JPH04315964A - 家庭用電力計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は家庭内電気機器を測定対
象とした電力計に係り、特に、操作が容易で表示が判り
易い家庭用電力計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭内では個々の電気機器に対す
る消費電力の測定はほとんど行なわれていなかった。し
かし、電気機器の大型化や省エネルギのため個々の電気
機器の消費電力やその電気料金あるいは最大電流を知り
たいという要求がある。

【０００３】家庭内における個々の電気機器に対する消
費電力の測定のため、例えば、実開昭６３−２３６６０
　号公報や実開昭６３−５４０７３　号公報の記載にあ
るような電気料金表示器が知られている。これら公知例
は瞬時の消費電流ならびにその電流がある時間継続した
時の電気料金を表示する。また、実開平１−１３２９７
７　号公報の記載にある電気機器用電気料金計算表示器
や特開昭６３−１４９５７０号公報の記載にあるような
電力料金計も知られている。これらはある時間内におけ
る消費電力を積算し、その値から積算した電力に対する
電気料金を算出する機能をもつている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】旧来の電灯などの電気
機器の消費電力は点灯時間を通じてほぼ一定であり、公
称値とほぼ等しかった。しかし、最近の電気機器は自動
制御機能が付加されているものが多いため、消費電力は
刻々変化し瞬時の消費電力を示しただけでは長時間にわ
たる消費電力を推定することは難しい。また、家庭内電
気配線には電流の許容容量が定めてあり、それを超えな
いようにするために個々の電気機器の最大消費電流とそ
の継続時間を知ることも重要である。

【０００５】しかし、従来技術では消費電力の時間的な
積算機能について述べられていなかったり、あるいは最
大電流の値を記憶する機能について触れられていなかっ
た。

【０００６】本発明の目的は簡単な操作で目的とする電
気機器のある時間内における消費電力や最大電流を検出
し、判り易い形で表示できる家庭用電力計を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】家庭用電力計を以下のよ
うに構成する。

【０００８】家庭用コンセントに適合する雄プラグ一個
と雌プラグを少なくとも一個具え、雄プラグと雌プラグ
は内部で結線し雄プラグから流入した電力を雌プラグへ
送り出すようにする。配線の途中にはそこを流れる電流
量を検知するセンサを備える。本機の中枢である演算部
は半導体素子からなり、センサや各周辺部と接続される
。また、必要に応じて、センサと演算部の中継にＡＤコ
ンバータなどのインターフェースを備える。演算を補助
するタイミングパルスの発生や計時機能をもつ計時部は
単独でも良いし演算部に内蔵してもよい。演算部と配線
接続され半導体メモリよりなる記憶部も備える。肉眼で
演算結果や記憶している情報を確認できる表示部を備え
るが、手操作などで表示内容を切り換える機能を具備し
ている。前記センサ，演算部，記憶部ならびに表示部な
どが機能するには直流定電圧の電流を必要とするが、そ
れを供給する電源部を備える。電源部は配線の雄プラグ
とセンサの間から電力を取り変圧整流を行なう。マイク
ロスイッチあるいは半導体メモリなどによる単位電力当
りの電気料金を設定する手段も備える。以上の各部は同
一のケーシングに収納される。さらに、前記演算部と前
記記憶部は共同で前記センサによって検知された電流量
の時間的な積算機能、測定時間内における最大値の探索
機能、ならびに電力料金への換算機能を備えている。 これらの機能は記憶部にソフトウェアの形で保管される
か、演算部が専用のハードウェア構成となっていること
により機能する。

【０００９】

【作用】上記内容によって構成された家庭用電力計の基
本的な作用を以下に示す。

【００１０】雄プラグは家庭のコンセントに挿入し、一
方、雌プラグには測定対象とする電気機器のプラグを挿
入する。電気機器を使用すると電力は本機を通りぬけ、
コンセントから電気機器へ送られる。本機の雄プラグと
雌プラグの間にはセンサを設けているので、送られてい
る電流量を検知することができる。検知した電流値は本
機の中枢である演算部に送られる。

【００１１】演算部は得られた電流値を次のように扱う
。まず、記憶部に収納されている過去の電流値の最大値
と比較して、それよりも大きい場合には現時点の電流値
を最大値として改めて記憶部に収納する。第二に記憶部
にある積算電力に現時点の電流値と電源電圧を掛けて加
える。電源電圧は一定なので測定するセンサを省略し定
数として扱ってもよい。あるいは電流値に電源電圧を掛
けずに積算しておき、あとで演算してもよい。第三に現
時点での電流値を時間経過がわかる形で記憶部に収納す
る。時間経過がわかる形というのは、電源を入れてから
の経過時間や記憶してから表示するまでの経過時間がわ
かる形を意味する。演算部は以上の操作を計時部の働き
で一定時間おきに繰り返すが、第一から第三の動作すべ
てが同一間隔で行なわれる必要はない。

【００１２】また、演算部は使用者の要求がある時や随
時に次の動作を行なう。第一に表示部へ記憶部に収納さ
れている電流の最大値の表示を行なう。第二に記憶部に
収納されている積算電力の表示を行なう。第三に記憶部
に収納されている積算電力に単位電力当りの電気料金を
掛けて電気料金の表示を行なう。第四に積算を開始して
からの時間を計時部から受け取り表示する。第五に記憶
部収納されている各時刻における電流量をもとに横軸に
時間軸を縦軸に電流をとったグラフを作り、表示する。

【００１３】演算部の動作内容は記憶部に保管されるソ
フトウェアによるか、演算部が専用のハードウェア構成
となっていることによる。そして、電源が入るか使用者
のリセット要求に従って、動作を開始する。その時に記
憶内容は初期状態に設定される。

【００１４】電源部は雄プラグとセンサの間から電力を
取り、変圧整流して上記センサ，演算部，記憶部ならび
に表示部などに直流電流を供給する。そのため、本機内
部で使用される電力はセンサには感知されない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図１ないし図
９を使って説明する。

【００１６】図１は本実施例による家庭用電力計１の後
方からの斜視図である。また、図２は前面からの斜視図
である。装置全体がケーシング４に収納されている。ケ
ーシング前面５には雄プラグ７が、ケーシング背面６に
は雌プラグ８を設ける。雄プラグ７と雌プラグ８は一直
線上にあり、それらの片側の金属性端子部材どうしはケ
ーシング４の内部で繋がり一体の金属片となっている。 ケーシング背面６には表示部１３や表示切換ボタン１７
，リセットボタン１８が設けられる。また、ケーシング
４の側面には三個で一組のマイクロスイッチ１９が設け
られる。表示部１３は液晶ディスプレイで、表示切換ボ
タン１７とリセットボタン１８は押しボタンスイッチで
ある。また、ケーシング４の側面には三個で一組の十進
ロータリー式マイクロスイッチ１９が設けられる。

【００１７】次に内部構造を図３のブロック図で説明す
る。図３では交流電源線を実線で情報の流れを破線の矢
印で示してある。雄プラグ７と雌プラグ８は内部で結線
されているが、一方の配線の途中には電流センサ１６が
設けられる。センサ１６の出力線は演算部１１へ繋がる
。演算部１１は他にも記憶部１２や表示部１３や計時部
ともデジタル配線によって結合される。演算部１１は半
導体素子のマイクロコンピュータが主体になっている。 記憶部１２は半導体メモリよりなり演算部１１とは情報
を相互にやり取りし、表示部１３へ情報を送る機能を持
つ。計時部１４は水晶発信子の働きで一定の間隔で演算
部に信号を送る。電源部１５はスイッチングレギュレー
タよりなり、電源線の雄プラグ７とセンサ１６の間から
電力を取り、直流定電圧に変換して前述の各部に供給す
る。この供給線は図３中では省略している。操作者の意
志を本機に導入するためにスイッチ類が設けられている
が、表示切換ボタン１７は演算部１１と表示部１３へ、
リセットボタン１８とマイクロスイッチ１９は演算部１
１に情報を入力する機能を持っている。

【００１８】次に、本実施例の動作を説明する。図４に
示すようにコンセント２に本実施例の家庭用電力計１の
雄プラグ７を挿入し、雌プラグ８に測定対象となる電気
機器３のプラグを挿入する。電気機器３を使用すると、
電力はコンセント２から家庭用電力計１を通って電気機
器３へ供給される。電気機器３へ流れ込む電流はセンサ
１６によって検出され、その値はデジタル化されて演算
部１１に送られる。

【００１９】演算部１１は不要なノイズを除去するため
に、この値の数回の平均をとる。そして次のように扱う
。第一に、記憶部１２に収納されている電流の最大値と
比較する。もし、現時点の電流値の方が大きかったら、
これを新ためて最大値として記憶部１２に収納する。第
二にこの値に電圧を掛けて、記憶部１２に収納されてい
る積算電力に加算する。電圧の値は商用電力なのでほぼ
一定であるから定数として取り扱う。第三にこの値をそ
のまま記憶部１２に収納するが、収納場所は時間の経過
に従い、順次、ずらしていく。以上で述べた最大値や積
算電力や時間はリセットされた時を基準にとり、その時
から現時点までの最大値や積算電力や経過時間である。 なお、リセットは操作者がリセットボタン１８を押した
時、もしくは本機をコンセント２に挿入した時に自動的
に行なう。また、測定時間が長く、時間経過による電流
値のデータで記憶部１２がメモリ不足になった時には一
番古いデータから消去し、新しいデータを収納する。こ
れらの動作は計時部１４の出す一定間隔の信号によって
本機をコンセント２から抜くまで定常的に繰り返される
。

【００２０】操作者が表示切換ボタン１７を押すと演算
部１１は記憶部１２に収納されている電流の最大値を表
示部１３に表示する。この時の表示例を図５に示す。表
示切換ボタン１７が再び押されると同様に図６に示すよ
うな積算電力を表示する。再度表示切換ボタン１７が押
されると演算部１１は積算電力の値にマイクロスイッチ
１９で設定されている単位電力当りの電気料金を乗じて
、リセットされてからの電気料金を図７に示すように表
示する。次に表示切換ボタン１７が押されると計時部１
４で数えているリセットされてからの経過時間を図８に
示すように表示する。さらに表示切換ボタン１７を押す
と記憶部１２に収納されている過去から現在までの電流
値を横軸に時間をとってグラフにし図９のように表示す
る。もう一度、表示切換ボタン１７を押すと図５に示す
最大電流値の表示に戻り、以降、表示切換ボタン１７を
押すたびに前述の表示内容を繰り返す。また、一定時間
表示切換ボタン１７を押さないと表示は消えて一貫の表
示動作は中断し、表示部１３は待機状態に戻る。

【００２１】上記した定常動作ならびに表示動作は演算
部がその実行を司るが、動作内容はプログラムとして記
憶部に最初から保管されており、電源を切っても消滅し
ない。そして、本機がリセットされると自動的にプログ
ラムの実行が開始される。

【００２２】本実施例によれば、次の効果がある。まず
、装置全体が一つのケーシングに収納されており付属す
るコード類が無いので、保管が容易で使用中も場所をと
らない。また、ボタンの数が二つだけなので使用方法も
簡単である。表示は数種類の内容を交代で表示するので
表示部が小さくてもよい。単位電力当りの電気料金の設
定はマイクロスイッチによるので、電気料金の改定にも
簡単に対処できる。摩耗，疲労，消耗する部材が無いの
で長寿命で信頼性も高い。

【００２３】本発明の第二の実施例を図１０を用いて説
明する。雄プラグ７はケーシング４からコードを延ばし
た先にあり、全体がテーブルタップ形状をしている。他
の部材や機能、動作は第一の実施例と同一である。

【００２４】本実施例によればコンセントが見づらい位
置にある時に本装置を手にとって表示を読み取れるので
使いやすい。また、普通のテーブルタップに流用するこ
ともできる。

【００２５】本発明の第三の実施例を図１１を用いて説
明する。雄プラグ７と雌プラグ８はケーシング４からコ
ードを延ばした先のプラグケース２６にある。センサ１
６もプラグケース２６に内蔵しており、コードを通じて
本体内部の演算部１１に電流値を送る。他の部材や機能
、動作は第一の実施例と同様である。

【００２６】本実施例によればコンセントが高い位置に
ある時など手もとで操作でき、また表示を読み取れるの
で使いやすい。

【００２７】本発明の第四の実施例を図１２を用いて説
明する。

【００２８】装置全体が本体２１とコントローラ２２に
分離してある。本体２１には雄プラグ７と雌プラグ８，
演算部１１，記憶部１２，計時部１４，電源部１５，セ
ンサ１６，マイクロスイッチ１９に加えて、送受信部２
３が具えられる。一方、コントローラ２２には表示部１
３，表示切換ボタン１７，リセットボタン１８に加えて
、送受信部２４が具えられる。また、コントローラ２２
は電池を内蔵しており、コントローラで使用する電力を
まかなう。本体２１とコントローラ２２の各送受信部２
３は赤外線あるいは超音波などの情報伝達媒体２５を介
して情報を互いにやり取りする機能を持つ。

【００２９】動作は第一の実施例とほぼ同様であるが、
送受信に関する動作が追加される。操作者はコントロー
ラ２２を本体２１へ向けていずれかのボタンを押す。す
ると、送受信部２４から情報伝達媒体２５が発信されて
空中を伝搬し本体側の送受信部２３に到達する。本体２
１は信号を受けると、その内容に応じて表示すべきデー
タを送受信部２３から送り返す。そのデータを送受信部
２４で受けて表示部１３が表示する。

【００３０】本実施例によれば、コンセントが離れた位
置や手の届かないところにある時などでも手もとで操作
できる。また、一台のコントローラで複数の本体をコン
トロールできる。これを応用すれば、部屋の各電気機器
に本体を付けておき、コントローラを向けて操作するこ
とにより電気機器を選択してデータを表示させるという
使い方もできる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、コンセントと目的とす
る電気機器のプラグとの間に本発明による家庭用電力計
を挾み込むだけでよいという簡単な操作で消費電力や最
大電流を検出し、判り易い形で表示できる。また、積算
消費電力を換算して電気料金も知ることができる。それ
に電流などの増減をグラフに表示できるので、電気機器
の電流消費特性を知ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の後方からの斜視図。

【図２】本発明の第一の実施例の前方からの斜視図。

【図３】本発明の第一の実施例のブロック図。

【図４】本発明の第一の実施例の使用例の説明図。

【図５】本発明の第一の実施例における表示部の最大電
流値の表示例の説明図。

【図６】本発明の第一の実施例における表示部の積算電
力の表示例の説明図。

【図７】本発明の第一の実施例における表示部の電気料
金の表示例の説明図。

【図８】本発明の第一の実施例における表示部の積算時
間の表示例の説明図。

【図９】本発明の第一の実施例における表示部のグラフ
の表示例の説明図。

【図１０】本発明の第二の実施例の斜視図。

【図１１】本発明の第三の実施例の斜視図。

【図１２】本発明の第四の実施例の斜視図。

【符号の説明】

７…雄プラグ、８…雌プラグ、１１…演算部、１２…記
憶部、１３…表示部、１４…計時部、１５…電源部、１
６…センサ、１７…表示切換ボタン、１８…リセットボ
タン、１９…マイクロスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】家庭用コンセントに適合する雄プラグ一個
   と雌プラグを少なくとも一個備え、前記雄プラグから流
   入した電力を前記雌プラグへ送り出す結線と、前記結線
   を流れる電流を検知するセンサとを備え、演算手段と、
   記憶手段と、表示手段と、前記結線上の電力を取り入れ
   前記演算手段、前記記憶手段および前記表示手段に電力
   を送る電源回路と、単位電力当りの電気料金の設定手段
   が具備され、前記演算手段と前記記憶手段は共同で前記
   センサによって検知された電流値の時間的積算，測定時
   間内における最大値探索、ならびに前記設定手段による
   設定値を乗じて電力料金への換算を行なう機能を備えて
   いることを特徴とする家庭用電力計。