CN101179170A - 具有浪涌保护电路的具有多个出口的单式构件 - Google Patents

Abstract

单式主体同时具有集成在其中的多个出口和保护电路。主体中的指示装置提供指示出口的正常操作的视觉信号。保护电路可以是瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)、接地故障电路中断器(GFCI)和/或集成电路断路器。另一指示装置根据保护电路的失效提供可听信号。在特定的实施例中，主体具有六个出口，并且保护电路是瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)。视觉信号由LED提供，并且，当TVSS被禁用时，警报蜂鸣器发出声音。

Description

具有浪涌保护电路的具有多个出口的单式构件

技术领域

本发明一般涉及安装在盒体中的布线装置，所述盒体安装在建筑物墙中，更特别地，涉及具有可被放入组合在一起的两个标准单一盒体内并具有电压浪涌保护电路的具有多个出口的单式主体(unitarybody)的装置。

背景技术

当前能够将双联插座(duplex receptacle)安装在安装在建筑物的墙壁中的单一布线盒(称为宝石盒体(gem box))中。还能够将两个双联插座并排安装在结合在一起的两个盒体或可接收两个双联插座的加大的盒体中。在常规的布置中，两个双联插座被连在一起以使得它们能够用作四个插座。

存在对于可被安装在单一盒体中的具有多于两个的插座或插口的单一单元的需要。还存在对于可被安装到双盒体中并且不需要单独的互连布线的具有多于四个的插座或插口的单一单元的需要。

并且，非常希望在插座中提供针对电路故障(诸如接地故障)和/或瞬时电压浪涌的保护。各种各样的装置(例如，个人计算机、监视器、语音和数据通信设备)需要这种保护。包含一个或更多个插座的保护装置常被插入常规的插座中，并且敏感的设备然后被插入保护装置的插座中。保护装置可包含：接地故障电路中断器(GFCI)，用于检测接地故障条件并通过切断线路侧和负载侧之间的连接中断电力；瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)，用于在检测到电压的尖脉冲时中断电力；或任何类似的部件。

非常希望将诸如GFCI或TVSS的保护装置集成到安装在墙壁中的插座中。并且，还希望在这种安装在双盒体中的插座中提供四个或更多个出口。

发明内容

公开了可被安装在单一盒体中、不需要单独的互连布线并且可被单一墙板覆盖的具有三个插口(出口)的单一单元三联插座。另外，公开了可被安装在双盒体中、不需要单独的互连布线并且可被单一墙板覆盖的具有六个插口的单一单元六联插座。该单一单元三联插座和单一单元六联插座均具有连续的顶部构件。单一单元三联插座和单一单元六联插座可任选地具有隔离的接地结构。

还公开了同时具有集成在其中的多个出口和保护电路的单式主体。在实施例中，视觉信号指示出口的正常操作。保护电路可以是瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)、接地故障电路中断器(GFCI)和/或集成电路断路器。在另一实施例中，第二指示装置根据保护电路的失效提供可听信号。

根据本发明的特定实施例，单式主体(六联插座)包含六个出口，并且保护电路是瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)。视觉信号由LED提供，并且，当TVSS被禁用时，警报蜂鸣器发出声音。

在其它的实施例中，在具有用于连接到各种各样的低电压装置(语音、数据、电缆TV等)上的一个或更多个开口的单式主体中设置三个、四个或五个出口。

以上相当广泛地概述了本发明的优选特征，使得本领域技术人员可更好地理解以下的本发明的详细说明。以下将说明形成本发明的权利要求的主题的本发明的其它特征。本领域技术人员应理解，他们可很容易地使用公开的概念和特定的实施例作为设计或修改用于实施本发明的相同目的的其它结构的基础，并且，这些其它的结构在其最宽的形式中不背离本发明的精神和范围。

附图说明

从以下的详细说明、所附的权利要求和附图，本发明的其它方面、特征和优点将变得十分明显，在这些附图中类似的元件由类似的附图标记表示：

图1是根据本发明的原理的可被安装在单一盒体和墙板中的单一单元三联插座的等距视图。

图2是根据本发明的原理的单一盒体、定位板(alignment plate)、三联插座和墙板的分解图。

图3是定位板、三联插座和墙板的分解图，详细地示出固定到插座的接地母线的端部的俘获构件(captive member)。

图4是三联插座的分解图。

图5是如图4所示从总线80观看顶部构件72的视图。

图6是如图4所示从总线80观看中间构件74的视图。

图7是如图4所示从总线82观看中间构件74的底部的视图。

图8是如图4所示从总线82观看底部构件76的顶部的视图。

图9是墙板的前透视图。

图10是沿图9的从边L到边K的线B-B的视图。

图11是沿图9线4-4切取的墙板的侧面正视截面图。

图12是安装在接地母线和定位板上的图9中所示的墙板的侧面正视部分截面图。

图13是与墙板的锯齿支架接合的俘获构件的锁定爪的不完整的放大侧视图。

图14是墙板和定位板的凸片(tab)的不完整的放大侧视截面图，用于指示这两个部件在锁定后如何被分开。

图15是根据本发明的实施例的用于具有四个、五个或六个出口的插座的组合盒、墙板和定位板的分解图。

图16是根据本发明的实施例的具有六个出口的单式主体(单一单元六联插座)和墙板的等距视图。

图17是定位板、六联插座和墙板的分解图。

图18是六联插座的分解图。

图19是根据本发明的实施例的包含具有视觉指示装置和可听警报的TVSS的六联插座的平面图。

图20是根据本发明的实施例的包含TVSS的六联插座的分解图。

图21表示根据本发明的实施例的六联插座的中间外壳组件的细节。

图22表示根据本发明的实施例的六联插座的面盖组件的下侧。

图23表示在根据本发明的实施例的六联插座中使用的线路总线组件。

图24表示在根据本发明的实施例的六联插座中使用的中性总线组件。

图25表示在根据本发明的实施例的六联插座中使用的接地桥组件。

图26A～26E表示在根据本发明的实施例的六联插座中使用的接地母线和接地夹片组件。

图27是在根据本发明的实施例的插座中使用的TVSS装置的示意图。

图28A～28C分别是根据图27构造的TVSS装置的侧视图、顶视图和透视图。

图29是根据本发明的另一实施例的同时具有出口和用于低电压装置的端口并包含具有视觉指示装置和可听警报的TVSS的插座的平面图。

图30A～30J示出根据本发明的另一实施例的包含具有TVSS的印刷电路板(PCB)的六联插座单元的组装步骤。

具体实施方式

现在参照图1，示出根据本发明的原理配置为位于墙板22内的三联插座(triplex receptacle)20的单式主体(unitary body)。三联插座20计划用于15A 125V AC，并且依照NEMA规范5-15R，其中，各单个插座具有用于容纳适当的插头的平叶片(flat blade)的两个插槽开口(slot opening)24和26和半圆接地叶片开口(blade opening)28。开口26比开口24大，使得二叶片插头(two blade plug)只能以一种方式被插入以保持正确的电气极性。较大的插槽与中性导体连接，并且通过保持正确的极性，诸如烤箱、TV等的用具的外部金属部分可通过中性导体接地。半圆形接地叶片(ground blade)的存在使得插入不可能有错误的极性。

三联插座20中的出口被布置为使得其中的两个出口具有沿一组平行线设置的叶片开口24，而第三出口具有基本上与这些平行线呈直角设置的叶片开口24。可以理解，这种三联插座也可以被配置为使其三个出口依照NEMA规范5-20R、6-15R或6-20R。

参照图2，示出单一盒体30、单一单元三联插座44、固定板42和盖板22的分解图。首先，在现场中，在墙壁中切出适当的孔径，以提供用于将盒体30安装到立柱32上的窗口，或允许将适当的盒体安装在邻近的立柱上或直接安装在墙壁的材料(诸如石膏板)上。盒体30是单宝石盒体。盒体30由金属或塑料制成，在其侧边或后面具有一个或更多个开口以允许将电缆引入盒体30的内部，并具有安装装置34以允许盒体被锚定到邻近的立柱32上。盒体支撑一对安装凸耳36。各安装凸耳包含可紧固三联插座20的安装螺钉44的带螺纹孔径38。在正常的组装次序中，电缆穿过敲出开口40到达盒体的内部。电缆的端部被剥去绝缘材料并被固定到插座20的主体的侧边或后面的接点上。在电缆被固定到插座的主体的侧边或后面的接点上后，插座的主体被插入定位板42中并且然后被推入盒体，直到定位板42的后面接触盒体30的顶部。插座和定位板现在通过穿过诸如定位板42中的长槽46的余隙开口(clearance opening)并被拧入凸耳36中的开口38中的螺钉44而被固定到盒体上。然后，墙板22被放在插座20、定位板42和盒体30的组件之上。

参照图3，可由诸如冷轧钢等的金属构成的定位板42支撑被定尺寸为接受插座20的主体的中心定位的矩形开口48。中心定位在矩形开口的各端部并与开口48邻近的是提供用于安装被用于将插座20和定位板42固定到盒体上的螺钉44的间隙的两个余隙开口46。定位在各余隙开口46的外缘之外的是定位销50。定位销被设置为与位于俘获构件52中的开口66接合，这些俘获构件52通过螺钉、铆钉等被固定到接地母线56的端部或接线片54上。定位板42支撑从下端向外突出并用于使从插座附近去除墙板便利化的凸片58。定位板的外侧尺寸使得它可延伸超出固定插座和板的盒体的至少一个尺寸。应注意，在图3中示出的定位板42用于这里公开的单一单元三联插座。

继续参照图3，示出可在单一盒体内装配的新的改进的单一单元三联插座20。插座20支撑在各端部具有接线片54的接地母线，该接线片54通过螺钉、铆钉或点焊等被固定到俘获构件52上。各接线片54可以为矩形形状，并包含两个开口60、62。开口60是用于安装螺钉44的余隙开口，该螺钉44一般由插座的制造商提供用于将插座固定到盒体上。接地母线上的接线片54中的开口60的中心之间的距离等于盒体30的凸耳36中的开口38的中心之间的距离，以允许将螺钉44安装在开口60中与带螺纹开口60接合并被其俘获。定位板42中的余隙开口46是用于安装螺钉44的余隙开口。接线片54中的开口62是用于定位板42的定位销50的余隙开口。

继续参照图3，俘获构件52可由磷青铜、弹簧黄铜或弹簧钢等构成，并被牢固地固定在接线片54上。俘获构件52包含与接线片中的开口60对准的第一开口64和与接线片中的开口62对准的第二开口66。开口60可以是卵形、正方形或矩形，以允许安装螺钉44被偏心定位。中心定位的突起68延伸到开口64中，并以稍微向下的角度向开关的主体弯曲，以与安装螺钉44的带螺纹主体接合并宽松地俘获它。突起68与螺钉44的接合在插座的接地母线、螺钉44和盒体之间提供良好的电连接，以保证插座接地。穿过接线片的俘获构件60的开口64和定位板42的开口46的螺钉44拧入盒体的开口38中，以将插座和定位板保持到盒体中。开口64和60被定尺寸以允许螺钉44横向移动以补偿可能发生的轻微的失配。俘获构件52中的开口66基本上是圆形的，并支撑以远离插座主体的小角度向上弯曲的三个向内突出的构件。三个突出构件的端部形成比定位板42上的定位销50的直径稍小的开口，并被设计为当定位销从后面被插入开口66中时稍微弯曲。当定位销被插入开口66中时，突出构件的三个端部与定位销摩擦接合并俘获它，以防止很容易地从俘获构件去除定位销。定位在俘获构件52的端部的是两个凸片70。各凸片的端部具有类似于360度正弦曲线的双曲线，并被设置为通过与盖板的内侧端的凹痕(indent)接合将墙板保持到位。

参照图4，示出单一单元三联插座20的分解图。插座20具有顶部构件72、中间构件74、底部构件76和接地母线78。定位在顶部构件和中间构件之间的是具有三个接点的总线80，每个接点用于三个插座中的一个，所述插座用于容纳要与中性导体连接的插头的平叶片。定位在中间构件和底部构件之间的是具有三个接点的总线82，每个接点用于三个插座中的一个，所述插座用于容纳要与相导体连接的插头的平叶片。定位在底部构件76下面的是具有三个接地接点的接地母线78，每个接地接点用于三个插座中的一个，所述插座用于容纳插头的接地叶片。

图5是从总线80向上观看的顶部构件72的底部的平面图；图6是从总线80向下观看的中间构件74的顶部的平面图；图7是从总线82向上观看的中间构件74的底部的平面图；以及，图8是从总线82向下观看的底部构件76的平面图。

参照图4，总线80支撑用于容纳中性线导体的螺钉接线端92和用于容纳插头的平叶片的三个接点。中间构件74由在其顶面上具有被选择性地隔开以提供分开的隔间的各种隔板的绝缘材料构成，这些隔间中的一些包含开口以提供用于容纳总线80的迂回通道。总线80被整形为在中间构件74的顶部在各个隔板周围并穿过这些隔板顺从迂回路径，以在隔间94、96、98中定位共同连接的三个接点，并在开口100中定位螺钉接线端92。参照图5和6，当中间构件74被组装到顶部构件72上时，总线80的三个接点被定位在中间构件的隔间106、94和96中，并在顶部构件中的三个插座中的每一个的开口26之下。参照图6，中间构件74的底面基本上是平的，并支撑用于从构件的底部容纳总线82的接点的开口102、104和106。中间构件74还包含用于容纳接地母线78上的接地接点的贯通开口91、93和95。总线82支撑用于容纳导线导体的螺钉接线端110。总线82沿中间构件74的平整底面顺从迂回路径，以在开口102、104和106中定位共同连接的接点，并在开口108中定位螺钉接线端。总线80通过中间构件74的绝缘底面或底板与总线82电绝缘。

底部构件76适于被固定到中间构件74的底部上，并支撑用于容纳接地接点的开口112、114和116。参照图4，当顶部、中间和底部构件被组装在一起时，底部构件中的开口116、114和118分别与中间构件中的开口95、93和91对准，以在顶部构件中将接地接点定位在接地开口28的后面。以类似的方式，当插座被组装时，开口104、106和102与顶部构件中的开口对准以在顶部构件中将总线82的接点定位在开口26的下面。接地母线78由诸如铁或钢的导电材料构成，并且与三个接地接点电连接并支撑这些接地接点。接地母线78还支撑用于将插座接地接点连接到电接地点上的螺钉接线端124。

为了组装三联插座，总线80及其接点被放在中间构件74的顶部中，总线82及其接点被放在中间构件的底部上，并且中间构件然后被组装到顶部构件上。底部构件76然后被定位为紧跟在总线82之上的中间构件的底部之后，并且接线母线与组装的部分耦合。在组装的插座中，被定位在各插口(socket)的开口24后面的接点与共用总线连接；被定位在各插口的开口26后面的接点与共用总线连接；并且，被定位在各插口的开口28后面的接点与插座的接地母线连接。

为了将具有三个插口的单一单元插座连接到盒体上，盒体内的电缆被剥去绝缘材料并被固定到插座的侧边或后面的端子上。定位板然后从后面被固定到插座上。最初，在导线被固定到插座上后，定位板在插座前面保持垂直并与插座平行。插座的顶部现在从其垂直位置向下倾斜，直到它变为水平，并且，在处于其水平位置的同时，最初向上的插座的端部穿过处于其垂直位置的定位板的开口48。在插座完全穿过定位板的开口之后，插座向后倾斜到其最初的垂直位置。此时，定位板和插座现在相对移动，直到定位板的前面接触接地母线的端部上的接线片54的后面。随着定位板接近接线片，定位板的定位销50穿过接线片中的开口62并进入俘获构件52中的开口66。随着定位销进入开口66中，它们促使向上弯曲的突起展开以允许定位销完全进入开口66中。向上弯曲的突起的端部与定位销50接合并俘获它。现在被固定到定位板上并与电线连接的插座被插入盒体内。随着插座被插入盒体内，位于俘获构件的开口64中和定位板中的余隙开口46中的螺钉44与盒体的开口38对准并被拧入其中，以同时将定位板和插座保持到盒体上。螺钉44的头部比开口64和60大，并因此将插座20和定位板42俘获到盒体上。

墙板现在位于插座之上。参照图3，各俘获构件52支撑至少两个突起的锁定爪70。各个爪具有与三百六十度正弦曲线类似的双曲线。在插座20被固定到定位板42上后，俘获构件52的两个锁定爪70被定位在定位板上的凸片58的两侧。凸片58用作允许从插座周围去除被固定的墙板22的工具枢轴点。墙板22的下边缘中的插槽提供用于插入诸如螺丝刀的小的平口工具的窗口以有利于从插座去除墙板。

具有三个插口的单一单元插座的正面的宽度为沿水平轴的盖板(参见图9)的宽度的约60％和沿垂直轴的墙板的长度的约53％。对于三联插座，墙板基本上为4.92英寸长乘以3.28英寸宽，并具有基本上为2.82英寸长乘以1.83英寸宽的用于容纳插座的矩形开口。墙板的宽度根据多少盒体被组合在一起以及要在被组合的盒体中以并排的关系被定位的三联插座的数量改变。墙板的前表面具有复杂的轮廓形状，其中，用于三联插座的矩形开口上的墙板的边缘还来自墙壁而不是盖板的外边缘。具体而言，参照图10，示出沿前表面的一部分的图9的线B-B、沿右外边缘的点K和用于插座的开口的内边缘的点L之间的水平中心线的示图。如图10所示，表面位于分开0.002英寸、与基准面A垂直、平均地关于真实侧面被设置并关于基准面被定位的两个侧面边界之间。基本尺寸和侧面容限建立控制表面的形状和尺寸的容限区域。表面长0.726英寸。在该长度内，轮廓由分开0.0726英寸的等距离点的尺寸限定。各个尺寸指示该点到限定基准面A即从点K开始的盖板的后(平整)面的距离。从左至右，尺寸从0.228英寸增加到0.287英寸。当这些点被各单个样条(spline)连接时，这种渐进指示高度增加的轮廓，即具有正的第一增量(differential)。这些点没有被单一弧线连接并且轮廓高度增加的速率不是恒定的。单个样条的高度增加的速率从左至右减小，并且轮廓的第二增量是负的。即，第一点的距离尺寸和第二点的距离尺寸之间的差值比第二点和第三点之间的差值大，等等。因此，表面具有的正的第一增量和负的第二增量的轮廓，该轮廓由在到基准面的距离改变的点之间画出的样条的组合构成。本说明基本上对沿图9的线10A-A、D-D和E-E的截面说明墙板的轮廓的大部分。沿走向沿墙板的垂直中心线的线C-C的截面限定具有正的第一增量和为零的第二增量的表面，该表面由在到基准面的距离改变的点之间画出的样条的组合构成。由于各单个样条的高度增加的速率是恒定的，因此该轮廓具有为零的第二增量；任何两个连续点尺寸之间的差值为0.0037英寸的均匀间隔。

沿三联插座面的前面的宽度的轮廓是平的，并且沿三联插座的长度的轮廓具有基本上为30.724英寸的恒定半径。插座面的前面的形状使得插入的插头能够适当地就位。墙板没有暴露的安装螺钉或其它可见的金属硬件。当墙板被固定到插座上时，仅有的可见部分是墙板22和插座。

参照图11～14，位于墙板22的底部端墙200中的是提供通向定位板上的凸片58的通道的插槽202，如图14所示。诸如螺丝刀204的小型扁平工具刀穿过端墙200中的插槽202以同时接触凸片58的外表面和插槽202的后墙。通过用插槽202的后墙作为支点沿逆时针方向移动刀204，施加到凸片58上的力将使墙板22与插座分开。为了将墙板22固定到插座上，使得俘获构件52的爪70与位于墙板22的端墙200的内表面上的锯齿状支架(rack)206接合。在顶部和底部端墙200上存在两个支架。各支架206包含大量的锯齿状齿208，每个齿208具有倾斜的前面210和垂直的背面212。如图13所示，随着锁定爪70与倾斜的前面210接合，爪沿逆时针方向偏转并移过第一齿214的尖端。一旦爪70经过齿214的尖端，那么它可返回其初始位置并占据第一齿214的垂直背面212和第二齿214的倾斜前面210之间的位置。该操作可根据需要被重复许多次以将墙板22的底部边缘定位为尽可能接近墙壁。由于支架206和爪70中的每一个是被独立操作的，因此，即使当墙壁不平时，也能够将墙板22定位为紧密地顺从墙壁轮廓。在墙板22较大的情况下，诸如，具有要求覆盖四个组合盒体的墙板，这种顺从墙壁轮廓的能力更具价值，其中，在所述组合的盒体中，插座以与开关并排的关系被定位。

一旦锁定爪70返回其初始位置，从机械固定到插座上的爪70上移开墙板22的任何尝试都变得困难。但是，由于工具204可向凸片58施加较大的力，因此能够将爪70从与齿的接合中分开，并由此使插座与盖板分开。

参照图15，示出结合在一起以提供用于并排定位在双盒体中的两个三联插座提供双盒体、定位板358和墙板的两个盒体。应注意，不存在用于使两个插座分开的位于墙板中的分割或隔开构件。因此，双盒体360可被视为插座的单一外壳。在本发明的不同的实施例中，插座可具有四、五个或六个容纳于单一外壳中的出口。在实施例中，具有六个出口的六联插座被设置在盒体中。如下所述，可以从对称布置的两个三联插座形成六联插座。

两个三联插座可被放在由两个单一组合盒体制成并被延伸通过两个结合凸耳166的带螺纹孔径364的紧固件362结合的双组合盒体360(在图15中示出)中。定位板358具有用于容纳两个三联插座的单一开口360、四个余隙开口372和四个定位销370。

观察墙板338，可在顶部和底部端墙348的内部存在用于容纳四个爪的三个支架346，其中，中心支架被定尺寸为容纳来自各插座的一个爪。并且，可存在可通过墙板338的底部端墙348中的插槽352到达的两个凸片320，每个凸片用于一个三联插座。由于俘获构件的爪与它们的各个支架346的独立操作，因此，墙板338能够对插座周围的不平整墙壁稍做补偿。

参照图16，示出根据本发明的原理被配置为具有六个出口的插座420的单式主体的等距视图。如三联插座的情况一样，六联插座420计划用于15A 125V AC，并且依照NEMA规范5-15R，其中，各单个插座具有用于容纳适当的插头的平叶片的两个平叶片开口424和426和用于接地叶片的半圆开口428。开口426比开口424大，使得二叶片插头只能以一种方式被插入以保持正确的电气极性。较大的插槽与中性导体连接，并且通过维持正确的极性，诸如烤箱、TV等的用具的外部金属部分可通过中性导体接地。接地叶片的存在使得插头的插入不可能有错误的极性。

参照图17，示出六联插座和用于六联插座的定位板358和墙板338的分解图。首先，在安装期间，在墙壁中切出适当的孔径，以提供用于结合在一起以形成安装到立柱(stud)上的单一双尺寸盒体的两个盒体30(参见图15)的窗口，或允许将适当的盒体安装在邻近的立柱上或直接安装在墙壁的材料(诸如石膏板)上。双盒体由结合在一起的两个单宝石盒体构成。双盒体足够大，使得能够接受这里公开的具有六个出口的单一单元六联插座。盒体由金属或塑料制成，在其侧边或后面具有一个或更多个开口以允许将电缆引入盒体的内部，并具有安装装置以允许盒体被锚定到邻近的立柱上。盒体支撑一对安装凸耳，每个安装凸耳具有可紧固插座420的安装螺钉的带螺纹孔径。在组装中，电缆穿过敲出开口到达盒体的内部。电缆的端部被剥去绝缘材料并被固定到插座420的主体的侧边上或后面的接点上。在电缆被固定到插座的主体的侧边上或后面的接点上后，插座被固定到定位板358的顶侧上，并且插座的主体被推入盒体中，直到定位板358接触盒体的顶部。此时，插座和定位板通过穿过诸如长槽446的余隙开口并被拧入盒体的凸耳中的开口中的螺钉444被固定到盒体上，以将插座420安装到盒体上。然后，墙板338被放在插座420、定位板358和盒体之上。

参照图17，示出的定位板358和墙板338用于与具有六个插口的单一单元插座一起使用，并与图15中所示的定位板和墙板类似。继续参照图17，示出可配入双盒内的具有六个插口的新的改进的单一单元插座420。六联插座420支撑在各端部分别具有接线片454的两个接地母线456，该接线片454通过螺钉、铆钉或点焊等对俘获构件452提供支撑。具有其俘获构件452的各接地母线456与图3中所示的接地母线和俘获构件类似，因此为了简洁起见，它们的结构和操作的细节将不被重复。

参照图18，示出具有顶部构件472、包含两个部分469的中间构件474、底部构件476和包含两个部分486和488的接地母线484的六联插座的分解图。定位在顶部构件472和两个中间构件之间的是具有六个接点的总线480，每个接点用于顶部构件中的六个插口中的一个，用于容纳要与中性导体连接的插头的平叶片。定位在两个中间构件474和底部构件476之间的是具有六个接点的总线482，每个接点用于六个插口中的一个，所述开口用于容纳要与相导体连接的插头的平叶片。定位在底部构件476下面的是包含电连接在一起并支撑六个接地接点的两个部分486、488的接地母线484，每个接点用于一个插口，所述插口用于容纳要接地的插头的接地叶片。

六联插座的顶部构件472是在其顶表面上具有六个插口的单一结构，每个插口包含三个开口，一个用于相线，一个用于中性线，一个用于接地线。六联插座的顶部构件可被认为是结合在一起以形成单一构件的三联插座(参见图4)的两个顶部构件72。因此，从总线480向上看的顶部构件472的底表面与结合在一起以形成单一单元的两个顶部构件的底表面类似，并因此支撑被选择性地定位以提供与顶表面中的各插口的开口连通的隔间的隔板，并提供用于容纳具有六个接点的总线480的通道。因此。六联插座的顶部构件472可被认为是两个被并排定位并成型为单一单元的图4中所示的三联插座的顶部构件。继续参照图18，中间构件474包含两个单独部分469，每个部分与图4中所示的三联插座的中间部分74类似。

总线480包含通过导电桥电连接的两个部分483和485，其中，每个部分与图4中所示的三联插座的总线80类似。总线480的各个部分支撑螺钉接线端492，它们中的任一个可与导线导体连接。总线还与六个用于容纳要与中性导体连接的插头的平叶片的六个接点连接。中间构件474的各个部分469与三联插座的中间构件74类似，因此，各部分469的顶部包含被选择性隔开以提供用于容纳具有六个接点的总线480的迂回通道的各个隔板。具体而言，总线480在部分469的顶部的各个隔板周围或穿过这些隔板顺从迂回路径，以将共同连接的接点定位在与被设计为容纳要与中性导体494连接的插头的平叶片的顶部构件472中的开口连通的开口中。与中间构件74的情况一样，中间构件474的各个部分469的底表面基本上是平的，并支撑用于容纳相总线482的六个接点的开口。总线482可被认为包含两个半部分，每个半部分与图4中所示的三联插座的总线82类似。总线482的两个半部分被导电桥连接在一起并支撑六个用于容纳要与相导体连接的平叶片的接点。总线482还支撑两个螺钉接线端，这两个螺钉接线端中的任一个可与相导体连接。总线482沿中间构件474的两个部分的平底面顺从迂回路径，以定位被设计为容纳要与相导体连接的插头的平叶片的构件470中的开口下面的共同连接的接点。总线480通过中间构件474的两个部分的底表面与总线482电隔离。

底部构件476是与三联插座的两个底部构件76类似的单一构件，并被结合在一起以形成单一构件。构件476适于安在中间构件474的两个部分的底部上，并包含六个用于容纳接地母线484的六个接点的开口。接地母线484包含两个部分486和488，每个部分与三联插座的接地母线78类似并被导电桥连接在一起。接地母线484支撑被定位为配入插座的不同构件中的各个开口中的六个接地接点，这允许接地接点被定位在被设计为容纳要接地的插头的半圆叶片的顶部构件470中的开口下面。接地母线478支撑两个螺钉接线端，这两个螺钉接线端中的任一个可与电接地点连接。

六联插座的组装与三联插座的组装基本上类似。主要差别在于，组装的六联插座与组合在一起的两个盒体而不是一个盒体连接，并且定位板和墙板(参见图15)被定尺寸为容纳六联插座。另外，六联插座的各个总线和顶部、中间和底部构件被定尺寸为提供具有六个插口而不是三个插口的插座。

图19示出根据本发明的另一实施例构造的集成保护电路和视觉和可听指示装置并适于安装在双盒体中的六联插座501的前面。前封盖组件511具有这里用于容纳六个插头的六组孔。如图19所示，六联插座501计划用于15A 125V AC，并且依照NEMA规范5-15R，其中，各单个插口512具有用于容纳适当的插头的平叶片的两个平叶片开口和用于接地叶片的半圆开口。平叶片开口中的一个比另一个大，使得二叶片插头只能以一种方式被插入以保持正确的电气极性。较大的开口与中性导体连接；通过保持正确的极性，诸如烤箱、TV等的用具的外部金属部分可通过中性导体接地。接地叶片的存在使得三叶片插头的插入不可能有错误的极性。三叶片插头的接地叶片与连接到下面更详细地说明的接地母线组件526上的接地导体接触。可以理解，图19的六联插座也可被配置为使其出口依照NEMA规范5-20R、6-15R或6-20R。

在本实施例中，六联插座501具有集成在其中的瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)。盖组件511的前面上的开口514从TVSS电路中的LED发光；光提供TVSS在工作中的视觉指示并能够保护用具免遭电压浪涌。TVSS电路还包含安装在开口515后面的警报蜂鸣器；如果TVSS出现故障(由于较大的过电压或出于一些其它的原因)，警报就发出声音。以下给出本实施例中的TVSS电路的其它细节。

参照图20，示出具有被接地桥接组件527连接的前盖组件511、中心组件522、后盖525和接地母线526的六联插座501的分解图。定位在盖组件511和中心组件522之间的是具有六个接点的中性总线组件521，每个接点用于前盖组件中的六个开口中的一个，所述开口用于容纳要与中性导体连接的插头的平叶片。定位在中心组件522和后盖525之间的是具有六个接点的线路总线组件524，每个接点用于六个开口的一个，用于容纳要与线路导体连接的插头的平叶片。定位在后盖525下面的是被电连接在一起并支撑六个接地接点的接地母线组件526，每个接地接点用于六个开口中的一个，所述开口用于容纳要接地的插头的接地叶片。具有安装在其上的TVSS装置的印刷电路板(PCB)523被定位在中心组件522下面，使得TVSS部件被中心组件包围。螺钉251通过中心组件522中的孔连接后盖525与前盖组件511。接地桥接组件527被固定到接地母线组件526上，并通过销261固定到后盖525上。

如图20所示，中心组件522的顶部包含被选择性地隔开以提供用于容纳中性总线组件521和与其连接的接点的迂回通道的各个隔板。接点由此被定位为与前盖组件511中的开口连通，以容纳要与中性导体连接的插头的平叶片。线路总线组件524沿中心组件522的底表面顺从迂回路径。中心组件522还具有六个用于容纳与线路总线组件524连接的六个接点，这些开口被定位为与前盖组件511中的开口连通，以容纳要与线路导体连接的插头的平叶片。线路总线组件524和中性总线组件521通过中心组件522的底表面和其中的隔板相互电隔离。

后盖525适于安在中心组件522的底部上，并包含六个用于容纳与接地母线组件526连接的六个接点的开口。各接地母线具有三个与其连接的接点，这些接点被定位为配入中心组件中的开口，以与前盖组件511中的开口连通，以容纳要接地的插头的半圆叶片。

图21是中心组件522的另一示图，表示其底表面。诸如尼龙的绝缘材料的螺钉531连接引线532和533并将它们固定到中心组件中；导线与TVSS装置的警报蜂鸣器连接。紧固螺钉531将引线引入电接点，同时松开螺钉断开引线之间的接触，由此禁用警报。具有TVSS电路部件的PCB 523被定位在组件522的中心的空腔534中。

图22表示前盖组件511的下侧，在其中心部分中形成开口514和515。用于透射来自TVSS电路的LED的光的透镜541被装入开口514中。另一开口516被设置，使得用户可具有通向螺钉531的头部的通道。该开口优选覆盖有粘性标签517(如图19所示)以阻止TVSS警报的不必要的禁用。

在图23中更详细地示出本实施例中的线路总线组件524。总线连接器的平整表面通过后盖525被保持在中心组件522的下面。六个接点551通过适当的紧固件(例如，本实施例中的铆钉)被连接到总线上。通向外部线路电压的导线通过焊接接头552被固定到总线上。

在图24中更详细地示出中性总线组件521。如上所述，总线的垂直表面一般与中心组件522中的隔板邻近。六个接点561通过铆钉或其它适当的紧固件连接到总线上。通向外部中性导体的导线通过焊接接头562被固定到总线上。

位于插座501的外部的接地桥组件527还具有如图25所示的引线。

如图26A所示，本实施例中的两个接地母线组件526中的每一个具有与其连接的三个接地接点581。接地接点向着插座的前面通过后盖和中心组件中的开口伸出。如图26B所示，母线组件中的一个具有用于对TVSS装置进行接地连接的焊接到其上的导线(一般为铜)582。

如图26C所示，多功能夹片130、151被固定到接地母线组件526的端部。这些夹片可由磷青铜、弹簧黄铜或弹簧钢等构成。图26D表示一般被固定到母线组件526的底端上(当插座501的面垂直时)的夹片130的细节。开口132、134与接地母线组件526的端部中的相应开口对准。开口132是用于将插座501耦合到盒体上的带螺纹紧固件的余隙开口。三个突出构件133的端部用于捕获(图15中所示的)定位板上的定位销。夹片130优选通过开口143通过使用TOX压力处理被紧固到母线组件526上；开口145提供与母线组件526的端部的相应开口的对准。端部147向上弯曲以形成锁定爪140，以与(图15中所示的)墙板的内表面接合。图26E表示一般被固定到母线组件526的顶端上的夹片151的细节。夹片151具有与夹片130类似的开口，并另外具有延伸到开口153中以接合和捕获将插座耦合到盒体上的紧固件的凸片155。在共同受让的美国专利No.7,030,318中给出夹片130、151的功能的其它细节，在此加入该专利作为参考。

TVSS电路被集成到插座501中，并在本实施例中被定位在中心组件522中的空腔534中。图27是根据本实施例的电路的示意图。线路、中性和接地连接J1、J2、J3分别由导线和线路总线组件524、中性总线组件521和接地母线组件526之间的焊点形成。如图27所示，电压浪涌保护由连接在线路和中性导体、线路和接地导体以及中性和接地导体之间的两个热熔断路(TCO)器件F1、F2和四个金属氧化物变阻器(MOV)MV1、MV2、MV3、MV4提供。在电路的正常操作中，LED LD1传导电流并通过透镜541发光(参见图4)；该光可以为希望的任意颜色；但对于医院级装置，规定为红色。在本实施例中，MOV在400V下将击穿。如果400V或更大的电压尖脉冲被施加到插座上，那么MOV将失效，来自LD1的光将熄灭，并且警报蜂鸣器PZ1将发出声音。应当注意，在这种条件下，插座501仍将传输电力，但将不再具有TVSS保护。用户可通过旋转螺钉531关闭警报，使得在引线532和533之间断开接触。

分别以侧视图、平面图和透视图的方式在图28A、图28B和图28C中示出安装在PCB 523上的TVSS装置的实施例。四个MOV被配置在边缘上，以使得PCB足够小以方便地配入中心组件522的空腔534中。导线接地引线J3具有缠绕在其周围并用焊料固定的来自接地母线526的接地导线。

在图29中示出本发明的另一实施例。插座611具有四个标准120VAC出口和用于容纳连接到低压装置上的连接器的四个开口612。(这些连接器有时称为QuickPort

连接器。)这些装置连接器可包含用于电缆TV、卫星TV、声音、数据、音频、RS232、USB、DVI(数字视频输入)、AVI(模拟视频输入)等的连接器。

另外，可以理解，插座501可具有设置在其中的不同数量的出口，例如在双组合单元中具有四个或五个出口。类似地，当空间允许时，插座611可在单一或多组合单元中在更多或更少的出口旁边具有更多或更少的开口612。在实施例中，插座611具有在双组合盒体的一侧上的三联配置中的三个出口和占据双组合盒体的另一侧的更多的开口612(一般为六个)。

可以通过图30A～30J所示的步骤执行根据上述实施例的插座的组装。中性总线组件521在中心组件522中的隔板之间滑动；中性连接器导线621(一般为白色)通过总线组件521中的孔被供应并通过焊点被固定(图30A)。线路总线组件524平放于中心组件522的下侧；线路连接器导线624(一般为黑色)通过总线组件524中的孔被供应并通过焊点被固定。如图30B所示，中性连接器导线121穿过线路总线组件524中的孔，使得导线621和624相邻并平行。应当注意，引自插座501用于进行外部连接的导线被焊接到总线组件上，而不是通过使用螺钉接线端被固定。这样做是为了获得更高质量的电连接和节省插座的内部空间。

具有如上所述的TVSS电路的PCB 523被配入中心组件522中(图30C)。PCB的一部分平放于中心组件的下侧(图30D)。形成焊点以建立与PCB的线路和中性电连接。后盖525被放在中心组件522上，使得导线621和624穿过后盖中的开口(图30E)。后盖然后被固定到中心组件上。裸露的铜线582被焊接到接地母线组件526中的一个上。接地母线组件526然后被牢固地装配到后盖和中心组件的侧边上(图30F)，使得裸线滑到PCB上的连接器J3附近。

裸线582被缠绕在连接器J3周围并通过使用焊接被固定以进行与PCB的可靠的接地连接(图30G)。其中装配有LED透镜541的前封盖组件511被放在中心组件522的顶部上(图30H)。螺钉251通过中心组件522中的孔将前盖组件511固定到后盖525上(图30I)。包含接地连接器导线627的接地桥组件527然后通过使用销261被固定到接地母线组件26和中心组件522上(图30J)。

可通过使用图15所示的具有开口360的定位板358和墙板338将上述插座安装在双组合盒体160中。定位销370接合夹片130和151中的开口134。墙板338具有用于容纳夹片130和151的锁定爪140的支架346。

在上述实施例中，双组合插座包括具有TVSS装置的三个、四个、五个或六个出口；在一些布置中，出口在用于低压装置连接器的一个或更多个开口旁边。在其它实施例中，代替或除了上述的TVSS，插座可包含接地故障电路中断器(GFCI)、集成电路断路器和/或集成夜灯。在另一些实施例中，单或多组合单元(即，比双盒体大)可具有不同数量的出口和/或低压装置连接器开口。

上述的实施例包括用于将插座的接地接点连接到盒体上的接地母线组件和桥接组件。作为替代方案，插座可被配置为与插座的接地接点连接的接地导体穿过盒体到达接地点但不与盒体连接的隔离的接地插座。另外，可以理解，上述实施例中的出口可被配置为根据NECArticle 517.18(C)的抗干扰出口。

并且，可以理解，上述实施例中的插座可在多组合模块配置而不是单一整体单元中被构造。例如，双盒插座的一半可具有在其中形成用于容纳包含三个出口的模块单元的开口，而另一半具有在其中形成用于容纳具有六个低压装置连接器开口的模块单元的开口。如本领域技术人员公知的那样，通过使用组合中的每一个中的底板建立与模块的电力连接。

虽然已关于特定实施例说明了本发明，但很显然，鉴于上述说明，大量的修改、变更和变化对于本领域技术人员是十分明显的。因此，本发明目的在于包含落在本发明的范围和精神和以下的权利要求内的所有这些修改、变更和变化。

Claims (30)

1.一种单式主体，包括；

多个出口，每个出口具有用于容纳进行线路连接的第一叶片的第一叶片开口、用于容纳进行中性连接的第二叶片的第二叶片开口和用于容纳进行接地连接的接地叶片的第三开口；

集成到单式主体中的保护电路，该保护电路包含瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)、接地故障电路中断器(GFCI)和集成电路断路器中的至少一个；和

提供关于出口的正常操作的视觉信号的第一指示装置，

其中，单式主体被配置为安装在墙壁安装盒中。

2.根据权利要求1的单式主体，还包括根据保护电路的禁用提供可听信号的第二指示装置。

3.根据权利要求1的单式主体，其中，所述主体包含多于四个的出口。

4.根据权利要求1的单式主体，其中，所述主体包含六个出口，并且保护电路包含瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)。

5.根据权利要求1的单式主体，其中，

主体被配置为安装在双组合盒体中，并且

主体具有第一部分和第二部分，每个部分包含以三联排列布置的三个出口，其特征在于，所述三个出口中的两个使它们的第一叶片开口沿一组平行线被设置，所述三个出口中的第三个使其第一叶片开口基本上以与所述一组平行线呈直角的方式被设置。

6.根据权利要求5的单式主体，其中，保护电路包含设置在主体的中心部分中的瞬时电压浪涌抑制器(TVSS)，并且出口关于分割第一部分和第二部分的直线对称布置。

7.根据权利要求1的单式主体，还包括至少一个用于容纳与低压装置连接的连接器的开口。

8.根据权利要求7的单式主体，其中，所述连接器选自包含用于电缆TV、卫星TV、声音、数据、音频、RS232、USB、数字视频输入和模拟视频输入的连接器的组。

9.根据权利要求1的单式主体，其中，主体被配置为安装在单一布线盒体中。

10.根据权利要求1的单式主体，其中，主体被配置为安装在比双组合盒体大的多组合盒体中。

11.根据权利要求1的单式主体，其中，主体包含TVSS，并且，当TVSS被禁用时，出口有效继续提供电力。

12.根据权利要求2的单式主体，还包括用户可易得到的用于禁用第二指示装置的机构。

13.根据权利要求1的单式主体，还包括集成的夜灯。

14.根据权利要求1的单式主体，其中，出口被配置为依照NEMA规范5-15R、5-20R、6-15R和6-20R中的任何一个。

15.根据权利要求1的单式主体，其中，主体被配置为隔离的接地插座。

16.根据权利要求1的单式主体，其中，至少一个出口被配置为抗干扰出口。

17.根据权利要求1的单式主体，还包括具有在其中形成的用于容纳模块单元的开口模块部分，使得主体具有模块配置。

18.根据权利要求2的单式主体，其中，

所述多个出口包含一组六个出口，

主体具有第一部分和第二部分，每个部分包含以三联排列布置的三个出口，其特征在于，所述三个出口中的两个使它们的第一叶片开口沿一组平行线被设置，以及所述三个出口中的第三个使其第一叶片开口基本上以与所述一组平行线呈直角的方式被设置，

保护电路、第一指示装置和第二指示装置被设置在主体的中心部分中，并且，

出口关于分割第一部分和第二部分的直线对称布置。

19.根据权利要求18的单式主体，还包括具有每个分别与相应出口的第一叶片开口对准的六个连接器的线路总线组件，该线路总线组件具有通过焊点与其连接的导线。

20.根据权利要求18的单式主体，还包括具有每个分别与相应出口的第二叶片开口对准的六个连接器的中性总线组件，该中性总线组件具有通过焊点与其连接的导线。

21.根据权利要求4的单式主体，其中，TVSS包含多个金属氧化物变阻器(MOV)。

22.根据权利要求4的单式主体，其中，第一指示装置是集成到TVSS中的发光二极管(LED)。

23.根据权利要求18的单式主体，其中，主体被配置为用于安装在双组合盒体中。

24.根据权利要求2的单式主体，其中，

所述墙壁安装盒体是双组合盒体，并且，

主体具有与所述双组合盒体中的第一盒体和第二盒体对应的第一部分和第二部分，第一部分包含以三联排列布置的三个出口，其特征在于，所述三个出口中的两个使它们的第一叶片开口沿一组平行线被设置，以及所述三个出口中的第三个使其第一叶片开口基本上以与所述一组平行线呈直角的方式被设置，第二部分包含保护电路、第一指示装置和第二指示装置。

25.根据权利要求24的单式主体，还包括具有每个分别与相应出口的第一叶片开口对准的三个连接器的线路总线组件，该线路总线组件具有通过焊点与其连接的导线。

26.根据权利要求24的单式主体，还包括具有每个分别与相应出口的第二叶片开口对准的三个连接器的中性总线组件，该中性总线组件具有通过焊点与其连接的导线。

27.根据权利要求2的单式主体，其中，所述多个出口还包含至少三个出口。

28.根据权利要求27的单式主体，还包括具有每个分别与相应出口的第一叶片开口对准的三个线路连接器的线路总线组件，该线路总线组件具有通过焊点与其连接的导线。

29.根据权利要求27的单式主体，还包括具有每个分别与各个相应的第二叶片开口对准的三个中性连接器的中性总线组件，该中性总线组件具有通过焊点与其连接的导线。

30.根据权利要求18的单式主体，其中，所述连接到低压装置上的连接器选自包含用于电缆TV、卫星TV、声音、数据、音频、RS232、USB、数字视频输入和模拟视频输入的连接器的组。

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