配線装置
【課題】プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止と、その誤引抜き時には、アークの発生の防止を図ることができる配線装置を提供する。
【解決手段】一対の栓刃２ａ，２ｂおよびこれら栓刃を直流負荷１２に接続する受電通電路３を有するプラグ４と、このプラグの一対の栓刃に着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の刃受けばねおよびこれら一対の刃受けばねを直流電源側に接続する通電路を有するコンセントと、を有する。また、プラグの一対の栓刃とコンセントの一対の刃受けばねとが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構と、このロック機構のロックの解除に連動してプラグまたはコンセントの通電路に流れる電流を抑制または遮断する制御回路８と、を具備している。
【解決手段】一対の栓刃２ａ，２ｂおよびこれら栓刃を直流負荷１２に接続する受電通電路３を有するプラグ４と、このプラグの一対の栓刃に着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の刃受けばねおよびこれら一対の刃受けばねを直流電源側に接続する通電路を有するコンセントと、を有する。また、プラグの一対の栓刃とコンセントの一対の刃受けばねとが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構と、このロック機構のロックの解除に連動してプラグまたはコンセントの通電路に流れる電流を抑制または遮断する制御回路８と、を具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は配線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、配線装置の一例としては、プラグとコンセントとから構成されるものがあり、さらに、これらには、交流（ＡＣ）用と直流（ＤＣ）用のものがある。
【０００３】
従来からこの種のＡＣ用コンセントでは、これに挿入されているプラグを有する電気機器の通電中に、誤ってプラグをコンセントから引き抜く誤引抜きの防止を図ったものがある。その一例としては、コンセントにプラグを挿入した後、コンセントを回転させてロックする回転式のものが知られている。
【０００４】
しかし、現在、ＤＣ用のプラグまたはコンセントは、これら自体が、まだ一般に普及していないために、必ずしも一定していない。したがって、このＡＣ用の回転式をＤＣ用に採用できるか否かは不明である。
【０００５】
そして、ＤＣ用のプラグの誤引抜き時には、通電中の電流が大きい場合、このプラグの接続端子と、この接続端子に接続されていたＤＣ用のコンセントの接続部との間に、アークが発生し、このアークが接続端子や接続部を溶損させ、または火災を発生させる虞もある。
【０００６】
このようなアークの発生の防止を図った一例としては、特許文献１に記載されたものがある。これは、ＤＣ用プラグをＤＣ用コンセントから引き抜く時に、押し釦を押すことにより、コンセントの一対の接続部間を高抵抗並列回路により接続してプラグ側へ流れる電流の減少を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１４６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のＤＣ用のプラグとコンセントでは、プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止を図った手段が無いので、プラグの誤引抜き自体を防止できない、という課題がある。
【０００９】
また、プラグの誤引抜き時に、押し釦を押さない場合には、高抵抗並列回路がコンセントの一対の接続部間に挿入されないので、コンセントの一対の接続部間に通電中の電流を減少させることができない。このために、プラグの接続端子と、コンセントの接続部との間にアークが発生する虞がある、という課題もある。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止と、その誤引抜き時には、アークの発生の防止を図ることができる配線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態によれば、一対の接続端子およびこれら接続端子を直流負荷に接続する通電路を有するプラグと、このプラグの前記一対の接続端子に着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の接続部およびこれら一対の給電用接続部を直流電源側に接続する通電路を有するコンセントと；を具備している。
【００１２】
また、プラグの一対の接続端子とコンセントの一対の接続部とが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構と、このロック機構のロックの解除に連動してプラグまたはコンセントの通電路に流れる電流を抑制または遮断する制御回路と；を具備している。
【発明の効果】
【００１３】
本実施形態によれば、ロック機構により、プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止を図ることができる。
【００１４】
そして、このロック機構のロックを解除すれば、通電中でも、プラグをコンセントから引き抜くことができるが、このロック機構のロックの解除時には、その解除に連動してプラグまたはコンセントの通電路に流れる電流が抑制または遮断される。このために、プラグの誤引抜き時のアークの発生の防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る配線装置の制御回路の電気回路図。
【図２】第１の実施形態に係る配線装置のプラグの正面図。
【図３】同，平面図。
【図４】同，右側面図。
【図５】第１の実施形態に係る配線装置のコンセントの正面図。
【図６】図１〜図４で示すプラグと図５で示すコンセントの一挿入行程を示す平面模式図。
【図７】図２〜図４で示すプラグのロック機構のロック直前の模式図。
【図８】図２〜図４で示すプラグのロック機構のロック時の模式図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る制御回路の電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００１７】
図１〜図７に示すように本発明の第１の実施形態に係る配線装置１は、一対の接続端子の一例である栓刃２ａ，２ｂ，２ｃおよびこれら栓刃２ａ〜２ｃを直流負荷１２に接続する受電通電路３を有するプラグ４と、このプラグ４の一対の栓刃２ａ〜２ｃに着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の接続部の一例である刃受けばね５ａ，５ｂ，５ｃおよびこれら一対の刃受けばね５ａ〜５ｃを直流電源側に接続する給電通電路を有するコンセント６と、を具備している。
【００１８】
また、配線装置１は、プラグ４の一対の栓刃２ａ〜２ｃとコンセント６の一対の刃受けばね５ａ〜５ｃとが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構７と、このロック機構７のロックの解除に連動してプラグ４の受電通電路３またはコンセント６の給電通電路（図示省略）を遮断する制御回路８と；を具備している。本発明の一実施形態として、プラグ４の受電通電路３は一対の接続端子の一例である栓刃２ａ，２ｂの少なくとも一部を含んでしてもよい。また、本発明の他の一実施形態として、コンセント６の通電路は一対の直流給電用の接続部の一例である刃受けばね５ａ，５ｂの少なくとも一部を含んでいてもよい。
【００１９】
すなわち、図２〜図４に示すように配線装置１のＤＣ用のプラグ４は、例えば合成樹脂製の６角形の角筒状のプラグ本体４ａの一側壁４ｂ（図２，図３では右側壁）に、図中、横方向に延在する例えば円筒状または円柱状の３極（＋，−極、アース極）の栓刃２ａ，２ｂ，２ｃを、その各中心が逆三角形の各角部に位置した状態で配設している。すなわち、例えば図４中上部において、＋極と−極の一対の栓刃２ａ，２ｂが図中左右方向に所要の間隔を置いて配設され、これら栓刃２ａ，２ｂの下方にはアース用栓刃２ｃが配設されている。しかし、これら栓刃２ａ〜２ｃの配置はこれに限定されず、また、アース極用栓刃２ｃは省略して２極に構成してもよい。
【００２０】
また、プラグ４はプラグ本体４ａの一側壁４ｂに、栓刃２ａ〜２ｃの外周を所要の間隔を置いて囲む６角筒状のガイド筒９を同心状に配設している。ガイド筒９は合成樹脂により例えば透明に形成され、軸方向長さが各栓刃２ａ〜２ｃよりも若干長く形成されている。これら各栓刃２ａ〜２の内端は、プラグ本体４ａ内で制御回路８を介して図１で示す一対の端子１０ａ，１０ｂと図示しないアース端子に電気的に接続されている。これら一対の端子１０ａ，１０ｂは、コード11内の複数の芯線を介して直流負荷１２としてのＤＣ駆動の電気機器（図示省略）が接続される。
【００２１】
そして、ロック機構７は、プラグ４の例えばガイド筒９の上端に配設された合成樹脂製の係止部１３と、図５で示す合成樹脂製のコンセント６のプラグ挿入孔２０に形成された一対の係止孔２１ａ，２１ｂと、を有する。
【００２２】
係止部１３は、ガイド筒９の上端面上に形成された平板状の挿入ガイド部１３ａと、この挿入ガイド部１３ａの図２中左端壁の上部に、図２中左斜め上方に延在するように一体に配設された帯状体のレバー１３ｂとを有する。
【００２３】
図２，図３に示すようにレバー１３ｂは、その挿入ガイド部１３ａに一体に接続される根元部の左右両側面に、図中、上方に突出する係止爪１３ｃ，１３ｄを一体に形成している。
【００２４】
レバー１３ｂは、その自由先端部（図２，図３では左端部）上面を指等により、プラグ本体４ａ側へ押し込むことにより、挿入ガイド部１３ａに接続された接続部を支点として、弾性力により図中上下方向に揺動する。
【００２５】
プラグ本体４ａは、その上面上に、レバー１３ｂの揺動方向下面において、出没可能のプランジャ１４を配設している。
【００２６】
図１に示すようにプランジャ１４は、リターンコイル１４ａを備えており、このリターンコイル１４ａの弾性力により出没可能に構成されている。プランジャ１４の内端部は、可変抵抗器の一例である摺動抵抗器１５の摺動子（図示省略）に結合され、プランジャ１４の出没に応じて摺動抵抗器１５の摺動子が移動して抵抗値が最大から最小まで制御される。図２に示すようにプランジャ１４がフリーで外方へ最大突出してする位置を原位置とし、この原位置では摺動抵抗器１５の抵抗値が最小値になる。リターンコイル１４ａはプランジャ１４をこの原位置に常時付勢している。
【００２７】
すなわち、図２に示すようにプラグ４をコンセント６のプラグ挿入孔２０内に挿入する前，またはプラグ４をコンセント６のプラグ挿入孔２０から引き抜いた後のロック機構７のロック解除時は、プランジャ１４の外方突出量が最大となる原位置に復帰され、摺動抵抗器１５の抵抗値は最小となる。
【００２８】
これに対し、図７に示すようにプラグ４がコンセント６のプラグ挿入孔２０内に挿入されている途中であって、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄが嵌合孔２１ａ，２１ｂの手前にある時、すなわち、ロック機構７がロックされる手前の状態では、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの図中突出上端がプラグ挿入孔２０の内面の図中上面に当接した状態で一対の係合孔２１ａ，２１ｂ側へ摺動するので、レバー１３ｂが弾性的に押し下げられる。このために、プランジャ１４の突出外端部がレバー１３ｂの図中下面によりプラグ本体４ａ側へ深く押し込まれるので、摺動抵抗器１５の抵抗値は最大となる。
【００２９】
図８は、ロック機構７がロックした状態を示す。すなわち、コンセント６のプラグ挿入孔２０内にプラグ４を挿入した図７で示す状態から、さらにプラグ４をコンセント６のプラグ挿入孔２０内の奥へ挿入したために、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄがレバー１３ｂの弾性復元力により図中下方へ若干移動しコンセント６の一対の係合孔２１ａ，２１ｂ内に嵌入した状態を示す。このロック状態では、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの図８中左端のほぼ垂直の後壁が一対の係合孔２１ａ，２１ｂの図８中左端のほぼ垂直の後壁に当接して係止されるので、プラグ４のコンセント６からの引抜きが阻止される。
【００３０】
このロック状態では、レバー１３ｂが図中上方へ移動するので、プランジャ１４は図７で示すレバー１３ｂによる押圧状態から解放されてフリーになる。このために、プランジャ１４はリターンコイル１４ａのばね復元力により漸次上方へ突出し、上限の原位置に復帰する。
【００３１】
図１に示すように制御回路８は、この摺動抵抗器１５、トランジスタ１７、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）１８および抵抗１９を具備している。
【００３２】
ＭＯＳＦＥＴ１８は、そのソースＳとドレンＤを受電通電路３の途中に介装し、ゲートＧに電圧が印加されたときに、そのゲート電圧の増大に応じて電流チャネルの抵抗値が漸次減少して行き導通（ＯＮ）する。抵抗１９はダミー負荷であり、通常負荷時にはＭＯＳＦＥＴ１８からの電流が−（マイナス）極側の通電路に流入するのを実質的に阻止し得る程度の抵抗値を有する。
【００３３】
図５，図７に示すようにコンセント６は、プラグ４を挿入させるプラグ挿入孔２０と、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄと係脱可能に係合する一対の係合孔２１ａ，２１ｂを具備している。これら係合孔２１ａ，２１ｂは、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄを有する係止部１３と共にロック機構７として構成されている。各係合孔２１ａ，２１ｂは図７に示すようにプラグ挿入孔２０の内側に形成されている。
【００３４】
すなわち、一対の係合孔２１ａ，２１ｂに、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄが係合することにより、ロック機構７がロックされる。
【００３５】
一方、このロック状態において、レバー１３を指等によりプラグ本体４ａ側（図２，図７中、下方）へさらに押し込むことにより、係合孔１５と一対の係止爪１３ｃ，１３ｄとのロック状態を解除することができる。
【００３６】
また、図５，図６に示すようにコンセント６は、プラグ４の３極の栓刃２ａ〜２ｃをそれぞれ挿脱可能に挿入させて電気的に接続する３極の刃受けばね２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、プラグ４の６角形のガイド筒９の挿入先端部を嵌入させる６角形の嵌合孔２２を有する。
【００３７】
次に、この配線装置１の作用を説明する。
【００３８】
まず、図２に示すようにプラグ４のロック機構７が解除されている状態、すなわち、レバー１３ｂが図中左斜め上方へ傾斜してプランジャ１４と共に原位置にある状態において、図５で示すコンセント６のプラグ挿入孔２０内にプラグ４を挿入すると、その挿入に伴って、まず、図７に示すようにプラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの傾斜面がプラグ挿入孔２０の内面の図中上面に弾性的に当接してレバー１３ｂが弾性力に抗して下方へ漸次押し下げられる。このために、レバー１３ｂはプランジャ１４の外端部を図中下方へ押し下げる。これにより、摺動抵抗器１５の抵抗値はプランジャ１４の没入量の増加に応じて漸次増加し、最大値まで漸増する。このため、摺動抵抗器１５を流れる電流は漸減しトランジスタ１１の出力電圧も漸減し、ＭＯＳＦＥＴ１８のゲートＧに印加される電圧はほぼ最小となり、ＭＯＳＦＥＴ１８の電流チャネルの抵抗値もほぼ最大値まで漸増し、ほぼ遮断される。
【００３９】
そして、図８に示すようにコンセント６のプラグ挿入孔２０内の奥にプラグ４を押し込むと、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄがレバー１３の弾性復元力により図８中上方へ押し上げられて係合孔２１ａ，２１ｂ内に嵌入して係止される。これにより、ロック機構７がロックされる。このロック状態では、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの図７中左端の垂直壁が一対の係合孔２１ａ，２１ｂの図中左端の垂直壁に当接するので、プラグ４のコンセント６からの引抜きは阻止される。
【００４０】
そして、このロック状態では、レバー１３ｂが図中上方へ押し上げられ、図２で示す原位置に復帰するので、プランジャ１４がレバー１３ｂによる弾圧から解放（フリー）されて原位置に復帰する。このために、摺動抵抗器１５の抵抗値をほぼ最小値まで漸次減少させる。
【００４１】
このために、図１で示すように摺動抵抗器１５を流れる電流が増大し、トランジスタ１７の出力電圧が上昇して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）１８のゲートに印加される。このために、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）１８の電流チャネルの抵抗が減少して受電通電路３が導通する。これにより、プラグ４の栓刃２ａ，２ｂにより受電したＤＣ電流が出力端子１０ａ，１０ｂとコード１１を介して図示省略の電気機器に給電される。
【００４２】
次に、このように電気機器に給電中に、プラグ４をコンセント６から引き抜く場合について説明する。
【００４３】
この場合は、まず図８に示すようにロック状態にあるレバー１３ｂを図７で示すように指で図中下方へ押し下げ、プラグ４を引き抜く。すると、レバー１３ｂの一対の係止爪１３ｃ，１３ｄとコンセント６の一対の係合孔２１ａ，２１ｂとの係止状態（ロック状態）が解除される。これにより、図２に示すようにプランジャ１４が原位置に復帰するので、摺動抵抗器１５の抵抗値は漸次増大する。このために、摺動抵抗器１５の出力電流は減少し、さらに、トランジスタ１７の出力電圧も減少するので、ＭＯＳＦＥＴ１８のゲート電圧も減少し、その電流チャネルの抵抗値が増大し、受電通電路３が遮断される。
【００４４】
これにより、プラグ４の各栓刃２ａ〜２ｃとコンセント６の各刃受けばね５ａ〜５ｃとの間にアークが発生することの防止または低減を図ることができる。
【００４５】
すなわち、ロック機構７のロックを解除すれば、通電中でも、プラグ４をコンセント６から引き抜くことができるが、このロック機構７のロックの解除時には、その解除に連動してプラグ４の受電通電路３の電気抵抗が制御回路８のＭＯＳＦＥＴ１８により増大されて遮断される。このために、プラグ４の誤引抜き時のアークの発生の防止を図ることができる。
【００４６】
この後、プラグ４がコンセント６のプラグ挿入孔２０から外部へ引き抜かれると、プラグ４の受電が停止し、図２に示すようにレバー１３ｂが弾性復元力により原位置へ復帰し、プランジャ１４もリターンコイル１４ａの弾性復元力により外方へ突出して原位置に復帰する。
【００４７】
また、そもそも、ロック機構７により、プラグ４のコンセント６からの誤引抜き自体の防止を図ることができる。
【００４８】
さらに、この配線装置１によれば、ロック機構７のロック前からロック時までの過程では、ＭＯＳＦＥＴ１８の電流チャネルの電気抵抗を最大値から漸次連続的に減少させて受電通電路３を導通させるので、プラグ４に接続された電気機器の起動時に、流入する突入電流を回避することができる。
【００４９】
すなわち、受電通電路３を単にＯＮ−ＯＦＦ制御する場合には、そのＯＮ時、電気機器の通常駆動時に流入する電流よりも大きい起動電流が一気に受電通電路３を介して電気機器に突入してしまい、突入電流を回避できない。
【００５０】
しかし、本実施形態によれば、プランジャ１４の漸次連続的に増加して行く没入量に連動してＭＯＳＦＥＴ１８の電流チャネルの電気抵抗値を漸次連続的に減少させることにより、起動電流を漸増させ、起動電流をそのまま一気に電気機器に突入させないので、突入電流の回避を図ることができる。
【００５１】
また、プラグ４とコンセント６が上下で非対称の６角形に形成されているので、プラグ４の＋，−極の栓刃２ａ，２ｂと、コンセント６の刃受けばね５ａ，５ｂとの極性を誤って挿入する誤挿入を防止できる。
【００５２】
本発明において、制御回路８は種々変形可能であり、その一例を以下に説明する。
【００５３】
図８は本発明の第２の実施形態に係る制御回路８Ａの＋極側の受電通電路３のみを図示し、−極側の通電路を図示省略している。この制御回路８Ａは、図１で示す制御回路８のトランジスタ１７とＭＯＳＦＥＴ１８を削除する一方、＋極側の受電通電路３に、ＪＦＥＴ（Ｎ型）２２と上記摺動抵抗器１５を直列に挿入し、摺動抵抗器１５の出力側をＪＦＥＴ２２のゲートＧに接続した点に特徴がある。
【００５４】
ＪＦＥＴ（Ｎ型）２２は、受電通電路３をＯＮ−ＯＦＦ制御する、いわば常閉のスイッチとして機能する。したがって、図７に示すように、ロック機構７のロック時、プランジャ１４が没入して摺動抵抗器１５の抵抗値が増大すると、導通（ＯＮ）中のＪＦＥＴ２２を介して摺動抵抗器１５に流入した電流が減少し、ＪＦＥＴ２２のゲートＧに与えられる電流が所定のしきい値以下に減少してＪＦＥＴ２２が導通（ＯＮ）を維持する。
【００５５】
一方、このロック機構７のロックが解除されると、図１に示すようにブランジャ１４がリターンコイル１４ａの弾性復元力により外方へ突出し、摺動抵抗器１５の抵抗値が低下する。このために、この摺動抵抗器１５の出力側からＪＦＥＴ２２のゲートＧに与えられる電流が所定のしきい値以上に増加したときに、ＪＦＥＴ２２が非導通（ＯＦＦ）に反転し、受電通電路３が遮断される。
【００５６】
したがって、プラグ４の受電通電路３が受電中に、コンセント６から誤って引き抜かれると、この受電通電路３が遮断されるので、プラグ４の栓刃２ａ，２ｂと、コンセント６の刃受けばね５ａ，５ｂとの間でアークが発生するのを低減または防止できる。
【００５７】
本実施形態は、構成が簡単である反面、受電通電路３に摺動抵抗器１５が介挿されるため、この抵抗器１５により電力損失が生じるという点では第１の実施形態に劣る。しかし、前述のとおり、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。
【００５８】
なお、上記実施形態では、上記制御回路８，８Ａをプラグ４側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば制御回路８，８Ａを、プラグ４側に代えてコンセント６側に設けてもよい。また、係止部１３はプラグ本体４ａの上端上に代えて、その側面に配設されてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…配線装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…栓刃（接続端子）、３…受電通電路、４…プラグ、５ａ，５ｂ，５ｃ…刃受けばね（接続部）、６…コンセント、７…ロック機構、８，８Ａ…制御回路、１２…直流負荷、１３…係止部、１３ｃ，１３ｄ…一対の係止爪、１４…プランジャ、１５…摺動抵抗器、２０…プラグ挿入孔、２１ａ，２１ｂ…一対の係合孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は配線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、配線装置の一例としては、プラグとコンセントとから構成されるものがあり、さらに、これらには、交流（ＡＣ）用と直流（ＤＣ）用のものがある。
【０００３】
従来からこの種のＡＣ用コンセントでは、これに挿入されているプラグを有する電気機器の通電中に、誤ってプラグをコンセントから引き抜く誤引抜きの防止を図ったものがある。その一例としては、コンセントにプラグを挿入した後、コンセントを回転させてロックする回転式のものが知られている。
【０００４】
しかし、現在、ＤＣ用のプラグまたはコンセントは、これら自体が、まだ一般に普及していないために、必ずしも一定していない。したがって、このＡＣ用の回転式をＤＣ用に採用できるか否かは不明である。
【０００５】
そして、ＤＣ用のプラグの誤引抜き時には、通電中の電流が大きい場合、このプラグの接続端子と、この接続端子に接続されていたＤＣ用のコンセントの接続部との間に、アークが発生し、このアークが接続端子や接続部を溶損させ、または火災を発生させる虞もある。
【０００６】
このようなアークの発生の防止を図った一例としては、特許文献１に記載されたものがある。これは、ＤＣ用プラグをＤＣ用コンセントから引き抜く時に、押し釦を押すことにより、コンセントの一対の接続部間を高抵抗並列回路により接続してプラグ側へ流れる電流の減少を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１４６７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のＤＣ用のプラグとコンセントでは、プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止を図った手段が無いので、プラグの誤引抜き自体を防止できない、という課題がある。
【０００９】
また、プラグの誤引抜き時に、押し釦を押さない場合には、高抵抗並列回路がコンセントの一対の接続部間に挿入されないので、コンセントの一対の接続部間に通電中の電流を減少させることができない。このために、プラグの接続端子と、コンセントの接続部との間にアークが発生する虞がある、という課題もある。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止と、その誤引抜き時には、アークの発生の防止を図ることができる配線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本実施形態によれば、一対の接続端子およびこれら接続端子を直流負荷に接続する通電路を有するプラグと、このプラグの前記一対の接続端子に着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の接続部およびこれら一対の給電用接続部を直流電源側に接続する通電路を有するコンセントと；を具備している。
【００１２】
また、プラグの一対の接続端子とコンセントの一対の接続部とが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構と、このロック機構のロックの解除に連動してプラグまたはコンセントの通電路に流れる電流を抑制または遮断する制御回路と；を具備している。
【発明の効果】
【００１３】
本実施形態によれば、ロック機構により、プラグのコンセントからの誤引抜き自体の防止を図ることができる。
【００１４】
そして、このロック機構のロックを解除すれば、通電中でも、プラグをコンセントから引き抜くことができるが、このロック機構のロックの解除時には、その解除に連動してプラグまたはコンセントの通電路に流れる電流が抑制または遮断される。このために、プラグの誤引抜き時のアークの発生の防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る配線装置の制御回路の電気回路図。
【図２】第１の実施形態に係る配線装置のプラグの正面図。
【図３】同，平面図。
【図４】同，右側面図。
【図５】第１の実施形態に係る配線装置のコンセントの正面図。
【図６】図１〜図４で示すプラグと図５で示すコンセントの一挿入行程を示す平面模式図。
【図７】図２〜図４で示すプラグのロック機構のロック直前の模式図。
【図８】図２〜図４で示すプラグのロック機構のロック時の模式図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る制御回路の電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００１７】
図１〜図７に示すように本発明の第１の実施形態に係る配線装置１は、一対の接続端子の一例である栓刃２ａ，２ｂ，２ｃおよびこれら栓刃２ａ〜２ｃを直流負荷１２に接続する受電通電路３を有するプラグ４と、このプラグ４の一対の栓刃２ａ〜２ｃに着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の接続部の一例である刃受けばね５ａ，５ｂ，５ｃおよびこれら一対の刃受けばね５ａ〜５ｃを直流電源側に接続する給電通電路を有するコンセント６と、を具備している。
【００１８】
また、配線装置１は、プラグ４の一対の栓刃２ａ〜２ｃとコンセント６の一対の刃受けばね５ａ〜５ｃとが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構７と、このロック機構７のロックの解除に連動してプラグ４の受電通電路３またはコンセント６の給電通電路（図示省略）を遮断する制御回路８と；を具備している。本発明の一実施形態として、プラグ４の受電通電路３は一対の接続端子の一例である栓刃２ａ，２ｂの少なくとも一部を含んでしてもよい。また、本発明の他の一実施形態として、コンセント６の通電路は一対の直流給電用の接続部の一例である刃受けばね５ａ，５ｂの少なくとも一部を含んでいてもよい。
【００１９】
すなわち、図２〜図４に示すように配線装置１のＤＣ用のプラグ４は、例えば合成樹脂製の６角形の角筒状のプラグ本体４ａの一側壁４ｂ（図２，図３では右側壁）に、図中、横方向に延在する例えば円筒状または円柱状の３極（＋，−極、アース極）の栓刃２ａ，２ｂ，２ｃを、その各中心が逆三角形の各角部に位置した状態で配設している。すなわち、例えば図４中上部において、＋極と−極の一対の栓刃２ａ，２ｂが図中左右方向に所要の間隔を置いて配設され、これら栓刃２ａ，２ｂの下方にはアース用栓刃２ｃが配設されている。しかし、これら栓刃２ａ〜２ｃの配置はこれに限定されず、また、アース極用栓刃２ｃは省略して２極に構成してもよい。
【００２０】
また、プラグ４はプラグ本体４ａの一側壁４ｂに、栓刃２ａ〜２ｃの外周を所要の間隔を置いて囲む６角筒状のガイド筒９を同心状に配設している。ガイド筒９は合成樹脂により例えば透明に形成され、軸方向長さが各栓刃２ａ〜２ｃよりも若干長く形成されている。これら各栓刃２ａ〜２の内端は、プラグ本体４ａ内で制御回路８を介して図１で示す一対の端子１０ａ，１０ｂと図示しないアース端子に電気的に接続されている。これら一対の端子１０ａ，１０ｂは、コード11内の複数の芯線を介して直流負荷１２としてのＤＣ駆動の電気機器（図示省略）が接続される。
【００２１】
そして、ロック機構７は、プラグ４の例えばガイド筒９の上端に配設された合成樹脂製の係止部１３と、図５で示す合成樹脂製のコンセント６のプラグ挿入孔２０に形成された一対の係止孔２１ａ，２１ｂと、を有する。
【００２２】
係止部１３は、ガイド筒９の上端面上に形成された平板状の挿入ガイド部１３ａと、この挿入ガイド部１３ａの図２中左端壁の上部に、図２中左斜め上方に延在するように一体に配設された帯状体のレバー１３ｂとを有する。
【００２３】
図２，図３に示すようにレバー１３ｂは、その挿入ガイド部１３ａに一体に接続される根元部の左右両側面に、図中、上方に突出する係止爪１３ｃ，１３ｄを一体に形成している。
【００２４】
レバー１３ｂは、その自由先端部（図２，図３では左端部）上面を指等により、プラグ本体４ａ側へ押し込むことにより、挿入ガイド部１３ａに接続された接続部を支点として、弾性力により図中上下方向に揺動する。
【００２５】
プラグ本体４ａは、その上面上に、レバー１３ｂの揺動方向下面において、出没可能のプランジャ１４を配設している。
【００２６】
図１に示すようにプランジャ１４は、リターンコイル１４ａを備えており、このリターンコイル１４ａの弾性力により出没可能に構成されている。プランジャ１４の内端部は、可変抵抗器の一例である摺動抵抗器１５の摺動子（図示省略）に結合され、プランジャ１４の出没に応じて摺動抵抗器１５の摺動子が移動して抵抗値が最大から最小まで制御される。図２に示すようにプランジャ１４がフリーで外方へ最大突出してする位置を原位置とし、この原位置では摺動抵抗器１５の抵抗値が最小値になる。リターンコイル１４ａはプランジャ１４をこの原位置に常時付勢している。
【００２７】
すなわち、図２に示すようにプラグ４をコンセント６のプラグ挿入孔２０内に挿入する前，またはプラグ４をコンセント６のプラグ挿入孔２０から引き抜いた後のロック機構７のロック解除時は、プランジャ１４の外方突出量が最大となる原位置に復帰され、摺動抵抗器１５の抵抗値は最小となる。
【００２８】
これに対し、図７に示すようにプラグ４がコンセント６のプラグ挿入孔２０内に挿入されている途中であって、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄが嵌合孔２１ａ，２１ｂの手前にある時、すなわち、ロック機構７がロックされる手前の状態では、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの図中突出上端がプラグ挿入孔２０の内面の図中上面に当接した状態で一対の係合孔２１ａ，２１ｂ側へ摺動するので、レバー１３ｂが弾性的に押し下げられる。このために、プランジャ１４の突出外端部がレバー１３ｂの図中下面によりプラグ本体４ａ側へ深く押し込まれるので、摺動抵抗器１５の抵抗値は最大となる。
【００２９】
図８は、ロック機構７がロックした状態を示す。すなわち、コンセント６のプラグ挿入孔２０内にプラグ４を挿入した図７で示す状態から、さらにプラグ４をコンセント６のプラグ挿入孔２０内の奥へ挿入したために、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄがレバー１３ｂの弾性復元力により図中下方へ若干移動しコンセント６の一対の係合孔２１ａ，２１ｂ内に嵌入した状態を示す。このロック状態では、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの図８中左端のほぼ垂直の後壁が一対の係合孔２１ａ，２１ｂの図８中左端のほぼ垂直の後壁に当接して係止されるので、プラグ４のコンセント６からの引抜きが阻止される。
【００３０】
このロック状態では、レバー１３ｂが図中上方へ移動するので、プランジャ１４は図７で示すレバー１３ｂによる押圧状態から解放されてフリーになる。このために、プランジャ１４はリターンコイル１４ａのばね復元力により漸次上方へ突出し、上限の原位置に復帰する。
【００３１】
図１に示すように制御回路８は、この摺動抵抗器１５、トランジスタ１７、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）１８および抵抗１９を具備している。
【００３２】
ＭＯＳＦＥＴ１８は、そのソースＳとドレンＤを受電通電路３の途中に介装し、ゲートＧに電圧が印加されたときに、そのゲート電圧の増大に応じて電流チャネルの抵抗値が漸次減少して行き導通（ＯＮ）する。抵抗１９はダミー負荷であり、通常負荷時にはＭＯＳＦＥＴ１８からの電流が−（マイナス）極側の通電路に流入するのを実質的に阻止し得る程度の抵抗値を有する。
【００３３】
図５，図７に示すようにコンセント６は、プラグ４を挿入させるプラグ挿入孔２０と、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄと係脱可能に係合する一対の係合孔２１ａ，２１ｂを具備している。これら係合孔２１ａ，２１ｂは、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄを有する係止部１３と共にロック機構７として構成されている。各係合孔２１ａ，２１ｂは図７に示すようにプラグ挿入孔２０の内側に形成されている。
【００３４】
すなわち、一対の係合孔２１ａ，２１ｂに、プラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄが係合することにより、ロック機構７がロックされる。
【００３５】
一方、このロック状態において、レバー１３を指等によりプラグ本体４ａ側（図２，図７中、下方）へさらに押し込むことにより、係合孔１５と一対の係止爪１３ｃ，１３ｄとのロック状態を解除することができる。
【００３６】
また、図５，図６に示すようにコンセント６は、プラグ４の３極の栓刃２ａ〜２ｃをそれぞれ挿脱可能に挿入させて電気的に接続する３極の刃受けばね２０ａ，２０ｂ，２０ｃと、プラグ４の６角形のガイド筒９の挿入先端部を嵌入させる６角形の嵌合孔２２を有する。
【００３７】
次に、この配線装置１の作用を説明する。
【００３８】
まず、図２に示すようにプラグ４のロック機構７が解除されている状態、すなわち、レバー１３ｂが図中左斜め上方へ傾斜してプランジャ１４と共に原位置にある状態において、図５で示すコンセント６のプラグ挿入孔２０内にプラグ４を挿入すると、その挿入に伴って、まず、図７に示すようにプラグ４の一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの傾斜面がプラグ挿入孔２０の内面の図中上面に弾性的に当接してレバー１３ｂが弾性力に抗して下方へ漸次押し下げられる。このために、レバー１３ｂはプランジャ１４の外端部を図中下方へ押し下げる。これにより、摺動抵抗器１５の抵抗値はプランジャ１４の没入量の増加に応じて漸次増加し、最大値まで漸増する。このため、摺動抵抗器１５を流れる電流は漸減しトランジスタ１１の出力電圧も漸減し、ＭＯＳＦＥＴ１８のゲートＧに印加される電圧はほぼ最小となり、ＭＯＳＦＥＴ１８の電流チャネルの抵抗値もほぼ最大値まで漸増し、ほぼ遮断される。
【００３９】
そして、図８に示すようにコンセント６のプラグ挿入孔２０内の奥にプラグ４を押し込むと、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄがレバー１３の弾性復元力により図８中上方へ押し上げられて係合孔２１ａ，２１ｂ内に嵌入して係止される。これにより、ロック機構７がロックされる。このロック状態では、一対の係止爪１３ｃ，１３ｄの図７中左端の垂直壁が一対の係合孔２１ａ，２１ｂの図中左端の垂直壁に当接するので、プラグ４のコンセント６からの引抜きは阻止される。
【００４０】
そして、このロック状態では、レバー１３ｂが図中上方へ押し上げられ、図２で示す原位置に復帰するので、プランジャ１４がレバー１３ｂによる弾圧から解放（フリー）されて原位置に復帰する。このために、摺動抵抗器１５の抵抗値をほぼ最小値まで漸次減少させる。
【００４１】
このために、図１で示すように摺動抵抗器１５を流れる電流が増大し、トランジスタ１７の出力電圧が上昇して、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）１８のゲートに印加される。このために、ＭＯＳＦＥＴ（Ｎ型）１８の電流チャネルの抵抗が減少して受電通電路３が導通する。これにより、プラグ４の栓刃２ａ，２ｂにより受電したＤＣ電流が出力端子１０ａ，１０ｂとコード１１を介して図示省略の電気機器に給電される。
【００４２】
次に、このように電気機器に給電中に、プラグ４をコンセント６から引き抜く場合について説明する。
【００４３】
この場合は、まず図８に示すようにロック状態にあるレバー１３ｂを図７で示すように指で図中下方へ押し下げ、プラグ４を引き抜く。すると、レバー１３ｂの一対の係止爪１３ｃ，１３ｄとコンセント６の一対の係合孔２１ａ，２１ｂとの係止状態（ロック状態）が解除される。これにより、図２に示すようにプランジャ１４が原位置に復帰するので、摺動抵抗器１５の抵抗値は漸次増大する。このために、摺動抵抗器１５の出力電流は減少し、さらに、トランジスタ１７の出力電圧も減少するので、ＭＯＳＦＥＴ１８のゲート電圧も減少し、その電流チャネルの抵抗値が増大し、受電通電路３が遮断される。
【００４４】
これにより、プラグ４の各栓刃２ａ〜２ｃとコンセント６の各刃受けばね５ａ〜５ｃとの間にアークが発生することの防止または低減を図ることができる。
【００４５】
すなわち、ロック機構７のロックを解除すれば、通電中でも、プラグ４をコンセント６から引き抜くことができるが、このロック機構７のロックの解除時には、その解除に連動してプラグ４の受電通電路３の電気抵抗が制御回路８のＭＯＳＦＥＴ１８により増大されて遮断される。このために、プラグ４の誤引抜き時のアークの発生の防止を図ることができる。
【００４６】
この後、プラグ４がコンセント６のプラグ挿入孔２０から外部へ引き抜かれると、プラグ４の受電が停止し、図２に示すようにレバー１３ｂが弾性復元力により原位置へ復帰し、プランジャ１４もリターンコイル１４ａの弾性復元力により外方へ突出して原位置に復帰する。
【００４７】
また、そもそも、ロック機構７により、プラグ４のコンセント６からの誤引抜き自体の防止を図ることができる。
【００４８】
さらに、この配線装置１によれば、ロック機構７のロック前からロック時までの過程では、ＭＯＳＦＥＴ１８の電流チャネルの電気抵抗を最大値から漸次連続的に減少させて受電通電路３を導通させるので、プラグ４に接続された電気機器の起動時に、流入する突入電流を回避することができる。
【００４９】
すなわち、受電通電路３を単にＯＮ−ＯＦＦ制御する場合には、そのＯＮ時、電気機器の通常駆動時に流入する電流よりも大きい起動電流が一気に受電通電路３を介して電気機器に突入してしまい、突入電流を回避できない。
【００５０】
しかし、本実施形態によれば、プランジャ１４の漸次連続的に増加して行く没入量に連動してＭＯＳＦＥＴ１８の電流チャネルの電気抵抗値を漸次連続的に減少させることにより、起動電流を漸増させ、起動電流をそのまま一気に電気機器に突入させないので、突入電流の回避を図ることができる。
【００５１】
また、プラグ４とコンセント６が上下で非対称の６角形に形成されているので、プラグ４の＋，−極の栓刃２ａ，２ｂと、コンセント６の刃受けばね５ａ，５ｂとの極性を誤って挿入する誤挿入を防止できる。
【００５２】
本発明において、制御回路８は種々変形可能であり、その一例を以下に説明する。
【００５３】
図８は本発明の第２の実施形態に係る制御回路８Ａの＋極側の受電通電路３のみを図示し、−極側の通電路を図示省略している。この制御回路８Ａは、図１で示す制御回路８のトランジスタ１７とＭＯＳＦＥＴ１８を削除する一方、＋極側の受電通電路３に、ＪＦＥＴ（Ｎ型）２２と上記摺動抵抗器１５を直列に挿入し、摺動抵抗器１５の出力側をＪＦＥＴ２２のゲートＧに接続した点に特徴がある。
【００５４】
ＪＦＥＴ（Ｎ型）２２は、受電通電路３をＯＮ−ＯＦＦ制御する、いわば常閉のスイッチとして機能する。したがって、図７に示すように、ロック機構７のロック時、プランジャ１４が没入して摺動抵抗器１５の抵抗値が増大すると、導通（ＯＮ）中のＪＦＥＴ２２を介して摺動抵抗器１５に流入した電流が減少し、ＪＦＥＴ２２のゲートＧに与えられる電流が所定のしきい値以下に減少してＪＦＥＴ２２が導通（ＯＮ）を維持する。
【００５５】
一方、このロック機構７のロックが解除されると、図１に示すようにブランジャ１４がリターンコイル１４ａの弾性復元力により外方へ突出し、摺動抵抗器１５の抵抗値が低下する。このために、この摺動抵抗器１５の出力側からＪＦＥＴ２２のゲートＧに与えられる電流が所定のしきい値以上に増加したときに、ＪＦＥＴ２２が非導通（ＯＦＦ）に反転し、受電通電路３が遮断される。
【００５６】
したがって、プラグ４の受電通電路３が受電中に、コンセント６から誤って引き抜かれると、この受電通電路３が遮断されるので、プラグ４の栓刃２ａ，２ｂと、コンセント６の刃受けばね５ａ，５ｂとの間でアークが発生するのを低減または防止できる。
【００５７】
本実施形態は、構成が簡単である反面、受電通電路３に摺動抵抗器１５が介挿されるため、この抵抗器１５により電力損失が生じるという点では第１の実施形態に劣る。しかし、前述のとおり、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。
【００５８】
なお、上記実施形態では、上記制御回路８，８Ａをプラグ４側に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば制御回路８，８Ａを、プラグ４側に代えてコンセント６側に設けてもよい。また、係止部１３はプラグ本体４ａの上端上に代えて、その側面に配設されてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…配線装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…栓刃（接続端子）、３…受電通電路、４…プラグ、５ａ，５ｂ，５ｃ…刃受けばね（接続部）、６…コンセント、７…ロック機構、８，８Ａ…制御回路、１２…直流負荷、１３…係止部、１３ｃ，１３ｄ…一対の係止爪、１４…プランジャ、１５…摺動抵抗器、２０…プラグ挿入孔、２１ａ，２１ｂ…一対の係合孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の接続端子およびこれら接続端子を直流負荷に接続する通電路を有するプラグと；
このプラグの前記一対の接続端子に着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の接続部およびこれら一対の給電用接続部を直流電源側に接続する通電路を有するコンセントと；
前記プラグの一対の接続端子と前記コンセントの一対の接続部とが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構と；
このロック機構のロックの解除に連動して前記プラグまたはコンセントの通電路に流れる電流を抑制または遮断する制御回路と；
を具備していることを特徴とする配線装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記ロック機構のロック時、そのロックに連動して前記プラグまたはコンセントの通電路の電気抵抗を徐々に減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の配線装置。
【請求項１】
一対の接続端子およびこれら接続端子を直流負荷に接続する通電路を有するプラグと；
このプラグの前記一対の接続端子に着脱可能に電気的に接続される一対の直流給電用の接続部およびこれら一対の給電用接続部を直流電源側に接続する通電路を有するコンセントと；
前記プラグの一対の接続端子と前記コンセントの一対の接続部とが接続されたときに、この接続状態を係脱可能にロックするロック機構と；
このロック機構のロックの解除に連動して前記プラグまたはコンセントの通電路に流れる電流を抑制または遮断する制御回路と；
を具備していることを特徴とする配線装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記ロック機構のロック時、そのロックに連動して前記プラグまたはコンセントの通電路の電気抵抗を徐々に減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の配線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２５８５１１（Ｐ２０１１−２５８５１１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４０７２（Ｐ２０１０−１３４０７２）
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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