JP2004235879A

JP2004235879A - 信号注入抽出装置

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Publication number: JP2004235879A
Application number: JP2003020884A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Asao; 芳久浅尾; Masahiro Kuwabara; 雅裕桑原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】電力線の任意の位置にＰＬＣモデムを容易に配置することができる信号注入抽出装置を提供する。
【解決手段】電力線５０に重畳して伝送される高周波信号を変調復調するＰＬＣモデム３との接続端２ａと、電力線５０の絶縁体５２を貫通して導体５１と接触可能な導体接触端２ｂとを有する信号注入抽出用電極２を具える。信号注入抽出装置１は、高周波信号が重畳して伝送される電力線５０に導体接触端２ｂを差し込むと共に、ＰＬＣモデム３を接続端２ａに接続することで、電力線５０からの高周波信号を抽出してＰＬＣモデム３に送信すると共に、ＰＬＣモデム３からの高周波信号を電力線５０に注入することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力線搬送通信（ＰＬＣ：ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が行われる電力線の任意の位置に信号を注入／抽出することができる信号注入抽出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力線を利用する通信、例えば、低圧配電線に高周波信号を重畳して高速通信を行う電力線搬送通信（ＰＬＣ：ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、ＰＬＣ方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、ＰＬＣユーザ家屋が一戸建て住宅の場合を示す。この方式は、図１０に示すようにＰＬＣユーザ家屋２００に電力供給を行う電力線を通信に利用するものである。この例では、上位のネットワーク１０１から柱上トランス１０２側までの通信に光ファイバケーブル１０３を用い、トランス１０２側からユーザ家屋２００までの通信に低圧配電線１００などの電力線を用いる。低圧配電線１００や光ファイバケーブル１０３が架設される柱１０４上とＰＬＣユーザ家屋２００とには、通常、親モデム（ＰＬＣモデム）２０１、子モデム（ＰＬＣモデム）２０２を具える。
【０００４】
柱１０４上の親モデム２０１は、トランス１０２と光ファイバケーブル１０３の接続箱１０５とに接続されて、ユーザ家屋２００からの高周波信号やケーブル１０３からの高周波信号を変調／復調する。ＰＬＣユーザ家屋２００の子モデム２０２は、屋内配線２０３に具えるコンセント２０４に接続されてコンセント２０４を介して伝送された高周波信号やコンピュータ２０５などからの高周波信号を変調／復調する。
【０００５】
例えば、ＰＬＣユーザが高周波信号を受信する場合は、トランス１０２の低圧側（二次側）に親モデム２０１を介して高周波信号を注入し、低圧配電線１００→ＰＬＣユーザ家屋２００への引き込み線２０６→電力量メータ２０７、分電盤２０８を経て、家屋２００内の屋内配線２０３→コンセント２０４から信号を抽出することで行う。
【０００６】
図１１は、ＰＬＣユーザ家屋が集合住宅の場合を示す。図中、同一符号は同一物を示す。この例は、上位のネットワーク１０１から変圧室３００の変圧器３０１や開閉室の開閉器（図示せず）までの通信に光ファイバケーブル１０３を用い、変圧器３０１側や開閉器側から各ＰＬＣユーザ家屋２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃまでの通信に電力線５０を用いる。基本的構成は、上記図１０で示す一戸建て住宅の場合とほぼ同様であり、光ファイバケーブル１０３と、変圧器３０１から各ＰＬＣユーザ家屋２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃへ延びる電力線５０とに親モデム２０１が接続され、各ユーザ家屋２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの屋内配線２０３に有するコンセント（図示せず）に子モデム２０２を具える。そして、例えば、ＰＬＣユーザが高周波信号を受信する場合は、光ファイバケーブル１０３から変圧器３０１の低圧側（二次側）に親モデム２０１を介して高周波信号を注入し、電力線５０→各ＰＬＣユーザ家屋２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの電力量メータ２０７、分電盤２０８を経て、各家屋２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ内の屋内配線２０３→コンセントから信号を抽出することで行う。
【０００７】
また、家庭にまで光ファイバケーブルを引き込んで通信を行う、いわゆるＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）と呼ばれる方式と上記ＰＬＣ方式とを併せて、屋内配線を利用して家庭内ＬＡＮを構築することが検討されている。図１２は、ＦＴＴＨ方式とＰＬＣ方式を併せた通信システムの概要を模式的に示した説明図である。図中、同一符号は同一物を示す。
【０００８】
この方式は、上位のネットワーク１０１からＰＬＣユーザ家屋２２０までの通信に光ファイバケーブル１０３を用い、ユーザ家屋２２０内の通信に電力供給を行う屋内配線２０３を用いる。屋内配線２０３は、引き込み線２０６から電力量メータ２０７、分電盤２０８を経て、末端のコンセント２０４にてＰＬＣユーザ家屋２２０内に電力の供給を行う。コンセント２０４には、ＰＬＣモデム２０９を介してコンピュータ２０５が接続される。光ファイバケーブル１０３は、柱などに敷設されて接続箱（図１０参照）を介して分岐をとってユーザ家屋２２０に引き込まれ、光信号／電気信号を変換するメディアコンバータ４００が接続される。このメディアコンバータ４００は、更に、ユーザ家屋２２０の屋内配線２０３に接続される。
【０００９】
この方式において、例えば、高周波信号を局舎に送信する場合、コンピュータ２０５ａからの信号をＰＬＣモデム２０９にて変調してコンセント２０４から抽出し、屋内配線２０３→メディアコンバータ４００→光ファイバケーブル１０３を経て送信される。一方、コンピュータ２０５ａからＰＬＣユーザ家屋２２０内の別のコンピュータ２０５ｂに高周波信号を送信する場合、コンピュータ２０５ａからの信号は、ＰＬＣモデム２０９→コンセント２０４→屋内配線２０３→コンセント２０４→ＰＬＣモデム２０９→コンピュータ２０５ｂの順で伝送され、家庭内ＬＡＮを構築する。
【００１０】
【非特許文献１】
江藤潔、「電力線搬送（ＰＬＣ：ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の現状」、Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＣＱ出版社、２０００年９月、ｐ．７０−８１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記通信方式では、コンセント以外の位置からＰＬＣ信号を注入／抽出することが困難であるという問題がある。
【００１２】
上記通信方式では、ＰＬＣモデムを介してＰＬＣ信号を電力線（低圧配電線、屋内配線など）に注入／抽出する。そして、ＰＬＣモデムは、通常、コンセントに接続させて用いるため、コンセント以外の位置からＰＬＣ信号を注入／抽出することが難しい。
【００１３】
また、上記通信方式では、電力線からノイズが送られたり、別のＰＬＣユーザ家屋からの高周波信号、即ち、あるＰＬＣユーザ家屋が本来得ようとしていたＰＬＣ信号でない信号が送られる、いわゆるクロストークの恐れがある。
【００１４】
そこで、本発明の主目的は、コンセント以外の位置で電力線の任意の位置にＰＬＣモデムを容易に配置することができる信号注入抽出装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、更に、フィルタ機能を有する信号注入抽出装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、変復調機器を接続できると共に、電力線に容易に接触可能な信号注入抽出用電極を具えることで上記目的を達成する。
【００１６】
即ち、本発明信号注入抽出装置は、電力線に重畳して伝送される高周波信号を変調復調する変復調機器との接続端と、電力線の絶縁体を貫通して導体と接触可能な導体接触端とを有する信号注入抽出用電極を具えることを特徴とする。
【００１７】
ＰＬＣモデムに代表される変復調機器において、いわゆる子モデムは、電力線の末端に設けられたコンセントに接続して、ＰＬＣ信号を注入／抽出することが通例である。しかし、いわゆる親モデムは、一般的にコンセントが設けられていない開閉器の付近の電力線や分電盤の付近の電力線に接続される。従って、親モデムを設置する際は、電力線への接続工事が必要である。そのため、コンセント以外の任意の電力線上に変復調機器を容易に接続することが要望されていた。そこで、本発明は、変復調機器を任意の電力線上に簡単に接続できるように、電力線の導体に容易に接触できる信号注入抽出用電極を具え、この電極に変復調機器を接続することを規定する。以下、本発明をより詳しく説明する。
【００１８】
本発明において信号注入抽出用電極は、導電性材料で形成し、変復調機器の送受信回路と接続可能で、かつ、電力線の導体に簡単に接触できる、具体的には、電力線を切断などすることなく施工できる形状であることが望まれる。電力線は、一般に、導体の外周に絶縁体を具えている。従って、電力線を切断などすることなく導体に接触させるためには、導体接触端は、絶縁体の上から導体と接触できる形状、即ち、絶縁体を貫通して導体に接触できる形状のものが望まれる。具体的には、例えば、絶縁体に突き刺せる針状、絶縁体に切り込める刃状のものが挙げられる。また、信号注入抽出用電極は、接続端と導体接触端との中間部に導電性材料からなる圧縮バネなどの弾性材を具え、導体接触端側が絶縁体を貫き導体と接触した際、弾性材による押圧力が導体との接触方向に作用するように構成してもよい。このとき、導体接触端は、押圧力により導体側に押し付けられることで、導体との接触をより強固に維持することができる。その他、信号注入抽出用電極は、ネジ状としてもよい。
【００１９】
上記信号注入抽出用電極は、耐久性や施工作業性などを考慮して、樹脂などの絶縁材料からなる本体ケースに具えることが好ましい。本体ケースは、半割れの分割ブロックとすると、電力線に設置し易く施工性がよい。また、変復調機器との接続端は、本体ケースから突出して具えると変復調機器との接続作業が行い易い。信号注入抽出用電極をネジ状とする場合、この電極と螺合するように本体ケースにネジ部を設けてもよい。
【００２０】
本発明信号注入抽出装置は、信号注入抽出用電極の導体接触端を電力線に差し込み、接続端に変復調機器を接続することで、電力線の任意の位置から高周波信号の注入／抽出を可能にする。ここで、一般家庭用などの電力線は、主に、単相三線式や単相二線式が用いられており、この場合、変復調機器を接続する電力線は、複数本、通常、３本又は２本存在する。従って、本発明信号注入抽出装置は、信号注入抽出用電極を複数具えておき、各電極をそれぞれ異なる電力線に接続するとよい。このとき、本発明信号注入抽出装置は、一つの本体ケースに複数本、例えば、３本又は２本の信号注入抽出用電極を具えた構成とすると、複数の電力線に対して、一括して装着することができ施工性に優れる。このような構成を適用する箇所としては、複数本（通常、３本又は２本）の電力線がまとまって存在する箇所、即ち、電力線間が比較的狭くなっている箇所、例えば、電力量メータ付近、開閉器のブレーカ付近などが挙げられる。或いは、本発明信号注入抽出装置において、１本の信号注入抽出用電極を具えた本体ケースを複数個、例えば、三つ又は二つ用意して、複数の電力線に対して、それぞれ別の本体ケースの電極を接続してもよい。そして、各本体ケースは、信号注入抽出用電極に接続される配線などを具えておき、各ケースを電気的に接続してもよい。
【００２１】
更に、上記信号注入抽出用電極において、変復調機器との接続端と導体接触端間にコンデンサを具えることが好ましい。信号注入抽出用電極自体にコンデンサを具えることで、同電極において変復調機器との接続端に商用電圧（例えばＡＣ１００Ｖ、ＡＣ２００Ｖ）が発生しにくくなり、感電の危険を防止して安全性を高めることができる。更に、このコンデンサを有する電極を複数具える場合、これらの電極においてコンデンサの変復調機器との接続端側同士を連結するようにインダクタ（コイル）を具えると、低周波の除去特性を調整することができて好ましい。例えば、高周波や家電機器などのノイズなどで、ＰＬＣに使用する周波数より小さいノイズをも除去することができ、有効である。このとき、インダクタは、各電極を電力線に差し込むことで、電極が接続される電力線同士を連結するように配置される。
【００２２】
一方、従来の通信方式では、ＰＬＣユーザ家屋間でクロストークを生じたり、低圧配電線などの電力線からのノイズが変復調機器に送られたりする恐れがある。そこで、本発明装置は、コンデンサと磁性体とからなるフィルタを具えて、ノイズや別のＰＬＣユーザ家屋からの高周波信号などを防止する。具体的には、信号注入抽出用電極を複数具え、これらの電極が接続される電力線同士を連結するように配置されるコンデンサと、これらの電極が接続される電力線の外周に配置される磁性体とを具える。そして、上記磁性体は、信号注入抽出用電極とコンデンサ間に配置する。
【００２３】
ノイズやＰＬＣ信号は、通常、高周波であり、コンデンサは、周波数が高いほどインピーダンスが小さくなる。これらのことから、信号注入抽出用電極が接続される電力線間にコンデンサを配置すると、別のＰＬＣユーザ家屋（以下、第一家屋と呼ぶ）から送られてきたＰＬＣ信号をこのコンデンサにて減衰できるため、コンデンサより下流にあるＰＬＣユーザ家屋（以下、第二家屋と呼ぶ）に電力線からのノイズや第一家屋からのＰＬＣ信号が伝送されるのを防止することができる。
【００２４】
上記のように電力線同士を連結するように配置するコンデンサにて、十分な減衰量を得ることができるが、コンデンサ部分は、インピーダンスが回路的に小さくなるため、第一家屋からの高周波信号だけでなく、第二家屋が本来得ようとしていたＰＬＣ信号のレベルも小さくなる恐れがある。そこで、本発明では、更に、コンデンサが接続される電力線の外周に配置される磁性体を具える。この構成により、第二家屋側からみたインピーダンス（コンデンサと磁性体とのインピーダンス）をある一定のレベル、例えば、第二家屋の受信機の入力インピーダンス程度（入力インピーダンスが５０Ωの場合は５０Ω程度）に保持して、第二家屋側の受信レベルを上げることができる。
【００２５】
磁性体は、上記のように信号注入抽出用電極とコンデンサ間に位置するように配置することが好ましい。特に、第二家屋側から近い方から順に信号注入抽出用電極、磁性体、コンデンサの位置関係となるように配置することが望ましい。また、磁性体は、複数の分割片からなるリング状のものが電力線の外周に配置し易く、公知の半割れの分割片からなるフェライトコアを用いてもよい。このような磁性体は、本体ケースに固定すると、施工性がよく好ましい。
【００２６】
本発明信号注入抽出装置を用いることで、コンセントが存在しない電力線の任意の位置であっても、変復調機器を取り付けることができ、高周波信号の注入／抽出を行うことが可能であるが、更に、注入／抽出などの動作を行うべく変復調機器への電源の供給が望まれる。そこで、変復調機器の電源を電力線から直接供給することができるように、変復調機器の電源に接続可能な電源接続端と、電力線の絶縁体を貫通して導体と接触可能な導体接触端とを有する電源供給用電極を具えることが好ましい。そして、信号注入抽出用電極は、変復調機器の送受信回路に接続し、電源供給用電極は、変復調機器の電源回路に接続するとよい。このように信号注入抽出用電極に加えて、電源供給用電極を具えることで本発明信号注入抽出装置は、電力線の任意の位置から信号の注入／抽出と共に、変復調機器の電源の供給を行うことができる。
【００２７】
上記電源供給用電極は複数具えておき、電力線からのノイズや第一家屋からのＰＬＣ信号を防止する上記フィルタ用のコンデンサを、これら異なる電源供給用電極同士を連結するように配置することが好ましい。また、各電源供給用電極には、その中間部にインダクタ（コイル）を設けることが好ましい。このとき、各電源供給用電極に接続される変復調機器の電源回路の入力インピーダンスによる影響をコンデンサと磁性体によるフィルタに与えにくくすることができて好ましい。
【００２８】
更に、電力量測定機能を具えると、ユーザが本発明装置を用いて通信を行った際の消費電力量を管理できて好ましい。具体的には、電源供給用電極に接続される電力量測定回路を具え、測定した値をユーザが容易に把握できるようにモニタなどを具える構成が挙げられる。
【００２９】
本発明において変復調機器は、例えば、公知のＰＬＣモデムが適用でき、いわゆる親モデム、子モデムのほか、リピータのいずれを本発明装置に接続してもよい。親モデムと子モデム間の電力線に本発明装置を介してリピータを具える場合、両モデムからの信号の干渉を抑制することが可能である。従って、例えば、上記コンデンサと磁性体によるフィルタを具える本発明装置にリピータを接続すると、ＰＬＣユーザ家屋外にユーザ家屋内のＰＬＣ信号が伝送されることを防止すると共に、ＰＬＣ信号の干渉をも抑えることが可能である。
【００３０】
本発明信号注入抽出装置を用いてＰＬＣ方式の通信を行う場合、各ＰＬＣユーザ家屋には、例えば、デジタル信号／アナログ信号の変換を行うＰＬＣモデム（子モデム）を具えておく。また、光ファイバケーブルに高周波信号を送信又は同ケーブルから高周波信号の受信を行うＰＬＣモデム（親モデム）を本発明装置にて任意の電力線上に具えるとよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（１）実施例１
《全体構成》
図１は、本発明信号注入抽出装置を模式的に示した斜視図である。本発明信号注入抽出装置１は、ＰＬＣモデム３との接続端２ａと、電力線５０の絶縁体５２を貫通して導体５１と接触可能な導体接触端２ｂとを有する信号注入抽出用電極２を具える。
【００３２】
この信号注入抽出装置１は、２本の異なる電力線５０（例えば、接地側電力線と電圧側電力線）に対して、一括して装着するもので、本体ケース１１内に２本の信号注入抽出用電極２を具える。各信号注入抽出用電極２の一端（接続端２ａ）は、ＰＬＣモデム３が接続可能なように、また、他端（導体接触端２ｂ）は、電力線５０に差し込み可能なようにケース１１からそれぞれ突出させて具える。
【００３３】
本体ケース１１は、絶縁性の樹脂からなる二つの分割ブロック１１ａ、１１ｂからなり、各ブロック１１ａ、１１ｂの対向面１１ｃに２本の電力線５０を配置できるように電力線５０の外周に適合させた断面半円状の電力線溝１１ｄを二つ並行に設けている。そして、一方の分割ブロック１１ａの電力線溝１１ｄから導体接触端２ｂを突出させている。この構成により、両ブロック１１ａ、１１ｂの電力線溝１１ｄで電力線５０を挟むように重ね合わせると、各電極２の導体接触端２ｂは、それぞれ異なる電力線５０に差し込まれて絶縁体５２を貫通し導体５１に接触することができる。
【００３４】
本体ケース１１の組み立ては、まず、分割ブロック１１ｂの電力線溝１１ｄに電力線５０を配置し、分割ブロック１１ａの電力線溝１１ｄにて、ブロック１１ｂの電力線溝１１ｄから突出した電力線のほぼ半周部分を覆うようにブロック１１ａをブロック１１ｂに重ね合わせる。そして、例えば、本体ケース１１の両側にボールネジ（図１において一点鎖線で示す）を挿通してナット（図示せず）を締め付けて組み立て、電力線５０に本発明信号注入抽出装置１を配置する。
【００３５】
《信号注入抽出用電極》
＜接続端＞
接続端２ａは、ＰＬＣモデム３を接続可能な形状としている。本例では、ＰＬＣモデム３からの接続配線（図示せず）が嵌合する端子（図示せず）を具える。
【００３６】
＜導体接触端＞
導体接触端２ｂとしては、例えば、以下の構成が挙げられる。図２（Ａ）は、刃状の導体接触端を有する信号注入抽出用電極を具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図、（Ｂ）は、針状の導体接触端と圧縮バネとを有する信号注入抽出用電極を具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図、（Ｃ）は、ネジ状の導体接触端を有する信号注入抽出用電極を具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図である。同一符号は、同一物を示す。
【００３７】
（針状の導体接触端）
この導体接触端２ｂは、図１に示すように電力線５０の絶縁体５２を突き破り導体５１と接触可能な針状、より具体的には、円錐状である。本例では、分割ブロック１１ａ、１１ｂの電力線溝１１ｄに電力線５０を収納して本体ケース１１を組み立てた際、絶縁体５２を突き破り導体５１と接触するように導体接触端２ｂを分割ブロック１１ａに固定している。従って、本体ケース１１を組み立てる際、各ブロック１１ａ、１１ｂにボールネジを挿通しナットを締め付けると、導体接触端２ｂは、自動的に電力線５０に押し込まれて絶縁体５２を突き破り、導体５１と接触する。
【００３８】
（刃状の導体接触端）
この導体接触端２ｂは、図１に示す導体接触端と基本的構成は同様であり、形状が異なるのみである。即ち、図２（Ａ）に示すように電力線５０の導体５１の外周に適合する湾曲部２０を具え、この湾曲部２０に絶縁体５２を切り込み可能な刃を有している。そして、この導体接触端２ｂは、上記図１と同様に本体ケース１１を組み立てた際、湾曲部２０が絶縁体５２を切り込み導体５１と接触するように分割ブロック１１ａに固定され、各ブロック１１ａ、１１ｂにボールネジを挿通しナットを締め付けると、自動的に電力線５０に押し込まれて絶縁体５２を切り込み、導体５１と接触する。
【００３９】
（圧縮バネ付き）
この導体接触端２ｂは、針状、より具体的には、円錐状であり図１と同様であるが、接続端２ａとこの導体接触端２ｂとの中間部に、導体接触端２ｂを導体５１との接触方向に押圧する導電性材料からなる圧縮バネ２１を具える点が異なる。圧縮バネ２１は、導体接触端２ｂの差し込み側と反対側（図２（Ｂ）において上方側）に具えており、その一端を導体接触端２ｂ側のフランジ２２に固定し、他端を接続端２ａ側のフランジ２３に固定している。分割ブロック１１ａには、圧縮バネ２１及びフランジ２２、２３を配置できるように円筒状の溝２４を設け、接続端２ａ及びフランジ２３をこの溝２４に固定している。従って、導体接触端２ｂは、電力線５０との接触前において、圧縮バネ２１により分割ブロック１１ａの溝２４から吊り下げられた状態である。上記構成により、針状の導体接触端２ｂが電力線５０に差し込まれると、導体接触端２ｂは、絶縁体５２を突き破ると共にフランジ２２が圧縮バネ２１を押し上げて圧縮バネ２１が縮む。その押圧力により、圧縮バネ２１は、導体接触端２ｂを導体５１との接触方向に押し付け、導体５１との接触を確実に維持することができる。本例では、本体ケース１１を組み立てる際、ナットを締め付けることで導体接触端２ｂが電力線に自動的に押し込まれる構成とした。また、本例では、導体接触端を針状としたが、上記のように刃状としてももちろんよい。
【００４０】
（ネジ状の導体接触端）
この導体接触端２ｂは、針状、より具体的には、円錐状であり図１と同様であるが、注入抽出用電極２をネジ状としている点が異なる。分割ブロック１１ａには、このネジ状の電極２に螺合する螺旋溝２４’を設けている。従って、この電極２は、分割ブロック１１ａ、１１ｂを重ね合わせた後、ブロック１１ａの螺旋溝２４’に螺合させることで、導体接触端２ｂが電力線５０に押し込まれて絶縁体５２を突き破り、導体５１と接触する。
【００４１】
《適用例》
上記のような信号注入抽出用電極２を具える本発明信号注入抽出装置１は、電力線５０の任意の位置に取り付けることができる。従って、本発明信号注入抽出装置１を用いると、コンセントが存在しない電力線５０の任意の位置にＰＬＣモデム３を設置することができる。即ち、本発明装置１は、電力線５０の任意の位置から信号の注入／抽出を可能にする。また、電力線５０を切断などすることなく簡単に導体接触端２ｂを電力線５０の導体５１に接触可能であるため、停電などを生じさせることなく容易に施工することができる。本発明信号注入抽出装置の具体的な使用形態には、信号注入抽出用電極２の接続端２ａにＰＬＣモデム３を接続すると共に、導体接触端２ｂを電力線５０に接触させるとよい。本例では、接地側電力線、電圧側電力線に対し、それぞれ信号注入抽出用電極２を接続する。なお、ＰＬＣモデム３は、電力線５０に重畳して伝送される高周波信号を変調して電力線５０に注入すると共に、電力線５０に重畳して伝送された高周波信号を抽出して復調するものである。
【００４２】
（２）実施例２
図３は、信号注入抽出用電極の中間部にコンデンサを具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図である。同一符号は、同一物を示す。この信号注入抽出装置１’は、基本的構成は上記実施例１と同様であり、図３に示すように信号注入抽出用電極２において、接続端２ａと導体接触端２ｂ間にコンデンサ２５を具える点が異なる。信号注入抽出装置１’は、電極２自体にコンデンサ２５を具えることで、低周波の商用周波数（通常、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の電力を接続端２ａ側に伝えにくく、高周波のＰＬＣ信号を効率よくＰＬＣモデム３（図１参照）に伝えることができる。また、商用周波数の電力をＰＬＣモデム側に伝えにくいことで、感電の危険を防ぎ安全性を高めることが可能である。上記構成に加えて、コンデンサ２５を有する電極２において、コンデンサ２５の接続端側（図３において上側）同士を連結するようにインダクタ（コイル）２６を具えると、効果的にノイズなどを除去することができる。なお、信号注入抽出装置１’を電力線５０に接続すると、図３に示すようにインダクタ２６は、電力線５０間に配置される。
【００４３】
（３）実施例３
図４（Ａ）は、フィルタ機能を有する本発明信号注入抽出装置を模式的に示した上面図、（Ｂ）は、そのＢ方向からの透視図である。同一符号は、同一物を示す。この信号注入抽出装置１０は、実施例１の構成に加えて、コンデンサ４０とフェライトコア４１とからなるフィルタを具えるものである。より具体的には、信号注入抽出装置１０は、信号注入抽出用電極２を２本具え、更に、これらの電極２が接続される電力線５０同士を連結するように配置されるコンデンサ４０と、これらの電極２が接続される電力線５０の外周に配置されるフェライトコア４１とを具える。本例において信号注入抽出用電極２は、図１と同様のものを用いた。
【００４４】
コンデンサ４０は、導体接触端２ｂと同様に、電力線５０の絶縁体５２を突き破り導体５１と接触可能な接触部４２を両側に具え、電力線５０に差し込み可能なように接触部４２の一端を本体ケース１１の電力線溝（図１参照）から突出させている。従って、両分割ブロック１１ａ、１１ｂの電力線溝で電力線５０を挟むように重ね合わせると、接触部４２は、導体接触端２ｂと同様に電力線５０に差し込まれて絶縁体５２を貫き導体５１に接触する。同時に、接触部４２に設けられたコンデンサ４０は、接触部４２が差し込まれた電力線５０間を容量結合する。
【００４５】
フェライトコア４１は、半割れの分割片４１ａを組み合わせてリング状となるものを用い、各分割片４１ａをそれぞれ本体ケース１１の分割ブロック１１ａ、１１ｂに収納し、本体ケース１１を組み立てた際、電力線５０の外周に配置される構成である。このフェライトコア４１は、信号注入抽出用電極２とコンデンサ４０間に位置するようにケース１１に具える。なお、電流量が大きい場合、フェライトコア４１の飽和を緩和するべく、分割片４１ａ間に隙間を設けて電力線５０の外周に配置してもよい。
【００４６】
本発明信号注入抽出装置１０は、コンデンサ４０とフェライトコア４１により、ＰＬＣの周波数帯のインピーダンスを大きくして、第二家屋に送られる第一家屋からの高周波信号をブロックすると同時に、第二家屋側の受信レベルを下げ過ぎないようにする。この構成により、信号注入抽出装置１０は、ローパスフィルタ効果により、第一家屋からの高周波信号を第二家屋側に伝送されにくくする。また、第二家屋に送信されるノイズや、第一家屋からの信号レベルのみを効率よく減衰させることができる。
【００４７】
なお、信号注入抽出装置１０は、コンデンサ４０が第一家屋側、フェライトコア４１が第二家屋側となるように配置する。また、本例においてフェライトコア４１は、第二家屋側からみたインピーダンス（コンデンサ４０のインピーダンスとフェライトコア４１のインピーダンスとの合計インピーダンス）が第二家屋の受信機の入力インピーダンスと同等程度となるものを用いた。
【００４８】
（４）実施例４
次に、高周波信号の注入／抽出だけでなく、ＰＬＣモデムの電源供給をも電力線から直接供給することができる構成を説明する。図５は、信号注入抽出用電極と別個に電源供給用電極を具える本発明信号注入抽出装置を模式的に示した断面図、図６は、本発明信号注入抽出装置にＰＬＣモデムを接続した状態を模式的に示す回路図である。
【００４９】
この信号注入抽出装置１０’は、基本的構成は図４に示す実施例３と同様であり、コンデンサ４０に連結される接触部４２の一端をＰＬＣモデム３の電源との電源接続端とする。より具体的には、ＰＬＣモデム３（図６参照）の電源に接続可能な電源接続端４３ａと、電力線５０の絶縁体５２を貫通して導体５１と接触可能な導体接触端４３ｂとを有する電源供給用電極４３を接触部４２の代わりに２本具える。
【００５０】
電源供給用電極４３の電源接続端４３ａは、ＰＬＣモデム３に有する電源回路３ａ（図６）と接続可能なように本体ケース１１から突出させて具える。また、本例では、電源供給用電極４３の中間部にインダクタ（コイル）４４を具えて、ＰＬＣモデム３に具える電源回路３ａの入力インピーダンスの影響をコンデンサ４０とフェライトコア４１とによるフィルタに与えにくくすることができる。
【００５１】
このような本発明信号注入抽出装置１０’は、図６に示すようにＰＬＣモデム３の送受信回路３ｂに信号注入抽出用電極２の一端（接続端２ａ）を接続すると共に、他端（導体接触端２ｂ）を電力線５０にそれぞれ差し込む。かつ、ＰＬＣモデム３の電源回路３ａに電源供給用電極４３の一端（電源接続端４３ａ）を接続すると共に、他端（導体接触端４３ｂ）を信号注入抽出用電極２が接続される電力線５０にそれぞれ差し込む。すると、本発明信号注入抽出装置１０’に接続されたＰＬＣモデム３は、電力線の任意の位置から高周波信号を注入／抽出できるだけでなく、装置１０’を介して電源をも供給することができる。従って、本発明信号注入抽出装置は、ＰＬＣモデムの設置個所の選択範囲を広げることができる。
【００５２】
更に、本発明信号注入抽出装置１０’には、電力量測定機能を具えてもよい。具体的には、電源供給用電極４３間に電力量測定回路４５と、回路４５で測定した値をユーザが把握できるようにモニタ（図示せず）とを具える。この構成により、ユーザは、本発明信号注入抽出装置１０’を利用した際の消費電力量を管理することができる。
【００５３】
なお、上記実施例１〜４では、信号注入抽出用電極や電源供給用電極などを電力線数に適合するように２本ずつ具えて、異なる２本の電力線を一つの本体ケースに収納して一括して本発明信号注入抽出装置を配置する場合を説明したが、異なる３本の電力線を一つの本体ケースに収納する場合についても基本的構成は同様である。即ち、上記電極などを電力線数に適合させて３本ずつ具えるとよい。また、上記電極などを１本ずつ具えた本体ケースを複数用意して、複数本の電力線にそれぞれ別個の本体ケースの電極を接続し、これら電極にＰＬＣモデムを接続してもよい。例えば、電力線が２本又は３本の場合、別個の本体ケースを二つ又は三つ用意するとよい。このとき、インダクタ２６（図３参照）やコンデンサ４０（図４参照）は、各ケースに具えると共にインダクタやコンデンサの両側に配線を具えておき、これらの配線を接続して各本体ケースを接続することで、本発明信号注入抽出装置を配置することができる。
【００５４】
《具体的な設置例》
次に、本発明信号注入抽出装置のより具体的な設置例を説明する。図７（Ａ）は、ＰＬＣユーザ家屋が一戸建て住宅の場合について本発明装置の設置例を示す説明図、（Ｂ）は、電力量メータ部分の拡大模式図、図８は、ＰＬＣユーザ家屋が集合住宅の場合について本発明装置の設置例を示す説明図である。図中、同一番号は、同一物を示す。
【００５５】
本発明信号注入抽出装置１０は、コンセントが存在しないような電力線５０上の任意の位置において高周波信号を注入／抽出することを目的としている。従って、本発明装置１０は、電力線５０上の任意の位置に取り付ければよく、具体的には、ユーザ家屋２００が一戸建て住宅の場合、図７（Ｂ）に示すように電力線５０がまとめられて存在する電力量メータ２０７と分電盤２０８（図７（Ａ））間の電力線５０（二次側）に設置するとよい。そして、信号注入抽出装置１０に親モデム２０１を接続し、更に、光ファイバケーブル１０３に接続されるメディアコンバータ４００を親モデム２０１に接続するとよい。ユーザ家屋２００内には、子モデム２０２を具えておく。
【００５６】
第二家屋が集合住宅の場合、電力線５０は、図８に示すように変圧室の変圧器３０１から開閉器室の開閉器（図示せず）を経て、各住宅に分岐される。本例では、図８に示すように変圧器３０１と各家庭の電力量メータ（ＷＨＭ）２０７との間に本発明信号注入抽出装置１０を配置した。そして、上記と同様に信号注入抽出装置１０に親モデム２０１を接続し、更に、光ファイバケーブル１０３に接続されるメディアコンバータ４００を親モデム２０１に接続するとよい。ユーザ家屋２００ａ内には、子モデム２０２を具えておく。
【００５７】
上記いずれの例もフィルタ機能を有する信号注入抽出装置１０を用いることで、実施例３で示したように電力線５０からのノイズや第一家屋からの高周波信号を第二家屋側に伝送されにくくする。同時に、第二家屋からの信号が第一家屋側に伝送されることを抑制できる。即ち、第二家屋側により効率よくＰＬＣ信号を伝送することができる。
【００５８】
なお、図７、８では、本発明装置１０を親モデムに接続する場合を示しているが、子モデムに接続してももちろんよい。
【００５９】
（５）実施例５
図９（Ａ）は、本発明信号注入抽出装置にリピータを接続した設置例を示す説明図、（Ｂ）は、本発明装置に具えるフィルタにおいて高周波信号の通過特性を示すグラフである。上記では、本発明装置１０に親モデムを接続することを説明した。しかし、本発明装置１０は、親モデムだけでなく、図９（Ａ）に示すように親モデム２０１と子モデム２０２間の高周波信号の中継を行うリピータ６０を接続することもできる。図９（Ａ）中の矢印は、信号の遣り取りを示す。
【００６０】
図９（Ａ）に示す設置例は、基本的構造は図８に示す設置例と同様であるが、この例では、本発明装置１０にリピータ６０を接続した点が異なる。本例では、ユーザ家屋２００ｂの通信線路の入り口、具体的には、電力量メータ２０７から延びる屋内配線２０３上に本発明装置１０を配置して、この装置１０にリピータ６０を接続している。
【００６１】
通常、親モデム２０１と子モデム２０２との間で通信が行われるが、これらモデム間において、高周波信号の減衰が大きく、直接通信が困難な場合、途中で信号を中継するリピータ６０を通信線路の途中に挿入することがある。リピータ６０を具えた通信線路では、例えば、親モデム２０１から子モデム２０２に高周波信号を送信する場合、親モデム２０１からリピータ６０に送信し、次にリピータ６０から子モデム２０２に伝送する。このとき、信号伝送に使用する周波数は、干渉を避けるために、親モデム−リピータ間、リピータ−子モデム間で異なるものを使用することが好ましい。図９では、親モデム−リピータ間の周波数をｆ_１、リピータ−子モデム間の周波数をｆ_２とした。
【００６２】
本発明装置１０を用いて上記リピータ６０の設置を行うと、設置作業が容易に行えるだけでなく、本発明装置１０内のコンデンサとフェライトコアからなるフィルタＦにより、図９（Ｂ）に示すように通信周波数ｆ_１、ｆ_２を阻止することができるため、相互の信号干渉を抑制することができる。更には、本発明装置１０を用いることで、親モデム−リピータ間と、リピータ−子モデム間とで、同一周波数帯（例えば、周波数ｆ_１）の使用も可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明信号注入抽出装置によれば、電力線の任意の位置に高周波信号を注入／抽出することができるという優れた効果を奏し得る。また、本発明装置は、停電を伴うことなく電力線に簡単に装着させることができ、施工性に優れる。
【００６４】
特に、本発明装置は、コンデンサと磁性体とからなるブロッキングフィルタを具えることで、クロストークを防止すると共に、第二家屋からの信号が第一家屋側（上流側）に伝送されることを抑制できるため、第二家屋への伝送量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明信号注入抽出装置を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、刃状の導体接触端を有する信号注入抽出用電極を具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図、（Ｂ）は、針状の導体接触端と圧縮バネとを有する信号注入抽出用電極を具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図、（Ｃ）は、ネジ状の導体接触端を有する信号注入抽出用電極を具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図である。
【図３】信号注入抽出用電極の中間部にコンデンサを具える信号注入抽出装置を模式的に示した断面図である。
【図４】（Ａ）は、フィルタ機能を有する本発明信号注入抽出装置を模式的に示した上面図、（Ｂ）は、そのＢ方向からの透視図である。
【図５】信号注入抽出用電極と別個に電源供給用電極を具える本発明信号注入抽出装置を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明信号注入抽出装置にＰＬＣモデムを接続した状態を模式的に示す回路図である。
【図７】（Ａ）は、ＰＬＣユーザ家屋が一戸建て住宅の場合について本発明装置の設置例を示す説明図、（Ｂ）は、電力量メータ部分の拡大模式図である。
【図８】ＰＬＣユーザ家屋が集合住宅の場合について本発明装置の設置例を示す説明図である。
【図９】（Ａ）は、本発明装置にリピータを接続した設置例を示す説明図、（Ｂ）は本発明装置に具えるフィルタにおいて高周波信号の通過特性を示すグラフである。
【図１０】ＰＬＣ方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、ＰＬＣユーザ家屋が一戸建て住宅の場合を示す。
【図１１】ＰＬＣ方式の通信システムの概要を模式的に示した説明図であり、ＰＬＣユーザ家屋が集合住宅の場合を示す。
【図１２】ＦＴＴＨ方式とＰＬＣ方式を併せた通信システムの概要を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
１、１’、１０、１０’ 信号注入抽出装置２信号注入抽出用電極２ａ接続端
２ｂ、４３ｂ導体接触端３ＰＬＣモデム３ａ電源回路３ｂ送受信回路
１１本体ケース１１ａ、１１ｂ分割ブロック１１ｃ対向面１１ｄ電力線溝
２０湾曲部２１圧縮バネ２２、２３フランジ２４溝２４’ 螺旋溝
２５コンデンサ２６、４４インダクタ（コイル）
４０コンデンサ４１フェライトコア４１ａ分割片４２接触部
４３電源供給用電極４３ａ電源接続端４５電力量測定回路
５０電力線５１導体５２絶縁体６０リピータ
１００低圧配電線１０１上位のネットワーク１０２柱上トランス
１０３光ファイバケーブル１０４柱１０５接続箱
２００、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２２０ＰＬＣユーザ家屋２０１親モデム
２０２子モデム２０３屋内配線２０４コンセント
２０５、２０５ａ、２０５ｂコンピュータ２０６引き込み線２０７電力量メータ
２０８分電盤２０９ＰＬＣモデム
３００変圧室３０１変圧器
４００メディアコンバータ

Claims

電力線に重畳して伝送される高周波信号を変調復調する変復調機器との接続端と、電力線の絶縁体を貫通して導体と接触可能な導体接触端とを有する信号注入抽出用電極を具えることを特徴とする信号注入抽出装置。
変復調機器との接続端と導体接触端間にコンデンサを具えることを特徴とする請求項１記載の信号注入抽出装置。
前記コンデンサを有する信号注入抽出用電極を複数具え、これらの電極においてコンデンサの変復調機器との接続端側同士を連結するようにインダクタを具えることを特徴とする請求項２記載の信号注入抽出装置。
前記信号注入抽出用電極を複数具え、
更に、これらの電極が接続される電力線同士を連結するように配置されるコンデンサと、これらの電極が接続される電力線の外周に配置される磁性体とを具え、
前記磁性体は、信号注入抽出用電極とコンデンサ間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の信号注入抽出装置。
変復調機器の電源に接続可能な電源接続端と、電力線の絶縁体を貫通して導体と接触可能な導体接触端とを有する電源供給用電極を複数具え、
前記コンデンサは、電源供給用電極同士を連結するように配置されることを特徴とする請求項４記載の信号注入抽出装置。
更に、電源供給用電極に接続される電力量測定回路を具えることを特徴とする請求項５記載の信号注入抽出装置。