単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置及び該単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤及び電力計
【課題】宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信で、電力受給側における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、電力供給側に流出しないようにすることが可能な単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を提供する。
【解決手段】単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される第１誘導コイルＬ１を備え、単相３線式交流電力線の中性線９の途中には該第１誘導コイルＬ１の中性線巻線Ｌ１１が、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線８の途中には一方の相巻線Ｌ１２が、そして、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線７の途中には他方の相巻線Ｌ１３が、それぞれ、直列に挿入されていると共に、一方の相巻線の巻線方向Ｌ１２、及び、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向が、中性線巻線Ｌ１１の巻線方向と反対となるようにして、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０を構成する。
【解決手段】単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される第１誘導コイルＬ１を備え、単相３線式交流電力線の中性線９の途中には該第１誘導コイルＬ１の中性線巻線Ｌ１１が、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線８の途中には一方の相巻線Ｌ１２が、そして、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線７の途中には他方の相巻線Ｌ１３が、それぞれ、直列に挿入されていると共に、一方の相巻線の巻線方向Ｌ１２、及び、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向が、中性線巻線Ｌ１１の巻線方向と反対となるようにして、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＣモデムを用いてＰＬＣ通信が行われる単相３線式交流電力線に用いられる単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置、及び、該単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤、及び、電力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内における情報の伝送手段としては、有線ＬＡＮや、無線ＬＡＮ、赤外線通信等が用いられているが、最近、商用電源の電力線を通信媒体として用いる電力線通信（Power Line Communication）が、注目されている。
【０００３】
この電力線通信（ＰＬＣ）は、電源として使用される交流５０／６０Ｈｚの商用周波数より上の空いている高周波帯域を利用することにより、情報伝送用の微弱な信号を電力と並行して搬送する情報伝送方式である。
【０００４】
この電力線通信は、上述したように、電力線を通信媒体として用いることから、有線ＬＡＮを敷設する場合に必要なＬＡＮケーブル等の敷設が不要であり、且つ、有線通信であることから、無線ＬＡＮで問題となるセキュリテイ上の問題も対策が容易である等の利点を備えている。
【０００５】
ところで、日本の家屋では、配電方式が一般に単相３線式となっている。そこで、この単相３線式配電方式において、ＰＬＣモデムを単相３線式交流電力線の中性線（Ｃ）と一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）との間に接続して使用する場合、相手側のＰＬＣモデムが、単相３線式交流電力線の中性線（Ｃ）と他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間に接続されていると、異なる相間でＰＬＣ信号が十分に伝わらないため、良好な通信を行うことができない。
【０００６】
そこで、この単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達する仕組が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の図３には、単相３線式交流電力線を用いた電力線通信装置が記載されている。
【０００７】
上記の電力線通信は、家庭内等における単相３線式交流電力線において、この単相３線式交流電力線の電力受給側に設けられた複数のＰＬＣモデムの相互間における通信である。このＰＬＣモデムを、本明細書では、宅内ＰＬＣモデムと称する。この宅内ＰＬＣモデムでは、電源が、ＡＣ１００Ｖである。
【０００８】
日本における単相３線式配電方式では、単相３線式交流電力線の中性線（Ｃ）と一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）との間の電圧、及び、中性線（Ｃ）と他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間の電圧は、ＡＣ１００Ｖである。又、家庭内では、中性線（Ｃ）と一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）、又は、中性線（Ｃ）と他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）による２線式の配線が行われている。そこで、家庭で用いられる電力線通信としては、一般に、上記の宅内ＰＬＣモデムが用いられる。
【０００９】
ところが、最近、単相３線式交流電力線における電力供給側に設けられたＰＬＣモデムと電力受給側に設けられたＰＬＣモデムの相互間における電力線通信も行われるようになっている。
【００１０】
この単相３線式交流電力線における電力供給側に設けられたＰＬＣモデムと電力受給側に設けられたＰＬＣモデムの相互間における電力線通信の場合は、一般に、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）と、他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間に、ＰＬＣモデムが接続される。このＰＬＣモデムを、本明細書では、宅外ＰＬＣモデムと称する。
【００１１】
日本における単相３線式配電方式では、一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）と、他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間の電圧が、ＡＣ２００Ｖであることから、この宅外ＰＬＣモデムでは、電源が、ＡＣ２００Ｖである。
【特許文献１】特開２００３−３７５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、電力線通信では、電力線における商用周波数より上の空いている高周波帯域を有線通信として利用する。しかし、この高周波帯域を用いた電力線通信では、この高周波帯域の信号が電波として電力線から放射されると、他の電子機器等に雑音電波として障害を与えることになるので、この高周波帯域の信号が電波として電力線から放射されることをできるだけ抑える必要がある。
【００１３】
そこで、宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で、単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されないようにするため、単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外に出ないようにするのが望ましい。
【００１４】
他方、宅外ＰＬＣモデムを用いた事業用電力線通信等の電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号は、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにする必要がある。
【００１５】
又、家庭内で一般に用いられる宅内ＰＬＣモデムについて、上記の特許文献１に記載されている図３の単相３線式交流電力線に接続される従来例の電力線通信装置では、１次側巻線１組と２次側巻線２組の、合計３組の巻線を備えた誘導コイルが必要である。そのため、誘導コイルのコスト増となる。
【００１６】
又、上記の従来例の電力線通信装置は、単相３線式交流電力線に接続できるようにするために、電力線通信装置の内部に、３組の巻線を備えた誘導コイルを備えており、この電力線通信装置は、単相３線式交流電力線に接続するためのＣ端子、Ｒ相端子、及び、Ｔ相端子の３端子を備えていると解される。
【００１７】
しかし、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムは、単相２線式交流電力線に接続するように構成されている。そのため、このような単相２線式交流電力線に接続するように構成されている市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に、容易に接続できるようにすることが望まれている。
【００１８】
そこで、この発明は、上記のような状況に対処するためになされたものであって、宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されないようにすると共に、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにし、さらに、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に接続することが容易で、且つ、そのためのコストアップを抑制することが可能な、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される第１誘導コイルを備えた単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置である。
【００２０】
上記の単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力受給側における該単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入されるＰＬＣ信号相間注入が行われることにより、単相３線式交流電力線の電力受給側の中性線と一方の相又は他方の相との間に接続された宅内ＰＬＣモデム相互間の電力線通信が行われる交流電力線である。
【００２１】
又、上記の第１誘導コイルでは、該第１誘導コイルに設けられた３個の各巻線の内、単相３線式交流電力線の中性線の途中には中性線巻線が、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線の途中には一方の相巻線が、そして、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線の途中には他方の相巻線が、それぞれ、直列に挿入されている。
【００２２】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、第１誘導コイルにおける一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されていることを特徴としている。
【００２３】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置では、第１誘導コイルにおける一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されている。
【００２４】
そうすると、上述したように、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入される。
【００２５】
そのため、宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、中性線、一方の相、及び、他方の相が同位相となり、第１誘導コイル内では、磁束を強め合うので、ＰＬＣ信号の伝播が阻止される。
【００２６】
従って、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから単相３線式交流電力線の電力供給側へ伝播するのを阻止することができる。そのため、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されることを抑制することができる。
【００２７】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、第１誘導コイルの中性線巻線、一方の相巻線、及び、他方の相巻線の各巻線数は、同数であるのが好適である。このようにすることにより、第１誘導コイルの機能を精度よく発揮させることができる。
【００２８】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力供給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムと、該単相３線式交流電力線の電力受給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムとの相互間で、電力線通信が行われる交流電力線とするようにしてもよい。
【００２９】
上述したように、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置では、第１誘導コイルにおける単相３線式交流電力線の一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように、第１誘導コイルは構成されている。即ち、第１誘導コイルにおける単相３線式交流電力線の一方の相巻線の巻線方向と、他方の相巻線の巻線方向とは同じである。
【００３０】
そうすると、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、単相３線式交流電力線の一方の相と他方の相が逆位相となり、第１誘導コイル内で磁束を打ち消し合うので、ＰＬＣ信号が伝播される。
【００３１】
従って、単相３線式交流電力線の電力供給側における宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから該単相３線式交流電力線の電力受給側へ伝播することができる。そのため、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにすることができる。
【００３２】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、次のようにするのが好適である。即ち、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続されるようにする。又、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線に流れる電流と同位相となる誘導電流が流れる第２誘導コイルの２次側巻線が少なくとも直列接続されてなる２次側回路が接続されるようにする。そして、上記のＰＬＣ信号相間注入が、これらの１次側回路と２次側回路とを用いて行われるようにするのである。
【００３３】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置が、上記の１次側回路と２次側回路とを備えるようにしてもよい。このようにすることにより、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、前記宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続されることになる。従って、宅内ＰＬＣモデムを、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に２端子による接続で接続することができる。
【００３４】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置によれば、宅内ＰＬＣモデムを、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に２端子による接続で接続することができる。従って、宅内ＰＬＣモデムとして、一般に市販されているＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に接続することができる。
【００３５】
又、上述したＰＬＣ信号相間注入が、上記の１次側回路と２次側回路とを用いて行われるので、単相３線式交流電力線の一方の相に接続された宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号を、同位相で、単相３線式交流電力線の他方の相に注入することができる。そのため、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができる。従って、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線の異なる相間に接続して電力線通信を行うことが可能となる。
【００３６】
又、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に用いられる第２誘導コイルは、１次側巻線と２次側巻線の２組の巻線を備えた誘導コイルである。従って、上記の従来例の電力線通信装置における３組の巻線を備えた誘導コイルを用いる場合に比べて、誘導コイルのコストアップを抑制することができる。
【００３７】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、第２誘導コイルの１次側巻線の巻線数と２次側巻線の巻線数とは同数とするのが妥当である。このようにすることにより、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に接続されたＰＬＣモデムの入出力を、単相３線式交流電力線の一方の相、及び他方の相の双方に対して、共に、同一レベルで結合することができる。
【００３８】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に用いられている２次側回路に、直列接続された抵抗とコンデンサとを含むようにするのが妥当である。この直列接続された抵抗とコンデンサの内、コンデンサは、第２誘導コイルの２次側巻線に、商用周波数の交流電流が流れるのを阻止する機能を有し、抵抗は、第２誘導コイルの２次側巻線に流れる電流が少なくなるように抑制する機能を有している。
【００３９】
そのため、上記のようにすることにより、上記の第２誘導コイルにおける許容電流を小さくすることができ、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に用いる第２誘導コイルのコストアップを抑制することができる。
【００４０】
上記の各単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、いずれも、単相３線式配電方式で家庭に配電される場合において、電力供給側と電力受給側との分岐点等に設けられる分電盤に、内蔵することができる。即ち、上記のいずれかの単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤を、構成することができる。
【００４１】
この分電盤によれば、分電盤の機能と、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【００４２】
又、上記の各単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、いずれも、単相３線式配電方式で家庭等の電力受給側に配電される場合に用いられる電力計に、内蔵することができる。即ち、上記のいずれかの単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた電力計を、構成することができる。
【００４３】
この電力計によれば、電力計の機能と、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第１誘導コイルは、、該第１誘導コイルにおける一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されている。
【００４５】
そうすると、上述したように、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入される。
【００４６】
そのため、宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、中性線、一方の相、及び、他方の相が同位相となり、第１誘導コイル内では、磁束を強め合うので、ＰＬＣ信号の伝播が阻止される。
【００４７】
従って、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから単相３線式交流電力線の電力供給側へ伝播するのを阻止することができる。そのため、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されることを抑制することができる。
【００４８】
又、第１誘導コイルにおける単相３線式交流電力線の一方の相巻線の巻線方向と、他方の相巻線の巻線方向とは同じである。そうすると、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、単相３線式交流電力線の一方の相と他方の相が逆位相となり、第１誘導コイル内で磁束を打ち消し合うので、第１誘導コイルでは、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が伝播される。
【００４９】
従って、単相３線式交流電力線の電力供給側における宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから該単相３線式交流電力線の電力受給側へ伝播することができる。そのため、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにすることができる。
【００５０】
又、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置では、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続される。又、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線に流れる電流と同位相となる誘導電流が流れる第２誘導コイルの２次側巻線が少なくとも直列接続されてなる２次側回路が接続される。そして、上記のＰＬＣ信号相間注入が、これらの１次側回路と２次側回路とを用いて行われる。そのため、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができる。従って、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線の異なる相間に接続して電力線通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に、本発明の実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０の回路構成を示した構成図である。本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０は、単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される装置である。そこで、図１において、接続端子Ｊ１〜Ｊ３は、電力供給側に接続され、接続端子Ｊ４〜Ｊ６は、電力受給側に接続される。
【００５２】
本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、大きくは、２つの機能を備えている。
【００５３】
一つは、宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信において、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されないようにすると共に、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにする機能である。これを、本実施の形態では、第１の機能と称する。
【００５４】
この第１の機能は、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置のＰＬＣ信号ゲート回路１ａにより、実現される。このＰＬＣ信号ゲート回路１ａは第１誘導コイルを備えている。
【００５５】
他の一つは、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができるようにすると共に、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に容易に接続することができるようにする機能である。これを、本実施の形態では、第２の機能と称する。
【００５６】
この第２の機能は、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置のＰＬＣ信号注入回路１ｂにより、実現される。このＰＬＣ信号注入回路１ｂは第２誘導コイルを備えている。
【００５７】
そこで、最初に、本発明の実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第２の機能について説明する。この第２の機能は、１次側巻線と２次側巻線とで構成される上記の第２誘導コイルを用いて、宅内ＰＬＣモデムのモデム信号を単相３線式交流電力線の一方の相、及び他方の相に注入するものである。又、この宅内ＰＬＣモデムで利用される周波数帯域は、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚである。
【００５８】
そこで、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を構成するのに際して、その原理に基づく機能を確認するため、上記の周波数帯域に関し、上記の第２誘導コイルに相当する実験用誘導コイルを用いて、以下に説明する第１番目の実験、第２番目の実験、及び、第３番目の実験の３種類の実験を、まず行った。
【００５９】
図２は、上述した３種類の実験に用いた上記の実験用誘導コイルＬ３の構成を示したものである。この実験用誘導コイルＬ３は、図２に示すように、ドーナツ状のフェライト等の磁性体で形成されたコアに巻回された１次側巻線Ｌ３１と２次側巻線Ｌ３２とで構成されている。
【００６０】
この１次側巻線Ｌ３１と２次側巻線Ｌ３２の巻数の比は、１対１、即ち、１次側巻線Ｌ３１の巻数と、２次側巻線Ｌ３２の巻数とは同じである。又、１次側巻線Ｌ３１は、１次側端子Ｔ１と１次側端子Ｔ２とを備え、２次側巻線Ｌ３２は、２次側端子Ｔ３と２次側端子Ｔ４とを備えている。
【００６１】
この実験用誘導コイルＬ３では、図２において、１次側巻線Ｌ３１に１次側電流が１次側電流方向１５の向きに流れると、２次側巻線Ｌ３２には、２次側電流としてこの１次側電流により生じる磁束を打ち消す方向に誘導電流が、２次側電流方向１６の向きに流れる。実験用誘導コイルＬ３では、この誘導電流が、１次側電流と同位相となるように、１次側巻線Ｌ３１と２次側巻線Ｌ３２とが巻回されている。
【００６２】
次に、第１番目の実験について説明する。第１番目の実験は、図２に示す実験用誘導コイルＬ３と、３芯の電線Ｗ１、電線Ｗ２、電線Ｗ３で構成される長さ４ｍのケーブル４、及び、２台のネットワークアナライザを用いた実験である。このネットワークアナライザの機能としては、電気信号のレベル測定や波形観測のほか、信号を発生することができる。
【００６３】
そこで、２台のネットワークアナライザの内、１台を、ネットワークアナライザの信号発生機能を利用した送信側ネットワークアナライザ１１として用い、もう１台を、ネットワークアナライザの電気信号レベル測定、及び、波形観測機能を利用した受信側ネットワークアナライザ１２として用いる。
【００６４】
即ち、送信側ネットワークアナライザ１１により、宅内ＰＬＣモデムで利用される周波数帯域である２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの正弦波を出力してケーブルの送信端に入力し、受信側ネットワークアナライザ１２により、送信側ネットワークアナライザ１１からケーブルの送信端に入力された上記の正弦波信号の、ケーブルの受信端における出力の減衰量の測定、及び波形の観測を行う。この２台のネットワークアナライザの使用方法は、以下に述べる第２番目の実験、及び、第３番目の実験においても同様である。
【００６５】
第１番目の実験は、図３〜図５に示す回路を用いた実験である。この第１番目の実験では、ケーブルの３芯の電線Ｗ１、電線Ｗ２、電線Ｗ３の内、電線Ｗ１を単相３線式交流電力線の中性線とし、電線Ｗ２を単相３線式交流電力線の一方の相の電力線とし、電線Ｗ３を単相３線式交流電力線の他方の相の電力線とみなして、実験を行っている。
【００６６】
この第１番目の実験における図３の回路を用いた実験では、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側に、抵抗Ｒ２（５０Ω）と受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の両端には、何も接続されていない。この図３の回路では、実験用誘導コイルＬ３は用いていない。
【００６７】
又、第１番目の実験における図４の回路を用いた実験では、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、抵抗Ｒ２を接続している。又、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側に、抵抗Ｒ２を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側に、受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。この図４の回路でも、実験用誘導コイルＬ３は用いていない。
【００６８】
そして、第１番目の実験における図５の回路を用いた実験では、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に実験用誘導コイルＬ３を挿入している。即ち、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）を切断して１次側巻線Ｌ３１の１次側端子Ｔ１及び１次側端子Ｔ２に接続することにより、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の途中に１次側巻線Ｌ３１を挿入する。又、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）を切断して２次側巻線Ｌ３２の２次側端子Ｔ３及び２次側端子Ｔ４に接続することにより、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の途中に２次側巻線Ｌ３２を挿入する。
【００６９】
又、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、抵抗Ｒ２を接続している。又、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側に、抵抗Ｒ２を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側に、受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。
【００７０】
図６は、上記の第１番目の実験の結果を示したグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示している。図６のグラフにおいて、Ｄ１は、図３の回路を用いた実験の結果であり、Ｄ２は、図４の回路を用いた実験の結果であり、そして、Ｄ３は、図５の回路を用いた実験の結果である。
【００７１】
図６のグラフからは、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端に入力された正弦波信号に対する、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端における減衰量は、実験用誘導コイルＬ３を用いない図４の回路を用いた実験では、約−３０ｄＢ〜約−２０ｄＢであるのに対して、実験用誘導コイルＬ３を用いた図５の回路を用いた実験では、約−１０ｄＢである。
【００７２】
この結果から分かるように、実験用誘導コイルＬ３を用いることによって、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端に接続された送信側ネットワークアナライザ１１の出力を、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に効果的に誘起することができる。
【００７３】
次に、第２番目の実験について説明する。第２番目の実験は、図７の回路、及び、図８の回路を用いた実験である。この第２番目の実験では、３芯の電線Ｗ１（中性線に相当）、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）で構成される長さ４ｍのケーブル４の電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）と、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に、図５に示す回路と同様にして実験用誘導コイルＬ３を挿入する。そして、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、抵抗Ｒ２を接続する。
【００７４】
又、実験用誘導コイルＬ３が挿入されたケーブル４の受信端側に、２芯の電線Ｗ１（中性線に相当）、及び、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）で構成される長さ１０ｍのケーブル５の送信端側と、同じく２芯の電線Ｗ１（中性線に相当）、及び、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）で構成される長さ１０ｍのケーブル６の送信端側とを、図７、及び、図８に示すように同名の電線同士を結合して接続する。そして、ケーブル５とケーブル６との相互間の影響を抑えるために、ケーブル５とケーブル６とを、互いに反対方向へ伸ばしている。
【００７５】
そして、さらに、ケーブル５の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側間に抵抗Ｒ２を接続すると共に、ケーブル６の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側間に抵抗Ｒ２を接続する。
【００７６】
この状態で、まず、図７に示すように、ケーブル５の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側間に受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。そして、次に、図８に示すように、ケーブル６の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側間に受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。
【００７７】
図９は、上記の第２番目の実験の結果を示したグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示している。図９のグラフにおいて、Ｄ４は、図７の回路を用いた実験の結果であり、Ｄ５は、図８の回路を用いた実験の結果である。
【００７８】
図９のグラフからは、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に入力された正弦波信号に対して、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側における減衰量と、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側における減衰量のカーブは、略一致している。
【００７９】
この結果から分かるように、実験用誘導コイルＬ３を用いることによって、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端に接続された送信側ネットワークアナライザ１１の出力を、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間の出力レベルと略同等のレベルで、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に、誘起することができる。
【００８０】
次に、第３番目の実験について説明する。第３番目の実験は、図１０の回路、及び、図１１の回路を用いた実験である。この第３番目の実験の図１０の回路は、第２番目の実験における図８の回路と同じであり、図１１の回路は、図１０の回路の電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、接続された抵抗Ｒ２と直列にコンデンサＣ２（０．４７μＦ）を接続したものである。即ち、第３番目の実験は、コンデンサＣ２の有無による影響を調べるものである。
【００８１】
図１２は、上記の第３番目の実験の結果を示したグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示している。図１２９のグラフにおいて、Ｄ６は、図７の回路を用いた実験の結果であり、Ｄ７は、図８の回路を用いた実験の結果である。
【００８２】
図９のグラフからは、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に入力された正弦波信号に対する電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側における減衰量のカーブは、コンデンサＣ２を接続しない場合と接続した場合とでは、ほとんど差がなく、略一致している。即ち、コンデンサＣ２の有無による影響は、ほとんどないことが分かる。
【００８３】
上記の実験の結果に基づいて構成したのが、図１に示す本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂである。図１において、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂは、上述した実験用誘導コイルＬ３と同様の構成で製作された第２誘導コイルＬ２を用いて、次のように構成されている。
【００８４】
即ち、第２誘導コイルＬ２は、上述した実験用誘導コイルＬ３と同様のフェライト等の磁性体で形成されたコアに、上述した実験用誘導コイルＬ３の１次側巻線Ｌ３１及び２次側巻線Ｌ３２と同様にして巻回された１次側巻線Ｌ２１及び２次側巻線Ｌ２２を備えて製作されている。
【００８５】
そして、１次側巻線Ｌ２１の一端は、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８に接続され、他端は、接続端子Ｊ８を介して、宅内ＰＬＣモデム３ａの入出力端子の一方に接続される。又、２次側巻線Ｌ２２の一端は、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７に接続され、他端には、直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１が直列接続されて、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９に接続される。この中性線（Ｎ）９には、接続端子Ｊ７を介して、宅内ＰＬＣモデム３ａの入出力端子の他方も接続される。
【００８６】
上記のようにして構成された回路において、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂには、宅内ＰＬＣモデム３ａは含まれない。即ち、宅内ＰＬＣモデム３ａは、ＰＬＣ信号注入回路１ｂが備える接続端子Ｊ７、及びＪ８に接続されることにより、単相３線式交流電力線に接続されることになる。
【００８７】
又、単相３線式交流電力線には、宅内ＰＬＣモデム３ａの通信先の宅内ＰＬＣモデムとして、宅内ＰＬＣモデム３ｂや宅内ＰＬＣモデム３ｃ等が、図１に示すように接続される。即ち、例えば、宅内ＰＬＣモデム３ｂは、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８との間に接続され、宅内ＰＬＣモデム３ｃは、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間に接続される。
【００８８】
図１における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂでは、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８との間に、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１を介して宅内ＰＬＣモデム３ａが接続されると共に、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間に、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２が接続される。
【００８９】
そして、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１に、１次側電流として宅内ＰＬＣモデム３ａの出力電流が流れると、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２に、２次側電流として上述の実験用誘導コイルＬ３と同様の誘導電流が流れる。そこで、上述した第１番目の実験、及び第２番目の実験から分かるように、単相３線式交流電力線の一方の相に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａのＰＬＣ信号を、同位相で、単相３線式交流電力線の他方の相に注入することができる。即ち、図１において、宅内ＰＬＣモデム３ａは、宅内ＰＬＣモデム３ｂや宅内ＰＬＣモデム３ｃと通信を行うことができる。
【００９０】
又、図１において、抵抗Ｒ１は、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１を流れる電流を制限する電流制限抵抗である。又、コンデンサＣ１は、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１に商用周波数（５０Ｈｚ、又は、６０Ｈｚ）の交流電流が流れるのを阻止するコンデンサである。
【００９１】
このコンデンサＣ１は、上記の第３番目の実験におけるＣ２に相当し、このコンデンサＣ１を用いても、上記の第３番目の実験から分かるように、単相３線式交流電力線の一方の相に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａの出力信号を、単相３線式交流電力線の他方の相と結合する機能に対しては、ほとんど影響がない。
【００９２】
本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂによれば、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１でなる回路が、宅内ＰＬＣモデム３ａと共に、直列に、接続される。即ち、宅内ＰＬＣモデム３ａは、ＰＬＣ信号注入回路１ｂの接続端子Ｊ７及びＪ８に、２端子接続で接続される。
【００９３】
従って、宅内ＰＬＣモデム３ａを、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂに、２端子による接続で接続することができることから、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に容易に接続することが可能である。
【００９４】
又、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂを用いることにより、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａのＰＬＣ信号を、同位相で、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７に注入することができる。そのため、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができる。従って、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線の異なる相間に接続して電力線通信を行うことが可能となる。
【００９５】
又、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂに用いられる第２誘導コイルＬ２は、１次側巻線Ｌ２１と２次側巻線Ｌ２２の、２組の巻線を備えた第２誘導コイルである。従って、従来例の電力線通信装置における３組の巻線を備えた第２誘導コイルを用いる場合に比べて、第２誘導コイルのコストアップを抑制することができる。
【００９６】
又、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂでは、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１の巻線数と２次側巻線Ｌ２２の巻線数とは同数である。従って、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａのＰＬＣ信号を、入出力を、単相３線式交流電力線の一方の相、及び他方の相の双方に対して、共に、同一レベルで注入することができる。
【００９７】
又、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂでは、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２に、直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とを含んでいる。この直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の内、コンデンサＣ１は、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線に、商用周波数の交流電流が流れるのを阻止する機能を有し、抵抗Ｒ１は、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２に流れる電流が少なくなるように抑制する機能を有している。
【００９８】
そのため、第２誘導コイルＬ２における許容電流を小さくすることができ、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０に用いる第２誘導コイルＬ２のコストアップを抑制することができる。
【００９９】
次に、本発明の実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第１の機能について説明する。この第１の機能は、上述したように、第１誘導コイルＬ１を備えた、図１に示す、ＰＬＣ信号ゲート回路１ａにより、実現される。
【０１００】
この第１誘導コイルＬ１は、図１３に示すように、ドーナツ状のフェライト等の磁性体で形成されたコアに巻回された、中性線巻線Ｌ１１、一方の相巻線Ｌ１２、及び、他方の相巻線Ｌ１３で構成されている。これらの中性線巻線Ｌ１１、一方の相巻線Ｌ１２、及び、他方の相巻線Ｌ１３の各巻数は、同数である。
【０１０１】
この第１誘導コイルの３個の各巻線Ｌ１１〜Ｌ１３は、図１に示すように、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９の途中に中性線巻線Ｌ１１が、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８の途中に一方の相巻線Ｌ１２が、そして、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７の途中に他方の相巻線Ｌ１３が、それぞれ、直列に挿入されている。尚、図１、及び、図１３において、Ｊ１ａ、Ｊ１ｂ、及び、Ｊ１ｃは、接続端子である。又、上記の第１誘導コイルは、この第１誘導コイルにおける一方の相巻線Ｌ１２の巻線方向、及び、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向は、中性線巻線Ｌ１１の巻線方向と反対となるように構成されている。
【０１０２】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置のＰＬＣ信号ゲート回路１ａでは、上記のように、第１誘導コイルＬ１における一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されている。これにより、次のような作用、効果を生じる。
【０１０３】
即ち、上述したように、単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、上述したＰＬＣ信号注入回路１ｂにより、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間にも注入される。
【０１０４】
そうすると、宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１において、中性線（Ｎ）９、一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８、及び、他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７が同位相となり、第１誘導コイルＬ１内では、磁束を強め合うので、ＰＬＣ信号の伝播が阻止される。
【０１０５】
従って、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１から単相３線式交流電力線の電力供給側へ伝播するのを阻止することができる。そのため、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されることを抑制することができる。
【０１０６】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０が接続される単相３線式交流電力線では、図１４に示すように、単相３線式交流電力線の電力供給側における一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）１８と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）１７との間に接続された宅外ＰＬＣモデム２ａと、該単相３線式交流電力線の電力受給側における一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間に接続された宅外ＰＬＣモデム２ｂとの相互間で、電力線通信が行われることもある。
【０１０７】
上述したように、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号ゲート回路１ａでは、第１誘導コイルＬ１は、この第１誘導コイルＬ１における一方の相巻線Ｌ１２の巻線方向、及び、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向が、中性線巻線Ｌ１１の巻線方向と反対となるように、構成されている。即ち、第１誘導コイルＬ１における単相３線式交流電力線の一方の相巻線Ｌ１２の巻線方向と、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向とは同じである。
【０１０８】
そうすると、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１において、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７が逆位相となり、第１誘導コイルＬ１内で磁束を打ち消し合うので、第１誘導コイルＬ１では、ＰＬＣ信号が伝播される。
【０１０９】
従って、単相３線式交流電力線の電力供給側における宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１から該単相３線式交流電力線の電力受給側へ伝播することができる。そのため、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにすることができる。
【０１１０】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０は、単相３線式配電方式で家庭に配電される場合において、電力供給側と電力受給側との分岐点等に設けられる分電盤に、内蔵することができる。即ち、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０を備えた分電盤を、構成することができる。
【０１１１】
図１５は、例として、このような分電盤２１の構成を示したものである。この分電盤２１は、ブレーカ２１ａと、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０とで構成されている。
【０１１２】
この分電盤２１によれば、ブレーカ２１ａの機能と、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【０１１３】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０は、単相３線式配電方式で家庭等の電力受給側に配電される場合に、電力量の測定に用いられる電力計に内蔵することができる。即ち、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた電力計を、構成することができる。
【０１１４】
図１６は、例として、このような電力計２２の構成を示したものである。この電力計２２は、電力積算部２２ａと、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０とで構成されている。
【０１１５】
この電力計２２によれば、電力積算部２２ａの機能と、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の構成図である。
【図２】本実施の形態における実験に用いられた実験用誘導コイルの構成図である。
【図３】本実施の形態における第１番目の実験に用いられた回路図（その１）である。
【図４】本実施の形態における第１番目の実験に用いられた回路図（その２）である。
【図５】本実施の形態における第１番目の実験に用いられた回路図（その３）である。
【図６】本実施の形態における第１番目の実験の結果を示したグラフである。
【図７】本実施の形態における第２番目の実験に用いられた回路図（その１）である。
【図８】本実施の形態における第２番目の実験に用いられた回路図（その２）である。
【図９】本実施の形態における第２番目の実験の結果を示したグラフである。
【図１０】本実施の形態における第３番目の実験に用いられた回路図（その１）である。
【図１１】本実施の形態における第３番目の実験に用いられた回路図（その２）である。
【図１２】本実施の形態における第３番目の実験の結果を示したグラフである。
【図１３】本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第１誘導コイルＬ１の構成を示した斜視図である。
【図１４】本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を用いた宅外ＰＬＣモデムによるＰＬＣ通信の構成図である。
【図１５】本実施の形態における分電盤の構成図である。
【図１６】本実施の形態における電力計の構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ａ ＰＬＣ信号ゲート回路
１ｂ ＰＬＣ信号注入回路
２ａ 宅外ＰＬＣモデム
２ｂ 宅外ＰＬＣモデム
３ａ 宅内ＰＬＣモデム
３ｂ 宅内ＰＬＣモデム
３ｃ 宅内ＰＬＣモデム
４ ケーブル
５ ケーブル
６ ケーブル
７ Ｒ相電力線（Ｒ相）
８ Ｔ相電力線（Ｔ相）
９ 中性線（Ｎ）
１０単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置
１１ 送信側ネットワークアナライザ
１２ 受信側ネットワークアナライザ
１５ １次側電流方向
１６ ２次側電流方向
１７ Ｒ相電力線（Ｒ相）
１８ Ｔ相電力線（Ｔ相）
１９ 中性線（Ｎ）
２１ 分電盤
２１ａ ブレーカ
２２ 電力計
２２ａ 電力積算部
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｊ１ 接続端子
Ｊ１ａ 接続端子
Ｊ２ 接続端子
Ｊ２ａ 接続端子
Ｊ３ 接続端子
Ｊ３ａ 接続端子
Ｊ４ 接続端子
Ｊ５ 接続端子
Ｊ６ 接続端子
Ｊ７ 接続端子
Ｊ８ 接続端子
Ｌ１ 第１誘導コイル
Ｌ１１ 中性線巻線
Ｌ１２ 一方の相巻線
Ｌ１３ 他方の相巻線
Ｌ２ 第２誘導コイル
Ｌ２１ １次側巻線
Ｌ２２ ２次側巻線
Ｌ３ 実験用誘導コイル
Ｌ３１ １次側巻線
Ｌ３２ ２次側巻線
Ｔ１ １次側端子
Ｔ２ １次側端子
Ｔ３ ２次側端子
Ｔ４ ２次側端子
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
Ｗ１ 電線
Ｗ２ 電線
Ｗ３ 電線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＬＣモデムを用いてＰＬＣ通信が行われる単相３線式交流電力線に用いられる単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置、及び、該単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤、及び、電力計に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内における情報の伝送手段としては、有線ＬＡＮや、無線ＬＡＮ、赤外線通信等が用いられているが、最近、商用電源の電力線を通信媒体として用いる電力線通信（Power Line Communication）が、注目されている。
【０００３】
この電力線通信（ＰＬＣ）は、電源として使用される交流５０／６０Ｈｚの商用周波数より上の空いている高周波帯域を利用することにより、情報伝送用の微弱な信号を電力と並行して搬送する情報伝送方式である。
【０００４】
この電力線通信は、上述したように、電力線を通信媒体として用いることから、有線ＬＡＮを敷設する場合に必要なＬＡＮケーブル等の敷設が不要であり、且つ、有線通信であることから、無線ＬＡＮで問題となるセキュリテイ上の問題も対策が容易である等の利点を備えている。
【０００５】
ところで、日本の家屋では、配電方式が一般に単相３線式となっている。そこで、この単相３線式配電方式において、ＰＬＣモデムを単相３線式交流電力線の中性線（Ｃ）と一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）との間に接続して使用する場合、相手側のＰＬＣモデムが、単相３線式交流電力線の中性線（Ｃ）と他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間に接続されていると、異なる相間でＰＬＣ信号が十分に伝わらないため、良好な通信を行うことができない。
【０００６】
そこで、この単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達する仕組が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の図３には、単相３線式交流電力線を用いた電力線通信装置が記載されている。
【０００７】
上記の電力線通信は、家庭内等における単相３線式交流電力線において、この単相３線式交流電力線の電力受給側に設けられた複数のＰＬＣモデムの相互間における通信である。このＰＬＣモデムを、本明細書では、宅内ＰＬＣモデムと称する。この宅内ＰＬＣモデムでは、電源が、ＡＣ１００Ｖである。
【０００８】
日本における単相３線式配電方式では、単相３線式交流電力線の中性線（Ｃ）と一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）との間の電圧、及び、中性線（Ｃ）と他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間の電圧は、ＡＣ１００Ｖである。又、家庭内では、中性線（Ｃ）と一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）、又は、中性線（Ｃ）と他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）による２線式の配線が行われている。そこで、家庭で用いられる電力線通信としては、一般に、上記の宅内ＰＬＣモデムが用いられる。
【０００９】
ところが、最近、単相３線式交流電力線における電力供給側に設けられたＰＬＣモデムと電力受給側に設けられたＰＬＣモデムの相互間における電力線通信も行われるようになっている。
【００１０】
この単相３線式交流電力線における電力供給側に設けられたＰＬＣモデムと電力受給側に設けられたＰＬＣモデムの相互間における電力線通信の場合は、一般に、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）と、他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間に、ＰＬＣモデムが接続される。このＰＬＣモデムを、本明細書では、宅外ＰＬＣモデムと称する。
【００１１】
日本における単相３線式配電方式では、一方の相の電力線（例えば、Ｒ相）と、他方の相の電力線（例えば、Ｔ相）との間の電圧が、ＡＣ２００Ｖであることから、この宅外ＰＬＣモデムでは、電源が、ＡＣ２００Ｖである。
【特許文献１】特開２００３−３７５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、電力線通信では、電力線における商用周波数より上の空いている高周波帯域を有線通信として利用する。しかし、この高周波帯域を用いた電力線通信では、この高周波帯域の信号が電波として電力線から放射されると、他の電子機器等に雑音電波として障害を与えることになるので、この高周波帯域の信号が電波として電力線から放射されることをできるだけ抑える必要がある。
【００１３】
そこで、宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で、単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されないようにするため、単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外に出ないようにするのが望ましい。
【００１４】
他方、宅外ＰＬＣモデムを用いた事業用電力線通信等の電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号は、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにする必要がある。
【００１５】
又、家庭内で一般に用いられる宅内ＰＬＣモデムについて、上記の特許文献１に記載されている図３の単相３線式交流電力線に接続される従来例の電力線通信装置では、１次側巻線１組と２次側巻線２組の、合計３組の巻線を備えた誘導コイルが必要である。そのため、誘導コイルのコスト増となる。
【００１６】
又、上記の従来例の電力線通信装置は、単相３線式交流電力線に接続できるようにするために、電力線通信装置の内部に、３組の巻線を備えた誘導コイルを備えており、この電力線通信装置は、単相３線式交流電力線に接続するためのＣ端子、Ｒ相端子、及び、Ｔ相端子の３端子を備えていると解される。
【００１７】
しかし、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムは、単相２線式交流電力線に接続するように構成されている。そのため、このような単相２線式交流電力線に接続するように構成されている市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に、容易に接続できるようにすることが望まれている。
【００１８】
そこで、この発明は、上記のような状況に対処するためになされたものであって、宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されないようにすると共に、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにし、さらに、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に接続することが容易で、且つ、そのためのコストアップを抑制することが可能な、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される第１誘導コイルを備えた単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置である。
【００２０】
上記の単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力受給側における該単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入されるＰＬＣ信号相間注入が行われることにより、単相３線式交流電力線の電力受給側の中性線と一方の相又は他方の相との間に接続された宅内ＰＬＣモデム相互間の電力線通信が行われる交流電力線である。
【００２１】
又、上記の第１誘導コイルでは、該第１誘導コイルに設けられた３個の各巻線の内、単相３線式交流電力線の中性線の途中には中性線巻線が、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線の途中には一方の相巻線が、そして、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線の途中には他方の相巻線が、それぞれ、直列に挿入されている。
【００２２】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、第１誘導コイルにおける一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されていることを特徴としている。
【００２３】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置では、第１誘導コイルにおける一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されている。
【００２４】
そうすると、上述したように、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入される。
【００２５】
そのため、宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、中性線、一方の相、及び、他方の相が同位相となり、第１誘導コイル内では、磁束を強め合うので、ＰＬＣ信号の伝播が阻止される。
【００２６】
従って、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから単相３線式交流電力線の電力供給側へ伝播するのを阻止することができる。そのため、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されることを抑制することができる。
【００２７】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、第１誘導コイルの中性線巻線、一方の相巻線、及び、他方の相巻線の各巻線数は、同数であるのが好適である。このようにすることにより、第１誘導コイルの機能を精度よく発揮させることができる。
【００２８】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力供給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムと、該単相３線式交流電力線の電力受給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムとの相互間で、電力線通信が行われる交流電力線とするようにしてもよい。
【００２９】
上述したように、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置では、第１誘導コイルにおける単相３線式交流電力線の一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように、第１誘導コイルは構成されている。即ち、第１誘導コイルにおける単相３線式交流電力線の一方の相巻線の巻線方向と、他方の相巻線の巻線方向とは同じである。
【００３０】
そうすると、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、単相３線式交流電力線の一方の相と他方の相が逆位相となり、第１誘導コイル内で磁束を打ち消し合うので、ＰＬＣ信号が伝播される。
【００３１】
従って、単相３線式交流電力線の電力供給側における宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから該単相３線式交流電力線の電力受給側へ伝播することができる。そのため、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにすることができる。
【００３２】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、次のようにするのが好適である。即ち、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続されるようにする。又、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線に流れる電流と同位相となる誘導電流が流れる第２誘導コイルの２次側巻線が少なくとも直列接続されてなる２次側回路が接続されるようにする。そして、上記のＰＬＣ信号相間注入が、これらの１次側回路と２次側回路とを用いて行われるようにするのである。
【００３３】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置が、上記の１次側回路と２次側回路とを備えるようにしてもよい。このようにすることにより、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、前記宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続されることになる。従って、宅内ＰＬＣモデムを、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に２端子による接続で接続することができる。
【００３４】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置によれば、宅内ＰＬＣモデムを、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に２端子による接続で接続することができる。従って、宅内ＰＬＣモデムとして、一般に市販されているＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に接続することができる。
【００３５】
又、上述したＰＬＣ信号相間注入が、上記の１次側回路と２次側回路とを用いて行われるので、単相３線式交流電力線の一方の相に接続された宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号を、同位相で、単相３線式交流電力線の他方の相に注入することができる。そのため、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができる。従って、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線の異なる相間に接続して電力線通信を行うことが可能となる。
【００３６】
又、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に用いられる第２誘導コイルは、１次側巻線と２次側巻線の２組の巻線を備えた誘導コイルである。従って、上記の従来例の電力線通信装置における３組の巻線を備えた誘導コイルを用いる場合に比べて、誘導コイルのコストアップを抑制することができる。
【００３７】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、第２誘導コイルの１次側巻線の巻線数と２次側巻線の巻線数とは同数とするのが妥当である。このようにすることにより、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に接続されたＰＬＣモデムの入出力を、単相３線式交流電力線の一方の相、及び他方の相の双方に対して、共に、同一レベルで結合することができる。
【００３８】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に用いられている２次側回路に、直列接続された抵抗とコンデンサとを含むようにするのが妥当である。この直列接続された抵抗とコンデンサの内、コンデンサは、第２誘導コイルの２次側巻線に、商用周波数の交流電流が流れるのを阻止する機能を有し、抵抗は、第２誘導コイルの２次側巻線に流れる電流が少なくなるように抑制する機能を有している。
【００３９】
そのため、上記のようにすることにより、上記の第２誘導コイルにおける許容電流を小さくすることができ、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置に用いる第２誘導コイルのコストアップを抑制することができる。
【００４０】
上記の各単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、いずれも、単相３線式配電方式で家庭に配電される場合において、電力供給側と電力受給側との分岐点等に設けられる分電盤に、内蔵することができる。即ち、上記のいずれかの単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤を、構成することができる。
【００４１】
この分電盤によれば、分電盤の機能と、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【００４２】
又、上記の各単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、いずれも、単相３線式配電方式で家庭等の電力受給側に配電される場合に用いられる電力計に、内蔵することができる。即ち、上記のいずれかの単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた電力計を、構成することができる。
【００４３】
この電力計によれば、電力計の機能と、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第１誘導コイルは、、該第１誘導コイルにおける一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されている。
【００４５】
そうすると、上述したように、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入される。
【００４６】
そのため、宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、中性線、一方の相、及び、他方の相が同位相となり、第１誘導コイル内では、磁束を強め合うので、ＰＬＣ信号の伝播が阻止される。
【００４７】
従って、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから単相３線式交流電力線の電力供給側へ伝播するのを阻止することができる。そのため、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されることを抑制することができる。
【００４８】
又、第１誘導コイルにおける単相３線式交流電力線の一方の相巻線の巻線方向と、他方の相巻線の巻線方向とは同じである。そうすると、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルにおいて、単相３線式交流電力線の一方の相と他方の相が逆位相となり、第１誘導コイル内で磁束を打ち消し合うので、第１誘導コイルでは、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が伝播される。
【００４９】
従って、単相３線式交流電力線の電力供給側における宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルから該単相３線式交流電力線の電力受給側へ伝播することができる。そのため、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにすることができる。
【００５０】
又、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置では、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続される。又、単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線に流れる電流と同位相となる誘導電流が流れる第２誘導コイルの２次側巻線が少なくとも直列接続されてなる２次側回路が接続される。そして、上記のＰＬＣ信号相間注入が、これらの１次側回路と２次側回路とを用いて行われる。そのため、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができる。従って、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線の異なる相間に接続して電力線通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
次に、本発明の実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０の回路構成を示した構成図である。本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０は、単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される装置である。そこで、図１において、接続端子Ｊ１〜Ｊ３は、電力供給側に接続され、接続端子Ｊ４〜Ｊ６は、電力受給側に接続される。
【００５２】
本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置は、大きくは、２つの機能を備えている。
【００５３】
一つは、宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信において、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されないようにすると共に、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにする機能である。これを、本実施の形態では、第１の機能と称する。
【００５４】
この第１の機能は、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置のＰＬＣ信号ゲート回路１ａにより、実現される。このＰＬＣ信号ゲート回路１ａは第１誘導コイルを備えている。
【００５５】
他の一つは、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができるようにすると共に、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に容易に接続することができるようにする機能である。これを、本実施の形態では、第２の機能と称する。
【００５６】
この第２の機能は、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置のＰＬＣ信号注入回路１ｂにより、実現される。このＰＬＣ信号注入回路１ｂは第２誘導コイルを備えている。
【００５７】
そこで、最初に、本発明の実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第２の機能について説明する。この第２の機能は、１次側巻線と２次側巻線とで構成される上記の第２誘導コイルを用いて、宅内ＰＬＣモデムのモデム信号を単相３線式交流電力線の一方の相、及び他方の相に注入するものである。又、この宅内ＰＬＣモデムで利用される周波数帯域は、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚである。
【００５８】
そこで、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を構成するのに際して、その原理に基づく機能を確認するため、上記の周波数帯域に関し、上記の第２誘導コイルに相当する実験用誘導コイルを用いて、以下に説明する第１番目の実験、第２番目の実験、及び、第３番目の実験の３種類の実験を、まず行った。
【００５９】
図２は、上述した３種類の実験に用いた上記の実験用誘導コイルＬ３の構成を示したものである。この実験用誘導コイルＬ３は、図２に示すように、ドーナツ状のフェライト等の磁性体で形成されたコアに巻回された１次側巻線Ｌ３１と２次側巻線Ｌ３２とで構成されている。
【００６０】
この１次側巻線Ｌ３１と２次側巻線Ｌ３２の巻数の比は、１対１、即ち、１次側巻線Ｌ３１の巻数と、２次側巻線Ｌ３２の巻数とは同じである。又、１次側巻線Ｌ３１は、１次側端子Ｔ１と１次側端子Ｔ２とを備え、２次側巻線Ｌ３２は、２次側端子Ｔ３と２次側端子Ｔ４とを備えている。
【００６１】
この実験用誘導コイルＬ３では、図２において、１次側巻線Ｌ３１に１次側電流が１次側電流方向１５の向きに流れると、２次側巻線Ｌ３２には、２次側電流としてこの１次側電流により生じる磁束を打ち消す方向に誘導電流が、２次側電流方向１６の向きに流れる。実験用誘導コイルＬ３では、この誘導電流が、１次側電流と同位相となるように、１次側巻線Ｌ３１と２次側巻線Ｌ３２とが巻回されている。
【００６２】
次に、第１番目の実験について説明する。第１番目の実験は、図２に示す実験用誘導コイルＬ３と、３芯の電線Ｗ１、電線Ｗ２、電線Ｗ３で構成される長さ４ｍのケーブル４、及び、２台のネットワークアナライザを用いた実験である。このネットワークアナライザの機能としては、電気信号のレベル測定や波形観測のほか、信号を発生することができる。
【００６３】
そこで、２台のネットワークアナライザの内、１台を、ネットワークアナライザの信号発生機能を利用した送信側ネットワークアナライザ１１として用い、もう１台を、ネットワークアナライザの電気信号レベル測定、及び、波形観測機能を利用した受信側ネットワークアナライザ１２として用いる。
【００６４】
即ち、送信側ネットワークアナライザ１１により、宅内ＰＬＣモデムで利用される周波数帯域である２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの正弦波を出力してケーブルの送信端に入力し、受信側ネットワークアナライザ１２により、送信側ネットワークアナライザ１１からケーブルの送信端に入力された上記の正弦波信号の、ケーブルの受信端における出力の減衰量の測定、及び波形の観測を行う。この２台のネットワークアナライザの使用方法は、以下に述べる第２番目の実験、及び、第３番目の実験においても同様である。
【００６５】
第１番目の実験は、図３〜図５に示す回路を用いた実験である。この第１番目の実験では、ケーブルの３芯の電線Ｗ１、電線Ｗ２、電線Ｗ３の内、電線Ｗ１を単相３線式交流電力線の中性線とし、電線Ｗ２を単相３線式交流電力線の一方の相の電力線とし、電線Ｗ３を単相３線式交流電力線の他方の相の電力線とみなして、実験を行っている。
【００６６】
この第１番目の実験における図３の回路を用いた実験では、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側に、抵抗Ｒ２（５０Ω）と受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の両端には、何も接続されていない。この図３の回路では、実験用誘導コイルＬ３は用いていない。
【００６７】
又、第１番目の実験における図４の回路を用いた実験では、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、抵抗Ｒ２を接続している。又、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側に、抵抗Ｒ２を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側に、受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。この図４の回路でも、実験用誘導コイルＬ３は用いていない。
【００６８】
そして、第１番目の実験における図５の回路を用いた実験では、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に実験用誘導コイルＬ３を挿入している。即ち、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）を切断して１次側巻線Ｌ３１の１次側端子Ｔ１及び１次側端子Ｔ２に接続することにより、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の途中に１次側巻線Ｌ３１を挿入する。又、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）を切断して２次側巻線Ｌ３２の２次側端子Ｔ３及び２次側端子Ｔ４に接続することにより、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の途中に２次側巻線Ｌ３２を挿入する。
【００６９】
又、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、抵抗Ｒ２を接続している。又、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側に、抵抗Ｒ２を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側に、受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。
【００７０】
図６は、上記の第１番目の実験の結果を示したグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示している。図６のグラフにおいて、Ｄ１は、図３の回路を用いた実験の結果であり、Ｄ２は、図４の回路を用いた実験の結果であり、そして、Ｄ３は、図５の回路を用いた実験の結果である。
【００７１】
図６のグラフからは、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端に入力された正弦波信号に対する、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端における減衰量は、実験用誘導コイルＬ３を用いない図４の回路を用いた実験では、約−３０ｄＢ〜約−２０ｄＢであるのに対して、実験用誘導コイルＬ３を用いた図５の回路を用いた実験では、約−１０ｄＢである。
【００７２】
この結果から分かるように、実験用誘導コイルＬ３を用いることによって、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端に接続された送信側ネットワークアナライザ１１の出力を、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に効果的に誘起することができる。
【００７３】
次に、第２番目の実験について説明する。第２番目の実験は、図７の回路、及び、図８の回路を用いた実験である。この第２番目の実験では、３芯の電線Ｗ１（中性線に相当）、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）で構成される長さ４ｍのケーブル４の電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）と、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に、図５に示す回路と同様にして実験用誘導コイルＬ３を挿入する。そして、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に、送信側ネットワークアナライザ１１を接続し、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、抵抗Ｒ２を接続する。
【００７４】
又、実験用誘導コイルＬ３が挿入されたケーブル４の受信端側に、２芯の電線Ｗ１（中性線に相当）、及び、電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）で構成される長さ１０ｍのケーブル５の送信端側と、同じく２芯の電線Ｗ１（中性線に相当）、及び、電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）で構成される長さ１０ｍのケーブル６の送信端側とを、図７、及び、図８に示すように同名の電線同士を結合して接続する。そして、ケーブル５とケーブル６との相互間の影響を抑えるために、ケーブル５とケーブル６とを、互いに反対方向へ伸ばしている。
【００７５】
そして、さらに、ケーブル５の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側間に抵抗Ｒ２を接続すると共に、ケーブル６の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側間に抵抗Ｒ２を接続する。
【００７６】
この状態で、まず、図７に示すように、ケーブル５の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側間に受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。そして、次に、図８に示すように、ケーブル６の受信端側である電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側間に受信側ネットワークアナライザ１２を接続して測定を行う。
【００７７】
図９は、上記の第２番目の実験の結果を示したグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示している。図９のグラフにおいて、Ｄ４は、図７の回路を用いた実験の結果であり、Ｄ５は、図８の回路を用いた実験の結果である。
【００７８】
図９のグラフからは、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に入力された正弦波信号に対して、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の受信端側における減衰量と、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側における減衰量のカーブは、略一致している。
【００７９】
この結果から分かるように、実験用誘導コイルＬ３を用いることによって、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端に接続された送信側ネットワークアナライザ１１の出力を、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間の出力レベルと略同等のレベルで、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）との間に、誘起することができる。
【００８０】
次に、第３番目の実験について説明する。第３番目の実験は、図１０の回路、及び、図１１の回路を用いた実験である。この第３番目の実験の図１０の回路は、第２番目の実験における図８の回路と同じであり、図１１の回路は、図１０の回路の電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の送信端側に、接続された抵抗Ｒ２と直列にコンデンサＣ２（０．４７μＦ）を接続したものである。即ち、第３番目の実験は、コンデンサＣ２の有無による影響を調べるものである。
【００８１】
図１２は、上記の第３番目の実験の結果を示したグラフであり、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は減衰量（ｄＢ）を示している。図１２９のグラフにおいて、Ｄ６は、図７の回路を用いた実験の結果であり、Ｄ７は、図８の回路を用いた実験の結果である。
【００８２】
図９のグラフからは、電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ２（一方の相の電力線に相当）の送信端側に入力された正弦波信号に対する電線Ｗ１（中性線に相当）と電線Ｗ３（他方の相の電力線に相当）の受信端側における減衰量のカーブは、コンデンサＣ２を接続しない場合と接続した場合とでは、ほとんど差がなく、略一致している。即ち、コンデンサＣ２の有無による影響は、ほとんどないことが分かる。
【００８３】
上記の実験の結果に基づいて構成したのが、図１に示す本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂである。図１において、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂは、上述した実験用誘導コイルＬ３と同様の構成で製作された第２誘導コイルＬ２を用いて、次のように構成されている。
【００８４】
即ち、第２誘導コイルＬ２は、上述した実験用誘導コイルＬ３と同様のフェライト等の磁性体で形成されたコアに、上述した実験用誘導コイルＬ３の１次側巻線Ｌ３１及び２次側巻線Ｌ３２と同様にして巻回された１次側巻線Ｌ２１及び２次側巻線Ｌ２２を備えて製作されている。
【００８５】
そして、１次側巻線Ｌ２１の一端は、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８に接続され、他端は、接続端子Ｊ８を介して、宅内ＰＬＣモデム３ａの入出力端子の一方に接続される。又、２次側巻線Ｌ２２の一端は、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７に接続され、他端には、直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１が直列接続されて、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９に接続される。この中性線（Ｎ）９には、接続端子Ｊ７を介して、宅内ＰＬＣモデム３ａの入出力端子の他方も接続される。
【００８６】
上記のようにして構成された回路において、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂには、宅内ＰＬＣモデム３ａは含まれない。即ち、宅内ＰＬＣモデム３ａは、ＰＬＣ信号注入回路１ｂが備える接続端子Ｊ７、及びＪ８に接続されることにより、単相３線式交流電力線に接続されることになる。
【００８７】
又、単相３線式交流電力線には、宅内ＰＬＣモデム３ａの通信先の宅内ＰＬＣモデムとして、宅内ＰＬＣモデム３ｂや宅内ＰＬＣモデム３ｃ等が、図１に示すように接続される。即ち、例えば、宅内ＰＬＣモデム３ｂは、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８との間に接続され、宅内ＰＬＣモデム３ｃは、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間に接続される。
【００８８】
図１における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂでは、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８との間に、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１を介して宅内ＰＬＣモデム３ａが接続されると共に、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間に、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２が接続される。
【００８９】
そして、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１に、１次側電流として宅内ＰＬＣモデム３ａの出力電流が流れると、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２に、２次側電流として上述の実験用誘導コイルＬ３と同様の誘導電流が流れる。そこで、上述した第１番目の実験、及び第２番目の実験から分かるように、単相３線式交流電力線の一方の相に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａのＰＬＣ信号を、同位相で、単相３線式交流電力線の他方の相に注入することができる。即ち、図１において、宅内ＰＬＣモデム３ａは、宅内ＰＬＣモデム３ｂや宅内ＰＬＣモデム３ｃと通信を行うことができる。
【００９０】
又、図１において、抵抗Ｒ１は、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１を流れる電流を制限する電流制限抵抗である。又、コンデンサＣ１は、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１に商用周波数（５０Ｈｚ、又は、６０Ｈｚ）の交流電流が流れるのを阻止するコンデンサである。
【００９１】
このコンデンサＣ１は、上記の第３番目の実験におけるＣ２に相当し、このコンデンサＣ１を用いても、上記の第３番目の実験から分かるように、単相３線式交流電力線の一方の相に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａの出力信号を、単相３線式交流電力線の他方の相と結合する機能に対しては、ほとんど影響がない。
【００９２】
本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂによれば、単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１でなる回路が、宅内ＰＬＣモデム３ａと共に、直列に、接続される。即ち、宅内ＰＬＣモデム３ａは、ＰＬＣ信号注入回路１ｂの接続端子Ｊ７及びＪ８に、２端子接続で接続される。
【００９３】
従って、宅内ＰＬＣモデム３ａを、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂに、２端子による接続で接続することができることから、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線に容易に接続することが可能である。
【００９４】
又、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂを用いることにより、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａのＰＬＣ信号を、同位相で、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７に注入することができる。そのため、単相３線式交流電力線において、異なる相間で、ＰＬＣ信号を伝達することができる。従って、一般に市販されている宅内ＰＬＣモデムを、単相３線式交流電力線の異なる相間に接続して電力線通信を行うことが可能となる。
【００９５】
又、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂに用いられる第２誘導コイルＬ２は、１次側巻線Ｌ２１と２次側巻線Ｌ２２の、２組の巻線を備えた第２誘導コイルである。従って、従来例の電力線通信装置における３組の巻線を備えた第２誘導コイルを用いる場合に比べて、第２誘導コイルのコストアップを抑制することができる。
【００９６】
又、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂでは、第２誘導コイルＬ２の１次側巻線Ｌ２１の巻線数と２次側巻線Ｌ２２の巻線数とは同数である。従って、この単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０に接続された宅内ＰＬＣモデム３ａのＰＬＣ信号を、入出力を、単相３線式交流電力線の一方の相、及び他方の相の双方に対して、共に、同一レベルで注入することができる。
【００９７】
又、本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号注入回路１ｂでは、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２に、直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とを含んでいる。この直列接続された抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の内、コンデンサＣ１は、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線に、商用周波数の交流電流が流れるのを阻止する機能を有し、抵抗Ｒ１は、第２誘導コイルＬ２の２次側巻線Ｌ２２に流れる電流が少なくなるように抑制する機能を有している。
【００９８】
そのため、第２誘導コイルＬ２における許容電流を小さくすることができ、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０に用いる第２誘導コイルＬ２のコストアップを抑制することができる。
【００９９】
次に、本発明の実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第１の機能について説明する。この第１の機能は、上述したように、第１誘導コイルＬ１を備えた、図１に示す、ＰＬＣ信号ゲート回路１ａにより、実現される。
【０１００】
この第１誘導コイルＬ１は、図１３に示すように、ドーナツ状のフェライト等の磁性体で形成されたコアに巻回された、中性線巻線Ｌ１１、一方の相巻線Ｌ１２、及び、他方の相巻線Ｌ１３で構成されている。これらの中性線巻線Ｌ１１、一方の相巻線Ｌ１２、及び、他方の相巻線Ｌ１３の各巻数は、同数である。
【０１０１】
この第１誘導コイルの３個の各巻線Ｌ１１〜Ｌ１３は、図１に示すように、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９の途中に中性線巻線Ｌ１１が、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８の途中に一方の相巻線Ｌ１２が、そして、単相３線式交流電力線の他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７の途中に他方の相巻線Ｌ１３が、それぞれ、直列に挿入されている。尚、図１、及び、図１３において、Ｊ１ａ、Ｊ１ｂ、及び、Ｊ１ｃは、接続端子である。又、上記の第１誘導コイルは、この第１誘導コイルにおける一方の相巻線Ｌ１２の巻線方向、及び、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向は、中性線巻線Ｌ１１の巻線方向と反対となるように構成されている。
【０１０２】
上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置のＰＬＣ信号ゲート回路１ａでは、上記のように、第１誘導コイルＬ１における一方の相巻線の巻線方向、及び、他方の相巻線の巻線方向が、中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されている。これにより、次のような作用、効果を生じる。
【０１０３】
即ち、上述したように、単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、上述したＰＬＣ信号注入回路１ｂにより、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、単相３線式交流電力線の中性線（Ｎ）９と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間にも注入される。
【０１０４】
そうすると、宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１において、中性線（Ｎ）９、一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８、及び、他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７が同位相となり、第１誘導コイルＬ１内では、磁束を強め合うので、ＰＬＣ信号の伝播が阻止される。
【０１０５】
従って、該単相３線式交流電力線の電力受給側における宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１から単相３線式交流電力線の電力供給側へ伝播するのを阻止することができる。そのため、家庭内における単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭外で単相３線式交流電力線から雑音電波として放射されることを抑制することができる。
【０１０６】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０が接続される単相３線式交流電力線では、図１４に示すように、単相３線式交流電力線の電力供給側における一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）１８と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）１７との間に接続された宅外ＰＬＣモデム２ａと、該単相３線式交流電力線の電力受給側における一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７との間に接続された宅外ＰＬＣモデム２ｂとの相互間で、電力線通信が行われることもある。
【０１０７】
上述したように、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０のＰＬＣ信号ゲート回路１ａでは、第１誘導コイルＬ１は、この第１誘導コイルＬ１における一方の相巻線Ｌ１２の巻線方向、及び、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向が、中性線巻線Ｌ１１の巻線方向と反対となるように、構成されている。即ち、第１誘導コイルＬ１における単相３線式交流電力線の一方の相巻線Ｌ１２の巻線方向と、他方の相巻線Ｌ１３の巻線方向とは同じである。
【０１０８】
そうすると、宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１において、単相３線式交流電力線の一方の相の電力線（例えば、Ｔ相）８と他方の相の電力線（例えば、Ｒ相）７が逆位相となり、第１誘導コイルＬ１内で磁束を打ち消し合うので、第１誘導コイルＬ１では、ＰＬＣ信号が伝播される。
【０１０９】
従って、単相３線式交流電力線の電力供給側における宅外ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号は、第１誘導コイルＬ１から該単相３線式交流電力線の電力受給側へ伝播することができる。そのため、宅外ＰＬＣモデムを用いた電力線通信では、家庭外の単相３線式交流電力線を流れるＰＬＣ信号が、家庭内の単相３線式交流電力線に流れ込むようにすることができる。
【０１１０】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０は、単相３線式配電方式で家庭に配電される場合において、電力供給側と電力受給側との分岐点等に設けられる分電盤に、内蔵することができる。即ち、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０を備えた分電盤を、構成することができる。
【０１１１】
図１５は、例として、このような分電盤２１の構成を示したものである。この分電盤２１は、ブレーカ２１ａと、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０とで構成されている。
【０１１２】
この分電盤２１によれば、ブレーカ２１ａの機能と、単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【０１１３】
又、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０は、単相３線式配電方式で家庭等の電力受給側に配電される場合に、電力量の測定に用いられる電力計に内蔵することができる。即ち、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた電力計を、構成することができる。
【０１１４】
図１６は、例として、このような電力計２２の構成を示したものである。この電力計２２は、電力積算部２２ａと、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０とで構成されている。
【０１１５】
この電力計２２によれば、電力積算部２２ａの機能と、上記の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置１０の機能とを、一箇所で実現することができ、これらの設置スペースの省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の構成図である。
【図２】本実施の形態における実験に用いられた実験用誘導コイルの構成図である。
【図３】本実施の形態における第１番目の実験に用いられた回路図（その１）である。
【図４】本実施の形態における第１番目の実験に用いられた回路図（その２）である。
【図５】本実施の形態における第１番目の実験に用いられた回路図（その３）である。
【図６】本実施の形態における第１番目の実験の結果を示したグラフである。
【図７】本実施の形態における第２番目の実験に用いられた回路図（その１）である。
【図８】本実施の形態における第２番目の実験に用いられた回路図（その２）である。
【図９】本実施の形態における第２番目の実験の結果を示したグラフである。
【図１０】本実施の形態における第３番目の実験に用いられた回路図（その１）である。
【図１１】本実施の形態における第３番目の実験に用いられた回路図（その２）である。
【図１２】本実施の形態における第３番目の実験の結果を示したグラフである。
【図１３】本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置の第１誘導コイルＬ１の構成を示した斜視図である。
【図１４】本実施の形態における単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を用いた宅外ＰＬＣモデムによるＰＬＣ通信の構成図である。
【図１５】本実施の形態における分電盤の構成図である。
【図１６】本実施の形態における電力計の構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ａ ＰＬＣ信号ゲート回路
１ｂ ＰＬＣ信号注入回路
２ａ 宅外ＰＬＣモデム
２ｂ 宅外ＰＬＣモデム
３ａ 宅内ＰＬＣモデム
３ｂ 宅内ＰＬＣモデム
３ｃ 宅内ＰＬＣモデム
４ ケーブル
５ ケーブル
６ ケーブル
７ Ｒ相電力線（Ｒ相）
８ Ｔ相電力線（Ｔ相）
９ 中性線（Ｎ）
１０単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置
１１ 送信側ネットワークアナライザ
１２ 受信側ネットワークアナライザ
１５ １次側電流方向
１６ ２次側電流方向
１７ Ｒ相電力線（Ｒ相）
１８ Ｔ相電力線（Ｔ相）
１９ 中性線（Ｎ）
２１ 分電盤
２１ａ ブレーカ
２２ 電力計
２２ａ 電力積算部
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｊ１ 接続端子
Ｊ１ａ 接続端子
Ｊ２ 接続端子
Ｊ２ａ 接続端子
Ｊ３ 接続端子
Ｊ３ａ 接続端子
Ｊ４ 接続端子
Ｊ５ 接続端子
Ｊ６ 接続端子
Ｊ７ 接続端子
Ｊ８ 接続端子
Ｌ１ 第１誘導コイル
Ｌ１１ 中性線巻線
Ｌ１２ 一方の相巻線
Ｌ１３ 他方の相巻線
Ｌ２ 第２誘導コイル
Ｌ２１ １次側巻線
Ｌ２２ ２次側巻線
Ｌ３ 実験用誘導コイル
Ｌ３１ １次側巻線
Ｌ３２ ２次側巻線
Ｔ１ １次側端子
Ｔ２ １次側端子
Ｔ３ ２次側端子
Ｔ４ ２次側端子
Ｒ１ 抵抗
Ｒ２ 抵抗
Ｗ１ 電線
Ｗ２ 電線
Ｗ３ 電線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される第１誘導コイルを備えた単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置であって、
前記単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力受給側における該単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、前記単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入されるＰＬＣ信号相間注入が行われることにより、前記単相３線式交流電力線の電力受給側の中性線と一方の相又は他方の相との間に接続された宅内ＰＬＣモデム相互間の電力線通信が行われる交流電力線であり、
前記第１誘導コイルは、
該第１誘導コイルに設けられた３個の各巻線の内、前記単相３線式交流電力線の中性線の途中には中性線巻線が、前記単相３線式交流電力線の一方の相の電力線の途中には一方の相巻線が、そして、前記単相３線式交流電力線の他方の相の電力線の途中には他方の相巻線が、それぞれ、直列に挿入されていると共に、
前記一方の相巻線の巻線方向、及び、前記他方の相巻線の巻線方向が、前記中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されていることを特徴とする単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項２】
請求項１記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記第１誘導コイルの中性線巻線、一方の相巻線、及び、他方の相巻線の各巻線数は、同数である単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力供給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムと、該単相３線式交流電力線の電力受給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムとの相互間で、電力線通信が行われる交流電力線である単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、前記宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続されると共に、
前記単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間に、前記第２誘導コイルの１次側巻線に流れる電流と同相となる誘導電流が流れる前記第２誘導コイルの２次側巻線が少なくとも直列接続されてなる２次側回路が接続され、
前記ＰＬＣ信号相間注入は、前記１次側回路と前記２次側回路とを用いて行われると共に、前記１次側回路と前記２次側回路とを備えている単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項５】
請求項４記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記第２誘導コイルの１次側巻線の巻線数と２次側巻線の巻線数とは同数である単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記２次側回路に、直列接続された抵抗とコンデンサとが含まれる単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた電力計。
【請求項１】
単相３線式交流電力線における電力供給側と電力受給側との分岐点に挿入される第１誘導コイルを備えた単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置であって、
前記単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力受給側における該単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に宅内ＰＬＣモデムのＰＬＣ信号が注入されると共に、該ＰＬＣ信号が、同位相の状態で、前記単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間にも注入されるＰＬＣ信号相間注入が行われることにより、前記単相３線式交流電力線の電力受給側の中性線と一方の相又は他方の相との間に接続された宅内ＰＬＣモデム相互間の電力線通信が行われる交流電力線であり、
前記第１誘導コイルは、
該第１誘導コイルに設けられた３個の各巻線の内、前記単相３線式交流電力線の中性線の途中には中性線巻線が、前記単相３線式交流電力線の一方の相の電力線の途中には一方の相巻線が、そして、前記単相３線式交流電力線の他方の相の電力線の途中には他方の相巻線が、それぞれ、直列に挿入されていると共に、
前記一方の相巻線の巻線方向、及び、前記他方の相巻線の巻線方向が、前記中性線巻線の巻線方向と反対となるように構成されていることを特徴とする単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項２】
請求項１記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記第１誘導コイルの中性線巻線、一方の相巻線、及び、他方の相巻線の各巻線数は、同数である単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記単相３線式交流電力線は、該単相３線式交流電力線の電力供給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムと、該単相３線式交流電力線の電力受給側における一方の相の電力線と他方の相の電力線との間に接続された宅外ＰＬＣモデムとの相互間で、電力線通信が行われる交流電力線である単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記単相３線式交流電力線の中性線と一方の相の電力線との間に、第２誘導コイルの１次側巻線でなる１次側回路が、前記宅内ＰＬＣモデムと共に、直列に接続されると共に、
前記単相３線式交流電力線の中性線と他方の相の電力線との間に、前記第２誘導コイルの１次側巻線に流れる電流と同相となる誘導電流が流れる前記第２誘導コイルの２次側巻線が少なくとも直列接続されてなる２次側回路が接続され、
前記ＰＬＣ信号相間注入は、前記１次側回路と前記２次側回路とを用いて行われると共に、前記１次側回路と前記２次側回路とを備えている単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項５】
請求項４記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記第２誘導コイルの１次側巻線の巻線数と２次側巻線の巻線数とは同数である単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置において、
前記２次側回路に、直列接続された抵抗とコンデンサとが含まれる単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた分電盤。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の単相３線式交流電力線用ＰＬＣ信号ゲート装置を備えた電力計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１５９３０２（Ｐ２００９−１５９３０２Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３５０８２（Ｐ２００７−３３５０８２）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（５０２１０４２９５）株式会社プレミネット (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（５０２１０４２９５）株式会社プレミネット (4)
【Ｆターム（参考）】
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