CN1377106A - 带锁定装置的插头插座 - Google Patents

Abstract

带锁定装置的插头插座属电路联接器件。经引入复式刚性限位的锁定配合副(24、26、23、13、2、7、11),使插头与插座联接可靠,为减少故障,避免意外脱落的相关影响,减轻劳动强度与精神负担,提供器件条件。解脱限位、传动与弹性部件(1、10、16、31、40)改善了操作性能。对壳体工作端面(15、55)之外部件的限定,还赋予产品与现有技术间的通用和互换性能。识别部件(3)则改善了通用和互换性中的操作使用性能。信号显示(34、54)可提示工作状态。方案设计合理,构思精巧,考虑到多种现场可能,设计周密,充分挖掘可用空间,尽量发挥各部件的功效,且无误操作之虞。产品结构紧凑,制作容易,经济适用,工作可靠,可有多种变形。

Description

带锁定装置的插头插座

技术领域

本发明属电路联接部件，主要涉及插头插座的联接结构。

背景技术

公知带锁紧装置的插头插座可以固定插头插座间的接合状态，确保线路的可靠联接，避免因非正常脱离给使用带来影响。因此方案一经问世，便受到密切关注。为进一步增加结合时锁定状态的可靠性，改善结构，有必要提出新的技术方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是改善插头插座间联接的可靠性能。

本发明技术方案的具体内容是，带锁定装置的插头插座包括，支撑与包容各自结构内容的插头壳体与插座壳体，与各自壳体固定相联的导电插销和与插销相配合的插孔及各自的导电部件，与两壳体分别相联又可互锁限位的锁定机构，联接固定上述部件的部件。其中所述锁定机构包括两种以上连续锁定，连续锁定链两端分别与两壳体固定相联的复式刚性限位结构。这样，两或多种限位结构将易于有效排除环境意外因素的干扰，使其结合连通的状态得以保持，工作更加可靠；也利于选择组合不同的限位型式，适应不同的工作环境、以及改善插头与插座结合与分离时的操作性能等，为优化结构设计提供设计的基础。从而解决了本发明认为现有技术所存在的问题。

本发明所述锁定机构设有与壳体相联、在限位部件解脱限位的运动方向、作用于该限位部件、解脱刚性限位配合副限位状态的部件，及其相联的传动与操作部件。这样，就可以解脱该锁定机构的限位，从而为实现插头与插座的分离解除限位锁定。

本发明所述刚性限位部件，还包括分别与限位部件和壳体相联的传动与操作部件，并设有与壳体和限位或解脱部件、或和其传动与操作部件，分别相联的弹性部件。这样，可以为保证正确限位，和及时恢复到刚性限位部件的非解脱状态等操作提供便利。

本发明所述刚性限位部件，或刚性限位部件及其传动与操作部件，在其非工作状态下的初始位置，皆集于插头与插座壳体各自相对工作端面以内的部位。该端面以外、即在结合状态两端面之间，除插销之外，仅允许有凸出高度不影响插头与插座结合的露出部分。这样，便于本发明插头或插座，与现有插座或插头之间的互换使用；也便于两者的区分。

本发明所述壳体端面以外的露出部分，与另一配用壳体中限制限位部件、或其传动部件接触相联。这样，该露出部分可以作为本发明锁定装置可以工作的启动部件。

本发明所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件\联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件，与感知部件相联传感部件，与传感部件相联的信号发生部件。这样，可以建立由相关信号提示本锁定机构工作的状态的结构条件，和指示插头与插座本身电路的工作情况。

本发明所述锁定机构还设有与壳体相联、可感知插头与插座是否联通的部件，与相应信号感知及其传感部件相联、含信号指示部件的指示信号系统，以指示插头与插座的电路联通状态。

本发明所述锁定机构壳体保持连续密封，插头与插座结合状态、壳体相对表面之间，设有保持插销插孔暴露部分密封的部件。这样，可以使本发明在有此要求的恶劣条件下继续可靠工作。

本发明所述带锁定装置的插头插座经引入复式刚性限位的锁定配合副，使几乎任何带电工作所必需的插头与插座，有了可靠联接的结构保障，为减少带电作业的非正常故障，避免由于插头与插座非正常脱落所产生的相关影响，减轻操作人员的劳动强度与精神负担，提供器件条件。同时，对壳体工作端面之外不允许有非锁定状态的锁定部件及其传动部件的限定，还赋予发明方案与现有技术间的通用和互换性能。识别部件则改善了发明产品的操作使用性能。由于结构方案内容相互之间存在比较严密的逻辑关系，本产品在使用中也不会有任何误操作的可能。本发明方案设计合理，构思精巧，是从这种基础零部件的实际工作情况出发，考虑到多种现场可能，周密设计，充分利用了有限的可用空间，尽量发挥部件的多种可能功效。本方案结构紧凑，制作容易，经济适用，工作可靠，且有多种变形，可供有不同需求的使用者择选。

附图说明

图1是插头配合面的正视图；

图2是插座配合面的正视图；

图3是图2的-A阶梯剖视图；

图4是拆除插头上盖后的内部结构旋转放大示意图；

图5是图4的B-B阶梯剖的右视图；

图6是图4的B-B阶梯剖的左视图；

图7是图4的C-C剖视图；

图8是图7初始状态的E-E剖视图；

图9是图7按钮全部压入状态的E-E剖视图；

图10是图7完成锁定状态的E-E剖视图；

图11是图4初始状态的D-D阶梯剖视图；

图12是图4插头完全插入、按钮初压状态的D-D阶梯剖视图；

图13是图4插头完全插入、按钮初释状态的D-D阶梯剖视图；

图14是顶杆无复位斜面、识别杆复位斜面加长、插头完全插入、按钮初压状态时图4的D-D剖视图；

图15是发光管工作电路图；

图16是装有数显电流表的插头结构示意图；

图17是图16的数显电原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

图中标注件号所代表的含义：1.顶杆 2.锁钩 3.识别杆 4.插销 5.防水圈 6.插头架体 7.挡钩 8.锁定滑块斜面 9.插销孔 10.弹簧 11.锁定滑块 12.弹簧 13.锁孔 14.识别凸起 15.插座面板 16.压臂 17.隔板 18.顶臂 19.压臂支架 20.压簧 21.底板22.卡板 23.锁钩露出顶端 24.临时卡缘 25.顶杆压臂 26.临时卡缘 27.锁钩体 28.顶杆体 29.推力弹簧 30.防水圈 31.按钮 32.上盖 33.电路板 34.发光管 35.轴 36.零线弹片 37.顶杆复位簧 38.防水圈 39.开关 40.锁钩复位簧 41.间隙 42.第一复位斜面 43.识别斜面 44.识别斜面 45.第二复位斜面 46.第二复位斜面 47.识别卡缘 48.识别台肩 49.识别卡缘 50.识别台肩 51.顶杆侧缘 52.第一复位斜面 53.加长斜面 54.数显电流表  K-可复单刀双掷开关  D2-双色发光二极管

第一实施例是用于GB2009.3-1997标准的插头插座，为带地线的三头插销型，插头外形尺寸80×42×38-61毫米，插座与常规基本一致，最大电流为10A，插头重约80克。如图1-13和15。

本例插头壳体包括固定插头内部工作部件的插头架体6及上盖32，两部分之间保持密封30。在架体上装有伸出架体之外的三头插销4，其在架体内的部分为导线接头。在该伸出端面接地插销两侧略靠中心的部位，还设有允许锁钩与顶杆同时伸出的矩形孔。在插架体内设两组类倒L型、带有不规则伸出拐臂的锁钩体27、顶杆体28，锁钩体、顶杆体相对过接地插锁轴线的架体对称面，平行并列对称布置，架体内设允许两杆组分别在插销轴线方向，作伸出与复位滑动的柱状孔腔，并保持并列杆组各自的横向限位；同时顶杆还有横向伸出的顶杆压臂25，遮盖于锁钩体在架体内端顶的一部分。在架体孔内倒L型拐臂与架体之间，装有锁钩体与顶杆体各自的复位弹簧40、37，其作用力的方向与杆体长度方向、即插头插销的轴向平行。在锁钩体和顶杆体长度方向、偏向杆体顶端的中部，内设固定于架体、垂直插销轴线、但允许杆组作沿插销轴向运动的隔板17。隔板上盖一侧的架体留有空间，其内还设有运动平面垂直上述对称面、并与插销平行、臂身彼此以轴对称布置于架体之内、可分别作用于两个杆组的压臂16，两压臂的支撑轴35分别铰接于和隔板两侧刚性相联支架19的轴套之内。压臂主动端与设在架体两侧、并与架体滑动密封38配合、作用力垂直上述对称面、可从两侧向内移动的两个按钮31分别接触相联，按钮内侧有伸出的弹性卡钩与壳体内壁的卡台相配，以防止脱落和便于安装。压臂的另端则分别与分设两侧的杆组顶杆端，即顶杆压臂25接触相联。在隔板另侧，设有在垂直插销轴线、沿平行对称面方向平面滑动、位于由架体上的底板21和隔板17之间的卡板22。在锁钩和顶杆平行插销轴线方向、相应卡板处的杆体上，分别设有近架体端面侧杆体段的径向尺寸较小的锁钩识别台肩48和顶杆识别台肩50，卡板在该处的形状与台肩截面相邻部分一致，可限制其向伸出方向的运动，分别作为本例识别卡缘47、49。卡板在识别卡缘47相邻处，制成由内侧环绕锁钩体的开放形状，在识别卡缘47滑动方向内侧及相对处、设有作为本例的临时卡缘24、26，在本例中卡缘26与卡缘49紧密相邻。架体在零火线插销之间偏向中心的相应的位置，设有与其滑动配合、杆长方向平行插销轴线、杆端位于架体端面的传动用识别杆3。其位于架体内的杆端，制有与卡板滑动方向保持滑动楔角的两个平行的斜面，分别称为识别斜面44和第二复位斜面45；在卡板的相应位置亦制成允许该杆端通过的通孔，通孔相应部分制成分别该两斜面偶合的识别斜面43和第二复位斜面46。在识别杆该端顶部还装有固定于隔板、作用于杆长方向的压簧20，以提供该杆在弹力方向复位时的动力。在滑动方向卡板的另端，设有作用方向与滑动方向一致的推力弹簧29。顶杆在近卡板被该弹簧推压后的相应位置，设有与第二识别斜面方向相反的第一复位斜面42，卡板该处亦制成第一复位斜面52与之偶合。锁钩在架体内的部分，还有以压入方式与固定于上盖电路板33单刀双掷开关39接触相联的顶臂18，使开关处于一种正常工作状态，该开关控制设在上盖外表的指示灯34及其电路。该灯为双色显示，以与插头零火线插销分别相联的电路作为电源。在插头插销伸出的端面近缘部，还装有防水密封圈5。

本例插座面板15制有插销孔9，该板面与柱面的壳体四壁制成一体，在位于三插孔之间、偏零火线插销孔侧、与插头识别杆3杆端位置相应部位的工作面板，设有高出该表面的识别凸起14。在该板面接地插销孔两侧略靠中心的部位，还设有允许装在插头的锁钩与顶杆、在插销插入的同时，亦可插入插座内的矩形锁孔13。插座内位于两矩形锁孔的外侧，设有可沿插座面板内侧表面滑动的挡钩7及其复位的压缩弹簧12。在垂直挡钩滑动方向的相邻处，设有平行插座工作表面的滑槽，和与之配合、可伸出至挡钩初始位置滑动方向外侧端、并在挡钩滑动方向包容初始位置挡钩的锁定滑块11，其位于挡钩内侧端的部位，应在锁孔通道相应位置之内、并在锁孔轴线方向高出挡钩相应表面。在锁定滑块与壳体之间装有复位弹簧10。滑块位于锁孔处的端部，设有与其滑动面、在滑动方向有一楔角、可与顶杆伸出端面配合的斜面8。除此之外，本插座皆与常规结构相同。以上是本例主要结构的描述。

工作时，使用者夹持插头设有按钮32的两个侧面，将插头的插销压入插座的插销孔内，指示电路即被接通，指示灯显示红色，表示插头已带电。待完全结合到位后，设在插座上的识别凸起14即可将识别杆3推入插头架体之内，在该杆架体之内的端段识别斜面43、44配合副的作用下，带动插头架体内的卡板22移动，解脱此前卡板识别卡缘47、49对锁钩及顶杆识别台肩48、50的限位；进而又在卡板弹簧29作用下，使卡板的临时卡缘26缘部压向顶杆的另一侧面51。与此同时，由于卡板释放了对锁钩和顶杆的限位，一直作用于两按钮的夹持力，便可经压臂16推动锁钩与顶杆杆组，由插头的架体端面伸出，并进入插座锁孔13。由顶杆端头在平行对称面的方向首先经斜面8顶开插座内的锁定滑块11，使其退出对挡钩7外端的限位位置。继续伸出的顶杆进而开始挤压挡钩的内端斜面，迫使其横向滑至两锁孔的外侧，让出锁孔的通道，此时，锁钩与顶杆即可继续推进，直到全部伸出。由于锁钩顶臂18此时已解脱对指示灯开关39的压缩，使其转换为另一导通状态，指示灯呈绿色工作状态，显示插头的锁定结合到位。至此，施于插头的夹持力即可解脱，完成插入结合的外部操作。

在插销与插孔之间的配合力的作用下，插头与插座保持结合状态。就在锁钩顶杆已伸出到位的过程中，顶杆侧缘51已经解除了对卡板22的限位，卡板便可在其端部推力弹簧29作用下，以其临时卡缘24、26越过未被顶杆压臂25横向伸出遮挡的部分锁钩顶端23。从而限制已压缩的复位弹簧40迫使锁钩杆体复位的运动。在插头两按钮复位过程中，虽已在压臂的传动路径上留出运动空间，但因为有卡板进一步推进后临时卡缘24、26对锁钩顶端23的限制，使锁钩的复位仅完成消除其与卡板临时卡缘间的微小间隙41后，即行仃止，等待与挡钩7之间的配合，以形成本例的基本限定副；同样，在此过程中，顶杆却因该空间而得以被其复位弹簧37反向推动，使之退入插头的架体，依次解脱其对插座挡钩7及锁定滑块11的侧向挤压和纵向挤压。此时，位于插座内的挡钩便可以首先在其复位弹簧12作用下横向移动、复出至原位，形成对仍保持有效伸出状态的锁钩2的限位位置。与挡钩复位的同时锁定滑块11也几乎是在同步复位，并在挡钩到位后，正式开始进入对挡钩限位的复位阶段，继而达到其全部限位的初始位置。在顶杆复位的过程中，其第一复位斜面42又带动卡板第一复位斜面52向卡板复位方向移动，解除卡板对锁钩顶端23的限位；并复回到初始位置。锁钩在其复位弹簧40作用下则被弹起，直至被插座内的挡钩阻止，实际形成本例的基本锁定副。这样，此时的插头与插座，除去由插销与插销孔间所存在的常规夹紧力保持结合状态之外，又有由位于插座上的挡钩与位于插头上的锁钩之间锁定状态的刚性限位。对于锁钩，其在插座上的锁孔和插头架体内的杆孔，又限制了锁钩的横向运动，成为对锁钩的第二层限位。对于挡钩，亦有锁定滑块11对挡钩附加第二层限位。即由本例对挡钩与锁钩之间的基本限位，分别提供了双层保险的强化刚性限定，它能够更可靠的给出防止插头与插座之间意外解脱的结构条件。本例防水密封圈5还可以提供插头与插座结合面部分的密封环境。至此，本例插头与插座间的内部结构，在插头与插座结合过程的全部工作与运动关系亦被基本描述完毕。

工作中，由于插头中的锁钩，被插头架体的杆组孔和插座上的锁孔，在杆组横向刚性限位；位于插座的挡钩，因处于初始的伸出位置，使锁钩杆体长度方向的复位运动被刚性限定；插座中的锁定滑槽与滑块又在复位弹簧的作用下，刚性限定了挡钩的复位运动，形成了连续的刚性限位。显然，这种复式刚性限位的保持能力，可以在较恶劣工作环境下，提供插头与插座间长久维持可靠工作状态的结构基础；同时，指示灯还及时提示了两者间正确结合的工作状态。

若欲分离本例的插头与插座，仍是由操作者夹持插头两侧的按钮，带动压臂将已经复位的顶杆体压下，使其端部再次伸出。在此过程中，顶杆先在纵向外侧挤压出锁定滑块，解除其对挡钩的限位；然后再进一步将挡钩挤向锁孔的外侧，解除挡钩对锁钩的限位。此时，限制插头插座分离的，就只是其插销孔对插销的夹紧磨擦作用力了。因此，夹持插头的两按钮，以常规方式拔出插头，即可完成分离。由于夹持按钮是持握按钮的常规方式，而夹持按钮到位才可获得向上的解脱力。在这种条件下，顶杆必定完成了挤压锁定滑块与挡钩的全部行程，解脱了它们对锁钩的限位。即已建立了插头可以顺利解脱的充分条件，这时，决不会有其它误动作的可能。

此后，解除插头的夹持力，插头顶杆及锁钩在其复位弹簧作用下开始复位。因为在分离夹持初始，压下的顶杆解脱了其侧面对卡板推力弹簧29的挤压，卡板又会因卡板推力弹簧的作用而滑移。分离插头与插座、并解脱插头的夹持力之后，在顶杆的复位过程中，由顶杆的第一复位斜面的作用，卡板被再次反向移动，至顶杆侧面51经卡板压缩其推力弹簧的位置。由于插座识别凸起与识别杆脱离接触，插头内识别杆的复位弹簧便迫使其向架体端面退出，其端段第二复位斜面45则经卡板通孔与之配合的第二复位斜面46带动卡板，压向锁钩顶杆杆组制有锁定台肩的侧面，待杆组复位的过程中，其锁定台肩到达卡板所在位置时，识别杆的第二复位斜面在其复位弹簧的作用下，迅速挤压卡板推力弹簧，使卡板进入杆组的锁定台肩48、50、卡板复位、并锁定杆组；同时，识别杆3亦滑动到其初始位置。指示灯因其脱离电源而失明、开关亦被再次压入、恢复初始状态。至此完成了对本例工作过程的全部描述。

第二实施例与上例基本一致，如图14。本例中，顶杆不再设复位斜面，其侧缘51亦不再起限位作用，而由锁钩相应侧缘替代。识别杆的原第二复位斜面加长到足以使卡板完成全部复位的长度，作为本例的加长斜面53，原临时卡缘更名为锁定卡缘。其余结构与第一例一致。工作中，插头插入后，随着插头夹持力的离去，锁钩在其复位弹簧作用下复回，首先是在移动微小距离后即被锁定卡缘阻挡，并一直维持这种刚性限位的联接关系；为的是等待挡钩与之形成限位配合副，成为本例的基本锁定副。这时的卡板一直在其推力弹簧作用下，保持了对锁钩复位再次限制的位置。作为本例结构又增加的一层限位副，也就是第三刚性限位副。在插头与插座分离的过程里，不再由顶杆完成卡板的第一阶段复位，其全部复位皆由识别杆的加长复位斜面，带动卡板上通孔的相应斜面做复位滑动来完成。其余的工作及部件运动情况与上例亦完全一致。

第三实施例亦与上例基本一致，如图16、17。本例只是增加了装于插头顶盖内的数显电流表54，及其相应工作电路，以提示本例结合时接通状态的工作电流，为使用者提供参考信息。其余皆与前例一致。

Claims (14)

1.带锁定装置的插头插座包括，支撑与包容各自结构内容的插头壳体与插座壳体，与各自壳体固定相联的导电插销和与插销相配合的插孔、及各自的导电部件，与两壳体分别相联又可互锁限位的锁定机构，联接固定上述部件的部件；其特征在于：所述锁定机构包括两种以上连续锁定，连续锁定链两端分别与两壳体固定相联的复式刚性限位结构(24、26、23、13、2、7、11)。

2.如权利要求1所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与壳体相联、在限位部件解脱限位的运动方向、作用于该限位部件、解脱刚性限位配合副限位状态的部件(1、53)，及其相联的传动与操作部件(31、16、3、20)。

3.如权利要求1或2所述的插头插座，其特征在于：所述刚性限位部件，还包括分别与限位部件和壳体相联的传动与操作部件(31、16、27、28)，并设有与壳体和限位或解脱部件、或和其传动与操作部件，分别相联的弹性部件(40、37、20、29、10、12)。

4.如权利要求1或2所述的插头插座，其特征在于：所述刚性限位部件，或刚性限位部件及其传动与操作部件，在其非工作状态下的初始位置，皆集于插头与插座壳体相对工作端面(15、55)以内的部位；该端面以外、即在结合状态两端面之间，除插销(4)之外，仅允许有凸出高度不影响插头与插座结合的露出部分(14)。

5.如权利要求3所述的插头插座，其特征在于：所述刚性限位部件及其传动与操作部件，在其非工作状态下，皆集于插头与插座壳体相对工作端面(15、55)以内的部位；该端面以外、即在结合状态两端面之间，除插销(4)之外，仅允许有凸出高度不影响插头与插座结合的露出部分(14)。

6.如权利要求4所述的插头插座，其特征在于：所述壳体端面以外的露出部分，与另一配用壳体中限制限位部件、或其传动部件(3)接触相联。

7.如权利要求5所述的插头插座，其特征在于：所述壳体端面以外的露出部分，与另一配用壳体中限制限位部件、或其传动部件(3)接触相联。

8.如权利要求1或2所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件、联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件(18)，与感知部件相联传感部件(39)，与传感部件相联的信号发生部件(34、54)。

9.如权利要求3所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件、联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件(18)，与感知部件相联传感部件(39)，与传感部件相联的信号发生部件(34、54)。

10.如权利要求4所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件、联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件(18)，与感知部件相联传感部件(39)，与传感部件相联的信号发生部件(34、54)。

11.如权利要求5所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件、联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件(18)，与感知部件相联传感部件(39)，与传感部件相联的信号发生部件(34、54)。

12.如权利要求6所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件、联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件(18)，与感知部件相联传感部件(39)，与传感部件相联的信号发生部件(34、54)。

13.如权利要求7所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构设有与限位锁定部分的机械传动部件、联接插头插座中电器元件和壳体分别相联的信号感知部件(18)，与感知部件相联传感部件(39)，与传感部件相联的信号发生部件(34、54)。

14.如权利要求1或2所述的插头插座，其特征在于：所述锁定机构壳体保持连续密封(30、38)，插头与插座结合状态、壳体相对表面之间，设有保持插销插孔暴露部分密封的部件(5)。

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