CN102760998A

CN102760998A - 陶瓷材料整体式安全插座

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Publication number: CN102760998A
Application number: CN2011101116321A
Authority: CN
Inventors: 余乐恩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-04-29
Also published as: CN102760998B

Abstract

本发明提供一种陶瓷材料整体式安全插座，包括插座板、导电金属片和金属导线；插座板是插座的绝缘基体部分，是由陶瓷材料制成的整体式结构，其表面上设置至少一组容纳插头的插孔组，每个插孔组由2-4个长条形插孔凹槽组成；金属导线埋设于插座板内部，与插座板的陶瓷材料铸合在一起；导电金属片设置于插孔凹槽内，与金属导线电性连接。陶瓷材料整体式安全插座具有耐火、耐高温、耐腐蚀、结构稳固且耗材量少的特性。

Description

陶瓷材料整体式安全插座

技术领域

本发明是有关于一种电源插座，具体是关于一种陶瓷材料整体结构的电源插座。

背景技术

现有的电源插座、接线板等，都是由零件组装而成的。其特征是产品由绝缘和导电两部分复杂的部件构成，通过设置结构卡槽或用螺丝等紧固结构件，将产品的绝缘和导电部分结合在一起构成一个完整的产品。绝缘部分通常用PC材料，由至少两部分合盖成为一个完整的绝缘体。导电部分通常用机械加工等金属成型工艺，将铜等导电金属做成若干个组装部件。

零件式的插座产品，其紧固件的松动容易使要用电的插头插接后取不了电或接触不良，使正在用电的电器产品造成被迫断电。更重要的是其紧固件的松动可能会使带电的电线脱离绝缘体的完全保护，造成严重的安全隐患。

现有的插座产品普遍都采用PC材料(一种工程塑料，属高分子材料，聚碳酸酯的简称)作为绝缘部分。PC材料不耐强酸和强碱，不耐紫外线，PC材料的燃烧点低，而且燃烧有特殊气味，并不能从根本上彻底消除因漏电而产生的火灾等安全隐患。此外，PC材料价格贵，很多优质的PC材料目前还需要进口。

现有的插座产品的导电金属普遍用铜，铜是一种贵金属材料。通常是用金属机械锻压等工艺制成铜片，按插座产品的电路要求，用预设的卡槽或紧固件将铜零件固定在PC材料的绝缘基础结构上。这种零件式的插座产品，铜不仅是用来导电，还需要承担产品的一部分结构的紧固作用，这就加大了铜的用量。

陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，包括可以借助三维成键的材料，通过成型和高温烧结所得到的烧结体。陶瓷材料分为普通陶瓷(传统陶瓷)材料和特种陶瓷(现代陶瓷)材料两大类，玻璃材料也包括在其中。普通陶瓷材料采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料。特种陶瓷材料采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。例如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等。陶瓷材料作为电工电气组件的绝缘材料部分已有应用，但制作成整体成型的电源插座尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种耐火、耐高温、耐腐蚀、结构稳固且耗材量少的陶瓷材料整体式安全插座。

为达成上述目的，本发明包括如下技术方案：

一种陶瓷材料整体式安全插座，包括插座板、导电金属片和金属导线；

其中，该插座板是插座的绝缘基体部分，是由陶瓷材料制成的整体式结构，其表面上设置至少一组容纳插头的插孔组，每个插孔组由2-4个长条形插孔凹槽组成；该金属导线埋设于插座板内部，与插座板的陶瓷材料铸合在一起；该导电金属片设置于该插孔凹槽内，与金属导线电性连接。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该插座板内部可具有至少两条导线孔道，每条导线孔道的一端连通各插孔组中的一个插孔，另一端开口于插座板外侧；导线孔道内容纳金属导线，金属导线一端连接导电金属片，另一端与插座板外电源线路连接。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该插座板可以由两部分合模成一个完整的绝缘基体，两部分基体间以预留导线孔道所在平面为分界面；该上部基体上设置构成各组插孔的长条形镂空部，上部基体的下表面上设置至少两条第一导线凹槽，每条导线凹槽分别连通各插孔组中的一个镂空部，另一端开口于基体外侧；下部基体的上表面上设置构成各组插孔的长条形插孔凹部和至少两条第二导线凹槽，其位置和形状分别对应该上部基体的镂空部和第一导线凹槽；合模后，两部分的导线凹槽组合成导线孔道，镂空部和插孔凹部组合成插孔。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该插孔凹槽的侧壁和/或底边上设置卡槽或嵌槽，所述导电金属片嵌插于该卡槽或嵌槽之中。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该插孔凹槽的两侧壁上可具有一个或多个凹部；所述导电金属片包括镶接段和弹性段，镶接段中与侧壁接触部分的金属填充入该凹部中，实现导电金属片与陶瓷凹槽侧壁的镶接；导线孔道一端开口于该凹部处；该弹性段与凹槽侧壁无连接。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该凹部可以是锯齿形、楔形、槽型等任意形状。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该镶接段可位于导电金属片的上部，该弹性段可位于导电金属片的下部。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该凹槽的两侧壁可以是分别向内凹陷的弧形，导电金属片可以是弧形。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该导电金属片的厚度优选为0.3～0.9mm。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该金属孔道的内径优选为1.78～2.76mm。

如上所述的陶瓷材料整体式安全插座，其中，该陶瓷材料为传统陶瓷、玻璃或特种陶瓷。传统陶瓷材料是以粘土、石英、长石为主要原料，经过常规陶瓷生产工艺加工而成。

本发明所述的插座又称电源插座，包括为各种电器提供电源接口的电气设备。

本发明所述的玻璃材料是指硅酸盐玻璃经过常规玻璃生产工艺加工而成，优选钢化玻璃。

本发明的有益效果在于，本发明的陶瓷材料整体式安全插座由于使用陶瓷材料(例如传统陶瓷或钢化玻璃)作绝缘和基础结构材料，使电源插座产品的安全防火性能更优异；因为内部的导电金属部件是一次性铸造、碰焊或注射成型，导电金属部件间无间断式连接，不需要用紧固件或预设卡槽，很大程度降低了因紧固件或卡槽的松动而造成的接触不良、令使用中的电器被迫断电的可能，更为重要的是减少了漏电的安全隐患。

本发明的陶瓷材料整体式安全插座采用了资源更为普遍和丰富的陶瓷、玻璃为绝缘及基础结构材料，不仅更为经济，而且材料资源的获得更为持久和普遍。同时，金属材料在结构中只作为导电部分而不起结构和紧固作用，因此除插孔中的导电金属片外，其它导线部分可以是细小的金属线而非片状金属，所使用的铜等导电金属得以大量节省。

附图说明

图1为本发明一种优选实施方式的俯视图。

图2为本发明一种优选实施方式的主视图。

图3为本发明一种优选实施方式的仰视图。

图4为本发明一种优选实施方式的横向剖视图。

图5为本发明一种优选实施方式的纵向局部示意图。

图6为实施例2中下部坯体的俯视图。

图7为实施例2浇注装置的纵向剖视图。

图8为实施例2的局部动作示意图。

图9为实施例2的局部示意图。

图10为实施例2的局部动作示意图。

图11为实施例3中插孔凹槽111的纵向剖视图。

图12为实施例4中下部坯体的俯视图。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施方式，然并非用以限制本发明所要求的保护范围。

实施例1陶瓷材料整体式安全插座

本发明的一种优选实施方式如图1至图4所示，陶瓷材料整体式安全插座包括插座板1、导电金属片2和金属导线3；

该插座板1是插座的绝缘基体部分，是由陶瓷材料制成的整体式结构，其表面上设置三组容纳插头的插孔组11，每个插孔组由三个长条形插孔凹槽111组成；插孔凹槽111内较长的侧壁上镶接或嵌接导电金属片2；

插座板横向断面结构如图4所示，插座板内部具有三条导线孔道12，每条导线孔道分别连通各插孔组中的一个插孔凹槽111，另一端开口于插座板外侧；导线孔道12内容纳金属导线3，金属导线3一端连接导电金属片2，另一端与插座板外电源线路4连接。

如图5所示，插孔凹槽111的两侧壁上具有一个或多个凹部112，该凹部可以是锯齿形、楔形、槽型等任意形状；导电金属片2包括镶接段21和弹性段22，镶接段21位于导电金属片的上部，镶接段中与侧壁接触部分的金属填充入该凹部112中，实现导电金属片与陶瓷凹槽侧壁的镶接；导线孔道12一端开口于该凹部112处，由此实现导电金属片2和金属导线3的连接；弹性段22位于导电金属片的下部，弹性段22与插孔凹槽111侧壁无连接。插孔凹槽111的两侧壁可以是分别向内凹陷的弧形，相应地，导电金属片2可以是弧形。

导电金属片的厚度为0.5mm。金属孔道的内径为2mm。

实施例2制造陶瓷整体式安全插座

(一)陶瓷粉料

陶瓷粉料的组成及配比：粘土60wt％；高岭土5wt％；石英15wt％；长石20wt％。

颗粒级别：260pm＜d50

颗粒形状：采用陶瓷泥浆喷雾干燥制备近似球状颗粒

粉料含水率：1.5～3％

粉料容重：840～1000克/升

粉料的压缩比：＞2

(二)陶瓷成型

使用等静压成型机进行陶瓷坯体成型，工作压力为6500kgf/cm²。

陶瓷坯体包括上、下两部分坯体，可合模成为一体，合模后构成实施例1所述的插座板1结构，上、下两部分坯体以导线孔道所在平面为分界面。图6所示为下部坯体的俯视图，下部坯体的上表面上设置构成各组插孔的长条形插孔凹槽111和三条第一导线凹槽122，每条导线凹槽122分别连通各插孔组中的一个插孔凹槽111，另一端开口于基体外侧。如图1所示，上部坯体上设置构成各组插孔的长条形镂空部，上部坯体的下表面上设置三条第二导线凹槽(图中未显示)，其位置和形状分别对应该下部坯体的插孔凹槽111和三条第一导线凹槽122。凹槽直径为2mm。另如图5所示，插孔凹槽111和镂空部的两侧壁上设置多条平行凹部112。合模后，上、下两部分的导线凹槽组合成导线孔道12，镂空部和插孔凹槽111组合成插孔。在各导线孔道12上设置垂直于导线孔道且贯通下部坯体的浇冒口121。

陶瓷坯体成型后，在两部分坯体结合部涂抹上粘接原料进行合模，制成一个完整的插座板坯体。粘接原料的组成和配比为：粘土55wt％；高岭土15wt％；长石30wt％，加水再进行精细球磨，颗粒粒度为74目。

将陶瓷坯体进行干燥，使陶瓷坯体中的水份小于3％。

(三)陶瓷烧成

将干燥和修检后的陶瓷坯体，放入陶瓷烧成窑炉中进行烧炼，在经1050℃以上高温熔烧6小时以上，获得完整一体的陶瓷插座板基体。

(四)铜水浇铸

步骤1：铜水熔炼。在熔化炉内将固态铜熔化成铜液，为使铸造所需的铜液有良好的流动性，铜液温度在1100～1300℃。

步骤2：准备模范。上述制备的陶瓷插座板基体即是用于铜水浇注的模范。铜水浇注用的陶瓷模范，应趁热进行铜水浇注，或另行加热至400～700度。

步骤3；铜水浇注。如图7和图8所示，在陶瓷插座板的插孔凹槽111侧壁下部涂一层耐高温脱模剂，有插孔的一面朝下将插座板固定在铸造外模5上。铸造外模由陶瓷材料制成，其结构包括外模基体51和基体上设置的插孔范堵52。该插孔范堵对应于插座板的各插孔凹槽111设置，其形状与凹槽形状吻合。固定时插孔范堵52分别插入对应的插孔凹槽111中。请参照图9所示，固定后插座板1的上表面与铸造外模5的上表面紧密接合，插孔范堵52的上表面与插孔凹槽111的底面紧密接合。插孔范堵52与插孔凹槽111两侧壁的距离为2～2.76mm。备好外接电源的铜线，将铜线的一部分露铜，并插入陶瓷插座板的导电通孔12内，封好范堵，将铜水从浇冒口121浇注进陶瓷模范内，铜水充满导电通孔12、凹槽侧壁凹部112和插孔范堵与凹槽侧壁间隙，形成金属导线3和导电金属片2。冷却后取下铸造外模5，请参照图10和图5所示，由于插孔凹槽111侧壁下部预先涂了一层耐高温脱模剂，取下铸造外模5后，导电金属片2下部脱离插孔壁形成弹性段22，导电金属片上部与插孔侧壁接触部分的金属填充入凹部112中，形成与插孔壁镶接的镶接段21。

步骤4：用预制浇冒口形状的陶瓷材料加高岭土封堵住铜水浇冒口121，修整后与接线板的陶瓷部分成为完整一体。将已预留在电源线上的绝缘套，堵住电源线与接线板的结合处。至此，陶瓷整体式安全插座制造完成。

实施例3玻璃材料整体式安全插座

如图1至图4所示，玻璃材料整体式安全插座包括插座板1、导电金属片2和金属导线3；

该插座板是插座的绝缘基体部分，是由玻璃材料制成的整体式结构，其表面上设置三组容纳插头的插孔组11，每个插孔组由三个长条形插孔凹槽111组成；插孔凹槽111内较长的侧壁上镶接或嵌接导电金属片2；

如图11所示，插孔凹槽111的底面较长的边上设置嵌槽113，侧壁竖直边上相对设置两条嵌槽(图中未显示)，导电金属片2嵌插于这些嵌槽内，贴近凹槽侧壁，导电金属片2的上部略窄，未固定在嵌槽内，是导电金属片的弹性段23。

导电金属片的厚度为0.5mm。金属孔道的内径为2mm。

实施例4：制造玻璃整体式安全插座

(一)玻璃坯体成型

制造普通玻璃的原料是：纯碱、石灰石和石英。普通玻璃化学氧化物的组成(Na₂O·CaO·6SiO₂)，主要成分是二氧化硅，普通玻璃颗粒原料可以很方便地市场购得。将普通玻璃原料经过1300℃左右的高温熔炼软化，将熔炼软化后的液态玻璃剪成合适的大小放入模具中，采用100吨以上压力的玻璃压制机进行机械压制成型。

玻璃坯体包括上、下两部分，可合模成为一体。上、下两部分以导线孔道所在平面为分界面。图12所示为下部坯体的俯视图，下部坯体的上表面上设置构成各组插孔的长条形插孔凹槽111和三条第一导线凹槽122，每条导线凹槽122分别连通各插孔组中的一个插孔凹槽111，另一端开口于基体外侧。如图1所示，上部坯体上设置三组容纳插头的插孔组11，每个插孔组由3个长条形镂空部组成，上部坯体的下表面上设置三条第二导线凹槽(图中未显示)，其位置和形状分别对应该下部坯体的插孔凹槽111和三条第一导线凹槽122。凹槽直径为2mm。另如图11所示，插孔凹槽111的底面较长的边上设置嵌槽113，插孔凹槽111和镂空部的两侧壁竖直边上相对设置两条嵌槽(图中未显示)。

(二)布设金属导线

将金属导线3依照导线凹槽122的尺寸裁剪并置于下部导线凹槽内，金属导线的交接处以导电焊料焊接，从而形成插座内的导电线路。

(三)合模

布设导线后，在两部分坯体分界面上涂抹玻璃高温粘接剂进行合模(玻璃高温粘结剂为湖南株洲市中天磷酸盐化工有限公司生产的ZT-11型高温粘结剂)，制成一个完整的插座板坯体，合模后，第一导线凹槽与第二导线凹槽组合成导线孔道12，直径为2mm；镂空部和插孔凹槽111组合成插孔。导电线路埋设于整体玻璃坯体内部。

(四)烧制

将整体玻璃插座坯体放入钢化玻璃炉内。设定钢化玻璃炉加热温度：上部温度660-665℃，下部温度为655-660℃。将玻璃插座进行加热，加热时间设定为：每毫米产品的厚度55-65秒左右。在玻璃插座加热的过程中，玻璃高温粘接剂在600度左右得到熔化，将玻璃插座上下两部分坯体完全合模牢固成为整体。因为铜的熔点高于钢化玻璃加热的温度，对玻璃插座内部的导电铜不会产生影响。加热后的整体式玻璃插座，经过风压急冷后其物理性质得到改变，成为力学强度高、搞冲击力更强的钢化玻璃。

(五)碰焊插口铜件和外接电源线

如图4和图11所示，制备安装于插座插孔11内的机械加工铜片2，厚度为0.5mm。用碰焊机将插口铜片碰焊置入嵌槽113内，与玻璃插座内部的金属导线3焊接。将外接电源线4连接导线末端铜丝，并用碰焊机将两者焊接。至此，玻璃整体式安全插座制造完成。

Claims

1.一种陶瓷材料整体式安全插座，包括插座板、导电金属片和金属导线，其特征在于：

该插座板是插座的绝缘基体部分，是由陶瓷材料制成的整体式结构，其表面上设置至少一组容纳插头的插孔组，每个插孔组由2-4个长条形插孔凹槽组成；

该金属导线埋设于插座板内部，与插座板的陶瓷材料铸合在一起；

该导电金属片设置于该插孔凹槽内，与金属导线电性连接。

2.如权利要求1所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述插座板内部具有至少两条导线孔道，每条导线孔道的一端连通各插孔组中的一个插孔，另一端开口于插座板外侧；导线孔道内容纳金属导线，金属导线一端连接导电金属片，另一端与插座板外电源线路连接。

3.如权利要求2所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述插座板是由两部分合模成一个完整的绝缘基体，两部分基体间以预留导线孔道所在平面为分界面；该上部基体上设置构成各组插孔的长条形镂空部，上部基体的下表面上设置至少两条第一导线凹槽，每条导线凹槽分别连通各插孔组中的一个镂空部，另一端开口于基体外侧；下部基体的上表面上设置构成各组插孔的长条形插孔凹部和至少两条第二导线凹槽，其位置和形状分别对应该上部基体的镂空部和第一导线凹槽；合模后，两部分的导线凹槽组合成导线孔道，镂空部和插孔凹部组合成插孔。

4.如权利要求2所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述插孔凹槽的侧壁和/或底边上设置卡槽或嵌槽，所述导电金属片嵌插于该卡槽或嵌槽之中。

5.如权利要求2所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述插孔凹槽的两侧壁上具有一个或多个凹部；所述导电金属片包括镶接段和弹性段，镶接段中与侧壁接触部分的金属填充入该凹部中，实现导电金属片与陶瓷插孔凹槽侧壁的镶接；所述导线孔道一端开口于该凹部处；该弹性段与凹槽侧壁无连接。

6.如权利要求5所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述镶接段位于所述导电金属片的上部，所述弹性段位于所述导电金属片的下部。

7.如权利要求6所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述插孔凹槽的两侧壁分别为向内凹陷的弧形，所述导电金属片为弧形。

8.如权利要求1所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述导电金属片的厚度为0.3～0.9mm。

9.如权利要求1所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述金属孔道的内径为1.78～2.76mm。

10.如权利要求1-9中任一项所述的陶瓷材料整体式安全插座，其特征在于：所述陶瓷材料为传统陶瓷、玻璃或特种陶瓷。