ここで図面を参照すると、図1は、本発明にかかる一実施形態の電気タバコライター10を示しており、この電気タバコライターは、公知の車両の電気ソケット200内に受けられている。タバコライター10は、図1においてそのスタンバイまたは非エネルギー付与位置で示されている。図2は、スタンバイ位置にあるがそのソケット内にないタバコライターを示す。図3は、エネルギー付与位置にあるがソケット内にないタバコライターを示す。
タバコライター10は、例えば腐食を抑制するためにスチール張りされたような金属で形成されたシリンダ状シェル11を備える。シェル11は、リング状ノブエスカチオン(escutcheon)12に取り付けられている。中央ノブ部分14は、コイルバネ16の抗力に対してその中でスライド可能に移動するためにエスカチオン12内に受けられている。ノブ14は、金属シャフト18に同心状に組み込まれている。ノブ14及びエスカチオン12は、主として、プラスチック材料で形成されている。
シャフト18の先端部には、ネジ20が設けられている。ネジ20は、環状電気接点22をシャフト18に保持させる。
タバコライター10の基部または最先端部には、シリンダ状シェル11内に形成された細長い領域24が設けられている。細長い領域24には、加熱素子26を有する電気加熱組立体が設けられている。電気加熱素子組立体は、加熱素子26を囲む接点/シールド28を有する。加熱素子26は、主として、ニクロム線またはバンドのような抵抗物質で形成されており、このニクロム線またはバンドは、螺旋状に形成され、シールド28に固定された巻回部の外側部分を有し、これは、電気接点として機能する。加熱素子26の最も内側の端部は、接点リベット30に接続されており、この接点リベットは、例えばセラミックで形成された電気的及び熱的な絶縁体32内に組み込まれている。絶縁体32に組み込まれたバイメタル素子34は、リベット30に電気的に、そして加熱素子に接続されており、このバイメタル素子は、2つの対向部材34A及び34Bを有するクリップ状に形成されている。バイメタル素子は、ライター内においてスイッチの一部として設けられており、このスイッチは、加熱素子が動作温度に達するまで加熱素子26にエネルギーを付与することを可能とし、この動作温度点において、バイメタル素子は、外側に曲がり、ここで説明するように接点22から係合解除し、加熱素子26へのエネルギー付与を停止する。
図2は、その非エネルギー付与位置にあるタバコライターを示す。図1は、ソケット内に係合しているがバイメタルクリップ素子34が接点22と電気的に接触していないために非エネルギー付与状態にあるタバコライターを示す。
図1、図1A及び図1Bを参照すると、ソケット200の先端部には、成形プラスチックで形成された電気的絶縁体222が設けられており、この電気的絶縁体は、車両の電源から電力を受けるための2つの電気端子224及び226を有する。これらの一方の端子224は、ソケット200の中央リベット210に結合されており、他方は、ソケットシェル220に結合されている。
ライター10をソケット200内に挿入すると、シリンダ状シェル11の細長い領域24は、図1Bに示すように、保持槍部228の球状外観部229に係合する。この係合は、ライター10をソケット200内の正確な位置で保持する。本発明は、保持槍部228を所定位置に配置し、この位置は、保持槍部が金属ソケットシェル220の開口部に近接して配置されている従来のタバコライターとは異なり、アクセサリ雄型プラグをソケット200内に挿入したときに歪まない。これにより、外力から保持槍部が保護される。
加熱ユニットを係合するために、ノブ14は、図3に示す位置に配置されている、すなわち、ノブは、圧縮バネ16の付勢に抗して環状エスカチオン12内に押圧される。環状接点22は、図3に示すように、バイメタル素子34の2つの対向端部34A及び34B間に受けられる。このため、接点22とバイメタル素子34との間には、電気接点がある。これにより、ソケットからの電気回路が完成する。特に、ライターユニット10をソケット200内に挿入してノブ14が図3に示すような押込位置にあると、ライターユニットは、電気的にエネルギーが付与される状態に位置する。電流は、ソケットリベット210に結合された端子224(図1)に接続された車両の正電源(ここでは正電流転換を用いる)から流れ、このソケットリベットは、図1A及び図1Bに示すように、ソケット端子227に電気的に結合されている。シールド28は、ノブ14が押込位置にあると、端子227と電気的にかつ機械的に係合する。電流は、コイル状の加熱素子26を通って流れて加熱素子26を加熱し、そして、中央リベット30に及びバイメタル素子34に流れ、このバイメタル素子は、接点22と電気的にかつ機械的に係合する。電気回路は、シャフト18及び導電素子36を通って外側ライターシェル11まで完成し、このライターシェルは、金属ソケットシェル220に、したがって端子226を介して車両帰地路に電気的に結合される。
加熱素子26が動作温度に達すると、バイメタル素子34に対流される/放射される/伝導される熱は、バイメタル素子の端部34A及び34Bを外方に曲げ、これにより、接点22を端部と係合解除するように移動させ、かつ、圧縮バネ16によってもたらされる力を用いてバイメタル素子34を上方へ離間移動させる。これにより、電気回路が切断され、加熱素子26は、もはやエネルギー付与されないが、ソケット200から取り外し可能となってシガレットまたはタバコを点火するために使用される。
本発明は、バイメタル素子をソケット200内に配置した従来のタバコライターとは異なり、バイメタルスイッチ接点34をタバコライター内に配置している。これにより、外力からバイメタル接点を保護する。
加熱素子26に対するバイメタル接点34の基端側は、熱移送の改善をもたらし、その結果、伝導のかつ対流の手段による加熱素子温度の制御を改善する。作動ノブ14に接続されるシャフト18に接続してスイッチ接点22を配置することにより、ノブ14の表面温度が下がる。
接点22は、同様に、「リライト」機能と称する機能を有し、バイメタル接点34が熱移送から外側に曲げられたときにライターユニットへの連続的な給電を可能とする。具体的には、バイメタル素子が外方に反って加熱素子へのエネルギー付与を停止させた後であってもユーザが加熱素子にエネルギーを付与し続けたい場合に、ユーザは、ノブ14をノブエスカチオン12内へ後方に押し込み、ノブ14を押圧したままとして加熱素子26をエネルギー付与位置で維持する。そして、加熱素子26は、接点22とバイメタル素子34との間の電気的接触を介さずに、図3Aに示すように、ネジ20の頭部37と中央リベット30の頂部31との間の電気的接触によりエネルギー付与され続ける。これにより、加熱素子26の接地側とネジ20の頭部37との間の、したがってシェル11への、これによりソケットシェル220への電気的連続性を確保する。
以下で詳述するように、ライターユニットの内側の温度が安全温度を超えて増加する場合、特に、加熱素子26にエネルギーを付与し続けるこの機能を使用しすぎた場合、ライターユニット10内にある機能が設けられており、この機能は、電気的短絡回路を提供し、タバコライターソケット200に電力を供給する電気回路にあるヒューズを飛ばし、これにより、ソケット内のタバコライター構成部材またはソケットへの配線が火災の原因となることや溶融する危険性を抑制する。
図4は、第2実施形態のタバコライターを斜視図で示す。第2実施形態は、2部品式のノブを備え、このノブは、押込部分14A及び襟部14Bと、本明細書で説明する新規のソケット(図14参照)内に受けられるシリンダ状シェル11Aと、を備える。
図5を参照すると、図4のライターは、断面図で示されており、非エネルギー付与位置にある。ノブ14は、外側部分14A内に受けられた入れ子式のノブ部分14Bを備え、このノブ部分は、ユーザによって作動され、コイルバネ16の付勢に抗して図5に示す位置に保持される。
図5のタバコライターは、バイメタル素子34、シャフト18及び接点22を有する。シャフト18及び接点22は、外側シェル11Aとスライド式に電気的に接触している部分36と電気的に接触している。
タバコライターの先端部には、導電性のシリンダ状金属接点/コイル保持体28Aが設けられている。接点28Aは、キャップ29内に受けられる。加熱素子26は、図1の実施形態のように螺旋状をなし、後述するように、その外周部は、接点28Aと電気的に接触する。キャップ29は、同様に、金属などの導電性材料で形成されている。
図6は、加熱素子組立体を斜視図で示しており、絶縁体35に受けられたバイメタル接点34を示す。絶縁体35は、外側シェル11Aと接触する接地保持体38と同心状に位置する。接地保持体38は、絶縁体40(図5)によって、バイメタル接点34及び中央リベット30から、同様にキャップ29から絶縁されている。
図7は、加熱素子組立体の底面斜視図を示しており、接地保持体38、シリンダ状接点28A及びキャップ29を示す。接地保持体38とキャップ29との間には、絶縁体40が配設されている。さらに、キャップ29の上方には、熱的バイメタル保護体41が配設されており、この熱的バイメタル保護体は、後述するように、電気タバコライターを過熱から保護するように設計されている。
図7及び図8に示すように、加熱素子26は、螺旋状に巻回されており、接点28Aとキャップ29との間に受けられる外側端部26Aを有する。加熱素子26の外端部または尾部26Aは、図8に示すように、接点28Aに設けられた円状溝部42内で捕捉されている。尾部26Aは、接点28Aとキャップ29との間で捕捉されており、所定位置でしっかりと保持され、接点28Aとの電気的接触を形成する。尾部26Aは、図8に示すように、接点28Aに設けられたスロット44を通して円状溝部42内に受けられる。キャップ29には、同様に、図6における位置合わせ溝部43が設けられており、尾部26Aをしっかりと捕捉し、良好な電気的接触を確保する。
加熱素子26の内端部は、図7に示すように、例えばスウェージ加工する(swaging)ことによって、加熱素子組立体の中央において中央リベット30の端部に設けられたスロット30A内にしっかりと嵌合されている。
図5Aは、エネルギー付与状態にあるタバコライターを示す。電流は、シリンダ状接点28Aから加熱素子26を通ってリベット30へ、クリップ34へ、そこから環状接点22へ、シャフト18へ、そして、部材36を通ってシェル壁部11Aへ、そこからソケット壁部へ、地帰路へ流れる。バイメタル接点34が適切な温度に対応する所定温度に達してタバコを点火することを可能とすると、クリップ34の端部は、回路を遮断するのに十分に外方に曲がり、バネ16は、環状接点22を後退させる。
上述のように、同様に、図5、図6及び図7に示すように、バイメタル熱保護体41が設けられており、このバイメタル熱保護体は、加熱素子26の過熱に起因して加熱素子の温度が所定の安全温度を超える場合に、外方に曲がる。これが発生する場合、バイメタル熱保護体41は、径方向外側に曲がり、外側シェル11Aと接触し、接地への短絡回路を引き起こし、ソケットへの供給ラインにあるヒューズを飛ばし、これにより、加熱素子26のエネルギー付与を停止し、火災の原因となる危険性を抑制する。保護体41は、キャップ29及び接点28Aと電気的に接触する。
図9は、本発明にかかるタバコライターを示し、このタバコライターは、代替実施形態のコイル保持体を用いる。この実施形態において、全折返型(full rollover)のコイル保持体を用いる。
このコイル保持体のデザインは、米国特許第4,007,353号明細書及び米国特許第4,045,865号明細書に含まれる開示と同様である。
特に、図9における実施形態のタバコライターは、そのソケットに挿入されて示されている。特に、この実施形態における差異は、どのように加熱素子26をコイル保持体内で保持するかに関する。
図9に示す実施形態において、全折返型のコイル保持体27を使用する。詳細を図9Aに示す。同様に、図9に示す実施形態において、コイル保持体キャップ28AAは、図5の接点28Aと同様に、タバコライターの正極側接点として機能する。コイル保持体キャップ28AAは、点28AAAにおいて示すように、段階的に縮径している。図9Aに示す実施形態において、コイル保持体キャップ28Aは、段階的に縮径していないが、円周ビード28AAAAは、コイル保持体キャップ28A、28AAに対して全折返型のコイル保持体27を保持させる。
代替実施形態は、円周ビード28AAAAを局所的な複数のディンプル28ABA(図9AA参照)で置換している。
この実施形態の加熱素子組立体において、加熱素子26は、折り返されたコイル保持体27によって所定位置で保持される。これは、図9Aにおいて詳細に示される。特に、加熱素子の尾部26Aは、図9A及び図9Bに示すように、製造工程中において、コイル保持体27内に受けられる。加熱素子26は、コイル保持体27内に挿入されており、製造工程中において、縁部は、図9Cに示すように、折り返され、加熱素子の尾部26Aを保持し、これにより、しっかりとした電気的なかつ機械的な接続をもたらす。図9Dは、コイル保持体27がそれを囲むように折り返されたときにどのように加熱素子の尾部26Aを捕捉するかを示す。図9の実施形態は、コイル保持体がコイル保持体の全周に沿って折り返されているので、全折返型のコイル保持体と称する。
図9Eから図9Iは、製造工程のさらなる詳細を示す。コイル保持体27の縁部を折り返した後、図9E及び図9Fに示すように、リベット30を挿入する。加熱素子の中央端子26Bは、リベット30のスロット30Aにスウェージ加工されており、リベット30に対してそれをしっかりと機械的にかつ電気的に固定する。図9Fは、加熱素子26及びコイル保持体27に組み付けられたリベットを示す。そして、図9Gに示すように、コイル保持体キャップ28Aは、ソケットの正極側の電気的接点として機能し、コイル保持体キャップ28とリベット30の肩部30Bとの間に設けられた絶縁体37と共にリベットに組み付けられる。正極側接点として機能するコイル保持体キャップ28Aとコイル保持体27に電気的に係合されるものとの間には、電気的絶縁を設けなければならない。
図9Hは、段階的に縮径するコイル保持体キャップ28AAを有する代替実施形態を示しており、点28AAAにある縮径部を示す。図9Iは、縮径する実施形態を断面図で示す。
図9J及び図9Kは、コイル保持体27をコイル保持体キャップ接点28A内でしっかりと保持することを確実にする代替方法を示す。一実施形態において、図9Jに示すように、3つの局所的なスナップタブ35Aは、コイル保持体キャップ28A回りに角度的に間隔をあけて設けられている。例えば、これらは、等角度間隔をあけている。3つのタブを示しているが、より少ないまたはより多い数を用いてもよい。
図9Kは、代替実施形態を示しており、湾曲タブ35Bを示す。複数のタブは、コイル保持体キャップ28A回りに角度的に間隔をあけて用いられている。より少ないまたはより多い数を用いてもよい。
図10は、本発明にかかるタバコライター(ソケット内に示す)内にある代替実施形態の加熱素子組立体を示す。この実施形態において、部分折返型のコイル保持体27Aを使用する。この実施形態において、図10A及び図10AAにおいて詳細に示すように、コイル保持体27Aは、コイル保持体27Aの外周部の所定角度領域のみにおいて折返部を使用している。この実施形態において、特に図10AAで詳細に、特に図10Bから図10Dでさらに詳細に示すように、加熱素子26は、図10Bに示すように、リベット30に取り付けられている。そして、図10Dに示すように、加熱素子の尾部26Aは、コイル保持体28AB内に挿入され、このコイル保持体は、一体型のコイル保持体及びタバコライターの正極側接点として機能する。加熱素子26は、部分折返領域27Aに位置合わせされており、または、部分折返領域27A内に挿入されており、この部分折返領域は、その後、圧着されて加熱素子26の尾部26Aに対するしっかりとした電気的接触をもたらす。このため、この実施形態において、コイル保持体27全体を折り返すまたは圧着する必要はない。述べたように、この実施形態において、コイル保持体27及び接点28ABは、単一の一体型の構成部材を形成する。そして、図10Fに示すように、コイル保持体28AB内で保持されてリベット30に固定された加熱素子26を備える加熱素子組立体は、図9の実施形態のように、それらの間に絶縁体37があるリベット30を用いてコイル保持体キャップ29に取り付けられる。そして、キャップ29とコイル保持体28ABとの間の係合を確実にするため、ビード42は、キャップ29内に巻かれており、キャップ29をコイル保持体28ABにしっかりと係合させる。図10G及び図10H参照。
図11は、さらなる実施形態の熱保護バイメタル接点を示し、ここでは、この接点を符号41Aで特定する。
図11において、バイメタル41Aは、ノブ14に向けて上方を向いている。動作温度が非安全温度まで増加する場合、バイメタル41Aは、径方向外側に曲がり、接地保持体38との電気的接触を形成し、これは、タバコライターへの電力を除去する短絡回路をもたらし、このため、火災の原因となることを防止する。
代替実施形態において、図12に示すように、熱保護バイメタルを符号41Bで示す。この実施形態において、バイメタル41Bは、図12に示すように、断面U字状をなしており、径方向外側に曲がって接地保持体38との接触を形成し、このため、ヒューズを飛ばすための短絡回路を形成し、タバコライターへの電源供給を除去する。
図11及び図12において接点28Aを用いていることに留意されたい。しかしながら、図1から図3の接点/シールド28を採用してもよい。
図5に示す熱保護バイメタルの詳細図を図13に示す。この実施形態において、バイメタル41は、先端側を向き、外方に曲がっており、外側シェル11Aと電気的に係合して過電流時に短絡回路をもたらし、タバコライターに電力を供給するヒューズを飛ばして火災の原因となることを防止する。
図13Aは、代替のかつ現在好ましい実施形態の熱保護バイメタル素子を示す。他の実施形態として、この素子は、加熱素子からの過剰な熱移送からの熱保護をもたらし、ソケット内の配置と比較して加熱ユニット内に位置する。
図13Aを参照すると、1以上の作動ビーム41Dを形成する切欠部41CCを有する円形のバイメタルディスク41Cは、コイル保持体キャップ29と密接して配置されている。ロック孔部41Eは、セラミックの絶縁体35のロックピン35Aと位置合わせして非対称に位置付けられており、バイメタルディスク41Cの低膨張側を正確に方向付けることを確実にする。正確に方向付けないと、ディスクがコイル保持体キャップ29の外周に対して同心でなくなることを招き、このため、その後の組み立て段階への組み立てに問題を引き起こす。この同心でないことは、組み立て中に明確であり、このため、このような不正確な組み立てを防止する。
絶縁隔離ディスク40Aは、バイメタルの片持梁41Dが反ることを可能とする対応する切欠部40Bを有し、ロック孔部40Eを有しており、熱保護バイメタルディスク41Cと位置合わせされ、過剰な熱に晒されると作動ビーム41Dが反って接地保持体38に短絡することを可能とする。
隔離ディスク40Aは、電気的な隔離と、バイメタルディスク41Cと接地保持体38との間にあるギャップ及び加熱素子の温度を効果的に決定する距離を制御するための手段と、を提供し、この温度において、バイメタルディスクがグラウンドに短絡し、ライン内のヒューズが開放するまで電流が増加する。
図13Aから図13Fの実施形態は、ギャップを制御する単純かつ正確な方法を紹介しており、このギャップを通して、バイメタルビーム41Dは、短絡して電気回路を接地させるように移動する。従来技術は、このギャップを制御するための関連する許容誤差を有する2以上の寸法特徴を提供する。
従来技術とは異なり、この実施形態は、対応して温度が変化するバイメタルディスク41Cの均一な温度を維持する一方で、コイル保持体キャップ29は、温度が増加する。従来技術は、結果として、対流熱によって冷却されるバイメタル部材のセクションをもたらし、その結果、昇温が存在することに起因して部材が反る前に、バイメタル部材にわたる熱勾配をもたらす。これは、信頼できない動作を引き起こす。
非対称なロックピン35Aと位置合わせして、コイル保持体キャップ29(29E)に、熱保護ディスク41C(41E)に、隔離ディスク40A(40E)に、及び、接地保持体38(39E)に、非対称のロック孔部を位置付けることにより、バイメタルディスク41Cの低膨張側の方向付けを視覚的に確認することがもたらされる。そして、バイメタルディスクの低膨張側を正確に方向付けない場合、ディスクの外周は、コイル保持体キャップの外周の包絡線を超えて突出し、これにより、灰ガードに後続して組み立てることを防止する。このため、ディスク41Cを正確に方向付けないか、すなわち高熱膨張側が下方ではなく上方を向いているかが明らかである。
図1の実施形態にかかるタバコライターとは対照的に、図5の実施形態は、正極供給側タバコライターの電気接点、すなわち、シリンダ状接点28Aを利用する。図1の実施形態において、正極供給接点は、従来のタイプである、すなわち、接点/シールド部材28は、ソケットの正極接点に接触する。この従来の設計とは対照的に、図5に示す実施形態において、新規の設計の接点28Aは、シリンダ状デザインからなり、この接点は、後述する新規のかつ改良したソケット接点と接触する。新規の接点28Aは、接点28Aと加熱素子26との間の安定した低い接触抵抗の電気接続を提供することによって、また、自己クリーニング(スライド式接触)能力を提供してソケット接点との間に電気アークが形成されることを最小化することによって、電流の取り扱い能力を改善する。
本明細書の記載の電気タバコライターは、バイメタル素子がソケットに配置されている従来の設計に対してバイメタル素子34がライターユニット内に配置されているので、タバコライターの電源を入れるための手段であって外力から保護されている手段を提供する。
本発明にかかる電気タバコライターは、バイメタル素子34を加熱素子に近接近して配置し、伝導、対流及び放射による加熱素子からバイメタル素子への熱移送を可能とすることによって、加熱素子の熱制御を改善する。
本発明にかかる電気タバコライターは、連続給電機能を提供し、この連続給電機能は、電流を遮断するようなバイメタル接点34が接点22から分離した後にも連続的な電流を可能とし、連続的な熱供給ではあるがタバコライターの適切な熱保護を確実にすることを可能とする。この機能は、作動ノブ14を連続的に押下すると作動され、ネジ20の頭部をリベット30の頭部31と接触することを可能とする。
タバコライターのシリンダ状電気接点28Aは、接触素子28Aの内径部に対してソケットからの電気的接触を形成することを可能とする。これにより、自己洗浄スライド動作するための能力が提供され、この自己洗浄スライド動作は、従来技術の設計において見られた電気アークによる潜在的な有害な影響を低減する。これを達成するため、後述する新規なソケット接点を使用する。
電気タバコライターは、加熱素子26とコイル保持体/接点28Aとの間に低接触抵抗を有する安定した電気接点を提供する。さらに、新規な接点28Aは、受動的な移動しない灰ガードとして機能し、この灰ガードは、従来技術の灰ガードの設計にある移動部分に関する関連する機能的な問題すべてを排除する。
さらに、本願のタバコライターは、熱保護バイメタルデバイスをライターユニット自体内に配置することによって、タバコライターの加熱ユニット及びソケットの熱保護を提供する。本発明にかかるタバコライターは、従来のソケット内への配置とは対照的に、熱保護デバイスをライターユニット内に配設することによって、商業的な利点を達成する。熱保護は、所定温度に達したときに加熱素子への給電を取り除いて安全上の問題を防止するために必要である。熱保護素子を加熱素子内に配置することにより、オリジナルの機器製造者は、ユニバーサルな電源ソケットを提供することが可能となり、この電源ソケットは、熱保護に関連する追加のコストを発生させない。
図14は、図5に示すタバコライターに、及び、例えば電気タバコ、ラップトップコンピュータなどの他の電気アクセサリデバイスに、給電するために使用されるユニバーサル電源ソケットを示す。
従来、車両の電源ソケットは、いくつかのデザインからなっている。一デザインにおいて、バイメタル素子は、ソケット内に挿入することを意図しているタバコライターと共に使用するためのソケット内に設けられている。別のデザインにおいて、ソケットは、バイメタル素子を有していない。その替わりに、中心に配置された正極側車両電源供給接続が設けられており、これは、電気プラグにあるバネ負荷式接点と接触するように構成されている。タバコライターと共に使用するように構成された別の設計において、バイメタル素子は、タバコライター内に組み込まれており、正極側供給ソケット接点は、ライターの正極側供給接点と係合する。特許文献1及び2参照。これら設計全てにおいて、接地接続は、ソケットのシェルによってもたらされる。
これら設計の問題点は、中央のまたは正極の接点との接触が不十分である場合があることである。しばしば、これらソケットを使用する従来技術のプラグは、バネ負荷式中央接点を有し、この中央接点は、バネ力の作用を介してソケットの中央接点と係合し、電気的接触を維持する。同様に、上記2つの特許文献におけるライターは、正極側電気接点に関してバネ接触に依存している。しかしながら、これらは、電気的接触が不十分となる。
従来技術の電気アクセサリプラグ300の一例を図37に示す。この設計は、ソケットのシェルと電気的に接触するために、バネ負荷式湾曲接地接点310を使用している。中央のバネ負荷式正極接点320は、正極側のソケット接点と接触するために設けられている。しばしば、電気的接触を最初に形成するまたは電気的接触を取り除くと、正極接点は、アークを発生させ、結果として接点への損傷を招き、これは、より抵抗の高い電気的接続を形成させる。本発明のソケットは、これらの影響を排除する。
同時に、本発明にかかるソケットは、図37に示す従来技術のアクセサリプラグ300とも使用されるので、ユニバーサルソケットである。
図14を参照すると、本発明にかかる電源ソケットが示される。この実施形態において、ソケットは、ソケットウェル400と電気接続部分405とを備え、この電気接続部分は、車両の電源供給部に接続するための電気端子412(図36)及び414が設けられた絶縁本体410を備える。端子414は、中央リベット416に電気的に接続されている。リベット416は、ソケットシェル400内で上側絶縁体418を同心状に保持する。このため、リベットは、シェル400から絶縁される。電気接点プレート422は、リベット416と電気的に接続されており、絶縁体418と追加の下側絶縁体420との間で固定されている。電気接点プレート422は、図16及び図17に示すように、複数の径方向及び基端側を向く接触素子422Aを有する。下側絶縁体420は、接点プレート422をシェル400から絶縁する。
図16を参照すると、電気接点プレート422が示される。電気接点プレートは、複数の、図示の実施形態では3つの、スライドするバネ負荷式電気接点422Aを有し、この電気接点422Aは、図5のタバコライターのコイル保持体/接触素子28Aの内面と後述するアクセサリプラグとに電気的に接触するように構成されており、このアクセサリプラグは、自動車で使用される電気/電子アクセサリデバイスに給電するために使用される。図16は、電気接点プレートを頂部斜視図で示す。図17は、電気接点プレート422を底部斜視図で示す。電気接点プレート422は、接触素子の中央開口部423を通って延在するリベット416によって所定位置に保持されている。中央開口部423は、リベット416への良好な電気的接触を確実にするために把持面421を有する。
図18及び図19は、上側絶縁体418の頂部及び底部斜視図を示す。
上側絶縁体418は、複数の位置合せ凹所424を有する。上側絶縁体418及び下側絶縁体420は、ソケットウェル400からの接点プレート422及びリベット416の電気的絶縁をもたらす。
下側絶縁体420は、図20及び図21において頂面図及び底面図でそれぞれ示される。下側絶縁体は、上側絶縁体418の位置合せ凹所424に受けられる複数の位置合せ突出部425を有する。下側絶縁体420は、ソケットウェル400からの接点プレート422及びリベット416の電気的絶縁をもたらす。位置合せ突出部425は、接点プレート422及び上側絶縁体418に対して指標付けさせる。下側絶縁体420は、内径部及び外径部を有する案内肩部426を有する。案内肩部の外径部及び内径部は、ウェル400への接点プレート422の同心性を制御する。
図22は、接点組立体を示す底部分解図であり、この接点組立体は、リベット416、上側絶縁体418、接点プレート422及び下側絶縁体420を有する。図23は、組み立て後の接点組立体を示す底部斜視図である。リベット416は、接点組立体をソケット絶縁体410に対して保持し、ウェル400の底部は、下側絶縁体420とソケット絶縁体410との間に固定されている。図14参照。
図24から図28は、別の接点組立体の構造を示す。この構造において、電気接点プレート422Aは、複数のバネ負荷式接点突出部422Bを有し、これら接点突出部は、絶縁体418の開口部を通して突出し、図5に示す接触素子28Aの内径部と接触する。下側絶縁体を符号420Aで示す。
別の実施形態を図29から図31に示す。この実施形態において、接点プレート422Bは、図5に示す接点28Aの内径部と接触する2つの対向する接点422BAを有する。この設計では、単一の絶縁体418Bを使用する。
図33A、図34A及び図34Bを含む図32から図34は、さらなる実施形態を示しており、2つの接触素子を有する接点プレート433Cを使用する。この実施形態において、絶縁体を参照符号418Cで示す。
これら実施形態すべてに共通することは、電気接点プレート422、422A、422B及び422Cが接点ボタンを有することであり、この接点ボタンは、図5に示すように、擦るまたはスライドする作用によって、バネ負荷されて接点28Aの内面と接触し、これにより、接点の自己洗浄をもたらしており、これは、十分な導電性を妨げるアーク形成を低くしかつ堆積を少なくする。
図35及び図36は、さらに別の実施形態を示す。この実施形態において、接点プレート422Dは、上方に延在し、そして下方に曲がる指部を有し、そのため、下方に曲がる部分は、アクセサリプラグまたはタバコライターを挿入したときに指部が接点28Aの内面に接して擦ると曲がる。
このため、ユニバーサル電源ソケットは、図5に関連して説明したタバコライターに給電するために使用され、同様に、電気アクセサリデバイスと共に使用される。そのため、本発明にかかる電源ソケットは、タバコライターとは独立した機能を有する。電源ソケットが本明細書において図5に関連して説明したタバコライターに給電するために使用されるが、電源ソケットは、他の電気及び電子アクセサリデバイスと共に使用されてもよく、これらアクセサリデバイスは、ソケットと互換性のある電気アクセサリプラグを使用する。
上述のように、本明細書で説明したユニバーサル電気ソケットは、ユニバーサル電気ソケットと連動する電気プラグを用いて、アクセサリデバイスに給電する。同様に、本発明の電気ソケットは、上述しかつ図37に示すように、商業的に入手可能なプラグと連動する。図37に示す商業的に入手可能な電気アクセサリプラグは、バネ作動する正極接点320が給電出口リベット416と電気的に接触するまで、ユニバーサル電源ソケット内へスライド式に受けられる。1以上の接地接点バネ310は、ウェルへの帰地回路を完結する。
図38は、どのように従来技術の電気アクセサリプラグが本発明にかかるユニバーサルソケットと接触するかを示す。図示のように、バネ負荷式正極接点320は、リベット416の頭部と係合し、車両電源供給部の正極側に接続する。バネ負荷式接地接点310は、ソケットウェル400と係合し、電気回路帰地を完結する。図示のように、電気接点422は、従来技術の電気アクセサリ部品と共に使用される。
図39は、本発明にかかるアクセサリプラグを示しており、このアクセサリプラグは、本発明にかかるユニバーサル電源ソケットと共に使用される。ケーブル430は、給電式の電気/電子デバイスに至る。プラグは、符号500で示されており、ユニバーサルソケットのウェル400内へ挿入される。アクセサリプラグは、図5のタバコライターに示す電気接点28Aのようなシリンダ状接点28Aを有し、ユニバーサルソケットの接点プレート422のボタンと接触させる。これは、バネ負荷式接地接点310を使用して、接地側接続を形成する。
図40及び図41は、図5のタバコライターを示しており、このタバコライターは、スタンバイ位置(図40)と電源オン位置(図41)との間でユニバーサル電源ソケット内にスライド式に受けられている。シリンダ状接点28Aは、接点プレート422の接点指部と接触し、正極側の車両電源供給部をタバコライターに提供する。図40及び図41に示す他の構成部材全ては、図5及び図14に示す構成部材と同様の参照符号を有する。
本発明にかかるユニバーサル電源ソケットは、従来技術よりも高い電流レベルをアクセサリデバイスに伝達する。
本発明にかかるソケットは、アクセサリデバイスのためのプラグまたは新規のシリンダ状接点を有するタバコライターをソケット内へ挿入すると、電源ソケットの正極側接点に対して擦る動作を提供する。これは、従来技術のデバイスの問題、すなわち、アクセサリプラグまたはタバコライターの加熱ユニットが給電を形成して遮断するときにおいてソケット及びプラグの正極側の接点にアークを形成すること、を解消する。
本発明にかかる電源ソケットは、プラグまたはタバコライターの接点28Aへの径方向の摩擦を提供する1以上の追加の電気接点によって、電気アクセサリデバイスに関するプラグのソケット内における保持を改善する。
本発明にかかる電源ソケットのシリンダ状接点28Aは、移動しない受動的な保護体を提供し、タバコ製品からの灰が加熱素子の全体的な周辺から分散することを防止する。
ソケットの正極側接点を配置し、それにより、正極側接点がライター/プラグのシリンダ状接点28Aの内面と電気的に係合することによって、洗浄作用が提供され、電気的なアーク形成の影響を低減する。さらに、正極側接点をソケットの中心から径方向に配設することによって、ソケット内に挿入されるタバコライターの加熱ユニットからの放射及び対流による熱移送から正極側接点を熱的に隔離することを補助する。
また、ユニバーサルソケットは、バネ負荷式中央接点(図37)を使用する既知の電気プラグと完全に互換性があり、正極接点422は、従来技術のアクセサリプラグ(図38)からの損傷に対して保護される。
本発明にかかるユニバーサル電源ソケットの重大な利点は、単純な構造のユニバーサル電源ソケットを提供することであり、このユニバーサル電源ソケットは、電気アクセサリデバイス及び補修部品市場のタバコライターユニットの双方と共に使用可能である。さらに、ユニバーサルソケット内に熱保護のバイメタル素子を配置する必要がない。その替わりに、タバコライターソケットに関して一般的には必須であるバイメタル保護デバイスは、ここで、タバコライター自体に配置されており、これにより、コストを低減する。
本発明は、同様に、アクセサリプラグを提供しており、このプラグは、プラグが電源ソケットに給電するまたは給電を遮断するときのアーク形成による有害な影響を低減する。アクセサリプラグは、高レベルの電流引き込みを可能とし、従来技術の軸方向でバネ負荷式デバイスよりもソケット内における良好な保持を提供する。
本発明をその特有に実施形態に関して説明したが、さまざまな他の変形及び改良並びに他の用途は、当業者に明らかである。したがって、好ましいことは、本発明が明細書の具体的な開示に限定されず、添付の特許請求の範囲に限定されることである。