JPH0250633A

JPH0250633A - 信号伝送用の電力線路選択装置

Info

Publication number: JPH0250633A
Application number: JP20003088A
Authority: JP
Inventors: Junji Kato; 加藤　純次; Yoshimasa Nakano; 吉雅中野
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-20
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2860994B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、多数の会社や事業所の入フている高層ビルと
か工場、場合によっては一般家庭等も含め、各種の建物
内にあって、専用の情報伝送線路を施設することなく、
これら建物内に当然に設置される単相三線式電力線路（
電灯線）を利用して情報を伝送するシステムに関し、特
に、通信し合う通信装置相互が、入出力の一端は単相三
線式配電系統の共通の中性線に接続しながらも、他端は
異なる外線に接続されている場合や、さらには異なる変
圧器の二次側出力の単相三線式配電系統に接続されてい
る場合でも、伝送情報のエネルギ的な低減ないしは欠落
とか、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）の劣化を極力防止しな
がら、それらの間で良好な通信を保証するべく、そのと
きどきで最適な信号伝送用の電力線路を選択する装置に
関する。

［従来の技術］建物内において使用される各種の電気機器は、我が国の
場合、その多くが交流１００ｖを電源として利用するよ
うに作られているが、各種の負荷の中には、空調機器等
、一般に大電力を食うものに見られるように、電圧を上
げて電流量は低減させ、配線系の負担を軽減させるべく
、交流２００ｖを電源とするように設計されたものもあ
り、また一部の蛍光灯回路等でも、こうした交流２００
ｖ電源を利用するものがある。

そこで、これら双方の電圧オーダを共に満たしながら、
１００ｖ電源系に関しては少なくとも一方の電源線路を
共通に用い得る合理的な配線方式として、いわゆる単相
三線式と呼ばれる配電方式が従来から最も好まれている
。

この方式自体はもとより周知であるが、念のため第２図
を借り、こうした単相三線式の配電系統につき、簡単に
説明する所から始める。

第２図はｎ階建のビルを想定しており、ｎは１以上の正
の整数とする。したがって、平家建は含まれるものの（
ｎ＝　１　）　、地階は含まれないことになるが、これ
は単に説明上の便宜に過ぎない。

必要とあらば、同様に１以上の正の整数ｍを考えれば、
本書における以降の説明は、こうした地下ｍ階の階層構
成を有する地上ｎ階建の建物に適用することができる。

このようなビル内の適当な場所、例えば１階には、ビル
外の電力会社配電線からの引込み線に一次、側を接続し
た変圧器２０が必要に応じ、幾つか設けられるが、図示
の場合は簡単のため、−個のみを示し、また周知故、当
該変圧器２０の一次側配線系は省略した。

変圧器２０の二次巻線は、その各端部と中間タップの間
にそれぞれ交流１００Ｖが得られるように巻かれており
、中間タップは一般に接地（大地アース）される。

この接地された二次中間タップからは、通常、“中性線
”と呼ばれる線路が引き出され、本書ではこれに符号Ｌ
ｎを付している。

対して、変圧器二次巻線の各端部から引き出される各線
路は、通常、“外線”と呼ばれるが、本書ではこれら一
対の電力線路に符号Ｌ÷、Ｌ−を付し、特に必要のある
場合、外線Ｌ÷を第一外線、外線し−を第二外線と呼ん
で区別する。

ただし、これら符号Ｌ◆、Ｌ−中の“＋、−”は、どち
らか一方が中性線Ｌｎに対し正の極性にあるとき、他方
は負の極性にあるという意味、すなわち正弦波で互いに
１８０°の位相関係にあるという意味を表し、もとより
直流的な意味ではない。

このようにして、変圧器２０の二次巻線から引き出され
た三本の電力線路Ｌ＋　、　Ｌ−、Ｌｎは、まず主幹ブ
レーカ（図示をせず、単に端子記号で代えている）を内
蔵する配電盤２１に接続され、この配電盤２１内で複数
の幹線２２−１〜２Ｌｎ、（ロー１，２．・・・・・）
に分岐された後、例えば各階に各備えられている分電盤
２３−１〜２３−ｎにそれぞれ接続される。各分電盤２
３−１〜２３−ｏ内にも、それぞれの出力配線系統ごと
に分岐ブレーカが内蔵されるが、これも簡単のため、単
に端子記号で済まし、図示はしていない。

また、以降の説明において、どれか一つの幹線とか分電
盤を特定する必要はなく、どれか一つをして全てを代表
できる場合には、上記圧の整数ｎに対して１≦ｉ≦ｎな
る関係の整数“ｉ“をサフィックスとして用い、幹線２
２−五とか分電盤２３−。

と記す。このサフィックス“ｉ”はもちろん、第２図中
においてｉ階と示されているように、１階から最上階の
ｎ階までのどれかの階を代表させるために用いた符号ｉ
に対応する。

各ｉ階の分電盤２３−１にては、先に述べた図示しない
分岐ブレーカを介し、入力側の一組の単相三線をさらに
複数組に分岐し、これらには各種の照明灯（図示せず）
や、複数個のコンセント１１の群が接続される。一般に
この種の分野では、照明灯を接続する線路系統も、コン
セント１１・・・・・・を接続する線路系統も、共に分
電盤２３−、の出力側においては“電灯線”と呼ばれ、
本書でも原則としてこれに従うが、場合によっては特に
コンセント１１・・・・・・の接続される電力線路系統
を“コンセント線路”と呼んで区別することもある。

図示の場合では簡単化のため、各分電盤２３−１の出力
はこのコンセント線路に関し、その一系統しか示してお
らず、照明灯線路や、場合により施設されることのある
動力線路系統等、その他の電力線路系統は省略している
。ただ、２００■負荷用としては、各分電盤２３−．を
介して第一、第二外線Ｌ◆、Ｌ−を引き出す形態として
、各分電盤２３−１中から矢印方向に引き出す線路を模
式的に示した。

しかるに、このような単相三線式配線の場合、本発明と
の関係で大いに注意を喚起したいのは、各分電盤２３−
１以降のコンセント線路に各接続される複数のコンセン
ト１１・・・・・・には、いわゆる“同相”関係にある
組と、“異相”関係にある組が生ずるということである
。

と言うのも、実効値で交流１００■出力用の通常のコン
セント１１は、その一対の端子の中、一方は単相三線式
配線の中性線Ｌｎに必ず接続され、結局は大地アースと
なるが、他方の端子は一対の外線Ｌ◆、Ｌ−のどちらに
接続されるのか、必ずしも一義的に定まってはおらず、
変圧器二次側の負荷バランス等を考え、大体において配
線作業に際して適当なるように割振られるからである。

図示の場合で言えば、１階、ｉ階、ｎ階の各階において
、各分電盤出力後のコンセント線路における単相三線Ｌ
＋　、　Ｌｎ　、　Ｌ−に関し、図面紙面上でこれら線
路の上方に図示され、左右に適当個数、並行しているコ
ンセント１１の群は、共に中性線Ｌｎと第一外線Ｌ◆と
の間に接続されており、したがフて、これら同志は互い
に同相関係にある。

同様に、図面紙面上で単相三線Ｌ◆、　Ｌｎ　、　Ｌ−
の下方に図示され、左右に並んだ複数のコンセント１１
の群も、共に中性線Ｌｎと第二外線Ｌ−との間に接続さ
れているから、これらもまた、互いに同相関係にあると
言える。

しかし、配線路組１ｊ　、　Ｌｎ　、　Ｌ−を挟んで図
面紙面上で上下に分かたれた関係にあるコンセント相互
は、明らかに異相関係である。

すなわち、線路Ｌ÷、Ｌｎを引き出したコンセント１１
に接続されている負荷ｌＯと、線路Ｌ−、Ｌｎを引き出
しているコンセント１１に接続した負荷ｌＯとでは、交
流電流の零りロス点以外の各瞬間において、それらの電
源入力部に与えられる電源電流の位相は互いに１８０°
、進相または遅相の関係・にある。

もっとも、このような議論は、コンセント１１の普通の
使い方として、これらに通常の商用交流１００Ｖ電源利
用機器が接続されている限り、余り意味がない。その機
器の接続されているコンセントがどちらの位相組に属す
るものであるのかは知る必要もないし、実際上、それで
何等問題がない。

コピー機とかワード・プロセッサ、パーソナル・コンピ
ュータ等々、昨今のいわゆるＯＡ（オフィス・オートメ
イション）機器を始め、テレビジョン・セット、冷蔵庫
、掃除機その他、事務所や家庭内で普通に使用される各
種の電気機器にあっても、要は交流実効値１００Ｖで所
要の電力が供給されれば良いからである。

コンピュータ系とかオーディオ・セット系等においては
、コモン・モード・ノイズ低減等のため、コンセントの
極性を揃えると良い等の議論もあるが、これは別次元の
話であって、商用交流電源をその本来の電力としてのみ
利用する上では、決して本質的なものではない。

しかし、本発明が改良の対象としているように、こうし
た建物内の電力配線を利用する情報伝送システムにあフ
て、単純な単相二線式配線を利用する場合はともかく、
上記のような単相三線式電力供給配線を利用し、これに
情報を重畳（ちょうじよう）させて情報の伝送を試みる
場合にあっては、各通信装置が電力供給を受けるためだ
けにではなく、信号重畳のためにも接続されるコンセン
ト相互の位相関係は、現実には大いなる障害を引き起こ
す。

これについては後に従来の問題点を指摘する項に任せ、
本積ではとりあえず、こうした従来の電力線路利用型情
報伝送方式の概念に関し、引き続き客観的な説明を施し
て置く。

そもそも、建物内の電力線路配線系統を利用して情報の
伝送を行なおうとする提案は、事実、かなり魅力的であ
る。情報伝送のための専用線を必要としないため、大掛
かりな工事を要せずにシステムの構築が可能であり、し
たがって低廉に済むのみならず、建物の内外装上、見た
目も損うことがないからである。ビル内に既設の電話配
線を利用する方式も提案されているが、これに比しても
有利である。

実際上、この電源線路重畳方式は、これまでにもその応
用使途の開発や個々の改良点等に鑑み、多くの試みがな
されてきた。

本出願人においても、例えば屋上等、離れた所に設置さ
れた空調用冷却塔をビル内の一室（地下室等）に設けら
れた集中管理室で監視、制御するシステムとして、特開
昭６２−１９６５４８号にその一例を開示している。

しかるに、このようなシステムでは、第２図中に併示の
ように、データをやりとりする各通信装置１〜９は、直
接に各電力線に接続工事をしても良いが、自身への電源
供給のための電源プラグを建物に既設のコンセント１１
に差し込むと、それで信号系統の電力線路に対する電気
的な接続も採れるように構成されるのが合理的で望まし
い。

また、当該電力線路にデータを重畳するための変調方式
には、一般的な振幅変調、周波数変調の外、昨今ではス
ペクトラム拡散（Ｓ　Ｓ　：　ＳｐｅｃｔｒｕｍＳｐｒ
ｅａｄ）変調方式が注目されている。

上記本出願人の手になる従来例においても、この方式の
援用を提示しているが、この方式の原理自体は古く、す
でに周知である。念のため簡単に述べて置くと、このＳ
Ｓ方式に従う場合にも、具体的な変調方式には種々あり
、直接拡散（ＤＳ）変調、周波数ホッピング（ＦＨ）変
調、パルス化周波数変’Ａ　（Ｐｕｌｓｅｄ　Ｆ　Ｍ　
）ないしチャーブ変調（ＣＭ）等があるが、一般的なの
は直接拡散変調であって、信号（データ）を例えば疑似
ランダム雑音（ＰＮ符号）で変調し、送信周波数のスペ
クトルを広い範囲に拡散させる。

このようにすると、各周波数値での電圧ピーク値は小さ
くなり、場合によっては雑音レベルよりも低下するが、
広く拡散した全周波数帯域内での総エネルギ惜は逆に大
きく取ることもできるため、妨害に強く、また自身が妨
害波の発生源となる恐れも少ない上に、疑似ランダム雑
音のパターンを知らなければ決して復調できないので、
一種の暗号化通信ともなる。

改めて言い直せば、このスペクトラム拡散方式では、送
信出力電力を単位周波数あたりの電力密度として無暗み
に大きくすることなく、コンセン）１１に通常接続され
る各種の負荷ｌＯに対し、影響を与え得ないように十分
に低電圧レベルに抑えても十分なＳ／Ｎ比を得ることが
でき、かつ、原則として通信の秘匿性を保証し得るので
ある。

ただ、復調には変調時に用いたと同一のＰＮ符号パター
ンとの相関係数を計算する必要があり、実際にこれはコ
ンボリューション（重畳積分）演算となるため、高速、
大容量のデジタル回路を要し、そのために少し前までは
普及が遅れていたのである。昨今に至り、このような重
畳積分計算用の集積回路が提供可能になったこと、のみ
ならず、さらに進んでＳＡＷコンバルバと呼ばれる表面
弾性波デバイスにより、二次元空間に展開してのアナロ
グ的な重畳積分演算が一素子により簡単になし得るよう
になったこと等が、こうしたスペクトラム拡散方式の実
用化に拍車を掛ける因となったのである。

現に、この方式によれば、第２図示のように、種々の商
用交流電源利用負荷１０と、このスペクトラム拡散方式
を信号変復調に用いた通信装置１〜９を混在させても、
ノイズ妨害に弱いコンピュータその他のデジタル機器へ
の悪影響も少なく、はぼ問題がないということが分かっ
てきた。

［発明が解決しようとする課題］上記したように、第２図示のような概念に従う電源線路
重畳方式による情報伝送でも、信号の変復調方式にスペ
クトラム拡散方式等の適当なる方式を採用すれば、一応
、雑音対策の上では実用化への目処が立ったかのように
思われた。しかし、実際にはそのように一義的には行か
ず、良好な通信が保てない場合も発生した。

その中で、最も大きな要因は、そのときどきで通信し合
う通信装置相互の同相、異相関係や、配電系統の異なり
である。

まず、既述したように“異相”関係にあるコンセント１
１．１１に接続されている通信装置同志、つまり奇数符
号の通信装置１，３，５，７．９のどれかと偶数符号の
通信装置２，４，６．８のどれかとの通信を考えてみる
と、例えば同じｉ階にあるとは言え、コンセント線路Ｌ
＋　、　Ｌｎ間に接続している通信装置４から発せられ
た信号がコンセント線路Ｌ−、Ｌｎ間に接続された通信
装置３に至るには、負荷１０の存在を考えない場合、−
旦、分電盤２３−、から配電盤２１、ひいては変圧器二
次巻線部分を介してコンセント線路Ｌ＋　、　Ｌｎ間に
回り込んだ後、再度、配電盤２１、分電盤２３−８を介
して通信装置４に至らねばならず、異相のコンセント相
互に任意の負荷１０．１０がたまたま接続されていたと
しても、それら負荷ｔｏ　、　ｔｏの電源入力−次側を
介して形成される信号伝送ループのインピーダンスは負
荷の種類や状況により異なり、かつまた極めて変動し易
い。

こうしたことから事実、従来においてもこのような異相
間通信は、むしろ可能な方が珍しかったのである。

これから推して理解されるように、電力会社配電線を引
込む変圧器が複数個あったような場合には、それら異な
る変圧器の出力系統に各接続されている通信装置間では
、共通な線路は原則として各変圧器二次側の中点タップ
を引き出した中性線しかなく、信号伝送に必要な閉ルー
プは形成しようもないから、当然、通信は不能となって
いた。

本発明は、こうした従来の実情に鑑みて成されたもので
、建物内の単相三線式電力線路を利用して情報を伝送す
る方式において、通信し合う通信装置相互が例え異相関
係にある外線に接続されていたとしても、それら通信装
置の間で極力良好な相互通信を可能とするための手段を
提供せんとするものであり、場合によりさらに、異なる
変圧器の二次側配電系統に接続された通信装置相互間に
おいても、その通信可能性を追及するものである。

［課題を解決するための手段］本発明者は上記目的を達成するに際し、種々検討の結果
、次のような構成に従う電力線路選択装置を提案する。

まず、単相三線式電力配線の中、中性線は常に共通であ
るから、これは常時選択していて構わないが、通信装置
制御装置からの選択信号を受けたときに当該選択信号の
指令内容に応じて第一、第二外線を択一的に選択できる
スイッチング回路を用意する。こうしたスイッチング回
路は、昨今の半導体技術ではマルチ・プレクサ等で構成
することができる。

そして、このスイッチング回路により選択した外線と中
性線の間に表れる情報信号を受信する受信部と、この受
信信号を所定の復調方式に従い復調する復調器も用意し
、さらに、復調したデータまたは所定のデータを所定の
変調方式に従い変調する変調器と、この変調データを中
性線と上記のスイッチング回路により選択している外線
との間に出力する送信部も設ける。

そのようにした上で、スイッチング回路によるそのとき
どきの各外線の択一選択は、当該各時点においてのそう
した外線選択データをあらかじめ記憶しているメモリ装
置から読み出したデータに従い、通信制御装置が当該ス
イッチング回路に対し、選択信号を発して行なわせる。

さらに、異変圧器配電系統間でもそれらに接続された通
信装置間での通信を可能にするためには、スイッチング
回路が複数の変圧器出力に関する各第−１第二外線も選
択可能にして置き、また、メモリ装置が、必要な各タイ
ミングで通信制御装置に対し、それらをも択一的に指示
するデータを記憶しているようにする。

さらに、このような電力線路選択装置を例えばスレーブ
的な動作で用いる場合には、中性線とそのときにスイッ
チング回路が選択している外線との間に印加される情報
信号を受信、復調した結果、得られたデータ中のポーリ
ング・データに対応する送信先の通信装置の接続されて
いる外線がどれかを、あらかじめ各通信装置に関してそ
うした各外線への接続状況を相関的に記憶している相関
データ・メモリから読出し、スイッチング回路をして当
該読み出した外線を選択させてから、先に受信、復調し
たデータや、さらにこれに所定のデータを付加する等し
たデータを所定の方式で変調し、送信部から送出するよ
うにする。

一方、この電力線路選択装置に一種のマスク的な動作を
させるには、上記のような各通信装置の各外線への接続
状況を記憶する外、各通信装置を順に呼出して行くポー
リング手順もあらかじめ定められたものとして記憶して
いる相関データ・メモリを用い、当該ポーリングの順番
に従って各通信装置の接続されている外線を順次選択し
ながら、当該各通信装置に送るべき情報を変調して送出
したり、あるいは選択した通信装置からの情報を所定の
方式で復調したりする。

また、このような電力線路選択装置を単相三線式配電系
統に組込み工事するに際しては、スイッチング回路の各
端子を変圧器の出力以降で配電盤の入力までの間とする
と良い。

［作用および効果］本発明の信号伝送用電力線路選択装置では、少なくとも
メモリ装置に記憶しているデータに基づき、そのときど
きで信号伝送に最も都合の良い電力線路をスイッチング
回路の動作で確実に選択することができる。

そして、そのための動作の基本は、一種の時分割通信、
時分割シーケンス駆動にあり、ある時点で選択した特定
の外線に接続した送信元の通信装置からの情報を所定の
復調方式に従って復調し、取り出したならば、次いで、
この情報を送出すべき送信先の通信装置が接続されてい
る外線をスイッチング回路で選択してから、当該送信先
の通信装置に対し、上記復調した情報とか本装置自身で
送信先の通信装置に与えるべき情報を所定の変調方式に
より変調を掛けて送り出す。

このようになっているため、電力会社配電線を引込む変
圧器の二次側単相三線式配電系にあワて、各通信装置が
外線を異にして接続している場合にも、スイッチング回
路がそうした外線を逐次、選択するので、情報伝送に損
失の少ない伝送経路を選ぶことができる。

さらに、スイッチング回路は、単なる有線導体による接
続工事だけで、異なる変圧器の異なる外線をも選択可能
にすることができるので、従来はこの点、全く不可能で
あった、異変圧器の配電系統に各接続された通信装置間
での相互通信もまた、本発明装置により実現することが
できる。

そして、既述した本発明の電力線路選択装置の基本構成
に従う場合、実際の装置としては、それ自体に通信制御
装置として実質的にマイクロ・コンピュータを内蔵させ
たり、各種メモリを内蔵させることにもなるので、各通
信装置の接続している相や系統のみならず、各ポーリン
グの手順等もプログラムして置けば、通信装置の側に主
導権のある言わばスレーブ的な動作の外、本装置をマス
ク的に用いて、本装置の指示する手順に従い、各通信装
置が情報を交換し合う形態をも実現することができ、そ
の外にも、各通信方式に関し、極めて広い応用使途を与
えることができる。

もとより、本装置１００は、その動作からして、−旦取
込んだ情報信号に波形整形を施し、再送出する機能をも
営んでいるので、一種の中継装置の役目もし、信号の伝
送損失を補う働きもある。

なお、本装置１００を変圧器出力から配電盤入力までの
適所に接続するというのは、これが最も合理的だからで
ある。全ての分岐線、ひいてはこれら分岐線に接続した
全ての通信装置は、この配電盤入力までの線路部分に結
局は電気的に導通しており、したがって本装置のスイッ
チング回路に備えられる被選択固定接点（各入力端子）
を有線導体で各電力線に接続するにも、必要な有線導体
数を最小にし、最も簡単な工事、最短線路でなすことが
できる。場合によっては、本装置１０ｏを配電盤内に組
込むことも、また十分に可能である。

こうした場合、配電盤と各分電盤の距離が遠くて幹線の
線路長が相当な距離に亙フても、この幹線部分のインピ
ーダンスはかなり安定しているので、重大な問題とはな
らないし、要すれば中継装置の援用等により、これを補
うのは容易である。

［実　施　例］第１図は、本発明の一実施例として、建物内の単相三線
式の電力配線利用型情報伝送システムに組込むことがで
きる信号伝送用電力線路選択装置１００の一構成例を示
しているが、当該単相三線式配電系統の各構成子につい
ては、先に第２図に即する説明で用いた符号を援用する
。

ただし、この第１図では、第２図に示したように単に一
個の変圧器２０の出力側における異相開信号伝送だけで
はなく、同一のビル内の配電系統に二個以上の変圧器を
含んでいる場合にも、それら各変圧器の配電系統中に接
続された通信装置相互での通信を可能にし得る実施例を
示すため、変圧器が二つの場合（２０、２０’）で代表
して、そうした異変圧器系統間の信号伝送についても説
明する。

第１図中に示されている各変圧器２０　、２０′はそれ
ぞれ、第２図示の配電系における変圧器２ｏと同様と考
えて良く、したがってそれぞれに配電盤２１．２１’、
その出力の各幹線２Ｌ、　、　２２°−５、各分電盤２
Ｌ、　、　２３’−、、そして各分電盤出力の各分岐線
ないしコンセント線路を有している。

分電盤出力や配電盤出力には、さらに図示しない固定据
え付は蛍光灯器具等のための電灯線、動力系統負荷のた
めの動力線、そして必要に応じての２００ｖ負荷線等も
ある。

本図では説明のため、それぞれの変圧器系統において各
−本のコンセント線路を図示し、その各相、すなわち中
性線Ｌｎと第一外線Ｌ＋、および中性線Ｌｎと第二外線
Ｌ−の間に各−つのコンセント１１をのみ例示していて
、これら各コンセント１１にはそれぞれ、第２図に即し
て説明したような通信装置１〜９のどれにも相当させる
ことができる通信装置１〜４が接続されている。

ここにおいて、通信装置１と通信装置２とは、同じ変圧
器２０の系統中にあるが、互いに異相関係にあり、同様
に通信装置３と通信装置４とは、もう一つの同じ変圧器
２０°の系統中にあるが、同様に互いには異相関係にあ
る。

そして、通信装置１．２の組と通信装置３．４の組は、
共通の大地アース（中性線Ｌｎ　、　Ｌｎ）を除き、本
来ならば互いに接続し合う閉ループ形成用の線路系統は
有さない。

このような場合に、本発明に従って構成された信号伝送
用電力線路選択装置１００は、互いに異相関係にある通
信装置１．２（３，４）間の通信を確実化し、さらには
異変圧器２０　、２０°の系統間での通信をも可能にす
る。

図示の場合、当該信号伝送用の電力線路選択装置ｉｏｏ
は、中性線と各外線とに関し、後述のように所定の方式
で変復調された情報信号の入出力結合回路３３を有して
おり、その結合変圧器３３の一次側の一端は、電源周波
数との分離を図って変調信号のみの入出力が可能なよう
に、適当な遮断周波数でのハイ・バス・フィルタを構成
する結合キャパシタ３４を介して各系統に共通の接地線
路、すなわち変圧器二次巻線の中点タップから引き出さ
れた中性線Ｌｎに接続されているが、他端は同様な結合
キャパシタ３４を介した後、模式的に機械的なロータリ
・スイッチ構成で示したスイッチング回路１０１の可動
接点に接続されている。

可動接点により択一的に選択されるスイッチング回路ｌ
ｏｔの固定接点Ｔ１〜Ｔ４には、各変圧器系統の第一、
第二外線１．＋、１．−が有線導体により当該それら変
圧器の出力ないし各配電盤入力から引き出されて接続さ
れ、図示の場合には変圧器２８の第一外線し÷が固定接
点Ｔ、に、第二外線し−が固定接点Ｔ２に、そして変圧
器２０°の第一外線Ｌ◆が固定接点Ｔ３に、第二外線り
一が固定接点Ｔ４に各々接続されている。

ただし実際には、このようなスイッチング回路１０１は
、適当なる半導体スイッチング・デバイスを用いたマル
チ・プレクサ等で構成することができる。

スイッチング回路１０１は、一般にクロック４１を持つ
マイクロ・コンピュータで構成される通信制御装置３９
の発する選択信号により制御され、その切換え制御は、
そのときどきで人出力結合回路３３から受信部３７、復
調器４０を介し、復調、解析して内部に取込んだ通信デ
ータ、特にそのボーリング・データとか、内蔵の相関デ
ータ・メモリ１０３を参照して行なわれる。

この相関データ・メモリ１０３には、各通信装置１〜４
間の相関関係、すなわち各通信装置１〜４がそれぞれ、
どの系統のどの外線に接続されているのかが記憶されて
いる。

また、本装置１００が稼動するための電源は、図示して
いないが、中性線Ｌｎと、どれか一つの外線とから交流
電力として供給を受けることができ、これを通常の仕方
で整流して必要な直流電力を得れば良い。ただこの場合
、本装置１ｏｏの取付は工事の手間を経らすためには、
どれか一つの外線に接続すべき電源入力端子は、スイッ
チング回路１０１の可動接点に接続させ、当該可動接点
は、接点切換えに関し、半導体デバイスを用いるにして
も、いわゆるショーテイング・タイプとなるように構成
する。

このようにすると、接続に必要な有線導体の本数は、図
示の場合のように、共通中性線に対する一本と、各外線
に対する各−本で済み、可動接点がショーテイング・タ
イプとなっていれば、電源が途絶えることはないからで
ある。

なお、本装置１００の取付は位置を、図示のように各変
圧器２０　、２０′の出力から各配電盤２１　、２１゜
の入力までの位置とすると望ましい理由については、先
に作用及び効果の項において述べた通り、この位置であ
れば、結局は全ての通信装置に電気的に接続を取り得る
こと、接続に要する有線導体数を最小にし得ること、そ
の長さもまた最短とし得ること、実質的に最も簡単な工
事で済み、場合によフてはどれかの配電盤内に本装置１
００を組込んでもしまえること、等にある。

もっともこうした場合、先に第２図に示した配電系統か
ら推して理解されるように、実際の建物内において配電
盤２１　、２１’　と分電盤２３−１　、２３°。

との間の線路長がかなり長くなることもあり、したがっ
てここでの伝送損失が心配になる向きもあるかも知れな
い。

しかしこれは、一般に紀憂に終わる。分電盤以前の幹線
系統２Ｌ、　、　２２’、においては、実際にもかなり
インピーダンスが安定しているので、各分電盤までの配
線が相当な距離に亙っても、良好な通話品質が保たれる
ことが多いからである。

それでも距離が長過ぎるとか、各分電盤出力以降のコン
セント線路におけるインピーダンスががなり不安定であ
る等により、本装置１００のスイッチング回路入力が接
続されている部位にまで伝送されてくる間の信号損失が
無視し得ないようならば、公知既存の中継装置とか、本
発明者が別途開示するような中継装置を用いることによ
り、これを補うことができる。いずれにしても、このよ
うな問題は本発明に関しての本質的な謙譲にはならない
ので、これ以上の説明は控えて置く。

さて、上記のようにしてその構成を概説し得る本装置ｌ
ＯＯはまた、次のように動作させることができる。

今、通信装置１が言わば情報収集局であって、他の通信
装置２〜４はこの情報収集局に対し、何等かの情報を提
供する端末局であるとし、通信装置１は順番に通信装置
２〜４をポーリングし、それらの保持している情報の提
供を求めるものとしよう。

そこでまず、通信装置ないし情報収集局１が、これと同
じ変圧器２０の系統に属するが互いには異相関係にある
通信装置２に対し、これを指定するポーリング信号や、
通信制御のための各種の情報を所定の変調方式、例えば
スペクトラム拡散変調でコンセント線路の中性線Ｌｎと
第二外線り一間に送出したとすると、この情報信号は、
分電盤２３−８から配電盤２１を介し、本装置１００が
接続されている部分まで、当該中性線Ｌｎと第二外線し
−を介して伝送されてくる。

しかるに、本装置１００は、ここで想定している通信方
式を満たす場合、定常状態（待機状態）においてはスイ
ッチング回路１０１が情報収集局１に関する固定接点Ｔ
２を常に選択している。

そのため、上記のようにして通信装置１により第一変圧
器２０の系統の中性線Ｌｎと第二外線り一の間に印加さ
れた情報信号は、本装置１００の入力部の結合回路３３
の入力に与えられ、したがって受信部３７から復調器４
０を介し、上記所定の変調方式に従った所定の復調方式
、例えばスペクトラム拡散変調方式が採用されている場
合には既知パターンの疑似ランダム雑音との相関関数の
計算等により、その内容を復調することができる。

この復調データは一旦、本装置１００に内蔵の受信デー
タ・メモリ１０２中に取込まれ、保持されるが、当該復
調データ中には、既述のように、第通信装置１から第二
通信装置２に向けてのデータ送出モードにあることを示
す情報がポーリング・データとして載っているから、本
装置＋００に内蔵の通信制御装置３９は、相関データ・
メモリ１０３内のテーブルを参照し、当該第二通信装置
２の接続されている系統と相を読出す。

この場合、第二通信装置２は第一の変圧器２ｏの系統で
、ただし通信装置１とは異相関係にあるコンセントに接
続されているので、通信制御装置３９はそうした読み出
し情報に基づき、スイッチング回路１０１をして通信装
置２の接続されている外線である第一変圧器２０の出力
に関する第一外線Ｌ÷に接続する固定接点Ｔ、を選択す
る指令を出す。

その後、通信制御装置３９は、受信データ・メモリ１０
２に一次的に格納していたデータ群を再度、スペクトラ
ム拡散変調等、所定の変調方式に従う変調器３８により
変調し、送信部３６から結合回路３３を介し、今や選択
されている第−変圧器系統第一外１ｉＬ◆と中性線Ｌｎ
との間に第二通信装置２に向けて送出すべきデータを送
り出す。

こうした動作はまた、原データ信号に波形整形を施した
ことにもなり、その結果、通信装置２は損失の少ない形
で、この自身を指定しての情報信号を受信することがで
き、その内容に含まれる指令に応じ、例えば自身がすで
に獲得、保持していた何等かの情報を、所定の変調方式
により、第一変圧器系統の中性線Ｌｎと第一外線Ｌ◆の
間に送出する。

すると、上記したと全く同様の動作が電力線路選択装置
１００において生起し、第一変圧器２０の系統の中性線
Ｌｎと第一外線Ｌ÷の間に印加された情報信号は、既述
のように既に固定接点Ｔ１の方に切換えられている本装
置１００のスイッチング回路１０１を介し、結合回路３
３の入力に与えられ、したがって受信部３７から復調器
４０を介し、上記所定の変調方式に従った所定の復調方
式でその内容が復調され、この復調データは一旦、本装
置１００に内蔵の受信データ・メモリ１０２中に取込ま
れるこの通信装置２から与えられたデータ中にも、今度
は当該第二通信装置２から第一通信装置１に向けてのデ
ータ送出モードにあることを示す情報がポーリング・デ
ータとして載っているから、本装置１００に内蔵の通信
制御装置３９は相関データ・メモリ１０３内のテーブル
を参照し、当該第一通信装置１の接続されている系統と
相を読出す。

その結果、スイッチング回路１０１は再度、通信制御装
置３９の指令に基づき、最初に定常的に選択していた固
定接点Ｔ２を選択し、その後にやはり通信制御装置３９
の指令に基づき、受信データ・メモリ１０２に一次的に
格納していたデータ群を再度、変調器３８により所定の
変調方式で変調し、送信部３６から結合回路３３を介し
、選択し直された第一変圧器系統第二外線り−と中性線
Ｌｎとの間に第一通信装置１に向けて送出すべきデータ
を送り出す。

その結果、通信装置ないし情報収集局１は、同様に最も
損失の少ない線路系統を介して、通信装置２の発した情
報を取込むことができる。

このような動作から明らかなように、他の端末局３．４
に対しても、同様なシーケンスとなり、端末局３が情報
収集局１により指定される場合、あるいはその逆のポー
リング・データを受ける場合には、本装置１００のスイ
ッチング回路は固定接点Ｔ４を、また端末局４が指定さ
れる場合には固定接点Ｔ３を選択するように機能する。

特にこの端末局３，４は、情報収集局１の属する配電系
統の変圧器２０とは異なる変圧器２０′の出力系統に属
するものであるから、従来は全く通信が行なえなかった
関係にある局である。

換言すれば、本発明による信号伝送用の電力線路選択装
置１００は、単に同−配電系統中の異相関係にある通信
装置相互の通信を良好に維持し得るのみならず、それと
ほとんど変わらない手間で、異なる変圧器の配電系統に
属する通信装置との通信をも可能にし得る極めて合理的
なものである。

しかるに、上記の動作例は、ある意味で本発明装置の効
果を端的に表す一例であることに間違いはないが、これ
のみに限られるものではない。例えば、上記動作では通
信装置１を言わばマスク通信装置としで、この指令に基
づき、各スレーブ通信装置２〜４が動作する態様を示し
、本装置１００もまた、一種の従属動作をしていたが、
逆に、本装置１００の指令に基づくシーケンスで通信を
行ない、各通信装置がこれに従って動くように構成する
こともできる。

このような場合の通信シーケンスの一例を考えてみると
、まず、本装置１００に内蔵され、各通信装置１〜４の
相関関係をその系統と相に関して把握している相関デー
タ・メモリ１０３には、さらに所定の割り付けに従うポ
ーリングの順番の情報もあらかじめ記憶されている。

したがって本装置１００は、電源の投入ないしは稼動指
令スイッチ（図示せず）の投入に伴い、通信制御装置３
９をして上記相関データ・メモリ１０３からまず最初に
ポーリングすべき通信装置がどれであるのかを読み出し
、かつ、その通信装置が接続されている外線情報を得る
。

これに従い、通信制御装置３９は、スイッチング回路１
０１に対し、対応する固定接点を選択する指令を与え、
一方で、選択した通信装置に送るべき情報、例えば当該
通信装置を指定するポーリング情報、その通信装置に機
能させるべき命令を与える情報その他、通信に関与する
情報を受信データ・メモリ１０２に準するメモリ装置（
図示せず）から読み出し、例えばスペクトラム拡散変調
等の所定の変調方式により変調して、対応する電力線路
に送信部３６から送り出す。

その後は、やはり図示しないメモリ装置にあらかじめ定
められている所定の動作プログラムにに応じ、指定した
通信装置からの返信を待ったり、あるいはその間にさら
に他の通信装置を指定して、それにも所定のデータを送
出する等の動作をなすことができる。もちろん、各通信
装置を指定してそれに信号を所定変調方式で変調して送
り出したり、あるいは特定の指定通信装置からの返信を
受ける場合には、必ず、相関データ・メモリ１０３から
、それら通信装置の属する系統と相を読み出して、対応
する固定接点をスイッチング回路１０１により選択させ
る動作を伴う。

このような機構からして明らかなように、第１図示のよ
うな本発明に従う電力線路選択装置ｉｏ。

を用いると、変圧器系統の数が幾つに増えても、そして
また通信方式が任意に取られても、有効な電力線路利用
型の情報伝送システムを構築し得ることになる。

なお、所定の変復調方式として、実際的な見地からはス
ペクトラム拡散方式を用いることが最も望ましいが、そ
の場合には、図示の変調器３８と復調器４０に相当する
構成のモデムが“ＳＳ−モデム”等と呼ばれて既に提供
されているので、これを用いると良い。“ＳＳ−モデム
”とは、スペクトラム拡散モデムの略称である。

ただし既述のように、このスペクトラム拡散変調にも種
々あって、直接拡散（ＤＳ）変調、周波数ホッピング（
ＦＨ）変調、パルス化周波数変調（ＰＦＭ）ないしチャ
ーブ変調（ＣＭ）等があり、原則としてどの変調方式に
よっても良いが、−数的なのは直接拡散変調である。

もちろん、本発明は、単一変圧器の同−配電系統間での
異相関係にある通信装置間の通信を可能ならしめること
に基本を置き、その上で、異変圧器系統に各接続された
通信装置間での通信をも可能ならしめるものであるから
、そうした異変圧器系統のことまで、考慮する必要のな
いときには、当然、原理的にスイッチング回路１０１に
備えさせる固定接点数は単一変圧器の各第−１第二外線
に関して各−つ宛、計二つに減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成された信号伝送用電力線路
選択装置の一実施例の概略構成図。第２図は本発明装置を用いると有効な電力線路利用型情
報伝送システムの構成に関する概念図。である。図中、１〜９は通信装置、ＩＯは通常の商用交流電源利
用型の負荷、１１は通常のコンセント、２０゜２０°は
変圧器、２１　、２１’は配電盤、２Ｌ、　、　２２°
−１は幹線、２Ｌ、　、　２３°−１は分電盤、３３は
結合装置、３８は変調器、３９は通信制御装置ないしマ
イクロ・コンピュータ、４０は復調器、１００はそのと
きどきで信号伝送に適当な電力線路を選択する電力線路
選択装置、ｌｏｔはスイッチング回路、１０２は受信デ
ータ・メモリ、１０３は相関データ・メモリ、である。出　願　人　　　　栗田工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電力会社配電線を一次側に引込んだ変圧器の二次
側単相三線式電力出力を一つ以上の配電盤にて複数の幹
線に分けて各分電盤に供給し、上記各分電盤からはさら
に複数の電灯線を単相三線式配線で出力する配電系統を
利用し、所定の通信方式に従って変調した情報を上記単
相三線式電灯線に重畳して伝送する情報伝送システムに
おいて、上記分電盤出力以降の単相三線式電灯線の中性
線と第一外線に対して情報信号を入出力可能に接続した
一つ以上の通信装置と、上記中性線と第二外線とに対し
て情報信号を入出力可能に接続した一つ以上の通信装置
との間で通信をなすに際し、当該情報信号の伝送に適当
な電力線路を選択する装置であって；通信制御回路からの選択信号を受けることにより、上記
第一外線か第二外線を択一的に選択するスイッチング回
路と；該スイッチング回路の選択した外線と上記共通の中性線
との間に印加される情報信号を受信する受信部と；該受信部により受信された信号を所定の復調方式に従い
復調する復調器と；該復調により得られたデータまたは所定のデータを所定の変調方式に従い変調する変調器と；該変調器の出力を上記スイッチング回路がそのときに選
択している外線と上記共通の中性線との間に送出する送
信部と；上記通信制御装置に対し、上記スイッチング回路を介し
て上記復調、変調時のそのときどきで選択すべき外線を
指示するためのデータを記憶しているメモリ装置と；を有して成る信号伝送用電力線路選択装置。
（２）上記スイッチング回路はさらに、上記変圧器とは
異なる変圧器の配電系統における第一、第二外線をも選
択可能であり；上記メモリ装置は、それら異なる変圧器の配電系統にお
ける第一、第二外線をも指定し得るデータを記憶してい
ること；を特徴とする請求項１に記載の信号伝送用電力線路選択
装置。
（３）上記メモリ装置は、上記各通信装置の接続されて
いる外線をあらかじめ記憶している相関データ・メモリ
を有し；上記通信制御装置は、上記復調回路により復調されたデ
ータに含まれるポーリング・データに基づき、送信元の
通信装置によってそのときに指定されている送信先の通
信装置が接続されている外線を上記相関データ・メモリ
から読出し、その結果に応じて上記スイッチング回路に
対し、対応する選択信号を発して対応する外線を選択さ
せた後、上記復調データを変調回路により変調し、上記
送信部から送出するように機能すること；を特徴とする請求項１または２に記載の電力線路選択装
置。
（４）上記メモリ装置は、上記各通信装置の接続されて
いる外線と、上記各通信装置を指定するポーリングの順
番とをあらかじめ記憶している相関データ・メモリを有
し；上記通信制御装置は、上記相関データ・メモリから読出
した上記ポーリングの順番に従い、そのときどきでポー
リングすべき通信装置が接続されている外線を上記相関
データ・メモリから読出し、その結果に応じて上記スイ
ッチング回路に対し、対応する選択信号を発して対応す
る外線を選択させた後、上記ポーリングすべき通信装置
に与えるべきデータを上記変調回路により変調し、上記
送信部から送出するように機能すること；を特徴とする請求項１または２に記載の電力線路選択装
置。
（５）上記スイッチング回路は、各外線を選択するため
、該各外線に各々接続する複数の入力端子を有し、この
入力端子は全て、上記変圧器の出力以降、上記配電盤の
入力までの部分において上記各外線に接続されているこ
と；を特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載
の電力線路選択装置。