JP2017084632A

JP2017084632A - 差込みプラグ

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Publication number: JP2017084632A
Application number: JP2015212457A
Authority: JP
Inventors: 江尻　孝一郎; Koichiro Ejiri; 孝一郎江尻; 晴彦近藤; Haruhiko Kondo; 梨恵阿部; Rie Abe
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2035-10-29
Also published as: CN106654761A; US20170125957A1; JP6229705B2; US9722373B2

Abstract

【課題】電気製品の電源コードに接続する差込みプラグを２種類を用意することなく、交流電源コンセントと直流電源コンセントのいずれにも差込み自在の差込みプラグを提供する。【解決手段】一対の栓刃のうち一方の栓刃を軸周りに回動自在にプラグケースに取り付け、他方の栓刃と平行な第１回転位置で位置決めして、交流電源コンセントへ差込み自在にするとともに、他方の栓刃に直交する第２回転位置で位置決めして、直流電源コンセントへ差込み自在とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電源に接続するコンセントへ一対の栓刃を差し込んで接続する差込みプラグに関し、更に詳しくは、商用直流電源に接続する直流電源コンセントと商用交流電源に接続する交流電源コンセントのいずれにも差し込むことが可能な差込みプラグに関する。

近年、電気製品の多くがその内部は直流で動作することから、交流給電による電力消費の無駄を省くために、家庭内に配電される電源についても直流電源とすることが検討されている。交流電源を配電する一対の電源線には、一対の電源線間に相対的な交流電圧が発生するだけであるので、商用交流電源に接続する交流電源コンセントの一対の端子間に極性はなく、従って、差込プラグの一対の一方の栓刃をいずれの端子へ差し込んでも誤接続とならなず、従来の交流電源コンセントの一対の端子は、同形状で互いに平行に配置されている。一方、直流電源を配電する一対の電源線の一方は接地電位、他方は直流電圧の電位となっているので一対の電源線間が極性があり、直流電源コンセントの一対の端子は、差込プラグの極性が異なる一対の栓刃を誤って差し込まないように、互いに直交する向きに配置されている。

直流給電が普及する段階では、交流給電と直流給電が混在するので、電気製品も交流電源と直流電源で動作する２種類が混在し、いずれの電気製品であっても使用できるように、図７に示すように、交流電源コンセント１０１と直流電源コンセント１０２の２種類を設けた複合コンセント１００が特許文献１で提案されている。この複合コンセント１００は、交流電源コンセント１０１には、交流電源に接続する電源線を接続し、直流電源コンセント１０２には、交流電源を平滑、整流した後、ＤＣ−ＤＣ変換した所定の直流電圧を一対の端子に加えている。

特開２０００−１２１７４号公報

従来の複合コンセント１００を使用したとしても、交流電源コンセント１０１と直流電源コンセント１０２とでは一対の端子の配置が異なるので、交流電源と直流電源で動作する２種類の電気製品には、それぞれ、電源コードの端末に交流電源コンセント１０１に差込み可能な差込みプラグと直流電源コンセント１０２に差込み可能な差込みプラグの２種類を用意する必要がある。

また、複合コンセント１００は、２種類のコンセント１０１、１０２を配置しているので、従来の商用交流電源に用いられている交流電源コンセント１０１と外形が異なるので、壁などに埋め込まれた交流電源コンセント１０１を複合コンセント１００へ交換することは容易ではなかった。

また、従来の交流給電システムから直流給電システムに変更する場合には、家庭内に引き込まれる商用交流電源をＡＣ−ＤＣ変換すれば、家庭内に配線された一対の交流電源線を交換せずに交流電源コンセントを直流電源コンセントして使用できるが、上述の通り、交流電源コンセントと直流電源コンセントとでは一対の端子の配置が異なるので、直流電源で動作する電気機器の電源コードに接続する直流用の差込みプラグを差し込んで電気機器を動作させることはできない。結局、直流電源コンセントを交流電源コンセントに交換するまでは、直流電源で動作する電気機器を使用することができない。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、電気製品の電源コードに接続する差込みプラグを２種類を用意することなく、共通の差込みプラグで交流給電と直流給電のいずれにも対応する差込みプラグを提供することを目的とする。

また、従来の交流電源コンセントを直流電源コンセントに交換することなく、直流電源で動作する電気機器の電源コードに接続する差込みプラグを差し込んで電気機器を動作させることが可能な差込みプラグを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１に記載の差込みプラグは、電源コードの端末に接続する少なくとも一対の一方の栓刃と他方の栓刃を、絶縁プラグケースの接続面から突出させ、電源に接続するコンセントへ差込んで、電源コードを電源に接続する差込みプラグであって、前記一方の栓刃の周囲に固定され、絶縁プラグケースに回動自在に収容されるローターと、前記絶縁プラグケースに設けられ、前記一方の栓刃の長手方向の軸周りに、前記一方の栓刃が前記他方の栓刃と平行となる第１回転位置と、前記一方の栓刃が前記他方の栓刃に直交する第２回転位置間の少なくとも９０度以上の回転角で、前記ローターを回動自在に案内する案内手段と、第１回転位置と第２回転位置でローターの回動を位置決めする位置決め手段とを備え、
ローターを第１回転位置に位置決めした前記一方の栓刃と前記他方の栓刃を、商用交流電源に接続する交流電源コンセントへ差込み自在とする前記接続面の位置から突出させ、ローターを第２回転位置に位置決めした前記一方の栓刃と前記他方の栓刃を、商用直流電源に接続する直流電源コンセントへ差込み自在とする前記接続面の位置から突出させることを特徴とする。

一方の栓刃に固定されたローターを第１回転位置へ回動し、位置決め手段で位置決めすると、一対の栓刃が互いに平行に接続面から突出し、交流電源コンセントへ差込み自在となり、一方の栓刃に固定されたローターを第２回転位置へ回動し、位置決め手段で位置決めすると、一対の栓刃が互いに直交して接続面から突出し、直流電源コンセントへ差込み自在となる。従って、同一の差込みプラグで交流用と直流用のいずれの電源コンセントへも接続できる。

請求項２に記載の差込みプラグは、一方の栓刃が、接地側の電源コードに接続していることを特徴とする。

ローターを回動させる一方の栓刃が接地電位となっている。

請求項３に記載の差込みプラグは、位置決め手段が、ローターの外側面に固定された第１強磁性体と、ローターの第１回転位置と第２回転位置で第１強磁性体に対向する部位の案内手段に固定され、第１強磁性体に吸引される第２強磁性体で構成されることを特徴とする。

ローターが第１回転位置と第２回転位置にあるときに、第１強磁性体と第２強磁性体が吸引し、１回転位置と第２回転位置でローターが位置決めされる。

請求項４に記載の差込みプラグは、位置決め手段が、第１回転位置と第２回転位置とのいずれかで選択的にローターの回動を固定する固定手段と固定手段の固定を解除する解除手段からなることを特徴とする。

ローターは、固定手段により、第１回転位置と第２回転位置のいずれかで選択的に回動が固定され、解除手段でその固定が解除される。

請求項１の発明によれば、電気製品の電源コードに接続する差込みプラグを２種類を用意することなく、共通の差込みプラグで交流給電と直流給電のいずれにも対応できる。

また、交流給電から直流給電に変換した電源線に接続する交流電源コンセントを残したまま、その交流電源コンセントに直流電源で動作する電気機器の電源コードに接続する差込みプラグを差し込み、その電気機器を動作させることができる。

請求項２の発明によれば、ローターに固定した一方の栓刃が接地電位となっているので、栓刃を持ってローターを回動させる場合に、感電の危険がない。

請求項３の発明によれば、ローターが回動して一方に栓刃に接続する電源コードが捻れ、ローターに電源コードの捻れを戻す方向にトルクが発生しても、ローターは、第１回転位置若しくは第２回転位置で位置決めされ、一方の栓刃が不用意に回転しない。

請求項４の発明によれば、ローターは、意図的に解除手段で固定手段による固定を解除しない限り、第１回転位置と第２回転位置から回動しないので、他方の栓刃に対する一方の栓刃の向きを不用意に変更しない。

本発明の一実施の形態に係る差込みプラグ１を上カバー２１を省略して示す斜視図である。差込みプラグ１の分解斜視図である。第１回転位置のローター３で切断した差込みプラグ１の縦断面を、上カバー２１を分解して示す縦断面図である。第２回転位置のローター３で切断した差込みプラグ１の縦断面を、上カバー２１を分解して示す縦断面図である。ローター３が第１回転位置にある状態で、一方の栓刃４の後端部で切断した差込みプラグ１の縦断面を、上カバー２１を分解して示す縦断面図である。ローター３が第２回転位置にある状態で、一方の栓刃４の後端部で切断した差込みプラグ１の縦断面を、上カバー２１を分解して示す縦断面図である。従来の複合コンセント１００を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る差込みプラグ１を、図１乃至図６を用いて説明する。本実施の形態に係る差込みプラグ１は、図１に示すように、一対の直流電源コード５０の端末に接続され、直流電源コード５０の他側に接続される図示しない図示しない電気機器に商用直流電源を給電するもので、絶縁性のプラグケース２の接続面２ａから図示しないコンセントへ差し込む一対の栓刃４、５が突出している。以下の本明細書では、一対の栓刃４、５の突出方向を前方と、前方から接続面２ａを見た図１の各方向を上下左右方向として各部を説明する。

一対の栓刃４、５は、それぞれ導電性金属板によって細長板状に形成され、各プラグケース２内で、各後端部の内側面に直流電圧が加えられる高圧側直流電源コード５０＋と接地電位とされるグランド側直流電源コード５０−の芯線が半田接続される。このうち、グランド側直流電源コード５０−に接続する一方の栓刃（以下、可動栓刃という）４は、プラグケース２に回動自在に、高圧側直流電源コード５０＋に接続する他方の栓刃（以下、固定栓刃という）５は、中間の取付部５ａが上カバー２１と下カバー２２を結合して形成される角孔７に位置決めされ、プラグケース２に固定される。

図２に示すように、可動栓刃４の中間の取付部の周囲には、絶縁プラスチックからなる円筒体状のローター３が一体成形して固定されている。ローター３は、上カバー２１と下カバー２２を結合して形成される円筒孔８内に游嵌される。ローター３の外周面は、一体でローター３を挿通する可動栓刃４の前後方向に沿った中心軸周りの円筒形に形成され、円筒孔８の内側面はこのローター３の外周面と同軸上にその周囲に形成されるので、円筒孔８は、ローター３と可動栓刃４を上記中心軸周りで回動自在に案内する。

一方、円筒孔８が接続面２ａに開口する開口部の左下側と右上側には、下カバー２２と上カバー２１から一対のストッパー突部９が突設されるとともに、可動栓刃４の後端部が回動する回動範囲に下カバー２２に水平段部１０と上カバー２１に鉛直壁部１１が一体に形成されている。従って、中心軸周りで回動自在の可動栓刃４は、時計回りに回転す可動栓刃４がストッパー突部９の鉛直面と鉛直壁部１１のいずれかに当接する第１回転位置と、反時計回りで回転する可動栓刃４がストッパー突部９の水平面と水平段部１０のいずれかに当接する第２回転位置の間の９０度の回転角度の範囲で回動するように規制されている。

ローター３の外周面内の任意の位置に、強磁性体である永久磁石１２がローター３の成形の際に埋設され、ローター３が第１回転位置と第２回転位置である場合に、永久磁石１２に対向する円筒孔８の内壁面内に永久磁石１２に吸引される強磁性体である薄肉鉄板１３Ａ、１３Ｂが固定して取り付けられている。例えば、図３に示すように、本実施の形態では、ローター３が第１回転位置にある場合にローター３の右側に永久磁石１２が埋設されているので、第１回転位置で永久磁石１２に対向する薄肉鉄板１３Ａは、下カバー２２の円筒孔８の右側の内壁面内に、第２回転位置で永久磁石１２に対向する薄肉鉄板１３Ｂは、上カバー２２の円筒孔８の上側の内壁面内に取り付けられている。

永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ａ、１３Ｂは、ローター３を第１回転位置と第２回転位置のそれぞれで位置決めする位置決め手段となるもので、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ａの間が最も接近する第１回転位置で最大となる両者間の吸引力がローター３を第１回転位置に位置決めし、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ｂの間が最も接近する第２回転位置で最大となる両者間の吸引力がローター３を第２回転位置に位置決めする。これにより、ローター３の回動によって回動する可動栓刃４に半田付けされたグランド側直流電源コード５０−が捻れて、ローター３に捻れを戻す方向のトルクが発生したり、接続面２ａから突出する可動栓刃４に不用意に外力が働いても、第１回転位置と第２回転位置を保持し、可動栓刃４が回動しない。

尚、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ａ、１３Ｂの両者が互いに吸引する関係にあれば、ローター３側に薄肉鉄板などの強磁性体を、円筒孔８内のプラグケース２側に永久磁石などの強磁性体を配設してもよい。また、ローター３側に配置する強磁性体と、円筒孔８内のプラグケース２側に配置する強磁性体は、ローター３の第１回転位置と第２回転位置で互いが最も接近する対向位置にあればよいので、それぞれを取り付けやすい本実施の形態とは異なる場所に取り付けても良い。

このように構成された差込みプラグ１の製造は、永久磁石１２を埋設したローター３を、接続面２ａから前方に突出する部分を残した可動栓刃４の中間位置の周囲に一体成形する。また、ローター３の第１回転位置と第２回転位置でそれぞれ永久磁石１２に対向する円筒孔８の周囲の下カバー２２及び上カバー２１の部位に薄肉鉄板１３Ａと薄肉鉄板１３Ｂを取り付ける。

その後、後端部に高圧側直流電源コード５０＋とグランド側直流電源コード５０−の芯線を半田接続した固定栓刃５と可動栓刃４とを、固定栓刃５の取付部５ａを角孔７内に、可動栓刃４のローター３を第１回転位置として円筒孔８内に収容し、それぞれ下カバー２２上に前後方向に沿って取り付け、全体を覆う上カバー２１を下カバー２２にネジ止めして、組み立てが完了する。

組み立てられた状態で、図１に示すように、固定栓刃５と可動栓刃４とは、幅方向が鉛直方向となる姿勢でプラグケース２に取り付けられ、接続面２ａから、所定間隔を隔てて互いに平行に前方に突出して、図７に示す交流電源コンセント１０１に差込み自在の形状となっている。

また、可動栓刃４は、前後方向の軸周りに回動自在にプラグケース２に取り付けられているので、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ａ間の吸引力に抗して、接続面２ａから前方に突出する可動栓刃４の部分を持って、可動栓刃４がストッパー突部９の水平面と水平段部１０のいずれかに当接する第２回転位置まで、第１回転位置から反時計回りに９０度回転させることができる。第２回転位置では、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ｂが最も接近して互いの吸引力が最大となるので、ローター３に固定する可動栓刃４は、幅方向が水平方向となる第２回転位置で位置決めされる。

ローター３が第２回転位置に位置決めされた状態では、可動栓刃４は、鉛直方向を幅方向とする固定栓刃５に直交してプラグケース２の接続面２ａから前方に突出するので、図７に示す直流電源コンセント１０２に差込み自在の形状となる。

同様に、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ｂの吸引力に抗して、ローター３を第２回転位置から第１回転位置まで時計回りに回転させることができるので、可動栓刃４を固定栓刃５と平行に突出させ、交流電源コンセント１０１に差込み自在の形状に戻すこともできる。

従って、壁などに埋め込まれた従来の交流電源コンセント１０１を交換することなく、家屋やビル内の配電を直流給電に変更して直流給電用の電源コンセントとして用いても、第１回転位置とした差込みプラグ１を差し込んで、電源コード５０に接続する負荷を直流電源で動作させることができ、また、交流電源コンセント１０１を直流電源コンセント１０２に交換した後も、負荷側に接続する差込みプラグ１を変更せずに差し込んで、負荷を直流電源で動作させることができる。

上述の実施の形態では、永久磁石１２と薄肉鉄板１３Ａ、１３Ｂの吸引力でローター３を第１回転位置と第２回転位置で位置決めしているが、第１回転位置と第２回転位置から可動栓刃４を手動で回動させることができれば、乗り越え可能な凹凸からなる節度機構をローター３の外側面と円筒孔８の内壁面の間に設けてもよい。

また、位置決め手段は、第１回転位置と第２回転位置でローター３の回動を固定する固定手段と、それぞれの固定を解除する解除手段であってもよい。例えば、プラグケース２側から第１回転位置と第２回転位置のローター３内にロックピンやネジを突出させ、ローター３を回動させる場合に前記ロックピンやネジをローター３から抜き出すようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、ローター３を９０度軸周りに回動させて、第１回転位置と第２回転位置としているが、２７０度回転させて、第１回転位置と第２回転位置としてもよい。

更に、可動栓刃４を、直流電源コードの接地側の電源コード１０−に接続しているが、差込みプラグ１を電源コンセントに差し込む前に感電の危険がなければ、高圧側電源コード１０＋に接続するものであってもよい。

更に、差込みプラグ１は、一対の栓刃が突出する２極のプラグに限らず、接地極用の栓刃が別に突出する３極プラグであってもよい。

直流電源コンセントと交流電源コンセントのいずれにも差込み自在な差込みプラグに適している。

１差込みプラグ
２プラグケース
２ａ接続面
３ローター
４一方の栓刃（可動栓刃）
５他方の栓刃（固定栓刃）
８円筒孔（案内手段）
１２第１強磁性体（永久磁石）
１３Ａ第２強磁性体（薄肉鉄板）
１３Ｂ第２強磁性体（薄肉鉄板）
５０電源コード
５０− 接地側の電源コード

Claims

電源コードの端末に接続する少なくとも一対の一方の栓刃と他方の栓刃を、絶縁プラグケースの接続面から突出させ、電源に接続するコンセントへ差込んで、電源コードを電源に接続する差込みプラグであって、
前記一方の栓刃の周囲に固定され、絶縁プラグケースに回動自在に収容されるローターと、
前記絶縁プラグケースに設けられ、前記一方の栓刃の長手方向の軸周りに、前記一方の栓刃が前記他方の栓刃と平行となる第１回転位置と、前記一方の栓刃が前記他方の栓刃に直交する第２回転位置間の少なくとも９０度以上の回転角で、前記ローターを回動自在に案内する案内手段と、
第１回転位置と第２回転位置でローターの回動を位置決めする位置決め手段とを備え、
ローターを第１回転位置に位置決めした前記一方の栓刃と前記他方の栓刃を、商用交流電源に接続する交流電源コンセントへ差込み自在とする前記接続面の位置から突出させ、
ローターを第２回転位置に位置決めした前記一方の栓刃と前記他方の栓刃を、商用直流電源に接続する直流電源コンセントへ差込み自在とする前記接続面の位置から突出させることを特徴とする差込みプラグ。
前記一方の栓刃は、接地側の電源コードに接続していることを特徴とする請求項１に記載の差込みプラグ。
位置決め手段は、ローターの外側面に固定された第１強磁性体と、ローターの第１回転位置と第２回転位置で第１強磁性体に対向する部位の案内手段に固定され、第１強磁性体に吸引される第２強磁性体で構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の差込みプラグ。
位置決め手段は、第１回転位置と第２回転位置とのいずれかで選択的にローターの回動を固定する固定手段と固定手段の固定を解除する解除手段からなることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の差込みプラグ。