CN102318145A - 横向接合的电插座 - Google Patents

Abstract

一种安全电插座，包括：包括至少两个电触点的插座体；带有至少两个孔的枢转安装的插座帽；以及安全机构，将所述插座帽保持在第一位置，所述孔在该第一位置是与所述电触点不对齐的。当将插头的插脚通过所述孔插入时，所述插座帽被释放，致使该插座帽被旋转以致所述插脚能在第二位置接合所述电触点。

Description

横向接合的电插座

技术领域

本发明涉及构造为接纳电器插头的插脚的电插座，尤其是涉及新的和改进的电插座，用于更容易的接合和脱离电连接，以及整合了关于供儿童和成人在使用该插座时的许多安全特征。

背景技术

现有技术

这些年来已经设计了多种类型的电插座。例如，家用和办公室用的标准电插座整合了固定的插座，被构造为以直接方式接纳电器插头的插脚。常规的插座没有可移动的部分；相反，插座的电触点是直接设置在该插座的插脚孔的后面。由于这些插脚在该电触点内的紧密配合，这些插脚是紧密保持在合适的位置。由于这种紧密配合和众所周知的疏松的墙壁插座，在该插脚上会带来需要承受的张力，以便将插脚从插座中拔离，通常也会将墙壁插座拉离其位置。

此外，这种类型的插座对于小孩是具有安全隐患的。小孩容易将金属物体插入插座的上面的一个或两个插脚孔。由于这种插座的设计，当直接电连接时，由于儿童的嬉戏玩耍而会因此造成严重损伤，甚至死亡。

人们试图克服上面已经描述的危险，例如提供可旋转的金属板，它必须按次序旋转以供插脚通过对准插脚孔来插入插座的U形或V形的电连接结构。但儿童仍然容易通过采用发针、钉或者其他金属物体来完成这种操作。此外，还设计了一些装置，整个内插座需要旋转移位以便产生电连接。这样的装置在制造上是麻烦的和复杂的，而且也仍然缺乏必要的安全特征，例如采用本能的“拉”动作将插脚从插座上紧急拉离。

定义

在本文中采用的词组“电触点”是指电插座的带电、中性和接地的接触点，除非特别指出是对于这些接触的一个或两个接触点。

发明内容

本发明已经构想出和在这里揭示了一种新的和有用的电插座，该插座提供了许多超过现有技术的优点。本发明提供了一种插座，即使将电线插头的电插脚插入穿过插座的插脚孔，也不会产生电连接。在插头的插脚与电触点之间的接触仅在发生旋转运动后才完成。旋转运动可以仅在锁定机构被脱离后才能完成，也就是，通过插入带电和中性的插脚直至它们完全延伸进入插座，因而使锁定销移位并释放锁定机构。可以两种方式来移除插头。第一种优选的方法是：在将插头从插座上移除之前，在相反方向上采取旋转运动。这种方法具有超越传统插座的特定优点，将在下面列举。第二种方法是被用于紧急情况，该方法是将插头直接拉离插座的传统方法。在这种情况下，复位弹簧会使插座帽回转到初始的安全的位置。

这种方式产生的电连接具有许多额外的优势。对于常规的插座装置，当将插头压下进入插座时，插脚逐渐接触到电触点，通常导致在初始接触点产生火花。电插头从墙壁插座连接和脱离的重复动作留下磨损的明确痕迹，并会最终导致插座和/或插头变得损坏和危险。本发明描述了一种插头和插座装置，其中，整体插脚同时插入到电触点，提供比之前已知的连接方式更安全的连接方式。

常规的插座包括电触点，它们的长度至多为插脚长度的三分之一至一半。因此，这些电触点与最多一半的插脚发生接触，但更通常的是，仅与三分之一或更短的插脚发生接触。在该插脚与电触点之间的额外的表面接触提供了许多安全和性能的增强。其中一个这样的增强是可采用重的插头连接，例如电子式变压器。由于设置在插脚的上面或下面的传统变压器的不成比例的重量，继而由于传统上在插脚与电触点之间的接触的表面积较小，变压器通常会部分滑出插座之外，由该变压器的额外重量而被拉下。在本发明中，整个插脚是是由电触点夹紧的，确保变压器在合适位置。很显然，部分连接的变压器是一种安全隐患。当考虑到，与所述电触点接触的插脚的表面积越大，由于电阻越小，在接触点处形成的热量越少，因此显然获得了额外的增强。

这里还提供了一个额外的安全机构，当在遇到紧急情况时，插头可以传统方式从插座上移除。以下的一些例子将说明这时明显需要安全增强。第一个例子是当插头需要从插座上移除以便快速切断供给一个器具或工具的电源，该器具或工具正导致对人身或财产的损害。在这种情况下，尤其是前者，人们本能地采取行动来将插头拉离墙壁以便移除该插头。它必须以任意非常规的方式来旋转该插头，以便将该插头从插座上移除，该插头将不会及时地被移除以避免初始的或进一步的损害，或者在一些情形中，该本能的拉的动作会导致该插头与插座装置的更小或更大的损坏。第二个寻常的例子是：当某人不熟悉本发明所述的安全插座或可能偶尔健忘时，当有人试图以传统方式移除插头时，一点也不会产生移动，但在一些情形中，当相当大的力被施加到插头上超过其承受时，该插头与插座装置也会被损坏。

本发明的一个附加的安全特征是：根据将插头从所述的安全插座上移除的常规方式，相对于正确的移除方法，也就是，在确保插头在插座的施力方向的相反方向上施加力矩，插座帽是由复位弹簧回复到它的原始位置，并由前述的锁定机构确保在合适的位置。当该插座帽已经保持在先前的位置，所述电触点将会被直接设置在插脚孔的后面，因而也避免了由于小孩的危险使用而容易到达的情形。

本发明的一个附加的安全特征是：所述安全插座可被用作一个开关。例如，让我们假设，一个三文治烤面包机被连接到本发明所述的安全插座。当不使用时，通过施加力矩和旋转地使所述的插座帽和插头移位，插脚可以是脱离电触点的，同时将该插头留在插座内。在相反方向上施加力矩，则形成电连接。这个简单的力矩动作是以类似的方式作用到电子开关。

根据本发明所述，提供了一种安全电插座，包括：（a）插座体，包括至少两个电触点；（b）插座帽，包括至少两个孔；所述插座帽是枢转地安装在所述插座体上；以及（c）安全机构，将所述插座帽保持在第一位置，所述孔在该第一位置是与所述电触点不对齐的。当将插头的插脚通过所述孔插入时，所述插座帽被释放，致使该插座帽被旋转以致所述插脚能在第二位置接合所述电触点。

优选地，所述的插座具有偏置元件，被配置为将所述插座帽偏置到所述第一位置。更优选地，所述偏置元件是压缩弹簧。

优选地，所述安全机构包括锁定销，当与插头的插脚相互作用时释放该锁定销。更优选地，该安全机构还包括安全屏障，用于当所述插座帽是处于所述第一位置时，阻止外物突出穿过所述孔进入而接触所述电触点。当插脚将连接到安全屏障的锁定销释放时，该屏障移动到旁边，将电触点保留给插脚。

在一个实施例中，所述插座帽在合适的位置旋转。根据另一个实施例，所述插座帽在第一位置与第二位置之间横向地滑动。

附图说明

在一个优选的实施例中，提供了一个墙壁插座，它包括圆形的插座帽，该插座帽包括插脚孔，一旦电线插头已经插入插脚孔内，该插座帽能被旋转地移位。只有插头和插座帽是可旋转的。对于将被形成的电连接，需要将带电和中性的插脚插入直至它们完全延伸，因而压下锁定销，这样将保持插座帽在合适位置的锁定机构释放出来。其后，施加力矩到插头的头部，例如在顺时针方向，旋转地使插头与插座帽移位，例如在5至15旋转角度之间移位，以便使得插脚与电触点产生电连接。在这种方式，产生电连接的动作，通过在压力或张力的相反方向施加力矩，也使插头与墙壁插座解除连接。插脚横向地接合电触点，沿着槽进入到电触点。为移除该插头，在所述插脚被电触点夹紧的相反方向上施加力矩。一旦脱离所述电触点，插头可从插座中撤离，无需在该插头或插座上施加任何明显的力。

这里描述了多个不同的具体实施方式，仅通过实施例结合所附的附图的方式进行描述，在这些附图中：

图1是一个示例性的墙壁插座的具体实施例的等距爆炸示意图；

图2是所述插座的前视图，其中插座帽已被移除；

图3是一个电触点；

图4是一个复位弹簧和导向体；

图5是插座体与复位弹簧的爆炸视图；

图6是图1所示的插座的变体的等距爆炸视图，该插座带有安全屏障，其中电触点已经被移除；

图7是带有安全屏障的示例性墙壁插座的前视图，其中插座帽和插座盖已经被移除；

图8是本发明的第二个具体实施例的等距底视图；

图9是本发明的第二个构造例的爆炸等距视图；

图10是本发明的第二个构造例的前视图，其中插座帽处于初始位置；

图11是本发明的第二个构造例的前视图，其中插座帽和插座盖已经被移除；

图12是本发明的第二个构造例的侧视图，其中插座帽视处于升高的锁定的位置；

图13是本发明的第二个构造例的前视图，其中插座帽是处于降低的位置。

具体实施方式

根据本发明所述的横向连接的插座的原理和操作将通过附图和相应的说明来得以更好的理解。

现在参考附图，图1是一个安全插座10的优选实施例的等距爆炸示意图。3个电触点14是可见的。每个电触点是由螺丝11和螺母13。这些电触点是以类似于常规电触点的方式工作。复位弹簧装置15包括弹簧16和弹簧导向体26，它们通过凸缘19连接到插座帽12。该插座帽包括三个插座孔20，电插头的插脚是通过这些插座孔20插入。

图2显示了所述插座的前视图，其中插座帽12已被移除。弹簧16是定位在弹簧通道18内。当电插头（未示出）是穿过插座孔20插入的，插脚（未示出）停留在各自的插座腔22内，这些插脚在此处不接触电触点。当所述插座帽是处于初始位置时，锁定销32从带电的触点的插座腔的插座壁突出，并直接设置在插座孔的后面。该锁定销是字母“J”的形式，其中，较短的脚从该插座腔中突出，而较长的脚延伸进入在插座帽内的裂缝，阻止该插座帽的旋转。一个类似的锁定销被定位在中心电触点的腔内。同时压下这两个锁定销32，会释放锁定机构，否则会阻止插座帽被旋转。在这时，力矩在顺时针方向被施加到插头体，旋转该插头和插座帽。当该插座帽被旋转时，弹簧16是被压缩的。插脚横向地接合电触点14，沿着槽进入这些电触点。为使插脚脱离电触点，在相反方向上施加力矩，使插脚从电触点的加紧状态脱离出来。一旦离开这些电触点，这些插脚可以最小的力而被撤出。此外，电插头可以通过直接将插头拉出插座的常规方式而被移除。 在后面的情形中，弹簧16会沿着它所在的弹簧通道18膨胀，推动导向体26和插座帽12回复到其初始位置。一旦该插座帽被回复到初始位置，该锁定机构重新接合。图4中显示了弹簧16和导向体26。图5中显示了弹簧通道18和导向体通道28。图3是一个电触点14的放大视图。本发明所述的电触点都是比常规电触点稍微长些的，它们都试图夹紧插头的插脚的大的部分。这样提供了在插脚上比常规夹紧更坚固的固定，也提供了对于电流的更小电阻。所描述的电触点是被配置为接纳4 mm的圆形插脚。

图6是图1所示的插座的变体的等距爆炸视图，其中显示了屏障锁定机构30。该屏障锁定机构30包括：锁定销32’、安全屏障34、锁定弹簧36和凸缘38。锁定销32’的较低部分是由锁定弹簧36环绕的。在锁定销32’上有一个突出物，它适合进入在安全屏障34内的对角槽40。安全屏障34是可操作地由凸缘38连接到锁定销32’。该屏障是插入在插头的插脚的进入点与电触点之间。当该锁定销32’被压下（在来自插头的插脚的机械压力下）时，该突出物40迫使该屏障横向滑动，因而打开闭锁的腔，以使得插头的插脚能接合电触点。该锁定机构为该插座提供了许多安全特征。首先，当插脚接合电触点时，锁定销阻止插座帽的旋转（如上所述）。其次，当处于合适位置时，安全屏障阻止外物穿过插脚孔进入而意外地接触所述电触点。当移除插头的插脚后，锁定弹簧36膨胀，使锁定销32’和安全屏障34回复到它们的初始的锁定的位置。

图7是本发明所述的插座的第二个具体实施例的前视图，其中插座帽和插座盖已经被移除。安全屏障34是清楚地显示在合适的位置，阻止外物的潜在进入，通过在插座帽的孔到达电触点。

在图8中显示了另一种可能的构造。在这个构造中，插座帽112是横向移位的（见图10至图13），与在之前的构造所应用的原位旋转运动相反。

图8显示了一种插座110，其中，插座面是凹的，且向右运动（正如所画出的）导致插座帽在插座面上滑动，以圆形运动从5旋转度穿越到25旋转度。本构造是适合于接纳至少NEMA 1-15型、NEMA 5-15型、NEMA 5-20型和JIS C 8303、I 级和II级的插头，这些插头都具有至少两个平行的脚片的结构，在NEMA 1-15型和NEMA 5-15型的例子中，具有圆形或U型的接地插脚。为了确保在连接电源之前接地，接地的电触点是稍微升高的，以致在所述脚片接触电触点之前，该接地的插脚会接触接地的电触点。用于上述插头的常规的电触点都是适合于本构造的插座。在该插座的侧面，可以看见“L”形的锁定通道148。在该插座的另一侧面，还存在类似的锁定通道。

图9是本构造的等距爆炸视图。在本构造的优选实施方式中，锁定机构142将插座帽锁定在一个初始位置（图10）。该锁定机构包括锁定销141，它是可操作地连接到凸缘143。当该锁定机构被接合时，凸缘143是定位在所述“L”形锁定通道的“脚部”的尖端，远离该“L”形锁定通道的“体部”。在这个位置，插座帽112不能向下移动。在这个位置，插座帽的孔是被设置在插座腔的前面。这些腔设置在所述孔的后面，用于带电的和中心的脚片，包括锁定销141。在图11中显示了该锁定销141。当将一个插头（未示出）插入该插座帽时，脚片（未示出）突出到该插座帽之外而进入插座腔，下压那里的锁定销141，以致凸缘143现在被定位在锁定通道148的“体部”内，因而使得插座帽112能向下移动。在已经将插头插入之后，释放所述锁定机构，施加向下的力到插头的头部（未示出），直到所述脚片（以及接地的插脚）横向地沿着槽进入电触点146、147。在这点，已经形成电连接。插座帽112是可操作地连接到两个弹簧144（见图11）。当插座帽112受到电插头的力向下时，弹簧被延展，在插座帽上产生张力。当该电插头的脚片接合电触点146、147时，由这些电触点将这些脚片保持在合适的位置。在这些脚片上的电触点的压力以及插头的重量阻止所述弹簧将插座帽拉回来。为了使该插头脱离电触点，采取一个向上的运动，使脚片从这些电触点脱离出来。一旦脱离了这些电触点，该插头可从插座帽以相对容易的方式被移除。可替代地，在紧急情况下，采用常规运动方式直接将插头拉出插座将会使该插头脱离插座。一旦脚片已经脱离电触点，弹簧144将会收紧，将插座帽拉回到起始位置，锁定机构142在该位置将会再次接合。图12是所述插座的侧视图，其中插座帽112是被锁定在起始位置。凸缘143突出进入锁定通道148，阻止插座帽112向下滑动。图13是所述插座的侧视图，其中凸缘143是在“L”形锁定通道的最顶端，该插座允许插座帽112向下滑动进入较低的位置，电触点在该处是可到达的。

虽然本发明已经根据有限数量的实施例进行了说明，但应当明确的是，有许多变化、修饰和其他应用都可以在本发明中做出。虽然本发明已经以一种墙壁插座为例进行了说明，但应当明确的是，任意形式的插头接纳装置、母插头接收器或者任意其他插脚接纳器件都是可行的。因此，在所附的权利要求中所请求保护的发明并不限于这里所描述的具体实施方式。

Claims (7)

1.一种安全电插座，包括：

a. 插座体，包括至少两个电触点；

b．插座帽，包括至少两个孔；所述插座帽是枢转地安装在所述插座体上；

c．安全机构，用于：

i．将所述插座帽保持在第一位置，所述孔在该第一位置是与所述电触点不对齐的；以及

ii. 一旦将插头的插脚通过所述孔插入所述插座体时，释放所述插座帽以致该插座帽被可逆地移动到第二位置，所述孔在该第二位置是与所述电触点对齐的，以致所述插脚接合所述电触点。

2.根据权利要求1所述的安全电插座，其特征在于，还包括：

d．偏置元件，被配置为致使将所述插座帽偏置到所述第一位置。

3.根据权利要求2所述的电插座，其特征在于：所述偏置元件包括压缩弹簧。

4.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于：所述安全机构包括锁定销，被配置为将所述插座帽的运动限制在所述第一位置与所述第二位置之间；并且当将所述插脚插入所述孔时，所述插脚与所述锁定销进行相互作用以致释放所述插座帽。

5.根据权利要求4所述的电插座，其特征在于：所述安全机构还包括安全屏障，用于当所述插座帽是处于所述第一位置时，阻止外物突出穿过一个所述孔进入到一个所述电触点；并且当将所述插脚插入所述孔时，所述锁定销是可操作地连接到所述安全屏障，以致暴露所述电触点。

6.根据权利要求1所述的电插座，其特征在于：所述插座帽在所述第一位置与所述第二位置之间的合适位置可逆地旋转。

7.根据权利要求1所述电插座，其特征在于：所述插座帽在所述第一位置与所述第二位置之间可逆地和横向地滑动。

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