JP3969451B2 - 電力線搬送通信用の配線装置及び電力線搬送通信システム - Google Patents

Description

本発明は、電力線搬送通信システムに関するものである。

近年、通信技術の進展により様々な技術分野でネットワーク化が進んでおり、建物内の様々な電気機器がネットワークに接続されつつある。このような電気機器のネットワーク化は、これら電気機器を有機的に連携運転することによって、さらには、建物外のネットワークとこの建物内のネットワークとを相互接続して外部の通信端末からこれら電気機器に運転を指示することによって、省エネルギーや遠隔制御などに対応すると共に安全で快適な暮らしを提供しようとするものである。通信信号の伝送方法は、種々のものがあるが、既設の配線を利用することから新たな伝送路を布設する必要がないという利点や、そのために導入に伴う初期費用がその分低廉であり、建物の美観も損ねない、という利点から、これら電気機器に電力を供給する電力線を伝送路に利用した電力線搬送通信［ＰＬＣ（Power Line Communication）］システムが採用されることがある。

この電力線搬送通信システムは、図１２に示すように、各電気機器７との間でデータを授受する電力線搬送通信用モデム５（以下、ＰＬＣモデム５と称す）を用いて、例えば、商用周波数（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）の電力波形に高周波の通信信号を重畳して送信したり、この電力波形からこの高周波の通信信号を分離して受信したりすることによって、ＰＬＣモデム５間で電力線３を介して通信信号を送受信する通信方式である。

そして、電力線３にインバータ機器や電気ドリル等の電気機器８が接続された場合、これらの電気機器８から電力線３へノイズが放出されるが、このノイズの周波数が電力線搬送通信に用いる周波数帯域内（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）にあり、且つノイズレベルが大きい場合、このノイズによって電力線搬送通信が困難になっていた。そこで、ＰＬＣモデム５の入力にノイズフィルタ（図示なし）を設け、ノイズフィルタを通過した信号からデータを取得することでノイズの影響を低減させていた。（例えば、特許文献１参照）
また、工場、店舗、事務所内等では、天井等に配線された配線ダクトから照明器具、動力器具等の電気機器の電源を取り出して分配するため、プラグを配線ダクトに取り付けて、プラグ内に設けた栓刃を配線ダクト内の電力線に接触させ、電力線からプラグを介して電気機器に電力を供給している。（例えば、特許文献２参照）
特開２００５−２３６８１５号公報 特開昭６４−８１１８０号公報

従来の電力線搬送通信システムは、通信用の信号線とは異なり、電力線路の特性インピーダンスに整合したインピーダンスの終端器を電力線の終端に備えておらず、電力線の終端は開放されている。したがって、電力線路の長さを４分の１波長とする特定の周波数の信号にとっては逆位相の信号が合成されることになるため、伝送特性が劣化し、信号のレベルが大幅に減少してしまうという課題があった。

また、ノイズの影響を低減するためにＰＬＣモデムの入力にノイズフィルタを設けたことで、電力線搬送通信に用いられる周波数帯域を十分に確保できず、ＰＬＣモデムの受信信号が減衰してしまうという課題もあった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源プラグの栓刃を回転移動させることで接続する刃受部を切り換えることで、フィルタ装置のノイズフィルタをオン・オフすることができ、刃受部に電源プラグで接続する機器がノイズを放出する電気機器か、ＰＬＣモデムかによって対応させることができる電力線搬送通信用の配線装置及び、それを用いた電力線搬送通信システムを提供することにある。

請求項１の電力線搬送通信用の配線装置に係る発明は、建物に配設された配線ダクトの長手方向に開口した開口部から挿入して配線ダクトに係止するとともに、配線ダクト内の長手方向に設けられた導体に接続するプラグと、フィルタ装置とを備えてなり、
前記フィルタ装置は、前記プラグの給電部に接続される一対の第１の刃受部と、電気機器の放出ノイズの周波数帯域を減衰させるノイズフィルタを介して前記プラグの給電部に接続される一対の第２の刃受部と、電源プラグの一対の栓刃が挿入される一対の栓刃挿通口とを有し、
前記各栓刃挿通口は、挿入された前記栓刃が一端側から他端側に回転移動できる弧状の孔で形成され、一端側に前記第１の刃受部を、他端側に前記第２の刃受部を夫々設け、
前記電源プラグの栓刃の回転移動によって該栓刃を接続する刃受部を選択することで、前記ノイズフィルタの接続をオン・オフすることを特徴とする。

請求項２の電力線搬送通信システムに係る発明は、前記請求項１の電線搬送通信用の配線装置を用い、該配線装置が接続される配線ダクトは、前記導体が電力を分配する配電部を介して電力線通信用モデムが接続される給電兼通信路を構成していることを特徴とする。

請求項３の電力線搬送通信システムに係る発明は、請求項２の発明において、前記配線ダクトの終端には、電力線路の特性インピーダンスに整合したインピーダンスを有する終端器が接続されていることを特徴とする。

本発明は、電源プラグの栓刃を回転移動させることで接続する刃受部を切り換えることで、フィルタ装置のノイズフィルタをオン・オフすることができ、刃受部に電源プラグで接続する機器がノイズを放出する電気機器か、ＰＬＣモデムかによって対応させることができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（基本形態１）
本基本形態の電力線搬送通信システムは工場、店舗、事務所、美術館等の屋内に用いられるもので、その構成を図１に示す。

まず、単相３線式の商用電源ＡＣからの２本の活線と１本の中性線は分電盤１内に導入され、分電盤１内に設けた主幹ブレーカ（図示なし）、分岐ブレーカ（図示なし）等を介して１本の活線と中性線とが一対の電力線３，３として分電盤１から導出されて、電源（１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）を供給する。この一対の電力線３，３は、屋内の天井面、壁面、床面等に設置されて、天井面においては配線ダクトシステムが用いられており、天井面に取り付けられた配線ダクト２内に配設した長尺の一対の導体３ａ，３ａで電力線３，３が構成される。

なお、分電盤１内には、商用電源ＡＣの異相配線間に、電力線搬送通信に用いる所定の周波数帯域に対して低いインピーダンス、商用電源周波数に対しては高いインピーダンスを有するハイパスフィルタからなる結合器（図示なし）を設けてもよい。なお、前述の所定の周波数帯域は、例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚである。

上記配線ダクト２は図２（ａ）（ｂ）に示すように長尺中空のもので、その長手方向には開口部２ａが形成してある。開口部２ａより配線ダクト２の内部にプラグ４を所定の向きで挿入し、プラグ４の一対の栓刃４ａ，４ａを配線ダクト２内の導体３ａ，３ａに接触させてプラグ４を通電させる。なお、図２（ａ）は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ’断面図である。

プラグ４を配線ダクト２に挿入，装着するには、まずプラグ４を所定の向きで開口部２ａより配線ダクト２の内部に挿入し、そしてプラグ４を９０°回転させて栓刃４ａを配線ダクト２の導体３ａに接触させ、係止部４ｂを開口部２ａの周縁の内壁面に係止させる。

図１に示すように配線ダクト２には複数のプラグ４が取り付けられ、各プラグ４には、ＰＬＣモデム５、フィルタ装置６が各々接続されている。

図３は，プラグ４の回路構成の一例を示しており、プラグ４は、導体３ａ，３ａに接続する電路接続部４ｄと、ＰＬＣモデム５またはフィルタ装置６を接続して電路接続部４ｄからの電力を供給する給電部４ｅとを筐体４０内に備えて、電力線３，３に接続して電力を分配する配電部を構成する。本基本形態において、電路接続部４ｄは図２の一対の栓刃４ａ，４ａに相当する。

なお、プラグ４は、栓刃４ａ，４ａの代わりに、導体３ａ，３ａに接触する一対の集電子（図示なし）を備えて配線ダクト２に沿って移動自在に構成してもよい。

そして、ＰＬＣモデム５は電力線３からプラグ４を介して電力を供給されるとともに電力線３，プラグ４を介して電力線搬送通信を行うもので、受信した信号からデータを取得し、そのデータに応じて各ＰＬＣモデム５に接続した電気機器７へ制御信号を出力してその動作を制御したり、電気機器７から所定のデータを受信してそのデータをプラグ４，電力線３を介して送信したりする。なお、電気機器７の動作電源は、図示しない別の電源から供給される。

なお、ＰＬＣモデム５と電気機器７とは別体でもよく、あるいはＰＬＣモデム５を予め内蔵した電気機器７を用いてもよい。

また、プラグ４に接続されたフィルタ装置６には、電気機器８が接続されており、電気機器８は、電力線３からプラグ４，フィルタ装置６を介して電力を供給されて動作している。なお、図４（ａ）に示すように、プラグ４とフィルタ装置６とを一体に形成してもよく、あるいは図４（ｂ）に示すように、プラグ４からケーブルＷを介してフィルタ装置６に接続する形態でもよい。

図５（ａ）は、フィルタ装置６の回路構成の一例を示しており、プラグ４の給電部４ｅに接続するノイズフィルタ６ａと、ノイズフィルタ６ａを介してプラグ４の給電部４ｅに接続する一対の刃受部６ｂ，６ｂとを筐体６０内に備える。

刃受部６ｂ，６ｂは、筐体６０に設けた矩形の一対の栓刃挿通口６ｃ，６ｃ（図１，図４参照）を介して導入される電気機器８の電源プラグ９の一対の栓刃９ａ，９ａ（図１参照）を挟持する。そして、刃受部６ｂは、１枚の金属の板材によって形成され、栓刃９ａを挟持する刃受ばね６１，６２を一体に備える。電気機器８は、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａを刃受部６ｂ，６ｂに接触導通させることで、電力線３からプラグ４、フィルタ装置６を介して電力を供給される。

ノイズフィルタ６ａは、一例として図５（ｂ）に示すように、一対の電力供給路に各々直列接続したチョークコイルＬ１，Ｌ２と、電力供給路間に接続したコンデンサＣ２とを備え、商用電源周波数を通過させ、高周波帯域信号を減衰させるローパスフィルタで構成される。図５（ｂ）ではＬＣの１段構成としているが、ＬＣの多段構成としてもよい。また、チョークコイルＬ１，Ｌ２はコモンモードチョークコイルを用いることもできる。あるいは、ノイズフィルタ６ａを、商用電源周波数を通過させ、高周波帯域信号及び低周波帯域信号を減衰させるバンドパスフィルタで構成してもよい。

ここで、図４（ａ）に示すようにプラグ４とフィルタ装置６とを一体に形成した場合は、フィルタ装置６のノイズフィルタ６ａがプラグ４の給電部４ｅに直接接続され、図４（ｂ）に示すようにプラグ４からケーブルＷを介してフィルタ装置６に接続する場合は、フィルタ装置６のノイズフィルタ６ａはケーブルＷを介してプラグ４の給電部４ｅに接続される。

さらに、電力線３には、ＰＬＣモデム５を介して電気機器７を監視、制御するための端末装置１０が接続されており、端末装置１０は、ＰＬＣモデム５との間で電力線３を介した電力線搬送通信を行うことで、各電気機器７の監視制御を行う。

ここで、電気機器８は、インバータ機器や電気ドリル等であり、動作時には電気機器８からノイズが放出される。このノイズの周波数が電力線搬送通信に用いる周波数帯域内（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）にあり、且つノイズレベルが大きい場合、このノイズによって電力線搬送通信が困難になる。しかし、本基本形態において、フィルタ装置６のノイズフィルタ６ａは、電気機器８が放出するノイズの周波数帯域を減衰させるローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、電気機器８から電力線３へ放出されるノイズを低減させている。

すなわち、電気機器８から電力線３に放出されるノイズをフィルタ装置６のノイズフィルタ６ａによって低減することで、ＰＬＣモデム５では電気機器８から放出されるノイズの影響が低減する。

したがって、ＰＬＣモデム５は、プラグ４からの電力供給路に対するノイズフィルタ機能を省略することができ、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）を確保しつつ、ノイズの影響を低減して、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

さらに、一対の電力線３，３の終端間には、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の直列回路で構成される終端器１１が接続されている。この終端器１１のインピーダンスは、電力線３，３で構成される電力線路の特性インピーダンスに整合しており、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）が、前記電力線路の長さの４分の１波長であっても、伝送特性が劣化することなく、信号のレベルが大幅に減少することはない。

したがって、ＰＬＣモデム５は、信号の周波数や前記電力線路の長さに依らず、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

さらに、図１中の破線に示すように、分電盤１に導入される電力引込線Ｐを、電柱等に設置したＰＬＣモデム１１０を介してインターネット網ＮＴに接続し、外部端末装置１２０や携帯端末１２１からインターネット網ＮＴ、ＰＬＣモデム１１０経由で、電力線３上での電力線搬送通信を行い、各電気機器７の監視制御を行ってもよい。

さらに、複数の工場、店舗、事務所、美術館等に本基本形態の電力線搬送通信システムを設けて、管理会社等で一括管理する場合、図１中の破線に示すように、管理会社等に設置したサーバ１００をインターネット網ＮＴに接続すれば、サーバ１００からＰＬＣモデム１１０，１１１，１１２，．．．を介して複数の電力線搬送通信システムを一括管理できる。なお、上記端末装置１０、外部端末装置１２０、携帯端末１２１を省略して、サーバ１００が端末装置の機能を有してもよい。

なお、電力線搬送通信の方式には、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数帯域を通信に用いる低速の方式と、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域を通信に用いる高速の方式とがある。

そして、低速の電力線搬送通信の方式としては、シングルキャリア方式、選択型シングルキャリア方式、直接スペクトラム拡散方式等がある。さらに、高速，大容量の電力線搬送通信の方式としては、マルチキャリア変調方式、ＯＦＤＭ変調方式、スペクトラム拡散変調方式、ＧＭＳＫ変調方式等があり、本電力線搬送通信システムにおいては、いずれの方式を用いてもよく、さらには上記以外の方式であってもよい。

（実施形態１）
本実施形態の電力線搬送通信システムの構成は図６に示され、基本形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態では、全てのプラグ４にフィルタ装置６が接続されており、全てのＰＬＣモデム５、電気機器８は、フィルタ装置６を介して電力線３に接続される。

フィルタ装置６は、図７（ａ）に示すように、プラグ４の給電部４ｅに直接接続するノイズフィルタ６ｄおよび一対の刃受部６ｅ，６ｅと、ノイズフィルタ６ｄを介してプラグ４の給電部４ｅに接続する一対の刃受部６ｆ，６ｆ’と、表示部６ｇとを筐体６０内に備える。

刃受部６ｅは、ＰＬＣモデム５，電気機器８の電源プラグ９の栓刃９ａを挟持するもので、１枚の金属の板材によって形成され、栓刃９ａを挟持する刃受ばね６１，６２を一体に備える。この刃受部６ｅは、プラグ４を介して電力線３に接続する。

刃受部６ｆも刃受部６ｅと同様に、１枚の金属の板材によって形成され、栓刃９ａを挟持する刃受ばね６１，６２を一体に備える。対して刃受部６ｆ’は、２枚の金属の板材によって形成されており、栓刃９ａを挟持する刃受ばね６３，６４を別々に備える。この刃受部６ｆ，６ｆ’は、ノイズフィルタ６ｄ，プラグ４を介して電力線３に接続する。

上記一対の刃受部６ｅ，６ｅは互いに対向するように配置され、上記一対の刃受部６ｆ，６ｆ’は、刃受部６ｅ，６ｅを９０°回転させた方向に互いに対向して配置される。

さらに、筐体６０には、一方の刃受部６ｅと刃受部６ｆとに対向した弧状の栓刃挿通口６ｈと、他方の刃受部６ｅと刃受部６ｆ’とに対向した弧状の栓刃挿通口６ｈ’とが形成されており、電源プラグ９の一対の栓刃９ａ，９ａは、栓刃挿通口６ｈ，６ｈ’に挿入した状態で、略９０°の回転角で回転自在に構成される。

そして、電源プラグ９を一方方向（図７（ａ）中の右回転方向）に回転させると、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａは刃受部６ｅ，６ｅに接触導通し、電源プラグ９を他方方向（図７（ａ）中の左回転方向）に回転させると、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａは刃受部６ｆ，６ｆ’に接触導通する。

したがって、ＰＬＣモデム５は、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａを、栓刃挿通口６ｈ，６ｈ’に挿入した状態で、一方方向（図７（ａ）中の右回転方向）に回転させることで、栓刃９ａ，９ａは刃受部６ｅ，６ｅに接触導通し、電力線３からノイズフィルタ６ｄを介さずに電力を供給される。

また、電気機器８は、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａを、栓刃挿通口６ｈ，６ｈ’に挿入した状態で、他方方向（図７中（ａ）の左回転方向）に回転させることで、栓刃９ａ，９ａは刃受部６ｆ，６ｆ’に接触導通し、電力線３からノイズフィルタ６ｄを介して電力を供給される。そして、ノイズフィルタ６ｄは、電気機器８が放出するノイズの周波数帯域を減衰させるローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、電気機器８から電力線３へ放出されるノイズを低減させている。

このように、本実施形態のフィルタ装置６は、電源プラグ９を回転させることでノイズフィルタ６ｄによるフィルタ処理をオン・オフするフィルタ処理切換手段を備えており、電気機器８を接続するときはノイズフィルタ６ｄによるフィルタ処理をオンすることで、電気機器８から電力線３に放出されるノイズをノイズフィルタ６ｄによって低減することができ、ＰＬＣモデム５を接続するときはノイズフィルタ６ｄによるフィルタ処理をオフすることで、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）を確保できる。

したがって、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域を確保しつつノイズの影響を低減することができ、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

さらに、予め全てのプラグ４にフィルタ装置６を接続しておき、電気機器８を接続するときのみノイズフィルタ６ｄによるフィルタ処理をオンすることで、接続する機器に合わせたフィルタ装置６の取り付け、取り外しの手間が省ける。

また、刃受部６ｆ’の刃受ばね６３はノイズフィルタ６ｄを介してプラグ４に接続し、刃受ばね６４は表示部６ｇを介して刃受部６ｆに接続している。したがって、栓刃９ａが刃受ばね６３，６４間に挟持されることで、刃受部６ｆ，６ｆ’間は栓刃９ａを介して導通し、表示部６ｇが通電する。

表示部６ｇは、図７（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ１と、発光素子ＬＥＤ１との直列回路で構成されており、栓刃９ａ，９ａが刃受部６ｆ，６ｆ’に接触導通し、電力線３からノイズフィルタ６ｄを介して電力を供給可能な状態になると、発光素子ＬＥＤ１が点灯して、フィルタ処理のオン状態を周囲に提示する。したがって、フィルタ処理オン側に切り換えたのか、あるいはフィルタ処理オフ側に切り換えたのかをユーザに提示することができ、ユーザは切換状態を視覚で把握することができる。

（基本形態２）
本基本形態の電力線搬送通信システムの構成は図８に示され、基本形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本基本形態では、全てのプラグ４にフィルタ装置６が接続されており、全てのＰＬＣモデム５、電気機器８は、フィルタ装置６を介して電力線３に接続される。

フィルタ装置６は、図９に示すように、切換スイッチ６ｉ，６ｊと、ノイズフィルタ６ｋと、一対の刃受部６ｂ，６ｂと、通信制御信号検出部６ｍとを筐体６０内に備える。切換スイッチ６ｉはプラグ４の給電部４ｅに接続し、切換スイッチ６ｊは刃受部６ｂ，６ｂに接続し、スイッチ６ｉ，６ｊ間には、ノイズフィルタ６ｋを通過する経路と、ノイズフィルタ６ｋを通過せずに直接接続する経路とがある。そして、スイッチ６ｉ，６ｊの各接点を切り換えることで、プラグ４の給電部４ｅ−刃受部６ｂ，６ｂ間の接続形態は上記いずれかの経路に切り換わる。

ＰＬＣモデム５，電気機器８は、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａを刃受部６ｂ，６ｂに接触導通させることで、電力線３からフィルタ装置６を介して電力を供給される。

本基本形態において、ＰＬＣモデム５は電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａから通信制御信号（電流信号）を出力しており、フィルタ装置６の通信制御信号検出部６ｍは、刃受部６ｂ，６ｂを流れる電流を検知する電流検知手段（図示なし）を備える。そして、通信制御信号検出部６ｍは、栓刃９ａ，９ａを挟持した刃受部６ｂ，６ｂを介して通信制御信号を受信すると（すなわち、通信制御信号検出部６ｍの電流検知手段が通信制御信号（電流信号）を検知した場合）、ＰＬＣモデム５が接続されたと判定して切換制御信号を出力し、切換スイッチ６ｉ，６ｊを一方に切り換えて、ノイズフィルタ６ｋを介さずに切換スイッチ６ｉ，６ｊ間を直接接続する。すなわち、ＰＬＣモデム５は、電力線３からノイズフィルタ６ｋを介さずに電力を供給される。

そして、ノイズフィルタ６ｋを介さずに切換スイッチ６ｉ，６ｊ間を直接接続した後は、ＰＬＣモデム５がフィルタ装置６から取り外されるまで、この状態を保持する。

また、通信制御信号検出部６ｍが通信制御信号を受信しない場合は（すなわち、通信制御信号検出部６ｍの電流検知手段が通信制御信号（電流信号）を検知しない場合）、ＰＬＣモデム５が接続されていないと判定して切換制御信号を出力し、切換スイッチ６ｉ，６ｊを他方に切り換えて、ノイズフィルタ６ｋを介して切換スイッチ６ｉ，６ｊ間を接続する。すなわち、ＰＬＣモデム５が取り外された場合、ノイズフィルタ６ｋを介して切換スイッチ６ｉ，６ｊ間が接続しており、電気機器８がフィルタ装置６に接続されると、電気機器８は、電力線３からノイズフィルタ６ｋを介して電力を供給される。そして、ノイズフィルタ６ｋは、電気機器８が放出するノイズの周波数帯域を減衰させるローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、電気機器８から電力線３へ放出されるノイズを低減させている。

このように、本基本形態のフィルタ装置６は、ＰＬＣモデム５からの通信制御信号の有無によってノイズフィルタ６ｋによるフィルタ処理をオン・オフするフィルタ処理切換手段を備えており、電気機器８を接続するときはノイズフィルタ６ｋを介して電力供給することで、電気機器８から電力線３に放出されるノイズをノイズフィルタ６ｋによって低減することができ、ＰＬＣモデム５を接続するときはノイズフィルタ６ｋを介さずに電力供給することで、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）を確保できる。

したがって、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域を確保しつつノイズの影響を低減することができ、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

さらに、予め全てのプラグ４にフィルタ装置６を接続しておき、ＰＬＣモデム５を接続したときのみノイズフィルタ６ｋによるフィルタ処理を自動的にオフすることで、接続する機器に合わせたフィルタ装置６の取り付け、取り外しの手間が省ける。

なお、上記切換スイッチ６ｉ，６ｊは、ユーザの操作によって発生した切換制御信号によってノイズフィルタ６ｋの接続を切り換える構成であってもよい。あるいは上記切換スイッチ６ｉ，６ｊをスライドスイッチで構成して、ノイズフィルタ６ｋの接続を手動で切り換える構成であってもよい。

（基本形態３）
本基本形態の電力線搬送通信システムの構成は基本形態２と同様に図８に示され、基本形態２と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本基本形態では、全てのプラグ４にフィルタ装置６が接続されており、全てのＰＬＣモデム５、電気機器８は、フィルタ装置６を介して電力線３に接続される。

フィルタ装置６は、図１０（ａ）に示すように、切換スイッチ６ｉ，６ｊと、ノイズフィルタ６ｋと、一対の刃受部６ｂ，６ｂと、ノイズ検出部６ｎとを筐体６０内に備える。切換スイッチ６ｉはプラグ４の給電部４ｅに接続し、切換スイッチ６ｊは刃受部６ｂ，６ｂに接続し、スイッチ６ｉ，６ｊ間には、ノイズフィルタ６ｋを通過する経路と、ノイズフィルタ６ｋを通過せずに直接接続する経路とがある。そして、スイッチ６ｉ，６ｊの各接点を切り換えることで、プラグ４の給電部４ｅ−刃受部６ｂ，６ｂ間の接続形態は上記いずれかの経路に切り換わる。

ＰＬＣモデム５，電気機器８は、電源プラグ９の栓刃９ａ，９ａを刃受部６ｂ，６ｂに接触導通させることで、電力線３から電力を供給される。

このように、本基本形態のフィルタ装置６は、ＰＬＣモデム５からの通信制御信号の有無によってノイズフィルタ６ｋによるフィルタ処理をオン・オフするフィルタ処理切換手段を備えており、電気機器８を接続するときはノイズフィルタ６ｋを介して電力供給することで、電気機器８から電力線３に放出されるノイズをノイズフィルタ６ｋによって低減することができ、ＰＬＣモデム５を接続するときはノイズフィルタ６ｋを介さずに電力供給することで、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）を確保できる。

ノイズ検出部６ｎは、ノイズを検出しない場合、電気機器８が接続されていないと判定して切換制御信号を出力し、切換スイッチ６ｉ，６ｊを一方に切り換えて、ノイズフィルタ６ｋを介さずに切換スイッチ６ｉ，６ｊ間を直接接続する。すなわち、ＰＬＣモデム５が接続された場合、ノイズフィルタ６ｋを介さずに切換スイッチ６ｉ，６ｊ間が接続しており、ＰＬＣモデム５は、電力線３からノイズフィルタ６ｋを介さずに電力を供給される。

また、ノイズ検出部６ｎは、ノイズを検出した場合、電気機器８が接続されたと判定して切換制御信号を出力し、切換スイッチ６ｉ，６ｊを他方に切り換えて、ノイズフィルタ６ｋを介して切換スイッチ６ｉ，６ｊ間を接続する。すなわち、ノイズを放出する電気機器８は、電力線３からノイズフィルタ６ｋを介して電力を供給される。そして、ノイズフィルタ６ｋは、電気機器８が放出するノイズの周波数帯域を減衰させるローパスフィルタあるいはバンドパスフィルタであり、電気機器８から電力線３へ放出されるノイズを低減させている。

図１０（ｂ）は、ノイズ検出部６ｎの構成を示し、入力端子Ｘ１，Ｘ２は刃受部６ｂ，６ｂを介して栓刃９ａ，９ａに接続して、出力端子Ｙ１から切換スイッチ６ｉ，６ｊに切換制御信号が出力される。

入力端子Ｘ１，Ｘ２は、レベル検出回路６００，商用電源周波数検出回路６１０に接続されており、レベル検出回路６００では、入力端子Ｘ１，Ｘ２を介して入力される栓刃９ａ，９ａ間の電圧波形から、トランス６０１、バンドパスフィルタ６０２によって、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）のノイズを抽出し、スイッチ素子６０３，ダイオード６０４を介してレベル判定部６０５に入力する。レベル判定部６０５は、入力されたノイズ信号のレベルが所定レベル以上であれば、ノイズを放出する電気機器８が接続されたと判定して、切換スイッチ６ｉ，６ｊを他方に切り換える切換制御信号を出力端子Ｙ１から出力し、ノイズフィルタ６ｋを介して切換スイッチ６ｉ，６ｊ間を接続する。

ここで、商用電源周波数検出回路６１０は、栓刃９ａ，９ａ間の電圧波形を一次側に入力したフォトカプラ６１１の二次側出力から、ローパスフィルタ６１２、リミッタ６１３を介して商用電源周波数に同期したパルス信号を出力する。ここで、フォトカプラ６１１は商用電源ＡＣと商用電源周波数検出回路６１０のパルス信号出力との間を絶縁している。

一般的に、電気機器８のノイズは、商用電源の周波数に同期して発生するので、商用電源周波数に同期して栓刃９ａ，９ａ間の電圧波形をモニタすれば、電気機器８が放出したノイズであるか否かが判定できる。そこで、レベル検出回路６００は、商用電源周波数検出回路６１０が出力するパルス信号により、商用電源周波数の立ち上がり、立ち下がりのタイミングを抽出することで、栓刃９ａ，９ａに存在するノイズの変動周期と商用電源周波数とが同期しているか否かを把握するのである。

具体的には、商用電源周波数検出回路６１０が出力するパルス信号に同期して、レベル検出回路６００のスイッチ素子６０３をオンさせており、レベル判定部６０５には、商用電源周波数に同期してノイズ信号が入力される。そして、レベル判定部６０５は、商用電源周波数に同期して入力されたノイズ信号のレベル判定を行うことで、ノイズのレベルとノイズの変動周期との両方に基づいてノイズフィルタ６ｋによるフィルタ処理をオン・オフする。

なお、上記商用電源周波数検出回路６１０を省略して、レベル検出回路６００のみでもノイズ検出を行うことはできるが、商用電源周波数検出回路６１０を用いることで電気機器８が放出するノイズをより確実に検出することができる。

このように、本基本形態のフィルタ装置６は、栓刃９ａ，９ａ間の電圧波形に存在するノイズの有無によってノイズフィルタ６ｋによるフィルタ処理をオン・オフするフィルタ処理切換手段を備えており、電気機器８を接続するときはノイズフィルタ６ｋを介して電力供給することで、電気機器８から電力線３に放出されるノイズをノイズフィルタ６ｋによって低減することができ、ＰＬＣモデム５を接続するときはノイズフィルタ６ｋを介さずに電力供給することで、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）を確保できる。

したがって、ＰＬＣモデム５は、電力線搬送通信に用いる周波数帯域を確保しつつノイズの影響を低減することができ、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

さらに、予め全てのプラグ４にフィルタ装置６を接続しておき、ノイズを放出する電気機器８を接続したときのみノイズフィルタ６ｋによるフィルタ処理を自動的にオンすることで、接続する機器に合わせたフィルタ装置６の取り付け、取り外しの手間が省ける。

（基本形態４）
本基本形態の電力線搬送通信システムの構成は図１１に示され、基本形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本基本形態では、プラグ４の代わりに、屋内の天井面、壁面、床面等に設置されたコンセント１２が電力線３，３に接続して電力を分配する配電部を構成しており、工場、店舗、事務所、美術館等の屋内だけでなく、一般家庭の屋内にも用いられる。

そして、ＰＬＣモデム５、フィルタ装置６は、一対の栓刃１３ａ，１３ａを具備する電源プラグ１３を備え、コンセント１２の矩形の一対の栓刃挿通口１２ａ，１２ａ内に栓刃１３ａ，１３ａを導入することで、電力線３，３からコンセント１２を介して電力を供給される。

他の構成は、基本形態１と同様であり、電気機器８から電力線３に放出されるノイズをフィルタ装置６のノイズフィルタ６ａによって低減することで、ＰＬＣモデム５では電気機器８から放出されるノイズの影響が低減する。

したがって、ＰＬＣモデム５は、コンセント１２からの電力供給路に対するノイズフィルタ機能を省略することができ、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）を確保しつつ、ノイズの影響を低減して、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

さらに、一対の電力線３，３の終端間には、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１の直列回路で構成される終端器１１が接続されている。この終端器１１のインピーダンスは、電力線３，３で構成される電力線路の特性インピーダンスに整合しており、電力線搬送通信に用いる周波数帯域（例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、または２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）が、前記電力線路の長さの４分の１波長であっても、伝送特性が劣化することなく、信号のレベルが大幅に減少することはない。

したがって、ＰＬＣモデム５は、信号の周波数や前記電力線路の長さに依らず、端末装置１０や他のＰＬＣモデム５との間で良好な電力線搬送通信を行うことができる。

なお、実施形態１においても、プラグ４の代わりにコンセント１２を用いて同様の効果を得ることができる。

ところで、エミット（ＥＭＩＴ（Embedded Micro Internetworking Technology）)と称する機器組み込み型ネットワーク技術（機器に簡単にミドルウェアを組み込んでネットワークに接続できる機能を備えるネットワーク技術、以降、ＥＭＩＴ技術と称する。）を用いることで、携帯電話、ＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）等の外部端末（図示せず）から様々な設備機器（照明装置、空調装置、動力装置、センサ、電気錠、Ｗｅｂカメラ等、以降、ＥＭＩＴ端末と称する。）＜図示せず＞にアクセスして、ＥＭＩＴ端末を遠隔監視・制御することができるシステムがある。

尚、ＥＭＩＴ端末は、マイコン搭載の組み込み機器であり、機器組み込み型のネット接続用ミドルウェアでありＥＭＩＴ技術を実現するＥＭＩＴソフトウェアが搭載されている。

上述のＥＭＩＴ技術を応用したシステム（以降、ＥＭＩＴシステムと称する。）としては、外部端末がインターネット上に設けられたセンタサーバ（図示せず）経由でＥＭＩＴ端末を遠隔監視・制御する構成のものや、センタサーバを介することなく、例えばＥＭＩＴソフトウェアが搭載された外部端末から、直接各ＥＭＩＴ端末にアクセスしてＥＭＩＴ端末を遠隔監視・制御する構成のものを挙げることができる。

そしてＥＭＩＴシステムによって、例えば、建物（戸建住宅、マンション、ビル、工場用等）＜図示せず＞内に上述のＥＭＩＴ端末を分散配置させて、外部端末からＥＭＩＴ端末の状態を遠隔から監視することで、建物全体のエネルギ管理や、建物内のガス、水道、電気の遠隔検針を行うことも可能となる。

そこで上述の本発明の実施形態１に係る電力線搬送通信システムにおいて、電力線搬送通信による監視制御処理は、特定の通信プロトコルに依らないものであるが、例えば、上述のＥＭＩＴシステムを用いて電力線３に信号を重畳してデータ通信を行う形態でもよい。

基本形態１の電力線搬送通信システムの構成図である。 （ａ）（ｂ）同上のプラグと配線ダクトとの組み付け状態を示す図である。 同上のプラグの回路構成図である。 （ａ）（ｂ）同上のプラグとフィルタ装置を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）同上のフィルタ装置およびノイズフィルタの回路構成図である。 実施形態１の電力線搬送通信システムの構成図である。 （ａ）（ｂ）同上のフィルタ装置の回路構成図である。 基本形態２の電力線搬送通信システムの構成図である。 同上のフィルタ装置の回路構成図である。 （ａ）（ｂ）基本形態３のフィルタ装置の回路構成図である。 基本形態４の電力線搬送通信システムの構成図である。 従来の電力線搬送通信システムの構成図である。

符号の説明

ＡＣ 商用電源
１ 分電盤
２ 配線ダクト
３ 電力線
３ａ 導体
４ プラグ
５ ＰＬＣモデム
６ フィルタ装置
７ 電気機器
８ 電気機器
９ 電源プラグ
１０ 端末装置
１１ 終端器

Claims (3)

1. 建物に配設された配線ダクトの長手方向に開口した開口部から挿入して配線ダクトに係止するとともに、配線ダクト内の長手方向に設けられた導体に接続するプラグと、フィルタ装置とを備えてなり、
   前記フィルタ装置は、前記プラグの給電部に接続される一対の第１の刃受部と、電気機器の放出ノイズの周波数帯域を減衰させるノイズフィルタを介して前記プラグの給電部に接続される一対の第２の刃受部と、電源プラグの一対の栓刃が挿入される一対の栓刃挿通口とを有し、
   前記各栓刃挿通口は、挿入された前記栓刃が一端側から他端側に回転移動できる弧状の孔で形成され、一端側に前記第１の刃受部を、他端側に前記第２の刃受部を夫々設け、
   前記電源プラグの栓刃の回転移動によって該栓刃を接続する刃受部を選択することで、前記ノイズフィルタの接続をオン・オフすることを特徴とする電力線搬送通信用の配線装置。
2. 前記請求項１の電線搬送通信用の配線装置を用い、該配線装置が接続される配線ダクトは、前記導体が電力を分配する配電部を介して電力線通信用モデムが接続される給電兼通信路を構成していることを特徴とする電力線搬送通信システム。
3. 前記配線ダクトの終端には、電力線路の特性インピーダンスに整合したインピーダンスを有する終端器が接続されていることを特徴とする請求項２記載の電力線搬送通信システム。

Images