(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記シャッタ(58)の前面は2つの傾斜表面(58a)を備え、前記2つの傾斜表面(58a)はそれぞれ、プラグピンを各前記ソケット孔に挿入する間、各前記プラグピンの先端と協働するよう適合される、請求項1又は2に記載の電気コネクタ(50)。
前記ソケット孔は、好ましくはグランド用の1つの中央ソケット孔(52a)、及び各電気相用の2つの相ソケット孔(52b)を備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気コネクタ(50)。
前記2つの相ソケット孔(52b)の相互距離は約3ミリメートルであり、前記中央孔(52a)と各前記2つの相ソケット孔との間の距離は約4ミリメートルである、請求項4に記載の電気コネクタ(50)。
【背景技術】
【0002】
業務用のモジュール式電気プラグ及びソケットが公知である。しかしながら、規格化されたプラグ及びソケットは一般に大き過ぎて、家庭で使用するための空間効率の良いモジュール式解決策を達成できない。例えば、IEC C19/C20等のデバイスコネクタソケット/プラグを使用すると、システムが大きくなり過ぎ、非モジュール式ソケットストリップに匹敵するほどになる。
【0003】
標準的な平坦な3ポールコネクタ等の工業用プラグ及びソケットの使用も、システムを大き過ぎるものとし、このタイプのコネクタは通常、1つのモジュールから次のモジュールに曲げ負荷を伝達するのに好適でない。
【0004】
工業用コネクタもまた、係合に回転運動を必要とするそのロック機構のために好適ではなく、モジュール式電気システムに関して、ユーザにとって最も有益なのは、一方のモジュールを他方のモジュールに接続するために軸方向運動を行うことである。
【0005】
更に、上述のコネクタは、通電しているコネクタソケットを保護するシャッタを有しない。
【0006】
上述のものよりも小さいコネクタが存在するものの、これらは、このようなモジュールシステムを家庭での使用にとって安全なものとするために必要な、250V及び16Aのような高い負荷を対象としていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、2つのケーブル間の可能な限り最小の接続、及び2つの電気モジュール間の省スペース接続を、家庭内用途に適した高い安全レベルで提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によると:嵌合コネクタのコネクタピンの受承のためのソケット孔を備えるハウジング;ソケット孔を覆う第1の端位置とソケット孔を覆わない第2の端位置との間で直線移動可能に設けられたシャッタ;シャッタをシャッタの第1の端位置へと付勢するよう適合された付勢手段を備える電気コネクタが提供され、ここでこの電気コネクタは、上記付勢手段が、巻きばね部分によって相互接続された第1の脚及び第2の脚を有する少なくとも1つの捩りばねを備えることを特徴とする。
【0009】
捩りばねとしての付勢手段を設けることにより、コネクタの極めて小さい寸法を達成できる。
【0010】
巻きばね部分は好ましくは、ソケット孔の延長部に対して横断方向に、電気コネクタ内に水平に延在するピンによって、支持される。この構成では、寸法を妥協することなくシャッタを係合できるように捩りばねを設けることができる。
【0011】
好ましい実施形態では、第1の脚は不動であり、第2の脚はシャッタの上端部上に静止する。これにより、シャッタの位置に関係なく、シャッタに対して作用する所望の範囲内の力がもたらされる。
【0012】
好ましい実施形態では、2つの捩りばねが設けられ、平衡のとれたシャッタの移動をもたらす。
【0013】
好ましい実施形態では、シャッタの前面は2つの傾斜表面を備え、これらはそれぞれ、プラグピンを各ソケット孔に挿入する間、各プラグピンの先端と協働するよう適合される。これによって、ユーザを電流の危険から保護する安全な開放方法が達成される。
【0014】
好ましい実施形態では、ソケット孔は、好ましくはグランド用の1つの中央ソケット孔、及び各電気相用の2つの相ソケット孔を備え、ここで捩りばねは好ましくは、中央ソケット孔のいずれかの側に設けられる。これは、電気コネクタの小さい寸法を可能とする省スペース構成である。2つの相ソケット孔の相互距離は好ましくは約3ミリメートルであり、中央孔と各2つの相ソケット孔との間の距離は好ましくは約4ミリメートルであり、これによって現行の安全規制を遵守している。
【0015】
好ましい実施形態では、本発明による電気コネクタは、電気モジュール内に備えられる。
【0016】
これより本発明を、添付の図面を参照しながら、一例として説明する。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明による電気モジュール及びコネクタについて詳細に説明する。用語「電気モジュール(electrical module)」は、本文脈において、1つ又は複数の電気プラグ及び/又はソケットコネクタ、電源アウトレット、スイッチ等を有するいずれのモジュールとして解釈されるものとする。また、「上、上部(upper)」、「下、下部(lower)」といった空間的な言及は、図において示される方向を指す。
【0019】
全体的に10で示される電気モジュールを、
図1、2に示す。モジュール10は本質的には、プラグ壁12及びソケット壁14を有する箱形状である。図示した実施形態では、モジュール10の上側は、標準的な家庭用電気ソケット16の形態の電気デバイスを備えるが、この電気デバイスは、スイッチ、ディスプレイ、又は電気器具と接続して使用されるいずれの他のデバイスとしてよいことが理解されるだろう。上記電気デバイスは、様々な機能のための内部デバイスであり得ることも考えられ、この場合モジュールの上側は平滑面である。
【0020】
図1を参照すると、プラグ壁12は、全体的に20で示されるプラグインタフェースを備える。プラグインタフェースは3つのプラグピン22、即ちグランド用の1つの上部中央ピン22a及び各電気相用の2つの下部ピン22bを備え、これらはIEC60320規格に従って配設され、IEC6032組立公差において指定される最短の許容沿面距離又は間隙距離に基づいた相互距離を有して位置決めされる。好ましい実施形態では、2つの下部ピンの相互距離は約3ミリメートルであり、上部中央ピンと2つの下部ピンそれぞれとの距離は約4ミリメートルである。プラグピン22a、bはカラー24によって取り囲まれ、このカラー24の機能は、ユーザが電流伝導プラグピン22a、bと直接接触するのを回避するためにユーザのための保護を提供すること、及び以下に説明するような追加のモジュールに対する相互接続のための相互接続手段を提供することである。カラー24は、カラー24の外套表面における凹部の形態の配向インジケータ24aを備える。配向インジケータ24aは、触覚フィードバックを提供することにより、嵌合ソケットコネクタ(
図1、2では図示せず)の正確な配向を容易にする。カラー24はまた、以下に説明するように、嵌合ソケットコネクタの突出部を受承するよう適合されたロック用窪み部26の形態のロック手段を備える。
【0021】
ここで
図2に移ると、ソケット壁14は、全体的に30で示されるソケットインタフェースを備える。ソケットインタフェースは、3つのソケット孔32a、bを備え、これらはそれぞれプラグインタフェース20の各プラグピン22a、bを受承するよう適合される。ソケット孔32a、bは、プラグインタフェース20のカラー24に受承されかつカラー24によって取り囲まれるよう適合されたサイズ及び形状を有する、ソケット先端34内に設けられる。ソケット先端34は、嵌合プラグコネクタの窪み部26を受承するよう適合されたロック用突出部36の形態のロック手段を備える。ロック用窪み部26及びロック用突出部36は共に、コネクタ又はモジュールが完全に挿入されたという触覚及び可聴フィードバックをユーザに与える。これらはまた、ケーブルコネクタとして又はモジュール間のコネクタとして使用された場合の両方において、プラグとソケットとの間の保持力を増大させる。これにより、意図していない軸方向力に曝された場合の偶発的な係合解除のための公差が増大する。
【0022】
ソケット先端34は、段差形状の外側部分38bを有するキャビティ壁38aを有する、ソケットキャビティ38によって取り囲まれる。
【0023】
モジュール10の底部は、壁、テーブル表面等へのモジュール10の取り付けを容易にする、取り付けインタフェース18を備える。図示した実施形態では、取り付けインタフェース18は、フック等といった取り付け手段を受承するよう適合された4つの孔を備える。最後に、モジュール10の底部はまた、ソケット先端34と位置合わせされた開口部19を備える。この開口部19は、製造中のソケット先端34へのアクセスを可能とし、また、2つのモジュールの相互接続及び接続解除中にソケット先端の下側に空間をもたらし、これにより、以下に説明するように、突出部36を通過する際にカラー24の多少の曲げを可能とする。
【0024】
これより2つの隣接する電気モジュール10’、10’’の相互接続及び接続解除について、
図3〜6を参照しながら詳細に説明する。
【0025】
図3では、モジュール10’、10’’は、第1のモジュール10’のプラグインタフェース20と第2のモジュール10’’のソケットインタフェースとが相互接続又は嵌合する前の、僅かに離れた状態で図示されている。相互接続の前、第1のモジュール10’のプラグピン22a、bは第2のモジュール10’’のソケット孔と位置合わせされ、続いてこれら2つのモジュールは共に、
図4に示した位置へと単に押される。この位置では、ソケットインタフェース30のロック用突出部36はプラグインタフェースのロック用窪み部26に係合し、これによって2つのモジュール10’、10’’間の相互接続の強さが増大し、2つのモジュールの偶発的な接続解除が防止される。
【0026】
隣接する2つのモジュール10’、10’’の意図的な係合解除は、2つのモジュールを
図4に示した位置とは反対の方向に単に引っ張ることにより達成される。ユーザはその後、ソケット先端34の突出部36がカラー24の窪み部26と係合解除したときに触覚フィードバックを経験する。湾曲したスロープ24bを有するカラー24の設計は、所謂「つかえた引き出し効果(jammed−drawer effect)」を回避する、即ち2つのモジュール10’、10’’の縦軸が互いに完全に平行でない場合につかえるのを回避するのを補助する。
【0027】
2つの隣接するモジュール10’、10’’が曲げ力を受けた場合、例えば2つの隣接するモジュールの結合部に上方から圧力が印加された場合、モジュールが僅かに離れ、モジュールが係合解除し始めるリスクがある。
【0028】
このタイプの接続解除を回避するために、モジュール10’、10’’は、2つのモジュールが相互接続されるときに壁12、14間に小さな間隙が存在するように、作製される。この間隙は、壁が互いを押すのを遅らせ、これは、プラグインタフェース及びソケットインタフェースに印加される小さな力が存在する場合、例えば一方のモジュールを保持しながら他方のモジュールからプラグを取り外す場合に、プラグインタフェース及びソケットインタフェースが係合解除するのを防止する。この遅延の間に、プラグインタフェース20の表面とソケットインタフェース30の表面との間の接触面積が増大し、またこれら表面間の圧力が増大し、これは複数のモジュールを共に保持する摩擦力を増大させる。プラグインタフェース20の表面とソケットインタフェース30の表面との間のクリアランスと、壁12、14の角に対する外向きの回転の中心からの距離との関係により、
図5の場合のように上述の表面がつかえる前に、壁12、14の角が接触するのを回避するのに必要とされる量の間隙がもたらされる。
図4に示されたジオメトリでは、この必要とされる間隙は0.4mmであると決定されるが、0.1〜0.8mm、より好ましくは0.2〜0.6mmの間で変動してよい。
【0029】
モジュールが過度の力を受けた場合、カラー24の設計によってモジュールの部分の破損が回避される。例えば
図3に示すように、カラー24は、その上部部分にスロープ部分24bを有して成形される。換言すると、カラーは、その基部からの距離と共に、即ちモジュールのプラグ壁12からの距離と共に減少する外周を有する。カラーの最内側部分にはカラー段差24cがあり、ここでカラー24の外周はモジュールの軸方向延長部において一定である。ソケットインタフェース30のソケットキャビティ38の壁38a、38bは、
図4において最もよく確認できるように、湾曲部分38a及びソケットキャビティ段差38bがモジュールの軸方向延長部において一定の半径を有する殆ど相補的な設計を有し、ここでソケットキャビティ段差38bはソケットキャビティ38の最外側部分に設けられる。
【0030】
上述の間隙は好ましくは、ソケットキャビティ38の段差38bをカラー24の段差24cより短くすることにより達成される。あるいは又は更に、
図4に示した解決策と潜在的に組み合わせて、反転を行い、カラー24の段差24cをソケットキャビティ38の段差38bより長くすることによって、プラグインタフェース20全体をプラグ壁12から外側に移動させることにより、これを達成する。更に別の代替案は、嵌合プラグインタフェース20の底面をプラグ壁12と合致させたままソケット先端34をソケット壁14の外側に軸方向に延長すること、若しくはカラー24をプラグ壁12から軸方向に外側に延長すること、又は他の代替案と潜在的に組み合わせた、キャビティ壁38aを短くすることによる反転である。プラグピン22a、22bが嵌合コネクタソケットにおいて最も低い位置となる(図示せず)ようにプラグピン22a、22b間の関係を寸法設定することもまた、1つの可能性である。最も低い位置となるのは、プラグ壁12及びソケット壁14が互いに接触する前でなければならない。
【0031】
ソケットキャビティ壁部38a、38bの設計と組み合わせた、カラー24のスロープ状の又は傾斜した部分と段差部分との組み合わせは、モジュール間で曲げ負荷を伝達する際に有利であることが証明された。例えばカラー24の形状は、カラー24が曲げ負荷を受けて破損しないよう、カラー24が隣接するモジュールに負荷を伝達できるよう、そして高い曲げ力に曝されたときにモジュールが分離するように設計される。以下、これについてより詳細に説明する。
【0032】
2つのモジュール10’、10’’の強制的な分離は
図4に示した位置から始まる。2つのモジュールが本質的に同一平面にあるこの位置から、2つのモジュールは上述のように負荷を与えられる(
図5参照)。この負荷状況は、2つ以上のモジュールが各端部においてのみ支持される場合、例えば一方の側が床上に静止し、他方の端部が敷居上に静止し、誰かが中央を踏む場合に起こり得る。力が増大するに従って、カラー24は、モジュールの相互変転によって引き起こされる曲げ力によって屈曲し始める。変転がある一定のレベルに達すると、段差24c、38bは係合解除する。
【0033】
この時点で2つのモジュール10’、10’’は分離する(
図6参照)。分離の有利な効果は、プラグ壁部12に近接しているほどスロープが急峻になるようにスロープ24bが湾曲しており、これにより、2つのモジュール10’、10’’が離れるときにカラー24とソケットモジュール10’’のキャビティ壁38aとの間の距離が急速に増大することによって促進される。
【0034】
従って、2つのモジュール10’、10’’に過度の力が印加されると、プラグ段差24c及び壁段差38bは係合解除し、カラー上のスロープ24b及びソケットキャビティの壁38aの形状は、モジュールを完全に分離させ、従って部品には永久的な損傷が生じない。
【0035】
ここで
図7、8に移り、ケーブルコネクタプラグの形態のプラグインタフェース及びケーブルコネクタソケットの形態のソケットインタフェースそれぞれについて説明する。全体的に40で示されるケーブルコネクタプラグは、プラグコネクタケーブル41の端部部分に取り付けられるよう適合され、プラグインタフェース20内に設けられたプラグピンと同じ方法で配設された3つのピン42a、bを備える。プラグピン42a、bはカラー44によって取り囲まれ、このカラー44の機能は、ユーザが電流伝導プラグピンと直接接触するのを回避するためにユーザのための保護を提供することである。カラー44は、カラー44の外套表面における凹部の形態の配向インジケータ44aを備える。配向インジケータ44aは、
図8に示す嵌合ソケットコネクタの正確な配向を容易にする。カラー44はまた、嵌合ソケットコネクタの突出部を受承するよう適合されたロック用窪み部46を備える。
【0036】
ここで
図8に移ると、全体的に50で示されるケーブルコネクタソケットは、3つのソケット孔、即ちそれぞれがプラグインタフェースの3つのプラグピンそれぞれを受承するよう適合された、グランド用の1つの上部中央孔52a及び各電気相用の2つの下部孔52bを備える。ソケット孔52a、bは、プラグインタフェースのカラー内に受承されるよう適合された形状及びサイズを有するソケット先端54内に設けられる。ソケット先端54は、嵌合プラグインタフェースの窪み部内に受承されるよう適合された、ロック用突出部56(
図8には図示せず)を備える。ソケット先端54の内部は、凹部54aの形態の配向インジケータを備えるハウジング54bによって覆われる。
【0037】
これよりケーブルコネクタソケットのソケットインタフェース50について、
図9、10を参照しながら説明する。
図9はハウジングを有しない、シャッタが第1の端位置にあるソケットインタフェースを示し、
図10は同様の図であるがシャッタが第2の端位置にある。
【0038】
ソケットインタフェース50は、
図8を参照しながら上述した3つのソケット孔52a、bを備える。これらソケット孔は、ソケットインタフェース50全体を通して延在し、各ソケット孔は、電気伝導性の本質的にチューブ状のライニング53を収容する。上記ライニング53は、ソケット孔のそれぞれに挿入された嵌合プラグピンとの電気的接続を確立するよう配設される。ソケット孔の前にはシャッタ58が直線的に設けられ、本実施形態では、シャッタ58は、シャッタが2つの最下ソケット孔52bを覆う第1の下端位置(
図9参照)と、ソケット孔が覆われない第2の上端位置(
図10参照)との間で垂直に可動である。シャッタ58の機能は、ソケット孔52a、b内に物体が偶発的に入り、その中の通電ライニング53と接触するのを防止することである。
【0039】
下端位置から上端位置への移動を引き起こすために、シャッタの前面は2つの傾斜した又は斜角をつけた表面58aを備え、上記表面58aはそれぞれ、プラグピンをソケットインタフェース50に挿入する間、各プラグピンの先端と協働するよう適合される。より具体的には、プラグインタフェースと嵌合する間、傾斜表面58aの傾斜により、プラグピンは、シャッタ58を
図9に示したシャッタの下端位置から
図10に示したシャッタの上端位置へと上向きに押す。シャッタ58は、プラグインタフェースとソケットインタフェースとが嵌合している限り、即ちプラグピンが下部ソケット孔52内に延在する限り、その上端位置に維持される。
【0040】
プラグピンがソケット孔に挿入されていないときにシャッタ58がその下端位置にあることを保証するために、2つのシャッタばね60の形態の付勢手段がソケットインタフェース50内に設けられ、これらは上部ソケット孔52aの両側に1つずつ設けられる。従って、シャッタばね60は、シャッタをその第1の端位置へと付勢する。この実施形態では、シャッタばね60は、2つの脚が異なる方向に延在し、上記2つの脚が巻きばねによって相互接続された、所謂捩りばねの形態である。図示した実施形態では、各シャッタばね60は、ソケットインタフェースの垂直背壁62に当接する第1の脚60aと、シャッタ58の上端部58b上に静止する第2の脚60bとを有する。各シャッタばね60は、その中間位置、即ち捩りばねの巻きばね部分60cにおいて、ソケット孔52の延長部に対して横断方向に、ソケットインタフェース内に水平に延在するピンによって、保管又は支持される。この構成により、シャッタ58は、シャッタばね60によって下向きに付勢される。
【0041】
2つのシャッタばね60を中央ソケット孔52aの各側に1つずつ設け、シャッタ58が摺動する表面内に設けられた段差66及びリブ59と組み合わせることにより、シャッタの傾斜表面58aのうちの一方のみに力が印加された場合に、シャッタ58の偶発的な上向き移動が回避される。この場合、シャッタ58は、垂直リブ59の支持により左又は右に傾斜し、シャッタの上向き移動は、シャッタの上端部に係合する段差66のうちの1つによって防止される。
【0042】
ケーブルコネクタソケットのソケットインタフェース50について詳細に説明したが、この説明は電気モジュール10のソケットインタフェース30の設計にも適用できることが理解されるだろう。
【0043】
電気モジュール及びコネクタの好ましい実施形態を説明した。これらは、創意から逸脱することなく、添付の請求項の範囲内で修正できることが理解されるだろう。従って、説明した実施形態は2つの相及び1つのグランドを有するコネクタを有しているが、本発明は、ちょうど2つのプラグピン及び対応するソケット孔を有するデバイス、又は他の構成にも適用できることが理解されるだろう。また、2つの捩りばねがソケットコネクタのシャッタを付勢する実施形態を説明したが、単一の捩りばねを用いてもよいことが認識されるだろう。
【0044】
特定の捩りばねの構成を説明した。これは例えば、ソケットインタフェースの垂直背壁とは異なる支持体に第1の脚を当接させることにより、変更できることが理解されるだろう。その代わりに、捩りばねの第1の脚は、第1の脚が不動のままで第2の脚がシャッタと共に運動する限り、いずれの他の表面上で静止してよいか又は固定されてよい。
【0045】
電気モジュールを、モジュールの各側のプラグ壁及びソケット壁と共に示した。相互接続された場合、複数の電気モジュールがモジュールの列を形成する。しかしながら、本発明による電気モジュールは、モジュールの隣接する側部上の1つのプラグ壁及び1つのソケット壁、又は複数のプラグ壁及び/若しくはソケット壁といった、プラグ壁及びソケット壁の他の構成を備えてもよい。
【0046】
ロック手段をプラグインタフェースのカラー内の窪み部及びソケット先端内の突出部として説明したが、反対の構成、即ちプラグインタフェースのカラー上の突出部及びソケット先端内の窪み部を有する構成も可能であることが認識されるだろう。