JP2006147424A

JP2006147424A - 自在コンセント

Info

Publication number: JP2006147424A
Application number: JP2004337901A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takakuwa; 真高桑
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】電気機器に設けられた差込プラグに対応させてエンジン発電機の出力電力を設定するようにした自在コンセントを提供する。
【解決手段】自在コンセント２０は開口窓２３が設けられたケース体２４を有している。ケース体２４の内部には、種類の異なる複数のプラグ装着面２９ａ〜２９ｅが設けられたコンセントブロック２５が回転自在に収容されるとともに、コンセントブロック２５の回転によって複数のプラグ装着面２９ａ〜２９ｅのうち開口窓２３に露出されたプラグ装着面が自動的に検出される。その検出結果に基づいて、開口窓２３に露出されて装着される差込プラグの電気機器に対応する電力がエンジン発電機から供給される。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジン発電機により発電された電力を電圧等の仕様が相違する複数種類の電気機器に供給するようにした自在コンセントに関する。

屋外等のように商用電源端子のコンセントが存在しない場所で電気機器を使用する場合には、エンジン駆動により発電体を駆動して発電するためのエンジン発電機が使用されている。電気機器に供給される商用電源電力は日本国内では５０Hzの地域と６０Hzの地域があり、諸外国では国によって相違することがある。例えば、米国では１２０Ｖで６０Hz、オーストラリアでは２４０Vで５０Hzなどのように商用電源電力は国によって相違することがある。また、電気機器に取り付けられた差込プラグの形状も国によって相違することがあり、差込プラグが装着されるエンジン発電機のコンセントはエンジン発電機が使用される国に対応させる必要がある。

したがって、特定の国の仕様に対応させて出力電力とコンセントが設定されたエンジン発電機は、電圧等の仕様が相違する他の国においては使用することができなくなる。また、電圧と周波数が同一であっても差込プラグの形状が相違すると、エンジン発電機側のコンセントを容易に交換することができないので、その場合にはアダプタを使用する必要がある。

屋内等の商用電源端子のコンセントが各国によって相違することから、商用電源コンセントから電力の供給を受けて作動する電気機器を商用電源コンセントの形状が相違する複数の国においても使用することができるようにする機器が提案されている。例えば、特許文献１には、電気機器に電源ケーブルを介して接続されるプラグ本体内に出没自在の複数のピンを設けて商用電源コンセントの差込穴に対応させて任意のピンを突出させるようにしたプラグが記載されている。特許文献２には、各国の商用電源コンセントの差込穴にそれぞれ装着される複数のブレード板と、各国の差込プラグに対応し特定のブレード板に取り付けられる複数の面板とを有し、ブレード板と面板とを組み合わせることにより各国の差込プラグに対応することができるアダプタが記載されている。特許文献３には、電気機器に接続される電源ユニットに各国の商用電源コンセントの差込穴に対応させて出没させる複数のプロングを設けるようにした電源プラグが記載されている。さらに、特許文献４には、蝶番により回動可能に連結された一対のアダプタ本体に出没自在のプラグ端子を設けて、各国の商用電源コンセントに差し込むことができるようにしたアダプタが記載されている。
実用新案登録第３０７３８０９号公報実用新案登録第３０５６３４７号公報特開平７−２２６２７０号公報特開平９−９７６６０号公報

エンジン発電機には出力電圧と周波数を制御できるインバータ制御機能を有するものがあるが、従来では、エンジン発電機には特定の種類のコンセントしか取り付けられていないため、そのコンセントに対応する差込プラグを有する電気機器にしか電力を供給することができない。したがって、特定の国において使用されるエンジン発電機はコンセントのタイプが相違する他の国においては使用することができず、エンジン発電機を製造する場合にも各国に対応させて発生電力とコンセントを用意する必要がある。

本発明の目的は、電気機器に設けられた差込プラグに対応させてエンジン発電機の出力電力を設定するようにした自在コンセントを提供することにある。

本発明の自在コンセントは、エンジン発電機の電力出力部に接続され、電気機器の差込プラグが装着される自在コンセントであって、相互に種類の異なる差込プラグが装着される複数のプラグ装着面が外周面に設けられたコンセントブロックと、前記コンセントブロックを回転自在に収容し、特定の前記プラグ装着面を外部に露出させる開口窓が設けられたケース体と、前記ケース体内に設けられ、特定の前記プラグ装着面が前記コンセントブロックの回転により前記開口窓に対応する位置となったことを検出する装着面検出手段とを有し、特定の前記プラグ装着面に装着される差込プラグに対応させて当該差込プラグが接続された電気機器に電力を前記エンジン発電機から供給することを特徴とする。

本発明の自在コンセントは、前記ケース体に形成された案内溝を貫通して外部に突出する操作レバーを前記コンセントブロックに取り付け、前記操作レバーによりいずれかの前記プラグ装着面を前記開口窓に露出させることを特徴とする。

本発明の自在コンセントは、前記装着面検出手段はコンセントブロックと一体に回転しそれぞれの前記プラグ装着面に対応させて設けられた複数の永久磁石と、それぞれの前記永久磁石の磁力に感応するセンサとを有することを特徴とする。

本発明の自在コンセントは、それぞれの前記プラグ装着面が前記開口窓に露出されているときにおける前記コンセントブロックの回転に節度感を加えるクリック機構を前記ケース体に設けることを特徴とする。

本発明によれば、電力が供給される電気機器の差込プラグに対応するプラグ装着面が選択されると、装着面検出手段からの信号によってエンジン発電機はその電気機器に供給される電圧等の特定仕様の電力を生成する。これにより、電圧等の規格の異なる複数の電気機器を１つのエンジン発電機に接続して使用する場合でも、規格の異なる電気機器のそれぞれにアダプタを装着することなくエンジン発電機を使用することができる。

本発明によれば、操作レバーを案内溝に沿って移動させることで開口部に露出されるプラグ装着面を容易に切り替えることができ、電気機器の差込プラグに対応するプラグ装着面を開口部に露出させ、その開口部に露出されたプラグ差込部に差込プラグを装着すれば電気機器には差込プラグに対応する電力を供給することができる。

本発明によれば、コンセントブロックを回転させることにより、複数のプラグ装着面のうち任意のプラグ装着面を開口窓に容易に位置決めすることができ、いずれか１つのプラグ装着面が開口窓に露出する位置までコンセントブロックを回転させると、クリック機構によりコンセントブロックを所定の位置で停止させることができるとともに回転力に節度感ないしクリック感を与えることができ、開口窓に露出するプラグ装着面の種類をコンセントブロックの回転角度に基づいて正確に判別することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）はエンジン発電機の一例を示す外観図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示されたエンジン発電機の縦断面図である。

このエンジン発電機１は取っ手２が設けられた防音ケース３を有し、防音ケース３内にはクランク軸４を回転駆動するエンジン５が組み込まれている。クランク軸４にはエンジンを始動させるためのリコイルスタータ６が装着され、エンジン５には燃料タンク７から燃料が供給され、排出ガスはマフラ８で消音された後に外部に排出される。防音ケース３内にはクランク軸４により回転駆動されるアウタロータ９ａと防音ケース３側に固定されるステータ９ｂとを有する発電体９が組み込まれており、エンジン５により駆動される発電体９によって電力が生成される。防音ケース３の正面には、エンジンスイッチ、発電機が作動中であることを表示する表示部などを有する操作盤１０が設けられている。

このエンジン発電機１により交流を出力する場合には発電電圧を一旦直流に変換した後に所望の周波数の交流に変換して出力しており、出力電力の周波数と電圧とを設定するためのインバータ回路１１と、インバータ回路１１を制御するＰＷＭ制御方式などの制御部１２とを備えるコントロールユニット１３がエンジン発電機１に設けられ、このコントロールユニット１３は電力出力部を構成している。制御部１２は、制御信号を演算処理するマイクロプロセッサＣＰＵ、コンセントの規格に対応した周波数データや電圧データを格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭおよび入出力ポート等を有している。

図２はエンジン発電機と本発明の一実施の形態である自在コンセントとの接続関係を概略的に示す模式図であり、図３は図２に示された自在コンセントを拡大して示す斜視図であり、図４は図３におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、図５は図４の一部を示す拡大断面図であり、図６（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図であり、コンセントブロックを相互に相違する角度に回転させた状態を示す。図７（Ａ）〜（Ｅ）は図６（Ａ）〜（Ｅ）に対応するケース体の正面図である。

図２に示すように、自在コンセント２０はエンジン発電機１の電力出力部であるコントロールユニット１３に電源ケーブル２１を介して接続されており、電源ケーブル２１にはコントロールユニット１３に電気的に接続されるコネクタ２２が設けられている。電源ケーブル２１を直接コントロールユニット１３に接続するようにしても良く、図１（Ａ）に示すように操作盤１０にコネクタ２２が着脱自在に装着される発電機側コネクタを取り付けて、発電機側コネクタを介してコントロールユニット１３に接続するようにしても良い。

自在コンセント２０は、図３および図４に示すように、四角形状の開口窓２３が正面側に形成された箱型のケース体２４を有しており、ケース体２４は正面壁２４ａ、左右の側壁２４ｂ，２４ｃ、底壁２４ｄおよび天壁２４ｅを有し、背面側は電源ケーブル２１を貫通させるように開口されている。このケース体２４内にはコンセントブロック２５が回転自在に収容されており、コンセントブロック２５には図４に示すようにケース体２４の底壁２４ｄと天壁２４ｅとにそれぞれ取り付けられた軸受２６ａ，２６ｂにより回転自在に支持される回転軸２７が取り付けられている。なお、回転軸２７に代えて固定軸をケース体２４内に固定し、その固定軸に対して軸受を介してコンセントブロック２５を回転自在に装着するようにしても良い。

コンセントブロック２５は底壁２４ｄに対向する下端面２８ａと、天壁２４ｅに対向する上端面２８ｂと、正面壁２４ａおよび側壁２４ｂ，２４ｃに対向する外周面２８ｃとを有し、外周面２８ｃには回転方向に４５度毎に５つのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅが設けられている。それぞれのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅの回転方向縁部は、コンセントブロック２５の回転時にケース体２４の内周面に縁部が接触しないように回転軸２７から所定の半径に設定されている。コンセントブロック２５のプラグ装着面２９ａ〜２９ｅ以外の外周面２８ｃは、図６に示すように、電源ケーブル２１が接続されるケーブル取付面２９ｆとなっている。

それぞれのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅのうち、第１のプラグ装着面２９ａには、図７（Ａ）に示すようにオーストラリア（ＡＵ）仕様のプラグ差込部３０ａが設けられており、このプラグ差込部３０ａに差し込まれる差込プラグを介して電気機器には２４０Ｖ，５０Hzの電力が供給される。第２のプラグ装着面２９ｂには、図７（Ｂ）に示すように米国（ＵＳ１）仕様のプラグ差込部３０ｂが設けられており、このプラグ差込部３０ｂに差し込まれる差込プラグを介して電気機器には１２０Ｖ，６０Hzの電力が供給される。第３のプラグ装着面２９ｃには、図７（Ｃ）に示すように欧州（ＥＵ）仕様のプラグ差込部３０ｃが設けられており、このプラグ差込部３０ｃに差し込まれる差込プラグを介して電気機器には２３０Ｖ，５０Hzの電力が供給される。第４のプラグ装着面２９ｄには、図７（Ｄ）に示すように日本仕様のプラグ差込部３０ｄが設けられており、このプラグ差込部３０ｄに差し込まれる差込プラグを介して電気機器には１００Ｖ，５０Hzの電力が供給される。そして、第５のプラグ装着面２９ｅには、図７（Ｅ）に示すように米国（ＵＳ２）仕様のプラグ差込部３０ｅが設けられており、このプラグ差込部３０ｅに差し込まれる差込プラグを介して電気機器には２４０Ｖ，６０Hzの電力が供給される。

このように、それぞれのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅには相互に種類の異なる差込プラグが装着されるプラグ差込部３０ａ〜３０ｅが設けられており、コンセントブロック２５を回転させて任意のプラグ装着面をケース体２４の開口窓２３に露出させるために、コンセントブロック２５の上端面２８ｂには操作レバー３２が回転軸２７から所定の距離離れて取り付けられており、この操作レバー３２はケース体２４の天壁２４ｅに図３に示すように円弧状に形成された案内溝３３を貫通して外部に突出している。したがって、操作レバー３２を手に持ってコンセントブロック２５を回転させると、５つのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅのいずれかを開口窓２３に位置決めして露出させることができる。例えば、図３においては、ＪＰと表示された位置に操作レバー３２を移動させて開口窓２３に日本仕様のプラグ装着面２９ｄを露出させた状態が示されており、電気機器の差込プラグ３１をプラグ差込部３０ｄに差し込むと、電気機器には１００Ｖ，５０Hzの電力が差込プラグ３１を介して供給される。

それぞれのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅが開口窓２３に露出されているときにコンセントブロック２５の回転力に抵抗感ないし節度感を加えるために、図５に示すように回転軸２７にはそれぞれのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅに対応させてそれぞれ円錐形状の穴からなる係合凹部３４が形成されており、軸受２６ｂ内にはそれぞれの係合凹部３４に係合するボール３５が組み込まれ、ボール３５には軸受２６ｂ内に組み込まれたばね部材３６により回転軸２７に向かう方向のばね力が加えられている。図５においては、回転軸２７にプラグ装着面２９ａ〜２９ｅに対応させて回転方向に４５度毎に５つの係合凹部３４が形成されているが、そのうちの１つが示されている。

このように、ボール３５と係合凹部３４とによりクリック機構が構成されており、いずれかのプラグ装着面が開口窓２３に露出されている状態のもとで他のプラグ装着面を開口窓２３に露出させるためにコンセントブロック２５を回転させる際には、比較的大きな回転力を操作レバー３２に加える必要があり、回転途中ではコンセントブロック２５を緩く回転させることができる。図示する場合には係合凹部３４とボール３５とによりクリック機構が構成されているが、係合凹部３４に係合する係合部材としては、ボール３５に代えて先端が半球形状となった棒材等を用いても良く、ボール３５を回転軸２７内に組み込んで、軸受２６ｂの内周面に係合凹部３４を形成するようにしても良い。さらに、係合凹部３４をコンセントブロック２５の下端面２８ａまたは上端面２８ｂに形成し、ケース体２４の底壁２４ｄまたは天壁２４ｅにボール３５が組み込まれた部材を取り付けるようにしても良い。

コンセントブロック２５の回転操作によっていずれかのプラグ装着面が開口窓２３の位置となったかを自動的に検出するために、回転軸２７にはロータ３７が固定されている。このロータ３７には５つのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅにそれぞれ対応させて永久磁石３８が設けられており、それぞれの永久磁石の磁力に感応する磁気センサ３９がケース体２４の天壁２４ｅに取り付けられ、磁気センサ３９からの信号は、図２に示すように信号ケーブル２１ａを介して制御部１２に送られる。このように、永久磁石３８と磁気センサ３９とにより特定のプラグ装着面が開口窓２３に対応する位置となったことを検出する装着面検出手段が形成されている。なお、永久磁石３８をコンセントブロック２５と一体に回転する部材に設けるようにすれば、回転軸２７に固定されたロータ３７に永久磁石３８を取り付けることなく、コンセントブロック２５の下端面２８ａまたは上端面２８ｂに永久磁石３８を直接取り付けるようにし、磁気センサ３９をケース体２４の底壁２４ｄまたは天壁２４ｅに取り付けるようにしても良い。

磁気センサ３９の検出信号はコントロールユニット１３の制御部１２に送られるようになっており、制御部１２のメモリには、ＥＵ仕様に対応するプラグ装着面２９ｃが開口窓２３に露出する位置を初期位置(INI)として予め記憶されており、その初期位置からの回転角度に対応して、いずれのプラグ装着面が開口窓２３に露出されたか否かが記憶されている。これにより、例えば、操作レバー３２を初期位置INIからJPと表示された位置まで操作してコンセントブロック２５を初期位置から＋４５度回転させると、磁気センサ３９からの信号により開口窓２３には日本仕様に対応するプラグ装着面２９ｄが露出されていることを自動的に検出することができる。なお、ケース体２４の天壁２４ｅには、ＥＵ仕様のプラグ装着面２９ｃが開口窓２３に露出されているときにはその位置が操作レバー３２の初期位置であることをINIと標記して示されている。ただし、いずれのプラグ装着面を初期位置に設定するようにしても良い。

図８はコントロールユニット１３において実行され磁気センサからの信号に基づいてプラグ装着面に装着される差込プラグに対応する電力を電気機器に供給するための電力供給制御手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１において磁気センサ３９からの検出信号を読み込んで、ステップＳ２においてコンセントブロック２５が回転されていないと判定されたら、開口窓２３にはＥＵ仕様に対応するプラグ装着面２９ｃが露出しているものと判定し、プラグ差込部３０ｃにはインバータ回路１１からＥＵ仕様の電気機器に対応する電力（２３０Ｖ、５０Hz）が出力される（ステップＳ３）。ステップＳ４においてコンセントブロック２５が初期位置から＋４５度回転したと判定されたら、日本仕様の電気機器に対応する電力（１００Ｖ、５０Hz）が出力される（ステップＳ５）。なお、図３および図８において、＋符号はコンセントブロック２５の回転方向が時計回りであることを示しており、−符号は反時計回りであることを示している。

以下、同様にして、磁気センサ３９からの検出信号に基づいてコンセントブロック２５が＋９０度回転したときには（ステップＳ６）米国仕様２の電気機器に対応する電力（２４０Ｖ、６０Hz）が出力される（ステップＳ７）。また、検出信号に基づいてコンセントブロック２５が初期位置から−４５度回転したときには（ステップＳ８）米国仕様１の電気機器に対応する電力（１２０Ｖ、６０Hz）が出力され（ステップＳ９）、コンセントブロック２５が−９０度回転したときには（ステップＳ１０）オーストラリア仕様の電気機器に対応する電力（２４０Ｖ、５０Hz）が出力される（ステップＳ１１）。このように、エンジン発電機１で生成される電力は、開口窓２３に露出されるプラグ装着面２９ａ〜２９ｅの種類に対応させて自動的に変換されて電気機器に供給される。なお、いずれかのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅが開口窓２３に完全に露出されていない状態、つまり磁気センサ３９からの検出信号により予め設定された回転角度のいずれにも該当しない状態のときには電力は供給されない（ステップＳ１２）。

いずれかのプラグ装着面が開口窓２３に位置決めされれば、上述したクリック機構によりコンセントブロック２５は初期位置に対して所定の回転角度（０°、±４５°、±９０°）で停止されるとともに回転操作力を加えないとコンセントブロック２５を回転させることができない。コンセントブロック２５の回転角度を検出すれば開口窓２３に露出したプラグ装着面２９ａ〜２９ｅの種類を正確に判別することができるとともに、開口窓２３にいずれかのプラグ装着面が完全に露出した状態となっていないことも判断することができ、機器の誤作動を未然に防止することができる。

図示する場合には、装着面検出手段を磁気センサ３９と永久磁石３８とにより形成しているが、磁気センサ３９に代えてコイルをケース体２４側に設けるようにし、永久磁石３８によりコイルに発生する電流によりプラグ装着面の種類を判定するようにしても良い。さらに、回転軸２７またはコンセントブロック２５にそれぞれのプラグ装着面２９ａ〜２９ｅに対応させて設けられた５つのドグと、ケース体２４側に設けられそれぞれのドグにより作動するリミットスイッチやマイクロスイッチとにより装着面検出手段を形成するようにしても良い。また、装着面検出手段としては、ロータリエンコーダやポテンショメータを用いることも可能であり、さらに光センサを用いるようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、コンセントブロック２５には２つ以上であればいくつでもプラグ装着面を設けることができ、１００Ｖ，５０Hzの日本仕様と、１００Ｖ，６０Hzの日本仕様の２つのプラグ装着面のみをコンセントブロック２５に設けるようにしても良く、さらには直流で作動する電気機器に対して電力を供給するための直流仕様のプラグ装着面を設けるようにしても良い。本発明の自在コンセントは、図１に示したエンジン発電機のみならず、種々のタイプのエンジン発電機に取り付けることができる。

（Ａ）はエンジン発電機の一例を示す外観図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示されたエンジン発電機の縦断面図である。エンジン発電機と本発明の一実施の形態である自在コンセントとの接続関係を概略的に示す模式図である。図２に示された自在コンセントを拡大して示す斜視図である。図３におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図４の一部を示す拡大断面図である。（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図であり、コンセントブロックを相互に相違する角度に回転させた状態を示す。（Ａ）〜（Ｅ）は図６（Ａ）〜（Ｅ）に対応するケース体の正面図である。コントロールユニットにおいて実行され磁気センサからの信号に基づいてプラグ装着面に装着される差込プラグに対応する電力を電気機器に供給するための電力供給制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１エンジン発電機
９発電体
１２制御部（電力出力部）
２０自在コンセント
２４ケース体
２５コンセントブロック
２９ａ〜２９ｅプラグ装着面
３０ａ〜３０ｅプラグ差込部
３２操作レバー
３３案内溝
３４係合凹部
３５ボール（クリック機構）
３８永久磁石
３９磁気センサ（装着面検出手段）

Claims

エンジン発電機の電力出力部に接続され、電気機器の差込プラグが装着される自在コンセントであって、
相互に種類の異なる差込プラグが装着される複数のプラグ装着面が外周面に設けられたコンセントブロックと、
前記コンセントブロックを回転自在に収容し、特定の前記プラグ装着面を外部に露出させる開口窓が設けられたケース体と、
前記ケース体内に設けられ、特定の前記プラグ装着面が前記コンセントブロックの回転により前記開口窓に対応する位置となったことを検出する装着面検出手段とを有し、
特定の前記プラグ装着面に装着される差込プラグに対応させて当該差込プラグが接続された電気機器に電力を前記エンジン発電機から供給することを特徴とする自在コンセント。
請求項１記載の自在コンセントにおいて、前記ケース体に形成された案内溝を貫通して外部に突出する操作レバーを前記コンセントブロックに取り付け、前記操作レバーによりいずれかの前記プラグ装着面を前記開口窓に露出させることを特徴とする自在コンセント。
請求項１または２記載の自在コンセントにおいて、前記装着面検出手段はコンセントブロックと一体に回転しそれぞれの前記プラグ装着面に対応させて設けられた複数の永久磁石と、それぞれの前記永久磁石の磁力に感応するセンサとを有することを特徴とする自在コンセント。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の自在コンセントにおいて、それぞれの前記プラグ装着面が前記開口窓に露出されているときにおける前記コンセントブロックの回転に節度感を加えるクリック機構を前記ケース体に設けることを特徴とする自在コンセント。