(57)【要約】【課題】コアの小型化を図りながらもコアでの磁気飽和を生じにくくすることができる電力線搬送通信用カプラを提供する。【解決手段】電力線搬送通信用カプラ１０は、電源から電力線３を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号Ｓ１が重畳される電力線搬送通信に用いられる。この電力線搬送通信用カプラ１０は、コア１と、磁束低減部２とを備えている。コア１は、電力線３と複数の通信装置の各々に接続される信号線３０２とが貫通する貫通孔１１を有している。磁束低減部２は、コア１に装着されたコイル２１を含み、電力線３に電源からの給電電流Ｉ１が流れることでコア１に発生する磁束φ１の向きと逆向きの磁束φ２をコイル２１によってコア１に発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から電力線を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号が重畳される電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用カプラであって、
前記電力線と前記複数の通信装置の各々に接続される信号線とが貫通する貫通孔を有するコアと、
前記コアに装着されているコイルを含み、前記電力線に前記電源からの給電電流が流れることで前記コアに発生する磁束の向きと逆向きの磁束を前記コイルによって前記コアに発生させる磁束低減部とを備えている
ことを特徴とする電力線搬送通信用カプラ。
【請求項２】
前記磁束低減部は、前記コイルの両端間に電気的に接続されるローパスフィルタを有しており、
前記通信信号の周波数は、前記給電電流の周波数よりも高く、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記給電電流の周波数と前記通信信号の周波数との間の周波数である
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信用カプラ。
【請求項３】
前記磁束低減部は、
前記コアに発生する磁束に対応する電気信号を検出する検出部と、
前記検出部で検出される前記電気信号から前記給電電流によって前記コアに発生する磁束に対応する成分を分離する分離部と、
前記コイルを含み、前記分離部で分離された前記成分に基づいて前記給電電流によって前記コアに発生する磁束と逆向きの磁束を前記コイルによって前記コアに発生させる逆磁束発生部とを有している
ことを特徴とする請求項１記載の電力線搬送通信用カプラ。
【請求項４】
前記検出部は、前記コアに装着されている検出用コイルを含む
ことを特徴とする請求項３記載の電力線搬送通信用カプラ。
【請求項５】
前記分離部は、ローパスフィルタであり、
前記通信信号の周波数は、前記給電電流の周波数よりも高く、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記給電電流の周波数と前記通信信号の周波数との間の周波数である
ことを特徴とする請求項３又は４記載の電力線搬送通信用カプラ。
【請求項６】
前記コイルは、前記コアにおける前記貫通孔の全周に亘って装着されている
ことを特徴とする１〜５のいずれか１項に記載の電力線搬送通信用カプラ。
【請求項７】
前記磁束低減部を複数備え、
前記複数の磁束低減部における複数の前記コイルは、前記コアにおける前記貫通孔の周方向に沿って並んでいる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力線搬送通信用カプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電力線搬送通信用カプラに関し、より詳細には、電力線を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号が重畳される電力線搬送通信に用いられる電力線搬送通信用カプラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フェライトコアを備えた電力線搬送信号処理装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載の電力線搬送信号処理装置は、トロイダル形のフェライトコアと、第一の導線と、第二の導線とを備えている。フェライトコアは、電力線が貫通する中空部を有している。第一の導線及び第二の導線は、それぞれ、フェライトコアに所定の巻数で巻かれている。
【０００３】
特許文献１に記載の電力線搬送信号処理装置では、電力線に流れる電力線搬送信号がフェライトコアの中空部を通過するときに発生する磁界によって、第一の導線と第二の導線とにそれぞれ電流が流れる。第一の導線に流れる電流と第二の導線に流れる電流とは、互いに打ち消し合う向きに流れており、これにより電力線搬送信号処理装置はブロッキングフィルタとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０２３５２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の構成では、電力線に流れる交流電流の大きさによってはフェライトコアで磁気飽和が生じる可能性があった。また、フェライトコアで磁気飽和が生じないようにするためには、フェライトコアの断面積を大きくする必要があり、その結果、フェライトコアが大型化する可能性があった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされており、コアの小型化を図りながらもコアでの磁気飽和を生じにくくすることができる電力線搬送通信用カプラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る電力線搬送通信用カプラは、電源から電力線を通して供給される交流電力に複数の通信装置間で伝送される通信信号が重畳される電力線搬送通信に用いられる。この電力線搬送通信用カプラは、コアと、磁束低減部とを備えている。前記コアは、前記電力線と前記複数の通信装置の各々に接続される信号線とが貫通する貫通孔を有している。前記磁束低減部は、前記コアに装着されているコイルを含み、前記電力線に前記電源からの給電電流が流れることで前記コアに発生する磁束の向きと逆向きの磁束を前記コイルによって前記コアに発生させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、コアの小型化を図りながらもコアでの磁気飽和を生じにくくすることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、同上の電力線搬送通信用カプラを用いた通信システムの構成図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態２に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態３に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す平面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、同上の電力線搬送通信用カプラのコアに発生する磁束を示す平面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態３の比較例に係る電力線搬送通信用カプラの動作を説明する説明図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態４に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す平面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態４の変形例に係る電力線搬送通信用カプラの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る電力線搬送通信用カプラについて、図面を参照して具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態１〜４に限定されない。したがって、これらの実施形態１〜４以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１１】
（実施形態１）
本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０（以下、カプラ１０という。）について、図１及び図２を参照して具体的に説明する。カプラ１０は、図２に示すように、一対の電力線３を通して供給される交流電力に複数の通信装置３０１，４０１間で伝送される通信信号Ｓ１が重畳される電力線搬送通信に用いられる。言い換えると、カプラ１０は、受電盤３０と配電盤４０とを備えた通信システム１００に用いられる。この通信システム１００は、例えば大きな電力を必要とする商業施設、工場、オフィスビル、病院などの需要家施設に適用される。以下では、需要家施設がオフィスビルである場合について説明する。
【００１２】
通信システム１００は、図２に示すように、受電盤３０と、配電盤４０とを備えている。受電盤３０には、電源としてのキュービクル（高圧受電設備）２０から出力される交流電力が一対の電力線３を介して供給される。配電盤４０には、受電盤３０から出力される交流電力が一対の電力線３を介して供給される。
【００１３】
キュービクル２０は、トランス（変圧器）２０１を備えており、発電所から変電所を経由して供給される６６００ボルトの交流電力を２００ボルト（又は１００ボルト）の交流電力に変圧（降圧）する。そして、キュービクル２０は、トランス２０１で変圧した交流電力を、一対の電力線３を介して受電盤３０に供給する。一対の電力線３のうち一方（図２における左側）の電力線３はキュービクル２０の一方の出力（Ｌ１相）に電気的に接続され、他方（図２における右側）の電力線３はキュービクル２０の他方の出力（Ｌ２相）に電気的に接続されている。キュービクル２０は、例えばオフィスビルの屋上や電気室内などに設置される。
【００１４】
受電盤３０は、少なくとも主遮断装置を備えている。主遮断装置は、キュービクル２０の受電用遮断装置として用いられ、主遮断装置の二次側の電路において過負荷電流、短絡電流などが生じたときに自動的に電路を遮断する。また、本実施形態では、受電盤３０は、一対のカプラ１０と、通信装置３０１とをさらに備えている。受電盤３０は、例えばオフィスビルの管理室等に設置される。
【００１５】
一対のカプラ１０のうち一方（図２における左側）のカプラ１０は、後述するコア１の貫通孔１１にＬ１相の電力線３が通された状態で受電盤３０に取り付けられる。また、一対のカプラ１０のうち他方（図２における右側）のカプラ１０は、貫通孔１１にＬ２相の電力線３が通された状態で受電盤３０に取り付けられる。
【００１６】
通信装置３０１は、例えば高速電力線通信（ＨＤ−ＰＬＣ：High Definition Power Line Communication）を可能にするモデムである。通信装置３０１には、信号線３０２が電気的に接続されており、通信装置３０１と信号線３０２とで閉回路を構成している。信号線３０２の一端側は、一方（図２における左側）のカプラ１０の貫通孔１１に通された状態で通信装置３０１に電気的に接続されている。また、信号線３０２の他端側は、他方（図２における右側）のカプラ１０の貫通孔１１に通された状態で通信装置３０１に電気的に接続されている。通信装置３０１は、信号線３０２に対して、例えば周波数が２〔ＭＨｚ〕〜３０〔ＭＨｚ〕の通信信号Ｓ１を出力する。
【００１７】
配電盤４０は、主幹ブレーカ、複数の分岐ブレーカなどを備えている。主幹ブレーカは、例えば漏電ブレーカであり、複数の分岐ブレーカに対して、受電盤３０からの交流電力を供給する状態と供給を停止する状態とが切り替えられるように構成されている。複数の分岐ブレーカの各々は、例えば過電流遮断器であり、一対の電力線３を介して電気的に接続される負荷５０に対して交流電力を供給する状態と供給を停止する状態とが切り替えられるように構成されている。また、本実施形態では、配電盤４０は、一対のカプラ１０と、通信装置４０１とをさらに備えている。
【００１８】
ここで、図２では１つの配電盤４０しか図示していないが、実際には、受電盤３０に対して複数の配電盤４０が接続されている。そして、複数の配電盤４０の各々は、例えばオフィスビルの各階（各フロア）に設置される。なお、一対のカプラ１０については受電盤３０と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１９】
通信装置４０１は、通信装置３０１と同様に、例えば高速電力線通信を可能にするモデムである。この通信装置４０１には、信号線４０２が電気的に接続されており、通信装置４０１と信号線４０２とで閉回路を構成している。信号線４０２の一端側は、一方（図２における左側）のカプラ１０の貫通孔１１に通された状態で通信装置４０１に電気的に接続されている。また、信号線４０２の他端側は、他方（図２における右側）のカプラ１０の貫通孔１１に通された状態で通信装置４０１に電気的に接続されている。通信装置４０１は、信号線４０２に対して、例えば周波数が２〔ＭＨｚ〕〜３０〔ＭＨｚ〕の通信信号Ｓ１を出力する。
【００２０】
次に、本実施形態のカプラ１０について図１を参照して説明する。本実施形態のカプラ１０は、コア１と、磁束低減部２とを備えている。
【００２１】
コア１は、例えばフェライトなどの磁性材料により円環状に形成されている。コア１は、中央に円形の貫通孔１１を有しており、電力線３及び信号線３０２（又は４０２）を貫通孔１１に通した状態で設置される。
【００２２】
磁束低減部２は、図１に示すように、コイル２１と、ローパスフィルタ２２とを有している。コイル２１は、コア１に装着されている。ここに、コイル２１がコア１に装着されているとは、導線をコア１に巻くことでコイル２１が形成されていることをいう。本実施形態では、コイル２１は、コア１における貫通孔１１の周方向の一部に装着されている（図１参照）。ローパスフィルタ２２は、例えばインダクタである。このローパスフィルタ２２のカットオフ周波数は、後述するように、電力線３に流れる給電電流Ｉ１の周波数と、通信装置３０１（又は４０１）から出力される通信信号Ｓ１の周波数との間の周波数であることが好ましい。磁束低減部２の動作については後述する。
【００２３】
このカプラ１０では、電力線３に給電電流Ｉ１が流れると、この給電電流Ｉ１によってコア１に磁束φ１が発生する。また、このカプラ１０では、通信装置３０１（又は４０１）からの通信信号Ｓ１が信号線３０２（又は４０２）に印加されると、この通信信号Ｓ１によってコア１に磁束φ３が発生する。ここに、給電電流Ｉ１は交流電流であり、通信信号Ｓ１は交流信号であるため、図１に示した給電電流Ｉ１及び通信信号Ｓ１の向きは一例である。また、給電電流Ｉ１及び通信信号Ｓ１によってコア１に発生する磁束φ１，φ３の向きも一例である。
【００２４】
次に、受電盤３０の通信装置３０１と配電盤４０の通信装置４０１との間で通信を行う場合について説明する。ここでは、通信装置３０１から通信装置４０１に通信信号Ｓ１を送信する場合について説明するが、通信装置４０１から通信装置３０１に通信信号Ｓ１を送信する場合も同様である。
【００２５】
通信装置３０１が信号線３０２に対して通信信号Ｓ１を出力すると、通信信号Ｓ１が一対のカプラ１０の各々のコア１を通過するときに各コア１に磁束φ３（図１参照）が発生する。そして、各コア１で発生した磁束φ３によって各電力線３に流れる給電電流Ｉ１に通信信号Ｓ１が重畳される。給電電流Ｉ１に重畳された通信信号Ｓ１は、電力線３を通して配電盤４０に伝送される。
【００２６】
配電盤４０では、給電電流Ｉ１に重畳された通信信号Ｓ１が一対のカプラ１０の各々のコア１を通過するときに各コア１に磁束φ３が発生する。そして、各コア１で発生した磁束φ３によって信号線４０２に通信信号Ｓ１が印加され、通信装置４０１は通信信号Ｓ１を受信する。
【００２７】
ところで、例えばオフィスビルなどのように大きな電力を必要とする需要家施設では、電力線３に流れる給電電流Ｉ１も大きくなる（例えば３００Ａ程度）。給電電流Ｉ１が大きくなると、給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１も大きくなり、その結果、コア１で磁気飽和が生じる可能性がある。これに対して、コア１の断面積を大きくすることで磁気飽和の発生を防止することも考えられるが、この場合、コア１が大型化することでコストアップになったり、施工性が低下したりする問題がある。本実施形態のカプラ１０では、コア１の小型化を図りながらもコア１での磁束飽和を生じにくくするために、磁束低減部２が設けられている。以下、磁束低減部２の動作について説明する。
【００２８】
電力線３に流れる給電電流Ｉ１の周波数は商用電源周波数であり、５０〔Ｈｚ〕又は６０〔Ｈｚ〕である。これに対して、通信信号Ｓ１の周波数は、上述したように、２〔ＭＨｚ〕〜３０〔ＭＨｚ〕である。したがって、上述したローパスフィルタ２２のカットオフ周波数は、給電電流Ｉ１の周波数と通信信号Ｓ１の周波数との間の周波数（例えば１００〔Ｈｚ〕）であることが好ましい。つまり、このローパスフィルタ２２によれば、通信信号Ｓ１によってコア１に磁束φ３が発生したときにコイル２１に流れる電流については遮断し、給電電流Ｉ１によってコア１に磁束φ１が発生したときにコイル２１に流れる電流については通過させる。
【００２９】
電力線３に給電電流Ｉ１が流れると、コア１に磁束φ１が発生する。また、信号線３０２（又は４０２）に通信信号Ｓ１が印加されると、コア１に磁束φ３が発生する。コア１に磁束φ１，φ３が発生すると、コイル２１に誘導電流が生じるが、コイルの両端にはローパスフィルタ２２が接続されているため、誘導電流のうち磁束φ１に対応する低周波の電流のみがコイル２１に流れる。その結果、磁束φ１を打ち消す向きの磁束φ２がコア１に発生し、これにより磁束φ１を低減することができる。とくに、磁束φ１と磁束φ２とが同じ大きさである場合には、磁束φ１を打ち消すことができる。そして、磁束φ１を低減することにより、コア１での磁気飽和を生じにくくすることができる。また、磁束低減部２によりコア１での磁気飽和を生じにくくすることができるため、コア１については小型化が可能になる。
【００３０】
ところで、従来の電力線搬送通信では、カプラの方式としてコンデンサを用いた静電結合方式が一般的であるが、この場合、電力線３に対してコンデンサを接続する作業が必要であり、施工に時間を要していた。これに対して、コア１を用いた誘導結合方式では、コア１の貫通孔１１に電力線３及び信号線３０２（又は４０２）を通すだけでよく、施工時間を短縮することができる。とくに、コア１が分割式のコアである場合には、貫通孔に電力線３及び信号線３０２（又は４０２）を通さなくてもコアを取り付けることができるので、施工時に停電させなくてもよい、という利点もある。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０は、電源（キュービクル２０）から電力線３を通して供給される交流電力に複数の通信装置３０１，４０１間で伝送される通信信号Ｓ１が重畳される電力線搬送通信に用いられる。電力線搬送通信用カプラ１０は、コア１と、磁束低減部２とを備えている。コア１は、電力線３と複数の通信装置３０１，４０１の各々に接続される信号線３０２（又は４０２）とが貫通する貫通孔１１を有している。磁束低減部２は、コア１に装着されているコイル２１を含み、電力線３に電源からの給電電流Ｉ１が流れることでコア１に発生する磁束φ１の向きと逆向きの磁束φ２をコイル２１によってコア１に発生させる。この構成によれば、電力線３に流れる給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１を逆向きの磁束φ２によって低減することができ、これによりコア１での磁気飽和を生じにくくすることができる。また、給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１を低減することでコア１での磁気飽和を生じにくくしているので、コア１の断面積を大きくしなくてもよく、コア１の小型化を図ることができる。すなわち、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０によれば、コア１の小型化を図りながらもコア１での磁気飽和を生じにくくすることができる。さらに、コア１にギャップを設けて磁気飽和を防止する場合に比べて、給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１のみを低減することができるので、通信信号Ｓ１についての電力線３と信号線３０２（又は４０２）との結合度を高くすることができる。
【００３２】
また、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０のように、磁束低減部２は、コイル２１の両端間に電気的に接続されるローパスフィルタ２２を有していることが好ましい。この場合、通信信号Ｓ１の周波数は、給電電流Ｉ１の周波数よりも高い。そして、ローパスフィルタ２２のカットオフ周波数は、給電電流Ｉ１の周波数と通信信号Ｓ１の周波数との間の周波数である。この構成によれば、磁束φ１によってコイル２１に流れる電流のみをローパスフィルタ２２により通過させるので、通信信号Ｓ１によってコア１に発生する磁束φ３には影響を与えることなく、磁束φ１のみを低減することができる。つまり、この場合もコア１の小型化を図りながらもコア１での磁気飽和を生じにくくすることができる。また、この構成によれば、コイル２１とローパスフィルタ２２のみで磁束低減部２を実現することができ、低コスト化を図ることができる。ただし、この構成は電力線搬送通信用カプラ１０の必須の構成ではなく、ローパスフィルタ２２以外で磁束低減部２が構成されていてもよい。
【００３３】
以下、実施形態１の変形例について説明する。
【００３４】
上述の通信システム１００の適用対象は、商業施設、工場、オフィスビル、病院などの規模の大きい需要家施設に限らず、例えば戸建住宅や集合住宅の各住戸であってもよい。また、通信装置の台数は２台に限らず、３台以上であってもよい。
【００３５】
上述の実施形態１では、非分割のコア１を例に説明したが、分割式のコアであってもよい。また、コア１の形状は一例であり、例えばコア１が角筒状に形成されていてもよい。
【００３６】
さらに、上述の実施形態１では、ローパスフィルタ２２がインダクタである場合を例に説明したが、ローパスフィルタ２２はインダクタに限らず、例えばＲＣ回路であってもよいし、オペアンプで構成されていてもよい。
【００３７】
（実施形態２）
実施形態２の電力線搬送通信用カプラ１０Ａについて、図３を参照して具体的に説明する。ただし、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３８】
本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ａ（以下、カプラ１０Ａという。）は、図３に示すように、コア１と、磁束低減部２Ａとを備えている。
【００３９】
磁束低減部２Ａは、検出部２５と、分離部２６と、逆磁束発生部２７とを有している。検出部２５は、検出用コイル２３と、検出回路２４とを含む。
【００４０】
検出用コイル２３は、コア１における貫通孔１１の周方向の一部に装着されている。つまり、検出用コイル２３は、導線をコア１に巻くことにより形成されている。検出用コイル２３の両端部は、検出回路２４に電気的に接続されている。
【００４１】
検出回路２４は、電気信号Ｓ２を検出する。電気信号Ｓ２は、電力線３に給電電流Ｉ１が流れることによってコア１に発生する磁束φ１１と、信号線３０２（又は４０２）に通信信号Ｓ１が印加されることによってコア１に発生する磁束φ１３とを含む磁束に対応している。本実施形態では、検出回路２４は抵抗を有しており、検出回路２４は、電気信号Ｓ２として、上記磁束を打ち消す向きの磁束を発生させる誘導電流によって抵抗の両端間に生じる電圧を検出する。つまり、本実施形態では、電気信号Ｓ２は電圧信号である。
【００４２】
分離部２６は、例えばローパスフィルタである。このローパスフィルタは、実施形態１と同様に、インダクタであることが好ましい。そして、このローパスフィルタのカットオフ周波数は、給電電流Ｉ１の周波数と通信信号Ｓ１の周波数との間の周波数であることが好ましい。分離部２６は、検出部２５で検出される電気信号Ｓ２から電力線３に流れる給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１１に対応する成分を分離し、分離した上記成分を逆磁束発生部２７に出力する。
【００４３】
逆磁束発生部２７は、コイル２８と、逆磁束発生回路２９とを含む。コイル２８は、上述の実施形態１のコイル２１に相当し、コア１に装着されている。つまり、コイル２８は、導線をコア１に巻くことにより形成されている。逆磁束発生回路２９は、分離部２６で分離された、磁束φ１１に対応する成分に基づいて磁束φ１１と逆向きの磁束をコイル２８によってコア１に発生させる。本実施形態では、逆磁束発生回路２９は、コイル２８に対して電流Ｉ２を流すことで磁束φ１２を発生させる。
【００４４】
本実施形態のカプラ１０Ａでは、上述のように、電力線３に給電電流Ｉ１が流れることによってコア１に発生する磁束φ１１に対応する成分に基づいて、磁束φ１１と逆向きの磁束φ１２をコア１に発生させている。そのため、磁束φ１１と略同じ大きさの磁束φ１２をコア１に発生させることができ、磁束φ１１を打ち消すことが可能になる。言い換えると、本実施形態のカプラ１０Ａによれば、電力線３に給電電流Ｉ１が流れることによってコア１に発生する磁束φ１１を相殺できるような大きさの磁束φ１２を発生させることができる。また、磁束φ１２によって磁束φ１１を打ち消すことができるため、コア１の更なる小型化が可能になる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ａでは、磁束低減部２Ａは、検出部２５（検出用コイル２３及び検出回路２４）と、分離部２６と、逆磁束発生部２７（コイル２８及び逆磁束発生回路２９）とを有している。検出部２５は、コア１に発生する磁束φ１１及び磁束φ１３に対応する電気信号Ｓ２を検出する。分離部２６は、検出部２５で検出される電気信号Ｓ２から給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１１に対応する成分を分離する。逆磁束発生部２７は、コイル２８を含み、分離部２６で分離された上記成分に基づいて磁束φ１１と逆向きの磁束φ１２をコイル２８によってコア１に発生させる。この構成によれば、検出部２５及び分離部２６によって逆磁束発生部２７にて発生させる逆向きの磁束φ１２の大きさを、給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１１の大きさに近づけることができる。その結果、給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１１を相殺できるような大きさの磁束φ１２を発生させることができる。また、磁束φ１２によって磁束φ１１を打ち消すことができるため、コア１の更なる小型化が可能になる。
【００４６】
また、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ａのように、検出部２５は、コア１に装着されている検出用コイル２３を含むことが好ましい。この構成によれば、コア１に発生する磁束φ１１，φ１３を、検出用コイル２３を用いて検出しているので、電流センサを用いて磁束φ１１，φ１３を検出する場合に比べて、低コスト化を図ることができる。ただし、この構成は電力線搬送通信用カプラ１０Ａの必須の構成ではなく、検出部２５に検出用コイル２３が含まれていなくてもよい。
【００４７】
また、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ａのように、分離部２６は、ローパスフィルタであることが好ましい。この場合、通信信号Ｓ１の周波数は、給電電流Ｉ１の周波数よりも高い。そして、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、給電電流Ｉ１の周波数と通信信号Ｓ１の周波数との間の周波数である。この構成によれば、給電電流Ｉ１によってコア１に発生する磁束φ１１により検出用コイル２３に流れる電流のみを通過させるので、通信信号Ｓ１によってコア１に発生する磁束φ１３には影響を与えることなく、磁束φ１１のみを低減することができる。また、この構成によれば、ローパスフィルタのみで分離部２６を実現することができ、低コスト化を図ることができる。ただし、この構成は電力線搬送通信用カプラ１０Ａの必須の構成ではなく、ローパスフィルタ以外で分離部２６が構成されていてもよい。
【００４８】
さらに、上述の実施形態２で説明した構成は、実施形態１で説明した変形例と適宜組み合わせて適用可能である。
【００４９】
（実施形態３）
実施形態３の電力線搬送通信用カプラ１０Ｂについて、図４〜図６を参照して具体的に説明する。ただし、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５０】
本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ｂ（以下、カプラ１０Ｂという。）は、図４に示すように、コア１と、磁束低減部２Ｂとを備えている。また、磁束低減部２Ｂは、コイル２１と、ローパスフィルタ２２とを有している。ここで、上述の実施形態１では、コイル２１がコア１における貫通孔１１の周方向の一部にしか装着されていないが、本実施形態では、コイル２１がコア１における貫通孔１１の全周に亘って装着されている（図４参照）。言い換えると、コイル２１は、導線をコア１における貫通孔１１の全周に亘って巻くことで形成されている。ここに、コア１における貫通孔１１の全周とは、コア１において局所的な磁気飽和が生じない程度にコイル２１が装着されている範囲のことをいい、例えばコア１の９０％以上の領域にコイル２１が装着されていればよい。
【００５１】
ところで、電力線３は、図５Ａに示すように、コア１の貫通孔１１の中心に位置していることが好ましい。この場合、電力線３に給電電流Ｉ１が流れることによって、均等な磁束φ１がコア１に発生する。これに対して、図５Ｂに示すように、電力線３がコア１の貫通孔１１の中心からずれている場合、磁束φ１が偏って発生する。図５Ｂに示す例では、コア１において電力線３までの距離が短い部分では、磁束φ１が密になり、コア１において電力線３までの距離が長い部分では、漏れ磁束φ４が生じることで磁束φ１が疎になる。
【００５２】
上述の実施形態１で説明したカプラ１０では、コイル２１がコア１における貫通孔１１の周方向の一部にしか装着されていない。そのため、カプラ１０では、磁束φ１が密になる部分とコイル２１が装着されている部分とが異なっている場合に、磁束φ１を低減することができず、コア１において局所的な磁気飽和が生じる可能性がある。
【００５３】
また、上述の実施形態１で説明したカプラ１０のように、コイル２１がコア１における貫通孔１１の周方向の一部にしか装着されていない場合、磁束低減部２によってコア１に発生する磁束φ２は、図６に示すようになる。つまり、コア１におけるコイル２１が装着されている部分では、コア１内に磁束φ２が発生するが、電力線３に対してコイル２１が装着されている部分と反対側では、漏れ磁束φ５となり、コア１において局所的な磁気飽和が生じる可能性がある。以上のことから、磁束低減部２の一部を構成するコイル２１は、図４に示すように、コア１における貫通孔１１の全周に亘って装着されていることが好ましい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ｂでは、コイル２１は、コア１における貫通孔１１の全周に亘って装着されている。この構成によれば、コア１における局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。
【００５５】
上述の実施形態３で説明した構成は、実施形態２で説明した構成と適宜組み合わせて適用可能である。つまり、実施形態２のカプラ１０Ａにおいて、検出用コイル２３及びコイル２８がコア１における貫通孔１１の全周に亘って装着されていてもよい。また、上述の実施形態３で説明した構成は、実施形態１で説明した変形例と適宜組み合わせて適用可能である。
【００５６】
（実施形態４）
実施形態４の電力線搬送通信用カプラ１０Ｃ，１０Ｄについて、図７及び図８を参照して具体的に説明する。ただし、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５７】
本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ｃ（以下、カプラ１０Ｃという。）は、図７に示すように、コア１と、複数（図７では３つ）の磁束低減部２とを備えている。上述の実施形態１では、１つの磁束低減部２のコイル２１をコア１における貫通孔１１の周方向の一部に装着しているが、本実施形態では、３つの磁束低減部２のコイル２１によってコア１における貫通孔１１の全周に亘ってコイル２１が装着されている。本実施形態でも、コア１における貫通孔１１の全周とは、コア１において局所的な磁気飽和が生じない程度にコイル２１が装着されている範囲のことをいう。
【００５８】
例えば、図７に示すように、電力線３がコア１の貫通孔１１の中心からずれている場合には、コア１に発生する磁束φ１が密となる部分では、対応する磁束低減部２によって磁束φ１の大きさに応じた逆向きの磁束φ２が発生する。また、コア１に発生する磁束φ１が疎となる部分では、対応する磁束低減部２によって磁束φ１の大きさに応じた逆向きの磁束φ２がコア１に発生する。つまり、本実施形態のカプラ１０Ｃによれば、複数の磁束低減部２によって、コイル２１が装着されている部分に発生する磁束φ１の大きさに応じた逆向きの磁束φ２を発生させることができる。これにより、上述の実施形態３で説明したカプラ１０Ｂと同様に、局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の電力線搬送通信用カプラ１０Ｃは、磁束低減部２を複数備えている。複数の磁束低減部２における複数のコイル２１は、コア１における貫通孔１１の周方向に沿って並んでいる。この構成によれば、コア１における局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。
【００６０】
以下、実施形態４の変形例について説明する。
【００６１】
上述の実施形態４で説明した磁束低減部２の個数は一例であり、例えば図８に示すように、電力線搬送通信用カプラ１０Ｄが１２個の磁束低減部２を備えていてもよい。この場合、１２個の磁束低減部２のコイル２１によってコア１における貫通孔１１の全周に亘ってコイル２１が装着されていることが好ましい。つまり、磁束低減部２の個数は複数であればよい。この場合も同様に、コア１における局所的な磁気飽和を生じにくくすることができる。
【００６２】
また、上述の実施形態４で説明した構成は、実施形態２で説明した構成と適宜組み合わせて適用可能である。つまり、実施形態２において、電力線搬送通信用カプラ１０Ａが複数の磁束低減部２Ａを備えていてもよい。この場合、複数の磁束低減部２Ａの検出用コイル２３及びコイル２８を一組として、複数組の検出用コイル２３及びコイル２８がコア１における貫通孔１１の周方向に沿って並んでいることが好ましい。さらに、上述の実施形態で説明した構成は、実施形態１の変形例と適宜組み合わせて適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  コア
２，２Ａ，２Ｂ  磁束低減部
３  電力線
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  電力線搬送通信用カプラ
１１  貫通孔
２０  キュービクル（電源）
２１  コイル
２２  ローパスフィルタ
２３  検出用コイル
２４  検出回路
２５  検出部
２６  分離部
２７  逆磁束発生部
２８  コイル
２９  逆磁束発生回路
３０１  通信装置
３０２  信号線
４０１  通信装置
４０２  信号線
Ｉ１  給電電流
Ｓ１  通信信号
Ｓ２  電気信号
φ１，φ２，φ１１，φ１２，φ１３  磁束
【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】
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【図８】
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