CN1930740A - 防止触电的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种安全电插头(30)，其具有两部分尖头(34，36)。每一尖头具有一电绝缘的远端部分(42)和导电的近端部分(40)。必须使插头(30)基本上全部插入一插座(10)而在尖头(34，36)和插座接触件(24)之间建立电连接。这减小了插头仅部分插入插座后人或动物与尖头的暴露部分接触时触电的可能，并且在随后试图操作连接到插头的电器失败时表明部分插入状态。导电尖头部分(40、44、52a、54a、62a、64a、72a、74a、82a、84a、86a)可以是非导电体基部(42、46、52、54、62、64、72、74、82、84、86)的插入件，或是整个近端部分，其可选择地沿它们的边缘设置一条非导电材料带。

Description

防止触电的方法和装置

相关申请

本申请要求2003年5月2日递交的序列号为60/467487的美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明主要涉及电插头，特别是涉及一种当插头部分地插入电插座时防止意外触电的电插头。

背景技术

现有技术的电气装置如灯、清扫机、厨房用具、电动工具、电视机、立体声系统和很多其它的都具有从它们延伸的电缆。所有这些电缆都携带了插入电器插口用于驱动设备的终端插头。每一插头具有两个或多个尖头，其插入绝缘插座插口中的匹配槽中，这里它们啮合导电接触件。这些接触件不但与尖头建立电接触，还用足够力量紧夹尖头以防止插头从插座中意外拉出。

当插头仅部分地插入插口时产生了一问题，在插头和插座之间留下了一缝隙，两尖头的一部分暴露。如果该缝隙足够大，可发生两种情况。第一，如果没有电接触，则电器不会运转。第二，如果没有电接触，某人，通常是小孩，或某物如家庭宠物可将身体的一部分插进该缝隙中并同时接触两尖头的暴露部分。如果这样，则会产生触电，对小孩很危险。取决于小孩的身体大小，这可引起灼伤或更严重的后果。另外，即使插头和插座之间只有非常小的缝隙存在，太窄以至于手插不进去，薄的金属物体如开信刀、螺丝刀、餐刀、叉或勺可由好奇的小孩插进而导致同样的可能是悲惨的触电事故。

与暴露的电传导尖头有关的另一问题是房屋失火的危险。研究表明美国超过20％的房屋失火是由于电插头的电弧或短路或其它故障引起的。

认识到这些危险并回应这些幼童意外触电的许多事故，已进行了很多尝试来设计减小这些意外触电的可能性安全插头。这些中的很多包括具有设置在临近插头基部尖头上的绝缘材料的电插头。在插头部分地插入时，这种设置仅让尖头的绝缘部分暴露，防止意外触电。

在一种方案中，接近插头基部的插头尖头被切掉并安装一绝缘材料插入件，如美国专利3710287-Degataeno，5641311-Chuang，和6109977-Baxter等所描述的。这种解决意外触电问题的方案的问题是尖头在它们的基部处削弱了，导致不能承受反复的弯曲，因为当它们的插头反复插入和拔出插座时，通常伴随尖头的弯曲而没有疲劳和断裂。这种类型结构的另一问题是绝缘材料的最终可能发生的磨损，它将最终暴露导电尖头的基部，由此导致保护失效。另外，保护性外套可能意外地被切割，导致同样的后果。

另一种类型的所谓的安全插头的特征在于在尖头靠近基部的位置增加绝缘套，如美国专利2226148-Taylor和5897398-Maeda中所示的。这种结构中的一个问题是尖头过粗以至于大大增加了插入和拔出的难度，因为插座接触件必须接收的尖头增加的厚度引起了摩擦的增加。还有，上述套管可以如上所述被切割，或从尖头脱落。

第三种提出的解决方案显示于美国专利3631320-Eckert，其中一柔性的有弹性套管、保护罩或波纹管围绕尖头附设到插头体。当尖头插入插座时，保护套结合插座并压缩在插座和尖头之间。这种布置克服了静态套管的厚度问题，但增加了插头的价格并且在保护套切割或磨损或脱落后也可导致失效。

因此，对安全插头的一要求是其防止触电并且不会因为磨损、切割或移位而趋于失效。

对安全插头的又一要求是其不会遭受尖头疲劳和断裂。

还有利的是提供连接到电器的电插头，其通过使电器不能运转而指示没有将插头完全插入插座中。

发明内容

因此，本发明的一目的是提供一种安全插头，其防止意外触电并且不会因为磨损、切割或移位而趋于失效。

另一目的是提供一种安全插头，其不会遭受尖头疲劳和断裂。

本发明的再一目的是提供一种连接到一电器的电插头，其通过使电器不能运转而指示没有将插头完全插入插座中。

因此，一方面，本发明的特征在于一种安全电插头，其具有两个或多个从一插头体伸出的用于插入一电插座的电传导尖头，所述电插座具有电传导接触件，每一尖头具有一从所述插头伸出的基部并包括一暴露的电传导的片段，以及一从所述基部部分伸出的非导电末端部分，由此设定所述基部部分的尺寸以便仅当所述插头基本上完全插入所述插座时与所述接触件建立电连接。

另一方面，本发明的特征在于将一电气装置连接到一插座插口中电流源的安全电插头，该插座插口具有用于紧夹每一插头尖头并与每一具有插头体的尖头建立电连接的电接触件，以及一对从所述插头体伸出、用以插进所述插座的分离的尖头。所述尖头每一个具有从所述插头体伸出的一近端部分和从所述近端部分延伸的一远端部分。所述近端部分具有一电传导的外部片段，用于在所述尖头完全插入所述插座时与一电接触件建立电连接，所述远端部分具有一非导电的绝缘外部，用于在所述尖头初始插入所述插座时防止所述电连接。当完全插入时所述远端部分被接触件加紧以将插头保留在插口中，这防止电连接，直至插头基本上完全插入插口。

在一个实施例中，每一尖头的近端部分整体由导电材料制成，远端部分整体由结合到近端部分的非导电材料制成。优选地，近端部分约为每一尖头长度的一半。

在另一实施例中，尖头由非导电材料制成，每一个具有一电流传导电线，电传导的片段为一嵌入每一尖头近端部分外部的并与电线接触的导电材料的插入件，其具有沿每一导电部分边缘延伸的一条非导电材料带。

再一方面，本发明的特征在于一种防止由于部分地插入一电插座中时一电插头的尖头部分的暴露而引起触电的方法，包括步骤

为每一尖头提供一从所述插头延伸的基部部分，该插头具有暴露的电传导材料的外部片段；和

为每一尖头提供一从所述基部部分延伸的非导电末端部分；以及

设置两尖头部分的尺寸以至于所述尖头基本上完全插入所述插座中为在所述插头和插座间建立电连接所必须。

参考下面的结合图形描述的具体实施方式，这些和其它的目的和特征将变得更加明显，其中：

附图说明

图1是传统的双插口墙式电插座的正视图，为清楚起见单独显示；

图2是图1中沿线2-2的截面视图，还显示一美国110v电插头准备插入插口中的一个；

图3是类似于图2的视图，但显示插头尖头部分插入；

图4是类似于图3的视图，但显示插头尖头完全插入；

图5是引入本发明的图2-4中的插头的透视图；以及

图6、7、8、9是引入本发明的非美国式插头的透视图。

具体实施方式

现参考图1-5，传统的墙式110v双电插座10一般设置在墙中的凹进处，由墙板遮盖，未在图中显示，以传统的方式向家庭、办公室和其它建筑物中的灯和小电器提供100V的供电服务。插座10包括具有用于接收插头尖头的槽14和16的上插座和具有用于接收电插头尖头的槽14和16的下插座。每一插座槽具有一对内部隔开的平行的电传导接触件或刀片，图2-4仅其中之一24显示。刀片24提供两种功能，紧夹并靠摩擦保留电插头尖头，与该尖头电接触。

图5显示本发明的电插头30。电插头30处于电缆32的终端，该电缆连接到电气装置或设备(未示出)，例如收音机、电视、立体声系统、灯、熨斗、混频器、真空吸尘器、电扇、动力工具等。插头30具有由绝缘材料例如塑料制成的非传导体和正端面38，大尖头34和小尖头36由该正端面伸出。在通常的电插头中，该尖头由导电金属制成，以便在插入插座时，它们与刀片24电接触以便传导电流用于操作连接到插头的设备或器件。

在传统的插头中，电接触在仅有部分插头插入时就可产生。如果插头尖头没有完全插入到插座中，部分暴露，有人如小孩接触该尖头则会引起触电。造成上述部分插入的原因可能是由于没有足够力量插入插头或也可能是部分插头拉出，如电缆受到足够的拉力以至将插头从插座部分拉出。这种作用可能被忽略掉，因为连接的电器由于电流仍然供给而仍然在运转。由此，部分插入的传统插头是意外触电的安全隐患。

本发明的插头30充分地排除了这种意外触电的安全隐患。如从图5中可很好地看到的，尖头34从正端面38伸出，并由导电的基部或近端部分或片段40和非导电性的或绝缘材料如塑料制成的末端或远端部分42形成。在图5的实施例中，非导电性材料实际上沿导电片段40顶部和底部边缘延伸到插头表面30。在类似的方式中，插头尖头36包括导电性的近端片段44和非导电性部分46。这些导电的近端的尖头部分40、44连接到常用的将电流传递到连接的电器的电缆32中的电线。

以此设置，如图3所示，当插头30仅部分插入时，只有远端的非导电性尖头部分34和36接触插座刀片24，尽管插头会保持仅部分插入，但不可能发生意外触电。当试图使用连接的电器时，电器不会运转，这种仅部分插头插入的状态(没有电传导)会变得明显。这将促使使用者完全插入插头30，如图4所示，由此促使尖头34和36的近端部分电传到的片段40和44啮合刀片24，导致电传导，使电器运转。

在这种方式中，仅部分插头插入到插座的状态不会引起任何触电安全隐患，因为没有电传导，并且当试图使用连接的电器时，这种状态会自己显露出来。相反，其它类型的以上参考的所谓安全插头即使在仅部分插入时，也允许插头中的电传导，因为它们将非导电性覆盖层或套置于尖头临近端的周围。

尽管图1-5显示了在美国式110v插头中应用本发明，它可用在该国通常用于220v的其它类型的插头中。它还可用在世界其它地方使用的电插头，如图6、7、8和9中所示。插头50具有尖头52、54，每一个具有导电的近端片段52a、54a，以及非导电性远端部分52b、54b。类似的，插头60具有尖头62、64，其具有导电的近端片段62a、64a，以及绝缘的远端部分62b、64b，而插头70具有尖头72、74，其具有导电的近端片段72a、74a，以及绝缘的远端部分72b、74b。插头80具有三个导电的尖头82、84、86，其具有导电的近端片段82a、84a、86a和非导电性的远端部分82b、84b、86b。

实际的尖头结构可以有多种形式。尖头的导电和非导电部分的精确形状可以与这里显示的有所不同。它可以包括具有延伸的核心的实体金属近端部分，围绕其浇铸非导电性材料远端部分。或者整个尖头可以是非导电性材料，具有金属插入物(如在此显示的)在内部连接到电缆电线。或者，该插入物可以仅在尖头相向的或非相向的表面上。导电的近端部分可延伸尖头长度的一半，或少于或多于该长度的一半取决于使用环境。

注意，图1-8中，导电的近端部分显示为非导电材料尖头中的插入物，而图7的实施方案具有邻近的完整环形带62a、64a。重要的是尖头的远端部分具有防止在仅部分插入时与电插座电接触的非导电的外部，以及临近尖头部分具有用于与插座中导电的刀片接触的外表面，从而在全部插入时实现有效电传导。在所有实施例中，尖头结构简单、便宜而且异常坚固。

尽管仅公开和描述了本发明优选的实施例，以此所做的更改将变得很明显，应认为处于本发明的范围内，如随附的权利要求书所详细说明的。尽管插头30显示为用在家用墙式插座中，它也可与延长绳线或使用中的许多其它类型的电输出口或插座一起使用。

Claims (9)

1、一种带尖头的安全电插头，用于将一电气装置连接到一传统电插座中的电流源，该传统电插座具有用于紧夹每一插头尖头外表面，并与其建立电连接的电接触件，所述安全电插头包括

一插头体；

一对分离的尖头，从所述插头体伸出，用以插进所述插座；

每个所述尖头具有从所述插头体伸出的一近端部分和从所述近端部分延伸的一远端部分；

所述近端部分具有一电传导的外部片段，用于在所述尖头完全插入所述插座时与一电接触件建立电连接；

所述远端部分具有一非导电的外部，用于在所述尖头部分地插入所述插座时防止所述电连接，以此防止所述电连接，直至所述插头基本上完全插进所述插座。

2、根据权利要求1所述的安全电插头，其中所述的尖头由非导电的材料制成，所述的电传导的片段为一导电材料的插入件，该插入件嵌入每一插头的所述近端部分的外部并与电线接触。

3、根据权利要求2所述的安全电插头，其中所述的尖头平行设置，并且每一所述电传导的片段嵌入在所述尖头面向另一尖头的部分。

4、根据权利要求2所述的安全电插头，其中每一所述的电传导的片段为一围绕所述尖头外围延伸的带状物。

5、根据权利要求1所述的安全电插头，其中每一尖头的所述近端部分整体由导电材料制成，所述远端部分整体由结合到所述临近部分的非导电材料制成。

6、根据权利要求1所述的安全电插头，其中每一电传导片段约为所述尖头长度的一半。

7、一种安全电插头，其具有两个或多个从一插头体伸出的用于插入一电插座的电传导尖头，所述电插座具有电传导接触件，每一尖头具有一从所述插头伸出的基部部分并包括一暴露的电传导的片段，以及一从所述基部部分伸出的非导电末端部分，由此设定所述基部部分的尺寸以便仅当所述插头基本上完全插入所述插座时与所述接触件建立电连接。

8、根据权利要求7所述的安全电插头，其中所述的尖头基部部分为扁平件，其每一个具有由宽的扁平侧部连接的窄的顶部和底部边缘，并包括设置在每一边缘上的一条非导电材料带。

9、一种在插头部分地插入一传统的电插座中时防止通过接触电插头的尖头部分而触电的方法，包括步骤：

为每一尖头提供一从所述插头延伸的基部部分，该插头具有暴露的电传导材料的外部片段；和

为每一尖头提供一从所述基部部分延伸的非导电末端部分；以及

设定两尖头部分的尺寸以至必须使所述尖头基本上完全插入所述插座中而在所述插头和插座间建立电连接。

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