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公開番号2021129467
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210902
出願番号2020024109
出願日20200217
発明の名称給電制御装置
出願人トヨタホーム株式会社
代理人個人,個人
主分類H02J 9/00 20060101AFI20210806BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】装置の大型化を招くことなく、停電時に外部電源からの給電を適正に行うことができる給電制御装置を提供する。
【解決手段】建物10において、分電盤20には商用電源11又は外部電源装置17から電力が供給され、その電力は分電盤20から各分岐回路28に供給される。給電制御装置30は、装置本体31と、分電盤20において分岐ブレーカ22ごとに設けられたスイッチ駆動部33とを備える。スイッチ駆動部33は、分岐ブレーカ22のスイッチ23を閉位置から開位置へ変位させるものである。装置本体31は、コントローラを内蔵し、そのコントローラは外部電源装置17より電力を供給する供給先の分岐回路28を特定する。また、コントローラは、各分岐ブレーカ22のうち、電力の供給先として特定された分岐回路28の分岐ブレーカ22を除くすべての分岐ブレーカ22のスイッチ23を開位置に変位させるよう各スイッチ駆動部33を制御する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
商用電源とそれとは別の外部電源とに選択的に接続可能とされ、その接続された電源より電力が供給される分電盤と、
前記分電盤に供給される電力を建物内の電気機器に分配供給する複数の分岐回路と、
前記分電盤において前記分岐回路ごとに設けられた複数の分岐ブレーカと、を備え、
前記各分岐ブレーカは、前記分岐回路への電力の供給を許容する閉位置とその電力の供給を遮断する開位置とに開閉操作可能なスイッチを有する建物に用いられるもので、
前記商用電源からの電力供給が停止される停電時において、前記外部電源から前記分電盤に供給される電力を前記各分岐回路のうちいずれに供給するか、その供給先を制御する給電制御装置であって、
装置本体と、
前記分電盤において前記各分岐ブレーカごとに設けられ、前記分岐ブレーカの前記スイッチを前記開位置に変位させる複数のスイッチ駆動部と、を備え、
前記装置本体は、
前記外部電源より電力を供給する供給先の前記分岐回路を特定する特定手段と、
前記各分岐ブレーカのうち、前記特定手段により特定された前記分岐回路の前記分岐ブレーカを除くすべての前記分岐ブレーカの前記スイッチを前記開位置に変位させるよう前記各スイッチ駆動部を制御する制御手段と、を有することを特徴とする給電制御装置。
続きを表示(約 610 文字)【請求項2】
前記分岐ブレーカの前記スイッチは前記閉位置では上側、前記開位置では下側に位置するよう上下に開閉操作可能とされており、
前記スイッチ駆動部は、前記分電盤に取り付けられる本体部と、その本体部に対して上下に変位可能とされた可動部と、を有し、
前記スイッチ駆動部の駆動により、前記可動部が上位置から下位置へ変位することで、当該可動部により前記スイッチが前記閉位置から前記開位置に押し下げられることを特徴とする請求項1に記載の給電制御装置。
【請求項3】
前記可動部は、前記分岐ブレーカが前記開位置から前記閉位置に操作されることに基づき、当該分岐ブレーカにより前記下位置から前記上位置へと押し上げられるようになっていることを特徴とする請求項2に記載の給電制御装置。
【請求項4】
前記商用電源からの電力供給時に、前記分岐回路ごとに前記電気機器の電力消費量を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記分岐回路ごとの前記電気機器の電力消費量に基づき、前記分岐回路ごとに前記電気機器の使用頻度を判定する判定手段とを備え、
前記特定手段は、前記判定手段により判定された前記分岐回路ごとの電気機器の使用頻度に基づいて、前記外部電源より電力を供給する供給先の前記分岐回路を特定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の給電制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、給電制御装置に関する。
続きを表示(約 6,500 文字)【背景技術】
【0002】
一般に、住宅等の建物には、分電盤が設けられている。分電盤には、電力会社から送電線等を介して商用電力が供給され、その供給された商用電力が分電盤から建物内の各種電気負荷(家電装置、照明器具など)へと供給される。分電盤には複数の分岐回路が接続されており、これらの分岐回路を介して商用電力が分電盤から各電気負荷へと供給される。
【0003】
近年、災害などによる停電時にも建物内で電力が使用できるよう、商用電源系統とは別の電源装置(以下、外部電源装置という)を用いて建物内の各種電気負荷に電力を供給する技術が提案されている。例えば特許文献1には、外部電源装置により建物内の電気負荷に電力を供給する際に給電制御装置を用いて給電を行う技術が開示されている。
【0004】
特許文献1の給電制御装置は、外部電源装置用の分電盤として構成され、既設の建物に組み込まれるものとなっている。給電制御装置には、外部電源装置から電力が供給され、その供給された電力が給電制御装置から建物内の電気負荷に給電ラインを介して供給されるようになっている。給電制御装置は、給電ラインごとに設けられた複数のブレーカを有している。この給電制御装置によれば、外部電源装置からの電力供給時に、これらのブレーカを用いて特定の給電ラインにのみ電力を供給することが可能となっている。この場合、例えば停電時に使用が想定される電気機器が接続された給電ラインにのみ電力を供給するといったことが可能となる。このため、外部電源装置の給電能力(給電容量)を超えない範囲で外部電源装置より電力供給を行う等、適正な電力供給を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2014−39364号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記特許文献1の給電制御装置は、商用電源用の分電盤とは別に設けられた外部電源装置用の分電盤となっているため、装置として大型なものになってしまうと考えられる。このため、上記特許文献1の給電制御装置では、既設の建物に組み込むのが困難であるといった不都合が生じるおそれがあり、その点で改善の余地があるといえる。
【0007】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置の大型化を招くことなく、停電時に外部電源からの給電を適正に行うことができる給電制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決すべく、第1の発明の給電制御装置は、商用電源とそれとは別の外部電源とに選択的に接続可能とされ、その接続された電源より電力が供給される分電盤と、前記分電盤に供給される電力を建物内の電気機器に分配供給する複数の分岐回路と、前記分電盤において前記分岐回路ごとに設けられた複数の分岐ブレーカと、を備え、前記各分岐ブレーカは、前記分岐回路への電力の供給を許容する閉位置とその電力の供給を遮断する開位置とに開閉操作可能なスイッチを有する建物に用いられるもので、前記商用電源からの電力供給が停止される停電時において、前記外部電源から前記分電盤に供給される電力を前記各分岐回路のうちいずれに供給するか、その供給先を制御する給電制御装置であって、装置本体と、前記分電盤において前記各分岐ブレーカごとに設けられ、前記分岐ブレーカの前記スイッチを前記開位置に変位させる複数のスイッチ駆動部と、を備え、前記装置本体は、前記外部電源より電力を供給する供給先の前記分岐回路を特定する特定手段と、前記各分岐ブレーカのうち、前記特定手段により特定された前記分岐回路の前記分岐ブレーカを除くすべての前記分岐ブレーカの前記スイッチを前記開位置に変位させるよう前記各スイッチ駆動部を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【0009】
上記構成によれば、給電制御装置が、装置本体と、分電盤において分岐ブレーカごとに設けられる複数のスイッチ駆動部とを備えて構成されている。停電時において外部電源より分岐回路に電力が供給される際には、いずれの分岐回路に電力を供給するかその供給先の分岐回路が特定される。例えば、使用頻度の高い電気機器が接続された分岐回路が電力の供給先として特定される。そして、特定された分岐回路の分岐ブレーカを除くすべての分岐ブレーカのスイッチがスイッチ駆動部の駆動によって開位置に変位される。この場合、電力の供給先として特定された分岐回路以外の分岐回路には電力が供給されないようになるため、その結果、上記特定された分岐回路にのみ電力が供給されるようにすることができる。そのため、停電時に外部電源からの給電を適正に行うことが可能となる。
【0010】
また、装置本体はスイッチ駆動部の制御に関する制御手段等を有しているものであるため、比較的コンパクトに構成することが可能である。また、各スイッチ駆動部は既設の分電盤に設けられるものであるため、既設の分電盤とは別に分電盤を設ける必要がある上記特許文献1の技術と比べ、小型化を図ることが可能である。よって、以上より、装置の大型化を招くことなく、停電時に外部電源からの給電を適正に行うことができる。
【0011】
第2の発明の給電制御装置は、第1の発明において、前記分岐ブレーカの前記スイッチは前記閉位置では上側、前記開位置では下側に位置するよう上下に開閉操作可能とされており、前記スイッチ駆動部は、前記分電盤に取り付けられる本体部と、その本体部に対して上下に変位可能とされた可動部と、を有し、前記スイッチ駆動部の駆動により、前記可動部が上位置から下位置へ変位することで、当該可動部により前記スイッチが前記閉位置から前記開位置に押し下げられることを特徴とする。
【0012】
上記構成によれば、スイッチ駆動部の可動部が上位置から下位置へ変位されることで、その可動部により分岐ブレーカのスイッチが閉位置から開位置へ押し下げられる。例えば、スイッチ駆動部を、スイッチを線状部材(紐など)を介して下側に引っ張ることで開位置へ変位させる構成とした場合、線状部材をスイッチに接続する必要がある。かかる構成では、線状部材がスイッチの手動操作に邪魔となるおそれがあるし、またスイッチ駆動部を分電盤に取り付ける際に線状部材をスイッチに取り付ける作業が発生して煩わしい。その点、上記の構成では、これらの不都合が生じることがないため、スイッチ駆動部を設けるにあたり実用上好ましい構成とすることができる。
【0013】
第3の発明の給電制御装置は、第2の発明において、前記可動部は、前記分岐ブレーカが前記開位置から前記閉位置に操作されることに基づき、当該分岐ブレーカにより前記下位置から前記上位置へと押し上げられるようになっていることを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、分岐ブレーカのスイッチが開位置から閉位置へ操作される(戻される)と、それに基づき可動部が下位置から上位置へ押し上げられる。これにより、停電終了後に、可動部を上位置に戻す作業を容易とすることができる。
【0015】
第4の発明の給電制御装置は、第1乃至第3のいずれかの発明において、前記商用電源からの電力供給時に、前記分岐回路ごとに前記電気機器の電力消費量を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記分岐回路ごとの前記電気機器の電力消費量に基づき、前記分岐回路ごとに前記電気機器の使用頻度を判定する判定手段とを備え、前記特定手段は、前記判定手段により判定された前記分岐回路ごとの電気機器の使用頻度に基づいて、前記外部電源より電力を供給する供給先の前記分岐回路を特定することを特徴とする。
【0016】
上記構成によれば、分岐回路ごとの電気機器の電力消費量に基づき分岐回路ごとの電気機器の使用頻度が判定され、その判定された分岐回路ごとの電気機器の使用頻度に基づいて、外部電源より電力を供給する供給先の分岐回路が特定される。この場合、使用頻度の高い電気機器へ電力供給する分岐回路を優先して外部電源からの電力供給先として特定することができる。そのため、非常時にも使用頻度の高い電気機器の使用を確保することができ、ユーザのライフスタイルに合った給電を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
給電システムの電気的構成を示す図。
スイッチ駆動部が設けられた分岐ブレーカを示す側面図であり、(a)が分岐ブレーカのスイッチが閉位置にある状態を示し、(b)がスイッチが開位置にある状態を示している。
給電制御装置の電気的構成を示す図。
給電前制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図1は給電システムの電気的構成を示す図である。
【0019】
図1に示すように、建物10には、商用電源11から商用電力が供給されるようになっている。商用電源11は、発電所や送電設備、配電設備などを含んで構成され、電力会社等の事業者が住人等の電力消費者に系統電力等の商用電力を供給する設備となっている。建物10には、商用電源11と送電線12を介して接続された切替装置15と、その切替装置15と電力線16を介して接続された分電盤20とが設けられている。これにより、商用電源11から商用電力が送電線12や電力線16等を介して分電盤20に供給され、その供給された電力が分電盤20から建物10内の電気機器Lに供給されるようになっている。
【0020】
切替装置15は、分電盤20(ひいては建物10内の電気機器L)に供給される電力の供給元を切り替えるものである。本実施形態の建物10では、災害等により停電が生じた場合に、建物10に非常用電源として外部電源装置17を接続し、その接続状態で外部電源装置17より建物10に電力を供給することが可能となっている。そして、この外部電源装置17が建物10に接続された場合に、分電盤20に電力を供給する供給元を商用電源11から外部電源装置17に、切替装置15により切り替えることが可能となっている。
【0021】
本実施形態では、外部電源装置17として、外部給電機能を有する自動車を想定しており、詳しくは車載バッテリを搭載したプラグインハイブリッド自動車(PHV)を想定している。したがって、建物10の停電時には、そのプラグインハイブリッド自動車(詳しくは車載バッテリ)を建物10に接続し、そのハイブリッド自動車から建物10に電力を供給する。
【0022】
外部電源装置17は、給電ケーブル25を介して建物10に接続可能とされている。給電ケーブル25は、その両端部に一対のコネクタ25a,25bを有している。それら各コネクタ25a,25bのうち一方のコネクタ25aが外部電源装置17(プラグハイブリッド自動車)に設けられた接続口(図示略)に接続され、他方のコネクタ25bが建物10に設けられた接続プラグ26に接続されることで、外部電源装置17が建物10(詳しくは接続プラグ26)に接続されるようになっている。
【0023】
接続プラグ26は電力線27を介して切替装置15と接続されている。したがって、外部電源装置17が給電ケーブル25を介して接続プラグ26に接続された状態では、外部電源装置17から電力(外部電力)が給電ケーブル25及び電力線27を介して切替装置15に供給される。切替装置15は、手動操作により、送電線12と電力線16とを接続する通常位置と、電力線27と電力線16とを接続する非常時位置とに位置切替可能となっている。切替装置15が非常時位置に切り替えられると、外部電源装置17からの電力が給電ケーブル25及び電力線16,27を介して分電盤20に供給され、その供給された電力が分電盤20から建物10内の各電気機器Lに供給される。
【0024】
分電盤20は、主幹ブレーカ21と、複数の分岐ブレーカ22とを有している。主幹ブレーカ21は電力線16を介して切替装置15と接続されている。主幹ブレーカ21には、切替装置15を経由して商用電源11及び外部電源装置17のいずれかより電力が供給される。主幹ブレーカ21は、その供給される電力が予め規定された規定容量を越えた場合に、それよりも下流側への電力の供給を遮断する。
【0025】
主幹ブレーカ21の下流側には複数の分岐電力線28が接続されている。これら複数の分岐電力線28はそれぞれ建物10内の電気機器(電気負荷)Lと接続されている。商用電源11又は外部電源装置17より分電盤20(主幹ブレーカ21)に電力が供給されると、その電力はこれらの分岐電力線28を介して各電気機器Lに供給される。そして、その供給される電力によって各電気機器Lが作動する。なお、電気機器Lとしては、照明機器や空調機器、家電機器等が挙げられる。また、各分岐電力線28はそれぞれ分岐回路に相当するものであり、以下においてはこれらの分岐電力線28をそれぞれ分岐回路28と称する。
【0026】
分岐ブレーカ22は各分岐回路28ごとに設けられている。各分岐ブレーカ22はそれぞれ開閉操作可能なスイッチ23を有している。スイッチ23は、上側の閉位置と、下側の開位置とに開閉操作可能となっている、スイッチ23が閉位置(ON位置)にある場合には分電盤20に供給された電力が分岐回路28を通じて電気機器Lに供給される。一方、スイッチ23が開位置(OFF位置)にある場合には、分岐回路28を通じた電気機器Lへの電力供給が遮断(禁止)される。
【0027】
次に、停電時に外部電源装置17より建物10内の電気機器Lに電力を供給する際に用いられる給電制御装置30について説明する。
【0028】
給電制御装置30は、装置本体31と、各分岐回路28ごとに設けられた電力センサ32と、各分岐ブレーカ22ごとに設けられたスイッチ駆動部33とを有して構成されている。給電制御装置30は、リフォーム等により建物10に事後的に組み付けられたものとなっている。
【0029】
装置本体31は筐体部34を有し、その筐体部34に後述するコントローラ36等を内蔵することにより構成されている。装置本体31の筐体部34は、例えば分電盤20付近の壁面に取り付けられている。また、筐体部34は、分電盤20よりも小型とされ、コンパクト化が図られている。
【0030】
電力センサ32は、分岐回路28を通じて電気機器Lに供給される電力を計測するものである。分岐回路28を通じて電気機器Lに供給される電力は電気機器Lにて消費されるため、この場合、分岐回路28における電気機器Lの電力消費量が電力センサ32により計測されることになる。したがって、これら各電力センサ32により、分岐回路28ごとに電気機器Lの電力消費量が計測されるようになっている。なお、各電力センサ32がそれぞれ計測手段に相当する。
(【0031】以降は省略されています)

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