技術 安全コンセント

0001

本発明は、家庭等で一般に用いられているコンセントであって、使用していないときに差込口が塞がれて安全なコンセントに関する。

0002

従来、電気製品等の電源として、交流１００Ｖの商用電源には、壁等に固定されたコンセント１と呼ばれる器具（図１ａ）や延長コードの先に接続されたテーブルタップ（図１ｂ）の差込口にプラグの端子を挿し込む形式が一般に用いられ、必要なときに電気器具のプラグ２を差込んで用いる。これらコンセントは不使用時には差込口４は開いたままであり、幼い子供が誤って金属製のものを挿し込んだりして感電したり、スパークさせる危険がある。

0003

そのため、図２に示すような差込口カバー５が製品化され、小さな子供のいる家庭等で用いられている。このカバー５はプラスチック製品でプラグ２の先端と同様の形状をしており、コンセントを使わないときにプラグ２と同様に挿し込んでおき、コンセントを使うときに外す物である。

0004

カバー５をコンセントに挿し込んでいるときには、差込口４は小さな子供のいたずら等からほぼ完璧に防護されているが、電気器具を使用するときははずす必要がある。はずしたカバーの扱いがわずらわしい。カバー５自身はプラグ２の先の形状をした小さなものであり、幼い子供には場合によっては危険となったり、紛失しやすくもある。また電気掃除機を使うように頻繁にプラグを抜き差しするようなときには特にわずらわしい。

0005

前記のカバーのようなものをコンセントの付属品として蝶番等で設けることも考えられるが、コンセント使用時にコンセントの前面から突出することになり、邪魔になったり、壊れやすく、また依然としてカバーの抜き差しの面倒が残る。プラグの端子で押せば内側に開くような蓋を複数の各差込口を塞ぐ構造では、それぞれ別個に蓋を設けると複雑になるし、蓋を押すことで簡単に開いてはまだ若干の危険性がある。そこで、本発明者は、不使用時には差込口が蓋で塞がれ、簡単で使い勝手の良いコンセント差込口の蓋の構造について、鋭意検討を進め、本発明に至った。

0006

本発明は、コンセントの前面に回動可能に設けられた蓋により、不使用時には差込口が安全に塞がれ、プラグの抜き差しは従来のように難なく出来、かつ構造の簡単なコンセントを提供することを目的とする。本発明の安全コンセントは、上記目的を達成するため、差込口の前面に回動可能に設けられた回動蓋を備えている。回動蓋は基準位置では前記差込口を覆い、所定位置ではコンセントの差込口が露出するような形状になっている。

0007

軸支されていない円盤状又は一部円盤状の回動蓋の外周が、円状の収容凹部の内側に摺動する状態にしておくと回動蓋はプラグの端子以外の指等で簡単には回動できない。基準位置で回動蓋の背面に設けられたバネに付勢されたロックピンが回動蓋の開口部に差し込まれるようにすると、さらに確実に回動できない状態になる。プラグが差込口から抜かれたときに、自動的に基準の位置に戻るように回動蓋をバネ等で付勢するのが好ましい。

0008

不使用時のコンセントの安全を図るための蓋は、複雑な構造ではコストも嵩むし、壊れやすくもなる。また、コンセントの前面とプラグの端子を挟む電極との間は狭い。これらのことから、コンセントの前面に平行にスライドさせる方式の蓋が考えられる。しかし、複数の差込口にそれぞれ設けるのは構造が複雑になり、広いコンセント前面を要する。そこで本発明者は回動方式の蓋を思いついた。一枚の円盤状の回動蓋で複数の差込口を覆い、回動蓋を所定位置に回動したとき差込口が露出する方式である。回動蓋の直径は、通常の交流１００Ｖのコンセントで２ｃｍ程度、厚みは１ｍｍ程度と最小限のスペースで済む。

0009

円盤状の回動蓋は図３のように、コンセントの前面に設けられる。回動蓋の直径は、基準位置で複数の差込口Ｓを全部覆うように設定される（ａ）。回動蓋の開口部Ｈは所定位置（使用時の位置）まで回動したときに差込口Ｓに重なるように設けられる（図３ｂ）。ここでは２つの差込口Ｓで一組となる通常のコンセントを例に説明したが、３つの差込口の場合も同様である。

0010

基準位置（コンセント不使用時の位置）では、差込口Ｓは塞がれている。回動蓋の開口部にプラグ端子２ａを挿し込み、プラグを回動させると、プラグ端子２ａと開口部Ｈとの当接部から偶力Ｍ（回転中心から等距離の位置で反対方向に働く一組の力）を受け、回動蓋１１は基準位置（図３ａ）からＤ方向に所定の位置（図３ｂ）まで回動させられる。偶力をプラグの端子２ａと開口部Ｈの縁との当接部を介して伝えるため、回動蓋１１の厚みは、プラグ端子２ａの先端角の丸み（Ｒ）以上厚くなっている。プラグを回動させることで回動蓋を所定位置まで回動させれば、その位置でプラグ端子２ａをコンセント内部まで挿し込める。

0011

本発明に従ったコンセント１０の構造の具体例を図４で示す。この例では、図４（ａ），（ｂ）のように円盤状の回動蓋１１は軸支されていない状態でコンセント１０の前面板１２の収容凹部１３に収容されている。回動蓋１１は、外周１１ａが収容凹部１３の内側１３ａに拘束され、摺動状態で回動する。このため、力学的に剛体と考えられる回動蓋１１に、偶力でなく図４（ｃ）のように例えば一ヶ所の開口部１１ｂだけに一方向の力Ｆを加えた場合、その力は力Ｆの作用線と回動蓋１１の外周１１ａとの交点Ｐにかかる。交点Ｐにかかった力Ｆは、回動蓋１１を回動しようとする円周方向の分力Ｆ1と回動蓋の外周１１ａを収容凹部の内側１３ａに押付ける半径方向の分力Ｆ2とに分けて考えることができる。

0012

この半径方向の分力Ｆ2のため、回動蓋と収容凹部の内側との間に交点Ｐにおいて摩擦力（静摩擦）が発生し、同時に円周方向の分力Ｆ1（加えた力Ｆより小さい）により回転モーメントが発生する。しかし、分力Ｆ2による摩擦力と分力Ｆ1による小さい回転モーメントのため、回動蓋は回動しにくい。具体的には静止摩擦係数μ＜Ｆ1／Ｆ2を満たさない限り回動しない。

0013

一方、２個（又はそれ以上の）プラグの端子２ａにより偶力Ｍを回動蓋１１に与えたときは、半径方向の力がかからないので、回動蓋１１の外周１１ａと収容凹部１３の内側１３ａとの間に摩擦力（静摩擦）が発生せず、難なく回動することができる。すなわち回動蓋１１はプラグの端子２ａにより偶力Ｍを与えたときには回動しやすいが、偶力Ｍ以外の通常の一方向の力では回動蓋１１は容易には回動しない。勿論、「容易には回動しない」程度は、回動蓋１１の回動の制動力として回動蓋１１の直径や外周面１１ａと収容凹部１３の内側１３ａとの接点の摩擦係数等で変わるので、安全性，使い勝手等を考慮して寸法や材料が適宜決められる。制動の方法としては、図５（ａ），（ｂ）のように例えば円盤状の回動蓋１１の外周面１１ａ及び／又は収容凹部１３の内側１３ａにギザギザの凹凸を付けても良い。

0014

勿論、制動力は回動蓋１１の裏面１１ｃと収容凹部１３の底部１３ｂとの接触面の状況でも変わるので、この面を弾性ゴム等の摩擦係数の大きいものにしておくと、例えば指等で押回したときも、回動蓋の裏面が収容凹部の底部に押付けられ、十分な制動が得られる。十分に制動して回りにくくしてあれば回動蓋は軸支していてもよい。

0015

また図５（ｃ）のように、収容凹部１３の内側１３ａに板バネ１７等を設け、基準位置においてバネに当接する位置で、回動蓋１１の外周１１ａに切欠き１１ｃを設けると回動蓋１１は基準位置でロックされる。円盤状の回動蓋は、バネ等適宜の手段で基準位置方向に付勢しておけば、プラグを抜いたときに回動蓋は自動的に基準位置まで戻る。このとき、付勢力が偶力になるように、図５（ｄ）のようにゼンマイバネ１５等で回動蓋１１にトルクを与えると良い。回動蓋１１を基準位置に戻す力や回動角度はわずか（最大９０度）でよいので公知手段で十分可能である。

0016

本発明に従った図６の例では、プラグの端子以外による基準位置からの回動を、回動蓋１１の開口部Ｈにはまり込むロックピン１６で防止している。ロックピン１６は、収容凹部底１３ｂから突出方向にバネ１３ｃ等で付勢されて、基準位置では突出部１６ａが回動蓋１１の開口部Ｈにはまり込んでいる（ａ）（ｂ）。ロックピン１６は、プラグの端子２ａにより押されて引っ込むことで、回動がロックされている状態から解除される（ｃ）。その状態でプラグを所定位置まで回動させれば、前記の例と同様にプラグの端子２ａは挿し込み可能となる（ｄ）。なお、回動蓋１１をコンセント前面１２に軸支しない場合には、回動蓋１１は例えば突起１３ｃによってコンセント前面１２に回動可能に固定される。

0017

回動蓋の形状は、基準位置で差込口を塞ぎ、基準位置から所定量回動した所定の位置で、開口部を介して差込口が現れ、プラグが挿し込まれる状態になればよく、円形のみでなくデザインも含めていろいろな形状が考えられる。図７はＨ型、図８はＩ型、図９は楕円型でそれぞれ（ａ）所定位置、（ｂ）基準位置を示している。特に図９の楕円型は、収容凹部１３の内側１３ａ及び回動蓋１１の外周１１ａのどちらも楕円になっており、所定位置（ａ）では収容凹部１３の内側１３ａと回動蓋１１の外周１１ａは接触点Ｑで接触して、簡単には回動できない状態となる。

0018

本発明に従ったコンセントは、以上に説明したように、差込口に回動可能な円盤状の回動蓋を備えており、回動蓋は基準位置ではコンセントの差込口を塞いでいるので安全である。使用時にはプラグの端子によって偶力を与えることで容易に回動し、プラグを挿し込める状態になる。しかし、プラグ以外のものでは容易に回転しないので安全を確保出来る。この安全のための重要な機能を、従来のコンセントの構造を大幅に変える必要なく簡単な構造で実現できる。

0019

図１は従来使用されているコンセントの例。
図２は従来使用されているコンセントカバーの例。
図３は本発明に従った回動蓋の作用を説明する図。
図４は本発明に従った回動蓋の具体的な例（ａ）（ｂ）及びプラグの端子以外のものでは容易に回動しないことを説明する図（ｃ）。
図５は本発明に従った回動蓋の制動方法の一例を示す図。（ｄ）は回動蓋が基準位置に戻るようにバネで付勢したもの。
図６は本発明に従ったロックピンの一例を示す図。
図７は本発明に従った回動蓋の形状の一例。
図８は本発明に従った回動蓋の形状の一例。
図９は本発明に従った回動蓋の形状の一例。

0020

１０：コンセント１１：回動蓋１２：コンセント前面
１３：収容凹部 １６：ロックピン
Ｓ：差込口 Ｔ：接触子Ｈ：開口 Ｍ：偶力Ｆ：一方向の力