安全插座
本发明是一种电源插座。
在我们日常生活、工作的环境中,所使用的插座绝大部分不具有防触电功能。尤其是住宅中低位安装的插座,常常使家长们为幼儿的安全担忧。
现有的部分插座,采用加“保护门”的形式来解决这一问题,加保护门的插座主要有两种:一种是内置保护门的插座,即在插座插孔与接插件之间安置一个由弹簧顶封的保护门,将插座内带电的接插件封盖住。当插头插入,经保护门上的斜面产生分力而使保护门被顶起,插头才能接触电源;另一种是外置保护门的“闭锁式安全插座”,其专利号为932001564,它的特征是:在插座插孔外面安置一个由弹簧顶着的保护门,保护门上有与插座本身插孔同形状,同尺寸的插入孔,插座不使用时,其保护门上的插孔与插座本身的插孔位置产生“错位”,使插入物件不能接触到插座内带电的接插件。
这些插座在实际使用中有以下缺陷:内置保护门式插座,用铁钉、钥匙等物件很容易插入而触到有电的接插件;外置保护门式插座虽然安全可靠,但使用时要遵循“插入——移动插头与保护门——再插入”的操作程序,其操作不方便。
本发明的任务是要提供一种改进的电源插座,它既具有防触电功能,安全可靠,适用于标准插头又操作方便。
本发明的任务是以如下方式完成的:插座的接线端子没有与接插插头的接插件直接连通,而是各自连接在两个固定于插座壳体骨架上的触点上,即接线端子与接插件之间的电路是分断开的,连接于接线端子上的外接电源的电流不能直接到达接插件上,接线端子与接插件之间电路的连通,需要具有良好导电能力的导电片的“架桥”作用来实现。导电片固定在一支架上,支架安装于插座壳体内,支架在插座壳体内可以上下运动一定的距离或者转动一定的角度。支架的上下运动或转动决定着插座的接线端子与接插件之间电路的连通或断开。这种插座主要由插座面板、顶门、平衡弹簧、托梁、顶杆、顶杆弹簧、支架、支架弹簧、触点、接线端子、导电片、接插件及壳体等组成。插座面板、壳体、顶门、顶杆、支架采用塑料等绝缘材料制成;导电片、触点、接线端子、接插件则用铜、银等具有良好导电能力的材料制成。顶门、顶杆、平衡弹簧、顶杆弹簧安装于插座面板与接插件之间的顶杆室、顶门室内;支架、支架弹簧、触点、接线端子、接插件安装于插座壳体内。安装于顶门室内的顶门的横截面上有斜面,斜面正对插座面板上的插孔,使插孔呈封闭或半封闭状态。顶门室内有一托梁,插座不使用时,顶门的中心置于此托梁上,靠平衡弹簧的弹力实现平衡,即顶门与插座面板上两插孔中心的连线平行。顶门在顶门室内不仅可以上下运动一定的距离,也可以绕托梁转动一定的角度。顶门的上面是安装于顶杆室内的顶杆和顶杆弹簧,顶杆在顶杆室内可以上下运动一定的距离。顶杆在顶杆室内的上下运动,控制着插座壳体内安装的支架的运动,从而使固定于支架上的导电片接触或者脱离触点,使接线端子与接插件之间的电路连通或者断开。顶杆弹簧的作用是为顶杆、顶门的向下运动提供动力。固定有导电片的支架有两种形式:一种是支臂式,即支架与顶杆制成一体,支架随顶杆的上下运动而上下运动;另一种是杠杆式支架,即支架是一杠杆结构,A端固定有导电片,B端销于顶杆的销块或销孔内,C点为固定转轴,A端的长度大于B端的长度,杠杆式支架配有一加力用的支架弹簧,支架弹簧的弹力小于顶杆弹簧的弹力。使用插座时,插头从插座面板上的插孔插入,经顶门上的斜面在顶门的两端同时产生向上的分力,使顶门和顶门上的顶杆向上运动,顶杆弹簧被压缩,这时,如果插座内安装的是支臂式支架,则支臂式支架随顶杆一起上升,支架上的导电片接触两触点形成“架桥”,连通接线端子与接插件之间的电路,从而使接线端子上连接的外接电源的电流到达接插件和插入接插件的插头;如果插座内安装的是杠杆式支架,则支架在支架弹簧的弹力作用下绕转轴转动,B端上升,A端下降,使固定于支架A端的导电片接触两触点形成“架桥”,连通插座接线端子与按插件之间的电路,从而使接线端子上连接的外接电源的电流到达接插件和插入接插件的插头。拨出插头,由于顶杆弹簧的弹力作用,顶杆、顶门立即向下运动,止于顶门中心置于托梁上。这时,支臂式支架随顶杆向下运动,使固定于上的导电片脱离两触点,使接线端子与接插件之间的电路回复到断开状态;而若插座内安装的是杠杆式支架,拨出插头后,顶杆、顶门向下运动,使销于顶杆销块或销孔内的支架B端被向下压,A端向上升,同时支架弹簧被压缩,固定于支架A端的导电片随A端的上升而脱离与两触点的接触,从而使接线端子与接插件之间的电路回复到断开状态。这样,插座内的接插件不再带电,如果有人用一个尺寸小于或等于插座插孔尺寸的物件从插座的任一插孔插入,顶门因两端受力不平衡而绕托梁转动一定的角度,顶门不会被整体顶起,顶杆也就不会向上运动,受顶杆控制的支架也不会运动,接线端子与接插件之间的电路仍不能连通,接插件上不会有电,所以,即使捅触到接插件,也不会遭电击。
下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1、图2是本发明的具体结构的纵向剖视示意图。
其中:1—插座面板 2—插孔
3—顶杆弹簧 4—顶杆
5—顶杆销块 7—顶门
8—托梁 9—杠杆式支架
10-支臂式支架 11-导电片
12-转轴 13-触点
14-接线端子 15-外接电源
16-接插件 19-插座壳体
22-壳体骨架 23-支架弹簧
24-平衡弹簧
图3是顶杆采用销孔结构与杠杆式支架的配合剖视示意图。
其中:6—顶杆销孔
图4是安装于顶杆室、顶门室内的顶杆弹簧、顶杆、顶门、平衡弹簧的组合示意图。
其中:20—顶杆室 21—顶门室
图5是一物件插入插座时的情景示意图。
其中:17—插入物件
图6、图7、图8是插头插入插座的情景示意图。
其中:18—插头。
参照图1、图2、图3、图4,外接电源(15)连接于接线端子(14),但接线端子(14)与接插件(16)没有直接连通,而是各自连接在两个固定于壳体骨架(22)上的触点(13)上,即接线端子(14)与接插件(16)之间的电路是分断开的。具有良好导电能力的导电片(11)固定于支架(9)或(10)上,支架(9)的A、B两端可以绕C点的转轴(12)转动一定的角度;而支架(10)则因是顶杆(4)的支臂而可以随顶杆(4)上下运动一定的距离。插座面板(1)与接插件(16)之同的顶杆室(20)内安装着顶杆弹簧(3)和顶杆(4),顶杆室(20)下面的顶门室(21)内则安装着顶门(7)和平衡弹簧(24)。顶门(7)的横截面上有斜面,斜面正对插座面板(1)上的插孔(2),使插孔(2)呈半封闭或封闭状态。插座不使用时,顶门(7)的中心置于顶门室(21)内的托梁(8)上,平衡弹簧(24)使其两端保持平衡。顶门(7)在顶门室(21)内既可以上下运动一定距离,其两端也可以绕托梁(8)转动一定的角度。顶杆室(20)内安装的顶杆(4)可以在顶杆室(20)内上下运动一定的距离。顶门(7)和顶杆(4)向下运动所需的动力来源于顶杆弹簧(3)的弹力。插座壳体(19)内安装的杠杆式支架(9)配有一支架弹簧(23),支架弹簧(23)的弹力小于顶杆弹簧(3)的弹力。杠杆式支架(9)的A端固定着导电片(11),B端销于顶杆(4)的销块(5)或销孔(6)内,C点为转轴(12),A端的长度大于B端的长度。顶门(7)和顶杆(4)的上下运动距离在2mm-插孔高度之间。由于接线端子(14)与接插件(16)之间的电路是分断开的,接线端子(14)上连接的外接电源(15)的电流不能到达接插件(16),所以,接插件(16)不带电。
参照图5 一物件(17)从插座任一插孔(2)插入插座内,顶门(7)因两端受力不平衡,其两端绕托梁(8)转动一定的角度,顶门(7)没有被整体顶起向上运动,因而顶门(7)上面的顶杆(4)也就不会向上运动,受顶杆(4)控制的支架(9)或(10)也不会进行相应的运动,导电片(11)仍不能接触触点(13),所以,接线端子(14)与接插件(16)之间的电路仍处于分断状态,接插件(16)不带电,物件(17)即使捅触到接插件(16)捅触者也不会遭电击。
参照图6、图7、图8,插头(18)从插座插孔(2)插入,经顶门(7)上的斜面在顶门(7)的两端同时产生向上的分力,顶门(7)、顶杆(4)被插头(18)顶起,顶杆弹簧(3)被压缩,支臂式支架(10)随顶杆(4)上升,使固定于上的导电片(11)接触两触点(13);杠杆式支架(9)在支架弹簧(23)的弹力作用下,A、B两端绕C点转轴(12)转动一定的角度,即A端向下降,B端向上升,固定于A端的导电片(11)接触两触点(13)。如此,接线端子(14)与接插件(16)之间的电路就因导电片(11)的“架桥”作用而连通,连接于接线端子(14)上的外接电源(15)的电流到达接插件(16)和插入接插件(16)内的插头(18)。
参照图1、图2、图3、图4,拨出插头(18)后,顶杆(4),顶门(7)在顶杆弹簧(3)的弹力作用下,向下运动,止于顶门(7)的中心置于托梁(8)上,同时,支臂式支架(10)随顶杆(4)向下运动,使导电片(11)脱离两触点(13);而杠杆式支架(9)则因顶杆弹簧(3)的弹力大于支架弹簧(23)的弹力,而使销于顶杆(4)的销块(5)或销孔(6)内的B端被向下压,A端则向上升,同时压缩支架弹簧(23),固定于A端的导电片(11)脱离触点(13)。如此,插座接线端子(14)与接插件(16)之间的电路又回复到断开状态。