(57)【要約】【課題】周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測することができる電力計測装置並びに電力計測システムを提供する。【解決手段】本実施形態の電力計測装置１は、機器１００iで消費される電力を計測するための手段を構成する回路部品が実装されたプリント配線板２０を固定手段（スペーサ２１）によって機器１００iの筐体内に固定する。故に、いわゆる機器内蔵型の電力計測装置（電力計測モジュール）が実現できる。その結果、周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測することが可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器への入力電流を測定する入力電流測定手段と、機器への入力電圧を測定する入力電圧測定手段と、入力電流測定手段の測定結果と入力電圧測定手段の測定結果に基づいて機器で消費される電力を演算する演算手段と、演算手段で演算された電力の計測値を表示する表示手段と、前記計測値を電気信号に変換して出力する信号出力手段と、前記各手段を構成する回路部品が実装されるプリント配線板と、当該プリント配線板を前記機器内に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする電力計測装置。
【請求項２】
前記信号出力手段は、外部電源から機器への給電が行われる電力線を介して電力線搬送通信を行うことを特徴とする請求項１記載の電力計測装置。
【請求項３】
前記電力線を送り配線する送り配線手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電力計測装置。
【請求項４】
前記演算手段は、機器で消費されている電力が所定の待機時電力を超えていないと判断したときに前記信号出力手段より待機時電力検知信号を出力させることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電力計測装置。
【請求項５】
前記演算手段は、電力計測値の変動が所定範囲内である状態が所定時間継続したときに前記信号出力手段より待機時電力検知信号を出力させることを特徴とする請求項４記載の電力計測装置。
【請求項６】
前記演算手段は、電力の計測値が所定のしきい値以下である状態が所定時間継続したときに前記信号出力手段より待機時電力検知信号を出力させることを特徴とする請求項４記載の電力計測装置。
【請求項７】
請求項２記載の１乃至複数の電力計測装置と、電力線を介した電力線搬送通信によって各電力計測装置から電力計測値を収集するセンタ装置とを有することを特徴とする電力計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器で消費する電力を計測する電力計測装置並びに電力計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の主因とされる二酸化炭素の排出量を削減するため、電力を消費する機器毎に電力（瞬時電力や積算電力量）を計測し、個々の機器で実際に消費されている電力を容易に把握できるようにして省エネルギ（省電力）を図ることが行われている。そして、このような用途で使用される電力計測装置並びに電力計測システムとして、特許文献１に記載されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０４５５４号公報（段落００１６および図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されている電力計測装置は電力の計測対象である機器の周辺に設置される必要があるが、当該機器の周囲に設置スペースがない場合もある。したがって、従来の電力計測装置では電力計測可能な機器が制限されてしまう虞があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測することができる電力計測装置並びに電力計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、機器への入力電流を測定する入力電流測定手段と、機器への入力電圧を測定する入力電圧測定手段と、入力電流測定手段の測定結果と入力電圧測定手段の測定結果に基づいて機器で消費される電力を演算する演算手段と、演算手段で演算された電力の計測値を表示する表示手段と、前記計測値を電気信号に変換して出力する信号出力手段と、前記各手段を構成する回路部品が実装されるプリント配線板と、当該プリント配線板を前記機器内に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、機器で消費される電力を計測するための手段を構成する回路部品が実装されたプリント配線板を固定手段によって機器内に固定するので、いわゆる機器内蔵型の電力計測装置（電力計測モジュール）が実現できる。その結果、周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測することが可能な電力計測装置が提供できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記信号出力手段は、外部電源から機器への給電が行われる電力線を介して電力線搬送通信を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明によれば、省配線化が図れる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明によれば、前記電力線を送り配線する送り配線手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明によれば、通信用の線路を兼用する電力線が送り配線手段によって送り配線できるため、さらなる省配線化が図れる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記演算手段は、機器で消費されている電力が所定の待機時電力を超えていないと判断したときに前記信号出力手段より待機時電力検知信号を出力させることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明によれば、機器が待機状態であることを検知して外部に知らせることができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記演算手段は、電力計測値の変動が所定範囲内である状態が所定時間継続したときに前記信号出力手段より待機時電力検知信号を出力させることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明によれば、機器の待機時電力が既知でない場合でも当該機器が待機状態であることが検知できる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記演算手段は、電力の計測値が所定のしきい値以下である状態が所定時間継続したときに前記信号出力手段より待機時電力検知信号を出力させることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明によれば、機器の待機時電力が既知である場合、当該機器が待機状態であることを正確に検知できる。
【００１８】
請求項７の発明は、上記目的を達成するために、請求項２記載の１乃至複数の電力計測装置と、電力線を介した電力線搬送通信によって各電力計測装置から電力計測値を収集するセンタ装置とを有することを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明によれば、周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測するとともに複数の機器の消費電力の計測値をセンタ装置で収集することが可能な電力計測システムが提供できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測することが可能な電力計測装置並びに電力計測システムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る電力計測装置の実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】本発明に係る電力計測システムの実施形態を示すシステム構成図である。
【図３】電力計測装置の実施形態を示す一部省略したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２３】
本実施形態の電力計測システムは、図２に示すようにそれぞれが機器１００i（ｉ＝１，２，…，ｎ）に内蔵されて当該機器１００iで消費する電力（瞬時電力並びに積算電力量）を計測する電力計測装置１と、これら複数の電力計測装置１が計測する計測値を収集するセンタ装置２００とで構成されている。尚、図２では機器１００1に内蔵されている電力計測装置１のみを図示しているが、他の機器１００2〜１００nに内蔵されている電力計測装置１も全て同一の構成を備えているので図示は省略する。
【００２４】
機器１００iは、いわゆる家電機器である空調機器（エアコンディショナ）や冷蔵庫、テレビ受像機、照明器具などの他、産業機器である成形機などであって、商用電源ＡＣから給電される交流を直流あるいは所望の電圧の交流に変換する電源回路部１０１と、電源回路部１０１で変換された直流電力又は交流電力を使用（消費）して所定の機能、例えば、空調機器であれば冷房あるいは暖房する機能、冷蔵庫であれば庫内を冷やす機能、テレビ受像機であればテレビ放送を受信して映像を表示し且つ音声を鳴動する機能、照明器具であれば光源を点灯する機能、成形機であれば樹脂材料を溶融し且つ溶融された樹脂材料を金型内に射出する機能、を実行する本体機能部１０２と、電源回路部１０１や本体機能部１０２などを収納する筐体（図示せず）とを備えている。
【００２５】
電力計測装置１は、図２に示すように演算部１０、電圧入力部１１、電流入力部１２、電流センサ１３、表示部１４、出力部１５、入力端子部１６、出力端子部１７、ＰＬＣモデム部１８、電源部１９を備え、これら各部１０〜１９を構成する回路部品（ＩＣや端子台、コネクタ等）が矩形平板状のプリント配線板２０に実装されて構成されている（図１参照）。
【００２６】
入力端子部１６は、商用電源ＡＣと接続された電力線Ｌｐに接続されるとともに当該電力線Ｌｐを機器１００iの電源回路部１０１に分岐する分岐線Ｌｘに接続され、さらに別の機器１００2への送り配線用の電力線Ｌｐに接続されるものであって、例えば、互いに並列に接続されている複数のねじ端子あるいは従来周知の速結端子を有し、プリント配線板２０の長手方向一端側に実装されている。
【００２７】
電圧入力部１１は、入力端子部１６に入力する電圧（入力電圧）を検出してアナログの電圧検出信号を演算部１０に出力するものである。また、電流入力部１２は、入力端子部１６に入力する電流（入力電流）を電流センサ１３で検出してアナログの電流検出信号を演算部１０に出力するものである。
【００２８】
演算部１０は、メモリやクロック、Ａ／Ｄ変換器などを内蔵した１チップのマイクロコンピュータからなり、電圧検出信号並びに電流検出信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換して取り込み、メモリに格納されているプログラムを実行することで電圧検出値並びに電流検出値から瞬時電力や積算電力量を演算する。尚、演算部１０はプリント配線板２０における長手方向中央付近に実装され、電圧入力部１１並びに電流入力部１２はプリント配線板２０における演算部１０の近傍に実装され、電流センサ１３は演算部１０と入力端子部１６の間に実装されている（図１参照）。
【００２９】
表示部１４は、液晶表示器と駆動回路を１チップに集積化してなり、演算部１０で演算された電力計測値を駆動回路によって液晶表示器に数字（７セグ）で表示するものであって、プリント配線板２０における演算部１０の近傍に実装されている。
【００３０】
出力部１５は、演算部１０で演算された電力計測値を電気信号に変換して出力端子部１７に出力するものであって、プリント配線板２０における演算部１０の近傍に実装されている。また出力端子部１７は、例えば、一端側で本体機能部１０２と接続された信号線（図示せず）の他端側に設けられたコネクタプラグと挿抜自在に接続されるコネクタレセプタクルからなり、出力部１５から出力される信号を信号線に送出するものであって、プリント配線板２０における長手方向他端部に実装されている。
【００３１】
ＰＬＣモデム部１８は、従来周知である電力線搬送通信（ＰＬＣ）により、演算部１０とセンタ装置２００の間で行われるデータ通信をインタフェースするものであって、プリント配線板２０における入力端子部１６の近傍に実装されている。
【００３２】
電源部１９は１チップ化されたＡＣ／ＤＣコンバータからなり、入力端子部１６を介して供給される交流電力を直流電力に変換して演算部１０や表示部１４などの各部に供給しており、プリント配線板２０における入力端子部１６の近傍に実装されている。
【００３３】
ここで、プリント配線板２０の四隅には、絶縁性を有する合成樹脂材料によって角柱状に形成されたスペーサ２１がそれぞれ設けられている。そして、これら４つのスペーサ２１の先端部分を機器１００iの筐体に固定することによって、プリント配線板２０（電力計測装置１）を筐体に固定することができる。尚、スペーサ２１は、ねじ止めの他、接着やかしめなどの適宜の方法で筐体に固定される。例えば、プリント配線板２０の四隅に設けたねじ挿通孔から挿通したねじをスペーサ２１に貫設した挿通孔に挿通させ、スペーサ２１の先端から突出する当該ねじを筐体に設けたねじ孔に螺合することでねじ止めできる。但し、プリント配線板２０を機器１００iの筐体に固定する固定手段はスペーサ２１に限定する趣旨ではなく、例えば、プリント配線板２０を箱形のケース内に収納し、このケースから延設した帯板状の固定片を筐体にねじ止めするような構造を採用しても構わない。
【００３４】
本実施形態の電力計測装置１は上述のように構成されており、機器１００iで消費される電力を計測するための手段を構成する回路部品が実装されたプリント配線板２０を固定手段（スペーサ２１）によって機器１００iの筐体内に固定することができるので、いわゆる機器内蔵型の電力計測装置（電力計測モジュール）が実現でき、その結果、周辺に設置スペースがない機器の消費電力を計測することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態の電力計測システムでは、複数の機器１００iにそれぞれ内蔵されている各電力計測装置１が、各機器１００iに送り配線される電力線Ｌｐを介した電力線搬送通信によって電力の計測値をセンサ装置２００へ送信することができる。このため、センタ装置２００と各電力計測装置１との間にデータ通信用の通信線を配線する必要が無いために省配線化が図れる。尚、センタ装置２００では各電力計測装置１から収集した各機器１００i毎の電力計測値を記憶媒体（半導体メモリやハードディスク装置など）に記憶するとともに必要に応じて表示デバイス（液晶ディスプレイなど）に表示できるようになっている。
【００３６】
ところで、空調機器やテレビ受像機などの機器では、リモコン送信器から送信されるワイヤレス信号を受信する機能のみを有効とし、その他の機能を停止させている状態（待機状態）で放置されることが多い。この待機状態で消費される電力（待機時電力）は、運転中に消費される電力に比べればごく僅かなものであるが、それでも長時間に亘って消費されると省電力化を図る上で無視できない程度の電力量になってしまう。
【００３７】
そこで、電力計測装置１の演算部１０では、機器１００iで消費されている電力（瞬時電力）が所定の待機時電力を超えていないと判断したことを条件に機器１００iが待機状態にあることを検知し、出力部１５より出力端子部１７を介して待機時電力検知信号を外部に出力させるようにしている。待機時電力検知信号は、図３に示すように機器１００iの電源回路部１０１と本体機能部１０２との間に挿入されたリレー接点（常閉接点）ｒを開成するリレーＲｙを励磁するように構成されている。したがって、待機時電力検知信号によって励磁されたリレーＲｙがリレー接点ｒを開成することにより、電源回路部１０１から本体機能部１０２への給電が停止されて待機電力の消費がゼロとなる。
【００３８】
ここで、演算部１０が機器１００iで消費されている電力（瞬時電力）が所定の待機時電力を超えているか否かを判断する方法として、以下の２つの方法がある。
【００３９】
１つの方法は、待機時電力が運転時の消費電力に比較して殆ど変動しないという点に着目し、電力計測値の変動が所定範囲（運転時の消費電力変動範囲よりも十分に狭い範囲）内である状態が所定時間（例えば、数分間）継続したときに待機時電力を超えていると判断する方法である。この方法によれば、機器１００iの待機時電力が既知でない場合でも当該機器１００iが待機状態であることが検知できる。
【００４０】
もう１つの方法は、機器１００iの待機時電力が既知である場合に電力計測値が所定のしきい値（前記待機時電力にほぼ等しい値）以下である状態が所定時間（例えば、数分間）継続したときに待機時電力を超えていると判断する方法である。この方法によれば、機器１００iの待機時電力が既知である場合に機器１００iが待機状態であることを正確に検知できる。
【符号の説明】
【００４１】
１  電力計測装置
１０  演算部（演算手段）
１１  電圧入力部（入力電圧測定手段）
１２  電流入力部（入力電流測定手段）
１３  電流センサ（入力電流測定手段）
１４  表示部（表示手段）
１５  出力部（信号出力手段）
２０  プリント配線板
２１  スペーサ（固定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011059073.tif 000005