JP3714666B2

JP3714666B2 - Ａｃアダプタ

Info

Publication number: JP3714666B2
Application number: JP2002029552A
Authority: JP
Inventors: 康正坂本
Original assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Current assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003284342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パソコン、携帯電話機などの電子機器に適用して好適なＡＣアダプタに関し、特に、不使用時にＡＣ電力が消費されないようにした省エネルギータイプのＡＣアダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）を直流（例えば、１２Ｖ）に変換するためのＡＣアダプタが、パソコンや携帯電話などの電源として広く利用されている。このＡＣアダプタは、その内部にトランスと整流回路とを有し、トランスの一次側には商用電源が接続され、二次側には整流回路が接続されている。この整流回路は、交流を直流に変換し、直流を例えばＤＣプラグに送出する。該ＤＣプラグには、パソコンや携帯電話等の電子機器が接続され、該電子機器に直流が供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来のＡＣアダプタは、トランスの一次側が商用電源と常に接続されているために、ＡＣアダプタの不使用時にもＡＣ１００Ｖがトランスの一次側の巻線を流れ、無駄に消費されるという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解消し、不使用時には、商用電源からのＡＣ電力が消費されないようにしたＡＣアダプタを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明は、交流を直流に変換するＡＣアダプタにおいて、交流が供給される一次巻線と、交流を直流に変換する整流回路が接続される二次巻線とを有するトランスと、該トランスの前記一次巻線の回路に接続された、ノーマリオープンのスイッチとを具備し、前記スイッチは該ＡＣアダプタの出力側に接続されたＤＣプラグに設けられ、前記ＤＣプラグはＤＣ（＋）（−）端子を形成された筒状の差込部と、該差込部の内部に突出する操作ピンとを有し、該操作ピンは、該ＤＣプラグが電子機器に差し込まれると該電子機器によって押圧されて該スイッチを閉にし、該ＤＣプラグが電子機器から抜かれると該押圧が解除されて該スイッチを開にするようにした点に特徴がある。
【０００７】
前記の特徴によれば、ＡＣアダプタの不使用時には、例えば商用電源からの交流がトランスに供給されないので、無駄なＡＣ電力の消費を防止することができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の回路図を示す。
【０００９】
図において、ＡＣプラグ１は商用電源に接続される。ＡＣアダプタ２は、ＡＣプラグ１から入力されてくる交流を直流に変換し、直流をＤＣプラグ３に供給する。ＤＣプラグ３にはパソコン等のＯＡ機器が接続され、該ＯＡ機器に直流電力が供給される。
【００１０】
ＡＣアダプタ２内には、トランス２１、全波整流回路２２、平滑回路２３が設けられている。全波整流回路２２は、マトリックス接続された組ダイオードから構成されており、平滑回路２３は、回路に直列接続されたチョークコイルと、並列接続された２個の電解コンデンサから構成されている。
【００１１】
トランス２１の一次巻線の両側の端子２１ａ、２１ｂは、電線１１、１２を介してＡＣプラグ１の二つの端子に接続されているが、前記２本の電線のうちの一方の電線、例えば電線１２は、端子２１ｂからＤＣプラグ３中に設けられたスイッチ３３（図２参照）を介してＡＣプラグ１の端子に接続されている。なお、このスイッチ３３については、後で詳述する。平滑回路２３の出力側は、電線１３、１４を介してＤＣプラグ３の出力端子に接続されている。
【００１２】
次に、図２を参照して、前記ＤＣプラグ３の内部の構成を説明する。ＤＣプラグ３は、筒状のＤＣ（−）端子３１とその内部の中心に該筒状端子３１と同方向に延びるＤＣ（＋）端子３２と、前記電線１２に接続されたスイッチ３３と、このスイッチ３３をオン、オフするための操作ピン３４を有している。この操作ピン３４は、例えば筒状端子３１の下方であって、かつ該筒状端子３１と平行に、外方へ延びるように構成されている。
【００１３】
スイッチ３３は、図示されているように、２個の接点３５ａ，３５ｂと、該接点３５ｂに一端が当接し他端が外方に延びる操作ピン３４と、該操作ピン３４を外方へ付勢するばね（スプリング）３６とから構成されている。したがって、該スイッチ３３は通常は開（ノーマリーオープン）となっている。
【００１４】
次に、本実施形態の動作を説明する。ＡＣアダプタの使用時には、ＤＣプラグ３は、例えば図示されていないパソコンの電源端子に挿入される。そうすると、パソコンの筐体に、プラグ３の操作ピン３４が当たりさらに前記ばね３６に抗して内方へ押し込まれ、前記２個の接点３５ａと３５ｂとが接触し、電気的に導通する。この結果、前記トランス２１の一次側巻線に商用電源からの交流が供給されるようになり、二次側巻線に減圧された交流が発生される。この交流は、前記整流回路２２で整流され、次いで平滑回路２３で平滑されて安定した直流となり、電線１３、１４を通ってＤＣプラグ３のＤＣ（＋）端子３２と筒状のＤＣ（−）端子３１とに伝えられる。このようにして、ＤＣプラグ３に接続されたパソコンに直流が供給される。
【００１５】
一方、ＡＣアダプタ２の不使用時、すなわちＤＣプラグ３がパソコンの電源端子から抜かれると、ＤＣプラグ３のスイッチ３３のばね３６の反発力により、操作ピン３４が外方へ押しやられ、前記２個の接点３５ａと３５ｂとは離れる。このため、前記電線１２はスイッチ３３により切断され、商用電源はトランス２１の一次巻線に供給されなくなる。したがって、ＡＣアダプタの不使用時には、商用電源からの電力の消費が完全になくなり、無駄な電力の消費を防止できるようになる。
【００１６】
次に、前記ＤＣプラグ３の他の実施例を図１０を参照して説明する。図１０(a)はＤＣプラグ３の斜視図、同図(b)はＢ−Ｂ線断面図及び一部透視図を示す。なお、図２と同一の符号は同一または同等物を示す。
【００１７】
このＤＣプラグ３は、第１の径を有する第１の円筒筐体９１と第２の径を有する第２の円筒筐体９２（第１の径≧第２の径）を有し、これらは一方の端部で図示のように結合されている。該第１の円筒筐体９１の他方の端部には、前記ＡＣアダプタ２から延びる電線９３が引き込まれ、一方、第２の円筒筐体９２は、図示されていないＯＡ機器等の電源端子への差込部を構成している。
【００１８】
図１０(b)を参照すれば明らかなように、第１の円筒筐体９１の内部には、ＡＣ電線１２の途中に接続されたスイッチ３３が設けられている。第２の円筒筐体９２の外周表面にはＤＣ（−）端子３１が形成され、一方その内周の壁面にはＤＣ（＋）端子３２が形成されている。また、前記スイッチ３３の操作ピン３４は、第２の円筒筐体９２内の一部に突出するように配置されており、該操作ピン３４は、第２の円筒筐体９２の中心軸方向に移動可能に支持されている。操作ピン３４のスイッチ３３寄りの所定長には、一端がスイッチ３３に、他端が支持体に固定されたスプリング３６がこれを巻くように挿入されている。これにより、ＤＣプラグ３の非装着時には、操作ピン３４はスイッチ３３をオフにするように付勢されている。
【００１９】
上記の構成のＤＣプラグ３によれば、該ＤＣプラグ３が、例えば図示されていないパソコンの電源端子に挿入されると、操作ピン３４の頭部３４ａがパソコンの筐体に押されてスイッチ３３をオンさせる。そうすると、前記したように、トランス２１の一次側巻線に商用電源からの交流が供給されるようになり、二次側巻線に減圧された交流が発生される。この交流は、前記整流回路２２で整流され、次いで平滑回路２３で平滑されて安定した直流となり、電線１３、１４を通ってＤＣプラグ３のＤＣ（＋）端子３２と筒状のＤＣ（−）端子３１とに伝えられる。このようにして、ＤＣプラグ３に接続されたパソコンに直流が供給される。一方、ＤＣプラグ３がパソコンの電源端子から引き抜かれると、操作ピン３４はスプリング３６の弾発力により元の状態に復帰し、スイッチ３３をオフにする。
【００２０】
この実施例によれば、図２のＤＣプラグと同様に、ＡＣアダプタの不使用時には、商用電源からの電力の消費が完全になくなり、無駄な電力の消費を防止できるようになる。さらに、操作ピン３４が第２の円筒筐体９２内に存在するので、他の物体に当たって変形する恐れがない。このため、故障する恐れが小さく、かつコンパクトなＤＣプラグを提供できる。
【００２１】
図３は、本実施形態の変形例を示す図である。この変形例は、前記スイッチ３３と直列に、トグルスイッチ３３ａを接続したものである。この構成によれば、ＤＣプラグ３をパソコンに接続した状態（すなわち、スイッチ３３がオン）であっても、パソコンの不使用時にトグルスイッチ３３ａをオフにすれば、商用電源はトランス２１の一次巻線に供給されなくなくなり、無駄な電力の消費を防止できるようになる。なお、前記スイッチ３３は削除し、トグルスイッチ３３ａのみで、電線１２を接続および切断するようにしてもよい。
【００２２】
また、他の変形例として、例えば図１において、ＡＣプラグ１とＡＣアダプタ２とを一体型としても良い。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態を、図４〜図６を参照して説明する。この実施形態は、携帯電話用ＡＣアダプタに本発明を適用したものである。
【００２４】
図４に示されているように、携帯電話機５１の図示されていないバッテリは、該携帯電話機５１を、携帯電話用ＡＣアダプタ５２、すなわち充電器の所定載置部に設置することにより充電される。なお、符号５３ａ，５３ｂ，５４ａ，および５４ｂは、図５の同符号と同一物を示す。
【００２５】
図５（ａ）は、該携帯電話用ＡＣアダプタ５２の平面図を示し、同図（ｂ）は、携帯電話機５１の底面図を示す。携帯電話用ＡＣアダプタ５２の携帯電話機載置部には、２個のＡＣ端子５３ａ，５３ｂと、ＤＣ（＋）出力端子５４ａとＤＣ（−）出力端子５４ｂとが、所定位置に形成されている。一方、携帯電話機５１の底面には、同図（ｂ）に示されているように、導電体の材料で形成された短絡板５５と、ＤＣ（＋）入力端子５６ａとＤＣ（−）入力端子５６ｂとが設けられている。前記ＤＣ（＋）出力端子５４ａとＤＣ（−）出力端子５４ｂと、携帯電話機５１の前記ＤＣ（＋）入力端子５６ａとＤＣ（−）入力端子５６ｂとは、それぞれ対応する位置に形成されている。前記ＡＣ端子５３ａ，５３ｂは、同図（ｃ）に示されているような例えば「く」の字型に折り曲げられた金属板から形成され、一方前記短絡板５５は、少なくともＡＣ端子５３ａ，５３ｂを接続する長さを有する例えば「く」の字型に折り曲げられた金属板から形成されている。
【００２６】
携帯電話機５１が携帯電話用ＡＣアダプタ５２の携帯電話機載置部上に置かれると、短絡板５５が前記ＡＣ端子５３ａと５３ｂとを短絡し、電気的に導通する。また、前記ＤＣ（＋）出力端子５４ａとＤＣ（−）出力端子５４ｂとが、それぞれ、携帯電話機５１の前記ＤＣ（＋）入力端子５６ａとＤＣ（−）入力端子５６ｂとに、電気的に接続される。
【００２７】
図６は、前記携帯電話用ＡＣアダプタ５２の回路構成を示す。図中の図５（ａ）と同符号は、同一または同等物を示す。なお、回路構成は、図１のＡＣアダプタ２のそれと同じであるので、説明を省略する。
【００２８】
以上のように、本実施形態においては、携帯電話機５１がＡＣアダプタ５２から外されている時には、ＡＣ端子５３ａと５３ｂは電気的に分離されているので、商用電源の交流の消費が防止され、省エネルギ化を図ることができるようになる。
【００２９】
次に、本発明の第３の実施形態を、図７の回路図を参照して説明する。この実施形態は、前記トランス２１の一次巻線の電線１２を、パソコン等の電子機器６０側に設けられたスイッチ、好ましくはそのメインスイッチ６１に接続し、このスイッチにより、前記一次巻線に供給される交流をオン、オフさせるようにした点、すなわち該スイッチに第１実施形態のスイッチ３３（図２参照）の働きをさせるようにした点に特徴がある。なお、図中の６２は電子機器６０のＤＣ（＋）、（−）の入力端子、６３はＤＣプラグであり、他の符号は、図１と同一または同等物を示す。
【００３０】
図８（a）は前記ＤＣプラグ６３の一実施例の斜視図を示し、同図(b)はその差込部７０の正面図を示す。また、図９（a）は電子機器６０の一部に設けられた前記差込部７０の受け部８０の断面図（同図(b)のＡ−Ａ’線断面図）を示し、同図（b）は該受け部８０の正面図を示す。
【００３１】
ＤＣプラグ７０の差込部７０は外筒７１と内筒７２を有し、外筒７１は内筒７２を保護する働きをしている。内筒７２の例えば内壁の下部には、前記電線１２に接続される一方の端子６１ａが形成され、その外壁の右側側面には電線１２に接続される他方の端子６１ｂが形成されている。また、前記内筒７２の内壁の上部には電線１３に接続されたＤＣ（＋）の端子６２ａが、一方その外壁の左側側面には電線１４に接続されたＤＣ（−）の端子６２ｂが形成されている。外筒７１と内筒７２とは、円周方向の幅が異なる第１、第２のリブ７３、７４で結合されている。なお、該第１、第２のリブ７３、７４は差込部７０を機械的に強化するだけでなく、差込方向に制約を設けて間違った差込みがなされないようにしている。
【００３２】
電子機器６０側に設けられた前記受け部８０は、図９(a)、(b)に示されているように、前記外筒７１に適合する大きさの径の第１の中空円筒部８１と、前記内筒７２に適合する大きさの径の第２の中空円筒部８２とを有している。また、該第１、第２の中空円筒部８１、８２との間に前記差込部７０の第１中空円筒７５と適合する大きさの径の第１円筒部８３が形成され、第２の中空円筒部８２の中央には差込部７０の第２の中空円筒部７６と適合する大きさの径の好ましくは中実の第２円筒部８４が同軸に設けられている。
【００３３】
前記第１円筒部８３の上部には、前記差込部７０の第１リブ７３に適合する第１溝７３’が形成され、一方下部には前記第２リブ７４に適合する第２溝７４’が形成されている。
【００３４】
また、前記第１円筒部８３の左側内壁には前記メインスイッチ６１の一方の端子に接続される入力端子６１ｂ’が設けられ、第２円筒部８４の下部には該メインスイッチ６１の他方の端子に接続される入力端子６１ａ’が設けられている。また、前記第１円筒部８３の右側内壁には電子機器６０のＤＣ（−）入力端子６２ｂ’が設けられ、第２円筒部８４の上部には電子機器６０の（＋）入力端子６２ａ’が設けられている。
【００３５】
本実施形態において、ＤＣプラグ６３が受け部８０に正しく位置合わせされて差し込まれると、差込部７０の第１リブ７３、第２リブ７４が、それぞれ前記受け部８０の第１溝７３’、第２溝７４’に適合する。また、前記差込部７０の外筒７１、内筒７２が、それぞれ受け部８０の第１、第２の中空円筒部８１、８２に適合的に挿入される。また、差込部７０の第１、第２の中空円筒部７５、７６に、それぞれ受け部８０の第１、第２円筒部８３、８４が適合的に挿入される。
【００３６】
この結果、前記差込部７０に形成された端子６１ａ、６１ｂ、６２ａおよび６２ｂが、それぞれ、受け部８０に形成された入力端子６１ａ’、６１ｂ’、６２ａ’および６２ｂ’と電気的に接続されることになる。したがって、電子機器６０の不使用時等においてメインスイッチ６１がオフにされると、トランス２１の一次巻線に商用電源からの交流が供給されなくなり、商用電源の交流の消費が防止され、省エネルギ化を図ることができるようになる。
【００３７】
上記の実施形態では、ＡＣアダプタから直流電源を供給される電子機器として、パソコンと携帯電話機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、他の電子機器の電源にも適用できることは明らかである。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＡＣアダプタの不使用時には、ＡＣアダプタ内に設けられたトランスの一次巻線に交流が供給されないので、交流電力が無駄に消費されるのを回避する事ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す回路図である。
【図２】図１のＤＣプラグの一具体例を示す図である。
【図３】ＤＣプラグの変形例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態の概念図である。
【図５】携帯電話用アダプタの平面図、携帯電話機の底面図およびＡＣ端子、短絡板の斜視図である。
【図６】携帯電話用アダプタの構成を示す回路図である。
【図７】本発明の第３実施形態の構成を示す回路図である。
【図８】該第３実施形態におけるＤＣプラグの斜視図およびその正面図である。
【図９】電子機器側のＤＣプラグ受け部の断面図と正面図である。
【図１０】ＤＣプラグの他の実施例の斜視図、Ｂ−Ｂ線断面図及び一部透視である。
【符号の説明】
１・・・ＡＣプラグ、２・・・ＡＣアダプタ、３・・・ＤＣプラグ、１１、１２・・・電線、２１・・・トランス、２２・・・整流回路、２３・・・平滑回路、３３・・・スイッチ、３４・・・操作ピン、３３ａ・・・トグルスイッチ、５１・・・携帯電話機、５２・・・携帯電話用ＡＣアダプタ、５３ａ、５３ｂ・・・ＡＣ端子，５４ａ、５４ｂ・・・ＤＣ（＋）出力端子、ＤＣ（−）出力端子、５５・・・短絡板、６０・・・電子機器、６１・・・メインスイッチ、６３・・・ＤＣプラグ、７０・・・差込部、８０・・・受け部、９１、９２・・・第１、第２の円筒筐体。

Claims

交流を直流に変換するＡＣアダプタにおいて、
交流が供給される一次巻線と、交流を直流に変換する整流回路が接続される二次巻線とを有するトランスと、
該トランスの前記一次巻線の回路に接続された、ノーマリオープンのスイッチとを具備し、
前記スイッチは該ＡＣアダプタの出力側に接続されたＤＣプラグに設けられ、前記ＤＣプラグはＤＣ（＋）（−）端子を形成された筒状の差込部と、該差込部の内部に突出する操作ピンとを有し、該操作ピンは、該ＤＣプラグが電子機器に差し込まれると該電子機器によって押圧されて該スイッチを閉にし、該ＤＣプラグが電子機器から抜かれると該押圧が解除されて該スイッチを開にすることを特徴とするＡＣアダプタ。