(57)【要約】【課題】負荷へ直流電力を供給している間に、ＭＯＳＦＥＴに流れる直流電源電流を低下若しくは停止させ、ＭＯＳＦＥＴの発熱を防止する直流電源接続装置を提供する。【解決手段】第１端子に第３接触部が接触し、電圧制御素子を通して直流電源の第２の極と第２接触部間に直流電源電流を流し、第２端子が接触している第２接触部と第４接触部間の電位差を低下させた後、第２端子を第４接触部へ接触させるので、その間にアーク放電が発生しない。また、第２端子と第４接触部が接触した後、直流電源電流は、ＭＯＳＦＥＴと平列に接続される直流電源の第２の極と第４接触部間を流れるので、ＭＯＳＦＥＴに流れる直流電源電流が低下若しくは停止する。【選択図】図３                                                    、
2019075338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に接続する第１コネクタと、直流電源に接続する第２コネクタとを接続し、直流電力を負荷へ供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、
負荷の一側に接続する第１端子と、
前記負荷の他側に接続する第２端子とを備えるとともに、
第２コネクタは、
直流電源の第１の極に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、
第２端子に接離する第２接触部と、
前記直流電源の第２の極と第２接触部の間に接続し、電圧制御端子に印加される直流電圧の増減に応じて、前記直流電源の第２の極と第２接触部間に流れる電流を増減制御する電圧制御素子と、
第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、
前記直流電源の第２の極と第３接触部の間に直列に接続される第１抵抗と第２抵抗とからなり、第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置が電圧制御素子の電圧制御端子に接続する分圧抵抗と、
一端が前記直流電源の第２の極に接続する第２抵抗に平列に接続し、第２抵抗に生じる分電圧で充電される容量素子と、
前記直流電源の第２の極に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部とを備えた
ことを特徴とする直流電源接続装置。
【請求項２】
電圧制御素子は、ゲート電極を電圧制御端子とした絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、
ソース電極を直流電源の第２の極に、ドレイン電極を第２接触部に接続したことをことを特徴とする請求項１に記載の直流電源接続装置。
【請求項３】
電圧制御素子の近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタを第２抵抗に平列に接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の直流電源接続装置。
【請求項４】
第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の直流電源接続装置。
【請求項５】
直流電源に接続する第１コネクタと、負荷に接続する第２コネクタとを接続し、直流電力を負荷へ供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、
直流電源の第１の極に接続する第１端子と、
前記直流電源の第２の極に接続する第２端子とを備えるとともに、
第２コネクタは、
負荷の一側に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、
第２端子に接離する第２接触部と、
前記負荷の他側と第２接触部の間に接続し、電圧制御端子に印加される直流電圧の増減に応じて、前記負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を増減制御する電圧制御素子と、
第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、
第２接触部と第３接触部の間に直列に接続される第３抵抗と第４抵抗とからなり、第３抵抗と第４抵抗の中間接続位置が電圧制御素子の電圧制御端子に接続する分圧抵抗と、
一端が第２接触部に接続する第４抵抗に平列に接続し、第４抵抗に生じる分電圧で充電される容量素子と、
前記負荷の他側に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部とを備えた
ことを特徴とする直流電源接続装置。
【請求項６】
電圧制御素子は、ゲート電極を電圧制御端子とした絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、
ソース電極を第２接触部に、ドレイン電極を前記負荷の他側に接続したことをことを特徴とする請求項５に記載の直流電源接続装置。
【請求項７】
電圧制御素子の近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタを第４抵抗に平列に接続したことを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか１項に記載の直流電源接続装置。
【請求項８】
第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の直流電源接続装置。
【請求項９】
第１コネクタと第２コネクタを接続し、第２コネクタに接続する直流電源から第１コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第１給電モードと、第１コネクタに接続する直流電源から第２コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第２給電モードのいずれかのモードで、負荷へ直流電力を供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、
第１給電モードで負荷の一側に接続し、第２給電モードで直流電源の第１の極に接続する第１端子と、
第１給電モードで負荷の他側に接続し、第２給電モードで直流電源の第２の極に接続する第２端子とを備えるとともに、
第２コネクタは、
第１給電モードで直流電源の第１の極に接続し、第２給電モードで負荷の一側に接続する第１接続端部と、
第１給電モードで直流電源の第２の極に接続し、第２給電モードで負荷の他側に接続する第２接続端部と、
第１接続端部に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、
第２端子に接離する第２接触部と、
第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、
第２接続端部に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部と、
第１ソース電極を第２接続端部に接続し、第１ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第１ソース電極と第１ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
第２接続端部と第３接触部の間に直列に接続される第１抵抗と第２抵抗とからなり、第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置が第１ゲート電極に接続する第１分圧抵抗と、
一端が第２接続端部に接続する第２抵抗に平列に接続し、第２抵抗に生じる分電圧で充電される第１容量素子と、
第２ドレイン電極を第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ドレイン電極に接続するとともに、第２ソース電極を第２接触部に接続し、第２ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第２ソース電極と第２ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
第２接触部と第３接触部の間に直列に接続される第３抵抗と第４抵抗とからなり、第３抵抗と第４抵抗の中間接続位置が第２ゲート電極に接続する第２分圧抵抗と、
一端が第２接触部に接続する第４抵抗に平列に接続し、第４抵抗に生じる分電圧で充電される第２容量素子とを備えた
ことを特徴とする直流電源接続装置。
【請求項１０】
第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下する第１サーミスタを第２抵抗に平列に接続したことを特徴とする請求項９に記載の直流電源接続装置。
【請求項１１】
第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下する第２サーミスタを第４抵抗に平列に接続したことを特徴とする請求項９に記載の直流電源接続装置。
【請求項１２】
第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項９若しくは請求項１１のいずれか１項に記載の直流電源接続装置。
【請求項１３】
第１コネクタと第２コネクタを接続し、第２コネクタに接続する直流電源から第１コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第１給電モードと、第１コネクタに接続する直流電源から第２コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第２給電モードのいずれかのモードで、負荷へ直流電力を供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、
第１給電モードで負荷の一側に接続し、第２給電モードで直流電源の第１の極に接続する第１端子と、
第１給電モードで負荷の他側に接続し、第２給電モードで直流電源の第２の極に接続する第２端子とを備えるとともに、
第２コネクタは、
第１給電モードで直流電源の第１の極に接続し、第２給電モードで負荷の一側に接続する第１接続端部と、
第１給電モードで直流電源の第２の極に接続し、第２給電モードで負荷の他側に接続する第２接続端部と、
第１接続端部に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、
第２端子に接離する第２接触部と、
第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、
第１ドレイン電極を第２接続端部に接続し、第１ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第１ソース電極と第１ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
第２ソース電極を第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ソース電極に接続するとともに、第２ドレイン電極を第２接触部に接続し、第２ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第２ソース電極と第２ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、
第１ソース電極と第２ソース電極との接続点と第３接触部の間に直列に接続される第１抵抗と第２抵抗とからなり、第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置が第１ゲート電極及び第２ゲート電極に接続する分圧抵抗と、
一端が第１ソース電極と第２ソース電極との接続点に接続する第２抵抗に平列に接続し、第２抵抗に生じる分電圧で充電される容量素子と、
第２接続端部に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部とを備えた
ことを特徴とする直流電源接続装置。
【請求項１４】
第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタを第２抵抗に平列に接続したことを特徴とする請求項１３に記載の直流電源接続装置。
【請求項１５】
第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４のいずれか１項に記載の直流電源接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源に接続するコネクタと負荷に接続するコネクタ間を接続し、負荷へ直流電力を供給する直流電源接続装置に関し、更に詳しくは、一組のコネクタの活線接触部が接離する瞬間に発生するアーク放電を防止する直流電源接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高電圧、高電流の直流電力を給電する直流電源に接続するソケットのソケットコンタクトに電気機器などの負荷に接続する電源プラグのプラグピンを活線接続し、負荷へ直流電力を給電する場合に、プラグピンとソケットコンタクトの接触部が接離する瞬間の近接する両者の間には高い電気エネルギーが蓄積され、その間にアーク放電が発生する。このようなアーク放電は、誘導性負荷に接続するプラグピンを、直流電源に接続するソケットコンタクトから引き抜く際に生じる誘導起電力によっても発生する。
【０００３】
アーク放電は、プラグピンやソケットコンタクトが溶損する等、劣化を早め、また、ノイズの発生源ともなるので、従来から種々の対策が講じられ、このうちプラグピンとソケットコンタクトの接触部が接離するタイミングの前後で、無接点スイッチである電子スイッチにより電源回路を開閉し、プラグピンとソケットコンタクト間のアーク放電を防止する直流電源接続装置が知られている（特許文献１）。
【０００４】
この直流電源接続装置１００は、図１１に示すように、直流電源１３０に接続するソケット１１０と、直流電源１３０で動作する負荷に接続する電源プラグ１２０とを接続し、負荷へ直流電源１３０から直流電力を供給する直流電源接続装置であり、ソケット１１０は、直流電源１３０の正極１３０＋に接続し、電源プラグ１２０の＋側プラグピン１２１を挿入する＋側挿入孔に第１接触部１１１ａを臨ませた＋コンタクト１１１と、負極１３０−に接続する低圧側接続部１１２と、電源プラグ１２０の−側プラグピン１２２を挿入する−側挿入孔に第２接触部１１３ａを臨ませた−コンタクト１１３と、分圧抵抗１１４、１１５を介して低圧側接続部１１２に接続し、＋側挿入孔に第３接触部１１６ａを臨ませた検出コンタクト１１６と、ソース電極を低圧側接続部１１２に、ドレイン電極を−コンタクト１１３に、ゲート電極を分圧抵抗１１４、１１５の中間接続位置に接続させたＮチャンネル絶縁ゲート形ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）とを備えている。
【０００５】
第１接触部１１１ａと第２接触部１１３ａは、それぞれ＋側挿入孔と−側挿入孔の開口側である電源プラグ１２０寄りに露出し、第３接触部１１６ａは、第１接触部１１１ａより＋側プラグピン１２１の挿入方向に向かう＋側挿入孔の奥側に露出している。従って、電源プラグ１２０をソケット１１０へ接続させる際には、＋側プラグピン１２１と−側プラグピン１２２がそれぞれ第１接触部１１１ａと第２接触部１１３ａに接触した後、＋側プラグピン１２１が第３接触部１１６ａに接触し、ソケット１１０からる電源プラグ１２０を抜き出す際には、＋側プラグピン１２１と第３接触部１１６ａとの接触が解かれた後、＋側プラグピン１２１と第１接触部１１１ａ及び−側プラグピン１２２と第２接触部１１３ａとの接触が解かれる。
【０００６】
電源プラグ１２０とソケット１１０が接続していない状態で、ＭＯＳＦＥＴには、ゲート電圧が印加されず、ドレイン電極とソース電極間が遮断されたＯＦＦ動作モードとなっている。電源プラグ１２０の＋側プラグピン１２１と−側プラグピン１２２をソケット１１０の＋側挿入孔と−側挿入孔内へ挿入し、それぞれ第１接触部１１１ａと第２接触部１１３ａに接触させる際にも、ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極とソース電極間を遮断するＯＦＦ動作モードとなっているので、−コンタクト１１３に電源電流が流れず、＋側プラグピン１２１と第１接触部１１１ａ及び−側プラグピン１２２と第２接触部１１３ａは等電位であり、この間にアーク放電は発生しない。
【０００７】
その後、電源プラグ１２０の＋側プラグピン１２１を更に挿入し、第３接触部１１６ａに接触させる際に、両者の間には直流電源１３０の電位差が生じているが、負極１３０−に直列に接続された分圧抵抗１１４、１１５の抵抗値が充分に高く、＋側プラグピン１２１と第３接触部１１６ａ間に流れる電流が小さいので、アーク放電は発生しない。＋側プラグピン１２１が第３接触部１１６ａに接触すると、ソース電極の電位に対する分圧抵抗１１４、１１５の中間接続位置の分電圧がＭＯＳＦＥＴのゲート電極に加わり、ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極−ソース電極間が導通するＯＮ動作モードに移行し、−側プラグピン１２２が接触する−コンタクト１１３と直流電源１３０の負極１３０−に接続する低圧側接続部１１２が接続して、直流電源１３０から負荷へ直流電力が供給される。
【０００８】
また、ソケット１１０に接続する電源プラグ１２０を抜き出す過程では、上記接続過程と逆に、始めに＋側プラグピン１２１と第３接触部１１６ａとの接触が解かれて、ＭＯＳＦＥＴがＯＮ動作からＯＦＦ動作に移行し、−コンタクト１１３と直流電源１３０の負極１３０−間の接続が遮断されるので、＋側プラグピン１２１と第１接触部１１１ａ若しくは−側プラグピン１２２と第２接触部１１３ａとの接触が解かれる前にこれらの間が等電位となり、アーク放電が発生しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３８１９３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の直流電源接続装置１００によれば、ソケット１１０に電源プラグ１２０を挿抜するいずれの過程でも、活線接続するプラグピンとコンタクトの接触部間のアーク放電の発生を防止できるが、ソケット１１０に電源プラグ１２０を接続し、負荷へ直流電力を供給している間は、ＭＯＳＦＥＴのドレイン電極−ソース電極間に常時直流電源の電源電流が流れ、ＭＯＳＦＥＴが異常発熱する危険がある。
【００１１】
また、＋側プラグピン１２１が第３接触部１１６ａに接触する瞬間に、直流電源１３０と負荷との閉回路が形成されるので、＋側プラグピン１２１と第３接触部１１６ａが接離することによって発生するチャタリングがノイズとなって電源電流に重畳するという問題があった。
【００１２】
更に、ソケット１１０に電源プラグ１２０を接続している間、直流電源１３０に対して、負荷と並列に分圧抵抗１１４、１１５も接続しているので、直流電源１３０から分圧抵抗１１４、１１５に漏れ電流が流れ、電源供給の効率が低下するとともに、分圧抵抗１１４、１１５においても発熱の危険が生じていた。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、負荷へ直流電力を供給している間に、ＭＯＳＦＥＴに流れる直流電源の電源電流を低下若しくは停止させ、ＭＯＳＦＥＴの発熱を防止する直流電源接続装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、ＭＯＳＦＥＴが異常発熱した際に、直流電力の供給を停止し、火災の発生を防止する直流電源接続装置を提供することを目的とする。
【００１５】
更に、一方のコネクタの端子と他方のコネクタの接触部が接離する際に生じるチャタリングによるノイズが電源電流に重畳しない直流電源接続装置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】
【００１６】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の直流電源接続装置は、負荷に接続する第１コネクタと、直流電源に接続する第２コネクタとを接続し、直流電力を負荷へ供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、負荷の一側に接続する第１端子と、負荷の他側に接続する第２端子とを備えるとともに、第２コネクタは、直流電源の第１の極に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、第２端子に接離する第２接触部と、直流電源の第２の極と第２接触部の間に接続し、電圧制御端子に印加される直流電圧の増減に応じて、直流電源の第２の極と第２接触部間に流れる電流を増減制御する電圧制御素子と、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、直流電源の第２の極と第３接触部の間に直列に接続される第１抵抗と第２抵抗とからなり、第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置が電圧制御素子の電圧制御端子に接続する分圧抵抗と、一端が直流電源の第２の極に接続する第２抵抗に平列に接続し、第２抵抗に生じる分電圧で充電される容量素子と、直流電源の第２の極に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する際に、第１端子は第３接触部に接触していないので、電圧制御端子に電圧が印加されず、電圧制御素子は、第２の極と第２接触部間に流れる電流を減少若しくは停止させるので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する瞬間に発生するチャタリングが直流電源電流に重畳することがなく、また、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電が発生しない。
【００１８】
第１端子が第３接触部に接触すると、分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、第１抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数で電圧制御端子に加えられる直流電圧は徐々に上昇し、電圧制御素子は、第２の極と第２接触部間に流れる電流を制御可能な最大電流まで徐々に上昇させ、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。第１端子と第３接触部が接触する瞬間に第２の極と第２接触部間に流れる電流は少ないので、その瞬間に発生するチャタリングは、直流電源電流に重畳しない。
【００１９】
第１コネクタと第２コネクタを接続する過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子が第４接触部に接触すると、第２端子に接触する第４接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成され、電圧制御素子に流れる直流電源電流が減少し、電圧制御素子が発熱しない。
【００２０】
第１コネクタから第２コネクタを抜き出す過程で、第１端子が第３接触部から離れると、容量素子に蓄積されていた電荷が第２抵抗を通して放電され、第２抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数で電圧制御素子に印加される直流電圧は徐々に減少し、電圧制御素子は、第２の極と第２接触部間に流れる電流を制御可能な最小電流まで徐々に減少させる。従って、更に、第１コネクタから第２コネクタを抜き出し、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が離れる瞬間には、電圧制御素子は、第２の極と第２接触部間に流れる電流を減少若しくは停止させているので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電は発生しない。
【００２１】
請求項２に記載の直流電源接続装置は、電圧制御素子が、ゲート電極を電圧制御端子とした絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、ソース電極を直流電源の第２の極に、ドレイン電極を第２接触部に接続したことをことを特徴とする。
【００２２】
第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する際には、ゲート電極にゲート電圧が印加されず、絶縁ゲート型電界効果トランジスタはＯＦＦ動作モードで動作して第２の極と第２接触部間を遮断するので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する瞬間に発生するチャタリングが直流電源電流に重畳することがなく、また、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間は等電位となりアーク放電は発生しない。
【００２３】
第１端子が第３接触部に接触すると、分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、ゲート電圧の上昇にともなって第２の極と第２接触部間に流れる電流も徐々に上昇し、第１抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数から一定時間後にＯＦＦ動作モードから、ソース電極とドレイン電極間を導通させるＯＮ動作モードに移行し、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。
【００２４】
第１コネクタから第２コネクタを抜き出す過程で、第１端子が第３接触部から離れると、容量素子に蓄積されていた電荷が第２抵抗を通して放電され、第２抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数でゲート電圧は徐々に低下し、絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、第２の極と第２接触部間に流れる電流を遮断させるまで徐々に減少させる。従って、更に、第１コネクタから第２コネクタを抜き出し、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が離れる瞬間には、絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、第２の極と第２接触部間に流れる電流を停止させるので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間は等電位となりアーク放電が発生しない。
【００２５】
請求項３に記載の直流電源接続装置は、電圧制御素子の近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタを第２抵抗に平列に接続したことを特徴とする。
【００２６】
直流電源電流が流れ続けることにより電圧制御素子が発熱すると、サーミスタの抵抗値が低下し、電圧制御端子に接続する第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置の電圧が低下するので、直流電源の第２の極と第２接触部間の電圧制御素子に流れる電流が減少し、発熱が抑制される。
【００２７】
請求項４に記載の直流電源接続装置は、第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする。
【００２８】
第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置では、第４接触部が第２端子に接触し、第３接触部は第１端子と絶縁されるので、分圧抵抗に直流電源電流は流れず、電圧制御端子にも電圧が印加されないので、電圧制御素子に流れる電流も減少若しくは停止する。
【００２９】
請求項５に記載の直流電源接続装置は、直流電源に接続する第１コネクタと、負荷に接続する第２コネクタとを接続し、直流電力を負荷へ供給する直流電源接続装置であって、第１コネクタは、直流電源の第１の極に接続する第１端子と、直流電源の第２の極に接続する第２端子とを備えるとともに、第２コネクタは、負荷の一側に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、第２端子に接離する第２接触部と、負荷の他側と第２接触部の間に接続し、電圧制御端子に印加される直流電圧の増減に応じて、負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を増減制御する電圧制御素子と、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、第２接触部と第３接触部の間に直列に接続される第３抵抗と第４抵抗とからなり、第３抵抗と第４抵抗の中間接続位置が電圧制御素子の電圧制御端子に接続する分圧抵抗と、一端が第２接触部に接続する第２抵抗に平列に接続し、第４抵抗に生じる分電圧で充電される容量素子と、負荷の他側に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する際に、第１端子は第３接触部に接触していないので、電圧制御端子に電圧が印加されず、電圧制御素子は、負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を減少若しくは停止させるので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する瞬間に発生するチャタリングが直流電源電流に重畳することがなく、また、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電が発生しない。
【００３１】
第１端子が第３接触部に接触すると、分圧抵抗の両端の電圧は、直流電源の電源電圧となるので、第１抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数で電圧制御端子に加えられる直流電圧は徐々に上昇し、電圧制御素子は、負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を制御可能な最大電流まで徐々に上昇させ、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。第１端子と第３接触部が接触する瞬間に第２の極と第２接触部間に流れる電流は少ないので、その瞬間に発生するチャタリングは、直流電源電流に重畳しない。
【００３２】
第１コネクタと第２コネクタを接続する過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子が第４接触部に接触すると、第２端子に接触する第４接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成され、電圧制御素子に流れる直流電源電流が減少し、電圧制御素子が発熱しない。
【００３３】
第１コネクタから第２コネクタを抜き出す過程で、第１端子が第３接触部から離れると、容量素子に蓄積されていた電荷が第４抵抗を通して放電され、第２抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数で電圧制御素子に印加される直流電圧は徐々に減少し、電圧制御素子は、負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を制御可能な最小電流まで徐々に減少させる。従って、更に、第１コネクタから第２コネクタを抜き出し、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が離れる瞬間には、電圧制御素子は、第２の極と第２接触部間に流れる電流を減少若しくは停止させているので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電は発生しない。
【００３４】
請求項６に記載の直流電源接続装置は、電圧制御素子が、ゲート電極を電圧制御端子とした絶縁ゲート型電界効果トランジスタであり、ソース電極を第２接触部に、ドレイン電極を負荷の他側に接続したことをことを特徴とする。
【００３５】
第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する際には、ゲート電極にゲート電圧が印加されず、絶縁ゲート型電界効果トランジスタはＯＦＦ動作モードで動作して負荷の他側と第２接触部間を遮断するので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する瞬間に発生するチャタリングが直流電源電流に重畳することがなく、また、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間は等電位となりアーク放電は発生しない。
【００３６】
第１端子が第３接触部に接触すると、分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、ゲート電圧の上昇にともなって負荷の他側と第２接触部間に流れる電流も徐々に上昇し、第１抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数から一定時間後にＯＦＦ動作モードから、ソース電極とドレイン電極間を導通させるＯＮ動作モードに移行し、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。
【００３７】
第１コネクタから第２コネクタを抜き出す過程で、第１端子が第３接触部から離れると、容量素子に蓄積されていた電荷が第２抵抗を通して放電され、第２抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる時定数でゲート電圧は徐々に低下し、絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を遮断させるまで徐々に減少させる。従って、更に、第１コネクタから第２コネクタを抜き出し、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が離れる瞬間には、絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、負荷の他側と第２接触部間に流れる電流を停止させるので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間は等電位となりアーク放電が発生しない。
【００３８】
請求項７に記載の直流電源接続装置は、電圧制御素子の近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタを第４抵抗に平列に接続したことを特徴とする。
【００３９】
直流電源電流が流れ続けることにより電圧制御素子が発熱すると、サーミスタの抵抗値が低下し、電圧制御端子に接続する第３抵抗と第４抵抗の中間接続位置の電圧が低下するので、負荷の他側と第２接触部間の電圧制御素子に流れる電流が減少し、発熱が抑制される。
【００４０】
請求項８に記載の直流電源接続装置は、第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする。
【００４１】
第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第４接触部が第２端子に接触し、第３接触部は第１端子と絶縁されるので、分圧抵抗に直流電源電流は流れず、電圧制御端子にも電圧が印加されないので、電圧制御素子に流れる電流も減少若しくは停止する。
【００４２】
請求項９に記載の直流電源接続装置は、第１コネクタと第２コネクタを接続し、第２コネクタに接続する直流電源から第１コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第１給電モードと、第１コネクタに接続する直流電源から第２コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第２給電モードのいずれかのモードで、直流電力を負荷へ供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、第１給電モードで負荷の一側に接続し、第２給電モードで直流電源の第１の極に接続する第１端子と、第１給電モードで負荷の他側に接続し、第２給電モードで直流電源の第２の極に接続する第２端子とを備えるとともに、第２コネクタは、第１給電モードで直流電源の第１の極に接続し、第２給電モードで負荷の一側に接続する第１接続端部と、第１給電モードで直流電源の第２の極に接続し、第２給電モードで負荷の他側に接続する第２接続端部と、第１接続端部に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、
第２端子に接離する第２接触部と、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、第２接続端部に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部と、第１ソース電極を第２接続端部に接続し、第１ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第１ソース電極と第１ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、第２接続端部と第３接触部の間に直列に接続される第１抵抗と第２抵抗とからなり、第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置が第１ゲート電極に接続する第１分圧抵抗と、
一端が第２接続端部に接続する第２抵抗に平列に接続し、第２抵抗に生じる分電圧で充電される第１容量素子と、第２ドレイン電極を第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ドレイン電極に接続するとともに、第２ソース電極を第２接触部に接続し、第２ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第２ソース電極と第２ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、第２接触部と第３接触部の間に直列に接続される第３抵抗と第４抵抗とからなり、第３抵抗と第４抵抗の中間接続位置が第２ゲート電極に接続する第２分圧抵抗と、一端が第２接触部に接続する第４抵抗に平列に接続し、第４抵抗に生じる分電圧で充電される第２容量素子とを備えた
ことを特徴とする。
【００４３】
第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する際に、第１端子は第３接触部に接触していないので、第１ゲート電極と第２ゲート電極のいずれにも電圧が印加されず、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタ電圧制御素子は、ＯＦＦ動作モードで動作し、第２接続端部と第２接触部間を遮断するのでので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する瞬間に発生するチャタリングが直流電源電流に重畳することがなく、また、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電が発生しない。
【００４４】
第１給電モードにおいて、第１端子が第３接触部に接触すると、第１分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、第１ゲート電極に加えられるゲート電圧の上昇にともなって、第１抵抗の抵抗値と第１容量素子の容量により定まる一定時間後にＯＦＦ動作モードから、第１ソース電極と第１ドレイン電極間を導通させるＯＮ動作モードに移行する。一方、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタに直列に接続される第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第２ソース電極と第２ドレイン電極間には逆電圧が加わるが、内蔵のボディダイオードを直流電源の電流が流れ、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。
【００４５】
また、第２給電モードにおいて、第１端子が第３接触部に接触すると、第２分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、第２ゲート電極に加えられるゲート電圧の上昇にともなって、第３抵抗の抵抗値と第２容量素子の容量により定まる一定時間後にＯＦＦ動作モードから、第２ソース電極と第２ドレイン電極間を導通させるＯＮ動作モードに移行する。一方、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタに直列に接続される第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ソース電極と第１ドレイン電極間には逆電圧が加わるが、内蔵のボディダイオードを直流電源の電流が流れ、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。従って、いずれの給電モードにおいても、第１端子と第３接触部が接触する瞬間に第２の極と第２接触部間に流れる電流は少ないので、その瞬間に発生するチャタリングは、直流電源電流に重畳しない。
【００４６】
第１コネクタと第２コネクタを接続する過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子が第４接触部に接触すると、第２端子に接触する第４接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成され、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタに流れる直流電源電流が減少し、これらの絶縁ゲート型電界効果トランジスタは発熱しない。
【００４７】
第１コネクタから第２コネクタを抜き出す過程で、第１端子が第３接触部から離れると、第１容量素子と第２容量素子に蓄積されていた電荷はそれぞれ第２抵抗と第４抵抗を通して放電され、第１ゲート電極及び第２ゲート電極に印加される直流電圧は徐々に減少し、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタはそれぞれＯＦＦ動作に移行する。従って、第１コネクタから第２コネクタを抜き出し、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が離れる瞬間には、第２接続端部と第２接触部間が遮断されているので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電は発生しない。
【００４８】
請求項１０に記載の直流電源接続装置は、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下する第１サーミスタを第２抵抗に平列に接続したことを特徴とする。
【００４９】
第１給電モードにおいて、直流電源電流が流れ続けることにより第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタが発熱すると、第１サーミスタの抵抗値が低下し、第１ゲート電極に接続する第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置の電圧が低下するので、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタに流れる電流が減少し、発熱が抑制される。
【００５０】
請求項１１に記載の直流電源接続装置は、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下する第２サーミスタを第４抵抗に平列に接続したことを特徴とする。
【００５１】
第２給電モードにおいて、直流電源電流が流れ続けることにより第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタが発熱すると、第２サーミスタの抵抗値が低下し、第２ゲート電極に接続する第３抵抗と第４抵抗の中間接続位置の電圧が低下するので、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタに流れる電流が減少し、発熱が抑制される。
【００５２】
請求項１２に記載の直流電源接続装置は、第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする。
【００５３】
第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第４接触部が第２端子に接触し、第３接触部は第１端子と絶縁されるので、第１分圧抵抗と第２分圧抵抗に直流電源電流は流れず、第１ゲート電圧と第２ゲート電圧のいずれにも電圧が印加されないので、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタ電圧制御素子はＯＦＦ動作する。
【００５４】
請求項１３に記載の直流電源接続装置は、第１コネクタと第２コネクタを接続し、第２コネクタに接続する直流電源から第１コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第１給電モードと、第１コネクタに接続する直流電源から第２コネクタに接続する負荷へ直流電力を供給する第２給電モードのいずれかのモードで、負荷へ直流電力を供給する直流電源接続装置であって、
第１コネクタは、第１給電モードで負荷の一側に接続し、第２給電モードで直流電源の第１の極に接続する第１端子と、第１給電モードで負荷の他側に接続し、第２給電モードで直流電源の第２の極に接続する第２端子とを備えるとともに、第２コネクタは、第１給電モードで直流電源の第１の極に接続し、第２給電モードで負荷の一側に接続する第１接続端部と、第１給電モードで直流電源の第２の極に接続し、第２給電モードで負荷の他側に接続する第２接続端部と、第１接続端部に接続し、第１端子に接離する第１接触部と、
第２端子に接離する第２接触部と、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第１接触部及び第２端子と第２接触部が接触した後に、第１端子に接触する第３接触部と、第１ドレイン電極を第２接続端部に接続し、第１ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第１ソース電極と第１ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、第２ソース電極を第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ソース電極に接続するとともに、第２ドレイン電極を第２接触部に接続し、第２ゲート電極に印加される直流電圧の増減に応じて、第２ソース電極と第２ドレイン電極間に流れる電流を増減制御する第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、第１ソース電極と第２ソース電極との接続点と第３接触部の間に直列に接続される第１抵抗と第２抵抗とからなり、第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置が第１ゲート電極及び第２ゲート電極に接続する分圧抵抗と、一端が第１ソース電極と第２ソース電極との接続点に接続する第２抵抗に平列に接続し、第２抵抗に生じる分電圧で充電される容量素子と、
第２接続端部に接続し、第１コネクタと第２コネクタとの接続過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子に接触する第４接触部とを備えたことを特徴とする。
【００５５】
第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する際に、第１端子は第３接触部に接触していないので、第１ゲート電極と第２ゲート電極のいずれにも電圧が印加されず、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタ電圧制御素子は、ＯＦＦ動作モードで動作し、第２接続端部と第２接触部間を遮断するのでので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が接離する瞬間に発生するチャタリングが直流電源電流に重畳することがなく、また、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電が発生しない。
【００５６】
第１給電モードにおいて、第１端子が第３接触部に接触すると、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ソース電極と第１ドレイン電極間の内蔵のボディダイオードを直流電源の電流が流れ、分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、第２ゲート電極に加えられるゲート電圧の上昇にともなって、第１抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる一定時間後にＯＦＦ動作モードから、第２ソース電極と第２ドレイン電極間を導通させるＯＮ動作モードに移行する。一方、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタに直列に接続される第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第１ソース電極と第１ドレイン電極間には内蔵のボディダイオードを直流電源の電流が流れるので、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。
【００５７】
また、第２給電モードにおいて、第１端子が第３接触部に接触すると、第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第２ソース電極と第２ドレイン電極間の内蔵のボディダイオードを直流電源の電流が流れ、分圧抵抗の両端の電圧が、直流電源の電源電圧となるので、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタは、第１ゲート電極に加えられるゲート電圧の上昇にともなって、第１抵抗の抵抗値と容量素子の容量により定まる一定時間後にＯＦＦ動作モードから、第１ソース電極と第１ドレイン電極間を導通させるＯＮ動作モードに移行する。一方、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタに直列に接続される第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの第２ソース電極と第２ドレイン電極間には内蔵のボディダイオードを直流電源の電流が流れるので、第２端子に接触する第２接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成される。従って、いずれの給電モードにおいても、第１端子と第３接触部が接触する瞬間に第２の極と第２接触部間に流れる電流は少ないので、その瞬間に発生するチャタリングは、直流電源電流に重畳しない。
【００５８】
第１コネクタと第２コネクタを接続する過程で、第１端子と第３接触部が接触した後に、第２端子が第４接触部に接触すると、第２端子に接触する第４接触部を介して、直流電源から負荷へ直流電力を供給する閉ループが形成され、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタに流れる直流電源電流が減少し、これらの絶縁ゲート型電界効果トランジスタは発熱しない。
【００５９】
第１コネクタから第２コネクタを抜き出す過程で、第１端子が第３接触部から離れると、容量素子に蓄積されていた電荷は第２抵抗を通して放電され、第１ゲート電極及び第２ゲート電極に印加される直流電圧は徐々に減少し、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタはそれぞれＯＦＦ動作に移行する。従って、第１コネクタから第２コネクタを抜き出し、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部が離れる瞬間には、第２接続端部と第２接触部間が遮断されているので、第１端子と第１接触部若しくは第２端子と第２接触部間にアーク放電は発生しない。
【００６０】
請求項１４に記載の直流電源接続装置は、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタの近傍に、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタを第２抵抗に平列に接続したことを特徴とする。
【００６１】
いずれの給電モードにおいても、直流電源電流が流れ続けることにより第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタ若しくは第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタが発熱すると、その近傍のサーミスタの抵抗値が低下し、第１ゲート電極と第２ゲート電極に接続する第１抵抗と第２抵抗の中間接続位置の電圧が低下するので、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタ及び第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタに流れる電流が減少し、発熱が抑制される。
【００６２】
請求項１５に記載の直流電源接続装置は、第４接触部が第２端子に接触する接触位置から、更に第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜が形成されていることを特徴とする。
【００６３】
第１コネクタ若しくは第２コネクタを接続方向へ移動させた接続位置で、第４接触部が第２端子に接触し、第３接触部は第１端子と絶縁されるので、分圧抵抗に直流電源電流は流れず、第１ゲート電圧と第２ゲート電圧のいずれにも電圧が印加されないので、第１絶縁ゲート型電界効果トランジスタと第２絶縁ゲート型電界効果トランジスタ電圧制御素子はＯＦＦ動作する。
【発明の効果】
【００６４】
請求項１と請求項５と請求項９と請求項１３の発明によれば、コネクタ間を挿抜する過程で、活線接続する端子と接触部が接離するいずれの瞬間にもアーク放電の発生を確実に抑止できる。
【００６５】
また、端子と接触部が接離する瞬間の直流電源電流は少なく若しくは停止しているので、その瞬間に発生するチャタリングは直流電源電流に重畳するノイズとなって表れない。
【００６６】
また、コネクタ間が接続し、直流電源から負荷へ直流電力が供給されている間に、電圧制御素子に流れる電流を減じ若しくは停止できるので、電圧制御素子や絶縁ゲート型電界効果トランジスタが加熱しない。
【００６７】
請求項１３の発明によれば、一組の分圧抵抗や容量素子を用いずに、第１コネクタと第２コネクタ間で双方向の給電を行うことができる。
【００６８】
請求項２の発明によれば、絶縁ゲート型電界効果トランジスタをＯＦＦ動作モードとＯＮ動作モードの間で切り替えて、直流電源の第２の極と第２接触部の間を開閉制御し、第３接触部が接触しない第１端子の相対位置で直流電源電流を完全に遮断できる。
【００６９】
請求項３と請求項７と請求項１０と請求項１１と請求項１４の発明によれば、直流電源電流が流れ続けることによる電圧制御素子や絶縁ゲート型電界効果トランジスタの発熱を抑制し、発火を予防できる。
【００７０】
請求項４と請求項８と請求項１２と請求項１５の発明によれば、第４接触部を介して直流電源から負荷に直流電力が供給される第１コネクタと第２コネクタの接続位置で、分圧抵抗、電圧制御素子や絶縁ゲート型電界効果トランジスタに流れる漏れ電流を停止させることができる。
【００７１】
請求項６の発明によれば、絶縁ゲート型電界効果トランジスタをＯＦＦ動作モードとＯＮ動作モードの間で切り替えて、負荷の他側と第２接触部の間を開閉制御し、第３接触部と接触しない第１端子の相対位置で直流電源電流を完全に遮断できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る直流電源接続装置１の高圧側プラグピン２１と第１接触部３１ａ及び低圧側プラグピン２２と第２接触部３２ａが接触した状態を示す回路図である。
【図２】直流電源接続装置１の高圧側プラグピン２１と第３接触部３３ａが接触した状態を示す回路図である。
【図３】低圧側プラグピンに第４接触部３４ａが接触し、電源プラグ２と電源ソケット３が完全に接続している状態を示す回路図である。
【図４】第２実施の形態に係る直流電源接続装置６の回路図である。
【図５】第３実施の形態に係る直流電源接続装置７の高圧側ソケットコンタクト４１の第１接点４１ａと第１接触部５１ａ及び低圧側ソケットコンタクト４２の第２接点４２ａと第２接触部５２ａが接触した状態を示す回路図である。
【図６】直流電源接続装置７の高圧側ソケットコンタクト４１の第３接点４１ｂと第３接触部５１ｂが接触した状態を示す回路図である。
【図７】低圧側ソケットコンタクト４２の第４接点４２ｂに第４接触部５２ｂが接触し、電源プラグ５と電源ソケット４が完全に接続している状態を示す回路図である。
【図８】第４実施の形態に係る直流電源接続装置８の回路図である。
【図９】第５実施の形態に係る直流電源接続装置９の回路図である。
【図１０】第６実施の形態に係る直流電源接続装置１６の回路図である。
【図１１】従来の直流電源接続装置１００の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、本発明の第１実施の形態に係る直流電源接続装置１を、図１乃至図３を用いて説明する。図１に示す様に、直流電源接続装置１は、負荷ＲＬに接続する第１コネクタとなる電源プラグ２と、直流電源１０に接続する第２コネクタとなる電源ソケット３とからなり、電源プラグ２を電源ソケット３へ接続して、直流電源１０から負荷ＲＬへ直流電力を供給する装置である。尚、以下の各実施の形態の説明における各方向は、各図に図示する方向を用い、例えば電源プラグ２の電源ソケット３への挿入方向を左方と、電源ソケット３から電源プラグ２を抜き出す抜去方向を右方として説明する。
【００７４】
電源プラグ２には、第１端子となる高圧側プラグピン２１と、第２端子となる低圧側プラグピン２２が、互いに絶縁され、図示しない絶縁ケースから左方に向けてほぼ同一長さで突設されている。高圧側プラグピン２１の基端は負荷ＲＬの高圧側端子に、低圧側プラグピン２２の基端は、負荷ＲＬの低圧側端子にそれぞれ接続し、高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２の間に、直流電源１０の直流電力で動作する負荷ＲＬが接続されている。
【００７５】
一方、電源ソケット３の図示しない絶縁ケースには、高圧側ソケットコンタクト３１、中間ソケットコンタクト３２、検出ソケットコンタクト３３及び低圧側ソケットコンタクト３４の４本のコンタクトが互いに絶縁して取り付けられている。このうち、高圧側ソケットコンタクト３１の右側端部の第１接触部３１ａと、検出ソケットコンタクト３３の右側端部の第３接触部３３ａは、絶縁ケースの右端面から凹設された図示しない高圧側プラグ挿入孔内に臨み、高圧側プラグ挿入孔に挿抜する電源プラグ２の高圧側プラグピン２１に接離するようになっている。また、中間ソケットコンタクト３２の右側端部の第２接触部３２ａと、低圧側ソケットコンタクト３４の右側端部の第４接触部３４ａは、同様に絶縁ケースの右端面から凹設された図示しない低圧側プラグ挿入孔内に臨み、低圧側プラグ挿入孔に挿抜する電源プラグ２の低圧側プラグピン２２に接離するようになっている。
【００７６】
各コンタクト３１乃至３４の接触部３１ａ乃至３４ａがプラグ挿入孔内で臨む左右方向の相対位置は、図示するように、高圧側ソケットコンタクト３１の第１接触部３１ａと、中間ソケットコンタクト３２の第２接触部３２ａが最も右寄りの左右同位置に、検出ソケットコンタクト３３の第３接触部３３ａがその左方の位置に、低圧側ソケットコンタクト３４の第４接触部３４ａが更にその左方の最も左寄りの位置となっている。従って、電源プラグ２を電源ソケット３へ挿入して接続する過程では、突出長さが同一の高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２が、ほぼ同時に第１接触部３１ａと第２接触部３２ａにそれぞれ接触（図１）した後、第３接触部３３ａが高圧側プラグピン２１に接触し（図２）、その後、第４接触部３４ａが低圧側プラグピン２２に接触し（図３）、電源ソケット３から電源プラグ２を抜き出す過程では、この接触順と逆に各接触部３１ａ乃至３４ａがプラグピン２１、２２から離れる。
【００７７】
高圧側ソケットコンタクト３１の基端は直流電源１０の高圧側電極１０＋に、低圧側ソケットコンタクト３４の基端は、直流電源１０の低圧側電極１０−にそれぞれ接続している。また、中間ソケットコンタクト３２の基端は、ソース電極１１Ｓを直流電源１０の低圧側電極１０−に接続させたＮチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴという）１１のドレイン電極１１Ｄに接続し、検出ソケットコンタクト３３の基端は、直列に接続される第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２とからなる分圧抵抗１２を介して直流電源１０の低圧側電極１０−に接続している。
【００７８】
第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の中間接続位置と低圧側電極１０−間には、第２抵抗Ｒ２と平列にコンデンサＣ１が接続されている。従って、このコンデンサＣ１の両端の電圧は、分圧抵抗１２の両端に直流電圧が加えられた後、コンデンサＣ１の容量値と直列に接続された第１抵抗Ｒ１の抵抗値の積の時定数に従って第２抵抗Ｒ２の両端に生じる分電圧まで上昇し、分圧抵抗１２に加えられていた直流電圧が除かれると、コンデンサＣ１と第２抵抗Ｒ２とによってコンデンサＣ１に蓄積されている電荷を放電する閉ループが形成され、コンデンサＣ１の容量値と第２抵抗Ｒ２の抵抗値の積からなる時定数に従い、コンデンサＣ１の両端の電圧は、０Ｖまで徐々に低下する。
【００７９】
また、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２の中間接続位置は、突入電流を抑制するゲート抵抗１４を介してＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電極１１Ｇに接続しているので、コンデンサＣ１の両端は、ＭＯＳＦＥＴ１１のソース電極１１Ｓとゲート抵抗１４を介したゲート電極１１Ｇにも接続し、コンデンサＣ１の両端の電圧が、ほぼＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電極１１Ｇに加えられるゲート電圧となる。
【００８０】
以下、このように構成された直流電源接続装置１について、電源プラグ２を電源ソケット３に接続する過程と、電源ソケット３から電源プラグ２を抜き出す過程の作用を説明する。電源プラグ２を電源ソケット３へ挿入し、始めに高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２が、ほぼ同時に高圧側ソケットコンタクト３１の第１接触部３１ａと中間ソケットコンタクト３２の第２接触部３２ａにそれぞれ接触する図１に示す挿入位置では、分圧抵抗１２の両端に直流電圧が印加されていない状態なので、ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電極１１Ｇにゲート電圧が加わらず、エンハンスメント形で形成されるＭＯＳＦＥＴ１１は、ドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間を遮断するＯＦＦ動作モードで動作している。その結果、高圧側プラグピン２１は高圧側電極１０＋に接続するが第１接触部３１ａと接触することにより高圧側電極１０＋の電位となるが、低圧側プラグピン２２が接触する第２接触部３２ａは、低圧側電極１０−と遮断されているので、直流電源１０からの直流電源電流は負荷ＲＬを流れない。従って、高圧側プラグピン２１と第１接触部３１ａ及び低圧側プラグピン２２と第２接触部３２ａは等電位であり、この間が近接してもアーク放電は発生しない。
【００８１】
続いて、高圧側プラグピン２１が検出ソケットコンタクト３３の第３接触部３３ａに接触するまで電源プラグ２を挿入した図２に示す挿入位置では、第３接触部３３ａが、高圧側プラグピン２１と第１接触部３１ａを介して高圧側電極１０＋に接続するので、分圧抵抗１２の両端に直流電源１０の電源電圧が印加される。これにより、コンデンサＣ１は、第２抵抗Ｒ２の両端に生じる分電圧で充電され、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａに接触する直後から充電電圧が徐々に上昇し、コンデンサＣ１の充電電圧をゲート電圧とするＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄからソース電極１１Ｓに流れるドレイン電流も徐々に上昇する。コンデンサＣ１の充電電圧、すなわちＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電圧が第２抵抗Ｒ２の両端に生じる分電圧に達する前に、ＭＯＳＦＥＴ１１は、飽和状態となり、ドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間を導通させるＯＮ動作モードに移行する。この過程で、低圧側プラグピン２２から中間ソケットコンタクト３２を介して低圧側電極１０−に流れる直流電源電流は徐々に増大し、ＭＯＳＦＥＴ１１がＯＮ動作モードに移行すると、中間ソケットコンタクト３２を経由する直流電源１０と負荷ＲＬの閉回路が形成され、直流電源１０から負荷ＲＬに直流電力が供給される。
【００８２】
尚、図２に示す挿入位置では、高圧側プラグピン２１が高圧側電極１０＋に接続し、検出ソケットコンタクト３３の第３接触部３３ａが分圧抵抗１２を介して低圧側電極１０−に接続するので、近接する状態ではその間に直流電源１０の電位差が生じているが、分圧抵抗１２の抵抗値を充分に高い抵抗値とすることによって、その間に流れる電流を充分に低い電流とすることができ、アーク放電は発生しない。また、第３接触部３３ａが高圧側プラグピン２１に接触する際に両者の間にチャタリングが発生することがあるが、ＭＯＳＦＥＴ１１は、ドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間に微小電流しか流さない能動状態で動作しているので、チャタリングは直流電源電流に重畳するノイズとして表れない。
【００８３】
更に、電源プラグ２を左方に挿入し、低圧側プラグピン２２が低圧側ソケットコンタクト３４の第４接触部３４ａに接触する挿入位置では、低圧側プラグピン２２が既に接触している第２接触部３２ａと第４接触部３４ａがＯＮ動作モードで動作するＭＯＳＦＥＴ１１を介して接続して等電位であるので、低圧側プラグピン２２が第４接触部３４ａに近接しても両者の間にアーク放電は発生しない。
【００８４】
更に、電源プラグ２を左方に挿入し、電源プラグ２を電源ソケット３に完全に挿入して接続させた図３に示す接続位置では、低圧側プラグピン２２と低圧側ソケットコンタクト３４の第４接触部３４ａが接触し、低圧側ソケットコンタクト３４を経由する直流電源１０と負荷ＲＬの閉回路が形成され、直流電源１０から負荷ＲＬに直流電力が供給される。
【００８５】
この図３に示す接続位置で、第３接触部３３ａが高圧側プラグピン２１に接触していると、直流電源１０の高圧側電極１０＋と低圧側電極１０−間に、上記低圧側ソケットコンタクト３４を経由する閉回路の他に、検出ソケットコンタクト３３と分圧抵抗１２を経由する閉回路と、中間ソケットコンタクト３２とＭＯＳＦＥＴ１１を経由する閉回路が平列に形成され、分圧抵抗１２やＭＯＳＦＥＴ１１にも直流電源１０の直流電源電流の一部が流れる。そこで、本実施の形態では、電源プラグ２と電源ソケット３の接続位置で、第３接触部３３ａが当接する高圧側プラグピン２１の表面に絶縁被膜１３を形成し、両者の間を絶縁している。接続位置で、第３接触部３３ａと高圧側プラグピン２１間が絶縁されると、コンデンサＣ１に蓄積されている電荷が第２抵抗Ｒ２を介して放電され、コンデンサＣ１の両端の電圧は０Ｖまで徐々に低下し、ＭＯＳＦＥＴ１１は、ゲート電圧が０Ｖとなってドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間を絶縁するＯＦＦ動作モードに移行する。その結果、分圧抵抗１２に直流電源電流が流れず、また、ＭＯＳＦＥＴ１１はＯＦＦ動作してドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間にも直流電源電流が流れない。
【００８６】
電源ソケット３から電源プラグ２を抜き出す過程で、図３に示す接続位置から電源プラグ２を抜き出すと、第３接触部３３ａは、絶縁被膜１３が形成された高圧側プラグピン２１との当接部位から外れ、第３接触部３３ａと高圧側プラグピン２１が接触することによって、再びＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間に流れるドレイン電流が増加し、低圧側プラグピン２２が低圧側ソケットコンタクト３４の第４接触部３４ａから離れる瞬間には、第２接触部３２ａと第４接触部３４ａはほぼ等電位に至り、第２接触部３２ａに接触している低圧側プラグピン２２と第４接触部３４ａとの間にアーク放電は発生しない。
【００８７】
更に電源プラグ２を右方に抜き出し、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａから離れる瞬間は、分圧抵抗１２の抵抗値が高く、両者の間に高い電流が流れないので、アーク放電は発生しない。第３接触部３３ａが高圧側プラグピン２１から離れると、上述のように、コンデンサＣ１の両端の電圧が徐々に低下し、これによりＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電圧も低下して、ドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間に流れるドレイン電流が徐々に低下し、コンデンサＣ１の両端の電圧が０Ｖになると、ＭＯＳＦＥＴ１１は、遮断状態となり、ドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間を絶縁するＯＦＦ動作モードに移行する。
【００８８】
その結果、更に電源プラグ２を右方に抜き出し、高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２をそれぞれ高圧側ソケットコンタクト３１の第１接触部３１ａと中間ソケットコンタクト３２の第２接触部３２ａから切り離す瞬間には、低圧側プラグピン２２が接触していた中間ソケットコンタクト３２の第２接触部３２ａは、低圧側電極１０−と絶縁され、高圧側プラグピン２１と第１接触部３１ａ若しくは低圧側プラグピン２２と第２接触部３２ａ間に電位差がなく、その間にアーク放電が発生することなく、切り離すことができる。
【００８９】
この第１実施の形態に係る直流電源接続装置１では、直流電源１０の高圧側電極１０＋と低圧側電極１０−をそれぞれ高圧側ソケットコンタクト３１と低圧側ソケットコンタクト３４の基端に接続し、電源プラグ２と電源ソケット３の接続位置で高圧側ソケットコンタクト３１から負荷ＲＬを介して低圧側ソケットコンタクト３４に流れる直流電源電流で負荷ＲＬに直流電力を供給しているが、Ｎチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ１１に代えてＰチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いれば、電圧の印加方向を逆転させて、直流電源１０の高圧側電極１０＋を低圧側ソケットコンタクト３４の基端に、低圧側電極１０−を高圧側ソケットコンタクト３１の基端に接続しても、同様に動作し、アーク放電が発生することなく、負荷ＲＬへ直流電力を供給できる。
【００９０】
上述の直流電源接続装置１によれば、活線接続する電源プラグ２と電源ソケット３の挿抜過程のいずれの瞬間にもアーク放電が発生することがなく、また、負荷ＲＬへ直流電源１０から直流電力を供給している間であっても、ＭＯＳＦＥＴ１１に直流電源電流が流れないので、長時間電源プラグ２を電源ソケット３へ接続していてもＭＯＳＦＥＴ１１が発熱せず、火災発生の危険がない。
【００９１】
しかしながら、例えば、電源プラグ２を、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａに接触し、低圧側プラグピン２２が第４接触部３４ａに接触していない挿入位置で停止させた状態としていると、ＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間に直流電源１０の直流電源電流の全てが流れ続け、ＭＯＳＦＥＴ１１が発熱して火災が発生する危険がある。
【００９２】
以下、このＭＯＳＦＥＴ１１の発熱による火災の発生を完全に防止した本発明の第２実施の形態に係る直流電源接続装置６を、図４を用いて説明する。直流電源接続装置６は、直流電源接続装置１の一部を改良し、直流電源接続装置１に温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタ６１を加えただけであるので、直流電源接続装置１と同一若しくは同様に作用する構成については図中で同一の番号を付してその説明を省略する。
【００９３】
すなわち、この直流電源接続装置６は、直流電源接続装置１のコンデンサＣ１に平列に温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタ６１を接続し、そのサーミスタ６１をＭＯＳＦＥＴ１１の発熱を検知できるＭＯＳＦＥＴ１１の近傍に実装したものである。
【００９４】
サーミスタ６１は、直流電源接続装置１の第２抵抗Ｒ２に相当する第２抵抗Ｒ２’とも平列に接続され、常温で通常の抵抗と同様に所定の抵抗値を有するので、常温では、第２抵抗Ｒ２’に平列に接続された抵抗として、分圧抵抗１２に直流電圧が加えられた際の直列に接続される第１抵抗Ｒ１との中間接続位置の分電圧を決定するように作用する。この分電圧は、ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電圧となり、ＭＯＳＦＥＴ１１の動作を制御することとなるので、直流電源接続装置１において所定の動作タイミングでＭＯＳＦＥＴ１１が動作するように設定した第２抵抗Ｒ２の抵抗値に、常温のサーミスタ６１と第２抵抗Ｒ２’を平列に接続した全体の抵抗値が一致するように、第２抵抗Ｒ２’の抵抗値を調整し、常温で、直流電源接続装置１と同様に動作させる。
【００９５】
この直流電源接続装置６において、図４に示すように、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａに接触し、低圧側プラグピン２２が第４接触部３４ａに接触していない挿入位置で電源プラグ２を停止させていたとすると、ＯＮ動作モードで動作するＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間に直流電源１０の直流電源電流が流れ続ける。この電源プラグ２の挿入位置では、低圧側プラグピン２２と第４接触部３４ａが接触する接続位置と同様に、直流電源１０から負荷ＲＬに直流電力が供給されるので、見かけ上は異常接続状態に気付かず、ＭＯＳＦＥＴ１１に長時間直流電源電流が流れ続けることにより、ＭＯＳＦＥＴ１１が発熱する。
【００９６】
ＭＯＳＦＥＴ１１の発熱より、その近傍に配置されたサーミスタ６１の抵抗値が低下すると、コンデンサＣ１に蓄積されていた電荷がサーミスタ６１を通して放電され、第１抵抗Ｒ１との中間接続位置の分電圧が低下することによってゲート電圧も低下し、その結果、ドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間に流れるドレイン電流が低下若しくは停止し、発熱が抑制される。
【００９７】
次に、第１コネクタが直流電源１０に接続し、電圧制御素子であるＮチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴという）１７を備えた第２コネクタが負荷ＲＬに接続する本発明の第３実施の形態に係る直流電源接続装置７を、図５乃至図７を用いて説明する。尚、本実施の形態においても、直流電源接続装置１と同一若しくは同様に作用する構成については図中で同一の番号を付してその説明を省略する。
【００９８】
図５に示す様に、直流電源１０に接続する第１コネクタは、電源ソケット４であり、直流電源１０の高圧側電極１０＋に接続する第１端子となる高圧側ソケットコンタクト４１と、低圧側電極１０−に接続する第２端子となる低圧側ソケットコンタクト４２は、それぞれ活電部が外部に露出しないように、図示しない絶縁ケースに取り付けられている。このうち、高圧側ソケットコンタクト４１の二股に分岐された先端に形成される第１接点４１ａと第３接点４１ｂは、絶縁ケースの左端面から凹設された図示しない高圧側プラグ挿入孔内に臨み、左方から高圧側プラグ挿入孔に挿抜する後述する電源プラグ５の高圧側プラグピン５１の表裏面にそれぞれ露出する第１接触部５１ａと第３接触部５１ｂにそれぞれ接離するようになっている。また、低圧側ソケットコンタクト４２の二股に分岐された先端に形成される第２接点４２ａと第４接点４２ｂは、絶縁ケースの左端面から凹設された図示しない低圧側プラグ挿入孔内に臨み、左方から低圧側プラグ挿入孔に挿抜する電源プラグ５の低圧側プラグピン５２の表裏面にそれぞれ露出する第２接触部５２ａと第４接触部５２ｂにそれぞれ接離するようになっている。
【００９９】
各接点４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂがプラグ挿入孔内で臨む左右方向の相対位置は、図示するように、高圧側ソケットコンタクト４１の第１接点４１ａと、低圧側ソケットコンタクト４２の第２接点４２ａが最も左寄りの左右同位置に、高圧側ソケットコンタクト４１の第３接点４１ｂがその右方の位置に、低圧側ソケットコンタクト４２の第４接点４２ｂが更にその右方の最も右寄りの位置となっている。従って、電源プラグ５を電源ソケット４へ挿入して接続する過程では、突出長さが同一の高圧側プラグピン５１の表面に露出する第１接触部５１ａと低圧側プラグピン５２の表面に露出する第２接触部５２ａが、ほぼ同時に第１接点４１ａと第２接点４２ａにそれぞれ接触（図５）した後、第３接点４１ｂが高圧側プラグピン５１の背面に露出ステップＳ第３接触部５１ｂに接触し（図６）、その後、第４接点４２ｂが低圧側プラグピン５２の背面に露出する第４接触部５２ｂに接触し（図７）、電源ソケット４から電源プラグ５を抜き出す過程では、この接触順と逆に各接点４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂがプラグピン５１、５２から離れる。
【０１００】
一方、負荷ＲＬに接続する第２コネクタは電源プラグ５であり、上述した様に、表面側に第１接触部５１ａを、背面側に第３接触部５１ｂを互いに絶縁して形成した高圧側プラグピン５１と、表面側に第２接触部５２ａを、背面側に第４接触部５２ｂを互いに絶縁して形成した低圧側プラグピン５２とが互いに絶縁されて、図示しない絶縁ケースから右方に向けてほぼ同一長さで突設されている。
【０１０１】
第１接触部５１ａは負荷ＲＬの高圧側端子に、第４接触部５２ｂは、負荷ＲＬの低圧側端子にそれぞれ接続している。また、第２接触部５２ａは、ドレイン電極１７Ｄを負荷ＲＬの低圧側端子に接続させたＭＯＳＦＥＴ１７のソース電極１７Ｓに接続するとともに、直列に接続される第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４とからなる分圧抵抗１５を介して第３接触部５１ｂにも接続している。
【０１０２】
また、第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４の中間接続位置と第２接触部５２ａの間には、第４抵抗Ｒ４と平列にコンデンサＣ２が接続されている。従って、このコンデンサＣ２の両端の電圧は、分圧抵抗１５の両端に直流電圧が加えられた後、コンデンサＣ２の容量値と直列に接続された第３抵抗Ｒ３の抵抗値の積の時定数に従って第４抵抗Ｒ４の両端に生じる分電圧まで上昇し、分圧抵抗１５に加えられていた直流電圧が除かれると、コンデンサＣ２と第４抵抗Ｒ４とによりコンデンサＣ２に蓄積されている電荷を放電する閉ループが形成され、コンデンサＣ２の容量値と第４抵抗Ｒ４の抵抗値の積からなる時定数に従って、コンデンサＣ２の両端の電圧は、０Ｖまで徐々に低下する。
【０１０３】
また、第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４の中間接続位置は、突入電流を抑制するゲート抵抗１４を介してＭＯＳＦＥＴ１７のゲート電極１７Ｇに接続しているので、コンデンサＣ２の両端は、ＭＯＳＦＥＴ１７のソース電極１７Ｓとゲート抵抗１４を介してゲート電極１７Ｇにも接続し、コンデンサＣ２の両端の電圧が、ほぼＭＯＳＦＥＴ１７のゲート電極１７Ｇに加えられるゲート電圧となる。
【０１０４】
以下、このように構成された直流電源接続装置７について、電源プラグ５を電源ソケット４に接続する過程と、電源ソケット４から電源プラグ５を抜き出す過程の作用を説明する。電源プラグ５を電源ソケット４へ挿入し、始めに高圧側プラグピン５１の第１接触部５１ａと低圧側プラグピン５２の第２接触部５２ａが、ほぼ同時に高圧側ソケットコンタクト４１の第１接点４１ａと低圧側ソケットコンタクト４２の第２接点４２ａにそれぞれ接触する図５に示す挿入位置では、分圧抵抗１５の両端に直流電圧が印加されていない状態なので、ＭＯＳＦＥＴ１７のゲート電極１７Ｇにゲート電圧が加わらず、エンハンスメント形で形成されるＭＯＳＦＥＴ１７は、ドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間を遮断するＯＦＦ動作モードで動作している。その結果、高圧側プラグピン５１の第１接触部５１ａが高圧側電極１０＋に接続する第１接点４１ａに接触することにより高圧側電極１０＋の電位となるが、第２接点４２ａに接触する低圧側プラグピン５２の第２接触部５２ａは、負荷ＲＬの低圧側端子と遮断されているので、直流電源１０からの直流電源電流は負荷ＲＬを流れない。従って、高圧側プラグピン５１の第１接触部５１ａと第１接点４１ａ及び低圧側プラグピン５２の第２接触部５２ａと第２接点４２ａは等電位であり、これらの間が近接してもアーク放電は発生しない。
【０１０５】
続いて、高圧側プラグピン５１の第３接触部５１ｂが高圧側ソケットコンタクト４１の第３接点４１ｂに接触するまで電源プラグ５を挿入した図６に示す挿入位置では、第３接触部５１ｂが、高圧側ソケットコンタクト４１の第３接点４１ｂを介して高圧側電極１０＋に接続するので、分圧抵抗１５の両端に直流電源１０の電源電圧が印加される。これにより、コンデンサＣ２は、第４抵抗Ｒ４の両端に生じる分電圧で充電され、第３接触部５１ｂと第３接点４１ｂが接触する直後から充電電圧が徐々に上昇し、コンデンサＣ２の充電電圧をゲート電圧とするＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄからソース電極１７Ｓに流れるドレイン電流も徐々に上昇する。コンデンサＣ２の充電電圧、すなわちＭＯＳＦＥＴ１７のゲート電圧が第４抵抗Ｒ４の両端に生じる分電圧に達する前に、ＭＯＳＦＥＴ１７は、飽和状態となり、ドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間を導通させるＯＮ動作モードに移行する。この間、低圧側ソケットコンタクト４２から低圧側プラグピン５２の第２接触部５２ａを介して負荷ＲＬの低圧側端子に流れる直流電源電流は徐々に増大し、ＭＯＳＦＥＴ１７がＯＮ動作モードに移行すると、低圧側プラグピン５２の第２接触部５２ａを経由する直流電源１０と負荷ＲＬの閉回路が形成され、直流電源１０から負荷ＲＬに直流電力が供給される。
【０１０６】
尚、図６に示す挿入位置では、第３接点４１ｂが高圧側電極１０＋に接続し、高圧側プラグピン５１の第３接触部５１ｂが分圧抵抗１５と第２接触部５２ａと低圧側ソケットコンタクト４２の第２接点４２ａを介して低圧側電極１０−に接続するので、近接する状態ではその間に直流電源１０の電位差が生じているのが、分圧抵抗１５の抵抗値を充分に高い抵抗値とすることによって、その間に流れる電流を充分に低い電流とすることができ、アーク放電は発生しない。
【０１０７】
更に、電源プラグ５を右方に挿入し、低圧側プラグピン５２の第４接触部５２ｂが低圧側ソケットコンタクト４２の第４接点４２ｂに接触する挿入位置では、第２接触部５２ａと第４接触部５２ｂがＯＮ動作モードで動作するＭＯＳＦＥＴ１７を介して接続して等電位であるので、第２接触部５２ａに既に接触している低圧側ソケットコンタクト４２の第４接点４２ｂが第４接触部５２ｂに近接しても両者の間にアーク放電は発生しない。
【０１０８】
更に、電源プラグ５を左方に挿入し、電源プラグ５を電源ソケット４に完全に挿入して接続させた図７に示す接続位置では、低圧側プラグピン５２の第４接触部５２ｂに低圧側ソケットコンタクト４２の第４接点４２ｂが接触し、第４接触部５２ｂを経由する直流電源１０と負荷ＲＬの閉回路が形成され、直流電源１０から負荷ＲＬに直流電力が供給される。
【０１０９】
この図７に示す接続位置においても、分圧抵抗１５の一端に接続する第３接触部５１ｂが高圧側ソケットコンタクト４１の第３接点４１ｂに接触していると、直流電源１０の高圧側電極１０＋と低圧側電極１０−間に、上記閉回路の他に、分圧抵抗１５を経由する閉回路と、負荷ＲＬからＭＯＳＦＥＴ１７と低圧側ソケットコンタクト４２を経由する閉回路が平列に形成され、分圧抵抗１５やＭＯＳＦＥＴ１７にも直流電源１０の直流電源電流の一部が流れる。そこで、本実施の形態においても第１実施の形態と同様に、電源プラグ５と電源ソケット４が完全に接続する接続位置で、高圧側ソケットコンタクト４１の第３接点４１ｂが当接する第３接触部５１ｂの表面に絶縁被膜７１を形成して両者間を絶縁し、分圧抵抗１５やＭＯＳＦＥＴ１７に流れる漏れ電流を遮断している
【０１１０】
電源ソケット４から電源プラグ５を抜き出す過程で、図７に示す接続位置から電源プラグ５を左方へ抜き出すと、第３接点４１ｂは、絶縁被膜７１が形成されたが第３接触部５１ｂとの当接部位から外れ、再び第３接点４１ｂと第３接触部５１ｂが接触することによって、コンデンサＣ２の充電電圧が上昇してＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間に流れるドレイン電流が増加し、第４接触部５２ｂが低圧側ソケットコンタクト４２の第４接点４２ｂから離れる瞬間には、第４接触部５２ｂと第４接点４２ｂはほぼ等電位に至り、その間にアーク放電は発生しない。
【０１１１】
更に電源プラグ５を左方に抜き出し、高圧側プラグピン５１の第３接触部５１ｂが第３接点４１ｂから離れる瞬間は、分圧抵抗１５の抵抗値が高く、両者の間に高い電流が流れないので、アーク放電は発生しない。第３接触部５１ｂが第３接点４１ｂから離れると、コンデンサＣ２の両端の電圧が徐々に低下し、これによりＭＯＳＦＥＴ１７のゲート電圧も低下して、ドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間に流れるドレイン電流が徐々に低下し、コンデンサＣ２の両端の電圧が０Ｖになると、ＭＯＳＦＥＴ１７は、遮断状態となり、ドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間を絶縁するＯＦＦ動作モードで動作する。
【０１１２】
その結果、更に電源プラグ５を右方に抜き出し、高圧側プラグピン５１と低圧側プラグピン５２をそれぞれ高圧側ソケットコンタクト４１の第１接点４１ａと低圧側ソケットコンタクト４２の第２接点４２ａから切り離す際には、低圧側ソケットコンタクト４２の第２接点４２ａが接触していた第２接触部５２ａは、負荷ＲＬの低圧側端子と絶縁され、高圧側プラグピン５１の第１接触部５１ａと第１接点４１ａ若しくは低圧側プラグピン５２の第２接触部５２ａと第２接点４２ａ間に電位差がなく、その間にアーク放電が発生することなく、切り離すことができる。
【０１１３】
この第３実施の形態に係る直流電源接続装置７においても、Ｎチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ１７に代えてＰチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いれば、電圧の印加方向を逆転させて、直流電源１０の高圧側電極１０＋を低圧側ソケットコンタクト４２に、低圧側電極１０−を高圧側ソケットコンタクト４１に接続しても、同様に動作して、アーク放電が発生することなく、負荷ＲＬへ直流電力を供給できる。
【０１１４】
上述の第３実施の形態に係る直流電源接続装置７についても、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタ８１を追加するだけで、このＭＯＳＦＥＴ１７の発熱による火災の発生を防止できる。以下、この本発明の第４実施の形態に係る直流電源接続装置８を、図８を用いて説明する。直流電源接続装置８の説明においても直流電源接続装置７と同一若しくは同様に作用する構成については図中で同一の番号を付してその説明を省略する。
【０１１５】
図８に示す様に、直流電源接続装置８は、直流電源接続装置７のコンデンサＣ２に平列に温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタ８１を接続し、そのサーミスタ８１をＭＯＳＦＥＴ１７の発熱を検知できるＭＯＳＦＥＴ１７の近傍に実装したものである。サーミスタ８１は、直流電源接続装置７の第４抵抗Ｒ４に相当する第４抵抗Ｒ４’に対しても平列に接続され、常温で通常の抵抗と同様に所定の抵抗値を有するので、直流電源接続装置７において所定の動作タイミングでＭＯＳＦＥＴ１７が動作するように設定した第４抵抗Ｒ４の抵抗値に、常温のサーミスタ８１と第４抵抗Ｒ４’を平列に接続した全体の抵抗値が一致するように、第４抵抗Ｒ４’の抵抗値を調整し、通常、直流電源接続装置８を直流電源接続装置７と同様に動作させる。
【０１１６】
この直流電源接続装置８において、図８に示すように、高圧側プラグピン５１の第３接触部５１ｂが第３接点４１ｂに接触し、低圧側プラグピン５２の第４接触部５２ｂが第４接点４２ｂに接触していない挿入位置で電源プラグ５の挿入が停止されていたとすると、ＯＮ動作モードで動作するＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間に直流電源１０の直流電源電流が流れ続け、ＭＯＳＦＥＴ１７が発熱する。
【０１１７】
ＭＯＳＦＥＴ１７が異常発熱すると、その近傍に配置されたサーミスタ８１の抵抗値が低下し、コンデンサＣ２に蓄積されていた電荷がサーミスタ８１を通して放電され、第３抵抗Ｒ３との中間接続位置の分電圧が低下することによって、ゲート電圧も低下し、ドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間に流れるドレイン電流が低下若しくは停止し、発熱が抑制される。
【０１１８】
次に、図９を用いて、本発明の第５実施の形態に係る直流電源接続装置９を説明する。直流電源接続装置９は、第１コネクタと電圧制御素子１１、１７を備える第２コネクタがそれぞれ負荷ＲＬと直流電源１０のいずれにも接続可能で、第２コネクタに接続する直流電源２０から第１コネクタに接続する負荷ＲＬへ直流電力を供給する第１給電モードと、第１コネクタに接続する直流電源１０から第２コネクタに接続する負荷ＲＬへ直流電力を供給する第２給電モードのいずれかのモードで、直流電力を負荷へ供給する直流電源接続装置である。つまり、この直流電源接続装置９は、第１給電モードで直流電力を負荷ＲＬへ供給する直流電源接続装置１と、第２給電モードで直流電力を負荷ＲＬへ供給する直流電源接続装置７の構成を組み合わせてなるものなので、直流電源接続装置１及び直流電源接続装置７と同一若しくは同様に作用する構成については図中で同一の番号を付してその説明を省略する。
【０１１９】
図９において、第２コネクタとなる電源ソケット３に接続する二次電池２０は、第２給電モードで第１コネクタとなる電源プラグ２に接続する直流電源１０から直流電力の供給を受けて充電される負荷となり、第１給電モードで電源プラグ２に接続する負荷ＲＬへ直流電力を供給する直流電源となる充電池であり、高圧側電極２０＋を電源ソケット３の高圧側ソケットコンタクト３１が接続する高圧側接続端部３５ａに、低圧側電極２０−を低圧側ソケットコンタクト３４が接続する低圧側接続端部３５ｂに接続している。
【０１２０】
電源ソケット３の第３接触部３３ａを有する検出ソケットコンタクト３３と、低圧側電極２０−が接続する低圧側接続端部３５ｂの間に形成される各回路素子は、主に第１給電モードで動作する直流電源接続装置１の分圧抵抗１２、コンデンサＣ１、ゲート抵抗１４及びＭＯＳＦＥＴ１１と、主に第２給電モードで動作する直流電源接続装置７の分圧抵抗１５、コンデンサＣ２、ゲート抵抗１４及びＭＯＳＦＥＴ１７とであり、ＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１１Ｄ、１７Ｄ間を接続し、ＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７を左右逆向きに直列に接続したものである。
【０１２１】
一方、第１コネクタとなる電源プラグ２の高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２は、それぞれ直流電源１０の高圧側電極１０＋と低圧側電極１０−又は負荷ＲＬの高圧側端子と低圧側端子に選択的に接続可能となっている。すなわち、電源プラグ２の高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２をそれぞれ直流電源１０の高圧側電極１０＋と低圧側電極１０−に接続させた場合には、直流電源接続装置９は、第２給電モードで電源プラグ２に接続する直流電源１０から電源ソケット３に接続する二次電池２０へ直流電力を供給し、二次電池２０を充電する。また、電源プラグ２の高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２をそれぞれ負荷ＲＬの高圧側端子と低圧側端子に接続させた場合には、直流電源接続装置９は、第１給電モードで電源ソケット３に接続する二次電池２０から電源プラグ２に接続する負荷ＲＬへ直流電力を供給する。
【０１２２】
以下、第１給電モードと第２給電モードに分けて、直流電源接続装置９の動作を説明するが、いずれの給電モードにおいても、高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２が、第１接触部３１ａと第２接触部３２ａにそれぞれ接触した後、高圧側プラグピン２１が検出ソケットコンタクト３３の第３接触部３３に接触するまでは、分圧抵抗１２、１５のいずれにも直流電圧が加わらないので、ＭＯＳＦＥＴ１１、１７はＯＦＦ動作し、直流電源電流は流れない。
【０１２３】
電源プラグ２が負荷ＲＬに接続する第１給電モードにおいて、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａに接触すると、ＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間にはソース電極１７Ｓ側を高電位とする逆電圧が加わり、ソース電極１７Ｓからドレイン電極１７Ｄの方向を順方向とするＭＯＳＦＥＴ１７の寄生ダイオードを通して、低圧側プラグピン２２が接触している第２接触部３２ａから低圧側電極２０−へ直流電源電流が流れ状態となっている。同時に、分圧抵抗１２の両端に二次電池２０の充電電圧が印加され、コンデンサＣ１が充電されることによって、ＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄからソース電極１１Ｓに流れるドレイン電流が徐々に増加し、ＭＯＳＦＥＴ１１が飽和状態に達するとドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間を導通させるＯＮ動作モードで動作する。
【０１２４】
つまり、第１給電モードにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１１は、ＭＯＳＦＥＴ１７が直列に接続されているが、直流電源接続装置１のＭＯＳＦＥＴ１１と同一のタイミングで、第２接触部３２ａから低圧側電極２０−に流れる直流電源電流を制御するので、電源プラグ２を接続する過程と抜き出す過程の直流電源接続装置９の動作は、直流電源接続装置１と同一となり、いずれの過程においてもアーク放電が発生しない。
【０１２５】
また、電源プラグ２が直流電源１０に接続する第２給電モードにおいて、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３に接触すると、ＭＯＳＦＥＴ１１のソース電極１１Ｓとドレイン電極１１Ｄ間にはソース電極１１Ｓ側を高電位とする逆電圧が加わり、ソース電極１１Ｓからドレイン電極１１Ｄの方向を順方向とするＭＯＳＦＥＴ１１の寄生ダイオードを通して、低圧側電極２０−からＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄの方向に直流電源電流が流れる状態となっている。同時に、分圧抵抗１５の両端に直流電源１０の電源電圧が印加され、コンデンサＣ２が充電されることによって、ＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄからソース電極１７Ｓに流れるドレイン電流が徐々に増加し、ＭＯＳＦＥＴ１７が飽和状態に達するとドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間を導通させるＯＮ動作モードで動作する。
【０１２６】
従って、第２給電モードにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１７は、ＭＯＳＦＥＴ１１が直列に接続されているが、直流電源接続装置７のＭＯＳＦＥＴ１７と同一のタイミングで、低圧側電極２０−から第２接触部３２ａに流れる直流電源電流を制御するので、電源プラグ２を接続する過程と抜き出す過程の直流電源接続装置９の動作は、直流電源接続装置７と同一となり、いずれの過程においてもアーク放電が発生しない。
【０１２７】
尚、この直流電源接続装置９においても、第２給電モードにおいて、図９に示すような挿入位置で電源プラグ２が停止していると、ＭＯＳＦＥＴ１７に直流電源電流が流れ続けて異常発熱する恐れがあるので、その近傍に第４抵抗Ｒ４と平列に接続する直流電源接続装置８のサーミスタ８１を配置してもよい。また、同様に、第１給電モードにおいて、ＭＯＳＦＥＴ１１の異常発熱を防止するため、その近傍に第２抵抗Ｒ２と平列に接続する直流電源接続装置６のサーミスタ６１を配置してもよい。
【０１２８】
上述の直流電源接続装置９では、一組のＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７にそれぞれゲート電圧を加えるために、一組の分圧抵抗１２、１５と容量素子Ｃ１、Ｃ２とゲート抵抗１４を設けているが、一組の分圧抵抗１２と容量素子Ｃ１のみでも、アーク放電を発生させることなく第１給電モードと第２給電モードの双方向給電を行うことができる。以下、図１０を用いてこの第６実施の形態に係る直流電源接続装置１６を説明する。この直流電源接続装置１６は、図９に示す直流電源接続装置９から分圧抵抗１５と容量素子Ｃ２を除き、図４に示す直流電源接続装置６のサーミスタ６１を加えたものであるので、直流電源接続装置６及び直流電源接続装置９と同一若しくは同様に作用する構成については図中で同一の番号を付してその説明を省略する。
【０１２９】
図９に示す直流電源接続装置９と比較して明らかなように、直流電源接続装置１６は、図１０に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７が、それぞれのソース電極１１Ｓ、１７Ｓ間を接続して、左右逆向きに低圧側接続端部３５ｂと第２接触部３２ａの間に直列に接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７にゲート電圧を加えるための分圧抵抗１２は、電源ソケット３の第３接触部３３ａを有する検出ソケットコンタクト３３と、ソース電極１１Ｓ、１７Ｓ間の接続点の間に接続され、コンデンサＣ１とサーミスタ６１は、この分圧抵抗１２のソース電極１１Ｓ、１７Ｓ間の接続点に接続する第２抵抗Ｒ２’に平列に接続されている。
【０１３０】
更に、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２’の中間接続位置と、ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電極１１Ｇ及びＭＯＳＦＥＴ１７のゲート電極１７Ｇとの間には、各ゲート電極１１Ｇ、１７Ｇへの突入電流を抑制する共通のゲート抵抗１４が接続されている。
【０１３１】
以下、第１給電モードと第２給電モードに分けて、直流電源接続装置１６の動作を説明する。しかしながら、いずれの給電モードにおいても、高圧側プラグピン２１と低圧側プラグピン２２が、第１接触部３１ａと第２接触部３２ａにそれぞれ接触した後、高圧側プラグピン２１が検出ソケットコンタクト３３の第３接触部３３に接触するまでは、分圧抵抗１２に直流電圧が加わらないので、ＭＯＳＦＥＴ１１、１７はＯＦＦ動作し、直流電源電流は流れない。
【０１３２】
電源プラグ２が負荷ＲＬに接続する第１給電モードにおいて、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａに接触すると、ＭＯＳＦＥＴ１１のソース電極１１Ｓとドレイン電極１１Ｄ間には、分圧抵抗１２を介してソース電極１１Ｓ側を高電位とする逆電圧が加わり、ソース電極１１Ｓからドレイン電極１１Ｄの方向を順方向とするＭＯＳＦＥＴ１１の寄生ダイオードを通して、ＭＯＳＦＥＴ１７のソース電極１７Ｓから低圧側電極２０−の方向に直流電源電流が流れる状態となる。その結果、高圧側電極２０＋から、高圧側プラグピン２１、分圧抵抗１２、ＭＯＳＦＥＴ１１の寄生ダイオードを経由して低圧側電極２０−
に直流電源電流が流れるので、分圧抵抗１２の両端に二次電池２０の充電電圧が印加され、コンデンサＣ１が充電されることによって、ＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄからソース電極１７Ｓに流れるドレイン電流が徐々に増加し、ＭＯＳＦＥＴ１７が飽和状態に達するとドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間を導通させるＯＮ動作モードで動作する。
【０１３３】
一方、ＭＯＳＦＥＴ１１のソース電極１１Ｓからドレイン電極１１Ｄの方向には、その寄生ダイオードを通して直流電源電流が流れるので、ＭＯＳＦＥＴ１７は、ＭＯＳＦＥＴ１１が直列に接続されているにもかかわらず、直流電源接続装置１のＭＯＳＦＥＴ１１と同一のタイミングで、第２接触部３２ａから低圧側電極２０−に流れる直流電源電流を制御するので、電源プラグ２を接続する過程と抜き出す過程の直流電源接続装置１６の動作は、直流電源接続装置１と同一となり、いずれの過程においてもアーク放電が発生しない。
【０１３４】
また、電源プラグ２が直流電源１０に接続する第２給電モードにおいて、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３に接触すると、ＭＯＳＦＥＴ１７のソース電極１７Ｓとドレイン電極１７Ｄ間には、分圧抵抗１２を介してソース電極１７Ｓ側を高電位とする逆電圧が加わり、ソース電極１７Ｓからドレイン電極１７Ｄの方向を順方向とするＭＯＳＦＥＴ１７の寄生ダイオードを通して、ＭＯＳＦＥＴ１１のソース電極１１Ｓから低圧側電極１０−の方向に直流電源電流が流れる状態となる。その結果、高圧側電極１０＋から、高圧側プラグピン２１、分圧抵抗１２、ＭＯＳＦＥＴ１７の寄生ダイオードを経由して低圧側電極１０−に直流電源電流が流れ、分圧抵抗１２の両端に直流電源１０の電源電圧が印加され、コンデンサＣ１が充電されることによって、ＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄからソース電極１１Ｓに流れるドレイン電流が徐々に増加し、ＭＯＳＦＥＴ１１が飽和状態に達するとドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間を導通させるＯＮ動作モードで動作する。
【０１３５】
一方、ＭＯＳＦＥＴ１７のソース電極１７Ｓからドレイン電極１７Ｄの方向には、その寄生ダイオードを通して直流電源電流が流れるので、ＭＯＳＦＥＴ１１は、ＭＯＳＦＥＴ１７が直列に接続されているにもかかわらず、直流電源接続装置７のＭＯＳＦＥＴ１７と同一のタイミングで、低圧側接続端部３５ｂから低圧側電極１０−に流れる直流電源電流を制御するので、電源プラグ２を接続する過程と抜き出す過程の直流電源接続装置１６の動作は、直流電源接続装置７と同一となり、いずれの過程においてもアーク放電が発生しない。
【０１３６】
また、コンデンサＣ１に平列に接続したサーミスタ６１は、温度上昇に伴い抵抗値が低下するサーミスタ６１であり、ＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７の発熱を検知するように、これらのＭＯＳＦＥＴ１１、１７の近傍に実装されている。
【０１３７】
この直流電源接続装置１６において、図１０に示すように、高圧側プラグピン２１が第３接触部３３ａに接触し、低圧側プラグピン２２が第４接触部３４ａに接触していない挿入位置で電源プラグ２を停止させていたとすると、いずれの給電モードであっても、ＭＯＳＦＥＴ１１のドレイン電極１１Ｄとソース電極１１Ｓ間及びＭＯＳＦＥＴ１７のドレイン電極１７Ｄとソース電極１７Ｓ間に直流電源１０若しくは二次電池２０の直流電源電流が流れ続け、ＭＯＳＦＥＴ１１若しくはＭＯＳＦＥＴ１７が発熱する。
【０１３８】
ＭＯＳＦＥＴ１１、１７が発熱すると、その近傍に配置されたサーミスタ６１の抵抗値が低下し、コンデンサＣ１に蓄積されていた電荷がサーミスタ６１を通して放電され、第１抵抗Ｒ１との中間接続位置の分電圧が低下することによってゲート電圧も低下し、その結果、直列に接続されたＭＯＳＦＥＴ１１とＭＯＳＦＥＴ１７のＯＮ動作しているいずれか一方がＯＦＦ動作し、直流電源電流が低下若しくは遮断されて、発熱が抑制される。
【０１３９】
尚、この第６実施の形態に係る直流電源接続装置１６についても、直流電源１０の高圧側電極１０＋を高圧側プラグピン２１に、二次電池２０の高圧側電極２０＋を高圧側接続端部３５ａにそれぞれ接続して、双方向で負荷ＲＬに直流電力を供給しているが、Ｎチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ１１、１７に代えてＰチャンネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタ１１、１７を用いれば、電圧の印加方向を逆転させて、直流電源１０の低圧側電極１０−を高圧側プラグピン２１に、二次電池２０の低圧側電極２０−を高圧側接続端部３５ａにそれぞれ接続しても、同様に動作し、アーク放電が発生することなく、双方向で負荷ＲＬへ直流電力を供給できる。
【０１４０】
上述の第１乃至第４実施の形態では、第２コネクタが直流電源に接続する場合には、直流電源に接続する各接触部をソケットコンタクトに形成し、また、第１コネクタが直流電源に接続する場合には、直流電源に接続する各端子をソケットコンタクトで形成し、それぞれ絶縁ケース内に配置することによって活電部が露出しないようにしている。しかしながら、相互に接離する第１コネクタの第１端子と第２コネクタの第１接触部及び第３接触部又は第１コネクタの第２端子と第２コネクタの第３接触部及び第４接触部は、第１コネクタと第２コネクタの挿抜過程でいずれか一方が他方に摺動接触する接触構造であれば、任意の形状で形成できる。
【０１４１】
また、上述の各実施の形態では、接続位置で第１端子と第３接触部が当接するいずれか一方の当接部位に絶縁被膜１３、７１を形成しているが、分圧抵抗の抵抗値に対する負荷ＲＬの内部抵抗や、ＭＯＳＦＥＴのオン抵抗に対する低圧側ソケットコンタクトの抵抗は無視できるほど小さく、これらの素子に流れる漏れ電流は微少電流であるので、必ずしも絶縁被膜１３、７１を形成しなくてもよい。
【０１４２】
また、上述の実施の形態では、電圧制御素子として絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用いたが、接合形電界効果トランジスタ等の他の素子を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
高い直流電圧で電源ソケットのコンタクトと電源プラグのプラグピンが活線接続する直流電源接続装置に適している。
【符号の説明】
【０１４４】
１  直流電源接続装置（第１実施の形態）
２  電源プラグ（第１コネクタ）
３  電源ソケット（第２コネクタ）
４  電源ソケット（第１コネクタ）
５  電源プラグ（第２コネクタ）
６  直流電源接続装置（第２実施の形態）
７  直流電源接続装置（第３実施の形態）
８  直流電源接続装置（第４実施の形態）
９  直流電源接続装置（第５実施の形態）
１０  直流電源
１０＋  高圧側電極（第１の極）
１０−  低圧側電極（第２の極）
１１  電圧制御素子
１１Ｇ  ゲート電極
１１Ｓ  ソース電極
１１Ｄ  ドレイン電極
１２  分圧抵抗
１３  絶縁被膜
１５  分圧抵抗
１６  直流電源接続装置（第６実施の形態）
１７  電圧制御素子
１７Ｇ  ゲート電極（電圧制御端子）
１７Ｓ  ソース電極
１７Ｄ  ドレイン電極
２０  二次電池
２０＋  高圧側電極
２０−  低圧側電極
２１  高圧側プラグピン（第１端子）
２２  低圧側プラグピン（第２端子）
３１ａ  第１接触部
３２ａ  第２接触部
３３ａ  第３接触部
３４ａ  第４接触部
３５ａ  高圧側接続端部（第１接続端部）
３５ｂ  低圧側接続端部（第２接続端部）
４１  高圧側ソケットコンタクト（第１端子）
４２  低圧側ソケットコンタクト（第２端子）
５１ａ  第１接触部
５１ｂ  第３接触部
５２ａ  第２接触部
５２ｂ  第４接触部
６１  サーミスタ
７１  絶縁被膜
８１  サーミスタ
ＲＬ  負荷
Ｒ１  第１抵抗
Ｒ２  第２抵抗
Ｃ１  容量素子（コンデンサ）
Ｒ３  第３抵抗
Ｒ４  第４抵抗
【図１】
2019075338.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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