【手続補正書】
【提出日】平成25年1月15日(2013.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源側又は負荷側と接続される第１コネクタと、前記第１コネクタに接続される第２コネクタからなり、前記第１コネクタ又は前記第２コネクタは、少なくとも一方の端子の一部が他方の端子に接触したことが検出されたときにオンされ、前記一方の端子が前記他方の端子から完全に離れる前にオフされる半導体スイッチを備えたことを特徴とする直流接続装置。
【請求項２】
直流電源側又は負荷側と接続される第１コネクタと、前記第１コネクタに接続される第２コネクタからなる直流接続装置であって、
前記第１コネクタは一対の第１接続端子を備え、
前記第２コネクタは、前記第１接続端子と電気的に接続される１対の第２接続端子を備え、
前記第１コネクタは、前記直流電源側又は前記負荷側と前記１対の第１接続端子のいずれか一方の第１接続端子の間に直列接続された半導体スイッチと、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置関係を検出する接続状態検出装置と、前記接続状態検出装置による検出結果に応じて前記半導体スイッチをオン又はオフさせる制御回路を備え、
前記接続状態検出装置は、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置の変化を検出し、
前記制御回路は、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置が、前記第１接続端子と前記第２接続端子が確実に電気的接続された状態にあるときに、前記半導体スイッチをオン及びオフさせることを特徴とする直流接続装置。
【請求項３】
前記第１接続端子と前記第２接続端子が確実に電気的接続された状態とは、前記第１接続端子に対して前記第２接続端子が相対的にそれ以上変位できなくなった位置にあること又はその手前近傍の位置にあることを特徴とする請求項２に記載の直流接続装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置が、前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に接続された状態から前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に非接続になる状態までの間に、前記半導体スイッチをオフさせることを特徴とする請求項３に記載の直流接続装置。
【請求項５】
前記接続状態検出装置は、前記第１接続端子に対して前記第２接続端子が相対的にそれ以上変位できなくなった位置又はその手前近傍の位置に設けられ、前記第２接続端子に接触する機械スイッチを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項６】
前記接続状態検出装置は、前記第１接続端子に対して前記第２接続端子が相対的にそれ以上変位できなくなった位置又はその手前近傍の位置に設けられ、前記第２接続端子の存在を検出する発光素子及び受光素子を備えた光学センサを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項７】
前記接続状態検出装置は、前記第１コネクタの本体に設けられ、前記第１コネクタの本体に前記第２コネクタの本体が接触したことを検出するセンサ又はスイッチを含むことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項８】
前記第１コネクタは、前記負荷側に流れる電流を検出するための電流検出回路を備え、それに応じて前記制御回路には、少なくとも１つの電流閾値が設定され、
前記制御回路は、前記電流検出回路により検出された電流値が前記閾値を超えたときに前記半導体スイッチをオフし、電流値が前記閾値以下になったときに前記半導体スイッチをオンすることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項９】
前記第１コネクタは、前記負荷側に印加される電圧を検出するための電圧検出回路を備え、それに応じて前記制御回路には、少なくとも１つの電圧閾値が設定され、
前記制御回路は、前記電圧検出回路により検出された電圧値が前記閾値を超えたときに前記半導体スイッチをオフし、電圧値が前記閾値以下になったときに前記半導体スイッチをオンすることを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１０】
前記第１コネクタは、前記負荷側に流れる電流を検出するための電流検出回路及び前記負荷側に印加される電圧を検出するための電圧検出回路を備え、それに応じて前記制御回路には、少なくとも１つの電流閾値及び少なくとも１つの電圧閾値が設定され、
前記半導体スイッチは、２つのＦＥＴが、そのソース及びドレインが互いに逆向きとなるように直列接続されてなり、
前記制御回路は、前記電流検出回路により検出された電流値が前記閾値を超えたときに前記２つのＦＥＴのうち一方のＦＥＴをオフし、電流値が前記閾値以下になったときに該前記一方のＦＥＴをオンし、前記電圧検出回路により検出された電圧値が前記閾値を超えたときに前記２つのＦＥＴのうち他方のＦＥＴをオフし、電圧値が前記閾値以下になったときに該他方のＦＥＴをオンすることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１１】
前記第１コネクタは、前記負荷側に流れる電流を検出するための電流検出回路及び前記負荷側に印加される電圧を検出するための電圧検出回路を備え、それに応じて前記制御回路には、少なくとも１つの電流閾値及び少なくとも１つの電圧閾値が設定され、
前記半導体スイッチは、ＧａＮ／ＡｌＧａＮを用いた横型トランジスタ構造を有する双方向スイッチ素子であり、
前記制御回路は、前記電流検出回路により検出された電流値が前記閾値を超えたとき又は前記電圧検出回路により検出された電圧値が前記閾値を超えたときに前記双方向スイッチ素子をオフし、前記電流値が前記閾値以下になったときに又は前記電圧値が前記閾値以下になったときに前記双方向スイッチ素子をオンすることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１２】
前記制御回路は、タイマーを備え、それに応じて時間閾値が設定されており、
前記制御回路は、前記タイマーによって前記電流検出回路により検出された電流値が前記閾値を超えている時間を検出し、さらに超過時間が前記時間閾値を超えたときに、前記半導体スイッチをオフすることを特徴とする請求項８、請求項１０及び請求項１１のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１３】
前記第１コネクタは、前記第１接続端子と前記半導体スイッチの間に直列接続された有接点開閉装置をさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１４】
前記制御回路は、前記第１接続端子と前記第２接続端子が完全に電気的に接続された状態となり、かつ、前記有接点開閉装置のオン動作完了後に、前記半導体スイッチをオンさせることを特徴とする請求項１３に記載の直流接続装置。
【請求項１５】
前記制御回路は、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置が、前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に接続された状態から前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に非接続になる状態までの間であって、さらに、前記半導体スイッチをオフさせた後に、前記有接点開閉装置をオフさせることを特徴とする請求項１４に記載の直流接続装置。
【請求項１６】
前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の変位は、直線動作及び回転動作のいずれか一方又は直線動作及び回転動作の両方を含み、
前記制御回路は、前記第１接続端子に対して前記第２接続端子が相対的にそれ以上変位できなくなった後に、前記有接点開閉装置をオンさせることを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１７】
前記第１コネクタは、前記第１接続端子に対して前記第２接続端子が相対的にそれ以上変位できなくなった状態をロックするロック機構をさらに備え、
前記制御回路は、前記ロック機構が前記第１接続端子及び前記第２接続端子をロックしている間に、前記有接点開閉装置をオン及びオフさせることを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１８】
前記第１コネクタは、交流電源側又は前記負荷側に接続された１対の第３接続端子をさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至請求項１７のいずれか一項に記載の直流接続装置。
【請求項１９】
前記第１コネクタは、前記交流電源側と前記１対の第３接続端子のいずれか一方の第３接続端子の間に直列接続された交流回路遮断機と、前記交流電源側と前記負荷側又は他の負荷側の間の交流回路に流れる地絡電流を検出する交流地絡電流検出回路と、前記直流電源側と前記負荷側の間の直流回路に流れる地絡電流を検出する直流地絡電流検出回路をさらに備え、
前記制御回路は、前記直流地絡電流検出回路又は前記交流地絡電流検出回路のいずれか一方が地絡電流を検出すると、前記直流電源側に接続された半導体スイッチ及び前記交流電源側に接続された交流回路遮断機の両方をオフすることを特徴とする請求項１８に記載の直流接続装置。
【請求項２０】
前記直流地絡電流検出回路及び前記交流地絡電流検出回路の少なくとも一部が共通であることを特徴とする請求項１９に記載の直流接続装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記直流接続装置は構造が簡単であるため、小型で低コストの直流接続装置を提供することができるが、専ら負荷側に用いられるプラグにのみコンデンサが設けられているため、プラグをコンセントに挿入する際のアークの発弧を防止することができない。そこで、本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、プラグとコンセントを着脱する際のアークの発弧を防止することが可能な直流接続装置を提供することを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
また、前記制御回路は、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置が、前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に接続された状態から前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に非接続になる状態までの間に、前記半導体スイッチをオフさせることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、前記制御回路は、前記第１接続端子に対する前記第２接続端子の相対的な位置が、前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に接続された状態から前記第１接続端子と前記第２接続端子が電気的に完全に非接続になる状態までの間であって、さらに、前記半導体スイッチをオフさせた後に、前記有接点開閉装置をオフさせることが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
図１は、本実施形態に係る直流接続装置１の基本構成を示すブロック図である。図１では、第１コネクタを、例えば建築物の壁面４に設けられたコンセント１０とし、第２コネクタをプラグ２０として例示する。コンセント１０は直流電源２に接続され、プラグ２０は直流駆動される負荷３に、例えばケーブルを介して接続されている。プラグ２０は、プラグ本体２０ａから突出する一対の第２接続端子２１及び２２を備えている。コンセント１０は、プラグ２０の第２接続端子２１，２２と電気的に接続される１対の第１接続端子１１及び１２と、直流電源２と１対の第１接続端子１１，１２のいずれか一方の第１接続端子１１の間に直列接続された半導体スイッチ（ＳＷ）１３を備えている。また、コンセント１０は、第１接続端子１１，１２に対する第２接続端子２１，２２の相対的な位置関係を検出する接続状態検出装置１４と、接続状態検出装置１４による検出結果に応じて半導体スイッチ１３をオン又はオフさせる制御回路１５を備えている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
プラグ２０をコンセント１０に接続させる場合、第１接続端子１１，１２に対して第２接続端子２１，２２が相対的にそれ以上変位できなくなるか又はその直前に第２接続端子２１，２２が機械スイッチ３１に接触し、機械スイッチ３１がオン又はオフする。それによって、制御回路１５は、第１接続端子１１，１２と第２接続端子２１，２２が確実に電気的接続された状態にあると判断できるので、半導体スイッチ１３をオンさせればよい。すなわち、プラグ２０をコンセント１０に接続させる（差し込む）際、プラグ２０の第２接続端子２１，２２とコンセント１０の第１接続端子１１，１２の電位差が小さいので、第１接続端子１１，１２と第２接続端子２１，２２の間で放電は発生しない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
さらに、図１５に示すように、プラグ２０をコンセント１０に装着した後、プラグ２０をコンセント１０にロックする機構を備えていてもよい。例えば、プラグ２０の本体２０ａの側部に係止フック２４が設けられ、コンセント１０の本体１０ａに係止穴１７が設けられている。さらに、コンセント１０の本体１０ａの内部で、係止穴１７の近傍にスイッチ３４を設けられている。プラグ２０をコンセント１０に装着する（差し込む）と、係止フック２４が樹脂の弾性により変形して係止穴１７に嵌合され、弾性復元力により係止フック２４が係止穴１７に係止される。それによって、プラグ２０がコンセント１０にロックされる。同時に、係止フック２４の先端部がスイッチ３４に当接し、スイッチ３４がオンされる。制御回路１５は、スイッチ３４がオンした後、有接点開閉装置１６をオンさせ、さらにその後、半導体スイッチ１３をオンさせる。コンセント１０からプラグ２０を取り外すには、ユーザが両方の係止フック２４をそれぞれ本体２０ａ側に押しつけて変形させる。そうすると、係止フック２４の先端部がスイッチ３４から離れ、スイッチ３４がオフされる。制御回路１５は、スイッチ３４がオフすると、直ちに半導体スイッチ１３をオフさせ、さらにその後、有接点開閉装置１６をオフさせる。ユーザは、その状態でプラグ２０をコンセント１０から引き抜けばよい。なお、ロック機構は図示したものに限定されず、その他の構造であってもよい。換言すれば、制御回路１５は、ロック機構が第１接続端子１１，１２及び第２接続端子２１，２２をロックしている間に、有接点開閉装置１６をオン及びオフさせるように構成されていればよい。