JP4578952B2 - 停電時電力供給装置及び住宅の配線構造 - Google Patents

Description

本発明は、停電時にハイブリッド車又は電気自動車のバッテリから住宅内に設置されている電気機器に電力を供給する停電時電力供給装置及び住宅の配線構造に関する。

停電時にハイブリッド車又は電気自動車のバッテリから住宅内に設置されている電気機器に電力を供給する停電時電力供給装置及び住宅の配線構造としては、例えば図５に示すものが知られている。

即ち、図５に示す停電時電力供給装置１００は、通常時には、住宅側に設置された各電気機器１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃに電柱側から商用電力を供給する。ケーブル１０２を用いて住宅側のＤＣ／ＡＣ変換器１０３と電気自動車１０４の切替器１０５とをつないだときには、電気自動車１０４に商用電力が充電される。住宅側と電気自動車１０４とをケーブル１０２、１０６で接続しているときに停電すると、切替器１０５の切換接点が切り替えられ、電気自動車１０４に充電された電力がケーブル１０６と住宅側のＡＣ／ＤＣ変換器１０７を介して電気機器１０１Ａ，１０１Ｂに供給される。このとき、電気機器１０１とき、電気機器１０１Ａ，１０１Ｂの優先順位が設定されていれば、その優先順位に従って電気自動車１０４の電力を供給するので、停電時の非常電力消費量を抑えることができる。なお、各電気機器１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃは、図示しないブレーカーとの間にリレー回路１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃがそれぞれ設けられ、電気機器１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを電柱側から個別に切り離せるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１７８２４１号公報

しかしながら、従来の停電時電力供給装置１００は、以下の問題があった。
（１）電気機器１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ毎にリレー回路１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃを設けていたため、部品点数が多く、コスト高であった。
（２）また、停電時電力供給装置１００は、電気機器１０１Ａ，１０１Ｂに優先順位をつけ、停電時に優先順位の高い電気機器から電気自動車１０４の電力を供給するが、このとき、電力を供給される電気機器１０１に対応するリレー回路１０８が１つでも閉じていると、電気自動車１０４の電力が当該電気機器１０１を通じて電柱側に逆流してしまっていた。例えば、復電作業では、作業中に電気自動車１０４の電力が逆流すると、作業者が感電するおそれがあるため、逆流を確実に阻止することが望まれている。そのため、停電時電力供給装置１００は、各リレー回路１０８の開閉動作が適切に行われているか否かをチェックする必要があるが、リレー回路１０８が住宅内に多数あるため、チェックが実質的に困難であった。このように停電時電力供給装置１００は、逆流防止に対する信頼性が低かった。
（３）さらに、電気機器１０１が増減した場合には、その都度、リレー回路１０８を追加・削除しなければならず、管理に手間がかかっていた。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、コストダウンを図るとともに、逆流防止に対する信頼性の高い停電時電力供給装置及び住宅の配線構造を提供することを目的とする。

本発明に係る停電時電力供給装置は、上記課題を解決するために次のような構成を有している。
（１）住宅内に設置されている複数の電気機器群に供給される商用電力を供給又は遮断する複数の電力遮断手段が住宅側に設けられ、通常時には、複数の電力遮断手段を介して複数の電気機器群に商用電力を分電する一方、停電時には、少なくともハイブリッド車又は電気自動車側から供給される電力を複数の電気機器群のうち一部の電気機器群に給電する停電時電力供給装置において、複数の電気機器群は、一般負荷電気機器群と、非常時給電負荷電気機器群と、非常時無停電負荷電気機器群との三つのグループに分けられており、通常時において、一般負荷電気機器群、非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群は、商用電力から電力が供給され、停電時において、一般負荷電気機器群はハイブリッド車又は電気自動車側からの電力供給が遮断され、非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群には、ハイブリッド車又は電気自動車側から電力供給が行われるように、複数の電力遮断手段は、非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群に非常配線を介して接続する非常時電力遮断手段と、非常配線上に配設され、非常時電力遮断手段と非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群との接続を遮断する系統遮断手段とを備えるとともに、ハイブリッド車又は電気自動車に着脱可能に接続され、停電時にハイブリッド車又は電気自動車側から供給される電力を非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群に給電する非常時給電手段を有し、非常時無停電負荷電気機器群は、ハイブリッド車、電気自動車、並びに非常配線上に配設された蓄電手段のうちの少なくとも一つから電力供給が行われることを特徴とする。

（２）（１）に記載の発明において、蓄電手段は、ＵＰＳであり、停電時にハイブリッド車又は電気自動車側から電力を供給されるまで、ＵＰＳに有する内蔵バッテリから非常時無停電負荷電気機器群に給電する非常時無停電給電手段を有することを特徴とする。

（３）（１）又は（２）に記載の発明において、系統遮断手段が、電力供給源を商用電力供給手段とハイブリッド車又は電気自動車側との間で切り替えるものであることを特徴とする。

（４）（３）に記載の発明において、系統遮断手段が、商用電力手段又はハイブリッド車若しくは電気自動車側の何れか一方を選択して非常時給電負荷電気機器群に接続する選択手段を有することを特徴とする。

（５）（１）乃至（４）の何れか１つに記載の発明において、系統遮断手段が、非常時電力遮断手段に接続する第１接点と、ハイブリッド車又は電気自動車側に接続する第２接点と、非常時給電負荷電気機器群に接続する第３接点と、第１接点と第２接点を接続する第１位置と第２接点と第３接点を接続する第２位置の何れかで保持されるスイッチとを有することを特徴とする。

（６）（１）乃至（５）の何れか１つに記載する停電時電力供給装置において、ハイブリッド車又は電気自動車が、形状の異なる車両側雄型端子と車両側雌型端子とを設けられていることを特徴とする。

（７）（６）に記載の発明において、住宅側に配設され、非常時電力遮断手段に接続するものであって、車両側雌型端子と同一形状をなす住宅側雌型端子と、住宅側に配設され、系統遮断手段に接続するものであって、車両側雄型端子と同一形状をなす住宅側雄型端子と、車両側雌型端子と同一形状をなす雄型端子が一端に設けられ、車両側雄型端子と同一形状をなす雌型端子が他端に設けられた１本のケーブルとを有することを特徴とする。

（８）（１）乃至（７）の何れか１つに記載の発明において、ハイブリッド車又は電気自動車が、商用電力をＤＣ／ＡＣ変換してハイブリッド車又は電気自動車のバッテリに充電する充電手段と、充電手段を用いてバッテリに商用電力を充電するときに、商用電力の周波数を検出して記憶する周波数記憶手段と、停電時にバッテリから非常時給電負荷電気機器群に電力を供給するときに、供給する電力の周波数を周波数記憶手段に記憶されている周波数に制御する周波数制御手段とを有することを特徴とする。
（９）（１）乃至（８）の何れか１つに記載の発明において、非常時無停電負荷電気機器群にガレージ扉用電気錠を有することを特徴とする。

本発明に係る住宅の配線構造は、上記課題を解決するために以下の構成を有している。（１０）複数の電力遮断手段を介して住宅内に設置されている複数の電気機器群に商用電力を分散して供給する一方、停電時に非常電力を複数の電気機器群のうち一部の電気機器群に供給する停電時電力供給装置を備える住宅の配線構造において、複数の電気機器群は、一般負荷電気機器群と、非常時給電負荷電気機器群と、非常時無停電負荷電気機器群との三つのグループに分けられており、通常時において、一般負荷電気機器群、非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群は、商用電力から電力が供給され、停電時において、一般負荷電気機器群は非常電力の電力供給が遮断され、非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群には、非常電力から電力供給が行われるように、複数の電力遮断手段に含まれる非常時電力遮断手段と、非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群とを接続する非常配線と、複数の電力遮断手段に含まれ、非常配線上に配設されるものであり、ハイブリッド車又は電気自動車に着脱可能に接続される非常時給電手段がハイブリッド車又は電気自動車側から非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群に給電を行う場合に、非常時電力遮断手段と非常時給電負荷電気機器群及び非常時無停電負荷電気機器群との接続を遮断する系統遮断手段とを有し、非常時無停電負荷電気機器群は、ハイブリッド車、電気自動車、並びに、非常時無停電負荷電気機器群と系統遮断手段とを接続する非常配線上に配設される蓄電手段のうちの少なくとも一つから電力供給が行われることを特徴とする。

上記構成を有する本発明の停電時電力供給装置及び住宅の配線構造の作用及び効果について説明する。
本発明の停電電力供給装置及び住宅の配線構造では、住宅内に設置されている電気機器を、例えば非常照明などのように停電時に稼働する必要性が高いものとして、住宅内の電気機器群の中から特定した非常時給電負荷電気機器群と、非常時給電負荷電気機器群に特定されなかった電気機器群とに階層化している。非常時給電負荷電気機器群に属する電気機器の上流側には、１個の系統遮断手段が配設され、さらに系統遮断手段の上流側に複数の電力遮断手段の１つである非常時電力遮断手段が配設されている。

通常時には、系統遮断手段が非常時電力遮断手段と非常時給電負荷電気機器群とを接続し、商用電力が複数の電力遮断手段を介して電気機器群に分電される。停電時には、非常時給電手段がハイブリッド車又は電気自動車（以下「ハイブリッド車等」という。）側から供給される電力を非常時給電負荷電気機器群に給電し、ハイブリッド車等側から供給される電力が非常時給電負荷電気機器群の上流側に逆流することがある。このとき、非常時給電負荷電気機器群に属する電気機器が住宅に分散していても、１個の系統遮断手段を用いて非常時給電負荷電気機器群と非常時電力遮断手段との接続を遮断するだけで、非常時給電負荷電気機器群に属する電気機器がまとめて非常時電力遮断手段から切り離される。そのため、１個の系統遮断手段が適切に動作しているか否かをチェックするだけで、ハイブリッド車等側から供給される電力が系統遮断手段より上流側に逆流するのを防止しうる。これにより、例えば復電作業中にハイブリッド車等側から供給される電力が電柱側に逆流して、作業者が感電するおそれがない。

さらに、電気機器が増減した場合でも、１個の系統遮断手段で非常時給電負荷電気機器群に属する電気機器をまとめて管理するため、電気機器の増減に合わせて系統遮断手段を追加・削除・変更等する必要がなく、管理に手間がかからない。

このように、本発明の停電時電力供給装置によれば、ハイブリッド等側から供給される電力が電柱側に逆流するのを系統遮断手段の１カ所で防止するので、電力遮断構造や管理を簡単にしてコストダウンを図るとともに、高信頼性を得ることができる。

系統遮断手段は、通常時には、電柱側から非常時給電負荷電気機器群に電力を供給するが、停電時には、非常時給電負荷電気機器群を非常時電力遮断手段から切り離す他、ハイブリッド車等から非常時給電負荷電気機器群に電力を供給するように、電力供給源を電柱側からハイブリッド車等側に切り替える。このように、系統遮断手段は、電力供給源を切り替える切替器として兼用されるため、部品点数を減らして、コストダウンを図ることができる。

非常時給電負荷電気機器群の中には、例えばサーバや非常照明のように無瞬断で電力を供給すべきものがある。このような電気機器は、グループ化して非常時無停電負荷電気機器群とし、その他の非常時給電負荷電気機器群に属する電気機器と別に、特定非常配線を介して非常時給電手段と系統遮断手段に接続する。そして、特定非常配線上に蓄電手段を設け、例えば停復電時のように電柱側とハイブリッド車等の何れからも非常時給電負荷電気機器群に電力が供給されなくなったときに、非常時無停電負荷電気機器群だけには蓄電手段の電力が無瞬断で供給されるようにする。このように、蓄電手段は、電気機器群の中から特定した非常時給電負荷電気機器群から更に特定した非常時無停電負荷電気機器群に対してのみ電力を供給するため、容量を極力小さくしてコストダウンを図ることができる。

系統遮断手段が、選択手段によって電柱側とハイブリッド車又は電気自動車とのいずれか一方を選択して非常時給電負荷電気機器群に接続するので、ハイブリッド車等側から供給される電力が電柱側に逆流するのを物理的に防止することができる。

特に、系統遮断手段が、二位置でスイッチを保持するリレー回路であって、通常時には、第１接点と第３接点とを接続する第１位置でスイッチを保持することにより電力供給源を電柱側に切換え、停電時には、第２接点と第３接点とを接続する第２位置でスイッチを保持することにより電力供給源をハイブリッド車等側に切り換えるので、電力供給源の切換動作を迅速に行うことができる。

また、本発明の停電時電力供給装置は、ハイブリッド車等に形状が異なる受電用の車両側雄型端子と給電用の車両側雌型端子を別個独立に設けるので、充電時や停電時にハイブリッド車等の受電用端子と給電用端子とを簡単に判別することができ、作業性がよい。

しかも、住宅側に設けられた住宅側雄型端子と住宅側雌型端子、及び、１本のケーブルの端部に設けられた雄型端子と雌型端子を、ハイブリッド車等に設けた車両側雄型端子と車両側雌型端子と同一形状にすれば、１本のケーブルの雄型端子と雌型端子を逆にして家屋側とハイブリッド車等に設けた端子に差し替えるだけで、電柱側からハイブリッド車等に電力を充電する系統と、ハイブリッド車等から住宅側に電力を給電する系統とを簡単に変更することができる。

ところで、商用電力の周波数は、送電地域によって決められており、電気機器の中には、例えば電子レンジ、蛍光灯、洗濯機などのように周波数を限定されているものがある。本発明の停電時電力供給装置は、ハイブリッド車等に設けた充電手段を用いて商用電力をＤＣ／ＡＣ変換してハイブリッド車等のバッテリに充電するときに、周波数記憶手段が商用電力の周波数を検出して記憶しており、停電時には、周波数制御手段がハイブリッド車等のバッテリから非常時給電負荷電気機器群に供給する電力の周波数を周波数記憶手段に記憶されている周波数に制御する。そのため、例えば、停電時にバッテリの電力を蛍光灯に供給しても、蛍光灯の明かりがちらつかない。よって、本発明の停電時電力供給装置によれば、停電時にバッテリの電力を非常時給電負荷電気機器群に供給しても、商用電力を供給されたときと同様に非常時給電負荷電気機器群を機能させることができる。

次に、本発明に係る停電時電力供給装置及び住宅の配線構造の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、停電時電力供給装置１の回路図である。
停電時電力供給装置１は、ハイブリッド車２、分電盤３、切換スイッチ４、電気機器群５、配線６などによって構成され、停電時にハイブリッド車２から電気機器群５に電力を供給するものである。停電時電力供給装置１では、電気機器群５を一般負荷電気機器群２５、非常時給電負荷電気機器群２６、非常時無停電負荷電気機器群２７に階層化して、階層毎にブレーカ（特許請求の範囲の「電力遮断手段」に相当。）１８，１９，２０に接続し、非常時給電負荷電気機器群２６及び非常時無停電負荷電気機器群２７をブレーカ（特許請求の範囲の「非常時電力遮断手段」に相当。）２０に接続する配線（特許請求の範囲の「非常配線」に相当。）２４上にリミットスイッチ（特許請求の範囲の「系統遮断手段」、「選択手段」に相当。）３０を配設する配線構造を採用している。

ハイブリッド車２は、形状の異なる車両側雄型コンセント（特許請求の範囲の「車両側雄型端子」に相当。）７と車両側雌型コンセント（特許請求の範囲の「車両側雌型端子」に相当。）８が別個独立に設けられている。車両側雄型コンセント７と車両側雌型コンセント８は、車両側回路（特許請求の範囲の「充電手段」に相当。）９に接続し、商用電力をバッテリ１０（図２参照）に充電するとともに、バッテリ１０（図２参照）を外部電気機器の電源に利用できるようになっている。

図２は、車両側回路９を示す図である。
車両側回路９は、車両側雄型コンセント７と車両側雌型コンセント８が、第１モータ１１、第２モータ１２、第１インバータ１３、第２インバータ１４、昇圧回路１５を介してバッテリ１０に接続している。車両側雄型コンセント７と車両側雌型コンセント８は、第１，第２モータ１１，１２を通る中性線により第１，第２インバータ１３，１４に接続し、第１，第２モータ１１，１２が駆動していないときでもバッテリ１０との間で電力授受を行う。第１インバータ１３には、第１制御回路（特許請求の範囲の「周波数記憶手段」、「周波数制御手段」に相当。）１６が接続し、さらに、第１制御回路１６に車両側雄型コンセント７と車両側雌型コンセント８が接続している。第１制御回路１６は、特定の周波数を検出して記憶し、ハイブリッド車２側の電力を車両側雌型コンセント８から出力する際にその電力の周波数を特定の周波数に制御するものである。また、第２インバータ１４には、第２制御回路１７が接続し、第１，第２モータ１１，１２や第１，第２インバータ１３，１４、昇圧回路１５などの動作を制御している。

図１に示すように、分電盤３は、複数のブレーカ１８，１９，２０，２１を内蔵する。メインブレーカ２１には、ブレーカ１８，１９，２０が並列に接続され、配線２２，２３，２４を介して一般負荷電気機器群２５、非常時給電負荷電気機器群２６、非常時無停電負荷電気機器群２７にそれぞれ接続している。ブレーカ２０に接続する配線２４上には、切換スイッチ４が配設されている。

ここで、電気機器群５は、住宅の屋内又は屋外に設置されている照明、コンセント、コンセントに接続する機器を総称したものであり、停電時の給電ニーズに合わせて一般負荷電気機器群２５、非常時給電負荷電気機器群２６、非常時無停電負荷電気機器群２７に分けられている。

図３は、機器配置例を示す図である。
一般負荷電気機器群２５は、停電時に稼働する必要性が低いと判断される照明やコンセント、当該コンセントに接続する機器をグループ化したものである。図３に示す住宅では、キッチンの照明２５Ａ、コンセント２５Ｂ、コンセント２５Ｂに接続するオーブン２５Ｃ、リビングの照明２５Ｄ、コンセント２５Ｅ、コンセント２５Ｅに接続するゲーム２５Ｆ、トイレのコンセント２５Ｇ、コンセント２５Ｇに接続する暖房便座２５Ｈなどが一般負荷電気機器群２５に含まれる。

また、非常時給電負荷電気機器群２６とは、停電時に稼働する必要性が高いと判断されるものとして電気機器群５の中から特定した非常照明や非常コンセント、当該非常コンセントに接続する非常機器をグループ化したものである。図３に示す住宅では、キッチンの非常コンセント２６Ａ、非常コンセント２６Ａに接続する冷蔵庫２６Ｂ、リビングの非常照明２６Ｃ、非常コンセント２６Ｄ、非常コンセント２６Ｄに接続するテレビ２６Ｅ、トイレの非常照明２６Ｆ、屋外の非常コンセント２６Ｇ、非常コンセント２６Ｇに接続する浄化槽２６Ｈなどが非常時給電負荷電気機器群２６に含まれる。

さらに、非常時無停電負荷電気機器群２７とは、停復電時に無瞬断で電力を供給する必要があるものとして非常時給電負荷電気機器群２６の中から特定した特定非常照明や特定非常コンセント、当該特定非常コンセントに接続する特定非常機器をグループ化したものである。従って、非常時無停電負荷電気機器群２７は、非常時給電負荷電気機器群２６の属性も有する。例えば、図３に示す住宅では、キッチンの特定非常照明２７Ａ、リビングの特定非常コンセント２７Ｂ、特定非常コンセント２７Ｂに接続するパソコン２７Ｃ、廊下階段の特定非常照明２７Ｄ、ガレージの特定非常照明２７Ｅ、特定非常コンセント２７Ｆ、特定非常コンセント２７Ｆに接続する電気錠２７Ｇなどが非常時無停電負荷電気機器群２７に含まれる。

このように、一般負荷電気機器群２５に属する電気機器、非常時給電負荷電気機器群２６に属する電気機器、非常時無停電負荷電気機器群２７に属する電気機器は、住宅の各部屋に分散している。そのため、本実施の形態では、図１に示すように、ブレーカ１８，１９，２０及び配線２２，２３，２４は、電気機器群５の階層２５，２６，２７毎に設けられ、従来のように部屋単位で或いは電気機器毎に設けられていない。

なお、照明及びコンセントは、配線２２，２３，２４に直結するため、一般負荷電気機器群２５、非常時給電負荷電気機器群２６、非常時無停電負荷電気機器群２７の間で属性を変更できないが、機器は接続するコンセントを差し替えれば、属性を任意に変更できる。

図１に示すように、切換スイッチ４は、住宅側雄型コンセント（特許請求の範囲の「住宅側雄型端子」に相当。）２８、住宅側雌型コンセント（特許請求の範囲の「住宅側雌型端子」に相当。）２９を備える。また、切換スイッチ４は、リミットスイッチ３０とＵＰＳ（特許請求の範囲の「蓄電手段」に相当。）３９を内蔵している。

リミットスイッチ３０は、第１接点３１、第２接点３２、第３接点３３、スイッチ３４を有する。スイッチ３４は、一端が第３接点３３に固定される一方、他端が第１接点３１又は第２接点３２に接続可能にされている。切換スイッチ４の上流側には、停電を検出する停電検出素子３５が配設され、リミットスイッチ３０は、停電検出素子３５から停電検出信号を入力していないときには、スイッチ３４を第１接点３１と第３接点３３に接続する第１位置（図１の実線参照）で保持し、停電検出素子３５から停電検出信号を入力したときには、スイッチ３４を第２接点３２と第３接点３３に接続する第２位置（図１の波線参照）で保持するように開閉動作を制御される。

リミットスイッチ３０の第１接点３１は、系統ＩＮポート３６を介してブレーカ２０に
接続する。系統ＩＮポート３６には、住宅側雌型コンセント２９も接続している。また、
リミットスイッチ３０の第２接点３２は、住宅側雄型コンセント２８に接続している。さ
らに、リミットスイッチ３０の第３接点３３は、負荷ＯＵＴポート３７を介して非常時給
電負荷電気機器群２６に接続している。また、リミットスイッチ３０の第３接点３３は、
配線２４から分岐する特定非常配線３８を介して非常時無停電負荷電気機器群２７に接続し
ている。特定非常配線３８上には、ＵＰＳ３９が接続されている。

図４は、ＵＰＳ３９の概略構成図である。
ＵＰＳ３９は、コンバータ４０、インバータ４１、バッテリ４２を内蔵している。ＵＰＳ３９は、コンバータ４０とインバータ４１においてリミットスイッチ３０から入力した電力を正弦波に整えて非常時無停電負荷電気機器群２７に安定して供給する。ＵＰＳ３９は、商用電力を非常時無停電負荷電気機器群２７に供給するときにバッテリ４２に蓄電しており、コンバータ４０に電圧が作用しなくなると自動的にバッテリ４２から電力を出力し、その後コンバータ４０に電圧が作用すると、自動的にバッテリ４２から電力を出力しなくなる。

ここで、図１に示すように、住宅側雄型コンセント２８は車両側雄型コンセント７と同一形状をなし、住宅側雌型コンセント２９は車両側雌型コンセント８と同一形状をなす。切換スイッチ４とハイブリッド車２は、１本のケーブル４３を用いて接続される。ケーブル４３は、一端に車両側雄型コンセント７と同一形状の雄型コンセント４４が設けられ、他端に車両側雌型コンセント８と同一形状の雌型コンセント４５が設けられている。

なお、本実施の形態では、車両側雌型コンセント８、ケーブル４３、住宅側雄型コンセント２８、リミットスイッチ３０の第２接点３２、第３接点３３、配線２４、特定非常配線３８によって、特許請求の範囲の「非常時給電手段」が構成されている。

次に、停電時電力供給装置１及び住宅の配線構造の動作について説明する。
通常時には、停電検出素子３５が停電を検出しておらず、切換スイッチ４のリミットスイッチ３０に停電検出信号を送信していない。リミットスイッチ３０は、スイッチ３４を第１位置で保持している（図１の実線参照）。そのため、商用電力が、電柱側からブレーカ１８，１９と配線２２，２３を介して一般負荷電気機器群２５に供給されるとともに、ブレーカ２０と配線２４と特定非常配線３８を介して非常時給電負荷電気機器群２６と非常時無停電負荷電気機器群２７に供給される。

使用者がケーブル４３の雄型コンセント４４を住宅側雌型コンセント２９に接続する一方、ケーブル４３の雌型コンセント４５を車両側雄型コンセント７に接続すると（図１の実線参照）、電柱側からハイブリッド車２に商用電力が供給される。ハイブリッド車２は、車両側雄型コンセント７から入力した商用電力を第１インバータ１３においてＤＣ／ＡＣ変換し、昇圧回路１５で減圧してからバッテリ１０に充電する。このとき、第１制御回路１６は、第１インバータ１３を通過する商用電力の周波数を検出し、記憶する。

停電時には、停電検出素子３５が電圧降下によって停電を検出し、停電検出信号をリミットスイッチ３０に送信する。リミットスイッチ３０は、スイッチ３４の保持位置を第１位置（図１の実線参照）から第２位置（図１の波線参照）に変位させ、非常時給電負荷電気機器群２６と非常時無停電負荷電気機器群２７をブレーカ２０から遮断する。この時点では、ケーブル４３が住宅側雄型コンセント２８と車両側雌型コンセント８を接続していないため、電気機器群５には、商用電力とバッテリ１０の電力の何れも供給されない。

停電によってＵＰＳ３９のコンバータ４０に電圧が作用しなくなると、ＵＰＳ３９は、バッテリ４２から電力を自動的に出力し、その電力をインバータ４１でＡＣ／ＤＣ変換して非常時無停電負荷電気機器群２７に供給する。そのため、図３の住宅では、電気機器群５に商用電力とバッテリ１０の電力の何れも供給されない場合でも、キッチンの特定非常照明２７Ａ、リビングのパソコン２７Ｃ、廊下階段の特定非常照明２７Ｄ、ガレージの特定非常照明２７Ｅ、電気錠２７Ｇには無瞬断で電力が供給され、使用することができる。

使用者がケーブル４３の雄型コンセント４４を車両側雌型スイッチ８に、ケーブル４３の雌型コンセント４５を住宅側雄型コンセント２８に接続すると（図１の点線参照）、リミットスイッチ３０がスイッチ３４を第２位置で保持するため（図１の点線参照）、ハイブリッド車２側から非常時給電負荷電気機器群２６と非常時無停電負荷電気機器群２７に電力が供給される。このとき、ハイブリッド車２は、車両側回路９の昇圧回路１５でバッテリ１０の電力を例えば１００Ｖに昇圧した後、第１，第２インバータ１３，１４においてバッテリ１０の電力をＡＣ／ＤＣ変換し、さらにその後、第１制御回路１６において電力の周波数を商用電力と同じ周波数に制御してから、車両側雌型コンセント８からケーブル４３に出力する。

バッテリ１０の電力は、住宅側雄型コンセント２８、リミットスイッチ３０の第２接点３２、第３接点３３、配線２４、特定非常配線３８を介して非常時給電負荷電気機器群２６と非常時無停電負荷電気機器群２７に給電される。非常時給電負荷電気機器群２６と非常時無停電負荷電気機器群２７は、バッテリ１０の電力を商用電力と同じ周波数で供給されるため、商用電力を供給された場合と同じように機能する。すなわち、例えば、非常照明２６Ｃ，２６Ｆは、点灯してもちらつかない。

バッテリ１０の電力は、ＵＰＳ３９を介して非常時無停電電気機器群２７に供給されるため、ＵＰＳ３９のコンバータ４０に電圧が作用する。すると、ＵＰＳ３９は、その電圧をトリガとして自動的にバッテリ４２から電力を出力しなくなる。そのため、ＵＰＳ３９は、バッテリ４２の電力を浪費しない。

ところで、ハイブリッド車２は、走行時に発電した電力をバッテリ１０に蓄電しており、停車時にはバッテリ１０が７〜１０割程度充電されている。満タンに充電されたバッテリ１０は、一般的に、ハイブリッド車２が停止して発電していなくても、外部電気機器に対して１０〜３０分程度給電することができる。例えば、停電時にハイブリッド車２から非常時無停電負荷電気機器群２６及び非常時無停電負荷電気機器群２７に電力を供給し、バッテリ１０の残量が所定量より少なくなると、クラクション等の警報によってその旨を使用者に知らせる。使用者がハイブリッド車２のエンジンを始動させると、車両側回路９の第１，第２モータ１１，１２が駆動して発電し、発電電力が第１制御回路１６において電圧と周波数を制御された後に非常時給電負荷電気機器群２６及び非常時無停電負荷電気機器群２７に供給される。また、余剰する発電電力はバッテリ１０に蓄電される。ここで、燃料が満タンにされたハイブリッド車２のエンジンを駆動して給電した場合、ハイブリッド車２は外部電気機器に継続して約３６時間給電することができる。そのため、停電時電力供給装置１は、ハイブリッド車２を利用することにより、長時間の停電に対応することが可能である。

なお、ハイブリッド車２は、エンジンを駆動したまま放置されると、盗難されるおそれがあるが、図３に示す住宅では、電気錠２７Ｇが非常時無停電負荷電気機器群２７に属し、停電時にガレージの扉を施錠し続けるため、ハイブリッド車２の盗難を防止できる。

その後、電力会社の従業員らによって復電作業が行われるが、停電時電力供給装置１は、リミットスイッチ３０のスイッチ３４を第２位置で保持し、ブレーカ２０と非常時給電負荷電気機器群２６及び非常時無停電負荷電気機器群２７との接続を遮断しているため、ハイブリッド車２側から供給される電力が電柱側に逆流しない。

復電後には、停電検出素子３５は、商用電力に加圧されて停電を検出しなくなり、停電検出信号の送信を停止する。リミットスイッチ３０は、停電検出素子３５から停電検出信号を受信しなくなると、スイッチ３４を第２位置（図１の点線参照）から第１位置（図１の実線参照）に変位させて保持する。そのため、非常時給電負荷電気機器群２６及び非常時無停電負荷電気機器群２７がブレーカ２０に接続し、電力供給源がハイブリッド車２側から電柱側に切り替えられる。

使用者がケーブル４３の雄型コンセント４４と雌型コンセント４５を車両側雌型コンセント８と住宅側雄型コンセント２８からそれぞれ引き抜き、住宅側雌型コンセント２９と車両側雄型コンセント７に差し替えると（図１の実線参照）、再びハイブリッド車２のバッテリ１０に商用電力が充電される。

以上説明したように、本実施の形態の停電時電力供給装置１及び住宅の配線構造は、図３に示すように、住宅内に設置されている電気機器を、例えば非常照明２６Ａなどのように停電時に稼働する必要性が高いものとして、住宅内の電気機器群の中から特定した非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）と、非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に特定されなかった一般負荷電気機器群２５とに階層化している。非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に属する電気機器の上流側には、１個のリミットスイッチ３０が配設され、さらにリミットスイッチ３０の上流側にブレーカ２０が配設されている。

停電検出素子３５が停電を検出していない通常時には、リミットスイッチ３０がブレーカ２０と非常時給電負荷電気機器群２６とを接続し、商用電力がブレーカ１８，１９を介して一般負荷電気機器群２５に供給されるとともに、ブレーカ２０を介して非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電電気機器群２７を含む。）に供給される。停電検出素子３５が停電を検出すると、ハイブリッド車２側から供給される電力（バッテリ１０に充電された電力と、ハイブリッド車２のエンジンで発電機を駆動されこの発電機から供給される電力とを含む。）が非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に給電され、非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）の上流側に逆流することがある。このとき、非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に属する電気機器がキッチン、リビング、ガレージなど住宅の各部屋に分散していても、１個のリミットスイッチ３０を用いて非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）とブレーカ２０との接続を遮断するだけで、非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に属する電気機器がまとめてブレーカ２０から切り離される。そのため、１個のリミットスイッチ３０が適切に動作しているか否かをチェックするだけで、ハイブリッド車２側から供給される電力がリミットスイッチ３０より上流側に逆流するのを防止しうる。これにより、例えば復電作業中にハイブリッド車２側から供給される電力が電柱側に逆流して、作業者が感電するおそれがない。

さらに、電気機器が増減した場合でも、１個のリミットスイッチ３０で非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に属する電気機器をまとめて管理するため、電気機器の増減に合わせてリミットスイッチ３０を追加・削除・変更等する必要がなく、管理に手間がかからない。

このように、本実施の形態の停電時電力供給装置１及び住宅の配線構造によれば、ハイブリッド車２側から供給される電力が電柱側に逆流するのをリミットスイッチ３０の１カ所で防止するので、電力遮断構造や管理を簡単にしてコストダウンを図るとともに、高信頼性を得ることができる。

リミットスイッチ３０は、停電検知素子３５が停電を検出しない通常時には、電柱側から非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に電力を供給するが、停電検知素子３５が停電を検出する停電時には、非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）をブレーカ２０から切り離す他、ハイブリッド車２側から非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に電力を供給するように、電力供給源を電柱側からハイブリッド車２側に切り替える。このように、リミットスイッチ３０は、電力供給源を切り替える切替器として兼用されるため、部品点数を減らして、コストダウンを図ることができる。

非常時給電負荷電気機器群２６の中には、例えばサーバや非常照明のように無瞬断で電力を供給すべきものがある。このような電気機器は、グループ化して非常時無停電負荷電気機器群２７とし、その他の非常時給電負荷電気機器群２６に属する電気機器と別に、特定非常配線３８を介してリミットスイッチ３０に接続する。そして、特定非常配線３８上にＵＰＳ３９を設け、例えば停復電時のように電柱側とハイブリッド車２の何れからも非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に電力が供給されなくなったときに、非常時無停電負荷電気機器群２７だけにはＵＰＳ３９の電力が無瞬断で供給されるようにする。このように、ＵＰＳ３９は、電気機器群５の中から特定した非常時給電負荷電気機器群２６から更に特定した非常時無停電負荷電気機器群２７に対してのみ電力を供給するため、容量を極力小さくしてコストダウンを図ることができる。

リミットスイッチ３０が、電柱側とハイブリッド車２側のいずれか一方を選択して非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に接続するので、ハイブリッド車２側から供給される電力が電柱側に逆流するのを物理的に防止することができる。

特に、リミットスイッチ３０は、停電検出素子３５が停電を検知していないときには、第１接点３１と第３接点３３とを接続する第１位置でスイッチ３４を保持することにより電力供給源を電柱側に自動的に切換え、停電検出素子３５が停電を検知したときには、第２接点３２と第３接点３３とを接続する第２位置でスイッチ３４を保持することにより電力供給源をハイブリッド車２側に自動的に切り換えるので、電力供給源の切換動作を迅速に行うことができる。

また、本実施の形態の停電時電力供給装置１は、ハイブリッド車２に形状が異なる受電用の車両側雄型コンセント７と給電用の車両側雌型コンセント８を別個独立に設けるので、充電時や停電時にハイブリッド車２の受電用端子と給電用端子とを簡単に判別することができ、作業性がよい。

しかも、住宅側に設けられた住宅側雄型コンセント２８と住宅側雌型コンセント２９、及び、１本のケーブル４３の端部に設けられた雄型コンセント４４と雌型コンセント４５を、ハイブリッド車２に設けた車両側雄型コンセント７と車両側雌型コンセント８と同一形状にしたので、１本のケーブル４３の雄型コンセント４４と雌型コンセント４５を逆にして住宅側とハイブリッド車２に設けたコンセントに差し替えるだけで、電柱側からハイブリッド車２に電力を充電する系統と、ハイブリッド車２から住宅側に電力を給電する系統とを簡単に変更することができる。

ところで、商用電力の周波数は、送電地域によって決められており、電気機器の中には、例えば電子レンジ、蛍光灯、洗濯機などのように周波数を限定されているものがある。本実施の形態の停電時電力供給装置１は、ハイブリッド車２に設けた車両側回路９を用いて商用電力をＤＣ／ＡＣ変換してバッテリ１０に充電するときに、第１制御回路１６が商用電力の周波数を検出して記憶しており、停電時には、第１制御回路１６がハイブリッド車２のバッテリ１０から非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に供給する電力の周波数を第１制御回路１６に記憶されている周波数に制御する。そのため、例えば、停電時にバッテリ１０の電力を利用してリビングの非常照明２６Ｃを点灯しても、非常照明６Ｃの蛍光灯がちらつかない。よって、本実施の形態の停電時電力供給装置１によれば、停電時にバッテリ１０の電力を非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に供給しても、商用電力を供給されたときと同様に非常時給電負荷電気機器群２６（非常時無停電負荷電気機器群２７を含む。）に属する電気機器を機能させることができる。

尚、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。

（１）例えば、上記実施の形態では、停電時の電力供給源としてハイブリッド車を使用したが、電気自動車であってもよい。

（２）例えば、上記実施の形態では、１個のリミットスイッチ３０の保持位置を第１位置と第２位置との間で変位させることにより非常時給電負荷電気機器群２６を電柱側から切り離したが、一対のＯＮ−ＯＦＦスイッチを並列に設け、ブレーカ２０又はハイブリッド車２のバッテリ１０の何れか一方を選択して非常時給電負荷電気機器群２６に接続するようにしてもよい。

（３）例えば、上記実施の形態では、リミットスイッチ３０を設けたが、検出石を用いて電力を遮断する回路を形成してもよい。

（４）例えば、上記実施の形態では、配線２４と特定非常配線３８を用いて非常時給電負荷電気機器群２６に商用電力を供給する一般系統と、非常時にバッテリ１０の電力を給電する給電系統とを共用化したが、配線２４及び特定非常配線３８を一般系統にのみ使用し、配線２４及び特定非常配線３８と別に非常時給電負荷電気機器群２６とバッテリ１０を接続する給電系統を設けてもよい。この場合であっても、リミットスイッチ３０が停電時に非常時給電負荷電気機器群２６とブレーカ２０との接続を遮断するので、バッテリ１０の電力が電柱側に逆流しない。

（５）例えば、上記実施の形態では、停電検知素子３５の検出結果に基づいてリミットスイッチ３０のスイッチング動作を自動的に行ったが、リミットスイッチ３０に代えて手動式のリミットスイッチを使用してもよい。

（６）例えば、上記実施の形態では、停電検出素子３５の検出信号に基づいてリミットスイッチ３０を自動的に切り換えたが、停電検出素子３５などの停電検出手段を有していない場合にも、停復電時に、人がリミットスイッチ３０を切換操作して電力供給源を電柱側とハイブリッド車２側との間で切り換えるようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係り、停電時電力供給装置の回路図である。 同じく、車両側回路を示す図である。 同じく、機器配置例を示す図である。 同じく、ＵＰＳの概略構成図である。 従来の停電時電力供給装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 停電時電力供給装置
５ 電気機器群
７ 車両側雄型コンセント
８ 車両側雌型コンセント
９ 車両側回路
１０ バッテリ
１６ 第１制御回路
１８，１９，２０，２１ ブレーカ
２４ 配線
２６ 非常時給電負荷電気機器群
２７ 非常時無停電負荷電気機器群
２８ 住宅側雄型コンセント
２９ 住宅側雌型コンセント
３０ リミットスイッチ
３１ 第１接点
３２ 第２接点
３３ 第３接点
３４ スイッチ
３８ 特定非常配線
３９ ＵＰＳ
４３ ケーブル
４４ 雄型コンセント
４５ 雌型コンセント

Claims (10)

1. 住宅内に設置されている一般負荷電気機器群（２５）と、非常時給電負荷電気機器群（２６）と、非常時無停電負荷電気機器群（２７）との三つのグループに分けられた複数の電気機器群に供給される商用電力を供給又は遮断する複数の電力遮断手段（１８，１９，２０）が住宅側に設けられ、通常時には、前記複数の電力遮断手段を介して前記複数の電気機器群に前記商用電力を分電する一方、停電時において、ハイブリッド車又は電気自動車が前記住宅と接続されている場合には、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車側から供給される電力を前記複数の電気機器群のうち前記非常時給電負荷電気機器群（２６）、及び前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）に給電する停電時電力供給装置において、
   通常時において、前記一般負荷電気機器群（２５）、前記非常時給電負荷電気機器群（２６）及び前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）は、前記商用電力から電力が供給され、
   前記ハイブリッド車又は前記電気自動車が前記住宅に接続されていない場合であって停電時となった場合には、通常時前記商用電力により蓄電されている蓄電手段により前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）のみに無瞬断で供給されること、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車が前記住宅に接続されている場合に、非常時給電手段（８，４３，２８，３０，２４，３８）の一部である系統遮断手段（３０）によって前記一般負荷電気機器群（２５）には、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車側からの電力が供給されず、前記系統遮断手段（３０）によって電力供給源を前記商用電力から前記ハイブリッド車又は前記電気自動車に切り替えられ、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車から非常配線（２４，３８）を介して接続される前記非常時給電負荷電気機器群（２６）及び前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）に電力が供給されること、
   前記系統遮断手段（３０）によって前記商用電力、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車から電力が供給されないときには、前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）には、前記蓄電手段により無瞬断で電力が供給されること、を特徴とする停電時電力供給装置。
2. 請求項１に記載する停電時電力供給装置において、
   前記蓄電手段は、ＵＰＳ（３９）であり、
   停電時に前記ハイブリッド車又は前記電気自動車側から電力を供給されるまで、前記ＵＰＳ（３９）に有する内蔵バッテリ（４２）から前記非常時無停電負荷電気機器群に給電する非常時無停電給電手段を有することを特徴とする停電時電力供給装置。
3. 請求項１または請求項２に記載する停電時電力供給装置において、
   前記系統遮断手段（３０）が、電力供給源を商用電力供給手段と前記ハイブリッド車又は前記電気自動車側との間で切り替えるものであることを特徴とする停電時電力供給装置。
4. 請求項３に記載する停電時電力供給装置において、
   前記系統遮断手段（３０）が、前記商用電力供給手段又は前記ハイブリッド車若しくは前記電気自動車側の何れか一方を選択して前記非常時給電負荷電気機器群に接続する選択手段を有することを特徴とする停電時電力供給装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載する停電時電力供給装置において、
   前記系統遮断手段（３０）が、前記非常時電力遮断手段に接続する第１接点と、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車側に接続する第２接点と、前記非常時給電負荷電気機器群に接続する第３接点と、前記第１接点と前記第３接点を接続する第１位置と前記第２接点と前記第３接点を接続する第２位置の何れかで保持されるスイッチとを有することを特徴とする停電時電力供給装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載する停電時電力供給装置において、
   前記ハイブリッド車又は前記電気自動車が、形状の異なる車両側雄型端子（７）と車両側雌型端子（８）とを設けられていることを特徴とする停電時電力供給装置。
7. 請求項６に記載する停電時電力供給装置において、
   前記住宅側に配設され、前記非常時電力遮断手段に接続するものであって、前記車両側雌型端子（８）と同一形状をなす住宅側雌型端子（２９）と、
   前記住宅側に配設され、前記系統遮断手段に接続するものであって、前記車両側雄型端子（７）と同一形状をなす住宅側雄型端子（２８）と、
   前記車両側雌型端子（８）と同一形状をなす雌型端子（４５）が一端に設けられ、前記車両側雄型端子（７）と同一形状をなす雄型端子（４４）が他端に設けられた１本のケーブルとを有することを特徴とする停電時電力供給装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載する停電時電力供給装置において、
   前記ハイブリッド車又は前記電気自動車が、
   前記商用電力をＡＣ／ＤＣ変換して前記ハイブリッド車又は前記電気自動車のバッテリ（１０）に充電する充電手段と、 前記充電手段を用いて前記バッテリ（１０）に前記商用電力を充電するときに、前記商用電力の周波数を検出して記憶する周波数記憶手段と、
   停電時に前記バッテリ（１０）から前記非常時給電負荷電気機器群に電力を供給するときに、供給する電力の周波数を前記周波数記憶手段に記憶されている周波数に制御する周波数制御手段とを有することを特徴とする停電時電力供給装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載する停電時電力供給装置において、
   前記非常時無停電負荷電気機器群にガレージ扉用電気錠を有することを特徴とする停電時電力供給装置。
10. 通常時には、住宅内に設置されている一般負荷電気機器群（２５）と、非常時給電負荷電気機器群（２６）と、非常時無停電負荷電気機器群（２７）との三つのグループに分けられた複数の電気機器群に、複数の電力遮断手段（１８，１９，２０）を介して商用電力を分散して供給する一方、停電時において、ハイブリッド車又は電気自動車が前記住宅と接続されている場合には、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車の電力を前記複数の電気機器群のうち前記非常時給電負荷電気機器群（２６）、及び前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）に給電する停電時電力供給装置を備える住宅の配線構造において、
    通常時において、前記一般負荷電気機器群（２５）、前記非常時給電負荷電気機器群（２６）及び前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）は、前記商用電力から電力が供給され、
    前記ハイブリッド車又は前記電気自動車が前記住宅に接続されていない場合であって停電時となった場合には、通常時前記商用電力により蓄電されている蓄電手段により前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）のみに無瞬断で供給されること、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車が前記住宅に接続されている場合に、非常時給電手段（８，４３，２８，３０，２４，３８）の一部である系統遮断手段（３０）によって前記一般負荷電気機器群（２５）には、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車側からの電力が供給されず、前記系統遮断手段（３０）によって電力供給源を前記商用電力から前記ハイブリッド車又は前記電気自動車に切り替えられ、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車から非常配線（２４，３８）を介して接続される前記非常時給電負荷電気機器群（２６）及び前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）に電力が供給されること、 前記系統遮断手段（３０）によって前記商用電力、前記ハイブリッド車又は前記電気自動車から電力が供給されないときには、前記非常時無停電負荷電気機器群（２７）には、前記蓄電手段により無瞬断で電力が供給されること、を特徴とする住宅の配線構造。

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