CN105356108A - 电源插座及其汽车点烟器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电源插座，包括插座外壳、电气连接部、双金属元件和第一绝缘体。插座外壳具有开口于插座外壳上端的内腔。电气连接部包括绝缘座及用于连接到电源的第一、第二电气端子。绝缘座固定于插座外壳的下端，第一电气端子与插座外壳电气导通。双金属元件和第一绝缘体均设置在插座外壳的内腔中；双金属元件与插座外壳绝缘，其具有至少两个向上或向下延伸的接合夹。第一绝缘体的顶端位于双金属元件的上方，第一绝缘体的顶端设有凹槽，凹槽内设有电接触部；电接触部和双金属元件均与第二电气端子电气导通。本发明还公开了采用该电源插座的汽车点烟器。

Description

电源插座及其汽车点烟器

技术领域

本发明涉及可用于车辆的电源插座及采用该电源插座的汽车点烟器。

背景技术

点烟器是一种常见的车载装置，可用于点燃香烟。点烟器主要由点烟器插头及插座组成。插座与车载电源相连。当将点烟器插头插入插座时，形成电路回路，点烟器插头中的加热元件因有电流流过而被加热。当加热到预定的温度时，双金属元件发生变形，点烟器插头被弹簧弹出，使用者可以将点烟器插头从插座中拔出，并用点烟器插头中的加热元件点燃香烟。

随着汽车越来越普及以及技术的发展，人们对点烟器的功能以及安全性能也提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电源插座，包括插座外壳、电气连接部、双金属元件和第一绝缘体；插座外壳具有一内腔，该内腔开口于插座外壳的上端；电气连接部包括绝缘座以及用于连接到外部电源的第一电气端子和第二电气端子；绝缘座固定于插座外壳的下端，第一电气端子与插座外壳电气导通；双金属元件和第一绝缘体均设置在插座外壳的内腔中；双金属元件与插座外壳保持绝缘，该双金属元件具有至少两个向上延伸或向下延伸的接合夹；第一绝缘体的顶端位于双金属元件的上方，第一绝缘体的顶端设有凹槽，凹槽内设有电接触部；电接触部和双金属元件均与第二电气端子电气导通。

本发明的另一实施例还提供了一种汽车点烟器，包括点烟器插头以及上述的电源插座；点烟器插头包括插头壳体、手柄组件和电气加热组件；插头壳体能够插入电源插座的插座壳体的内腔中，并与插座壳体电气导通；手柄组件设置在插头壳体的上端，该手柄组件包括一操作手柄，操作手柄能够通过抵抗弹性元件的偏压进行伸缩运动；电气加热组件设置在插头壳体的下端，电气加热组件包括加热元件、导电套筒以及中心紧固件；导电套筒围绕在加热元件外围，中心紧固件将加热元件以及导电套筒与手柄组件连接在一起，且中心紧固件与插头壳体电气导通；加热元件具有第三电气端子和第四电气端子，第三电气端子与中心紧固件电气导通，第四电气端子与导电套筒电气导通；加热元件能够跟随操作手柄一起移动，并具有待机位置和通电位置；其中，在操作手柄未按下时，加热元件处于待机位置，导电套筒与电源插座中的双金属元件没有接触使得加热元件没有被通电，在操作手柄被按下时，加热元件处于通电位置，导电套筒的侧壁与电源插座中的双金属元件的至少两个接合夹彼此接合，使得加热元件被通电。

本发明至少达到以下的有益效果之一：

1、在本发明的电源插座中，第一绝缘体的顶端位于双金属元件的上方,第一绝缘体的上端面高于双金属元件。当外部电子设备的电插头插入电源插座时，不会碰到双金属元件，从而起到了避免双金属元件受外力变形的作用。另外，当有诸如硬币之类的异物掉入到电源插座中时，由于异物无法通过第一绝缘体与插座外壳的内壁之间的间隙，因而不会发生电路短路，提高了电源插座在使用过程中的安全性；

2、本发明电源插座中的双金属元件可供点烟器插头取电时使用，本发明电源插座中的第一绝缘体上的凹槽以及位于该凹槽中的电接触部可供其它电子设备的电插头取电时使用，从而使得本发明的电源插座具有良好的通用性；

3、根据本发明一实施例的双金属元件的至少两个接合夹在被加热到预定温度时径向向内弯曲，有助于减小电源插座的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明一实施例的电源插座的剖面示意图；

图2以从图1旋转90°的方式示出了根据本发明一实施例的电源插座的剖面示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的电源插座的爆炸示意图；

图4示出了根据本发明一实施例的点烟器插头的剖面示意图；

图5示出了根据本发明一实施例的加热组件的爆炸示意图；

图6示出了根据本发明一实施例的加热组件的剖面示意图；

图7示出了根据本发明一实施例的把手组件和插头壳体的爆炸示意图；

图8示出了根据本发明一实施例的点烟器的剖面示意图，其中，加热元件处于待机位置；

图9以从图8旋转90°的方式示出了根据本发明一实施例的点烟器的剖面示意图，其中，加热元件处于待机位置；

图10示出了根据本发明一实施例的点烟器的剖面示意图，其中，加热元件处于通电位置；

图11示出了根据本发明另一实施例的点烟器插头的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

首先需要说明的是，本申请中所使用的方向和位置术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等均是基于本申请说明书附图所示的方向和位置关系，其仅仅是为了简化描述，而并非指示本申请的装置和元件必须以该特定的方向构造或操作，因此不能理解为对本申请的限制。

目前，由于汽车点烟器的使用频率不高，车主常常会将点烟器的电源插座用于为手机、便携式计算机、平板电脑、音频播放器、USB接口等电子设备取电。由于现有电源插座中的双金属元件直接暴露在电源插座的口部，因而在此过程中很容易受到外力而变形，进而导致电源插座无法为点烟器插头实现供电；另外，在使用电源插座的过程中，一旦有诸如硬币之类的异物掉入到电源插座中时，也很容易发生电路短路进而烧断保险丝的现象。

图1至图3示出了根据本发明一实施例的一种电源插座。如图1至图3所示，电源插座包括插座外壳11、电气连接部12、双金属元件13、第一绝缘体14、第二绝缘体15以及中心导电插件16。

所述插座外壳11由导电金属制成，其具有内腔110，内腔110开口于插座外壳11的上端，以接收点烟器插头以及其它电子设备的电插头。

电气连接部12包括绝缘座120以及用于连接到外部电源的第一电气端子121和第二电气端子122。绝缘座120固定于插座外壳11的下端，第一电气端子121与插座外壳11电气导通。在本实施例中，第一电气端子121和第二电气端子122优选地分别与外部电源的正极和负极相连，但不限于此。第一电气端子121包括水平延伸的端子本体121a以及由端子本体121a的一侧向下弯折的折片部121b，端子本体121a直接与插座外壳11的底壁111相接触，从而实现第一电气端子121与插座外壳11的电气导通。

双金属元件13和第一绝缘体14均设置在插座外壳的内腔110中。双金属元件13通过夹持在该双金属元件13与插座壳体的底壁111之间的第二绝缘体15与插座外壳11保持绝缘。双金属元件13具有至少两个向上延伸的接合夹131，在图中的示例中，接合夹131的数量为两个，且彼此相对。

第一绝缘体14的顶端位于双金属元件13的上方,第一绝缘体14的上端面高于双金属元件的接合夹131的夹持部131a，第一绝缘体14的上端面位于接合夹131的夹持部131a的上方。当外部电子设备的电插头插入电源插座时，不会碰到双金属元件13，从而起到了避免双金属元件受外力变形的作用。另外，当有诸如硬币之类的异物掉入到电源插座中时，由于异物无法通过第一绝缘体14与插座外壳11的内壁之间的间隙，因而不会发生电路短路。第一绝缘体14的顶端设有凹槽140，凹槽140内设有电接触部122a；电接触部122a和双金属元件13均与第二电气端子122电气导通。凹槽140可接收外部电子设备的电插头的插入，这种电插头通常呈笔状，在电插头的底端和侧壁分别设有第一电接触体和第二电接触体，当该电插头插入凹槽140内时，位于电插头底端的第一电接触体与电接触部122a电气导通，位于电插头侧壁的第二电接触体与插座外壳11的侧壁电气导通，从而形成电路回路。

绝缘座120、插座壳体的底壁111、第二绝缘体15、双金属元件13、第一绝缘体14均设有中心孔，中心导电插件16穿过绝缘座120的中心孔120h、插座壳体的底壁111的中心孔111h、第二绝缘体15的中心孔15h、双金属元件的中心孔13h以及第一绝缘体14的中心孔14h，将绝缘座120和插座壳体11连接固定在一起，并将双金属元件13和第一绝缘体14固定在插座外壳的内腔110中。中心导电插件16的上端和下端分别与电接触部122a和第二电气端子122电气导通。

优选地，电源插座还包括导电垫片17和导电插件垫片18，导电垫片17被夹持在第一绝缘体14与双金属元件13之间，导电插件垫片18位于端子本体121a与绝缘座120的顶部之间，导电垫片17、导电插件垫片18和端子本体121a设有一中心孔，中心导电插件16穿过导电垫片的中心孔17h、导电插件垫片18的中心孔18h和端子本体121a的中心孔121h。其中，中心导电插件16与导电垫片的中心孔17h过盈配合，从而实现中心导电插件16与导电垫片17的电气导通。同时，较好的是，中心导电插件16与双金属元件的中心孔13h间隙配合，从而使得中心导电插件16与双金属元件13保持绝缘，如此使得由第二电气端子122流入的电流经由导电垫片17流入双金属元件13，能避免中心导电插件16与双金属元件13的中心孔17h直接过盈配合所导致的双金属元件易发生变形的问题。

在图中所示的示例中，中心导电插件16与电接触部122a和第二电气端子122连成一体。即，该中心导电插件16本身也即为第二电气端子，而中心导电插件16的顶端构成上述的电接触部122a，在电接触部122a与凹槽140的底面之间还设有垫片19。

在其它实施例中，如图11所示，也可以将双金属元件13的至少两个接合夹131设置为向下延伸，此时仅设置了第一绝缘体14a，未设置第二绝缘体。第一绝缘体14a直接设置在插座外壳11的底壁111上，第一绝缘体14a的顶端设有容置双金属元件13的本体部130的凹槽140a，第一绝缘体14a的上端面141a高于双金属元件13，亦即第一绝缘体14a的顶端位于双金属元件13的上方，第一绝缘体14a的上端面141a位于接合夹131的夹持部131a的上方。中心导电插件16穿过绝缘座120的中心孔、插座壳体的底壁111的中心孔、双金属元件的本体部130的中心孔以及第一绝缘体14a的中心孔，中心导电插件16的顶端构成电接触部122a，中心导电插件16将双金属元件13固定在第一绝缘体14a上，同时中心导电插件16也与双金属元件13电气导通。

图4至图7示出了根据本发明一实施例的点烟器插头的结构。点烟器插头包括插头壳体21、手柄组件和电气加热组件。

插头壳体21由导电金属制成，其能够插入电源插座的插座壳体11的内腔110中，并与插座壳体11电气导通。

手柄组件设置在插头壳体21的上端。该手柄组件包括操作手柄221、防烫圈223、弹簧垫225、压缩弹簧227以及定位盆229。操作手柄221包括把手221a和金属轴221b，把手221a安装在金属轴221b上。防烫圈223固定在插头壳体21的上端，并环绕把手221a。金属轴221b依次穿过弹簧垫225、压缩弹簧227以及定位盆229，金属轴221b与定位盆229电气导通。其中，定位盆229包括基盘部229a以及间隔设置在基盘部229a周缘的多个沿径向延伸的卡臂部229b和多个向上翻折的挡臂部229c。插头壳体21上设有与多个卡臂部229b相对应的卡槽21b，多个卡臂部229b分别插入多个卡槽21b内，并可在卡槽21b内上下移动。多个挡臂部229c与插头壳体21的内壁可滑移地接触，并且电气导通。压缩弹簧227位于弹簧垫225与定位盆229之间，操作手柄能够通过抵抗压缩弹簧227的偏压进行伸缩运动。

电气加热组件设置在插头壳体21的下端。电气加热组件包括加热元件231、导电套筒233以及中心紧固件235；导电套筒233围绕在加热元件231外围，中心紧固件235将加热元件231以及导电套筒233与上述手柄组件连接在一起，且中心紧固件235与插头壳体21电气导通。

优选地，电气加热组件进一步包括绝缘垫片232、电热盆234、从下至上依次叠置在导电套筒233的顶壁上的双金属盘236、绝缘垫片237和导电垫片238，绝缘垫片232、电热盆234的顶壁234a、导电套筒233、导电套筒的顶壁233a、双金属盘236、绝缘垫片237、导电垫片238均设有中心孔。中心紧固件235为一导电金属制成的螺钉，中心紧固件235依次穿过绝缘垫片的中心孔232h、电热盆顶壁234a的中心孔234h、导电套筒顶壁233a的中心孔233h、双金属盘的中心孔236h、绝缘垫片的中心孔237h和导电垫片的中心孔238h，中心紧固件235的上端穿入开口于金属轴221b底面的中心螺纹孔221h内，并与中心螺纹孔221h螺纹连接。螺母239旋套在中心紧固件235上，用于对电气加热组件进行紧固。中心紧固件235的下端与加热元件231的中心通过铆接的方式相互连接。在中心紧固件235上还设有环形凸台235a，用以支撑绝缘垫片232。其中，中心紧固件235与电热盆顶壁的中心孔234h、导电套筒顶壁的中心孔233h和双金属盘的中心孔236均未电接触，从而使中心紧固件分别与电热盆、导电套筒和双金属盘保持绝缘，并优选通过螺母239与导电垫片电气导通。电热盆234围绕在加热元件231外围，并位于加热元件231与导电套筒233之间。电热盆234与导电套筒233相互接触，因此二者是电气导通的。电热盆234对加热元件231起到进一步支撑和保护的作用，需要说明的是，其并非是必需的元件。

双金属盘236与绝缘垫片237在相对应的位置设有缺口，双金属盘的缺口236a内设有悬臂梁236b。该双金属盘的主动层设置在被动层的下方，因此在双金属盘被加热到预定的安全温度时，悬臂梁236b会向上弯曲，并穿过绝缘垫片上相对应的缺口237a与导电垫片238接触。

加热元件231具有第三电气端子和第四电气端子，第三电气端子与中心紧固件电气导通，第四电气端子与导电套筒电气导通。加热元件由螺旋状的电阻材料丝或电阻材料带组成，第三电气端子位于该螺旋状的电阻材料丝或电阻材料带的中心，并与中心紧固件235的下端连接；第四电气端子位于该螺旋状的电阻材料丝或电阻材料带的外周，与电热盆234的侧壁接触。

图8和图9示出了根据本发明一实施例的点烟器处于待机状态时的剖面结构示意图。图10示出了根据本发明一实施例的点烟器处于通电状态时的剖面结构示意图。点烟器插头的加热元件231能够跟随操作手柄221一起移动，并具有待机位置和通电位置。如图8和图9所示，在操作手柄221未按下时，加热元件231处于待机位置，点烟器插头的导电套筒233与电源插座中的双金属元件13没有接触使得加热元件231没有被通电。如图10所示，在操作手柄221被按下时，加热元件处于通电位置，导电套筒233的侧壁与电源插座中的双金属元件的至少两个接合夹131彼此接合，导电套筒233被接合夹131保持在通电的位置，加热元件231被通电。具体的电流流动路径为：从电源正极流入第二电气端子122的电流，依次经过中心导电插件16、导电垫片17、双金属元件13、导电套筒233和电热盆234，然后流入加热元件231的第四电气端子。加热元件231因有电流通过而被加热。从加热元件231的第三电气端子流出的电流依次经过中心紧固件235、金属轴221b、弹簧垫225、压缩弹簧227、定位盆229、插头壳体21和插座壳体11后流入第一电气端子121，然后由第一电气端子121返回电源负极。

在本实施例中，双金属元件13的主动层位于从动层的外侧，在加热元件231处于通电位置时，导电套筒233的内侧壁与电源插座中的双金属元件的至少两个接合夹131的外侧面彼此接合。当双金属元件13加热到预定温度时，双金属元件13的至少两个接合夹131向内弯曲，从而释放导电套筒233，操作手柄221在压缩弹簧227的偏压作用下带动电气加热组件一起向上移动，加热元件断电。

当点烟器在使用过程中出现异常、导致双金属元件13的温度在高于预定温度后仍然无法断电时，双金属盘236会持续加热升温直到预定的安全温度，此时悬臂梁236b会向上弯曲，并穿过绝缘垫片上相对应的缺口237a与导电垫片238接触，从而引起电路短路，使得供电线路中的保险丝被熔断，从而避免了火灾的风险。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电源插座，其特征在于，包括插座外壳、电气连接部、双金属元件和第一绝缘体；

所述插座外壳具有一内腔，所述内腔开口于所述插座外壳的上端；

所述电气连接部包括绝缘座以及用于连接到外部电源的第一电气端子和第二电气端子；所述绝缘座固定于所述插座外壳的下端，所述第一电气端子与所述插座外壳电气导通；

所述双金属元件和所述第一绝缘体均设置在所述插座外壳的内腔中；所述双金属元件与插座外壳保持绝缘，该双金属元件具有至少两个向上延伸或向下延伸的接合夹；所述第一绝缘体的顶端位于所述双金属元件的上方，第一绝缘体的顶端设有凹槽，所述凹槽内设有电接触部；所述电接触部和所述双金属元件均与所述第二电气端子电气导通。

2.如权利要求1所述的电源插座，其特征在于，所述双金属元件的至少两个接合夹在被加热到预定温度时径向向内弯曲。

3.如权利要求1或2所述的电源插座，其特征在于，所述通用电源插座包括中心导电插件；

所述绝缘座、所述插座壳体的底壁、所述双金属元件以及所述第一绝缘体均设有中心孔；所述中心导电插件穿过所述绝缘座的中心孔、所述插座壳体的底壁的中心孔、所述双金属元件的中心孔以及所述第一绝缘体的中心孔，将所述绝缘座和所述插座壳体连接固定在一起，并将所述双金属元件和所述第一绝缘体固定在所述插座外壳的内腔中；所述中心导电插件的上端和下端分别与所述电接触部和所述第二电气端子电气导通。

4.如权利要求3所述的电源插座，其特征在于，所述中心导电插件与所述电接触部和所述第二电气端子连成一体。

5.如权利要求3所述的电源插座，其特征在于，所述电源插座包括导电垫片，所述导电垫片被夹持在所述第一绝缘体与所述双金属元件之间，所述导电垫片设有一中心孔；

所述中心导电插件穿过导电垫片的中心孔，该中心导电插件与所述导电垫片电气导通。

6.如权利要求3所述的电源插座，其特征在于，所述双金属元件的至少两个接合夹向上延伸；所述电源插座还包括第二绝缘体，所述第二绝缘体被夹持在所述双金属元件与所述插座壳体的底壁之间，所述第二绝缘体设有中心孔；所述中心导电插件穿过第二绝缘体的中心孔。

7.如权利要求1所述的电源插座，其特征在于，所述双金属元件的至少两个接合夹向下延伸，所述第一绝缘体的顶端位于所述双金属元件的上方。

8.一种汽车点烟器，其特征在于，包括点烟器插头以及如权利要求1至7中任何一项所述的电源插座；

所述点烟器插头包括插头壳体、手柄组件和电气加热组件；

所述插头壳体能够插入所述电源插座的插座壳体的内腔中，并与所述插座壳体电气导通；

所述手柄组件设置在所述插头壳体的上端，该手柄组件包括一操作手柄，所述操作手柄能够通过抵抗弹性元件的偏压进行伸缩运动；

所述电气加热组件设置在所述插头壳体的下端，所述电气加热组件包括加热元件、导电套筒以及中心紧固件；所述导电套筒围绕在所述加热元件外围，所述中心紧固件将所述加热元件以及所述导电套筒与所述手柄组件连接在一起，且所述中心紧固件与所述插头壳体电气导通；所述加热元件具有第三电气端子和第四电气端子，所述第三电气端子与所述中心紧固件电气导通，所述第四电气端子与所述导电套筒电气导通；

所述加热元件能够跟随所述操作手柄一起移动，并具有待机位置和通电位置；其中，在所述操作手柄未按下时，所述加热元件处于所述待机位置，所述导电套筒与所述电源插座中的双金属元件没有接触使得所述加热元件没有被通电，在所述操作手柄被按下时，所述加热元件处于所述通电位置，所述导电套筒的侧壁与所述电源插座中的双金属元件的至少两个接合夹彼此接合，使得所述加热元件被通电。

9.如权利要求8所述的汽车点烟器，其特征在于，在加热元件处于所述通电位置时，所述导电套筒的内侧壁与所述电源插座中的双金属元件的至少两个接合夹的外侧面彼此接合。

10.如权利要求8所述的汽车点烟器，其特征在于，所述点烟器插头包括从下至上依次叠置在所述导电套筒的顶壁上的双金属盘、绝缘垫片和导电垫片，所述导电套筒的顶壁、所述双金属盘、所述绝缘垫片、所述导电垫片均设有中心孔，所述中心紧固件穿过导电套筒的顶壁的中心孔、双金属盘的中心孔、绝缘垫片的中心孔和导电垫片的中心孔，该中心紧固件分别与导电套筒和双金属盘保持绝缘，并与导电垫片电气导通；

所述双金属盘与所述绝缘垫片在相对应的位置设有缺口，双金属盘的缺口内设有悬臂梁，在所述双金属盘被加热到预定的安全温度时，所述悬臂梁会向上弯曲，并穿过所述绝缘垫片上相对应的缺口与所述导电垫片接触。

11.如权利要求8所述的汽车点烟器，其特征在于，所述的加热元件由螺旋状的电阻材料丝或电阻材料带组成，所述第三电气端子位于该螺旋状的电阻材料丝或电阻材料带的中心，并与所述中心紧固件连接；所述第四电气端子位于该螺旋状的电阻材料丝或电阻材料带的外周。