JP4927065B2

JP4927065B2 - 電力タップ

Info

Publication number: JP4927065B2
Application number: JP2008291074A
Authority: JP
Inventors: 晃暢 ▲濱▼田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2028-11-13
Also published as: JP2010118929A

Description

本発明は、電力タップに関し、さらに詳しくは、ＰＬＣ通信が可能なコネクタと電力供給用のコンセント口を備えた電力タップに関するものである。

近年、家庭内に引き込まれている電力線を用いた通信システム（ＰＬＣ）が普及している。これは、高周波信号（１ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯）を電力線に重畳させて新たに通信回線を敷設することなく通信を可能とするものである。その一つの方法として、フェライトコアを用いてインジェクションする方法がある。この方法は、家庭内に引き込まれている電力線のそれぞれにフェライトコアを用いて電力線と信号線とを挟み込み、モデムから信号線を介して送信した高周波信号を磁気結合により電力線に重畳するものである。またモデムが高周波信号を受信する場合は、電力線に重畳された高周波信号は、表皮効果により電力線の表面に現れるので、信号線を電力線の表面に挟み込むようにすれば、その間の磁気結合力により高周波信号のみを取り出すことができる。
しかし、家庭内には電力線にノイズを与える多くの機器がある。例えば、雷サージ防止機能付き電力線タップ、ドライヤ、充電器、掃除機、電気ドリル、及び調光機能付き照明器具等がある。特に、雷サージ防止機能付き電力線タップにＰＬＣモデムを接続すると、内蔵したバリスタ素子が高周波を吸収してしまい、通信のスループットを低下させてしまう。
また、電力線タップに関する従来技術として、特許文献１には、ＰＬＣ通信側と電子機器用コンセント部とを高インピーダンス化部により分離した電力線アダプタ装置について開示されている。しかし、この電力線アダプタ装置は、電子機器側で発生した高周波ノイズがＰＬＣ通信側に与える影響を抑えることはできるが、外部から流入する雷サージ電圧を抑圧することができないため、電子機器を破壊する虞がある。
特開２００７−２６７１２７公報

家庭内に設置されているパソコンやＯＡ機器は、雷サージ電圧に対して耐力が小さいため、機器側に雷サージ防止機能をつけるか、それらの機能が予め備えられたＯＡタップを利用することが多い。しかし、上記でも述べたとおり雷サージ防止機能付きＯＡタップにＰＬＣモデムを接続すると、内蔵したバリスタ素子が高周波を吸収してしまい、通信のスループットを低下させてしまうといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術は、電子機器側で発生した高周波ノイズがＰＬＣ通信側に与える影響を抑えることはできるが、外部から流入する雷サージ電圧を抑圧することができないため、電子機器を破壊する虞がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、同じ電力タップ内に、ＰＬＣ通信機能と雷サージ電圧抑圧機能を備え、ＰＬＣ通信を行う際には雷サージ電圧抑圧機能を電気的に分離するようにして、ＰＬＣ通信のスループットの低下を防止する電力タップを提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、一対の電力線に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線を前記一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部と、前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタと、前記インジェクション部を介して出力された一対の電力線に夫々直列に配設され、前記電力線に電力を供給又は停止する電力断接手段と、該電力断接手段を介して一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段と、該サージ電圧抑圧手段によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部と、を備え、前記インジェクション部を介して前記信号線に前記高周波信号の重畳と抽出を行なう際は、前記電力断接手段を断側に操作して前記インジェクション部と前記サージ電圧抑圧手段以降の電力線との接続を遮断することを特徴とする。
電力線に並列にサージ電圧抑圧手段が接続されている場合、インジェクション部から電力線に高周波信号を注入すると、その高周波信号はサージ電圧抑圧手段を構成するバリスタ等の素子により吸収される可能性がある。その結果、Ｓ／Ｎが低下して通信のスループットが低下してしまう。そこで、本発明では、インジェクション部を介して出力された一対の電力線とサージ電圧抑圧手段以降の電力線との間に直列に電力断接手段を設ける。これにより、サージ電圧抑圧手段による素子の影響を遮断することができる。

請求項２は、一対の電力線に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線を前記一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部と、前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタと、一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段と、前記サージ電圧抑圧手段と前記一対の電力線の何れか一方に直列に配設され、前記サージ電圧抑圧手段と前記電力線との接続を断接する電力断接手段と、前記サージ電圧抑圧手段によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部と、を備え、前記インジェクション部を介して前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なう際は、前記断接手段を断側に操作して前記サージ電圧抑圧手段と前記電力線との接続を遮断することを特徴とする。
ＰＬＣ通信を行う際に、コンセント部に他の機器が接続されて稼働中の場合、機器の電源を切ることはできない。そこで本発明では、サージ電圧抑圧手段を電力線から切り離すことができるように、断接手段を電力線とサージ電圧抑圧手段との間に直列に配設する。これにより、機器を動作させたままＰＬＣ通信を行うことができる。

請求項３は、一対の電力線に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線を前記一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部と、前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタと、前記インジェクション部を介して出力された一対の電力線に夫々直列に配設され、前記電源側の電力周波数を選択的に通過させるフィルタと、該フィルタを介して一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段と、該サージ電圧抑圧手段によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部と、を備えたことを特徴とする。
断接手段は一般的にはメカ的な手段により回路を断接する。従って、断接手段を操作するために何らかの作業が伴ってしまう。即ち、ＰＬＣ通信を行うときと、終了したときに断接手段を操作するため、操作ミスが発生する可能性はゼロにはできない。そこで本発明では、インジェクション部を介して出力された一対の電力線に電力周波数を選択的に通過させるフィルタを直列に配設する。これにより、自動的に電力はコンセント部に通過させるが、高周波信号を阻止することができる。
請求項４は、前記サージ電圧抑圧手段は、少なくともバリスタにより構成されていることを特徴とする。
バリスタは、ある一定電圧で急激に電流が流れ出す電圧−電流特性を持つ素子である。従って、バリスタは電子、電気回路の半導体素子を過電圧から保護するときに使用される。これにより、簡単な回路構成で、且つ安価に電子回路を保護することができる。

本発明によれば、インジェクション部を介して出力された一対の電力線とサージ電圧抑圧手段以降の電力線との間に直列に電力断接手段を設けるので、サージ電圧抑圧手段による素子の影響を遮断することができる。
また、ＰＬＣ通信を行う場合は、電力断接手段を断側に操作して、電気的にサージ電圧抑圧手段による素子の影響を遮断するので、簡単な操作でＰＬＣ通信のスループットの低下を防止することができる。
また、サージ電圧抑圧手段を電力線から切り離すことができるように、断接手段を電力線とサージ電圧抑圧手段との間に直列に配設するので、機器を動作させたままＰＬＣ通信を行うことができる。
また、高周波信号の重畳と抽出を行なう際は、断接手段を断側に操作してサージ電圧抑圧手段と電力線との接続を遮断するので、ＰＬＣ通信に対する影響を最小限にすると共に、機器への電力の供給を継続することができる。
また、インジェクション部を介して出力された一対の電力線に電力周波数を選択的に通過させるフィルタを直列に配設するので、自動的に電力はコンセント部に通過させるが、高周波信号を阻止することができる。
また、サージ電圧抑圧手段としてバリスタを使用するので、簡単な回路構成で、且つ安価に電子回路を保護することができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の電力タップの機能をブロック化したブロック図である。この電力プラグは、ソケット１６を電源に接続し、高周波信号の送受信を行なう信号線を一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部１と、信号線に高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタ４と、インジェクション部１を介して出力された一対の電力線に夫々直列に配設され、サージ電圧抑圧手段９以降の電力線に電力を供給又は停止する電力断接手段５（フィルタ１３）と、一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段９と、サージ電圧抑圧手段９によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部１１と、を備えて構成されている。従って、機器用コネクタ４には、ＰＬＣ通信の親機として使用する場合は、モデム１７を接続し、ＰＬＣ通信の子機として使用する場合は、ＰＣ１８等を接続する。

図２は本発明の第1の実施形態に係る電力プラグの構成を示す図である。この電力プラグ５０は、一対の電力線１０に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線３を一対の電力線１０にフェライトコア２により夫々磁気結合するように構成したインジェクション部１と、信号線３に高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタ４と、インジェクション部１を介して出力された一対の電力線１０ａに夫々直列に配設され、サージ電圧抑圧手段９以降の電力線１０ｂに電力を供給又は停止する電力断接手段５と、一対の電力線１０ｂに並列に接続されたサージ電圧抑圧手段９と、サージ電圧抑圧手段９によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部１１と、を備えて構成されている。尚、電力断接手段５は双投型スイッチ６により構成され、サージ電圧抑圧手段９はバリスタ７とコンデンサ８を並列接続して構成され、コンセント部１１は例えば３つのコンセント口１２を有して構成されている。また、本実施形態では、スイッチ６を一対の電力線１０ａの両方に配設しているが、何れか一方でも構わない。また、メカ的なスイッチに限らず、サイリスタ等の電力の通過をＯＮ／ＯＦＦできる電子的な素子であっても構わない。また、サージ電圧抑圧手段９はバリスタ７とコンデンサ８を並列接続して構成しているが、バリスタの代わりにツェナーダイオードを２つ対向させて実現しても良い。また、コンセント部１１は例えば３つのコンセント口１２を備えているが、電力容量が許す範囲内で増減しても構わない。

即ち、電力線１０ｂに並列にサージ電圧抑圧手段９が接続されている場合、インジェクション部１から電力線１０に高周波信号を注入すると、その高周波信号はサージ電圧抑圧手段９を構成するバリスタ７等の素子により吸収される可能性がある。その結果、Ｓ／Ｎが低下して通信のスループットが低下してしまう。そこで、本実施形態では、インジェクション部１を介して出力された一対の電力線１０ａとサージ電圧抑圧手段９以降の電力線１０ｂとの間に直列に電力断接手段５を設ける。これにより、サージ電圧抑圧手段９による素子の影響を遮断することができる。
また、本実施形態では、インジェクション部１を介して信号線３に高周波信号の重畳と抽出を行なう際は、図１のように電力断接手段５をＯＦＦ側に操作して、インジェクション部１とサージ電圧抑圧手段９以降の電力線１０ｂとの接続を遮断する。即ち、本実施形態では、ＰＬＣ通信を行う場合は、電力断接手段５をＯＦＦ側に操作して、電気的にサージ電圧抑圧手段９による素子の影響を遮断する。これにより、簡単な操作でＰＬＣ通信のスループットの低下を防止することができる。

図３は本発明の第２の実施形態に係る電力プラグの構成を示す図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この電力プラグ５１が電力プラグ５０と異なる点は、断接手段５をサージ電圧抑圧手段９と一対の電力線１０ｂの何れか一方に直列に配設したことである。即ち、ＰＬＣ通信を行う際に、コンセント部１１に他の機器が接続されて稼働中の場合、機器の電源を切ることはできない。そこで本実施形態では、サージ電圧抑圧手段９を電力線１０ｂから切り離すことができるように、断接手段５を電力線１０ｂとサージ電圧抑圧手段９との間に直列に配設する。これにより、機器を動作させたままＰＬＣ通信を行うことができる。

図４は本発明の第３の実施形態に係る電力プラグの構成を示す図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。この電力プラグ５２が電力プラグ５０と異なる点は、電源側の電力周波数を選択的に通過させるフィルタ１３を、インジェクション部１を介して出力された一対の電力線１０ａに夫々直列に配設したことである。尚、フィルタ１３は、フェライトコア１５にコイル１４を夫々巻き回して構成されている。そして、通過特性として、商用周波数５０／６０Ｈｚを選択的に通過させるようにコイルのインダクタンスを決定し、コイルの線径は、総消費電力に基づいて決定する。
即ち、図１及び図２で説明した断接手段５は、一般的にはメカ的な手段により回路を断接する。従って、断接手段５を操作するために何らかの作業が伴ってしまう。即ち、ＰＬＣ通信を行うときと、終了したときに断接手段５を操作するため、操作ミスが発生する可能性はゼロにはできない。そこで本実施形態では、インジェクション部１を介して出力された一対の電力線１０ａに電力周波数（５０／６０Ｈｚ）を選択的に通過させるフィルタ（ＬＰＦ）１３を直列に配設する。これにより、自動的に電力はコンセント部１１に通過させるが、高周波信号を阻止することができる。

図５は本発明の電力タップの外観を示す図である。図５（ａ）は側面図、図５（ｂ）は平面図である。この電力タップ５０〜５２は、電源コンセントに挿入するソケット１６と、ソケット１６から伸びる電力線１７と、本発明の電力タップを保護する外装カバー１８と、外装カバー１８の側面に備えられた機器用コネクタ４と、外装カバー１８の上面に備えられた電力断接手段５と、コンセント部に備えられた複数のコンセント口１２と、を備えて構成されている。この電力タップは、ソケット１６側の外装カバー１８内にはインジェクション部１が収納され、電力断接手段５の近傍の外装カバー１８内にはサージ電圧抑圧手段９が収納されている。このように構成された電力タップは、持ち運びが自由で、任意の電源コンセントにソケット１６を挿入して使用することができる。

本発明の電力タップの機能をブロック化したブロック図である。本発明の第1の実施形態に係る電力プラグの構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る電力プラグの構成を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る電力プラグの構成を示す図である。本発明の電力タップの外観を示す図である。

符号の説明

１インジェクション部、２フェライトコア、３信号線、４機器用コネクタ、５電力断接手段、６スイッチ、７バリスタ、８コンデンサ、９サージ電圧抑圧手段、１０一対の電力線、１１コンセント部、１２コンセント口、１３フィルタ、１４コイル、１５フェライトコア、１６ソケット、５０、５１、５２電力タップ

Claims

一対の電力線に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線を前記一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部と、
前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタと、
前記インジェクション部を介して出力された一対の電力線に夫々直列に配設され、前記電力線に電力を供給又は停止する電力断接手段と、
該電力断接手段を介して一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段と、
該サージ電圧抑圧手段によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部と、
を備え、
前記インジェクション部を介して前記信号線に前記高周波信号の重畳と抽出を行なう際は、前記電力断接手段を断側に操作して前記インジェクション部と前記サージ電圧抑圧手段以降の電力線との接続を遮断することを特徴とする電力タップ。
一対の電力線に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線を前記一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部と、
前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタと、
一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段と、
前記サージ電圧抑圧手段と前記一対の電力線の何れか一方に直列に配設され、前記サージ電圧抑圧手段と前記電力線との接続を断接する電力断接手段と、
前記サージ電圧抑圧手段によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部と、
を備え、
前記インジェクション部を介して前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なう際は、前記断接手段を断側に操作して前記サージ電圧抑圧手段と前記電力線との接続を遮断することを特徴とする電力タップ。
一対の電力線に電力を供給する電源側に配設され、高周波信号の送受信を行なう信号線を前記一対の電力線に夫々磁気結合するように構成したインジェクション部と、
前記信号線に対する前記高周波信号の重畳と抽出を行なうために外部機器と接続する機器用コネクタと、
前記インジェクション部を介して出力された一対の電力線に夫々直列に配設され、前記電源側の電力周波数を選択的に通過させるフィルタと、
該フィルタを介して一対の電力線に並列に接続されたサージ電圧抑圧手段と、
該サージ電圧抑圧手段によりサージ電圧が抑圧された電力を供給するコンセント部と、
を備えたことを特徴とする電力タップ。
前記サージ電圧抑圧手段は、少なくともバリスタにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電力タップ。