JP2013134988A - スマートプラグ、スマートソケット、およびスマートアダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】電力を消費する各種の電気器具の識別を可能にするスマートソケット、スマートプラグおよびスマートアダプタを提供する。
【解決手段】スマートソケット１２０は、スマートプラグ１１０の一組の電源ピン１１２が差し込まれるように構成された一組の電源ソケット１２２、一組の電源ピン１１２が電源ソケット１２２に差し込まれた時に、スマートプラグ１１０の一組のフィードバックピン１１４との回路を形成するように構成された駆動ピン１３２および一組の検出ピン１２６、および前記回路からスマートプラグ１１０が属する電気器具の識別コードを得るように構成された識別コードモジュール１２８を含んでいる。
【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、スマート電力監視技術に関するものである。

電気計器は、住宅、事務所、工場、または特定の場所に広く用いられ、その全体の電力消費を測定している。

電力消費を正確に測定するために、電気計器が各電気器具に設置され得る。しかしながら、この方法はコストが高く、実用的ではない。従来技術では、電気ソケットによって電力が供給される電気器具の消費電力を測定するために、電気計器を電気ソケット上だけに配置する、折衷的な電力消費の測定方法が用いられる。しかしながら、この方法は、電気器具それぞれの動作または待機時の電力消費を正確に測定することができない。

よって、各種の電気器具を識別し、電気器具の電力消費を監視するのに役立つ装置が、スマートパワーグリッドを確立するのに有益である。

台湾実用新案登録第Ｍ２５８４７２号明細書 台湾実用新案登録第Ｍ２９１１１４号明細書

本発明の主な目的は、電力を消費する各種の電気器具を識別することである。

本発明は、スマートソケットを提供する。スマートソケットは、スマートプラグの一組の電源ピンが差し込まれるように構成された一組の電源ソケット、一組の電源ピンが電源ソケットに差し込まれた時に、スマートプラグの一組のフィードバックピンとの回路を形成するように構成された駆動ピンおよび一組の検出ピン、および回路からスマートプラグが属する電気器具の識別コードを得るように構成された識別コードモジュールを含む。

本発明は、スマートプラグも提供する。スマートプラグは、スマートソケットの一組の電源ソケットに差し込むための一組の電源ピン、ならびに、一組の電源ピンおよび一組の電源ソケットが互いに接続された時、スマートソケットの駆動ピンおよび一組の検出ピンとの回路を形成するように構成された一組のフィードバックピンを含む。

本発明は、スマートアダプタも提供する。スマートアダプタは、一般のプラグの一組の電源ピンが差し込まれ、一組の電源ピンをスマートソケットの一組の電源ソケットに差し込むように構成された一組のアダプタソケット、および電源ピンおよび電源ソケットが互いに接続された時、スマートソケットの一組の検出ピンとの回路を形成するように構成された一組のフィードバックピンを含む。詳細な説明は、添付の図面を参照して以下の実施形態で述べられる。

本発明によって提供されるスマートプラグ、スマートソケット、およびスマートアダプタは、各種の電気器具を識別し、電気器具の電力消費を監視するのに役立ち、スマートパワーグリッドを確立するのに有益である。

本発明は、添付の図面と併せて後に続く詳細な説明と実施例を解釈することによって、より完全に理解されることができる。

本発明のスマートプラグの一実施形態を示す斜視説明図である。 図１Ａのスマートプラグに適合するスマートソケットの内部構造を示す斜視説明図である。 図１Ａのスマートプラグと図１Ｂのスマートソケットとの接続を説明する図である。 本発明の他の実施形態のスマートプラグ（ＮＥＭＡ １−１５ Ｂ規格（ｓｔｙｌｅ））を示す斜視説明図である。 図２Ａのスマートプラグに適合するスマートソケットの内部構造を示す斜視説明図である。 図２Ａのスマートプラグと図２Ｂのスマートソケットとの接続を説明する図である。 本発明のスマートソケットの受信回路および識別コードモジュールを説明する図である。 本発明のスマートプラグの伝送回路および識別コード回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）を説明する図である。 一般のプラグに適応する本発明のスマートプラグを説明する図である。 一般のソケットに適応する本発明のスマートソケットを説明する図である。 本発明のスマートアダプタの一実施形態を示す斜視説明図である。

以下の説明は、本発明を実施するベストモードが開示されている。この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のためのもので本発明を限定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参照して決定される。

スマートプラグおよびスマートソケット−実施例Ｉ
本発明は、スマートプラグおよびスマートソケットを提供する。本発明のスマートプラグおよびスマートソケットは、互いに接続され、電気器具の識別コード（ＩＤ）を検出する特定の回路を形成することができる。「スマートプラグ」および「スマートソケット」の用語は、以下、「一般のプラグ」および「一般のソケット」から「スマートプラグ」および「スマートソケット」を識別するのに用いられる。「スマートプラグおよびスマートソケット」と「一般のプラグおよびソケット」とは、外観が同じであり得るが、構造は異なる。本発明のスマートプラグおよびスマートソケットは、図１〜５に基づいて以下の実施形態で詳細に説明される。説明のために、図１〜５に表されたスマートプラグおよびスマートソケットは、ＮＥＭＡ １−１５ Ａ規格またはＢ規格であるが、本発明のスマートプラグおよびスマートソケットは、特定の外観または形状に限定されない。

図１Ａは、本発明のスマートプラグの一実施形態を示す斜視説明図である。図１Ｂは、図１Ａのスマートプラグに適合するスマートソケットの内部構造を示す斜視説明図である。図１Ｃは、図１Ａのスマートプラグと図１Ｂのスマートソケットとの接続を説明する図である。図１Ａに示されるように、スマートプラグ１１０は、電線１１６によって電気器具（図示されていない）に接続される。スマートプラグ１１０は、一般のプラグと同様の一組の電源ピン１１２を有するだけでなく、一組のフィードバックピン１１４を有する。図１Ｂに見られるように、スマートプラグ１１０に適合するスマートソケット１２０は、一般のソケットと同様の一組の電源ソケット１２２と一組のソケットピン１２４を有するだけでなく、一組の検出ピン１２６、駆動ピン１３２、識別コードモジュール１２８、およびネットワークモジュール１３０も有する。ソケットピン１２４は、電源（通常、電力会社で提供される交流電流であるが、本発明はこれに限定されるものではない）に接続される。スマートプラグ１１０の電源ピン１１２が電源ソケット１２２に差し込まれると、電源ピン１１２は、ソケットピン１２４に接続され、さらに、電源に電気的に接続される。ここで留意すべきことは、電源ピン１１２が電源ソケット１２２を通ってスマートソケット１２０に差し込まれると、スマートソケット１２０の検出ピン１２６および駆動ピン１３２は、スマートプラグ１１０のフィードバックピン１１４と接続され、回路を形成することである。その後、スマートソケット１２０の識別コードモジュール１２８は、回路から得られた識別コードを用いてスマートプラグ１１０の電気器具が何かを識別し、ネットワークモジュール１３０によって識別コードを外部に出力することができる。

回路の正常な動作を確実にするために、フィードバックピン１１４は、電源ピン１１２から適切に絶縁されなければならない。よって、図１Ａに示されるように、フィードバックピン１１４は、適切な厚さで電源ピン１１２の一部を覆っている、ソケットピン１２４が接触しない絶縁層１１５上に設けられている。同様に、図１Ｂに示されるように、検出ピン１２６および駆動ピン１３２は、ソケットピン１２４と電源ピン１１２から絶縁されなければならない。実施形態では、スマートソケット１２０の識別コードモジュール１２８とネットワークモジュール１３０は、絶縁エンベロープ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｅｎｖｅｌｏｐｅ）の中に設置される。しかしながら、本発明のピンは、スマートプラグ１１０のフィードバックピン１１４が、スマートソケット１２０の検出ピン１２６の少なくとも１つおよび駆動ピン１３２と接触し、前記回路を形成して電気器具を識別できる限りは、いずれか特定の場所に設けられるように制限される必要が無いことに留意すべきである。

本発明の識別コードモジュール１２８が識別コードを生成する原理が図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃに従って説明される。図１Ａおよび１Ｂに表されるように、スマートプラグ１１０の一組のフィードバックピン１１４は、複数の金属ピンＰ５〜Ｐ１およびＰｄで構成され（この実施形態では、ピンＰ４は、識別コードの一例を形成するように除去されている）、スマートソケット１２０では、この実施形態においてはＰ５’〜Ｐ１’を含む検出ピン１２６および駆動ピン１３２が、前記ピンＰ５〜Ｐ１およびＰｄと接触するためにそれぞれ用いられることができる。スマートプラグ１１０の電源ピン１１２がスマートソケット１２０に差し込まれ、ソケットピン１２４と接続されると、スマートソケット１２０の識別コードモジュール１２８から送られた検出信号は、駆動ピン１３２によってスマートプラグ１１０のフィードバックピンに届けられ、その後、識別コードモジュール１２８が、駆動ピン１３２、フィードバックピン１１４、および検出ピン１２６からなる回路から、一組のフィードバック信号を得る。この実施形態では、除去されたピンＰ４（一例を示すために除去されている）が信号をフィードバックせず、数値“０”と見なされ得るが、存在するピンＰ５およびＰ３〜Ｐ１のそれぞれが検出信号をフィードバックし、数値“１”とされることができるため、検出ピン１２６は、Ｐ５’、Ｐ４’、Ｐ３’、Ｐ２’、およびＰ１’それぞれで検出された信号に対応する数値“１０１１１”のパターンでフィードバック信号を得ることができる。このパターンは、この実施形態においては、フィードバックピン１１４と対応する電気器具の識別コードとして見なされることができる。

５組の対応するピン（ピンＰ５〜Ｐ１は、ピンＰ５’〜Ｐ１’にそれぞれ対応する）から、フィードバックピン１１４の組み合わせは、最大３２（２⁵）種類の電気器具を表すことができる。実施形態では、全てゼロ値の識別コード“０００００”は、“電気器具でないもの”を表すのに用いられることができる。実施形態では、識別コードは、ソケットピンと電源との間の接続を制御する安全スイッチをオンにするか、またはオフにするかを決めるのに用いられる。例えば、「ゼロ」の識別コードが識別された時、安全スイッチは、スマートソケット１２０によってオフにされ、電気的障害を防ぐ。ただし、これらの実施形態の５組のピンは説明のために表されており、本発明のピンの数と物理的な位置は、これに限定されるものではない。

上述のスマートプラグ１１０は、検出信号を「能動的（ａｃｔｉｖｅｌｙ）」に送信しない。以下では、スマートプラグ１１０が識別コードを「能動的」に送信する本発明の他の実施形態を説明する。

スマートプラグおよびソケット−実施例ＩＩ
図２Ａは、本発明の他の実施形態のスマートプラグ（ＮＥＭＡ １−１５ Ｂ規格）を示す斜視説明図である。図２Ｂは、図２Ａのスマートプラグに適合するスマートソケットの内部構造を示す斜視説明図である。図２Ｃは、図２Ａのスマートプラグと図２Ｂのスマートソケットとの接続を説明する図である。この実施形態では、スマートプラグ２１０は、一組の電源ピン２１２、電力（ｐｏｗｅｒ）接地ピン２１６（円柱状の）、および一組のフィードバックピン２１４を含み、一組のフィードバックピン２１４は、絶縁層２１５によって電力接地ピン２１６から絶縁された金属層である。同様にこの実施形態では、スマートソケット２２０は、一組の電源ソケット２２２、一組のソケットピン２２４、ソケット接地ピン２３４、一組の検出ピン２２６、受信回路２３２、識別コードモジュール２２８、およびネットワークモジュール２３０を有する。スマートプラグ２１０の電源ピン２１２が電源ソケット２２２に差し込まれると、電源ピン２１２は、ソケットピン２２４と接触し、よって電源から電力を得る。電力接地ピン２１６とフィードバックピン２１４が、スマートソケット２２０のソケット接地ピン２３４および検出ピン２２６にそれぞれ接続され、特定の回路を形成すると、スマートプラグ２１０の伝送回路２７０は、識別コード回路２６０によって生成された４８ビットの識別コード、８ビットのグループコード、および８ビットのＣＲＣ認証コードを、スマートソケット２２０の受信回路２３２に、さらに伝送することができる。その後、識別コードモジュール２２８が前記コードをチェックし、ネットワークモジュール２３０が識別コードを出力する。

回路が正常に動作するのを確実にするために、フィードバックピン２１４は、電力接地ピン２１６から絶縁されなければならない。よって、電力接地ピン２１６をフィードバックピン２１４から分離するために、絶縁層２１５が、電力接地ピン２１６とフィードバックピン２１４との間に配置されており、スマートソケット２２０のソケット接地ピン２３４および検出ピン２２６がスマートプラグ２１０の電力接地ピン２１６およびフィードバックピン２１４にそれぞれ接続されるのを確実にしている。

以下では、図２Ｃ、２Ｄ、および２Ｅに従って、本発明の識別コードの伝送原理を説明している。これらの図に示されるように、スマートプラグ２１０の一組のフィードバックピン２１４および電力接地ピン２１６は、スマートソケット２２０の検出ピン２２６およびソケット接地ピン２３４にそれぞれ接続される。その後、伝送回路２７０は、受信回路２３２からの直流によって起動し、スマートソケット２２０とスマートプラグ２１０との間の接続により形成された回路によって、識別コード回路２６０（例えば、ＲＯＭ）で生成された６４ビットの識別コードを受信回路２３２に「能動的」に伝送する。伝送後、識別コードモジュール２２８が識別コードをチェックし、ネットワークモジュール２３０が識別コードを出力する。

本実施形態の識別コードの生成は、この実施形態のスマートプラグ２１０が直流によって起動し、検出信号を「能動的」に伝送する点が、先の実施形態とは異なる。ただし、これらの実施形態は単に例証のために述べられているだけであって、当業者は、本発明のこれらの実施形態において、構成要素を適切に修正および変更することができる。

本発明のスマートプラグおよびスマートソケットは、上述の実施形態に詳細に説明されているが、本発明は、従来技術の一般のプラグおよびソケットに適応するスマートプラグおよびスマートソケットも提供する。一般のプラグに適応するスマートプラグ１１０が図３に表されており、図１Ａのスマートプラグ１１０の電線１１６に代えてアダプタソケット３１０を備えている。アダプタソケット３１０は、一般のプラグ３２０、さらには、一般のプラグ３２０を備えた電気器具（図示されていない）と接続するのに用いられる。一般のソケットに適応するスマートソケット１２０が図４に表されており、図１Ｂのスマートソケット１２０のソケットピン１２４は、アダプタピン４１０としてケースから延伸されており、一般のソケット４２０に差し込まれることによって、電源（図示されていない）に電気的に接続される。

スマートアダプタ
本発明は、一般のプラグ、ＮＥＭＡ １−１５ Ｂ規格を適応させるスマートアダプタを、さらに提供する。図５に表されるように、スマートアダプタ５１０は、図２Ａのスマートプラグ２１０と基本的に同じであるが、ワイヤ、電源ピン２１２、および電力接地ピン２１６のない、薄板（ｓｈｅｅｔ）の形状に形成されており、識別コード回路、伝送回路、およびフィードバックピン５１４および絶縁層５１５を含むシリンダ５４０を有している。アダプタソケット５１２およびシリンダ５４０は、スマートソケットが一般のプラグ５２０の電源ピン５２２および電力接地ピン５２６と接続するようにそれぞれ用いられる。

ネットワークモジュール
上述の実施形態のネットワークモジュール（例えば図１Ｂ）のネットワークモジュール１３０）は、電気器具の識別コードを、ネットワーク、或いは、例えばデジタル電気計器、コンピュータ、または電源スイッチなどの情報処理装置に、さらに送信することができる。本発明のスマートプラグおよびスマートソケットによれば、関連するネットワークモジュールがデジタル電気計器に繋がれる、電気器具の電力消費を容易に監視することができる。よって、本発明は、電力監視に有益であり、通常は、電力のさらなる節約を促進する。さらに、本発明は、識別コードを有する電気器具を監視すること、および、異常に電力を消費しているかどうかを判定することによって、それらの家庭用電気器具を管理する住宅管理者を助けることができる。電気使用の安全面からみて、通常、電気ソケットは、特に子供にとってリスク要素となる。いくつかの実施形態では、異物が電気ソケットに差し込まれると、本発明のスマートソケットに配置された電源スイッチが直ちに電源をオフにすることができる。同様に、所望のプラグが電気ソケットに差し込まれた時だけ、電源をオンにするような機構にすることもできる。

この発明は、実施例の方法および望ましい実施の形態の用語によって記述されているが、本発明は、開示された実施形態によって限定されるものではないことが理解される。逆に、種々の変更および同様の配置を含むことが意図されている（当業者には明白なように）。従って、添付の請求の範囲は、全てのこのような変更および同様の配置を含むように、最も広義な解釈が与えられるべきである。

１１０ スマートプラグ
１１２ 電源ピン
１１４ フィードバックピン
１１５ 絶縁層
１１６ 電線
１２０ スマートソケット
１２２ 電源ソケット
１２４ ソケットピン
１２６ 検出ピン
１２８ 識別コードモジュール
１３０ ネットワークモジュール
１３２ 駆動ピン
２１０ スマートプラグ
２１２ 電源ピン
２１４ フィードバックピン
２１５ 絶縁層
２１６ 電力接地ピン
２２０ スマートソケット
２２２ 電源ソケット
２２４ ソケットピン
２２６ 検出ピン
２２８ 識別コードモジュール
２３０ ネットワークモジュール
２３２ 受信回路
２３４ ソケット接地ピン
２６０ 識別コード回路
２７０ 伝送回路
３１０ アダプタソケット
３２０ 一般のプラグ
４１０ アダプタピン
４２０ 一般のソケット
５１０ スマートアダプタ
５１２ アダプタソケット
５２０ 一般のプラグ
５４０ シリンダ

Claims (15)

1. スマートプラグの一組の電源ピンが差し込まれるように構成された一組の電源ソケット、
   前記一組の電源ピンが前記電源ソケットに差し込まれた時に、前記スマートプラグの一組のフィードバックピンとの回路を形成するように構成された駆動ピンおよび一組の検出ピン、および
   前記回路から前記スマートプラグが属する電気器具の識別コードを得るように構成された識別コードモジュール
   を含んでいるスマートソケット。
2. 少なくとも２つのソケットピンをさらに含み、前記電源ピンを、前記少なくとも２つのソケットピンによって電源に電気的に接続する請求項１記載のスマートソケット。
3. 一般のソケットに差し込まれることによって電源と電気的に接続されるアダプタピンをさらに含んでいる請求項１記載のスマートソケット。
4. 前記識別コードをネットワークに伝送するネットワークモジュールをさらに含んでいる請求項１記載のスマートソケット。
5. 前記一組の検出ピンが前記電源ピンから絶縁されている請求項１記載のスマートソケット。
6. 前記ソケットピンと前記電源との間の接続を制御する安全スイッチをさらに含み、前記安全スイッチは、前記識別コードに基づいてオンまたはオフにされる請求項２記載のスマートソケット。
7. スマートソケットの一組の電源ソケットに差し込むための一組の電源ピン、および
   前記一組の電源ピンおよび前記一組の電源ソケットが互いに接続された時、前記スマートソケットの駆動ピンおよび一組の検出ピンとの回路を形成するように構成された一組のフィードバックピンを含んでいるスマートプラグ。
8. 前記電源ピンは、電気器具に電気的に接続される請求項７記載のスマートプラグ。
9. 電気器具の一般のプラグが差し込まれるように構成されたアダプタソケットをさらに含んでいる請求項７記載のスマートプラグ。
10. 前記フィードバックピンは、前記電源ピンから絶縁される請求項７記載のスマートプラグ。
11. 識別コードを生成する識別コード回路をさらに含んでいる請求項７記載のスマートプラグ。
12. 前記一組の電源ピンおよび前記一組の電源ソケットが互いに接続された時、前記識別コードを前記スマートソケットの識別コードモジュールに能動的に伝送する、前記識別コード回路に接続された伝送回路をさらに含んでいる請求項１１記載のスマートプラグ。
13. 一般のプラグの一組の電源ピンが差し込まれ、該一組の電源ピンがさらにスマートソケットの電源ソケットに差し込まれるように構成された一組のアダプタソケット、ならびに、
    前記電源ピンおよび前記電源ソケットが互いに接続された時、前記スマートソケットの一組の検出ピンとの回路を形成するように構成された一組のフィードバックピンを含んでいるスマートアダプタ。
14. 識別コードを生成する識別コード回路をさらに含んでいる請求項１３記載のスマートアダプタ。
15. 前記電源ピンおよび前記電源ソケットが互いに接続された時、前記識別コードを前記スマートソケットの識別コードモジュールに伝送する伝送回路をさらに含んでいる請求項１３記載のスマートアダプタ。

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