JP6793190B2 - 小型連動型電気ソケット - Google Patents

Description

本発明は小型の連動型（interlock、インターロック、連動型）の、電気ソケット（electrical socket、コンセント）に関する。

本発明は特に、回路ブレーカを提供するＥＮ６０３０９−１、ＥＮ６０３０９−２規格に準拠した工業用ソケットと、ＥＮ６０３０９−４規格に準拠した機械的な連動型装置と、に関する。しかし、当該技術の技術者には、本発明が、他の規格に従ったり、または規格外で提供されるソケットにも有利に適用できることは自明なことである。

知られているように、作業者の安全、および高い統合レベルで全ての装置の完全性を保証するため、連動型ソケットは、電圧が存在するときにはプラグが挿入されたり、引き抜かれたりできないことを確実にするよう、電気回路のブレーカ（breaker、配線用遮断器）に接続された、非常に多くの場合にロータリスイッチ装置によって構成されている機械式（mechanical）あるいは電気式（electrical）タイプの固定装置（locking device、緊締装置、ロッキング装置）、またはそれらを組み合わせた固定装置を組み入れている。

従来の連動型ソケットは、概して、電気回路のブレーカ、それを稼動させるための部材、およびプラグ（plug）の機械的固定のための装置を収容できるように、類似した電気特性を有する単純なソケットよりも相当程度大きな寸法を有している。

英国特許第２０８０８１号は、電気スイッチと組み合わされたプラグコネクタ（plug connector）を開示する。２つの接点搭載ディスク（contact carrying disc、接触子搭載ディスク）がプラグの挿入で結合され、回されて回路を閉じ、プラグのピンに係合する戻り止め（detent）によってこの位置に保持され、プラグを引き抜くと下方のディスクは解放されて回路が開かれ、よって戻り止めと上方のディスクは順に解放される。プラグは３本のピンを有しており、その１本は他の２本よりも長い。これらピンは、ブシュ（bush）と接続している接点アームを備える上方のディスクのブシュを付けられた穴（bushed hole、ブシュ加工ホール）に入り、通常は第２のディスクの２つのスプリングの顎（spring jaw）内に押圧される（press、加圧される）。そのピンはディスクの穴に入り、そのプラグが回されると両方のディスクはそれにつれて回転し、ディスク上の接点の顎部（contact jaw）に接続されている刃形の接点（contact blade、刃型接触子）が基部（base、ベース）上の端子の顎（terminal jaw）内に挿入されて回路が閉じられる。それぞれのディスクを制御するスプリングはこの動きで付勢され、１部材上で、ディスク同士の間に配置（arrange）されているスプリングに制御されている戻り止めはピンに係合し、それ、およびディスクが回転しないように固定する（ロックする）。

英国特許第２０８０８１号公報 特開２０１１−１７１１９１号公報

本発明の目的は、従来技術による連動型ソケットと較べて大幅に小型化された構造を有する連動型の電気ソケットを提供することである。

この目標の範囲内で、本発明の目的は、インライン型ソケット（inline socket）として使用できる小型の連動型電気ソケットを提供することである。

本発明の別の目的は、壁面または電気パネルに取り付け可能で、従来の連動型ソケットと較べて非常に減少した空間を占める小型の連動型電気ソケットを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、最も活用されている規則および規格に準拠することができる小型の連動型電気ソケットを提供することである。

さらに別の目的は、使用が容易で簡単な小型の連動型電気ソケットを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、特殊な構造的特徴によって使用時の信頼性と安全性を最大限に保障することができるソケットを提供することである。

本発明の別の目的は、通常の商業的に入手が可能な構成要素と材料を使用することで容易に提供されることができ、さらに経済的観点から競争力がある構造を提供することである。

この目標と、以下でさらに明確になるであろう、それらの、および他の目的は、添付の請求の範囲において定義されている小型の連動型電気ソケットによって達成される。

さらなる特徴と利点は、添付の図面で非限定的な実施例として図示されている、好適であるが排他的ではない本発明の実施例の説明によって、さらに明確になるであろう。

図１は、本発明による小型の連動型電気ソケットの斜視図である。 図２は、ブレーカのスイッチ部材の斜視図である。 図３は、図２に関係するスイッチ部材の反対側の斜視図である。 図４は、３体の端子レセプタクル接点チェーンのニュートラル接点チェーン（the neutral contact chain）での断面図である。 図５は、他の３体の端子レセプタクル接点チェーンのグラウンド接点チェーン（the ground contact chain）での断面図である。 図６は、３体の端子レセプタクル接点チェーンのフェーズ接点チェーン（phase contact chain）での断面図である。 図７は、ソケットの長手方向断面図である。 図８は、閉のブレーカ位置のソケットの横断方向断面図である。 図９は、図８のものに類似した開放のブレーカ位置のソケットの断面図である。 図１０は、圧縮位置のスイッチスプリングを図示するカムディスク領域の横断方向断面図である。 図１１は、図１０に類似した伸展位（extended position）のスイッチスプリングの断面図である。 図１２は、カムディスクの斜視図である。 図１３は、図１２に関係するカムディスクの反対側の斜視図である。 図１４は、カムディスクの平面図である。 図１５は、５体のレセプタクルと、それぞれの固定接点を図示する斜視図である。 図１６は、カムディスクに関係する図１５のそれぞれの５体のレセプタクルと、それぞれの固定接点の配置を図示する概略斜視図である。 図１７は、ソケットの中心体の斜視図である。 図１８は、ソケットの中心体の平面図である。

図面に関して、番号１で指定されている本発明の小型の連動型電気ソケットは、図示はされてはいないが、プラグのピンを受け入れるように設計されているそれぞれのレセプタクル（receptacle、差し込み口）のための複数の台座部（seat、シート部）３を有する格納体（containment body）２を含む。

台座部３は、円筒部４内に提供されている。円筒部４は、複数の接点チェーン６（contact chain、接点の連なり）のために支持体として作用する中心体５も係合している、格納体２の中に収容されている。

それぞれの接点チェーン６は、対応する下流固定接点（downstream fixed contact）８を有するレセプタクル７と、それぞれの上流固定接点（upstream fixed contact）１０を有する端子９を含んでいる。

固定接点８と固定接点１０は、可動接点（movable contact）１１によって相互の電気的接触（mutual electrical contact）の状態となる。

ソケットはさらに、接地接続のための接点チェーン６１も含んでいる。接点チェーン６１は、翼板（blade、ブレード）８９によって断絶することなく端子９１に接続されているレセプタクル７１により構成されている。

それぞれの接点チェーン６においては、上流固定接点１０は電源に接続されており、下流固定接点８は負荷（load）に接続されている。

可動接点１１は、可動な機械的装置とは対照的に、スプリング１２によって押圧され、固定接点８及び固定接点１０と交互に接触でき、あるいはそれらから離される。

図面に図示する実施例において、それぞれの接点チェーン６では、上流固定接点１０はそれぞれの端子９に接続されており、図示されていないが電源ケーブルがそれに繋がれており、下流接点８はレセプタクル７に接続されており、すなわち、ソケット１の雌型接点に接続されている。

上流接点１０と下流接点８は周縁に沿って配置されている。

貫通接地（through ground）であって断路（disconnect）されていない接地極に加えて、極（pole）は２、３または４でよい。

様々な極の接点チェーン６は、可動接点の動きによって接点の閉鎖および解放を有利に実行する。

それぞれの可動接点１１は、台座部内でスライドする。台座部は、可動接点１１を半径方向（radial direction）に限定して動かす。

それぞれの可動接点１１は接点ホルダー（contact holder）１３に収容されている。接点ホルダー１３は、台座部に沿ってスライドし、スプリング１２を収容し、カム１４に抗してスライドするとの３つの目的を有している。

可動接点１１は、固定接点８と固定接点１０の方向に押圧するスプリング１２によって加圧され続ける。

接点スプリング１２は、接点が閉じられたときに、可動接点１１とそれぞれの固定接点８の間に正確な接触圧力を提供するように、調整（calibrate、校正）される。

開放操作は、カムディスク（cam disk）１５上に提供されているカム（cam）１４によって実行される。

カムディスク１５は、あらかじめ設定されている角度で回転する。機械的当接部（mechanical abutment）によって構成されている動作距離制限器（stroke limiter）により制限されているカムディスク１５の回転は、それぞれの接点ホルダー１３の前後移動を引き起こし、それと共にそれぞれの可動接点１１の移動を引き起こす。ここで「前（forward）」との用語は、

図８は、閉鎖したブレーカ位置のカムディスク１５を図示しており、そこで接点１１は外側の動作距離限界に存在する。図９は、解放したブレーカ位置を図示しており、そこで接点１１は中心側の動作距離限界に存在する。

カムディスク１５の稼動のための回転動作は、保持されて回転されるスイッチリング１６（switching ring）によって構成されている外部部材によって伝達される。

スイッチリング１６は、ソケットの容器の構成に貢献し、好適なガスケットシステムで「ＩＰ定格（IP rating）」の気密性を保証する。

手によって稼動されるスイッチリング１６と内部カムディスク１５の間の動作の伝達は２つの手法で可能である。

最も単純な手法は、２つの構成材が互いに一体的に結合されており、この場合、リングの動作は内部カムの動作と合致する。

機能の観点から、さらに有利である第２の手法は、ブレーカのいわゆる「独立スイッチング（independent switching）」を実行させるものであり、そこでは、手によって実施される外部スイッチ操作の速度と、接点の動作の速度の間には一切の関連がない。

この第２の手法は、本発明の好適な実施態様である。

スイッチリング１６にはプッシュ部材（pusher member、押し部材）１７が提供されている。プッシュ部材１７は、リングが回転するとき、２つのスイッチスプリング１８を圧縮し始める。この２つのスイッチスプリングは、カムディスク１５に収容されており、初期には連結されていて回転できない

カムディスク１５の制限（constraint）によって、スイッチリング１６の回転は、スイッチスプリング１８を漸進的に圧縮する。

カムディスク１５の回転は、突起部１９のシステムによって防止される。突起部１９は、中心体５に提供されている、ソケット１の固定部であるスロット（slot、長穴）２０に係合する。

突起部１９とスロット２０によって構成されている第一の組は、カムディスク１５を、「０」位置、すなわち、開放の接点位置で固定し、突起部１９とスロット２０で構成される第二の組は、カムディスク１５を、「１」位置、すなわち、閉鎖の接点位置で阻止する（block、閉鎖する）。

スイッチリング１６の回転は、カムディスク１５の回転なしで、スイッチスプリング１８の漸進的な圧縮を発生させる。漸進的な圧縮は、所定の回転角に到達したとき、スイッチリング１２内に形成されたブラケット２１が、カムディスク１５の突起部１９を対応するスロット２０から抜き取るまで発生する。

この時点で、カムディスク１５は、もはや拘束されてはおらず且つスイッチスプリング１８によって最大圧縮点で押圧され、力（force）と摩擦とによって決定されるが操作者の手によっては決定されない速度で回転し、その動作はその時点で終了する。

スイッチスプリング１８によって押されたカムディスク１５は、機械的な停止部に到達するまで迅速に回転する。

上述したとおり、カムディスク１５の回転は、カム１４によって、可動接点１１を作動させる（actuate）。

その最終位置において、第二の突起部１９は、第二のスロット２０に係合（engage）する。操作者が、逆方向のスイッチ操作（the reverse switching）を行ったとき、この係合は、カムディスク１５の反対方向の回転を防止する。

開放と閉鎖のスイッチ操作は、完全に対称的（symmetrical）である。

図１０と図１１は、休止位置（rest position）／最大伸展位置（maximum extension position）（図１１）と圧縮位置（compression position）（図１０）におけるスイッチスプリング１８を図示する。

本発明によれば、ソケット１は、機械的ソケット／プラグの連動システムをも有しており、プラグが挿入されていなければＯＮモードにブレーカが稼動することを防止し、ブレーカがＯＮモードであるなら、プラグの抜き取りを防止するという二重機能を有する。

従来の連動型ソケットの場合と同様に、連動システムは次の経過が必須である。すなわち、電気的接続を実行するために、プラグを挿入し、続いてブレーカをＯＮ位置に操作し、電気的接続を遮断するために、ブレーカをＯＦＦ位置に操作し、ピンを抜き取る。

連動システムは、円筒部４と格納体（enclosure、容器）２の間の空間内に配置されている伸縮バネ（return spring、リターンスプリング）２３を備えた摺動部２２（slider、スライダ）を含んでいる。

プラグが抜き取られると、摺動部２２は、伸縮バネ２３が伸展している位置となる。

図７に図示するように、この位置では、摺動部２２の内部ヘッド２４は、スイッチリング１６の対照部材（contrast member）２５に係合し、その回転を防止し、結果的にブレーカをＯＮモードへの作動を防止する。

プラグが挿入されると、破線で示されるその環状部１００は摺動部２２を加圧し、それを移動（shift）させ、伸縮バネ２３を圧縮する。移動が完了すると、内部ヘッド２５はスイッチリング１６の対照部材２５から外れ（disengage）、その回転を許容し、その結果、ブレーカのＯＮモードへの作動を許容する。

連動システムはフック２６（hook）も含んでいる。フック２６は、スイッチリング１６内に形成されており、プラグ上に提供されている突起部（lug）１０１と相互作用するように適合されており、それは標準化された寸法と位置とを有する。

上述したように、プラグが挿入されると、スイッチリング１６をブレーカのＯＮ位置にまで回転させることが可能になる。この回転は、フック２６を図７に示すように突起部１０１を捕捉する位置にまで移動させる。

スイッチリング１６は、ソケットの格納体を形成することに貢献している。格納体は、電気的接点を液体と固体の侵入（penetration）から保護しなければならない（「ＩＰ」規格）。この機能は、スイッチリング１６とソケットのコア（core）との間に配置されているガスケット２７によって得られる。

インライン型ソケットとしての連動型ソケットの使用において、ソケット組立体は、図１の破線で示されるグリップ部（grip）２８に関連づけられる。

グリップ部２８が存在しないソケット組立体は、フランジや摺動部の適応システムによって壁面または電気パネルに取り付けることができる。

実際に、本発明が意図する目標と目的が、伝統的な連動型ソケットよりも非常に小型化されており、同時に使用が容易な連動型電気ソケットを提供することで、達成されていることが見いだせる。

本出願は、２０１６年５月１９日出願のイタリア国特許願第ＵＡ２０１６Ａ００３６１４（第１０２０１６００００５１７８４に対応）の優先権を主張し、その発明の主題は参照によりここに組み込まれる。

Claims (5)

1. 小型の連動型電気ソケットであって、
   プラグのそれぞれのピンを受け入れるように適用された複数のレセプタクルが提供されている格納体を備えており、
   それぞれの前記レセプタクルは、閉鎖の接点位置と開放の接点位置との間で交互に動くことのできる可動接点によって電源に接続されている端子に電気的に接続されており、
   前記閉鎖の接点位置は前記レセプタクルと前記端子との間を電気接続させ、前記開放の接点位置は前記レセプタクルと前記端子との間の電気接続を切断するものであり、
   前記閉鎖の接点位置で前記ソケット内の前記プラグを機械的に固定するプラグの固定手段と、
   ブレーカであって、前記プラグが前記ソケット内に挿入されていないときには、前記開放の接点位置の可動接点を機械的に固定する固定手段を備えたブレーカと、
   前記プラグの固定手段と、前記可動接点を操作する前記ブレーカの固定手段とを同時に作動させる作動部材と、をさらに備えており、
   前記ソケットのそれぞれの極に一つずつ対応している複数の接点チェーンを備えており、
   それぞれの接点チェーンは、前記レセプタクルに提供されている下流固定接点と、前記端子に提供されている上流固定接点と、を備えており、
   前記上流固定接点および前記下流固定接点は、可動接点によって電気接触状態に置かれ、
   前記上流固定接点は電源に接続されており、かつ前記下流固定接点は負荷に接続されており、
   前記可動接点は、接点スプリングによって押圧され、前記固定接点と接触状態にされるか、あるいは遠ざけられ、
   それぞれの可動接点は、半径方向でのみ移動するように台座部内でスライドするように構成されており、
   それぞれの可動接点は、前記台座部内でスライドし、前記接点スプリングを収容する接点ホルダー内に収容されており、
   前記接点ホルダーはカムディスク上に形成されている複数のカムのそれぞれのカム上でスライドし、
   前記カムディスクは機械的当接部によって構成されている動作距離制限器によって定義されている角度で回転し、
   前記カムディスクの回転が、それぞれの接点ホルダーと、それと共にそれぞれの可動接点の前後の移動を引き起こすことを特徴とする電気ソケット。
2. 端子に接続されている前記レセプタクルによって構成されている接地接続のための接点チェーンをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の電気ソケット。
3. 前記上流接点と前記下流接点は前記台座部の周縁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気ソケット。
4. 前記カムディスクの作動の回転動作は、保持されて回転されるスイッチリングによって構成された前記作動部材によって伝達され、前記スイッチリングは前記ソケットの容器部を形成することを特徴とする請求項３記載の電気ソケット。
5. 一体化されていることによって、前記スイッチリングが前記カムディスクに動作を伝達することを特徴とする請求項４記載の電気ソケット。
   

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