(57)【要約】  本発明は、電気配線、および適応可能な多目的コンセントに関連するコンポーネントのシステムを提供する。標準化されかつ交換可能な壁埋め込み式システムは、交流（ＡＣ）電力源からの直流（ＤＣ）電力、低電圧を有し、既存のＡＣコンセントボックスと互換性がある。好適な実施形態において、壁埋め込み式ＵＳＢポートの標準化された構成は、直流低電圧を供給するとともに、取り外し可能で交換可能なドッキングステーションを含んでいる。本発明は、電子装置の充電を可能にする一方で、同時に全てのＡＣコンセントの使用可能性を維持する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数のコンセントレセプタクルを有する交流コンセントアセンブリと、
前記交流コンセントアセンブリに結合され、ステップダウン変圧器、交流／直流変換器、および少なくとも１つのＵＳＢ電力コンセントを有する直流アダプタモジュールと
を具備することを特徴とする交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項２】
前記交流コンセントアセンブリに対して取り外し可能に取り付けられ、前記交流コンセントに対する１つまたは複数の開口と、前記ＵＳＢ電力コンセントに対する少なくとも１つの開口とを有するフェイスプレートをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項３】
前記直流アダプタモジュールは、２つのＵＳＢ電力コンセントを有するとともに、
前記フェイスプレートは、ＵＳＢコンセントに対応する２つの開口を有することを特徴とする請求項２に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項４】
前記ＵＳＢ電力コンセントおよび前記フェイスプレートのＵＳＢ電力コンセントに対応する開口の中心は、予め選択された距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項３に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項５】
前記ＵＳＢ電力コンセントおよび前記フェイスプレートのＵＳＢ電力コンセントに対応する開口の中心は、２．５ｃｍから５ｃｍまでの範囲から選択された距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項３に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項６】
前記ＵＳＢ電力コンセントおよび前記フェイスプレートのＵＳＢ電力コンセントに対応する開口の中心は、約４．３ｃｍの距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項３に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項７】
前記直流アダプタモジュールおよび前記交流コンセントアセンブリを包囲するジャンクションボックスをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項８】
ＵＳＢ互換型カップリングインサートを通して前記ＵＳＢ電力コンセントに対して追加的に結合されるとともに、携帯型電子装置に結合しかつ充電するためのポートを有する着脱可能なドッキングステーションをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項９】
前記着脱可能なドッキングステーションは、１つまたは複数のＵＳＢ互換型カンプリングインサートを有することを特徴とする請求項８に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項１０】
前記ドッキングステーションのＵＳＢ互換型カップリングインサートの中心は、予め選択された距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項８に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項１１】
前記ドッキングステーションのＵＳＢ互換型カップリングインサートの中心は、２．５ｃｍから５ｃｍまでの範囲から選択された距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項８に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項１２】
前記ドッキングステーションのＵＳＢ互換型カップリングインサートの中心は、約４．３ｃｍの距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項８に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項１３】
前記ドッキングステーションは、前記ドッキングステーションが前記ＵＳＢ電力コンセントに結合された場合、全ての交流コンセントが同時に使用可能なままであるような形状であることを特徴とする請求項８に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項１４】
前記直流アダプタモジュールは、複数の導電性アームを有し、
前記交流コンセントアセンブリは、複数の対応する端子を有するとともに、
前記モジュールと前記アセンブリとの間の結合は、前記アームを前記端子に接続することによって実現されることを特徴とする請求項１に記載の交流電力ラインからの交流および直流コンセントを供給するシステム。
【請求項１５】
直流低電圧を供給するためのドッキングステーションであって、
ＵＳＢ互換型壁コンセントに結合可能な１つまたは複数のＵＳＢ互換型インサートを有するとともに、電子装置に結合しかつ充電するためのポートをさらに有することを特徴とするドッキングステーション。
【請求項１６】
前記ＵＳＢ互換型インサートの中心は、予め選択された距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項１５に記載のドッキングステーション。
【請求項１７】
前記ＵＳＢ互換型インサートの中心は、２．５ｃｍから５ｃｍまでの範囲から選択された距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項１５に記載のドッキングステーション。
【請求項１８】
前記ＵＳＢ互換型インサートの中心は、約４．３ｃｍの距離だけ水平に離間されることを特徴とする請求項１５に記載のドッキングステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、交流（ＡＣ）−直流（ＤＣ）供給システムに関する。より具体的には、本発明は、壁内に備え付けられ、かつＡＣ−ＤＣ変換と、ＵＳＢポートひいてはドッキングステーションを通した出力とが可能である、壁埋め込み式ＡＣ／ＤＣ供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型電気・電子装置が急増している。スマートフォン、携帯型メディアプレーヤ、デジタルカメラ、およびマイクロラップトップまたはネットブックは、すでに普及しており、かつその人気は増加し続ける見込みである。これらの装置は、その全体のかなりの割合（しかも増加中）で、どのような形であっても再充電可能なバッテリで動作する。したがって、バッテリを含む携帯型電力サブシステムを再充電する目的で、前記装置に電力を供給するための標準化されたインタフェースが必要である。
【０００３】
携帯型電子装置自体は、一般に小さく軽量でかつ便利であるが、それらは多くの場合、比較的大きく重い充電器が付属する（交流（ＡＣ）の高電圧を使用可能な直流（ＤＣ）の低電圧に変換するために必要なステップダウン変圧器および他のコンポーネントによって必然的にそのようになる）。さらに、装置の充電器およびアダプタのためのインタフェースレセプタクルは、現在のところ標準化されておらず、かつ変化に富んでいる。そのため、消費者は、必然的に様々な電子装置に関連した多数の充電器およびアダプタを入手する。それらとともに付随する、充電器を保管することの混乱および不便が、どの充電器がどの装置と関連するかを判断する組織的試みと同様に生じる。したがって、（１）携帯型電子装置を充電するための標準化された手段を実現することと、（２）前記手段に使用可能な直流電圧を供給するためのインフラストラクチャを作成することと、（３）過度および不要な装置を排除することとが望まれる。さらに、発明が、これらの目標を実現するとともに、電力供給インフラストラクチャに幅広く組み込まれるようになる限り、ポータブル電子装置と分離した充電器の必要性は大きく減少されるであろう。
【０００４】
標準ＡＣ電力コンセントと関連する壁埋め込み式ＤＣ低電圧レセプタクルを提供するために、様々な試みがなされてきた。たとえば、Mimranらの特許文献１は、標準のＡＣ電力供給から直流低電圧を供給する目的で、代替の壁コンセントとして使用されるように、供給された電圧を減少させるビルトイン変圧器を含むとともに、多数のポートを有する壁埋め込み式ＵＳＢアダプタを開示している。同様に、Yurekらの特許文献２は、バッテリまたは携帯型電子装置を充電する目的で、ステップダウン変圧器、ＡＣ／ＤＣ変換器、およびオス挿入を受けるメスレセプタクルを含むとともに、ＡＣ電力供給に配線するコンセントレセプタクルを開示および主張している。特許文献２は、特に、シガレットライターアダプタインサート／レセプタクルを開示している。別の例として、Perellaの特許文献３は、ＵＳＢポータルに組み込まれるものの、標準ＡＣコンセントを完全に排除する改良されたコンセントフェイスプレートを開示している。
【０００５】
しかし、これらの試みの中に、標準化された便利な構成において、ＤＣ低電圧コンセントとバンドルされた両方のＡＣコンセントへの同時接続を提供し、それらのＤＣコンセントに追加的に結合され同様に標準化されたドッキングおよび／または充電クレードルを可能にする、壁埋め込み式コンセントシステムの必要性に対して十分な解決方法を首尾よく構成するものはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第２００８／００１２４２３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３６２，９８７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９４３，２９６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電気配線、および適応可能なコンセントに関し、既存の交流（ＡＣ）コンセントボックスと互換性があり、交流（ＡＣ）電力源からの直流（ＤＣ）電力、低電圧を供給するための標準化され、かつ交換可能な壁埋め込み式システムを含んでいる。好適な実施形態において、本発明の概念は、ＤＣ電力、低電圧を供給する壁埋め込み式ＵＳＢポートの標準化された構成だけでなく、取り外し可能で交換可能なドッキングステーションも含むことによって、電子装置の充電を可能にする一方で、同時に両方のＡＣコンセントの使用可能性を維持する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のシステムの好適な実施形態を示す透視分解図である。
【図２】本発明のシステムの好適な実施形態を示す側面分解図である。
【図３】本発明のシステムの好適な実施形態を示す側面組立図である。
【図４】本発明のシステムの好適な実施形態を示す上面分解図である。
【図５】本発明のシステムの好適な実施形態を示す上面組立図である。
【図６】図１のシステムを示す回路図である。
【図７】図１のシステムのＵＳＢドッキング充電器を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の記載および添付の図面は、単に例示であることを意図し、かつ限定するものではない。本発明の他の実施形態は、本記載を考慮すれば、当業者にとって自明である。
【００１０】
好適な実施形態において、本発明の概念は、壁埋め込み式コンセントシステムと、それに関連するドッキングステーション／充電器クレードルとに関する。好適な実施形態は、家庭用交流（ＡＣ）コンセントにおける現在の標準化された構成内で、直流（ＤＣ）低電圧コンセントを結合する。標準化されたＤＣコンセントは、携帯型電子装置のための充電ポートを有する、追加的に着脱可能な構造に結合する。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、図１は、ジャンクションボックス１０１、ＤＣアダプタモジュール１０２、ＡＣコンセントアセンブリ１０３、フェイスプレート１０４、およびドッキングステーション１０５を含む、壁埋め込み式システム１００を示している。一実施形態において、前記ジャンクションボックス１０１を含むシステムは、新築中に壁埋め込み式コンセントとして、または既存のコンセントに対する代替として、設置することができる。代替実施形態において、前記コンポーネントのシステムは、既存の壁埋め込み式ジャンクションボックスを改良することによって、ジャンクションボックス１０１を省略することができる。
【００１２】
ＤＣアダプタモジュール１０２は、ハウジング１１２内に含まれる電力源変換器、ＵＳＢ電力コンセント１２２、およびコネクタタブ１３２を具備している。好適な実施形態において、ハウジング１１２は、交流を直流に変換するとともに、各ＵＳＢ電力コンセントにおける電圧が約５ボルトであるように、電圧供給を減少させるための回路を含んでいる。前記回路の好適な実施形態は、図６に開示されている。代替実施形態において、コネクタタブ１３２は、同様に、例えば電力端子１１３またはその他において、交流コンセントアセンブリに結合するための導電性突起または他の機能的等価手段であることが可能である。
【００１３】
ＡＣコンセントアセンブリ１０３は、電力端子１１３およびコンセント１２３を含んでいる。好適な実施形態において、コンセント１２３は、オスプラグ挿入に対する標準レセプタクルを有している（図示せず）。アセンブリ１０３は、図３および５の側面図および上面図からそれぞれ示されているように、ピギーバック方式でアダプタモジュール１０２と結合している。好適な実施形態において、結合したアダプタモジュールおよびコンセントアセンブリは、ジャンクションボックス１０１によって包囲されている。
【００１４】
好適的な実施形態において、フェイスプレート１０４は、図１〜５に示されているように、各開口１２４および１１４を通して突き出るＵＳＢ電力コンセント１２２およびＡＣコンセント１２３を有するアダプタモジュール１０２およびコンセントアセンブリ１０３を包囲するように設置される。フェイスプレート１０４は、ＵＳＢ電力コンセント１２２および各開口１２４がＡＣコンセント１２３および各開口１１４の上側または下側のいずれかであるように、配向することができる。
【００１５】
好適な実施形態において、ドッキングステーション１０５は、追加的に、ＵＳＢインサートポート１２５によってＵＳＢコンセントポート１２２に結合するとともに、携帯型電子装置を充電するための棚型構造を設ける。充電ポート１１５は、電子装置の充電レセプタクルに結合するための手段を構成する。ドッキングステーション１０５の回路の可能な一実施形態が、図７に開示されている。代替実施形態において、ドッキングステーション１０５は、曲線で形付けられた（contoured）表面のようなクレードル１３５を含むことによって、ポータブル電子装置を充電する間、安全に置くことができる構造を設けてもよい。最も好適な実施形態において、上側のＡＣコンセント１２３をまたぐカップリングレッグ１４５によって、ドッキングステーション１０５が係合される一方で、同時に両方のＡＣコンセントを使用可能にする。ドッキングステーション１０５およびＡＣコンセントの追加的な同時使用を可能にすることは、本発明の概念の主要な目的である。したがって、当業者にとって自明である他の機能的に等価な解決方法が、添付の特許請求の範囲で主張される本発明に含まれることを意図している。
【００１６】
本発明は、特定の実施形態および利用に関して記載されたが、当業者は、本教示を考慮すれば、添付の特許請求の範囲で主張される本発明の趣旨から逸脱することなく、かつその範囲を超過することなく、追加の実施形態および変更をなすことができる。したがって、本明細書の記載および添付の図面は、本発明の理解を促進するための例として提供されたものであって、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではないことを理解されたい。
【符号の説明】
【００１７】
１００  壁埋め込み式システム
１０１  ジャンクションボックス
１０２  ＤＣアダプタモジュール
１０３  ＡＣコンセントアセンブリ
１０４  フェイスプレート
１０５  ドッキングステーション
１１２  ハウジング
１１３  電力端子
１１４，１２４  開口
１２２  ＵＳＢ電力コンセント
１２３  ＡＣコンセント
１３２  コネクタタブ
１２５  ＵＳＢインサートポート
１４５  カップリングレッグ
【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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【国際調査報告】
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