JP4295563B2 - 電流表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,電路に流れる電流を検出して,住宅などにおいて電気の使い過ぎでブレーカが動作する前に電気の使い過ぎを知らせる電流表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来,電流量に基づいて電気の使用量が判るものとしては,特許文献1に示したように,例えば,住戸に供給される電流を監視し,負荷機器を接続した分岐回路に電流を分配供給するための分電盤と,火災感知器などの各種セキュリティセンサを接続した住宅情報盤とを信号線を介して接続した住宅監視システムがある。該住宅情報盤では,現在の電流使用量を定格電流に対する割合(%)で表示して,その値が100%を超えると,段階に応じて,LEDを点滅させたり,「電気を使いすぎています」といった音声メッセージを出力して,住戸人に電気の使用を控えることを促す。住宅情報盤をリビングやダイニングなどの住戸人の目に付きやすい場所に設置して,電流使用情報を住戸人に知らせやすくしたものである。
【0003】
図6(特許文献1の図1)によりその概要を説明すれば分電盤内には電流センサーと警報信号発生部分を設けている。警報は別の場所に設置された住宅情報盤で行うようにしており,警報信号は分電盤から有線の信号線L2で住宅情報盤に送信される。この場合,住宅情報盤は分電盤とは異なりリビングなど常時人がいる場合が多い部屋に設置されるので,警報を認識できる可能性は高い。
【0004】
しかしながら,警報信号は分電盤から有線の信号線で情報分電盤に送信されるため,設置時における配線工事が必要となり使用者に対する導入費用の負担が大きい。また,新築時に導入を行う場合はともかくとして,既存住宅への導入は配線工事の関係から,設置が非常に困難である課題があった。
【0005】
また,住宅監視システムとして火災センサーなども含んで設置導入されるため,設備が大掛かりとなり,導入時の初期コストが大きく,簡易に電流の使い過ぎを知りたいといった場合には不向きであった。
【0006】
さらに,一度情報分電盤を設置すると配線の都合で,容易に場所の移動ができない。このことは,設置した部屋とは異なり音声警報が聞こえない場所で使用者が負荷機器を使用する場合は電気の使い過ぎていても警報が届かないという課題がある。
【0007】
そこで,これらの課題を解決するために,特許文献2のように,一時的に電気器具を使用するその場所で確実に電気使用量や警報の情報を得られるようにして可能な限り住戸内の停電を防止することを目的とした発明が行われている。
【0008】
図7(特許文献2の図1)によれば,この装置は,定格電流を超えると自動で電路を遮断するブレーカと併用し,該ブレーカの定格電流に応じた監視電流を設定するとともに,ブレーカの通電電流を検出して該監視電流に対するブレーカの通電電流余裕の情報を表示する,親機と子機からなる装置であって,親機には通電電流検出部と信号処理部と無線送信部を備え,子機には無線受信部と信号処理部と情報表示部を備えるとともに,親機または子機には前記ブレーカの定格電流に応じた監視電流レベルを設定する手段と該監視電流レベルに対する使用電流の状態を演算する手段を有し,子機の電源は子機に設けられたプラグを介して前記ブレーカの負荷側のコンセントから供給されるか,または電池から供給されて子機の場所を移動可能にしたことを特徴とする電流表示装置である。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−225438(図1)
【特許文献2】
特願2003−337220(図1)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,特許文献2の電流表示装置には,表示手段(警報手段)はランプや音声によるとは記載されているが詳細は触れられておらずより確実に電流を使いすぎていることを知らせることができる具体的手段を提供する必要がある。また,どうせ電気の使用状態を表示するのであれば外出時の電気の切り忘れも確認できればよいという要望もあった。
【0011】
また,親機と子機間の通信には無線を用いているため,親機,子機ともにアンテナが必要であるが,子機は容易に場所を移動可能であることが最大の特徴であって子機の外部にアンテナが突出することは外観上や取扱上で邪魔になり望ましくない。さらに,場所によって受信が不安定になることがあり情報の伝送がうまく行えない場合があった。
【0012】
また,子機を接続するコンセントによっては接地線を接続する端子が表面に突出して設けられていることがあり,このようなコンセントへの適用は想定されていなかった。
【0013】
本発明は,親機と子機とからなる電流表示装置において上述のような問題を解決するべく,電気の使いすぎの情報が確実に使用者に認識できるようにすること,電気の使いすぎ以外に外出時の切り忘れも確認できるようにすること,外観がよく取扱性がよい子機を備えた装置を提供すること,表面に突出する接地端子を備えたコンセントでも適用できるようにすることを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため,請求項1の発明は分電盤に配設される親機により電路に流れる電流を監視し,現在使用電流の情報をコンセントに差込み使用される子機に向けて無線送信し,現在使用電流の情報を子機側で表示・警告する電流表示装置において,前記子機は,子機の電源が子機に設けられたプラグを介して前記コンセントから供給され,前記親機から送信される現在使用電流の情報を受信する無線信号受信アンテナを子機本体外部に突出しないよう本体内部に設けて配置し,受信した前記現在使用電流の情報を信号処理する信号処理部が,該現在使用電流の情報に基づいて,子機本体外部から視認可能なように設けられた複数の発光素子からなる情報表示部を駆動し,現在使用電流の割合を段階的に表示するとともに予め設定された監視電流レベルを超えて電流が使用された場合には音声発生手段により音声で電気の使い過ぎを警報するよう構成されたことを特徴とする電流表示装置を提供している。それによりより確実に電気の使いすぎの警報を使用者に伝えることができる。
【0015】
請求項2 の発明は,前記複数の発光素子による使用電流の段階的表示は,前記信号処理部により,現在使用電流の情報が,負荷機器の待機電力に相当する,監視電流レベルに対する前記現在使用電流の割合が20%のうち5%程度の場合には,子機本体外部から視認可能なように設けられ発光素子で構成された切り忘れ防止手段を点灯させることにより,電流の小さい領域をより詳しく表示して,電気の切り忘れを確認できるものであることを特徴とする請求項1 の電流表示装置を提供したものである。それにより外出時の電気の切り忘れを目安として確認できる。
【0016】
請求項3 の発明は,子機には,前記信号受信アンテナにより,親機から送信される現在使用電流の情報が適切に受信できるか否かを表示する無線信号の受信状態表示手段を設けたことを特徴とした電流表示装置を提供したものである。それによりアンテナが子機の外観上や取扱上の妨げになることを防ぐことができる。
【0017】
請求項4 の発明は,子機のプラグの近傍にはコンセント側の接地端子を被包するような凹部を設けたことを特徴とする電流表示装置を提供したものである。それにより子機を受信状態の最も良好な位置で使用できて確実に電気の使いすぎの情報を使用者に伝達することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について図面を用いて以下に詳細に説明する。
図1は本件発明の電流表示装置を説明するブロック図である。図において1は分電盤,2は主幹ブレーカで場合によっては該主幹ブレーカの電源側に電流制限器(リミッターという)が設けられる。3は主幹ブレーカ2の負荷側に接続される分岐ブレーカで図示していないが複数存在する。6は分岐ブレーカ3の負荷側に設けられるコンセントである。401は電流検出部である電流センサーで,主幹ブレーカ2に通ずる電流を検出できればブレーカ2の電源側でも負荷側でも設置可能である。なお,本実施例では主幹ブレーカが単相3線式配線用であるので電流センサーをふたつ設置しているが,単相2線式用の場合はひとつでよい。
【0021】
4は電流表示装置の親機で,センサー信号処理部402と電流レベル設定部403と無線送信部404を有する。電流レベル設定部403はロータリースイッチで複数の監視電流を手動で設定できるよう構成しているが,あらかじめ製造時に1つの値に固定しておくようにしてもよい。親機4は分電盤1内に設置されている。
【0022】
100は電流表示装置の子機本体のブロック図で,無線受信部101と信号処理部102と情報表示部103と音声発生部104と電源プラグ部105とコンセント部106と伝導体107と電源部108と無線受信部101に接続されるアンテナ部113とを有する。なお親機4の電源は分電盤から供給され,子機本体100の電源は,任意の位置のコンセント6から供給される。
【0023】
電流レベル設定部403がロータリースイッチ等で複数の監視電流を設定できる場合,まず親機4の電流レベル設定部403を手動で操作して監視電流レベルを主幹ブレーカ2の定格電流に合わせておく必要がある。401の電流センサーは夫々の貫通した電路の通電電流に応じた大きさの信号を出力する。402の信号処理部は,監視電流レベルに対する現在電流の比率(%など)を演算し,比率の区分毎に予め定めて対応させた警報値データ(使用電流情報)の抽出処理を行い,現在使用電流が電流制限器やブレーカの定格電流に対して上回り,使い過ぎているかどうかの判断などを行う。そして警報値データを使用電流情報として無線送信部404に送出し無線送信部404はそのデータを無線信号として子機本体100に送信する。なお,前記使用電流情報の演算は主幹ブレーカ2の電源側にリミッターが設けられている場合は各相の合計電流で演算され,それ以外は各相毎に演算される。
【0024】
子機本体100の働きを集約して説明すると,次のようになる。子機本体100は,親機からの無線信号(使用電流情報)をアンテナ113と無線受信部101で受信後,信号処理部102で使用電流情報を抽出し,該使用電流情報に応じて予め定められた仕様により103の情報表示部と104の音声発生部を駆動する(動作仕様については後述する)。
【0025】
情報表示部103は複数のLEDから成り,例えば,監視電流レベルに対する現在使用電流の割合(%)を段階的に発光表示し,あとどれぐらい電流を使えるかといった余裕情報を視覚的に表示する。
【0026】
音声発生部104は,現在使用電流の割合が設定値を超えた場合に信号処理部102からの指示により音声警報を発生する。現在の電流が主幹ブレーカの定格電流に対して使い過ぎている場合,即ち100%以上である場合にはLEDで発光表示を行うとともに,音声発生部から「電気の使い過ぎです」などと警報する。
【0027】
図2および図3には子機100の外観を示している。100は本体,105は電源プラグ部,106はコンセント部,104は音声発生手段,103は情報表示部,109は受信感度状態表示手段,点線で示した113はアンテナ部である。子機100は壁などに設けられたコンセントに差込装着して使用でき,簡単に持ち運びできるよう片手に収まる程度の大きさとしている。
【0028】
子機100におけるコンセント部106の側を前面,電源プラグ部105の側を背面として以下説明を行う。電源プラグ部105とコンセント部106の位置関係は壁等のコンセントと,該電源プラグ部105と,該コンセント部106が略一直線上に並ぶよう伝導体107で接続されて配設されている。これは,子機100に負荷機器を接続する場合に,本体を支えなくとも,片手で接続することを可能としているためである。また,略一直線上に配設することで,電源プラグ部105とコンセント部106を電気的に接続する伝導体107の長さを短くでき,本体をコンパクトに構成できるという利点がある。
【0029】
もちろん,コンセント部106を本体の側面や底面に設けて筐体を構成してもよいが,その場合には負荷機器のプラグを接続する場合に子機100の電源プラグ部105にモーメントが加わるので,それを考慮した筐体設計を行ったり,差込時に両手で支える等の配慮が必要となる。
【0030】
子機100の正面には段階的に発光する情報表示部103が設けられている。該情報表示部103はLEDを6個用いて,電流の使用状態を表示している。電流の使用量が大きくなるにつれて点灯の個数を段階的に増やし,レベル表示が行えるようになっている。
【0031】
子機は,自由に持ち運び,使用したいコンセントの場所で使用できるよう,データの送受信を無線信号で行うようにしている。この無線信号を適切に受信できているか表示するための手段が160の受信感度状態表示手段である。
【0032】
アンテナ部113は背面から見て前面寄りに位置するよう配設している。
子機100はコンセントに差込んで用いるため,電路からのノイズや,基板の電子部品からの干渉を防ぐために本実施例では,子機本体100の下側で,背面から見て前面部分にアンテナ部113を設けている。アンテナ部113は情報表示部103に使用しているLEDと同じ基板上に配置し,更にアンテナ部の周囲は10mm程他の部品を配置せず,基板上の他の電子部品からの影響を排除している。同時に壁コンセントや電源プラグ部等,電路からの影響を排除するために背面から見て前面寄りにアンテナ部を配設している。これにより無線信号の受信をノイズの影響を受けることなく行うことができる。
【0033】
後述するが,電流比率が電路に設けられた主開閉器の定格電流の20%未満の場合は,レベルが一番小さいLEDをひとつ点灯するように設定しており本体が動作していることを示すようにしている。すなわち,本体が動作している間はこのLEDは常に点灯状態となっている。受信感度状態表示手段109は,このLEDと表示を兼ねており,信号処理部102の処理により,受信感度が良好であるときにはLEDを常時点灯としているが,受信感度が適切でない場合には,該LEDを点滅表示させることで,受信感度が良い状態ではないことを示す。すなわち,情報表示部103のLEDのうち,一番下側のLEDが点滅表示している場合には無線信号が受信できていないことを意味する。これにより使用に際し,本体100の一番下側のLEDが連続点灯していれば,親機4からの無線信号が良好に受信できていることが容易に視認できる。点滅している場合には,LEDが連続点灯するように無線信号が適切に受信できるコンセントへ移動させて用いる。
【0034】
音声発生部104は,所定の音声を発生させるためのもので,小型のスピーカを用いている。音声発生部104は子機本体100の電源プラグ部105と同じ背面側に設けられている。これにより,正面のデザイン性を損なうことなく音声を発生させることができる。
【0035】
また,子機100の背面は,壁のコンセントに接する部分(図3の111)と,窪んだ部分(図3の110)を設けてあり,この窪んだ部分にスピーカを設けている。接地極付きのコンセントで接地極の接続用端子がコンセントから突出して設けられている場合にも,この窪みにより,該接続用端子を避け被包して本体100をコンセントに差込装着することができる。これにより,本体100を使用できるコンセントのバリエーションを広げることができる。
【0036】
また,窪んだ部分がホーンの役割を果たし,スピーカから発生される音声はより鮮明に聞こえるという効果もある。
【0037】
次に,情報表示部103のLED,及び音声発生部104の動作について説明を行う。図4に示しているように,本実施例では6個のLEDから発光手段を構成しており,電流比率の大きさに応じて,それぞれ以下に示すように信号処理部102から点灯消灯の制御を受ける。また,それぞれの電流比率の区分に応じて,警報値データが定められている。複数用いられているLEDをL1,L2,L3,L4,L5,L6とする。
【0038】
まず,警報値データ0を受信した場合には,電流比率が20%未満であることを示し,L1のみ点灯を行う。警報値データ1を受信した場合には,電流比率が20%以上40%未満であることを示し,L1とL2の点灯を行う。警報値データ2を受信した場合には,電流比率が40%以上60%未満であることを示し,L1とL2とL3の点灯を行う。警報値データ3を受信した場合には,電流比率が60%以上80%未満であることを示し,L1とL2とL3とL4の点灯を行う。警報値データ4を受信した場合には,電流比率が80%以上100%未満であることを示し,L1とL2とL3とL4とL5の点灯を行う。警報値データ5を受信した場合には,電流比率が100%以上110%未満の場合であり,及び警報値データ6を受信した場合には,電流比率が110%以上120%未満の場合であり,及び警報値データ7を受信した場合には,電流比率が120%以上の場合であり,これらの場合にはL1とL2とL3とL4とL5とL6全ての点灯を行う。
【0039】
また,警報値データ4以下を受信した場合,即ち電流比率が100%未満では信号処理部102は音声発生の制御をスピーカに行わない。警報値データ5以上を受信した場合,即ち電流比率が100%以上では音声を発生する。
【0040】
電流比率が100%以上110%未満の場合には180秒間隔で音声発生の制御信号を送出する。電流比率が110%以上120%未満の場合には10秒間隔で音声発生の制御信号を送出する。電流比率が120%以上の場合には5秒間隔で音声発生の制御信号を送出する。
【0041】
以上のように,信号処理部102はLEDの点灯制御や音声発生部104のスピーカへ制御を行う。100%より大きな電流比率では,制御の区分を細かく分けているが,これは100%以上の電流使用量では主開閉器が一定の時限を持って動作するためその時限内で使用電流を低減させることを目的としているためである。
【0042】
主開閉器は電流比率が100%の場合には動作しないが,120%になると数分から数時間で動作し,200%では数十秒から数分で動作を行う。電流比率が100%を超えた状態で,さらに負荷機器の使用が行われると主開閉器の動作時間が急激に短くなるため,100%を超えた状態では音声発生の頻度を多くして負荷機器の使用の低減を促すようにしている。
【0043】
なお,電流比率が小さくなり,所定の時間が経過した場合には音声発生の制御信号は送出しないようにしてある。本実施例では10秒を設定している。再び,電流比率が大きくなり所定の比率を超えた場合には音声発生の制御信号を再開する。このように,電流使用状態の段階的な表示には複数のLEDを用いることで,グラフ表示や数値表示専用の表示機器を用いる場合と比べてコストを安く,なおかつ視覚的にも充分分かりやすいよう表示することができる。
【0044】
図5には第二の実施例として,電流使用状態の情報表示部103と,受信感度状態表示手段109とを別々に設け,さらに外出時など節電のために負荷機器の電源を切り忘れた場合にそれを表示する切り忘れ表示手段112を追加したものを示している。本体100には,情報表示部103と,その下方に受信感度状態表示手段109と,本体中央付近に切り忘れ表示手段112を設けている。
【0045】
受信感度状態表示手段109は,前述の場合と同じく,親機4から送信される電流データの受信状態を示すためのもので,LEDで構成される。信号処理部102は受信状態が良い場合には,受信感度状態表示手段109に連続点灯表示を行う制御信号を送信し,受信感度状態表示手段109は連続点灯を行うようになっている。受信状態が良好でない場合には,点滅表示を行い場所の移動を促す。電流の使用状態を示す情報表示部と区別して設けることで,より的確にデータの受信状態を把握することができる。尚,この場合には,情報表示部103の一番下のLEDは連続点灯を行うようにしてある。
【0046】
また,切り忘れ表示手段112は,電流比率のうち,低い側を詳しく把握することで,負荷機器の消し忘れを表示するためのもので,LEDで構成されている。本実施例では,第一の実施例に付加して電流比率が20%未満の領域を複数に区分し,所定の区分にあてはまる場合は表示を行うようにしてある。主開閉器の定格電流が60Aの場合,電流比率20%のときは電流が12A流れることになる。電圧が100Vの時には電力は1200Wである。同様に主開閉器の定格電流が30Aの場合には,電流比率20%のときで電力は600Wである。待機電力は一般に通常消費電力の5%程度(数ワットから数十ワット)であることから,複数の負荷機器の待機電力を考慮して,電流比率20%のうち,5%程度を待機電力として扱い,信号処理部102は受信データを演算し,電力が30W〜60W以上の場合に切り忘れ表示手段12を点灯させる。切り忘れ表示手段を点灯させる電力の閾値は前述の値に限らず,切替えスイッチやロータリースイッチなどで適宜設定されるようにしてもよい。これにより,負荷機器におけるスイッチ切り忘れを視認でき,電気の使い過ぎを防ぐことを促すことができる。
【0047】
第三の実施例として,段階的に発光する情報表示部103の表示を,消灯,点滅,点灯の3つの場合に分けた場合を説明する。
【0048】
LEDの個数は同じく6個で,それぞれ電流比率が低いほうからL1,L2,L3,L4,L5,L6とする。受信データを演算することにより,電流比率が20%未満の場合には,L1のみを点灯状態とする。ここで,L1は受信感度状態表示手段と兼ねてあってもよい。
【0049】
次に,電流比率が20%以上30%未満の場合には,L1を点灯させ,L2を点滅させる。次に電流比率が,30%以上40%未満の場合においてはL1,L2を点灯させる。次に電流比率が,40%以上50%未満の場合においてはL1,L2を点灯させ,L3を点滅させる。次に電流比率が,50%以上60%未満の場合においてはL1,L2,L3を点灯させる。次に電流比率が,60%以上70%未満の場合においてはL1,L2,L3を点灯させ,L4を点滅させる。次に電流比率が,70%以上80%未満の場合においてはL1,L2,L3,L4を点灯させる。次に電流比率が,80%以上90%未満の場合においてはL1,L2,L3,L4を点灯させ,L5を点滅させる。電流比率が,90%以上100%未満の場合においてはL1,L2,L3,L4,L5を点灯させる。電流比率が,100%以上110%未満の場合においては,L1,L2,L3,L4,L5を点灯させ,L6を点滅させる。同時に180秒毎に音声による発報を行う。110%以上120%未満の場合においては,L1,L2,L3,L4,L5,L6全てを点灯させる。同時に,10秒毎に音声による発報を行う。120%以上の場合には,L1,L2,L3,L4,L5,L6全てを点灯させる。同時に,5秒毎に音声による発報を行う。
【0050】
このように,消灯,点滅,点灯の3つの場合を使い分けることで,本体に設ける表示手段の数を増やすことなく,コストを安く,より細かく,使用電流の状態を把握することを可能としている。点滅時間の間隔を変えることで,その意味合いを多く持たせ,より多くの表現を行ってもよい。
【0051】
また本発明の装置は主幹ブレーカもしくは電流制限器のみに適用されるものでなく分岐ブレーカに適用しても差し支えない。
【0052】
【効果】
以上のように本発明によれば,親機と子機とからなる電流表示装置において,電気の使いすぎの情報が確実に使用者に認識でき,電気の使いすぎ以外に外出時の切り忘れも確認できる,また外観がよく取扱性がよい子機を備えた装置を提供することができ,表面に突出する接地端子を備えたコンセントでも適用できるようにできるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本件発明のブロック図。
【図2】子機の外形図。
【図3】子機の外形図。
【図4】LED点灯状態の説明図。
【図5】第二の実施例の図
【図6】従来例の図。
【図7】従来例の図。
【符号の説明】
1 分電盤
2 主幹ブレーカ
3 分岐ブレーカ
4 親機
401 電流センサ
402 信号処理部
403 電流レベル設定部
404 無線送信部
6 コンセント
100 子機本体
101 無線受信部
102 信号処理部
103 情報表示部
104 音声発生部
105 電源プラグ部
106 コンセント部
107 伝導体
108 電源部
109 受信感度状態表示手段
110 窪んだ部分
111 接する部分
112 切り忘れ表示手段
113 アンテナ部
Claims (4)
- 分電盤に配設される親機により電路に流れる電流を監視し,現在使用電流の情報をコンセントに差込み使用される子機に向けて無線送信し,現在使用電流の情報を子機側で表示・警告する電流表示装置において,
前記子機は,
子機の電源が子機に設けられたプラグを介して前記コンセントから供給され,
前記親機から送信される現在使用電流の情報を受信する無線信号受信アンテナを子機本体外部に突出しないよう本体内部に設けて配置し,
受信した前記現在使用電流の情報を信号処理する信号処理部が,
該現在使用電流の情報に基づいて,
子機本体外部から視認可能なように設けられた複数の発光素子からなる情報表示部を駆動し,現在使用電流の割合を段階的に表示するとともに予め設定された監視電流レベルを超えて電流が使用された場合には音声発生手段により音声で電気の使い過ぎを警報するよう構成されたことを特徴とする電流表示装置。 - 前記複数の発光素子による使用電流の段階的表示は,
前記信号処理部により,現在使用電流の情報が,負荷機器の待機電力に相当する,監視電流レベルに対する前記現在使用電流の割合が20%のうち5%程度の場合には,子機本体外部から視認可能なように設けられ発光素子で構成された切り忘れ防止手段を点灯させることにより,電流の小さい領域をより詳しく表示して,電気の切り忘れを確認できるものであることを特徴とする請求項1記載の電流表示装置。 - 子機には,前記信号受信アンテナにより,親機から送信される現在使用電流の情報が適切に受信できるか否かを表示する無線信号の受信状態表示手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電流表示装置。
- 子機のプラグの近傍にはコンセント側の接地端子を被包するような凹部を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の内何れか1項記載の電流表示装置。
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