CN106099475A - 一种供用电插座系统 - Google Patents

Abstract

一种供用电插座系统，主要部件为插套、外环和辅助的持力驱动系统，插套分为两部分，其前部分为端头厚、根部薄，微向外张开的“瓣”，后部分为圆环，初状态下，外环就套在该圆环上。外环受驱动系统向前的推力，从圆环向“瓣”区域滑动，给“瓣”一个向内的轴心握力，使插入插套中的插销与插套紧密接触，减少接触电阻，保障可靠供用电。退出使用阶段，外环受驱动系统向后的拉力，退至插套后部分圆环区域，外环解除对“瓣”的约束力，使“瓣”恢复向外微张的状况，方便插销拨出。同时，在插拨过程中，断开电源。根据用电需要，在插座中装多根上述功能的插套，就构成了实用的插座系统。本发明与现有插座兼容。

Description

一种供用电插座系统

本申请为《一种可靠接触的插头、插座和连接器系统》（申请号：201510937366.6）专利申请的分案申请，申请日：2015年12月12日。

技术领域

本发明涉及一种将供电和用电设备可靠连接的系统，尤其适用于需大电流连接的供用电设备，属电气设备及电气工程技术领域。

背景技术

从《工业用插头插座和耦合器》（GB/T 11918-2001）、《电动汽车传导充电用连接装置》（GBT 20234-2011）等相应标准规范所标注的技术指标分析，目前，大电流供用电设备之间连接用的插头、插座和连接器等，存在一些相互制约的技术要求，主要有：减少接触电阻造成插拨力增大的矛盾，增加有效接触面积和材料特性之间的矛盾。

减小接触电阻，增大导电效率，这是插头、插座和连接器系统的主要技术指标。要达到此目的，需增大插套、插销之间的接触和分离力量。接触力过小，插套、插销之间易产生间隙，增大电阻，产生电弧，损坏设备。接触力过大，不方便插拨，影响使用，易造成设备连接部分的损坏。在实际生产中，主要是通过实验，找到一个相对的平衡点，但不能保证既减小电阻，又方便插拨。

增加有效接触面积，是插头、插座和连接器系统的重要技术指标之一。目前，普遍的做法是改善插座中插套的材料特性，使其更具有弹力，在工作中有效握紧插销。从《工业用插头插座和耦合器》（GB/T 11918-2001）推荐使用的材料分析，弹力大的材料，电阻大，导电率低，在工作中易发热，造成金属疲劳，使用中有隐患。实际生产中，主要是使用复合材料，既加大了投入，增加了生产及使用成本，但仍不能保证插套和插销之间的有效接触。

发明内容

发明目的：为克服上述不足，本发明对插套和插销之间的接触方式提出重大改进，使其在使用时能增加接触力量，减少接触电阻；在中断使用时，能减小接触力量，方便插拨。同时，本发明可增加插套和插销之间的有效接触面积，使插头、插座和连接器系统使用更方便、更安全、延长使用寿命。改进后的插头、插座和连接器系统与现有系统兼容。

技术方案：本发明对插座和插头系统均作改进。

公知的插头、插座和连接器系统，由1个或1个以上的插销、插套和外壳组成，为便于说明，本申请书仅陈述插头系统中单个插销、插座系统中单个插套的改进方案。在实际生产中，只需根据用电器具所要求的插销、插套个数，组合装配。

插头系统主要是对插销进行改进，因改进后插销的支持部件较多，故称插销子系统。改进的插销子系统中，原插销部分改成中空型，前端孔径小，后端孔径大，插销壁纵切分成2瓣或2瓣以上，插销中空部分插入胀针。初始状况时，插销的“瓣”因弹力作用微收拢，略小于插座的插套，方便插入。

插销插入插套后，插销的胀针插入插销“瓣”的中空部分，使插销外径不断扩大，与插套紧密接触，增加有效接触面积。之后，电源接触器将电源与插销接通，转换至使用状态。

电源接触器按电源设计需要，可使用直流接触器或交流接触器。

中断使用时，首先电源接触器断电，使插销与电源物理断开，然后，插入插销中空部分的胀针退出，使插销的“瓣”自然恢复成略小于插套的原样，方便从插套中拨出。

插销子系统改进后，插销外径、长度与现有插销基本相同，故，改进后的插头可与现有插座配套兼容使用。

插座系统主要是对插套的改进，因改进后插套的支持部件较多，故称插套子系统。改进的插套子系统中，原插套部分改为可握紧的“瓣”和外环组成，可握紧的“瓣”由2片或2片以上类梯形导电弹性簧片组成，前端厚，尾端薄。初使状况时，外环位于 “瓣”尾端，“瓣”前端因弹力向外微张开，便于插销插入。插销插入插套部分后，外环向“瓣”前端移动，在外环的作用下，“瓣”不断轴心收拢，紧握插入的插销。之后，电源接触器将电源与插销接通，转换至使用状态。

中断使用时，首先电源接触器断电，使插套与电源物理断开，然后，外环向“瓣”尾端移动，解除对“瓣”的轴心约束，“瓣”因弹力重新张开，方便插销从插套中退出。

插套子系统改进后，插套的内径、深度与现有插套相同，故改进后的插座可与现有未改进的插头配套使用。

连接器是一个插头、插座的组合，改进方案同插头、插座系统。

有益效果：可以有效提高插套、插销之间的接触力量，增大有效接触面积，减少接触电阻，提高用电效率和使用寿命，方便使用，与电源接触器配合时，能使电源通断的可控程度提高，减少接触不良造成的电流冲击、电弧等，保护用电器具。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为插头、插座示意图

图2为插套子系统示意图，其中：

图2.1为插套子系统轴测示意图

图2.2为插套子系统装配示意图

图2.3为插套子系统剖面示意图

图3为插销子系统示意图，其中：

图3.1为插销子系统轴测示意图

图3.2为插销子系统装配示意图

图3.3为插销子系统剖面示意图

图4为手持式插头接线控制示意图

图5为手持式插座接线控制示意图

图中：1.插销；2.插头壳体；3.手压板；4.插套；5.插座壳体；6.外环；7.外环前定位口；8.定位及接线柱；9.外环后定位口；10.连接轴；11.压紧弹簧；12.压紧片；13.解压拉环；14.铰接点；15.胀针；16.挡板；17.电源接触器；18.电源接触器触点；19. 控制开关；20.电源接触器电源；21.主电源；22.传力片；23.持力弹簧。

具体实施方式

附图为本发明主要零部件及装配示意图。

图1为插头、插座示意图。其中，插头由插头壳体2和插销子系统组成，插销子系统由插销1和后部分的支持部分组成；插座由插座壳体5和插套子系统组成，插套子系统由插套4和后部分的支持部分组成。为便于观察和陈述，插头中，只画有两根插销，插座中，也只画有两个插套。若供用电时，需要插销和插套的个数与图1不符，只需按本发明原理，增减插销和插套即可。图1中，插座壳体5固定安装在充电汽车、房车、充电桩、大功率用电器等用电器具上，用电器具的电缆接入插套接线系统中。插头为手握活动式，连接的电缆一端接入供电设备，另一端接入插销1的定位及接线系统8中，使用时，手握住插头壳体2（手柄），手指自然握紧手压板3，插销1会因胀针15后移而轴向缩小。这时，将插头插入插座中，即，插销1插入插套4中，因插销1轴向缩小，所以，很方便插入插套4中。插销1插入插套4后，松开手压板3，插销1收缩变小部分会还原扩大，插销1和插套4紧密结合。要将插头从插座中拨出时，反向操作即可。

若将插头壳体2中的插销1和插座壳体5中的插套4互换，同样可制作符合发明思路的的插头、插座和连接器系统，而插入、拨出的原理不变。

图2为插套子系统示意图。其中，图2.1为插套子系统轴测示意图，图2.2为插套子系统装配示意图，图2.3为插套子系统剖面示意图，用3张图配合说明插套子系统的构造。

插套4前部分为张开的“瓣”，该“瓣”由2片或2片以上组成，前端厚，后部薄，自然状态时，“瓣”微向外张开。插套4后部分为圆筒状，与前部分的“瓣”整体连接，后部分外径略小于外环6内径，能自由插入外环6中。插套4后部分插入外环6后，在外环6定位口区域铆焊定位及接线柱8，定位及接线柱8的后部与插套4后部齐平。外环6底部焊有连接轴10，连接轴10上，套有压紧弹簧11和压紧片12，焊接有解压拉环13。压紧弹簧11和压紧片12，内径均大于连接轴10，外径与外环6基本相当，可在连接轴10上移动。

插套4工作时，插销1插入插套4，用外力（传力片22）向前挤压压紧片12，压力通过压紧弹簧11将外环6向前推，因插套4前部分由张开的“瓣”组成，该“瓣”前端厚，后部薄，故外环6向前推动时，力量在插套4前部分转换为向轴心的握力，紧紧夹住插入的插销1，使插套4和插销1紧密可靠接触。插套4解除工作状态时，用外力（传力片22）向后推动解压拉环13，向后的推力通过连接轴10将外环6向后拉，逐步解除外环6施加给插套4的轴心握力，方便插销1从插套4中拨出。

图3为插销子系统示意图。其中，图3.1为插销子系统轴测示意图，图3.2为插销子系统装配示意图，图3.3为插销子系统剖面示意图，用3张图配合说明插销的构造。

插销1前部分为张开的“瓣”，该“瓣”由2片或2片以上组成，前端厚，后部薄，自然状态时，“瓣”微向内合拢。插销1后部分为圆筒状，该圆筒两侧焊有定位及接线系统8。胀针15外径略小于插销1后部圆筒内径，胀针15中部焊有挡板16，以挡板16为分界线，后部为连接轴10、压紧弹簧11、压紧片12、解压拉环13。

插销1工作时，将插销1插入插套4，用外力（传力片22）向前挤压压紧片12，压力通过压紧弹簧11将挡板16连同胀针15向插销1前部分推进，因插销1前部分由张开的“瓣”组成，该“瓣”前端厚，后部薄，故胀针15向插销1前部分推进时，插销1前部分的“瓣”轴心向外胀开，使插销1和插套4紧密可靠接触。插销1解除工作状态时，用外力（传力片22）向后推动解压拉环13，向后的推力通过连接轴10将胀针15向后拉，插销1前部分的“瓣”因自身弹力向轴心收缩，方便插销1从插套4中拨出。

图4为手持式插头接线控制示意图。虚线表示插头壳体2，插销1通过定位及接线系统8固定在插头壳体2上，不能移动。手压板3通过铰接点14与插头壳体2相连，其顶端为传力片22。传力片22中间有孔洞，套在连接轴10上，可前后移动，位置在压紧片12和解压拉环13之间。持力弹簧23一端固定在插头壳体2上，另一端固定在手压板3上，通过手压板3顶端的传力片22、压紧弹簧11、挡板16、胀针15，将压力传递给插销前部分，使插销1的“瓣”向外胀开，可靠接触插套4。同时，主电源21通过电源接触器触点18、定位及接线系统8、插销1向用电系统送电。

从插套4中拨出插销1时，手掌握着插头壳体2，手指紧压手压板3，使传力片22克服持力弹簧23的弹力，向后推动解压拉环13，使胀针15从插销1前部分的“瓣”中退出，方便插销1从插套4中拨出。同时，手指紧压手压板3时，控制开关19同步动作，接通电源接触器电源20，使电源接触器17吸合，电源接触器触点18断开，中断主电源21至定位及接线系统8的供电。故，当手压板3压下时，整个插销1系统处于电源切断状态，插销1从插套4中拨出时，既轻松，又无电弧产生。

图4时，为表述方便，电源接触器17及接线系统画在插头壳体2以外，实际制作时，电源接触器17及接线系统在插头壳体2以内，受插头壳体2保护。

一个插头系统一般有多个插销1，受同一组传力片22控制，压紧弹簧11起到平衡压紧力量的作用，使每个插销1与插套4均可靠接触。

将图4中插销子系统换成插套子系统，使用原理相同。

插头、插座系统外观根据实际需要设计。

具体实施方式。

本发明与现有的插头、插座和连接器系统兼容。

实施例一。本发明改进的插头系统与现有的插座配合使用。

实施例二。本发明改进的插座系统与现有的插头配合使用。

实施例三。插头、插座系统均使用本发明的插销和插套子系统。

实施例四。连接器系统一端使用改进的插销子系统，另一端使用现有插套。

实施例五。连接器系统一端使用改进的插套子系统，另一端使用现有插销。

实施例六。插销子系统和插套子系统可以安装在盒状物中，组成连接器系统。

实施例七。插头、插座中，移动的一端做成手持式，方便使用。

Claims (9)

1.一种供用电插座系统，包括插座壳体（5）、固定于插座壳体（5）上的插套（4）、插套（4）外围的外环（6）、以及控制外环（6）前后移动的传力片（22）、手压板（3）、持力弹簧（23），其特征是插套（4）分为两部分，前部分由可分开的片状物组成，该片状物简称“瓣”， 后部分为圆环，外环（6）套在插套（4）后部分的圆环上，外环（6）受传力片（22）驱动能够在插套（4）的圆环和“瓣” 区域来回滑动。

2.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是插套（4）前部分的 “瓣” 由两片或两片以上片状物组成，前端厚，后端薄，自然状态时，“瓣”微向外张开，后部分的圆环上，固定有定位及接线柱（8）。

3.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是外环（6）起始部位套在插套（4）后部分的圆环上，外环（6）受力向“瓣”区域滑动时，给微向外张开的“瓣”施加沿轴心收紧的力量，外环（6）受力从“瓣”区域退回插套（4）圆环区域时，外环（6）解除对“瓣”的约束，“瓣”因自身弹力恢复微向外张开的状态。

4.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是外环（6）后部连接有挡板（16）、连接轴（10）、解压拉环（13），在挡板（16）和解压拉环（13）之间，顺序安装有可移动的压紧弹簧（11）和压紧片（12），在压紧片（12）和解压拉环（13）之间，安装有可移动的传力片。

5.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是手压板（13）一端通过铰接点（14）连接在插座壳体（5）上，中间部位凸出插座壳体（5），便于手握控制，另一端为传力片（22），通过手压板（3）控制传力片（22）沿连接轴前后运动，使外环（6）在插套（4）前部分“瓣”和后部分圆环的区域移动。

6.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是持力弹簧（23）一端铰接在插头壳体（2）上，另一端与手压板（3）相连，用于复位手压板（3）的初始状况，同时在插销（4）处于工作状态时，通过手压板（3）、传力片（22），使外环（6）持续给“瓣”施加沿轴心收紧的力量。

7.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是在插座壳体（5）上，按供用电设计，可安装1个或1个以上的插套（4），每个插套（4）中，均组合有外环和与之联结的驱动系统，受同一个手压板（3）、持力弹簧（23）控制。

8.如权利要求7所述的供用电插座系统，其特征是每个插套（4）持力系统中的压紧弹簧（11），使持力弹簧（23）通过传力片（22）传过来的力量，平衡分配到每个外环（6），使每个外环（6）对相应插套（4）的“瓣”施加均衡的轴心收紧力。

9.如权利要求1所述的供用电插座系统，其特征是其特征是插座壳体（5）可做成手握式，包括插套（4）、外环（6）、传力片（22）、手压板（3）、持力弹簧（23）均可安装在壳体中，与现有的插头系统配套使用。