JP2009159657A

JP2009159657A - 直流給電装置および照明器具

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Publication number: JP2009159657A
Application number: JP2007331463A
Authority: JP
Inventors: Yoji Konishi; 洋史小西; Eiji Shiohama; 英二塩濱; Hiroyuki Nishino; 博之西野; Masanao Okawa; 将直大川
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: JP5086794B2

Abstract

【課題】直流機器の配置の自由度を高めることができる直流給電装置および照明器具を提供する。
【解決手段】正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力に接続されており壁パネルＰ内の複数箇所で互いに交差するように壁パネルＰの施工面３に沿って敷設される。前記施工面３において正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２の交点に対応する各部位にはそれぞれ、柱状に形成され差込方向の一端側に正極の電極を有し他端側に負極の電極を有した直流機器の差込プラグを差し込み可能な差込口４が開口する。正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２は、差込口４に対応する各部位において施工面３と直交する方向に互いに離間しており、各差込口４に差し込まれる直流機器の差込プラグの両電極に接触することによって当該差込プラグに対して電気的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電力により駆動される直流機器に対して直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いる直流給電装置および照明器具に関するものである。

従来から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として備える照明器具や、パーソナルコンピュータなど直流電力の供給を受けて動作する直流機器が種々提供されている。この種の直流機器のうち、商用電源等からの交流電力を供給する一般的な交流コンセントに接続して使用されるものは、整流回路を含み交流電源を直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路を具備（内蔵あるいは外付けのＡＣアダプタに具備）することにより、交流コンセントからの電力供給で動作可能な構成を採用している（たとえば特許文献１参照）。

一方、本願出願人は、たとえば住宅などの分電盤内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータによって商用電源等の交流電源を直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント等の直流アウトレットに対して分電盤から直流電力を配電するＤＣ配電システムを提案している。このＤＣ配電システムにおいて直流機器を使用する場合、直流機器は直流コンセントに接続されることにより交流電力ではなく直流電力が供給されることとなるため、直流機器に上記ＡＣ／ＤＣ変換回路が不要になる。
特開２００７−５９１５６号公報（第４−５頁）

ところで、直流コンセント等の直流アウトレットは住宅等の建造物に先行配置（建造物の建築時に施工）されるものであって、建造物に先行配線されている正負一対の直流供給線路を介して直流電源に接続される。したがって、建造物の完成後に直流アウトレットの位置を変更することは困難であり、直流機器を設置可能な場所は直流アウトレットの付近に限定されてしまうこととなる。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであって、直流機器の配置の自由度を高めることができる直流給電装置および照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、直流電力により駆動される直流機器に対して直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いる直流給電装置であって、直流電源に接続されており構造物における施工面の面方向に沿って当該構造物内に配設された正極の直流配線と、直流電源に接続されており前記施工面の面方向に沿って配設され前記構造物内において正極の直流配線と複数箇所で交差する負極の直流配線と、前記施工面において前記正極および負極の直流配線の交点に対応する各部位にそれぞれ開口した複数の差込口とを備え、各差込口には、柱状に形成され差込方向の一端側に正極の電極を有し他端側に負極の電極を有し直流機器に電源供給する差込プラグをそれぞれ差し込み可能であって、前記正極および負極の直流配線が、差込口に対応する各部位において前記施工面と直交する方向に互いに離間しており、各差込口に差し込まれる直流機器の差込プラグの両電極に接触することによって当該差込プラグに対して電気的に接続されることを特徴とする。

この構成によれば、構造物の施工面に開口した差込口に直流機器の差込プラグを差し込むことにより、当該差込プラグを介して直流電源から直流機器に直流電力を供給することができる。ここで、差込口は、施工面の複数箇所で互いに交差する正極および負極の直流配線の交点に対応する各部位にそれぞれ開口しているので、複数の差込口の中から任意の差込口を選択して差込プラグを接続することで直流機器の配置の自由度を高めることができるという利点がある。なお、ここでいう構造物はたとえば建造物の壁、床、天井などを含み、施工面は構造物のうち直流機器を配置する空間に面した壁面、床面、天井面などを意味する。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記正極および負極の直流配線が、前記施工面への投影像が格子状となるように配設されていることを特徴とする。

この構成によれば、施工面に対して複数の差込口を効率良く配置することができる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の直流給電装置の前記差込口に差し込まれる差込プラグと、当該差込プラグが突設されており差込プラグで直流電力を受けることにより光源を点灯させる器具本体とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、差込プラグが器具本体に突設されているから、差込プラグを直流給電装置の差込口に差し込むことで器具本体を施工面に取り付けることができる。

本発明は、複数の差込口の中から任意の差込口を選択して差込プラグを接続することで直流機器の配置の自由度を高めることができるという利点がある。

以下の実施形態で説明する直流給電装置は、図２に示すように、たとえば住宅などの分電盤１１０内に配設したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２によって商用電源等の交流電源ＡＣを直流電源に変換し、各部屋に設置され正極および負極の一対の給電部を有する直流コンセント１３１等の直流アウトレットに対して分電盤１１０から直流電力を配電するＤＣ配電システムに用いられるものである。

ここで、ＤＣ配電システムについて以下に図２を参照して簡単に説明する。

以下の説明では、ＤＣ配電システムを適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、ＤＣ配電システム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２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供給線路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、直流供給線路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。

直流供給線路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供給線路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。

直流供給線路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からなるインターホンシステム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およびインターホンシステム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供給線路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とインターホンシステム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１３１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、直流供給線路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１３１、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１３１、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（図示せず）または接続線を介して設けた接触子（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口（給電部）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、直流供給線路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、直流供給線路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２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電力供給部１０１を設けることができるから、直流電力供給部１０１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との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路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。

以下では、上述したＤＣ配電システムにおいて照明システムＫ１０２を構築する照明器具を直流機器１０２の一例として説明する。ここで、直流アウトレットから直流機器１０２に印加される直流電圧の大きさは、交流の商用電源に比較して低く（たとえば２４Ｖ、５０Ｖなど）設定されている。

（実施形態）
本実施形態の直流給電装置１は、図１に示すように、直流電源となる後述のＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力に接続された正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２が、建造物の壁を形成する構造物としての壁パネルＰ内に敷設された構成を有する。ここでは、壁パネルＰにおいて室内に面した一表面を、前記壁パネルＰの施工面３とする。なお、図１では直流配線Ｗ１，Ｗ２を図示しているが、直流配線Ｗ１，Ｗ２は実際には施工面３の裏側（壁パネルＰ内）に設けられており施工面３の表面側に露出するものではない。

図示例において、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２は、交流電源ＡＣから交流電力が供給されることによりダイオードＤ１を介して平滑用のコンデンサＣ１の両端に直流電圧を発生するものであって、コンデンサＣ１の両端電圧を第１の基準電圧Ｖｒｅｆ１に維持するようにコンパレータＣｏｍｐ１の出力を用いてフィードバック制御される。コンデンサＣ１の両端に生じる直流電圧は、直流供給線路Ｗｄｃを介して直流機器１０２や直流給電装置１のＤＣ／ＤＣコンバータ２に供給される。なお、図示例では、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と別に示しているが、ダイオードＤ１およびコンデンサＣ１をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に含めてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、直流電力が供給されることによりダイオードＤ２を介して平滑用のコンデンサＣ２の両端に直流電圧を発生するものであって、コンデンサＣ２の両端電圧を第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に維持するようにコンパレータＣｏｍｐ２の出力を用いてフィードバック制御される。ここに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２は直流給電装置１ごとに設けられており、それぞれ施工面３の裏側（たとえば壁パネルＰ内）に収容されるものとする。なお、図示例では、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ２をＤＣ／ＤＣコンバータ２と別に示しているが、ダイオードＤ２およびコンデンサＣ２をＤＣ／ＤＣコンバータ２に含めてもよい。

正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２は、壁パネルＰ内の複数箇所で互いに交差するように施工面３の面方向に沿って敷設されている。本実施形態で用いる直流配線Ｗ１，Ｗ２は、金属材料（たとえば銅）からなる単芯の裸線とする。

具体的に説明すると、正極の直流配線Ｗ１は、それぞれ施工面３の上下方向に沿って敷設された複数本（図１では４本）の主導線Ｗ１０〜Ｗ１３を有し、これら主導線Ｗ１０〜Ｗ１３に関して左右方向に隣接するもの同士を上端部あるいは下端部において連結導線Ｗ１４〜Ｗ１６で１本に連結することで構成されている。一方、負極の直流配線Ｗ２は、それぞれ施工面３の左右方向に沿って敷設された複数本（図１では４本）の主導線Ｗ２０〜Ｗ２３を有し、これら主導線Ｗ２０〜Ｗ２３に関して上下方向に隣接するもの同士を左端部あるいは右端部において連結導線Ｗ２４〜Ｗ２６で一本に連結することで構成されている。詳しくは後述するが、本実施形態では負極の直流配線Ｗ２を構成する各主導線Ｗ２０〜Ｗ２３は、それぞれ上下方向に対向する一対の導線片Ｗ２ａ，Ｗ２ｂ（図３参照）に分岐されている。

ここにおいて、正極の直流配線Ｗ１を構成する主導線Ｗ１０〜Ｗ１３と、負極の直流配線Ｗ２を構成する主導線Ｗ２０〜Ｗ２３とは、施工面３への投影像が格子状となるように互いに交差する形で敷設されている。そのため、主導線Ｗ１０〜Ｗ１３の各々における各主導線Ｗ２０〜Ｗ２３との交点において、それぞれ正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２が交差する。ここで、直流配線Ｗ１，Ｗ２の交点において直流配線Ｗ１，Ｗ２同士が接触することがないように、正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２は、施工面３と直交する方向に互いに離間して配置される（図３参照）。

ところで、本実施形態の直流給電装置１は、施工面３において正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２の交点に対応する各部位にそれぞれ開口した複数の差込口４を備えている。図１の例では、４本の主導線Ｗ１０〜Ｗ１３と４本の主導線Ｗ２０〜Ｗ２３との各交点にそれぞれ差込口４が設けられるので、施工面３には合計１６箇所の差込口４が設けられている。

各差込口４には、図３に示すように柱状に形成され長手方向の一端側（図３の右端側）に正極の電極５１を有し他端側（図３の左端側）に負極の電極５２を有した直流機器１０２の差込プラグ５がそれぞれ差込可能となっている。要するに、直流機器１０２の差込プラグ５は所謂フォーンプラグのように、先端側（チップ）と基端側（スリーブ）とのそれぞれに互いに異極性となる電極を有するものである。ここでは、図３のように基端側（正極の電極５１）の外径が先端側（負極の電極５２）の外径よりも大きく設定された円柱状の差込プラグ５を採用することとし、差込口４は差込プラグ５の基端側の部位の外径と略同じ内径を有する円形状に開口している。差込プラグ５における正極の電極５１と負極の電極５２との間には、両者を絶縁する絶縁リング５３が介設されている。

正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２は、施工面３と直交する方向において、施工面３に近い方に正極の直流配線Ｗ１、施工面３から遠い方に負極の直流配線Ｗ２が位置するように配置されており、各差込口４に差し込まれる差込プラグ５の両電極５１，５２に接触することによって当該差込プラグ５に対して電気的に接続されるようになっている。

すなわち、差込口４に差し込まれた差込プラグ５は、図３に示すように先端側の電極５２が負極の直流配線Ｗ２を構成する主導線Ｗ２０〜Ｗ２３（図３ではＷ２０）に接触することで当該直流配線Ｗ２と接触し、基端側の電極５１が正極の直流配線Ｗ１を構成する主導線Ｗ１０〜Ｗ１３（図３ではＷ１０）に接触することで当該直流配線Ｗ１と接触する。ここで、負極の直流配線Ｗ２の各主導線Ｗ２０〜Ｗ２３を構成する一対の導線片Ｗ２ａ，Ｗ２ｂは、差込口４に差し込まれた差込プラグ５の電極５２を挟み込むように、差込口４に対応する位置に配線されている。また、正極の直流配線Ｗ１の各主導線Ｗ１０〜Ｗ１３は、差込口４に差し込まれた差込プラグ５の電極５１に側方から弾接するように、差込口４に対応する位置に配線されている。

以上説明した構成の直流給電装置１によれば、施工面３に形成された差込口４に対し直流機器１０２の差込プラグ５を差し込むことで、差込プラグ５を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２から直流機器１０２に直流電源が供給されることになる。ここで、差込口４は、施工面３に沿って格子状に敷設された直流配線Ｗ１，Ｗ２の交点に対応する各位置にそれぞれ設けられているから、複数の差込口４の中から任意の差込口４を選択して直流機器１０２の差込プラグ５を接続することにより、直流機器１０２の配置の自由度を高めることができる。

なお、上記構成は一例に過ぎず、たとえば直流配線Ｗ１，Ｗ２の極性は上述の例と反対（つまり、施工面３に近い方が負極、施工面３から遠い方が正極）であってもよく、この場合、差込プラグ５の電極５１，５２の極性も当然ながら反対となる。

上述の直流給電装置１は、直流配線Ｗ１，Ｗ２が配線され且つ差込口４が開口した壁パネルＰを予め作製し、当該壁パネルＰを用いて建造物の壁を形成することで建造物に容易に設置できるようにしてある。既設の建造物の壁に直流配線Ｗ１，Ｗ２の敷設を行う場合には、直流配線Ｗ１，Ｗ２をインサートした樹脂シートを壁パネルＰに貼り付けて壁パネルＰと一体化することにより直流配線Ｗ１，Ｗ２の敷設を簡略化することも考えられる。

また、本実施形態で例示する照明器具（直流機器１０２）は、光源（図示せず）や点灯回路（図示せず）を収容した器体６を具備する器具本体７を備えており、当該器具本体７から上記差込プラグ５が突設された構成を有する。しかして、差込プラグ５を直流給電装置１の差込口４に差し込むことにより、器具本体７を施工面３に取り付けることができる。ただし、器具本体７を施工面３に取り付けるための手段を差込プラグ５とは別に設けてもよい。差込プラグ５は器体６の内部で点灯回路に接続されており、差込プラグ５を直流給電装置１の差込口４に差し込んで直流配線Ｗ１，Ｗ２に接続することで光源を点灯させることが可能となる。ここで、点灯回路にスイッチを設け、当該スイッチのオンオフにより光源の点灯・消灯を切り替えるようにしてもよい。

なお、図３に示す例において差込口４の開口周縁には、差込口４に差し込まれた差込プラグ５を正極および負極の直流配線Ｗ１，Ｗ２のそれぞれと接触する位置に案内する円筒状のガイド筒４１が設けられている。さらにまた、差込プラグ５を差込口４に差し込む際に、両電極５１，５２の境界部分がガイド筒４１や直流配線Ｗ１に引っ掛からないように、絶縁リング５３の外表面は差込プラグ５の先端側ほど外径が小さくなるテーパ状に形成されている。

ところで、上述の実施形態では、建造物の壁を形成する壁パネルＰを構造物の一例として説明したが、構造物は壁に限らず、たとえば建造物の天井や床等であってもよい。ここで、いずれの場合も構造物のうち直流機器２を配置する側の空間に面した一表面が施工面３となり、たとえば構造物を部屋の天井とした場合、この部屋の天井面が施工面３となる。

壁と天井との両方に同様の直流給電装置１を配設した場合、図４に示すように、壁に取り付けられて室内を照明する照明器具（直流機器１０２）と、天井に取り付けられて室内を照明する照明器具（直流機器１０２）とのそれぞれに対して、別々の直流給電装置１から直流電源を供給することが可能になる。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２を直流給電装置１ごとに設けているから、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２にそれぞれ通信機能を設けることにより、直流供給線路Ｗｄｃを通信路として用いる通信を利用して、直流給電装置１ごとに直流機器１０２への電力供給を制御することができ、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧を決定する基準電圧Ｖｒｅｆ２を調節することで、各直流給電装置１から大きさの異なる直流電圧をそれぞれ出力することも可能となる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２に保護機能を付加することで、直流給電装置１ごとに回路保護動作を行わせることが可能となり、たとえば、ある直流給電装置１に接続されている直流機器１０２に異常が生じた場合に、当該異常が他の直流給電装置１に接続された直流機器１０２に影響することを防止できる。

なお、上記実施形態では、直流配線Ｗ１，Ｗ２として単芯の裸線を用いる例を示したが、この例に限らず、直流配線Ｗ１，Ｗ２としてたとえば絶縁被覆付きの電線を用いたり、金属板を用いたりしてもよい。ただし、絶縁被覆付きの電線を用いる場合、当該電線のうち少なくとも差込プラグ５と接触する部位、つまり差込口４に対応する各部位においては、絶縁被覆を剥離して芯線を露出させておく必要がある。

本発明の実施形態の構成を示す概略図である。同上の直流給電装置が用いられるＤＣ配電システムを示すシステム構成図である。同上の要部を示す断面図である。同上の全体構成を示す概略システム構成図である。

符号の説明

１直流給電装置
３施工面
４差込口
５差込プラグ
７器具本体
５１，５２電極
１０２直流機器
Ｐ壁パネル（構造物）
Ｗ１，Ｗ２直流配線

Claims

直流電力により駆動される直流機器に対して直流電力を供給するＤＣ配電システムに用いる直流給電装置であって、直流電源に接続されており構造物における施工面の面方向に沿って当該構造物内に配設された正極の直流配線と、直流電源に接続されており前記施工面の面方向に沿って配設され前記構造物内において正極の直流配線と複数箇所で交差する負極の直流配線と、前記施工面において前記正極および負極の直流配線の交点に対応する各部位にそれぞれ開口した複数の差込口とを備え、各差込口には、柱状に形成され差込方向の一端側に正極の電極を有し他端側に負極の電極を有し直流機器に電源供給する差込プラグをそれぞれ差し込み可能であって、前記正極および負極の直流配線は、差込口に対応する各部位において前記施工面と直交する方向に互いに離間しており、各差込口に差し込まれる直流機器の差込プラグの両電極に接触することによって当該差込プラグに対して電気的に接続されることを特徴とする直流給電装置。
前記正極および負極の直流配線は、前記施工面への投影像が格子状となるように配設されていることを特徴とする請求項１記載の直流給電装置。
請求項１または請求項２に記載の直流給電装置の前記差込口に差し込まれる差込プラグと、当該差込プラグが突設されており差込プラグで直流電力を受けることにより光源を点灯させる器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。