(57)【要約】【課題】  従来の誘導型電力量計の駆動コイルや計測用円盤などの重要部分について再利用が可能であり、時間帯毎に区別した電力量の計測ができ、また、計測用円盤の正回転数及び逆回転数をそれぞれ計測することにより双方向の電力量がそれぞれ計測できる誘導型双方向電力量計を提供する。【解決手段】  クリープホール２ａが設けられた計測用円盤２と、この計測用円盤２を消費電力量に応じて回転させる駆動コイル３，４と、クリープホール２ａを検出する第１乃至第３の光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３とを備える。両側の第１または第３の光センサＳ１，Ｓ３がクリープホール２ａを検出したときに、何れの光センサＳ１，Ｓ３がクリープホール２ａを検出したか記憶し、中央の第２の光センサＳ２がクリープホール２ａを検出したときに、第１及び第３の光センサＳ１，Ｓ３のいずれが記憶されているかによって、計測用円盤２の回転方向を判別する。【選択図】  図１
2005127939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持され、少なくとも１個のクリープホールが設けられた計測用円盤と、
外部交流電源に接続され上記計測用円盤の一方の主面部に対向して配置された電圧コイルと、
上記外部交流電源に対しこの外部交流電源に対する負荷と直列に接続され上記計測用円盤を介して上記電圧コイルに対向された電流コイルと、
上記計測用円盤の回転に伴う上記クリープホールの移動経路に沿って配設され、それぞれがクリープホールの通過を検出し、該計測用円盤の回転中心回りの角度が、一のクリープホールが通過してから次にクリープホールが通過するまでの該計測用円盤の回転角度よりも狭い角度となされて配置された第１乃至第３の光センサと、
上記各光センサからの検出信号を処理するセンサ信号処理手段と、を備え、
上記センサ信号処理手段は、上記第１乃至第３の光センサのうちの両側に位置する第１及び第３の光センサの何れかが上記クリープホールの通過を検出したときに、何れの光センサがクリープホールの通過を検出したかを記憶しておき、次に３組の光センサのうちの中央に位置する第２の光センサが該クリープホールの通過を検出したときに、記憶されているのが第１及び第３の光センサの何れであるかに基づいて、上記計測用円盤の回転方向を判別することを特徴とする誘導型双方向電力量計。
【請求項２】
前記センサ信号処理手段による前記計測用円盤の回転方向の判別結果に基づいて、上記計測用円盤の正回転方向の累積回転数と逆回転方向の累積回転数とをそれぞれカウントする回転数データ処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の誘導型双方向電力量計。
【請求項３】
日時に関するデータを出力するタイマ手段を備え、
前記回転数データ処理手段は、上記タイマ手段から出力されるデータに基づき、予め定められた期間毎に区別して、前記計測用円盤の正回転方向の累積回転数と逆回転方向の累積回転数とをそれぞれカウントすることを特徴とする請求項２記載の誘導型双方向電力量計。
【請求項４】
前記回転数データ処理手段によりカウントされた前記計測用円盤の正回転方向の累積回転数に基づいて算出される電力量と、上記回転数データ処理手段によりカウントされた上記計測用円盤の逆回転方向の累積回転数に基づいて算出される電力量とを、それぞれ表示する電力量表示手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３記載の誘導型双方向電力量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測用円盤を有する誘導型の電力量計であって、計測用円盤の回転方向に応じて双方向の電力量の計測を行う誘導型双方向電力量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力量計としては、いわゆるメカ式の誘導型電力量計があり、このような電力量計は、一般家庭にも多く普及している。この電力量計は、回転可能に支持された計測用円盤を備え、この計測用円盤を回転させるための電圧コイル及び電流コイルと、計測用円盤の回転にブレーキをかけるための制動磁石とを有して構成されている。上記電圧コイルは、外部交流電源に接続されているとともに、上記電流コイルは、外部交流電源に対し、この外部交流電源に対する負荷と直列に接続されている。そして、これら電圧コイル及び電流コイルは、計測用円盤を介して互いに対向されている。また、この従来の電力量計においては、上記電圧コイル及び電流コイルの作用により、計測用円盤において、消費電力に応じた誘導電流が生じ、この計測用円盤が消費電力に応じた速度で回転される。また、上記計測用円盤の回転軸には、ギヤ機構を介して、メカ式のカウンタが連結されており、このメカ式カウンタは、計測用円盤の累積回転数をカウントするように構成されている。そして、この電力量計においては、上記メカ式カウンタによりカウントされた計測用円盤の累積回転数を換算することにより、使用された電力量を計測することができる。
【特許文献１】実開平６−３３０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年においては、電力量計の多機能化が求められている。すなわち、電力の有効利用を図る観点から、例えば、日中と夜間とで電力使用料金を差別化したシステムが提案されており、これに伴って、電力量計においては、電力使用量を時間帯によって区別して計測できる機能が求められるようになった。ところが、上述した従来のメカ式の誘導型電力量計においては、時間帯毎に区別して電力量を計測することができない。そこで、上述した電力量計の機能を電子素子で代替し、時間帯毎に分けて消費電力量をモニタできるようにした電子式の電力量計が提案されている。しかしながら、このような電子式の電力量計は、電子素子の劣化等の理由により、耐久年数が１０年程度と短い。これに対し、上述したメカ式の誘導型電力量計は、構造がシンプルで故障も少ないため、耐久年数が３０年以上と長く、また、メンテナンスも、例えば１０年毎の軸受け等の洗浄または取替えだけで済むという利点がある。電力量計の機能を優先して考えると、現在広く普及しているメカ式の誘導型電力量計は、時間帯別の計測ができないという理由で、上述のような電子式の電力量計に代替されてゆき、電子式の電力量計の普及に伴って、大量に廃棄されることとなる。しかし、環境保全や資源の有効活用の観点からは、長い実績を誇り長寿命である誘導型電力量計が大量に廃棄されるという事態は好ましくなく、また、このような誘導型電力量計がより寿命の短い電子式の電力量計に代替されてゆくという事態も好ましいものではない。
【０００４】
したがって、誘導型電力量計において電力を計測するために必要な駆動コイルや計測用円盤などの重要部分については、できるだけ再利用を検討するべきである。一方、地球環境の改善を目的として、最近ではクリーンエネルギーの利用が求められるようになり、各家庭に太陽光発電設備などの自家発電設備を設けることによる分散電源システムの普及が図られている。将来においては、燃料電池を応用することにより、さらに分散電源システムが普及することが予想される。このような分散電源システムにおいては、各家庭において消費する電力は、自家発電設備によって賄い、不足分は電力会社より購入し、余剰分は電力会社に販売することとなる。そして、このような分散電源システムにおいては、電力会社から購入した電力量を計測するための電力量計と、自家発電設備における余剰電力であって電力会社に販売した電力量を計測するための電力量計とを、別個に設ける必要がある。すなわち、分散電源システムにおいては、逆方向電流について計測しないように計測用円盤の逆回転防止機能が設けられた電力量計を２台使用する必要がある。従来の誘導型電力量計においては、電圧に対する電流の方向が逆になると、計測用円盤の回転方向が逆になるという特性があるからである。しかしながら、このように、２台の電力量計を使用しなければならないことは、分散電源システムの普及に対する障害となりかねない。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、従来の誘導型電力量計において電力を計測するために必要な駆動コイルや計測用円盤などの重要部分についての再利用が可能であり、時間帯毎に区別した電力量の計測ができるようになされ、また、計測用円盤の正回転数及び逆回転数をそれぞれ計測することができ、１台で双方向の電力量をそれぞれ計測できるようになされた誘導型双方向電力量計を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、本発明に係る誘導型双方向電力量計は、従来の誘導型電力量計において計測用円盤の回転軸にギヤ機構を介して連結され計測用円盤の累積回転数を電力量としてカウントするメカ式カウンタに代えて、計測用円盤の回転を回転方向ごとに区別して検出する機構を有するものである。なお、ここで、計測用円盤の回転軸に、計測用円盤の回転検出のみを目的とした補助円盤を取り付けることが考えられるが、このような構成では、従来の誘導型電力量計における主要部品である計測用円盤をそのまま使用することができないので、好ましくない。本発明は、従来の誘導型電力量計において使用されている計測用円盤と、電圧コイル及電流コイルからなる駆動コイルとを、そのまま再利用して構成することができることをも目的とするものである。
【０００７】
そこで、第１の発明（請求項１記載の発明）は、回転可能に支持され少なくとも１個のクリープホールが設けられた計測用円盤と、外部交流電源に接続され計測用円盤の一方の主面部に対向して配置された電圧コイルと、外部交流電源に対しこの外部交流電源に対する負荷と直列に接続され計測用円盤を介して電圧コイルに対向された電流コイルと、上記計測用円盤の回転に伴う上記クリープホールの移動経路に沿って配設され、それぞれがクリープホールの通過を検出し、該計測用円盤の回転中心回りの角度が、一のクリープホールが通過してから次にクリープホールが通過するまでの該計測用円盤の回転角度よりも狭い角度となされて配置された第１乃至第３の光センサと、これら各光センサからの検出信号を処理するセンサ信号処理手段と、を備えている。この誘導型双方向電力量計においては、センサ信号処理手段は、第１乃至第３の光センサのうちの両側に位置する第１及び第３の光センサの何れかがクリープホールの通過を検出したときに、何れの光センサがクリープホールの通過を検出したかを記憶しておき、次に３組の光センサのうちの中央に位置する第２の光センサが該クリープホールの通過を検出したときに、記憶されているのが第１及び第３の光センサの何れであるかに基づいて、計測用円盤の回転方向を判別することを特徴とするものである。
【０００８】
なお、上記計測用円盤に設けられたクリープホールは、電流コイルに電流が流れていない無負荷時において、計測用円盤が余分に回転しないようにするため（潜動防止用）に設けられているものであり、従来の誘導型電力量計における計測用円盤にも設けられているものである。また、この誘導型双方向電力量計においては、第１乃至第３の光センサは、該第１の光センサから第３の光センサまでの間隔がクリープホール間の間隔よりも狭い間隔となされているので、計測用円盤の回転によりクリープホールが移動したとき、このクリープホールをそれぞれが異なるタイミングで検出する。
【０００９】
したがって、上記第１乃至第３の光センサのうちの両側に位置する第１及び第３の光センサの何れかがクリープホールの通過を検出したときに何れの光センサがクリープホールの通過を検出したかを記憶しておけば、次に３組の光センサのうちの中央に位置する第２の光センサが該クリープホールの通過を検出したときに、記憶されているのが第１及び第３の光センサの何れであるかにより、計測用円盤の回転方向を正しく判別することができる。すなわち、上記計測用円盤が正回転している場合には、該計測用円盤の回転によりクリープホールが移動すると、上記両側の光センサの内、例えば、まず左側（一方）の第１の光センサが作動する。この左側の第１の光センサの作動により、上記センサ信号処理手段は、第１のセンサを記憶し、回転方向判別の状態を暫定的に正回転と設定する。その後、他の光センサが作動することなく、中央の第２の光センサが作動した場合には、センサ信号処理手段は、回転方向を正回転と判別して、回転方向に対応した正回転検出信号の出力を開始する。そして、その後、右側（他方）の第３の光センサが作動したときには、センサ信号処理手段は、正回転検出信号の出力を終了し、第３のセンサを記憶し、回転方向判別の状態を暫定的に逆回転と設定する。その後、他の光センサが作動することなく、左側の第１の光センサが作動した場合には、センサ信号処理手段は、第１のセンサを記憶し、回転方向判別の状態を暫定的に正回転と設定する。
【００１０】
このようにして、計測用円盤が正回転を続けた場合には、正回転検出信号が断続的に出力されることとなる。そして、計測用円盤が逆回転した場合には、右側の第３の光センサが作動しセンサ信号処理手段が第３のセンサを記憶し回転方向判別の状態を暫定的に逆回転と設定した後に、他の光センサが作動することなく、中央の第２の光センサが作動することとなる。この場合には、センサ信号処理手段は、回転方向を逆回転と判別して、回転方向に対応した逆回転検出信号の出力を開始する。そして、その後、左側の第１の光センサが作動したときには、センサ信号処理手段は、逆回転検出信号の出力を終了し、第１のセンサを記憶し、回転方向判別の状態を暫定的に正回転と設定する。その後、他の光センサが作動することなく、右側の第３の光センサが作動した場合には、センサ信号処理手段は、第３のセンサを記憶し、回転方向判別の状態を暫定的に逆回転と設定する。
【００１１】
このようにして、計測用円盤が逆回転を続けた場合には、逆回転検出信号が断続的に出力されることとなる。また、このようにして、中央の第２の光センサが作動したときに正回転検出信号または逆回転検出信号の出力を開始し、両側の第１または第３の光センサが作動したときに正回転検出信号または逆回転検出信号の出力を終了するという動作により、中央の第２の光センサにおけるチャタリングの影響や、計測用円盤の回転方向が反転したときにおける誤計測を防止することができる。
【００１２】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、上記第１の発明において、前記センサ信号処理手段による前記計測用円盤の回転方向の判別結果に基づいて計測用円盤の正回転方向の累積回転数と逆回転方向の累積回転数とをそれぞれカウントする回転数データ処理手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
この第２の発明に係る誘導型双方向電力量計においては、従来の誘導型電力量計のようなメカ式のカウンタを使用しないため、軽負荷時における計測用円盤の回転トルクが不足する虞れがない。これにより、トルク補正をする必要がなく、また、正回転と逆回転とにおける計測誤差を少なくすることができる。
【００１４】
なお、従来の誘導型電力量計においては、計測用円盤の回転軸にギヤ機構を介して連結されたメカ式のカウンタを駆動するために必要なトルクにより、軽負荷時においては、計測用円盤の回転トルクが不足することがあった。そのため、従来の誘導型電力量計においては、軽負荷時において、正回転方向にトルク補正を行なっている。しかし、このようなトルク補正を行っていると、正回転と逆回転とで、計器誤差が生ずることとなる。
【００１５】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）は、上記第２の発明において、日時に関するデータを出力するタイマ手段を備え、前記回転数データ処理手段は、このタイマ手段から出力されるデータに基づき、予め定められた期間毎に区別して、前記計測用円盤の正回転方向の累積回転数と逆回転方向の累積回転数とをそれぞれカウントすることを特徴とするものである。
【００１６】
この第３の発明に係る誘導型双方向電力量計においては、予め定めた期間毎に区別して前記計測用円盤の累積回転数をカウントすることができるので、時間帯毎に区別して電力量を計測することができ、所定期間（時間帯）毎に電力使用料が異なるシステムに対応することができる。
【００１７】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）は、上記第２又は第３の発明において、前記回転数データ処理手段によりカウントされた計測用円盤の正回転方向の累積回転数に基づいて算出される電力量と、回転数データ処理手段によりカウントされた計測用円盤の逆回転方向の累積回転数に基づいて算出される電力量とを、それぞれ表示する電力量表示手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１８】
この第４の発明に係る誘導型双方向電力量計においては、１台の電力量計により双方向の電力量計測を行うことができ、さらに、これら双方向の電力量が１つの電力量表示手段によって表示されるため、双方向の電力量を１度に確認することができる。
【発明の効果】
【００１９】
上記第1の発明（請求項１記載の発明）によれば、計測用円盤の回転方向を誤り無く判別することができるので、双方向の電力量の正確な計測を可能とすることができる。また、この発明に係る誘導型双方向電力量計は、従来の誘導型電力量計の主要部分である計測用円盤などを再利用して構成することができるため、資源の有効利用が可能になり、産業廃棄物の削減にも貢献することができる。
【００２０】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）によれば、軽負荷時における計測用円盤の回転トルクが不足する虞れがなく、計測用円盤の双方向の累積回転数を正しく計測することができるので、回転方向に対応した双方向の電力量を正確に計測することができる。
【００２１】
また、第３の発明（請求項３記載の発明）によれば、時間帯毎に区別して電力量を計測することができるため、所定期間（時間帯）毎に電力使用料が異なるシステムに対応することができる。
【００２２】
また、第４の発明（請求項４記載の発明）によれば、１台の電力量計により双方向の電力量計測を行うことができ、さらに、これら双方向の電力量が１つの電力量表示手段によって表示されるため、双方向の電力量を１度に確認することができる。また、この発明によれば、電力量表示手段が１つで済むため、部品点数の削減が図られ、製造コストを抑えることができる。
【００２３】
すなわち、本発明は、誘導型電力量計において電力を計測するために必要な駆動コイルや計測用円盤などの重要部分についての再利用が可能であり、時間帯毎に区別した電力量の計測ができるようになされ、また、計測用円盤の正回転数及び逆回転数をそれぞれ計測することができ、１台で双方向の電力量をそれぞれ計測できるようになされた誘導型双方向電力量計を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態における誘導型双方向電力量計１の主要構成を示すものであり、図１中の（ａ）は側面図、図１中の（ｂ）は平面図である。この誘導型双方向電力量計１は、図１に示すように、中心に回転軸２ｃが貫通された計測用円盤２を備えている。この計測用円盤２は、上記回転軸２ｃの両端側が上部軸受２ｄ及び下部軸受２ｅによって支持されることにより、この回転軸２ｃ回りに回転可能となされている。また、この誘導型双方向電力量計１は、電力量の被計測対象となる外部交流電源に対する負荷に並列接続された（すなわち、外部交流電源に接続された）電圧コイル３と、該負荷及び分散電源に直列接続された電流コイル４とからなる駆動コイルを備えている。また、これら電圧コイル３と電流コイル４とは、計測用円盤２を介して対向している。また、この誘導型双方向電力量計１には、上記計測用円盤２を挟むようにして、断面略コ字状の制動磁石５が配置されている。そして、この誘導型双方向電力量計１においては、電圧コイル３と電流コイル４との作用により発生された交番磁界が計測用円盤２を貫通することにより、負荷により消費される電力量に応じて、計測用円盤２が回転される。なお、上記制動磁石５は、計測用円盤２が慣性によって余分に回転しないように、プレーキをかけるためのものである。
【００２６】
また、上記計測用円盤２には、図１（ｂ）に示すように、外縁部寄りの２ヶ所に、一対のクリープホール２ａ，２ａが設けられている。これらのクリープホール２ａ，２ａは、上記計測用円盤２の中心回りに互いに１８０度の間隔を有して設けられている。なお、本発明の構成においては不要であるが、計測用円盤の累積回転数を電力量としてカウントするためのメカ式のカウンタ６が設けられていてもよい。このカウンタ６は、計測用円盤２の回転軸２ｃにギヤ機構を介して連結されており、従来の誘導型電力量計において設けられているものである。
【００２７】
また、この誘導型双方向電力量計１には、図２に示すように、センサ信号処理手段となるセンサ信号処理部１０と回転数データ処理手段となる回転数データ処理部２０が内蔵され、上記電圧コイル３を外部交流電源に接続するための電源側端子３ａと、電流コイル４を負荷及び分散電源に接続するための負荷側端子４ａとが設けられている。そして、この誘導型双方向電力量計１においては、図１に示すように、上記計測用円盤２の回転に伴うクリープホール２ａ，２ａの移動経路２ｂに沿って、第１乃至第３の光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が設けられている。これら第１乃至第３の光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、該第１の光センサＳ１から第３の光センサＳ３までの間隔が、クリープホール２ａ，２ａ同士間の間隔よりも狭い間隔となされている。すなわち、上記第１乃至第３の光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、上記計測用円盤２の回転中心回りの第１の光センサＳ１から第３の光センサＳ３までの角度が、上記クリープホール２ａが通過してから次にクリープホール２ａが通過するまでの該計測用円盤２の回転角度よりも狭い角度となされて配置されている。これら第１乃至第３の光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、それぞれがクリープホールの通過を検出するものである。すなわち、これらの光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、図３のブロック図に示すように、上記計測用円盤２を挟んで配置された発光素子１１と、この発光素子１１からのセンサ光を受光する受光素子１２とから構成されている。これらの光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３においては、各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の発光素子１１と受光素子１２との対向軸線上にクリープホール２ａ，２ａが位置するときに、上記発光素子１１からのセンサ光が上記受光素子１２により受光され、クリープホール２ａの存在が検出される。
【００２８】
また、上記第１乃至第３の光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、上述したように、該第１の光センサＳ１から第３の光センサＳ３間隔が、上記クリープホール２ａ，２ａ同士の間隔よりも狭いので、特定の光センサがクリープホール２ａを検出しているときには、他の光センサがクリープホール２ａを検出することはない。すなわち、各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３がクリープホール２ａ，２ａを検出する動作は、図４のタイミングチャートに示すように、計測用円盤２の回転方向が正回転であるときには、第１のセンサＳ１、第２のセンサＳ２、第３のセンサＳ３の順に、「０」、「１」、「０」と出力レベルが切替わり、計測用円盤２の回転方向が逆回転であるときには、第３のセンサＳ３、第２のセンサＳ２、第３のセンサＳ１の順に、「０」、「１」、「０」と出力レベルが切替わるり、各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの出力レベルが同時に重複して「１」のレベルになることはない。そして、第１及び第３の光センサＳ１，Ｓ３からの検出信号Ｓ１，Ｓ３は、図３に示すように、この誘導型双方向電力量計１のセンサ信号処理部１０において、第１のフリップフロップ回路１３に入力される。第１の光センサＳ１からの検出信号Ｓ１は、第１のフリップフロップ回路１３のセット入力端子ＳＥＴに入力され、第３の光センサＳ３からの検出信号Ｓ３は、第１のフリップフロップ回路１３のリセット入力端子ＲＳＴに入力される。
【００２９】
そして、上記第１のフリップフロップ回路１３の動作としては、図４のタイミングチャートに示すように、第１の光センサＳ１からの検出信号Ｓ１が「１」のレベルになると、第１のフリップフロップ回路１３はセットされ、第１のフリップフロップ回路１３の「１」端子出力信号Ｆが「０」から「１」のレベルになると同時に、第１のフリップフロップ回路１３の「０」端子出力信号Ｒが「０」のレベルになる。また、上記第３の光センサＳ１からの検出信号Ｓ３が「１」のレベルになると、第１のフリップフロップ回路１３はリセットされ、第１のフリップフロップ回路１３の「１」端子出力信号Ｆが「０」レベルになると同時に、第１のフリップフロップ回路１３の「０」端子出力信号Ｒが「０」から「１」のレベルになる。また、上記第１のフリップフロップ回路１３の「１」端子出力信号Ｆと「０」端子出力信号Ｒとは、計測用円盤２の回転方向を暫定的に判別するための信号となる。すなわち、これら出力信号Ｆ、Ｒにより、第１乃至第３の光センサＳ１、Ｓ３の何れかがクリープホール２ａを検出したときに、何れの光センサＳ１、Ｓ３がクリープホール２ａを検出したかが記憶されることとなる。そして、計測用円盤２の回転方向が正回転の場合には、上記第１のフリップフロップ回路１３の「１」端子出力信号Ｆが「１」のレベルになっているときに、第２の光センサＳ２からの検出信号Ｓ２が入力され、計測用円盤２の回転方向が正回転と判別できる。また、計測用円盤２の回転方向が逆回転の場合には、第１のフリップフロップ回路１３の「０」端子出力信号Ｒが「１」のレベルになっているときに、第２の光センサＳ２からの検出信号Ｓ２が入力され、計測用円盤２の回転方向が逆回転と判別できる。そして、第１のフリップフロップ回路１３の「１」端子出力信号Ｆは、第１のＡＮＤ回路１４に入力される。この第１のＡＮＤ回路１４には、第２の光センサＳ２からの検出信号Ｓ２も入力される。また、第１のフリップフロップ回路１３の「０」端子出力信号Ｒは、第２のＡＮＤ回路１６に入力される。この第２のＡＮＤ回路１６には、第２の光センサＳ２からの検出信号Ｓ２も入力される。また、上記第１のＡＮＤ回路１４の出力は、第２のフリップフロップ回路１５のセット入力端子ＳＥＴに入力される。また、この第２のフリップフロップ回路１５のリセット入力端子ＲＳＴには、第１のフリップフロップ回路１３の「０」端子出力信号Ｒが入力される。この第２のフリップフロップ回路１５の「１」端子出力信号が、正回転計測パルスＦｐとなる。また、上記第２のＡＮＤ回路１６の出力は、第３のフリップフロップ回路１７のセット入力端子ＳＥＴに入力される。また、この第３のフリップフロップ回路１７のリセット入力端子ＲＳＴには、第１のフリップフロップ回路１３の「１」端子出力信号Ｆが入力される。この第３のフリップフロップ回路１７の「１」端子出力信号が、逆回転計測パルスＲｐとなる。
【００３０】
次に、図４に示すタイミングチャートを参照しながら、上記センサ信号処理部１０の動作を説明する。例えば、電力会社から供給される電力の消費を計測する場合において、家庭内で電気機器が使用されると、上記計測用円盤２が、正回転の方向に所定の回転速度で回転する。そして、この正回転に伴ってクリープホール２ａが、例えば、まず、上記第１の光センサＳ１の位置に移動すると、第１の光センサＳ１からレベル「１」の検出信号Ｓ１が出力される。これが第１のフリップフロップ回路１３にセット入力されると、これにより、上記第１のフリップフロップ回路１３からの「１」端子出力信号Ｆが「０」から「１」のレベルになると同時に、「０」端子出力信号Ｒが「０」のレベルになる。さらに、上記計測用円盤２が正回転して、クリープホール２ａが、上記第２の光センサＳ２の位置まで移動すると、該第２の光センサＳ２からレベル「１」の検出信号Ｓ２が出力される。上記第１のフリップフロップ回路１３からの「１」端子出力信号Ｆが「１」の状態で、かつ、第２の光センサＳ２からの検出信号Ｓ２のレベルが「１」となると、上記第１のＡＮＤ回路１４の出力が「１」となることから、上記第２のフリップフロップ回路１５のセット入力が「１」となる。これにより、第２のフリップフロップ回路１５の「１」端子出力信号、すなわち、正回転計測パルスＦｐが、「０」から「１」のレベルにセットされる。さらに、上記計測用円盤２が正回転して、クリープホール２ａが、第３の光センサＳ３の位置まで移動すると、第３の光センサＳ３からレベル「１」の検出信号Ｓ３が出力される。この検出信号Ｓ３が第１のフリップフロップ回路１３にリセット入力されると、第１のフリップフロップ回路１３からの「０」端子出力信号Ｒが「０」から「１」のレベルになると同時に、「１」端子出力信号Ｆが「０」のレベルになる。第１のフリップフロップ回路１３からの「０」端子出力信号Ｒが「１」のレベルになると、第２のフリップフロップ回路１５のリセット入力が「１」となる。これにより、第２のフリップフロップ回路１５からの正回転計測パルスＦｐが、「１」から「０」のレベルにリセットされ、正回転計測パルスＦｐの出力が停止する。
【００３１】
次に、家庭内での分散電源からの余剰電力が電力会社に供給された電力量を計測する場合、すなわち、分散電源で余剰となった電力が分散電源側から商用電源側に供給された場合には、上記計測用円盤２が、逆回転の方向に所定の回転速度で回転する。そして、この逆回転に伴ってクリープホール２ａが、例えば、まず、第３の光センサＳ３の位置に移動すると、第３の光センサＳ３からレベル「１」の検出信号Ｓ３が出力される。これが第１のフリップフロップ回路１３にリセット入力される。これにより、第１のフリップフロップ回路１３からの「０」端子出力信号Ｒが「０」から「１」のレベルになると同時に、「１」端子出力信号Ｆが「０」のレベルになる。さらに、計測用円盤２が正回転して、クリープホール２ａが、第２の光センサＳ２の位置まで移動すると、第２の光センサＳ２からレベル「１」の検出信号Ｓ２が出力される。第１のフリップフロップ回路１３からの「０」端子出力信号Ｒが「１」の状態で、かつ、第２の光センサＳ２からの検出信号Ｓ２のレベルが「１」となると、第２のＡＮＤ回路１６の出力が「１」となるため、第３のフリップフロップ回路１７のセット入力が「１」となる。これにより、第３のフリップフロップ回路１７の「１」端子出力信号、すなわち、逆回転計測パルスＲｐが、「０」から「１」のレベルにセットされる。さらに、計測用円盤２が正回転して、クリープホール２ａが、第１の光センサＳ１の位置まで移動すると、第１の光センサＳ１からレベル「１」の検出信号Ｓ１が出力される。この検出信号Ｓ１が第１のフリップフロップ回路１３にセット入力されると、第１のフリップフロップ回路１３からの「１」端子出力信号Ｆが「０」から「１」のレベルになると同時に、「０」端子出力信号Ｒが「０」のレベルになる。第１のフリップフロップ回路１３からの「１」端子出力信号Ｆが「１」のレベルになると、第３のフリップフロップ回路１７のリセット入力が「１」となる。これにより、第３のフリップフロップ回路１７からの逆回転計測パルスＲｐが、「１」から「０」のレベルにリセットされ、逆回転計測パルスＲｐの出力が停止する。
【００３２】
そして、この誘導型双方向電力量計１においては、図５に示すように、上記回転数データ処理部２０が、センサ信号処理部１０からの出力信号である正回転計測パルスＦｐ及び逆回転計測パルスＲｐを受けて、それぞれを区別してカウントする。この回転数データ処理部２０は、計測用円盤２が正回転する正方向の電力量及び計測用円盤２が逆回転する逆方向の電力量のそれぞれを計測し、結果を表示する。すなわち、この回転数データ処理部２０は、センサ信号処理部１０からの回転方向に対応する正回転計測パルスＦｐ及び逆回転計測パルスＲｐを受けて、それぞれを区別してカウントして電力に変換する電力変換制御部２１を有している。この電力変換制御部２１からの出力信号は、計測値記憶部２２に送られ、計測値として記憶される。さらに、この計測値記憶部２２に記憶された計測値は、電力量表示手段となる計測値表示部２３に送られ、正方向の電力量及び逆方向の電力量としてそれぞれが表示される。また、この回転数データ処理部２０においては、日時に関するデータを出力するタイマ手段となるタイマ２５が設けられている。このタイマ２５から出力される日時に関する信号は、電力量計測表示制御部２４を介して、電力変換制御部２１、計測値記憶部２２及び計測値表示部２３に送られる。そして、上記電力変換制御部２１，計測値記憶部２２及び計測値表示部２３においては、予め定められた期間毎に区別して、消費電力量を記憶する。
【００３３】
ところで、この誘導型双方向電力量計１において、上記計測用円盤２が低速で回転している場合には、上記クリープホール２ａの縁部が上記各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３における光束を遮るときに、各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の受光素子１２に受光される光量が不安定になり、チャタリング現象が生ずることがある。このようなチャタリング現象が生ずると、検出信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、「０」レベルと「１」レベルとに繰返し切り替わるという不安定な状態となる。この誘導型双方向電力量計１においては、各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３を独立して配置しており、複数の光センサが同時に「１」レベルになることが無い。そして、何れかの光センサにおいて上記チャタリング現象が生じたとしても、上記各フリップフロップ回路１３，１５，１７における出力信号が変化することはないので、正回転計測パルスＦｐと逆回転計測パルスＲｐとが誤って出力されることはない。また、上記のチャタリング現象と同様に、上記計測用円盤２の回転方向が途中から反転したことにより、同じ光センサの検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が複数回繰返して「０」レベルと「１」レベルとに切り替わることがあっても、各フリップフロップ回路１３，１５，１７における出力信号が変化することはないので、正回転計測パルスＦｐと逆回転計測パルスＲｐとが誤って出力されることはない。
【００３４】
このように、この誘導型双方向電力量計１を構成するセンサ信号処理部１０においては、上記計測用円盤２の回転速度に依らず、クリープホール２ａが各光センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の位置を通過する順序によって、該計測用円盤２の回転方向に対応する上記正回転計測パルスＦｐ又は逆回転計測パルスＲｐが、上記第２又は第３のフリップフロップ回路１５，１７から出力され、これらのパルスＦｐ，Ｒｐが、上記回転数データ処理部２０に供給される。そして、上記回転数データ処理部２０は、供給されたパルス数を回転方向別に区別してカウントするので、計測値表示部２３において、計測用円盤２の回転方向に対応した累積カウント数に対応する電力量が表示される。この実施の形態においては、１カウント（１パルス）は、計測用円盤２が半回転する電力量に相当し、このカウント数をもって計測用円盤２の回転数に基づく電力量を計測することができる。
【００３５】
また、この誘導型双方向電力量計１においては、上記計測用円盤２の潜動防止用のクリープホール２ａを利用して、該計測用円盤２の回転を検出しているので、この計測用円盤２に対して、該計測用円盤２の回転検出をするための部品を追加する必要がなく、装置構成を大型化することなく、また、低コストで構成することができる。さらに、この誘導型双方向電力量計１においては、上記計測用円盤２のみならず、電圧コイル３，電流コイル４及び制動磁石５等、従来の誘導型電力量が備えているものをそのまま利用することができ、資源の再利用を図ることができ、産業廃棄物の増大防止にも貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】誘導型双方向電力量計の主要部分の構成を模式的に示すものであって、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図２】誘導型双方向電力量計の構成を模式的に示す正面図である。
【図３】誘導型双方向電力量計のセンサ信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】誘導型双方向電力量計のセンサ信号処理部における各検出信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図５】誘導型双方向電力量計の回転数データ処理部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  誘導型双方向電力量計
２  計測用円盤
２ａ  クリープホール
２ｂ  クリープホール移動経路
３  電圧コイル
４  電流コイル
５  制動磁石
６  メカ式カウンタ
１０  センサ信号処理部
１１  発光素子
１２  受光素子
１３  第１のフリップフロップ回路
１５  第２のフリップフロップ回路
１７  第３のフリップフロップ回路
１４  第１のＡＮＤ回路
１６  第２のＡＮＤ回路
２０  回転数データ処理部
２１  電力変換制御部
２２  計測値記憶部
２３  計測値表示部
２４  電力量計測表示制御部
２５  タイマ
Ｓ１  第１の光センサ
Ｓ２  第２の光センサ
Ｓ３  第３の光センサ
Ｆ，Ｒ  第１のフリップフロップ１３の出力信号（回転方向判別記憶）
Ｆｐ  第２のフリップフロップ１５の出力信号（正回転計測パルス）
Ｒｐ  第３のフリップフロップ１７の出力信号（逆回転計測パルス）
【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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