JP2017016948A - 給電ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 電源コンセントが一箇所しかない環境下においても、他の電気機器への給電を行うことができるとともに、電源コンセントがない環境下においても、ＵＳＢ給電を必要とする電子機器の使用が可能となる給電ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】 給電ユニット本体２の下ケース２Ｂにおいて、電源プラグ３と隣接する部分には電源プラグ３と電気的に接続された第１のＡＣ補助電源コンセント９と第２のＡＣ補助電源コンセント１０が設けられている。下ケース２Ｂの一端側には図示しないＡＣ電源コンセントに差し込まれる電源プラグ３が設けられている。下ケース２Ｂの他端側にはパソコン用のスピーカ等の電子機器への電力の給電ポートとなるＵＳＢポート１４が設けられている。ＵＳＢポート１４へは電源プラグ３から出力される電力またはバッテリー１３から出力される電力が電気回路１５を介して選択的に出力されるようになっている。【選択図】 図１

Description

本発明は、ＡＣ電源を使用する扇風機等の電気機器並びに直流電源を使用するパソコン用のスピーカ等の電子機器への給電を行う給電ユニットに関する。

近年、直流電源を用いたＵＳＢ給電を利用する電子機器、例えばパソコン用のスピーカ等が増加している。このような電子機器に電力を供給するには、ＵＳＢ給電用変換アダプターを家庭のＡＣ電源コンセントに差込み行う必要がある。

また、上記電子機器を外出時に使用するときは、ＡＣ電源コンセントがある場所を探し、その場所で上記アダプターをＡＣ電源コンセントに差込み、電子機器に給電を行う必要がある。

ＡＣ電源コンセントが一箇所しかない環境下において、ＵＳＢ給電用アダプターをＡＣ電源コンセントに差込み電力を給電した場合、ＵＳＢ給電用アダプターがそのＡＣ電源コンセントを占有することになり、他の電気機器の給電にＡＣ電源コンセントを使用できなくなることが課題である。

また、外出先でＡＣ電源コンセントを見つけることができなかった場合は電子機器への給電ができなくなることが課題である。

本発明は上述した従来の課題に鑑みてなされたものであり、ＡＣ電源コンセントが一箇所しかない環境下においても、他の電気機器等への給電を行うことができる給電ユニットを提供することを目的とする。

また、本発明はＡＣ電源コンセントがない環境下においても、ＵＳＢ給電を必要とする電子機器の使用が可能となる給電ユニットを提供することを目的とする。

上述した従来の課題を解決し、上述した目的を達成するため、本発明の給電ユニットはＡＣ電源コンセントに接続される電源プラグを有する給電ユニット本体と、前記給電ユニット本体内に内蔵され、前記電源プラグから出力される電力により充電されるバッテリーと、前記給電ユニット本体に設けられ、前記電源プラグまたは前記バッテリーから出力される電力を給電するための給電ポートと、前記給電ユニット本体の前記電源プラグの近傍に設けられ、前記電源プラグと電気的に接続されたＡＣ補助電源コンセントとを有する。

この構成によれば、ＡＣ電源コンセントが一箇所しかない環境下においても、他の気機器への給電を行うことができる。また、外出先でＡＣ電源コンセントを見つけることができなかった場合でも電子機器に電力を供給することができる。

好適には、前記ＡＣ補助電源コンセントは２個設けられ、第１のＡＣ補助電源コンセントの電源プラグ差込み口と第２のＡＣ補助電源コンセントの電源プラグ差込み口が９０°離間するように各ＡＣ補助電源コンセントが前記給電ユニット本体に取り付けられている。
この構成によれば、他の電気機器の電源プラグを二つの方向から各ＡＣ補助電源コンセントに差し込むことができ、電気機器の設置状態に応じて各ＡＣ補助電源コンセントを選択して利用できる。

好適には、前記給電ユニット本体は直方体形状をなし、前記電源プラグは前記給電ユニット本体の長手方向の一端側に設けられるとともに、前記給電ポートは前記給電ユニット本体の長手方向の他端側に設けられ、前記バッテリーは前記電源プラグと前記給電ポートの間に設けられている。
この構成によれば、電源コードなしで、給電ユニットをＡＣ電源コンセントに接続できる。また、給電ポートは電源プラグから距離を置いて設けられているので、電源プラグの給電プラグに対するノイズの影響を少なくすることができる。

好適には、前記電源プラグは前記給電ユニット本体に出し入れ自在に設けられている。
この構成によれば、電源プラグの未使用時、電源プラグを給電ユニット本体に収納することができるので、給電ユニットの持ち運びが便利となる。

好適には、前記給電ポートは前記給電ユニット本体に複数個設けられている。
この構成によれば、複数の電子機器に給電を行うことができる。

好適には、前記電源プラグと前記給電ポートとの間に電気回路を設け、前記電気回路は前記電源プラグから出力される交流電圧を整流する整流回路と、前記整流回路において整流された電圧を所定レベルの直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から出力される電力によりバッテリーを充電する充電回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から前記給電ポートに出力される電力と前記バッテリーから前記給電ポートに出力される電力を切換える電力切換回路を有し、前記電力切換回路は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から出力される電圧が前記バッテリーから出力される電圧より高い時、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路からの電力を前記給電ポートに出力するとともに前記バッテリーに電力を出力し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から出力される電圧が前記バッテリーから出力される電圧より低い時、前記バッテリーからの電力を前記給電ポートに出力する。
この構成によれば、給電ポートへの電力の出力をＤＣ−ＤＣコンバータ回路からの場合と前記バッテリーからの場合に選択して行うことができる。
また、電源プラグをＡＣ電源コンセントに差込み、そして給電ポートに電力が出力されている時、充電回路にも電力が出力され、バッテリーが充電される。従って、電源プラグをＡＣ電源コンセントに差込んでいるときは常にバッテリーは充電状態に置かれるので、バッテリーの安定した充電状態を確保でき、電子機器の使用時にバッテリーからの給電を即座に行うことができる。

好適には、前記給電ユニット本体には前記給電ポートへの電力の出力のＯＮ／ＯＦＦを切換操作するための給電スイッチが設けられるとともに、前記バッテリーの充電状態を表す充電残量表示部が設けられている。
この構成によれば、バッテリーの充電残量を確認しながら電子機器を使用できるので、電子機器の電源を不用意に落とすようなことはない。

本発明によれば、ＡＣ電源コンセントが一箇所しかない環境下においても、他の電気機器への給電を行うことができる。また、本発明はＡＣ電源コンセントがない環境下においても、給電ポートを用いたＵＳＢ給電を必要とする電子機器の使用が可能となる。

本発明の実施形態に係る給電ユニットの分解斜視図である。 電源プラグを給電ユニット本体より突出させた状態を示す一部拡大斜視図である。 電源プラグを給電ユニット本体に収納した状態を示す一部拡大斜視図である。 給電ポートの部分を示す側面図である。 給電ユニットの電気回路を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態に係る給電ユニットについて、図面を参照しながら説明する。
図１は給電ユニット１の内部構造を示す給電ユニット１の分解斜視図である。給電ユニット１は直方体形状の給電ユニット本体２を有する。給電ユニット本体２は互いに突き合わせ組み合わさられる上ケース２Ａと下ケース２Ｂとからなる。

下ケース２Ｂの一端側には図示しないＡＣ電源コンセントに差し込まれる電源プラグ３が設けられている。
電源プラグ３は二股のプラグ部４、４とこのプラグ部４を保持するベース部５からなる。ベース部５は下ケース２Ｂの一端側に設けられた凹部６に収納され、プラグ部４、４は下ケース２Ｂの一端側の底板部に設けられた後述する切り欠き部７、７を介して外部に突出自在となるようにベース部５に保持されている。
電源プラグ３のベース部５にはヒンジ部８が設けられており、ベース部５はヒンジ部８を中心に図１中の矢印Ａ方向に回転できるように凹部６に収納されている。
電源プラグ３のベース部５を回転させるとプラグ部４、４は給電ユニット本体２の切り欠き部７、７から取り出される状態となる。このようにプラグ部４、４を給電ユニット本体２から取り出すことにより、プラグ部４、４をＡＣ電源コンセントに差し込むことができる。

図１に示すように、プラグ部４、４を給電ユニット本体２から取り出した時、プラグ部４、４は下ケース２Ｂの長手方向に対して平行となるようにベース部５に保持された状態となる。
このようにプラグ部４、４が保持されることにより、使用者は棒を差し込むような動作で、給電ユニット本体２のプラグ部４、４をＡＣ電源コンセントに差し込むことができ、電源プラグ３のプラグ部４、４をＡＣ電源コンセントへ簡単に差込むことができる。

図２Ａは電源プラグ３のプラグ部４、４が下ケース２Ｂの長手方向に対して直角となるようにベース部５を回転させた状態を示している。
このように、プラグ部４、４をベース部５に保持することにより、使用者は給電ユニット本体２をＡＣ電源コンセントが設けられている壁面に貼り付けられるようにして、プラグ部４、４をＡＣ電源コンセントに差し込むことができる。
従って、給電ユニット１の給電時に給電ユニット本体２が壁面から突き出るようなことはなく、給電ユニット１を使用しているとき、給電ユニット１の周りの空間を確保でき、給電ユニット１が邪魔になるようなことはない。

図２Ｂは電源プラグ３のプラグ部４、４を下ケース２Ｂの底板部に設けられた切り欠き部７、７に収納されている状態を示している。
給電ユニット１による給電を行わない時にはベース部５を図２Ａ図中矢印Ｂ方向に回転させプラグ部４、４を下ケース２Ｂの切り欠き部７、７に収納する。
このようにプラグ部４、４を切り欠き部７、７に収納することにより、給電ユニット本体２から突き出たものはなくなる。従って、給電ユニット２は単なる棒状のブロック体となり、持ち運びが便利なものとなる。

給電ユニット本体２の下ケース２Ｂにおいて、電源プラグ３と隣接する部分には電源プラグ３と電気的に接続された第１のＡＣ補助電源コンセント９と第２のＡＣ補助電源コンセント１０が設けられている。

第１のＡＣ補助電源コンセント９は電源プラグ差込み口９Ａが上ケース２Ａ側を向くように下ケース２Ｂに取り付けられている。差込み口９Ａの部分は上ケース２Ａと下ケース２Ｂを重ね合わせたとき、上ケース２Ａの上板部に形成された開口部１１を介して外部に臨む状態となっている。

第２のＡＣ補助電源コンセント１０は電源プラグ差込み口１０Ａが側方を向くように下ケース２Ｂに取り付けられている。差込み口１０Ａの部分は上ケース２Ａと下ケース２Ｂを重ね合わせたとき、上ケース２Ａの側板部に形成された開口部１２を介して外部に臨む状態となっている。
従って、第１のＡＣ補助電源コンセント９の電源プラグ差込み口９Ａと第２のＡＣ補助電源コンセント１０の電源プラグ差込み口１０Ａが９０°離間するように各ＡＣ補助電源コンセント９、１０が前記給電ユニット本体２に取り付けられている。

このように、ＡＣ補助電源コンセント９、１０を設けることにより、電源プラグ３を例えば外出先のＡＣ電源コンセントに差込み、そのＡＣ電源コンセントを占有した状態であっても、他の電気機器の電源プラグをＡＣ補助電源コンセント９、１０に差込み、ＡＣ電源をとることができるので便利である。
また、第１のＡＣ補助電源コンセント９と第２のＡＣ補助電源コンセント１０は電源プラグの差込み方向が９０°をなすように取り付けられているので、他の電気機器の電源プラグを二つの方向からＡＣ補助電源コンセント９、１０に差し込むことができ、電気機器の設置状態に応じてＡＣ補助電源コンセント９、１０を選択して利用できる。

下ケース２Ｂにおいて、ＡＣ補助電源コンセント９、１０の隣の位置には電源プラグ３から出力される電力により充電される二次電池であるバッテリー１３が取り付けられている。

下ケース２Ｂの他端側にはパソコン用のスピーカ等の電子機器へ電力を供給するための給電ポートとなるＵＳＢポート１４が設けられている。
ＵＳＢポート１４へは電源プラグ３から出力される電力またはバッテリー１３から出力される電力が電気回路１５を介して選択的に供給されるようになっている。

図３に示すように、ＵＳＢポート１４は二段に分かれた第１のポート部１４Ａと第２のポート部１４Ｂを有している。
このように、ＵＳＢポート１４に二つのポート部１４Ａ、１４Ｂを設けることにより、給電ユニット１を２台の電子機器へ給電に使用することができ、便利なものである。

ＵＳＢポート１４はバッテリー１３と電気回路１５を間に置き、電源プラグ３を一端側に設けた直方体の給電ユニット本体２の他端側に設けられ、電源プラグ３から離れた位置に設けられている。従って、電源コードなしで、給電ユニット１をＡＣ電源コンセントに接続できる。また、ＵＳＢポート１４は電源プラグ３から距離を置いて設けられているので、電源プラグ３のＵＳＢプラグ１４に対するノイズの影響を少なくすることができる。

下ケース２Ｂにおいて、電気回路１５が設けられている位置の近傍にはＵＳＢポート１４への電力の出力のＯＮ／ＯＦＦを切換操作するための押しボタン型の給電スイッチ１６が設けられている。
上ケース２Ａの天板部において、給電スイッチ１６に対応する位置には給電スイッチ１６が外部に突出する円形状の窓部１７が設けられている。従って、使用者は給電ユニット本体２を握った状態で上ケース２Ａの天板部から突出した給電スイッチ１６を操作ができるようになっている。

また、下ケース２Ｂにおいて、給電スイッチ１６と近接する位置にはバッテリー１３の充電状態を表示する４個のＬＥＤからなる充電残量表示部１８、１８、１８、１８が設けられている。上ケース２Ａの天板部において、充電残量表示部１８、１８、１８、１８に対応する位置には充電残量表示部１８、１８、１８、１８が外部に臨むように円形状の窓部１９、１９、１９、１９が設けられており、使用者は上ケース２Ａを下ケース２Ｂに重ね合わせた状態で外部から充電残量表示部１８、１８、１８、１８を視認できるようになっている。

なお、本実施形態は給電ポートを電子機器の給電用のＵＳＢポート１４として使用した例であるが、本発明は電子機器に内蔵されているバッテリーへの充電用の給電ポートとしても使用できる。従って、本発明の給電ユニットを携帯電話やスマートフォーン等の様々な電子機器の充電器としても使用でき、電子機器の専用の充電器が不要となる。

次に、図４に従い、給電ユニット１の電気回路１５について説明する。
電気回路１５は前記電源プラグ３から出力される交流電圧を整流する整流回路２０と、整流回路２０において整流された電圧を所定レベルの直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から出力される電力によりバッテリー１３を充電する充電回路２２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から給電ポート１４に出力される電力とバッテリー１３から給電ポート１４に出力される電力を切換える電力切換回路２３を有している。
電力切換回路２３はＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から出力される電圧がバッテリー１３から出力される電圧より高い時、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１からの電力を給電ポート１４に出力するとともに前記バッテリーに電力を出力し、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から出力される電圧がバッテリー１３から出力される電圧より低い時、バッテリー１３からの電力を給電ポート１４に出力するようになっている。

バッテリー１３の充電は次のようにして行われる。電源プラグ３をＡＣ電源コンセントに差込むと、電源プラグ３から出力された交流電圧は整流回路２０によって整流される。次に、整流回路２０で整流された電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１によって所定レベルの直流電圧に変換される。そして、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１によって変換された直流電圧は充電回路２２に出力され、充電回路２２によりバッテリー１３が充電される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から出力される電力は電力切換回路２３を介してＵＳＢポート１４に出力される。また、バッテリー１３から出力される電力も電力切換回路２３を介してＵＳＢポート１４に出力される。

電力切換回路２３とＵＳＢポート１４の間にはＵＳＢポート１４への電力の出力のＯＮ／ＯＦＦを切換操作するための給電スイッチ２４が設けられている。
給電スイッチ２４の押圧操作により、ＵＳＢポート１４に接続される電子機器への電力の供給を開始し、または遮断を行う。

充電回路２２にはバッテリー１３の充電状態を表示する充電残量表示部１８、１８、１８、１８が接続されており、バッテリー１３の充電状態を視認できるようになっている。

電源プラグ３をＡＣ電源コンセントに差し込みＡＣ電源と接続すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から出力される電圧がバッテリー１３から出力される電圧より高くなるため、電力切換回路２３はＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１からの電力をＵＳＢポート１４に出力するようになっている。この時、充電回路２２にはＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から電力が出力される状態になっており、バッテリー１３は充電される。
従って、電源プラグ３をＡＣ電源コンセントに差込んでいるときは常にバッテリー１３を充電していることになり、バッテリー１３の安定した充電状態を確保でき、電子機器の使用時にバッテリー１３からの給電を即座に行うことができる。

そして、電源プラグ３をＡＣ電源コンセントから取り外すと、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２１から出力される電圧がバッテリー１３から出力される電圧より低くなるため、バッテリー１３からの電力が給電ポート１４に出力され、電子機器にバッテリー１３の電力を供給することができる。

このように、本実施形態に係る給電ユニット１によれば、電源プラグ３をＡＣ電源コンセントに差込み、そしてＵＳＢポート１４に電力が出力されている時に充電回路２２にも電力が出力され、バッテリー１３が充電される。
従って、ＡＣ電源コンセントがない環境下において、ＵＳＢ給電を必要とする電子機器を使用する時は、給電ポート１４を介してバッテリー１３からの電力を電子機器に供給することができる。

また、電源プラグ３をＡＣ電源コンセントに差込みＵＳＢポート１４に電力を出力している時でも給電ユニット本体２に設けたＡＣ補助電源コンセント９、１０を利用して他の電気機器に電力を供給することができる。従って、一つのＡＣ電源コンセントしか備えられていない環境下においても、給電ユニット１を使用して、複数の電気機器を使用することができる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

本発明は電源コンセントからの電力の供給が必要な電気機器やＵＳＢポート等からの電力の供給が必要な電子機器の給電に適用される。

１・・・・・給電ユニット
２・・・・・給電ユニット本体
３・・・・・電源プラグ
９・・・・・第１のＡＣ補助電源コンセント
９Ａ・・・・電源プラグ差込み口
１０・・・・第２のＡＣ補助電源コンセント
１０Ａ・・・電源プラグ差込み口
１３・・・・バッテリー
１４・・・・ＵＳＢポート
１５・・・・電気回路
１６・・・・給電スイッチ
１８・・・・充電残量表示部
２０・・・・整流回路
２１・・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
２２・・・・充電回路
２３・・・・電力切換回路

Claims (7)

1. ＡＣ電源コンセントに接続される電源プラグを有する給電ユニット本体と、
   前記給電ユニット本体内に内蔵され、前記電源プラグから出力される電力により充電されるバッテリーと、
   前記給電ユニット本体に設けられ、前記電源プラグまたは前記バッテリーから出力される電力を給電するための給電ポートと、
   前記給電ユニット本体の前記電源プラグの近傍に設けられ、前記電源プラグと電気的に接続されたＡＣ補助電源コンセントと
   を有する給電ユニット。
2. 前記ＡＣ補助電源コンセントは２個設けられ、第１のＡＣ補助電源コンセントの電源プラグ差込み口と第２のＡＣ補助電源コンセントの電源プラグ差込み口が９０°離間するように各ＡＣ補助電源コンセントが前記給電ユニット本体に取り付けられている請求項１に記載の給電ユニット。
3. 前記給電ユニット本体は直方体形状をなし、前記電源プラグは前記給電ユニット本体の長手方向の一端側に設けられるとともに、前記給電ポートは前記給電ユニット本体の長手方向の他端側に設けられ、前記バッテリーは前記電源プラグと前記給電ポートの間に設けられている請求項１または請求項２に記載の給電ユニット。
4. 前記電源プラグは前記給電ユニット本体に出し入れ自在に設けられている請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の給電ユニット。
5. 前記給電ポートは前記給電ユニット本体に複数個設けられている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の給電ユニット。
6. 前記電源プラグと前記給電ポートとの間に電気回路を設け、前記電気回路は前記電源プラグから出力される交流電圧を整流する整流回路と、整流回路において整流された電圧を所定レベルの直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から出力される電力によりバッテリーを充電する充電回路と、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から給電ポートに出力される電力とバッテリーから給電ポートに出力される電力を切換える電力切換回路を有し、前記電力切換回路は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から出力される電圧が前記バッテリーから出力される電圧より高い時、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路からの電力を前記給電ポートに出力するとともに前記バッテリーに電力を出力し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路から出力される電圧が前記バッテリーから出力される電圧より低い時、前記バッテリーからの電力を前記給電ポートに出力する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の給電ユニット。
7. 前記給電ユニット本体には前記給電ポートへの電力の出力のＯＮ／ＯＦＦを切換操作するための給電スイッチが設けられるとともに、前記バッテリーの充電状態を表す充電残量表示部が設けられている請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の給電ユニット。