JP2001308756A

JP2001308756A - 電灯線通信システム

Info

Publication number: JP2001308756A
Application number: JP2000116894A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hanya; 弘嗣判谷
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストでかつ高い信頼性で通信を行える電
灯線通信システムを提供する。【解決手段】分電盤１において、幹線電灯線２から複
数の分岐電灯線４が分岐している。上記複数の分岐電灯
線４（Ａ１，Ａ２）には通信装置１１，１２が接続され
ている。分電盤１内には中継器１３が収容されている。
この中継器１３は、上記電灯線２に接続され、上記通信
装置１１，１２間の通信の中継を行う。上記幹線電灯線
２からの分岐電灯線４の分岐部Ｘと、上記中継器１３と
の間には、負荷が介在されておらず、中継器１３は良好
な中継を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電灯線を利用した
通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家屋では、商用電源に接続された幹
線電灯線が分電盤まで延びており、この分電盤では、幹
線電灯線から分岐電灯線が分岐されている。上記分岐電
灯線には種々の負荷が接続されるようになっている。

【０００３】上記電灯線を用いた通信システムは公知で
ある。例えば特開昭６３−３１２３０号公報に開示され
たシステムでは、制御信号を出力する親機（通信装置）
と、各負荷に接続された子機（通信装置）とを備えてい
る。親機と子機が電灯線に接続された状態で、親機から
制御信号を出力すると、この制御信号が電灯線を経て子
機に至り、この子機に接続された負荷を制御するように
なっている。そして、親機からの制御信号が減衰して制
御対象となる負荷の子機まで達しない状況を回避するた
め、その中間に位置する他の負荷の子機を中継器として
用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報の通信システ
ムでは、多くの子機に中継機能を持たせるため、コスト
高となる。また、中継器となる子機が必ずしも通信の中
継に相応しい位置に存在するとは限らず、負荷（特に電
磁調理器，ＩＨ炊飯器，インバータ照明器，エアコン，
掃除機など、低インピーダンス機器や雑音の大きな機
器）が間に多く介在すると、通信の信頼性が損なわれる
ことがある。また、上記公報には開示されていないが、
送信側と受信側の通信装置が、分電盤で分岐された異な
る分岐電灯線に接続されている場合には、通信装置間に
多くの負荷が介在される可能性が高くなるので、通信の
信頼性が損なわれることになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
幹線電灯線および幹線電灯線から複数に分岐される分岐
電灯線を含む電灯線と、上記複数の分岐電灯線に接続さ
れる複数の通信装置と、上記電灯線に接続され上記通信
装置間の通信の中継を行う中継器とを備えたシステムに
おいて、上記幹線電灯線からの分岐電灯線の分岐部と上
記中継器との間に負荷を介在させずに、上記中継器を上
記電灯線に接続したことを特徴とする。本発明の第２の
態様は、第１態様の電灯線通信システムにおいて、上記
中継器を、上記分岐部を収容する分電盤内または分電盤
の近傍に配置したことを特徴とする。

【０００６】本発明の第３の態様は、第１，第２態様の
電灯線通信システムにおいて、上記幹線電灯線が、太陽
電池の直流出力を交流に変換するインバータ機能を有す
るパワーコンディショナと、商用電源とを繋ぎ、さら
に、売買電力量を検出する売買電力量検出手段，上記パ
ワーコンデショナーからの発電電力量を検出する発電電
力量検出手段，消費電力量を検出する消費電力量検出手
段のうちの少なくとも一つの電力量検出手段と、上記電
力量検出手段からの検出電力量の情報またはこの検出電
力量に基づいて演算した情報を上記電灯線に送信する送
信手段とを備え、上記送信手段が、上記中継器としても
機能することを特徴とする。

【０００７】本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様
の電灯線通信システムにおいて、上記幹線電灯線が単相
３線からなり、上記分岐電灯線が単相２線からなり、上
記中継器が、第１相の複数の分岐電灯線に接続された複
数の通信装置間の通信の中継を行う第１中継部と、第２
相の複数の分岐電灯線に接続された複数の通信装置間の
通信の中継を行う第２中継部とを備え、上記第１，第２
の中継部間の信号伝達により、異相の分岐電灯線に接続
された通信装置間の通信の中継を行うことを特徴とす
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を、
図１〜図５を参照して説明する。電灯線通信システム
は、分電盤１を備えている。この分電盤１は、電灯分電
盤用協約形配線用遮断器の寸法（分電盤協約寸法）の器
体１ａ（ケース）を有し、この器体１ａ内には、商用電
源に接続された単相３線Ｌ１，Ｌ２，Ｎからなる幹線電
灯線２が引き込まれている。幹線電灯線２には、器体１
ａ内において例えば上限１００Ａの漏電ブレーカ３が設
けられている。

【０００９】上記分電盤１の器体１ａ内において、幹線
電灯線２からは、多数（複数）の単相２線Ｌ１，Ｎまた
はＬ２，Ｎからなる分岐電灯線４…が分岐されている。
この分岐部を図においてＸで示す。各分岐電灯線４に
は、器体１ａ内において例えば上限２０Ａのブレーカ５
が設けられている。各分岐電灯線４は、天井や床下等を
通り、ジョイントボックス６を介してさらに複数の再分
岐電灯線７に分岐されている。再分岐電灯線７は部屋ま
で延び、その先端にはコンセント８（端末接続器）が取
りつけられている。

【００１０】上記再分岐電灯線７には、電磁調理器１０
ａ，インバータ照明器具１０ｂ，テレビ１０ｃ，掃除機
１０ｄ，エアコン１０ｅ等の負荷が接続されるようにな
っている。なお、エアコン１０ｅのように大きな電力を
消費する負荷は、再分岐電灯線７を介さずに直接分岐電
灯線４に接続されている。ここではエアコン以外の電気
機器（負荷）は接続されないのが普通である。インバー
タ照明器具１０ｂは、他の負荷と異なりコンセント８を
介さずに再分岐電灯線７に接続されている。もちろん、
引掛ローゼットまたは引掛シーリングで再分岐電灯線７
に接続されるようにしてもよい。

【００１１】本実施形態では、さらに、複数の通信装置
１１，１２と中継器１３とを備えている。これら通信装
置１１、１２および中継器１３は、電灯線通信機能を有
し、電力波形に高周波の信号を重畳して送信したり、こ
の高周波信号を分離して受信することができる。通信装
置１１，１２は、通常、異なる部屋に配置されており、
そのプラグ１１ａ，１２ａをコンセント８に差し込むこ
とにより、互いに異なる分岐電灯線４に着脱可能に接続
されている。なお、以下の説明では、通信装置１１，１
２が接続された分岐電灯線４に符号Ａ１，Ａ２を付して
説明する。なお、通信装置１１が接続される分岐電灯線
Ａ１が線Ｌ１，Ｎからなり、通信装置１２が接続される
分岐電灯線Ａ２が線Ｌ２、Ｎからなり、互いに異相をな
す。

【００１２】中継器１３は、分電盤１の器体１ａ内に収
容されており、図２に示すように、２つの中継部１３
ａ，１３ｂを有している。第１中継部１３ａは、幹線電
灯線２の２本の線Ｌ１，Ｎに接続され、第２中継部１３
ｂは２本の線Ｌ２，Ｎに接続されている。第１，第２の
中継部１３ａ，１３ｂ同士は信号伝達（電灯線通信では
なく通常の信号伝達）を行うようになっている。すなわ
ち、中継器１３は、相間信号伝達手段を内蔵している。

【００１３】なお、中継器１３は、図３に示すように互
いに離れた２つの中継部１３ａ，１３ｂにより構成して
もよい。この場合、ＲＳ−２３２Ｃなどで通信を行う。

【００１４】以下、上記構成をなす電灯線通信システム
の作用を、通信装置１１から通信装置１２へ情報を送る
場合を想定して説明する。通信装置１１では、図４
（Ａ）に示すルーチンを実行する。詳述すると、最初に
通信装置１２へ図５のフレームを送信する（ステップ１
００）。このフレームは自己アドレスＳＡと、相手アド
レスＤＡと、データ部を含んでいる。ステップ１００で
送信されるフレームの自己アドレスＳＡは通信装置１１
を指し、相手アドレスＤＡは通信装置１２を指す。通信
装置１２では、上記フレームを正しく受信できれば、Ａ
ＣＫ信号（受信確認信号）を、上記自己アドレスＳＡで
指定された通信装置１１に送り返す。

【００１５】次に上記通信装置１１では、通信装置１２
からＡＣＫ信号を受信したかどうかを判断する（ステッ
プ１０１）。ここで肯定判断した場合には、通信が完了
したものと認識する（ステップ１０２）。通信が不安定
のため通信装置１２からＡＣＫ信号を受信せず、ステッ
プ１０１で否定判断した場合には、中継器１３へフレー
ムを送信する（ステップ１０３）。このステップ１０３
で送信されるフレームの自己アドレスＳＡおよびデータ
部はステップ１００の場合と同じであるが、相手アドレ
スＤＡは中継器１３を指す。次に、中継器１３からＡＣ
Ｋ信号を受信したかどうかを判断する（ステップ１０
４）。この中継器１３からＡＣＫ信号については、後述
する。ステップ１０４で肯定判断した場合には、通信が
完了したものと認識する（ステップ１０２）。ステップ
１０４で否定判断した時には通信失敗と認識する（ステ
ップ１０５）。

【００１６】他方、中継器１３では、通信装置１１から
自分あてのフレームを受け取った時に、図４（Ｂ）のル
ーチンを実行する。詳述すると、最初にフレームを通信
装置１２に送信する（ステップ２００）。このフレーム
は、通信装置１１からのフレームとデータ部が同じであ
るが、自己アドレスＳＡは中継器１３を指し、相手アド
レスＤＡは通信装置１２を指す。この時、中継信号であ
ること、本来の送信元は通信装置１１であることをデー
タ部の中に挿入してもよいが、挿入しなくてもよい。通
信装置１２では、上記フレームを正しく受信できれば、
ＡＣＫ信号を、自己アドレスＳＡで指定された中継器１
３に送り返す。

【００１７】中継器１３では、次に、通信装置１２から
ＡＣＫ信号を受信したか否かを判断する（ステップ２０
１）。ここで肯定判断した場合には、通信装置１１へＡ
ＣＫ信号を送信し（ステップ２０２）、通信完了と認識
する（ステップ２０３）。ステップ２０１で否定判断し
た時には、通信失敗と認識する（ステップ２０４）。中
継器１３は通信失敗の情報を通信装置１１に送信しても
よいが、送信しなくてもよい。

【００１８】なお、上記実施形態では、通信装置１１は
最初に通信装置１２への送信を行い、それが失敗した時
に中継器１３に送信しているが、最初から中継器１３に
中継動作を行わせてもよい。この場合、図４（Ａ）のス
テップ１００，１０１が省かれる。

【００１９】上記異相の分岐電灯線Ａ１，Ａ２に接続さ
れた通信装置１１，１２間の通信を、上記中継器１３が
中継する際の信号伝送について、より詳細に説明する。
通信装置１１からの信号は、中継部１３ａで上記フレー
ムやＡＣＫ信号の送受信を実行し、中継部１３ｂは、中
継部１３ａとの間で信号の受け渡しを行う。なお、上記
とは逆に、通信装置１２がフレーム送信側で通信装置１
１が受信側の場合には、中継部１３ｂで上記フレームや
ＡＣＫ信号の送受信を実行し、中継部１３ａは、中継部
１３ｂとの間で信号の受け渡しを行う。

【００２０】図示しないが、通信装置１１から、この通
信装置１１が接続された分岐電灯線Ａ１と同相の分岐電
灯線４に接続された通信装置へと、通信を行う場合に
は、第１中継部１３ａが上記中継動作を担うことにな
る。また、通信装置１２から、この通信装置１２が接続
された分岐電灯線Ａ２と同相の分岐電灯線４に接続され
た通信装置へと、通信を行う場合には、第２中継部１３
ｂが上記中継動作を担うことになる。

【００２１】同相間の通信において、分岐電灯線４にエ
アコンや電子レンジ等の低インピーダンス機器が接続さ
れている場合には、この相の分岐電灯線４に接続された
電気機器の影響を受けて信号波形が歪んだり減衰するこ
とがあるが、１つの相の分岐電灯線４に接続される機器
は数が限られているので、上記中継動作により信号の修
復が可能である。これに対して、異相間の通信において
は、２つの相の分岐電灯線４に接続される全ての機器
が、信号に悪影響を及ぼす恐れがある。しかし、本実施
形態では、２つの中継部１３ａ，１３ｂで中継を行い、
これら中継部１３ａ，１３ｂが電灯線通信によらずに信
号伝達をするので、電灯線通信を中継器１３で分断する
ことができるので、信号の修復が可能である。

【００２２】また、本実施形態では、中継器１３と分岐
部Ｘとの間の通信に悪影響を与える負荷が介在しないた
め、中継器１３と通信装置１１との間は、分岐電灯線Ａ
１に接続された負荷１０ａ，１０ｂだけが介在され、し
かもこの負荷１０ａ，１０ｂの消費電力はブレーカ５に
よって制限されており、通信への影響も制限されてい
る。同様のことが中継器１３と通信装置１２との間の通
信でも言える。その結果、通信装置１１，１２間で稼動
中の負荷が多くて（最大４０Ａ）通信が不安定になるこ
とがあっても、中継器１３と通信装置１１間の通信およ
び中継器１３と通信装置１２との間の通信を、常に良好
に行うことができ、ひいては通信装置１１，１２間の通
信を安定して高い信頼性のもとに行うことができる。こ
こで中継器１３と分岐部Ｘとの間に負荷を介在させない
とは、通信に悪影響を与えない負荷の介在を許容するこ
とを意味する。

【００２３】本実施形態では、上記中継器１３は分電盤
１内に収容されており、分岐部Ｘに近く信号路が短くて
済むので、この点からも信号伝送を良好に行うことがで
きる。また、中継器１３が分電盤１内に収容されている
ので、施工が簡単であり、コスト低減を図ることもでき
る。

【００２４】なお、上記中継器１３は、幹線電灯線２で
はなく分岐電灯線４に接続された状態で、分電盤１内に
収容されていてもよい。また、中継器１３が分電盤１外
に配置され、中継器１３から延びる信号線が分電盤１内
で幹線電灯線２や分岐電灯線４に接続されていてもよ
い。この場合、信号伝送路を短くするために、中継器１
３を分電盤１の近傍に配置するのが好ましい。

【００２５】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。これら実施形態で上記第１実施形態に対応する部
位には図中同番号を付して説明を省略する。また、図示
を省略した部分は第１実施形態とほぼ同様である。図６
に示す第２実施形態では、中継器１３はプラグ１３ａを
有し、このプラグ１３ａをコンセント８に差し込むこと
により、中継器１３が分電盤１から引き出された分岐電
灯線４に接続される。この実施形態では、中継器１３
は、分岐部Ｘの最も近い再分岐電灯線７に接続されてお
り、中継器１３と分岐部Ｘとの間に負荷は介在しない。

【００２６】分電盤１内において幹線電灯線２または分
岐電灯線４に相間信号伝達手段２０を接続する。この相
間信号伝達手段２０は、図７に示すように１個のコンデ
ンサ２１（ハイパスフィルタ）からなり、線Ｌ１，Ｌ２
に両極が接続されている。なお、上記相間信号伝達手段
２０として、図８に示すように２つの電灯線通信モジュ
ール２５，２６を用い、モジュール２５を線Ｌ１，Ｎに
接続し、モジュール２６を線Ｌ２，Ｎに接続し、モジュ
ール２５，２６間で情報のやり取りをするようにしても
よい。上記第２実施形態でも、中継器１３と分岐部Ｘと
の間に通信に悪影響を与える負荷が介在しないので、良
好な中継機能を発揮することができる。

【００２７】次に、本発明の第３実施形態について図９
を参照しながら説明する。この実施形態では、電灯線通
信システムが太陽光発電システムを含んでいる。詳述す
ると、太陽電池３０（太陽電池パネル）と、この太陽電
池３０の直流出力を交流に変換するインバータ機能を有
するパワーコンディショナ３１とを備えている。幹線電
灯線２の一端は商用電源に連なっており、他端はブレー
カ９を介してパワーコンディショナ３１に接続されてい
る。これにより、商用電源とパワーコンディショナ３１
との系統連系がなされる。上記幹線電灯線２には、他の
幹線電灯線２’が接続されており（この接続部を図中Ｙ
で示す）、この幹線電灯線２’から分岐電灯線４が分岐
されている（この分岐部を符号Ｘ’で示す）。

【００２８】上記分電盤１の器体１ａ内には、２つの電
力センサ４０，５０とＩ／Ｆ（インターフェイス）ユニ
ット６０（送信手段，中継器）が収容されている。上記
電力センサ４０（売買電力量検出手段）は、幹線電灯線
２の線Ｌ１，Ｌ２に設けられたカレントトランス４１，
４２（電流センサ）からの電流情報を電圧信号として受
け、また幹線電灯線Ｌ１，Ｎ間（もしくはＬ２，Ｎ間）
の電圧を受けて、売買電力量を検出する。なお、これら
カレントトランス４１，４２の設置位置および電圧の検
出位置は、前述した接続部Ｙと商用電源側の漏電ブレー
カ３との間にある。

【００２９】電力センサ５０（発電電力量検出手段）
は、上記電力センサ４０と同様に、幹線電灯線２の線Ｌ
１、Ｌ２に設けられたカレントトランス５１、５２から
の電流情報に対応する電圧信号と、幹線電灯線２の線Ｌ
１，Ｎ間の電圧を受けて、発電電力量を検出するもので
ある。カレントトランス５１，５２の設置位置および電
圧の検出位置は、前述した接続部Ｙと、パワーコンディ
ショナ３１側のブレーカ９との間にある。なお、通常の
パワーコンディショナ３１は自分自身で発電量を求める
ことがあるが、この場合、電力センサ５０を省き、その
発電量を直接Ｉ／Ｆユニット６０に送る構成であっても
よい。

【００３０】上記Ｉ／Ｆユニット６０は、電灯線通信を
行うためのインターフェイスであって、電力センサ４０
からの売買電力量の瞬時値と、電力センサ５０からの発
電電力量の瞬時値と、これら電力量から演算した消費電
力量を信号線６１〜６３を介して幹線電灯線２に送る。
さらに上記電力量の瞬時値から１日分、１週間分，１年
分の積算値を演算して送信してもよい。Ｉ／Ｆユニット
６０は相間信号伝達手段を内蔵している。

【００３１】第３実施形態の太陽光発電システムでは、
分岐電灯線４または再分岐電灯線７に電灯線通信モジュ
ール６５を介してパソコン６６（表示手段）が接続され
ており、上記Ｉ／Ｆユニット６０から電灯線を介して送
られてきた電力量情報を表示できるようになっている。
この通信モジュール６５は、任意の部屋のコンセント８
に接続できるようになっている。

【００３２】上記Ｉ／Ｆユニット６０は、第１実施形態
の中継器１３の全ての機能を有しており、中継器として
も働く。そのため、別途中継器を必要とせず、コストを
低減できる。

【００３３】第３実施形態において、電力センサ４０
は、幹線電灯線２のカレントトランス４１，４２の代わ
りに、幹線電灯線２’に設けられたカレントトランス７
１，７２からの電流情報を受け取ることにより、消費電
力量を検出するようにしてもよい。この場合、売買電力
量は、発電電力量と消費電力量とから求める。

【００３４】上記Ｉ／Ｆユニット３０は、分電盤３の外
において分電盤３の近傍に配置してもよい。また、上記
のように太陽光発電システムにおける電力量情報を送出
するＩ／Ｆユニットではなく、エネルギーマネージメン
トシステムのような夏場の電力使用ピーク時にエアコン
を制御するシステムに用いられる通信装置を、分電盤内
またはその近傍に配置して、上記中継器として用いても
よい。中継器は、同相の分岐電灯線に接続された通信装
置間の通信の中継だけを行うようにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１態様
によれば、中継器と分岐部との間に負荷が介在しないの
で、複数の通信装置が異なる分岐電灯線に接続されてい
ても、中継器を介して安定した信頼性の高い通信を行う
ことができる。本発明の第２態様によれば、中継器を分
電盤内またはその近傍に配置したことにより、施工性を
向上でき、また中継をより一層良好に行うことができ
る。本発明の第３態様によれば、電力量情報を電灯線を
介して送信する送信手段が中継器を兼ねるので、コスト
の低減，施工性の向上を図ることができる。本発明の第
４態様によれば、異相間通信の場合でも通信を良好に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わる電灯線通信シス
テムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】同システムに用いられる中継器の内部構造を示
す図である。

【図３】同中継器の他の態様を示す図である。

【図４】（Ａ）は同システムの通信装置で実行されるル
ーチンを示すフローチャートであり、（Ｂ）は同システ
ムの中継器で実行されるルーチンを示すフローチャート
である。

【図５】通信対象となるフレームの構成を示す図であ
る。

【図６】本発明の第２実施形態に係わる電灯線通信シス
テムの要部を示すブロック図である。

【図７】図６のシステムで用いられる相間信号伝達手段
の一態様を示す図である。

【図８】図６のシステムで用いられる相間信号伝達手段
の他の態様を示す図である。

【図９】太陽光発電システムを組み込んだ本発明の第３
実施形態の要部を示すブロック図である。

【符号の説明】

１分電盤１ａ分電盤の器体２，２’ 幹線電灯線４，７分岐電灯線８コンセント（端末接続器）１０ａ〜１０ｅ負荷１１，１２通信装置１３中継器３０太陽電池３１パワーコンディショナ４０電力センサ（売買電力量検出手段）５０電力センサ（発電電力量検出手段）６０Ｉ／Ｆユニット（送信手段，中継器）Ｘ，Ｘ’ 分岐部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】幹線電灯線および幹線電灯線から複数に
分岐される分岐電灯線を含む電灯線と、上記複数の分岐
電灯線に接続される複数の通信装置と、上記電灯線に接
続され上記通信装置間の通信の中継を行う中継器とを備
えたシステムにおいて、上記幹線電灯線からの分岐電灯
線の分岐部と上記中継器との間に負荷を介在させずに、
上記中継器を上記電灯線に接続したことを特徴とする電
灯線通信システム。
【請求項２】上記中継器を、上記分岐部を収容する分
電盤内または分電盤の近傍に配置したことを特徴とする
請求項１に記載の電灯線通信システム。
【請求項３】上記幹線電灯線が、太陽電池の直流出力
を交流に変換するインバータ機能を有するパワーコンデ
ィショナと、商用電源とを繋ぎ、さらに、売買電力量を検出する売買電力量検出手段，上
記パワーコンデショナーからの発電電力量を検出する発
電電力量検出手段，消費電力量を検出する消費電力量検
出手段のうちの少なくとも一つの電力量検出手段と、上記電力量検出手段からの検出電力量の情報またはこの
検出電力量に基づいて演算した情報を上記電灯線に送信
する送信手段とを備え、上記送信手段が、上記中継器としても機能することを特
徴とする請求項１または２に記載の電灯線通信システ
ム。
【請求項４】上記幹線電灯線が単相３線からなり、上
記分岐電灯線が単相２線からなり、上記中継器が、第１
相の複数の分岐電灯線に接続された複数の通信装置間の
通信の中継を行う第１中継部と、第２相の複数の分岐電
灯線に接続された複数の通信装置間の通信の中継を行う
第２中継部とを備え、上記第１，第２の中継部間の信号
伝達により、異相の分岐電灯線に接続された通信装置間
の通信の中継を行うことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の電灯線通信システム。