交換可能なAC 「ブレード」による世界的ウォールマウント電源のジレンマの解決方法

現在、多くの技術規格は、世界の広い地域で統一され、世界的に整合されています。例えば、IECや関連するUL規格は、民生用製品に要求される安全性を定義しています。医療機器にも同様の一貫した基準が存在します。多くの安全規格や性能規格を満たす必要がある基本的なAC/DC電源も、十分に統一されているため、1つの電源モデルで世界中に販売することが可能です。

それは、小型の民生用製品や医療機器をウォールマウントAC/DCアダプタ/電源に接続するACライン電源プラグとソケットです。歴史的な理由から、多くの国（場合によっては国内の地域）には、業界では「ブレード」と呼ばれる独自のプラグ配置があります。

その結果、小型で低ワット（10ワット未満）のウォールマウント電源ユニットのベンダーは、ブレードを除き、それ以外は同一の電源ユニットを在庫し供給しなければなりません。そのため、サプライチェーンが複雑になり、コストが上昇し、使用できなくなるリスクも高まります。また、ウォールマウントの代わりに、電源コードの交換が可能ないわゆるデスクトップ型ユニットを使用する方法もありますが、コストと手間が増えます。

本記事では、この一見地味でありながら、不満の多い問題に対する革新的な解決策を紹介します。GlobTek, Inc. は、ユーザーが交換可能なブレードを備えたウォールマウントAC/DC電源および再取り付けが可能なデスクトップ型ユニットを提供しており、OEMまたはエンドユーザーが地域の形状要件に合わせて電源プラグを変更することが可能です。この革新的なデザインは、電源コードの分離（常設または取り外し可能）が難しい、または実用的なオプションでない電源に使用できます。

統一された世界 - あるいはそうでない可能性

世界の技術や経済がほぼ調和しているにもかかわらず、基本的なACラインには、世界中で使用されている数十種類の標準的なブレード配置（非公式にプラグとそのソケットと呼ばれることが多い）が存在します（図1）。北米の2ブレード、3ブレードプラグのように広く標準化されているものもあれば、ごく限られた範囲にとどまっているものもあります。

図1：世界中で使用されているプラグおよびソケットブレード配置の一部を示しています。(画像提供：Gear Patrol)

このブレード形状が数多くある理由はさまざまです。場合によっては、地域の電力会社や家電メーカーが、一貫性や市場の囲い込みのために、接続をある程度コントロールしようとした結果でもあります。また、初期の電力システム（電源と関連するグリッド）の多くは、非常に局所的で、小さな地域にしか対応していなかったため、共通化の必要性はありませんでした。

ブレードの配置だけでなく、ブレードの寸法も要因のひとつです。ブレードの配置の違いは、非常に小さく、肉眼ではほとんどわからない場合もあります。例えば、北米のNEMA 5-15プラグと日本のJIS C 8303プラグは同じように見えますが、いくつかの決定的な違いがあります。ブレードの幅は似ていますが、ブレードの長さは違います（図2）。

図2：北米標準のNEMA 5-15と日本のJIS C 8303の3極プラグは非常によく似ていますが、僅かに寸法差があります。(画像提供： Interpower Corp.)

この多様性は、AC電源システムおよびその電源接続やアダプタのベンダーにとって深刻な問題となっています。システムの場合、一般的な解決策は、筐体やシャーシに取り付けられた国際標準のIEC 60320 C14ソケットレセプタクル（図3）（正式にはパワーエントリモジュールまたはPEMと呼ばれる）に適合する取り外し可能なACラインコードをユニットに同梱すること、そして適切なコードをユニットに同梱（またはエンドユーザが現地で購入可能）することです。

図3：IEC 60320 C14ソケットレセプタクルは、シャーシに広く使用されており、一端に適切なACラインプラグ、シャーシ端で適合するコネクタの付いたコードと嵌合します。(画像提供：Interpower Corp.)

ノートパソコンやPCなどの機器では、IEC 60320 C5プラグ付きコードと、AC電源アダプタのシャーシマウントIEC 60320 C6レセプタクルを合わせることも可能です（図4）。(なお、海外ではこの形状から「ミッキーマウス」コネクタと呼ばれることが多いようですが、決して失礼ではありません)

図4：AC電源アダプタなど、国際的な着脱式ACコードのコネクタとして、IEC 60320 C5プラグ（左）とIEC 60320 C6レセプタクル（中央）がありますが、その断面形状から「ミッキーマウス」コネクタ（右）と呼ばれることがあります。(画像提供：左と中央はデジタルプラグとソケットミュージアム、中央はウィキペディア）

また、「海外旅行キット」に付属の着脱式アダプタを使用することも可能です。しかし、これらは一般的に品質が低く、使いづらく、かさばり、本格使用には向いていません（図5）。

図5：これらのユニバーサルアダプタキットは、旅行には便利かもしれませんが、一般的にほとんどの電源プラグとブレードアダプタの状況には適さないものです。（画像提供：CNN）

しかし、これらの解決策はいずれも、ACソケットに直接差し込む小型で低電力のACアダプタ（ウォールマウントアダプタとよく呼ばれる）にとっては、実用的で魅力的な選択肢ではありません。したがって、ここでは何らかのイノベーションが必要です。

より良いアプローチ：交換可能なブレード

ブレードの形状ごとに異なるウォールマウントAC/DCアダプタを用意したり、ユーザーが交換可能なACコードを接続する高価な非ウォールマウントアダプタに頼るのではなく、より想像力に富んだアプローチとして、アダプタはそのままで、代わりに簡単に交換できるブレードを提供します（図6）。

図6：ブレードの交換ができるため、1台のウォールマウント電源ユニットで世界中の多くのACコンセントに対応することが可能です。(画像提供：GlobTek, Inc.）

このため、ベンダーは、適切なブレード（より小型で軽量なパッシブなアタッチメント）を特定の地域に供給するだけで良いので、はるかに少ない明確な品目数を取り扱うことができます。取り外し可能なブレードを使用することで、機械的または電気的な完全性を損なうことはありません。ブレードを取り外せるユニットはすべて、性能、安全性、効率、能力に関する世界および地域の関連規制基準をすべて満たしています。

さらに、クラスI、クラスIIの規格に適合したユニットも用意しています。クラスI電源では、少なくとも1レイヤの基本的な絶縁体と接地された導電性シャーシにより、ユーザーは、危険な入力電圧レベ ルから保護されます。すべてのクラスI電源は、電源内の導電性シャーシに安全接地されていなければなりません。

これに対し、クラスⅡ電源は、少なくとも1レイヤの基本絶縁と1レイヤの補助絶縁または1レイヤの強化絶縁の層により、危険な入力電圧レベルからユーザーを保護します。この二重または強化絶縁により、IECクラスII電源では、安全用接地導体接続（コネクタの第3極）は不要です。

その一例が、マルチブレード入力の9ボルト、6ワットのAC/DC外付けウォールマウントアダプタ WR9QD666KRPNG2309（R）があり、ユニットには1つのブレードが付属しています。このクラスIユニットは、約65 x 42 x 31ミリメートル（mm）の大きさで、183センチメートル（cm）の標準DC出力ケーブルの先端に、3.5 x 1.3 x 12.0mmのメスのバレルコネクタを備えています（他のコネクタや長さはオプションで入手可能）（図7）。

図7：WR9QD666KRPNG2309(R)は、小型で効率的なパッケージで9ボルトを最大6ワットで供給するクラスIウォールマウントアダプタです。（画像提供：GlobTek, Inc.）

クラスIIアプリケーションの場合、 WR9QE500CCPNAIMR6B AC/DC外部ウォールマウントアダプタは、最大6ワット/0.5アンペア（A）で12Vの電圧を供給します（図8）。クラスIIユニットとして、ACコネクタに必要なのは2つのブレードだけです。DC出力ケーブルは、5.5 x 2.1 x 11mmのメス型バレルコネクター付き1200mm長のケーブルが標準です（図8）。

図8：AC/DC外付けウォールマウントアダプタWR9QE500CCPNAIMR6BはクラスII規格のため、3番目のアースブレードは不要です。(画像提供：GlobTek, Inc.）

USBおよび低電力クラスIIアプリケーション向けに、 WR9QA1200USBNMEDRVB アダプは、最大6ワットで5ボルトを供給します。DC出力ケーブルとコネクタを備えたウォールアダプタとは異なり、Type 「A 」のUSBジャックを備えています（図9）。

図9：5ボルト/6ワットのWR9QA1200USBNMEDRVBアダプタは、DC出力のケーブルとコネクタではなく、タイプAのUSBコネクタを備えています。(画像提供：GlobTek, Inc.）

交換可能なブレードで差をつける

GlobTekは、世界中のACプラグ形状に対応するために、取り外し可能で交換可能なブレードを豊富に取り揃えています（図10）。

図10：GlobTekが提供するブレードの一部を見ると、世界的な互換性を実現するための「ユニバーサル」な電源を提供することの難しさがわかります。(画像提供：GlobTek, Inc.）

広く使われている2つのブレードをよく見ると、取り外し可能なブレードアセンブリのシンプルさがよくわかります。R-NA-3 Changeable Blade T3-NA と R-NA-2(R) Changeable Blade T2-NA アセンブリは、それぞれ北米でクラス I とクラス II のアプリケーションに使用されます（図 11）。

図11：北米向けのブレードアセンブリには、クラスI（左）とクラスII（右）のバージョンがあります。(画像提供：GlobTek, Inc.）

ブレードアセンブリの取り付けや交換は非常に簡単で、工具は必要ありません。取り外しの際は、すでにブレードアセンブリがあることを前提に、親指または指を使ってバネ式のロックキーを下方向に押し、保持します。そして、ロックピンを押さえたまま、ユーザーがACブレードを引っ張り、取り外します。ACブレードは、カチッと音がするまでスライドさせるだけで、簡単に装着できます。

まとめ

ベンダーやエンドユーザーにとって、世界中で使用されている多くのACプラグブレードの形状をサポートすることは、もどかしく、困難なことかもしれません。特に、ラインコードの取り外しができない小型のウォールマウント型AC/DCアダプタはそうです。さまざまな地域に対応するために、多くの種類のブレードを用意することは、継続的で複雑で、コストがかかる頭の痛い問題です。このジレンマを克服するため、GlobTekは、ユーザーが交換可能なブレードアセンブリを備えた低電力のウォールマウントアダプタを幅広く提供しています。本ユニットは、安全性、性能、環境に関連するすべての規制要件を満たしています。