JP2007020015A

JP2007020015A - 機能装置

Info

Publication number: JP2007020015A
Application number: JP2005200992A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamamoto; 政博山本; Takeshi Ueno; 武史上野; Kazufumi Oki; 一史大木; Kenichi Yoneyama; 研一米山; Hideji Hamaguchi; 秀司濱口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】ゲート装置に対して接続するだけで、多種多様な機能を持つシステム構築が可能な機能装置を提供することにある。
【解決手段】機能装置は、スイッチボックス２に取付枠４により取り付けられたゲート装置３の前面部に設けた電力路接続口及び情報路接続口にコネクタを接続することによりゲート装置３を介して電力線Ｌ１からの電力の供給を受け、また情報線Ｌ２に伝送する情報信号をゲート装置３との間で授受する基本機能モジュール８と、この基本機能モジュール８に連結され、壁面に沿うように配置される拡張機能モジュール９_１と、更にこの拡張機能モジュール９から側方に必要に応じて順次連結される拡張機能モジュール９_２等とで配線システムが構築される。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報と負荷の電力とを同時に送ることができる配線システムに用いる機能装置に関する。

従来、端末器を通じて負荷の操作（監視）制御を行うシステムには、端末器へ中央監視装置から複極のベースバンド信号からなる伝送信号を時分割多重によって送り、各端末器ではこの伝送信号を利用して情報の授受を行うとともに、端末回路部の電源を得るシステムがあった（特許文献１）。

そしてこのシステムでは、埋め込み型の配線器具用に規格されているスイッチボックスとこれに対応する取付枠を用いて操作スイッチ等を設けた操作用端末器を壁面に埋め込み配設することで、従前の壁スイッチと同様な使い方が行われるようになっている。また２組の操作用端末器を取り付ける場合には、２つの取付窓を備えた２連用の取付枠を用い、取付枠の片側の一連分を一連型のスイッチボックスに取り付け、残りの片側を壁面に沿わせるように配置し、夫々の取付窓に操作用端末器を取り付けることで、２つの操作用端末器を併設する構成を採用していた。また取付窓間に設けた導電片を両側の取付窓に設けた操作用端末器のリード片を接触させることで、一方の操作用端末器（スイッチボックス側）から他方の操作用端末器へ信号線を送り配線する構成となっている。
特許第３１３６００６号公報（段落番号０００４，０００５、００１５、図１、図３７）

ところで、上述のシステムでは伝送信号により端末器の端末回路部に電力を供給することができるものの、例えば信号線の電流容量等の制限から制御用端末器により制御される負荷への電源供給は夫々の設置場所において商用電源から供給する構成であった。そのため、２線の信号線を各端末器間で接続するだけでよいため、信号線について省配線化を図ることできるものの、負荷に対する電源線の配線が従前のままであるため、制御用端末器の設置場所が限定されるという課題があった。

しかも端末器は監視対象からのデータの取り込みか或いは制御データに基づいた負荷の制御かの機能しかなく、それ自体が独自の機能を持つものではなく、多様な機能を展開できるものではなかった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、ゲート装置に対して接続するだけで、多種多様な機能を持つシステム構築が可能な機能装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、電力線に接続されている電力路接続口と情報線に接続されている情報路接続口とをモジュール化して形成した接続口を備えたゲート装置に接続される機能装置であって、前記ゲート装置の電力路接続口及び情報路接続口に接続され、前記ゲート装置から前記電力を得るとともに前記ゲート装置を介して前記情報信号の授受を行う基本機能モジュールと、該基本機能モジュールに接続され、基本機能モジュールを介して少なくとも電力の供給と情報信号の伝達との何れかが行われる少なくとも一つの拡張機能モジュールとから成ることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ゲート装置に対して基本機能モジュールを、基本機能モジュールに対して拡張機能モジュールを連結するだけで、基本機能モジュール及び拡張機能モジュールにおける電力路や情報路の確保ができる。

請求項２の発明では、請求項１において、前記ゲート装置の電力路接続口と情報路接続口の配置及び形状の形態の定形化に対応して前記コネクタの形態を定形としていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、ゲート装置と基本機能モジュールとの汎用化が図れる。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記基本機能モジュールには電力を拡張機能モジュールへ供給するための電力供給口と、拡張機能モジュールとの間で情報信号を授受するための情報授受口とを備えていることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、電力又は情報のみを必要とするもの、或いは両方を必要とするものなど、多種多様の拡張機能モジュールが接続されても対応することができる。

請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、前記基本機能モジュールから拡張機能モジュールへの電力供給を電気的に非接触な給電手段によって行うことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、機械的な接触による給電ではないため、接触不良によるトラブルの心配がない。

請求項５の発明では、請求項１乃至４の何れかの発明において、前記基本機能モジュールと前記拡張機能モジュールとの間の情報信号の授受を電気的に非接触な伝達手段で行うことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、情報路の接続を機械的な接触により行わないため、接触不良などのトラブルの心配がない。

請求項６の発明では、請求項１乃至５の何れかの発明において、前記基本機能モジュールの側部に前記拡張機能モジュールの側部を対接した状態で両モジュールを機械的に連結する連結手段を具備していることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、基本機能モジュールの側部に拡張機能モジュールを機械的に保持させることができ、情報路の接続、電力路の接続を確実なものとする。

請求項７の発明では、請求項６の発明において、前記連結手段は、基本機能モジュール及び拡張機能モジュールの夫々の前面の端部において幅方向に形成され、前面又は端面の少なくとも一方が開口した連結用溝部と、前記基本機能モジュールの側部と前記拡張機能モジュールの側部とを対接した状態で両モジュールの連結用溝部に亘るように嵌める連結体とで構成していることを特徴とする。

請求項７の発明によれば、機能モジュールの基本機能モジュールに対する連結や連結の解除が前面側から行えるため、作業性に優れている。

本発明は、ゲート装置に対して基本機能モジュールを、基本機能モジュールに対して拡張機能モジュールを連結するだけで、基本機能モジュール及び拡張機能モジュールにおける電力路や情報路の確保ができるという効果がある。

以下本発明の実施形態を説明する。
（実施形態１）
本実施形態の機能装置を用いるシステムでは、図２示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス２を基本ベースとして用いる。これらのスイッチボックス２間には壁面内に先行配線した電力線Ｌ１と、情報線Ｌ２とを送り配線するとともに、始端のスイッチボックス２に対しては配線ボックス１内に引き込まれ主幹ブレーカＭＢと、分岐ブレーカＢＢとを介して屋内に引き込まれて電力線Ｌ１を導入し、また外部のインターネット網ＮＴにゲートウェイＧＷ（必要に応じてルータ、ハブ）を介して接続されている情報線Ｌ２を導入してある。

これらのスイッチボックス２は、例えばＪＩＳで規格化された大角形の１個モジュール寸法の埋め込み型の配線器具が３個取り付けることができる１連の取付枠４（図３参照）に対応して規格化されたスイッチボックスからなり、図１に示すように上部から配電ボックス１又は他のスイッチボックス２から送り配線されてくる電力線Ｌ１及び情報線Ｌ２を導入するとともに、下部からは他のスイッチボックス２へ送り配線するための電力線Ｌ１及び情報線Ｌ２の導出している。そして各スイッチボックス２には本発明の機能装置を構成する基本機能モジュール８を接続するゲート装置３のボディを夫々取付枠４により取り付けてある。

この取付枠４は図３に示すように中央に器具取り付け用の窓孔４ａを設けてあって、この窓孔４ａに取り付け対象の器具本体の前部を背方から嵌め、左右両側の枠片に設けた係止手段に器具本体の両側に設けて被係止部を係止させて器具本体を固定するようになっている。そして上下枠片に設けた取付孔４ｂに挿通する取り付けねじ（図示せず）をスイッチボックス２のねじ孔（図示せず）に締結することで、器具本体ごとスイッチボックス２に取り付けられる。またスイッチボックス２を用いず、埋め込み孔を開口した壁パネルに取り付ける場合には所謂挟み金具で壁パネルを挟持させて取り付けたり、木ねじを用いて取り付けることもできるようになっている。

ゲート装置３は図１に示すようにボディ背面部に速結端子構造の接続端子部５ａ，５ｂ及び送り配線用の接続端子部５ａ’、５ｂ’を設け、夫々に対応する電力線Ｌ１、情報線Ｌ２を接続するようになっている。またボディ前面部には、送られてきた電力線Ｌ１と電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口６Ａと、送られてきた情報線Ｌ２と電気的に接続されている情報路接続口６Ｂとを有しモジュール化した接続口６を図３に示すように備えている。

これら接続口６Ａ，６Ｂは両者間の間隔及び内部の接触部の配列、開口部の形状等がシステムとして規格化されており、このゲート装置３のボディ前面部を覆うようにスイッチボックス２の前面開口側に取り付ける図４に示す基本機能モジュール８の背面部に設けたコネクタ７の被接続部７Ａ、７Ｂが各接続口６Ａ，６Ｂに着脱自在に結合されるようになっている。

基本機能モジュール８は、後述する拡張機能モジュール９とで機能装置を構成するもので、図４，図５（ａ）に示す合成樹脂製で扁平なモジュール本体８Ａ内に図７に示す回路を内蔵しているもので、背面部のコネクタ７の被接続部７Ａ，７Ｂをゲート装置３の接続口６Ａ，６Ｂに結合させることで、スイッチボックス２の前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックス２の前面開口周辺の壁面に重ねた状態となり、その状態で上、下部の中央に穿孔している取付孔８０に取り付けねじ（図示せず）を前面部側から挿通させて取付枠４の上下枠に設けたねじ孔４ｃに螺入締結することでスイッチボックス２に取付枠４を介して取り付けられる。

またモジュール本体８Ａの前面部には、上、下の取付孔８０の開口位置より上又は下側位置において、図５（ａ）に示すようにモジュール本体８Ａの幅方向に幅広溝８１ａと幅狭溝８１ｂとからなる連結用溝部８１を中央の仕切壁８２で左右に二分されるように形成している。

この仕切壁８２の左側又は右側の連結用溝部８１には図５（ｂ）に示す合成樹脂製の連結体１０の片側半分を仕切壁８２に当たる位置まで嵌め込み、この連結体１０の残り半分を図６に示すように拡張機能モジュール９側に同様に設けてある連結用溝部８１に嵌め込むことで、基本機能モジュール８と拡張機能モジュール９とを機械的に結合できるようになっている。連結体１０は背面に幅広溝８１ａ，幅狭溝８１ｂを仕切る仕切壁８１ｃが嵌る溝１０ａを設け、両溝８１ａ、８１ｂに跨るように挿入される。そして基本機能モジュール８では前面部側から化粧カバー８Ｂを着脱自在に被着することで、また拡張機能モジュール９では蓋部８３を閉じることで、両者の連結用溝部８１に跨るように嵌め込んである連結体１０が脱落しないように保持して連結状態を維持するようになっている。而して連結体１０と連結用溝部８１とが基本機能モジュール８と拡張機能モジュール９との連結手段を構成する。

基本機能モジュール８は、図７に示すように、被接続部７Ａを介して接続される商用電源ＡＣを所定電圧に降下させるとともに周波数を高くし、この高い周波数に変換した低圧交流電源をコア１１に巻装したコイル１２に印加するＡＣ／ＡＣコンバータ１３と、低圧交流電源を整流平滑後、安定した直流電圧からなる内部回路の動作電源＋Ｖを得る直流電源部１４と、被接続部７Ｂを介して接続される情報線Ｌ２を通じて双方向に伝送される情報信号を送受信部１５と、情報線Ｌ２を介して受信される情報信号をＥ／Ｏ変換して発光素子ＬＥＤを通じて送出するするＥ／Ｏ変換部１６と、後述する拡張機能モジュール９側から送られくる光信号からなる情報信号を受光素子ＰＤで受光してＯ／Ｅ変換して送受信部１５に渡すＯ／Ｅ変換部１７とを備えている。

コイル１２及びコア１１は基本機能モジュール８と連結する拡張機能モジュール９に電力を非接触で供給するための給電手段を構成するトランスの一次側となる電磁結合部を構成するもので、連結する拡張機能モジュール９（図８参照）側に設けたコイル１８を巻回したコア１９にコア１１が磁気結合してトランス作用によりコイル１８側に低圧交流電源電圧を誘起させて電源供給を行うようになっている。ここでＡＣ／ＡＣコンバータ１３により商用周波数よりも周波数が高い交流電源に変換することで、電磁結合部によるトランス構成の小型化を図っている。

一方Ｅ／Ｏ変換部１６の発光素子ＬＥＤは隣接する拡張機能モジュール９に情報信号を光信号により非接触で伝達するためのもので、連結された拡張機能モジュール９側のＯ／Ｅ変換部２０に設けた受光素子ＰＤに対置される。またＯ／Ｅ変換部１７の受光素子ＬＥＤは隣接する拡張機能モジュール９から光信号により伝達されてくる情報信号を受け取るためのもので、連接する拡張機能モジュール９側のＥ／Ｏ変換部２１の発光素子ＬＥＤに対置される。

そしてコア１１とコイル１２とからなる電磁結合部は図７では１組しか示していないが実際には電気的に並列な２組備え、またＥ／Ｏ変換部１６の発光素子ＬＥＤ，Ｏ／Ｅ変換部１７の受光素子ＰＤも夫々に別の発光素子ＬＥＤ、受光素子ＰＤを接続しており、モジュール本体８Ａの両側において側壁に近接する内部位置に夫々１組ずつ夫々配置している。

ここで発光素子ＬＥＤの発光部及び受光素子ＰＤの受光部が対向するモジュール本体８Ａの側壁部位は光信号が透過可能なように透明部Ｙとしてある。尚モジュール本体８Ａの両側では、受光素子ＬＥＤと、発光素子ＰＤの位置が上、下で逆になるように配置され、例えば右側では受光素子ＬＥＤを上、発光素子ＰＤを下とし、左側では受光素子ＬＥＤを下、発光素子ＰＤを上としてある。そして電磁結合部を構成するコア１１の先端部の配置位置と、受光素子ＬＥＤ及び発光素子ＰＤの配置位置の上下間隔は規格化している。

尚図７ではゲート装置３の両接続口６Ａ，６Ｂ及び基本機能モジュール８のコネクタ７の被接続部７Ａ，７Ｂを縦方向で示しているが、実際は横方向になっている。

本実施形態の機能装置を用いる配線システムでは、電力供給を受けて動作する機能によって複数の種類の拡張機能モジュール９が準備されているが、基本的には図９（ａ）に示すようにモジュール本体９Ａの高さ寸法を基本機能モジュール８と同じ高さ寸法に規格化され、また横幅寸法も規格化された単位モジュール寸法の整数倍に規格化され、またモジュール本体９Ａの両側面の形状は基本機能モジュール８の側面と同形状とし、また背面を図９（ｂ）、（ｃ）に示すように平坦な面に形成して壁面に沿わせることができるようにしている。そして上下位置には上述の連結体１０を基本機能モジュール８と同様に挿入するための幅広溝８１ａ、幅狭溝８１ｂからなる連結用溝部８１を設けるとともに、この連結用溝部８１を開閉する蓋部８３を設け、連結体１０を装着する際や外す場合にはこの蓋部８３を開き、連結体１０の装着状態を保持する際には上述したように閉じるようになっている（図９（ｃ）参照）。

モジュール本体９内には図８に示すように上述のコイル１８、コア１９からなる電磁結合部を２組備えて、モジュール本体９Ａの両側壁に近接する内部に配置するとともに、夫々のコイル１８同士を電気的に接続し、片側の電磁結合部が隣接する基本機能モジュール８又は拡張機能モジュール９の電磁結合部と電磁結合して電力を受け取る側（二次側）となると、他方の電磁結合部が電力供給側（一次側）となるようになっている。これらの電磁結合部を構成するコア１９の先端が近接配置されるモジュール本体９Ａの側面位置が磁気結合部Ｘとなる。また両電磁結合部のコイル１６，１６間を接続する線路には直流電源部２２を接続し、内部回路の動作電源＋Ｖを得るようになっている。

更に情報信号を授受するために、モジュール本体９Ａ内には連結する基本機能モジュール８又は拡張機能モジュール９から送られてくる光信号からなる情報信号を受光素子ＰＤで受光して電気的な信号に変換するＯ／Ｅ変換部２０と、電気信号からなる情報信号を隣接する基本機能モジュール８又は９へ光信号からなる情報信号として発光素子ＬＥＤで送り出すためのＥ／Ｏ変換部２１と、Ｏ／Ｅ変換部２０からの電気信号からなる情報信号を受け取るとともに、電気信号からなる情報信号をＥ／Ｏ変換部２１へ送り出す情報信号送受信部２３とからなる情報信号送受信手段を二組設け、一方の発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＤをモジュール本体９Ａの左側側壁近傍の内部に、また他方の伝送処理部の発光素子ＬＥＤと受光素子ＰＤをモジュール本体９Ａの右側側壁近傍の内部に配置してある。ここで左側に配置される発光素子ＬＥＤの位置は受光素子ＰＤの下側に、また右側に配置される発光素子ＬＥＤの位置は受光素子ＰＤの上側に夫々を配置し、左側に連結される基本機能モジュール８又は拡張機能モジュール９の右側に配置されている発光素子ＬＥＤ、受光素子ＰＤに、左側配置した受光素子ＰＤ、発光素子ＬＥＤが夫々対向し、また右側に連結される基本機能モジュール８又は拡張機能モジュール９の左側に配置されている発光素子ＬＥＤ、受光素子ＰＤに右側配置した受光素子ＰＤ、発光素子ＬＥＤが夫々対向するようになっている。そして発光素子ＬＥＤ、受光素子ＰＤが対向しているモジュール本体９Ａの側壁は光信号が透過できるように基本機能モジュール８と同様に透明部Ｙとなっている。そして両側の情報信号送受信部２３，２３間をモジュール本体９Ａ内において、双方向の信号ライン２４で接続して、両側に隣接する基本機能モジュール８又は拡張機能モジュール９に対して情報信号を中継できるようになっている。

またモジュール本体９Ａ内には、信号ライン２４上の情報信号を受信するとともに、信号ライン２６上に情報信号を送出する送受信部２５と、この送受信部２５で受信される情報信号からデータを取り込んで処理を行うとともに、当該拡張機能モジュール９から他の拡張機能モジュール９宛にデータを送る場合のデータ生成処理を行う演算処理部２６と、Ｉ／Ｏインターフェース２７を介して演算処理部２６との間でデータの授受を行って動作する機能部３０とから構成され、これら各部は動作電源＋Ｖを前記の直流電源部２２から供給されるのである。この機能部３０の構成が拡張機能モジュール９によって異なるのである。

ここで拡張機能モジュール９のモジュール本体９Ａの側面に磁気結合部Ｘ及び透明部Ｙが形成される位置は、図４で示す基本機能モジュール８の側面の磁気結合部Ｘ及び透明部Ｙの位置と合うように規格化され、拡張機能モジュール９、９同士を連結させたとき或いは基本機能モジュール８と拡張機能モジュール９とを連結させてときに面接する側面側の磁気結合部Ｘ、Ｘ同士及び、透明部Ｙ，Ｙ同士が夫々対向するようになっている。つまり夫々の給電手段の接続口同士、情報信号の伝達手段の接続口同士が接続された状態となる。

次に図１に示す設置例に基づいて拡張機能モジュール９の種類別の構成を説明する。この図１の場合、空調機器の運転操作器を構成する拡張機能モジュール９_１と、空調機器の温度設定器を構成する拡張機能モジュール９_２と、空調機器の運転操作器を構成する拡張機能モジュール９_２とが設置されている。

まず空調機器の運転操作器を構成する拡張機能モジュール９_１の機能部３０は、図１０に示すように押釦スイッチからなる運転操作スイッチＳＷａ及び停止操作スイッチＳＷｂと、これら操作スイッチＳＷａ，ＳＷｂの操作データを生成して演算処理部２６にＩ／Ｏインターフェース２７を介して送るデータ生成機能を有するＣＰＵ部３３とで機能部３０を構成し、モジュール本体９Ａの前面部には図１に示すように各操作スイッチＳＷａ、ＳＷｂの操作釦を露出させている。この構成は照明器具のオン／オフする壁スイッチを構成する機能モジュール（図示せず）の場合にも同様な構成となる。

一方この拡張機能モジュール９_１と併設する空調機器の温度設定器を構成する拡張機能モジュール９_２は、図１１に示すように温度設定用の電子ボリュームからなる温度設定部ＶＲ１と、空調機器を一定時間動作させるタイマ動作の指示と解除を行うための押し釦型の操作スイッチＳＷ１と、温度設定部ＶＲ１の回転操作ダイヤル３１に組み込み、表示面を回転操作ダイヤル３１表面に露出させた設定温度表示用の液晶表示器３２と、温度設定部ＶＲ１の抵抗値で決まる設定温度の設定データ、更に押釦スイッチＳＷ１の押し操作に対応した運転／停止の操作データを生成して演算処理部２６へＩ／Ｏインターフェース２７を介して送るデータ生成機能及び設定された温度値を液晶表示器３２で表示させるための表示制御機能を備えたＣＰＵ部３２とで機能部３０を構成し、モジュール本体９Ａの前面部には図１に示すように回転ダイヤル３１、押釦スイッチＳＷ１の操作釦を露出させている。

またインターホンの親機を構成する拡張機能モジュール９_３は、図１２に示すように音量調整用電子ボリュームＶＲ２と、受話／送話兼用のスピーカＳＰと、スピーカＳＰを受話用スピーカとして使い場合にと、送話用マイクとして使う場合の切替え回路部３５と、切替え回路部３５に切替えを指示する押釦スイッチからなる通話スイッチＳＷ２と、押釦スイッチからなる電気錠の解錠操作用スイッチＳＷ３と、デジタル映像信号から映像を再生表示する液晶表示装置３４と、演算処理部２６からＩ／Ｏインターフェース２７を介して取り込んだ情報信号から伸張復号して得た受話音声データをＤ／Ａ変換し、アンプＡＰ１と切替え回路３５を通じてスピーカＳＰ側へ送出する機能及びスピーカＳＰから切替え回路３５とアンプＡＰ２を通じて取り込んだ送話音声信号をＡ／Ｄ変換し、圧縮符号化してＩ／Ｏインターフェース２７を介して演算処理部２６へ送出する音声処理機能及び、演算処理部２６からＩ／Ｏインターフェース２７を介して取り込んだ情報信号から伸張復号して得た画像データをデジタル映像信号として液晶表示器３４に送出する映像信号処理機能を有するとともに、スイッチＳＷ３の操作信号に基づいて電気錠解錠のデータを生成してＩ／Ｏインターフェース２７を介して演算処理部２６へ送出したり、通話スイッチＳＷ２の操作により切替え回路３５の切替え制御を行う信号を生成する機能を有するＣＰＵ部３２とで機能部３０を構成し、モジュール本体９Ａの前面部には図１に示すように液晶表示器３４の表示面を露出するとともに、音量調整用電子ボリュームＶＲ２の操作部、通話スイッチＳＷ２の操作釦、解錠操作用スイッチＳＷ３の操作釦を夫々露出するとともに、スピーカＳＰに対応する音声入出力用孔３６を開口している。

拡張機能モジュール９としては以上の他に照明器具のオン・オフ操作用の壁スイッチや、電力供給を利用した電気カミソリ、電動歯ブラシ、携帯オーディオプレーヤ等の充電器等がある。また前記のインターホンの親機に対応する子機は、玄関に埋設されたスイッチボックス２に取り付けられたゲート装置３に連結される拡張機能モジュール９として構成され、インターホンの通話機能と、訪問者撮影のＴＶカメラと、このＴＶカメラで撮影される画像を、情報信号として伝送するためのデータ処理を行うＣＰＵ部などからなる機能部３０を備えている。また解錠操作用スイッチＳＷ３に対応した電気錠の施／解錠の制御信号を生成して電気錠へ出力する機能を備えた拡張機能モジュール９を玄関内の壁面に埋設したスイッチボックス２に取り付けたゲート装置３に連結する形で設置する。

一方拡張機能モジュール９には照明器具や空調機器等のリモコン赤外線機能からなる拡張機能モジュール９_４を天井や壁面に配設したスイッチボックス２に対応して配設された基本機能モジュール８に図１３に示すように連結し、当該拡張機能モジュール９_４宛に室内の壁面に配設した操作側の拡張機能モジュール９から情報線Ｌ２を介して操作や設定のデータからなる情報信号を送ることで、当該拡張機能モジュール９_４から受信したデータに対応した赤外線リモコン信号を、手持ち操作のリモコン発信器と同様に照明器具や空調機器のリモコン制御部の受光部に向けて発信させ、照明器具や空調機器を制御する構成とする。

尚本発明の機能装置を用いる配線システムの情報信号の伝送方式としては、ベースバンド伝送又はブロードバンド伝送の何れを採用しても良く、またプロトコルも何れでも良いが、音声、映像などを用いるインターホンの親機、子機との間にはＪＴ−Ｈ２３２パケットを基づいて音声・映像を相互に送るようし、また制御系にあったは操作側からの操作データにより１乃至複数のを操作できるような１対１又は１対Ｎの対応が可能なユニキャスト、ブロードキャストに対応する経路制御プロトコルを採用すれば良く、特に限定されるものではないので、説明は省略する。またゲート装置３間の使用プロトコルと、ゲート装置３に連なる機能モジュール８，９での使用プロトコルを異ならせ、例えばゲート装置３にプロトコル変換を行うようにしても良い。

而して機能装置を構成する基本機能モジュール８を使用するに当たっては、まず、ゲート装置３を予め建物の適所の壁面に埋設してあるスイッチボックス２に取付枠４を介して取り付け、先行配線されている電力線Ｌ１，情報線Ｌ２の接続を行う。その後、ゲート装置３の前面部に設けられた電線路接続口６Ａ，６Ｂに対して基本機能モジュール８のコネクタ７の対応する被接続部７Ａ，７Ｂを接続するとともに、基本機能モジュール８をゲート装置３の前面部を覆うように取付枠４に取り付ける。この基本機能モジュール８はこの取り付けた状態において壁面よりも前面部が突出し、両側面が室内側に露出することになる。

そして、拡張機能モジュール９は基本機能モジュール８の露出した両側側面の一方に片側の側面を面接させ、この状態で連結体１０を用いて拡張機能モジュール９と基本機能モジュール８とを機械的に連結する。これによって基本機能モジュール８と拡張機能モジュール９とで機能装置が構成されることになる。このとき拡張機能モジュール９の背面はスイッチボックス２の側方の壁面に沿うことになり、例えば壁面にクロス貼り等が施されている場合、拡張機能モジュール９の背面の位置が多少のずれていてもそれを吸収して背面を壁部に密接させた状態に配設することができ、拡張機能モジュール９の前面部から操作力等が加わっても連結部位に加わる荷重を軽減することができる。

更に先に連結した拡張機能モジュール９に別の拡張機能モジュール９を連結する場合には、対向側面を面接させた状態で連結体１０により互いに機械的に連結する。このようにして図１に示すように順次拡張機能モジュール９（９_１…９_３）を側方に連結することができる。

尚基本機能モジュール８は両側に拡張機能モジュール９を連結することができるため、基本機能モジュール８の両側方向に拡張機能モジュール９を連結しても良い。このようにして拡張機能モジュール９を連結した後、両端に位置する拡張機能モジュール９又は基本機能モジュール８の反連結部位の側部に着脱自在にエンドカバー２８を被着することで、拡張機能モジュール９の連結施工が完了することになる。尚基本機能モジュール８に拡張機能モジュール９を連結しない状態、つまり未使用のまま置いておく場合にはエンドカバー２８を基本機能モジュール８の両側部に被着する。

ここで基本機能モジュール８に連結できる拡張機能モジュール９の数は連結部位に加わる荷重の大きさにより制限があり、また基本機能モジュール８のＡＣ／ＡＣコンバータ１３の電力供給能力によっても制限される。

上述のように拡張機能モジュール９を連結した基本機能モジュール８からはＡＣ／ＡＣコンバータ１３によって商用電源ＡＣを所定電圧に降圧し且つ周波数を高い周波数に変換した低圧交流電源を隣接する拡張機能モジュール９に磁気結合によって非接触で電力を供給されることになる。また電力が供給された拡張機能モジュール９に更に拡張機能モジュール９が連結されている場合には、内部回路を経て磁気結合による非接触で電力を更に供給する。このようにして基本機能モジュール８側から最外端に存在する拡張機能モジュール９まで低圧交流電源を非接触で供給する電力路が構築されることになる。

また基本機能モジュール８、拡張機能モジュール９において、情報信号をＥ／Ｏ変換を経て送り出し、情報信号をＯ／Ｅ変換を経て取り込むことで、連結した基本機能モジュール８と拡張機能モジュール９との間、更に拡張機能モジュール９，９間は、光信号からなる情報信号を発光素子ＬＥＤ、受光素子ＰＤを用いて非接触で双方向に伝送することができる情報路が構築されることになる。

以上のようにして配設施工が終了し、システムが完成した後は、対応する拡張機能モジュール９間で情報信号の授受を行い、拡張機能モジュール９が図１でインターホンの親機を構成する拡張機能モジュール９_３であれば子機の拡張機能モジュール９との間でインターホンシステムを構成し、両者間での通話を可能とするとともに、子機側で撮像する来訪者を親機側の拡張機能モジュール９_３でモニタすることができる。また玄関の電気錠の解錠操作も遠隔により行えることになる
また拡張機能モジュール９が図１で示すように空調機器の運転操作器を構成する拡張機能モジュール９_１，温度設定器を構成する拡張機能モジュール９_２の場合には、上述の赤外線リモコン発信機能を持つ機能ブロック９を通じて空調機器の遠隔制御システムを構成し、拡張機能モジュール９_１の操作スイッチＳＷａ，Ｗｂで空調機器の運転／停止の遠隔制御が、また拡張機能モジュール９_２の温度設定部ＶＲ１による温度設定や、押釦スイッチＳＷ１の操作によりタイマ運転等も同様に遠隔で行えることになる。

更にまた照明器具の遠隔操作等、各種負荷の遠隔操作も赤外線リモコン発信機能を備えた上述のような拡張機能モジュール９_４と、操作機器の機能を備えた拡張機能モジュール９との組み合わせによって可能となる。更に情報信号を利用したり電力供給を利用する各種機能を拡張機能モジュール９に組み込むことで、特別な配線施工などを行うことなくユニークな壁取り付け配線器具を実現することができる。

上述の基本機能モジュール８及び拡張機能モジュール９の磁気結合部Ｘ、透明部Ｙはモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）の平坦な両側側面に設けているが、例えば磁気結合部Ｘを図１４（ａ）に示すように一方の側面では突出させた凸部２９ａで構成し、他方の側面ではこの凸部２９ａを係合し、対向側面同士が面接できるようになった凹部２９ｂにより形成しても良い。また磁気結合部Ｘ及び透明部Ｙを共に、図１４（ｂ）に示すようにモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）の一方の側面では凸部２９ａで形成し、他方の面では凹部２９ｂで形成しても良い。

このように凹凸係合により連結するもの同士を位置決めし、非接触による電力供給や光信号による情報信号の受け渡しが確実に行えることになる。

更に連結体１０は幅広溝８１ａ、幅狭溝８１ｂからなる連結用溝部８１に挿入し、その挿入状態を拡張機能モジュール９では蓋部８３を閉めることで、また基本機能モジュール８では化粧カバー８Ｂを被着することで保持するようになっているが、図１５（ａ）、（ｂ）に示すようにモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）の上、下の背面に背方と側方が開口するとともに後方の開口位置から奥端までが斜め向きとなった連結用溝部８１’を長手方向に形成し、一方連結体１０をモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）の正面の上下部に形成したテーパー面に沿わせる前片１０ａと、この前片１０ａの上端又は下端からモジュール９Ａ（又は８Ａ）の背面に沿わせる後片１０ｂと、この後片の先端から連結溝部８１’内に挿入係止される係止片１０ｃとで構成しても良い。この場合、図１５（ａ）に示すようにモジュール本体９Ａと９Ａ（又は８Ａ）の側面同士を面接させた状態で片側のモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）の片側から連結用溝部８１’に係止片を挿入させ、更に図１５（ｂ）に示すように連結する側のモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）側の連結用溝部８１’に略半分をスライド挿入させることで、隣接するモジュール本体９Ａ，９Ａ（又は８Ａ）を結合するのである。ここで連結体１０の係止片１０ｃが連結用溝部８１’に係合している状態であるから側方にスライドさせないかぎり連結状態は外れない。

更に図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように磁気結合部Ｘ及び透明部Ｙをモジュール本体９Ａ又は８Ａの一側面側では一つの凸部２９ａ’に設け、他方では凸部２９ａ’に対応する凹部２９ｂ’に設けて、これら凸部２９ａ’、２９ｂ’の凹凸結合で連結するもの同士の荷重を受けることで、連結体１０を用いた機械的結合を上部のみとしても良い。尚図示例では断面が略台形状の連結体１０をモジュール本体９Ａ（又は８Ａ）の上部側面においては幅方向に貫通させた断面が略台形の連結用溝部８１’’にスライド挿入する構成とするようになっている。

而して本実施形態では拡張機能モジュール９や基本機能モジュール８の追加や削除に特別な施工が不要でとなり、そのため一般ユーザーの好みに合わせて拡張機能モジュール９を基本機能モジュール８や機能モジュール９同士を連結するだけで、拡張性が確保される。

尚本実施形態に用いるゲート装置３は取付枠４でスイッチボックス２に取り付けているが、スイッチボックス２の奥壁に直接取り付け、基本機能モジュール８をスイッチボックス２に取り付ける構成としても勿論良い。
（実施形態２）
上述の実施形態１では電力供給を基本機能モジュール８で低圧交流電源に変換した後、磁気結合によって非接触に連結している機能モジュール９側へ電力供給を行っているが、本実施形態では、図１７に示すように基本機能モジュール８に、商用電源ＡＣを所定電圧の直流に変換するＡＣ／ＤＣ変換部４０を設け、このＡＣ／ＤＣ変換部４０で変換して得られた直流電源を例えば規格化されたコネクタなどにより連結する機能モジュール９へ供給するようにしたものである。この場合基本機能モジュール８内の動作電源がＡＣ／ＤＣ変換部４０からの直流電源をそのまま使用することで、実施形態１において必要であった直流電源部１４が不要となる。

そして基本機能モジュール８のモジュール本体８の両側側面の一方側は雄型コネクタ４１ａを、他方側には雌型コネクタ４１ｂを設けて、これらコネクタ４１ａ，４１ｂの接触片にＡＣ／ＤＣ変換部４０からの直流変換出力を接続することで、左右何れの方向に機能モジュール９が連結されても直流電源を供給することができるようにする。

他方機能モジュール９は、図１８に示すようにモジュール本体９Ａの両側側面の一方側に雄型コネクタ４２ａを、他方側に雌型コネクタ４２ｂを設け、これらコネクタ４２ａ、４２ｂ間を内部で電気的に接続することで、何れか一方から入力された直流電源を他方へ送ることができ、基本機能モジュール８の左側方向、右側方向の何れに連結しても直流電源の供給を受けるとともに、連結する機能モジュール９へ直流電源を送ることができるようになっている。尚機能モジュール９内の動作電源を、コネクタ間を結ぶ電源ラインから直接取り出すことで、実施形態１で必要としていた直流電源部２２が不要となる。

尚本実施形態での情報信号の授受は実施形態１と同様に光信号によって非接触で行っている。
（実施形態３）
上述の実施形態１、２は共に電力（電源）の送りと、情報信号の受け渡しは別系統で行っているが、本実施形態では、システム全体の情報信号の伝送方式を電力線搬送に行うことで、電力路と情報路との共通化を図ったものである。

つまり各スイッチボックス２での先行配線は電力線Ｌ１のみとし、これに対応してゲート装置３の接続口は図３に示す接続口の電力路接続口６Ａのみとなり、これに対応する基本機能モジュール８のコネクタ７も電力路接続口６Ａに対応する被接続口７Ａのみとなり、また機能モジュール９への電源供給のための電力路が情報信号受け渡しの情報路を構成し、基本機能モジュール８から機能モジュール９への電源送りは直流電源の供給の場合と同様にコネクタ接続により行う。

そして基本機能モジュール８の内部回路は、内部で情報信号を取り出す必要がない場合には図１９に示すようにゲート装置３からコネクタ７を介して取り込んだ商用電源電源を両側側面に設けたコネクタ５０ａと、両コネクタ５０ｂ間の接続する電力ラインのみとなる。

一方機能モジュール９は、実施形態２と同様にモジュール本体９Ａの両側側面の一方側に雄型コネクタ５１ａを、他方側に雌型コネクタ５１ｂを設け、これらコネクタ５１ａ、５１ｂ間を内部で電力線路により接続しており、このようにすることで、基本機能モジュール８の左側方向、右側方向の何れに連結しても商用電源ＡＣの供給が受けられ且つ情報信号の双方向の伝送ができ、また隣接する機能モジュール９へ商用電源ＡＣを送るとともに情報信号の双方向の伝送ができるようになっている。

またモジュール本体９Ａ内では、図２０に示すように両コネクタ間を電源ラインから動作電源を得るためにＡＣ／ＤＣ変換部５２と、電力線搬送信による情報信号を受信し、また情報信号を送信するためのＰＬＣモデム部５３と、このＰＬＣモデム部５３を介して受信された情報信号のデータ処理を行うとともにＰＬＣモデム部５３を介して電力線搬送によって送信する情報信号のデータ生成を行う演算処理部２６と、機能部３０と、機能部３０と演算処理部２６とに設けられるＩ／Ｏインターフェース２７とを設けている。このうち演算処理部２６と、機能部３０と、Ｉ／Ｏインターフェース２７とは実施形態１におけるものと同じ機能を持つものである。尚動作電圧が供給される電圧と異なる場合にはＤＣ／ＤＣコンバータなどを備えても勿論良い。

尚本実施形態で採用する電力線搬送の変調方式としては広帯域スペクトラム拡散方式、マルチキャリア方式、ＯＦＤＭ方式等各種方式の何れでも良いので、ここでは特に説明はしない。

而して本実施形態では、電力路と情報路とが共通であるため、ゲート装置３での接続口が電力路接続口６Ａのみとなり、基本機能モジュール８のコネクタ７も一つの被接続部７Ａのみとなるため接続周りの構成のスペースが小さくなる。また基本機能モジュール８や機能モジュール９の内部回路に光信号の伝送のための構成が不要となり、そのため薄型のモジュール本体８Ａ，９Ａ内への配置スペースにゆとりができる。

また商用電源ＡＣを機能モジュール９へ送ることで、商用電源ＡＣを電源とする機能を持つ機能モジュール９の実現も可能なる。

また照明器具や空調機器にＰＬＣモデム部を内蔵することで、直接情報信号を照明器具、空調機器に送ることができるため、遠隔制御のための赤外線リモコン信号発信機能を備えた機能モジュール９_４を図１３に示すように設ける必要がなくなる。
（実施形態４）
上述の実施形態１ではゲート装置３をスイッチボックス２に取付枠４を用いて取付ける構成であったが、スイッチボックス２の奥壁に直接取付けるゲート装置３を用いても良い。このゲート装置３は図２１（ｂ）に示すように前面部に、電力線Ｌ１と電気的に接続されている接触部を備えた電力路接続口６Ａと、情報線Ｌ２と電気的に接続されている接触部を備えた情報路接続口６Ｂとから構成されモジュール化された接続部６を図２１（ｂ）に示すように備えている。これら接続口６Ａ，６Ｂは両者間の間隔及び内部の接触部の配列、開口部の形状をシステムとして定形化（規格化）しており、このゲート装置３のボディ前面部を覆うようにスイッチボックス２の前面開口側に取り付ける。例えば図２１（ａ）に示す機能モジュール８の背面部に設けたコネクタ７も対応してその形態を定形化し、コネクタ７の被接続部７Ａ、７Ｂを各接続口６Ａ，６Ｂに着脱自在に結合できるようになっている。基本機能モジュール８は、図２１（ａ）内に図３に示す回路をモジュール本体８Ａ内に内蔵しているもので、背面部のコネクタ７の被接続部７Ａ，７Ｂをゲート装置３の接続口６Ａ，６Ｂに結合させることで、スイッチボックス２の前面開口を覆うとともに、周部のフランジをスイッチボックス２の前面開口周辺の壁面に重ねた状態となり、その状態で上、下部の中央に穿孔している取付孔８０に取り付けねじ（図示せず）を前面部側から挿通させてスイッチボックス２のねじ孔２ａに螺入締結することでスイッチボックス２に取り付けられる。拡張機能モジュール９が連結されない場合にはエンドカバー２８が両側部に被着される。

ここで例えば図２２に示すように建物内の適所において埋め込み配設している１乃至複数のスイッチボックス２の内、室内の天井面のようなハイポジションＨＰに設けられたスイッチボックス２のゲート装置３には引掛栓刃接続部３８を備えた基本機能モジュール８が接続され、この基本機能モジュール８には人感センサ等が設けられれた拡張機能モジュール９などが連結される。壁スイッチ等で推奨される高さ位置（ミドルポジションＭＰ）に設けられたスイッチボックス２のゲート装置３にはスイッチ手段が備わった基本機能モジュール８に、インターホン機能を持つ拡張機能モジュール９や、空調用コントローラが備わった拡張機能モジュール９が連結される。更に足元付近（ローポジションＬＰ）に設けられるものとに区分されるハイポジションＨＰのスイッチボックス２のゲート装置３には電源コンセント部３７を備えた基本機能モジュール８が接続され、更に足元灯を構成する機能モジュール９が連結されている。

またハイポジションＨＰやローポジションＬＰのスイッチボックス２のゲート装置３ににスピーカＳＰなどを備えたＢＧＭ用の機能等を併せ持つ持つ基本機能モジュール８を接続したり、ミドルポジションＭＰのスイッチボックス２のゲート装置３にはモニタ装置を備えた基本機能モジュール８を接続している。

実施形態１を用いた配線システムの配設状態を示す一部破断せる斜視図である。実施形態１を用いた配線システムの構成図である。実施形態１の取付枠に取り付けた状態の正面図である。実施形態１の基本機能モジュールをスイッチボックスから外した状態の斜視図である。（ａ）は実施形態１の基本機能モジュールの化粧カバーを外した状態の斜視図、（ｂ）は実施形態１に用いる連結体の斜視図である。実施形態１の基本機能モジュールと拡張モジュールとの連結構成の説明図である。実施形態１の基本機能モジュールの回路構成図である。実施形態１の機能モジュールの回路構成図である。実施形態１の機能モジュールを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は蓋部を開き、連結体を外した状態の側面図である。実施形態１の空調機器の運転操作器を構成する機能モジュールの機能部の回路構成図である。実施形態１の空調機器の温度設定器を構成する機能モジュールの機能部の回路構成図である。実施形態１のインターホンの親機を構成する機能モジュールの機能部回路構成図である。実施形態１の基本機能モジュールの使用例を示す斜視図である。（ａ）は実施形態１の機能ブロックの別の例の正面図、（ｂ）は実施形態１の機能ブロックの別の例の正面図である。（ａ）は実施形態１に用いる連結結合構造の異なる機能ブロックの別の連結状態を示す斜視図、（ｂ）は同上の連結前を示す斜視図である。（ａ）は実施形態１の機能ブロックのその他の例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は連結体を外した連結前の斜視図である。実施形態２に用いる基本機能モジュールの回路図である。実施形態２に用いる機能モジュールの回路図である。実施形態３に用いる基本機能モジュールの回路図である。実施形態４に用いる機能モジュールの回路図である。（ａ）は実施形態５に用いる基本機能モジュールの分解斜視図、（ｂ）は実施形態５に対応するゲート装置の接続部の正面図である。実施形態５を用いた配線システムの構成図である。

符号の説明

Ｌ１電力線
Ｌ２情報線
２スイッチボックス
３ゲート装置
８基本機能モジュール
９_１〜９_３拡張機能モジュール

Claims

電力線に接続されている電力路接続口と情報線に接続されている情報路接続口とをモジュール化して形成した接続口を備えたゲート装置に接続される機能装置であって、前記ゲート装置の電力路接続口及び情報路接続口に接続され、前記ゲート装置から前記電力を得るとともに前記ゲート装置を介して前記情報信号の授受を行う基本機能モジュールと、該基本機能モジュールに接続され、基本機能モジュールを介して少なくとも電力の供給と情報信号の伝達との何れかが行われる少なくとも一つの拡張機能モジュールとから成ることを特徴とする機能装置。
前記ゲート装置の電力路接続口と情報路接続口の配置及び形状の形態の定形化に対応して前記コネクタの形態を定形としていることを特徴とする請求項１記載の機能装置。
前記基本機能モジュールには電力を拡張機能モジュールへ供給するための電力供給口と、拡張機能モジュールとの間で情報信号を授受するための情報授受口とを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の機能装置。
前記基本機能モジュールから拡張機能モジュールへの電力供給を電気的に非接触な給電手段によって行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載の機能装置。
前記基本機能モジュールと前記拡張機能モジュールとの間の情報信号の授受を電気的に非接触な伝達手段で行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の機能装置。
前記基本機能モジュールの側部に前記拡張機能モジュールの側部を対接した状態で両モジュールを機械的に連結する連結手段を具備していることを特徴とする請求項１乃至５の何れか記載の機能装置。
前記連結手段は、基本機能モジュール及び拡張機能モジュールの夫々の前面の端部において幅方向に形成され、前面又は端面の少なくとも一方が開口した連結用溝部と、前記基本機能モジュールの側部と前記拡張機能モジュールの側部とを対接した状態で両モジュールの連結用溝部に亘るように嵌める連結体とで構成していることを特徴とする請求項６記載の機能装置。