(57)【要約】【目的】火花が飛ぶのを防ぎ、電気安全性を向上させることのできる無火花ソケットを提供する。【解決手段】無火花ソケットは、ソケットと、感知モジュールと、コントローラと、スイッチモジュールと、押圧スティックと、機械式スイッチとを含む。感知モジュールは、エミッタと、受信機とを含む。受信機は、導光素子モジュールおよびソケットのスロット上にあるスルーホールを介してエミッタにより出射された赤外光を受信し、それに基づいて感知結果を生成する。押圧スティックは、ソケットにプラグが挿入された場合にプラグにより押圧される。機械式スイッチは、押圧スティックにより制御されて、第１信号を生成する。スイッチモジュールは、都市エネルギーシステムにより提供されたＡＣ電源をコントローラからソケットに伝送するようコントローラにより制御される。コントローラは、感知結果および第１信号に基づいて、プラグがソケットに挿入されたかどうかを判断し、それにより、スイッチモジュールをイネーブルまたはディセーブルにする。【選択図】図３
2016195114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラグの１対のピンを挿入するよう構成された無火花ソケットであって、
中に第１スロットおよび第２スロットが配置され、前記第１スロットおよび前記第２スロットのそれぞれのスロット壁にスルーホールが配置され、前記スルーホールが互いに面したソケットと、
赤外光を出射するよう構成されたエミッタと、
導光素子モジュールおよび少なくとも１つの前記スルーホールを介して前記赤外光を受信し、それに基づいて第１感知結果を生成するよう構成された第１受信機と、
を含む感知モジュールと、
前記感知モジュールに結合され、前記第１感知結果を受信するとともに、都市エネルギーシステムに接続されたコントローラと、
前記ソケットと前記コントローラの間に結合され、前記都市エネルギーシステムにより提供されたＡＣ電源を前記コントローラから受信するとともに、前記ＡＣ電源を前記ソケットに伝送するよう前記コントローラにより制御されるスイッチモジュールと、
を含み、前記コントローラが、前記第１感知結果に基づいて、前記第１受信機が前記赤外光を受信していないと判断した時、前記コントローラが、前記スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、前記スイッチモジュールをディセーブルにする無火花ソケット。
【請求項２】
前記ソケットが、さらに、開口を有する前壁を含み、前記開口が、前記第１スロットと前記第２スロットの間に設置され、前記無火花ソケットが、さらに、
前記ソケットの内部空間に配置され、一端が前記前壁の前記開口を介して前記ソケットから突出し、突出部を形成する押圧スティックと、
前記押圧スティックの他端に面する制御端子を有し、前記押圧スティックにより制御されて、第１信号を生成する機械式スイッチと、
を含み、前記コントローラが、さらに、前記機械式スイッチに結合され、前記第１信号を受信し、前記コントローラが、前記第１感知結果に基づいて、前記第１受信機が前記赤外光を受信していないと判断し、且つ前記第１信号に基づいて、前記押圧スティックの前記他端が前記機械式スイッチの前記制御端子を押圧していると判断した時、前記コントローラが、前記スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、前記スイッチモジュールをディセーブルにする請求項１に記載の無火花ソケット。
【請求項３】
前記プラグが前記突出部に接触していない時、前記押圧スティックの前記他端が、前記機械式スイッチの前記制御端子と接触せず、
前記プラグの前記１対のピンが前記ソケットの前記第１スロットおよび前記第２スロットに完全に挿入された後、前記プラグが前記突出部を押圧して、前記押圧スティックの前記他端が前記機械式スイッチの前記制御端子を押圧する請求項２に記載の無火花ソケット。
【請求項４】
前記感知モジュールが、さらに、
前記導光素子モジュールおよび１つの前記スルーホールを介して前記赤外光を受信し、それに基づいて第２感知結果を生成するよう構成された第２受信機
を含み、前記第１受信機が、前記導光素子モジュールおよびもう１つの前記スルーホールを介して前記赤外光を受信し、それに基づいて前記第１感知結果を生成するよう構成され、
前記コントローラが、前記第１感知結果および前記第２感知結果に基づいて、前記第１受信機および前記第２受信機がいずれも前記赤外光を受信していないと判断した時、前記コントローラが、前記スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、前記スイッチモジュールをディセーブルにする請求項１に記載の無火花ソケット。
【請求項５】
前記ソケットが、さらに、開口を有する前壁を含み、前記開口が、前記第１スロットと前記第２スロットの間に設置され、前記無火花ソケットが、さらに、
前記ソケットの内部空間に配置され、一端が、前記前壁の前記開口を介して前記ソケットから突出し、突出部を形成する押圧スティックと、
前記押圧スティックの他端に面する制御端子を有し、前記押圧スティックにより制御されて第１信号を生成する機械式スイッチと、
を含み、前記コントローラが、さらに、前記機械式スイッチに結合され、前記第１信号を受信し、前記コントローラが、前記第１感知結果および前記第２感知結果に基づいて、前記第１受信機および前記第２受信機がいずれも前記赤外光を受信していないと判断し、且つ前記第１信号に基づいて、前記押圧スティックの前記他端が前記機械式スイッチの前記制御端子を押圧していると判断した時、前記コントローラが、前記スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、前記スイッチモジュールをディセーブルにする請求項４に記載の無火花ソケット。
【請求項６】
前記プラグが前記突出部に接触していない時、前記押圧スティックの前記他端が、前記機械式スイッチの前記制御端子と接触せず、
前記プラグの前記１対のピンが前記ソケットの前記第１スロットおよび前記第２スロットに完全に挿入された後、前記プラグが前記突出部を押圧して、前記押圧スティックの前記他端が前記機械式スイッチの前記制御端子を押圧する請求項５に記載の無火花ソケット。
【請求項７】
前記エミッタが、前記第１受信機と前記第２受信機の間に配置され、前記導光素子モジュールが、
前記第１スロット、前記第２スロット、および前記エミッタの間に配置されて、前記エミッタにより出射された前記赤外光を導くよう構成され、入口が前記エミッタに面して前記エミッタにより出射された前記赤外光を受信し、１つの出口が前記第１スロットの前記スルーホールに面し、別の出口が前記第２スロットの前記スルーホールに面した第１導光ピラーと、
前記第１スロットと前記第１受信機の間に配置され、入口が前記第１スロットの前記スルーホールに面し、出口が前記第１受信機に面した第２導光ピラーと、
前記第２スロットと前記第２受信機の間に配置され、入口が前記第２スロットの前記スルーホールに面し、出口が前記第２受信機に面した第３導光ピラーと、
を含む請求項４に記載の無火花ソケット。
【請求項８】
前記プラグの前記１対のピンが前記第１スロットおよび前記第２スロットに挿入されていない、または完全に挿入されていない時、前記エミッタにより出射された前記赤外光が、前記第１導光ピラー、前記第１スロットの前記スルーホール、および前記第２導光ピラーを順番に介して前記第１受信機に伝送され、前記エミッタにより出射された前記赤外光が、前記第１導光ピラー、前記第２スロットの前記スルーホール、および前記第３導光ピラーを順番に介して前記第２受信機に伝送され、
前記プラグの前記１対のピンが前記第１スロットおよび前記第２スロットに完全に挿入された後、前記プラグの前記１対のピンが、前記第１スロットの前記スルーホールおよび前記第２スロットの前記スルーホールを覆い、前記第１導光ピラーにより導かれた前記赤外光を遮断する請求項７に記載の無火花ソケット。
【請求項９】
前記導光素子モジュールが、
前記第１スロットと前記エミッタの間に配置されて、前記エミッタにより出射された前記赤外光を導くよう構成され、入口が前記エミッタに面して前記エミッタにより出射された前記赤外光を受信し、出口が前記第１スロットの前記スルーホールに面した第１導光ピラーと、
前記第２スロットと前記第１受信機の間に配置され、入口が前記第２スロットの前記スルーホールに面し、出口が前記第１受信機に面した第２導光ピラーと、
を含み、前記第１スロットおよび前記第２スロットが、前記第１導光ピラーと前記第２導光ピラーの間に配置された請求項１に記載の無火花ソケット。
【請求項１０】
前記プラグの前記１対のピンが前記第１スロットおよび前記第２スロットに挿入されていない、または完全に挿入されていない時、前記エミッタにより出射された前記赤外光が、前記第１導光ピラー、前記第１スロットの前記スルーホール、前記第２スロットの前記スルーホール、および前記第２導光ピラーを順番に介して前記第１受信機に伝送され、
前記プラグの前記１対のピンが前記第１スロットおよび前記第２スロットに完全に挿入された後、前記プラグの前記１対のピンが、前記第１スロットの前記スルーホールおよび前記第２スロットの前記スルーホールを覆い、前記第１導光ピラーにより導かれた前記赤外光を遮断する請求項９に記載の無火花ソケット。
【請求項１１】
前記スイッチモジュールが、
前記コントローラと前記ソケットの間に結合され、前記ＡＣ電源を前記コントローラから受信するとともに、前記ＡＣ電源を前記ソケットに伝送するよう第１制御信号により制御される第１スイッチ回路と、
前記コントローラに結合され、前記ＡＣ電源を受信する第２スイッチ回路と、
前記第２スイッチ回路と前記ソケットの間に結合された保護回路と、
を含み、前記第２スイッチ回路が、第２制御信号により制御されるとともに、前記保護回路を介して前記ＡＣ電源を前記ソケットに伝送し、
前記保護回路が、前記第２スイッチ回路がオンの間に前記ソケットの負荷電力を検出するよう前記第２制御信号により制御され、前記負荷電力の瞬時変動が過負荷閾値よりも大きい時、前記保護回路が、前記第１制御信号を生成して前記第１スイッチ回路をオンにし、オン状態の前記第２スイッチ回路を保護し、
前記コントローラが、前記第１制御信号を受信し、前記コントローラが、前記第１制御信号に基づいて、前記第１スイッチ回路がオンであると判断した時、前記コントローラが、前記第１スイッチ回路をオン状態で維持するよう制御するとともに、前記コントローラが、前記第２制御信号を生成して、前記第２スイッチ回路および前記保護回路をオフにする請求項１に記載の無火花ソケット。
【請求項１２】
プラグの３つのピンを挿入するよう構成された無火花ソケットであって、
中に第１スロット、第２スロット、および前記第１スロットと前記第２スロットと異なる方向にある第３スロットが配置され、前記第１スロット、前記第２スロット、および前記第３スロットのそれぞれのスロット壁にスルーホールが配置されたソケットと、
赤外光を出射するよう構成されたエミッタと、
導光素子モジュールおよび前記第１スロットの前記スルーホールを介して前記赤外光を受信し、それに基づいて第１感知結果を生成するよう構成された第１受信機と、
前記導光素子モジュールおよび前記第２スロットの前記スルーホールを介して前記赤外光を受信し、それに基づいて第２感知結果を生成するよう構成された第２受信機と、
前記導光素子モジュールおよび前記第３スロットの前記スルーホールを介して前記赤外光を受信し、それに基づいて第３感知結果を生成するよう構成された第３受信機と、
を含む感知モジュールと、
前記感知モジュールに結合され、前記第１感知結果、前記第２感知結果、および前記第３感知結果を受信するとともに、都市エネルギーシステムに接続されたコントローラと、
前記ソケットと前記コントローラの間に結合され、前記都市エネルギーシステムにより提供されたＡＣ電源を前記コントローラから受信するとともに、前記ＡＣ電源を前記ソケットに伝送するよう前記コントローラにより制御されるスイッチモジュールと、
を含み、前記コントローラが、前記第１感知結果、前記第２感知結果、および前記第３感知結果に基づいて、前記第１受信機、前記第２受信機、および前記第３受信機がいずれも前記赤外光を受信していないと判断した時、前記コントローラが、前記スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、前記スイッチモジュールをディセーブルにする無火花ソケット。
【請求項１３】
前記ソケットが、さらに、開口を有する前壁を含み、前記開口が、前記第１スロット、前記第２スロット、および前記第３スロットの間に設置され、前記無火花ソケットが、さらに、
前記ソケットの内部空間に配置され、一端が、前記前壁の前記開口を介して前記ソケットから突出し、突出部を形成する押圧スティックと、
前記押圧スティックの他端に面する制御端子を有し、前記押圧スティックにより制御されて、第１信号を生成する機械式スイッチと、
を含み、前記コントローラが、さらに、前記機械式スイッチに結合されて、前記第１信号を受信し、前記コントローラが、前記第１感知結果、前記第２感知結果、および前記第３感知結果に基づいて、前記第１受信機、前記第２受信機および前記第３受信機がいずれも前記赤外光を受信していないと判断し、且つ前記第１信号に基づいて、前記押圧スティックの前記他端が前記機械式スイッチの前記制御端子を押圧していると判断した時、前記コントローラが、前記スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、前記スイッチモジュールをディセーブルにする請求項１２に記載の無火花ソケット。
【請求項１４】
前記プラグが前記突出部に接触していない時、前記押圧スティックの前記他端が、前記機械式スイッチの前記制御端子と接触せず、
前記プラグの前記ピンが前記ソケットの前記第１スロット、前記第２スロット、および前記第３スロットに完全に挿入された後、前記プラグが前記突出部を押圧して、前記押圧スティックの前記他端が前記機械式スイッチの前記制御端子を押圧する請求項１３に記載の無火花ソケット。
【請求項１５】
前記導光素子モジュールが、
前記第１スロット、前記第２スロット、前記第３スロット、および前記エミッタの間に配置されて、前記エミッタにより出射された前記赤外光を導くよう構成され、入口が前記エミッタに面して前記エミッタにより出射された前記赤外光を受信し、３つの出口がそれぞれ前記第１スロットの前記スルーホール、前記第２スロットの前記スルーホール、および前記第３スロットの前記スルーホールに面した第１導光ピラーと、
前記第１スロットと前記第１受信機の間に配置され、入口が前記第１スロットの前記スルーホールに面し、出口が前記第１受信機に面した第２導光ピラーと、
前記第２スロットと前記第２受信機の間に配置され、入口が前記第２スロットの前記スルーホールに面し、出口が前記第２受信機に面した第３導光ピラーと、
前記第３スロットと前記第３受信機の間に配置され、入口が前記第３スロットの前記スルーホールに面し、出口が前記第３受信機に面した第４導光ピラーと、
を含む請求項１２に記載の無火花ソケット。
【請求項１６】
前記第１導光ピラーが、互いに接続した第１ピン、第２ピン、第３ピン、および第４ピンを含み、前記第１ピン、前記第２ピン、前記第３ピン、および前記第４ピンが、３次元ダブルＴ型構造を形成し、
前記第１ピン、前記第２ピン、および前記第３ピンが、互いに接続して、Ｔ型構造を形成し、前記第１ピン、前記第２ピン、および前記第４ピンが、互いに接続して、別のＴ型構造を形成し、前記第３ピンおよび前記第４ピンが、互いに接続して、逆Ｌ型構造を形成し、
前記第１導光ピラーの前記入口が、前記第４ピンに配置され、前記第１導光ピラーの前記３つの出口が、それぞれ前記第１ピン、前記第２ピン、および前記第３ピンに配置された請求項１５に記載の無火花ソケット。
【請求項１７】
前記プラグの前記３つのピンが前記ソケットの前記第１スロット、前記第２スロット、および前記第３スロットに挿入されていない、または完全に挿入されていない時、前記エミッタにより出射された前記赤外光が、前記第１導光ピラー、前記第１スロットの前記スルーホール、および前記第２導光ピラーを順番に介して前記第１受信機に伝送され、前記エミッタにより出射された前記赤外光が、前記第１導光ピラー、前記第２スロットの前記スルーホール、および前記第３導光ピラーを順番に介して前記第２受信機に伝送され、前記エミッタにより出射された前記赤外光が、前記第１導光ピラー、前記第３スロットの前記スルーホール、および前記第４導光ピラーを順番に介して前記第３受信機に伝送され、
前記プラグの前記３つのピンが前記ソケットの前記第１スロット、前記第２スロット、および前記第３スロットに完全に挿入された後、前記プラグの前記３つのピンが、第前記１スロットの前記スルーホール、前記第２スロットの前記スルーホール、および前記第３スロットの前記スルーホールを覆い、前記第１導光ピラーにより導かれた前記赤外光を遮断する請求項１５に記載の無火花ソケット。
【請求項１８】
前記スイッチモジュールが、
前記コントローラと前記ソケットの間に結合され、前記ＡＣ電源を前記コントローラから受信するとともに、前記ＡＣ電源を前記ソケットに伝送するよう第１制御信号により制御される第１スイッチ回路と、
前記コントローラに結合され、前記ＡＣ電源を受信する第２スイッチ回路と、
前記第２スイッチ回路と前記ソケットの間に結合された保護回路と、
を含み、前記第２スイッチ回路が、第２制御信号により制御され、前記保護回路を介して前記ＡＣ電源を前記ソケットに伝送し、
前記保護回路が、前記第２スイッチ回路がオンの間に前記ソケットの負荷電力を検出するよう前記第２制御信号により制御され、前記負荷電力の瞬時変動が過負荷閾値よりも大きい時、前記保護回路が、前記第１制御信号を生成して前記第１スイッチ回路をオンにして、オン状態の前記第２スイッチ回路を保護し、
前記コントローラが、前記第１制御信号を受信し、前記コントローラが、前記第１制御信号に基づいて、前記第１スイッチ回路がオンであると判断した時、前記コントローラが、前記第１スイッチ回路をオン状態で維持するよう制御し、前記コントローラが、前記第２制御信号を生成して、前記第２スイッチ回路および前記保護回路をオフにする請求項１２に記載の無火花ソケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソケットに関するものであり、特に無火花ソケット（sparkless socket）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のソケット構造を図１および図２に示す。このソケット構造は、筐体１を含む。筐体１は、２つの平行スロット（parallel slot）２および少なくとも１つのベースユニット３が構成される。ベースユニット３は、２つの制限スロット（limiting slot）４が構成される。各制限スロット４は、導電性材料で作られ、且つ互いに向かい合う第１クリップ（clip）５ａおよび第２クリップ５ｂが構成される。第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂのそれぞれの中間部分は内側に湾曲するため、第１クリップ５ａと第２クリップ５ｂの間の距離が縮んで、クランプ部（clamped portion）５ｃを形成する。第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂのスロット２から離れた端部は、互いに接続して電気端子６を形成する。電気端子６は、都市エネルギーに接続するために配置される。第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂのスロット２に近い両端は、いずれも開いた挿入口７を形成する。また、挿入口７は、スロット２に対応する。
【０００３】
したがって、使用者は、プラグ８をこのソケット構造に挿入することができる。その結果、プラグ８に接続された電気製品に電気が提供される。プラグ８の平行平板状の２つのピン９が挿入口７の２つのスロット２に挿入され、プラグ８がベースユニット３の前壁により抵抗を受けた時、各ピン９が第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂのクランプ部５ｃによって固定されるため、都市エネルギーの電気が第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂからプラグ８の２つのピン９に伝導され、伝導状態が形成される。
【０００４】
しかしながら、使用者がプラグ８の２つのピン９をスロット２に挿入した時、またはプラグ８の２つのピン９を挿入口７から引き抜いた時、プラグ８の２つのピン９が第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂと接触した瞬間、または第１クリップ５ａおよび第２クリップ５ｂから引き抜かれた瞬間に、火花が飛びやすい。火花が飛ぶと、危険なだけでなく、使用者を怖がらせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プラグのピンがソケットの導電クリップと接触した瞬間、または導電クリップから引き抜いた瞬間に、火花が飛んで、危険が生じるのを防ぎ、使用者の恐怖心を軽減して、電気安全性を向上させることのできる無火花ソケットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無火花ソケットは、プラグの１対のピンを挿入するよう構成される。無火花ソケットは、ソケットと、感知モジュールと、コントローラと、スイッチモジュールとを含む。ソケットの中に第１スロットおよび第２スロットが配置される。第１スロットおよび第２スロットのそれぞれのスロット壁にスルーホールが配置され、スルーホールは、互いに面する。感知モジュールは、エミッタと、第１受信機とを含む。エミッタは、赤外光を出射するよう構成される。第１受信機は、導光素子モジュールおよび少なくとも１つのスルーホールを介して赤外光を受信し、それに基づいて第１感知結果を生成するよう構成される。コントローラは、感知モジュールに結合され、第１感知結果を受信するとともに、都市エネルギーシステムに接続される。スイッチモジュールは、ソケットとコントローラの間に結合され、都市エネルギーシステムにより提供された交流（alternating-current, AC）電源をコントローラから受信するとともに、ＡＣ電源をソケットに伝送するようコントローラにより制御される。コントローラが、第１感知結果に基づいて、第１受信機が赤外光を受信していないと判断した時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブル（enable）にし、そうでない場合は、スイッチモジュールをディセーブル（disable）にする。
【０００７】
本発明の１つの実施形態において、ソケットは、さらに、開口を有する前壁を含む。開口は、第１スロットと第２スロットの間に設置される。無火花ソケットは、さらに、押圧スティックと、機械式スイッチとを含む。押圧スティックは、ソケットの内部空間に配置される。押圧スティックの一端は、前壁の開口を介してソケットから突出し、突出部を形成する。機械式スイッチは、制御端子を有し、機械式スイッチの制御端子は、押圧スティックの他端に面する。機械式スイッチは、押圧スティックにより制御され、第１信号を生成する。コントローラは、さらに、機械式スイッチに結合され、第１信号を受信する。コントローラが、第１感知結果に基づいて、第１受信機が赤外光を受信していないと判断し、且つ第１信号に基づいて、押圧スティックの他端が機械式スイッチの制御端子を押圧していると判断した時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュールをディセーブルにする。
【０００８】
本発明の１つの実施形態において、プラグが突出部に接触していない時、押圧スティックの他端は、機械式スイッチの制御端子と接触しない。プラグの１対のピンがソケットの第１スロットおよび第２スロットに完全に挿入された後、プラグが突出部を押圧して、押圧スティックの他端が機械式スイッチの制御端子を押圧する。
【０００９】
本発明の１つの実施形態において、感知モジュールは、さらに、第２受信機を含む。第２受信機は、導光素子モジュールおよび１つのスルーホールを介して赤外光を受信し、それに基づいて第２感知結果を生成するよう構成される。第１受信機は、導光素子モジュールおよびもう１つのスルーホールを介して赤外光を受信し、それに基づいて第１感知結果を生成するよう構成される。コントローラが、第１感知結果および第２感知結果に基づいて、第１受信機および第２受信機がいずれも赤外光を受信していないと判断した時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュールをディセーブルにする。
【００１０】
本発明の１つの実施形態において、ソケットは、さらに、開口を有する前壁を含む。開口は、第１スロットと第２スロットの間に設置される。無火花ソケットは、さらに、押圧スティックと、機械式スイッチとを含む。押圧スティックは、ソケットの内部空間に配置される。押圧スティックの一端は、前壁の開口を介してソケットから突出し、突出部を形成する。機械式スイッチは、制御端子を有し、機械式スイッチの制御端子は、押圧スティックの他端に面する。機械式スイッチは、押圧スティックにより制御され、第１信号を生成する。コントローラは、さらに、機械式スイッチに結合され、第１信号を受信する。コントローラが、第１感知結果および第２感知結果に基づいて、第１受信機および第２受信機がいずれも赤外光を受信していないと判断し、且つ第１信号に基づいて、押圧スティックの他端が機械式スイッチの制御端子を押圧していると判断した時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュールをディセーブルにする。本発明の１つの実施形態において、エミッタは、第１受信機と第２受信機の間に配置される。導光素子モジュールは、第１導光ピラー（pillar）と、第２導光ピラーと、第３導光ピラーとを含む。第１導光ピラーは、第１スロット、第２スロット、およびエミッタの間に配置され、エミッタにより出射された赤外光を導くよう構成される。第１導光ピラーの入口は、エミッタに面し、エミッタにより出射された赤外光を受信する。第１導光ピラーの出口は、第１スロットのスルーホールに面し、第１導光ピラーの別の出口は、第２スロットのスルーホールに面する。第２導光ピラーは、第１スロットと第１受信機の間に配置される。第２導光ピラーの入口は、第１スロットのスルーホールに面し、第２導光ピラーの出口は、第１受信機に面する。第３導光ピラーは、第２スロットと第２受信機の間に配置される。第３導光ピラーの入口は、第２スロットのスルーホールに面し、第３導光ピラーの出口は、第２受信機に面する。
【００１１】
本発明の１つの実施形態において、プラグの１対のピンがソケットの第１スロットおよび第２スロットに挿入されていない、または完全に挿入されていない時、エミッタにより出射された赤外光は、第１導光ピラー、第１スロットのスルーホール、および第２導光ピラーを順番に介して第１受信機に伝送され、且つエミッタにより出射された赤外光は、第１導光ピラー、第２スロットのスルーホール、および第３導光ピラーを順番に介して第２受信機に伝送される。一方、プラグの１対のピンがソケットの第１スロットおよび第２スロットに完全に挿入された後、プラグの１対のピンは、第１スロットのスルーホールおよび第２スロットのスルーホールを覆い、第１導光ピラーにより導かれた赤外光を遮断する。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、導光素子モジュールは、第１導光ピラーと、第２導光ピラーとを含む。第１導光ピラーは、第１スロットとエミッタの間に配置され、エミッタにより出射された赤外光を導くよう構成される。第１導光ピラーの入口は、エミッタに面し、エミッタにより出射された赤外光を受信する。第１導光ピラーの出口は、第１スロットのスルーホールに面する。第２導光ピラーは、第２スロットと第１受信機の間に配置される。第２導光ピラーの入口は、第２スロットのスルーホールに面し、第２導光ピラーの出口は、第１受信機に面する。ここで、第１スロットおよび第２スロットは、第１導光ピラーと第２導光ピラーの間に配置される。
【００１３】
本発明の１つの実施形態において、プラグの１対のピンが第１スロットおよび第２スロットに挿入されていない、または完全に挿入されていない時、エミッタにより出射された赤外光は、第１導光ピラー、第１スロットのスルーホール、第２スロットのスルーホール、および第２導光ピラーを順番に介して第１受信機に伝送される。一方、プラグの１対のピンがソケットの第１スロットおよび第２スロットに完全に挿入された後、プラグの１対のピンは、第１スロットのスルーホールおよび第２スロットのスルーホールを覆い、第１導光ピラーにより導かれた赤外光を遮断する。
【００１４】
本発明の無火花ソケットは、プラグの３つのピンを挿入するよう構成される。無火花ソケットは、ソケットと、感知モジュールと、コントローラと、スイッチモジュールとを含む。ソケットは、第１スロット、第２スロット、および第１スロットと第２スロットと異なる方向にある第３スロットを含む。第１スロット、第２スロット、および第３スロットのそれぞれのスロット壁にスルーホールが配置される。感知モジュールは、エミッタと、第１受信機と、第２受信機と、第３受信機とを含む。エミッタは、赤外光を出射するよう構成される。第１受信機は、導光素子モジュールおよび第１スロットのスルーホールを介して赤外光を受信し、それに基づいて第１感知結果を生成するよう構成される。第２受信機は、導光素子モジュールおよび第２スロットのスルーホールを介して赤外光を受信し、それに基づいて第２感知結果を生成するよう構成される。第３受信機は、導光素子モジュールおよび第３スロットのスルーホールを介して赤外光を受信し、それに基づいて第３感知結果を生成するよう構成される。コントローラは、感知モジュールに結合され、第１感知結果、第２感知結果、および第３感知結果を受信するとともに、都市エネルギーシステムに接続される。スイッチモジュールは、ソケットとコントローラの間に結合され、都市エネルギーシステムにより提供されたＡＣ電源をコントローラから受信するとともに、ＡＣ電源をソケットに伝送するようコントローラにより制御される。コントローラが第１感知結果、第２感知結果、および第３感知結果に基づいて、第１受信機、第２受信機、および第３受信機がいずれも赤外光を受信していないと判断した時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュールをディセーブルにする。
【００１５】
本発明の１つの実施形態において、ソケットは、さらに、開口を有する前壁を含む。開口は、第１スロットと第２スロットの間に設置される。無火花ソケットは、さらに、押圧スティックと、機械式スイッチとを含む。押圧スティックは、ソケットの内部空間に配置される。押圧スティックの一端は、前壁の開口を介してソケットから突出し、突出部を形成する。機械式スイッチは、制御端子を有し、機械式スイッチの制御端子は、押圧スティックの他端に面する。機械式スイッチは、押圧スティックにより制御され、第１信号を生成する。コントローラは、さらに、機械式スイッチに結合され、第１信号を受信する。コントローラが、第１感知結果、第２感知結果、および第３感知結果に基づいて、第１受信機、第２受信機および第３受信機がいずれも赤外光を受信していないと判断し、且つ第１信号に基づいて、押圧スティックの他端が機械式スイッチの制御端子を押圧していると判断した時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュールをディセーブルにする。
【００１６】
本発明の１つの実施形態において、導光素子モジュールは、第１導光ピラーと、第２導光ピラーと、第３導光ピラーと、第４導光ピラーとを含む。第１導光ピラーは、第１スロット、第２スロット、第３スロット、およびエミッタの間に配置され、エミッタにより出射された赤外光を導くよう構成される。第１導光ピラーの入口は、エミッタに面し、エミッタにより出射された赤外光を受信する。第１導光ピラーの３つの出口は、それぞれ第１スロットのスルーホール、第２スロットのスルーホール、および第３スロットのスルーホールに面する。第２導光ピラーは、第１スロットと第１受信機の間に配置される。第２導光ピラーの入口は、第１スロットのスルーホールに面し、第２導光ピラーの出口は、第１受信機に面する。第３導光ピラーは、第２スロットと第２受信機の間に配置される。第３導光ピラーの入口は、第２スロットのスルーホールに面し、第３導光ピラーの出口は、第２受信機に面する。第４導光ピラーは、第３スロットと第３受信機の間に配置される。第４導光ピラーの入口は、第３スロットのスルーホールに面し、第４導光ピラーの出口は、第３受信機に面する。
【００１７】
本発明の１つの実施形態において、第１導光ピラーは、互いに接続した第１ピン、第２ピン、第３ピン、および第４ピンを含み、第１ピン、第２ピン、第３ピン、および第４ピンは、３次元ダブルＴ型（three-dimensional double T-shaped）構造を形成する。第１ピン、第２ピン、および第３ピンは、互いに接続して、Ｔ型構造を形成する。第１ピン、第２ピン、および第４ピンは、互いに接続して、Ｔ型構造を形成する。また、第３ピンおよび第４ピンは、互いに接続して、逆Ｌ型構造を形成する。第１導光ピラーの入口は、第４ピンに配置され、第１導光ピラーの３つの出口は、それぞれ第１ピン、第２ピン、および第３ピンに配置される。
【００１８】
本発明の１つの実施形態において、プラグの３つのピンがソケットの第１スロット、第２スロット、および第３スロットに挿入されていない、または完全に挿入されていない時、エミッタにより出射された赤外光は、第１導光ピラー、第１スロットのスルーホール、および第２導光ピラーを順番に介して第１受信機に伝送され；エミッタにより出射された赤外光は、第１導光ピラー、第２スロットのスルーホール、および第３導光ピラーを順番に介して第２受信機に伝送され；エミッタにより出射された赤外光は、第１導光ピラー、第３スロットのスルーホール、および第４導光ピラーを順番に介して第３受信機に伝送される。一方、プラグの３つのピンがソケットの第１スロット、第２スロット、および第３スロットに完全に挿入された後、プラグの３つのピンは、第１スロットのスルーホール、第２スロットのスルーホール、および第３スロットのスルーホールを覆い、第１導光ピラーにより導かれた赤外光を遮断する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の無火花ソケットは、電気製品のプラグがソケットに完全に挿入される前は、エミッタにより出射された赤外光がスルーホールを通って受信機に到達しているか、押圧スティックの他端が機械式スイッチと接触していないため、コントローラは、スイッチモジュールをディセーブルにする。反対に、電気製品のプラグがソケットに完全に挿入された後は、プラグがスルーホールを覆うため、エミッタにより出射された赤外光が遮断されて受信機に伝送されなくなり、プラグが突出部を制御して、押圧スティックの他端が機械式スイッチを押圧する。この時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルに切り替えて、ソケットにＡＣ電源を提供することができる。その結果、プラグのピンがソケットと接触した瞬間、またはソケットから引き抜かれた瞬間に火花が飛ぶのを防ぎ、電気安全性を向上させることができる。
【００２０】
本発明の上記および他の特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のソケット構造の概略的立体図である。
【図２】従来のソケット構造の概略的断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを示す概略的断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る無火花ソケットの第１スロットを示す概略的立体図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的回路図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを示す概略的断面図である。
【図７】本発明の第２および第４実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的上面図である。
【図８】図８（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図７の切断線Ａ１−Ａ２に沿って示した概略的断面図である。図８（ｂ）は、本発明の第２および第４実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図７の切断線Ｂ１−Ｂ２に沿って示した概略的断面右側図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的回路図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図７の切断線Ａ１−Ａ２に沿って示した概略的断面図である。図１０（ｂ）は、本発明の第２および第４実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図７の切断線Ｂ１−Ｂ２に沿って示した概略的断面右側図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを示す概略的断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的回路図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを示す概略的断面図である
【図１４】本発明の第４実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図７の切断線Ａ１−Ａ２に沿って示した概略的断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的回路図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図７の切断線Ａ１−Ａ２に沿って示した概略的断面図である。
【図１７】本発明の第５および第６実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的上面図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的回路図である。
【図１９】本発明の第５および第６実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的上面図である。
【図２０】本発明の第５および第６実施形態に係る無火花ソケットの第１導光ピラーを示す概略的構造立体図である。
【図２１】本発明の第６実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的上面図である。
【図２２】本発明の第６実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図２１の切断線Ｃ１−Ｃ２に沿って示した概略的断面右側図である。
【図２３】本発明の第６実施形態に係る無火花ソケットを示す概略的回路図である。
【図２４】本発明の第６実施形態に係るプラグに結合した無火花ソケットを図２１の切断線Ｃ１−Ｃ２に沿って示した概略的断面右側図である。
【図２５】図５、図９、図１２、図１５、図１８、および図２３のスイッチモジュールの概略的回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の内容をより理解できるようにするため、以下の実施形態を例として、本発明が実際に実現できるものであることを証明する。ここで、図面および実施形態において、同じ参照符合の素子／構成要素／ステップは、同じまたは類似する部品を示す。
【００２３】
図３〜図６を参照すると、図３〜図６は、本発明の第１実施形態に係る無火花ソケット１０００を示したものである。無火花ソケット１０００は、プラグ１００の１対のピン１０１を挿入するよう構成される。無火花ソケット１０００は、ソケット２００と、感知モジュール３００と、コントローラ４００と、スイッチモジュール６００とを含む（図５に示す）。ソケット２００の中に第１スロット２１０および第２スロット２２０が配置される。第１スロット２１０および第２スロット２２０のそれぞれのスロット壁にスルーホール２３０が配置され、スルーホール２３０は、互いに面する。
【００２４】
感知モジュール３００の上にエミッタ３１０および第１受信機３２０が配置される。エミッタ３１０は、赤外光７００を出射し、導光素子モジュール５００を介して赤外光７００をスルーホール２３０を通って第１受信機３２０に伝送するよう構成される。本実施形態において、導光素子モジュール５００は、第１導光ピラー５１０と、第２導光ピラー５２０とを含む。第１導光ピラー５１０は、第１スロット２１０とエミッタ３１０の間に配置され、エミッタ３１０により出射された赤外光７００を導くよう構成される。第１導光ピラー５１０の入口ポート５１０＿１は、エミッタ３１０に面し、エミッタ３１０により出射された赤外光７００を受信する。第１導光ピラー５１０の出口ポート５１０＿２は、第１スロット２１０のスルーホール２３０に面する。第２導光ピラー５２０は、第２スロット２２０と第１受信機３２０の間に配置される。第２導光ピラー５２０の入口ポート５２０＿１は、第２スロット２２０のスルーホール２３０に面し、第２導光ピラー５２０の出口ポート５２０＿２は、第１受信機３２０に面する。第１スロット２１０および第２スロット２２０は、第１導光ピラー５１０と第２導光ピラー５２０の間に配置される。そのため、エミッタ３１０により出射された赤外光７００は、第１導光ピラー５１０、第１スロット２１０のスルーホール２３０、第２スロット２２０のスルーホール２３０、および第２導光ピラー５２０を介して第１受信機３２０に伝送される。第１受信機３２０は、赤外光７００を受信したかどうかに基づいて、感知結果ＳＲを生成することができる。
【００２５】
コントローラ４００は、都市エネルギーシステム８００および感知モジュール３００に結合され、感知モジュール３００から感知結果ＳＲを受信する。スイッチモジュール６００は、ソケット２００とコントローラ４００の間に結合される。スイッチモジュール６００は、都市エネルギーシステム８００によって提供されたＡＣ電源ＶＡＣをコントローラ４００から受信し、さらに、スイッチモジュール６００は、ソケット２００にＡＣ電源ＶＡＣに伝送するようコントローラ４００により制御される。コントローラ４００は、感知結果ＳＲに基づいて、スイッチモジュール６００がディセーブルまたはイネーブルになるよう制御する。
【００２６】
したがって、図３に示すように、プラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に挿入されていない、または完全に挿入されていない時、エミッタ３１０により出射された赤外光７００は、第１導光ピラー５１０、第１スロット２１０のスロット壁のスルーホール２３０、第２スロット２２０のスロット壁のスルーホール２３０、および第２導光ピラー５２０を順番に介して第１受信機３２０に伝送される。第１受信機３２０が赤外光７００を感知した時、感知モジュール３００は、コントローラ４００に感知結果ＳＲを送信する。この時、コントローラ４００は、スイッチモジュール６００がディセーブルになるよう制御するため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に提供することができなくなる。
【００２７】
図６に示すように、プラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入された後、プラグ１００のピン１０１は、第１スロット２１０のスロット壁のスルーホール２３０を覆うため、第１導光ピラー５１０によって導かれた赤外光７００を遮断する。その結果、赤外光７００は、第１受信機３２０に到達できなくなる。この時、第１受信機３２０は、第１受信機３２０により赤外光７００を検出することができないという感知結果ＳＲをコントローラ４００に送信することができる。そのため、コントローラ４００は、その後、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送し、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。反対に、電源供給操作中に、プラグ１００が緩んでソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されなくなる、あるいはプラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０から引き抜かれると、第１受信機３２０は、赤外光７００を感知することができるため（図３に示す）、すぐに、コントローラ４００は、スイッチモジュール６００をディセーブルに切り替える（例えば、０．０１５秒以内または１５ミリ秒以内）。その結果、ピン１０１と第１スロット２１０および第２スロット２２０の間で火花が飛ぶことにより、危険が生じるのを防ぐことができる。
【００２８】
以下、図７〜１０（ｂ）を参照する。図７〜１０（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る無火花ソケット２０００を示したものである。同様にして、無火花ソケット２０００は、ソケット２００’と、感知モジュール３００と、コントローラ４１０と、スイッチモジュール６００とを含む（図９に示す）。ソケット２００’の中に第１スロット２１０および第２スロット２２０が配置される。第１スロット２１０および第２スロット２２０のそれぞれのスロット壁にスルーホール２３０が配置され、スルーホール２３０は、互いに面する。感知モジュール３００の上にエミッタ３１０および第１受信機３２０が配置される。エミッタ３１０は、赤外光７００を出射し、導光素子モジュール５００を介して赤外光７００をスルーホール２３０を通って第１受信機３２０に伝送するよう構成される。本実施形態の感知モジュール３００、エミッタ３１０、第１受信機３２０、導光素子モジュール５００、およびスイッチモジュール６００の操作は、それぞれ図３〜図６に示した感知モジュール３００、エミッタ３１０、第１受信機３２０、導光素子モジュール５００、およびスイッチモジュール６００の操作と類似し、詳細は、上述した関連説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。
【００２９】
図３〜図６の実施形態と比較して、本実施形態のソケット２００’は、さらに、開口２９５を有する前壁２９０を含む。図７に示すように、開口２９５は、第１スロット２１０と第２スロット２２０の間に設置される。また、図８（ｂ）または図１０（ｂ）に示すように、無火花ソケット２０００は、さらに、押圧スティック９２０と、機械式スイッチ９４０とを含む。押圧スティック９２０は、ソケット２００’の内部空間に配置される。押圧スティック９２０の一端は、前壁２９０の開口２９５を介してソケット２００’から突出し、突出部９２５を形成する。ここで、押圧スティック９２０の材料は、絶縁材料であってもよいが、本発明はこれに限定されない。本発明の別の実施形態において、押圧スティック９２０と第１スロット２１０の間、および押圧スティック９２０と第２スロット２２０の間が十分に隔離されている場合、押圧スティック９２０は、非絶縁材料を用いて実現されてもよい。機械式スイッチ９４０は、制御端子９４５を有する。機械式スイッチ９４０の制御端子９４５は、押圧スティック９２０の他端に面する。機械式スイッチ９４０は、押圧スティック９２０により制御され、第１信号Ｓ１を生成する（図８（ｂ）、図９、および図１０（ｂ）に示す）。本発明の１つの実施形態において、機械式スイッチ９４０は、例えば、ミクロスイッチ（micro switch）であってもよく、機械式スイッチ９４０の制御端子９４５は、例えば、ミクロスイッチの押しボタンであってもよいが、本発明はこれに限定されない。
【００３０】
図５に示した無火花ソケット１０００の回路構造と比較して、図９の無火花ソケット２０００のコントローラ４１０は、さらに、機械式スイッチ９４０に結合され、第１信号Ｓ１を受信する。コントローラ４１０が、感知結果ＳＲに基づいて、第１受信機３２０が赤外光７００を受信していないと判断し、且つ第１信号Ｓ１に基づいて、押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧していると判断した時（図１０（ｂ）に示す）、コントローラ４１０は、スイッチモジュール６００をイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュール６００をディセーブルにする。コントローラ４１０が感知結果ＳＲに基づいてスイッチモジュール６００をイネーブルにするかどうかを判断する操作についての詳しい説明は、上述した図３〜図６のコントローラ４００の操作の説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。以下、コントローラ４１０が第１信号Ｓ１に基づいてスイッチモジュール６００をイネーブルにするかどうかを判断する操作について、詳しく説明する。
【００３１】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、プラグ１００が突出部９２５に接触しておらず、且つ押圧していない時（つまり、プラグ１００がソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されていない時）、押圧スティック９２０の他端は、機械式スイッチ９４０の制御端子９４５と接触しない。この時、図９のコントローラ４１０は、第１信号Ｓ１（第１電気レベル等）に基づいて、スイッチモジュール６００がディセーブルになるよう制御するため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００’に提供することができなくなる。
【００３２】
以下、図８（ａ）、図８（ｂ）、図１０（ａ）、および図１０（ｂ）を同時に参照する。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、プラグ１００のピン１０１は、ソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入された時、プラグ１００は、突出部９２５を押圧して、押圧スティック９２０を移動させるため、押圧スティック９２０の他端は、機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧する。その結果、機械式スイッチ９４０は、押圧スティック９２０の押圧動作に応じて、第１信号Ｓ１（第２電気レベル等）を生成する。この時、コントローラ４１０は、その後、第１信号Ｓ１に基づいて、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００’に提供できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。反対に、電源供給操作中に、プラグ１００が緩んでソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されなくなる、あるいはプラグ１００のピン１０１がソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０から引き抜かれると、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、プラグ１００は、突出部９２５を押圧しないため、押圧スティック９２０は、元の位置に戻り、押圧スティック９２０の他端は、機械式スイッチ９４０の制御端子９４５と接触しなくなる。この時、コントローラ４１０は、スイッチモジュール６００をディセーブルに切り替えることができる。その結果、ピン１０１と第１スロット２１０および第２スロット２２０の間で火花が飛んで、危険が生じるのを防ぐことができる。
【００３３】
一般的に、第１受信機３２０が赤外光７００を感知することができる時、あるいは押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５と接触していない時は、プラグ１００が緩んでソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されていないか、プラグ１００のピン１０１がソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０から引き抜かれたことを示す。この時、コントローラ４１０は、スイッチモジュール６００をディセーブルに切り替えることができる。その結果、ピン１０１と第１スロット２１０および第２スロット２２０の間で火花が飛んで、危険が生じるのを防ぐことができる。反対に、第１受信機３２０が赤外光７００を感知できず、押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧している時は、プラグ１００のピン１０１がソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されていることを示す。この時、コントローラ４１０は、その後、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００’に提供できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。
【００３４】
以下、図１１〜図１３を参照する。図１１〜図１３は、本発明の第３実施形態に係る無火花ソケット１０００’を示したものである。無火花ソケット１０００’は、プラグ１００の１対のピン１０１を挿入するよう構成される。無火花ソケット１０００’は、ソケット２００と、感知モジュール３００と、コントローラ４２０と、スイッチモジュール６００とを含む（図１２に示す）。ソケット２００の中に第１スロット２１０および第２スロット２２０が配置される。第１スロット２１０および第２スロット２２０のそれぞれのスロット壁にスルーホール２３０が配置され、スルーホール２３０は、互いに面する。
【００３５】
感知モジュール３００の上にエミッタ３１０、第１受信機３２０、および第２受信機３３０が配置される。エミッタ３１０は、第１受信機３２０と第２受信機３３０の間に配置される。エミッタ３１０は、赤外光７００を出射し、導光素子モジュール５００を介して赤外光７００をスルーホール２３０を通って第１受信機３２０および第２受信機３３０に伝送するよう構成される。
【００３６】
本実施形態において、導光素子モジュール５００は、第１導光ピラー５１０と、第２導光ピラー５２０と、第３導光ピラー５３０とを含む。第１導光ピラー５１０は、Ｔ型構造であり、第１スロット２１０、第２スロット２２０、およびエミッタ３１０の間に配置されて、エミッタ３１０により出射された赤外光７００を導くよう構成される。第１導光ピラー５１０の入口ポート５１０＿１は、エミッタ３１０に面し、エミッタ３１０により出射された赤外光７００を受信する。第１導光ピラー５１０の出口ポート５１０＿２は、第１スロット２１０のスルーホール２３０に面し、第１導光ピラー５１０の別の出射口５１０＿３は、第２スロット２２０のスルーホール２３０に面する。第２導光ピラー５２０は、第１スロット２１０と第１受信機３２０の間に配置される。第２導光ピラー５２０の入口ポート５２０＿１は、第１スロット２１０のスルーホール２３０に面し、第２導光ピラー５２０の出口ポート５２０＿２は、第１受信機３２０に面する。第３導光ピラー５３０は、第２スロット２２０と第２受信機３３０の間に配置される。第３導光ピラー５３０の入口ポート５３０＿１は、第２スロット２２０のスルーホール２３０に面し、第３導光ピラー５３０の出口ポート５３０＿２は、第２受信機３３０に面する。
【００３７】
詳しく説明すると、エミッタ３１０により出射された赤外光７００は、第１導光ピラー５１０、第１スロット２１０のスルーホール２３０、および第２導光ピラー５２０を介して第１受信機３２０に伝送される。第１受信機３２０は、赤外光７００を受信したかどうかに基づいて、感知結果ＳＲを生成することができる。同様にして、エミッタ３１０により出射された赤外光７００は、第１導光ピラー５１０、第２スロット２２０のスルーホール２３０、および第３導光ピラー５３０を介して第２受信機３３０に伝送される。第２受信機３３０は、赤外光７００を受信したかどうかに基づいて、感知結果ＳＲを生成することができる。
【００３８】
コントローラ４２０は、都市エネルギーシステム８００および感知モジュール３００に結合され、感知モジュール３００から感知結果ＳＲを受信するよう構成される。スイッチモジュール６００は、ソケット２００とコントローラ４２０の間に結合される。また、スイッチモジュール６００は、都市エネルギーシステム８００によって提供されたＡＣ電源ＶＡＣをコントローラ４２０から受信し、さらに、スイッチモジュール６００は、ＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送するようコントローラ４２０により制御される。コントローラ４２０は、感知結果ＳＲに基づいて、スイッチモジュール６００がディセーブルまたはイネーブルになるよう制御する。
【００３９】
したがって、図１１を参照すると、プラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に挿入されていない、または完全に挿入されていない時、エミッタ３１０により出射された赤外光７００は、まず、Ｔ型の第１導光ピラー５１０を押圧する。赤外光７００は、第１導光ピラー５１０に入射した後、右左両方向に第１スロット２１０および第２スロット２２０に向かってそれぞれ入射する。第１スロット２１０に向かって入射した赤外光７００は、第１スロット２１０のスロット壁のスルーホール２３０を通過し、第２導光ピラー５２０を介して第１受信機３２０に伝送される。第２スロット２２０に向かって入射した赤外光７００は、第２スロット２２０のスロット壁のスルーホール２３０を通過し、第３導光ピラー５３０を介して第２受信機３３０に伝送される。第１受信機３２０および第２受信機３３０のうちの１つまたは両方が赤外光７００を感知した時、感知モジュール３００は、コントローラ４２０に感知結果ＳＲを送信する。この時、コントローラ４２０は、スイッチモジュール６００がディセーブルになるよう制御するため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に提供することができなくなる。
【００４０】
図１３を参照すると、プラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入された後、プラグ１００のピン１０１は、第１スロット２１０および第２スロット２２０のスロット壁のスルーホール２３０を覆うため、第１導光ピラー５１０を介して伝送された赤外光７００を遮断する。その結果、赤外光７００は、第１受信機３２０および第２受信機３３０に到達できなくなる。この時、第１受信機３２０および第２受信機３３０は、赤外光７００を感知することができないという感知結果ＳＲをコントローラ４２０に送信することができる。この時、コントローラ４２０は、その後、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。反対に、電源供給操作中に、第１受信機３２０または第２受信機３３０が赤外光７００を感知すると（図１１に示す）、すぐに、コントローラ４２０がスイッチモジュール６００をディセーブルに切り替える（例えば、０．０１５秒以内または１５ミリ秒以内）。その結果、ピン１０１と第１スロット２１０および第２スロット２２０の間で火花が飛んで、危険が生じるのを防ぐことができる。
【００４１】
以下、図７、図８（ｂ）、図１０（ｂ）、および図１４〜図１６を参照する。図７、図８（ｂ）、図１０（ｂ）、および図１４〜図１６は、本発明の第４実施形態に係る無火花ソケット２０００’を示したものである。同様にして、本実施形態の無火花ソケット２０００’は、ソケット２００’と、感知モジュール３００と、コントローラ４３０と、スイッチモジュール６００とを含む（図１５に示す）。ソケット２００’の中に第１スロット２１０および第２スロット２２０が配置される。第１スロット２１０および第２スロット２２０のそれぞれのスロット壁にスルーホール２３０が配置され、スルーホール２３０は、互いに面する。感知モジュール３００の上にエミッタ３１０、第１受信機３２０、および第２受信機３３０が配置され、エミッタ３１０は、第１受信機３２０と第２受信機３３０の間に配置される。エミッタ３１０は、赤外光７００を出射し、導光素子モジュール５００を介して赤外光７００をスルーホール２３０を通って第１受信機３２０および第２受信機３３０に伝送するよう構成される。本実施形態のエミッタ３１０、第１受信機３２０、第２受信機３３０、導光素子モジュール５００、およびスイッチモジュール６００の操作は、それぞれ図１１〜図１３に示したエミッタ３１０、第１受信機３２０、第２受信機３３０、導光素子モジュール５００、およびスイッチモジュール６００の操作と類似し、詳細は、上述した関連説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。
【００４２】
図１１〜図１３の実施形態と比較して、本実施形態のソケット２００’は、さらに、開口２９５を有する前壁２９０を含む。図７に示すように、開口２９５は、第１スロット２１０と第２スロット２２０の間に設置される。また、図８（ｂ）に示すように、無火花ソケット２０００’は、さらに、押圧スティック９２０と、機械式スイッチ９４０とを含む。押圧スティック９２０は、ソケット２００’の内部空間に配置される。押圧スティック９２０の一端は、前壁２９０の開口２９５を介してソケット２００’から突出し、突出部９２５を形成する。押圧スティック９２０の材料は、絶縁材料であってもよい。機械式スイッチ９４０は、制御端子９４５を有する。機械式スイッチ９４０の制御端子９４５は、押圧スティック９２０の他端に面する。機械式スイッチ９４０は、押圧スティック９２０により制御され、第１信号Ｓ１を生成する（図８（ｂ）、図１０（ｂ）、および図１５に示す）。
【００４３】
図１２に示した無火花ソケット１０００’の回路構造と比較して、図１５の無火花ソケット２０００’のコントローラ４３０は、さらに、機械式スイッチ９４０に結合され、第１信号Ｓ１を受信する。コントローラ４３０が、感知結果ＳＲに基づいて、第１受信機３２０および第２受信機３３０がいずれも赤外光７００を受信していないと判断し、且つ第１信号Ｓ１に基づいて、押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧していると判断した時、コントローラ４３０は、スイッチモジュール６００をイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュール６００をディセーブルにする。コントローラ４３０が感知結果ＳＲに基づいてスイッチモジュール６００をイネーブルにするかどうかを判断する操作についての詳しい説明は、上述した図１１〜図１３のコントローラ４２０の操作の説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。コントローラ４３０が第１信号Ｓ１に基づいてスイッチモジュール６００をイネーブルにするかどうかを判断する操作についての詳しい説明は、上述した図７〜図１０（ｂ）のコントローラ４１０の操作の説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。
【００４４】
一般的に、第１受信機３２０または第２受信機３３０が赤外光７００を感知できる時、あるいは押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５と接触していない時は（図８（ｂ）および図１４に示す）、プラグ１００が緩んでソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されていないか、プラグ１００のピン１０１がソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０から引き抜かれたことを示す。この時、コントローラ４３０は、スイッチモジュール６００をディセーブルに切り替えることができる。その結果、ピン１０１と第１スロット２１０および第２スロット２２０の間で火花が飛んで、危険が生じるのを防ぐことができる。反対に、第１受信機３２０および第２受信機３３０が赤外光７００を感知することができず、押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧している時は（図１０（ｂ）および図１６に示す）、プラグ１００のピン１０１がソケット２００’の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されていることを示す。この時、コントローラ４３０は、その後、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００’に提供できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。
【００４５】
以下、図１７〜図２０を参照する。図１７〜図２０は、本発明の第５実施形態に係る無火花ソケット１０００”を示したものである。無火花ソケット１０００”は、プラグ１００の３つのピン１０１を挿入するよう構成される。無火花ソケット１０００”は、ソケット２００と、感知モジュール３００と、コントローラ４４０と、スイッチモジュール６００とを含む（図１８に示す）。ソケット２００は、第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第１スロット２１０および第２スロット２２０と異なる方向にある第３スロット２４０を含む。第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０のそれぞれのスロット壁にスルーホール２３０が配置される。同じ光源の光は、３つのスルーホール２３０を同時に通過することができる。
【００４６】
感知モジュール３００の上にエミッタ３１０、第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０が配置される。エミッタ３１０は、赤外光７００を出射するよう構成され、導光素子モジュール５００を介して赤外光７００をスルーホール２３０を通ってそれぞれ第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０に伝送するよう構成される。
【００４７】
本実施形態において、導光素子モジュール５００は、第１導光ピラー５１０と、第２導光ピラー５２０と、第３導光ピラー５３０と、第４導光ピラー５４０とを含む。第１導光ピラー５１０は、第１スロット２１０、第２スロット２２０、第３スロット２４０、およびエミッタ３１０の間に配置され、エミッタ３１０により出射された赤外光７００を導くよう構成される。第１導光ピラー５１０の入口ポート５１４＿１は、エミッタ３１０に面し、エミッタ３１０により出射された赤外光７００を受信する。第１導光ピラー５１０の３つの出口ポート５１１＿１、５１２＿１、および５１３＿１は、それぞれ第１スロット２１０のスルーホール２３０、第２スロット２２０のスルーホール２３０、および第３スロット２４０のスルーホール２３０に面する。
【００４８】
第２導光ピラー５２０は、第１スロット２１０と第１受信機３２０の間に配置される。第２導光ピラー５２０の入口ポート５２０＿１は、第１スロット２１０のスルーホール２３０に面し、第２導光ピラー５２０の出口ポート５２０＿２は、第１受信機３２０に面する。第３導光ピラー５３０は、第２スロット２２０と第２受信機３３０の間に配置される。第３導光ピラー５３０の入口ポート５３０＿１は、第２スロット２２０のスルーホール２３０に面し、第３導光ピラー５３０の出口ポート５３０＿２は、第２受信機３３０に面する。第４導光ピラー５４０は、第３スロット２４０と第３受信機３４０の間に配置される。第４導光ピラー５４０の入口ポート５４０＿１は、第３スロット２４０のスルーホール２３０に面し、第４導光ピラー５４０の出口ポート５４０＿２は、第３受信機３４０に面する。
【００４９】
第１導光ピラー５１０は、第１ピン５１１と、第２ピン５１２と、第３ピン５１３と、第４ピン５１４とを含む。図２０に示すように、第１ピン５１１、第２ピン５１２、第３ピン５１３、および第４ピン５１４は、互いに接続して、３次元ダブルＴ型構造を形成する。第１ピン５１１、第２ピン５１２、および第３ピン５１３は、互いに接続して、Ｔ型構造を形成し、第１ピン５１１、第２ピン５１２、および第４ピン５１４は、互いに接続して、  別のＴ型構造を形成し、さらに、第３ピン５１３および第４ピン５１４は、互いに接続して、逆Ｌ型構造を形成する。第１導光ピラー５１０の入口ポート５１４＿１は、第４ピン５１４に配置され、第１導光ピラー５１０の３つの出口ポート５１１＿１、５１２＿１、および５１３＿１は、それぞれ第１ピン５１１、第２ピン５１２、および第３ピン５１３に配置される。
【００５０】
ここで、図１７、図１８、および図２０を参照する。プラグ１００の３つのピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０に挿入されていない、または完全に挿入されていない時、エミッタ３１０により出射された赤外光７００は、まず、第１導光ピラー５１０の第４ピン５１４を通過する。次に、第４ピン５１４を通過する赤外光７００は、第１ピン５１１、第２ピン５１２、および第３ピン５１３を介して、それぞれ第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０のスロット壁のスルーホール２３０を通過する。第１スロット２１０のスルーホール２３０を通過する赤外光７００は、第２導光ピラー５２０を介して第１受信機３２０に伝送され、第２スロット２２０のスルーホール２３０を通過する赤外光７００は、第３導光ピラー５３０を介して第２受信機３３０に伝送され、第３スロット２４０のスルーホール２３０を通過する赤外光７００は、第４導光ピラー５４０を介して第３受信機３４０に伝送される。第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０が赤外光７００を感知した時、感知モジュール３００は、コントローラ４４０に感知結果ＳＲを送信する。この時、コントローラ４４０は、スイッチモジュール６００がディセーブルになるよう制御するため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に提供することができなくなる。
【００５１】
図１９を参照すると、プラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０に完全に挿入された後、プラグ１００のピン１０１は、第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０のスロット壁のスルーホール２３０を覆うため、第１導光ピラー５１０を介して導かれた赤外光７００を遮断する。その結果、赤外光７００は、第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０に到達できなくなる。この時、第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０は、赤外光７００を感知することができないという感知結果ＳＲをコントローラ４４０に送信することができる。この時、コントローラ４４０は、その後、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。反対に、電源供給操作中に、第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０のいずれかが赤外光７００を感知すると、すぐに、コントローラ４４０がスイッチモジュール６００をディセーブルに切り替える（例えば、０．０１５秒以内または１５ミリ秒以内）。注意すべきこととして、第３スロット２４０は、グランドに接続されることがあるため、使用されない時がある。この場合、追加のソフトウェアまたはハードウェアオプションを提供して補助することができる。例えば、ソフトウェアオプションを設定に使用することによって、プラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０に完全に挿入されたかどうかを判断する時に、コントローラ４４０が第３受信機３４０からの感知結果ＳＲを無視できるようにすることができる。
【００５２】
以下、図１７および図１９〜図２４を参照する。図１７および図１９〜図２４は、本発明の第６実施形態に係る無火花ソケット２０００”を示したものである。同様にして、本実施形態の無火花ソケット２０００”は、ソケット２００”と、感知モジュール３００と、コントローラ４５０と、スイッチモジュール６００とを含む（図２３に示す）。ソケット２００”は、第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第１スロット２１０および第２スロット２２０と異なる方向にある第３スロット２４０を含む。第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０のそれぞれのスロット壁に、スルーホール２３０が配置される。同じ光源の光は、３つのスルーホール２３０を同時に通過することができる。感知モジュール３００の上にエミッタ３１０、第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０が配置される。エミッタ３１０は、赤外光７００を出射するよう構成され、導光素子モジュール５００を介して赤外光７００をスルーホール２３０を通ってそれぞれ第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０に伝送するよう構成される。本実施形態の感知モジュール３００、エミッタ３１０、第１受信機３２０、第２受信機３３０、第３受信機３４０、導光素子モジュール５００、およびスイッチモジュール６００の操作は、それぞれ図１７〜図１９に示した感知モジュール３００、エミッタ３１０、第１受信機３２０、第２受信機３３０、第３受信機３４０、導光素子モジュール５００、およびスイッチモジュール６００の操作と類似し、詳細は、上述した関連説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。
【００５３】
図１７〜図１９の実施形態と比較して、本実施形態のソケット２００”は、さらに、開口２９５を有する前壁２９０を含む。図２１に示すように、開口２９５は、第１スロット２１０、第２スロット２２０および第３スロット２４０の間に設置される。また、図２２に示すように、無火花ソケット２０００”は、さらに、押圧スティック９２０と、機械式スイッチ９４０とを含む。押圧スティック９２０は、ソケット２００”の内部空間に配置される。押圧スティック９２０の一端は、前壁２９０の開口２９５を介してソケット２００”から突出し、突出部９２５を形成する。押圧スティック９２０の材料は、絶縁材料であってもよい。機械式スイッチ９４０は、制御端子９４５を有する。機械式スイッチ９４０の制御端子９４５は、押圧スティック９２０の他端に面する。機械式スイッチ９４０は、押圧スティック９２０により制御され、第１信号Ｓ１を生成する（図２２〜図２４に示す）。
【００５４】
図１８に示した無火花ソケット１０００”の回路構造と比較して、図２３の無火花ソケット２０００”のコントローラ４５０は、さらに、機械式スイッチ９４０に結合され、第１信号Ｓ１を受信する。コントローラ４５０が、感知結果ＳＲに基づいて、第１受信機３２０、第２受信機３３０、および第３受信機３４０のいずれも赤外光７００を受信していないと判断し、且つ第１信号Ｓ１に基づいて、押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧していると判断した時、コントローラ４５０は、スイッチモジュール６００をイネーブルにし、そうでない場合は、スイッチモジュール６００をディセーブルにする。コントローラ４５０が感知結果ＳＲに基づいてスイッチモジュール６００をイネーブルにするかどうかを判断する操作についての詳しい説明は、上述した図１７〜図２０のコントローラ４４０の操作の説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。コントローラ４５０が第１信号Ｓ１に基づいてスイッチモジュール６００をイネーブルにするかどうかを判断する操作についての詳しい説明は、上述した図７〜図１０（ｂ）のコントローラ４１０の操作の説明を参照することができるため、ここでは繰り返し説明しない。
【００５５】
一般的に、第１受信機３２０、第２受信機３３０または第３受信機３４０が赤外光７００を感知することができる時、あるいは押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５と接触していない時は（図１７および図２２に示す）、プラグ１００が緩んでソケット２００”の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０に完全に挿入されていないか、プラグ１００のピン１０１がソケット２００”の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０から引き抜かれたことを示す。この時、コントローラ４５０は、スイッチモジュール６００をディセーブルに切り替えることができる。その結果、ピン１０１と第１スロット２１０、第２スロット２２０、または第３スロット２４０のうちのいずれかの間で火花が飛んで、危険が生じるのを防ぐことができる。反対に、第１受信機３２０、第２受信機３３０および第３受信機３４０が赤外光７００を感知することができず、押圧スティック９２０の他端が機械式スイッチ９４０の制御端子９４５を押圧している時は（図１９および図２４に示す）、プラグ１００のピン１０１がソケット２００”の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０に完全に挿入されていることを示す。この時、コントローラ４５０は、その後、スイッチモジュール６００をイネーブルに切り替えるため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００”に提供できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００に提供することができる。
【００５６】
同様にして、第３スロット２４０は、グランドに接続されることがあるため、使用されない時がある。この場合、追加のソフトウェアまたはハードウェアオプションを提供して補助することができる。例えば、ソフトウェアオプションを設定に使用することによって、プラグ１００のピン１０１がソケット２００”の第１スロット２１０、第２スロット２２０、および第３スロット２４０に完全に挿入されたかどうかを判断する時に、コントローラ４５０が第３受信機３４０からの感知結果ＳＲを無視できるようにすることができる。
【００５７】
以下、上述した実施形態のスイッチモジュール６００について説明する。図５、図９、図１２、図１５、図１８、図２３、および図２５を同時に参照すると、図２５は、図５、図９、図１２、図１５、図１８、および図２３のスイッチモジュール６００の概略的回路ブロック図である。スイッチモジュール６００は、第１スイッチ回路６２０と、第２スイッチ回路６４０と、保護回路６６０とを含む。本発明の１つの実施形態において、第１スイッチ回路６２０は、電磁継電器（electromagnetic relay）を含んでもよく、第２スイッチ回路６４０は、ソリッドステートリレー（solid state relay）を含んでもよいが、本発明はこれに限定されない。本発明の別の実施形態において、第１スイッチ回路６２０は、例えば、高電流負荷を搬送することができ、且つ温度変化による影響が少ないスイッチ回路であってもよく、第２スイッチ回路６４０は、消費電力が低く、且つ切り替え速度が速いスイッチ回路であってもよい。
【００５８】
第１スイッチ回路６２０は、コントローラ４００とソケット２００の間に結合され、都市エネルギーシステム８００のＡＣ電源ＶＡＣをコントローラ４００から受信する。第１スイッチ回路６２０は、ＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送するよう第１制御信号ＳＷ＿ＥＭＲにより制御される。第１制御信号ＳＷ＿ＥＭＲは、コントローラ４００または保護回路６６０により生成される。つまり、第１スイッチ回路６２０は、ソケット２００の負荷状態に基づいて、コントローラ４００または保護回路６６０により制御される。詳細については、後で説明する。
【００５９】
第２スイッチ回路６４０は、コントローラ４００に結合され、都市エネルギーシステム８００からＡＣ電源ＶＡＣを受信する。保護回路６６０は、第２スイッチ回路６４０とソケット２００の間に結合される。図２５に示すように、第１スイッチ回路６２０と第２スイッチ回路６４０は、直列に接続され、第２スイッチ回路６４０と保護回路６６０は、第１スイッチ回路６２０に並列に接続される。ここで、第２スイッチ回路６４０は、保護回路６６０を介してＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送するよう第２制御信号ＳＷ＿ＳＳＲにより制御される。保護回路６６０は、第２スイッチ回路６４０がオンの時にソケット２００の負荷電力を検出するよう第２制御信号ＳＷ＿ＳＳＲにより制御される。第２制御信号ＳＷ＿ＳＳＲは、コントローラ４００により生成される。つまり、コントローラ４００は、第２制御信号ＳＷ＿ＳＳＲに基づいて、第２スイッチ回路６４０および保護回路６６０の両方がオンまたはオフになるよう同時に制御することができる。
【００６０】
理解すべきこととして、スイッチモジュール６００は、２つの送電チャネルを含む。１つの送電チャネルは、第１スイッチ回路６２０を介してコントローラ４００からＡＣ電源ＶＡＣを受信し、ＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送する。もう１つの送電チャネルは、第２スイッチ回路６４０および保護回路６６０を介してコントローラ４００からＡＣ電源ＶＡＣを受信し、ＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送する。つまり、第１スイッチ回路６２０と第２スイッチ回路６４０のオンまたはオフを制御することにより、スイッチモジュール６００内部の送電チャネルを設定し、切り替えることができる。
【００６１】
以下、図３〜図６に示した第１実施形態に関するスイッチモジュール６００の操作について説明する。別の実施形態のスイッチモジュール６００の操作は、下記の説明から推測できるものとする。図３〜図６および図２５を同時に参照すると、電気製品（図示せず）のプラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に挿入されていない、または完全に挿入されていない時、第１受信機３２０は、赤外光７００を感知する。この時、コントローラ４００は、第１制御信号ＳＷ＿ＥＭＲおよび第２制御信号ＳＷ＿ＳＳＲを生成して、第１スイッチ回路６２０および第２スイッチ回路６４０がオフになるよう制御するため、スイッチモジュール６００を介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に提供することができなくなる。
【００６２】
電気製品のプラグ１００のピン１０１がソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入された後、第１受信機３２０は、赤外光７００を感知することができないという感知結果ＳＲをコントローラ４００に送信する。そのため、コントローラ４００は、その後、スイッチモジュール６００の第１スイッチ回路６２０または第２スイッチ回路６４０をオンに切り替えるため、スイッチモジュール６００の送電チャネルのうちの１つを介して都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に伝送できるようになり、それにより、必要な負荷電力をプラグ１００（すなわち、電気製品）に提供することができる。
【００６３】
さらに、コントローラ４００は、ソケット２００の電気製品の所要電源および電気製品の負荷電力を検出することもできる。コントローラ４００は、検出したソケット２００の負荷電力に基づいて、スイッチモジュール６００の第１スイッチ回路６２０または第２スイッチ回路６４０を切り替えることができる。
【００６４】
一般的に、第１スイッチ回路６２０の電磁継電器が軽負荷（under-loaded）の時、その消費電力は、第２スイッチ回路６４０のソリッドステートリレーの消費電力よりも相対的に高い。第１スイッチ回路６２０の電磁継電器は、待機中（すなわち、負荷されていない時）でも電力を消費し続ける。一方、第２スイッチ回路６４０のソリッドステートリレーの消費電力は、負荷電流に比例する。そのため、ソリッドステートリレーが待機中（すなわち、負荷されておらず、負荷電流が約０Ａの時）、または軽負荷の間（例えば、負荷電流が０．５Ａよりも小さい時）は、ゼロ消費電力または低消費電力の特徴を有するため、電力消費量を効果的に減らすことができる。また、ソリッドステートリレーは、切り替え速度が速い。
【００６５】
上述した条件の下で、ソケット２００の負荷電力が省エネルギー閾値ＴＨ２よりも小さい時、コントローラ４００は、第２スイッチ回路６４０および保護回路６６０をオンにして、第１スイッチ回路６２０をオフし、無火花ソケット１００を低電力モードで操作する。逆に、ソケット２００の負荷電力が所定期間の間省エネルギー閾値ＴＨ２よりも継続して大きい時、コントローラ４００は、第１スイッチ回路６２０をオンにして、第２スイッチ回路６４０および保護回路６６０をオフにし、無火花ソケット１００を高電力モードで操作する。上述した省エネルギー閾値ＴＨ２は、実際の応用または設計要求に基づいて設定することができる。
【００６６】
一般的に、使用者が電気製品を使用し終わると、使用者は、電気製品のプラグ１００をソケット２００から引き抜かずに、単に電気製品の電源をオフにする。プラグ１００のピン１０１は、依然としてソケット２００の第１スロット２１０および第２スロット２２０に完全に挿入されているため、第１導光ピラー５１０によって導かれた赤外光７００は、第１受信機３２０に到達しない。そのため、コントローラ４００は、スイッチモジュール６００をイネーブル状態で維持する。つまり、都市エネルギーシステム８００からのＡＣ電源ＶＡＣをソケット２００に提供し続ける。この時、ソケット２００に挿入された電気製品のスイッチ（すなわち、負荷）はオフであるため、コントローラ４００によって検出されたソケット２００の負荷電力は、０Ｗである。ソケット２００の負荷電力が所定期間の間省エネルギー閾値ＴＨ２よりも継続して小さいとコントローラ４００が判断した後、コントローラ４００は、第２スイッチ回路６４０および保護回路６６０をオンにして、第１スイッチ回路６２０をオフし、無火花ソケット１００を低電力モードで操作する。
【００６７】
このような条件の下で、ソケット２００に挿入された電気製品が高電力機器（例えば、エアコン、オーブン、またはヘアドライヤー）である場合、使用者が電気製品をオンにした時に、過度の電流が都市エネルギーシステム８００からコントローラ４００およびスイッチモジュール６００を通ってソケット２００に結合された電気製品に瞬時に流れる。無火花ソケット１０００は、低電力モード（すなわち、第２スイッチ回路６４０がオンで、第１スイッチ回路６２０がオフ）で操作しているため、過度の電流が第２スイッチ回路６４０のソリッドステートリレーの低格電流を超えると（すなわち、第２スイッチ回路６４０が過負荷（over-loaded）の場合）、第２スイッチ回路６４０のソリッドステートリレーが損傷する可能性がある。また、第２スイッチ回路６４０が過負荷の時、コントローラ４００は、ほとんどの場合、スイッチモジュール６００をすぐに（例えば、ミリ秒以内に）切り替えることができない。その結果、第２スイッチ回路６４０のソリッドステートリレーが損傷するリスクが大幅に増加する。このような状況になるのを回避するため、保護回路６６０は、第２スイッチ回路６４０に対して過負荷保護を行うことができる。
【００６８】
詳しく説明すると、保護回路６６０は、ソケット２００の負荷電力が過負荷閾値ＴＨ１よりも大きいことを検出した時、第１制御信号ＳＷ＿ＥＭＲをすぐに生成して（例えば、ミリ秒以内）、第１スイッチ回路６２０をオンにすることができる。第２スイッチ回路６４０は、第１スイッチ回路６２０に並列に接続され、且つ第１スイッチ回路６２０は、高電流負荷を搬送することができるため、第１スイッチ回路６２０は、第２スイッチ回路６４０が過負荷の時（すなわち、過負荷電流が過負荷閾値ＴＨ１よりも大きい時）に過負荷電流を分割して、第２スイッチ回路６４０に対して過負荷保護を行うことができる。上述した過負荷閾値ＴＨ１は、実際の応用または設計要求に基づいて設定することができ、省エネルギー閾値ＴＨ２は、通常、過負荷閾値ＴＨ１よりも小さい。
【００６９】
さらに、保護回路６６０は、第１制御信号ＳＷ＿ＥＭＲを介してコントローラ４００に通知（notification）を提供することができる。保護回路６６０が第１制御信号ＳＷ＿ＥＭＲに基づいて第１スイッチ回路６２０をオンにしたことをコントローラ４００が検出した時、コントローラ４００は、第２制御信号ＳＷ＿ＳＳＲを生成して、第２スイッチ回路６４０および保護回路６６０をオフにし、第１スイッチ回路６２０をオン状態で維持するよう制御する。第１スイッチ回路６２０、第２スイッチ回路６４０、および保護回路６６０の詳しい実施方式については、米国特許出願第１４／６４０，０２４の「POWER TRANSMISSION APPARATUS WITH OVER-LOADING PROTECTION AND POWER-SAVING MECHANISM」を参照することができる。
【００７０】
以上のように、本発明の実施形態の無火花ソケットは、電気製品のプラグがソケットに完全に挿入される前は、エミッタにより出射された赤外光がスルーホールを通って受信機に到達しているか、押圧スティックの他端が機械式スイッチと接触していないため、コントローラは、スイッチモジュールをディセーブルにする。反対に、電気製品のプラグがソケットに完全に挿入された後は、プラグがスルーホールを覆うため、エミッタにより出射された赤外光が遮断されて受信機に伝送されなくなり、プラグが突出部を制御して、押圧スティックの他端が機械式スイッチを押圧する。この時、コントローラは、スイッチモジュールをイネーブルに切り替えて、ソケットにＡＣ電源を提供することができる。その結果、プラグのピンがソケットと接触した瞬間、またはソケットから引き抜かれた瞬間に火花が飛ぶのを防ぎ、電気安全性を向上させることができる。
【００７１】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の実施形態の無火花ソケットは、延長コードのソケットに用いることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  筐体
２  スロット
３  ベースユニット
４  制限スロット
５ａ  第１クリップ
５ｂ  第２クリップ
５ｃ  クランプ部
６  電気端子
７  挿入口
８  プラグ
９  ピン
１００  プラグ
１０１  ピン
２００、２００’、２００”  ソケット
２１０  第１スロット
２２０  第２スロット
２３０  スルーホール
２４０  第３スロット
２９０  前壁
２９５  開口
３００  感知モジュール
３１０  エミッタ
３２０  第１受信機
３３０  第２受信機
３４０  第３受信機
４００、４１０、４２０、４３０、４４０、４５０  コントローラ
５００  導光素子モジュール
５１０  第１導光ピラー
５１１  第１ピン
５１２  第２ピン
５１３  第３ピン
５１４  第４ピン
５２０  第２導光ピラー
５３０  第３導光ピラー
５４０  第４導光ピラー
５１０＿１、５１４＿１、５２０＿１、５３０＿１、５４０＿１  入口ポート
５１０＿２、５１０＿３、５１１＿１、５１２＿１、５１３＿１、５２０＿２、５３０＿２、５４０＿２  出口ポート
６００  スイッチモジュール
６２０  第１スイッチ回路
６４０  第２スイッチ回路
６６０  保護回路
７００  赤外光
８００  都市エネルギーシステム
９２０  押圧スティック
９２５  突出部
９４０  機械式スイッチ
９４５  制御端子
１０００、１０００’、１０００”、２０００、２０００’、２０００”  無火花ソケット
Ａ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２  切断線
ＳＲ  感知結果
ＳＷ＿ＥＭＲ  第１制御信号
ＳＷ＿ＳＳＲ  第２制御信号
ＶＡＣ  ＡＣ電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【外国語明細書】
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