(57)【要約】【課題】意匠を損ねることなく、無線通信ユニットの通信可能エリアを確保することができる分電盤を提供する。【解決手段】主幹ブレーカ２１，分岐ブレーカ２２を収納する箱状の本体１１および、本体１１の開口を覆う蓋１２を有する筐体１と、筐体１外に設けられた外部機器と通信する通信モジュール３２に電気的に接続され、無線信号を送受信するアンテナ３１とを備え、アンテナ３１は、蓋１２に設けられる。【選択図】図１
2014239628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーカを収納する箱状の本体および、前記本体の開口を覆う蓋を有する筐体と、
前記筐体外に設けられた外部機器と通信する通信モジュールに電気的に接続され、無線信号を送受信するアンテナとを備え、
前記アンテナは、前記蓋に設けられる
ことを特徴とする分電盤。
【請求項２】
前記蓋に、複数の前記アンテナが設けられ、
前記通信モジュールは、ダイバーシチ機能を有する
ことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
【請求項３】
複数の前記アンテナは、互いに指向性が異なる
ことを特徴とする請求項２記載の分電盤
【請求項４】
複数の前記アンテナは、第１の指向性アンテナと第２の指向性アンテナとで構成され、
前記第１の指向性アンテナは、平面内における０度方向と１８０度方向とに利得が高く、
前記第２の指向性アンテナは、前記平面内における９０度方向と２７０度方向とに利得が高い
ことを特徴とする請求項３記載の分電盤。
【請求項５】
複数の前記アンテナは、平面内における１つの特定方向に利得が高い複数の指向性アンテナで構成され、
複数の前記指向性アンテナのそれぞれは、前記平面内を前記指向性アンテナの個数で等分したいずれか１つの方向に利得が高い
ことを特徴とする請求項３記載の分電盤。
【請求項６】
複数の前記アンテナは、１つの無指向性アンテナと、１乃至複数の指向性アンテナとで構成される
ことを特徴とする請求項３記載の分電盤。
【請求項７】
前記蓋に、互いに周波数帯域が異なる複数の前記アンテナが設けられ、
前記通信モジュールは、複数の前記アンテナのうち少なくともいずれか１つを用いて無線信号を送受信する
ことを特徴とする請求項１記載の分電盤。
【請求項８】
前記通信モジュールと前記アンテナとは、ツイストペア線で接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の分電盤。
【請求項９】
前記通信モジュールと前記アンテナとは、電磁結合によって電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の分電盤。
【請求項１０】
前記アンテナと前記蓋とは、一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の分電盤。
【請求項１１】
前記アンテナの特性が異なる複数の前記蓋のうち、いずれか１つの前記蓋が前記本体に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１０記載の分電盤。
【請求項１２】
前記蓋は、前記本体に着脱自在に構成される
ことを特徴とする請求項１１記載の分電盤。
【請求項１３】
前記ブレーカを介して負荷に供給される電力を計測する計測部を備え、
前記通信モジュールは、前記計測部の計測結果を前記外部機器に送信する
ことを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の分電盤。
【請求項１４】
前記通信モジュールは、前記筐体に内蔵される
ことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の分電盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分電盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用電力の見える化やデマンドレスポンスに対応するため、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラやモニタ等の外部機器と通信する無線通信ユニットを備えた分電盤がある（例えば、特許文献１参照）。無線通信ユニットは、例えば分岐回路毎の使用電力や太陽光発電による発電電力の計測結果を、無線信号を用いて外部機器に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２３４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の分電盤は、筐体の外側に無線通信ユニットのアンテナが設けられており、分電盤の見栄えが悪くなり、意匠を損ねるという問題があった。
【０００５】
また、無線通信ユニットと外部機器との位置関係が離れている場合であっても通信できるように、無線通信ユニットの通信可能エリアを確保することも望まれている。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、意匠を損ねることなく、無線通信ユニットの通信可能エリアを確保することができる分電盤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の分電盤は、ブレーカを収納する箱状の本体および、前記本体の開口を覆う蓋を有する筐体と、前記筐体外に設けられた外部機器と通信する通信モジュールに電気的に接続され、無線信号を送受信するアンテナとを備え、前記アンテナは、前記蓋に設けられることを特徴とする。
【０００８】
この分電盤において、前記蓋に、複数の前記アンテナが設けられ、前記通信モジュールは、ダイバーシチ機能を有することが好ましい。
【０００９】
この分電盤において、複数の前記アンテナは、互いに指向性が異なることが好ましい。
【００１０】
この分電盤において、複数の前記アンテナは、第１の指向性アンテナと第２の指向性アンテナとで構成され、前記第１の指向性アンテナは、平面内における０度方向と１８０度方向とに利得が高く、前記第２の指向性アンテナは、前記平面内における９０度方向と２７０度方向とに利得が高いことが好ましい。
【００１１】
この分電盤において、複数の前記アンテナは、平面内における１つの特定方向に利得が高い複数の指向性アンテナで構成され、複数の前記指向性アンテナのそれぞれは、前記平面内を前記指向性アンテナの個数で等分したいずれか１つの方向に利得が高いことが好ましい。
【００１２】
この分電盤において、複数の前記アンテナは、１つの無指向性アンテナと、１乃至複数の指向性アンテナとで構成されることが好ましい。
【００１３】
この分電盤において、前記蓋に、互いに周波数帯域が異なる複数の前記アンテナが設けられ、前記通信モジュールは、複数の前記アンテナのうち少なくともいずれか１つを用いて無線信号を送受信することが好ましい。
【００１４】
この分電盤において、前記通信モジュールと前記アンテナとは、ツイストペア線で接続されていることが好ましい。
【００１５】
この分電盤において、前記通信モジュールと前記アンテナとは、電磁結合によって電気的に接続されていることが好ましい。
【００１６】
この分電盤において、前記アンテナと前記蓋とは、一体に構成されていることが好ましい。
【００１７】
この分電盤において、前記アンテナの特性が異なる複数の前記蓋のうち、いずれか１つの前記蓋が前記本体に取り付けられることが好ましい。
【００１８】
この分電盤において、前記蓋は、前記本体に着脱自在に構成されることが好ましい。
【００１９】
この分電盤において、前記ブレーカを介して負荷に供給される電力を計測する計測部を備え、前記通信モジュールは、前記計測部の計測結果を前記外部機器に送信することが好ましい。
【００２０】
この分電盤において、前記無線通信ユニットは、前記筐体に内蔵されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明では、設置スペースが十分にある蓋にアンテナが設けられることで、意匠を損ねることなく、無線通信ユニットの通信可能エリアを確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１の分電盤の概略構成図である。
【図２】実施形態２の分電盤の概略構成図である。
【図３】第１，第２の指向性アンテナの指向性を示すグラフである。
【図４】別構成の蓋，アンテナの概略構成図である。
【図５】第３〜第６の指向性アンテナの指向性を示すグラフである。
【図６】別構成の蓋，アンテナの概略構成図である。
【図７】第７〜第９の指向性アンテナ，無指向性アンテナの指向性を示すグラフである。
【図８】別構成の蓋，アンテナの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１に、本実施形態の分電盤の概略構成図を示す。本実施形態の分電盤は、筐体１と、無線通信ユニット３のアンテナ３１とを備える。筐体１は、主幹ブレーカ２１，分岐ブレーカ２２を収納する箱状の本体１１および、本体１１の開口を覆う蓋１２を有する。アンテナ３１は、筐体１外に設けられた外部機器と通信する通信モジュール３２に電気的に接続され、無線信号を送受信する。そして、アンテナ３１は、蓋１２に設けられることに特徴を有する。以下に、本実施形態の分電盤の構成について図１を用いて説明する。
【００２５】
筐体１は、合成樹脂成形品などからなり、前面が開口した矩形箱状の本体１１と、この本体１１の開口を覆う矩形状の蓋１２とで構成されている。
【００２６】
本体１１は、内部に主幹ブレーカ２１，複数の分岐ブレーカ２２，電流制限器２３，計測部２４を収納しており、壁面に固定される。主幹ブレーカ２１は、商用電源に接続された主幹電路に介挿されており、主幹電路を導通または遮断する。複数の分岐ブレーカ２２のそれぞれは、主幹電路から分岐され負荷に接続された分岐電路に介挿されており、分岐電路を導通または遮断する。電流制限器２３は、主幹ブレーカ２１の前段に接続され、入力電流を契約アンペア値以下に制限する。計測部２４は、各分岐電路に流れる電流を計測し、測定結果から負荷に供給される使用電力を分岐電路毎に算出する。また、計測部２４は、主幹電路に流れる電流値を計測して使用電力の合計を算出するように構成してもよい。さらには、計測部２４は、主幹電路と分岐電路との両方に流れる電流値を計測して使用電力を算出するように構成してもよい。また、計測部２４は、分電盤に太陽光発電ユニットが接続される場合、太陽光発電による発電電力や売電電力を計測するように構成してもよい。なお、上述した主幹ブレーカ２１，分岐ブレーカ２２，電流制限器２３，計測部２４は、従来周知のものであり、詳細な説明は省略する。
【００２７】
筐体１の蓋１２は、上端部がヒンジを介して本体１１の上端部に接続されており、本体１１に対して開閉自在に構成されている。
【００２８】
無線通信ユニット３は、例えばＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラやモニタ等の外部機器（図示なし）と通信し、上述した計測部２４の計測結果を無線信号を用いて送信する。本実施形態の無線通信ユニット３は、アンテナ３１と、アンテナ３１を用いて無線信号を送受信することで外部機器と通信する通信モジュール３２とで構成され、筐体１に内蔵されている。具体的には、通信モジュール３２は、本体１１に収納されており、計測部２４の計測結果が入力される。アンテナ３１は、蓋１２の裏面に設けられている。なお、蓋１２の裏面とは、蓋１２を閉じた際に本体１１の開口と対向する面を示す。また、アンテナ３１と通信モジュール３２とは、低コスト化を図るため汎用性の高いツイストペア線で構成されたケーブル３３で接続されている。なお、ケーブル３３の種類はツイストペア線に限定するものではなく、一般的な同軸ケーブル等で構成されていてもよい。
【００２９】
このように、本実施形態の無線通信ユニット３は筐体１に内蔵されており、通信モジュール３２が本体１１に収納され、アンテナ３１が蓋１２の裏面に設けられている。したがって、筐体１の蓋１２を閉じた状態ではアンテナ３１が筐体１から露出しないので、分電盤の見栄えが悪くなることがなく、意匠を損ねることがない。また、蓋１２は、アンテナ３１の設置スペースが十分にあるので、アンテナ３１の形状，大きさ，種類等の自由度が高く、大きな利得や所望の指向性を得ることができる。また、蓋１２は、分電盤の外郭を構成しており、さらに合成樹脂成形品からなるので、蓋１２による無線信号の減衰を抑制することができる。したがって、無線通信ユニット３の通信可能エリアも確保することができ、分電盤（無線通信ユニット３）と外部機器との位置関係が離れている場合であっても、無線通信ユニット３と外部機器との通信が可能となる。
【００３０】
また、アンテナ３１と通信モジュール３２とは、汎用性が高いツイストペア線からなるケーブル３３で接続されているので、低コストで本実施形態の分電盤を実現することができる。また、本実施形態では、ケーブル３３を用いてアンテナ３１と通信モジュール３２とを接続しているが、電磁結合によってアンテナ３１と通信モジュール３２とを電気的に接続するように構成してもよい。このように構成した場合、アンテナ３１と通信モジュール３２とを配線する手間を省略することができる。
【００３１】
なお、アンテナ３１は、図１に示した位置，大きさ，形状等は一例であってこれに限定するものではなく、所望のアンテナ性能が得られるように蓋１２に設けられる。
【００３２】
また、本実施形態では、通信モジュール３２を筐体１に内蔵しているが、アンテナ３１を蓋１２に設け、通信モジュール３２のみを筐体１の外側に設ける構成であってもよい。
【００３３】
（実施形態２）
実施形態１では、蓋１２に１つのアンテナ３１が設けられていたのに対し、本実施形態では、互いに指向性が異なる複数のアンテナ３１が蓋１２に設けられ、通信モジュール３２は、ダイバーシチ機能を有することに特徴を有する。なお、実施形態１と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図２に、本実施形態の分電盤の概略構成図を示す。本実施形態では、複数のアンテナ３１として、第１の指向性アンテナ３１１と第２の指向性アンテナ３１２とを備えている。第１の指向性アンテナ３１１および第２の指向性アンテナ３１２は、水平面内における特定方向の利得が高いアンテナ（指向性アンテナ）である。図３に、第１の指向性アンテナ３１１および第２の指向性アンテナ３１２の水平方向の指向性を示す。第１の指向性アンテナ３１１の利得Ｇ１は、水平面内における０度方向と１８０度方向とに高く、第２の指向性アンテナ３１２の利得Ｇ２は、水平面内における９０度方向と２７０度方向とに高い。
【００３５】
このように、互いに指向性が異なる第１の指向性アンテナ３１１と第２の指向性アンテナ３１２とを蓋１２に設けている。そして、通信モジュール３２が、この２つのアンテナ（第１の指向性アンテナ３１１，第２の指向性アンテナ３１２）を用いて無線信号を送受信するダイバーシチ機能を有している。通常、１つのアンテナで利得を全方向に向上させることは困難であるが、互いに指向性が異なる第１，第２の指向性アンテナ３１１，３１２をダイバーシチ機能で使用することによって、擬似的に全方向の利得を向上させることができる。これにより、無線通信ユニット３の通信可能エリアをより拡大することができ、分電盤（無線通信ユニット３）と外部機器との位置関係によらず、無線通信ユニット３と外部機器との通信が可能となる。さらに、ダイバーシチ機能によって、第１，第２の指向性アンテナ３１１，３１２のうちいずれか一方を用いており、期待する無線信号が入射する角度に対して水平方向に９０度ずれた方向は利得が小さいので、マルチパスなどの影響を抑え、フェージングによるレベル劣化を防ぐことができる。
【００３６】
なお、第１，第２の指向性アンテナ３１１，３１２は、図２に示した位置，大きさ，形状等は一例であってこれに限定するものではなく、所望のアンテナ性能が得られるように蓋１２に設けられる。
【００３７】
また、第１の指向性アンテナ３１１，第２の指向性アンテナ３１２は、水平面内における２つの特定方向に利得が高いアンテナ（指向性アンテナ）で構成されていたが、水平面内における１つの特定方向に利得が高いアンテナ（指向性アンテナ）を用いてもよい。例えば、図４に示すように、蓋１２に設ける複数のアンテナ３１として、水平面内における１つの特定方向に利得が高い第３の指向性アンテナ３１３，第４の指向性アンテナ３１４，第５の指向性アンテナ３１５，第６の指向性アンテナ３１６とを備えてもよい。図５に、第３〜第６の指向性アンテナ３１３〜３１６の水平方向の指向性を示す。第３の指向性アンテナ３１３の利得Ｇ３は、水平面内における０度方向に高い。また、第４の指向性アンテナ３１４の利得Ｇ４は、水平面内における９０度方向に高い。また、第５の指向性アンテナ３１５の利得Ｇ５は、水平面内における１８０度方向に高い。また、第６の指向性アンテナ３１６の利得Ｇ６は、水平面内における２７０度方向に高い。すなわち、第３〜第６の指向性アンテナ３１３〜３１６それぞれは、互いに指向性が異なるように蓋１２に設けられており、水平面内を指向性アンテナの個数（４つ）で等分したいずれか１つの方向に利得が高い。
【００３８】
このように、互いに指向性が異なる第３〜第６の指向性アンテナ３１３〜３１６を蓋１２に設けている。そして、通信モジュール３２が、この４つのアンテナ（第３〜第６の指向性アンテナ３１３〜３１６）を用いて無線信号を送受信するダイバーシチ機能を有している。したがって、互いに指向性が異なる第３〜第６の指向性アンテナ３１３〜３１６をダイバーシチ機能で使用することによって、擬似的に全方向の利得を向上させることができる。これにより、無線通信ユニット３の通信可能エリアをより拡大することができ、分電盤（無線通信ユニット３）と外部機器との位置関係によらず、無線通信ユニット３と外部機器との通信が可能となる。なお、指向性アンテナの個数は、４つに限定するものではなく、４つとは異なる複数の個数であってもよい。また、第３〜第６の指向性アンテナ３１３〜３１６は、図４に示した位置，大きさ，形状等は一例であってこれに限定するものではなく、所望のアンテナ性能が得られるように蓋１２に設けられる。
【００３９】
また、上述した例では、水平面内における特定方向に利得が高い指向性アンテナ（第１〜第６の指向性アンテナ３１１〜３１６）を用いていたが、水平面内における全ての方向に均等の利得を有する無指向性アンテナを用いてもよい。例えば、図６に示すように、複数のアンテナ３１として、水平面内における１つの特定方向に利得が高い第７の指向性アンテナ３１７，第８の指向性アンテナ３１８，第９の指向性アンテナ３１９と、水平面内における全ての方向に均等の利得を有する無指向性アンテナ３１０とを備えてもよい。図７に、第７〜第９の指向性アンテナ３１７〜３１９および無指向性アンテナ３１０の水平方向の指向性を示す。第７の指向性アンテナ３１７の利得Ｇ７は、水平面内における０度方向に高い。また、第８の指向性アンテナ３１８の利得Ｇ８は、水平面内における１２０度方向に高い。また、第９の指向性アンテナ３１９の利得Ｇ９は、水平面内における２４０度方向に高い。また、無指向性アンテナ３１０の利得Ｇ０は、水平面内における全ての方向に均等の利得を有する。
【００４０】
このように、指向性が互いに異なる無指向性アンテナ３１０および第７〜第９の指向性アンテナ３１７〜３１９を蓋１２に設けている。そして、通信モジュール３２が、この４つのアンテナ（無指向性アンテナ３１０，第７〜第９の指向性アンテナ３１７〜３１９）を用いて無線信号を送受信するダイバーシチ機能を有している。したがって、互いに指向性が異なる無指向性アンテナ３１０および第７〜第９の指向性アンテナ３１７〜３１９をダイバーシチ機能で使用することによって、擬似的に全方向の利得を向上させることができる。これにより、無線通信ユニット３の通信可能エリアをより拡大することができ、分電盤（無線通信ユニット３）と外部機器との位置関係によらず、無線通信ユニット３と外部機器との通信が可能となる。なお、指向性アンテナの個数は、３つに限定するものではなく、３つとは異なる個数であってもよい。また、無指向性アンテナ３１０および第７〜第９の指向性アンテナ３１７〜３１９は、図６に示した位置，大きさ，形状等は一例であってこれに限定するものではなく、所望のアンテナ性能が得られるように蓋１２に設けられる。
【００４１】
なお、本実施形態では、複数のアンテナ３１を用いて、水平面内における全方向の利得を向上させているが、水平面に限定するものではなく、水平面以外の平面（例えば、垂直面）についても同様の技術を用いて利得を向上させることができる。
【００４２】
また、上述した例では、通信モジュール３２は、互いに指向性が異なる複数のアンテナ３１を用いて無線信号を送受信するダイバーシチ機能を有していたが、互いに周波数帯域が異なる複数のアンテナ３１を用いて無線信号を送受信するように構成してもよい。例えば、図８に示すように、蓋１２に設ける複数のアンテナ３１として、相対的に低い周波数帯域に対応した低周波アンテナ３１０１と、相対的に高い周波数帯域に対応した高周波アンテナ３１０２とを備えてもよい。そして、通信モジュール３２は、低周波アンテナ３１０１，高周波アンテナ３１０２とのうち少なくともいずれか１つを用いて無線信号を送受信し、外部機器と通信する。なお、通信モジュール３２は、低周波アンテナ３１０１と高周波アンテナ３１０２とのうち、より安定な無線通信が可能な方や、伝送速度の速い方のアンテナなど、その時々の状況に応じて最適な方のアンテナを用いて１つの外部機器と通信するように構成してもよい。または、低周波アンテナ３１０１と高周波アンテナ３１０２とで通信先の外部機器が異なるように構成してもよい。
【００４３】
このように、互いに周波数帯域が異なる低周波アンテナ３１０１と高周波アンテナ３１０２とを蓋１２に設けている。そして、通信モジュール３２が、低周波アンテナ３１０１と高周波アンテナ３１０２とのうち少なくとも１つを用いて無線信号を送受信し、外部機器と通信する。これにより、無線信号が干渉することなく、外部機器との通信を安定させることができる。なお、周波数帯域が異なるアンテナ３１の個数は２つに限定するものではなく、異なる複数の個数であってもよい。また、低周波アンテナ３１０１，高周波アンテナ３１０２は、図８に示した位置，大きさ，形状等は一例であてこれに限定するものではなく、所望のアンテナ性能が得られるように蓋１２に設けられる。
【００４４】
また、本実施形態では、蓋１２の裏面にアンテナ３１を設けているが、蓋１２とアンテナ３１とを一体に構成してもよい。例えば、アンテナ３１が蓋１２の内部または裏面側または表面側に位置するように、予めアンテナ３１が組み込まれた蓋１２を成型する。このように構成することによって、作業者が蓋１２にアンテナ３１を設置する手間を省略することができる。
【００４５】
さらに、指向性や周波数帯域が異なるアンテナ３１を組み合わせて、アンテナ３１の特性が異なる複数の蓋１２を予め準備しておき、作業者が分電盤の設置場所状況に応じたアンテナ特性を有する蓋１２を選択して本体１１に取り付けるように構成してもよい。なお、設置場所の状況とは、分電盤と外部機器との位置関係、障害物の有無、周囲の無線環境などが考えられる。このように、アンテナ特性が異なる複数の蓋１２を予め準備しておくことで、作業者は所望のアンテナ特性となるように複数のアンテナ３１を組み合わせる必要がなく、施工性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、蓋１２と本体１１とを着脱自在に構成してもよい。このように構成することによって、例えば分電盤の設置後において上記設置場所の状況に変化があった場合でも、変化後の設置場所の状況に応じたアンテナ特性を有する蓋１２に交換することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  筐体
１１  本体
１２  蓋
２１  主幹ブレーカ
２２  分岐ブレーカ
２３  電流制限器
２４  計測部
３  無線通信ユニット
３１  アンテナ
３２  通信モジュール
３３  ケーブル
【図１】
2014239628.tif 000003
【図２】
2014239628.tif 000004
【図３】
2014239628.tif 000005
【図４】
2014239628.tif 000006
【図５】
2014239628.tif 000007
【図６】
2014239628.tif 000008
【図７】
2014239628.tif 000009
【図８】
2014239628.tif 000010