(57)【要約】【課題】設置箇所に関わらず停電などが起きても特定の時間帯だけ正確に給電できるコンセント装置を提供する。【解決手段】分電盤１３から引き出された第１給電線１４によって給電される第１コンセント２１と、第１給電線１４を開閉する半導体スイッチ３０と、第１給電線１４に連なる電線又は第１給電線１４に飛来した標準電波の標準電波信号を取り出す同調回路５８と、時刻を計時する計時部５３と、同調回路５８で取り出された標準電波信号又は内蔵アンテナ５５で受信された標準電波信号に基づいて時刻を補正するマイコン５１とを具備する電波時計部５０と、電波時計部５０で計時された時刻を出力する出力部５６と、出力部５６から出力された時刻に基づいて半導体スイッチ３０をＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ制御部４０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分電盤から引き出された第１給電線によって給電される第１コンセントと、
前記第１給電線を開閉するスイッチと、
前記第１給電線又はこれに連なる電線に飛来した標準電波の標準電波信号を取り出す取出部と、
時刻を計時する計時部と、前記取出部で取り出された前記標準電波信号又は内蔵アンテナで受信された標準電波信号に基づいて時刻を補正する補正部とを具備する電波時計部と、
前記電波時計部で計時された時刻を出力する出力部と、
前記出力部から出力された時刻に基づいて前記スイッチをＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ制御部と、を備えることを特徴とするコンセント装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコンセント装置であって、
前記標準電波を受信する外部アンテナと、前記外部アンテナの受信した標準電波信号又はこれを増幅した信号のうちいずれか一方を電磁的又は静電的な手法により前記第１給電線に連なる電線又は前記第１給電線上に乗せる結合部と、を具備する電波受信部を備えることを特徴とするコンセント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンセント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気料金の料金体系として、特定の時間帯（例えば、２３時〜７時の夜間時間帯）の電気料金単価を通常の電気料金単価より安く設定する契約が知られている。これによって、需要家は単価の安い夜間時間帯に電気機器を使用することで電気料金を安くでき、電力会社は昼間と夜間の電力消費量の平準化を促進できる。
【０００３】
上記の契約を結んだ需要家に対して、夜間時間帯の電力利用を促進させるための技術として、例えば、下記の特許文献１に記載のものが提案されている。このものでは、管理センタからインターネットを通じて分電盤に指令信号が出力され、指定時刻に分電盤に接続された各コンセントのＯＮ／ＯＦＦを切り替える構成となっている。これにより、夜間時間帯に使用したい電気機器が接続されたコンセントに対して、夜間時間帯だけ給電するなどのサービスを提供することができる。
【０００４】
しかし、特許文献１の技術ではサービスの提供を受ける需要家の各分電盤に制御用の装置を取り付け、更に取り付けた装置と管理センタとをインターネットで接続することが必要であり、大掛かりなシステムとなってしまうので、実用的でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、コンセントを夜間時間帯などの特定の時間帯だけ使用可能とするには、例えば、コンセントにタイマを設けておき、設定した時間になると分電盤からコンセントに給電される構成としておけばよい。しかし、単にタイマを設けただけの構成では、停電などが起きた際にタイマで計時された時刻が狂ってしまう虞がある。そこで、コンセントに電波時計を内蔵させ、これをタイマとして使用することで、計時された時刻を補正する構成が考えられる。
【０００７】
しかし、コンセントは、コンセントボックスに収容された状態で壁に埋めまれるなど、電波が届き難い箇所に設置されることがほとんであり、コンセントに電波時計を内蔵させたとしても、電波を安定的に受信できない。本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電波が届き難い箇所に設置されても電波を定期的に受信することで設置場所を選ばず、料金体系に対応可能なコンセント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、分電盤から引き出された第１給電線によって給電される第１コンセントと、前記第１給電線を開閉するスイッチと、前記第１給電線に連なる電線又は前記第１給電線に飛来する標準電波の標準電波信号を取り出す取出部と、時刻の計時を行う計時部と、前記取出部で取り出された前記標準電波信号又は内蔵アンテナで受信された標準電波信号に基づいて計時された時刻を補正する補正部とを具備する電波時計部と、前記電波時計部で計時された時刻を出力する出力部と、前記出力部から出力された時刻に基づいて前記スイッチをＯＮ／ＯＦＦさせるスイッチ制御部と、を備えることに特徴を有する。
【０００９】
本発明の実施態様として、以下の構成とすることが好ましい。
前記標準電波を受信する外部アンテナと、前記外部アンテナの受信した標準電波信号又はこれを増幅した信号のうちいずれか一方を電磁的又は静電的な手法により前記第１給電線に連なる電線又は前記第１給電線上に乗せる結合部と、を具備する電波受信部を備えることを特徴とする。このような構成とすれば、前記第１給電線に連なる電線又は前記第１給電線に飛来する標準電波信号に加えて、外部アンテナで受信された標準電波信号が取出部に出力される。このため、取出部に出力される信号の信号レベルをより高くすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１コンセントをＯＮ／ＯＦＦさせるタイマ機能を電波時計部を用いて実現させているため、停電などにより、電波時計部から出力される時刻が一時的に狂っても、標準電波によって時刻の補正が可能であり、設定した時間通りにタイマ機能を働かせることが可能となる。そして、例えば、コンセント装置が金属製のコンセントボックスなどに収容され、静電遮蔽により内蔵アンテナが電波受信できない場合であっても、第１給電線に連なる電線又は第１給電線に飛来した標準電波の受信信号を取り出すことができる。以上のことから、電波が届き難い箇所に設置されても電波を定期的に受信し、停電などが起きても特定の時間帯だけ正確に給電できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】コンセント装置の設置箇所を示す図
【図２】コンセント装置を示す斜視図
【図３】コンセント装置の電気的構成を示す図
【図４】スイッチ制御部の構成の一例を示す図
【図５】実施形態２のコンセント装置の電気的構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図４によって説明する。
（１）構成
図１に示すように、配電用の高圧線１０には変圧器１１を介して低圧線１６が接続されており、高圧線１０に印加された高電圧（例えば、６６００Ｖ）が変圧器１１にて低電圧（例えば、１００Ｖ）に降圧されている。そして、低圧線１６には、引込線１７及びメータ１２を介して分電盤１３が接続されている。
【００１３】
分電盤１３は例えば、図１に示すように家屋１８内に設置されている。分電盤１３からは複数の給電線が伸びており、そのうちの一本（以下、第１給電線１４）が家屋１８に隣接する車庫１９に引き込まれている。車庫１９には、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）のバッテリを充電するためのコンセント装置２０が設けられている。
【００１４】
図２には、コンセント装置２０の斜視図が示されている。コンセント装置２０は、例えば、車庫１９の壁面１９Ａに形成されたコンセント取付用の凹部に埋め込まれて設置されている。コンセント装置２０はいわゆる２口のコンセントになっており、前方に開口する箱型をなすボックス本体２３Ａ内に、第１コンセント２１、第２コンセント２２を収容している。また、このボックス本体２３Ａの内部には、回路基板２５が取り付けられている。回路基板２５上には、後述する半導体スイッチ３０、制御回路３３が実装されている。
【００１５】
そして、ボックス本体２３Ａの前面には、開口を閉止するようにしてコンセントプレート２３Ｂが装着されている。これにより、ボックス本体２３Ａとコンセントプレート２３Ｂとからコンセントボックス２３が構成されている。コンセントボックス２３の前面には、第１コンセント２１及び第２コンセント２２の各差込口２１Ａ、２２Ａが露出している。
【００１６】
次にコンセント装置２０の電気的構成について説明する。図３に示すように、分電盤１３から引き出された第１給電線１４には、第１コンセント２１が接続されている。そして、第１給電線１４からは分岐線１５が引き出されており、この分岐線１５に第２コンセント２２が接続されている。
【００１７】
そして、第１給電線１４における分岐線１５との分岐点の下流側には半導体スイッチ３０（本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「スイッチ」の一例）が設けられおり、係る半導体スイッチ３０のＯＮ／ＯＦＦ（第１給電線１４の開閉に対応）を次に説明する制御回路３３にて制御する構成となっている。
【００１８】
制御回路３３はスイッチ制御部４０、電波時計部５０、出力部５６、記憶部３１、同調回路５８から構成されている。順に説明してゆくと、電波時計部５０は、マイコン５１と、マイコン５１に接続される発振部５２、計時部５３、信号処理部５４、内蔵アンテナ５５、比較部５９から構成されている。発振部５２からは、クロック信号が出力され、このクロック信号を分周した信号を計時部５３にてカウントすることで時刻を計時している。
【００１９】
内蔵アンテナ５５は金属箔を数十枚積層してなるアモルファス材、あるいは、フェライトといった強磁性体材からなるコア（バー）の周りに銅線などのリード線をコイル状に巻回してなるバーアンテナである。また、内蔵アンテナ５５は標準電波の搬送波周波数に同調するようにリード線の巻き数などが設定されている。内蔵アンテナ５５は比較部５９と接続されており、内蔵アンテナ５５にて受信した標準電波信号が比較部５９に出力される構成となっている。
【００２０】
なお、標準電波は、日本国内に設置された２箇所の送信所（福島県及び佐賀県）から送出されるもので、原子時計によって高精度で計時された標準時刻情報（現在時刻を示す時情報や分情報など）を所定のフォーマットで符号化し（タイムコード）、このタイムコードを４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚの搬送波に重畳させたものである。
【００２１】
ところで、電線には電波が飛来することが知られており、本実施形態では、電線をアンテナ代わりとし、内蔵アンテナ５５と併用する構成としている。具体的には、第１給電線１４から中継線５７を引き出しており、引き出した中継線５７をコンセント装置２０の同調回路５８（本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「取出部」の一例）に接続させている。
【００２２】
これにより、第１給電線１４及びこれに連なる電線（例えば、低圧線１６、引込線１７）のうち、外部へ露出した部分に飛来した電波信号は中継線５７を経由して同調回路５８に入力される構成となっている。同調回路５８は標準電波の搬送波周波数（４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚ）に同調することで、入力された電波信号から標準電波信号を取り出し、比較部５９へ出力する。
【００２３】
比較部５９は、同調回路５８で取り出された標準電波信号と、内蔵アンテナ５５で受信された標準電波信号とを比較して、両信号のうち、信号レベルのより高い信号を信号処理部５４に出力する。信号処理部５４は、出力された標準電波信号から標準時刻情報を取得し、これをマイコン５１に出力する。
【００２４】
マイコン５１（本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「補正部」の一例）は信号処理部５４で取得した標準時刻情報（具体的には、時情報及び分情報）に基づいて、計時部５３で計時された時刻を補正する。上記の構成により、電波時計部５０は、時刻を計時するとともに、標準時刻情報によって、計時された時刻を補正する機能を担っている。そして、計時された時刻（現在時刻Ｃ）は出力部５６によって、スイッチ制御部４０に常時出力される。なお、電波時計部５０での時刻の補正は定期的（例えば１日／１回）に行われる。
【００２５】
記憶部３１には、予め設定された設定時刻に対応するデジタル信号が記憶されている。本実施形態では、記憶部３１には、例えば、第１設定時刻Ａとして２３時、第２設定時刻Ｂとして７時に対応するデジタル信号がそれぞれ記憶されている。
【００２６】
スイッチ制御部４０では、記憶部３１に記憶された設定時刻Ａ、Ｂと現在時刻Ｃとが一致した場合、半導体スイッチ３０に信号を出力する構成となっている。スイッチ制御部４０の構成の一例として、図４に示す論理回路を示す。図４のスイッチ制御部４０は、２つの比較器４１、４２と信号保持部４３とから構成されている。
【００２７】
比較器４１、４２は記憶部３１及び出力部５６と接続されている。比較器４１は現在時刻Ｃと第１設定時刻Ａ（２３時に対応）との比較を行い、Ｃ＝Ａとなった場合には出力信号Ｐ１を信号保持部４３のセット端子に出力する。比較器４２は現在時刻Ｃと第２設定時刻Ｂ（７時に対応）との比較を行い、Ｃ＝Ｂとなった場合には、出力信号Ｐ２を信号保持部４３のリセット端子に出力する。
【００２８】
信号保持部４３は、セット端子に出力信号Ｐ１が入力されると、出力信号Ｐ３を半導体スイッチ３０に出力し、出力信号Ｐ１がゼロになった後も、出力信号Ｐ３を保持する。そして、リセット端子に出力信号Ｐ２が入力されると、保持されている出力信号Ｐ３をリセットする。
【００２９】
半導体スイッチ３０は、出力信号Ｐ３が入力されている間だけＯＮ状態となり、分電盤１３から第１コンセント２１への給電を可能とする。このように、本実施形態では、第１コンセント２１は特定の時間帯のみ使用可能な時間帯指定コンセントとされている。一方、第２コンセント２２は常時使用可能な常時給電式のコンセントとされている。
【００３０】
また、半導体スイッチ３０は、交流電源のゼロクロスを検出可能なゼロクロス回路を備えており、出力信号Ｐ３が入力された後、交流電源の電圧がゼロになった時点でスイッチのＯＮを行う構成となっており、スイッチをＯＮにした時の突入電流を抑制する機能を担っている。
【００３１】
（２）作用及び効果
次に、本実施形態のコンセント装置２０の作用及び効果を説明する。ここではコンセント装置２０を用いて電気自動車７０の充電を行う場合を例示する。充電を行う場合、例えば、２３時より前に電気自動車７０のプラグ（図示せず）を第１コンセント２１に差し込んでおく。７時〜２３時の間では、半導体スイッチ３０はＯＦＦになっており、第１コンセント２１には給電されない。
【００３２】
そして、２３時になると電波時計部５０から出力される現在時刻Ｃと記憶部３１に記憶された第１設定時刻Ａとが一致する。このため、信号保持部４３から半導体スイッチ３０へ出力信号Ｐ３が出力され、半導体スイッチ３０はＯＮになる（タイマ機能）。そして、信号保持部４３は出力信号Ｐ３を保持し、半導体スイッチ３０はＯＮの状態を維持される。この結果、分電盤１３から第１コンセント２１への給電がされ、電気自動車７０の充電が行われる。
【００３３】
そして、７時になると電波時計部５０から出力される現在時刻Ｃと記憶部３１に記憶された第２設定時刻Ｂとが一致する。このため、信号保持部４３から半導体スイッチ３０へ出力されている出力信号Ｐ３はリセットされ、半導体スイッチ３０はＯＦＦになる。これにより、第１コンセント２１への給電が遮断される。
【００３４】
このようにしておけば、設定時間外（７時〜２３時）に第１コンセント２１に電気自動車７０のプラグを差し込んでおいた場合であっても、設定時間帯（２３時〜７時）の間だけ充電が行われる。これは、例えば、電気料金単価の安い夜間時間帯の電気利用を促進する場合に好適である。
【００３５】
また、例えば停電などにより、電波時計部５０への給電が停止した場合は、計時部５３の計時が停止する。このため停電復帰時には、電波時計部５０にて計時される現在時刻Ｃは実際の時刻に対して遅れた状態となる。その後、電波時計部５０は標準電波を受信すると、標準時刻情報に基づいて現在時刻Ｃの補正を行う。これ以降は、補正された現在時刻Ｃを基準として、計時部５３にて時刻が計時されてゆく。
【００３６】
このように、本実施形態では、停電などにより現在時刻Ｃが一時的に狂っても、標準電波によって時刻が自動的に補正され、設定した時間通りに第１コンセント２１をＯＮ／ＯＦＦさせるタイマ機能を働かせることが可能となる。そして、電線をアンテナ代わりとし、内蔵アンテナ５５と併用して標準電波を受信している。このようにすれば、例えば、コンセントボックス２３を金属製とした結果、静電遮蔽などによって内蔵アンテナ５５に電波が届かない場合であっても、電線（低圧線１６、引込線１７、第１給電線１４）に飛来した標準電波によって時刻の補正を行うことが可能である。また、電線をアンテナ代わりとしているため、専用のアンテナを設置する場合と比較してコンパクトな装置にすることができる。
【００３７】
また、上記のようなタイマ機能を半導体スイッチ３０、電波時計部５０、記憶部３１、出力部５６、スイッチ制御部４０、同調回路５８のわずか６部品で構成している。そのため、コンセントボックス２３内部にこれらを収めることが可能となり、コンセント装置２０をコンパクト化できる。また、スイッチとして半導体スイッチ３０を用いているから、コンセント装置２０を、よりコンパクト化できる。また、上記のように装置をコンパクトな構成とすることで、既存のコンセント装置の内部に半導体スイッチ３０、電波時計部５０、記憶部３１、出力部５６、スイッチ制御部４０、同調回路５８を取り付けることもでき、低コストでタイマ機能の追加が可能である。
【００３８】
また、本実施形態のコンセント装置２０は、第１コンセント２１だけでなく、常時給電されている第２コンセント２２を備えている。このため、第１コンセント２１の設定時間外であっても、第２コンセント２２を使用して充電を行うことが可能である。
【００３９】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５によって説明する。なお、実施形態２においては、実施形態１と同一の構成について同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところについてのみ説明する。実施形態２のコンセント装置１２０は、電波受信部６０を備えている。
【００４０】
電波受信部６０は例えばメータ１２と分電盤１３とを接続する中継線６５に取り付けられている。電波受信部６０は外部アンテナ６１、増幅回路６２、結合部６３から構成されている。外部アンテナ６１は例えばバーアンテナであり、標準電波の搬送波周波数に同調するように、外部アンテナ６１を構成するコイルの巻き数などが設定されている。上記の構成により外部アンテナ６１で受信された標準電波信号は増幅回路６２へ出力される。増幅回路６２は受信された標準電波信号を増幅して結合部６３へ出力する。
【００４１】
結合部６３は例えば、コイルであって、中継線６５に巻回されている。これにより、電波受信部６０は中継線６５に電磁結合され、結合部６３へ出力された信号を、中継線６５へ乗せることができる。このようにしておけば、電線で受信された標準電波の信号に加えて、外部アンテナ６１で受信された標準電波信号が中継線６５を介して同調回路５８へ出力される。このため、同調回路５８に出力される信号のレベルが高くなり、より確実に電波時計部５０での時刻補正を行うことができる。
【００４２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４３】
（１）上記実施形態では、中継線６５に電波受信部６０を電磁結合させる構成としたが、例えば、第１給電線１４に電波受信部６０を電磁結合させる構成としてもよい。また、複数の電波受信部６０を第１給電線１４に連なる電線の複数箇所に電磁結合させる構成としてもよい。このようにしておけば、複数の外部アンテナ６１で標準電波を受信できるから、同調回路５８に、より高い信号レベルの信号を出力することが可能となる。
【００４４】
（２）上記実施形態では、電波受信部６０の結合部６３をコイルとし、中継線６５と電磁結合させる構成とした。これに限定されず、例えば、電波受信部６０の結合部６３を電極とし、結合部６３を中継線６５に近接して配置することで両者を静電結合させる構成としてもよい。
【００４５】
（３）上記実施形態では、中継線５７を第１給電線１４から分岐させ同調回路５８と接続する構成としたが、これに限定されない。例えば、中継線５７を第１給電線１４の電線（例えば引込線１７）から分岐させ同調回路５８と接続する構成としてもよい。
【００４６】
（４）上記実施形態では、記憶部３１に２３時と７時の各設定時刻を記憶する場合を例示したが、設定時刻を他の時刻に変更することも無論可能である。また、２つ以上の時刻を各設定時刻として設定してもよい。例えば、４つ以上の時刻を予め記憶部３１に記憶しておけば、１日のうち、複数の時間帯で第１コンセント２１に給電することが可能である。
【００４７】
（５）上記実施形態では、第１コンセント２１と第２コンセント２２とをコンセントボックス２３内に収めた２口のコンセントとしたが、これに限定されない。第１コンセント２１のみ備えた構成であってもよいし、第１コンセント２１及び第２コンセント２２をそれぞれ複数個備えた構成としてもよい。また、第１コンセント２１と第２コンセント２２とは、一つのコンセントボックス内に収めずに離れた別の箇所にそれぞれ設置する構成としてもよい。また、第１コンセント２１及び第２コンセント２２を収容するコンセントボックス２３は、本実施形態のものに限定されず、例えば屋外に設置するポールタイプのボックスに各コンセントを収容する構成としてもよい。
【００４８】
（６）上記実施形態では、スイッチ制御部４０を論理回路によって構成した例を示したが、これに限定されない。スイッチ制御部４０としては、例えば、ＣＰＵ、マイコンなどを用いてもよい。
【００４９】
（７）上記実施形態では、第１給電線１４から、分岐線１５を引き出し、分岐線１５を第２コンセント２２へ接続する構成としたが、これに限定されない。例えば、分電盤１３から引き出された第１給電線１４とは他の給電線を第２コンセント２２へ接続する構成としてもよい。
【００５０】
（８）上記実施形態では、一枚の回路基板２５に半導体スイッチ３０、記憶部３１、スイッチ制御部４０、電波時計部５０、出力部５６、同調回路５８を実装した構成を例示したが、これに限定されない。半導体スイッチ３０、記憶部３１、スイッチ制御部４０、電波時計部５０、出力部５６、同調回路５８は複数枚の回路基板に分かれて実装されている構成であってもよい。
【００５１】
（９）上記実施形態では、回路基板２５はボックス本体２３Ａの内壁に取り付ける構成を例示したが、これに限定されない。回路基板２５はコンセントボックス２３内に収容されていればよい。
【００５２】
（１０）上記実施形態では、スイッチとして半導体スイッチ３０を例示したが、これに限定されない、スイッチとしては例えば、リレースイッチや電磁開閉器を用いてもよい。
【００５３】
（１１）上記実施形態では、同調回路５８で取り出された標準電波信号と、内蔵アンテナ５５で受信された標準電波信号とを比較して、両信号のうち、信号レベルのより高い信号を信号処理部５４に出力する構成としたが、これに限定されない。例えば、両信号を合成した信号を信号処理部５４に出力する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１３…分電盤
１４…第１給電線
１５…分岐線
２０、１２０…コンセント装置
２１…第１コンセント
２２…第２コンセント
２３…コンセントボックス
２５…回路基板
３０…半導体スイッチ（スイッチ）
３１…記憶部
４０…スイッチ制御部
５０…電波時計部
５１…マイコン（補正部）
５３…計時部
５５…内蔵アンテナ
５８…同調回路（取出部）
６０…電波受信部
６１…外部アンテナ
６２…増幅回路
６３…結合部
Ａ…第１設定時刻
Ｂ…第２設定時刻
Ｃ…現在時刻（電波時計部で計時された時刻）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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