JPH04223081A

JPH04223081A - アダプタ装置

Info

Publication number: JPH04223081A
Application number: JP3011397A
Authority: JP
Inventors: Jr David H Romatzick; デイビッド、ハワード、ロマトジック、ジュニア; Edgar Altena; エドガー、オルテナ
Original assignee: Hubbell Inc
Current assignee: Hubbell Inc
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1991-01-07
Publication date: 1992-08-12
Also published as: US5245219A; CA2030620C; CA2030620A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、港湾の電力センターか
ら船舶に電力を安全に供給するアダプタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型船舶がドック等に停泊すると、ケー
ブルを挿入して港湾の電力センターから電力の供給を受
ける。港湾の電力センターは小型船舶からのケーブルを
挿入できる電力コンセントを少なくとも２個備えている
。こうした電力センターには通常、交流１２０ボルトの
複数のコンセントが備えてある。船上の機器がすべて同
じ電力で動作するように設計されていれば問題はない。しかし、ブロワ・モータやポンプ等の機器が２０８から
２４０ボルトに配線されていると、電圧が不適切なので
、この機器はまったく動作しなかったり、動作速度が低
下したり、オーバーヒートしてしまう。したがって、船
舶の所有者は、通常「Ｙ」アダプタを作成したり購入す
る。この「Ｙ」アダプタは２つのおす形状プラグを備え
、めす形状の接点を持つ単体の１２５／２５０ボルトの
プラグ・コネクタに接続される。１２５ボルト・プラグ
は港湾側の電力センターの２つのコンセントに接続され
、１２５／２５０ボルト・プラグは船舶用の船舶と港湾
を接続するケーブルに接続される。このケーブルは船上
のコンセントに接続されている。船舶の配線はこのコン
セントに接続されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この方法では、ユーザ
が不用心な場合、おすねじ型プラグの１つを外してしま
い、おすねじ型プラグの接触端の線間電圧が外部に露出
することがある。したがって、本発明の目的は、港湾側
の電力センターに挿入可能な２つのおす型プラグと船舶
への電力供給用の１つのコネクタをもつケーブルを含み
、おす型プラグの一方が港湾側の電力センターのコンセ
ントに挿入されなかったり、取り外されていてもおす型
プラグの１つが通電されるという危険な事態を防ぐ「Ｙ
」アダプタを提供することである。本発明の他の目的は
、電力センターに適切に配線されない場合には電力の供
給を防ぎ、危険な状態を排除するアダプタを提供するこ
とである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】簡略に記載すると、本発
明は、港湾に停泊した船舶に両入力線電圧の和に等しい
電圧を供給する第３コネクタを備えた港湾電力センター
における第１および第２の線間電圧コンセントに接続可
能な第１および第２プラグ間を安全に接続するアダプタ
装置を構成する。アダプタ装置は第１および第２プラグ
に電気的に接続可能な第１および第２手段を含み、第１
および第２手段はそれぞれ位相、中性および接地導体を
含む。第３手段はアダプタ装置と船舶を相互接続するた
めに備えてある。第３手段は２つの位相導体、１つの中
性導体、および１つの接地導体を含み、船舶の供給電源
に接続されている。アダプタ内には、第１および第２プ
ラグ・コネクタの接地導体を第３導体手段の接地導体に
直接接続する回路手段がある。通常、開放切替え可能回
路手段は選択的に、第１および第２プラグ・コネクタの
位相および中性導体を第３手段の他方の位相および中性
導体に接続し、第１および第２プラグからの中性導体を
一緒に接続する。切替え可能回路手段を選択的に閉じる
回路手段は、第１および第２プラグの位相導体に接続さ
れた第４回路手段を含み、切替え可能回路手段を閉じる
ように両プラグ間の所定の電圧差に反応する。

【０００５】

【実施例】図１は、「Ｙ」アダプタの全体構成とそれが
使用されている環境を示す。アダプタの機能は船舶接続
用のケーブルに、コンセントに接続された２つのケーブ
ルを安全に接続することである。港湾電力センター１０
はコンセント１２と１４を備えている。これらのコンセ
ントは詳細には示されてないが、それはこれが、従来の
プラグの端部を受け入れ可能である、標準の型に構成さ
れた３つのめす型導体要素をもつ従来のコンセントのた
めである。コンセント１２と１４は、位相すなわち「電
圧」導体Ｌ１又はＬ２、中性導体Ｎ１またはＮ２、およ
び接地導体Ｇをもつよう配線されている。船舶に電力供
給するとき、３極プラグ１６と１８がこれらのコンセン
トに挿入される。これらのプラグ１６と１８は、それぞ
れＬ１、Ｎ１、ＧとＬ２、Ｎ２、Ｇ線をもつケーブル２
０と２２に機構的および電気的に接続されている。他端
では、このケーブル２０と２２は任意の方式でアダプタ
装置２５に接続されている。ケーブル２０と２２は端部
コネクタ２６と２８を備えて、アダプタ装置上の適切な
コンセントに接続させることができる。その代わりに、
ケーブル２０と２２内の導体をアダプタ装置の端末スト
リップまたは任意の形に形成された導体に直接接続する
こともできる。この場合は、ケーブル２０と２２はアダ
プタ装置の一部を形成することになる。

【０００６】アダプタ装置２５の他端には、船舶のコネ
クタと互換性のある型の４極コネクタ３０が備えてある
。この４極コネクタ３０はケーブル３２の１端にあり、
その他端は、コンセント３６とアダプタ２５に接続する
プラグ３４に接続できる。プラグ３４とコンセント３６
は、「ハード配線」構成と置換可能である。この場合は
、ケーブル３２はアダプタ装置の一部を形成することに
なる。ケーブル３２は、中性および接地導体を１つずつ
と位相導体Ｌ１とＬ２をもつ４導体ケーブルである。

【０００７】図１に示すアダプタ装置内では、導体は、
直接、第１コネクタ手段１６からの接地Ｇとアダプタの
船側に位置するコンセントおよびプラグ３６と３４に相
互接続する。「直接」とは、どんなに多くの接続機構が
アダプタ内またはその両端にあろうとも、この導体は、
アダプタの両端間を電気的に中断されることなくアダプ
タ内を延在することを意味している。

【０００８】最も単純な形は、図１に示すように、アダ
プタ装置内で、ケーブル２２の接地導体Ｇは、ケーブル
２０の接地導体Ｇに直接接続されている。しかし、導体
Ｌ１、Ｎ１およびＬ２、Ｎ２は、３８で全体的に示され
た４極単段接点の端末に接続されている。導体Ｌ２が接
続されている接点の他端では、第２導体Ｌ２が導体構成
３６、３４を介して延在してケーブル３２に到る。中性
導体Ｎ２は、接点の船側で、中性導体Ｎ１に接続される
。従って、接点が開くと、ケーブル３２の導体Ｌ１とＬ
２には電流は流れない。

【０００９】接点３８は、センサと制御リレー４０の動
作により切り替え可能である。制御リレー４０は、ケー
ブル２０のＬ１とＮ１導体に接続された導体対４２とケ
ーブル２２のＬ２とＮ２導体に接続された導体対４４を
もつ。この構成では、制御リレー４０は位相導体Ｌ１と
Ｌ２上の電圧に反応し、両導体間の電圧が適切である場
合、リレー４０は接点４０を閉鎖して、コネクタ３０に
電力が送られて、船に電力が供給される。

【００１０】電圧がコネクタ３０に送られない特殊な状
態には、コンセント１２または１４からプラグ１６と１
８の１方が外れた場合も含まれる。位相線Ｌ１とＬ２は
通常、２相または３相電圧の１方の位相である。すなわ
ち、Ｌ１とＬ２間の電圧を、それらの中性導体に関して
測定して、比較すると、コンセント１２と１４が適切に
配線されているかどうかおよび導体がそれらの対応する
コンセントに接続されているかどうかが分かる。それら
が接続されている場合、電圧供給が３相または２相かに
応じて、約２１０または２４０ボルトの差が現われる。例えば、プラグ１８がコンセント１４から取り外される
と、リレー４０は接点３８を開き、プラグ１８の接触端
の電圧をゼロにし、そのプラグの接触端に接触する人の
生命を危険にさらすという状況を解消する。プラグ１８
がコンセント１４にあるかプラグ１６がそのコンセント
から外されている場合も同じである。

【００１１】図２は、図１に示す状況におけるアダプタ
で利用できる検出および切替え構成をより詳細に示す。図２に示す構成では、コネクタ５０と５２が２０と２２
などに接続されている。これらのケーブルは港湾の電力
センターのコンセントに接続可能である。コネクタ５４
は、アダプタ２５の他端で、船舶に電力を供給するため
にケーブル３２などに接続可能である。コネクタ５４は
位相Ｌ１とＬ２および中性と接地導体用の導体をもつ。線５５と５６は、一端ではコネクタ５０の位相と中性線
Ｌ１とＮ１に接続されると共にコネクタ５４の位相およ
び中性導体に接続される。これらの線５５と５６は４極
接触器６０の通常開いた状態にある接点５８ａと５８ｂ
により遮断されている。接触器６０の励磁巻線の１方の
側は、リレー７６の通常開いた状態にある接点７８を介
して接点５８ａの供給側の位相線Ｌ１に接続されており
、他方の側は位相線Ｌ２に接続されている。接点５８ｄ
と５８ｃは、コネクタ５２と５４間の位相線Ｌ２および
同じこれらのコネクタ間の中性線Ｎ２を選択的に開閉す
る。

【００１２】接触器を動かす検出および制御回路は入力
変圧器６２と６４を含む。それらの変圧器は、コネクタ
５０からのＬ１とＮ１線およびコネクタ５２からのＬ２
とＮ２線にそれぞれ接続された降圧変圧器である。図示
のように位相が調整された変圧器は、全波整流器６６の
入力端末に接続され、その出力端末は抵抗器６７と、直
列の抵抗−コンデンサ回路を介して接続されている。直
列の抵抗−コンデンサ回路は抵抗器６８とコンデンサ６
９を含む。整流器６６の下方接続は線Ｌ２に接続される
。抵抗器６８とコンデンサ６９間の接続点は、コンデン
サ８０、抵抗器７７およびトランジスタＱ１のエミッタ
間の接続点に接続される。ダイオード７０と７２は、Ｌ
１とＬ２線間で、抵抗器７４と７５とともに直列回路を
構成する。抵抗器７４と７５間の接続点は、トランジス
タＱ２のベースに接続され、トランジスタＱ２のエミッ
タはＬ２に接続された「共通」線に接続される。

【００１３】抵抗器７７はトランジスタＱ１のエミッタ
とベース間に接続され、抵抗器７８と７９はＱ１のベー
スとＱ２のベース間で直列に接続されている。コンデン
サ８０はＱ１のエミッタと抵抗器７８と７９間の接続点
の間に接続されている。Ｑ１のコレクタは、抵抗器８２
とツェナー・ダイオード８４を介して切替えトランジス
タＱ２のベースに接続されている。抵抗器８５はＱ３の
ベースとエミッタ間に接続されている。リレー巻線７６
はトランジスタＱ３のコレクタ回路に接続されている。このリレー巻線７６は単一極、双投接触点７８の動作を
制御する。抵抗器９０、ダイオード９２および発光ダイ
オード９４を含む直列回路が、接触点７８とコネクタ５
２からの線Ｌ２の間に接続される。接触点の他端はコネ
クタ５０からの線Ｌ１に接続される。

【００１４】変圧器６２と６４はそれぞれ、Ｌ１とＬ２
につながるピン１と２のそれぞれに１２０ボルトが供給
されると、ピン３と４で約１０ボルトを生成する。コネ
クタ５０と５２およびそれらに接続されたケーブルとコ
ネクタが適切に配線されると、変圧器６２と６４の出力
は、整流器６６からの電圧出力を生成するよう適切に段
階付けられる。この整流器６６は、ツェナー・ダイオー
ド７２のしきい値を越えるレベルまでコンデンサ６９を
迅速に充電する。すなわち、単一位相電源とは１８０度
位相が外れ、３位相電源とは１２０度位相が外れる。そ
のダイオードが降伏すると、電圧パルスはトランジスタ
Ｑ２に供給され、Ｑ２は導通状態になり、トランジスタ
Ｑ１を飽和状態にする。コンデンサ８０はＱ１を両パル
ス間で飽和状態に保つ。Ｑ１の電流によりツェナー・ダ
イオード８４でツェナー降伏が発生し、その結果Ｑ３が
導通状態になり、励磁リレー７６は接点７８を閉じる。これで、接触器６０の励磁巻線を介した線Ｌ１とＬ２間
の回路が完成される。この励磁巻線は接触器を励磁し、
接点５８ａ−ｄを閉じるよう動作する。線Ｌ１とＬ２は
、接触器６０を確実に励磁するのに十分な電圧差を接触
器６０上に引き起こすように１８０度または１２０度位
相がずれている。接触器が閉じられると、電圧は接触器
５４に供給される。さらに、接点７８が閉じると、発光
ダイオード８４の回路が閉じる。発光ダイオード８４に
は、電力が船のコネクタに供給されていることを表示す
るための表示器として使用される赤発光ダイオードが望
ましい。

【００１５】検出および制御回路は、接触器を安全に励
磁し電圧を安全にコネクタ５４に供給するのに適切な条
件がすべて整っていることを確認するものである。第１
の条件は、１２０ボルトが位相導体Ｌ１とＬ２にかけら
れていることである。第２の条件は、Ｌ１とＬ２にかけ
られた電圧が適切な電極のものであることで、第３の条
件は、Ｌ１の位相がＬ２のそれより１２０度または１８
０度ずれていることである。１２０度と１８０度のどち
らかかは、港湾の電力センターの電源が単一位相である
か３位相であるかによる。

【００１６】第１の条件に関して、Ｌ１またはＬ２が開
いていると、接触器６０の励磁巻線の１方の側が「浮く
ので」、接触器は励磁しない。すなわち、リレー７６が
励磁されていても、発光ダイオードを発光させたり、接
触器６０を励磁させる電圧差は存在しないし、接続状態
の位相と非接続状態の位相はつながってない。Ｌ１とＬ
２間の位相関係に関して、これら２つの線が同位相にあ
る場合、Ｌ１とＬ２間の電圧は常にゼロである。したが
って、接触器６０は励磁されない。Ｌ１とＬ２の適切な
極性を調べるには、検出回路を作動させなければならな
い。その回路にリレー７６がなければ、２４０ボルトの
代わりに１２０ボルトだけで接触器６０を励磁させるこ
とも可能であろう。こうした環境下では、２４０ボルト
で動作するよう設計された接触器は「動き」、誤った動
作による些細な衝撃により、接触器が閉じて半分の電圧
でラッチする。これは危険な条件であり、回避しなけれ
ばならない。リレー７６は以下のようにしてこの状態を
防ぐ。前述のように、変圧器６２と６４はそれぞれ１２
０ボルトの間線電圧を１０ボルトの交流電圧に変圧する
。コネクタまたはケーブルはＬ１とＮ１が逆に配線され
る場合、変圧器６２のピン１は変圧器６４のピン１と同
相にある。この状態では、６２と６４の１０ボルト出力
が相殺されて、整流器６４に送られる電圧はゼロになる
。すなわち、リレー７６を励磁する電力は消える。Ｌ２
とＮ２が逆に配線される場合にも同様の状態が現われる
。したがって、電力は船に供給されない。

【００１７】トランジスタＱ１とＱ２およびツェナー・
ダイオード７２を含む検出回路は、１２０ボルトがかけ
られると接触器６０が励磁しないようにする。その状態
が現われるのは、Ｌ１とＮ１が逆に配線されるかＬ２と
Ｎ２が逆に配線され（すなわち誤って配線された）Ｌ１
とＬ２が同相にある場合に接触器６０がＬ１とＬ２間で
接続された場合である。接触器６０の巻線は２０８／２
４０ボルトの交流に定格されているが、１２０ボルトが
かけられると、接触器は動きはじめて、わずか半分の定
格電圧で閉じてしまう。検出回路は、Ｌ１とＬ２間の瞬
時の電圧を検出する。その電圧が２０８ないし２４０ボ
ルトである場合、ツェナー・ダイオード７２は降伏現象
を起こし、回路は上記のように動作する。１２０ボルト
では、ツェナー・ダイオードは、遮断されて、トランジ
スタＱ１は非導通状態になり、リレー７６は非励磁化さ
れる。

【００１８】特殊な状態が発生するのは、線の両方が逆
に接続された場合、すなわち、Ｌ１とＮ１が逆に接続さ
れ、Ｌ２とＮ２も同様に逆に接続される場合である。図
示の回路はこの２つの逆接続を望ましくない状態とは考
えない。したがって、リレー７６は励磁し、接点７８を
閉じる。しかし、接触器６０は、間の電圧がゼロである
中性線間に接続されているので、励磁されない。抵抗器
６７は、負荷抵抗器として動作し、回路への無負荷電圧
を制限する。無負荷状態が発生するのは、３位相回路の
位相反転による。すなわち、ツェナー・ダイオード７２
が遮断されリレー７６が非励磁になる場合である。

【００１９】重要なのは、検出回路が、１方のプラグが
コンセントに挿入されるときに、上述のように、１つの
プラグのプロング上の危険な電圧を消去することである
。接触器６０はこれらの危険な環境下では閉じない。そのため、コンセントに適切にはまってないプラグに致
命的な電力が流れないようにすることができる。電子回
路では、変圧器６２、全波整流器６６、抵抗器６８およ
びコンデンサ６９から成る回路と変圧器６４を介して線
Ｌ１とＬ２間で電圧が漏洩されることがある。この漏洩
電圧は、変圧器の１次巻線と並列に接続されている抵抗
器８６と８７により約１２ボルトの交流に制限される。これらの抵抗器は、漏洩電圧を吸収する。抵抗器８６は
Ｌ２からＬ１への漏洩電圧を、抵抗器８７はＬ１からＬ
２への漏洩電圧を吸収する。抵抗器６８は、コンデンサ
６９が充電を初めるときの初期注入電流を制限する。使
用者が、１方のプラグをそのコンセントに挿入している
ときに、１方のプラグをもちそのプロングに触れること
もあろう。しかし、人の体に到達する電圧は極めて低く
、短い間であるので、無視できる。

【００２０】本発明を例示するために上記のように有益
な実施例が開示されてきたが、当分野の技術者には当然
のことながら、特許請求の範囲に記載の本発明の精神か
ら逸脱しないかぎり上記実施例には様々な変更と修正を
加えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】港湾電力センターと船舶に接続可能なケーブル
とコネクタをもつ本発明に応じてアダプタ装置の単純化
形式を示す概略回路図。

【図２】図１のアダプタ装置の切替え可能回路手段と制
御手段の概略回路図。

【符号の説明】

１２　　コンセント１４　　コンセント１６　　３極プラグ１８　　３極プラグ２０　　ケーブル２２　　ケーブル３０　　４極プラグ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】港湾に停泊中の船舶に両線間電圧の和に等
しい電圧を供給する第３コネクタをもつ港湾電力センタ
ーにある第１および第２の線間電圧コンセントに契合可
能な第１および第２プラグ・コネクタ間の接続を確実に
形成するアダプタ装置であって、前記第１および第２プ
ラグ・コネクタに電気的に接続可能であり、位相、中性
および接地導体を含む第１および第２手段と、前記アダ
プタ装置と船舶に相互接続可能であり、２つの位相導体
、１つの中性導体、および１つの接地導体を含み、船舶
電気システムに接続可能な第３導体手段と、前記第１お
よび第２プラグ・コネクタから前記第３手段の位相導体
に位相導体を選択的に接続し、前記第１および第２プラ
グ・コネクタの中性導体を一緒に前記第３導体手段の中
性導体に選択的に接続する通常開いている切り替え可能
回路手段と、前記切り替え可能回路手段を選択的に閉じ
る制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第１および
第２プラグ・コネクタからの前記位相導体に接続された
第４回路手段および前記第４回路手段に接続され、前記
切り替え可能回路手段を閉じるように前記位相間の所定
の電圧差に反応する検出手段を含むことを特徴とするア
ダプタ装置。
【請求項２】前記切り替え可能回路手段は、励磁巻線を
もつ接触器と、前記第３導体手段と前記第１および第２
プラグ・コネクタ間の前記各位相導体と、前記各中性導
体中に通常開いている接点を含む請求項１に記載の装置
。
【請求項３】前記第４回路手段は、第１および第２降圧
変圧器をもち、それらの１次巻線が前記第１および第２
手段の位相および中性導体にそれぞれ接続されており、
２次巻線が１方の側で互いに接続されて、前記２つの位
相導体上の電圧が通常の線間電圧レベルにあるときおよ
び少なくとも位相が約１２０度離れているときに事前に
選択した量の出力電圧を発生する請求項２に記載の装置
。
【請求項４】前記検出手段は、励磁巻線と、前記接触器
および前記位相導体の１つと直列接続されている通常開
いている接点とをもつリレーと、前記変圧器の出力電圧
を受け取り、それに比例した直流出力電圧を生成するよ
う接続されている整流回路手段と、前記整流回路手段の
出力端と、前記整流器の出力が事前に選択した電圧レベ
ルを越えるときに巻線を励磁する前記リレー励磁巻線に
接続された電圧感応半導体スイッチ手段とを備えている
請求項３に記載の装置。
【請求項５】港湾に停泊中の船舶に両線間電圧の和に等
しい電圧を供給するよう第３コネクタをもつ港湾電力セ
ンターにある第１および第２線間電圧コンセントに契合
可能な第１および第２プラグ・コネクタ間を確実に形成
する方法であって、前記第１および第２プラグ・コネク
タに電気的に接続可能で、それぞれ位相、中性および接
地導体を含む第１および第２手段を備える工程と、２つ
の位相導体、中性導体、接地導体を含み、前記第３コネ
クタに電圧を供給する第３導体手段を備える工程と、前
記プラグ・コネクタの少なくとも１つの位相導体を第３
導体手段の対応する位相導体に選択的に接続し、前記第
１および第２プラグ・コネクタからの中性導体を選択的
に一緒に接続する通常開いている切り替え可能な回路手
段を備える工程と、前記第１および第２手段の位相導体
上の電圧を検出する工程と、前記位相導体電圧間の電圧
と位相の関係が第１および第２手段からの第３導体手段
との接続が確実に行なわれたときのみに選択的に切り替
え可能回路手段を閉じる工程とを備えていることを特徴
とする方法。