直流コンセント
【課題】接続される直流機器の適合電圧値情報を取得し、適合電圧の違いに対応できる直流コンセントを提供する。
【解決手段】直流コンセント１は、分電盤からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続され、入力端子部２に入力された直流電力をプラグ１０２ａを介して直流機器１０２に供給するプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信することにより、直流機器１０２の適合電圧値を検出する機器電圧検知回路５と、入力電圧検知回路４が検出した直流電圧値が、適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを光や音で表示する表示回路６とを備える。
【解決手段】直流コンセント１は、分電盤からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続され、入力端子部２に入力された直流電力をプラグ１０２ａを介して直流機器１０２に供給するプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信することにより、直流機器１０２の適合電圧値を検出する機器電圧検知回路５と、入力電圧検知回路４が検出した直流電圧値が、適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを光や音で表示する表示回路６とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流コンセントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して動作電力を負荷機器に供給する交流コンセントが提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献に開示されるコンセントは負荷機器に対して交流電源を供給するためのものであり、一般家庭で使用される交流用の負荷機器の多くは、ＡＣ１００Ｖで動作するため、使用する電気機器の適合電圧値を気にせず、どのコンセントにも交流用の負荷機器を接続して使用することができた。
【特許文献１】特開平５−２０７６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年、住宅への燃料電池や太陽光発電設備の導入が進みつつあり、このような住宅においては、燃料電池や太陽光発電設備により発電された直流電力を、各部屋に設置された直流コンセントに供給し、この直流コンセントに、直流電力の供給を受けて動作する直流機器を接続して使用することが検討されている。
【０００５】
直流電力の供給を受けて動作する直流機器としては、６Ｖ系、１２Ｖ系，２４Ｖ系など複数種類の直流電圧値で動作するものが存在するため、直流用のコンセントにも６Ｖ系、１２Ｖ系，２４Ｖ系など複数種類の系統があり、適合電圧値の異なる直流機器がコンセントに接続される可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、接続される直流機器の適合電圧値情報を取得し、適合電圧の違いに対応できる直流コンセントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、直流機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して直流機器に直流電力を供給するプラグ接続部と、プラグ接続部に接続される直流機器から、当該直流機器の適合電圧を示す適合電圧値情報を取得する電圧情報取得部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記電圧情報取得部は、プラグ接続部に接続された直流機器から、直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信する信号受信手段からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記電圧情報取得部は、前記プラグに設けられて前記適合電圧値情報を外部から非接触で読み取り可能な状態で記憶した記憶媒体より、前記適合電圧値情報を非接触で読み取る信号読取手段からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、プラグ接続部から直流機器に供給される直流電力の直流電圧値を検出する電圧検出部と、当該電圧検出部が検出した直流電圧値が、前記適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、外部から供給される直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部に供給する電圧変換部と、適合電圧値情報をもとに電圧変換部の出力電圧が適合電圧値となるように電圧変換部の出力を制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、直流機器のプラグが接続される際に電圧制御部が電圧変換部から適合電圧よりも低い最低動作電圧を出力させた状態で、電圧情報取得部が適合電圧値情報を取得し、当該適合電圧値情報に基づいて電圧制御部が電圧変換部の出力電圧を最低動作電圧から適合電圧に変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、電圧情報取得部により直流機器の適合電圧値情報を取得しているので、接続される直流機器の適合電圧に応じた処理を行うことができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、直流機器は、直流電圧に重畳させて適合電圧値情報を送信しているので、適合電圧値情報を送信するために別途の信号線を追加する必要が無く、電源ラインを利用して適合電圧値情報を送信することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、直流機器のプラグを信号読取手段の通信可能範囲内に近付けた時点で、プラグに設けた記憶媒体から適合電圧値情報が読み取られるので、プラグをプラグ接続部に接続する前に適合電圧値情報を読み取ることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、表示部の表示から、プラグ接続部より供給される直流電圧が直流機器の適合電圧と異なっているか否かを容易に判別することができる。ところで、分岐回路に直流電源を供給する分電盤から直流コンセントまでの配線長が長い場合、直流給電線路での電圧降下によって、プラグ接続部から供給される直流電圧が直流機器の適合電圧を下回る可能性があるが、その場合にも表示部の表示から、供給電圧が直流機器の適合電圧と異なっているか否かを容易に判別することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、直流機器の適合電圧に合わせて電圧変換部からの出力電圧を変化させているので、多種の適合電圧の直流機器を接続することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、電圧変換部から最低動作電圧を出力させた状態で、直流機器から適合電圧値情報を取得しているので、直流機器のプラグを接続した際に、適合電圧を越える電圧が直流機器に印加されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態の直流コンセント１は、後述する直流配電システムに使用されるものであり、直流電力の供給を受けて動作する直流機器１０２のプラグが着脱自在に接続され、接続された直流機器１０２に対して直流電力を供給するものである。
【００２１】
図１は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、後述する分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続され、入力端子部２に入力された直流電力をプラグ１０２ａを介して直流機器１０２に供給するプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４（電圧検出部）と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信することにより、直流機器１０２の適合電圧値を検出する機器電圧検知回路５（信号受信手段、電圧情報取得部）と、入力電圧検知回路４が検出した直流電圧値が、適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを、２色発光の発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音により表示する表示回路６（表示部）とを備えている。この直流コンセント１では、機器電圧検知回路５により直流機器１０２の適合電圧値情報を取得しているので、接続される直流機器１０２の適合電圧に応じた処理を行うことができる。また直流機器１０２は、直流電圧に重畳させて適合電圧値情報を送信しているので、適合電圧値情報を送信するために別途の信号線を追加する必要が無く、電源ラインを利用して適合電圧値情報を送信することができる。
【００２２】
ところで、宅内に設けた分電盤１１０から直流コンセント１までの配線長が長い場合、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下が発生して、プラグ接続部３から供給される直流電圧（すなわち入力端子部２に入力される直流電圧）が直流機器１０２の適合電圧を下回る可能性がある。ここで、本実施形態の直流コンセント１では入力電圧が直流機器１０２の適合電圧に一致している場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを緑色点灯させるとともに、入力電圧が適合電圧を下回った場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを赤色点灯させるとともに、ブザー６ｂを鳴動させているので、発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音をもとに適合電圧が供給されているか否かを容易に判別することができる。したがって、直流機器１０２を直流コンセント１に接続しても、適合電圧が供給されていないために直流機器１０２が不動作になった場合に、発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音から直流機器１０２の不動作の理由を判断することができる。
【００２３】
また、本実施形態の直流コンセント１の器体１０は、図２及び図３に示すように、耐トラッキング性に優れた熱硬化性合成樹脂（たとえば、ユリア樹脂）を用いて前面が開放された直方体状に形成されたボディ１１と、弾性を有しかつ耐トラッキング性に優れた合成樹脂（たとえば、ポリブチレンテレフタレート＝ＰＢＴ）を用いて後面が開放された直方体状に形成されたカバー１２とを結合することにより形成される。器体１０は後述する規定の単位寸法を有している。尚、以下の説明では特に断りが無い限り、図２（ａ）に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図２（ａ）中の正面を前面と言う。したがって、図２（ｂ）中の下側は後側となる。
【００２４】
ボディ１１の左右両端面には各一対の組立爪１３が突設されている。一方、カバー１２の左右両端部にはそれぞれ肩部１４が突設され、各肩部１４の後縁からボディ１１に向かってそれぞれ組立片１５が突設される。各組立片１５にはボディ１１に設けた組立爪１３と凹凸係合する各一対の係合孔１６が形成される。組立爪１３の前端部には前方ほどボディ１１からの突出量を小さくするように傾斜した誘導面１３ａが形成されている。したがって、ボディ１１にカバー１２を組み付けるときには、組立片１５が誘導面１３ａに沿って撓み、最終的に組立片１５に設けた係合孔１６が組立爪１３に嵌合することによって、ボディ１１とカバー１２とが結合される。このように、組立片１５を撓ませる必要があるから、カバー１２を弾性を有した合成樹脂で形成しているのである。
【００２５】
ボディ１１の内部には、正極用の刃受部材２０ａと負極用の刃受部材２０ｂとが収納されている。各刃受部材２０ａ，２０ｂは同一の形状に形成されており、互いに対向する一対のばね片２１と、両ばね片２１の基部を連続一体に結合する連結片２２とを備える。また一方のばね片２１の両側縁からは、互いに離れる向きに突出する形で端子片２３がばね片２１と連続一体に形成されている。またボディ１１内部の底側には、刃受部材２０ａ，２０ｂにそれぞれ電気的に接続されると共に、図１で説明した各回路要素が形成されたプリント配線板（図示せず）が収納されている。
【００２６】
さらにボディ１１の内部には、各刃受部材２０ａ，２０ｂの端子片２３と対向する形で鎖錠ばね２４が配置されている。鎖錠ばね２４は帯板の一端部をＪ字状に曲成して接触片２５を形成するとともに、他端部をＳ字状に曲成して鎖錠片２６を形成したものであって、接触片２５および鎖錠片２６を端子片２３に対向させる形でボディ１１内に収納される。また２個の鎖錠ばね２４の鎖錠片２６に対向するようにして、電線の接続状態を解除するための解除釦２７が収納されている。なおボディ１１の内部には、各刃受部材２０ａ，２０ｂの間に挿入される仕切り壁１７が設けられている。
【００２７】
またボディ１１の底面には、端子片２３と鎖錠ばね２４との間に電線を導入することができるように電線挿入口（図示せず）が開口している。この電線挿入口を通してボディ１１の内部に、直流給電線路Ｗｄｃを構成する電線の被覆が剥かれた芯線を導入すると、鎖錠ばね２４と端子片２３との間に電線の芯線が挿入され、接触片２５および鎖錠片２６のばね力によって電線が端子片２３との間に挟持され、かつ鎖錠片２６が電線に食い込むことによって電線を引き抜くことができなくなる。一方、電線の接続状態を解除する際には、解除釦２７に対応する部位でボディ１１の底面に開口する操作孔（図示せず）から、マイナスドライバーなどの工具の先端を挿入して解除釦２７を押動すると、解除釦２７によって鎖錠片２６が電線から離れる方向に撓められるので、電線の鎖錠状態が解除され、電線を容易に引き抜くことができる。ここにおいて、各刃受部材２０ａ，２０ｂの端子片２３や鎖錠ばね２４などから上述の入力端子部２が構成されている。
【００２８】
一方、カバー１２の前壁には、直流機器１０２のプラグ１０２ａに設けた一対の栓刃１０２ｂが挿抜自在に挿入される差込部１８が１口分形成されており、差込部１８には、各刃受部材２０ａ，２０ｂのばね片２１，２１に対応する部位にそれぞれ開口する一対の挿入口１８ａ，１８ｂを有している。ここにおいて、差込部１８と刃受部材２０ａ，２０ｂとで上述のプラグ接続部３が構成される。なお挿入口１８ａ，１８ｂは正極側と負極側とで長さ寸法を異ならせており、誤接続を防止している。また、カバー１２の前壁の右上部には、上述のプリント配線板に実装された発光ダイオード６ａの発光部を露出させるための窓孔１２ａが設けられている。
【００２９】
なお本実施形態ではプラグ接続部３の差込部１８を、一対の平行栓刃が挿入される挿入口１８ａ，１８ｂで構成しているが、プラグ接続部３の構成を上記の構成に限定する趣旨のものではなく、図４（ａ）に示すように丸ピン形状の接触ピンが挿入される挿入口１８ａ，１８ｂを有したプラグ接続部３としても良いし、図４（ｂ）に示すようにＩＥＣ６０９０６−３に準拠した形状の差込部１８を有するプラグ接続部３としても良く、種々の形態のプラグ接続部３を有する直流コンセント１に本発明を適用することが可能である。
【００３０】
上述の器体１０は、例えば埋込形配線器具を造営面に取着する際に用いる従来周知のプレートに取り付けられるものであって、カバー１２の両側面に設けた肩部１４にはプレートに結合するために各一対の取付爪１９が突設されている。取付爪１９の前端部には前方ほど肩部１４からの突出量を小さくするように傾斜した傾斜面１９ａが形成されている。本実施形態の器体１０は、規格化された上記のプレートに対して短幅方向に並べて３個まで取り付けることができるような大きさに形成されており、このような器体１０の寸法を１個モジュール寸法という。ここにおいて器体１０の大きさを１個モジュール寸法に限定する趣旨のものではなく、２個モジュール或いは３個モジュール寸法の大きさに形成しても良い。
【００３１】
なお本実施形態では、直流コンセント１側で直流機器１０２への供給電圧が直流機器１０２の適合電圧と異なっているか否かを判定しているが、図５に示すように直流機器１０２に、直流コンセント１からの供給電圧が適合電圧か否かを判定する判定回路１０２ｃと、判定回路１０２ｃの判定結果を直流電圧に重畳して直流コンセント１へ送信する送信回路１０２ｄを設けるとともに、直流コンセント１に、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２の送信回路１０２ｄから直流電圧に重畳して送信された信号を受信する受信回路７を設け、受信回路７の受信内容に基づいて表示回路６が発光ダイオード６ａの発光状態やブザー６ｂの鳴動状態を制御するようにしても良い。本回路では、プラグ接続部３に直流機器１０２のプラグ１０２ａを接続すると、直流コンセント１から直流機器１０２に直流電圧が供給される。直流コンセント１からの給電により、直流機器１０２の判定回路１０２ｃおよび送信回路１０２ｄが動作を開始し、判定回路１０２ｃが直流コンセント１から供給される直流電圧値が自己の適合電圧と異なっているか否かを判定して、判定結果を送信回路１０２ｄから送信させる。この時、直流コンセント１の受信回路７が直流機器１０２の送信回路１０２ｄから送信された信号を受信し、この受信内容に基づいて表示回路６が発光ダイオード６ａの発光色を切り替えたり、ブザー６ｂを鳴動又は停止させているので、上述と同様、発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音をもとに適合電圧が供給されているか否かを容易に判別することができる。
【００３２】
また図６に示すように直流機器１０２のプラグ１０２ａに、当該直流機器１０２の適合電圧を示す適合電圧値情報を外部から非接触で読み取り可能な状態で記憶したＲＦタグ１０２ｅ（記憶媒体）を組み込むとともに、直流コンセント１に、プラグ１０２ａに設けたＲＦタグ１０２ａとの間で電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信を行うことによって、非接触で適合電圧値情報を読み取るリーダ８を設け、表示回路６が、リーダ８の読み取った適合電圧値情報をもとに、入力電圧検知回路４の検出した直流電圧値が、適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを判定して、その判定結果を発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音で表示するようにしても良い。なお、リーダ８およびＲＦタグ１０２ｅは従来周知の構成を有しているので、図示および説明は省略する。
【００３３】
本回路では、ＲＦタグ１０２ｅを組み込んだプラグ１０２ａを直流コンセント１に近付けると、リーダ８の通信可能エリア内に入ったＲＦタグ１０２ｅが、リーダ８からの電力供給を受けて動作を開始し、ＲＦタグ１０２ｅから適合電圧値情報が無線信号により送信される。そして、ＲＦタグ１０２ｅから無線信号で送信された適合電圧値情報はリーダ８によって受信されて表示回路６に送られ、表示回路６が、入力電圧検知回路４の検知した入力電圧と、リーダ８が受信した適合電圧値情報の示す適合電圧値とを比較する。ここで、入力電圧が直流機器１０２の適合電圧に一致している場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを緑色点灯させ、入力電圧が適合電圧を下回った場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを赤色点灯させるとともに、ブザー６ｂを鳴動させている。したがって、本構成によれば、プラグ１０２ａを直流コンセント１に接続する前の時点、すなわちプラグ１０２ａに組み込んだＲＦタグ１０２ｅがリーダ８の通信可能範囲に入った時点で、ＲＦタグ１０２ｅから適合電圧値情報を読み取ることができ、さらに発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音をもとに適合電圧が供給されているか否かを容易に判別することができる。
【００３４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図７及び図８に基づいて説明する。尚、本実施形態の直流コンセント１は、実施形態１で説明した直流コンセント１と同様の構造を備えているので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３５】
図７は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されるプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部３に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（電圧変換部）と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４（電圧検出部）と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信することにより、直流機器１０２の適合電圧値を検出する機器電圧検知回路５（信号受信手段、電圧情報取得部）と、入力電圧検知回路４の検出電圧値および機器電圧検知回路５が検出した直流機器１０２の適合電圧値をもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が直流機器１０２の適合電圧値となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力を制御する制御回路３１（電圧制御部）とを備えている。
【００３６】
図８は分電盤１１０（図中Ｐ１の位置）から直流コンセント１の入力端子部２（図中Ｐ２の位置）に至るまでの直流給電線路Ｗｄｃの途中位置における直流電圧値およびプラグ接続部３の出力端（図中Ｐ３の位置）における直流電圧値をそれぞれ示しており、分電盤１１０から直流コンセント１までの配線長が長くなると、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下により、直流コンセント１への入力電圧Ｖｉｎが漸減し、直流コンセント１に接続される直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１を下回る場合がある。そして、直流コンセント１への入力電圧Ｖｉｎが直流機器１０２の正常動作電圧ΔＶ１よりも低い電圧Ｖ２となった場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を備えていない直流コンセント１に直流機器１０２を接続しても、直流機器１０２が正常に動作しない可能性がある。それに対して本実施形態の直流コンセント１では、機器電圧検知回路５が、実施形態１で説明したのと同様の方法で直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１を検出するとともに、入力電圧検知回路４が入力電圧Ｖｉｎを検出しており、制御回路３１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１に一致するよう、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。また制御回路３１は、直流機器１０２の適合電圧に合わせてＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を変化させているので、多種の適合電圧の直流機器１０２を接続することができる。
【００３７】
また、分電盤１１０から直流コンセント１に供給される直流電圧Ｖ３が、直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１と元々異なっている場合は、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下が無かったとしても、入力電圧Ｖｉｎが直流機器１０２の最低動作電圧Ｖ２を下回る可能性があるが、このような場合でも本実施形態の直流コンセント１では、直流機器１０２の適合電圧に出力電圧が一致するよう、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。
【００３８】
なお本実施形態では機器電圧検知回路５が、直流コンセント１に接続される直流機器１０２との間で直流電圧に重畳した信号の送受信を行うことで、直流機器１０２から適合電圧値情報を受信しているが、実施形態１で説明したように、直流機器１０２のプラグ１０２ａに、適合電圧値情報を記憶したＲＦタグを組み込むとともに、直流コンセント１にリーダを設け、ＲＦタグから非接触で適合電圧値情報を読み取るようにしても良い。また、直流コンセント１に出力電圧を切替操作するための切替スイッチを設け、ユーザによる切替スイッチの切替操作に応じて、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を切り替えるようにしても良い。
【００３９】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を図９及び図１０に基づいて説明する。尚、本実施形態の直流コンセント１は、実施形態１で説明した直流コンセント１と同様の構造を備えているので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４０】
図９は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されるプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部３に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（電圧変換部）と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された信号を受信する電圧信号受信回路３２（電圧情報取得部）と、電圧信号受信回路３２の受信した情報に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔが直流機器１０２の適合電圧値となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを制御する制御回路３１（電圧制御部）とを備えている。
【００４１】
ここで、本実施形態の直流コンセント１の動作を図１０（ａ）に基づいて説明する。実施形態２で説明した直流コンセント１では、直流機器１０２が接続される時点では、入力電圧Ｖｉｎをそのまま出力しており、その後直流機器１０２から適合電圧値情報を取得すると、出力電圧を適合電圧Ｖ１に制御しているのに対して、本実施形態では直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続されていない状態では（時刻ｔ１）、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを０Ｖに制御している。
【００４２】
直流コンセント１はプラグ１０２ａの挿入を検出する検出スイッチ（図示せず）を備えており、直流機器１０２のプラグ１０２ａがプラグ接続部３に接続されると、検出スイッチによりプラグ１０２ａの挿入が検出されて、検出信号が制御回路３１に与えられる。制御回路３１は、時刻ｔ２において検出スイッチから挿入検出信号が入力されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を開始させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを０Ｖから徐々に漸増させており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔが直流機器１０２の最低動作電圧を超えると、直流機器１０２が動作を開始する。
【００４３】
直流機器１０２は、直流コンセント１の出力電圧Ｖｏｕｔが適合電圧Ｖ１か否かを判定する判定回路１０２ｃと、判定回路１０２ｃの判定結果を直流電圧に重畳して直流コンセント１へ送信する送信回路１０２ｄを備えており、時刻ｔ３において出力電圧Ｖｏｕｔが適合電圧Ｖ１まで上昇したと判定回路１０２ｃが判定すると、送信回路１０２ｄから直流コンセント１へ判定回路１０２ｃの判定結果が送信される。
【００４４】
一方、直流コンセント１では、時刻ｔ３において電圧信号受信回路３２が直流機器１０２から送信された信号を受信すると、制御回路３１が、電圧信号受信回路３２の受信した信号の受信内容をもとに、直流機器１０２の適合電圧Ｖ１に達したと判断し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔの漸増制御を停止し、出力電圧Ｖｏｕｔを一定値（適合電圧Ｖ１）に制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。ここにおいて、本実施形態では直流機器１０２から適合電圧に達したことを示す情報（適合電圧値情報）を取得する電圧信号受信回路３２により電圧情報取得部が構成される。
【００４５】
このように本実施形態では、プラグ接続部３に直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続された時点ではＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が０Ｖとなっており、その後、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を０Ｖから漸増させ、出力電圧が適合電圧に達した時点でＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を一定値に制御しているので、プラグ１０２ａを接続した際に直流機器１０２に適合電圧を越える高電圧が印加されることはなく、直流機器１０２の内部回路に過大なストレスが加わるのを防止することができる。
【００４６】
なお本実施形態において、プラグ接続部３に直流機器１０２が接続されると、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を０Ｖから漸増させているが、図１０（ｂ）に示すように直流機器１０２が接続された時点（時刻ｔ１１）で直流機器１０２の送信回路１０２ｄが動作可能な電圧（例えば５Ｖ）を出力させるようにしても良く、この場合の直流コンセント１の動作を以下に説明する。尚、この場合は直流機器１０２側に送信回路１０２ｄのみを設けておけば良く、上述した判定回路１０２ｃは不要である。
【００４７】
直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続されていない状態では、制御回路３１はＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを０Ｖに制御している。その後、時刻ｔ１１において直流機器１０２のプラグ１０２ａがプラグ接続部３に接続されると、検出スイッチによりプラグ１０２ａの挿入が検出されて、検出信号が制御回路３１に与えられる。制御回路３１は、時刻ｔ１１において検出スイッチから挿入検出信号が入力されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を開始させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖに制御する。この時、直流機器１０２では、直流コンセント１からの電圧供給を受けて、送信回路１０２ｄが動作を開始し、送信回路１０２ｄから適合電圧値を示す適合電圧値情報を出力する。
【００４８】
そして、直流コンセント１では、時刻ｔ１２において電圧信号受信回路３２が直流機器１０２から送信された信号を受信すると、制御回路３１が、電圧信号受信回路３２の受信した適合電圧値情報をもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを適合電圧Ｖ１に制御しているので（時刻ｔ１３）、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。
【００４９】
このように本実施形態では、プラグ接続部３に直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続された時点では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が、直流機器１０２の適合電圧よりも低い最低動作電圧に設定され、この状態で電圧情報取得部たる電圧信号受信回路３２が直流機器１０２から適合電圧値情報を取得し、この適合電圧値情報に基づいて制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を最低動作電圧から適合電圧に変化させているので、プラグ１０２ａを接続した際に直流機器１０２に適合電圧を越える高電圧が印加されることはなく、直流機器１０２の内部回路に過大なストレスが加わるのを防止することができる。
【００５０】
（実施形態４）
本発明の実施形態４を図１１に基づいて説明する。尚、本実施形態の直流コンセント１は、実施形態１で説明した直流コンセント１と同様の構造を備えているので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５１】
図１１は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されるプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部３に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（電圧変換部）と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４（電圧検出部）と、直流機器１０２のプラグ１０２ａに設けたＲＦタグ１０２ａから非接触で適合電圧値情報を読み取るリーダ８と、入力電圧検知回路４の検出電圧値およびリーダ８が読み取った適合電圧値情報をもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が直流機器１０２の適合電圧値となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力を制御する制御回路３１（電圧制御部）とを備えている。
【００５２】
ここで、直流機器１０２のプラグ１０２ａには、適合電圧値情報を外部より非接触で読取可能な状態で記憶したＲＦタグ１０２ｅを組み込んであり、このようなプラグ１０２ａを直流コンセント１に近付けると、リーダ８の通信可能エリア内に入ったＲＦタグ１０２ｅが、リーダ８からの電力供給を受けて動作を開始し、ＲＦタグ１０２ｅから適合電圧値情報が無線信号により送信される。そして、ＲＦタグ１０２ｅから無線信号で送信された適合電圧値情報はリーダ８によって受信されて制御回路３１に送られる。また制御回路３１には、入力電圧検知回路４の検出した入力電圧値が入力されており、制御回路３１が、入力電圧の電圧値と、リーダ８から入力された適合電圧値情報とをもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔが直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１に一致するよう、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。
【００５３】
ところで、上述の各実施形態で説明した直流コンセント１は、以下に示す直流配電システムに用いられるものである。ここでは本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図１２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流給電線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流給電線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００５４】
直流給電線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流給電線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００５５】
直流給電線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００５６】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００５７】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流給電線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００５８】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００５９】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００６０】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流給電線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００６１】
上述した直流コンセント１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００６２】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（上記の例では例えば栓刃１０２ｂ）が差し込まれる差込式の接続口（例えば差込部１８）が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受け（例えば刃受部材２０ａ、２０ｂ）が器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流給電線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００６３】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００６４】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００６５】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００６６】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００６７】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００６８】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００６９】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００７０】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００７１】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００７２】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００７３】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００７４】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００７５】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流給電線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００７６】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００７７】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００７８】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００７９】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流供給部を設けることができるから、直流供給部を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流給電線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態１の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図２】同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は左側面図である。
【図３】同上の分解斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上のプラグ接続部の他の構成を示す正面図である。
【図５】同上の他の構成を示す概略的なブロック図である。
【図６】同上のまた別の構成を示す概略的なブロック図である。
【図７】実施形態２の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図８】同上の動作を説明する説明図である。
【図９】実施形態３の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図１１】実施形態４の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図１２】各実施形態の直流コンセントを用いる直流配電システムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 直流コンセント
２ 入力端子部
３ プラグ接続部
４ 入力電圧検知回路
５ 機器電圧検知回路（電圧情報取得部）
６ 表示回路
１０２ 直流機器
１０２ａ プラグ
Ｗｄｃ 直流給電線路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流コンセントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して動作電力を負荷機器に供給する交流コンセントが提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献に開示されるコンセントは負荷機器に対して交流電源を供給するためのものであり、一般家庭で使用される交流用の負荷機器の多くは、ＡＣ１００Ｖで動作するため、使用する電気機器の適合電圧値を気にせず、どのコンセントにも交流用の負荷機器を接続して使用することができた。
【特許文献１】特開平５−２０７６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年、住宅への燃料電池や太陽光発電設備の導入が進みつつあり、このような住宅においては、燃料電池や太陽光発電設備により発電された直流電力を、各部屋に設置された直流コンセントに供給し、この直流コンセントに、直流電力の供給を受けて動作する直流機器を接続して使用することが検討されている。
【０００５】
直流電力の供給を受けて動作する直流機器としては、６Ｖ系、１２Ｖ系，２４Ｖ系など複数種類の直流電圧値で動作するものが存在するため、直流用のコンセントにも６Ｖ系、１２Ｖ系，２４Ｖ系など複数種類の系統があり、適合電圧値の異なる直流機器がコンセントに接続される可能性があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、接続される直流機器の適合電圧値情報を取得し、適合電圧の違いに対応できる直流コンセントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、直流機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して直流機器に直流電力を供給するプラグ接続部と、プラグ接続部に接続される直流機器から、当該直流機器の適合電圧を示す適合電圧値情報を取得する電圧情報取得部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記電圧情報取得部は、プラグ接続部に接続された直流機器から、直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信する信号受信手段からなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記電圧情報取得部は、前記プラグに設けられて前記適合電圧値情報を外部から非接触で読み取り可能な状態で記憶した記憶媒体より、前記適合電圧値情報を非接触で読み取る信号読取手段からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、プラグ接続部から直流機器に供給される直流電力の直流電圧値を検出する電圧検出部と、当該電圧検出部が検出した直流電圧値が、前記適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れか１つの発明において、外部から供給される直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部に供給する電圧変換部と、適合電圧値情報をもとに電圧変換部の出力電圧が適合電圧値となるように電圧変換部の出力を制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、直流機器のプラグが接続される際に電圧制御部が電圧変換部から適合電圧よりも低い最低動作電圧を出力させた状態で、電圧情報取得部が適合電圧値情報を取得し、当該適合電圧値情報に基づいて電圧制御部が電圧変換部の出力電圧を最低動作電圧から適合電圧に変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、電圧情報取得部により直流機器の適合電圧値情報を取得しているので、接続される直流機器の適合電圧に応じた処理を行うことができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、直流機器は、直流電圧に重畳させて適合電圧値情報を送信しているので、適合電圧値情報を送信するために別途の信号線を追加する必要が無く、電源ラインを利用して適合電圧値情報を送信することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、直流機器のプラグを信号読取手段の通信可能範囲内に近付けた時点で、プラグに設けた記憶媒体から適合電圧値情報が読み取られるので、プラグをプラグ接続部に接続する前に適合電圧値情報を読み取ることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、表示部の表示から、プラグ接続部より供給される直流電圧が直流機器の適合電圧と異なっているか否かを容易に判別することができる。ところで、分岐回路に直流電源を供給する分電盤から直流コンセントまでの配線長が長い場合、直流給電線路での電圧降下によって、プラグ接続部から供給される直流電圧が直流機器の適合電圧を下回る可能性があるが、その場合にも表示部の表示から、供給電圧が直流機器の適合電圧と異なっているか否かを容易に判別することができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、直流機器の適合電圧に合わせて電圧変換部からの出力電圧を変化させているので、多種の適合電圧の直流機器を接続することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、電圧変換部から最低動作電圧を出力させた状態で、直流機器から適合電圧値情報を取得しているので、直流機器のプラグを接続した際に、適合電圧を越える電圧が直流機器に印加されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（実施形態１）
本発明の実施形態１を図１〜図６に基づいて説明する。本実施形態の直流コンセント１は、後述する直流配電システムに使用されるものであり、直流電力の供給を受けて動作する直流機器１０２のプラグが着脱自在に接続され、接続された直流機器１０２に対して直流電力を供給するものである。
【００２１】
図１は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、後述する分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続され、入力端子部２に入力された直流電力をプラグ１０２ａを介して直流機器１０２に供給するプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４（電圧検出部）と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信することにより、直流機器１０２の適合電圧値を検出する機器電圧検知回路５（信号受信手段、電圧情報取得部）と、入力電圧検知回路４が検出した直流電圧値が、適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを、２色発光の発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音により表示する表示回路６（表示部）とを備えている。この直流コンセント１では、機器電圧検知回路５により直流機器１０２の適合電圧値情報を取得しているので、接続される直流機器１０２の適合電圧に応じた処理を行うことができる。また直流機器１０２は、直流電圧に重畳させて適合電圧値情報を送信しているので、適合電圧値情報を送信するために別途の信号線を追加する必要が無く、電源ラインを利用して適合電圧値情報を送信することができる。
【００２２】
ところで、宅内に設けた分電盤１１０から直流コンセント１までの配線長が長い場合、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下が発生して、プラグ接続部３から供給される直流電圧（すなわち入力端子部２に入力される直流電圧）が直流機器１０２の適合電圧を下回る可能性がある。ここで、本実施形態の直流コンセント１では入力電圧が直流機器１０２の適合電圧に一致している場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを緑色点灯させるとともに、入力電圧が適合電圧を下回った場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを赤色点灯させるとともに、ブザー６ｂを鳴動させているので、発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音をもとに適合電圧が供給されているか否かを容易に判別することができる。したがって、直流機器１０２を直流コンセント１に接続しても、適合電圧が供給されていないために直流機器１０２が不動作になった場合に、発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音から直流機器１０２の不動作の理由を判断することができる。
【００２３】
また、本実施形態の直流コンセント１の器体１０は、図２及び図３に示すように、耐トラッキング性に優れた熱硬化性合成樹脂（たとえば、ユリア樹脂）を用いて前面が開放された直方体状に形成されたボディ１１と、弾性を有しかつ耐トラッキング性に優れた合成樹脂（たとえば、ポリブチレンテレフタレート＝ＰＢＴ）を用いて後面が開放された直方体状に形成されたカバー１２とを結合することにより形成される。器体１０は後述する規定の単位寸法を有している。尚、以下の説明では特に断りが無い限り、図２（ａ）に示す向きにおいて上下左右の方向を規定し、図２（ａ）中の正面を前面と言う。したがって、図２（ｂ）中の下側は後側となる。
【００２４】
ボディ１１の左右両端面には各一対の組立爪１３が突設されている。一方、カバー１２の左右両端部にはそれぞれ肩部１４が突設され、各肩部１４の後縁からボディ１１に向かってそれぞれ組立片１５が突設される。各組立片１５にはボディ１１に設けた組立爪１３と凹凸係合する各一対の係合孔１６が形成される。組立爪１３の前端部には前方ほどボディ１１からの突出量を小さくするように傾斜した誘導面１３ａが形成されている。したがって、ボディ１１にカバー１２を組み付けるときには、組立片１５が誘導面１３ａに沿って撓み、最終的に組立片１５に設けた係合孔１６が組立爪１３に嵌合することによって、ボディ１１とカバー１２とが結合される。このように、組立片１５を撓ませる必要があるから、カバー１２を弾性を有した合成樹脂で形成しているのである。
【００２５】
ボディ１１の内部には、正極用の刃受部材２０ａと負極用の刃受部材２０ｂとが収納されている。各刃受部材２０ａ，２０ｂは同一の形状に形成されており、互いに対向する一対のばね片２１と、両ばね片２１の基部を連続一体に結合する連結片２２とを備える。また一方のばね片２１の両側縁からは、互いに離れる向きに突出する形で端子片２３がばね片２１と連続一体に形成されている。またボディ１１内部の底側には、刃受部材２０ａ，２０ｂにそれぞれ電気的に接続されると共に、図１で説明した各回路要素が形成されたプリント配線板（図示せず）が収納されている。
【００２６】
さらにボディ１１の内部には、各刃受部材２０ａ，２０ｂの端子片２３と対向する形で鎖錠ばね２４が配置されている。鎖錠ばね２４は帯板の一端部をＪ字状に曲成して接触片２５を形成するとともに、他端部をＳ字状に曲成して鎖錠片２６を形成したものであって、接触片２５および鎖錠片２６を端子片２３に対向させる形でボディ１１内に収納される。また２個の鎖錠ばね２４の鎖錠片２６に対向するようにして、電線の接続状態を解除するための解除釦２７が収納されている。なおボディ１１の内部には、各刃受部材２０ａ，２０ｂの間に挿入される仕切り壁１７が設けられている。
【００２７】
またボディ１１の底面には、端子片２３と鎖錠ばね２４との間に電線を導入することができるように電線挿入口（図示せず）が開口している。この電線挿入口を通してボディ１１の内部に、直流給電線路Ｗｄｃを構成する電線の被覆が剥かれた芯線を導入すると、鎖錠ばね２４と端子片２３との間に電線の芯線が挿入され、接触片２５および鎖錠片２６のばね力によって電線が端子片２３との間に挟持され、かつ鎖錠片２６が電線に食い込むことによって電線を引き抜くことができなくなる。一方、電線の接続状態を解除する際には、解除釦２７に対応する部位でボディ１１の底面に開口する操作孔（図示せず）から、マイナスドライバーなどの工具の先端を挿入して解除釦２７を押動すると、解除釦２７によって鎖錠片２６が電線から離れる方向に撓められるので、電線の鎖錠状態が解除され、電線を容易に引き抜くことができる。ここにおいて、各刃受部材２０ａ，２０ｂの端子片２３や鎖錠ばね２４などから上述の入力端子部２が構成されている。
【００２８】
一方、カバー１２の前壁には、直流機器１０２のプラグ１０２ａに設けた一対の栓刃１０２ｂが挿抜自在に挿入される差込部１８が１口分形成されており、差込部１８には、各刃受部材２０ａ，２０ｂのばね片２１，２１に対応する部位にそれぞれ開口する一対の挿入口１８ａ，１８ｂを有している。ここにおいて、差込部１８と刃受部材２０ａ，２０ｂとで上述のプラグ接続部３が構成される。なお挿入口１８ａ，１８ｂは正極側と負極側とで長さ寸法を異ならせており、誤接続を防止している。また、カバー１２の前壁の右上部には、上述のプリント配線板に実装された発光ダイオード６ａの発光部を露出させるための窓孔１２ａが設けられている。
【００２９】
なお本実施形態ではプラグ接続部３の差込部１８を、一対の平行栓刃が挿入される挿入口１８ａ，１８ｂで構成しているが、プラグ接続部３の構成を上記の構成に限定する趣旨のものではなく、図４（ａ）に示すように丸ピン形状の接触ピンが挿入される挿入口１８ａ，１８ｂを有したプラグ接続部３としても良いし、図４（ｂ）に示すようにＩＥＣ６０９０６−３に準拠した形状の差込部１８を有するプラグ接続部３としても良く、種々の形態のプラグ接続部３を有する直流コンセント１に本発明を適用することが可能である。
【００３０】
上述の器体１０は、例えば埋込形配線器具を造営面に取着する際に用いる従来周知のプレートに取り付けられるものであって、カバー１２の両側面に設けた肩部１４にはプレートに結合するために各一対の取付爪１９が突設されている。取付爪１９の前端部には前方ほど肩部１４からの突出量を小さくするように傾斜した傾斜面１９ａが形成されている。本実施形態の器体１０は、規格化された上記のプレートに対して短幅方向に並べて３個まで取り付けることができるような大きさに形成されており、このような器体１０の寸法を１個モジュール寸法という。ここにおいて器体１０の大きさを１個モジュール寸法に限定する趣旨のものではなく、２個モジュール或いは３個モジュール寸法の大きさに形成しても良い。
【００３１】
なお本実施形態では、直流コンセント１側で直流機器１０２への供給電圧が直流機器１０２の適合電圧と異なっているか否かを判定しているが、図５に示すように直流機器１０２に、直流コンセント１からの供給電圧が適合電圧か否かを判定する判定回路１０２ｃと、判定回路１０２ｃの判定結果を直流電圧に重畳して直流コンセント１へ送信する送信回路１０２ｄを設けるとともに、直流コンセント１に、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２の送信回路１０２ｄから直流電圧に重畳して送信された信号を受信する受信回路７を設け、受信回路７の受信内容に基づいて表示回路６が発光ダイオード６ａの発光状態やブザー６ｂの鳴動状態を制御するようにしても良い。本回路では、プラグ接続部３に直流機器１０２のプラグ１０２ａを接続すると、直流コンセント１から直流機器１０２に直流電圧が供給される。直流コンセント１からの給電により、直流機器１０２の判定回路１０２ｃおよび送信回路１０２ｄが動作を開始し、判定回路１０２ｃが直流コンセント１から供給される直流電圧値が自己の適合電圧と異なっているか否かを判定して、判定結果を送信回路１０２ｄから送信させる。この時、直流コンセント１の受信回路７が直流機器１０２の送信回路１０２ｄから送信された信号を受信し、この受信内容に基づいて表示回路６が発光ダイオード６ａの発光色を切り替えたり、ブザー６ｂを鳴動又は停止させているので、上述と同様、発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音をもとに適合電圧が供給されているか否かを容易に判別することができる。
【００３２】
また図６に示すように直流機器１０２のプラグ１０２ａに、当該直流機器１０２の適合電圧を示す適合電圧値情報を外部から非接触で読み取り可能な状態で記憶したＲＦタグ１０２ｅ（記憶媒体）を組み込むとともに、直流コンセント１に、プラグ１０２ａに設けたＲＦタグ１０２ａとの間で電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信を行うことによって、非接触で適合電圧値情報を読み取るリーダ８を設け、表示回路６が、リーダ８の読み取った適合電圧値情報をもとに、入力電圧検知回路４の検出した直流電圧値が、適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを判定して、その判定結果を発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音で表示するようにしても良い。なお、リーダ８およびＲＦタグ１０２ｅは従来周知の構成を有しているので、図示および説明は省略する。
【００３３】
本回路では、ＲＦタグ１０２ｅを組み込んだプラグ１０２ａを直流コンセント１に近付けると、リーダ８の通信可能エリア内に入ったＲＦタグ１０２ｅが、リーダ８からの電力供給を受けて動作を開始し、ＲＦタグ１０２ｅから適合電圧値情報が無線信号により送信される。そして、ＲＦタグ１０２ｅから無線信号で送信された適合電圧値情報はリーダ８によって受信されて表示回路６に送られ、表示回路６が、入力電圧検知回路４の検知した入力電圧と、リーダ８が受信した適合電圧値情報の示す適合電圧値とを比較する。ここで、入力電圧が直流機器１０２の適合電圧に一致している場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを緑色点灯させ、入力電圧が適合電圧を下回った場合は、表示回路６が発光ダイオード６ａを赤色点灯させるとともに、ブザー６ｂを鳴動させている。したがって、本構成によれば、プラグ１０２ａを直流コンセント１に接続する前の時点、すなわちプラグ１０２ａに組み込んだＲＦタグ１０２ｅがリーダ８の通信可能範囲に入った時点で、ＲＦタグ１０２ｅから適合電圧値情報を読み取ることができ、さらに発光ダイオード６ａの発光色やブザー６ｂの鳴動音をもとに適合電圧が供給されているか否かを容易に判別することができる。
【００３４】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図７及び図８に基づいて説明する。尚、本実施形態の直流コンセント１は、実施形態１で説明した直流コンセント１と同様の構造を備えているので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３５】
図７は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されるプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部３に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（電圧変換部）と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４（電圧検出部）と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信することにより、直流機器１０２の適合電圧値を検出する機器電圧検知回路５（信号受信手段、電圧情報取得部）と、入力電圧検知回路４の検出電圧値および機器電圧検知回路５が検出した直流機器１０２の適合電圧値をもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が直流機器１０２の適合電圧値となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力を制御する制御回路３１（電圧制御部）とを備えている。
【００３６】
図８は分電盤１１０（図中Ｐ１の位置）から直流コンセント１の入力端子部２（図中Ｐ２の位置）に至るまでの直流給電線路Ｗｄｃの途中位置における直流電圧値およびプラグ接続部３の出力端（図中Ｐ３の位置）における直流電圧値をそれぞれ示しており、分電盤１１０から直流コンセント１までの配線長が長くなると、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下により、直流コンセント１への入力電圧Ｖｉｎが漸減し、直流コンセント１に接続される直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１を下回る場合がある。そして、直流コンセント１への入力電圧Ｖｉｎが直流機器１０２の正常動作電圧ΔＶ１よりも低い電圧Ｖ２となった場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０を備えていない直流コンセント１に直流機器１０２を接続しても、直流機器１０２が正常に動作しない可能性がある。それに対して本実施形態の直流コンセント１では、機器電圧検知回路５が、実施形態１で説明したのと同様の方法で直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１を検出するとともに、入力電圧検知回路４が入力電圧Ｖｉｎを検出しており、制御回路３１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１に一致するよう、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。また制御回路３１は、直流機器１０２の適合電圧に合わせてＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を変化させているので、多種の適合電圧の直流機器１０２を接続することができる。
【００３７】
また、分電盤１１０から直流コンセント１に供給される直流電圧Ｖ３が、直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１と元々異なっている場合は、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下が無かったとしても、入力電圧Ｖｉｎが直流機器１０２の最低動作電圧Ｖ２を下回る可能性があるが、このような場合でも本実施形態の直流コンセント１では、直流機器１０２の適合電圧に出力電圧が一致するよう、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。
【００３８】
なお本実施形態では機器電圧検知回路５が、直流コンセント１に接続される直流機器１０２との間で直流電圧に重畳した信号の送受信を行うことで、直流機器１０２から適合電圧値情報を受信しているが、実施形態１で説明したように、直流機器１０２のプラグ１０２ａに、適合電圧値情報を記憶したＲＦタグを組み込むとともに、直流コンセント１にリーダを設け、ＲＦタグから非接触で適合電圧値情報を読み取るようにしても良い。また、直流コンセント１に出力電圧を切替操作するための切替スイッチを設け、ユーザによる切替スイッチの切替操作に応じて、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を切り替えるようにしても良い。
【００３９】
（実施形態３）
本発明の実施形態３を図９及び図１０に基づいて説明する。尚、本実施形態の直流コンセント１は、実施形態１で説明した直流コンセント１と同様の構造を備えているので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４０】
図９は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されるプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部３に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（電圧変換部）と、プラグ接続部３に接続された直流機器１０２から直流電圧に重畳して送信された信号を受信する電圧信号受信回路３２（電圧情報取得部）と、電圧信号受信回路３２の受信した情報に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔが直流機器１０２の適合電圧値となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを制御する制御回路３１（電圧制御部）とを備えている。
【００４１】
ここで、本実施形態の直流コンセント１の動作を図１０（ａ）に基づいて説明する。実施形態２で説明した直流コンセント１では、直流機器１０２が接続される時点では、入力電圧Ｖｉｎをそのまま出力しており、その後直流機器１０２から適合電圧値情報を取得すると、出力電圧を適合電圧Ｖ１に制御しているのに対して、本実施形態では直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続されていない状態では（時刻ｔ１）、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを０Ｖに制御している。
【００４２】
直流コンセント１はプラグ１０２ａの挿入を検出する検出スイッチ（図示せず）を備えており、直流機器１０２のプラグ１０２ａがプラグ接続部３に接続されると、検出スイッチによりプラグ１０２ａの挿入が検出されて、検出信号が制御回路３１に与えられる。制御回路３１は、時刻ｔ２において検出スイッチから挿入検出信号が入力されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を開始させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを０Ｖから徐々に漸増させており、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔが直流機器１０２の最低動作電圧を超えると、直流機器１０２が動作を開始する。
【００４３】
直流機器１０２は、直流コンセント１の出力電圧Ｖｏｕｔが適合電圧Ｖ１か否かを判定する判定回路１０２ｃと、判定回路１０２ｃの判定結果を直流電圧に重畳して直流コンセント１へ送信する送信回路１０２ｄを備えており、時刻ｔ３において出力電圧Ｖｏｕｔが適合電圧Ｖ１まで上昇したと判定回路１０２ｃが判定すると、送信回路１０２ｄから直流コンセント１へ判定回路１０２ｃの判定結果が送信される。
【００４４】
一方、直流コンセント１では、時刻ｔ３において電圧信号受信回路３２が直流機器１０２から送信された信号を受信すると、制御回路３１が、電圧信号受信回路３２の受信した信号の受信内容をもとに、直流機器１０２の適合電圧Ｖ１に達したと判断し、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔの漸増制御を停止し、出力電圧Ｖｏｕｔを一定値（適合電圧Ｖ１）に制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。ここにおいて、本実施形態では直流機器１０２から適合電圧に達したことを示す情報（適合電圧値情報）を取得する電圧信号受信回路３２により電圧情報取得部が構成される。
【００４５】
このように本実施形態では、プラグ接続部３に直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続された時点ではＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が０Ｖとなっており、その後、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を０Ｖから漸増させ、出力電圧が適合電圧に達した時点でＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を一定値に制御しているので、プラグ１０２ａを接続した際に直流機器１０２に適合電圧を越える高電圧が印加されることはなく、直流機器１０２の内部回路に過大なストレスが加わるのを防止することができる。
【００４６】
なお本実施形態において、プラグ接続部３に直流機器１０２が接続されると、制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を０Ｖから漸増させているが、図１０（ｂ）に示すように直流機器１０２が接続された時点（時刻ｔ１１）で直流機器１０２の送信回路１０２ｄが動作可能な電圧（例えば５Ｖ）を出力させるようにしても良く、この場合の直流コンセント１の動作を以下に説明する。尚、この場合は直流機器１０２側に送信回路１０２ｄのみを設けておけば良く、上述した判定回路１０２ｃは不要である。
【００４７】
直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続されていない状態では、制御回路３１はＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを０Ｖに制御している。その後、時刻ｔ１１において直流機器１０２のプラグ１０２ａがプラグ接続部３に接続されると、検出スイッチによりプラグ１０２ａの挿入が検出されて、検出信号が制御回路３１に与えられる。制御回路３１は、時刻ｔ１１において検出スイッチから挿入検出信号が入力されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を開始させ、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを５Ｖに制御する。この時、直流機器１０２では、直流コンセント１からの電圧供給を受けて、送信回路１０２ｄが動作を開始し、送信回路１０２ｄから適合電圧値を示す適合電圧値情報を出力する。
【００４８】
そして、直流コンセント１では、時刻ｔ１２において電圧信号受信回路３２が直流機器１０２から送信された信号を受信すると、制御回路３１が、電圧信号受信回路３２の受信した適合電圧値情報をもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔを適合電圧Ｖ１に制御しているので（時刻ｔ１３）、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。
【００４９】
このように本実施形態では、プラグ接続部３に直流機器１０２のプラグ１０２ａが接続された時点では、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が、直流機器１０２の適合電圧よりも低い最低動作電圧に設定され、この状態で電圧情報取得部たる電圧信号受信回路３２が直流機器１０２から適合電圧値情報を取得し、この適合電圧値情報に基づいて制御回路３１がＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧を最低動作電圧から適合電圧に変化させているので、プラグ１０２ａを接続した際に直流機器１０２に適合電圧を越える高電圧が印加されることはなく、直流機器１０２の内部回路に過大なストレスが加わるのを防止することができる。
【００５０】
（実施形態４）
本発明の実施形態４を図１１に基づいて説明する。尚、本実施形態の直流コンセント１は、実施形態１で説明した直流コンセント１と同様の構造を備えているので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５１】
図１１は本実施形態の直流コンセント１のブロック図であり、分電盤１１０からの直流給電線路Ｗｄｃが接続される入力端子部２と、直流機器１０２のプラグ１０２ａが着脱自在に接続されるプラグ接続部３と、入力端子部２に入力された直流電力の電圧値を変換してプラグ接続部３に供給するＤＣ−ＤＣコンバータ３０（電圧変換部）と、入力端子部２に入力された直流電圧の電圧値を検出する入力電圧検知回路４（電圧検出部）と、直流機器１０２のプラグ１０２ａに設けたＲＦタグ１０２ａから非接触で適合電圧値情報を読み取るリーダ８と、入力電圧検知回路４の検出電圧値およびリーダ８が読み取った適合電圧値情報をもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧が直流機器１０２の適合電圧値となるようにＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力を制御する制御回路３１（電圧制御部）とを備えている。
【００５２】
ここで、直流機器１０２のプラグ１０２ａには、適合電圧値情報を外部より非接触で読取可能な状態で記憶したＲＦタグ１０２ｅを組み込んであり、このようなプラグ１０２ａを直流コンセント１に近付けると、リーダ８の通信可能エリア内に入ったＲＦタグ１０２ｅが、リーダ８からの電力供給を受けて動作を開始し、ＲＦタグ１０２ｅから適合電圧値情報が無線信号により送信される。そして、ＲＦタグ１０２ｅから無線信号で送信された適合電圧値情報はリーダ８によって受信されて制御回路３１に送られる。また制御回路３１には、入力電圧検知回路４の検出した入力電圧値が入力されており、制御回路３１が、入力電圧の電圧値と、リーダ８から入力された適合電圧値情報とをもとに、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の出力電圧Ｖｏｕｔが直流機器１０２の適合電圧値Ｖ１に一致するよう、ＤＣ−ＤＣコンバータ３０の動作を制御しているので、直流コンセント１に接続される直流機器１０２に対して適合電圧を供給し、正常に動作させることができる。
【００５３】
ところで、上述の各実施形態で説明した直流コンセント１は、以下に示す直流配電システムに用いられるものである。ここでは本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。家屋Ｈには、図１２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される負荷としての直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流給電線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流給電線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。
【００５４】
直流給電線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流給電線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。
【００５５】
直流給電線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。
【００５６】
図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなる玄関システムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。
【００５７】
上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２および玄関システムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流給電線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２と玄関システムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。
【００５８】
情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で家屋Ｈに先行配置（家屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。
【００５９】
照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、家屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、家屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。
【００６０】
照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流給電線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。
【００６１】
上述した直流コンセント１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。
【００６２】
これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（上記の例では例えば栓刃１０２ｂ）が差し込まれる差込式の接続口（例えば差込部１８）が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受け（例えば刃受部材２０ａ、２０ｂ）が器体に保持された構造を有している。すなわち、直流アウトレットは接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流給電線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。
【００６３】
宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。
【００６４】
センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。
【００６５】
宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。
【００６６】
宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。
【００６７】
通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。
【００６８】
また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。
【００６９】
宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。
【００７０】
宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。
【００７１】
機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。
【００７２】
ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。
【００７３】
直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。
【００７４】
分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。
【００７５】
直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流給電線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。
【００７６】
上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。
【００７７】
上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。
【００７８】
上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。
【００７９】
この場合、家屋Ｈの各階や各部屋を単位として直流供給部を設けることができるから、直流供給部を系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流給電線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流給電線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態１の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図２】同上を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は左側面図である。
【図３】同上の分解斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上のプラグ接続部の他の構成を示す正面図である。
【図５】同上の他の構成を示す概略的なブロック図である。
【図６】同上のまた別の構成を示す概略的なブロック図である。
【図７】実施形態２の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図８】同上の動作を説明する説明図である。
【図９】実施形態３の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は同上の動作を説明する説明図である。
【図１１】実施形態４の直流コンセントの概略的なブロック図である。
【図１２】各実施形態の直流コンセントを用いる直流配電システムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ 直流コンセント
２ 入力端子部
３ プラグ接続部
４ 入力電圧検知回路
５ 機器電圧検知回路（電圧情報取得部）
６ 表示回路
１０２ 直流機器
１０２ａ プラグ
Ｗｄｃ 直流給電線路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力の供給を受けて動作する直流機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して直流機器に直流電力を供給するプラグ接続部と、プラグ接続部に接続される直流機器から、当該直流機器の適合電圧を示す適合電圧値情報を取得する電圧情報取得部とを備えたことを特徴とする直流コンセント。
【請求項２】
前記電圧情報取得部は、プラグ接続部に接続された直流機器から、直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信する信号受信手段からなることを特徴とする請求項１記載の直流コンセント。
【請求項３】
前記電圧情報取得部は、前記プラグに設けられて前記適合電圧値情報を外部から非接触で読み取り可能な状態で記憶した記憶媒体より、前記適合電圧値情報を非接触で読み取る信号読取手段からなることを特徴とする請求項１記載の直流コンセント。
【請求項４】
プラグ接続部から直流機器に供給される直流電力の直流電圧値を検出する電圧検出部と、当該電圧検出部が検出した直流電圧値が、前記適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを表示する表示部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の直流コンセント。
【請求項５】
外部から供給される直流電力の電圧値を変換して前記プラグ接続部に供給する電圧変換部と、前記適合電圧値情報をもとに電圧変換部の出力電圧が前記適合電圧値となるように電圧変換部の出力を制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の直流コンセント。
【請求項６】
前記直流機器のプラグが接続される際に前記電圧制御部が前記電圧変換部から前記適合電圧よりも低い最低動作電圧を出力させた状態で、前記電圧情報取得部が適合電圧値情報を取得し、当該適合電圧値情報に基づいて電圧制御部が電圧変換部の出力電圧を最低動作電圧から適合電圧に変化させることを特徴とする請求項５記載の直流コンセント。
【請求項１】
直流電力の供給を受けて動作する直流機器のプラグが着脱自在に接続され、当該プラグを介して直流機器に直流電力を供給するプラグ接続部と、プラグ接続部に接続される直流機器から、当該直流機器の適合電圧を示す適合電圧値情報を取得する電圧情報取得部とを備えたことを特徴とする直流コンセント。
【請求項２】
前記電圧情報取得部は、プラグ接続部に接続された直流機器から、直流電圧に重畳して送信された適合電圧値情報を受信する信号受信手段からなることを特徴とする請求項１記載の直流コンセント。
【請求項３】
前記電圧情報取得部は、前記プラグに設けられて前記適合電圧値情報を外部から非接触で読み取り可能な状態で記憶した記憶媒体より、前記適合電圧値情報を非接触で読み取る信号読取手段からなることを特徴とする請求項１記載の直流コンセント。
【請求項４】
プラグ接続部から直流機器に供給される直流電力の直流電圧値を検出する電圧検出部と、当該電圧検出部が検出した直流電圧値が、前記適合電圧値情報の示す適合電圧と異なるか否かを表示する表示部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の直流コンセント。
【請求項５】
外部から供給される直流電力の電圧値を変換して前記プラグ接続部に供給する電圧変換部と、前記適合電圧値情報をもとに電圧変換部の出力電圧が前記適合電圧値となるように電圧変換部の出力を制御する電圧制御部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の直流コンセント。
【請求項６】
前記直流機器のプラグが接続される際に前記電圧制御部が前記電圧変換部から前記適合電圧よりも低い最低動作電圧を出力させた状態で、前記電圧情報取得部が適合電圧値情報を取得し、当該適合電圧値情報に基づいて電圧制御部が電圧変換部の出力電圧を最低動作電圧から適合電圧に変化させることを特徴とする請求項５記載の直流コンセント。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１５１９４７（Ｐ２００９−１５１９４７Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６３３９（Ｐ２００７−３２６３３９）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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