JP2004158378A

JP2004158378A - 電源プラグ及びこれを用いた電源装置

Info

Publication number: JP2004158378A
Application number: JP2002325173A
Authority: JP
Inventors: Masataka Saito; 昌孝斎藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】電源プラグの挿入を検出したときのみ電力を供給する電源プラグとその電源装置を提供する。
【解決手段】円筒形の外周に設けた外周電極２と、その内部に絶縁体１をはさんで設けた内部電極３とで構成され、その両電極により電源を供給するように構成した電源プラグＡであって、前記電源プラグＡは、外周電極２が接触する接触片１６と、内部電極３が接触する接触ピン１５とを構成した電源ジャックＢに挿入可能であり、前記電源プラグＡの内部には、電源ジャックＢに挿入した際に、当該電源プラグＡの円筒形内部に前記接触ピン１５が挿入されることにより、該挿入を検出する検出スイッチ６を設け、この検出スイッチ６により、前記電源プラグＡを電源ジャックＢに挿入したことを検出するように構成した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器に電力を供給する電源プラグ及びこの電源プラグを２次側に接続して用いたＡＣアダプタ等の電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種、電源プラグは、適用される電圧に対応して規格化（例えば、非特許文献１参照。）されており、その大きさや形状が多少異なるものの、同心円筒形のプラグ形状として、外周部に形成された電極と、その内部に絶縁体を挟んで設けられた内部電極を有する構造となっている。
【０００３】
そして、その電源プラグを出力端子に使用した電源装置として、商用交流電源コンセントから電力が供給され、トランスとその出力を整流した構成のＡＣアダプタや、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路で構成したＡＣアダプタなど、電源としての機能をＡＣアダプタの形態にしている商品が多数見られる。
【０００４】
図４は、前述の電源プラグ４０Ａとそれが差し込まれる電源ジャック４０Ｂの断面図を示すものである。
【０００５】
電源プラグ４０Ａは、挿入部を構成する円筒形の絶縁体４１に、その絶縁体４１の外周に設けた外周電極４２と、絶縁体４１の内部に形成した溝４１ａをガイドとして嵌合された内部電極４３とを有しており、この絶縁体４１の後端部４１ｂにおいて、外周電極４２用の接続端子４２ａと内部電極４３用の接続端子４３ａに、それぞれリード線４４ａ、４４ｂを半田付け４５により接続している。そして、この半田付け４５部分を含む絶縁体４１の後端部４１ｂを覆うように、樹脂成型による一次成型体４６及び二次成型体４７により、電源プラグ４０Ａの本体部分を構成している。
【０００６】
また、電源ジャック４０Ｂは、その本体部分を構成するジャック筐体４８と、電源プラグ４０Ａの絶縁体４１を挿入する孔部４９に設けられ前述の内部電極４３と接触する接触ピンよりなる電極５０と、前述の電源プラグ４０Ａの外周電極４２との接触部５１ａを形成した弾性変形可能な接触片よりなる電極５１と、その電極５１の先端の端子５１ｂと接触・離脱する端子５２ａを有するプラグ挿入検出用の電極５２を構成している。
【０００７】
図５は、前述した電源プラグ４０Ａを使用して電力を供給する電源装置４０Ｃの構成図を示すものである。電源装置４０Ｃの構成例としては、商用電源供給端子５３ａ，５３ｂ、ヒューズ５４、交流トランス５５、整流ダイオード５６ａ，５６ｂ、ノイズ除去用コンデンサ６７ａ，５７ｂ、平滑コンデンサ５８により構成されている。そして、端子５９ａ，５９ｂに直流電源を出力することができ、前述のリード線４４ａ、４４ｂを介して電源プラグ４０Ａの両電極４２，４３に供給されるようになっている。
【０００８】
このように構成された電源装置４０Ｃでは、商用電源供給端子５３ａ，５３ｂをコンセントに差し込むと、電源プラグ４０Ａからは直流電圧が供給される事となり、一般にはＡＣアダプタと呼ばれ、小型電気機器の電源装置として広く使用されている。
【０００９】
また、このようなＡＣアダプタにおいて、ＡＣアダプタの１次回路を開閉するため、１次側スイッチコードと、１次側リモコンスイッチコードプラグと、このプラグに接続され機器本体側に設けられた１次側リモコン兼電源スイッチを備えて、機器本体側でＡＣアダプタの１次側を開閉するようにし、ＡＣアダプタをコンセントに接続したままでも、待機電力を「０」にできるものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、電源プラグはないものの、ＡＣアダプタに電子機器のホルダを併設し、そのホルダに電子機器を保持していない状態では、ＡＣアダプタの１次側における端子とＡＣプラグとの間を開状態として、消費電力が「０」の状態で待機することができるものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【非特許文献１】
ＥＩＡＪＲＣ−５３２０Ａ規格
【特許文献１】
特開２０００−２２４６６７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４６３３５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような電源プラグを有する電源装置は、電源プラグを被供給体側の機器本体に有する電源ジャックに差し込んで使用することになるが、電源ジャックに差し込まずに電源装置だけをＡＣコンセントに差し込んだままで放置してしまうことがたびたびあり、省電力の観点からは好ましくない。また、人為的に抜き忘れているわけでなくても家具の裏側にあるコンセントに差し込んで電源装置を使用するときなどは、容易に抜き差しが出来ずに放置している場合も多くみうけられる。これに対して、従来例の特許文献１や特許文献２のように、待機電力を「０」にする技術は、種々提案されているが、特許文献１では１次側の開閉スイッチを機器本体に構成し小型機器へ適用するには安全性の問題があり、特許文献２ではホルダを構成するものにしか適用できないという問題があった。
【００１２】
本発明は、電源プラグの挿入を検出したときのみ電力を供給する電源プラグとその電源装置を提供することを目的としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の電源プラグは、円筒形の外周に設けた外周電極と、その内部に絶縁体をはさんで設けた内部電極とで構成され、その両電極により電源を供給するように構成した電源プラグであって、前記電源プラグは、外周電極が接触する接触片と、内部電極が接触する接触ピンとを構成した電源ジャックに挿入可能であり、前記電源プラグの内部には、前記電源プラグを電源ジャックに挿入した際に、当該電源プラグの円筒形内部に前記接触ピンが挿入されることにより、該挿入を検出する検出スイッチを設け、前記検出スイッチにより、前記電源プラグを電源ジャックに挿入したことを検出するように構成したものである。
【００１４】
また、電源装置は、前述の電源プラグを用い、該プラグと電源端子との間に構成された電力供給回路を有する電源装置であって、前記電力供給回路は、少なくとも、電源供給用のスイッチ手段と、該スイッチ手段の開閉を制御する制御回路とを設け、前記制御回路は、前記検出スイッチの開閉に応じて電力供給を制御するように構成したものである。
【００１５】
このような構成により、電源プラグが挿入されたことを検出する検出スイッチにより、この電源プラグを使用する電源装置にあっては、その検出スイッチの出力に対応して電源装置の回路を切り換えることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における電源プラグとこれが接続される電源ジャックの断面図、図２はプラグ挿入部の構成部品の斜視図、図３は図１の電源プラグを使用した電源装置を示し、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は電源装置の回路図である。
【００１８】
図において、Ａは電源プラグ、Ｂはその電源プラグＡが差し込まれる電源ジャックであり、外観上の構成は前述の従来例とほとんど同一である。
【００１９】
すなわち、電源プラグＡは、挿入部を構成する円筒形の絶縁体１に、その絶縁体１の外周に設けた外周電極２と、絶縁体１の内部に形成した溝１ａをガイドとして嵌合された内部電極３とを有しており、この絶縁体１の後端部１ｂにおいて、外周電極２用の接続端子２ａと内部電極３用の接続端子３ａに、それぞれリード線４ａ、４ｂを半田付け５により接続している。
【００２０】
また、絶縁体１の後端部１ｂには検出スイッチ６を設け、このスイッチ６の操作部となる押圧部材７が、絶縁体１の内部孔１ｃに位置する内部電極３の内部に配置されている。この検出スイッチ６は、出力端子としての電極６ａ，６ｂと、その開閉を行う弾性体よりなる可動接触片６ｃを有し、押圧部材７による押圧で可動接触片６ｃが電極６ａ，６ｂ間を閉じることができ、押圧部材７の押圧が解除されることにより可動接触片６ｃが復帰して、電極６ａ，６ｂ間は開放されるように構成してある。電極６ａ，６ｂには、リード線８ａ，８ｂがそれぞれ半田付け９により接続されており、このリード線８ａ，８ｂと前述のリード線４ａ、４ｂは一つのコード１２として電源プラグＡより取り出される。
【００２１】
そして、絶縁体１の後端部１ｂと、半田付け５部分、検出スイッチ６及びその電極６ａ，６ｂの半田付け９部分、リード線４ａ、４ｂ及びリード線８ａ，８ｂを含み、これらを覆うように、樹脂成型による一次成型体１０及び二次成型体１１により、電源プラグＡの本体部分を構成している。電源プラグＡの本体部分のの後端部には二次成型体１１の構成として、環状凹凸部１１ａが形成されて弾性変形可能としており、コード１２の屈曲によるリード線への影響を緩和するように構成されている。
【００２２】
また、電源ジャックＢは、その本体部分を構成するジャック筐体１３と、電源プラグＡの絶縁体１を挿入する孔部１４に設けられ前述の内部電極３と接触する接触ピンよりなる電極１５と、前述の電源プラグＡの外周電極２と接触する接触部１６ａを形成した弾性変形可能な接触片よりなる電極１６と、その電極１６の先端の端子１６ｂと接触・離脱する端子１７ａを有するプラグ挿入検出用の電極１７を構成している。ここで、接触ピンよりなる電極１５の先端１５ａは、電源プラグＡが挿入されることにより、検出スイッチ６の押圧部材７の先端７ａに当接し、かつ押圧することとなる。
【００２３】
図３は、前述した電源プラグＡを使用して電力を供給する電源装置Ｃの構成図を示すものであり、電源プラグＡと電源装置Ｃは、リード線４ａ、４ｂ及びリード線８ａ，８ｂよりなるコード１２を介して接続されている。
【００２４】
電源装置Ｃは、ＡＣコンセントに接続されるプラグとしての商用電源供給端子１８ａ，１８ｂを有し、その一方の端子１８ａはヒューズ２０を介して交流トランス２１の一方の１次側端子に接続し、他方の端子１８ｂ（グランド側）は１次側電源の電源供給用スイッチング素子としてのサイリスタ１９を介して交流トランス２１の他方の１次側端子に接続している。また、交流トランス２１の２次側には、整流ダイオード２２ａ，２２ｂ、ノイズ除去用コンデンサ２３ａ，２３ｂ、平滑コンデンサ２４により構成されている。そして、端子２５ａ，２５ｂに直流電源を出力することができ、前述のリード線４ａ、４ｂを介して電源プラグＡの両電極２，３に供給されるようになっている。
【００２５】
また、電源装置Ｃは、商用電源供給端子１８ａ，１８ｂと交流トランス２１との間に、サイリスタ１９の制御回路２６を構成している。すなわち、端子１８ａ，１８ｂ間に整流ダイオード２７と平滑コンデンサ２８の直列回路を接続し、その平滑コンデンサ２８の両端に制御電流設定抵抗２９と定電圧ツェナーダイオード３０を接続し、その抵抗２９とツェナーダイオード３０の接続点にエミッタ端子が接続され、コレクタ端子をサイリスタ１９のゲート端子に接続したスイッチ素子としてのトランジスタ３１を設けている。３２はトランジスタ３１のコレクタ端子と商用電源供給端子１８ｂとの間に設けたバイアス抵抗であり、サイリスタ１９の開時の安定性確保のためのものである。ここで、端子３４ａ，３４ｂは、前述のリード線８ａ，８ｂを介して検出スイッチ６の端子６ａ，６ｂに接続されており、トランジスタ３１のベース端子は、ベース保護抵抗３３と前述した検出スイッチ６を介して端子１８ｂに接続されていることとなる。
【００２６】
このような構成において、電源装置Ｃの商用電源供給端子１８ａ，１８ｂがＡＣコンセントに挿入され、この電源装置ＣにＡＣ電源が供給状態にあると、ダイオード２７とコンデンサ２８により、抵抗２９とツェナーダイオード３０には微少電流が流れるが、この時、電源プラグＡが電源ジャックＢに挿入接続されていなければ、検出スイッチ６は開放状態のままであり、トランジスタ３１のベースにはバイアス電流は流れず、オフ状態にあるためサイリスタ１９は開放状態である。そして、電源プラグＡを電源ジャックＢに挿入接続することにより、検出スイッチ６が閉じ、トランジスタ３１にベース電流が供給されてオンするので、サイリスタ１９のゲートに制御電流を供給し、サイリスタ１９が導通してトランス２１に電力が供給されることとなる。
【００２７】
すなわち、電源装置Ｃの端子１８ａ，１８ｂがＡＣコンセントに挿入されたままの状態であったとしても、電源プラグＡを電源ジャックＢに挿入していなければ、電源電圧はトランス２１には供給されないので、わずかの消費電力ですむこととなる。例えば、商用電源が１００Ｖの時、制御電流設定抵抗２９の値を１．５Ω、ツェナーダイオード３０を５Ｖとすれば、ここでの消費電力は０．０１Ｗ程度である。これは、トランス２１の励磁電力が、一般的に１Ｗ程度は有することと比較して、１／１００の大幅な省電力となる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電源プラグが挿入されたことを検出する検出スイッチにより、この電源プラグを使用する電源装置にあっては、その検出スイッチの出力に対応して電源装置の回路を切り換えることが可能となり、電源供給用のスイッチング手段を制御する制御回路を設けることにより、検出スイッチの開閉により小電力で制御可能であり、電源プラグを機器に挿入しない非使用状態で、電源装置を商用電源に接続したままであっても、その全体としての消費電力は大幅に削減できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電源プラグの断面図
【図２】同プラグの主要部構成部品の斜視図
【図３】（ａ）同プラグを使用した電源装置の外観斜視図
（ｂ）同電源装置の回路図
【図４】従来の電源プラグの断面図
【図５】（ａ）同プラグを使用した電源装置の外観斜視図
（ｂ）同電源装置の回路図
【符号の説明】
Ａ電源プラグ
Ｂ電源ジャック
Ｃ電源装置
１円筒状絶縁体
２外周電極
３内部電極
４ａ、４ｂリード線
６検出スイッチ
７押圧部材
８ａ，８ｂリード線
１５接触ピンよりなる電極
１６接触片よりなる電極
１８ａ，１８ｂ商用電源供給端子
１９サイリスタ
２６制御回路

Claims

円筒形の外周に設けた外周電極と、その内部に絶縁体をはさんで設けた内部電極とで構成され、その両電極により電源を供給するように構成した電源プラグであって、
前記電源プラグは、外周電極が接触する接触片と、内部電極が接触する接触ピンとを構成した電源ジャックに挿入可能であり、
前記電源プラグの内部には、前記電源プラグを電源ジャックに挿入した際に、当該電源プラグの円筒形内部に前記接触ピンが挿入されることにより、該挿入を検出する検出スイッチを設け、
前記検出スイッチにより、前記電源プラグを電源ジャックに挿入したことを検出するように構成したことを特徴とする電源プラグ。
前記検出スイッチは、前記接触ピンの挿入に連動する押圧部材により開閉するように構成したことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
項請求１に記載の電源プラグを用い、該プラグと電源端子との間に構成された電力供給回路を有する電源装置であって、
前記電力供給回路は、少なくとも、電源供給用のスイッチ手段と、該スイッチ手段の開閉を制御する制御回路とを設け、
前記制御回路は、前記検出スイッチの開閉に応じて電力供給を制御するように構成したことを特徴とする電源装置
前記電力供給回路は、前記検出スイッチの開閉状態検出回路を備え、電源端子が電源側と接続された状態では、少なくとも、該開閉状態検出回路には常時電源を供給するように構成したことを特徴とする請求項３記載の電源装置。
前記電源端子は商用交流電源コンセントに接続可能なプラグ端子であり、前記電源供給回路は電圧を降圧するトランスと、降圧された電圧を直流電圧に変換する整流回路とを備え、
前記電源プラグの両電極には、降圧されたＤＣ電圧が供給されるように構成したことを特徴とする請求項３又は４記載の電源装置。