーカ１１４からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続され、入力端子部２に入力された直流電力をプラグ１０２ａを介して直流機器１０２に供給するプラグ接続部３と、直流電圧に伝送信号を重畳させることによって伝送処理部３０との間で通信を行う通信回路４と、複数個の発光ダイオード６ａ〜６ｅと、各発光ダイオード６ａ〜６ｅの発光を制御する表示制御回路５とを備えている。なお発光ダイオード６ａ〜６ｄは分岐回路の使用電流量を表示するためのものであり、使用電流量が直流ブレーカ１１４の定格電流（上限値）の５０％未満であれば、表示制御回路５は発光ダイオード６ａ〜６ｄを全て消灯させ、使用電流量が５０％以上且つ７０％未満であれば、表示制御回路５は発光ダイオード６ｄを点灯させる。また使用電流量が定格電流の７０％以上且つ９０％未満であれば、表示制御回路５は発光ダイオード６ｃを点灯させる。また使用電流量が定格電流の９０％以上且つ１００％未満であれば、表示制御回路５は発光ダイオード６ｂを点灯させ、使用電流量が定格電流の１００％以上になると、表示制御回路５は発光ダイオード６ａを点灯させる。また発光ダイオード６ｅは通電表示用であり、通電中は表示制御回路５が発光ダイオード６ｅを常時点灯させている。

また、直流コンセント１の器体１０は、図３及び図４に示すように、耐トラッキング性に優れた熱硬化性合成樹脂（たとえば、ユリア樹脂）を用いて前面が開放された直方体状に形成されたボディ１１と、弾性を有しかつ耐トラッキング性に優れた合成樹脂（たとえば、ポリブチレンテレフタレート＝ＰＢＴ）を用いて後面が開放された直方体状に形成されたカバー１２とを結合することにより形成される。器体１０は後述する規定の単位寸法を有している。尚、以下の説明では特に断りが無い限り、図３（ａ）に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図３（ａ）中の正面を前面と言う。したがって、図３（ｂ）中の下側は後側となる。

ボディ１１の左右両端面には各一対の組立爪１３が突設されている。一方、カバー１２の左右両端部にはそれぞれ肩部１４が突設され、各肩部１４の後縁からボディ１１に向かってそれぞれ組立片１５が突設される。各組立片１５にはボディ１１に設けた組立爪１３と凹凸係合する各一対の係合孔１６が形成される。組立爪１３の前端部には前方ほどボディ１１からの突出量を小さくするように傾斜した誘導面１３ａが形成されている。したがって、ボディ１１にカバー１２を組み付けるときには、組立片１５が誘導面１３ａに沿って撓み、最終的に組立片１５に設けた係合孔１６が組立爪１３に嵌合することによって、ボディ１１とカバー１２とが結合される。このように、組立片１５を撓ませる必要があるから、カバー１２を弾性を有した合成樹脂で形成しているのである。

ボディ１１の内部には、正極用の刃受部材２０ａと負極用の刃受部材２０ｂとが収納されている。各刃受部材２０ａ，２０ｂは同一の形状に形成されており、互いに対向する一対のばね片２１と、両ばね片２１の基部を連続一体に結合する連結片２２とを備える。また一方のばね片２１の両側縁からは、互いに離れる向きに突出する形で端子片２３がばね片２１と連続一体に形成されている。またボディ１１内部の底側には、刃受部材２０ａ，２０ｂにそれぞれ電気的に接続されると共に、図１で説明した各回路要素が形成されたプリント配線板（図示せず）が収納されている。

さらにボディ１１の内部には、各刃受部材２０ａ，２０ｂの端子片２３と対向する形で鎖錠ばね２４が配置されている。鎖錠ばね２４は帯板の一端部をＪ字状に曲成して接触片２５を形成するとともに、他端部をＳ字状に曲成して鎖錠片２６を形成したものであって、接触片２５および鎖錠片２６を端子片２３に対向させる形でボディ１１内に収納される。また２個の鎖錠ばね２４の鎖錠片２６に対向するようにして、電線の接続状態を解除するための解除釦２７が収納されている。

またボディ１１の底面には、端子片２３と鎖錠ばね２４との間に電線を導入することができるように電線挿入口（図示せず）が開口している。この電線挿入口を通してボディ１１の内部に、直流給電線路Ｗｄｃを構成する電線の被覆が剥かれた芯線を導入すると、鎖錠ばね２４と端子片２３との間に電線の芯線が挿入され、接触片２５および鎖錠片２６のばね力によって電線が端子片２３との間に挟持され、かつ鎖錠片２６が電線に食い込むことによって電線を引き抜くことができなくなる。一方、電線の接続状態を解除する際には、解除釦２７に対応する部位でボディ１１の底面に開口する操作孔（図示せず）から、マイナスドライバーなどの工具の先端を挿入して解除釦２７を押動すると、解除釦２７によって鎖錠片２６が電線から離れる方向に撓められるので、電線の鎖錠状態が解除され、電線を容易に引き抜くことができる。ここにおいて、各刃受部材２０ａ，２０ｂの端子片２３により上述の入力端子部２が構成されている。

一方、カバー１２の前壁には、直流機器１０２のプラグ１０２ａに設けた一対の栓刃１０２ｂが挿抜自在に挿入される差込部１８が１口分形成されており、差込部１８には、各刃受部材２０ａ，２０ｂのばね片２１，２１に対応する部位にそれぞれ開口する一対の挿入口１８ａ，１８ｂを有している。ここにおいて、差込部１８と刃受部材２０ａ，２０ｂとで上述のプラグ接続部３が構成される。なお挿入口１８ａ，１８ｂは正極側と負極側とで長さ寸法を異ならせており、誤接続を防止している。また、カバー１２の前壁の左側部には、上述した発光ダイオード６ａ〜６ｅの発光部にそれぞれ対応する位置に、各発光ダイオード６ａ〜６ｅの発光を外部に出射させるための透光部７ａ〜７ｅが設けられている。

なお本実施形態ではプラグ接続部３の差込部１８を、一対の平行栓刃が挿入される挿入口１８ａ，１８ｂで構成しているが、プラグ接続部３の構成を上記の構成に限定する趣旨のものではなく、図５（ａ）に示すように丸ピン形状の接触ピンが挿入される挿入口１８ａ，１８ｂを有したプラグ接続部３としても良いし、図５（ｂ）に示すようにＩＥＣ６０９０６−３に準拠した形状の差込部１８を有するプラグ接続部３としても良く、種々の形態のプラグ接続部３を有する直流コンセント１に本発明を適用することが可能である。

また上述の器体１０は、例えば埋込形配線器具を造営面に取着する際に用いる従来周知のプレートに取り付けられるものであって、カバー１２の両側面に設けた肩部１４にはプレートに結合するために各一対の取付爪１９が突設されている。取付爪１９の前端部には前方ほど肩部１４からの突出量を小さくするように傾斜した傾斜面１９ａが形成されている。本実施形態の器体１０は、規格化された上記のプレートに対して短幅方向に並べて３個まで取り付けることができるような大きさに形成されており、このような器体１０の寸法を１個モジュール寸法という。なお器体１０の大きさを１個モジュール寸法に限定する趣旨のものではなく、図６（ａ）（ｂ）に示すように器体１０の大きさを２個モジュール寸法（単位寸法の器体を短幅方向に２個並べたのと略同じ大きさ）に形成しても良いし、図７に示すように器体１０の大きさを３個モジュール寸法（単位寸法の器体を短幅方向に３個並べたのと略同じ大きさ）に形成しても良い。

そして、直流コンセント１では、表示制御回路５が各発光ダイオード６ａ〜６ｅの点灯状態を制御しており、直流給電線路Ｗｄｃを介して直流電圧が給電されている状態では通電表示用の発光ダイオード６ｅを常時点灯させている。また伝送処理部３０（伝送処理部）が、所定のサンプリング周期で電流センサ４０（電流量測定部）の測定値を取り込んでおり、当該電流センサ４０の電流量測定値を直流電圧に重畳させて、直流ブレーカ１１４に接続されている同一系統の全ての直流コンセント１に送信している。このとき各直流コンセント１では、受信手段たる通信回路４が直流電圧に重畳されて送信された電流量測定値を受信して、受信データを表示制御回路５に出力しており、表示制御回路５が、現在の電流量測定値に基づいて、使用電流量に対応する発光ダイオード６ａ〜６ｄを点灯させている。ここにおいて、表示制御回路５および発光ダイオード６ａ〜６ｄなどから電流量測定値を表示する電流量表示手段が構成される。

上述のように本実施形態では、各直流コンセント１に設けた発光ダイオード６ａ〜６ｄにより現在の使用電流量を複数のレベルに区分けして表示しているので、この表示をもとにユーザは現在の電流量測定値を確認することができる。したがって、使用電流量が上限値近くまで増加した場合には、電流量が上限値を越えないように、ユーザ側で直流機器１０２の使用を控えるなどの対応をとることができ、使用電流量が上限値を越えてしまうのを抑制することができる。また伝送処理部３０は、直流電圧に重畳させて電流量測定値を送信しており、直流給電線路Ｗｄｃを利用して電流量測定値の送信を行っているので、電流量測定値を送信するために別途信号線を用意する必要がないという利点もある。

（実施形態２）
本発明の実施形態２を図面に基づいて説明する。なお直流配電システムの全体構成は実施形態１で説明した図１１のシステムと同様であるので、その説明は省略し、本実施形態の特徴部分について図８〜図１０を参照して説明する。

本発明の直流配電システムは、直流電力供給部１０１（直流電源）からの直流給電線路Ｗｄｃに接続された直流ブレーカ１１４（回路遮断器）と、直流ブレーカ１１４の二次側の直流給電線路Ｗｄｃにそれぞれ接続された直流コンセント１とを備えるとともに、直流ブレーカ１１４の二次側に流れる電流量を測定する電流センサ４０（電流量測定部）と、電流センサ４０で測定された電流量測定値を直流電圧に重畳させて、同一の直流ブレーカ１１４に接続された複数の直流コンセント１に伝送する伝送処理部３０と、赤外線信号のような光信号からなるワイヤレス信号によりアドレスの設定信号を送信するアドレス設定器５０とを備える。尚、伝送処理部３０および直流コンセント１には個別のアドレスが割り当てられており、各直流コンセント１に割り当てたアドレスを用いて、直流コンセント１と伝送処理部３０との間で１対１の通信が行えるようになっている。

直流コンセント１は、直流電力の供給を受けて動作する直流機器１０２のプラグが着脱自在に接続されて、接続された直流機器１０２に対して直流電力を供給するものであり、直流ブレーカ１１４からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続され、入力端子部２に入力された直流電力をプラグ１０２ａを介して直流機器１０２に供給するプラグ接続部３と、直流電圧に伝送信号を重畳させることによって伝送処理部３０との間で通信を行う通信回路４と、通電表示用の発光ダイオード６ｅと、直流機器１０２への給電遮断状態を表示するための発光ダイオード６ｆと、入力端子部２とプラグ接続部３との間の電路に設けられたリレー８と、発光ダイオード６ｅ，６ｆの点灯制御やリレー８の開閉制御などの制御を行う制御回路５と、アドレス設定器５０から送信されるワイヤレス信号を受光する受光素子（図示せず）を有し当該受光素子を用いてアドレス設定器５０からの設定信号を受信するアドレス信号受信回路９とを備える。

直流コンセント１の器体１０は、図１０に示すように例えば２個モジュール寸法に形成されており、器体１０の前壁の下側部には、ＩＥＣ６０９０６−３に準拠した形状の差込部１８を有するプラグ接続部３が設けられている。また器体１０の前壁の上側部には、発光ダイオード６ｅ，６ｆの発光部にそれぞれ対応する位置に、各発光ダイオード６ｅ，６ｆの発光を外部に出射させるための透光部７ｅ，７ｆが設けられるとともに、アドレス信号受信回路９の受光素子に対応する位置に、ワイヤレス信号を透過させるための透光部７ｇが設けられている。

また伝送処理部３０は、例えばマイクロコンピュータからなり各回路要素の全体的な制御を行う制御回路３１と、直流給電線路Ｗｄｃに供給される直流電圧に伝送信号を重畳させることによって各直流コンセント１との間で通信を行う通信回路３２と、アドレス設定器５０からワイヤレス信号により送信された設定信号を受信する受信部３３と、各直流コンセント１のアドレスや優先順位などの設定情報を記憶する記憶部３４とを備えている。

ここで、本実施形態の直流配電システムでは、先ず、アドレス設定器５０を用いて、各直流コンセント１にアドレスを設定するとともに、伝送処理部３０に各直流コンセント１のアドレスとその優先順位を設定する。

すなわち施工業者がアドレス設定器５０を持って各直流コンセント１の設置位置に移動し、アドレス設定器５０の操作釦（図示せず）を操作して、設定対象の直流コンセント１のアドレスを入力する操作を行った後、ワイヤレス信号の送信部を器体１０の透光部７ｇに近付けて、設定信号の送信操作を行うと、アドレス設定器５０から直流コンセント１へアドレスの設定信号がワイヤレス信号により送信される。そして、設定対象の直流コンセント１においてアドレス信号受信回路９がアドレス設定器５０から送信された設定信号を受信すると、制御回路５が、図示しない記憶部に設定信号により送られたアドレスを自己のアドレスとして記憶させる。

また、施工業者がアドレス設定器５０を持って伝送処理部３０の設置位置に移動し、アドレス設定器５０の操作釦（図示せず）を操作して、各直流コンセント１のアドレスおよび優先順位を入力する操作を行った後、設定信号の送信操作を行うと、優先順位設定部としてのアドレス設定器５０から伝送処理部３０へ、直流コンセント１のアドレスおよび優先順位の設定信号がワイヤレス信号により送信される。そして、伝送処理部３０の受信部３３がアドレス設定器５０から送信された設定信号を受信すると、制御回路３１は、設定信号により送られた各直流コンセント１のアドレスおよびその優先順位を記憶部３４に記憶させる。

そして、全ての直流コンセント１および伝送処理部３０に対して設定作業を終えると、直流ブレーカ１１４に接続された全ての直流コンセント１にアドレスが設定されるとともに、伝送処理部３０に、各直流コンセント１のアドレスおよびその優先順位が設定され、直流コンセント１および伝送処理部３０が動作を開始する。なお伝送処理部３０には、使用電流量の上限値として、例えば直流ブレーカ１１４の定格電流の約９０％に相当する電流量が予め設定されているものとする。

各直流コンセント１に直流給電線路Ｗｄｃを介して直流電圧が供給されている場合、各直流コンセント１の制御回路５は通電表示用の発光ダイオード６ｅを点灯させる。また制御回路５は、伝送処理部３０から給電遮断信号が入力されていない状態では、リレー８を閉極させて、プラグ接続部３に接続される直流機器１０２に直流電力を供給するとともに、発光ダイオード６ｆを消灯させる。

一方、伝送処理部３０では、制御回路３１が、所定のサンプリング周期で電流センサ４０（電流量測定部）の測定値を取り込んでおり、電流センサ４０による電流量測定値と所定の上限値との高低を比較する。そして、電流量測定値が上限値を越えている場合、伝送処理部３０の制御回路３１は、記憶部３４に設定された各直流コンセント１の優先順位に基づいて優先順位の低い直流コンセント１から順番に、当該直流コンセント１のアドレスと給電遮断信号とを含む伝送信号を通信回路３２から送信させる。

この時、各直流コンセント１では、通信回路４が伝送処理部３０から送信された伝送信号を受信し、制御回路５が、伝送信号に含まれるアドレスと自己のアドレスとを比較する。そして、伝送信号に含まれるアドレスが自己のアドレスに一致しなければ、直流コンセント１の制御回路５はリレー８を閉極させたままとして、プラグ接続部３に接続される直流機器１０２への給電を継続する。一方、伝送信号に含まれるアドレスが自己のアドレスに一致すると、直流コンセント１の制御回路５はリレー８を開極させて、プラグ接続部３に接続される直流機器１０２への給電を遮断すると共に、発光ダイオード６ｆを点灯させて、給電遮断状態を表示する。

ここで、伝送処理部３０の制御回路３１では、電流センサ４０による電流量測定値が所定の上限値以下になるまで、記憶部３４に設定された優先順位にしたがって、優先順位の低い直流コンセント１から順番に、上述と同様の処理を行って直流コンセント１から直流機器１０２への電源供給を遮断し続けているので、使用電流量が上限値を越えるのを確実に防止することができる。また優先順位が低い直流コンセント１から順番に給電を遮断させているので、優先順位が高い直流コンセント１には、直流機器１０２への電源供給を継続して行わせることができる。

ここにおいて本実施形態では、通信回路４と制御回路５とリレー８とで給電遮断信号に基づいて直流機器１０２への給電を遮断する遮断手段が構成され、この遮断手段と伝送処理部３０とで給電遮断部が構成される。

実施形態１の直流配電システムに用いる直流コンセントの概略的なブロック図である。同上の概略的なシステム構成図である。同上に用いる直流コンセントを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は左側面図である。同上に用いる直流コンセントの分解斜視図である。（ａ）（ｂ）は同上に用いる直流コンセントの他の構成を示す正面図である。同上に用いる２個モジュールタイプの直流コンセントを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。同上に用いる３個モジュールタイプの直流コンセントの正面図である。実施形態２の直流配電システムの概略的なシステム構成図である。同上に用いる直流コンセントの概略的なブロック図である。同上に用いる直流コンセントの正面図である。各実施形態の直流コンセントを用いる直流配電システムのシステム構成図である。

符号の説明

１直流コンセント
４通信回路（受信手段）
５表示制御回路（電流量表示手段）
６ａ〜６ｄ発光ダイオード（電流量表示手段）
３０伝送処理部
４０電流センサ（電流量測定部）
１１４直流ブレーカ（回路遮断器）
Ｗｄｃ直流給電線路

Claims

直流電源からの直流給電線路に接続された回路遮断器と、回路遮断器の二次側の直流給電線路にそれぞれ接続された直流コンセントとを備えた直流配電システムにおいて、回路遮断器の二次側に流れる電流量を測定する電流量測定部と、該電流量測定部で測定された電流量測定値を直流電圧に重畳させて直流コンセントに伝送する伝送処理部とを設けるとともに、直流コンセントに、伝送処理部から伝送された電流量測定値を受信する受信手段と、受信手段が受信した電流量測定値を表示する電流量表示手段とを設けたことを特徴とする直流配電システム。
直流電源からの直流給電線路に接続された回路遮断器と、回路遮断器の二次側の直流給電線路にそれぞれ接続された複数の直流コンセントと、回路遮断器の二次側に流れる電流量を測定する電流量測定部と、前記各直流コンセントの優先順位を設定する優先順位設定部と、前記電流量測定部による電流量測定値が所定の上限値を越えた場合に、優先順位の低い直流コンセントから順番に、直流機器への電源供給を遮断する給電遮断部とを備えたことを特徴とする直流配電システム。
前記給電遮断部は、前記電流量測定部による電流量測定値が所定の上限値以下になるまで、前記優先順位にしたがって、各直流コンセントから直流機器への電源供給を遮断し続けることを特徴とする請求項２記載の直流配電システム。
前記電流量測定部による電流量測定値が所定の上限値を越えた場合に、前記優先順位の低い直流コンセントから順番に、給電遮断信号を直流電圧に重畳させて伝送する伝送処理部と、各直流コンセントに設けられ、給電遮断信号を受信すると直流機器への給電を遮断する遮断手段とで、前記給電遮断部を構成したことを特徴とする請求項２又は３記載の直流配電システム。