JP6614150B2 - 交流直流共用プラグ及び交流直流共用機器 - Google Patents

Description

本開示は、交流直流共用プラグ及び交流直流共用機器に関する。

交流電源の供給を受けて動作する機器は、近年、様々な電圧や電源周波数に適応した交流電源回路を備えるようになっている。このような交流電源回路を備える機器には、全波整流回路に加え力率改善回路も組み込まれている（例えば特許文献１等参照）。

そして、このような交流電源回路を持った機器は、内部で交流を直流に変換し、直流の電流を受けることで動作する。従って、様々な電圧や電源周波数に適応した交流電源回路を備える機器は、そのまま十分な直流電圧をかけることでも動作する。従って、交流電源だけでなく直流電源から電力の供給を受けて動作する機器が、今後増加すると考えられる。

特開２００８−０４３１５２号公報

交流電源だけでなく直流電源から電力の供給を受けて動作する機器において、直流電源プラグを交流電源プラグと同様の構造にして、交流と直流のいずれにも対応可能とする場合、直流電源からの電力を受電する状態になっているときに交流電源からの電力が供給されるソケット（プラグ受け）にプラグを間違って挿入してしまうと、ショート等の不具合が発生する。

そこで本開示では、プラグ受けへの誤挿入を容易に防止することが可能な、新規かつ改良された交流直流共用プラグ及び交流直流共用機器を提案する。

本開示によれば、少なくとも一対の接続端子を備え、前記少なくとも一対の接続端子の内の少なくとも１つの接続端子は、交流電力を供給するソケットに挿入される際における第１の状態と、直流電力を供給するソケットに挿入される際における前記第１の状態とは異なる第２の状態と、を有するように、前記ソケットへの挿入方向を軸として回転可能である、交流直流共用プラグが提供される。

また本開示によれば、上記交流直流共用プラグで受電した電力で動作する、交流直流共用機器が提供される。

以上説明したように本開示によれば、プラグ受けへの誤挿入を容易に防止することが可能な、新規かつ改良された交流直流共用プラグ及び交流直流共用機器を提供することが出来る。

なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。

交流電源回路の構成及び効果の例を示す説明図である。 本開示の一実施形態の概要を示す説明図である。 既存の交流電力を受電するための平刃型のプラグの形状を正面方向から見た正面図で示す説明図である。 既存の交流電力を供給するためのプラグ受け（ソケット）の形状を正面方向から見た正面図で示す説明図である。 直流電力を受電するための平刃型のプラグの形状の一例を正面方向から見た正面図で示す説明図である。 直流電力を供給するためのプラグ受け（ソケット）の形状を正面方向から見た正面図で示す説明図である。 本開示の一実施形態に係るプラグ１００の形状を正面方向から見た正面図で示す説明図である。 刃１０１ａ、１０１ｂの状態の例を示す説明図である。 刃１０１ａ、１０１ｂの状態の例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係る交流直流共用機器２００の機能構成例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係るプラグ１００に設けられる回転スイッチの例を示す説明図である。 プラグ１００が挿入されるプラグ受け２１の例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係るプラグ１００に設けられる回転スイッチの別の例を示す説明図である。 本開示の一実施形態に係るプラグ１００を左側面から見た側面図を示す説明図である。 直流電力が供給される電力線にプラグ受け２１を接続する際の接続例を示す説明図である。 プラグ１００を備えた交流直流共用機器２００の変形例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の一実施形態
１．１．背景
１．２．構成例
２．まとめ

＜１．本開示の一実施形態＞
［１．１．背景］
本開示の一実施形態について詳細に説明する前に、まず本開示の一実施形態の背景について説明する。

上述したように、交流電源の供給を受けて動作する機器は、近年、様々な電圧や電源周波数に適応した交流電源回路を備えるようになっている。このような交流電源回路を備える機器には、全波整流回路に加え力率改善回路も組み込まれている。

図１は、交流電源回路の構成及び効果の例を示す説明図である。ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）回路が交流電源回路に備わっていない場合は、電流の波形が歪み、高調波歪によるノイズが発生してしまう。

そこで交流電源回路にＰＦＣ回路を備えることで、電力ピークを抑え、力率を改善し、不要輻射を低減させるとともに広範囲な入力電圧を同一の内部電圧に昇圧させることが可能になる。

全波整流回路や力率改善回路が組み込まれた交流電源回路を持った機器は、内部で交流を直流に変換することで動作する。従って、様々な電圧や電源周波数に適応した交流電源回路を備える機器は、そのまま十分な直流電圧（例えば１００Ｖ〜２３０Ｖ程度）をかけることでも動作する。

効率面を考えると、機器の内部で交流電力を直流電力に変換するより、直流電力を機器へ直接供給する方が望ましい。しかし、直ぐに全ての電力供給源が交流から直流に切り替わるのも難しい。従って、既存の交流電源だけでなく、直流電源から電力の供給を受けて動作する機器が、今後増加すると考えられる。

交流電源だけでなく直流電源から電力の供給を受けて動作する機器において、直流電源からの直流電力を受電する直流プラグを、交流電源からの交流電力を受電する交流プラグと同様の構造にして、交流と直流のいずれにも対応可能とすることは、利用者の利便性の観点から有効である。

しかし、直流プラグの端子（刃）を既存の交流プラグの端子と全く同じ形状にした場合において、プラグが挿入されるプラグ受け（ソケット）が直流と交流の区別がされていないと、交流が受けられる状態と、直流が受けられる状態とを、プラグの挿入前に機器側で正しく設定する必要がある。

機器側では、供給される電力が交流か直流かを自動的に判断することは困難であるので、その機器側での設定は基本的にユーザが設定することになる。しかし、ユーザが設定を誤ったり失念したりして、例えば直流電源からの電力を受電する状態になっているときに交流電源からの電力が供給されるソケット（プラグ受け）にプラグを間違って挿入してしまうと、ショートや、ショートに伴うブレーカの切断等の不具合が発生する。

従って安全面を考慮すると、直流電源プラグは交流電源プラグと異なる形状にすることが望ましく、またプラグ受けについても交流が供給されるものと直流が供給されるものとで挿入孔が異なる形状となっていることが望ましい。

しかし、直流電源プラグは交流電源プラグと異なる形状にすることが望ましいといっても、例えばアダプタを用意する等して電源プラグを２種類用意するのは、プラグや機器に着脱構造を追加する必要があり、製造コストの増加に繋がる。またアダプタをユーザが紛失してしまうことによって一方の電力しか受電できなくなってしまう可能性もある。

従って、簡素な構成でありながらも、安全に交流と直流の両方に対応するプラグや、当該プラグを備えた機器のニーズが、今後大きく高まっていくことが考えられる。

そこで本件開示者は、上述したような背景に鑑みて、簡素な構成でありながらも、安全に交流と直流の両方に対応するプラグや、当該プラグを備えた機器について鋭意検討を行なった。その結果、以下で示すように、簡素な構成でありながらも、安全に交流と直流の両方に対応するプラグや、当該プラグを備えた機器を考案するに至った。

以上、本開示の一実施形態の背景について説明した。続いて、本開示の一実施形態の詳細を説明する。

［１．２．構成例］
図２は、本開示の一実施形態の概要を示す説明図である。図２に示したのは、ある電力の需要家において、既存の商用の交流電源１０からの電力と、直流電源２０からの電力との両方を受電可能とした場合の例である。

なお直流電源２０の例としては、内部に蓄電機を備えたバッテリサーバであってもよい。かかるバッテリサーバは、例えば太陽光発電システムや風力発電システム等の、自然エネルギーによって発電された電力を蓄えるよう構成され得る。またかかるバッテリサーバは、他の需要家において設けられる別のバッテリサーバから直流電力を受電したり、別のバッテリサーバへ直流電力を送電したりするよう構成され得る。

上述したように、プラグの誤挿入による危険性を回避するという観点から、交流電源１０から供給される交流電力を受電するためのプラグ受け１１と、直流電源２０から供給される直流電力を受電するためのプラグ受け２１とは、それぞれ挿入孔が異なる形状を有している。

図２には、交流でも直流でもプラグ受けにプラグ１００を挿入することで動作する交流直流共用機器２００が示されている。交流直流共用機器２００は特定の機器に限定されるものでなく、内部的に交流電力と直流電力のいずれが供給されても動作するよう構成される。

交流直流共用機器２００は、直流電力でも交流電力でも動作可能となるように、全波整流回路を備えてもよい。また交流直流共用機器２００は、直流電力でも交流電力でも動作可能となるように、電力ピークを抑え、力率を改善し、不要輻射を低減させるとともに広範囲な入力電圧を同一の内部電圧に昇圧させるＰＦＣ回路を備えてもよい。また交流直流共用機器２００は、直流電力でも交流電力でも動作可能となるように、広範囲の電圧入力に対応可能なＤＣ／ＤＣ変換回路を備えてもよい。交流直流共用機器２００の内部の構成例については後に詳述する。

プラグ１００は、少なくとも一対の接続端子を備える。プラグ１００に備えられる少なくとも一対の接続端子は、刃の状態が、交流電力を供給するプラグ受け１１に挿入される際における第１の状態と、直流電力を供給するプラグ受け２１に挿入される際における第１の状態とは異なる第２の状態とを有する。そしてプラグ１００に備えられる少なくとも一対の接続端子は、プラグ受けへの挿入方向を軸として回転可能であることを特徴としている。

そしてプラグ１００は、刃の状態が上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にあるかを交流直流共用機器２００に通知する機構を備えてもよい。交流直流共用機器２００は、ＤＣ／ＤＣ変換回路の効率を上げるため、交流電力が入力された場合と、直流電力が入力された場合とで、パラメータの設定が求められる場合が考えられ得る。

このような場合に、上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にあるかをプラグ１００から交流直流共用機器２００に通知できるようにしておくことで、ユーザはプラグ１００の接続端子の状態を変えるだけで、プラグ１００が上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にあるかをＤＣ／ＤＣ変換回路を制御するＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に通知することが可能になる。

また、上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にあるかをプラグ１００から交流直流共用機器２００に通知できるようにしておくことで、プラグ１００が上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にあるかを、ＰＦＣ回路を制御するＩＣに通知することも可能になる。

プラグ１００は、このような少なくとも一対の接続端子を備えることで、プラグの誤挿入による危険性を回避している。すなわち、ユーザはプラグ１００をプラグ受け１１に挿入するには、プラグ１００の一対の接続端子を、プラグ受け１１の挿入孔の形状に適した状態に設定する必要がある。プラグ１００の一対の接続端子の状態が直流電力を受電する状態になっていれば、ユーザはプラグ１００をプラグ受け１１に挿入することが出来ない。

逆も同様であり、ユーザはプラグ１００をプラグ受け２１に挿入するには、プラグ１００の一対の接続端子を、プラグ受け２１の挿入孔の形状に適した状態に設定する必要がある。プラグ１００の一対の接続端子の状態が交流電力を受電する状態になっていれば、ユーザはプラグ１００をプラグ受け２１に挿入することが出来ない。

プラグ受け１１、２１及びプラグ１００の一対の接続端子の状態の具体例について説明する。

図３は、既存の交流電力を受電するための平刃型のプラグの形状を正面方向（すなわちプラグ受け側から見た方向）から見た正面図で示す説明図である。また図４は、既存の交流電力を供給するためのプラグ受け（ソケット）の形状を正面方向（すなわちプラグが挿入される方向）から見た正面図で示す説明図である。

図３に示したプラグは、２枚の刃と、１つのアース端子と、をそれぞれ有している。そして図４に示したプラグ受けは、２枚の刃と、１つのアース端子と、がそれぞれ挿入される挿入孔を有している。

交流電力を受電するためのプラグの形状は様々な規格によって定められている。例えば米国のＮＥＭＡ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格では、定格電流と定格電圧の組み合わせによってプラグの刃の形状が異なっている。

図３には、定格電流１５Ａ、定格電圧１２５Ｖの５−１５Ｐ型、定格電流２０Ａ、定格電圧１２５Ｖの５−２０Ｐ型、定格電流１５Ａ、定格電圧２５０Ｖの６−１５Ｐ型、及び定格電流２０Ａ、定格電圧２５０Ｖの６−２０Ｐ型のプラグを示している。

同様に交流電力を供給するためのプラグ受けの形状も様々な規格によって定められている。例えば米国のＮＥＭＡ規格では、プラグ同様に定格電流と定格電圧の組み合わせによってプラグの２枚の刃の挿入孔の形状が異なっている。図４には、定格電流２０Ａ、定格電圧１２５Ｖの５−２０Ｒ型及び定格電流２０Ａ、定格電圧２５０Ｖの６−２０Ｒ型のプラグ受けを示している。

直流電力を受電するためのプラグ及び直流電力を供給するためのプラグ受けは、上述したような、既存の交流電力を受電するための平刃型のプラグ及び交流電力を供給するためのプラグ受けとは、少なくとも２枚の刃及び２枚の刃が挿入される挿入孔が異なる形状を有していることが望ましい。直流電力を供給するためのプラグ及びプラグ受けとして考えられるものの例を以下に示す。

図５は、直流電力を受電するための平刃型のプラグの形状の一例を正面方向（すなわちプラグ受け側から見た方向）から見た正面図で示す説明図である。また図６は、直流電力を供給するためのプラグ受け（ソケット）の形状を正面方向（すなわちプラグが挿入される方向）から見た正面図で示す説明図である。

図３に示したように、既存の交流電力を受電するための平刃型のプラグの刃の向きは、垂直または水平の方向を向いている。従って、直流電力を受電するための平刃型のプラグの刃の向きは、例えば図５に示したように、水平でも垂直でもない方向、例えば斜め方向とすることが望ましい。図５には、定格電流１５Ａ、定格電圧１２５Ｖ〜２５０Ｖのプラグの例と、定格電流２０Ａ、定格電圧１２５Ｖ〜２５０Ｖのプラグの例と、を示している。

そして図６に示したように、直流電力を供給するプラグ受け２１は、図５に示したプラグが挿入できるような挿入孔を有する。図６に示したプラグ受け２１は、定格電流２０Ａ、定格電圧１２５Ｖ〜２５０Ｖの直流電力をプラグに出力出来るよう構成されている。またプラグ受け２１は、図５に示した２種類のプラグが両方挿入出来るよう、図６に示したように挿入孔が十字となっている。

図４に示したような既存の交流電力を供給するプラグ受けと、図６に示した、直流電力を供給するプラグ受け２１とのいずれにも対応するため、本開示の一実施形態に係るプラグ１００は、刃の状態が上記第１の状態と上記第２の状態との少なくとも２つの状態を採り得る。

図７は、本開示の一実施形態に係るプラグ１００の形状を正面方向（すなわちプラグ受け側から見た方向）から見た正面図で示す説明図である。本開示の一実施形態に係るプラグ１００は、一対の接続端子の一例である２枚の刃１０１ａ、１０１ｂと、アース端子１０２と、を有する。

刃１０１ａ、１０１ｂは、プラグ受けへの挿入方向を軸として回転可能であるようにプラグ１００に設けられている。刃１０１ａ、１０１ｂがプラグ受けへの挿入方向を軸として回転可能であることで、プラグ１００は、図７に示したように２つの状態を採り得る。

なおプラグ１００には、刃１０１ａ、１０１ｂの状態が上記第１の状態と上記第２の状態とのいずれの状態にあるかを検知するための回転スイッチが設けられても良い。回転スイッチについては後に詳述する。

なお刃１０１ａ、１０１ｂの回転角度の範囲は、図７に示したように２つの状態しか採れない様に規制されていてもよい。

本開示の一実施形態に係るプラグ１００は、プラグ受けへの挿入方向を軸として回転可能であるように刃１０１ａ、１０１ｂが設けられることで、図４に示した既存の交流電力を供給するためのプラグ受けと、図６に示した直流電力を供給するためのプラグ受けとの両方に挿入出来る。

図８及び図９は、刃１０１ａ、１０１ｂの状態の例を示す説明図である。本開示の一実施形態に係るプラグ１００が備えられた機器を使用するユーザは、例えば図８や図９に示したように、刃１０１ａ、１０１ｂをプラグ受けへの挿入方向を軸にして回転させることで、プラグ１００を既存の交流電力を供給するためのプラグ受けと、図６に示した直流電力を供給するためのプラグ受けとの両方に挿入出来る。

刃１０１ａ、１０１ｂは、回転される際に、一方が回されると、他方も連動して回されるようにしてもよい。その際、定格電流に応じて連動して回される刃の回転方向が定められても良い。

図３に示したように、定格電流が１５Ａの交流プラグでは刃の向きがお互いに平行であるが、定格電流が２０Ａの交流プラグでは刃の向きがお互いに垂直である。本開示の一実施形態に係るプラグ１００の刃１０１ａ、１０１ｂがお互い自由に回転可能になっていると、例えば交流直流共用機器２００の定格電流が１５Ａに定められている場合に、刃１０１ａ、１０１ｂの向きが、ユーザによって定格電流が２０Ａの交流プラグと同様の向きに設定される可能性がある。

そして定格電流が２０Ａの交流電力が供給されるプラグ受けに、ユーザによって定格電流が２０Ａの交流プラグと同様の向きに刃１０１ａ、１０１ｂの向きが設定されたプラグ１００が挿入されると、交流直流共用機器２００の定格電流以上の定格電流が流れ込み、機器の故障に繋がる可能性もある。

従って、刃１０１ａ、１０１ｂは、一方が回されて、他方も連動して回される際に、定格電流に応じて連動して回される刃の回転方向が定められても良い。すなわち、定格電流が１５Ａの場合は互いに反対方向に、２０Ａの場合は互いに同じ方向に、刃１０１ａ、１０１ｂは回転可能にプラグ１００に設けられても良い。

以上、本開示の一実施形態に係るプラグ１００の形状の具体例について説明した。続いて、本開示の一実施形態に係るプラグ１００を備える交流直流共用機器２００の機能構成例について説明する。

図１０は、本開示の一実施形態に係る交流直流共用機器２００の機能構成例を示す説明図である。図１０に示したのは、プラグ１００から交流電力と直流電力のいずれの供給を受けても動作する交流直流共用機器２００の機能構成例である。なお、図１０では交流直流共用機器２００が交流電源１０から交流電力を受電している状態を示している。以下、図１０を用いて本開示の一実施形態に係る交流直流共用機器２００の機能構成例について説明する。

図１０に示したように、本開示の一実施形態に係る交流直流共用機器２００は、ＡＣラインフィルタ２１０と、昇圧型ＰＦＣ回路２２０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０と、制御部２４０と、を含んで構成される。

ＡＣラインフィルタ２１０は、交流直流共用機器２００の内部の電源線で生じ得るノイズを除去するフィルタである。ＡＣラインフィルタ２１０として、例えばキャパシタ及びコイルを用いたコモンモードノイズ用のフィルタが用いられ得る。

なお図１０には図示しないが、交流直流共用機器２００は、ＡＣラインフィルタ２１０の後段に全波整流回路を設け、昇圧型ＰＦＣ回路２２０に直流電力が供給されるようにしている。

昇圧型ＰＦＣ回路２２０は、電源の力率を改善するための回路であり、本実施形態では電流連続モードの昇圧型ＰＦＣ回路が用いられている。昇圧型ＰＦＣ回路２２０は、インダクタ（昇圧コイル）、ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子、平滑コンデンサなどで構成され得る。

また本実施形態では、昇圧型ＰＦＣ回路２２０は、後述の制御部２４０からの指示により、交流電力が供給された場合と、直流電力が供給された場合とで、力率の変換効率を変化させている。なお昇圧型ＰＦＣ回路２２０には、全波整流回路によって変換された電力の直流波形を、平らな波形に変換する平滑回路が設けられ得る。

例えば昇圧型ＰＦＣ回路２２０は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を備えることで電源の力率を改善している。このＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子のオン・オフ制御が制御部２４０によって変化させられることで、昇圧型ＰＦＣ回路２２０は、交流電力が供給された場合と、直流電力が供給された場合とで、力率の変換効率を変化させることができる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、昇圧型ＰＦＣ回路２２０から出力される直流電力を変換して、交流直流共用機器２００の動作に適した電圧に変換する。本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０として、例えばフォワード方式の絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが用いられる。

また本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、後述の制御部２４０からの指示により、交流電力が供給された場合と、直流電力が供給された場合とで、電圧変換動作を変化させている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、例えば交流電力が入力された場合と直流電力が入力された場合とで、制御部２４０によってパラメータ設定が変更される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を備え、スイッチング素子のスイッチング動作により電圧の変換を行なっている。このＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子のオン・オフ制御が制御部２４０によって変化させられることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、交流電力が供給された場合と、直流電力が供給された場合とで、電圧変換動作を変化させることができる。

制御部２４０は、昇圧型ＰＦＣ回路２２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を制御する。プラグ１００に設けられる、本開示の信号出力部の一例である回転スイッチ１１０のオン・オフに応じて、切り替え信号が出力される。制御部２４０は、この回転スイッチ１１０のオン・オフに応じて出力される切り替え信号によって、プラグ１００の刃１０１ａ、１０１ｂの状態が、交流電力を供給するプラグ受けに挿入される際における第１の状態と、直流電力を供給するプラグ受けに挿入される際における第２の状態とのいずれの状態にあるかを検知することができる。

図１１は、本開示の一実施形態に係るプラグ１００に設けられる回転スイッチの例を示す説明図である。また図１２は、プラグ１００が挿入されるプラグ受け２１の例を示す説明図である。図１１には、刃１０１ａに対応して設けられる回転スイッチ１１０ａと、刃１０１ｂに対応して設けられる回転スイッチ１１０ｂと、が示されている。また図１１には電流の逆流を防ぐダイオード１１１、１１２も示されている。刃１０１ｂは、ダイオード１１１を通じてアース端子１０２と接続され、アース端子１０２は、ダイオード１１２を介して刃１０１ａに接続されている。

図１１に示したプラグ１００において、回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂは、刃１０１ａ、１０１ｂの状態が上記第２の状態になるとオンされ、制御部２４０へ電流が流れる。制御部２４０は、回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂのオンに伴う電流の発生によってプラグ１００の刃１０１ａ、１０１ｂの状態が上記第２の状態となったことを検知することが出来る。

また図１２に示したプラグ受け２１には、刃１０１ａ、１０１ｂが挿入される挿入孔２２、２３に設けられる電極（図示せず）と、アース端子１０２が挿入される挿入孔２４に設けられる電極（図示せず）との間に、抵抗及びキャパシタからなるスナバ回路２５、２６が示されている。スナバ回路２５、２６によってプラグ１００がプラグ受け２１から抜き取られる際のアーク放電が抑えられる。

図１３は、本開示の一実施形態に係るプラグ１００に設けられる回転スイッチの別の例を示す説明図である。図１３に示したのは、アース端子１０２を介さずに、刃１０１ａ、１０１ｂが接続されている例である。

図１３に示したプラグ１００においても、回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂは、刃１０１ａ、１０１ｂの状態が上記第２の状態になるとオンされ、制御部２４０へ電流が流れる。制御部２４０は、回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂのオンに伴う電流の発生によってプラグ１００の刃１０１ａ、１０１ｂの状態が上記第２の状態となったことを検知することが出来る。

図１４は、本開示の一実施形態に係るプラグ１００を左側面から見た側面図を示す説明図である。図１４に示したように本開示の一実施形態に係るプラグ１００は、刃１０１ａ、１０１ｂよりも、アース端子１０２の方が長くなるよう構成される。刃１０１ａ、１０１ｂよりも、アース端子１０２の方が長くなるよう構成されることで、交流電力を受電するためのプラグ受け１１や直流電力を受電するためのプラグ受け２１への着脱時の安全性が高められる。

図１５は、直流電力が供給される電力線にプラグ受け２１を接続する際の接続例を示す説明図である。図１５に示したのは、正極線、負極線及び中性線の３線で直流電力が供給される場合に、正極線、負極線及び中性線にプラグ受け２１を接続する際の接続例である。なお図１５には、直流電力の供給源としてバッテリサーバ２０を示しているが、直流電力の供給源はバッテリサーバ２０に限られないことは言うまでもない。

図１６は、プラグ１００を備えた交流直流共用機器２００の変形例を示す説明図である。図１６には、交流直流共用機器２００に、直流電力の供給を受けて動作する直流回路２５０と、ダイオードブリッジ２５１と、が設けられた例が示されている。

プラグ１００を交流から直流に切り替えると、刃１０１ａ、１０１ｂの回転によって回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂがオンになり、回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂがオンになることで、刃１０１ａ、１０１ｂが、それぞれダイオードブリッジ２５１のカソードとアノードに電気的に接続される。

刃１０１ａ、１０１ｂが、それぞれダイオードブリッジ２５１のカソードとアノードに電気的に接続されることで、交流を整流する際に発生するダイオードの電圧降下Ｖｆをバイパスすることができる。交流を整流する際に発生するダイオードの電圧降下Ｖｆをバイパスすることができるため、図１６に示した交流直流共用機器２００は、直流電力を受電する際の電力効率の低下を抑えることができる。

なお図１６に示したように回転スイッチ１１０ａ、１１０ｂの状態によって刃１０１ａ、１０１ｂと電気的に接続されるダイオードブリッジ２５１は、例えば図１０に示した交流直流共用機器２００に設けられていても良い。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本開示の一実施形態によれば、簡素な構成でありながらも、安全に交流と直流の両方に対応するプラグ１００、及びプラグ１００を備えた交流直流共用機器２００が提供される。

本開示の一実施形態に係るプラグ１００は、プラグ受けへの挿入方向を軸として回転可能であるように刃１０１ａ、１０１ｂが設けられる。このように刃１０１ａ、１０１ｂが設けられることで、本開示の一実施形態に係るプラグ１００は、既存の交流電力を供給するためのプラグ受けと、直流電力を供給するためのプラグ受けとの両方に挿入出来る。

本開示の一実施形態に係るプラグ１００を備えた交流直流共用機器２００を使用するユーザは、刃１０１ａ、１０１ｂをプラグ受けへの挿入方向を軸にして回転させることで、既存の交流電力を供給するためのプラグ受けと、直流電力を供給するためのプラグ受けとの両方にプラグ１００を挿入出来る。

また本開示の一実施形態に係るプラグ１００を備えた交流直流共用機器２００は、交流電力を受電する状態なのか、直流電力を受電する状態なのかを示す信号をプラグ１００から取得することで、電力の種類に応じて内部に設けられる回路、例えば昇圧型ＰＦＣ回路２２０やＤＣ−ＤＣコンバータ２３０の動作を制御することが出来る。

なお上記実施形態では、第１の状態と第２の状態とで切り替えるためにプラグ１００の刃１０１ａ、１０１ｂを回転可能としたが、本開示はかかる例に限定されない。例えば、プラグ１００に設けられる一対の刃を水平方向にスライドさせることにより、第１の状態と第２の状態とが切り替えられるようにしても良い。

また上記実施形態では、第１の状態と第２の状態とで切り替えるために刃１０１ａ、１０１ｂは、プラグ受けへの挿入方向を軸として回転可能であるようにプラグ１００に設けられていたが、刃１０１ａ、１０１ｂの回転軸は、刃１０１ａ、１０１ｂ上に設けられてもよく、刃１０１ａ、１０１ｂ上から所定量ずらされた位置に設けられても良い。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
少なくとも一対の接続端子を備え、
前記少なくとも一対の接続端子の内の少なくとも１つの接続端子は、交流電力を供給するソケットに挿入される際における第１の状態と、直流電力を供給するソケットに挿入される際における前記第１の状態とは異なる第２の状態と、を有するように、前記ソケットへの挿入方向を軸として回転可能である、交流直流共用プラグ。
（２）
前記少なくとも一対の接続端子は、前記第１の状態と前記第２の状態とで、前記ソケットへの挿入方向に直交する方向に対する角度を変化させる、前記（１）に記載の交流直流共用プラグ。
（３）
前記少なくとも一対の接続端子は、規制された角度範囲で回転可能である、前記（１）または（２）に記載の交流直流共用プラグ。
（４）
前記少なくとも１つの接続端子の前記軸は、前記接続端子上に設けられる、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の交流直流共用プラグ。
（５）
前記少なくとも１つの接続端子の前記軸は、前記接続端子からずらされて設けられる、前記（１）に記載の交流直流共用プラグ。
（６）
前記少なくとも一対の接続端子が前記第２の状態になった場合に切り替え信号を出力する信号出力部を備える、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の交流直流共用プラグ。
（７）
前記少なくとも一対の接続端子の内の１つの接続端子が回転すると、他の接続端子は当該回転方向と同じ方向に回転可能である、前記（１）〜（６）のいずれか記載の交流直流共用プラグ。
（８）
前記少なくとも一対の接続端子の内の１つの接続端子が回転すると、他の接続端子は当該回転方向と反対方向に回転可能である、前記（１）〜（７）に記載の交流直流共用プラグ。
（９）
請求項１に記載の交流直流共用プラグで受電した電力で動作する、交流直流共用機器。
（１０）
前記少なくとも一対の接続端子が前記第２の状態になった場合に切り替え信号を出力する信号出力部を備える、前記（９）に記載の交流直流共用機器。
（１１）
前記切り替え信号の有無に応じて直流電力を受電する際と交流電力を受電する際とで電力の変換効率を変化させる電力変換制御部をさらに備える、前記（１０）に記載の交流直流共用機器。
（１２）
交流を整流するダイオードブリッジをさらに備え、
前記ダイオードブリッジのアノードは、直流電力の受電時に、前記一対の接続端子の内、負極側となる接続端子と電気的に接続され、前記ダイオードブリッジのカソードは、前記一対の接続端子の内、正極側となる接続端子と電気的に接続される、前記（９）〜（１１）のいずれかに記載の交流直流共用機器。

１０ 交流電源
１１ プラグ受け
２０ 直流電源
２１ プラグ受け
２２、２３、２４ 挿入孔
２５、２６ スナバ回路
１００ プラグ
１０１ａ、１０１ｂ 刃
１０２ アース端子
１１０、１１０ａ、１１０ｂ 回転スイッチ
１１１、１１２ ダイオード
２００ 交流直流共用機器

Claims (10)

1. 少なくとも一対の接続端子と、
   信号出力部と
   を備え、
   前記少なくとも一対の接続端子の内の少なくとも１つの接続端子は、交流電力を供給するソケットに挿入される際における第１の状態と、直流電力を供給するソケットに挿入される際における前記第１の状態とは異なる第２の状態と、を有するように、前記ソケットへの挿入方向を軸として回転可能であり、
   前記信号出力部は、前記少なくとも一対の接続端子が前記第２の状態になった場合に切り替え信号を出力する、交流直流共用プラグ。
2. 前記少なくとも一対の接続端子は、前記第１の状態と前記第２の状態とで、前記ソケットへの挿入方向に直交する方向に対する角度を変化させる、請求項１に記載の交流直流共用プラグ。
3. 前記少なくとも一対の接続端子は、規制された角度範囲で回転可能である、請求項１または２に記載の交流直流共用プラグ。
4. 前記少なくとも１つの接続端子の前記軸は、前記接続端子上に設けられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の交流直流共用プラグ。
5. 前記少なくとも１つの接続端子の前記軸は、前記接続端子からずらされて設けられる、請求項１に記載の交流直流共用プラグ。
6. 前記少なくとも一対の接続端子の内の１つの接続端子が回転すると、他の接続端子は当該回転方向と同じ方向に回転可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流直流共用プラグ。
7. 前記少なくとも一対の接続端子の内の１つの接続端子が回転すると、他の接続端子は当該回転方向と反対方向に回転可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流直流共用プラグ。
8. 請求項１に記載の交流直流共用プラグで受電した電力で動作する、交流直流共用機器。
9. 前記切り替え信号の有無に応じて直流電力を受電する際と交流電力を受電する際とで電力の変換効率を変化させる電力変換制御部をさらに備える、請求項８に記載の交流直流共用機器。
10. 交流を整流するダイオードブリッジをさらに備え、
    前記ダイオードブリッジのアノードは、直流電力の受電時に、前記一対の接続端子の内、負極側となる接続端子と電気的に接続され、前記ダイオードブリッジのカソードは、前記一対の接続端子の内、正極側となる接続端子と電気的に接続される、請求項８または９に記載の交流直流共用機器。

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