(57)【要約】【課題】信頼性を低下させることなく電力線通信装置におけるコモンモード電流抑制の機能を実現する。【解決手段】ＰＬＣモデム２に交流電源を供給する電源コード３のプラグ３２をコンセントＣに差し込んだ状態において当該コンセントＣから当該電源コード３に沿って距離Ｌが５０ｃｍまでの範囲内の位置で、当該電源コード３が、磁性材料によって形成されたコアに巻き付けられることにより、コモンモード電流を抑制するチョークコイル３５を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線通信装置本体及びこれに交流電源を供給する電源コードを備えた電力線通信装置であって、
前記電源コードのプラグをコンセントに差し込んだ状態において当該コンセントから当該電源コードに沿って距離５０ｃｍまでの範囲内の位置で、当該電源コードが、磁性材料によって形成されたコアに巻き付けられることにより、コモンモード電流を抑制するチョークコイルを構成することを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
前記距離としては、前記状態で前記チョークコイルのケースが床面に安定して着地する長さが確保される請求項１記載の電力線通信装置。
【請求項３】
前記電源コードの前記コアへの巻き付け回数は、貫通を１回として、少なくとも４回である請求項１記載の電力線通信装置。
【請求項４】
電力線通信装置本体に交流電源を供給する電源コードのプラグをコンセントに差し込んだ状態において当該コンセントから当該電源コードに沿って距離５０ｃｍまでの範囲内の位置で、当該電源コードが、磁性材料によって形成されたコアに巻き付けられることにより、コモンモード電流を抑制するチョークコイルを構成することを特徴とするチョークコイル付き電源コード。
【請求項５】
前記距離としては、前記状態で前記チョークコイルのケースが床面に安定して着地する長さが確保される請求項４記載のチョークコイル付き電源コード。
【請求項６】
前記電源コードの前記コアへの巻き付け回数は、貫通を１回として、少なくとも４回である請求項４記載のチョークコイル付き電源コード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信装置及びこれに用いるチョークコイル付き電源コードに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）は、電力線に高周波信号を重畳して高速通信を行う通信方式であり、新たに通信用ケーブルを設ける必要が無いという利点を有する（非特許文献１参照。）。しかしながら、電力線は通信専用線より平衡度が悪いため、コモンモード電流が流れやすい。コモンモード電流が流れると電気的ノイズを生じるので、国内では厳しい規制が設けられている。そこで、この規制を満たすために、コモンモード電流を抑制する電子回路を電力線通信装置の内部に搭載したものや又は電源コードの途中に接続したものが実用化されている。
【０００３】
【非特許文献１】Interface、第７０〜８１頁、「電力線搬送（ＰＬＣ: Power Line Communication）の現状」、江藤潔著、ＣＱ出版社、２０００年９月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電力線通信装置の内部に搭載するか電源コードの途中に接続するかに関わらず、電子回路を使用すると部品点数が増大するので、平均故障時間（ＭＴＢＦ）が短くなり、信頼性の低下につながる。また、熟練を要する半田付け作業が必要とされるので、作業不良に伴う信頼性の低下もあり得る。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、信頼性を低下させることなく電力線通信装置におけるコモンモード電流抑制の機能を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電力線通信装置本体及びこれに交流電源を供給する電源コードを備えた電力線通信装置であって、前記電源コードのプラグをコンセントに差し込んだ状態において当該コンセントから当該電源コードに沿って距離５０ｃｍまでの範囲内の位置で、当該電源コードが、磁性材料によって形成されたコアに巻き付けられることにより、コモンモード電流を抑制するチョークコイルを構成することを特徴とする。
上記のような電力線通信装置では、電源コードをそのまま使用してコアに巻き付けるだけで、コモンモード電流を抑制するチョークコイルを構成することができる。また、チョークコイルの位置をコンセントから５０ｃｍまでの範囲内とすることにより、コモンモード電流に対する高い抑制効果を達成することができる。
【０００６】
また、前記電力線通信装置において、前記距離としては、前記状態で前記チョークコイルのケースが床面に安定して着地する長さが確保されることが好ましい。
この場合、チョークコイルのケース全体の重量が、プラグへの負荷となることを、防止できる。
【０００７】
また、前記電力線通信装置において、前記電源コードの前記コアへの巻き付け回数は、貫通を１回として、少なくとも４回であることが好ましい。
この場合、より確実なコモンモード電流の抑制効果を達成することができる。
【０００８】
一方、本発明のチョークコイル付き電源コードは、電力線通信装置本体に交流電源を供給する電源コードのプラグをコンセントに差し込んだ状態において当該コンセントから当該電源コードに沿って距離５０ｃｍまでの範囲内の位置で、当該電源コードが、磁性材料によって形成されたコアに巻き付けられることにより、コモンモード電流を抑制するチョークコイルを構成するものである。
上記のようなチョークコイル付き電源コードでは、電源コードをそのまま使用してコアに巻き付けるだけで、コモンモード電流を抑制するチョークコイルを構成することができる。また、チョークコイルの位置をコンセントから５０ｃｍまでの範囲内とすることにより、コモンモード電流に対する高い抑制効果を達成することができる。
【０００９】
また、前記距離としては、前記状態で前記チョークコイルのケースが床面に安定して着地する長さが確保されることが好ましい。
この場合、チョークコイルのケース全体の重量が、プラグへの負荷となることを、防止できる。
【００１０】
また、前記チョークコイル付き電源コードにおいて、前記電源コードの前記コアへの巻き付け回数は、貫通を１回として、少なくとも４回であることが好ましい。
この場合、より確実なコモンモード電流の抑制効果を達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電力線通信装置及びチョークコイル付き電源コードによれば、電源コードをそのまま使用してコモンモード電流の抑制効果が高いチョークコイルを構成することができるので、信頼性を低下させることなく電力線通信装置におけるコモンモード電流抑制の機能を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態による電力線通信装置１すなわち、電力線通信装置本体（以下、ＰＬＣモデムという。）２及びチョークコイル付き電源コード３（単に電源コードともいう。）を示す図である。この電源コード３は、ＰＬＣモデム２に着脱可能なタイプであり、電線部分としては被覆電線２本を有するコード３０（小型家電品に使用される平型コード、又は、撚り線コードを含むキャブタイヤケーブル等）が使用され、その両端にはコンセントＣへ差し込むためのプラグ３２と、ＰＬＣモデム２に差し込むためのレセプタクル３３とがそれぞれ取り付けられている。電源コード３の途中には、樹脂モールドによって形成されたケース３４が設けられ、その内部に、コモンモード電流を抑制するチョークコイル３５が構成されている。
【００１３】
図２は、ケース３４の内部におけるチョークコイル３５の構成を示す図である。コード３０（平型コード）は、途中で開いて２本の被覆電線３１の状態とされ、各被覆電線３１は、磁性材料（例えばフェライト）によって形成されたコア３６に、左右対称に巻き付けられている。この巻き方は、対称巻き（キャンセル巻き）と呼ばれる。コア３６はリング状又は、中心軸方向（紙面に垂直な方向）に長い円筒状である。
【００１４】
図３は、図２の対称巻きとは異なる巻き方によって構成されたチョークコイル３５の例を示す図である。
図３の（ａ）は、平行巻き（バイファイラ巻き）のチョークコイル３５を示す図である。この場合、コード３０（平型コード）は２本の被覆電線３１が平行に接合された状態のまま、リング状又は円筒状のコア３６に巻き付けられている。
一方、図３の（ｂ）は、撚り線巻きのチョークコイル３５を示す図である。この場合、コード３０（撚り線コード）は、２本の被覆電線３１が撚り線の状態とされたまま、リング状又は円筒状のコア３６に巻き付けられている。
【００１５】
なお、円筒状のコアは中心軸方向に伸びることによりコア断面積を確保することができるので、リングよりも外径を小さくすることができ、コード３０を巻いたときの全体的な外径方向へのふくらみを抑え、ケース３４の外形をコンパクトにすることができる。また、コモンモード電流抑制効果は、コード３０がコアに密着するほど良く、また、密着する長さが長いほど良いが、同じコア断面積であれば、密着する長さの確保が容易な点で、リング状よりも円筒状の方がコモンモード電流の抑制効果が高い。なお、円筒以外に角筒（三角、四角、六角等）も使用可能である。
【００１６】
また、以上の説明では非分割構造のコアを示したが、実際には、円筒状で２分割構造の、ＥＭＣ対策用フェライトコア（例えばＴＤＫ株式会社：ＲＵシリーズ）が好適である。２分割構造のコアを用いた場合は、プラグ３２やレセプタクル３３を取り付けた状態からでもコード３０をコアに自在に巻き付けることが可能である。図４は、このようなフェライトコアの周波数−インピーダンス特性を示す両対数グラフの一例である。フェライトコアは、１０ＭＨｚで１０Ω以上、１００ＭＨｚで１００Ω以上のインピーダンスを有し、かつ、１０〜１００ＭＨｚの間は、対数表示で直線よりも上に凸のインピーダンス特性曲線を有することが好ましい。このようなフェライトコアは、２〜３０ＭＨｚを使用するＰＬＣ信号のコモンモード電流に対して安定したインピーダンスを発揮することができる。
【００１７】
本発明者は、上記３種類の巻き方によるチョークコイル３５について、共通の条件でコモンモード電流抑制効果及び、ＰＬＣ信号出力への影響を、実験により確認した。その結果、コモンモード電流抑制効果については対称巻きが最も優れているが、他の巻き方でも大差はなかった。一方、ＰＬＣ信号出力への影響に関しては、対称巻きの場合、他の２種類の巻き方に比べて若干、ＰＬＣ信号出力が低下した。そこで、この低下を補うべく対称巻きの場合のＰＬＣモデムにおける信号出力を増大させると、コモンモード電流が増加する。そうすると、結局、コモンモード電流抑制効果については、３種類の巻き方に、実質的にほとんど差が無い、ということになった。
【００１８】
また、巻き数に関しては、最初のコア貫通も１回として、２回、３回と巻き数を増やすことによりコモンモード電流抑制効果が向上し、４回巻きでは、コンセントに比較的近い場所にチョークコイルを設けることで、約５ｄｂ以上の大きな抑制（減衰）が可能である。従って、少なくとも４回巻きとすることにより、実用上十分なコモンモード電流抑制効果が得られると解される。
【００１９】
そこで、巻き方は撚り線巻き、巻き数は４回として、図１，図５のコンセントＣからの距離Ｌを種々の値に設定して、コモンモード電流抑制の効果を検証した。コモンモード電流の測定点Ｐは、図５における、コンセントＣから１０ｃｍ（総務省の規定による）の位置である。そして、ある距離Ｌに対して、チョークコイル３５を設けない場合と、設けた場合との比較により、その位置にチョークコイル３５を設けた場合のコモンモード電流抑制の効果を検証した。
【００２０】
具体的には、距離Ｌとして１５ｃｍから７０ｃｍまで５ｃｍづつ変化させて測定し、４つの周波数１１．２、１５、２３．８、３２［ＭＨｚ］の信号について、コモンモード電流抑制効果を調べた。この結果、以下の表１のデータが得られた。表内の、単位を付していない数値は、コモンモード電流抑制効果を表し、単位はｄｂである。
【００２１】
【表１】
2008244655.tif 000003
【００２２】
図６は、表１のデータを、距離Ｌを横軸、コモンモード電流（ＣＭＩ）抑制効果を縦軸としてプロットしたグラフである。グラフ中の◆は１１．２ＭＨｚ、■は１５ＭＨｚ、△は２３．８ＭＨｚ、×は３２ＭＨｚである。
【００２３】
図６により、コモンモード電流抑制効果は、同じ距離Ｌの場合には周波数が高いほど大きいことがわかる。また、コモンモード電流抑制効果は、距離Ｌが短いほど大きく、距離Ｌの増大に従って緩やかに低下する。従って、距離Ｌはなるべく短い方が良い。
【００２４】
グラフによれば、距離Ｌが４５，５０，５５ｃｍと増大したとき、抑制効果に大きな変化が無く、６０ｃｍになると抑制効果が比較的大きく低下している。従って、距離Ｌの上限は５５ｃｍ以下が好ましいと推定され、測定誤差も考えて余裕を見ると、５０ｃｍ以下が好ましいと考えられる。また、距離Ｌが１５ｃｍ未満のデータはないが、グラフの近似曲線からは、距離Ｌを１５ｃｍ以内とすれば抑制効果は１２ｄＢに近づくと推定される。そこで、その半値の６ｄＢを目安とすると、５０ｃｍで各周波数の平均として概ね６ｄＢ低減できると解される。従って、この点からも、距離Ｌは５０ｃｍまでとすることが好ましいと考えられる。
【００２５】
一方、樹脂モールドしたチョークコイル３５のケース３４全体は、相応の重量（例えば５０ｇ程度）があり、これが、プラグ３２に近い位置にあって、ぶら下がる状態となると、その重量がプラグ３２にかかる。その場合、プラグ３２が下に傾き、抜けやすくなる。また、抜けないとしても、プラグ３２の根元が露出し易くなり、その状態でプラグ３２の根元に積もった埃が吸湿するとトラッキングを生じやすくなることも想定される。そこで、プラグ３２に重量負担をかけないという視点から、距離Ｌを規定することも有意義である。
【００２６】
図７は、壁面Ｗに設けられた２口のコンセントＣの上の差込口に、プラグ３２を差し込んだ状態を示す図である。壁面Ｗに設けられるコンセントＣの高さ方向の中心位置は、通常、床面Ｆから約２５ｃｍである場合が多い。しかし、これよりやや高い位置に取り付けられる場合もあり、かつ、通常２口コンセントであることを考慮すると、現実的には、最も高い位置に取り付けられたコンセントＣの、上の差込口の高さは、約３３ｃｍであると考えられる。
【００２７】
そこで、当該コンセントＣにおける、床面Ｆから３３ｃｍの高さにある差込口にプラグ３２が差し込まれたとき、ケース３４が床面Ｆに安定した姿勢で着地するように電源コード３における距離Ｌ（図１）を定めると、４５ｃｍが適切である。差込口が３３ｃｍより低い場合にはさらに余裕をもって、ケース３４が床面Ｆに安定した姿勢で着地する。このように、ケース３４が床面Ｆに安定した姿勢で着地すると、その重量はプラグ３２への負担とならず、従ってプラグ３２が抜けやすくなることや、トラッキングの発生を、防止することができる。
【００２８】
なお、コアの軽量化等によりケース３０全体の重量を軽量（例えば３０ｇ未満）にすれば、距離Ｌを４５ｃｍ未満として、ケース３０を、コンセントＣに差し込んだプラグ３２にぶら下げた場合でも、プラグ３２の抜けを抑制することが可能である。
【００２９】
なお、上記実施形態では電源コード３は着脱可能なタイプとしたが、ＰＬＣモデム２内に直接接続される「一体もの」であってもよい。
また、上記実施形態ではケース３４は樹脂モールドにより形成されるものとしたが、チョークコイル３５を収める中空のプラスチックケースであってもよい。
【００３０】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による電力線通信装置すなわち、電力線通信装置本体（ＰＬＣモデム）及びチョークコイル付き電源コードを示す図である。
【図２】ケースの内部におけるチョークコイルの構成を示す図であり、巻き方が対称巻きである場合を示す。
【図３】ケースの内部におけるチョークコイルの構成を示す図であり、（ａ）は巻き方が平行巻きである場合、（ｂ）は巻き方が撚り線巻きである場合を示す。
【図４】フェライトコアの周波数−インピーダンス特性を示す両対数グラフの一例である。
【図５】図１の一部を示す図であり、測定点Ｐを示す。
【図６】表１のデータを、距離Ｌを横軸、コモンモード電流（ＣＭＩ）抑制効果を縦軸としてプロットしたグラフである。
【図７】壁面に設けられた２口のコンセントの上の差込口に、電源コードのプラグを差し込んだ状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    電力線通信装置
２    ＰＬＣモデム（電力線通信装置本体）
３    チョークコイル付き電源コード
３０    コード
３１    被覆電線
３２    プラグ
３３    レセプタクル
３４    ケース
３５    チョークコイル
３６    コア
Ｃ    コンセント
Ｆ    床面
Ｌ    距離
Ｐ    測定点
Ｗ    壁面
【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】
2008244655.tif 000008
【図６】
2008244655.tif 000009
【図７】
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