JP2009159680A - 管理システム及び電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器の性能と寿命の関係を使用態様ごとに最適にする。
【解決手段】表示器１１７は、直流機器１０２の使用期限が設定されると、この直流機器１０２の使用期限を使用期限情報として直流電力供給部１０１に送信する。直流電力供給部１０１は、表示器１１７から使用期限情報を受信すると、対応関係を用いて、使用期限までの使用時間に等しい寿命時間に対応する駆動電圧を抽出し、抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する。その後、直流電力供給部１０１は、実際に直流機器１０２の動作部３２に供給される駆動電圧が許容範囲内となるように電圧変換するための電圧変換情報を直流機器１０２に送信する。直流機器１０２は、直流供給線路Ｗｄｃを介して直流電力供給部１０１から受信した電圧変換情報に基づいて、直流電力供給部１０１からの供給電圧を駆動電圧に電圧変換する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器の寿命を管理する管理システム及び電気機器に関するものである。

電気機器の寿命を管理する従来の管理システムとして、特許文献１には、測定器と、節電器と、照度センサと、情報処理装置とを備え、部屋に設置されている照明灯を制御する照度制御システムが開示されている。特許文献１の照度制御システムは、人間の目ではほとんど差を感じない程度に照度を下げるように、照明灯に供給する電圧を下げることによって消費電力を削減することができる。上記のように、特許文献１の照度制御システムでは、照明灯に対して定格電圧より低い電圧を供給することにより、照明灯の寿命を延ばすことができる。
特開２００１−３２６０８１号公報（段落００２４〜００２６及び図１〜３）

しかしながら、特許文献１の照度制御システムには、電気機器（照明灯）の省電力化及び長寿命化を図ることができるものの、電気機器の性能と寿命の関係をユーザの要望に沿って制御することができないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、電気機器の性能と寿命の関係を使用態様ごとに最適にすることができる管理システム及び電気機器を提供することにある。

請求項１に係る管理システムの発明は、許容される使用時間の限界値である寿命時間が、駆動に必要な駆動電圧によって変化する電気機器と、前記電気機器と供給路を介して接続し当該電気機器に電圧供給する電圧供給部とを備える管理システムであって、前記電圧供給部からの供給電圧を前記駆動電圧に電圧変換する電圧変換手段と、前記電気機器における前記駆動電圧と前記寿命時間の対応関係を記憶する記憶手段と、前記電気機器の使用期限を設定するための操作手段と、前記記憶手段で記憶されている前記対応関係を用いて前記使用期限となる前記寿命時間に対応する前記駆動電圧を抽出し、当該抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する設定手段と、前記駆動電圧が前記設定手段で設定された前記許容範囲内となるように前記電圧変換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に係る管理システムの発明は、請求項１の発明において、複数の前記電気機器は、全て同一であるとともに同一空間内に配置され、前記使用時間は、前記電気機器の通電時間を累積した累積通電時間であり、前記制御手段は、前記複数の電気機器の駆動電圧が前記許容範囲内となり、当該複数の電気機器において前記累積通電時間が前記寿命時間に到達する時期が分散するように、同時に駆動する前記電気機器の組み合わせを変えることを特徴とする。

請求項３に係る管理システムの発明は、請求項１の発明において、前記複数の電気機器は、全て同一であるとともに同一空間内に配置され、前記使用時間は、前記電気機器の通電時間を累積した累積通電時間であり、前記制御手段は、前記複数の電気機器の駆動電圧が前記許容範囲内となり、当該複数の電気機器において互いの前記累積通電時間の差を小さくするように、同時に駆動する前記電気機器の組み合わせを変えることを特徴とする。

請求項４に係る管理システムの発明は、請求項３の発明において、前記複数の電気機器は１本の供給路上に接続され、前記複数の電気機器において互いの前記寿命時間の差を小さくするように当該複数の電気機器の前記供給路上での接続順序を変更させるための報知を行う報知手段を備えることを特徴とする。

請求項５に係る管理システムの発明は、請求項２乃至４の何れか１項の発明において、前記複数の電気機器は、全て同一の照明負荷であり、前記累積通電時間は、前記照明負荷の点灯時間を累積した累積点灯時間であることを特徴とする。

請求項６に係る管理システムの発明は、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、前記電気機器は、前記電圧変換手段を有し、前記電圧供給部は、前記記憶手段と、前記設定手段と、前記制御手段とを有することを特徴とする。

請求項７に係る管理システムの発明は、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、前記電気機器のプラグと着脱自在に接続し、前記電圧変換手段と、前記記憶手段と、前記操作手段と、前記設定手段と、前記制御手段とを有するコンセント部を備えることを特徴とする。

請求項８に係る管理システムの発明は、請求項１乃至７の何れか１項の発明において、前記電気機器は、直流電圧によって駆動され、前記電圧供給手段は、前記電気機器に直流電圧を供給することを特徴とする。

請求項９に係る電気機器の発明は、許容される使用時間の限界値である寿命時間が駆動に必要な駆動電圧によって変化する電気機器であって、自己に供給される供給電圧を前記駆動電圧に電圧変換する電圧変換手段と、自己における前記駆動電圧と前記寿命時間の対応関係を記憶する記憶手段と、自己の使用期限を設定するための操作手段と、前記記憶手段で記憶されている前記対応関係を用いて前記使用期限となる前記寿命時間に対応する前記駆動電圧を抽出し、当該抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する設定手段と、前記駆動電圧が前記設定手段で設定された前記許容範囲内となるように前記電圧変換手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電気機器の性能と寿命の関係を使用態様ごとに最適にすることができる。例えば電気機器が照明負荷の場合、供給電圧を高くして光量が多くなることはユーザにとって有益であるが、寿命時間が短くなるというトレードオフの関係がある。したがって、長寿命を優先したい場合は駆動電圧の許容範囲を狭くする一方、光量を多くしたい場合は駆動電圧の許容範囲を広くすることができる。

請求項２の発明によれば、各電気機器の寿命時期を分散させて、複数の電気機器が同時に寿命とならないようにすることができるので、複数の電気機器を同時に交換することを防止することができる。

請求項３の発明によれば、同時に駆動する電気機器の組み合わせを累積通電時間の差が小さくなるように制御することによって、各電気機器が寿命となる時期を等しく且つ長くすることができる。

請求項４の発明によれば、１本の供給路において電圧供給部から距離が遠くなるにつれて電圧降下が発生するため、複数の電気機器のうち少なくとも電圧供給部に近い電気機器及び電圧供給部に遠い電気機器のうち少なくとも一方が定格電圧で動作することができず、寿命が短くなってしまうが、複数の電気機器の供給路上での接続順序を変更させるように報知することによって、ユーザが複数の電気機器の供給路上での接続順序を変更することができるので、各電気機器間における駆動電圧に起因する寿命のばらつきを防止することができる。

請求項５の発明によれば、例えば点灯個数によって調光する場合に、各照明負荷の寿命を制御することができる。

請求項６の発明によれば、電圧供給部で駆動電圧の許容範囲を設定し、電気機器に有する電圧変換手段を制御することができる。

請求項７の発明によれば、電気機器に電圧変換手段を有しない場合であっても、コンセント部で駆動電圧の許容範囲を設定し、電圧変換手段を制御することができる。

請求項８の発明によれば、電気機器に直流電圧が供給されることによって、交流電圧が供給される場合のように交流電圧から直流電圧への変換を行う必要がないため、電圧変換に伴う損失が発生しない。

請求項９の発明によれば、電気機器の性能と寿命の関係を使用態様ごとに最適にすることができる。例えば電気機器が照明負荷の場合、供給電圧を高くして光量が多くなることはユーザにとって有益であるが、寿命時間が短くなるというトレードオフの関係がある。したがって、長寿命を優先したい場合は駆動電圧の許容範囲を狭くする一方、光量を多くしたい場合は駆動電圧の許容範囲を広くすることができる。

（実施形態１）
まず、実施形態１の配電システム（管理システム）の構成について図１〜５を用いて説明する。以下に説明する実施形態は、本発明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、本発明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１に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部（電圧供給部）１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器（電気機器）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供給線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電の制限や遮断を行う直流ブレーカ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。

上記のように直流電力の給電路と通信路が兼用されていると、機器間の通信を行うために給電路とは別体の通信路を家屋Ｈに引き回して設ける必要がないため、機器間の通信を容易に実現することができる。

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（図示はしないが、玄関に限らず、窓開閉・窓破壊を監視する侵入監視の防犯系システムとの間の定期監視情報・通報情報の送受信も可能とする）、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及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、又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「コンセント部」と呼ぶ。

これらのコンセント部は、直流機器１０２に直接設けた接触子（プラグ）（図示せず）又は接続線を介して設けた接触子（プラグ）（図示せず）が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、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、コンセント部は接触式で給電を行う。コンセント部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だけではなくコンセント部にも通信機能が設けられている。なお、直流機器１０２に直接設けた接触子（プラグ）又は接続線を介して設けた接触子（プラグ）には、直流コンセント１３１に着脱自在に接続可能なものだけではなく、引掛シーリング１３２に着脱自在に接続可能なものも含まれる。

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２０２、インターネットＴＶ、携帯電話（移動体電話機）２０１などのブラウザ機能を備える通信端末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（例えば携帯電話２０１やパーソナルコンピュータ２０２など）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なポーリング監視に対応可能に構成されており、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はタッチパネル式や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や制御が可能になる。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、例えば、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（例えば商用電源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を構成する主電源及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、主電源及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（又は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、主電源及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１０２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及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。

次に、本実施形態の配電システムにおいて、１つの直流供給線路Ｗｄｃ上に接続された複数の直流機器１０２と、これらの直流機器１０２に電力供給する直流電力供給部１０１との間での電力供給及び通信について図３を用いて詳細に説明する。ここで、図３の複数の直流機器１０２は、例えば図１の照明システムＫ１０２や住警器システムＫ１０４を構成する。

まず、直流機器１０２の構成について説明する。直流機器１０２は、機器種別を識別する機器識別情報（機器ＩＤ）を個別に有し、直流供給線路Ｗｄｃに直接接続され、直流供給線路Ｗｄｃを介して直流電力供給部１０１からの直流電力が供給されて駆動されるものであり、宅内網の他の機器との間で通信を行う通信部３０と、直流電力供給部１０１からの供給電圧を駆動電圧に電圧変換する電圧変換部（電圧変換手段）３１と、電圧変換部３１で電圧変換された駆動電圧によって動作する動作部３２と、各部３０〜３２を制御する処理部３３とを備えている。

このような構成の直流機器１０２は、許容される使用時間の限界値である寿命時間の長さが、動作部３２を駆動させるのに必要な駆動電圧の高さによって変化し、例えば図２に示すような駆動電圧と寿命時間の関係を有している。例えば寿命時間Ｌ１まで直流機器１０２を使用したい場合、駆動電圧Ｖ２以上駆動電圧Ｖ３以下の範囲で使用する必要がある。一方、寿命時間Ｌ１より短い寿命時間Ｌ２でもよい場合、許容される駆動電圧は、駆動電圧Ｖ１以上駆動電圧Ｖ４以下の範囲となる。つまり、直流機器１０２の寿命時間は短くなるものの、駆動電圧の許容範囲を広げることができる。

ところで、上記使用時間としては、直流機器１０２が製造された時からの経過時間（以下「製造時からの経過時間」という。）や、直流機器１０２が直流供給線路Ｗｄｃに接続された時からの経過時間（以下「接続時からの経過時間」という。）、直流機器１０２が最初に通電した時（直流機器１０２が最初にオン状態になった時）からの経過時間（以下「使用開始時からの経過時間」という。）、使用開始時からの通電時間の累積時間（以下「累積通電時間」という。）などがある。

使用開始時からの経過時間を使用時間とする場合、直流機器１０２の通電の有無に関係なく直流機器１０２の経年劣化に基づく寿命を判定することができる。特に、安全性を高める必要がある直流機器１０２の場合に使用時間として用いられる。直流機器１０２の経年劣化としては、例えば、電流機器１０２に用いられている部品の材料やパッキンなどの電気的部分ではない部分の劣化が考えられる。

接続時からの経過時間を使用時間とする場合、直流機器１０２の接続時から使用開始時までの時間を使用時間に含めることができるので、使用開始時からの経過時間を使用時間とした場合に比べて、直流機器１０２の経年劣化に基づく寿命を精度よく判定することができる。

製造時からの経過時間を使用時間とする場合、直流機器１０２の製造時から使用開始時までの時間を使用時間に含めることができるので、使用開始時からの経過時間を使用時間とした場合に比べて、直流機器１０２の経年劣化に基づく寿命をより精度よく判定することができる。なお、製造時からの経過時間を使用時間とする場合、宅内サーバ１１６は直流機器１０２の製造日を例えばセンタサーバ２００などから取得する必要がある。

一方、累積通電時間を使用時間とする場合、通電によって発生する直流機器１０２の性能劣化（例えば照明負荷の照度低下）に基づく寿命を判定することができる。つまり、電流が流れることによって劣化する電気的部分の劣化に基づく寿命を判定することができる。累積通電時間を使用時間とする場合は、もともと直流機器１０２の安全性が高く、直流機器１０２を違和感なくできるだけ長期間使用したい場合に使用時間として用いられる。

なお、製造時からの経過時間の計測を開始する場合、直流機器１０２の製造日から現在までの経過時間を算出するために、現在時刻を必要とする。また、製造時からの経過時間、接続時からの経過時間及び使用開始時からの経過時間のうち少なくとも１つの経過時間を計測しているときに停電が発生した場合、復旧後に現在時刻がわからないため、このままでは上記経過時間の計測を再開することができない。

このため、宅内サーバ１１６は、予め決められたタイミングで（通常状態では一定時間ごと、停電復旧時では直ちに）、広域網ＮＴに接続されている例えばＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバなどの外部サーバ（図示せず）に接続し、現在時刻を校正する。これにより、製造時からの経過時間の計測を開始する場合、宅内サーバ１１６は、直流機器１０２の製造日から現在までの経過時間を算出することができ、製造時からの経過時間の計測を精度よく行うことができる。また、製造時からの経過時間、接続時からの経過時間及び使用開始時からの経過時間のうち少なくとも１つの経過時間を計測しているときに停電が発生した場合、宅内サーバ１１６は、停電復旧後に上記経過時間の計測を再開することができる。宅内サーバ１１６で計測された製造時からの経過時間や接続時からの経過時間、使用開始時からの経過時間は、直流電力供給部１０１に送信される。

続いて、表示器１１７の構成について図３を用いて説明する。表示器１１７は、宅内網の他の機器との間で通信を行う通信部４０と、報知部４１と、直流機器１０２の使用期限を設定するためのものである操作部４２と、各部４０〜４２を制御する処理部４３とを備えている。

処理部４３は、操作部４２で直流機器１０２の使用期限が設定されると、この直流機器１０２の使用期限を使用期限情報として直流電力供給部１０１に送信するように通信部４０を制御する。

続いて、直流電力供給部１０１の構成について説明する。直流電力供給部１０１は、宅内網の他の機器及びセンタサーバ２００との間で通信を行う通信部５０と、各直流機器１０２に直流電力を供給する供給部５１と、記憶部５２と、各部５０〜５２を制御する処理部（設定手段、制御手段）５３とを備えている。

処理部５３は、通信部５０で直流機器１０２からの機器識別情報が受信されると、通信部５０を制御して、広域網ＮＴを介してセンタサーバ２００（図１参照）と接続し、このセンタサーバ２００から上記機器識別情報に対応する駆動電圧と寿命時間の対応関係を取得する。取得した駆動電圧と寿命時間の対応関係は記憶部５２に記憶される。

また、処理部５３は、表示器１１７から後述の使用期限情報が通信部５０で受信されると、記憶部５２で記憶されている対応関係を用いて、使用期限情報に基づく使用期限までの使用時間に等しい寿命時間に対応する駆動電圧を抽出し、抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する。例えば、使用期限が寿命時間Ｌ２と等しい場合、処理部５３は、図２に示すように、駆動電圧Ｖ１と駆動電圧Ｖ４を抽出し、駆動電圧Ｖ１を下限値とし、駆動電圧Ｖ４を上限値とした許容範囲を設定する。

駆動電圧の許容範囲を設定した処理部５３は、通信部５０に対して、実際に直流機器１０２の動作部３２に供給される駆動電圧が上記のように設定した許容範囲内となるように電圧変換部３１を制御するための電圧変換情報を直流機器１０２に送信させる。つまり、処理部５３は、駆動電圧が許容範囲内となるように電圧変換部３１を制御することになる。

以上、本実施形態によれば、直流機器１０２の性能と寿命の関係を使用態様ごとに最適にすることができる。例えば直流機器１０２が照明負荷の場合、供給電圧を高くして光量が多くなることはユーザにとって有益であるが、寿命時間が短くなるというトレードオフの関係がある。したがって、長寿命を優先したい場合は駆動電圧の許容範囲を狭くする一方、光量を多くしたい場合は駆動電圧の許容範囲を広くすることができる。

また、直流電力供給部１０１で駆動電圧の許容範囲を設定し、直流機器１０２に有する電圧変換部３１を制御することができる。

（実施形態２）
実施形態２では、実施形態１と同様の配電システム（図１参照）において、図３に示す複数の直流機器１０２が、全て同一であるとともに同一空間内に配置された照明負荷であり、直流電力供給部１０１の処理部４３が、複数の照明負荷において累積点灯時間が寿命時間に到達する時期が分散するように、同時点灯させる照明負荷の組み合わせを変える点で、実施形態１と相違している。なお、本実施形態の処理部４３は、実施形態１と同様に、複数の照明負荷の駆動電圧が許容範囲内となるように各照明負荷の電圧変換部３１を制御する。実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

以上、本実施形態によれば、例えば点灯個数によって調光する場合に、各直流機器１０２の寿命時期を分散させて、複数の直流機器１０２が同時に寿命とならないようにすることができるので、複数の直流機器１０２を同時に交換することを防止することができる。

また、例えば点灯個数によって調光する場合に、各照明負荷の寿命を制御することができる。

（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１と同様の配電システム（図１参照）において、図４に示すように、電圧変換部（電圧変換手段）６２を有し各直流機器１０２が接続される複数の直流コンセント１３１を備え、各直流コンセント１３１が直流電力供給部１０１と直流供給線路Ｗｄｃで接続される構成である。

本実施形態の直流コンセント１３１は、直流機器１０２が接続されるものであり、直流機器１０２のプラグ（図示せず）と着脱自在に接続する機器接続部６０と、宅内網の他の機器との間で通信を行う通信部６１と、直流電力供給部１０１からの供給電圧を駆動電圧に電圧変換する電圧変換部６２と、直流機器１０２の使用期限を設定するためのものである操作部６３と、記憶部６４と、各部６０〜６４を制御する処理部６５とを備えている。なお、引掛シーリング１３２も直流コンセント１３１と同様の構成である。

処理部６５は、機器接続部６０に接続されている直流機器１０２の機器識別情報を取得し、取得した機器識別情報を記憶部６４に記憶させる。また、処理部６５は、直流機器１０２からの機器識別情報が取得すると、通信部６１を制御して、広域網ＮＴを介してセンタサーバ２００（図１参照）と接続し、このセンタサーバ２００から上記機器識別情報に対応する駆動電圧と寿命時間の対応関係を取得する。取得した駆動電圧と寿命時間の対応関係は記憶部６４に記憶される。

処理部６５は、操作部６３で使用期限が設定されると、記憶部６４で記憶されている対応関係を用いて、使用期限までの使用時間に等しい寿命時間に対応する駆動電圧を抽出し、抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する設定手段である。また、許容範囲を設定した処理部６５は、駆動電圧が許容範囲内となるように電圧変換部６２を制御する制御手段でもある。

なお、本実施形態の直流機器１０２は、通信部３０と、動作部３２と、処理部３３とを実施形態１と同様に備えているが、電圧変換部３１（図３参照）を備えていない。また、本実施形態の直流電力供給部１０１は、通信部５０と、供給部５１と、処理部５３とを実施形態１と同様に備えているが、記憶部５２を備えていない。また、本実施形態の処理部５３は、駆動電圧の許容範囲の設定についての機能を有していない。

以上、本実施形態によれば、直流機器１０２に電圧変換部３１（図３参照）を有しない場合であっても、コンセント部（直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２）で駆動電圧の許容範囲を設定し、電圧変換部６２を制御することができる。

（実施形態４）
実施形態４の配電システムは、図５に示すように、各直流機器１０２が、自己の駆動電圧の許容範囲を設定し、設定した許容範囲内となるように駆動電圧を制御する点で、実施形態１の配電システム（図１参照）と相違している。

本実施形態の直流機器１０２は、通信部３０と、電圧変換部（電圧変換手段）３１と、動作部３２と、処理部３３とを実施形態１と同様に備え、さらに、自己における駆動電圧と寿命時間の対応関係を記憶する記憶部（記憶手段）３４と、自己の使用期限を設定するための操作部（操作手段）３５とを備えている。

本実施形態の処理部３３は、記憶部３４で記憶されている対応関係を用いて使用期限までの使用時間となる寿命時間に対応する駆動電圧を抽出し、抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する設定手段である。また、許容範囲を設定した処理部３３は、駆動電圧が許容範囲内となるように電圧変換部３１を制御する制御手段でもある。

なお、本実施形態の直流電力供給部１０１は、通信部５０と、供給部５１と、処理部５３とを実施形態１と同様に備えているが、記憶部５２を備えていない。また、本実施形態の処理部５３は、駆動電圧の許容範囲の設定についての機能を有していない。

以上、本実施形態によれば、実施形態１と同様に、直流機器１０２の性能と寿命の関係を使用態様ごとに最適にすることができる。例えば直流機器１０２が照明負荷の場合、供給電圧を高くして光量が多くなることはユーザにとって有益であるが、寿命時間が短くなるというトレードオフの関係がある。したがって、長寿命を優先したい場合は駆動電圧の許容範囲を狭くする一方、光量を多くしたい場合は駆動電圧の許容範囲を広くすることができる。

（実施形態５）
実施形態５では、実施形態１と同様の配電システム（図１参照）において、図３に示す複数の直流機器１０２が、全て同一であるとともに同一空間内に配置された照明負荷であり、直流電力供給部１０２の処理部４３が、複数の照明負荷において互いの累積点灯時間の差を小さくするように、同時に駆動する照明負荷の組み合わせを変える点で、実施形態１の配電システムと相違している。なお、本実施形態の処理部４３は、実施形態１と同様に、複数の照明負荷の駆動電圧が許容範囲内となるように各照明負荷の電圧変換部３１を制御する。実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

以上、本実施形態によれば、同時に駆動する電気機器（照明負荷）１０２の組み合わせを累積通電時間（累積点灯時間）の差が小さくなるように制御することによって、各直流機器１０２が寿命となる時期を等しく且つ長くすることができる。

また、例えば点灯個数によって調光する場合に、各照明負荷の寿命を制御することができる。

（実施形態６）
実施形態６では、実施形態５と同様の配電システム（図１参照）において、図３に示す複数の直流機器１０２が１本の直流供給線路Ｗｄｃ上に接続され、表示器１１７が、複数の直流機器１０２において互いの寿命時間の差を小さくするように、複数の直流機器１０２の直流供給線路Ｗｄｃ上での接続順序を変更させるための報知を行う報知手段である点で、実施形態５の配電システムと相違している。なお、実施形態５と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

以上、本実施形態によれば、１本の直流供給線路Ｗｄｃにおいて直流電力供給部１０１から距離が遠くなるにつれて電圧降下が発生するため、複数の直流機器１０２のうち少なくとも直流電力供給部１０１に近い直流機器１０２及び直流電力供給部１０１に遠い直流機器１０２のうち少なくとも一方が定格電圧で動作することができず、寿命が短くなってしまうが、複数の直流機器１０２の直流供給線路Ｗｄｃ上での接続順序を変更させるように報知することによって、ユーザが複数の直流機器１０２の直流供給線路Ｗｄｃ上での接続順序を変更することができるので、各直流機器１０２間における駆動電圧に起因する寿命のばらつきを防止することができる。

なお、上述のいずれの実施形態の記載においても、直流供給線路Ｗｄｃを経由して直流電力を受電するとともに当該直流電力に重畳した通信を行う負荷として直流機器１０２を挙げているが、本発明はこのような直流電力駆動（および直流媒体通信）式に限るものではなく、直流機器を、交流電源を受けて駆動する交流駆動タイプの機器として、これら交流駆動タイプの機器とのあいだを直流供給線路ではなく旧来どおりの交流電力路とし、電力線搬送通信を用いた通信によって、本願発明の意図を実現することも可能である。なお、このとき、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４とを、交流対応型のものに置き換える必要があり、このとき、場合によってはＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を不要として主幹ブレーカ１１１から協調制御部１１３と宅内サーバ１１６（および／または表示器１１７）との間を交流接続したトポロジーであってもよい。

実施形態１〜４の配電システムの構成を示す構成図である。 同上の直流機器の駆動電圧と寿命時間の関係を示す図である。 実施形態１，２，５，６の配電システムの概略を示すブロック図である。 実施形態３の配電システムの概略を示すブロック図である。 実施形態４の配電システムの概略を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ 直流電力供給部
１０２ 直流機器
１１７ 表示器
Ｗｄｃ 直流供給線路

Claims (9)

1. 許容される使用時間の限界値である寿命時間が、駆動に必要な駆動電圧によって変化する電気機器と、前記電気機器と供給路を介して接続し当該電気機器に電圧供給する電圧供給部とを備える管理システムであって、
   前記電圧供給部からの供給電圧を前記駆動電圧に電圧変換する電圧変換手段と、
   前記電気機器における前記駆動電圧と前記寿命時間の対応関係を記憶する記憶手段と、
   前記電気機器の使用期限を設定するための操作手段と、
   前記記憶手段で記憶されている前記対応関係を用いて前記使用期限となる前記寿命時間に対応する前記駆動電圧を抽出し、当該抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する設定手段と、
   前記駆動電圧が前記設定手段で設定された前記許容範囲内となるように前記電圧変換手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする管理システム。
2. 複数の前記電気機器は、全て同一であるとともに同一空間内に配置され、
   前記使用時間は、前記電気機器の通電時間を累積した累積通電時間であり、
   前記制御手段は、前記複数の電気機器の駆動電圧が前記許容範囲内となり、当該複数の電気機器において前記累積通電時間が前記寿命時間に到達する時期が分散するように、同時に駆動する前記電気機器の組み合わせを変える
   ことを特徴とする請求項１記載の管理システム。
3. 前記複数の電気機器は、全て同一であるとともに同一空間内に配置され、
   前記使用時間は、前記電気機器の通電時間を累積した累積通電時間であり、
   前記制御手段は、前記複数の電気機器の駆動電圧が前記許容範囲内となり、当該複数の電気機器において互いの前記累積通電時間の差を小さくするように、同時に駆動する前記電気機器の組み合わせを変える
   ことを特徴とする請求項１記載の管理システム。
4. 前記複数の電気機器は１本の供給路上に接続され、
   前記複数の電気機器において互いの前記寿命時間の差を小さくするように当該複数の電気機器の前記供給路上での接続順序を変更させるための報知を行う報知手段を備える
   ことを特徴とする請求項３記載の管理システム。
5. 前記複数の電気機器は、全て同一の照明負荷であり、
   前記累積通電時間は、前記照明負荷の点灯時間を累積した累積点灯時間である
   ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の管理システム。
6. 前記電気機器は、前記電圧変換手段を有し、
   前記電圧供給部は、前記記憶手段と、前記設定手段と、前記制御手段とを有する
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の管理システム。
7. 前記電気機器のプラグと着脱自在に接続し、前記電圧変換手段と、前記記憶手段と、前記操作手段と、前記設定手段と、前記制御手段とを有するコンセント部を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の管理システム。
8. 前記電気機器は、直流電圧によって駆動され、
   前記電圧供給手段は、前記電気機器に直流電圧を供給する
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の管理システム。
9. 許容される使用時間の限界値である寿命時間が駆動に必要な駆動電圧によって変化する電気機器であって、
   自己に供給される供給電圧を前記駆動電圧に電圧変換する電圧変換手段と、
   自己における前記駆動電圧と前記寿命時間の対応関係を記憶する記憶手段と、
   自己の使用期限を設定するための操作手段と、
   前記記憶手段で記憶されている前記対応関係を用いて前記使用期限となる前記寿命時間に対応する前記駆動電圧を抽出し、当該抽出した駆動電圧を限界値とする駆動電圧の許容範囲を設定する設定手段と、
   前記駆動電圧が前記設定手段で設定された前記許容範囲内となるように前記電圧変換手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする電気機器。

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