JP6866009B2 - 通信機能付き電子式電力量計 - Google Patents

Description

本発明は、使用電力量を計量する計量部と、計量部で計量された使用電力量を外部装置へ送信する通信部とを備えて構成される通信機能付き電子式電力量計に関するものである。

従来、この種の通信機能付き電子式電力量計（以下、スマートメータと称する）としては、例えば、特許文献１に開示された遠隔検針装置がある。このスマートメータでは、電力計測ユニットを構成する筐体内に、需要家の使用電力量を計測する電力計測部が収容されている。電力計測ユニットを構成する筐体は、電力計測部の計量検定が行われると、封印されて開けられなくなる。また、電力計測ユニット下方の外ケースに覆われた内ケースには、通信ユニットが収容されている。通信ユニットは、コネクタに接続されたインターフェースケーブルを介して電力計測部に接続されており、電力計測部から電源供給を受けて動作する。電力計測部で計測された使用電力量は、インターフェースケーブルを介して通信ユニットに入力され、使用電力に関連する情報が通信ユニットのアンテナ部によって電波に載せられて、管理センターに送信される。

このようなスマートメータにおける通信部の通信方式には、一般的に、特定小電力無線通信方式や、第３世代移動通信方式（３Ｇ方式）、および電力線搬送通信方式（ＰＬＣ）の３種類の組み合わせが用いられる。３Ｇ方式は、携帯電話会社が所有する３Ｇ通信システムを使用するため、通信を行うと料金が発生する。このため、上記従来のようなスマートメータでは、封印される電力計測ユニットの筐体の外において、ケーブルに接続されるコネクタを抜き差しすることにより、計量部から通信部への電源供給を断続し、スマートメータの出荷までに料金が発生するのを防ぐことが出来る。

特開２０１５−１２９６４７号公報

上記従来のスマートメータは、計量部と通信部とが異なる筐体に収容されているため、計量部と通信部とを同じ筐体に収容することで、コストダウンを図ることが見込める。しかしながら、計量部を収容する筐体は計量検定を受けると封印され、筐体を開けることが出来ないので、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容すると、コネクタを上記のように抜き差しすることは出来ない。したがって、通信部の通信方式が３Ｇ方式の場合、スマートメータの出荷までの間に、計量部から通信部への電源供給を断続することが出来ず、携帯電話会社へ支払う料金が発生してしまう。また、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容すると、計量検定後には筐体を開けることが出来ないので、通信部の通信方式を変更するときや通信部が故障したときに、通信部を交換することが出来ない。さらに、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容すると、計量部の計量検定のために計量部に電源を印加すると、通信部にも電源が印加されて通信部が動作する。このため、計量検定の際に通信部による無線通信が開始されて、スマートメータから電波が放出され、計量検定する周囲の測定機器に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上記のような問題を生じさせること無く、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容してスマートメータのコストダウンを図ることを目的とする。

このために本発明は、
使用電力量を計量する計量部と、計量部と通信線を介して接続され計量部で計量された使用電力量を通信線を介して入力して外部装置へ送信する通信部とを備えて構成されるスマートメータにおいて、
通信部が計量部を収容して計量部および通信部を封印する筐体内に計量部と共に収容され、
通信線が、計量部に接続される側が筐体の側面に設けられた接栓座に接続され、通信部に接続される側が筐体の外部に露出させられて接栓座に結合される接栓に接続される
ことを特徴とする。

本構成によれば、通信部は計量部と同じ筐体内に収容されるが、通信線の通信部に接続される側が筐体の外部に露出させられ、接栓に接続される。このため、筐体の外部において、この接栓を筐体の側面に設けられた接栓座に結合させることで、通信部を計量部に接続することが出来る。また、接栓と接栓座との結合を解くことで、通信部を計量部から切り離すことが出来る。したがって、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容しても、接栓を接栓座に対して単に着脱することで、封印される筐体を開けることなく、計量部から通信部への電源供給を断続させることが出来る。

よって、通信部の通信方式が３Ｇ方式の場合に、封印された筐体の外部において接栓と接栓座との結合を解くことで、計量部から通信部へ電源が供給されるのを防ぐことが出来、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容してスマートメータのコストダウンを図りながら、携帯電話会社へ支払う料金が発生しないようにすることが出来る。また、通信部の通信方式を変更するときや通信部が故障したときに、交換用の新たな通信部を筐体への外付けタイプに構成して、計量部へ接続する通信線に接栓を設け、この接栓を筐体の外部において接栓座に結合させることで、筐体に収容した通信部は使わないようにして、通信部を交換することが可能になる。このため、コストダウンを同様に図りながら、通信部の通信方式の変更や、故障した通信部の交換をすることが可能になる。さらに、計量部の計量検定の際に、筐体の外部において接栓と接栓座との結合を解くことで、計量部から通信部への電源供給を断つことが出来、コストダウンを同様に図りながら、計量検定する際に周囲の測定機器に電波の影響を及ばさないようにすることが出来る。

また、本発明は、通信制御を行う通信部の制御部が、計量部が形成される計量回路基板とは別の通信回路基板に形成され、その制御部以外の残余の回路の一部または全部が計量回路基板に形成されることを特徴とする。

本構成によれば、通信部の制御部以外の残余の回路の一部または全部が計量回路基板に形成されることで、計量部および通信部の各制御部間の独立性を担保しながら、通信回路基板を簡略化することが出来、スマートメータのコストダウンをさらに図ることが出来る。

また、本発明は、計量部が形成される計量回路基板に通信部が形成され、通信制御を行う制御部が計量部の計量制御を行う制御部と別にまたは一緒に形成されることを特徴とする。

本構成によれば、計量部が形成される計量回路基板に通信部が形成されると共に、通信制御を行う制御部が計量部の計量制御を行う制御部と別に形成されることで、計量部および通信部の各制御部間の独立性をある程度担保しながら、スマートメータのコストダウンをさらに図ることが出来る。また、計量部が形成される計量回路基板に通信部が形成されると共に、通信制御を行う制御部が計量部の計量制御を行う制御部と一緒に形成されることで、計量部および通信部は同一回路基板に形成された同じ制御部によって制御されることになるので、各制御部間の独立性は保てないが、スマートメータのコストダウンをより大きく図ることが出来る。

本発明によれば、種々の問題を生じさせること無く、計量部と通信部とを同じ筐体内に収容してスマートメータのコストダウンを図ることが可能なスマートメータを提供することが出来る。

本発明の一実施の形態によるスマートメータの概略構成を示すブロック図である。 一実施の形態の変形例によるスマートメータの概略構成を示すブロック図である。

次に、本発明によるスマートメータを実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるスマートメータ１の概略構成を示すブロック図である。

スマートメータ１は、使用電力量の計量および通信を行う本体部２と、配電線が接続される端子部３とから構成される。本体部２は、配電線の抜き差しをすることなく、端子部３に着脱され、簡単に交換することが可能になっている。端子部３は、本体部２の下方において図示しない端子カバーに覆われる。

本体部２の筐体内には計量部２ａと通信部２ｂとが収容されている。計量部２ａは計量回路基板に形成され、端子部３に接続される配電線から需要家に供給される電圧および電流を入力する。計量回路基板には、計量部２ａにおける計量の制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）が計量制御部として実装されている。計量制御部は、端子部３から入力した電圧と電流を積算して、需要家の使用電力量を計量する。

通信部２ｂは計量回路基板とは別に備えられた通信回路基板に形成され、この通信回路基板には、通信部２ｂにおける通信の制御を行うＣＰＵが通信制御部として実装されている。通信部２ｂは、計量部２ａと通信線４を介して接続され、計量部２ａから電源供給を受けて動作する。計量部２ａで計量された使用電力量は、通信制御部の制御の下、通信線４を介して通信部２ｂに入力され、管理センター等の外部装置へ送信される。この送信を無線で行うため、通信回路基板にはアンテナが回路パターンによって形成されている。計量部２ａで計量された使用電力量は、このアンテナによって電波に載せられて外部装置へ送信される。また、通信回路基板には、通信部２ｂをリセットするためのリセットＩＣが実装され、また、計量部２ａから供給される電源電圧を通信部２ｂに適した電圧に変換する電圧変換回路などが周辺回路として形成されている。

本実施形態におけるスマートメータ１の通信線４は、計量部２ａに接続される側の通信線４ａが本体部２の筐体の側面に設けられたモジュラージャック５に接続され、通信部２ｂに接続される側の通信線４ｂがこの筐体の外部に露出させられて、モジュラープラグ６に接続される。モジュラージャック５は接栓座、モジュラープラグ６は接栓を構成する。モジュラープラグ６はモジュラージャック５に着脱自在に取り付けられ、通信線４ａと通信線４ｂとは、モジュラープラグ６をモジュラージャック５に結合させることで簡単に電気的に接続され、モジュラープラグ６とモジュラージャック５との結合を解くことで簡単に電気的に分離される。

このような本実施形態のスマートメータ１によれば、通信部２ｂが計量部２ａと同じ筐体内に収容されて、上記のように、通信線４の通信部２ｂに接続される側の通信線４ｂが筐体の外部に露出させられ、モジュラープラグ６に接続される。このため、本体部２の筐体の外部において、このモジュラープラグ６を筐体の側面に設けられたモジュラージャック５に結合させることで、通信部２ｂを計量２ａ部に接続することが出来る。また、モジュラープラグ６とモジュラージャック５との結合を解くことで、通信部２ｂを計量部２ａから切り離すことが出来る。したがって、計量部２ａと通信部２ｂとを同じ筐体内に収容しても、モジュラープラグ６をモジュラージャック５に対して単に着脱することで、封印される筐体を開けることなく、計量部２ａから通信部２ｂへの電源供給を断続させることが出来る。

よって、通信部２ｂの通信方式が３Ｇ方式の場合に、封印された本体部２の筐体の外部において、モジュラープラグ６とモジュラージャック５との結合を解くことで、計量部２ａから通信部２ｂへ電源が供給されるのを防ぐことが出来、計量部２ａと通信部２ｂとを同じ筐体内に収容してスマートメータ１のコストダウンを図りながら、携帯電話会社へ支払う料金が発生しないようにすることが出来る。また、通信部２ｂの通信方式を変更するときや通信部２ｂが故障したときに、交換用の新たな通信部２ｂを筐体への外付けタイプに構成して、計量部２ａへ接続する通信線４ｂにモジュラープラグ６を設け、このモジュラープラグ６を本体部２の筐体の外部においてモジュラージャック５に結合させることで、本体部２の筐体に収容した通信部２ｂは使わないようにして、通信部２ｂを交換することが可能になる。このため、コストダウンを同様に図りながら、通信部２ｂの通信方式の変更や、故障した通信部２ｂの交換をすることが可能になる。さらに、計量部２ａの計量検定の際に、本体部２の筐体の外部においてモジュラープラグ６とモジュラージャック５との結合を解くことで、計量部２ａから通信部２ｂへの電源供給を断つことが出来、コストダウンを同様に図りながら、計量検定する際に周囲の測定機器に通信部２ｂが放つ電波の影響を及ばさないようにすることが出来る。

計量部２ａと通信部２ｂとを同じ筐体内に収容することで図るコストダウンは、今まで通信部２ｂを収容していた筐体類を不要にすることなどにより、行われる。

また、従来のように、計量部を収容する筐体の下方において、通信部が別の筐体に収容されて構成される場合、通信部のアンテナが計量部の筐体直下などにあると、アンテナ特性（利得）が悪化する。しかし、本実施形態のように、計量部２ａと通信部２ｂとを同じ筐体内に収容してアンテナの配置位置を適切に選定することで、コストダウンを図りながら、アンテナ特性を向上させることが出来る。

また、本体部２の筐体側面に、計量部２ａにつながるモジュラージャック５が設けられていることで、上記の外付けタイプの通信部２ｂやその他の機器をモジュラージャック５を介して接続することが出来る。また、モジュラージャック５を介して計量部２ａにアクセスすることで、計量検定時に本体部２の筐体を開けることなく、計量部２ａの計量検定を行える。

なお、上記の実施形態では、計量部２ａが形成される計量回路基板と通信部２ｂが形成される通信回路基板とが全く別個に構成される場合について、説明した。しかし、通信部２ｂの通信制御部は、上記実施形態と同様に、計量回路基板と別の通信回路基板に形成されるが、通信制御部の周辺回路の一部または全部は計量回路基板に形成されるように、構成してもよい。本構成によれば、通信制御部の周辺回路の一部、例えば、アンテナや、電圧変換回路、リセットＩＣなど、または周辺回路の全部が、計量回路基板に形成されることで、計量部２ａおよび通信部２ｂの各制御部間の独立性を担保しながら、通信回路基板を簡略化することが出来、スマートメータ１のコストダウンをさらに図ることが出来る。ここで、独立性とは、一方の制御部のコンピュータプログラムを書き換える等しても、他方の制御部のコンピュータプログラムに影響を与えない関係をいう。この独立性が担保されることで、計量部２ａの計量検定を通信部２ｂと切り離して行うことが出来る。

また、計量部２ａが形成される計量回路基板に通信部２ｂが形成され、通信部２ｂの通信制御部が計量部２ａの計量制御部と別にまたは一緒に形成されるように、構成してもよい。本構成によれば、計量回路基板に通信部２ｂが計量部２ａと一緒に形成されると共に、通信制御部が計量制御部と別に形成されることで、計量部２ａおよび通信部２ｂの各制御部間の独立性をある程度担保しながら、スマートメータ１のコストダウンをさらに図ることが出来る。また、計量回路基板に通信部２ｂが計量部２ａと一緒に形成されると共に、通信制御部が計量制御部と一緒に形成されることで、つまり、計量制御部と通信制御部とが同一のＣＰＵによって形成されることで、計量部２ａおよび通信部２ｂは同一回路基板に形成された同一のＣＰＵによって制御されることになるので、各制御部間の独立性は保てないが、スマートメータ１のコストダウンをより大きく図ることが出来る。

また、上記の実施形態では、本体部２の封印される同じ筐体内に、計量部２ａが形成される計量回路基板と通信部２ｂが形成される計量回路基板とが固定されて収容される場合について、説明した。しかし、図２に示すように、本体部２の封印される筐体内には計量部２ａだけを固定して収容し、通信部２ｂは、本体部２の封印される筐体の外から、カセットのように取り外し可能に収容するように構成してもよい。なお、図２において図１と同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は省略する。この構成においては、通信部２ｂは、端子部３を覆う端子カバー７に覆われ、端子カバー７が電力会社によって封印されることで、需要家が触れないようにされる。このような構成においても、上記の各問題を生じさせることなく、スマートメータ１のコストダウンを図れ、上記の実施形態と同様な作用効果が奏される。

この場合においても、計量回路基板と通信回路基板とは、全く別個に構成される形態の他、通信制御部の周辺回路の一部または全部が計量回路基板に形成される形態をとることが出来る。この構成によっても、計量部２ａおよび通信部２ｂの各制御部間の独立性を担保しながら、通信制御部が形成される通信回路基板を簡略化することが出来、スマートメータ１のコストダウンをさらに図ることが出来る。

１…スマートメータ（通信機能付き電子式電力量計）
２…本体部
２ａ…計量部
２ｂ…通信部
３…端子部
４，４ａ，４ｂ…通信線
５…モジュラージャック（接栓座）
６…モジュラープラグ（接栓）
７…端子カバー

Claims (3)

1. 使用電力量を計量する計量部と、前記計量部と通信線を介して接続され前記計量部で計量された使用電力量を前記通信線を介して入力して外部装置へ送信する通信部とを備えて構成される通信機能付き電子式電力量計において、
   前記通信部は前記計量部を収容して前記計量部および前記通信部を封印する筐体内に前記計量部と共に収容され、
   前記通信線は、前記計量部に接続される側が前記筐体の側面に設けられた接栓座に接続され、前記通信部に接続される側が前記筐体の外部に露出させられて前記接栓座に結合される接栓に接続される
   ことを特徴とする通信機能付き電子式電力量計。
2. 前記通信部は、通信制御を行う制御部が前記計量部が形成される計量回路基板とは別の通信回路基板に形成され、前記制御部以外の残余の回路の一部または全部が前記計量回路基板に形成されることを特徴とする請求項１に記載の通信機能付き電子式電力量計。
3. 前記通信部は、前記計量部が形成される計量回路基板に形成され、通信制御を行う制御部が前記計量部の計量制御を行う制御部と別にまたは一緒に形成されることを特徴とする請求項１に記載の通信機能付き電子式電力量計。

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