(57)【要約】      （修正有）【課題】電力線に高周波信号を重畳して信号の送受信を行う電力線搬送通信において、既設の同軸配線を利用した同相間通信、異相間通信に適したシステムを簡便に構築することができるバラントランス付ノイズフィルタを提供する。【解決手段】電力線に高周波信号を重畳して信号の送受信を行う電力線搬送通信において、前記電力線に接続されるＰＬＣモデム３とＰＣ１（１１）間に設置されるバラントランス付ノイズフィルタ１３であって、入出力端子が平衡端子であるノイズフィルタ４と、前記ノイズフィルタ４と並行して平衡−不平衡変換回路であるバラントランス１５と入出力端子が不平衡端子であるノイズフィルタ４と同軸コネクタ７を有した構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線に高周波信号を重畳して信号の送受信を行う電力線搬送通信において、前記電力線に接続されるモデムとＰＣ間に設置されるバラントランス付ノイズフィルタであって、入出力端子が平衡端子であるノイズフィルタと、前記ノイズフィルタと並行して平衡−不平衡変換回路であるバラントランスと入出力端子を不平衡端子とするノイズフィルタと不平衡端子を有することを特徴とするバラントランス付ノイズフィルタ。
【請求項２】
前記不平衡端子の外部接続側に同軸コネクタが接続されてなることを特徴とする請求項１記載のバラントランス付ノイズフィルタ。
【請求項３】
前記バラントランスはバラン回路を用いた信号変換素子からなることを特徴とする請求項１記載のバラントランス付ノイズフィルタ。
【請求項４】
前記フィルタの回路は、コイル素子とコンデンサ素子からなることを特徴とする請求項１記載のバラントランス付ノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般住宅等で使用されている屋内電力線を用いて電力供給とデータ信号の送受信を可能にする電力線搬送通信用配線器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、特許文献１の電力線通信システムの構成を模式的に表した図である。図６に示すように、電柱（図示しない）の上部には高圧配電線（６６００Ｖ）２２が架設されており、高圧配電線２２の電圧を商用電圧（１００Ｖ）に降圧する柱上トランス２１が電柱の高所に設置されている。この柱上トランス２１の２次側からは、低圧配電線２３と低圧配電線２３内の中性線２４とが引き出されて図示しない電力量計を介して需要家の分電盤（図示しない）へと配電されている。本電力線通信システムは前記低圧配電線２３の何れか一方と中性線２４との間に発生する信号をモデム２５に結合する結合器２６と、結合器２６とモデム２５とを結ぶ信号線２７及び接地線２９に装着したフィルタ２８とを備えて構成される。
【０００３】
高圧配電線２２の２線から電力を引き込み、柱上トランス２１の１次側と接続し、その２次側の中点は接地線２９により接地される。２次側の２線は結合器２６に入力され、結合器２６を構成するコンデンサ２６ｂを介して結合トランス２６ａに接続される。コンデンサ２６ｂは商用周波数（５０／６０Ｈｚ）に対して高いインピーダンスを示し、高周波に対して低いインピーダンスを示す容量に設定する。これにより、結合トランス２６ａには高周波の信号のみ通過して、商用周波数は阻止されるためトランスの容量を小さくすることができる。従って、結合トランス２６ａの２次側には高周波の信号が発生し、ツイストペアケーブルの信号線２７によりモデム２５に入力する。
【０００４】
この発明では、前記フィルタ２８を結合トランス２６ａの２次側の信号線２７と中性線２４を接地する接地線２９とを一緒に装着することにより、信号線２７と接地線２９が高周波領域で結合して平衡回路を形成することにより、当該周波数で大地からの異なる電位分は、このフィルタ２８により減衰されるので配電線からの高周波の漏洩電界を低減することができる。この構成により、モデム２５が親機となり光ファイバー等で構成されたＷＡＮ（広域通信網）からのデータを、フィルタ２８、結合器２６、低圧配電線２３を介してユーザ宅Ａに供給することができ、これをモデム（子機）３０で復調してＰＣ３１によりデータを受信することができる。また、ＰＣ３１からのデータはモデム（子機）３０で変調され、低圧配電線２３、結合器２６、フィルタ２８、モデム２５を介してＷＡＮに送信される。また、低圧配電線２３には複数のユーザ宅Ｂが接続される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８９４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のインターネットの普及は目覚しく、家庭でもインターネットへのアクセス環境の重要性が増しており、そのアクセスを簡易化する手段として電力線搬送通信、すなわち、ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）が注目されている。既存の屋内配線であるＡＣ電源ラインの電源コンセントに差し込むだけで回線が接続されるので新たな配線工事なしでパソコン等がインターネットに接続され、また、電気機器を接続するホームネットワークなどが容易に構築されることになる。ＰＬＣの通信速度も２〜３０ＭＨｚ帯の利用が認められ（２００６年１０月４日）、大容量の情報の通信が可能となっている。現状では主として屋内電力線にＰＬＣ装置を接続し、そこからパソコン等に接続して通信を行っている。
【０００７】
一般家庭の屋内電力線で用いられている単相３線式１００Ｖ配線は、中線が接地されておりＬ１相、Ｌ２相からなっている。ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）装置で通信を行う場合、Ｌ１相に接続された電力線（コンセント）とＬ２相に接続された電力線（コンセント）間の相の異なる異相間通信は、相が同じ同相間通信に比べて信号が減衰し易い性質があり、この場合、仕様上の最大実効通信速度を得るのは困難であり、また、別系統の配電盤を利用している等のケースの場合、状況によっては通信が出来ない可能性がある。
【０００８】
図４は、一般家庭の電力線搬送通信の構成図の一例を示すものである。各家庭の配電盤１を介して単相３線式１００Ｖは配線されている。同じ部屋間におけるＰＬＣ通信は、インターネット等のＷＡＮ１０（広域通信網）からの信号を、ＡＤＳＬモデム等のＢＢ回路終端装置９を経て、ノイズフィルタ４を通じてＰＬＣモデム３により商用周波数と重畳してコンセント２より屋内配線Ｌ１相又はＬ２相に搬送される。同じ部屋間のＰＬＣ通信は、同相間通信となる。コンセント２より、ＰＬＣモデム３を通じて高周波の信号のみ通過して商用周波数は阻止され、ノイズフィルタ４を通じてＰＣ１（１１）と通信する。同じ部屋間におけるＰＬＣ通信は、Ｌ１相とＬ１相（同相間通信）で問題なく通信が可能である。しかし異なる部屋間の場合、屋内電力線が異相に接地されている場合、Ｌ１相とＬ２相間（異相間通信）では信号が著しく減少するため、通信が困難な場合がある。
【０００９】
図５は、ノイズフィルタ構成図の一例である。ノイズフィルタ４はＰＬＣモデムの通信周波数帯は通過するが、家電の電源周波数帯域は通過することができないように設定している。また、通常ノイズフィルタ４はＰＬＣモデムとＰＣ内部の平衡配線内に挿入されるものである。
【００１０】
少しでも通信の状況を改善するために、インピーダンスアッパ ６を、電力線搬送通信において屋内電力線に対して家電製品（ＴＶ８）からのインピーダンスの影響を改善するために、コンセント２と家電製品（ＴＶ８）の間に設置する。電力線搬送通信の系に対しインピーダンスの低い家電製品を接続することにより、信号がインピーダンスの低い機器へ流れてしまうが、間にインピーダンスアッパを接続することにより対応が可能となる。
【００１１】
図４では、ＰＬＣ通信は部屋１内の同じ相においては通信が容易に可能であるが、例えば部屋１、部屋２などの異なる相間においては、通信が困難となっている。
【００１２】
異相間通信対応策としては、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ等が考えられるが、無線ＬＡＮの場合には、新たな装置の購入・設置が必要となり、また、鉄筋などが入っている壁であると通信が困難となる。通常、無線ＬＡＮが使えないためにＰＬＣ通信を考える場合が多く、その理由が上記の鉄筋などが入っている壁であると通信が困難となるためである。有線ＬＡＮの場合には、新たな装置の購入・設置が必要となりＬＡＮケーブルの設置が必要で設置したＬＡＮケーブルが邪魔になる場合もある。
【００１３】
そこで本発明の課題は、電力線搬送通信において異相間通信時に信号が減少せず、その上既設の同軸配線を利用して、新たに別の機器を必要としない、従来のノイズフィルタの機能を有し、かつ平衡−不平衡変換回路(バラントランス)を内蔵した不平衡端子を有するノイズフィルタからなるバラントランス付ノイズフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記異相間通信の対応策として、そこで異なる部屋間に既に設置されている場合が多いＴＶ信号用等の同軸配線１４を利用して通信を行うことが考えられるが、同軸配線１４は不平衡配線であるため、平衡配線用のＰＬＣ通信装置と従来のノイズフィルタのみでは通信が困難であり、ノイズフィルタ４が同軸コネクタを有していないため、直接既設されているＴＶ信号線等の同軸配線１４に接続することができない。別の機器として、平衡−不平衡変換のためにバラントランスを有する機器を用いることから、接続が複雑化し、またコストの増加を招く恐れがある。そのために、ノイズフィルタに同軸ケーブル（不平衡配線）とバラントランスを使用して異相間通信を改善した。
【００１５】
バラントランスとは、不平衡伝送線路を伝搬する不平衡信号と平衡伝送線路を伝搬する平衡信号とを相互に変換するためのバラン回路を用いた信号変換素子である。
【００１６】
ノイズフィルタは、コイル素子とコンデンサ素子からなるフィルタである。
【００１７】
本発明は、電力線に高周波信号を重畳して信号の送受信を行う電力線搬送通信であって、異なる部屋間に既に設置されている場合が多いＴＶ信号用等の同軸配線を利用して通信を行うためのバラントランス付ノイズフィルタである。バラントランス付ノイズフィルタには、同軸配線との接続の為、平衡−不平衡変換回路（バラントランス）と不平衡端子となる同軸コネクタを一体化して構成するのが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、電力線に高周波信号を重畳して信号の送受信を行う電力線搬送通信において、前記電力線に接続されるモデムとＰＣ間に設置されるバラントランス付ノイズフィルタであって、入出力端子が平衡端子であるノイズフィルタと、前記ノイズフィルタと並行して平衡−不平衡変換回路であるバラントランスと入出力端子を不平衡端子とするノイズフィルタと不平衡端子を有することを特徴とするバラントランス付ノイズフィルタが得られる。
【００１９】
本発明によれば、前記不平衡端子の外部接続側に同軸コネクタが接続されてなることを特徴とするバラントランス付ノイズフィルタが得られる。
【００２０】
本発明によれば、前記バラントランスはバラン回路を用いた信号変換素子からなることを特徴とするバラントランス付ノイズフィルタが得られる。
【００２１】
本発明によれば、前記ノイズフィルタの回路は、コイル素子とコンデンサ素子からなることを特徴とするバラントランス付ノイズフィルタが得られる。
【発明の効果】
【００２２】
上記の構成により、本発明のバラントランス付ノイズフィルタは、従来のノイズフィルタ回路及びその入出力端子に加えて、別のノイズフィルタ、バラントランス及びその出力端子を備えており、これにより平衡−不平衡変換機能を有し、かつ不平衡配線との接続可能な不平衡端子をパッケージしたノイズフィルタが得られる。
【００２３】
電力線搬送通信の、異相間通信時は同相間の通信に比べて信号が減衰し易い性質があり、仕様上の最大実行通信速度を得るのは困難であり、また、別系統の配電盤を利用している等のケースの場合、状況によっては通信が出来ない可能性があった。本発明のバラントランス付ノイズフィルタを用いることにより、異なる部屋間に既に設置されている場合が多い同軸配線を利用して、直接信号減衰の少ない搬送通信を行うことが可能となる。既存のＴＶ信号用等の同軸配線を利用する為、新たなケーブルを購入・設置する必要が無いためコストの増加が防げる。また、ノイズフィルタに、平衡−不平衡変換機能、同軸配線と同軸コネクタを一体化させているので、小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明による一般家庭の電力線搬送通信の構造図である。図２は、本発明によるバラントランス付ノイズフィルタの構成図である。図１〜図２においては筐体および出力端子は模式的に示している。
【００２６】
図２に示す本発明の不平衡端子を有するバラントランス付ノイズフィルタ１３は、同軸配線１４に接続するための同軸コネクタ７と、ノイズフィルタ４とバラントランス１５とからなり、同軸コネクタ７からのＰＬＣモデム３の通信周波数帯域の信号を通過する。コイルとコンデンサからなるノイズフィルタ４は、通信周波数帯域の信号以外のノイズ源となる家電の電源周波数帯域と、低周波数帯域の信号は通過しない。
【００２７】
また、バラントランス１５は不平衡伝送線路を伝搬する不平衡信号と平衡伝送線路を伝搬する平衡信号とを相互に変換するためのコイルとコンデンサからなるバラン回路となっている。
【００２８】
また、ノイズフィルタ４はコイル素子とコンデンサ素子からなり、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの電力線搬送信号を通過するようにコイル素子とコンデンサ素子の値が定められている。
【００２９】
図１に示す本発明による一般家庭の電力線搬送通信の構成図の場合で説明する。各家庭の配電盤１を介して単相３線式１００Ｖは各部屋へ配線されている。同じ部屋間におけるＰＬＣ通信は、インターネット等のＷＡＮ１０（広域通信網）からの信号を、ＡＤＳＬモデム等のＢＢ回路終端装置９を経て、ノイズフィルタ４を通じてＰＬＣモデム３により商用周波数と重畳してコンセント２より屋内配線Ｌ１相又はＬ２相に搬送される。同じ部屋間のＰＬＣ通信は、同相間通信となる。コンセント２より、ＰＬＣモデム３を通じて高周波の信号のみ通過して商用周波数は阻止され、不平衡端子を有するバラントランス付ノイズフィルタ１３を通じてＰＣ１（１１）と通信する。同じ部屋間におけるＰＬＣ通信は、Ｌ１相とＬ１相（同相間通信）で問題なく通信が可能である。
【００３０】
しかし異なる部屋間の場合、屋内電力線が異相に接地されている場合、Ｌ１相とＬ２相間（異相間通信）では信号が著しく減少するため、通信が困難な場合がある。従って、少しでも通信の状況を改善するために、電力線搬送通信において屋内電力線に対して家電製品（ＴＶ８）からのインピーダンスの影響を改善するために、コンセント２と家電製品（ＴＶ８）の間にインピーダンスアッパ ６を、設置する。電力線搬送通信の系に対しインピーダンスの低い家電製品を接続することにより、信号がインピーダンスの低い機器へ流れてしまうため、間にインピーダンスアッパを接続することにより対応が可能となる。
【００３１】
ところが、インピーダンスアッパ ６の設置だけでは、ＰＬＣ通信は部屋１内の同じ相においては通信が容易に可能であるが、例えば、図１に示す部屋１、部屋２などの異なる相間においては、通信が困難となることが多かった。しかし、本発明の不平衡端子を有するバラントランス付ノイズフィルタ１３を用いた場合は、バラントランス付ノイズフィルタ５の同軸コネクタ７から、同軸コネクタ付同軸配線１４で部屋１の同軸コネクタ７を接続し、さらに部屋１の不平衡端子である同軸コネクタ７と、既設されている同軸配線１４を介して、部屋２の不平衡端子である同軸コネクタ７と接続し、さらに同軸コネクタ付同軸配線１４でバラントランス付ノイズフィルタ５の同軸コネクタ７に接続されることにより、信号が部屋２のＰＣ２（１２）と送受信を行うことが出来る。この場合同軸コネクタ付同軸配線１４を用いずに、バラントランス付ノイズフィルタ５の同軸コネクタ７と同軸配線１４の同軸コネクタ７を直接接続しても良い。又、バラントランス付ノイズフィルタ５の同軸コネクタ７は、バラントランス付ノイズフィルタ５の基板や筺体に設けずに基板や筺体から引き出した同軸ケーブル等の先端に設けても良い。
【００３２】
上述のように、本実施の形態のバラントランス付ノイズフィルタを従来のノイズフィルタと置き換えて設置することにより、異相で電力線が配線されている部屋同士でも不平衡配線に重畳することにより通信を行うことができる。また、従来のノイズフィルタに別の機器を接続する場合のように配線が複雑化することもない。
【００３３】
図３に、本発明のバラントランス付ノイズフィルタの回路の一例を示す。図３に示す本発明の不平衡端子を有するバラントランス付ノイズフィルタ１３は、同軸配線１４に接続するための不平衡端子である同軸コネクタ７と、コイルとコンデンサからなるノイズフィルタ４とＬＰＦ（ローパスフィルタ）を構成するノイズフィルタ４とバラントランス１５により構成されている。
【００３４】
以上のように、本発明により従来のノイズフィルタの機能を有し、かつ不平衡配線と直接に接続可能にパッケージ化されたバラントランス付ノイズフィルタが得られる。
【００３５】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもなく、本発明に使用する筐体、端子およびそれらの形状、バラントランスやノイズフィルタなどは目的に合わせて任意に設計することができる。
【００３６】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のバラントランス付ノイズフィルタを用いることにより、電力線に高周波信号を重畳して信号の送受信を行う電力線搬送通信において、既設の同軸配線を利用した同相間通信、異相間通信に適したシステムを簡便に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による一般家庭の電力線搬送通信の構成図。
【図２】本発明によるバラントランス付ノイズフィルタの構成図。
【図３】本発明によるバラントランス付ノイズフィルタの回路の一例。
【図４】一般家庭の電力線搬送通信の構成図の一例。
【図５】ノイズフィルタ構成図の一例。
【図６】特許文献１の電力線通信システムの構成を模式的に表した図。
【符号の説明】
【００３９】
１    配電盤
２    コンセント
３    ＰＬＣモデム
４    ノイズフィルタ
５    バラントランス付ノイズフィルタ
６    インピーダンスアッパ
７    同軸コネクタ（不平衡端子）
８    ＴＶ
９      ＢＢ回路終端装置（ＡＤＳＬモデム等）
１０    ＷＡＮ（広域通信網）
１１    ＰＣ１
１２    ＰＣ２
１３    不平衡端子を有するバラントランス付ノイズフィルタ
１４    同軸配線
１５    バラントランス
２１    柱状トランス
２２    高圧配電線
２３    低圧配電線
２４    中性線
２５    モデム（親機）
２６    結合器
２６ａ    結合トランス
２６ｂ    コンデンサ
２７    信号線
２８    フィルタ
２９    接地線
３０    モデム（子機）
３１    ＰＣ
【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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【図６】
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