JP4055629B2 - コンセント - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両において用いられるコンセントであって、バッテリを電源とするインバータの出力である交流電源を電気機器に供給するために電気機器に設けたプラグが差し込まれるコンセントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車両用のコンセントとしては、コンセントのハウジングの外部に露出するとともにハウジングから突出する向きにばね付勢されたプッシュロッドを備え、プッシュロッドの進退に応じて接点を開閉させるアウトレットスイッチを設けたものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1に記載のものでは、バッテリを電源とするDC−DCコンバータ電源回路の出力がコンセントに接続され、DC−DCコンバータ電源回路の電源がアウトレットスイッチによってオンオフされる。すなわち、コンセントにプラグが差し込まれたときにプッシュロッドがプラグに押圧されることによってアウトレットスイッチがオフになると、DC−DCコンバータ電源回路の電源がオンになってコンセントに電源が供給され、逆に、コンセントからプラグを抜くとプッシュロッドが元の位置に復帰してDC−DCコンバータ電源回路の電源がオフになるように構成されている。
【0004】
特許文献1に記載されたコンセントと同様にプラグの挿抜を検出するコンセントとしては、プラグの栓刃に係合受部を設けておき、コンセントのハウジング内に配置した移動片をプラグの栓刃の係合受部に係合させることによって、プラグの挿抜によってスイッチ機構を開閉するコンセントも提案されている。この構成では、栓刃に設けた移動片が栓刃の挿抜によって進退し、この部材の進退に伴ってスイッチ機構を開閉させている(たとえば、特許文献2参照)。特許文献2には、栓刃を抜いたときに移動片がばね力によって自動的に元の位置に復帰する構成と、栓刃を抜いたときに移動片が栓刃に係合していることによって元の位置に復帰する構成とが記載されている。
【0005】
特許文献2に記載のコンセントは、プラグの栓刃を受ける刃受に栓刃が接続されたか否かをハウジングの内部に設けた部材によって検出しており、しかも栓刃が刃受に接続された後にスイッチ機構がオンになって刃受に通電され、栓刃を抜く際には栓刃が刃受に接触している状態でスイッチ機構をオフにして通電を遮断する構成を採用している。したがって、特許文献1に記載されたアウトレットスイッチに比較すると、プラグの挿抜を検出してスイッチ機構を開閉させるためにハウジングの外部に露出する部分を設ける必要がなく、特許文献1の構成に比較すると外観に優れた構成になっている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−301991号公報(第0014−0028段落、図2−5)
【特許文献2】
特許第2011428号公報(第6−10欄、第2図、第4図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献1に記載の技術では、プラグの挿抜を検出するためにハウジングの外部に突出するプッシュロッドを設ける必要があり、外観を損なうという問題がある。
【0008】
一方、特許文献2に記載の技術では、係合受部を形成した特殊な形状の栓刃を用いることが必要であって、通常の栓刃を備えるプラグには適合しないという問題がある。とくに、栓刃を抜いたときに移動片が元の位置に自動的に復帰しないものでは、移動片を係合受部と係合させることが必須であって特殊形状の栓刃が必要になる。栓刃を抜いたときに移動片がばね力によって自動的に復帰する構成では、栓刃の先端で移動片を押圧する構成とすることが可能ではあるが、移動片を進退させるために栓刃の進退する方向におけるハウジングの寸法が大きくなる。その上、移動片に復帰力を与えるためのばねを収納するスペースもハウジング内に必要であるから、特許文献2の技術を採用して係合受部を備えていない通常の栓刃を備えたプラグを使用できる構成を実現しようとすれば、栓刃の挿入方向におけるハウジングの寸法が非常に大きくなるという問題が生じる。
【0009】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、通常の栓刃を用いながらも栓刃の挿入方向における寸法が大型化することがなく、しかも優れた外観を呈するコンセントを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明では、プラグの栓刃を挿入する栓刃挿入口が開口したハウジングと、栓刃挿入口を通してハウジング内に挿入された栓刃の側面に栓刃の挿入方向の中間部において弾接する接触部を備えた刃受部材と、栓刃の挿入方向において刃受部材の接触部よりも栓刃挿入口から離れた部位で栓刃の先端に接触可能に配置され、栓刃の挿入力を受けて栓刃の挿入方向に交差する一方向の力に変換する傾斜面を有し栓刃の挿入力を受けて前記一方向に移動する可動部材と、可動部材とともにハウジングに収納され栓刃の先端に接触可能となる位置に可動部材を付勢する復帰ばねと、ハウジングに収納され栓刃の挿入力により可動部材が移動したときに可動部材から押圧力を受けて接点出力を反転させるアクチュエータを備えたスイッチと、スイッチの接点出力をハウジングの外部に取り出す信号端子部とを備え、可動部材は、ハウジングの内部の定位置に一端部が固定され他端部がアクチュエータに押圧力を作用させる自由端であって中間部に前記傾斜面を形成するように板厚方向において屈曲した板ばねからなる検知用ばねを備え、検知用ばねが復帰ばねを兼ねていることを特徴とする。
【0013】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記検知用ばねは、前記栓刃の挿入方向を含む1つの面内において板厚方向に屈曲されたものであって、前記栓刃挿入口の側方において前記ハウジングに固定される固定片と、一端部が固定片に連続するとともに固定片から栓刃に近付くに従って栓刃挿入口から離れる向きに傾斜した前記傾斜面を少なくとも一部に備えた検知片と、一端部が検知片の他端部に連続し検知用ばねの自由端となる他端部が固定端に対して栓刃の挿入方向における栓刃の先端側に離間したスイッチ駆動片とを有する形状に形成されていることを特徴とする。
【0014】
請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明において、前記可動部材は、前記検知用ばねの自由端に結合され前記スイッチの前記アクチュエータに押圧力を作用させる合成樹脂成形品の押子を備えることを特徴とする。
【0015】
請求項4の発明では、請求項3の発明において、前記ハウジングの内側には、前記栓刃の挿入に伴って前記アクチュエータを押圧する向きに前記押子を移動させるように押子を案内する案内面が形成されていることを特徴とする。
【0016】
請求項5の発明では、請求項1ないし請求項4の発明において、前記刃受部材は、板材からなり前記接触部において前記栓刃を挟持する第1の刃受ばねおよび第2の刃受ばねと、第1の刃受ばねと第2の刃受ばねとにおける前記栓刃挿入口から離れた端部同士を連続一体に結合する連結片とを備え、第1の刃受ばねには、接触部と連結片との間の部位における幅方向の中央部において、前記検知用ばねの一部が挿通される挿入用開口が形成されていることを特徴とする。
【0017】
請求項6の発明では、請求項1ないし請求項5の発明において、前記スイッチは、前記ハウジングとは別に独立した器体を備えるマイクロスイッチであることを特徴とする。
【0018】
請求項7の発明では、請求項6の発明において、前記マイクロスイッチは、前記ハウジング内に収納された回路基板の周部に実装され、回路基板の中央部には前記刃受部材が挿入される開口窓が形成されて成ることを特徴とする。
【0019】
請求項8の発明では、請求項1ないし請求項7の発明において、前記ハウジング内に前記刃受部材が複数個収納され、各刃受部材に対応する部位にそれぞれ前記スイッチが設けられていることを特徴とする。
【0020】
請求項9の発明では、請求項8の発明において、前記スイッチが直列接続されていることを特徴とする。
【0021】
請求項10の発明では、請求項1ないし請求項9の発明において、前記スイッチは、前記栓刃を挿抜する際に栓刃が前記刃受部材に接触している状態において反転することを特徴とする。
【0022】
請求項11の発明では、請求項10の発明において、前記スイッチは、前記栓刃が前記刃受部材に接続された状態において前記刃受部材に通電する回路に挿入されていることを特徴とする。
【0023】
請求項12の発明では、請求項1ないし請求項11の発明において、前記信号端子部は、相手側コネクタと着脱可能なコネクタであることを特徴とする。
【0024】
請求項13の発明では、請求項12の発明において、前記コネクタは、前記刃受部材と電気的に接続されたコンタクトを備えることを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
本実施形態のコンセントは、図1ないし図3に示すように、合成樹脂成形品のボディ1およびカバー2を結合して形成される直方体状のハウジングを備え、ハウジングにはカバー2の前面(図1における上面)を覆う位置とカバー2の前面を開放する位置との間で開閉するようにハウジングの前面の一側縁を中心として回動する外カバー3が取着される。
【0026】
ボディ1は前面が開放された直方体状であって、ボディ1の内部には、カバー2に設けた栓刃挿入口21を通して挿入されたプラグ4(図5、図6参照)の栓刃4aを受ける刃受部材5と、栓刃4aの挿抜を検出するためのマイクロスイッチからなるスイッチ6および外部電線を接続する信号端子部としてのコネクタ7を実装した回路基板8と、栓刃4aの挿入力を受けてスイッチ6のアクチュエータ(図示せず)に押圧力を作用させる検知用ばね9とが収納される。
【0027】
カバー2はボディ1の前面に覆着される。本実施形態のコンセントは平板状の栓刃が互いに対向するように配置されたプラグ4に対応するものであって、図12に示すように、矩形状に開口する2個の栓刃挿入口21が並設される。さらに、丸ピン状の接地極を備えるプラグを差し込むことができるように、栓刃挿入口21の近傍にはダミー口22が形成される。カバー2の内周面においてダミー口22の周部からは円筒状のガイド筒22a(図13、図15参照)が突出し、ボディ1においてダミー口22に対応する部位にはガイド筒22aと突き合わされるガイド孔22b(図7、図8参照)が形成される。カバー2の前面は、図3(a)のように接地極付きのプラグ4を装着したり、図3(b)のようにACアダプタ4′を装着したりすることができる寸法に設定される。
【0028】
ところで、ボディ1の両外側面にはそれぞれ前後方向に延長された2本の組立溝11が形成され(図9、図10参照)、各組立溝11の底面にはそれぞれ組立突起11aが突設される。一方、カバー2の両側縁には各一対の組立脚23が後方に向かって突設され、組立脚23には組立突起11aと嵌合する組立孔23aが形成されている。したがって、ボディ1にカバー2を押し付けることによって、組立突起11aが組立孔23aに嵌合し、ボディ1とカバー2とが結合される。ボディ1にカバー2を結合した状態においてカバー2の周部はボディ1の外周面の外側に突出する。
【0029】
ボディ1の外周面のうち組立溝11を設けていない2面には各一対の取付突起12が突設される。ハウジング1は取付パネル(図示せず)に取着可能であって、ボディ1の外周面の形状にほぼ一致するように取付パネルに矩形状に開設した取付孔(図示せず)にボディ1側からハウジング1を挿入することによって、取付孔の周部を取付突起12とカバー2の周部とにより挟持し、ハウジング1を取付パネルに固定できるようにしてある。
【0030】
さらに、カバー2の前面であって組立脚23を設けていない2辺のうちの1辺の中央部には軸受部24が形成され、軸受部24には芯軸25が挿入される。図13および図14に示すように、軸受部24は後方に開放された断面U字状であって、芯軸25の両端部は軸受部24の両端から突出してカバー2の前面に露出する。さらに、芯軸25には開放ばね26が装着される。開放ばね26は、一対のねじりコイルばねを一体に連結した形状に形成されたものであって、両端部にねじりコイルばねとして機能するばね部26aをそれぞれ備え、両ばね部26aの一端同士がコ字状の連結片26bを介して一体に連結された形状を有する。つまり、コ字状の連結片26bの各脚片にそれぞればね部26aが一体に連続している。また、各ばね部26aの他端には駆動片26cがそれぞれ延設される。ここに、軸受部24の両端部は、ばね部26aが収納可能となるように内側の断面積が中間部よりも大きく形成されており、両ばね部26aは芯軸25が挿通された状態で軸受部24の両端部に収納される。この状態において連結片26bはカバー2の後面に当接し、駆動片26cは軸受部24の両端からカバー2の前面側に突出する。
【0031】
外カバー3は、カバー2の前面を全面に亘って覆うことができるように、カバー2の外周形状にほぼ一致する外周形状を有する。図17および図19に示すように、外カバー3においてカバー2の軸受部24に対応する部位には軸受部24が嵌る形状である軸側切欠部31が形成され、外カバー3において軸側切欠部31の両側には芯軸25の両端部がそれぞれ挿入される支承孔32(図17、図18参照)が形成される。支承孔32は外カバー3の外周面に貫通しており、一方の支承孔32から芯軸25を挿入することによって、芯軸25の両端部を両支承孔32に挿入することができるようになっている。ここに、芯軸25の一端部は一方の支承孔25に圧入されることによって抜止がなされるように形成されている。カバー2に外カバー3を装着するにあたっては、開放ばね25をカバー2の軸受部24に装着した状態で、外カバー3の裏面に駆動片26cを当接させるようにして外カバー3の軸側切欠部31をカバー2の軸受部24に嵌め合わせ、芯軸25を支承孔32に挿入する。このようにして、外カバー3がカバー2に対して軸着され、かつ開放ばね25によって外カバー3が開放側に付勢されることになる。
【0032】
カバー2における残りの1辺の中央部には、左右両側がカバー2から分離された押操作部27が形成される。図13に示すように、押操作部27の1辺の後部は撓み部27aを介してカバー2に連続している。また、ハウジングを取付パネルに取り付けた状態で押操作部27を後方に押し込むことができるように、押操作部27において撓み部27aの反対側の1辺の後端は、カバー2における取付パネルとの当接面よりも前方に位置する。つまり、押操作部27の後面のうち撓み片27aを設けた1辺を除く部位は、撓み片27aから離れるほど取付パネルとの距離を拡げる形の切取部27bを形成する。
【0033】
外カバー3には、押操作部27に対応する部位に押操作部27が嵌る受側切欠部33が形成され、受側切欠部33の中央部には図17ないし図20に示すように、止め爪34が突設される。止め爪34は、押操作部27において撓み部27aの近傍であって撓み部27aよりも前方に形成した止め孔27c(図13参照)に係合可能になっている。外カバー3がカバー2を覆う状態においては止め爪34が止め孔27cに係合し、開放ばね25のばね力に抗して外カバー3がカバー2を覆う状態が保たれる。一方、外カバー3がカバー2を覆う状態において、押操作部27を後方に押せば、止め孔27cに対する止め爪34の係合状態が解除され、開放ばね25のばね力によって外カバー3がカバー2の前面を開放する。ここに、外カバー3はカバー2の前面に対して略180度の範囲で開閉するように開閉範囲が規制される。
【0034】
ところで、刃受部材5は、図21ないし図24に示すように、1枚の金属の板材によって形成され、栓刃挿入口21を通してハウジング内に導入される栓刃4aを挟持する第1の刃受ばね51および第2の刃受ばね52を備える。ここに、刃受部材5については図21での上下方向を用いて説明する。図21において上側は栓刃4aが導入されるカバー2側になる。両刃受ばね51,52は、栓刃4aの中間部に弾接する接触部51a,52aを備え、接触部51a,52aにおける上端には上方ほど互いの距離を拡げるように傾斜した導入部51b,52bが連続する。また、接触部51a,52aの下端には互いに離間した弾性付与部51c,52cが形成される。両刃受ばね51,52の下端同士は連結片53を介して連続一体に結合される。連結片53は、第1の刃受ばね51の下端から第2の刃受ばね52の下端に向かって延長された橋絡部53aと、第2の刃受ばね52の弾性付与部52cと略同一平面上で延長された差込部53bとを連続させた断面L字状に形成される。連結片53の橋絡部53aには第1の刃受ばね51における弾性付与部51cの側方において上方に突出する接続片54が連続する。ここにおいて、2個の刃受部材5のうちの一方(図1の左側)では接続片54を1個だけ設けているが、他方では接続片54を2個設けてある。
【0035】
第1の刃受ばね51は、図21における正面視では下向きに開放されたコ字状であって、接触部51aと連結片53との間の部位における幅方向の中央部において挿入用開口51dが形成される。つまり、第1の刃受ばね51は第2の刃受ばね52よりも広幅であって、接触部51aのうちの上端部でのみ接触部52aに対向しており、接触部51aの下部および弾性付与部51cは第2の刃受ばね52とは対向しない。また、連結片53における橋絡部53aは、第2の刃受ばね52の下方に重複せず、第2の刃受ばね52の下方両側を通って延長される。
【0036】
上述した刃受部材5は、ボディ1の内部で仕切壁13により区画された2つの収納室内にそれぞれ収納される。図7および図11に示すように、各収納室には刃受部材5の差込部53bの両側部を挿入する受け溝13aが形成され、受け溝13aに差込部53bを挿入することによって刃受部材5がボディ1に対して位置決めされる。また、刃受部材5に設けた接続片54は、ボディ1に内蔵される回路基板8に実装される。ここに、両収納室はボディ1にカバー2を結合した状態においてカバー2の裏面に突設された分離壁16(図14〜図16参照)により絶縁される。つまり、両刃受部材5を分離する仕切壁13についてはボディ1の内底面からの突出寸法を比較的小さくして刃受部材5のボディ1への収納を容易にしながらも、カバー2をボディ1に結合した後には分離壁16によって両刃受部材5の絶縁が確保できるようにしてある。
【0037】
回路基板8は図25および図26に示す形状の印刷配線基板であって、中央部には刃受部材5が挿入される1つの開口窓81が形成される。回路基板8の周部のうち各刃受部材5が挿入される部位の近傍にはそれぞれスイッチとしてのマイクロスイッチ6が実装され、回路基板8の周部のうちマイクロスイッチ6とは異なる部位には外部電線を接続するためのコネクタ7が実装される。ここに、マイクロスイッチ6およびコネクタ7は回路基板8をボディ1に収納したときにボディ1の内底面に対向する面に実装される。図26において開口窓81の周部のうち左右の3個ずつのランド82がマイクロスイッチ6に対応し、開口窓81の周部のうち上の2個のランド83がそれぞれ刃受部材5の接続片54に対応する。また、図26における右上部の6個の孔84はコネクタ7に対応しており、左上部の2個のランド85は発光ダイオードからなる通電表示灯(図示せず)に対応する。図26に示す回路パターン86により明らかなように、2個のマイクロスイッチ6は直列接続され、マイクロスイッチ6の直列回路の両端がコネクタ7の2個のコンタクト71(図2参照)に接続される。また、コネクタ7の他の2個のコンタクト71には刃受部材5に通電する電源が接続される。図において一方の刃受部材5とコネクタ7との間の回路パターン86は接続されていないが、この刃受部材5とコネクタ7とはジャンパ線を用いて電気的に接続される。また、回路基板8には、通電表示灯を電源によって点灯させるための降圧用の抵抗(図示せず)も実装される。
【0038】
ところで、各マイクロスイッチ6は、プラグ4(図5、図6参照)の栓刃4aが各刃受部材5に挿入されたことを検知するために設けられている。マイクロスイッチ6は、周知のように、ハウジングとは別の独立した器体を備え、一端部を器体に枢着したレバー61の他端部に押圧力を受けるとアクチュエータが押されて接点のオンオフが反転するように構成されている。本実施形態では、刃受部材5への栓刃4aの挿入によってマイクロスイッチ6のレバー61を介してアクチュエータに押圧力を作用させるために、板ばねにより形成した検知用ばね9を用いる。すなわち、検知用ばね9は、図27および図28に示すように、板ばねを厚み方向に屈曲させて形成したものであって、図28の正面視においてコ字状である固定片91を備える。固定片91における横片の中央部には、固定片91に連続して固定片91の厚み方向に突出し、その後、図27において下り傾斜する傾斜面を備えた検知片92が形成される。さらに、検知片92の先端にはスイッチ駆動片93が連続する。スイッチ駆動片93は先端部が検知片92の基部の下方に位置するように、検知片92の先端から下り傾斜する形状に形成されている。ここに、検知片92とスイッチ駆動片93とはいずれもく字状に形成され、固定片91と検知片92とスイッチ駆動片93とにより図27の正面視において五角形状に形成されている。また、固定片91の幅方向の中央部には厚み方向に膨らんだ突条部91aが形成されている。
【0039】
検知用ばね9をハウジングに収納するに際しては、ボディ1において刃受部材5を収納する区画に設けたスリット溝14(図7参照)に固定片91の両側部を圧入し、さらにカバー2の裏面に設けたスリット溝29に固定片91の中央部を圧入する。この状態において、固定片91は栓刃挿入口21の側方においてハウジングに固定されることになる。つまり、検知用ばね9において検知片92のうちの固定片91に連続する一端部が固定端となり、スイッチ駆動片93の一端部が自由端になる。また、検知用ばね9と刃受部材5とをハウジングに収納した状態では、検知用ばね9における検知片92およびスイッチ駆動片93の一部が刃受部材5の挿入用開口51dに挿通され、検知片92における傾斜面が接触部51a,52aの下方に位置する。検知用ばね9の自由端であるスイッチ駆動片93の先端部には合成樹脂成形品の押子94が圧入される。
【0040】
図4ないし図6に示すように、押子94はマイクロスイッチ6に設けたレバー61に当接可能となるように配置され、ボディ1の内底面には押子94を案内して移動させる案内面15が形成される。案内面15は刃受部材5から離れるに従って上り傾斜する(カバー2に近付く)ように傾斜した傾斜面になっている。すなわち、図5に示すように、栓刃4aが刃受部材5に導入されることによって、栓刃4aの先端面が検知片92における傾斜面に当接すると、栓刃4aの挿入力が、検知片92の傾斜面によって栓刃4aの挿入方向に交差する一方向(図5における左右方向)の力に変換され、検知用ばね9は押子94を栓刃4aから離すように変形する。ここにおいて、案内面15が形成されていることによって押子94は検知用ばね9の固定端に近付く向き、すなわち上方に向かって移動し、マイクロスイッチ6に設けたレバー61を押し上げる。つまり、押子94によりレバー61が押圧力を受け、図6のように栓刃4aが十分に差し込まれるとマイクロスイッチ6のアクチュエータは押子94からの押圧力を受けて接点のオンオフを反転させる。ここで、検知用ばね9には栓刃4aが直接接触するが、絶縁材料により形成された押子9が栓刃4aとマイクロスイッチ6との間に介在していることによって、栓刃4aとマイクロスイッチ6との間の絶縁を保つことができる。また、上述のように、第1の刃受ばね51の中央部に設けた挿入用開口51dを通して両刃受ばね51,52の間に検知用ばね9の検知片92が挿入されているから、栓刃挿入口21と検知片92とがほぼ一直線上に配列されることになり、栓刃4aが傾いて挿入された場合でも検知片92に接触させて栓刃4aの挿入に応答してマイクロスイッチ6を操作することが可能になる。
【0041】
上述したように、マイクロスイッチ6は各刃受部材5に対応させて2個設けてあり、しかも両マイクロスイッチ6は接点が直列接続されている。つまり、両マイクロスイッチ6の接点の直列回路によって得られる接点出力は、両刃受部材5にともに栓刃4aが挿入されたときに反転するのであって、いたずらなどによって一方の刃受部材5にのみ栓刃4aが挿入されても接点出力が反転することはない。また、両マイクロスイッチ6の直列回路で得られる接点出力を信号端子部としてのコネクタ7を通して外部に取り出すから、2個のマイクロスイッチ6によって各別に栓刃4aの差込状態を検知しながらも2個のコンタクト71のみを用いて接点出力を外部に取り出すことができる。ここで、接点出力は、栓刃4aを挿抜する際に栓刃4aが刃受部材5に接触している状態において反転するように反転のタイミングが設定されている。つまり、図5のように栓刃4aが刃受部材5に接触した状態であっても不完全にしか挿入されていない状態では、マイクロスイッチ6の接点は反転せず、図6のように栓刃4aが完全に挿入されるとマイクロスイッチ6の接点が反転するのである。
【0042】
また、上述のようにコネクタ7には刃受部材5に通電するコンタクト71も設けられており、たとえば自動車に搭載したバッテリを電源として交流電源を出力する回路としての電力変換装置(インバータ)の出力がコネクタ7を介して刃受部材5に通電される。この場合、マイクロスイッチ6によって得られる接点出力は電力変換装置から刃受部材5への通電の入切に用いることができ、接点出力の反転のタイミングを上述のように設定していることによって、栓刃4aが刃受部材5に接続された状態において刃受部材5に通電する回路としての電力変換装置の入切が可能になる。言い換えると、栓刃4aの差し込む際には栓刃4aが刃受部材5に電気的に接続された状態において電力変換装置から刃受部材5に通電され、また栓刃4aを抜く際には電力変換装置から刃受部材5への通電が停止した後に刃受部材5から栓刃4aが離脱することになる。その結果、刃受部材5と栓刃4aとの間でアークが生じることが防止される。
【0043】
なお、カバー2において通電表示灯に対応する部位には窓孔29が形成され、窓孔29には透光性合成樹脂により形成されたレンズ29aが装着される。したがって、電力変換装置からの通電に伴う通電表示灯の点灯をレンズ29aを通して確認することができる。また、上述した構成では検知用ばね9が栓刃4aに接触し、しかも検知用ばね9が栓刃4aの挿入力を受けて変位することによりマイクロスイッチ6のアクチュエータに押圧力を作用させ、さらには検知用ばね9の復帰力を利用して位置の復帰を行う構成を採用しているから、検知用ばね9が複数機能を兼用していることによって部品点数が少なくなっている。ただし、栓刃4aの挿入力を受けて栓刃4aの挿入方向に交差する方向に変位してマイクロスイッチ6のアクチュエータを押圧する機能を持つ可動部材と、可動部材に復帰力を与える復帰ばねとを別部材とした構成も可能である。また、この場合に可動部材には栓刃4aの挿入力を挿入方向とは異なる向きに可動部材を移動させる力に変換するために、可動部材において栓刃4aの先端に当接する部位に傾斜面を設けるのが望ましい。この傾斜面は検知用ばね9における検知片92の傾斜面と同様に機能する。さらにまた、本実施形態ではマイクロスイッチ6を用いているが、他のスイッチを用いることも可能である。
【0044】
(第2実施形態)
上述した第1実施形態では2個のマイクロスイッチ6を用いることによって、各刃受部材5ごとに栓刃4aの挿入の有無を検知しているが、本実施形態では図29および図30に示すように、マイクロスイッチ6を一方の刃受部材5に対応するように1個だけ設けた構成を採用している。本実施形態の構成では、いたずらなどによって、マイクロスイッチ6を並設した一方の刃受部材5に異物が挿入されたときに、プラグ4の栓刃4aが挿入されたと誤認することになるものの、通常のプラグ4の栓刃4aが挿入されたときには、栓刃4aの挿抜を確実に検知することができる。
【0045】
【発明の効果】
請求項1の発明は、プラグの栓刃を挿入する栓刃挿入口が開口したハウジングと、栓刃挿入口を通してハウジング内に挿入された栓刃の側面に栓刃の挿入方向の中間部において弾接する接触部を備えた刃受部材と、栓刃の挿入方向において刃受部材の接触部よりも栓刃挿入口から離れた部位で栓刃の先端に接触可能に配置され、栓刃の挿入力を受けて栓刃の挿入方向に交差する一方向の力に変換する傾斜面を有し栓刃の挿入力を受けて前記一方向に移動する可動部材と、可動部材とともにハウジングに収納され栓刃の先端に接触可能となる位置に可動部材を付勢する復帰ばねと、ハウジングに収納され栓刃の挿入力により可動部材が移動したときに可動部材から押圧力を受けて接点出力を反転させるアクチュエータを備えたスイッチと、スイッチの接点出力をハウジングの外部に取り出す信号端子部とを備え、可動部材が、ハウジングの内部の定位置に一端部が固定され他端部がアクチュエータに押圧力を作用させる自由端であって中間部に前記傾斜面を形成するように板厚方向において屈曲した板ばねからなる検知用ばねを備え、検知用ばねが復帰ばねを兼ねているものであり、栓刃の差込を検出するスイッチとスイッチを駆動するための可動部材とをハウジングに収納しているから、栓刃の差込を検出するための部材がハウジングの外部に露出せず、ハウジングの外観を損なうことがない。また、栓刃の挿入力を栓刃の先端から受ける可動部材を用いて栓刃の差込を検出するから、従来構成のような係合受部を設けた特殊形状の栓刃を用いる必要がなく、電気機器において使用されている通常の栓刃を用いることができる。その上、可動部材は栓刃の挿入力を栓刃の挿入方向に交差する一方向に移動するから、従来構成のように栓刃の挿入力を直接受けて栓刃が挿入される向きに移動する部材が不要であって、栓刃の挿入方向におけるハウジングの寸法の大型化を回避することができる。つまり、奥行寸法の小さいスペースに適用可能になる。さらに、可動部材が栓刃の挿入力を受けて栓刃の挿入方向に交差する一方向の力に変換する傾斜面を有しているので、簡単な形状の可動部材によって上述の作用を実現することができる。しかも、栓刃の差込を検知して移動する検知用ばねが、栓刃を抜いたときに検知用ばねを元の位置に復帰させる復帰ばねを兼ねているから、2部品を用いる場合に比較すると少ない部品点数で実現できるという利点がある。
【0048】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、検知用ばねは、栓刃の挿入方向を含む1つの面内において板厚方向に屈曲されたものであって、栓刃挿入口の側方においてハウジングに固定される固定片と、一端部が固定片に連続するとともに固定片から栓刃に近付くに従って栓刃挿入口から離れる向きに傾斜した傾斜面を少なくとも一部に備えた検知片と、一端部が検知片の他端部に連続し検知用ばねの自由端となる他端部が固定端に対して栓刃の挿入方向における栓刃の先端側に離間したスイッチ駆動片とを有する形状に形成されているものであり、検知用ばねがハウジングに固定する固定片と栓刃の挿入力を受ける検知片とアクチュエータに押圧力を作用させるスイッチ駆動片とを一体に備えるから、複数の機能を1部品で実現することができ部品点数の削減につながる。
【0049】
請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明において、可動部材は、検知用ばねの自由端に結合されスイッチのアクチュエータに押圧力を作用させる合成樹脂成形品の押子を備えるものであり、スイッチのアクチュエータに押圧力を作用させる部位に合成樹脂成形品の押子を用いるから、検知用ばねが刃受部材に接触していたとしても、押子によって検知用ばねとスイッチとの間の絶縁性を保つことができる。
【0050】
請求項4の発明では、請求項3の発明において、ハウジングの内側には、栓刃の挿入に伴ってアクチュエータを押圧する向きに押子を移動させるように押子を案内する案内面が形成されているので、スイッチのアクチュエータに確実に押圧力を作用させることができるように案内面を設計することができ、栓刃の抜き差しを失敗なく高い信頼性で検知することができる。また、案内面を適宜に設計することによって押子からアクチュエータに作用させる押圧力を適正に設定することができる。
【0051】
請求項5の発明では、請求項1ないし請求項4の発明において、刃受部材は、板材からなり接触部において栓刃を挟持する第1の刃受ばねおよび第2の刃受ばねと、第1の刃受ばねと第2の刃受ばねとにおける栓刃挿入口から離れた端部同士を連続一体に結合する連結片とを備え、第1の刃受ばねには、接触部と連結片との間の部位における幅方向の中央部において、検知用ばねの一部が挿通される挿入用開口が形成されているものであり、刃受部材の接触部に栓刃を確実に接触させることによって電気的接続の信頼性を確保しながらも、検知用ばねの検知片を栓刃の先端に対応する部位に位置させることができ、栓刃が傾いて挿入されたり栓刃が変形していたりしても栓刃の先端から検知用ばねに挿入力を確実に伝達することができる。
【0052】
請求項6の発明では、請求項1ないし請求項5の発明において、スイッチは、ハウジングとは別に独立した器体を備えるマイクロスイッチであるから、ハウジング内にほこりのような異物が入ってもスイッチの開閉に影響しないという利点がある。
【0053】
請求項7の発明では、請求項6の発明において、マイクロスイッチは、ハウジング内に収納された回路基板の周部に実装され、回路基板の中央部には刃受部材が挿入される開口窓が形成されているので、栓刃の挿入方向における刃受部材の奥行寸法内で回路基板を配置することができ、結果的にハウジングの奥行寸法の増加を防止することができる。しかも、マイクロスイッチを回路基板に実装しているから、マイクロスイッチのハウジングへの組み込みが容易である上に、回路基板に形成する回路パターンの設計によってハウジング内でマイクロスイッチの接続関係を変更することができるから、種々の設計に容易に対応することができる。
【0054】
請求項8の発明では、請求項1ないし請求項7の発明において、ハウジング内に刃受部材が複数個収納され、各刃受部材に対応する部位にそれぞれスイッチが設けられているものであり、各刃受部材にそれぞれスイッチを設けていることによって、すべての刃受部材に栓刃が挿入されたか否かを判別することができる。
【0055】
請求項9の発明では、請求項8の発明において、スイッチが直列接続されているので、スイッチの直列回路を含む1回路だけですべての刃受部材に栓刃が挿入されたか否かを判別することができ、回路構成が簡単になる。
【0056】
請求項10の発明では、請求項1ないし請求項9の発明において、スイッチは、栓刃を挿抜する際に栓刃が刃受部材に接触している状態において反転するので、スイッチの開閉状態によって刃受部材に栓刃が接触していることを確実に知ることができる。
【0057】
請求項11の発明では、請求項10の発明において、スイッチは、栓刃が刃受部材に接続された状態において刃受部材に通電する回路に挿入されているので、栓刃の抜き差しに連動して刃受部材への通電が入切され、しかも栓刃が刃受部材に接触した状態において通電が入切されるから、栓刃の入切の際にアークが生じることがない。また、栓刃が栓刃挿入口に深く挿入されることによって刃受部材に栓刃が十分に挿入されるまでは刃受部材に通電されないから、栓刃の抜き差しの際に栓刃に指が触れることによる感電事故を低減することができる。
【0058】
請求項12の発明では、請求項1ないし請求項11の発明において、信号端子部は、相手側コネクタと着脱可能なコネクタであるから、スイッチの開閉状態を外部に取り出すための外部電線をコンセントに接続する結線作業が容易である。
【0059】
請求項13の発明では、請求項12の発明において、コネクタは、刃受部材と電気的に接続されたコンタクトを備えるから、刃受部材に通電する回路をスイッチに接続する回路とともに一括して接続することができ、コンセントへの外部電線の結線作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示す分解斜視図である。
【図2】同上を示し、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は背面図、(d)は側面図である。
【図3】(a)(b)同上において外カバーを開いた状態の正面図である。
【図4】同上において栓刃挿入前の断面図である。
【図5】同上において栓刃挿入途中の断面図である。
【図6】同上において栓刃挿入後の断面図である。
【図7】同上に用いるボディを示す正面図である。
【図8】同上に用いるボディを示す断面図である。
【図9】同上に用いるボディを示す側面図である。
【図10】同上に用いるボディを示す背面図である。
【図11】同上に用いるボディを示す断面図である。
【図12】同上に用いるカバーを示す正面図である。
【図13】同上に用いるカバーを示す断面図である。
【図14】同上に用いるカバーを示す側面図である。
【図15】同上に用いるカバーを示す背面図である。
【図16】同上に用いるカバーを示す断面図である。
【図17】同上に用いる外カバーを示す正面図である。
【図18】同上に用いる外カバーを示す断面図である。
【図19】同上に用いる外カバーを示す背面図である。
【図20】同上に用いる外カバーを示す一部破断した下面図である。
【図21】同上に用いる刃受部材を示す正面図である。
【図22】同上に用いる刃受部材を示す左側面図である。
【図23】同上に用いる刃受部材を示す右側面図である。
【図24】同上に用いる刃受部材を示す平面図である。
【図25】同上に用いる回路基板を示す平面図である。
【図26】同上に用いる回路基板を示す下面図である。
【図27】同上に用いる検知用ばねを示す正面図である。
【図28】同上に用いる検知用ばねを示す側面図である。
【図29】本発明の第2実施形態を示す栓刃挿入前の断面図である。
【図30】同上の栓刃挿入後の断面図である。
【符号の説明】
1 ボディ
2 カバー
4 プラグ
4a 栓刃
5 刃受部材
6 マイクロスイッチ
7 コネクタ
8 回路基板
9 検知用ばね
15 案内面
21 栓刃挿入口
51 第1の刃受ばね
51a,52a 接触部
51d 挿入用開口
52 第2の刃受ばね
53 連結片
81 開口窓
91 固定片
92 検知片
93 スイッチ駆動片
94 押子
Claims (13)
- プラグの栓刃を挿入する栓刃挿入口が開口したハウジングと、栓刃挿入口を通してハウジング内に挿入された栓刃の側面に栓刃の挿入方向の中間部において弾接する接触部を備えた刃受部材と、栓刃の挿入方向において刃受部材の接触部よりも栓刃挿入口から離れた部位で栓刃の先端に接触可能に配置され、栓刃の挿入力を受けて栓刃の挿入方向に交差する一方向の力に変換する傾斜面を有し栓刃の挿入力を受けて前記一方向に移動する可動部材と、可動部材とともにハウジングに収納され栓刃の先端に接触可能となる位置に可動部材を付勢する復帰ばねと、ハウジングに収納され栓刃の挿入力により可動部材が移動したときに可動部材から押圧力を受けて接点出力を反転させるアクチュエータを備えたスイッチと、スイッチの接点出力をハウジングの外部に取り出す信号端子部とを備え、可動部材は、ハウジングの内部の定位置に一端部が固定され他端部がアクチュエータに押圧力を作用させる自由端であって中間部に前記傾斜面を形成するように板厚方向において屈曲した板ばねからなる検知用ばねを備え、検知用ばねが復帰ばねを兼ねていることを特徴とするコンセント。
- 前記検知用ばねは、前記栓刃の挿入方向を含む1つの面内において板厚方向に屈曲されたものであって、前記栓刃挿入口の側方において前記ハウジングに固定される固定片と、一端部が固定片に連続するとともに固定片から栓刃に近付くに従って栓刃挿入口から離れる向きに傾斜した前記傾斜面を少なくとも一部に備えた検知片と、一端部が検知片の他端部に連続し検知用ばねの自由端となる他端部が固定端に対して栓刃の挿入方向における栓刃の先端側に離間したスイッチ駆動片とを有する形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載のコンセント。
- 前記可動部材は、前記検知用ばねの自由端に結合され前記スイッチの前記アクチュエータに押圧力を作用させる合成樹脂成形品の押子を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載のコンセント。
- 前記ハウジングの内側には、前記栓刃の挿入に伴って前記アクチュエータを押圧する向きに前記押子を移動させるように押子を案内する案内面が形成されていることを特徴とする請求項3記載のコンセント。
- 前記刃受部材は、板材からなり前記接触部において前記栓刃を挟持する第1の刃受ばねおよび第2の刃受ばねと、第1の刃受ばねと第2の刃受ばねとにおける前記栓刃挿入口から離れた端部同士を連続一体に結合する連結片とを備え、第1の刃受ばねには、接触部と連結片との間の部位における幅方向の中央部において、前記検知用ばねの一部が挿通される挿入用開口が形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のコンセント。
- 前記スイッチは、前記ハウジングとは別に独立した器体を備えるマイクロスイッチであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のコンセント。
- 前記マイクロスイッチは、前記ハウジング内に収納された回路基板の周部に実装され、回路基板の中央部には前記刃受部材が挿入される開口窓が形成されて成ることを特徴とする請求項6記載のコンセント。
- 前記ハウジング内に前記刃受部材が複数個収納され、各刃受部材に対応する部位にそれぞれ前記スイッチが設けられていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のコンセント。
- 前記スイッチが直列接続されていることを特徴とする請求項8記載のコンセント。
- 前記スイッチは、前記栓刃を挿抜する際に栓刃が前記刃受部材に接触している状態において反転することを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のコンセント。
- 前記スイッチは、前記栓刃が前記刃受部材に接続された状態において前記刃受部材に通電する回路に挿入されていることを特徴とする請求項10記載のコンセント。
- 前記信号端子部は、相手側コネクタと着脱可能なコネクタであることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のコンセント。
- 前記コネクタは、前記刃受部材と電気的に接続されたコンタクトを備えることを特徴とする請求項12記載のコンセント。
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