JP5276650B2 - 電力測定器 - Google Patents

Description

本発明は電子機器の消費電力を測定する電力測定器に関するものである。

近年、自然環境に対する負荷軽減への配慮から省エネルギーへの関心がいっそう高まっており、企業はもちろんのこと一般家庭においても、使用する電子機器の消費電力を常に確認したいという要求が増えつつある。このような要求を反映して、最近ではエアコン等の空調機器において消費電力を測定、表示する機能を備える機器も市場に出回っている。

ところで、当然のことながら上記のような機器は、自機の消費電力は測定できるものの、他の機器の消費電力を測定することは出来ないので、使用するすべての電子機器の消費電力を把握するという要求には応えられない。

そこで、消費電力を測定する機能を備えない機器についての消費電力を測定するために、特許文献１のような電力測定器が提案されている。

図５は、特許文献１に示される電力測定器１０を示している。電力測定器１０は、電源コンセント直結型で、商用電源のコンセント（図示省略）に入るプラグ部１１と、被測定対象となる電気機器（図示省略）の電源プラグ１３が接続されるソケット部１２と、電気機器の消費電力等を表示する表示部１５と、装置内に入れられた電力測定回路１６とから構成されている。なお、この電力測定器１０の大きさは、１６０ｍｍ×１００ｍｍ×７０ｍｍ程度となっている。

また図６は、図５で示される電力測定器１０のブロック図である。図６において、図５と同一の構成要素は同一符号で示しており、プラグ部１１とソケット部１２は結線１７で接続されている。

特開平８−１８４６１６公報

しかしながら、図５に示す通り従来の電力測定器１０は、プラグ部１１とソケット部１２が電力測定器１０のケース１４の対角となる辺の近傍にそれぞれ配置されている。つまり、プラグ部１１とソケット部１２は、ケース１４の別々の部分にそれぞれ支持されることになる。より具体的には、ソケット部１２はケース１４の正面、プラグ部１１は、正面の対面となる背面で支持されることになる。

ところで、電力測定器１０の製造工程での最終仕上げ検査等で不具合が生じた場合に、電力測定器１０の開封、内部の電力測定回路１６の検査および再調整を実施する際、電力測定器１０を開封する必要があるが、上記のような構造であると以下のような支障が生じる。

すなわち、電力測定器１０を開封するには、ケース１４を成す６面のうちの少なくともいずれか１面をケース１４と分離する必要があるが、ソケット部１２が支持される正面、或いはプラグ部１１が支持される背面がケース１４から分離するものとすると、内部の検査等の実施を可能とするためには、図６で示すプラグ部１１とソケット部１２を接続する結線１８の長さを必要以上に長くする必要がある。このことは、電力測定器１０内部での配線の引き回しが無駄に長くなるものであり、安全上も好ましくない。

また、ケース１４から分離する面が、上記の正面と上記の背面の間の４側面のうちの少なくともいずれか１面である場合は、前述した１６０ｍｍ×１００ｍｍ×７０ｍｍの装置寸法を考慮すると、作業上十分な開口が得られるとは言い難く、したがって、内部の検査等を容易に実施するのは困難である。

本発明の目的は上述した課題に鑑み、製造過程で発生する装置の開封、検査、再調整などの作業が容易となる電力測定器を提供することにある。

本発明による電力測定器は、電子回路が配置されたプリント基板と、プラグ部とソケット部を有するコネクタと、前記プリント基板と前記コネクタを囲む一面が開口であるケースと、前記ケースの前記開口を覆うカバーとを備え、前記プラグ部と前記ソケット部は２つの導体部で構成されており、一方のプラグ部と一方のソケット部との間に抵抗体が介在され、前記抵抗体の両端と前記プリント基板とが接続されることを特徴とする。

また本発明による電力測定器は、前記コネクタの前記ソケット部が前記ケースの前記開口の対面である底面を向いて支持されることを特徴とする。

また本発明による電力測定器は、前記カバーに前記プラグ部が突出する孔部を備え、
前記孔部と前記プラグ部は非接触であることを特徴とする。

また本発明による電力測定器は、前記プリント基板の一方の面に配置された電子回路と、前記コネクタとが接続されることを特徴とする。

また本発明による電力測定器は、前記ケースに前記開口の方向へ延在する支持部を備え、前記プリント基板が前記支持部にて支持されることを特徴とする。

本発明にかかる電力測定器は、電子回路が配置されたプリント基板と、前記プリント基板と接続され、一部が絶縁体で覆われたプラグ部と前記プラグ部に連結されたソケット部を有するコネクタと、前記プリント基板と前記コネクタを囲んで支持する一面が開口であるケースと、前記ケースの前記開口を覆うカバーとを備えた構成としている。よって、電力測定器の最終仕上げ検査等で不具合が生じ、電力測定器を開封して、検査、再調整を行なう必要がある場合においても、プリント基板およびコネクタ（プラグ部とソケット部）とケースとの位置関係を変えることなく、カバーを外すだけで、内部回路の検査、再調整が可能となり作業性が向上する。

本発明の実施例１に係る電力測定器のブロック図である。 実施例１における電力測定器の上方から見た組み立て斜視図である。 実施例１における電力測定器の下方から見た組み立て斜視図である。 本発明の実施例２における電力測定器の一部拡大斜視図である。 従来の電力測定器を示す斜視図である。 従来の電力測定器を示すブロック図である。

本発明の第１の実施例について図１〜３を参照して以下に説明する。図１は実施例１における電力測定器のブロック図であり、図２、３は組み立て斜視図を示している。

まず始めに、図１を参照して、電力測定器の機能について説明する。電力測定器１００は、商用電源コンセント（図示せず）から交流電圧を入力するプラグ部１０１と、プラグ部１０１に接続されるとともに電力測定の被測定対象である電気機器の電源プラグ（図示せず）が接続されるソケット部１０２を備えている。

プラグ部１０１に入力された交流電圧は、プラグ部１０１とソケット部１０２の連結部である導体部１０３を介して電力測定器１００内部の回路用の動作電圧を生成する電源部１０５に供給される。電源部１０５内部には、プラグ部１０１から供給された交流電圧から、後に説明するセンサ部１０８の動作電圧である直流電圧を生成するＡＣ／ＤＣ変換部と、このＡＣ／ＤＣ変換部で生成された直流電圧から、後に説明する通信部１０６の動作電圧である直流電圧を生成するＤＣ／ＤＣ変換部を備えている。

また導体部１０３には、電力測定のためのセンサ部１０８が接続される。センサ部１０８内部には電力測定部が備えられ、ソケット部１０２に接続された電力測定の被測定対象である家電機器、事務機器等の消費電力を測定する。

電力測定に関して更に具体的に説明すると、ソケット部１０２の両端子間の電圧と、２本有る導体部１０３の片側に挿入されたシャント抵抗１１１の電圧により、消費電流とソケット部１０２の両端子間の電圧を積算することで消費電力を測定している。

センサ部１０８で測定された消費電力測定情報は、通信部１０６へ伝送される。通信部１０６内部には、伝送された消費電力測定情報を元に消費電力を計算するＣＰＵ（中央演算処理装置）、消費電力計算値を一時記憶するメモリ部、消費電力計算値を外部のサーバ無線伝送するためのＲＦ部、装置外部とのインターフェースであるＩ／Ｏ部を備えている。また、無線伝送のためのアンテナ１０７が通信部１０６に接続される。

なお、本実施例においては、外部のサーバへの消費電力計算値の伝送を、ＲＦ部による無線伝送にて行う場合を示しているが特にこれに限るものではなく、ＬＡＮケーブル等を使用して有線で伝送してもよい。また、外部のサーバへの消費電力計算値の伝送を行わずに、通信部１０６内部のメモリ、或いはこれ以外の電力測定器１００内部の記憶部（図示しない）に消費電力計算値を蓄積し、適宜読み出して表示することも可能であるし、上記した無線、有線による消費電力計算値の伝送または、自機への消費電力計算値の蓄積を組み合わせても構わない。

また電力測定器１００は、動作状態表示用ＬＥＤ１０９、外部からの手動操作用スイッチ１１０を備えており、これらは、前述した通信部１０６内のＣＰＵによって、ＬＥＤ１０９の点滅設定や、スイッチ１１０の操作による動作設定変更が制御される。

次に、図２、３を参照して第１の実施例による電力測定器の構造について説明する。なお、図１で示した構成要素については同一符号を付加して説明する。

図２は、電力測定器１００を上方から見た斜視図である。電力測定器１００は、図１における電源部１０５、通信部１０６、アンテナ１０７、センサ部１０８、ＬＥＤ１０９、スイッチ１１０が搭載されたプリント基板１２８と、プラグ部１０１とソケット部１０２が一体に連結されたコネクタ１１４が、一面が開口１２２であるケース１０４に囲まれて支持される。

また、プラグ部１０１或いはソケット部１０２と、プリント基板１２８上の導体１２４（図１で示す、電源部１０５或いはセンサ部１０８などの回路の一部）が、結線１２３によって電気的に接続されている。導体１２４は、プリント基板１２８の上面に配置した場合を示しているが、特に必要があれば下面に配置されていても構わない。

そして、コネクタ１１４とプリント基板１２８が、ケース１０４に支持された後、カバー１１２がケース１０４の開口１２２を覆って嵌合される構造である。

次にコネクタ１１４の構造について詳しく説明する。コネクタ１１４は、金属である一対のプラグ部１０１と、同じく金属である一対のソケット部１０２が連結されている。なお図示は省略しているが、プラグ部１０１とソケット部１０２は、図１の説明で用いた導体部１０３で連結されている。また、導体部１０３はプラグ部１０１の一部であっても良いし、ソケット部１０２の一部であっても良いし、別体であっても構わない。

また、プラグ部１０１は、その一部がトラッキング防止のための絶縁体１１６で覆われている。プラグ部１０１の絶縁体１１６で覆われる部分は、絶縁体１１６の厚み分だけ薄くなっており、絶縁体１１６で覆った際に絶縁体１１６で覆われない部分との段差ができないようにしている。

またソケット部１０２は、樹脂部１１７で覆われており、樹脂部１１７の底部に設けられたソケット口部１０２ａの近傍まで延びている。そして、ソケット口部１０２ａに電気機器の電源プラグ（図示せず）が差しこまれると当接するようになっている。

なお、プラグ部１０１の一方とソケット部１０２の一方との間にシャント抵抗１１１が挿入される。詳しい図示は省略するが、シャント抵抗１１１は、例えば、プラグ部１０１の一方とソケット部１０２の一方にリベットなどによって連結される。また、これに限らず半田などによって溶接されても構わない。

次に図３を参照してコネクタ１１４の更に詳しい説明と、ケース１０４によるコネクタ１１４の支持構造について詳しく説明する。図３は、電力測定器１００を下方から見た斜視図である。コネクタ１１４の樹脂部１１７には、プラグ部１０１とソケット部１０２を予め組み込むためのスリット部１２７が備えられており、また、係り止め部１１８および縁部１１９が備えられている。一方、ケース１０４の下面には、開口１２１と、この開口１２１の周囲に設けられた凹み部１２０が備えられている。

そして、コネクタ１１４は、ケース１０４の下方から開口１２１に導入された後、係り止め部１１８と縁部１１９により、ケース１０４の凹み部１２０を挟むようにして支持、固定されるのである。なお、樹脂部１１７の縁部１１９の厚み寸法と、ケース１０４の凹み部１２０の凹み寸法は一致しており、コネクタ１１４をケース１０４へ支持、固定した後は、コネクタ１１４の底面とケース１０４の下面は面一となる。

次に、再び図２を参照してカバー部１１２とケース１０４の嵌合について説明する。カバー部１１２は、プラグ部１１３が貫通する孔部１１３を備えている。この孔部１１３は、プラグ部１０１が貫通し、カバー部１１２の外側へ突出する際に、プラグ部１０１に接触しない寸法となっている。つまり、カバー部１１２においては、プラグ部１０１を含むコネクタ１１４を支持しない構造となっている。

以上説明したとおり、本実施例の電力測定器によれば、電子回路が配置されたプリント基板と、プラグ部とソケット部が一体に連結されたコネクタが、ケースのみに支持される構造であるため、電力測定器の開封、検査、再調整を行なう必要が生じても、プリント基板およびプラグ部とソケット部の位置関係が変わることなく、容易に検査、再調整などの作業が可能となる。また、カバーとプラグ部が非接触であるため、カバーの取り外しが容易となり、内部回路の検査、再調整時の作業性が向上する。

次に本発明の第２の実施例について図４を参照して説明する。図４は、図２におけるプリント基板１２８とケース１０４の関係を拡大した斜視図である。なお、図２と同一の構成要素には同一符号を付加している。

本実施例では図４に示すように、ケース１０４に支持部１２６を設け、この支持部１２６の端部をケース１０４の開口１２２の開口面付近まで延在させてプリント基板１２８を支持する。また、支持部１２６は、プリント基板１２８の少なくとも２か所の隅部近傍を支持するように設ける。

上記の構造とすることで、プリント基板１２８の高さ方向の位置が開口１２２の開口面に近づくので、ケース１０４の開封後、すなわち図２に示したカバー１１２を取り外した後の内部回路の検査、再調整等の作業がし易くなる。

また、上記の構造とすることで、プリント基板の下面とケース１０４の底面１１５との間に空間が生じるが、この空間は以下の副次的な効果ももたらす。それは、実施例１および図１で説明した電力測定器１００の各回路部において、電源部１０５、通信部１０６、動作表示用ＬＥＤ１０９などには背の高い立設部品が使用されるが、本実施例では、これら立設部品１２５をプリント基板１２８の下面に集中して配置することが可能となるのである。よって、プリント基板１２８の高さ方向の位置をケース１０４の開口１２２の開口面に近づけることによって生じる、ケース１０４内部の空間を有効に使用することができるのである。

以上説明したとおり、本実施例の電力測定器によれば、ケース１０４に設けられて、ケース１０４の開口１２２の開口面付近まで延在させた支持部１２６によってプリント基板１２８を支持するので、電力測定器の開封、検査、再調整を行なう必要が生じても、プリント基板１２８の高さ方向の位置が開口１２２の開口面に近づくので、内部回路の検査、再調整等の作業が容易となる。

本発明に係る電力測定器は、電力測定機能を備えない家電製品、産業用機器などの電力測定器として幅広く利用することができる。

１０、１００ 電力測定器
１１、１０１ プラグ部
１２、１０２ ソケット部
１３ 電源プラグ
１４、１０４ ケース
１５ 表示部
１６ 電力測定回路
１７ 結線
１０２ａ ソケット口部
１０３ 導体部
１０５ 電源部
１０６ 通信部
１０７ アンテナ
１０８ センサ部
１０９ 動作表示用ＬＥＤ
１１０ スイッチ
１１１ シャント抵抗
１１２ カバー
１１３ 孔部
１１４ コネクタ
１１５ 底面
１１６ 絶縁体
１１７ 樹脂部
１１８ 係り止め部
１１９ 縁部
１２０ 凹み部
１２１、１２２ 開口
１２３ 結線
１２４ 導体
１２５ 立設部品
１２６ 支持部
１２７ スリット部
１２８ プリント基板

Claims (5)

1. 電気機器の消費電力を測定する電力測定器であって、
   電子回路が配置されたプリント基板と、
   プラグ部とソケット部を有するコネクタと、
   前記プリント基板と前記コネクタを囲む一面が開口であるとともに前記開口に対向する面に開口部を有するケースと、
   前記ケースの前記開口を覆うカバーと、
   を備え、前記プリント基板及び前記コネクタは前記ケースのみで支持されるとともに、
   前記コネクタは前記開口部を塞ぐベース部と、前記ベース部に対向配置された係り止め部とを有し、
   前記ベース部と前記係り止め部とが前記開口部の周囲に設けられた凹み部を挟むことにより前記コネクタは前記ケースに支持され、
   前記プラグ部と前記ソケット部は２つの導体部で構成されており、一方のプラグ部と一方のソケット部との間に抵抗体が介在され、前記抵抗体の両端と前記プリント基板とが接続されることを特徴とする電力測定器。
2. 前記コネクタは、前記ソケット部が前記ケースの前記開口の対向面である底面を向いて支持されることを特徴とする請求項１に記載の電力測定器。
3. 前記カバーは、前記プラグ部が挿通する孔部を備え、
   前記孔部の周縁部と前記プラグ部は非接触であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力測定器。
4. 前記プリント基板の一方の面に配置された前記電子回路と前記コネクタとが接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力測定器。
5. 前記ケースは前記開口の方向へ延在する支持部を備え、前記プリント基板は前記支持部で支持されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力測定器。