(57)【要約】【課題】単相三線式異相線間電力通信を実現するために、簡便にかつ安全に設置できる異相線間カプラーを提供すること。【解決手段】この異相線間カプラーでは、第一の高周波信号伝達トランス２１は、第一の高周波信号伝達トランス２１の一次コイルである第一の相の電力線Ｕに、第一の高周波信号伝達トランス２１の二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回して構成され、第二の高周波信号伝達トランス２２は、第二の高周波信号伝達トランス２２の一次コイルである第二の相の電力線Ｗに、第二の高周波信号伝達トランス２２の二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回して構成され、第一の高周波信号伝達トランス２１の二次コイルと第二の高周波信号伝達トランス２２の二次コイルは直列に接続される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の相の電力線と、中性線と、第二の相の電力線とを備える単相三線式電力線を用いて行う異相線間電力線通信に使用される、異相線間カプラーであって、
前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線のいずれの導体とも非接触でありながら、前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを、商用電源周波数において遮断し、かつ、電力線通信を行う高周波域において電気的に接続する結合部を備える、異相線間カプラー。
【請求項２】
前記結合部は、
一次コイルと二次コイルとを有する第一の高周波信号伝達トランスと、同じく、一次コイルと二次コイルとを有する第二の高周波信号伝達トランスとを備え、
前記第一の高周波信号伝達トランスは、前記第一の相の電力線を一次コイルとし、
前記第二の高周波信号伝達トランスは、前記第二の相の電力線を一次コイルとし、
前記第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルと、前記第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルとが、直列に接続される、請求項１記載の異相線間カプラー。
【請求項３】
前記第一の高周波信号伝達トランスと前記第二の高周波信号伝達トランスは、空芯トランスである、請求項２記載の異相線間カプラー。
【請求項４】
前記第一の高周波信号伝達トランスと前記第二の高周波信号伝達トランスは、それぞれ、一体型の強磁性体コアあるいは複数個に分割可能な強磁性体コアを備える、有芯トランスである、請求項２記載の異相線間カプラー。
【請求項５】
前記第一の高周波信号伝達トランスは、
前記第一の高周波信号伝達トランスの一次コイルである前記第一の相の電力線に、前記第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回して構成され、
前記第二の高周波信号伝達トランスは、
前記第二の高周波信号伝達トランスの一次コイルである前記第二の相の電力線に、前記第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回して構成される、請求項２記載の異相線間カプラー。
【請求項６】
前記第一の高周波信号伝達トランスと前記第二の高周波信号伝達トランスとは、それぞれの一次コイルと二次コイルの巻線数比がｍ対ｎ（ｍとｎは自然数）である、請求項２から５記載の異相線間カプラー。
【請求項７】
前記結合部は、
前記第一の相の電力線を一次コイルとし、前記第二の相の電力線を二次コイルとする、高周波信号伝達トランスを備え、
前記高周波信号伝達トランスは、空芯トランスである、請求項１記載の異相線間カプラー。
【請求項８】
前記結合部は、
前記第一の相の電力線を一次コイルとし、前記第二の相の電力線を二次コイルとする、高周波信号伝達トランスを備え、
前記高周波信号伝達トランスは、一体型の強磁性体コアあるいは複数個に分割可能な強磁性体コアを備える、請求項１記載の異相線間カプラー。
【請求項９】
前記結合部は、
前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線との並行部分の一部を覆い、前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを高周波的に接続する、強磁性体ブロックを備え、
前記強磁性体ブロックは、前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを覆う部分を境界として、複数個に分割可能である、請求項１記載の異相線間カプラー。
【請求項１０】
複数個に分割可能な第一の強磁性体コアと、複数個に分割可能な第二の強磁性体コアとを備えた、請求項４記載の異相線間カプラーの装着方法であって、
前記第一の高周波信号伝達トランスにおいては、前記分割可能な第一の強磁性体コアのコア孔部分に、前記第一の相の電力線を挿入して一次コイルとするステップと、
あらかじめボビンに巻回してなる二次コイルを、前記分割可能な第一の強磁性体コアに挿入するステップと、
前記分割可能な第一の強磁性体コアを使用して、閉磁路を構成するステップとを含み、
前記第二の高周波信号伝達トランスにおいては、前記分割可能な第二の強磁性体コアのコア孔部分に、前記第二の相の電力線を挿入して一次コイルとするステップと、
あらかじめボビンに巻回してなる二次コイルを、前記分割可能な第二の強磁性体コアに挿入するステップと、
前記分割可能な第二の強磁性体コアを使用して、閉磁路を構成するステップとを含み、
前記第一の高周波信号伝達トランスに装着された前記二次コイルと、前記第二の高周波信号伝達トランスに装着された前記二次コイルとを直列に接続するステップとを含む、異相線間カプラーの装着方法。
【請求項１１】
複数個に分割可能な強磁性体コアを備えた、請求項８記載の異相線間カプラーの装着方法であって、
前記分割可能な強磁性体コアのコア孔部分に、前記第一の相の電力線と、前記第二の相の電力線とを挿入するステップと、
前記分割可能な強磁性体コアを使用して、閉磁路を構成するステップとを含む、異相線間カプラーの装着方法。
【請求項１２】
請求項９記載の異相線間カプラーの装着方法であって、
前記複数個に分割された強磁性体ブロックに、前記第一の相の電力線と、前記第二の相の電力線とを挿入するステップと、
前記複数個に分割された強磁性体ブロックをもって、前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線との並行部分の一部を覆い、閉磁路を構成するステップとを含む、異相線間カプラーの装着方法。
【請求項１３】
第一の相の電力線と、中性線と、第二の相の電力線とを備える単相三線式電力線を用いて行う異相線間電力線通信における、異相線間のカップリング方法であって、
前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線のいずれの導体とも非接触でありながら、
前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを、商用電源周波数において遮断し、かつ、電力線通信を行う高周波域において電気的に結合する結合ステップを含む、異相線間のカップリング方法。
【請求項１４】
前記結合ステップは、
一次コイルと二次コイルとを有する第一の高周波信号伝達トランスにおいて、前記第一の相の電力線を一次コイルとし、
一次コイルと二次コイルとを有する第二の高周波信号伝達トランスにおいて、前記第二の相の電力線を一次コイルとし、
前記第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルと、前記第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルとが、直列に接続され、
前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを、前記第一の高周波信号伝達トランスと前記第二の高周波信号伝達トランスとを介して、電力線通信を行う高周波域において、電気的に結合するステップを含む、請求項１３記載の異相線間のカップリング方法。
【請求項１５】
前記結合ステップは、
前記第一の高周波信号伝達トランスにおいて、
前記第一の高周波信号伝達トランスの一次コイルである前記第一の相の電力線に、前記第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回し、
前記第二の高周波信号伝達トランスにおいて、
前記第二の高周波信号伝達トランスの一次コイルである前記第二の相の電力線に、前記第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回し、
前記第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルと、前記第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルとを、直列に接続し、
前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを、前記第一の高周波信号伝達トランスと前記第二の高周波信号伝達トランスとを介して、電力線通信を行う高周波域において、電気的に結合するステップを含む、請求項１４記載の異相線間のカップリング方法。
【請求項１６】
前記結合ステップは、
前記第一の相の電力線を一次コイルとし、前記第二の相の電力線を二次コイルとする、高周波信号伝達トランスを使用し、
前記第一の相の電力線と前記前記第二の相の電力線とを、前記高周波信号伝達トランスを介して、電力線通信を行う高周波域において、電気的に結合するステップを含む、請求項１３記載の異相線間のカップリング方法。
【請求項１７】
前記結合ステップは、
強磁性体ブロックを使用して、前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線との並行部分の一部を覆い、前記第一の相の電力線と前記第二の相の電力線とを高周波的に接続するステップを含む、請求項１３記載の異相線間のカップリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般住宅等宅内に設置されている電力線を利用した電力線通信において、単相三線式電力線通信を実現し、かつ、設置が簡便で安全である、異相線間カプラー及びその装着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
宅内電力線通信は、宅内の電気コンセントにモデム等を接続して、宅内に敷設されている電力線を伝送路として、宅内での情報通信を行うものである。既設の電力線と電気コンセントをそのまま利用して、例えば、コンピュータ及びその周辺装置、あるいは、家電製品を結ぶホームネットワークの構築と家庭内情報化を容易に実現できることから、近年注目を集めている。
【０００３】
わが国の現行制度では、電力線通信に使用できる周波数帯は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚと定められており、低速のデータ通信（９．６ｋｂｐｓ程度）に利用されている。しかし、今後より高速のデータ通信（数１０Ｍｂｐｓ）が実現できるように、電力線通信に使用できる周波数帯に、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯を新たに追加する検討が行われている。
【０００４】
図９は、従来の宅内単相三線式電力線通信システムの配線図である。１００Ｖ及び２００Ｖの電力は、柱上トランス９１から三本の電力線、即ち、第一の相の電力線Ｕ、中性線Ｎ、及び第二の相の電力線Ｗを用いて、宅内に配電される。１００Ｖ系は、宅内では、分電盤内の主幹ブレーカ９２を経て、電力線Ｕと中性線Ｎを対とした第一の配電系統と、電力線Ｗと中性線Ｎを対とした第二の配電系統とに分かれて、それぞれ配電される。
【０００５】
第一の配電系統に接続された、モデム９３とモデム９４は、同一の回路内にあるため、相互の通信を容易に行える。即ち、モデム９３から送信するデータは、差動信号として第一の相の電力線Ｕと中性線Ｎに入力される。この差動信号は、同じ配電系統にあるモデム９４で、容易に、かつ良好に受信される。これが、同相における電力線通信である。
【０００６】
しかし、第一の配電系統に接続された、モデム９３あるいはモデム９４と、第二の配電系統に接続された、モデム９５との間の電力線通信は、異相線間電力線通信と呼ばれ、通常の状態では良好な通信を行うことが出来ない。
【０００７】
単相三線式配電では、中性線Ｎは共通であるが、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとは、異相関係にあり、これらは、柱上トランス９１のおいて、接続されているに過ぎない。したがって、電力線通信に使用する数１０ｋＨｚ以上の周波数帯においては、第一の配電系統と第二の配電系統とは、それぞれ独立した別回路として動作する。即ち、モデム９３あるいはモデム９４から、第一の配電系統に入力された差動信号は、第二の配電系統に接続されたモデム９５の受信点では、著しく減衰しており、モデム９５は、良好な信号検出が出来ない。
【０００８】
このため、単相三線式電力通信では、異相線間の通信を実現するためには特別の仕組みが必要である。
【０００９】
これを解決するため、図９に示されるように、コンデンサー９６あるいはハイパスフィルタ（図示せず）を用いた異相線間カプラーを、主幹ブレーカ９２の内部、あるいはその近傍に設置して、異相線間を高周波的に接続する方式が提案されている（特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、このようなコンデンサーやハイパスフィルタを既設の分電盤内部に取り付けるには、高電圧回路の工事となるため、電気主任技術者あるいは電気工事士による工事が必要となり、これらの資格を持たない一般人は、このような取り付けを禁じられている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２３２３３２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、単相三線式異相線間電力通信を実現するために、特別な工事が必要であり、一般の家庭で、容易に実施することが出来ないという問題があった。
【００１３】
そこで本発明は、簡便にかつ安全に設置できて、単相三線式異相線間電力通信を実現できる、異相線間カプラー及びその関連技術を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の異相線間カプラーは、第一の相の電力線と、中性線と、第二の相の電力線とを備える単相三線式電力線を用いて行う異相線間電力線通信に使用される、異相線間カプラーであって、第一の相の電力線と第二の相の電力線のいずれの導体とも非接触でありながら、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを、商用電源周波数において遮断し、かつ、電力線通信を行う高周波域において電気的に接続する結合部を備える。
【００１５】
この構成によれば、異相線間カプラーは、電力線の導体とは非接触であり、かつ、異相線間を高周波的に接続して、異相線間で電力線通信の信号を伝達できる。
【００１６】
請求項２記載の異相線間カプラーでは、結合部は、一次コイルと二次コイルとを有する第一の高周波信号伝達トランスと、同じく、一次コイルと二次コイルとを有する第二の高周波信号伝達トランスとを備え、第一の高周波信号伝達トランスは、第一の相の電力線を一次コイルとし、第二の高周波信号伝達トランスは、第二の相の電力線を一次コイルとし、第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルと、第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルとが、直列に接続される。
【００１７】
この構成によれば、電磁誘導作用を利用した高周波信号伝達トランスにより、異相線間を高周波的に結合して、電力線通信の信号を伝達できる。
【００１８】
請求項３記載の異相線間カプラーでは、第一の高周波信号伝達トランスと第二の高周波信号伝達トランスは、空芯トランスである。
【００１９】
この構成によれば、強磁性体コアを使用することなく、高周波信号伝達トランスを実現できる。また、強磁性体コアを使用していないので、商用周波数の遮断効率が高いという利点がある。
【００２０】
請求項４記載の異相線間カプラーでは、第一の高周波信号伝達トランスと第二の高周波信号伝達トランスは、それぞれ、一体型の強磁性体コアあるいは複数個に分割可能な強磁性体コアを備える、有芯トランスである。
【００２１】
この構成によれば、強磁性体コアを使用することにより、高周波信号伝達トランスの伝達特性を改善でき、高効率の異相線間カプラーを実現できる。また、複数個に分割可能な強磁性体コアを用いれば、設置が極めて簡単となり、省施工性が図れる。
【００２２】
請求項５記載の異相線間カプラーでは、第一の高周波信号伝達トランスは、第一の高周波信号伝達トランスの一次コイルである第一の相の電力線に、第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回して構成され、第二の高周波信号伝達トランスは、第二の高周波信号伝達トランスの一次コイルである第二の相の電力線に、第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回して構成される。
【００２３】
この構成によれば、強磁性体コアが不要となり、より廉価な異相線間カプラーを実現できる。
【００２４】
請求項６記載の異相線間カプラーでは、第一の高周波信号伝達トランスと第二の高周波信号伝達トランスとは、それぞれの一次コイルと二次コイルの巻線数比がｍ対ｎ（ｍとｎは自然数）である。
【００２５】
この構成によれば、第一の配電系統と第二の配電系統との間の伝達特性が可逆的となり、通信品質が均一な異相線間電力線通信が可能となる。
【００２６】
請求項７記載の異相線間カプラーでは、結合部は、第一の相の電力線を一次コイルとし、第二の相の電力線を二次コイルとする、高周波信号伝達トランスを備え、高周波信号伝達トランスは、空芯トランスである。
【００２７】
この構成によれば、第一の相の電力線と第二の相の電力線を、空芯の高周波信号伝達トランスで直接結合して、簡便に異相線間カプラーを実現できる。また、高周波信号伝達トランスは一つでよく、二次コイルも不要であるから、簡単かつ経済的な異相線間カプラーを実現できる。
【００２８】
請求項８記載の異相線間カプラーでは、結合部は、第一の相の電力線を一次コイルとし、第二の相の電力線を二次コイルとする、高周波信号伝達トランスを備え、高周波信号伝達トランスは、一体型の強磁性体コアあるいは複数個に分割可能な強磁性体コアを備える。
【００２９】
この構成によれば、第一の相の電力線と第二の相の電力線を、強磁性体コアを有芯とした高周波信号伝達トランスで直接結合して、結合効率の高い異相線間カプラーを実現できる。また、高周波信号伝達トランスは一つでよく、二次コイルも不要であるから、簡単かつ経済的な異相線間カプラーを実現できる。さらに、複数個に分割可能な強磁性体コアを用いれば、設置が極めて簡単となり、施工性に優れる。
【００３０】
請求項９記載の異相線間カプラーでは、結合部は、第一の相の電力線と第二の相の電力線との並行部分の一部を覆い、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを高周波的に接続する、強磁性体ブロックを備え、強磁性体ブロックは、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを覆う部分を境界として、複数個に分割可能である。
【００３１】
この構成によれば、簡便にして、第一の相の電力線と第二の相の電力線を高周波的に結合できる。また、強磁性体ブロックは複数個に分割可能であるから、設置が極めて簡単となり、施工性に優れる。
【００３２】
請求項１０記載の異相線間カプラーの装着方法は、複数個に分割可能な第一の強磁性体コアと、複数個に分割可能な第二の強磁性体コアとを備えた、異相線間カプラーの装着方法であって、第一の高周波信号伝達トランスにおいては、分割可能な第一の強磁性体コアのコア孔部分に、第一の相の電力線を挿入して一次コイルとするステップと、あらかじめボビンに巻回してなる二次コイルを、分割可能な第一の強磁性体コアに挿入するステップと、分割可能な第一の強磁性体コアを使用して、閉磁路を構成するステップとを含み、第二の高周波信号伝達トランスにおいては、分割可能な第二の強磁性体コアのコア孔部分に、第二の相の電力線を挿入して一次コイルとするステップと、あらかじめボビンに巻回してなる二次コイルを、分割可能な第二の強磁性体コアに挿入するステップと、分割可能な第二の強磁性体コアを使用して、閉磁路を構成するステップとを含み、第一の高周波信号伝達トランスに装着された二次コイルと、第二の高周波信号伝達トランスに装着された二次コイルとを直列に接続するステップとを含む。
【００３３】
この方法によれば、既設の電力線を分電盤の取り付け端子から外す必要はなく、また、電力線の導体にも接続する必要がないから、取り付け作業の省力化と安全性を確保できる。
【００３４】
請求項１１記載の異相線間カプラーの装着方法は、複数個に分割可能な強磁性体コアを備えた、異相線間カプラーの装着方法であって、分割可能な強磁性体コアのコア孔部分に、第一の相の電力線と、第二の相の電力線とを挿入するステップと、分割可能な強磁性体コアを使用して、閉磁路を構成するステップとを含む。
【００３５】
この方法によれば、既設の電力線を分電盤の取り付け端子から外したり、電力線の導体に接続したり、別個の配線をしたりする必要がないから、取り付け作業はきわめて簡単で、その安全性もきわめて高い。
【００３６】
請求項１２記載の異相線間カプラーの装着方法は、複数個に分割された強磁性体ブロックに、第一の相の電力線と、第二の相の電力線とを挿入するステップと、複数個に分割された強磁性体ブロックをもって、第一の相の電力線と第二の相の電力線との並行部分の一部を覆い、閉磁路を構成するステップとを含む。
【００３７】
この方法によれば、請求項１１と全く同様の効果が期待できる。
【００３８】
請求項１３記載の異相線間のカップリング方法は、第一の相の電力線と、中性線と、第二の相の電力線とを備える単相三線式電力線を用いて行う異相線間電力線通信における、異相線間のカップリング方法であって、第一の相の電力線と第二の相の電力線のいずれの導体とも非接触でありながら、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを、商用電源周波数において遮断し、かつ、電力線通信を行う高周波域において電気的に結合する結合ステップを含む。
【００３９】
この方法によれば、電力線の導体とは非接触であり、かつ、異相線間を高周波的に接続して、異相線間で電力線通信の信号を可能とする、異相線間のカップリング方法を提供できる。
【００４０】
請求項１４記載の異相線間のカップリング方法は、結合ステップは、一次コイルと二次コイルとを有する第一の高周波信号伝達トランスにおいて、第一の相の電力線を一次コイルとし、一次コイルと二次コイルとを有する第二の高周波信号伝達トランスにおいて、第二の相の電力線を一次コイルとし、第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルと、第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルとが、直列に接続され、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを、第一の高周波信号伝達トランスと第二の高周波信号伝達トランスとを介して、電力線通信を行う高周波域において、電気的に結合するステップを含む。
【００４１】
この方法によれば、電磁誘導作用を利用した高周波信号伝達トランスにより、異相線間を高周波的に結合して、電力線通信の信号を可能とする、異相線間のカップリング方法を提供できる。
【００４２】
請求項１５記載の異相線間のカップリング方法は、結合ステップは、第一の高周波信号伝達トランスにおいて、第一の高周波信号伝達トランスの一次コイルである第一の相の電力線に、第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回し、第二の高周波信号伝達トランスにおいて、第二の高周波信号伝達トランスの一次コイルである第二の相の電力線に、第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルを、被覆層を介して、螺旋状に巻回し、第一の高周波信号伝達トランスの二次コイルと、第二の高周波信号伝達トランスの二次コイルとを、直列に接続し、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを、第一の高周波信号伝達トランスと第二の高周波信号伝達トランスとを介して、電力線通信を行う高周波域において、電気的に結合するステップを含む。
【００４３】
この方法によれば、強磁性体コアが不要で、より廉価な異相線間カプラーを使用した、異相線間のカップリング方法を提供できる。
【００４４】
請求項１６記載の異相線間のカップリング方法は、結合ステップは、第一の相の電力線を一次コイルとし、第二の相の電力線を二次コイルとする、高周波信号伝達トランスを使用し、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを、高周波信号伝達トランスを介して、電力線通信を行う高周波域において、電気的に結合するステップを含む。
【００４５】
この方法によれば、第一の相の電力線と第二の相の電力線を、一つの高周波信号伝達トランスで直接結合して、結合効率の高い異相線間カプラーを実現できる。また、簡単かつ経済的な異相線間カプラーを実現できる。
【００４６】
請求項１７記載の異相線間のカップリング方法は、結合ステップは、強磁性体ブロックを使用して、第一の相の電力線と第二の相の電力線との並行部分の一部を覆い、第一の相の電力線と第二の相の電力線とを高周波的に接続するステップを含む。
【００４７】
この方法によれば、簡便にして、第一の相の電力線と第二の相の電力線を高周波的に結合できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
【００５０】
図１は、本発明の第１の実施の形態における異相線間カプラーの配線図である。
【００５１】
図１に示すように、本形態における異相線間カプラー１２は、第一の高周波信号伝達トランス１３と、第二の高周波信号伝達トランス１４を備え、第一の高周波信号伝達トランス１３の一次コイルは、第一の相の電力線Ｕに接続され、第二の高周波信号伝達トランス１４の一次コイルは、第二の相の電力線Ｗに接続されている。さらに、第一の高周波信号伝達トランス１３の二次コイルは、第二の高周波信号伝達トランス１４の二次コイルと直列に接続されている。中性線Ｎは、異相線間カプラー１２とは、接続されていない。
【００５２】
本形態における異相線間カプラー１２の動作を以下に説明する。
【００５３】
第一の相の電力線Ｕと中性線Ｎとからなる第一の配電系統に接続された、モデム１５から送出される信号により、第一の高周波信号伝達トランス１３の一次コイルに信号電流が流れる。その電流により、第一の高周波信号伝達トランス１３の二次コイルに二次電流が誘起される。この誘起された二次電流は、第一の高周波信号伝達トランス１３の二次コイルに直列に接続された、第二の高周波信号伝達トランス１４の二次コイルに流れ、第二の高周波信号伝達トランス１４の一次コイルに更なる電流を誘起する。第二の高周波信号伝達トランス１４の一次コイルに誘起された電流は、第二の相の電力線Ｗと中性線Ｎとからなる第二の配電系統に接続された、モデム１６に信号として検出される。
【００５４】
同様に、モデム１６から送出される信号は、相反の理により、第二の高周波信号伝達トランス１４の一次コイルから、第二の高周波信号伝達トランス１４の二次コイルと、第一の高周波信号伝達トランス１３の二次コイルと、第一の高周波信号伝達トランス１３の一次コイルとを、順次経由して、モデム１５に検出される。
【００５５】
このようにして、異相線に接続された、モデム１５とモデム１６の間の電力線通信が、本形態における異相線間カプラー１２を介して、可能となる。
【００５６】
本形態における異相線間カプラー１２においては、第一の高周波信号伝達トランス１３と第二の高周波信号伝達トランス１４は、それぞれの一次コイルと二次コイルの電磁結合が、商用周波数を含む低周波域においては、きわめて低く、電力通信に使用する高周波域においては、十分に高くなるようにすると良い。
【００５７】
したがって、第一の高周波信号伝達トランス１３と第二の高周波信号伝達トランス１４は、それぞれ、空芯トランスであっても、強磁性体コアを持つ有芯トランスであっても良い。空芯トランスは、当該の異相線間電力線通信に使用する周波数域において、トランスの結合係数が必要な程度に得られる場合に採用され、廉価な異相線間カプラーが実現できる。より高いトランスの結合係数が必要とされる場合には、強磁性体コアを持つ有芯トランスを採用する。この場合には、高効率の異相線間カプラーが実現できる。
【００５８】
また、第一の高周波信号伝達トランス１３と第二の高周波信号伝達トランス１４は、それぞれ、一次コイルと二次コイルの巻線数比がｍ対ｎ（ｍとｎは自然数）であることが、可逆性が成立する観点から好ましいが、必ずしも、この巻線比の関係である必要はない。
【００５９】
（第２の実施の形態）
【００６０】
図２は、本発明の第２の実施の形態における異相線間カプラーの配線図である。なお、図２において、柱上トランスの部分は省略している。また、図２において、図１と同様の構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００６１】
図２に示す、本形態の異相線間カプラー１２は、第一の相の電力線Ｕに、その被覆層を介して、二次コイルを螺旋状に巻回した、第一の高周波信号伝達トランス２１と、第二の相の電力線Ｗに、その被覆層を介して、一次コイルを螺旋状に巻回した、第二の高周波信号伝達トランス２２とを備え、第一の高周波信号伝達トランス２１の二次コイルと第二の高周波信号伝達トランス２２の二次コイルは、直列に接続される。
【００６２】
図２に示す、本形態の異相線間カプラー１２は、図１に示した、第１の実施の形態における異相線間カプラーを進化させ、単純化したものである。即ち、本形態の異相線間カプラー１２においては、第一の高周波信号伝達トランス２１と第二の高周波信号伝達トランス２２は、それぞれ、空芯トランスであり、さらに、第一の高周波信号伝達トランス２１の一次コイルと、第二の高周波信号伝達トランス２２の一次コイルは、巻線数が１ターンである。また、第一の高周波信号伝達トランス２１の二次コイルと、第二の高周波信号伝達トランス２２の二次コイルの巻数は、電力通信に使用する高波数において、十分な信号が得られる値に選定される。
【００６３】
したがって、図２において、モデム１５とモデム１６の間の異相線間電力通信の動作は、図１に示したモデム１５とモデム１６の間の異相線間電力通信の動作と、同様であり、その効果も同様である。
【００６４】
本形態の異相線間カプラー１２において、第一の高周波信号伝達トランス２１の二次コイルと、第二の高周波信号伝達トランス２２の二次コイルは、それぞれ、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗに、直接巻回するため、コンパクトに実装できる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
【００６６】
図３は、本発明の第３の実施の形態における異相線間カプラーの配線図である。なお、図３において、柱上トランスの部分は省略している。また、図３において、図１と同様の構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００６７】
図３に示す、本形態の異相線間カプラー１２は、図１に示した、第１の実施の形態における異相線間カプラーにおける、二つの高周波信号伝達トランスを一体化し、中間のコイルを省略した構造である。即ち、本形態の異相線間カプラー１２は、強磁性体コアからなる高周波信号伝達トランス３１と、それに巻回したコイル３２とコイル３３を備え、コイル３２は、第一の相の電力線Ｕに接続され、コイル３３は、第二の相の電力線Ｗに接続される。さらに、コイル３２とコイル３３は互いに逆向きに巻回され、好ましくは、同じ巻数を持つ。
【００６８】
本形態における異相線間カプラー１２の動作を以下に説明する。
【００６９】
第一の相の電力線Ｕと中性線Ｎとからなる第一の配電系統に接続された、モデム１５から送出された信号により、高周波信号伝達トランス３１のコイル３２に信号電流が流れ、その電流により、高周波信号伝達トランス３１のコア中に磁束が誘起される。この磁束はコアを周回し、コイル３３と鎖交し、コイル３３を流れる電流を誘起する。この誘起された電流は、第二の相の電力線Ｗと中性線Ｎとからなる第二の配電系統に接続された、モデム１６に信号として検出される。
【００７０】
同様に、モデム１６から送出される信号は、相反の理により、コイル３３から、高周波信号伝達トランス３１のコアと、コイル３２とを、順次介して、モデム１５に検出される。
【００７１】
コイル３２とコイル３３は互いに逆向きに巻回されているため、第一の相の電力線Ｕを流れる商用電流と、第二の相の電力線Ｗを流れる商用電流とは、高周波信号伝達トランス３１のコア中に、逆向きのわずかな磁束を誘起し、互いに打ち消しあう。
【００７２】
本形態における異相線間カプラー１２は、小型軽量に構成でき、実装も簡単である。
【００７３】
図３に示した異相線間カプラー３１は、有芯トランスを使用しているが、当該周波数において、必要なトランスの結合係数が得られる場合には、空芯のトランスを使用しても良い。その場合には、コイル３２とコイル３３は、空芯のボビンなどに、隣接して、あるいは、重ねて、巻回される。
【００７４】
（第４の実施の形態）
【００７５】
図４は、本発明の第４の実施の形態における異相線間カプラーの構造図を示す。
【００７６】
図４に示すように、本形態の異相線間カプラーは、上部強磁性体コア４１ａと上部強磁性体コア４１ｂとを備え、上下の両強磁性体コアによって形成される中孔４２を、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとが貫通する。中性線Ｎは、上部強磁性体コア４１ａの外部を通る。
【００７７】
図３に示した第３の実施の形態の異相線間カプラー１２では、コイル３２とコイル３３は、巻数が３ターンである例を示したが、図４に示す第４の実施の形態では、これらのコイルの巻数は、１ターンである。
【００７８】
本形態の異相線間カプラーの動作は、第３の実施の形態の異相線間カプラー１２と同様である。
【００７９】
本形態の異相線間カプラーは、図４に示すように、単純な構造で小型軽量に作成でき、実装も至って簡単となる。
【００８０】
本形態の異相線間カプラーは、図４に示すように、上部強磁性体コア４１ａと下部強磁性体コア４１ｂの２部に分割されている。本異相線間カプラーを分電盤内部に装着するには、分電盤内部の主幹ブレーカ９２の下流側において、中性線Ｎを下方に押し、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとをわずか上方に引き上げて、それらを下部強磁性体コア４１ｂの半孔部分４２に差し込み、上部強磁性体コア４１ａを蓋をするように上部から被せる。上部強磁性体コア４１ａと下部強磁性体コア４１ｂとを固定するには、両コアの対向する接触面に接着剤を流し込んだ後に固着しても良く、両コアをそれらの外部からバンド状のもので留めても良く、または、別途設けた筐体を用いて固定しても良い。
【００８１】
また、強磁性体コアは図４に例示した分割方法以外の方法で、装着に便利なように分割してよい。
【００８２】
本形態の異相線間カプラーは、その装着において、いずれの電力線も切断、あるいは、主幹ブレーカ９２などの端子から脱着する必要はなく、作業の安全性が高い。
【００８３】
（第５の実施の形態）
【００８４】
本発明者らは、第２から第４の実施の形態の異相線間カプラーにおける、異相線間電力線通信の信号伝達の原理を熟考した結果、異相線間電力線通信の信号を伝達するには、第一の相の電力線Ｕにより、強磁性体コア中に誘起される磁束が、部分的にでも、第二の相の電力線Ｗと鎖交すれば十分であるとの新たな知見を得て、以下に述べる、第５の実施の形態を考案するに至った。
【００８５】
図５は、本発明の第５の実施の形態における異相線間カプラーの構造図である。
【００８６】
本形態の異相線間カプラーは、図５に示すように、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとを磁束を介して高周波的に結合する、結合部５２と、上蓋部５１ａと、上蓋部５１ｂとを備える。結合部５２の中央部は、中性線Ｎを通すために、凹部５４が設けられている。結合部５２と上蓋部５１ａとは、それらによって形成される孔５３ａの内部に、第一の相の電力線Ｕを通し、ある長さに亘って覆う。結合部５２と上蓋部５１ｂとは、それらによって形成される孔５３ｂの内部に、第二の相の電力線Ｗを通し、ある長さに亘って覆う。
【００８７】
結合部５２と、上蓋部５１ａと、上蓋部５１ｂとは、フェライトなどの強磁性体ブロックである。
【００８８】
第一の相の電力線Ｕに一端を接続するモデムからの信号電流は、第一の相の電力線Ｕを流れ、結合部５２と上蓋部５１ａの内部に、第一の相の電力線Ｕを周回する誘導磁束を発生する。この誘導磁束の一部は、結合部５２を通って、第二の相の電力線Ｗと鎖交し、第二の相の電力線Ｗに誘導電流を誘起する。この誘導電流は、第二の相の電力線Ｗに一端を接続するモデムによって検出される。このように、本形態の異相線間カプラーを用いて、異相線間電力線通信が実現される。
【００８９】
本形態の異相線間カプラーは、図５に示すように、結合部５２と、上蓋部５１ａと、上蓋部５１ｂとの、合計３つの部分に分割されている。この異相線間カプラーを分電盤内部に装着するには、分電盤内部の主幹ブレーカ９２の下流側において、いずれの電力線もほとんど移動させることなく、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとを結合部５２の半孔部分５３ａ、５３ｂに押し込み、上蓋部５１ａと上蓋部５１ｂとを蓋をするように上部から被せる。中性線Ｎは、結合部５２の凹部５４を通り、本異相線間カプラーの外部にある。
【００９０】
結合部５２と、上蓋部５１ａと、上蓋部５１ｂとを固定するには、それぞれの部材の対向する接触面に接着剤を流し込んだ後に固着しても良く、それぞれの部材をそれらの外部からバンド状のもので留めても良く、または、別途設けた筐体を用いて固定しても良い。
【００９１】
図６（ａ）は、図５を用いて説明した、本発明の第５の実施の形態における異相線間カプラー断面図であり、分割の状態を示している。
【００９２】
図６（ｂ）は、本発明の第５の実施の形態における異相線間カプラーの変形断面図であり、異なる分割例を示す。
【００９３】
図６（ｂ）に示す分割例では、本形態の異相線間カプラーは、左側蓋部６１ａ、結合部６１ｂ、右側蓋部６１ｃとに分割されている。結合部６１ｂの中央部は、中性線Ｎを通すために、凹部６３が設けられている。結合部６１ｂと左側蓋部６１ａとは、それらによって形成される孔６２ａの内部に、第一の相の電力線Ｕを通し、ある長さに亘って覆う。結合部６１ｂと右側蓋部６１ｃとは、それらによって形成される孔６２ｂの内部に、第二の相の電力線Ｗを通し、ある長さに亘って覆う。中性線Ｎは、結合部６１ｂの凹部６３を通る。
【００９４】
図６（ｂ）に示す分割例での異相線間カプラーの動作は、図６（ａ）に示した分割例のそれと、実質的に変わらない。
【００９５】
図６（ａ）と図６（ｂ）の分割方法は、装着しやすいものを選択すればよいし、さらに別の分割方法を採用しても良い。
【００９６】
（第６の実施の形態）
【００９７】
図７は、本発明の第６の実施の形態における異相線間カプラーの構造図である。
【００９８】
図７に示す、本形態の異相線間カプラーは、分電盤内部での異相線間カプラー装着において、電力線が、通常、多少とも、移動可能なたるみを有している点に着目し、第５の実施の形態をさらに進化させたものである。即ち、より単純な構造で、より高効率の異相線間カプラーである。
【００９９】
図７に示すように、本形態の異相線間カプラーは、上部結合部７１ａと下部結合部７１ｂを備え、上部結合部７１ａと下部結合部７１ｂとは、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとを通すための孔７２ａと孔７２ｂを有す。
【０１００】
実装後では、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとは、上部結合部７１ａと下部結合部７１ｂとによって、ある長さに亘って覆われ、中性線Ｎは、下部結合部７１ｂの外部を通る。
【０１０１】
上部結合部７１ａと下部結合部７１ｂとは、フェライトなどの強磁性体ブロックである。
【０１０２】
図７に示す本形態の異相線間カプラーの動作は、図５に示した第５の実施の形態のそれと本質的に同じである。しかし、本形態の異相線間カプラーは、第５の実施の形態に比較して、結合部に凹部がなく、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとが、より近接して設置されているため、より高効率である。
【０１０３】
ちなみに、図７に示す本形態の異相線間カプラーにおいて、第一の相の電力線Ｕと第二の相の電力線Ｗとをさらに近接させ、両電力線の間の磁性体を除去すると、すでに述べた、図４に示す形態となる。
【０１０４】
図７に示す本形態の異相線間カプラーの装着方法は、図４に示した第４の実施の形態と類似であり、説明を省略する。
【０１０５】
図８（ａ）は、図７を用いて説明した、本発明の第６の実施の形態における異相線間カプラー断面図であり、分割の状態を示している。
【０１０６】
図８（ｂ）は、本発明の第６の実施の形態における異相線間カプラーの変形断面図であり、異なる分割例を示す。
【０１０７】
図８（ｂ）に示す分割例では、本形態の異相線間カプラーは、左側蓋部８１ａ、結合部８１ｂ、右側蓋部８１ｃとに分割されている。結合部８１ｂと左側蓋部８１ａとは、それらによって形成される孔８２ａの内部に、第一の相の電力線Ｕを通し、ある長さに亘って覆う。結合部８１ｂと右側蓋部８１ｃとは、それらによって形成される孔８２ｂの内部に、第二の相の電力線Ｗを通し、ある長さに亘って覆う。中性線Ｎは、結合部８１ｂの外部を通る。
【０１０８】
図８（ｂ）に示す分割例の異相線間カプラーの動作は、図８（ａ）に示した分割例のそれと、実質的に変わりない。
【０１０９】
図８（ａ）と図８（ｂ）の分割方法は、装着しやすいものを選択すればよいし、さらに別の分割方法を採用しても良い。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明によれば、宅内単相三線式電力線の異相線間を、商用周波数では遮断して、高周波では接続する、異相線間カプラーを提供でき、単相三線式異相線間電力通信を実現出来る。本発明による異相線間カプラーは、その構造が簡単であり、また、簡便かつ安全に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における異相線間カプラーの配線図
【図２】本発明の第２の実施の形態における異相線間カプラーの配線図
【図３】本発明の第３の実施の形態における異相線間カプラーの配線図
【図４】本発明の第４の実施の形態における異相線間カプラーの構造図
【図５】本発明の第５の実施の形態における異相線間カプラーの構造図
【図６】（ａ）本発明の第５の実施の形態における異相線間カプラー断面図
（ｂ）本発明の第５の実施の形態における異相線間カプラーの変形断面図
【図７】本発明の第６の実施の形態における異相線間カプラーの構造図
【図８】（ａ）本発明の第６の実施の形態における異相線間カプラー断面図
（ｂ）本発明の第６の実施の形態における異相線間カプラーの変形断面図
【図９】従来の宅内単相三線式電力線通信システムの配線図
【符号の説明】
Ｕ  第一の相の電力線
Ｎ  中性線
Ｗ  第二の相の電力線
１０  柱上トランス
１２  異相線間カプラー
１３  第一の高周波信号伝達トランス
１４  第二の高周波信号伝達トランス
１５、１６  モデム
２１  第一の高周波信号伝達トランス
２２  第二の高周波信号伝達トランス
３１  高周波信号伝達トランス
４１ａ  上部強磁性体コア
４１ｂ  下部強磁性体コア
５１ａ、５１ｂ  上蓋部
５２  結合部
７１ａ  上部結合部
７１ｂ  下部結合部
９１  柱上トランス
９２  主幹ブレーカ
９３、９４、９５  モデム
９６  コンデンサー
【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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【図７】
2004297249.tif 000009
【図８】
2004297249.tif 000010
【図９】
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