JP3922297B1

JP3922297B1 - 配線システム

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Publication number: JP3922297B1
Application number: JP2005379797A
Authority: JP
Inventors: 常弘北村; 博昭小新
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007181112A

Abstract

【課題】情報線を通して各機能モジュールに電力を供給し、かつ過剰な余剰能力が生じるのを防止しながらも複数の仕様の電源を設計する必要のない配線システムを提供する。
【解決手段】基本モジュール１と複数台の機能モジュール２とが情報線Ｌｉを介して接続される。基本モジュール１は、情報線Ｌｉを通して各機能モジュール２に電力を供給するとともに各機能モジュール２との間で通信を行う。機能モジュール２は、情報線Ｌｉに電力を供給するための複数台の電源ユニット１２を装着可能な複数のスロット１３を有し、スロット１３に装着された電源ユニット１２の台数分の電力を供給する。電源ユニット１２は通信手段１６ａを有し、通信手段１６ａで取得した必要電力から自身が供給可能な電力を減算手段１６ｂで減算し、減算結果が不足であれば報知手段１６ｅで報知する。電源ユニット１２を１台ずつ装着すると、電力が充足可能になったことが報知される。
【選択図】図１

Description

本発明は、先行配線された電力線と情報線とを介して接続した基本モジュールと複数台の機能モジュールとの間で、電力線と情報線との両方を通して基本モジュールから機能モジュールへの電力供給を可能とし、情報線を通して基本モジュールと機能モジュールとの間で通信を行う配線システムに関するものである。

従来から、信号線を介して中央監視装置と複数台の端末器とを接続し、信号線を伝送路に用いて複極のベースバンド信号からなる伝送信号を中央監視装置から端末器に対して時分割多重伝送方式によって伝送することにより、スイッチやセンサを接続した端末器と負荷を接続した端末器とを対応付け、スイッチやセンサの動作に呼応して負荷を動作させるようにした遠隔監視制御システムが提供されている（たとえば、特許文献１参照）。この遠隔監視制御システムでは、各端末器において、伝送信号を利用して中央監視装置との間で通信を行うとともに、伝送信号の電力を端末器の内部回路の電源に用いるように構成してある。
特許第３１３６００６号公報

上述したように、特許文献１に記載された遠隔監視制御システムでは、信号線を介して中央監視装置と端末器とを接続すれば、信号線を伝送される伝送信号により端末器の内部回路に電力を供給することができる。

一方、この遠隔監視制御システムでは、中央監視装置から伝送信号の形で端末器に電力を供給しているものであるから、端末器に供給可能な最大電力は中央監視装置において伝送信号を生成する回路の最大出力電力によって制限される。一方、１台の端末器の動作に必要な最大電力は既知であるから、中央監視装置の最大出力電力は、信号線に接続可能な端末器の最大台数によって定められている。たとえば、信号線に対して最大で２５６台の端末器を接続可能であるとすれば、中央監視装置は伝送信号の形で端末器に供給する出力電力を、端末器の動作に必要な最大電力の２５６倍に設定しておけばよいことになる。

したがって、信号線に接続される端末器の台数が、たとえば５０台であるとすれば、中央監視装置では２０６台分もの余剰能力が生じることになる。言い換えれば、信号線に接続する端末器の台数が少ない場合でも、中央監視装置の出力電力の余裕度が大きいものであるから、それだけ高コストになるという問題を有している。

この種の問題を回避するには、接続する端末器の台数に応じた出力電力を持つ中央監視装置を構成することが考えられるが、出力電力の仕様が異なる複数種類の中央監視装置を作成する必要があるから、設計効率が悪く、また在庫管理や施工の際の仕様の選択に要する作業が面倒である。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、情報線を通して各機能モジュールに電力を供給する構成であって、情報線に接続される機能モジュールの台数に応じて情報線に供給可能な最大電力を増減することを可能として過剰な余剰能力が生じるのを防止しながらも複数の仕様の電源を設計する必要のない配線システムを提供することにある。

請求項１の発明は、先行配線された電力線と情報線とが基本モジュールに接続されるとともに、複数台の機能モジュールがそれぞれ電力線と情報線とに接続され、基本モジュールから電力線と情報線との両方を通して各機能モジュールに電力供給が可能であり、基本モジュールと各機能モジュールとの間で情報線を通して通信を行う配線システムであって、基本モジュールは、最大出力電力が同一である複数台の電源ユニットを装着可能な複数のスロットを有しスロットに装着された電源ユニットから情報線を通して各機能モジュールに電力を供給する電力供給部を有し、電源ユニットは、情報線を通して通信を行うことにより情報線に接続された機能モジュールが必要とする電力のうち電力供給部で充足していない電力を必要電力として取得する通信手段と、スロットに接続されている電源ユニットの序列を示す序列規定手段と、通信手段を通して取得した必要電力から最大出力電力を減算する減算手段と、減算手段の減算結果の符号が正であるときに当該減算結果を不足電力として保持する不足電力保持手段と、不足電力保持手段に不足電力が保持されていることを報知する報知手段とを備え、通信手段は、序列規定手段に保持された序列が１番であるときには各機能モジュールとの間で通信を行うことにより各機能モジュールの動作に必要な動作電力を機能モジュールごとに取得し取得した動作電力の合計を必要電力とし、序列規定手段に保持された序列が１番以外のときには序列で１つ上の電源ユニットとの間で通信を行うことにより当該電源ユニットの不足電力保持手段から取得した不足電力を必要電力として減算手段に与えることを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記序列規定手段が、前記スロットの位置により規定された序列を用いることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１の発明において、前記序列規定手段が、前記スロットへの取付順により規定される序列を用いることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、最大出力電力が同一である複数台の電源ユニットを装着可能なスロットを備える電力供給部を設け、情報線を通して機能モジュールに供給する電力の多寡に応じてスロットに装着する電源ユニットの台数を増減することができる。したがって、配線システムのシステム構成に応じた規模の電源を構成することができ、電源に過剰な余剰能力が生じてコスト高になったりするのを防止し、しかも過剰な余剰能力が生じるのを防止するために仕様の異なる複数種類の電源を構成する必要もないという利点を有する。また、報知手段によって必要に応じて電源ユニットの台数の不足が報知されるから、供給電力が不足しないように電源ユニットを装着するに際して特段の技術を要することなく電源ユニットの装着作業を容易に行うことができる。さらに、電源ユニットにおいて電源ユニットの台数の不足を検出するから、電源ユニットの台数を管理する装置を設ける必要がなく、配線システムの構成が単純になる。

請求項２の発明の構成によれば、スロットへの電源ユニットの装着位置によって電源ユニットの序列が規定されるから、機能モジュールへの給電に必要な電力が得られたことが報知手段により示されるまで、スロットの序列に従って電源ユニットを順に取り付ければよく、電源ユニットの取付順を守るだけの簡単な作業で必要な台数の電源ユニットを装着することができる。

請求項３の発明の構成によれば、スロットの位置とは関係なく電源ユニットを取り付けた順序によって序列が規定されるから、簡単な作業で必要な台数の電源ユニットを装着することができる。

本実施形態の配線システムでは、図２に示すように、建物内の適所に埋込配置されたスイッチボックス３にゲート装置４と称する配線器具を収納する。ゲート装置４には壁内に先行配線された電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとが接続される。スイッチボックス３およびゲート装置４は１個ずつでもよいが、本発明は複数個の場合に有効であるから、以下では複数個設ける場合について説明する。また、図示例では、ルータとハブとを内蔵したゲートウェイの機能を有している基本モジュール１と、メインブレーカＭＢおよび分岐ブレーカＢＢとを内蔵した配線盤５を用いている。

基本モジュール１には、複数系統（図示例では３系統）の情報線Ｌｉが接続され、ゲートウェイとして各情報線Ｌｉを外部のインターネット網ＮＴに接続する。基本モジュール１は、情報線Ｌｉを複数系統に分岐したり情報線Ｌｉをインターネット網ＮＴに接続するだけでなく、情報線Ｌｉを通して各機能モジュール２の動作状態を監視する機能も備えている。また、メインブレーカＭＢは商用電源ＡＣに接続され、分岐ブレーカＢＢに電力線Ｌｐが接続される。図示例では分岐ブレーカＢＢを１系統で代表して示しているが通常は複数系統の分岐ブレーカＢＢを設ける。

図２に示す例では、機能モジュール２として、コンセントあるいはスイッチのように負荷制御を主な機能とするものと、スピーカあるいは表示器のように情報の授受を主な機能とするものとを示している。本実施形態の構成では、負荷制御を主な機能とする場合であっても、コンセントに接続した負荷で使用した電力量やスイッチを操作した回数などを情報として情報線Ｌｉを介して監視することが可能になる。

各系統のゲート装置４の間は電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉの送り配線によって接続される。また、各系統のゲート装置４のうちの１個は配線盤５との間で電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉを介して接続される。つまり、各系統のゲート装置４は電力線Ｌｐに並列接続され、また情報線Ｌｉに並列接続されることになる。

ゲート装置４は、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとに接続されたコネクタからなる接続口６（図３参照）を備える。したがって、後述する機能モジュール２のコネクタをゲート装置４の接続口６に接続するだけで、機能モジュール２に電力を供給する電力路と、機能モジュール２との間で通信するための情報路とを同時に確保することができる。しかも、ゲート装置４は電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとにそれぞれ並列接続されているだけであるから、機能モジュール２はどのゲート装置４にも接続することができる。つまり、機能モジュール２は、ゲート装置４の配置されている範囲内で自由に配置することができるから、レイアウトの自由度が高い施工性に優れた配線システムを提供することができる。

スイッチボックス３は、たとえばＪＩＳ規格（Ｃ８３７５）に規定する取付枠１０（図３参照）を取り付けることができるものを用いる。図示する取付枠１０は一連形と呼ばれており、ＪＩＳ規格（Ｃ８３０４）において大角連用形スイッチの１個モジュールとして規格化されている埋込形の配線器具を３個取り付けることができる。

取付枠１０は、図３に示すように、中央部に表裏に貫通した器具取付用の矩形状の窓孔１０ａを備える。取付枠１０に取付対象である配線器具を取り付けるには、窓孔１０ａの後方から配線器具の前部を挿入し、取付枠１０の左右両側の枠片１０ｂに設けた器具係止部に配線器具の左右両側に設けた被係止部を結合させる。図示例では、配線器具に被係止部として爪を設け取付枠１０の枠片１０ｂに器具係止部として間隙を設けている。ただし、配線器具に被係止部として穴を設け取付枠１０の枠片１０ｂに器具係止部として爪を設けた構成もある。取付枠１０の上下の枠片１０ｃには挿入孔１０ｄが貫設されている。取付枠１０をスイッチボックス３に取り付けるには、取付枠１０に配線器具を装着した状態で、図示しない取付ねじを挿入孔１０ｄに前方から挿入してスイッチボックス３に設けたねじ受け（図示せず）に螺入させる。

なお、取付枠１０を壁パネルに取り付ける場合には、壁パネルに取付孔を貫設し、挿入孔１０ｄに挿入される引締ねじを挟み金具（図示せず）と称する部材に螺合させ、壁パネルに貫設した取付孔の周部を取付枠１０と挟み金具との間で挟持するように引締ねじを締め付けてもよい。あるいはまた、取付枠１０を通して壁材に木ねじを螺合させることによって、取付枠１０を壁に取り付けることも可能である。

本実施形態では、各スイッチボックス３の上部からは、配電ボックス１または他のスイッチボックス３に接続された電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉが導入され、各系統の末端に位置するスイッチボックス３を除いた各スイッチボックス３の下部からは他のスイッチボックス３への送り配線である電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉが導出される。また、ゲート装置４を取り付けた取付枠１０を各スイッチボックス３に取り付けることによって、上述したように、各スイッチボックス３にそれぞれゲート装置４が収納される。ここにおいて、ゲート装置４には、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとが接続されるから、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとの混触を防止するために、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとのスイッチボックス３への導入口および導出口はそれぞれ個別に設けるのが望ましい。

ゲート装置４は、板ばねのばね力を利用して電線を結線する、いわゆる速結端子構造の端子を器体に内蔵しており、器体の背面に開口する電線挿入口に電線を挿入することにより、電線の機械的保持と電気的接続とがなされる構成を採用している。電線挿入口は、電力線Ｌｐと情報線Ｌｉとについて２対ずつ設けてある。各１対は送り配線を接続するために用いられる。ゲート装置４の器体の前面には、電力線Ｌｐが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた電力路接続口６ａと、情報線Ｌｉが接続される端子に電気的に接続されている接触部を設けた情報路接続口６ｂとが配置される。

電力路接続口６ａと情報路接続口６ｂとは１個の接続口６としてモジュール化されている。配線システム内の各ゲート装置４において、各電力路接続口６ａと各情報路接続口６ｂとはそれぞれ同仕様（接触部の配列や接続口のサイズなど）であり、また電力路接続口６ａおよび情報路接続口６ｂの位置関係は統一されている。接続口６には、機能モジュール２の背面に設けた接続体７が着脱可能に結合される。すなわち、機能モジュール２の接続体７には、電力路接続口６ａに着脱可能に結合される電力路接続体７ａと、情報路接続口６ｂに着脱可能に結合される情報路接続体７ｂとをモジュール化した接続体７が設けられる。機能モジュール２の接続体７をゲート装置４の接続口６に接続した状態において、機能モジュール２はゲート装置４の前面を覆う。ここに、接続口６と接続体７とはコネクタを構成する。

機能モジュール２は、図４に示すように、ゲート装置４に対して１台だけ接続することによって単独で用いることができる基本機能モジュール２ａと、基本機能モジュール２ａに対して壁面に沿う面内で配列され基本機能モジュール２ａと組み合わせて用いることにより基本機能モジュール２ａの機能を拡張する拡張機能モジュール２ｂとがある。拡張機能モジュール２ａは、基本機能モジュール２ａに対して１台接続するだけではなく、複数台を接続することも可能であるが、本発明では拡張機能モジュール２ａは要旨ではないから詳述しない。

本発明の技術思想は、基本機能モジュール２ａを単独で用いるか、基本機能モジュール２ａに拡張機能モジュール２ｂを結合して用いるかにかかわらず、適用されるから、以下の説明においては、基本機能モジュール２ａを単独で用いるか、基本機能モジュール２ａに拡張機能モジュール２ｂを結合して用いるかにかかわらず、どちらの場合についても機能モジュール２として説明する。

機能モジュール２は、図５、図６に示すように、合成樹脂製の扁平なハウジング８ａを備える。すなわち、ゲート装置４に取り付けたときに壁面からの突出寸法が小さく、かつハウジング８ａの前面側に露出する表示、報知、操作などの各種機能を持つ機能部に割り当てる面積を大きくとることができる薄型に形成されている。ハウジング８ａの背面には接続体７が設けられ、接続体７をゲート装置４の接続口６に結合すれば、機能モジュール２が電力線Ｌｐおよび情報線Ｌｉと電気的に接続される。ハウジング８ａの上部および下部には取付用孔８ｃが開口しており、ハウジング８ａをゲート装置４に結合した状態で、ハウジング８ａの前面側から取付用孔８ｃに取付ねじ（図示せず）を挿入し、取付枠１０の取付ねじ孔１０ｅに取付ねじを螺入することにより、機能モジュール２が取付枠１０に対して機械的に固定され、結果的に機能モジュール２のゲート装置４に対する結合強度を高めることができる。ハウジング８ａの前面部には化粧カバー８ｂが着脱可能に被着され、化粧カバー８ｂをハウジング８ａに装着した状態では、取付ねじの頭部が隠される。

以下では、機能モジュール２に電力を供給する構成について説明する。上述のように、機能モジュール２は配線盤５に収納された基本モジュール１との間で情報線Ｌｉを介して接続されている。情報線Ｌｉは基本モジュール１と機能モジュール２との間で情報を授受するだけではなく、基本モジュール１から機能モジュール２に対して電力を供給する機能も備える。基本モジュール１から情報線Ｌｉを通して機能モジュール２に電力を供給する構成を図１に示す。図１では電力を情報線Ｌｉを通して供給する構成以外の構成は省略してある。

基本モジュール１には、情報線Ｌｉを通して機能モジュール２に電力を供給するための構成として、商用電源ＡＣから直流電圧を生成する電力供給部１１を有する。電力供給部１１の出力電圧は情報線Ｌｉの線間に印加される。また、電力供給部１１は情報線Ｌｉを通して機能モジュール２と通信することができる。

電力供給部１１は、同一仕様の複数台の電源ユニット１２を装着可能な複数個のスロット１３を備える。電源ユニット１２はスロット１３に着脱可能であり、スロット１３に装着された電源ユニット１２は情報線Ｌｉに接続される。したがって、情報線Ｌｉに対して最小で１台の電源ユニット１２を接続することができ、最大でスロット１３の個数分の電源ユニット１２を接続することができる。複数個のスロット１３に電源ユニット１２を装着した場合には、各電源ユニット１２は情報線Ｌｉに対して並列に接続される。各スロット１３にはマイクロスイッチを用いた装着検出部（図示せず）が設けられており、電源ユニット１２のスロット１３への装着の有無が検出される。また、各スロット１３には商用電源ＡＣから電力が供給されており、各スロット１３に装着された各電源ユニット１２ではそれぞれ商用電源ＡＣから直流電圧を生成する。

電源ユニット１２の器体には、たとえばＪＩＳ規格（Ｃ８３７０の付属書５）に示された電灯分電盤用協約形配線用遮断器の寸法の器体を採用する。この器体は、分電盤内に固定される取付金具の爪が挿入される爪穴を有しており、爪穴に取付金具の爪を結合することにより分電盤に器体を固定することができる。したがって、配線盤５において同様の構成を採用することができ、分電盤の内器と同様の構造で電源ユニット１２を配線盤５に固定することができる。つまり、スロット１３には、電源ユニット１２の器体を装着するための爪が設けられる。

また、各スロット１３に装着される電源ユニット１２は、分電盤に装着される分岐ブレーカと同様に導電バーに対して電気的に接続されることによって商用電源ＡＣに対して電気的に接続される。つまり、電源ユニット１２の器体に設けた溝部の位置を導電バーに合わせた状態でスロット１３に装着すれば、導電バーが溝部に差し込まれ、溝部の内側に設けた接触子が導電バーに接触することで電源ユニット１２を商用電源ＡＣに対して電気的に接続できるようにしてある。

一方、各スロット１３には電源ユニット１２の出力端子を情報線Ｌｉに接続するためのコネクタ（図示せず）も設けられている。コネクタは電源ユニット１２をスロット１３に装着した状態で電源ユニット１２に接続することができる。電源ユニット１２において導電バーを接続する部位とコネクタを接続する部位とは、耐圧の確保のために離して設けてある。コネクタは、配線盤５に固定した構成と、接続線の一端に設けた構成とのどちらを採用してもよい。また、各スロット１３には上述したように装着検出部も設けられる。

各電源ユニット１２は同仕様であるから、最大出力電力も等しい。最大出力電力は、たとえば機能モジュール２の５台分あるいは１０台分の動作が可能な程度に設定しておけばよい。同仕様の電源ユニット１２を用い、スロット１３に電源ユニット１２を装着する個数を調節することにより、電力供給部１１から情報線Ｌｉを通して供給可能な最大電力を調節することができるから、設計変更を伴うことなく最大供給電力を調節することができる。

ところで、電源ユニット１２の適正台数を決定するには、機能モジュール２が要求する最大電力を知る必要がある。本発明では、この機能を電源ユニット１２に設けている。以下では、電源ユニット１２の構成について説明する。

電源ユニット１２は、情報線Ｌｉに直流電圧を印加する電源回路１４と、後述するフィルタ回路１５と、後述する各種機能を実現するマイコン１６とを備える。マイコン１６には、各機能モジュール２あるいは電源ユニット１２と個別に通信する通信手段１６ａとしての機能がある。マイコン１６は、電源ユニット１２を配線盤５のスロット１３に装着する作業の際に動作し、電源ユニット１２の適正台数を決定する。適正台数の電源ユニット１２が配線盤５に装着された後には、通常の動作に移行させる。以下では、電源ユニット１２の装着作業時の動作に関わる機能について説明する。

通信手段１６ａは、各機能モジュール２と通信する場合には各機能モジュール２の種類や仕様に応じて機能モジュール２の動作に必要な動作電力を各機能モジュール２から取得する。また、電源ユニット１２と通信する場合には、各電源ユニット１２の間で後述する必要電力の情報を授受する。

電源ユニット１２は、情報線Ｌｉに直流電圧を印加する電源回路１４を備えており、電源回路１４と通信手段１６ａとはフィルタ回路１５を介して情報線Ｌｉに接続される。フィルタ回路１５は、電源回路１４と情報線Ｌｉとの間では直流だけを通過させ、通信手段１６ａと情報線Ｌｉとの間では信号だけを通過させる。信号には高周波の矩形波信号を用いることを想定しており、フィルタ回路１５は、電源回路１４の出力端と情報線Ｌｉの各線との間にそれぞれ挿入される２個のダイオードまたはインダクタと、電源ユニット１２と情報線Ｌｉの各線との間にそれぞれ挿入される２個のコンデンサとを用いて構成することができる。２個のコンデンサに代えてパルストランスを用いることも可能である。

通信手段１６ａにおいて機能モジュール２や他の電源ユニット１２から取得する情報は、機能モジュール２が必要とする電力のうち電源回路１４で充足できていない必要電力の情報であって、この必要電力から１台の電源ユニット１２で出力可能な最大出力電力を減算すれば、電源ユニット１２の追加によって機能モジュール２に供給する電力が充足できるか否かを判断することができる。そこで、電源ユニット１２には減算手段１６ｂを設けてあり、減算手段１６ｂでは、通信手段１６ａで取得した必要電力から最大出力電力を減算する。減算結果の符号が正であるときには、当該電源ユニット１２の装着によっては、供給すべき電力が充足されていないことを意味するから、当該減算結果を不足電力として不足電力保持手段１６ｃに保持させる。

また、電源ユニット１２には序列が規定されており、各電源ユニット１２の序列は序列規定手段１６ｄにより示される。序列は、電源ユニット１２を装着するスロット１３の位置により規定する構成と、スロット１３への取付順によって規定する構成とがある。スロット１３の位置によって序列を決める構成を採用する場合には、あらかじめスロット１３ごとに序列を設定し（たとえば、並び順で１番から順に序列を設定する）、各スロット１３のコネクタに序列を示すピンを設けておき、ピンの接続関係によって序列を示す。また、スロット１３への取付順で序列を示す場合には、電源ユニット１２をスロット１３に装着するたびに他の電源ユニット１２の有無を確認する通信を行い、他の電源ユニット１２が存在しなければ序列を１番とし、他の電源ユニット１２が存在する場合には他の電源ユニット１２の序列規定手段１６ｄに示されている序列のうちの最大値に１を加算して自身の序列とする。このように序列規定手段１６ｄは自身の序列を記憶保持する機能を有している。

序列規定手段１６ｄにおいて序列が１番である電源ユニット１２では、通信手段１６ａは情報線Ｌｉに接続されている各機能モジュール２と個別に通信を行い、機能モジュール２ごとの動作電力を取得する。また、通信手段１６ａでは各機能モジュール２から取得した動作電力の合計を必要電力として減算手段１６ｂに与える。つまり、序列１番の電源ユニット１２は、情報線Ｌｉに接続された機能モジュール２の種類および台数に応じて、情報線Ｌｉに供給する最大電力を算出し、配線システム全体の動作に必要な最大電力を必要電力として取得することになる。ここに、各機能モジュール２の動作電力は機能モジュール２の製品仕様として既知であるから、各機能モジュール２の動作電力を通信手段１６ａにおいて取得するには、通信手段１６ａが各機能モジュール２と通信する際に、各機能モジュール２から製品仕様としての動作電力を返送させるようにすればよい。

一方、序列が２番以降の電源ユニット１２では、通信手段１６ａは序列が１つ上である電源ユニット１２との通信を行い、不足電力保持手段１６ｃに保持されている不足電力を取得する。この不足電力を必要電力として減算手段１６ｂに引き渡すのである。つまり、序列ｎ番である電源ユニット１２では、配線システム全体の動作に必要な最大電力のうち（ｎ−１）台の電源ユニット１２では充足できない電力を、必要電力として減算手段１６ｂに与える。

電源ユニット１２を１台ずつスロット１３に装着すると、やがては配線システム全体の動作に必要な最大電力を充足可能な台数の電源ユニット１２を配線盤５に装着することができる。何台目の電源ユニット１２で充足されたかを知るために、各電源ユニット１２には、報知手段１６ｅを設けている。報知手段１６ｅは不足電力保持手段１６ｃに不足電力が保持されているときに、電力が不足していることを報知する。要するに、減算手段１６ｂによる減算結果が正であるときに電力不足を報知する。報知手段１６ｅとしては、たとえば、赤色表示灯と緑色表示灯とを設けておき、赤色表示灯の点灯により電力不足を示し緑色表示灯の点灯により電力充足を示すようにすればよい。つまり、電源ユニット１２を１台ずつスロット１３に取り付けたときに、緑色表示灯が点灯した時点で配線システムに供給する電力を確保するだけの台数の電源ユニット１２が装着されたと判断すればよい。

ところで、本実施形態で用いる機能モジュール２は、電源回路１４からの直流電流により充電される電荷蓄積部としてのコンデンサ２１と、電源ユニット１２の通信手段１６ａとの間で信号を授受するための通信回路２２とを備える。コンデンサ２１は内部回路２０に対する電源として機能し、また情報線Ｌｉを通して供給される電圧の変動を抑制する電圧平滑の機能も備える。電荷蓄積部は容量の大きいコンデンサ２１を用いるのが望ましいが、メモリ効果のない二次電池を用いることも可能である。コンデンサ２１および通信回路２２と情報線Ｌｉとの間には副フィルタ回路２３が挿入される。副フィルタ回路２３は、フィルタ回路１５と同様の構成かつ同様の機能を有する。つまり、情報線Ｌｉに印加されている直流電圧をコンデンサ２１の両端に印加し、情報線Ｌｉと通信回路２２との間で信号の通過を可能にする。副フィルタ回路２３を用いることによって、電源ユニット１２から送信された信号を直流電圧から分離して通信回路２２で受信することが可能になり、信号線Ｌｉに印加されている直流電圧に通信回路２２からの信号を重畳して伝送することができる。

上述した通信手段１６ａおよび通信回路２２で用いるプロトコルにはとくに制限はないが、通信手段１６ａと通信回路２２とは個別に通信が可能でなければならない。また、情報線Ｌｉに対して機能モジュール２を着脱すると必要電力が変化するから、機能モジュール２の増減があったときには、上述した作業を再度行うことが望ましい。

機能モジュール２は電力線Ｌｐと電気的に接続されており、情報線Ｌｉを通して電源回路１４から供給される電力を内部回路に供給するだけではなく、電力線Ｌｐから供給される電力も内部回路に供給することができる。したがって、機能モジュール２には、電力線Ｌｐから供給される商用電源ＡＣから内部回路２０に供給する電源を生成する電源回路が設けられる。機能モジュール２が、基本機能モジュール２ａだけではなく拡張機能モジュール２ｂも含んでいる場合には、電源回路は拡張機能モジュール２ｂにも電力を供給する。基本機能モジュール２ａから拡張機能モジュール２ｂへの電力の供給は交流を用いる。また、基本機能モジュール２ａと拡張機能モジュール２ｂとの内部においては、交流−直流変換を行って直流電力を内部回路に供給する。そのため、基本機能モジュール２ａと拡張機能モジュール２ｂとには、それぞれ電源回路が設けられる。

なお、上述したように情報線Ｌｉが複数系統である場合であって、各系統ごとに電力供給部１１を設ける場合には、各系統ごとに序列を設定する。

上述した電源ユニット１２の動作を簡単にまとめる。まず、１台の電源ユニット１２をスロット１３に装着して電源ユニット１２による電源の供給を開始させる。つまり、電源ユニット１２をスロット１３に装着した後に電源ユニット１２に設けた電源スイッチを投入する。１台目（序列１番）の電源ユニット１２は、１台ずつの機能モジュール２と通信するだけであるから、この電源ユニット１２によって機能モジュール２と通信するための電力は賄うことができる。

序列１番の電源ユニット１２では、通信手段１６ａにより、各機能モジュール２と順に通信し、各機能モジュール２から動作電力を返送させる。ここで、各機能モジュール２における動作電力がほぼ等しいとみなしてもよいときには、機能モジュール２が接続されているか否かの情報のみを返送させてもよい。また、取得した動作電力の合計を求め必要電力として減算手段１６ｂに与える。

減算手段１６ｂは、必要電力から電源ユニット１２の最大出力電力を減算し、減算結果が正であるときには、不足電力として不足電力保持手段１６ｃに記憶させるとともに、報知手段１６ｅにより電力が不足していることを報知する。また、減算結果が０または負であれば、電力が充足できると判断し、電力が充足できることを報知手段１６ｅにより報知する。

報知手段１６ｅで電力が不足していると報知されたときには、作業者は電源ユニット１２を追加してスロット１３に装着する。序列２番以降の電源ユニット１２では、序列が１つ上の電源ユニット１２と通信する。たとえば、序列２番の電源ユニット１２は序列１番の電源ユニット１２と通信し、序列３番の電源ユニット１２は序列２番の電源ユニット１２と通信する。この通信によって、序列が１つ上の電源ユニット１２から不足電力保持手段１６ｃに格納されている不足電力を取得し、取得した不足電力を必要電力として減算手段１６ｂに与える。減算手段１６ｂの減算結果の扱いは序列１番の電源ユニット１２と同様であって、電力が不足すると判断すれば不足電力保持手段１６ｃに不足電力を記憶させ、報知手段１６ｅで電力不足を報知する。また、電力が充足すると判断すれば報知手段１６ｅで電力充足を報知する。

電力充足が報知手段１６ｅで示されるようになるまで上述の作業を繰り返せば、配線システム全体の最大必要電力を充足することができるだけの台数の電源ユニット１２を配線盤５に装着することができる。この作業には熟練は必要ではなく、電源ユニット１２の装着および電源の投入と報知手段１６ｅによる報知状態の確認とを行うだけであるから、作業を容易に行うことができる。また、電源ユニット１２が自動的に台数の過不足を判断するから、台数管理のための装置を電源ユニット１２とは別に設ける必要がなく、配線システムの構成が簡単になる。

本発明の実施形態を示す要部回路図である。同上の全体構成を示す構成図である。同上に用いる機能ブロックを取付枠に取り付けた状態の正面図である。同上の機能ブロックの他の構成例を示す構成図である。同上に用いるゲート装置と機能ブロックとを示す斜視図である。同上に用いる機能ブロックを示す分解斜視図である。

符号の説明

１基本モジュール
２機能モジュール
１１電力供給部
１２電源ユニット
１３スロット
１４電源回路
１５フィルタ回路
１６マイコン
１６ａ通信手段
１６ｂ減算手段
１６ｃ不足電力保持手段
１６ｄ序列規定手段
１６ｅ報知手段
２０内部回路
２１コンデンサ
２２通信回路
２３副フィルタ回路
ＡＣ商用電源
Ｌｉ情報線
Ｌｐ電力線

Claims

先行配線された電力線と情報線とが基本モジュールに接続されるとともに、複数台の機能モジュールがそれぞれ電力線と情報線とに接続され、基本モジュールから電力線と情報線との両方を通して各機能モジュールに電力供給が可能であり、基本モジュールと各機能モジュールとの間で情報線を通して通信を行う配線システムであって、基本モジュールは、最大出力電力が同一である複数台の電源ユニットを装着可能な複数のスロットを有しスロットに装着された電源ユニットから情報線を通して各機能モジュールに電力を供給する電力供給部を有し、電源ユニットは、情報線を通して通信を行うことにより情報線に接続された機能モジュールが必要とする電力のうち電力供給部で充足していない電力を必要電力として取得する通信手段と、スロットに接続されている電源ユニットの序列を示す序列規定手段と、通信手段を通して取得した必要電力から最大出力電力を減算する減算手段と、減算手段の減算結果の符号が正であるときに当該減算結果を不足電力として保持する不足電力保持手段と、不足電力保持手段に不足電力が保持されていることを報知する報知手段とを備え、通信手段は、序列規定手段に保持された序列が１番であるときには各機能モジュールとの間で通信を行うことにより各機能モジュールの動作に必要な動作電力を機能モジュールごとに取得し取得した動作電力の合計を必要電力とし、序列規定手段に保持された序列が１番以外のときには序列で１つ上の電源ユニットとの間で通信を行うことにより当該電源ユニットの不足電力保持手段から取得した不足電力を必要電力として減算手段に与えることを特徴とする配線システム。
前記序列規定手段は、前記スロットの位置により規定された序列を用いることを特徴とする請求項１記載の配線システム。
前記序列規定手段は、前記スロットへの取付順により規定される序列を用いることを特徴とする請求項１記載の配線システム。