JP5017342B2 - 中継装置、通信カード、計測装置、中継システム、計測システム及び分電盤 - Google Patents

Description

この発明は、金属製の筐体内の情報を、その筐体の外部に中継出力するためにその筐体内に設置される中継装置等に関する。

従来より、アンテナが内蔵され、計測された電力量を外部に無線通信により出力する電力量計が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような電力量計は、主として、家庭内などの、電波の伝搬状態が良好な環境で使用される。

また、ビルや工場等に設置され、その中の電気設備に電力を分配する分電盤は、一般に、機械的強度や耐火性を確保するため、その筐体が電波を遮蔽する金属で構成されている。このため、分電盤内から無線電波を発信しても、その電波は筐体によって遮断されるため、分電盤内に設けられた電力量計から、その計測値を外部の監視装置等へ無線で送信するのは困難となる。そこで、分電盤内部に設けられた電力量計の計測値を、外部の監視装置等に送信すべく、アンテナを分電盤外部に別途取り付け、そのアンテナと筐体内部の電力量計とをケーブルで接続する構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−０１７２４３号公報 特開２００２−２２３４８１号公報

昨今の省エネへの関心の高まりと規制強化の状況から、ビルや工場の電力系統の電力量を、より詳細に測定したいという要求が高まっている。そのため、分電盤内に設置される電力量計の数が増える方向にある。電力量計の数が増えると、その分だけ、個々の電力量計と外部アンテナとを接続する配線数が増大し、装置構成が複雑になる。これらの配線を集約することも考えられるが、集約する配線の本数にも限界がある。また、電力量計を増やす度に、新たな内部配線を追加する必要がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡単な構成で、金属製の筐体内の情報を、その筐体の外部に中継出力することができる中継装置等を得るものである。

この発明に係る中継装置は、金属製の筐体内の情報を、その筐体内から外部に中継するためにその筐体内に設置される中継装置である。この中継装置は、スロットと、通信部とを備える。スロットは、筐体に設けられた開口部を介して前記筐体の内部に挿入される通信カードを、その一部が筐体の外部に露出した状態で、装着可能である。通信部は、スロット部のスロットに挿入された通信カードとの間で、非接触で通信可能である。計測部は、筐体内で所定の計測対象を計測することにより、情報としての計測値を取得する。調節部は、スロット及び通信部と、計測部との間の相対位置を調節可能である。

この発明によれば、金属製の筐体内の情報を、有線のケーブル及びアンテナを用いずに、非接触な通信方式を用いて、スロットに装着された通信カードへ送信し、通信カードから外部の装置へ出力する。このため、有線ケーブルやアンテナ等を配設することなく、簡単な構成で、金属製の筐体内の情報を、筐体の外部に中継することができる。

この発明の実施の形態１に係る分電盤の正面図である。 扉を開いた状態の図１の分電盤の正面図である。 内蓋を取り除いた状態の図１の分電盤の正面図である。 図４（Ａ）は、電力量計の斜視図であり、図４（Ｂ）は、電力量計のセンサ情報入力部の外観図である。 通信カードの斜視図である。 通信カードがスロット部に挿入された状態を示す断面図である。 通信カードがスロット部に挿入された状態の図１の分電盤の正面図である。 電力量計及び通信カードのデータ送受信機能のブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る計測システムの構成を示す模式図である。 この発明の実施の形態２に係る分電盤の正面図である。 分電盤の筐体内部に設置された電力量計付近の断面図である。 この発明の実施の形態２に係る中継システムの斜視図である。 図１２の中継器の側面図である。 図１２の中継器の内部構成を示すブロック図である。 図１２の中継システムの動作を説明するための模式図である。 この発明の実施の形態３に係る中継器付近の断面図である。 図１７（Ａ）は、この発明の実施の形態４に係る電力量計付近の正面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の電力量計付近の断面図である。

実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、この実施の形態１に係る分電盤１は、直方体の筐体２を有している。筐体２は、機械的な強度や、耐火性を確保するために金属製となっている。筐体２の前方には、観音開きの扉３が設けられている。

この実施の形態では、扉３にスリット状の開口部４が設けられている。この開口部４の内周縁部には、ブッシング５が取り付けられている。ブッシング５は、開口部４や、後述する電力量計９のスロット部１４を保護するために設けられている。開口部４の奥には、後述する電力量計９の一部（金属カバー１６やスロット４０）が見える。

図２には、扉３を開いた状態が示されている。図２に示すように、分電盤１の内部に、内蓋６が取り付けられている。内蓋６には、主幹ブレーカ７、分岐ブレーカ８、電力量計９用の開口部１７が設けられている。分岐ブレーカ８は、分電盤１内部の最奥側に設置された取り付けスロット１０に取り付けられている。電力量計９は、分岐ブレーカ８用の取り付けスロット１０に取り付けられる。

図３には、この内蓋６を取り除いた状態が示されている。図３に示すように、分電盤１内部の最奥側には、電力線１１、１２が結線されている。主幹ブレーカ７は、３相の電力線１１と接続されている。分岐ブレーカ８は、３相の電力線１１から引き出された２相の電力線１２と接続されている。

図１乃至図３に総合的に示すように、扉３の開口部４は、電力量計９に対応するように設けられている。電力量計９の端部（図３の前方側の端部）の金属カバー１６は、扉３の開口部４（より正確にはブッシング５）に当接している。金属カバー１６は、開口部４全体をカバーできるように、開口部４よりも大きくなっている。

電力量計９は、電流センサ１８と、電圧センサ１９と接続されている。電流センサ１８は、測定対象となる電力線１１又は１２に装着され、そこに流れる電流を検出し、その検出値を電力量計９に出力する。電圧センサ１９は、測定対象となる電力線１１又は１２に装着され、そこに印加される電圧を検出し、その検出値を、電力量計９に出力する。なお、電圧センサ１９は、トランスを介して電圧を検出する方式のものが採用されている。

なお、このような電圧センサ１９を用いず、電力量計９に入力された電源電圧を、内部抵抗で分圧し、その分圧された電圧値に基づいて、電力量計９内部で、電圧値を求めるようにしてもよい。

図４（Ａ）に示すように、電力量計９は、本体部１３と、スロット部１４と、を備える。本体部１３は、分電盤１の背面側（奥側）に配置され、スロット部１４は、分電盤１の正面側（扉側）に配置されている。

本体部１３は、電力量計９の本体である。本体部１３では、その筐体上に、取り付け部２０と、センサ情報入力部２１と、電源入力部２２と、表示部２３と、連結部２４と、が設けられている。

取り付け部２０は、本体部１３の背面側（筐体２の最奥側）に設けられている。この取り付け部２０により、電力量計９が、取り付けスロット１０に取り付けられる。

センサ情報入力部２１は、図４（Ｂ）に示すように、電流センサ１８との接続コネクタと、電圧センサ１９との接続コネクタ等の１又は複数のコネクタを備える。これらのコネクタを介して、電力センサ１８により検出される電流値や、電圧センサ１９から出力される電圧値等の各種センサ出力が入力される。電源入力部２２の端子台には、分岐ブレーカ８と同様に電力供給バー（不図示）を介して、駆動電力が入力される。

表示部２３には、複数個のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が設けられている。各ＬＥＤは、点灯、点滅、又は表示色により、電力量計９の稼働状態や計測データを表示する。

連結部２４は、本体部１３と、スロット部１４とを連結するために設けられている。連結部２４は、スライドガイド３０と、スライド溝３１と、固定部３２と、を備える。スライドガイド３０は、スライド溝３１に沿って摺動可能である。このスライドガイド３０をスライド溝３１内で摺動させれば、本体部１３とスロット部１４との相対位置を調整することができる。固定部３２は、スライドガイド３０の摺動を係止することにより、本体部１３、スロット部１４との相対位置を固定する。

スロット部１４には、後述する通信カード１５が挿入されるスロット４０が設けられている。さらに、スロット部１４のスロット４０が設けられた端面、すなわちスロット４０と、金属カバー１６との間には、緩衝材としての保護クッション４１が設けられている。この保護クッション４１により、扉３が閉じられた時にブッシング５と金属カバー１６が当接することにより発生する衝撃が、スロット部１４に伝達されるのを防止している。

スロット部１４のスロット４０に挿入される通信カード１５は、図５に示すように、コイル通信部５０と、無線通信部５１と、表示部５２と、を備える。図６に示すように、コイル通信部５０が、スロット４０に挿入される。

コイル通信部５０は、通信コイル３９を内蔵する。通信コイル３９は、スロット４０に挿入された状態で、スロット部１４に内蔵される通信コイル３６と対向する。これにより、２つの通信コイル３６、３９間で、電磁誘導によるデータ送受信や電力の供給が可能となる。

無線通信部５１は、外部と無線通信を行うために、通信カード１５が、スロット４０に装着された状態であっても、分電盤１の外部に露出している。これにより、無線通信部５１は、分電盤１の外部との無線通信が可能となる。表示部５２は、無線通信部５１の端部に設けられた表示灯であり、例えばＬＥＤである。

図７に示すように、開口部４の大きさは、無線通信部５１よりも大きくなっている。これにより、後述するように、分電盤１の扉３は、通信カード１５をスロット４０に挿入したままで開閉可能となる。

続いて、分電盤１への電力量計９の設置方法について説明する。電力量計９は、取り付け部２０を介して、分岐ブレーカ８の取り付け用スロット１０のうちの空きスロットに装着される。

その後、固定部３２による固定はしないまま、スライドガイド３０を適当に伸ばし、スロット部１４が、扉３からやや突出する状態とする。この状態で、扉３をゆっくり閉める。このようにすれば、扉３を閉めるに当たって、金属カバー１６が、扉３の開口部４に設けられたブッシング５に押され、スライドガイド３０がスライド溝３１内で摺動するようになる。

最終的に扉３が閉じた後、扉３を再び開いて、スロット部１４の金属カバー１６が、ブッシング５と当接していることを確認し、この状態で、固定部３２によりスロット部１４の位置を固定する。これにより、電力量計９の設置が完了する。

このようにして、電力量計９を取り付けた後、開口部１７が設けられた内蓋６が取り付けられ、図２に示される状態となる。続いて、扉３が閉められ、図１に示される状態となる。この状態で、図７に示すように、通信カード１５を、開口部４を介して、スロット４０に装着する。この状態で、電力量計９と、外部との通信が可能となる。

もっとも、上述のようにして電力量計９を設置しなくても、筐体２の奥行きを計測して、その長さに合わせてスライドガイド３０の長さを調節し、固定部３２で、スロット部１４の位置を固定するようにしても構わない。

次に、電力量計９及び通信カード１５において行われるデータ送受信機能について説明する。電力量計９は、前述のように、センサ情報入力部２１、電源入力部２２、表示部２３を備える。この他にも、図８に示すように、電力量計９は、電源回路６０、マイコン６１、コイル送受信制御部６２、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）６７、コイル駆動回路６３をさらに備える。マイコン６１、コイル送受信制御部６２、コイル駆動回路６３は、電源入力部２２から電源回路６０を介して供給される電力により動作する。

センサ情報入力部２１は、測定対象となる電力線に取り付けられた電流センサ１８や電圧センサ１９の検出信号を入力する。センサ情報入力部２１は、これらの検出信号を、増幅したり、分圧したり、インピーダンス変換等するなどして、マイコン６１に入力可能な信号に変換する。

マイコン６１は、ＡＤ変換部７０と、データ処理部７１と、入出力信号制御部７２と、メモリ７３を備える１チップのマイクロコンピュータである。マイコン６１は、センサ情報入力部２１で変換された信号を、入出力信号制御部７２の制御により、入力する。マイコン６１は、ＡＤ変換部７０によるＡＤ変換と、データ処理部７１における演算処理を行って、センサ情報入力部２１から入力された信号に相当する電力値を周期的に算出する。ここで、電力値とは、例えば１秒間の平均電力値であり、単位は、Ｗ又はｋＷである。電力値は、一般的には、瞬間的な電力のことである。これに対して、電力量値とは、電力量が積算された値であり、どのくらい電力が使用されたかを示す値である。単位は、Ｗｈ又はｋＷｈである。

マイコン６１は、メモリ７３を必要に応じて使用しつつ、電力値の積算処理を行って、電力量値を求める。マイコン６１は、算出された電力値や電力量値等の計測値（すなわち電力使用量）を、入出力信号制御部７２の制御により、コイル送受信制御部６２に出力する。

コイル送受信制御部６２は、ＦＰＣ６７、コイル駆動回路６３を介して、通信コイル３６を駆動し、電磁誘導により、通信コイル３９へ電力使用量を送信する。なお、電力量計９では、コイル送受信制御部６２が、本体部１３に収納されており、コイル駆動回路６３及び通信コイル３６が、スロット部１４に収納されている。ＦＰＣ６７は、本体部１３に設けられたコイル送受信制御部６２と、スロット部１４に設けられたコイル駆動回路６３との間を接続している。

通信カード１５の通信コイル３９は、送信された電力使用量を受信する。通信カード１５は、前述の表示部５２に加え、コイル駆動回路８０、コイル送受信制御部８１、マイコン８２、無線送受信回路８３、アンテナ８４を、さらに備えている。

コイル送受信制御部８１は、コイル駆動回路８０を介して、通信コイル３９で受信された電力使用量を入力する。入力された電力使用量は、さらに、マイコン８２に入力される。マイコン８２は、電力使用量を、無線送信プロトコルに従った送信データに変換する。マイコン８２は、この送信データを、無線送受信回路８３に出力する。無線送受信回路８３は、アンテナ８４から、送信データに対応する電波を発信する。

以上のような構成を有する電力量計９により、電力使用量が計測され、通信カード１５に送信される。通信カード１５に送信された電力使用量は、無線通信により、例えば、図９に示すように、分電盤１の外部に設置された監視装置１００に接続された無線通信装置１０１で受信される。

監視装置１００は、無線通信装置１０１を介して、分電盤１に設置された電力量計９及び通信カード１５を介して送信される電力使用量を収集する。監視装置１００は、収集された電力使用量を、例えば、管理者又は使用者が確認することができるように、例えば、ディスプレイ表示する。

さらに、監理装置１００は、測定条件等の電力量計９の設定を、遠隔操作により変更することができる。電力使用量のデータが送信される経路と逆に、監理装置１００→無線通信装置１０１→通信カード１５（図８のアンテナ８４→無線送受信回路８３→マイコン８２→コイル送受信制御部８１→コイル駆動回路８０→通信コイル３９）→電力量計９（通信コイル３６→コイル駆動回路６３→コイル通信制御部６２→マイコン６１）という経路で、測定条件等の変更要求が送られる。マイコン６１では、この変更要求に従って、測定条件等の変更を行う。以降は、変更された測定条件の下で、電力使用量の計測が行われる。

また、電力量計９の通信コイル３６から、通信カード１５の通信コイル３９への電力の送信も可能である。図８の回路図において、電源回路６０と、コイル駆動回路６３とを接続し、電源回路６０から電力をコイル駆動回路６３に供給すれば、電力の送信が可能となる。通信カード１５の回路は、通信コイル３６、３９を介して給電された電力によって動作する。

また、電力量計９において、マイコン６１は、表示部２３に、電力量計９の稼働状態や、電力使用量に関する情報を表示できるようになっている。この表示部２３を見れば、電力量計９の稼動状態を確認することができる。

さらに、通信カード１５において、マイコン８２は、表示部５２に、電力量計９の稼働状態や、電力使用量に関する情報を表示できるようになっている。この結果、分電盤１の外部から、これらの情報を、管理者や、使用者が、確認することができるようになっている。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、中継装置としての電力量計９と、通信カード１５とを用いて、金属製の筐体２の内部で計測された電力使用量の送信経路を、無線通信化することができるので、簡単な構成で、金属製の筐体２内の情報を、筐体２の外部に配置された監視装置１００に、中継することができる。

これにより、筐体２の内外において、省配線化が可能となる。この結果、電力量計９の設置コストを低減することができる。また、電力量計９を容易に増設することができるようになる。この結果、分電盤１内の電力量計９の数を容易に増やすことができるので、よりきめ細かい電力使用量の監視が可能となる。

また、この実施の形態によれば、電力量計９では、本体部１３と、スロット部１４とを、連結部２４により連結している。連結部２４は、その長さを調節可能である。これにより、本体部１３と、スロット部１４との相対位置を調節可能となっている。このため、取り付け位置や分電盤１のサイズによる設置スペースの違い等に左右されずに、スロット部１４を、扉３の開口部４に当接させ、なおかつ本体部１３の取り付け部２０を、筐体２の最奥側の取り付けスロット１０に取り付けた状態で、電力量計９を容易に設置することができる。

また、監視装置１００との間の無線通信の通信プロトコル処理を行う役割を、通信カード１５が担っている。このため、通信カード１５を通信プロトコルごとに備え、無線通信装置１０１で用いられている通信プロトコルに対応する通信カード１５を、電力量計９に装着すれば、どのような通信プロトコルの無線通信にも対応することができる。

また、扉３と、スロット部１４との間に保護クッション４１を設けたので、扉３の開閉時の衝撃等を緩和して、電力量計９を保護することができる。

また、通信カード１５に表示部５２を設けたので、分電盤１の扉３を開けなくても電力量計９が正常であるか否かを判断することができる。

また、通信カード１５と電力量計９との通信方式として、通信コイルを用いた非接触な通信方式を採用したため、それらのインターフェイスの空間であるスロット４０内の空間を、樹脂で囲まれた空間とすることができる。これにより、物理的接触を有するインターフェイスよりも異物混入に対する耐性を高くすることができる。この結果、電力使用量の集計システムの信頼性を高めることができる。

また、開口部４が扉３に設けられているので、分電盤１の上下左右にスペースがない場所でも、通信カード１５を装着して、電力使用量の中継出力が可能となる。

また、電力使用量を送信する経路を、電力量計９と通信カード１５とに分担させることができるので、故障時のメンテナンスにおいて、故障箇所の切り分けがし易くなる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。

上述の実施の形態１では、分電盤１に設置される電力量計９は、１台であったが、この実施の形態では、図１０に示すように、１台の分電盤１に、複数台（２台）の電力量計９０が設置される。さらに、分電盤１内には、各電力量計９０から無線送信される計測データを中継して、外部に出力する中継器９１が設置されている。

中継器９１は、扉３に取り付けられている。中継器９１には、内蓋６の開口部９８を通過して延びるケーブル９６を介して電力が供給される。このケーブル９６は、電力量計９０に接続されている。すなわち、中継器９１は、電力量計９０から電力（例えば、５Ｖ（ｓｅｌｖ：安全特別低電圧））の供給を受けて動作する。

図１１に示すように、電力量計９０は、上記実施の形態１に係る電力量計９と同様に、分岐ブレーカ８の取り付けスロット１０に取り付けられている。電力量計９０は、分電盤１の内蓋６の開口部１７から、電力量計９０のスロット４０に通信カード１５を挿入可能な状態で設置される。

この実施の形態では、中継器９１を介して筐体２の外部に、電力使用量を送信するため、電力量計９０のスロット４０を、扉３の開口部４に当接させる必要がない。このため、電力量計９０では、その奥行きを調整する必要がないので、電力量計９とは異なり、連結部２４が設けられていない。電力量計９０では、その本体にスロット４０が設けられている。図１２に示すように、スロット４０には、通信カードが装着される。

電力量計９０の基本機能は、上記実施の形態１に係る電力量計９とほぼ同じである。すなわち、電力量計９０は、上記実施の形態１に係る電力量計９と同様に、電流センサ１８、電圧センサ１９から出力されるセンサ信号を入力し、そのセンサ信号に基づいて、電力値又は電力量値等の計測データ（電力使用量）を算出する。電力使用量は、通信コイル３６を介して、電力量計９０のスロット４０に挿入された通信カード１５の通信コイル３９に送信される。

また、スロット４０に装着された通信カード１５は、通信コイル３９を介して受信した電力使用量を、中継器９１と無線通信を行うためのデータに変換して送信する。

中継器９１は、図１３に示すように、取り付け部９４を介して、保護クッション４１を挟んだ状態で、例えばネジ止めにより、扉３に設置されている。なお、扉３が金属性であるため、中継器９１は、例えば磁石で、扉３に取り付けられるようにしてもよい。

中継器９１は、スロット４０をさらに備える。スロット４０は、図１３に示すように、分電盤１の扉３のスリット状の開口部４に位置合わせされている。このスロット４０には、通信カード１５が挿入される。中継器９１のスロット４０に通信カード１５を装着することにより、分電盤１内外でのデータ通信が可能となる。

スロット４０内には、通信カード１５装着時にホールドするための突起やラッチ構造９５が設けられている。通信カード１５との中継器９１との間の通信方式は、非接触の電磁誘導によるコイル通信であるので、通信カード１５の厳密な位置決めは必要なく、ラッチ構造９５はなくても特に問題はない。

電力量計９０は、図１２に示すように、中継器９１への電力供給コネクタ９３をさらに備える。中継器９１は、電力量計９０から、ケーブル９６を介して、電源供給を受けて動作する。電力量計９０の電源供給コネクタ９３に接続されたケーブル９６は、中継器９１の電源供給コネクタ９７に接続される。

図１０に示すように、このケーブル９６を通すための開口部９８が内蓋６に施されている。中継器９１の電源供給の為のケーブル９６の接続は、電力量計９０が複数設置されている場合は、例えば主幹ブレーカ７に接続された電力量計９０と接続するのが望ましい。主幹ブレーカ７に接続された電力量計９０は、最後まで電源供給されているからである。

また、ケーブル９６の長さは、扉３の開閉に支障のないような十分な長さとする必要がある。また、扉３の隙間へケーブル９６が挟み込まれること等がないように、ケーブル９６の一部を、筐体２の裏側に留めておくなど、その配線については、慎重を期する必要がある。

図１３に示すように、中継器９１には、アンテナ６５、通信コイル３６が設けられている。また、図１４に示すように、無線制御回路６６、マイコン６１、コイル送受信制御部６２、ＦＰＣ６７、コイル駆動回路６３がさらに設けられている。

無線制御回路６６は、アンテナ６５を介して、１又は複数の電力量計９０との間で（正確には、各電力量計９０に装着された通信カード１５との間で）無線信号を送受信する。

マイコン６１は、コイル送受信制御部６２から出力されたデータの転送要求を、無線制御回路６６での通信プロトコルに変換して、無線制御回路６６に出力する。また、マイコン６１は、無線制御回路６６を通じて電力量計９０から送られた電力使用量を、通信コイル３６で送信可能なデータ形式に変換して、コイル送受信制御部６２に出力する。

コイル送受信制御部６２は、通信コイル３６、コイル駆動回路６３及びＦＰＣ６７を介して、データの転送要求を受信し、それをマイコン６１に出力する。また、コイル送受信制御部６２は、ＦＰＣ６７を介して、コイル駆動回路６３に、マイコン６１から入力された電力使用量を送る。ＦＰＣ６７は、通信コイル３６の位置を調整可能とする。

コイル駆動回路６３は、通信カード１５の通信コイル３９から送信されたデータの転送要求を、通信コイル３６を介して受信し、ＦＰＣ６７を介して、コイル送受信制御部６２に出力する。また、コイル駆動回路６３は、通信コイル３６を介して、通信カード１５の通信コイル３９に電力使用量を送信する。

なお、ＦＰＣ６７に代えて、他のケーブルを用いても問題ないが、スロット４０を薄型に作るためには、ＦＰＣ６７を用いるのが望ましい。

このように、分電盤１に組み込まれた１又は複数の電力量計９０及び通信カード１５と、中継器９１及び通信カード１５とで、電力使用量の計測システムを構築することができる。

次に、この実施の形態に係る計測システムの動作について説明する。図１５に示すように、監視装置１００により、分電盤１を監視する場合について説明する。監視装置１００には、無線通信装置１０２が内蔵されている。

分電盤１内には、それぞれ、３台の電力量計９０が設置されている。そのうち１台は、３相の電力線１１の電力使用量を計測するために設置されており、残りの２台が、２相の電力線１２の電力使用量を計測するために設置されている。ケーブル９６は、主幹ブレーカ７に接続された３相の電力線１１の電力使用量を計測するために設置された電力量計９０と、中継器９１とを接続しており、この電力量計９０から中継器９１に電力が供給されている。

監視装置１００は、内部の無線通信装置１０２を介して、電力量計９０に対して、電力使用量の取得要求を、無線通信により送信することにより、監視動作を開始する。

監視装置１００からの取得要求は、中継器９１のスロット４０に挿入された通信カード１５により受信される。この要求は、通信コイル３９、３６を介したコイル通信により、中継器９１に送られる。中継器９１は、取得要求を、中継器９１と、電力量計９０に装着された通信カード１５との間で行われる無線通信の通信プロトコルに従ったデータに変換する。変換されたデータに相当する無線電波が、中継器９１に内蔵されたアンテナ６５から、分電盤１の内部に発信される。

３台の電力量計９０には、それぞれ通信カード１５が装着された状態となっている。装着された通信カード１５は、中継器９１から発信された無線信号を受信して、挿入された電力量計９０に送信する。各電力量計９０は、この要求に応じて、電力使用量を、通信カード１５を介して、中継器９１に返信する。

中継器９１には、３台の電力量計９０から電力使用量を順次受信する。３台の電力量計９０によって計測された電力使用量は、中継器９１から、分電盤１の外部の通信カード１５に送信される。監視装置１００は、無線通信装置１０２を介して、３台の電力量計９０の電力使用量を受信する。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、電力使用量を外部に中継出力する中継器９１と電力使用量を計測する電力量計９０との間を、無線通信可能とし、両者を物理的に分離した。これにより、分電盤１内の筐体２の開口部４の数を増やしたり、内部配線を増やしたりすることなく、分電盤１内の電力量計９０を容易に増設することができるようになる。また、筐体２の外部から装着される通信カードの数も、１枚ですむ。

また、中継器９１と電力量計９０とを物理的に分離したので、電力量計９０の取り付け位置を、簡単に変更することができるようになる。これにより、電圧や電流などの測定箇所の変更が容易になる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について説明する。

上記実施の形態２では、分電盤１の外部から装着される通信カード１５を、中継器９１のスロット４０内のラッチ構造９５等でホールドする構造を採用した。これに対して、この実施の形態では、図１６に示すように、通信カード１５の無線通信部５１の扉３に接する側に磁石１１０を内蔵する。この磁石１１０により、通信カード１５を、金属性の分電盤１の扉３に吸着させることができる。

また、通信カード１５の無線通信部５１には、扉３のブッシング５に干渉することがないように、窪み１１１が設けられている。この窪み１１１により、磁石１１０を、扉３に近づけることができるので、その保持力がさらに向上する。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、通信カード１５の挿抜に際し、ラッチ構造９５の磨耗等が発生することがない。また、中継器９１に対する機械的ストレスを軽減することができる。この結果、中継器９１の寿命を延ばすこともできる。

また、窪み１１１により、磁石１１０を、分電盤１の扉３に、さらに近づけることができる。この結果、磁石１１０による保持力がさらに向上する。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４について説明する。

上記各実施の形態では、電力量計９、９０にスロット４０を設け、そのスロット４０に非接触のコイル通信が可能な通信カード１５を装着することにより、無線通信機能を実現した。これに対して、この実施の形態では、図１７に示すように、電力量計１２０にスロットを設けず（すなわち通信コイル３９を搭載せず）、電力量計１２０を、ＦＰＣ１２３を介して、アンテナ１２１に接続することもできる。

ＦＰＣ１２３は、分岐ブレーカ８の開口部１７から引き出されている。これにより、アンテナ１２１は、内蓋６よりも扉３側に引き出されるようになるので、中継器９１のアンテナ６５との間で、無線通信が可能となる。

アンテナ１２１は、非常に薄型に製作されている。アンテナ１２１は、スペーサ１２２を介して、両面テープ等で内蓋６に固定されている。

以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、分電盤１の内蓋６に電力量計１２０用の開口部１７を新たに設ける必要がなくなる。この結果、分電盤１の製造コストを低減することができる。また、通信コイルによる非接触通信に必要な回路（例えば、コイル送受信制御部６２やコイル駆動回路６３）が不要となるため、上記実施の形態２の電力量計９０よりも、製造コストを低減することができる。

なお、ＦＰＣ１２３でなく、細線同軸ケーブルでアンテナ１２１を、開口部１７を通過して、内蓋６の前に引き出すようにしてもよい。

なお、上記各実施の形態では、無線通信のプロトコル処理等は、適用される無線通信規格に準じて処理されているものとし、特に言及しなかった。このような無線通信の方式としては、例えばＺｉｇｂｅｅ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が想定される。

なお、上記各実施の形態では、マイコンを、組み込みシステムでよく用いられている１チップのマイクロコンピュータとしたが、この発明は、これには限られない。マイコンは、複数のチップから構成されていてもよい。

また、上記各実施の形態では、分電盤１に、電力量計９等を設置する場合について説明したが、計測対象は、分電盤１に限られず、金属製の筐体を有する物、すなわち遮蔽された電波環境が形成される物であれば適用可能である。

この発明は、例えば、ビルや工場等金属材料で作られた分電盤内に電力量計を設置し、電力使用量に基づいて、節電などを行って、省エネルギ化を実現するのに適している。

１ 分電盤
２ 筐体
３ 扉
４ 開口部
５ ブッシング
６ 内蓋
７ 主幹ブレーカ
８ 分岐ブレーカ
９ 電力量計
１０ 取り付けスロット
１１、１２ 電力線
１３ 本体部
１４ スロット部
１５ 通信カード
１６ 金属カバー
１７ 開口部
１８ 電流センサ
１９ 電圧センサ
２０ 取り付け部
２１ センサ情報入力部
２２ 電源入力部
２３ 表示部
２４ 連結部
３０ スライドガイド
３１ スライド溝
３２ 固定部
３６ 通信コイル
３９ 通信コイル
４０ スロット
４１ 保護クッション
５０ コイル通信部
５１ 無線通信部
５２ 表示部
６０ 電源回路
６１ マイコン
６２ コイル送受信制御部
６３ コイル駆動回路
６５ アンテナ
６６ 無線制御回路
６７ ＦＰＣ
７０ ＡＤ変換部
７１ データ処理部
７２ 入出力信号制御部
７３ メモリ
８０ コイル駆動回路
８１ コイル送受信制御部
８２ マイコン
８３ 無線送受信回路
８４ アンテナ
９０ 電力量計
９１ 中継器
９３ 電力供給コネクタ
９４ 取り付け部
９５ ラッチ構造
９６ ケーブル
９７ 電源供給コネクタ
９８ 開口部
１００ 監視装置
１０１、１０２ 無線通信装置
１１０ 磁石
１１１ 窪み
１２０ 電力量計
１２１ アンテナ
１２２ スペーサ
１２３ ＦＰＣ

Claims (14)

1. 金属製の筐体内の情報を、前記筐体の外部に中継するために前記筐体内に設置される中継装置であって、
   前記筐体に設けられた開口部を介して前記筐体の内部に挿入される通信カードを、その一部が前記筐体の外部に露出した状態で、装着可能なスロットと、
   前記スロットに挿入された前記通信カードとの間で、非接触で通信可能な通信部と、
   前記筐体内で所定の計測対象を計測することにより、前記情報としての計測値を取得する計測部と、
   前記スロット及び前記通信部と、前記計測部との間の相対位置を調節可能な調節部と、
   を備える中継装置。
2. 前記通信部は、
   前記スロットに挿入された前記通信カードの通信コイルに対して、電磁誘導により、前記情報を送信する通信コイルを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記通信部の前記通信コイルを介して、前記通信カードの前記通信コイルに電力を供給する電力供給部をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項２に記載の中継装置。
4. 前記開口部は、前記筐体の扉に設けられ、
   前記スロットは、
   前記扉が閉じた状態で、前記扉の前記開口部に合致するように設置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の中継装置。
5. 前記筐体は、分電盤の筐体であり、
   前記計測部は、
   前記分電盤の分岐ブレーカの取り付け部に装着され、
   前記スロットは、
   前記調節部による調整により、前記分電盤の前記筐体の扉に設けられた前記開口部に合致するように設置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の中継装置。
6. 前記筐体の扉と前記スロットとの間に挿入され、前記通信カードを前記スロットに挿入可能に開口部が設けられ、前記通信カードが通過可能な前記扉の前記開口部よりも大きな金属カバーをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の中継装置。
7. 前記筐体の扉と前記スロット部との間に、緩衝材が挿入されている、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の中継装置。
8. 金属製の筐体に形成された開口部を介して、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の中継装置のスロットに装着可能な通信カードであって、
   前記スロットに挿入され、前記中継装置から送信された情報を、電磁誘導により、受信する通信コイルと、
   前記スロットに装着された状態で、前記筐体の外部に露出し、前記通信コイルで受信された、前記情報を、外部に無線送信する無線通信部と、
   前記スロットに挿入された状態で、前記筐体に対向する位置に設けられた磁石と、
   前記スロットに挿入された状態で、前記筐体の前記開口部の内周部に設けられたブッシングとの干渉を回避するための凹部と、
   を備える通信カード。
9. 前記中継装置から送信される前記情報には、前記中継装置の動作状態に関する情報が含まれ、
   前記中継装置の動作状態に関する情報を表示する表示部が、前記スロットに挿入された状態で前記筐体の外部に露出する部分に設けられている、
   ことを特徴とする請求項８に記載の通信カード。
10. 金属製の分電盤の筐体内の情報を、前記筐体の外部に中継するために前記筐体内に設置され、
    前記筐体に設けられた開口部を介して前記筐体の内部に挿入される通信カードを、その一部が前記筐体の外部に露出した状態で、装着可能なスロットと、
    前記スロットに挿入された前記通信カードとの間で、非接触で通信可能な通信部と、
    無線通信を行う無線通信部と、
    を備える中継装置とともに用いられ、
    前記筐体内で所定の計測対象を計測することにより、前記情報としての計測値を取得する計測部と、
    前記計測部の計測値を含む情報を、前記中継装置へ、無線通信により、送信する無線通信部と、
    前記分電盤の前記筐体内の内蓋に取り付けられる取り付け部と、
    前記分岐ブレーカ用の内蓋に設けられた分岐用ブレーカ用の開口部から引き出された可撓性のケーブルと、
    を備え、
    前記無線通信部は、
    前記内蓋に設けられた前記分岐用ブレーカ用の開口部から引き出された前記ケーブルの他端に接続されている、
    計測装置。
11. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の中継装置と、
    請求項８又は９に記載の通信カードと、
    を備える中継システム。
12. 金属製の分電盤の筐体内の情報を、前記筐体の外部に中継するために前記筐体内に設置され、
    前記筐体に設けられた開口部を介して前記筐体の内部に挿入される通信カードを、その一部が前記筐体の外部に露出した状態で、装着可能なスロットと、
    前記スロットに挿入された前記通信カードとの間で、非接触で通信可能な通信部と、
    無線通信を行う無線通信部と、
    を備える中継装置と、
    請求項８又は９に記載の通信カードと、
    請求項１０に記載の計測装置と、
    を備える計測システム。
13. 請求項５乃至７のいずれか一項に記載の中継装置が内部に設置され、
    請求項８又は９に記載の通信カードを挿入可能な開口部が、筐体に形成されている分電盤。
14. 金属製の分電盤の筐体内の情報を、前記筐体の外部に中継するために前記筐体内に設置され、
    前記筐体に設けられた開口部を介して前記筐体の内部に挿入される通信カードを、その一部が前記筐体の外部に露出した状態で、装着可能なスロットと、
    前記スロットに挿入された前記通信カードとの間で、非接触で通信可能な通信部と、
    無線通信を行う無線通信部と、
    を備える中継装置が内部に設置され、
    請求項８又は９に記載の通信カードを挿入可能な開口部が、筐体に形成され、
    請求項１０に記載の計測装置を備える分電盤。

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