JP2021077442A - コネクタ - Google Patents

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Abstract

【課題】ACアダプタ自体が接地されていない状態でも、そのACアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズを低減させることが可能なコネクタを提供する。【解決手段】コネクタ1は、2極のACアダプタに設けられたACアダプタ側DCプラグを嵌挿することで、ACアダプタ側DCプラグと導通させるDCジャック1aと、DCジャック1aと導通するDCプラグ1bと、を備える。コネクタ1は、DCジャック1aとDCプラグ1bとの片極側の導通箇所と導通し、外部に導出されるアース線1dを備える。【選択図】図1

Description

本開示は、コネクタに関する。
2極(2Pin)のAC(Alternating Current)アダプタから電源を供給する電子機器は、ACアダプタ以外の例えばシグナルグラウンド等からノイズを逃がすことしかできず、一般的にノイズ耐力が弱くなっている。また、製品として出荷後(流通後)の電子機器は、その電子機器のユーザ側でノイズ耐力を上げるような根本的な対策を施すことが容易にできるものではない。
このような問題を解決するために、例えば、特許文献1には、外部ケーブルのケーブルコネクタに挿抜自在に接続する雌コネクタ部と、電子機器の機器側コネクタに挿抜自在に接続する雄コネクタ部と、本体部と、を備えたノイズ除去器が記載されている。特許文献1に記載のノイズ除去器において、上記本体部は第1及び第2コイルでなるコモンモードチョークコイルを有している。
特開2007−335277号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、コモンモードチョークコイルが必要であり、部品等の製造コストが嵩む。
本開示は、上述した課題を鑑み、ACアダプタ自体が接地されていない状態でも、そのACアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズを低減させることが可能で、且つ低コストで製造することが可能なコネクタを提供することをその目的とする。
本開示の一態様に係るコネクタは、2極のACアダプタに設けられたACアダプタ側DC(Direct Current)プラグを嵌挿することで、前記ACアダプタ側DCプラグと導通させるDCジャックと、前記DCジャックと導通するDCプラグと、前記DCジャックと前記DCプラグとの片極側の導通箇所と導通し、外部に導出されるアース線と、を備えたものである。
本開示により、ACアダプタ自体が接地されていない状態でも、そのACアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズを低減させることが可能で、且つ低コストで製造することが可能なコネクタを提供することができる。
実施形態1に係るコネクタの一構成例を示す図である。 実施形態2に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続される電子機器及びACアダプタの一例を示す斜視図である。 図2におけるコネクタの近辺を拡大した図である。 図3のコネクタとACアダプタ側DCプラグとを接続した様子を示す図である。 図4におけるコネクタの具体的な構成例を、図3におけるACアダプタ側DCプラグとともに示す図である。 図4におけるコネクタの他の具体的な構成例を、図3におけるACアダプタ側DCプラグとともに示す図である。 実施形態3に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるACアダプタの一例を示す図である。 実施形態3に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるACアダプタの他の例を示す図である。
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。
<実施形態1>
図1を参照して、実施形態1について説明する。図1は、実施形態1に係るコネクタの一構成例を示す図である。
図1に示す本実施形態に係るコネクタ1は、図示しない電子機器と2極のACアダプタ(2PinタイプのACアダプタ)との間を接続するためのコネクタとすることができる。コネクタ1は、このように両者を中継するため中継コネクタと称することもできる。
まず、上記の電子機器及びACアダプタについて簡単に説明する。
上記の電子機器は、直流電源により動作する機器であり、バッテリを備えることができる。上記のACアダプタは、周知のACアダプタとすることができ、商用電源等のAC電源に接続するための電源プラグ、AC−DCコンバータ、及びDCプラグ(以下、ACアダプタ側DCプラグと称す)を備えることができる。
AC−DCコンバータは、一端が電源プラグに接続され、他端にACアダプタ側DCプラグが接続されており、電源プラグからの交流電源を直流電源に変換し、その直流電源をACアダプタ側DCプラグに供給することができる。ACアダプタ側DCプラグは、上記の電子機器に設けられたDCジャック(以下、機器側DCジャックと称す)に嵌挿するためのDCプラグであり、機器側DCジャックの規格は、ACアダプタ側DCプラグの規格と同じ、或いは互換可能とすることができる。
そして、電源プラグをAC電源に接続し、ACアダプタ側DCプラグを機器側DCジャックに嵌挿して接続することで、上記の電子機器に直流電源を供給することができる。
本実施形態に係るコネクタ1は、このようなACアダプタと電子機器との間に接続されることになる。コネクタ1は、図1に示すように、DCジャック1a及びDCプラグ1bを備える。コネクタ1のDCジャック1aは、接続対象となる2極のACアダプタに設けられたACアダプタ側DCプラグを嵌挿することで、ACアダプタ側DCプラグと導通させる。具体的には、ACアダプタ側DCプラグは、DCジャック1aに設けられる嵌挿部1cに嵌挿させることで導通させることができる。
コネクタ1のDCプラグ1bは、DCジャック1aと2極それぞれにおいて導通している。無論、上述のような嵌挿により、ACアダプタ側DCプラグは、DCプラグ1bとも2極それぞれにおいて導通させることができる。
嵌挿部1cや図示しない電極を含めたDCジャック1aの規格及び外形や電極も含めたDCプラグ1bの規格は、いずれも、機器側DCジャックやACアダプタ側DCプラグの規格と同じ、或いは互換可能とすることができる。
そして、本実施形態の主たる特徴として、コネクタ1は、DCジャック1aとDCプラグ1bとの片極側の導通箇所と導通するアース線(アース用導体)1dを備える。通常、上記の片極は、ACアダプタ側DCプラグのグランド線と導通する側の電極とすることができる。また、アース線1dは、コネクタ1の外部(コネクタ1のハウジングの外部)に導出されるように設けられる。なお、アース線1dの一端は、上記片極側の導通箇所と導通するどのような位置に配され、アース線1dの他端はコネクタ1のどの位置から引き出されてもよい。
コネクタ1の接続対象となる2極タイプのACアダプタは、接地端子がない場合、電子機器本体に印可されたノイズはACアダプタ以外(シグナルグラウンドなど)を通って逃げていくことになる。
一方で、本実施形態に係るコネクタ1は、ACアダプタ自体が接地されていない状態でもアース線1dの先端を接地しておけば、そのACアダプタから電源を供給する電子機器本体に流れるノイズをアースに落とすことができる。このように、コネクタ1はノイズ耐力強化コネクタとして機能し、電子機器本体に流れるノイズを低減させることができる。つまり、アース線1dを接地したコネクタ1を介してACアダプタを電子機器に接続することで、電子機器のノイズ耐力を向上させることができる。また、このようにコネクタ1は後付けで電子機器とACアダプタとの間に設置できるため、電子機器を流通させた後にもコネクタ1によってノイズ耐性を向上させることができる。また、本実施形態に係るコネクタ1は、簡易な構造であるため、低コストで製造することができる。
また、本実施形態に係るコネクタ1は、バッテリを備えた電子機器に接続されることができ、そのため、商用電源のコンセントから離れていることが想定される。よって、アース線は、或る程度の長さとしておくことが好ましい。例えば、アース線の全長は、通常のACアダプタの全長と同じか同程度であることが好ましく、全長でいうと、例えば0.5m以上としておくことが好ましい。汎用性の観点から、アース線の全長は、1m以上とすることがより好ましく、1.5m以上とすることがさらに好ましい。
<実施形態2>
図2〜図6を参照して、実施形態2について説明するが、実施形態1で説明した様々な例が適用できる。図2は、実施形態2に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続される電子機器及びACアダプタの一例を示す斜視図で、図3は、図2におけるコネクタの近辺を拡大した図である。また、図4は、図3のコネクタとACアダプタ側DCプラグとを接続した様子を示す図である。
図2に示すように、本実施形態に係るコネクタ10は、可搬型パーソナルコンピュータ(PC)30とそれに適合したACアダプタ20との間に接続される。
可搬型PC30は、機器側DCジャック31及びバッテリ(図示せず)を備えることができる。機器側DCジャック31は、図3に示すように、グランド側又は供給側のいずれかとなる中央極32及び外側極33を有し、可搬型PC30の筐体に設けられた挿入口34に合わせた位置に設置されている。なお、中央極32は略円柱状とすることができ、外側極33は図2で視認できる箇所に連なるように、中央極32の外周面から一定距離離間した位置に内周面を有する。この内周面は、差し込まれたDCプラグ(後述のACアダプタ側DCプラグ23又はDCプラグ12など)の外周面と導通させることができる。
また、機器側DCジャック31は、自身にDCプラグ(後述のACアダプタ側DCプラグ23又はDCプラグ12など)が接続されていない場合に、バッテリから可搬型PC30の内部回路に直流電源を供給するための極も有することができる。機器側DCジャック31は、自身にDCプラグが接続されている場合には、そのDCプラグから中央極32又は外側極33の供給側を介して上記内部回路に直流電源を供給することができる。
機器側DCジャック31は、例えば、EIAJ(Electronic Industries Association of Japan)極性統一規格(センタープラス、外側マイナス)のものを採用することができる。但し、極性、形状、サイズ(外径、内径、プラグ長等)はこれに限ったものではない。なお、可搬型PC30は電子機器の一例に過ぎず、他種の機器であってもよい。
ACアダプタ20は、電源プラグ21、AC−DCコンバータ22、及びACアダプタ側DCプラグ23を備えることができる。機器側DCジャック31とACアダプタ側DCプラグ23とは、同じ或いは互換可能な規格のものである。なお、ACアダプタ側DCプラグ23は、L字型プラグとして図示しているがストレート型のプラグであってもよい。
ACアダプタ20では、AC−DCコンバータ22とACアダプタ側DCプラグ23との間はコード(ケーブル)25を介して接続されており、ACアダプタ側DCプラグ23の端部を収納する筐体24が設けられている。また、AC−DCコンバータ22と電源プラグ21との間もコード26を介して接続されている。コード25は、グランド線路と直流電源線路とを有し、ACアダプタ側DCプラグ23にはそれぞれに接続された2つの極を有する。但し、ACアダプタ側DCプラグ23、電源プラグ21は、それぞれコード25、コード26を介さず直接AC−DCコンバータ22の筐体に取り付けられることもできる。
本実施形態に係るコネクタ10は、DCジャック11と、DCジャック11のハウジングに端部が収納され接続部が外部に突出するように配設されたDCプラグ12と、アース線14と、を備える。DCジャック11及びDCプラグ12は、機器側DCジャック31、ACアダプタ側DCプラグ23と同じ或いは互換可能な規格に基づき製造されることができる。
DCジャック11及びDCプラグ12は2極のそれぞれについて導通し、アース線14はDCジャック11及びDCプラグ12における一極と導通する。この一極は、アース線14を導出させる構造上の観点から、外側の極であることが好ましい。また、センタープラスタイプである場合、マイナス極となる外側の極にアース線14が接続されることになり、コネクタ10の内部で極性反転を行う構成を採用する必要がない。
また、図3及び図4に示すように、DCジャック11及びDCプラグ12は、DCジャック11におけるACアダプタ側DCプラグ23の嵌挿方向が、可搬型PC30へのDCプラグ12の嵌挿方向と実質的に平行になるように配設されることができる。つまり、DCジャック11及びDCプラグ12は、DCジャック11の軸方向がDCプラグ12の軸方向と実質的に平行になるように配設されることができる。
そして、コネクタ10のDCプラグ12は可搬型PC30の機器側DCジャック31に接続される。また、図4に示すように、コネクタ10のDCジャック11の嵌挿部13には可搬型PC30用のACアダプタ20のACアダプタ側DCプラグ23が接続される。また、図示しない商用電源のコンセントには電源プラグ21が接続される。これらの接続により、可搬型PC30に直流電源が供給されることになる。
コネクタ10は、DCプラグ12と導通を持つアース線14を有しているため、可搬型PC30の筐体やメインボードに発生又は印可されたノイズは、コネクタ10を介してアースに逃がされることになり、ノイズ耐力を向上させることができる。
上述したように、本実施形態に係るコネクタ10はアース線14を備える。よって、本実施形態によれば、ACアダプタ20自体が接地されていない状態でも、ACアダプタ20から電源を供給する可搬型PC30本体に流れるノイズを低減させることが可能になる。また、コネクタ10は、アース線14をコネクタ10の一極に接続するだけの構造で済むため、低コストで製造することができる。
次に、図5、図6を参照しながら、コネクタ10の具体例について説明する。図5は、図4におけるコネクタ10の具体的な構成例としてのコネクタ10aを、図3におけるACアダプタ側DCプラグ23とともに示す図である。図6は、図4におけるコネクタ10の他の具体的な構成例としてのコネクタ10bを、図3におけるACアダプタ側DCプラグ23とともに示す図である。
図5に示すコネクタ10aは、DCジャック11にDCプラグ12を配設することで構成すること、つまり、DCジャック11の外筐がコネクタ10の筐体(ハウジング)となるように構成することができる。なお、コネクタ10aは、DCジャック11の外筐とは別に筐体を備えることもできる。この場合、コネクタ10aの筐体(ハウジング)は、DCジャック11をその外筐も含めて収容し、DCプラグ12の接続部を露出させた状態で、DCプラグ12を配設することになる。
図4のアース線14は、図5で示すように、コネクタ10aの筐体における、ACアダプタ側DCプラグ23を嵌挿する嵌挿部13の嵌挿口側の面11aから外部に導出されることができる。より具体的には、図4のアース線14は、DCジャック11及びDCプラグ12における外側の極と導通する導線15と、面11aから導出された部分の導線15を覆う絶縁部16と、導線15の先端に接続されたY字型の端子17と、を有することができる。なお、導線15の先端にY字型の端子17は設けた例を示しているが、設けなくてもよく、他の形状の端子を設けることもできる。
図5で例示したコネクタ10aの代替構成として、図6で例示するコネクタ10bのような構成を採用することもできる。つまり、図4のアース線14は、図6で示すように、コネクタ10bの筐体における、ACアダプタ側DCプラグ23の嵌挿方向の軸周り(DCジャック11の被嵌挿軸周り)の外周面11bから外部に導出されることもできる。
この場合における図4のアース線14は、図6で示すように、DCジャック11及びDCプラグ12における外側の極と導通する導線18と、外周面11bから導出された導出部分の導線18を覆う絶縁部19と、Y字型の端子17と、を有することができる。端子17は、導線18の先端に接続されている。特に、図4のアース線14は、絶縁部19の上記導出部分の近辺を保護する保護ブーツ(保護カバー)19aを備えることが好ましい。なお、この保護ブーツ19aはコネクタ10bの筐体とは別部材として後から取り付けることもできる。
<実施形態3>
図7及び図8を参照して、実施形態3について実施形態2との相違点を中心に説明するが、その相違点を除き実施形態1,2で説明した様々な例が適用できる。図7は、実施形態3に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるACアダプタの一例を示す図で、図8は、実施形態3に係るコネクタ、並びにそのコネクタに接続されるACアダプタの他の例を示す図である。
図7に示すコネクタ10cは、嵌挿部13cを有するDCジャック11cと、その嵌挿軸と実質的に垂直になるように配設されたDCプラグ12と、導線15、絶縁部16、及び端子17でなるアース線と、を備える。絶縁部16は、図5の面11aに対応する面11caから導出された部分の導線15を覆っている。なお、図7において、嵌挿部13cをL型になるように図示しているが、DCジャック11cに対してDCプラグ12が実質的に垂直に配設できればよく、内部の配線や形状はこれに限らない。
換言すれば、DCジャック11c及びDCプラグ12は、DCジャック11cにおけるACアダプタ側DCプラグ23の嵌挿方向が、図2の可搬型PC30へのDCプラグ12の嵌挿方向と実質的に垂直になるように配設されることができる。つまり、DCジャック11c及びDCプラグ12は、DCジャック11cの軸方向がDCプラグ12の軸方向と実質的に垂直になるように配設されることができる。このような配設により、コネクタ10cは、L型コネクタとすることができる。但し、垂直に限らず、135度などの鈍角であってもよい。
この場合、図7に示すように、コネクタ10cを接続する対象のACアダプタ20cは、ACアダプタ側DCプラグ23の端部を収納する筐体24cがストレート型になっているものとすることができる。つまり、コネクタ10cは、ストレート型のACアダプタ20cを接続するために好適に利用することができる。但し、L型に設置されたACアダプタ側DCプラグ23を有するACアダプタ20(図5参照)に対しても、コネクタ10cは利用可能である。
図8に示すコネクタ10dは、図7に示すコネクタ10cにおいて、アース線を図6に示したものに変更したものである。つまり、コネクタ10dにおけるアース線は、導線18、図6の外周面11bに対応する外周面11cbから導出された導出部分の導線18を覆う絶縁部19と、導線18の先端に接続されたY字型の端子17と、を有することができる。また、コネクタ10dにおけるアース線は、絶縁部19の上記導出部分の近辺を保護する保護ブーツ19aを有することができる。
ここで、面11cbにおいて導線18が導出される位置は、DCプラグ12が配設される位置とは反対側(より好ましくは導出される位置とDCプラグ12の軸とが水平逆向きになるような方向)にしておくことが好ましい。その他の点については、コネクタ10dは、コネクタ10cと同様である。
<その他>
以上、各実施形態に係るコネクタについて説明したが、図面で例示した各構成要素の形状やサイズや規格などは問わず、各構成の機能が果たせればよい。
また、各実施形態に係るコネクタのDCプラグは、センタープラスのタイプであってもよいし、逆極性のセンターマイナスのタイプであってもよい。ACアダプタを使用して電源の供給を受ける電子機器において使用されるDCジャックの規格に基づき、センタープラスタイプのDCプラグを備えたコネクタとセンターマイナスタイプのDCプラグを備えたコネクタとを使い分ければよい。
また、各実施形態において、コネクタのDCプラグとACアダプタ側DCプラグとの極性が基本的に同じであることを前提に説明した。一方で、これらの極性配置を異ならせておくこともでき、その場合、例えばコネクタにおいてアース線を電源供給側の極に接続するなど、コネクタ内で極性反転を行う構成を採用しておけばよい。
また、各実施形態に係るコネクタのDCプラグは、上述のようにACアダプタ側DCプラグと同規格又は互換可能な規格のものを採用することができる。一方で、コネクタのDCプラグは、極性以外の点(形状、サイズ等)についても、ACアダプタ側DCプラグと異なる規格のものを採用することができる。この場合、元々電子機器のDCジャックが直接ACアダプタ側DCプラグと合わないことを意味する。よって、この場合におけるコネクタのDCジャック、DCプラグは、それぞれACアダプタ側DCプラグ、電子機器のDCジャックと同規格又は互換可能な規格のものを採用すればよい。この場合におけるコネクタは、さらに、コネクタ内部で規格の違いを補うような変換を行う構成(配線、形状、サイズなど)を採用しておけばよい。
なお、本開示は上記の様々な実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。
1、10、10a、10b、10c、10d コネクタ
1a、11、11c DCジャック
1b、12 DCプラグ
1c、13、13c 嵌挿部
1d、14 アース線
11a、11ca 嵌挿口側の面
11b、11cb 嵌挿方向の軸回りの外周面
15、18 導線
16、19 絶縁部
17 Y字型の端子
19a 保護ブーツ
20、20c ACアダプタ
21 電源プラグ
22 AC−DCコンバータ
23 ACアダプタ側DCプラグ
24、24c 筐体
25、26 コード
30 可搬型PC
31 機器側DCジャック
32 中央極
33 外側極
34 挿入口

Claims (5)

  1. 2極のACアダプタに設けられたACアダプタ側DCプラグを嵌挿することで、前記ACアダプタ側DCプラグと導通させるDCジャックと、
    前記DCジャックと導通するDCプラグと、
    前記DCジャックと前記DCプラグとの片極側の導通箇所と導通し、外部に導出されるアース線と、
    を備えたコネクタ。
  2. 前記アース線は、前記コネクタの筐体における、前記ACアダプタ側DCプラグの嵌挿方向の軸周りの外周面から、外部に導出される、
    請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記アース線は、前記コネクタの筐体における、前記ACアダプタ側DCプラグを嵌挿する嵌挿口側の面から、外部に導出される、
    請求項1に記載のコネクタ。
  4. 前記DCジャック及び前記DCプラグは、前記DCジャックにおける前記ACアダプタ側DCプラグの嵌挿方向が、前記ACアダプタから前記コネクタを介して電源を供給可能な電子機器への前記DCプラグの嵌挿方向と実質的に垂直になるように配設される、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のコネクタ。
  5. 前記DCジャック及び前記DCプラグは、前記DCジャックにおける前記ACアダプタ側DCプラグの嵌挿方向が、前記ACアダプタから前記コネクタを介して電源を供給可能な電子機器への前記DCプラグの嵌挿方向と実質的に平行になるように配設される、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のコネクタ。
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