(57)【要約】【課題】壁面に取り付けられ、壁内から引き出される壁内配線を経由して供給される電力で駆動する制御装置において、組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時の電源供給の作業時間を短縮し、作業性の向上を図る。【解決手段】制御装置１は、本体２と蓋体３とを備える。本体２は、制御装置１の主機能を動作させる主機能回路と、壁内配線が接続され、壁内配線を経由して得られた電力を主機能回路に供給する電源供給部と、壁内配線を経由しない外部電源ｂから供給される電力を金属部１３および金属部１４を通じて電源供給部に通電する外部給電回路とを備える。蓋体３には、外部電源ａおよび外部電源ｂを供給する外部電源供給端子が挿入される挿入孔２１、挿入孔２２および挿入孔２５が設置される。外部給電回路が構成される基板上には、外部電源供給端子が接触する位置に、金属部１１、金属部１２および金属部１５が配設される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に取り付けられ、壁内から引き出される壁内配線を経由して供給される電力で駆動する制御装置であって、
前記制御装置の主機能を動作させる主機能回路、
前記壁内配線が接続され、前記壁内配線を経由して得られた電力を前記主機能回路に供給する電源供給部、および、
前記壁内配線を経由しない外部電源から供給される電力を１組の短絡端子を通じて前記電源供給部に通電する外部給電回路、
を含む本体と、
前記制御装置が前記壁面に取り付けられている状態において、前記本体を覆う筐体の前記壁面側に位置する蓋体と、
を備え、
前記蓋体には、前記外部電源を供給する外部電源供給端子が挿入される外部電源挿入孔が設置され、前記外部給電回路が構成される基板上には、前記外部電源挿入孔から挿入された前記外部電源供給端子が接触する位置に、通電端子が配設される制御装置。
【請求項２】
前記外部電源は、第１の外部電源および第２の外部電源を含み、
前記通電端子は、
前記第１の外部電源から電力が供給される第１通電端子と、
前記第２の外部電源から電力が供給される第２通電端子と、
を含み、
前記外部給電回路は、
前記第１通電端子に前記第１の外部電源から電力が供給されると、前記第２通電端子に供給された前記第２の外部電源の電力が前記１組の短絡端子を通じて前記電源供給部に通電されるように動作する制御素子を備える請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記外部電源供給端子は、
前記第２の外部電源のプラス極端子およびマイナス極端子を含み、
前記第２通電端子は、
前記第２の外部電源のプラス極端子に接触される第２プラス端子と、グラウンドに接続された前記第２の外部電源のマイナス極端子に接触される第２マイナス端子との組み合わせであって、
前記第２プラス端子にダイオードを接続して順方向バイアスをかける請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記外部電源供給端子は、
前記第１の外部電源のプラス極端子およびマイナス極端子と、
前記第２の外部電源のプラス極端子およびマイナス極端子と、
を含み、
前記第１通電端子は、
前記第１の外部電源のプラス極端子に接触される第１プラス端子と、グラウンドに接続された前記第１の外部電源のマイナス極端子に接触される第１マイナス端子との組み合わせであり、
前記第２通電端子は、
前記第２の外部電源のプラス極端子に接触される第２プラス端子と、グラウンドに接続された前記第２の外部電源のマイナス極端子に接触される第２マイナス端子との組み合わせであって、
前記第１プラス端子および前記第２プラス端子と、前記第１マイナス端子および前記第２マイナス端子との間に他の端子を設ける請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記外部電源挿入孔は、前記蓋体の下部に設けられ、前記通電端子の法線方向から下方６０度までの位置で開口する請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記外部電源挿入孔の幅が５ｍｍ以下である請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部給電により動作する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、全世界的に省エネ志向が高まり、EMS(Energy Management System)分野においては、太陽光発電装置や蓄電装置に接続し、エネルギーマネジメントを行う制御装置が開発され、市場に投入されている。このような制御装置は外部給電を行う必要があるため、エンドユーザの安全性を確保できるよう、電源供給部はエンドユーザが容易に接触できない構造が望ましい。
【０００３】
しかし、電源供給部に容易に接触できない構造は、作業性を低下させるため、特許文献１では端子カバーを開閉自在にできる回動軸受け部を端子上部筐体側面の両側に形成する筐体構造が提案されている。また、特許文献２では作業性の向上を目的とした速結式で接続する速結端子ブロックを設けた端末器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３４６２７号公報
【特許文献２】特開平５−３００５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、太陽光発電装置や蓄電装置などの外部機器を宅内から制御する制御装置は、壁内配線を介した外部給電により動作する。このような製品は、安全性確保の観点から、組立後はエンドユーザが電源供給部に直接接触できない構造となっている。そのため、製造者やサービス業者などのエンドユーザ以外の作業者が、組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時には、制御装置の筐体を解体しなければ電源供給ができず、作業時間の増加につながる。特許文献１および２に記載の技術を採用したとしても、制御装置の筐体を開かなければ電源供給ができない。
【０００６】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、壁面に取り付けられ、壁内から引き出される壁内配線を経由して供給される電力で駆動する制御装置において、組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時の電源供給の作業時間を短縮し、作業性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る制御装置は、壁面に取り付けられ、壁内から引き出される壁内配線を経由して供給される電力で駆動する制御装置である。制御装置は、本体と蓋体とを備える。本体は、主機能回路、電源供給部および外部給電回路を含む。主機能回路は、制御装置の主機能を動作させる。電源供給部は、壁内配線が接続され、壁内配線を経由して得られた電力を主機能回路に供給する。外部給電回路は、壁内配線を経由しない外部電源から供給される電力を１組の短絡端子を通じて電源供給部に通電する。蓋体は、制御装置が壁面に取り付けられている状態において、本体を覆う筐体の壁面側に位置する。蓋体には、外部電源を供給する外部電源供給端子が挿入される外部電源挿入孔が設置される。外部給電回路が構成される基板上には、外部電源挿入孔から挿入された外部電源供給端子が接触する位置に、通電端子が配設される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、壁面に取り付けられ、壁内から引き出される壁内配線を経由して供給される電力で駆動する制御装置において、本体および蓋体を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造を設けることで、組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時の電源供給の作業時間を短縮し、作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】筐体を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造がない壁据付型の制御装置の筐体構造の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御装置の回路構成例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る制御装置の筐体構造の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る制御装置を壁面に取り付けるときの状態を示す斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る制御装置と外部電源との関係を示す概略図である。
【図６】実施の形態１に係る制御装置に外部電源を供給するときの動作を示す図である。
【図７】実施の形態１に係る制御装置の蓋体の挿入孔の構造の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る制御装置の蓋体の挿入孔の構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。
【００１１】
（実施の形態１）
実施の形態１の制御装置は、外部機器を制御する制御装置であり、外部給電により動作する。本実施の形態の制御装置は、筐体を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造を有する。まず、筐体を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造がない一般的な制御装置について説明する。
【００１２】
図１は、筐体を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造がない壁据付型の制御装置の筐体構造の一例を示す図である。制御装置１０の筐体は、本体２０と蓋体３０とで構成される。制御装置１０は外部給電を要する。安全性確保の観点から、制御装置１０の電源供給部は筐体内部にあって、エンドユーザが直接接触できないように構成されている。このため、制御装置１０の組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時には、作業者が本体２０と蓋体３０とを分解して電源を供給する必要がある。これに対し、本実施の形態の制御装置は、筐体を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造を有するので、制御装置の組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時に、制御装置の筐体を開く必要がない。ここで、本実施の形態に係る制御装置の回路構成について説明する。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１に係る制御装置の回路構成例を示す図である。本実施の形態の制御装置は、主機能回路１００と、電源供給部２００と、外部給電回路３００とを備える。主機能回路１００は、制御装置の主機能を動作させる回路である。例えば主機能回路１００が制御装置に接続される外部機器を制御する回路であって、外部機器が太陽光発電装置や蓄電装置である場合、主機能回路１００は、発電／充電の開始指示および終了指示を外部機器に送信したり、外部機器から発電／蓄電量を示す情報を受信し、表示や音声で通知したりする。
【００１４】
電源供給部２００および外部給電回路３００は、金属部１１〜金属部１５と、制御素子１６とを含む。金属部１１〜金属部１５は、例えば、基板製造工程で基板検査用に設けられる基板上のテストランド、未実装部品のランドおよび実装部品の金属部である。本実施の形態では、金属部１１〜金属部１５は未実装部品のランドパターンである。以下、金属部１１〜金属部１５を総称する場合には、単に金属部という。金属部間の距離は、例えば、電気用品安全法の基礎絶縁の空間距離を配慮した１．２ｍｍ以上とする。
【００１５】
図２において、電源供給部２００の金属部１４に接続される外部電源ｃは、壁内配線を経由して供給される電源であり、設置された制御装置をエンドユーザが使用する通常動作時の電源である。外部電源ｃは、組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時には接続されない。また、通常動作時には外部給電回路３００は使用しない。
【００１６】
外部給電回路３００の制御素子１６は、例えば、バイポーラトランジスタ、パワートランジスタ、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタおよびトライアックである。本実施の形態では、制御素子１６はバイポーラトランジスタである。図中、Ｅと記載された端子がエミッタ、Ｂと記載された端子がベース、Ｃと記載された端子がコレクタである。組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時には、短絡用導体により、金属部１３および金属部１４を短絡する。金属部１３および金属部１４が短絡した状態で金属部１２および金属部１５に外部電源ａを接続し、金属部１１および金属部１５に外部電源ｂを接続すると、ベース電流が流れ、制御素子１６がＯＮ状態になる。これにより、コレクタ電流が流れる。金属部１３および金属部１４が短絡されているので、コレクタ電流は電源供給部２００から主機能回路１００に給電される。
【００１７】
金属部１２および金属部１５に外部電源ａを接続し、金属部１１と金属部１５に外部電源ｂを接続しているが、金属部１３および金属部１４を短絡していない場合は、金属部１３および制御素子１６にはコレクタ電流が流れるが、金属部１３および金属部１４がつながっていないので、金属部１４には電流は流れない。金属部１３および金属部１４を短絡しているが、金属部１２および金属部１５に外部電源ａを接続せず、金属部１１と金属部１５に外部電源ｂを接続していない場合は、電流が流れず、主機能回路１００には給電されない。したがって、金属部１３および金属部１４を短絡し、かつ、金属部１２および金属部１５に外部電源ａを接続し、金属部１１および金属部１５に外部電源ｂを接続した場合に、主機能回路１００に給電される。このように構成することにより、誤結線の抑制と、それに伴って制御装置が破壊されるリスクを低減できる。
【００１８】
外部電源ａおよび外部電源ｂはそれぞれ、本発明における第１の外部電源および第２の外部電源である。金属部１１および金属部１５は、本発明における第１通電端子である。金属部１２および金属部１５は、本発明における第２通電端子である。金属部１３および金属部１４は本発明における短絡端子である。壁内配線を経由して電力を供給する電源（外部電源ｃ）が接続される通電端子（金属部１４および金属部１５）は、壁内配線を経由しない外部電源（外部電源ｂ）が接続される通電端子（金属部１１および金属部１５）とは異なる。また、１組の短絡端子（金属部１３および金属部１４）のうち、一方は壁内配線を経由して電力を供給する電源（外部電源ｃ）が接続される通電端子（金属部１４）と一致する。あるいは、１組の短絡端子のうち一方が壁内配線を経由して電力を供給する電源が接続される通電端子に接続する構成にしてもよい。なお、各金属部の短絡および通電は、スイッチング部品やリレー部品の実装で実現してもよい。また、金属部は、金属に限らず導電体であればよい。
【００１９】
図２のように、電源供給部２００および外部給電回路３００にダイオードを追加して順方向バイアスをかけることにより、電源供給部２００および外部給電回路３００のそれぞれから給電されている場合であっても、どちらか一方の電圧が安定して印加される。また、ダイオードを接続することによって逆流による電源回路の破壊を防止できる。続いて、本実施の形態に係る制御装置の筐体構造について説明する。
【００２０】
図３は、実施の形態１に係る制御装置の筐体構造の一例を示す図である。実施の形態１に係る制御装置１を壁面に設置する際には、制御装置１へ供給される電源線を含む壁内配線５を壁面に引き出し、蓋体３の通孔４を通して、電源線の金属部１４および金属部１５に配線する。金属部１４には外部電源ｃが接続され、金属部１５にはグラウンド（以下、ＧＮＤという）が接続される。なお、図２では、外部電源ｃと金属部１４との間にダイオードを配置する回路図を示しているが、図３ではダイオードを省略している。
【００２１】
図４は、実施の形態１に係る制御装置を壁面に取り付けるときの状態を示す斜視図である。図４に示すように、壁面７には壁面開口６が形成され、壁内配線５が引き出されている。制御装置１は、壁面開口６から引き出される壁内配線５に接続され、壁面７に取り付けられる。制御装置１は、壁面に取り付けられている状態では、壁内配線５を経由して供給される電力で駆動する。
【００２２】
図５は、実施の形態１に係る制御装置と外部電源との関係を示す概略図である。制御装置１の筐体は、図２に示した回路が配置された基板を有する本体２と、本体２の開口面を覆う蓋体３とで構成される。制御装置１は、壁面に設置後は本体２がエンドユーザ側に蓋体３が壁側に位置する。蓋体３は、外部電源ａおよび外部電源ｂの端子と、短絡用導体の端子を挿入するための挿入孔２１〜挿入孔２５を有する。挿入孔２１〜挿入孔２５は、金属部１１〜金属部１５の位置に対応する挿入孔である。以下、挿入孔２１〜挿入孔２５を総称する場合には、単に挿入孔という。挿入孔２１、挿入孔２２および挿入孔２５は、本発明における外部電源挿入孔である。
【００２３】
挿入孔２２から外部電源ａのプラス極端子を挿入して金属部１２に接触させ、挿入孔２５からＧＮＤに接続された外部電源ａのマイナス極端子を挿入して金属部１５に接触させることで外部電源ａを接続することができる。挿入孔２１から外部電源ｂのプラス極端子を挿入して金属部１１に接触させ、挿入孔２５からＧＮＤに接続された外部電源ｂのマイナス極端子を挿入して金属部１５に接触させることで外部電源ｂを接続することができる。金属部１１は、本発明における第１プラス端子である。金属部１２は、本発明における第２プラス端子である。金属部１５は、本発明における第１マイナス端子および第２マイナス端子である。挿入孔２３および挿入孔２４から検査治具の端子金具やケーブルの両端子といった短絡用導体の端子を挿入し、金属部１３および金属部１４に接触させることで金属部１３および金属部１４を短絡させることができる。挿入孔は個別に設けてもよいし、目的に応じてまとめてもよい。
【００２４】
図５のように、外部電源ａおよび外部電源ｂのプラス極端子を接触させる金属部１１および金属部１２とＧＮＤに接続する金属部１５とが隣り合わないように、それ以外の金属部１３および金属部１４を、金属部１１および金属部１２と金属部１５との間に配置することで、誤接触によって制御装置１や外部電源ａおよび外部電源ｂを破損させるリスクを低減できる。金属部１１および金属部１２と金属部１５との間に配置する金属部は、金属部１３および金属部１４に限らず、本体２が金属部１１〜金属部１５以外の金属部を含む場合は、他の金属部でもよい。
【００２５】
図６は、実施の形態１に係る制御装置に外部電源を供給するときの動作を示す図である。図６（ａ）に示すように、作業者が制御装置１を壁から取り外した状態で、外部電源ｂを供給するとき、外部電源ｂのプラス極端子、外部電源ａのプラス極端子、短絡用導体の両端子、および、外部電源ａおよび外部電源ｂのマイナス極端子を備えるコネクタ８を、外部電源ｂのプラス極端子、外部電源ａのプラス極端子、短絡用導体の両端子、および、外部電源ａおよび外部電源ｂのマイナス極端子がそれぞれ、挿入孔２１〜挿入孔２５に挿入される向きで差し込む。図６（ｂ）に示すように、コネクタ８が差し込まれると、外部電源ｂのプラス極端子、外部電源ａのプラス極端子、短絡用導体の両端子、および、外部電源ａおよび外部電源ｂのマイナス極端子はそれぞれ、金属部１１〜金属部１５に接続される。図６（ｂ）では挿入孔２１〜挿入孔２５の符号を省略している。
【００２６】
図７は、実施の形態１に係る制御装置の蓋体の挿入孔の構造の一例を示す図である。図７に示すように、制御装置１の蓋体３の挿入孔２１〜挿入孔２５は、制御装置１を取り付けた状態で、エンドユーザが接触できない壁側に配置され、通常動作時の外部からの電源供給に影響しないように、蓋体３の下部に位置することが望ましい。また、外部からの生物や塵埃の侵入により金属部間が意図せず通電・短絡する可能性を低減するため、挿入孔は幅を５ｍｍ以下とすることが望ましい。このようにすることで、エンドユーザや作業者が誤って金属部に直接接触する危険性を低下させることができる。
【００２７】
以上説明したように、実施の形態１の制御装置１によれば、本体２および蓋体３を閉じた状態で外部からの電源供給を可能にする構造を設けることで、組立後の製造工程での試験や設置後に取り外して検査を行う時の電源供給の作業時間を短縮し、作業性の向上を図ることができる。また、制御装置１の解体作業を減らすことで、制御装置１を破損させるリスクが低減する。
【００２８】
（実施の形態２)
図８は、本発明の実施の形態２に係る制御装置の蓋体の挿入孔の構造の一例を示す図である。実施の形態１では、図７に示すように、蓋体３の挿入孔２１〜挿入孔２５は、金属部１１〜金属部１５の法線方向に開口している。また、挿入孔のスリットは、蓋体３の挿入孔が設けられた面に対して垂直に設けられている。これに対し、実施の形態２では、図８に示すように、蓋体３の挿入孔２１〜挿入孔２５は、金属部１１〜金属部１５の法線方向から角度α下方の位置で開口している。また、挿入孔のスリットは、挿入孔から挿入された外部電源ａ、外部電源ｂおよび短絡用導体の各種端子を対応する金属部に誘導する角度で、蓋体３の挿入孔が設けられた面に対して斜設されている。角度αは、０°より大きく６０°より小さいことが望ましい。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
以上説明したように、実施の形態２の制御装置１によれば、挿入孔を金属部の法線方向から下方６０度までの位置に設け、挿入孔のスリットを斜設することにより、作業者が制御装置１を壁から取り外す際に発生する塵埃のような異物の侵入を抑制することができる。
【００３０】
上記の実施の形態では、外部給電により動作し、外部機器を制御する制御装置の例について説明したが、本発明の制御装置はこれに限らない。外部給電により動作し、自身を制御する制御装置であってもよい。この場合、主機能回路１００は、自身を制御する回路である。
【符号の説明】
【００３１】
１  制御装置、２  本体、３  蓋体、４  通孔、５  壁内配線、６  壁面開口、７  壁面、８  コネクタ、１０  制御装置、１１〜１５  金属部、１６  制御素子、２０  本体、２１〜２５  挿入孔、３０  蓋体、１００  主機能回路、２００  電源供給部、３００  外部給電回路、ａ，ｂ，ｃ  外部電源。
【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】
2017216833.tif 000009
【図８】
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