JP2884368B2 - コンセント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、所定の仕事を行う負荷装置とこの負荷装置
に電力または電気信号を供給する装置とを接続するコン
セントに係り、特に、負荷装置側の電圧，周波数等に関
する要求仕様に柔軟に対応できる手段を備えたコンセン
トに関する。

〔従来の技術〕

商用の交流電源配線から電力を受ける家庭用電気機器
またはパーソルル・コンピュータ等のOA機器は、一般に
電源の入力端子としてプラグを備えている。これらの機
器は、商用電源配線に接続されたコンセントにプラグを
挿し込むと、受電が可能となる。

また、コンピュータシステムは、一般に通信線を通じ
て機器間で情報を受渡しする。この通信線と機器とを接
続するコンセント部分の電気的規格および機械的規格は
種々ある。

現在広く用いられているコンセントは、商用電源配線
や情報機器の通信手段に接続された入力端子部と負荷装
置のプラグに接続される出力端子部とを備え、入力端子
部と出力端子部との間は、導体で接続されている。出力
端子部は、プラグ等の電極物の接続と切り離しとを容易
にする着脱式構造となっている。

電源供給の場合、コンセントの出力電圧，周波数等の
電力仕様は、入力された商用電源のそれらに等しい。一
方、負荷装置では、コンセントから受電した商用電源の
交流電圧を負荷内部の回路の駆動に必要な電圧レベルに
変換するスイッチング電源を備えるものが多い。

電池を電源とする負荷装置では、商用電源からの受電
を行ないつついわゆるフローティング充電もできるよう
にするため、商用交流電源の100Vを直流の6Vや12V等に
変換するAC−DCコンバータを使用するのが通常である。

また、コンピュータシステムにおいては、機器に備え
られたコンセントおよびこれらに接続するプラグの機械
的規格が異なる場合、または通信に用いる信号の電気的
規格が異なる場合等は、機器間の情報伝達はほとんど不
可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のコンセントは、負荷装置の電気的規格または機
械的規格を考慮せずに、画一的に電力または信号を供給
するものであった。

したがって、各負荷装置は、その内部で必要な電圧レ
ベル等の電力や信号を供給するスイッチング電源やAC−
DCコンバータ等を個別に備える必要があり、その分だけ
重量やスペースが増えるという問題があった。

また、電源コンセント／電源プラグや信号コネクタの
規格は種々あり、例えばプラグアダプタを介在させない
と、ある国の規格の電源プラグは、他の国の電源コンセ
ントには接続できなかった。

さらに、電源の電圧や周波数も一般に異なるので、電
源コンセント／電源プラグの形状すなわち機械的規格の
問題を解決できたとしても、例えば100V定格の電気かみ
そりを230Vの電源に直結し、電気かみそりを壊したり、
はなはだしい場合は火災が発生したりするというおそれ
は依然として残っていた。

信号コネクタの場合は、コネクタの形状や接続ピンの
数が同じでも、各接続ピンに割り当てられる信号の種類
が異なることが多い。

本発明の目的は、負荷装置の電気的規格および機械的
規格に合致した方式で電力または電気的信号を供給する
手段を備えたコンセントを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも負
荷装置の電気的仕様を識別する手段と、電力および電気
的信号を供給する装置の電気的仕様を変換する手段と、
識別手段が電力および電気的信号を供給する装置と負荷
装置との電気的仕様が異なると判定したとき変換手段に
負荷装置への変換を指令する制御手段とからなるコンセ
ントを提供するものである。

本発明は、また、上記目的を達成するために、少なく
とも負荷装置の電気的仕様および機械的配列仕様を識別
する手段と、電力および電気的信号を供給する装置の電
気的仕様および機械的配列仕様を変換する手段と、識別
手段が電力および電気的信号を供給する装置と負荷装置
との電気的仕様および機械的配列仕様の少なくとも一方
が異なると判定したとき変換手段に負荷装置仕様への変
換を指令する制御手段とからなるコンセントを提案する
ものである。

本発明のコンセントと負荷装置とは、双方で認識した
少なくとも負荷装置の電気的仕様を通信し合う手段を備
えることが望ましい。

通信手段を備えた場合は、プラグを介して通信して
も、無線または光通信手段等により通信してもよい。

さらに、プラグを介する通信の場合は、電力の波形に
通信用信号波形を重畳させて送信する方式を採用でき
る。

なお、負荷装置の電気的仕様は、手動入力手段により
入力する方式を採用することも可能である。

いずれの場合も、プラグの挿入の有無を検出する手段
と、プラグが挿入されていないときに負荷装置への電力
等の供給を停止する手段とを備えることができる。

コンセントは、一つの共通AC/DCコンバータと、各負
荷装置に対応する数のインバータと変換器とで構成して
もよい。

コンセント自体を、電力および電気的信号を供給する
装置と負荷装置とから独立したアダプタ形式とすること
も勿論可能である。

さらに、電力および電気的信号を供給する装置と負荷
装置との機械的仕様が異なるときは、両者間に介在させ
るアダプタを付加することもできる。

〔作用〕

本発明のコンセントは、負荷装置と電力または電気信
号を供給する装置の間で、負荷装置と電力または電気的
信号を供給する装置のそれぞれの電気的仕様を識別する
手段と、電気的仕様を変換する手段と、負荷装置と電力
または電気的信号を供給する装置の電気的特性が異なる
場合に負荷装置と電力または電気的信号を供給する装置
との電気的規格を合わせるように前記電気的仕様変換手
段に指令を出す手段とを設け、負荷側の電気的特性と供
給側の電気的特性とを検出し、供給側からの電気信号ま
たは電力を負荷側の電気特性に合わせるようにしてある
ので、負荷装置と電力または電気的信号を供給する装置
とを支障なく接続できるコンセントとなる。

信号コネクタについては、コネクタの形状や接続ピン
の数が同じでも、各接続ピンに割り当てられる信号の種
類が異なる場合、本発明のコンセントは接続ピンの割り
当てを変換する機能を備えているので、接続ピン割り当
ての相違に対し使用者が配慮を強制されることがなくな
る。

特に、負荷装置のプラグと電力または電気的信号を供
給する装置側のコンセントの機械的規格が異なる場合
は、両者にそれぞれ対応した形状の入力端子と出力端子
とを備え、しかも両者の電気的特性を合せる機能を有す
るアダプタ形式のコンセントを使用すれば、機械的規格
の不一致と電気的規格の不一致とを同時に解消し、使用
者に快適な利用環境を提供できることになる。

〔実施例〕

つぎに、図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。

第１図は、本発明によるコンセントの第１実施例の外
観を示す図である。図において、１は電力または電気信
号を供給する装置、２は前記電力または電気信号を受け
て所定の仕事を行なう負荷装置、３はコンセント、４は
プラグである。

第２図は、第１図実施例の負荷装置２と本発明の特徴
的部分であるコンセントおよびプラグとをより詳細に示
す図である。

図において、コンセント３は、電力または電気的信号
を供給する装置１のうち商用電源５から供給される電力
を負荷装置２が要求する仕様に変換する電力変換器９
と、変換器９を制御する制御手段10と、負荷装置２の電
力仕様に関する情報を負荷装置２と通信する通信手段11
と、信号伝達側接点121と電力供給側接点122とを有し制
御手段10により制御されるリレー12と、負荷への出力端
子201とからなる。なお、100は、制御手段10に接続さ
れ、出力端子201とプラグ４の入力端子211とが接続され
ているか否かを判定するセンサである。

負荷装置２は、入力端子211を含むプラグ４と電線6,
7,8とを介して、コンセント３に接続される。この負荷
装置２は、電源スイッチ17と、コンセント３から供給さ
れた電力を負荷回路19に配分する電源回路13と、電源回
路13から供給される電力を制御手段14と通信手段15とが
作動するのに適した電圧Vccに変換する電圧変換器18
と、リレー16を制御する制御手段14と、コンセント３に
対しプラグ２側の電力仕様を伝達する通信手段15と、信
号伝達側接点161および電力供給側接点162ならびに電線
６を電力供給側に接続する接点163および電線６を筐体
アース側に接続する接点164を有するリレー16とからな
る。

リレー12および16は、半導体スイッチに置き換えるこ
とも可能である。制御手段10と通信手段11および制御手
段14と通信手段15は、マイクロコンピュータで構成され
る。負荷装置２は、コンセント３の出力端子201と負荷
装置２側のプラグ４の入力端子211とにより、コンセン
ト３に対し容易に着脱できる。

電力変換型コンセント３に負荷装置２のプラグ４が挿
入され、電源スイッチ17が投入されると、コンセントの
通信手段11は、電線6,7,8を介して、負荷装置２の通信
手段15と負荷側の所要電力仕様について通信する。制御
手段10および制御手段14は、互いに連動するリレー12と
リレー16のスイッチの切り換えを制御する。また、制御
手段10は、電力変換器９の出力が負荷の要求する仕様と
なるように電力変換器９を制御する。電力変換器９は、
商用電源５から供給される電力を負荷装置２が要求する
仕様の電力に変換して供給する。

なお、電力変換器９は、負荷装置２に電力を供給する
他に、制御手段10および通信手段11にも電力を給する。
負荷電源回路13は、電力変換器９からの電力を負荷回路
19に供給する他に、電圧変換器18を介して、制御手段14
および通信手段15にも電力を供給する。

コンセント３からプラグ４が抜き取られると、制御手
段10に設定された負荷装置２の電力仕様はリセットされ
る。

第３図は、第２図実施例の電力変換型コンセント３側
における処理の一例を示すフローチャートである。

コンセント３側の制御手段10の処理は、ステップ100
において、センサ100からの信号により、プラグ４の入
力端子211とコンセント３の出力端子201とが接続されて
いるかどうかを判断することから始まる。

プラグ４とコンセント３とが接続されていれば、ステ
ップ105において、電力変換器９に指令を出し、とりあ
えず負荷装置２に商用電源５の電力を供給させる。

ステップ110において、負荷装置２の仕様信号2000を
受信したかどうかを判断する。

仕様信号2000を受信できない場合、ステップ115にお
いて、それが所定の許容回数を超えていないかどうかを
判断する。

許容回数を超えていない場合、ステップ120におい
て、負荷装置２に対し仕様信号2000の伝達を要請する要
請信号1000を発信する。

一方、ステップ110で仕様信号2000を受信した場合、
ステップ130において、受信した仕様を確認信号1010と
して負荷装置２に発信する。

ステップ135において、ステップ130の発信信号に応じ
て負荷装置２から送信されてくる応答信号2010が、仕様
訂正を求めるているかステップ130で確認した仕様での
電力の供給を要請しているかを判断する。

ステップ135で受信した信号が電力供給を要請してい
る場合、ステップ140において、リレー12を電力供給側
の接点122に切り換える。

ステップ150において、電力変換器９の出力が要求さ
れた電力仕様に合致するように、電力変換器９を制御す
る。

ステップ160において、電力変換器９からの電力を負
荷装置２に供給する。

ステップ170において、電力変換器９の出力が要求電
力仕様に合致しているかどうかを念のため判断する。

ステップ180において、所定時間以上にわたり電力の
供給が停止した場合、プラグ４がコンセント３に挿入さ
れているかどうかをセンサ100の出力信号により判断す
る。

ステップ180でプラグ４がコンセント３から抜き取ら
れてしまったと判断した場合、ステップ190において、
電力の供給を停止するとともに、制御手段10の設定値を
解除し、すべてを初期状態に戻す。

第４図は、第３図に示したコンセント３側の処理に対
応する負荷装置２側の処理の一例を示すフローチャート
である。

負荷装置２側の制御手段14の処理は、ステップ200に
おいて、コンセント３にプラグ４を挿入したかどうか判
断することから始まる。

ステップ210において、電源スイッチ17を投入する。

電源スイッチ17を投入して一定時間経過後、またはコ
ンセント３からの再送要請信号1000を受信した場合、ス
テップ220において、要求する電力仕様をコンセント３
に送信する。

ステップ230において、コンセント３から送信された
確認信号1010の正誤を判断する。確認信号1010が誤って
いた場合、ステップ235において、誤認回数が規定回数
以下であるかどうかを判断する。

誤認回数が規定回数以下である場合、ステップ240に
おいて、応答信号2010により仕様を再発信する。

一方、規定回数を越えていれば、ステップ270におい
て、自動的に電源スイッチ17を切断する。

ステップ230で確認信号1010が正しい場合、ステップ2
45において、電力の供給を要請する応答信号2010を発信
する。

ステップ250において、電力供給側の接点162および筐
体アース側の接点164が接続されるように、リレー16を
切り換える。

ステップ260において、コンセント３から電力の供給
を受ける。

ステップ270において、負荷装置２の使用終了または
前記ステップ235の判断により、電源ステップ17を切断
する。

ステップ280において、コンセント３からプラグ４を
抜き取ると、一連の処理が終了する。

上述の手段を有し処理手順で動作する本実施例のコン
セント３は、接続された負荷装置２が要求する仕様の電
力をこの負荷装置に供給できる。

また、本実施例のコンセント３とプラグ４との接続を
確認するセンサ100によれば、コンセント３にプラグ４
が接続されていない場合、コンセント３の出力端子201
での電力供給を確実に停止させ、コンセント３および負
荷装置４の安全性を向上させることができる。

次に、第５図を参照して、直流9Vの単一電源で動作す
るパーソナル・コンピュータ200を負荷装置２として電
力変換型コンセント３に接続した具体例を説明する。

第５図（ａ）は、負荷装置２としてのパーソナル・コ
ンピュータ200の電源スイッチ17を投入した直後の回路
状態を示すブロック図である。コンセントのリレー12お
よびパーソナル・コンピュータ200のリレー16において
は、通信線に接点121および161が接続された状態にあ
る。したがって、コンセント３の通信手段11とパーソナ
ル・コンピュータ200の通信手段15とが電線８を介して
相互に通信できる。この時、電力変換器９が、通信に必
要な電力を通信手段11に供給する。また、電線７および
６を通じて商用電源５から電力の供給を受けた電圧変換
器18が、通信に必要な電力を通信手段15に供給する。

第５図（ｂ）は、通信手段11と通信手段15の通信が完
了し、コンセント３がパーソナル・コンピュータ200の
負荷回路19に実際の電力を供給している回路状態を示す
ブロック図である。互いに連動するコンセント３のリレ
ー12とパーソナル・コンピュータ200のリレー16とは、
制御手段10および14によりそれぞれの通信線側の接点12
1および161が切断されるように制御され、通信手段11お
よび15は通信線として使用していた電線８から切り離さ
れる。また、通信手段15に電力を供給していた電線６は
リレー接点163の切断により電力供給系から切断され、
筐体アース側のリレー接点164の接続により、アース線
の役割を果たす。商用電源５から供給される交流電力
は、コンバータ24,インバータ25,トランス26,変換器27
からなる電力変換器９で、パーソナル・コンピュータ20
0が要求する直流9Vに変換され、電線７および８によ
り、パーソナル・コンピュータ200の負荷回路19に供給
される。

なお、第６図に示すように、電力変換器９のコンバー
タ24を住宅またはビルディング等の１ヶ所に設け、イン
バータ25およびトランス26を各コンセント３に設ける方
式を採用すれば、それぞれのコンセント３を小型化でき
る。

第７図は、第５図実施例の各部の動作タイミングを表
すタイムチャートである。

パーソナル・コンピュータ200のプラグ４が挿入され
る前の初期状態すなわち時刻t₀〜t₁において、リレー12
および同16は、信号伝達側の接点121および接点161が接
続された状態にある。電力変換器９は、電線６およびリ
レー接点163を介して電圧変換器18に電力を供給する。

時刻t₁において、パーソナル・コンピュータ200のプ
ラグ４がコンセント３に挿入され、電源スイッチ17が投
入されると、コンセント３の電力変換器９は、パーソナ
ル・コンピュータ200から要求される仕様の電力を供給
し始める時刻t₅までは、電線６および７を介し、パーソ
ナル・コンピュータ200に商用電源５の電力をそのまま
供給する。パーソナル・コンピュータ200に内蔵された
電圧変換器18は、供給された商用電源５の電力を通信手
段15が要求する電圧に変換し、通信手段15に供給する。

電力の供給を受けた通信手段15は、時刻t₂に、コンセ
ント３に搭載された通信手段11に対して、要求電力仕様
である直流9Vを示す信号を発信する。

要求電力仕様を受信したコンセント３側の通信手段11
は、時刻t₃にパーソナル・コンピュータ200の通信手段1
5に対して、受信した電力仕様である直流9Vを確認信号
として発信し、要求された仕様の確認を求める。確認信
号を発信し終えた通信手段11は、パーソナル・コンピュ
ータ200の通信手段15からの応答信号を受信する体制に
入る。

時刻t₃〜t₄にコンセント３からの確認信号を受信した
通信手段11は、確認された要求電力が正しい場合は、そ
の仕様での電力の供給を要請する信号を、誤っている場
合にはもう一度電力仕様を、時刻t₄に、応答信号として
通信手段15に発信する。

応答信号として電力仕様が再び発信された場合、処理
の流れは時刻t₂の状態に戻る。一方、仕様の合致を確認
して電力の供給を要請する応答信号が発信された場合、
コンセント３の通信手段11は時刻t₅において、確認した
電力仕様の直流9Vを制御手段10に伝達する。

仕様信号を受けた制御手段10は伝達された電力仕様を
電力変換器９の出力値として設定し、パーソナル・コン
ピュータ200に搭載された制御手段14と連動してリレー1
2およびリレー16の接点を電力供給側の122および162に
切り換える。また、接点163が切断されると同時に、接
点164が接続され、電線６は筐体アースとして機能す
る。

制御手段10は、電力変換器９の出力がパーソナル・コ
ンピュータ200が要求する直流9Vになるように電力変換
器９を制御する。電力変換器９は、商用電源５から供給
される電力を直流9Vに変換し、電線７および電線８を介
し、パーソナル・コンピュータ200に供給する。

時刻t₆において、パーソナル・コンピュータ200のプ
ラグ４がコンセント３から抜き取られると、コンセント
のセンサ100はその抜取りを感知し、制御手段10に伝達
する。制御手段10は、センサ100からの抜取り信号に応
じて、それまで設定されていた電力仕様をリセットす
る。また、制御手段10は、リレー12を制御して通信側の
接点121を接続させ、パーソナル・コンピュータの制御
手段14はリレー16を制御して通信側の接点161を接続さ
せる。したがって、コンセント３およびパーソナル・コ
ンピュータ200の内部は、全て時刻t₀〜t₁に示した初期
状態に戻る。

本実施例の特徴は、コンセント３が商用電源５から供
給される電力を、負荷装置２としてのパーソナル・コン
ピュータ200が要求する電力に変換して供給することで
ある。この電力供給手段によれば、単一電源を使用する
パーソナル・コンピュータ200は、内部に電源回路を搭
載する必要がなくなる。

第８図は、電力変換型コンセント３に接続される負荷
装置２に、通信手段15を稼働させるための電池28とこの
電池28を充電する充電器29とを搭載した実施例すなわち
商用電源５と電池28とを複数の電源として用いる実施例
を示すブロック図である。

本実施例で、リレー12は、電線６および電線８を通信
線とし通信手段11および通信手段15を接続する接点121
および122と、電線６および電線８を電力供給線とし電
力変換器９および電源回路13を接続する接点123および1
24とを有し、制御手段10により切り換えを制御される。

また、リレー16は、電線６および電線８を通信線とし
通信手段11および通信手段15を接続する接点161および1
62と、電線６および電線８を電力供給線とし電力変換器
９および電源回路13を接続する接点165および接点166と
を有し、制御手段14により切り換えを制御される。

本実施例他の構成要素は、第２図実施例と同様である
ため、詳細な説明は省略する。また、本実施例の具体的
処理手順は、第３図に示した第２図実施例の処理手順と
同様である。

第９図は、第８図実施例の各部の動作タイミングを表
すタイムチャートである。

負荷装置２のプラグ４がコンセント３に挿入される以
前の初期状態すなわち時刻t₀〜t₁において、リレー12お
よび16は、電線６を通信線として使用するための接点12
1および161が電線６に接続され、電線８を通信手段10と
15のを接続線として使用するための接点122および162が
電線８に接続された状態にある。

時刻t₁において、負荷装置２のプラグ４がコンセント
３に挿入され、電源スイッチ17が投入されると同時に、
負荷装置２の通信手段15は電池28から電力を供給され、
電線６および８を介して時刻t₂までの間、コンセント３
の通信手段11に対し要求電力仕様を伝達する。この間、
通信手段11は、電力変換器９から必要な電力を供給さ
れ、通信手段15から伝達される信号を受信する。

なお、電池28および電力変換器９は、通信手段11と15
の通信が終了する時刻t₄まで、通信手段11および15に必
要な電力を供給する。

電力仕様信号を受信したコンセント側の通信手段10
は、時刻t₂において、負荷装置２の通信手段15に対し受
信した電力仕様を確認信号として発信し、要求電力仕様
を確認し、時刻t₃において、負荷装置２の通信手段15か
らの応答信号を受信する体制に入る。

一方、時刻t₂〜t₃に通信手段11からの確認信号を受信
した通信手段15は、確認信号に示された要求電力が正し
い場合は前記仕様での電力の供給を要請する信号を、誤
っている場合は再び電力仕様を、応答信号として、時刻
t₃に、コンセントの通信手段11に対し発信する。

確認された仕様が誤っているとして要求電力に関する
信号が再び発信された場合、処理の流れは時刻t₁の状態
に戻る。確認された仕様が正しいとしてその仕様での電
力の供給を要請する信号が発信された場合、通信手段11
は、時刻t₄に、確認した電力仕様を負荷装置２の電力仕
様として制御手段10に伝達する。電力仕様を受信した制
御手段10は、その仕様を電力変換器９の出力値として設
定する。また、制御手段10は制御手段14と連動し、リレ
ー12および16を、電力供給側の接点123および165が電線
８に接続され、接点124および166が電線６に接続される
ように制御する。さらに、制御手段10は、電力変換器９
の出力が負荷装置２の電力仕様に合致するように、電力
変換器９を制御する。電力変換器９は、電線６および電
線８を介して商用電源５から供給される電力を所定の出
力に変換し、負荷装置２に供給する。

時刻t₃において、作業完了等により、負荷装置２のプ
ラグ４がコンセント３から抜き取られると、コンセント
３のセンサ100はこの抜取りを感知し、制御手段10に感
知信号を出力する。制御手段は、電力仕様の設定値をリ
セットするとともに、リレー12を制御し、コンセント３
の内部を初期状態に戻す。また、負荷装置２の内部も、
制御手段14により初期状態にリセットされる。

本実施例の特徴は、負荷装置２の通信手段15に電源28
が直接接続されていることである。通信のための電力を
コンセント３から供給される必要がないため、コンセン
ト３と負荷装置２を２本の電線で接続することが可能と
なる。

第10図は、本発明の別の実施例の構成を示すブロック
図である。本実施例は、電力変換機能および通信機能を
持たない一般のすなわち従来型のコンセント30を本発明
による電力変換型コンセントとして使用するためのアダ
プタ方式のコンセントである。

着脱式すなわちアダプタ方式の電力変換型コンセント
31は、第２図に示す電力変換型コンセント３と同様に、
電力変換器能を持たないコンセント30から供給される商
用電源電力を負荷装置２の電力仕様に変換して供給する
電力変換器９と、変換器９の出力が負荷装置２の電力仕
様に合致するよう制御する制御手段10と、負荷装置２側
の通信手段15と通信する通信手段11と、制御手段10によ
り信号伝達側スイッチ121と電力供給側スイッチ122との
切り換えを制御されるリレー12と、従来のコンセント30
の出力端子202に接続される入力端子212と、負荷装置２
への出力端子203とからなる。

第10図の実施例において、出力端子203を介して負荷
装置２を接続した場合、着脱式コンセント31および負荷
装置２における処理手順は、第２図に示す実施例と同様
であるため、ここでの説明は省略する。

本実施例の着脱式コンセント31によれば、負荷装置２
との通信機能および電力変換器能を持たない従来のコン
セント30も、着脱式コンセント31を外付けにすることに
より、電力変換型コンセントとして機能させることが可
能となる。

第11図は、コンセント３に要求する電力仕様を伝達す
るための通信手段を持たない負荷装置33が接続される場
合に、負荷装置33の要求電力仕様を手動操作によりコン
セント３に伝達するための設定値手動入力端子32を設け
た実施例を示すブロック図である。

負荷装置33が要求する電力仕様は、設定値手段入力端
子32を介して制御手段10に伝達される。制御手段10は、
伝達された電力仕様を設定値とし、電力変換器９の出力
がその電力仕様となるように電力変換器９を制御する。

第11図実施例によれば、電力変換型コンセント３に必
要な電力仕様を伝達する機能を持たない従来の負荷装置
33を接続することが可能となる。

なお、設定値手動入力端子32は、第２図，第５図，第
８図実施例のコンセント３または第10図実施例のアダプ
タ型コンセント31に設けることもできる。

このような実施例によれば、通信手段を持たない負荷
装置２に対してもコンセント３が適切な電力を供給でき
るようになり、負荷装置２の利用効率を向上させ、負荷
装置２をコンパクト化できる。

第12図は、本発明による電力変換型コンセントにおい
て、負荷装置２の仕様を電力線に載せて搬送する方式の
通信手段を用いる実施例の構成を示すブロック図であ
る。

本実施例において、負荷装置２は、電源スイッチ17
と、電源回路13と、電圧変換器18と、通信手段15と、通
信手段15から発信された電気的信号を変調して出力する
変復調器34と、出力された変調信号を選択するバンドパ
スフィルタ361および362と、要求した電力仕様に合致し
ない電力が供給された場合にその電力の遮断制御を行う
制御手段14と、制御手段14の制御信号により回路を切断
するスイッチ80とからなる。

一方、コンセント３は、電力変換器９と、通信手段11
と、通信手段11からの電気信号を変調して出力する変復
調器35と、バンドパスフィルタ371および372と、電力変
換器９を制御する制御手段10と、センサ100と、負荷装
置２への出力端子201とからなる。

負荷装置２の電源スイッチ17は、電圧変換器18と制御
手段14との間に設け、この電源スイッチ17の投入によ
り、制御手段14がスイッチ80の接続を制御するようにし
てもよい。

第12図実施例では、第２図実施例と同様に、負荷装置
２の電源スイッチ17が投入されると、通信手段10および
15が電力の供給を受けながら通信する。変調器34,35お
よびバンドパスフィルタ361,362,371,372の作用によ
り、商用交流に載せて送られた電気信号だけが抽出さ
れ、通信手段11および15に伝えられるため、本来は電力
を供給する電線７および８を、通信線としても利用でき
るという特徴がある。その際に、電線7,8の電力供給機
能と通信線機能とを切り換えるリレーは不要である。

なお、上記電力線搬送による通信方式そのものは公知
の技術である。

第13図は、本発明による信号変換型コンセント38をコ
ンピュータ等の電気的信号を供給する装置１に適用した
一実施例を示すブロック図である。

本実施例においては、電気的信号を供給する装置１に
接続されているコンセント38とこのコンセント38に接続
される負荷装置２側のプラグ39とが通信し、コンセント
38が、負荷装置２の電気的仕様を満足する信号となるよ
うに、装置１から送信される電気的信号を変換して供給
する。なお、ここで信号の電気的仕様は、電流，電圧，
周波数，各ピンに対して出力される情報の内容をいう。
すなわち、本実施例は、第12図までの実施例とは異な
り、負荷装置２で消費する電力のみでなく、装置１と負
荷装置２との間でやりとりする情報の接続条件も柔軟に
整合させる機能を備えたコンセントの実施例を示してい
る。

コンセント38とプラグ39との通信は、出力端子48と入
力端子49のピンのうち予め定められた特定の２本を介す
る有線通信でも、無線通信でもよいが、通信に使用する
信号の電気的特性は、どの装置についても統一されてい
るものとする。無線通信の場合、通信素子41および42と
して発光体を用い、光通信とすることも可能である。

コンセント38は、プラグ39との通信を行う通信手段40
と、通信手段40から出力された信号をプラグ39の通信手
段47に送信する一方で通信手段47から出力された信号を
通信手段40に伝達する通信素子41と、電気的信号を供給
する装置１から出力される電気的信号を負荷装置２が要
求する電気的仕様に変換して出力する出力変換手段43
と、出力変換手段43の出力が負荷装置２の電気的仕様に
合致するよう制御するマイクロコンピュータ等の制御手
段44と、これらの構成要素に電力を供給する電源45とか
らなる。

出力変換手段43は、出力する電気的信号の電力仕様を
変換する電力変換器431と、個々のピンに出力する情報
を切り換える情報交換器432とからなる。情報交換器432
は、電話交換器と同じ機能を持ち、アナログスイッチま
たはクロスバースイッチ等からなる。

電源45としては、コンセント38に接続されている電気
的信号を供給する機器１の電源回路からコンセント38の
各構成要素に電力を直接供給する方式、電力変換器43か
ら電力を供給する方式、電池を用いる方式等の少なくと
もひとつを採用できる。

プラグ39は、コンセント38に所望の電気的仕様を送信
しコンセント38の通信手段40と通信する通信手段47と、
通信手段47と前記通信手段40と通信素子41のと間に介在
し信号を伝達する通信素子42と、これらの構成要素に電
力を供給する電源46とからなる。電源46としては、負荷
装置２の電源回路から電力の供給を受ける方式、電池を
用いる方式の少なくともひとつを採用できる。

第14図は、このように構成したコンセント38とプラグ
39の接続後の処理手順を示すフローチャートである。第
14図の（ａ）はコンセント38の処理を表わし、（ｂ）は
プラグ39の処理を表す。

信号変換型コンセント38は、ステップ300において、
接続された電気的信号を供給する機器１またはその信号
を供給される負荷装置２に入力された信号を伝送するコ
マンドを取り込む。

ステップ310において、負荷装置２の要求電気的仕様
を表す仕様信号3000をプラグ39から受信する。

ステップ320において、ステップ310で受信した負荷装
置２の要求する電気的仕様を確認信号4000として発信す
る。

ステップ330において、ステップ320で発信した確認信
号を受けてプラグ39から伝達された応答信号3010が、応
答信号の情報に示された仕様の電気的信号の供給を要請
する信号か、負荷装置２の要求する電気的仕様を再び伝
達する信号かを判断する。

ステップ330で受信した信号が電気的信号の供給を要
請する場合、ステップ340において、制御手段44はその
電気的仕様を設定値とし、出力変換手段43の出力が設定
値となるように制御する。

ステップ350において、電気的信号を供給する装置１
から出力変換手段43を介して出力された電気的信号を負
荷装置２に供給する。

ステップ360において、通信素子41と42との間で通信
を行い、コンセント38とプラグ39とが接続されているか
否かを判断する。

一方、プラグ39は、ステップ400において、接続され
た電気的信号を供給する機器１または前記信号の供給を
受ける負荷装置２に入力された信号を伝送するコマンド
を取り込む。

ステップ410において、コンセント38に対して、負荷
装置２の仕様を仕様信号3000として送信する。

ステップ420において、ステップ410で伝達した信号に
対してコンセント38の通信手段40から伝達された確認信
号4000を受信する。

ステップ430において、ステップ420で受信した確認信
号4000が正しいか否かを判断する。

ステップ420で受信した確認信号4000が正しい場合、
ステップ440において、通信手段40に対し前記仕様での
電気的信号の供給を要求する。

ステップ450において、コンセント38から電気的信号
の供給を受ける。

ステップ460において、コンセント38との間で通信
し、プラグ39がコンセント38に接続されているかどうか
を確認する。

第15図は、第13図実施例において、電気的信号を供給
する装置１から負荷装置２に対し電気的信号を供給する
際のコンセント38の通信手段40と、制御手段44と、プラ
グ39の通信手段47との動作タイミングを表すタイムチャ
ートである。

時刻t₀〜t₁は、コンセント38とプラグ39が接続される
以前の初期状態を示している。

時刻t₁において、コンセント38とプラグ39とが接続さ
れ、電気的信号を供給する装置１または負荷装置２から
信号を伝送するコマンドが入力されると、通信手段47は
負荷装置２が要求する信号の電気的仕様を伝達する仕様
信号3000を通信手段40に発信し、通信手段40はその仕様
信号3000を受信する。

時刻t₂において、通信手段47の送信が終了すると、通
信手段40は受信した電気的仕様を確認する確認信号4000
を発信し、通信手段47はこれを受信する。

時刻t₃において、通信手段40による確認信号4000の送
信が終了し、確認された仕様が負荷装置２の要求する電
気的仕様に合致していた場合、通信手段47は電気的信号
の供給を要請する応答信号3010を通信手段40に対して発
信し、確認信号4000により確認された仕様が誤っていた
場合、時刻t₁における処理に戻り、負荷装置２の要求す
る電気的仕様を通信手段40に再度伝達する。

応答信号3010が電気的信号の供給を要請する場合、こ
れを受信した通信手段40は受信終了時刻t₄において、制
御手段44に対して負荷装置２の要求する電気的仕様を設
定値として伝達する。

通信手段40による設定値の伝達が終了する時刻t₅にお
いて、制御手段44は出力変換手段43の出力が前記設定値
となるように出力変換手段43を制御する。

電気的信号の供給が終了する時刻t₆以降、プラグ39が
コンセント38から抜き取られる時刻t₇まで、制御手段44
に設定された電気的仕様はそのまま保持される。

仕事の完了等により、コンセント38とプラグ39の接続
が解除されると、前記設定値はリセットされ、コンセン
ト38の内部状態はすべて初期値に戻る。

第16図は、本発明による信号変換型コンセント38の出
力変換手段43の一実施例を示すブロック図である。

コンセント38の出力端子48およびプラグ39の入力端子
49は、この場合、各々10本の接続ピンを備えている。電
気的信号を供給する装置１は、情報の配列50の形で電気
的信号を個々のピンに出力する。一方、負荷装置２は、
情報の配列51で電気的信号を受信することを要求する。
すなわち、電気的信号を供給する装置１から出力される
信号の電気的仕様と負荷装置２の要求する電気的仕様と
が異なっている。電気的信号を供給する装置１から供給
されてきた信号50は、制御手段44により制御される電力
変換器431において、負荷装置２の要求する電気的仕様
に変換される。次に、信号50は、アナログスイッチまた
はクロスバースイッチからなる情報交換器432により、
情報の内容を負荷装置２が要求する51の配列に変換され
る。配列51に変換された信号は、出力端子48の10本のピ
ンにそれぞれ出力され、出力端子48およびプラグ39の入
力端子49を介し、負荷装置２に供給される。

第16図実施例の信号変換型コンセント38によれば、出
力変換手段43の上記処理により、電気的信号を供給する
装置１から供給される電気的信号を、負荷装置２の要求
する電気的仕様の信号に変換して供給できる。

第17図は、信号変換型コンセント38の出力端子48とプ
ラグ49の入力端子49との機械的仕様が異なる場合に、こ
れらの間に介在し、コンセント38とプラグ39を接続でき
るようにするアダプタ52の一例を示す図である。第17図
（ａ）は、アダプタ52を用いてコンセント38とプラグ39
を接続する様子を表わす斜視図であり、（ｂ）はアダプ
タ52の内部構成を表わすブロック図である。

アダプタ52は、コンセント38からの入力端子54と、プ
ラグ39への出力端子56と、コンセント38の通信素子41と
通信する通信素子53と、プラグ39の通信素子42と通信す
る通信素子55と、情報交換器433とからなる。

コンセント38から任意の出力ピンを介して出力されて
くる電気的信号は、情報交換器433により負荷装置２の
要求する配列に変換され、出力端子53とプラグ39の入力
端子49とを介して、負荷装置２に供給される。

本実施例は、情報交換機能を有するアダプタを介在さ
せることにより、従来は機械的接続が不可能であったコ
ンセントとプラグとの接続を可能にする。

〔発明の効果〕

本発明のコンセントによれば、負荷装置が要求する電
気的または機械的仕様の電力を供給することが可能であ
り、電気的または機械的仕様の異なる負荷装置を共通の
コンセントに接続でき、負荷装置のスペースを節約し、
電源効率を向上させることができる。

また、異なる電気的仕様の電源や供給装置に負荷装置
を接続する場合に、負荷装置と電源または供給装置との
双方の故障や火災等のおそれがなくなり、安全性が高ま
る。

さらに、本発明の電力変換型コンセントを用いること
により、従来は負荷装置の内部に必要であったスイッチ
ング電源が不要になり、負荷装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコンセントの第１実施例の外観を
示す図、第２図は第１図実施例の負荷装置と本発明の特
徴的部分であるコンセントおよびプラグとをより詳細に
示す図、第３図は第２図実施例の電力変換型コンセント
側における処理の一例を示すフローチャート、第４図は
第３図に示したコンセント３側の処理に対応する負荷装
置２側の処理の一例を示すフローチャート、第５図は直
流9Vの単一電源で動作するパーソナル・コンピュータを
負荷装置として電力変換型コンセントに接続した具体例
を示す図、第６図はインバータおよびトランスを個別に
備えた複数のコンセント間で一つのコンバータを共有す
る方式の一例を示すブロック図、第７図は第５図実施例
の各部の動作タイミングを表すタイムチャート、第８図
は電力変換型コンセントに接続される負荷装置に通信手
段を稼働させるための電池とこの電池を充電する充電器
とを搭載した実施例を示すブロック図、第９図は第８図
実施例の各部の動作タイミングを表すタイムチャート、
第10図は本発明の別の実施例の構成を示すブロック図、
第11図は要求電力仕様を伝達するための通信手段を持た
ない負荷装置の要求電力仕様を手動操作によりコンセン
トに伝達するための設定値手動入力端子を設けた実施例
を示すブロック図、第12図は本発明による電力変換型コ
ンセントにおいて負荷装置の仕様を電力線に載せて搬送
する方式の通信手段を用いる実施例の構成を示すブロッ
ク図、第13図は本発明による信号変換型コンセントを電
気的信号を供給する装置に適用した一実施例を示すブロ
ック図、第14図は本発明による信号変換型コンセントと
プラグの接続後の処理手順を示すフローチャート、第15
図は第13図実施例におけるコンセントの通信手段と制御
手段とプラグの通信手段との動作タイミングを表すタイ
ムチャート、第16図は本発明による信号変換型コンセン
トの出力変換手段の一実施例を示すブロック図、第17図
は信号変換型コンセントの出力端子とプラグの入力端子
との機械的仕様が異なる場合にそれらの間に介在しコン
セントとプラグを接続できるようにするアダプタの一例
を示す図である。 １……電力または電気的信号を供給する装置、 ２……負荷手段、３……電力変換型コンセント、 ４……プラグ、５……商用電源、 6,7,8……電線、９……電力変換器、 10……制御手段、11……通信手段、 12……リレー、13……電源回路、 14……制御手段、15……通信手段、 16……リレー、17……電源スイッチ、 18……電圧変換器、19……負荷回路、 20……出力端子、21……入力端子、 24……コンバータ、25……インバータ、 26……トランス、27……変換器、28……電池、 29……充電器、30……従来のコンセント、 31……着脱式電力変換型コンセント、 32……設定値手動入力端子、 33……通信機能を持たない負荷装置、 34,35……変復調器、 36,37……バンドパスフィルタ、 38……信号変換型コンセント、 39……プラグ、40……通信手段、 41,42……通信素子、43……出力変換器、 44……制御手段、45,46……電源、 47……通信手段、48……出力端子、 49……入力端子、 50……供給される電気的信号の情報配列、 51……変換後の電気的信号の情報配列、 52……アダプタ、53……通信素子、 54……入力端子、55……通信素子、 56……出力端子、80……スイッチ、 100……プラグ接続状態センサ、 200……パーソナル・コンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−104538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−88526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−26418（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−249275（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−137578（ＪＰ，Ａ) 実開 昭47−33776（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−128618（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−78326（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−149238（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−44842（ＪＰ，Ｕ) 国際公開90／14625（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05F 1/00 - 1/70 H01R 29/00 H02J 1/00 - 1/10 H02J 7/00 - 7/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力および電気的信号の少なくとも一方に
   より所定の仕事を行なう負荷装置と当該負荷装置が必要
   とする電力および電気的信号の少なくとも一方を供給す
   る装置との間に介在するコンセントにおいて、 少なくとも前記負荷装置の電気的仕様を識別する手段
   と、 前記電力および電気的信号を供給する装置の電気的仕様
   を変換する手段と、 前記識別手段が前記電力および電気的信号を供給する装
   置と負荷装置との電気的仕様が異なると判定したとき前
   記変換手段に負荷装置の仕様への変換を指令する制御手
   段と からなることを特徴とするコンセント。
2. 【請求項２】電力および電気的信号の少なくとも一方に
   より所定の仕事を行なう負荷装置と当該負荷装置が必要
   とする電力および電気的信号の少なくとも一方を供給す
   る装置との間に介在するコンセントにおいて、 前記電力および電気的信号の少なくとも一方を供給する
   装置の電気的仕様および機械的配列仕様を識別する手段
   と、 前記負荷装置の電気的仕様および機械的配列仕様および
   機械的配列仕様を識別する手段と、 前記電力および電気的信号を供給する装置の電気的仕様
   および機械的配列仕様を変換する手段と、 前記識別手段が前記電力および電気的信号を供給する装
   置と負荷装置との電気的仕様および機械的配列仕様の少
   なくとも一方が異なると判定したとき前記変換手段に前
   記負荷装置の仕様への変換を指令する制御手段と からなることを特徴とするコンセント。
3. 【請求項３】電力および電気的信号の少なくとも一方に
   より所定の仕事を行なう負荷装置と当該負荷装置が必要
   とする電力および電気的信号の少なくとも一方を供給す
   る装置との間に介在するコンセントにおいて、 少なくとも前記負荷装置の電気的仕様を識別する手段
   と、 前記コンセントと負荷装置側との間で少なくとも前記負
   荷装置の電気的仕様を通信する手段と、 前記電力および電気的信号を供給する装置の電気的仕様
   を変換する手段と、 前記識別手段が前記電力および電気的信号を供給する装
   置と負荷装置との電気的仕様が異なると判定したとき前
   記変換手段に負荷装置の仕様への変換を指令する制御手
   段と からなることを特徴とするコンセント。