CN105745124B - 用于电点烟器和电源插座的短路保护 - Google Patents

Abstract

一种电源插座，其包括具有包括近端与远端的导电的插室部分的插室；用于收纳接至设置在所述插室部分的远端处的电源的连接件的连接器部分；在插室部分的远端处与插室部分绝缘设置的第一触点，所述第一触点与连接器部分的第一连接件相连接；所述插室部分与连接器部分的第二连接件相连接；以及设置于所述插室部分的近端处的形成所述插室的绝缘部分的绝缘套筒部分，所述套筒部分适于设置在一个操作板中的开口中，由此该绝缘套筒部分防止插入所述插室中并且接触第一触点的导电异物同时与导电插室部分接触。

Description

用于电点烟器和电源插座的短路保护

背景技术

本发明总体涉及电点烟器和电源插座，且更具体地涉及用于汽车应用中的此类点烟器插座和电源插口。

本发明提供了一种结构，防止当导电的异物被有意或无意地放置在常见于车辆中的电点烟器或电源插座内并同时触碰处于不同电位的表面时发生电路短路。

图1示出了用于汽车的现有技术电插座。所述插座可以包括用于为便携式电气设备，例如电脑或充电设备供电的电源插口或用于点烟器的电插座。

如图1所示，所述插口包含插座的插室部分1和连接器部分2。

插座的插室部分1包括导电金属腔，而连接器部分2包括具有至少一个电端子并通常具有两个端子3和4的塑料绝缘构件2A，其中一个端子与车辆的正极电源连接，而另一个与车辆地线连接。金属插座的插室部分1与通常连接至车辆地线的电端子连接。

通常，插室部分1包含一个位于所述插室部分的远端或底部处的绝缘构件5，所述插室部分通过铆钉6铆接至连接器部分2。铆钉6与正极电源端子连接，并且用作正极侧电触点或支撑与点火器触点接触的触点构件或插入插室部分中的电插头触点。

当插头或点烟器插入插座中时，插头的一个触点与接触铆钉6电接触，或与电连接至铆钉6的接触端子电接触。插头或点烟器的其它端子与插室部分1的导电壁电接触。图1所示的组件通常安装在一个安装环中，所述安装环通常由塑性材料制成。将安装环插入车辆的面板上的一个开口内，以将电源插座或点烟器插座在车辆中固定就位。安装环可以被照明，并且可以用作透光构件，以帮助在黑暗的汽车内部定位该插座。

如图1所示，一个导电异物，例如钥匙13或另一如金属笔或金属工具的金属物体，可能被有意或无意地插入插座中。然后，其可能如图1所示通过钥匙使插座电短路，使得所述插座在与插座的插室部分1电接触的同时与正极触点6接触。由此产生短路，通常烧断车辆保险丝之后必须予以更换。

本发明的一个目的是提供一种降低电短路的可能性的改进型电源插座或电点烟器插座，所述电短路通过有意或无意地插入插座的导电物体而产生。

发明内容

本发明的以上和其它目的通过电源插座实现，所述电源插座包括具有包括近端与远端的插室部分的插室；用于收纳接至设置在所述插室部分的远端处的电源的电连接件的连接器部分；在所述插室部分的远端处与插室部分电绝缘设置的第一电触点，所述第一电触点与连接器部分的第一电连接件电连接，所述插室部分与连接器部分的第二电连接件电连接；以及设置在所述插室部分的近端处的形成所述插室的电绝缘部分的电绝缘套筒部分，所述套筒部分适于设置在一个收纳板的开口中，由此该绝缘套筒部分防止插入所述插室中并且电接触第一电触点的导电异物同时与导电插室部分电接触。

附图说明

以下将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中：

图1示出了现有技术的插座的剖视图，在其中已插入一个导致短路的异物导电物体；

图2示出了根据本发明的插座的一个优选实施例的剖视图，在其中已插入异物导电物体但已防止发生短路；

图3A示出了本发明的优选实施例的一个分解图；

图3B示出了插入安装环之前的组装的插室和上部的绝缘套筒(UIS)；

图4示出了本发明的优选实施例的透视组装图；

图5示出了本发明的优选实施例的剖视图；

图6示出了本发明的第二实施例，其安装环具有将图2的实施例的绝缘套筒与安装环相组合的功能；

图7A示出了根据本发明的将插座装配入图6的一体的安装环/绝缘套筒内的装配；

图7B示出了第二实施例在装配时的又一步骤；

图8示出了完全组装后的第二实施例的透视图；

图9示出了第二实施例的将插座装配至一体的安装环/绝缘套筒内的过程的剖视图；

图10示出了第二实施例的插座完全就位到安装环/绝缘套筒中的第二实施例的剖视图；

图11从不同视角示出了第二实施例的将插座装配至安装环/绝缘套筒时的细节；

图12示出了完全组装后的第二实施例的进一步细节的剖视图；

图13示出了根据本发明的第三实施例；

图14示出了上部的绝缘套筒的可选实施例，该上部绝缘套筒通过热熔接将其安装至金属插座的插室；

图15示出了另一可选实施例，其利用插入成型的方法将绝缘套筒安装至插座的插室；以及

图16A和图16B示出了另一实施例，其利用卡入配合将绝缘套筒安装至插座的插室内；并且

图16C和图16D示出了又一实施例，其利用卡入配合将绝缘套筒安装至插座的插室内。

本发明的其它优点和目的将通过下述详细描述变得显而易见。

具体实施方式

本发明提供了一种常见于车辆，例如汽车中的电打火器插座或电源插座，其包括的插座具有以下特性：包括防止外部导电构件短接正极电位触点，或接触至电插座的接地电触点的不导电的电绝缘套筒构件。

图2示出了本发明的一个如何防止这种短路的优选实施例的剖视图。

根据本发明的第一实施例的这种插座包括一个安装在电绝缘的上部的绝缘套筒(UIS)20内的导电插座的插室部分10。在该实施例中，绝缘套筒20保持在安装环30内，所述安装环被安装至车辆面板的一个开口中。

插座的插室部分10由导电材料制成，例如钢、镀钢或另一种导电金属。插座还包括具有至少一个且通常是两个电气端子41和42的连接器部分40，该两个电气端子中的一个端子连接至车辆的正极电源，且另一个端子连接至车辆地线，所述地线通常连接至车辆底盘。

正极端子42紧固在一个被设置成穿过绝缘件43和45的铆钉44上，以使其不接触插座的插室部分10。接地连接器41电连接至插座的插室部分10且通过绝缘件43和45与铆钉44绝缘。铆钉44被紧固至包含于一个绝缘构件47中的正极电位触点46。正极电位触点46可采取各种形式。如果插座被用作为向在车辆中供电用的电气装置的电源输出插座，例如用于电子装置或其它电气装置的充电器，供电的电源插口，那么电插头被插入插座中且插头的中心触点与中心电触点46相接触，同时，通常位于插头侧边的弹簧加载式构件与插室部分10的壁相接触以提供回路接地。如果插座为电子点烟器的插座，那么该插座可具有电连接至铆钉44的双金属构件，所述铆钉44使得点烟器已经达到必要的点火温度时与电源断开连接。

绝缘套筒20通过合适的接合方式与金属插座的插室部分10相接合，将在以下更详细地解释。通过与图1中所示的现有技术比较，插座的插室部分10并未延伸至插座的最近端，即并未延伸至插室的开口，且不具有近端凸缘。相反地，插座的插室部分10在绝缘套筒20内终止于低于绝缘套筒20的最外侧部分的一个距离D内。绝缘套筒20形成了凸缘21。相反地，如图1所示的现有技术中，金属插座的插室部分1具有形成插座的插室的最外侧部分的凸缘IA。

如图2所示，如果金属物体13插入插座中(如图所示)且接触正极触点46和/或铆钉44且同时接触插座的最外侧的边缘，即：如图2中A处所示，那么由于绝缘套筒是不导电的，所以本发明的结果是：将不会发生短路。如图所示，绝缘套筒20优选地包括一个位于其内径(如在22处所示)上的有凹陷的凹入底切区域，插座的插室部分10被安装于该区域内，因而，将插座的插室部分10凹入绝缘套筒20中，以使得其与该绝缘套筒20的内径齐平，以促使插头或点火器的平滑进入，且还降低了与外部导电异物的电接触的风险。

图3A示出了本发明的一个分解图。更具体地，图3A示出了绝缘套筒20、金属插室部分10及安装环30是如何组装的。绝缘套筒20对齐并插装在插室部分10上。插室部分10包括与径向向内导向滑移的柔性锁定片21配合的至少一个锁定窗口11，锁定片21成型在绝缘套筒20中。这种锁定窗口和锁定片优选为两个。在将插室部分10插入到绝缘套筒20中时，锁定片21径向向内突起，在插室上伸缩并卡入锁定窗口11，以将插室部分10牢固地保持在套筒20中。

如图3B所示，要组装的插座的插室部分10和绝缘套筒20组装在安装环30内，安装环30通常设置在车辆的面板的一个开口中。在插入到安装环30中之前，图3B所示的插室部分和绝缘套筒组件附接有如图2所示的连接器部分40和电触点，使得所述装置包括点烟器的电源插口或电插座。

而后，包括具有连接器部分40的套筒20和插室部分10的组件插入到车辆面板中预装的安装环30中，安装环30也可用作照明环。如图3B所示，包括插室部分和绝缘套筒组件的插座从面板前面插入到安装环中。由绝缘套筒20形成的不导电表面的近端用于防止异物插入插座造成的短路。

该绝缘套筒20以与插室部分10安装在绝缘套筒20中相类似的方式安装在安装环30中。绝缘套筒包括键接件35，如槽或突起等，所述构件收纳于安装环内部或者设置在安装环的内部的相配套的键接件之上，以实现对齐。绝缘套筒包括锁定窗口23，所述锁定窗口23与设置在安装环的内径上的径向向内滑移的柔性锁定片33接合。安装环30进一步包括锁定片34，所述锁定片设置为当安装环插入到面板开口中时卡入到适当的位置，使得安装环在面板中固定就位而不会脱离，并且因此将整个插座组件固定在面板中。

图4示出了包括连接器部分40的组装好的插座的透视图。在这个透视图中可以看到插室部分10、绝缘套筒20及安装环30的组装设置。从位于插座前面的开口，可以看到用于防止短路的绝缘套筒20的不导电表面。

插室部分10包括弹簧加载式截断指37，用于提供针对插入插座中的电插头的张力以辅助保持住该插头。

图5示出了组件的剖视图。在这个视图中，可以看到绝缘套筒20的锁定片21，其锁入插座的插室部分的开口11中。

如图5所示，绝缘套筒20具有凹入底切22，所述凹入底切22具有位于其内表面周围的止动台肩，且并不延伸直至开口。由此防止了插室部分10向外延伸(行程结束的特征端)，还使得插室部分10的内径与绝缘套筒20的内径齐平配合。

图6示出了本发明的第二实施例，其包括一体的绝缘套筒/安装环。在该第二实施例中，不需要通过将绝缘特征件并入到安装环所需的单独的绝缘套筒。

在图6中示出的绝缘套筒/安装环200从所示的面板的前面安装在车辆面板300的开口中。而后，如图7A所示，一旦绝缘套筒/安装环200完全装入就位于面板的开口中，插座组件则从面板的后面安装在绝缘套筒/安装环200中。安装有连接器部分40的插座的插室部分10插入绝缘套筒/安装环(见图7B)的后方环部201中，并且装入如图8所示的绝缘套筒/安装环200的内部。优选地，一旦插座被完全装入，其将在箭头202方向上承受大于260牛顿的轴向力。当插座被完全装入时，其被锁定在安装环200中，而安装环又被锁定在面板300中。图9示出了这种锁定机构的细节。

参照图9，附接有连接器部分40的插座的插室部分10从面板的后面插入绝缘套筒/安装环200，如图所示，使得插室部分10的锁定窗口对齐安装环200的锁定片21。

参照图10，当插室部分10插入绝缘套筒/安装环200时，插室部分10也与环200的面板锁定片340接合。锁定片340被径向向外按压抵靠在车辆面板300中的开口上，使得绝缘套筒/安装环200固定至车辆面板上，并且使得插座组件固定在车辆面板中。当插室部分10完全插入绝缘套筒/安装环时，插室部分10推挤面板锁定片340径向向外抵靠车辆面板300上，使环200固定至车辆面板。

环200还可以包括用于收纳照明装置的安装结构50，例如，用于照亮环200的灯具或LED，所述安装结构50可具有光传导性，以辅助将插座定位在黑暗的汽车内部。

图11以沿图9的线11-11截取的一个不同横截面示出了当插座的插室部分10插入到绝缘套筒/安装环200中时的插座。图11的视图因此被截取穿过锁定片21和锁定窗11，并且示出了正好要接合锁定片21前的插座的插室部分10。

图12示出了完全插入就位的插室部分10，其中绝缘套筒/安装环的锁定片21被锁定到插座的插室部分10的锁定窗11中。

插入到插座中并且同时接触中心触点46和插入插座开口附近的插座凸缘的A(图12)处的长金属物体将不会导致短路，因为凸缘区域是不导电绝缘套筒/安装环200的一部分，如在第一实施例中。

图13示出了另一个实施例，其中插座的插室部分10为根据现有技术制成，包括凸起的外部1A。然而，在这个实施例中，不导电层或涂层400在凸缘1A处围绕凸缘1A的整个周长设置，以防止金属物体与凸缘区域处电接触。层400可以包括不导电涂料或一层塑料或沉积、胶合在凸起区域上或以其他方式粘着至凸起区域的其他不导电材料以防止与所述区域形成电接触。

图14示出了在其中上绝缘套筒20/200被热熔接至插室10的实施例。因此，插室具有凸缘或扁尾300，绝缘套筒20/200经由凸缘或扁尾300通过热熔的已知工艺被热熔接至凸缘/扁尾300上，从而金属部分通过将其按压到塑料部分中并同时施加热量于金属或塑料部分而粘着至套筒上。

图15示出了在其中套筒20/200通过插入成型的已知工艺(即，通过将套筒安装到适当位置使得其流入插座的插室10的开口310中成型，以将其固定)而粘着至插座的插室10的另一个实施例。

图16A和图16B以及图16C和图16D示出了用于与具有向外延伸凸缘10A的插座的插室10′一起使用的附加实施例。在这些实施例中，插座的插室10屿区域10C相比，具有扩大直径的近端区域10B的台阶321。所述的UIS20/200通过卡入配合而收纳在区域10B中，并且防止错误地插入到插座的插室中的导电物体与中心导电触点接触或者与插座的插室的区域10B和凸缘10A电接触。

根据图16A和图16B的实施例，如图16A中所示，圆形凹槽320形成于UIS20/200的外周上。凹槽320示于图16B中的横截面中。如图16A和图16B所示，插座的插室10′包括向内突出的扁尾或凸缘330。所述的UIS20/200如图16A所示放置在插座的插室10′上方并且卡入到其中，使得柔性扁尾330收纳在圆形凹槽320中，因此将其固定到插室中。由此提供了简易的组装程序，没有旋转停止(因此UIS20/200可在插室中旋转)，但是如果需要也可设置旋转停止。

图16C和图16D示出了另一个实施例。在这个实施例中，UIS20/200具有收纳在插室10′中的开口332中的多个向外突出的扣合片331。UIS20/200还优选地具有对准槽334，对准槽334必须与插座的插室10′中的突片或凹窝335对准，使得其被插入到插室中，扣合片331和开口332对准。在这个实施例中，互锁部分起到旋转停止的作用。

本发明解决了如下问题，即：导电超长物体，诸如插入到插座中并且与正极电源触点接触的钥匙、金属笔或工具同时接触插座中的开口附近的接地触点并且导致短路的问题。

虽然已经针对本发明的特定实施例描述了本发明，但是对本领域熟练技术人员而言，许多其他变化和修改和其他用途是显而易见的。因此，本发明不应被限于本文中的具体公开，而只限于随附权利要求书。

Claims (19)

1.一种电源插座，包括：

插室，具有包括一个近端和一个远端的导电的插室部分；

连接器部分，用于收纳接至设置在所述插室部分的所述远端处的电源的电连接件；

第一电触点，设置在所述插室部分的所述远端处，与所述插室部分电绝缘，所述第一电触点电连接至所述连接器部分的第一电连接件；

所述插室部分电连接至所述连接器部分的第二电连接件；以及

电绝缘套筒部分，设置在所述插室部分的所述近端处，形成所述插室的电绝缘部分，所述套筒部分适于设置在一个面板中的开口中，由此所述绝缘套筒部分防止插入在所述插室中并且电接触所述第一电触点的导电异物同时电接触所述插室部分；

所述套筒部分包括与所述插室部分分离的分立部分，所述分立部分与所述插室部分接触，并且形成所述插室部分的延续部，且提供用于接收电连接器插头或点烟器的开口；

还包括一个安装环，其同心地安装在所述套筒部分的周围，以将所述插座安装在所述面板的开口中；

其中，所述插室部分具有至少一个锁定窗口，且所述套筒部分具有至少一个柔性锁定片，用于当所述插室部分被插入到所述套筒部分时，套筒部分的柔性锁定片牢固地啮合在插室部分的所述锁定窗口内，从而将所述插室部分牢固地锁定至所述套筒部分；

其中，所述安装环具有至少一个柔性锁定片，且所述套筒部分具有至少一个锁定窗口，当所述套筒部分被收纳在所述安装环内时，所述安装环的柔性锁定片被收纳在套筒部分的所述锁定窗口内，以将所述套筒部分牢固地锁定在所述安装环内。

2.根据权利要求1所述的插座，其中所述套筒部分包括一个其内径上的凹部，所述凹部用于接收所述插室部分，使得所述插室部分通过所述套筒部分的内侧表面上的齐平装配台来收纳。

3.根据权利要求1所述的插座，其中，所述套筒部分和安装环是一体的构件。

4.根据权利要求1所述的插座，其中，所述安装环具有至少一个柔性面板锁定片，其啮合在面板后方，以在当所述安装环被插入到所述面板的开口中时，将所述安装环固定在面板中。

5.根据权利要求4所述的插座，其中，所述套筒部分具有纵向设置的键接件，其用于对准所述安装环的锁键件，以相对于所述安装环将所述套筒部分定位在固定方向上。

6.根据权利要求1所述的插座，其中，所述安装环适于从所述面板前面被插入到所述面板开口中，然后，所述套筒部分和所述插室部分从所述面板前面被安装在所述安装环内。

7.根据权利要求3所述的插座，其中，所述一体的套筒部分和安装环从所述面板前面被插入到所述面板的开口中，并且所述插室部分从所述面板的后面被插入到所述一体的套筒部分和安装环中。

8.根据权利要求1所述的插座，其中，所述插室部分在其近端不具有凸缘，使得其可以在所述套筒部分内齐平地安装，所述套筒部分在其内径上具有凹入底切，且所述凹入底切具有位于凹入底切的近端的形成行程结束特征端的止动台肩，以防止当所述插室部分被组装到所述套筒部分时，所述插室部分进一步移动进入所述套筒部分。

9.根据权利要求1所述的插座，其中，所述安装环包括一个由安装在所述安装环上的光源提供照明的照明环。

10.根据权利要求3所述的插座，其中，所述一体的套筒部分和安装环包括一个由安装在所述安装环上的光源提供照明的照明环。

11.根据权利要求1所述的插座，其中，所述插室部分在近端具有凸缘，所述电绝缘套筒部分包括围绕所述凸缘布置的电绝缘涂层。

12.根据权利要求11所述的插座，其中，所述电绝缘涂层包括电绝缘漆。

13.根据权利要求1所述的插座，其中，所述插室部分包括从所述近端到所述远端延伸的单片构件，其中在所述远端，所述连接器部分附接至所述插室部分。

14.根据权利要求1所述的插座，其中，所述套筒部分热熔接至所述插室部分。

15.根据权利要求1所述的插座，其中，所述套筒部分插入成型至所述插室部分。

16.根据权利要求1所述的插座，其中，所述套筒部分卡入配合至所述插室部分内。

17.根据权利要求16所述的插座，其中，所述套筒部分包括收纳所述插室部分的径向扁尾的圆形的周边凹槽。

18.根据权利要求16所述的插座，其中，所述插室部分在所述近端具有扩大的直径的台阶，以用于将所述套筒部分收纳在所述插室部分中。

19.根据权利要求16所述的插座，其中，所述插室部分具有收纳所述套筒部分向外突出的径向扁尾的窗口，以将套筒部分锁定在所述插室部分中。