KR20140053351A - 전기 시가 라이터, 범용 파워 소켓 및 악세사리 플러그 - Google Patents

Abstract

소켓에 수용되는 전기 플러그를 갖는 전기/전자 악세사리 장치를 작동시키기 위한 전기 소켓은 전기/전자 장치의 전기 플러그를 미끄럼 가능하게 수용하기 위한 전기적으로 도전성인 소켓 웰; 소켓 웰 상에서 말단에 배치되며 또한 그 말단에서 소켓 웰에 조여지는 절연자를 포함하며 차량 전원에 접속하기 위해 적어도 2개의 전기 단자를 갖는 전기 커넥터 부분; 상기 소켓 웰의 말단 단부에 배치되며 상기 소켓 웰의 중심으로부터 방사 방향으로 그리고 기부로 연장되며 또한 상기 전기 커넥터 부분의 상기 제1 전기 단자에 전기적으로 결합되는 복수의 제1 전기 접점; 및 상기 소켓 웰에 전기적으로 접속되는 상기 전기 커넥터 부분에 제2 전기 단자를 포함한다.

Description

전기 시가 라이터, 범용 파워 소켓 및 악세사리 플러그{ELECTRIC CIGAR LIGHTER, UNIVERSAL POWER SOCKET AND ACCESSORY PLUG}

본 발명은 전기적으로 작동되는 장치(divice)에 범용(universal) 전기 소켓으로부터 전원이 공급되는 것을 허용하기 위해, 예를 들어 자동차용 범용 전기 파워 소켓(power socket) 뿐만 아니라, 예를 들어 자동차용 전기 시가(cigar) 라이터(lighter)에 관한 것이다. 또한, 전기 소켓은 본 발명의 전기 시가 라이터와 함께 사용되는 것을 허용한다. 더욱이, 본 발명은 범용 전기 소켓에 사용될 수 있는 악세사리 전기 플러그에 관한 것이다.

현대의 차량은 흡연 습관을 감소시키기 위한 노력으로 점차적으로 궐련(cigarette)/시가 라이터가 없는 표준 형태로 공급되고 있다. 또한, 현대의 차량은, 예를 들어 전자 장치를 위한 충전기(charger), 컴퓨터, 비디오 플레이어 및 다른 형태의 다양한 전자 장치(equipment)를 위한 현대의 전자 장치를 작동시키기 위해 점차적으로 전기 파워 소켓이 장착되고 있다.

과거에, 시가 라이터가 차량의 표준 장치이었을 때, 라이터는 차량의 전기 소켓에 플러깅했다. 전형적으로, 전기 소켓이 삽입되었을 때, 시가 라이터가 라이터를 작동시키도록 결합되고 또한 이것이 작동 온도에 도달하였을 때, 시가 라이터를 작동 정지(deenergize)시키는 바이메탈 요소를 포함하였다. 바이메탈 요소를 소켓에 배치함으로써, 라이터는 기본적으로 노브(knob), 가열 요소, 요구되는 전기 및 열 절연(insulating) 요소를 가진 스프링을 포함하여 더욱 간단하게 제조되었다.

차량에는 이제 표준 장치로서 라이터가 공급되지 않으며, 차량의 전기 소켓에는 더 이상 바이메탈 분리 요소가 설치되어 있지 않다. 따라서, 바이메탈 요소는 라이터 유니트 자체로 바뀌었다. 예를 들어, 매티스(Mattis)에 허여된 미국 특허 제6,740,850호 및 유럽 특허출원 제09004224.3호를 참조하기 바란다.

그러나, 이들 구조는 신뢰성 있는 작동을 가능하게 하기 위해 포함된 높은 전류에서 적절한 전기 접촉을 달성하는 것과 관련된 단점과, 노브의 적절한 열 보호 및 바이메탈 요소로의 적절한 열전달을 제공하는 것과 관련된 단점에 직면하였다.

또한, 바이메탈 요소가 더 이상 소켓에 존재하지 않기 때문에, 종래 기술의 소켓에 사용된 종래 기술의 플러그가 사용되는 것을 여전히 허용하는 휴대용 전기/전자 장치뿐만 아니라 두 라이터를 작동시키기 위해 개선된 전기 접촉을 제공하는 개선된 전기 소켓을 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 전기/전자 장치를 작동시키기 위해 소켓 내로 플러깅될 수 있는 개선된 악세사리 전기 플러그를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 위의 문제점에 접근한다.

일 양태(aspect)에 따라, 본 발명은 시가 라이터의 가열 요소를 작동시키기 위해 전기 소켓에 수용되도록 구성된 시가 라이터를 포함하며, 상기 시가 라이터는 소켓의 슬리브와 전기적 및 기계적 접촉하도록 구성된 전기적으로 도전성인 본체 외피(shell); 압축 스프링의 편의(bias)에 대해 그 내부에서의 신축적인 운동을 위해 본체 외피에 수용되는 사용자가 작동하는 노브; 본체 외피의 말단 단부에 배치된 전기 가열 요소; 본체 외피로부터 전기적으로 절연된 파스너(fastener)에 의해 제 위치에 지지되며 또한 가열 요소의 제2 단자와 전기 통신하는 제1 바이메탈 요소; 사용자가 작동하는 노브와의 운동을 위해 배치된 가동형 전기 접점을 포함하며, 상기 전기 가열 요소는 전기 가열 요소의 주변의 둘레에 배치되며 또한 전기 소켓의 전기 접점과 전기 접촉하도록 구성된 제1 전기 접점 요소와 전기 접촉하는 제1 전기 단자(terminal)를 가지며, 상기 전기 가열 요소는 본체 외피에 대해 실질적으로 중심에 위치된 제2 전기 단자를 가지며, 상기 제2 전기 단자는 중심에 배치된 파스너와 전기 접촉하며, 상기 바이메탈 요소는 기부로(proximally) 연장되는 적어도 2개의 결합 클립(clip)을 포함하며, 상기 가동형 전기 접점은 본체 외피와 전기 통신하며, 상기 가동형 전기 접점은 제1 및 제2 위치를 가지며, 그에 따라 제1 위치에서 노브가 기부로 연장될 때, 가동형 전기 접점은 가열 요소가 작동되지 않도록 바이메탈 결합 클립과 전기 결합하지 않으며, 또한 제2 위치에서 노브가 말단으로(distally) 이동될 때, 상기 가열 요소를 작동-정지시키기 위해 상기 바이메탈 클립이 상기 바이메탈 결합 클립으로부터 상기 가동형 전기 접점을 해제하도록 굴곡되며 또한 상기 노브가 상기 스프링의 편의로 인해 기부로 이동하는 것을 허용하는 미리 결정된 제1 온도에 도달될 때까지, 가동형 전기 접점이 결합되며 전원으로 가열 요소를 작동시키기 위해 상기 바이메탈 결합 클립에 의해 제 위치에 유지된다.

다른 양태에 따라, 본 발명은 소켓에 수용되는 전기 플러그를 갖는 전기/전자 악세사리 장치를 작동시키기 위한 전기 소켓을 포함하며, 상기 전기 소켓은 전기/전자 장치의 전기 플러그를 미끄럼 가능하게 수용하기 위한 전기적으로 도전성인 소켓 웰(well); 소켓 웰 상에서 말단에 배치되며 또한 그 말단 단부에서 소켓 웰에 고정되는 절연자(insulator)를 포함하며 또한 차량 전원(electrical power source)에 연결하기 위해 적어도 2개의 전기 단자를 갖는 전기 커넥터 부분; 상기 소켓 웰의 말단 단부에 배치되며 또한 상기 웰의 중심으로부터 방사 방향으로 그리고 기부로 연장되며 또한 상기 전기 커넥터 부분의 상기 전기 단자에 전기적으로 연결되는 복수의 제1 전기 접점; 상기 소켓 웰에 전기적으로 연결되는 상기 전기 커넥터 부분의 제2 전기 단자를 포함하며, 상기 복수의 제1 전기 접점은 상기 전기 플러그의 중공의(hollow) 원통형 전기 접점의 내주면과 미끄럼 가능하게 전기적으로 결합하도록 구성된다.

또 다른 양태에 따라, 본 발명은 전기 소켓의 전기적으로 도전성인 웰과 미끄럼 가능하게 전기적으로 결합하기 위해 방사 방향으로 지향되는 적어도 하나의 스프링 부하식(loaded) 전기 접점을 포함하는 하우징을 갖는 플러그 본체; 및 상기 하우징으로부터 절연되며 또한 그 내주면 상에서 상기 전기 소켓의 웰에 절연되는 형태로 배치된 방사 방향으로 지향된 접점과 미끄럼 접촉하도록 구성된 전기적으로 도전성인 실린더(cylinder)를 포함하는 전기 악세사리 플러그를 포함한다.

다른 양태에 따라, 본 발명은 시가 라이터를 위한 가열 조립체를 포함하며, 상기 가열 조립체는 원통형 본체와 전기 접촉하는 제1 전기 단자를 갖는 전기 가열 요소를 구비한 원통형 본체를 포함하며, 상기 원통형 본체는 전기 가열 요소의 주변의 둘레에 배치되며 또한 전기 소켓의 제1 전기 접점과 전기 접촉하도록 구성되며, 상기 전기 가열 요소는 원통형 본체에 대해 실질적으로 중심에 위치된 제2 전기 단자를 가지며, 상기 제2 전기 단자는 중심에 배치된 파스너와 전기 접촉하며, 또한 상기 가열 요소는 나선의 외측 상에 배치된 제1 전기 단자를 갖는 나선의 형태이며, 상기 제1 전기 단자는 상기 원통형 본체의 슬롯(slot)을 통해 수용되며 그에 의해 상기 원통형 본체와 전기적으로 결합하며, 상기 제2 전기 단자는 상기 나선의 내측에 배치되며 또한 상기 중심에 배치된 파스너와 전기적으로 결합하며, 또한 상기 원통형 본체의 외측에 배치되어 상기 원통형 본체의 적어도 일부를 둘러싸며 또한 상기 가열 요소의 상기 제1 전기 단자를 상기 캡과 상기 원통형 본체의 외주 사이에 고정하는 동심(concentric) 캡(cap)을 더 포함한다.

또 다른 양태에 따라, 본 발명은 시가 라이터의 가열 요소를 작동시키기 위해 전기 소켓에 수용되도록 구성된 시가 라이터를 포함하며, 상기 시가 라이터는 소켓의 슬리브와 전기적 및 기계적 접촉하도록 구성된 전기적으로 도전성인 본체 외피; 압축 스프링의 편의에 대한 운동을 위해 본체 외피에 부착된 사용자가 작동하는 노브; 본체 외피의 말단 단부에 배치된 전기 가열 요소를 포함하며, 상기 전기 가열 요소는 전기 가열 요소의 주변의 둘레에 배치되고 또한 전기 소켓의 제1 전기 접점과 전기 접촉하도록 구성된 제1 전기 접점 요소와 전기 접촉하는 제1 전기 단자를 가지며, 상기 전기 가열 요소는 시가 또는 궐련의 점화(ignition)를 허용하기 위해 미리 결정된 제1 온도에 도달하도록 제어되며, 상기 전기 가열 요소는 본체 외피에 대해 실질적으로 중심에 위치된 제2 전기 단자를 가지며, 상기 제2 전기 단자는 중심에 배치된 파스너와 전기 접촉하며; 안전 위험을 피하기 위해 상기 가열 요소의 온도가 미리 결정된 제1 온도보다 더 높은 미리 한정된 제2 온도에 도달하는 경우, 상기 본체 외피 또는 상기 본체 외피와 전기 통신하는 일부와 전기적으로 접촉하기 위해 제1 전기 접점 요소와 전기 접촉하는 열(thermal) 보호 바이메탈 요소를 더 포함한다.

또 다른 양태에 따라, 본 발명은 시가 라이터의 가열 요소를 작동시키기 위해 전기 소켓에 수용되도록 구성된 시가 라이터를 포함하며, 상기 시가 라이터는 소켓의 슬리브와 전기적 및 기계적 접촉하도록 구성된 전기적으로 도전성인 본체 외피; 압축 스프링의 편의에 대해 그 내부에서 신축적인 운동을 위해 본체 외피에 수용되는 사용자가 작동하는 노브; 본체 외피의 말단 단부에 배치된 전기 가열 요소; 본체 외피로부터 전기적으로 절연된 파스너에 의해 제 위치에 지지되며 또한 가열 요소의 제2 단자와 전기 통신하는 제1 바이메탈 요소; 사용자가 작동하는 노브와 함께 운동하도록 배치된 가동형 전기 접점을 포함하며, 상기 전기 가열 요소는 전기 가열 요소의 주변의 둘레에 배치되고 또한 전기 소켓의 제1 전기 접점과 전기 접촉하도록 구성된 제1 전기 접점 요소와 전기 접촉하는 제1 전기 단자를 가지며, 상기 전기 가열 요소는 본체 외피에 대해 실질적으로 중심에 위치된 제2 전기 단자를 가지며, 상기 제2 전기 단자는 중심에 배치된 파스너와 전기 접촉하며, 상기 바이메탈 요소는 기부로 연장되는 결합 요소를 가지며, 상기 가동형 전기 접점은 본체 외피와 전기 통신하며, 상기 가동형 전기 접점은 제1 및 제2 위치를 가지며, 그에 의해 제1 위치에서 노브가 기부로 연장될 때, 가동형 전기 접점은 가열 요소가 작동되지 않도록 바이메탈 결합 요소와 전기 결합하지 않으며, 또한 제2 위치에서 노브가 말단으로 이동될 때, 상기 가열 요소를 작동-정지시키기 위해 상기 바이메탈 결합 요소가 상기 바이메탈 결합 요소로부터 상기 가동형 전기 접점을 해제하도록 굴곡되고 또한 상기 노브가 상기 스프링의 편의로 인해 기부로 이동하는 것을 허용하는 미리 결정된 제1 온도에 도달할 때까지, 가동형 전기 접점이 결합하며 그리고 전원으로 가열 요소를 작동시키기 위해 상기 바이메탈 결합 요소에 의해 제 위치에 지지되며, 상기 가동형 전기 접점은 상기 제1 바이메탈 요소가 가동형 전기 접점을 해제하더라도 상기 가열 요소에 전류 흐름을 유지시키기 위해 상기 사용자가 작동하는 노브를 말단으로 가압함으로써 상기 중심에 배치된 파스너의 기부로 지향된 헤드와의 전기 결합이 유지될 수 있다.

또 다른 양태에 따라, 본 발명은 시가 라이터의 가열 요소를 작동시키기 위해 전기 소켓에 수용되도록 구성된 시가 라이터를 포함하며, 상기 시가 라이터는 소켓의 슬리브와 전기적 및 기계적 접촉하도록 구성된 전기적으로 도전성인 본체 외피; 압축 스프링의 편의에 대한 운동을 위해 본체 외피에 부착된 사용자가 작동하는 노브; 본체 외피의 말단 단부에 배치된 전기 가열 요소를 포함하며, 상기 전기 가열 요소는 전기 가열 요소의 주변의 둘레에 배치되며 또한 전기 소켓의 제1 전기 접점과 전기 접촉하도록 구성되는 제1 전기 접점 요소와 전기 접촉하는 제1 전기 단자를 가지며, 상기 전기 가열 요소는 본체 외피에 대해 실질적으로 중심에 위치된 제2 전기 단자를 가지며, 상기 제2 전기 단자는 중심에 배치된 파스너와 전기 접촉하며, 또한 상기 제1 전기 접점 요소는 전기 가열 요소를 둘러싸는 원통형 접점 요소를 포함하며, 또한 상기 가열 요소는 나선의 외측 상에 배치된 제1 전기 단자를 갖는 나선의 형태이며, 또한 상기 가열 요소의 제1 전기 단자는 가열 요소를 둘러싸는 코일 리테이너(retainer)에 전기적으로 또한 기계적으로 고정되며, 상기 코일 리테이너는 코일 리테이너의 주변의 일부만을 포함하는 코일 리테이너의 주변의 영역에서 제1 전기 단자를 고정하도록 롤오버(roll over)된다.

본 발명은 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명에 더욱 자세히 서술될 것이다.

도 1은 전기 소켓 내로 삽입되는 본 발명에 따른 시가 라이터의 제1 실시예의 단면도로서, 시가 라이터는 대기(stand-by) 상태의 작동 정지된 위치에 있다.
도 1a는 도 1을 90°회전한 도면으로서 소켓이 작동되는 위치에 있는 도 1의 라이터를 도시하고 있다.
도 1b는 도 1a로부터 180°회전된 도면으로서 B+ 접점(전원) 스프링을 포함하는, 소켓의 상세를 도시하고 있다.
도 2는 대기 상태의 위치에서 시가 라이터의 단면도를 도시하고 있다(소켓은 도시되지 않았다).
도 3은 작동되는 위치에서 시가 라이터의 단면도를 도시하고 있다(소켓은 도시되지 않았다).
도 3a는 "리라이트(relite)" 골격부가 사용중일 때, 도 3의 시가 라이터를 도시하고 있다.
도 4는 시가 라이터의 제2 실시예의 사시도를 도시하고 있다.
도 5는 시가 라이터의 제2 실시예를 단면도로 도시하고 있다(소켓은 도시되지 않았다).
도 5a는 작동 또는 파워-온(powered-on) 위치의 시가 라이터의 제2 실시예를 도시하고 있다(소켓은 도시되지 않았다).
도 6은 제2 실시예의 가열 요소 조립체를 사시도로서 도시하고 있다.
도 7은 가열 요소 조립체의 저면 사시도를 도시하고 있다.
도 8은 가열 코일 리테이너/접점의 상세를 도시하는 가열 요소 조립체의 일부를 도시하고 있다.
도 9는 가열 요소 조립체 및 코일 리테이너의 대안적인 실시예를 사용하는 본 발명에 따른 시가 라이터를 도시하고 있다.
도 9a는 도 9의 실시예의 상세를 도시하고 있다.
도 9aa는 도 9의 수정된 실시예를 도시하고 있다.
도 9b 내지 도 9k는 도 9의 실시예에 대한 조립 과정의 상세를 도시하고 있다.
도 10은 가열 요소 조립체 및 코일 리테이너의 다른 실시예를 사용하는 본 발명에 따른 시가 라이터를 도시하고 있다.
도 10a는 도 10의 실시예의 상세를 도시하고 있다.
도 10aa는 도 10a의 상세를 도시하고 있다.
도 10b 내지 도 10h는 도 10의 실시예에 대한 조립 과정의 상세를 도시하고 있다.
도 11은 도 8의 가열 요소 조립체를 도시하고 있으며 또한 열 보호 요소의 하나의 형태를 도시하고 있다.
도 12는 열 보호 요소의 대안적인 실시예를 도시한 도 8의 가열 요소 조립체를 도시하고 있다.
도 13은 열 보호 요소의 또 다른 대안적인 실시예를 도시하고 있다.
도 13a는 열 보호 요소의 다른 대안적인 실시예를 도시하고 있다.
도 13b는 도 13a의 바이메탈 열 보호 디스크를 도시하고 있다.
도 13c는 가열 요소 및 활성화되지 않은(unactivated) 바이메탈 열 보호 디스크를 도시하고 있다.
도 13d는 도 13c의 선A-A를 따른 횡단면도이다.
도 13e는 활성화된 상태의 바이메탈 열 보호 디스크를 갖는 가열 요소를 도시하고 있다.
도 13f는 도 13e의 가열 요소의 중심 평면을 통한 선B-B를 따른 횡단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 범용 소켓의 단면도를 도시하고 있다.
도 15는 범용 소켓의 접점 조립체를 저면도(bottom view)로 도시하고 있다.
도 16은 범용 소켓을 위한 접점 플레이트의 상부 사시도를 도시하고 있다.
도 17은 접점 플레이트의 저면도를 도시하고 있다.
도 18은 접점 조립체의 상부 절연자(insulator)를 상부 사시도로 도시하고 있다.
도 19는 상부 절연자를 저면도로 도시하고 있다.
도 20은 접점 조립체의 하부 절연자를 평면도로 도시하고 있다.
도 21은 아래로부터의 하부 절연자를 도시하고 있다.
도 22는 접점 조립체의 확대된 저면 사시도를 도시하고 있다.
도 23은 조립된 접점 조립체를 저면 사시도로 도시하고 있다.
도 24 및 도 25는 접점 조립체의 대안적인 실시예의 90°회전된, 2개의 상이한 측면도를 도시하고 있다.
도 26은 대안적인 접점 조립체의 사시도를 도시하고 있다.
도 27 및 도 28은 접점 조립체의 대안적인 실시예의 평면도 및 저면도를 각각 도시하고 있다.
도 29, 도 30 및 도 31은 다른 접점 조립체를 측면도 및 상부 사시도로 도시하고 있다.
도 32, 도 33, 도 33a, 도 34, 도 34a 및 도 34b는 또 다른 접점 조립체의 다양한 도면을 도시하고 있다.
도 35는 소켓의 다른 실시예를 또 다른 접점 조립체를 도시한 절단 측면도로 도시하고 있다.
도 36은 측부로부터 도 35의 실시예를 도시하고 있다.
도 37은 공지의 차량 전원 출구에 사용하기 위한 종래 기술의 전기 플러그를 도시하고 있다.
도 38은 종래 기술의 플러그가 본 발명에 따른 범용 소켓에 어떻게 수용되는지를 도시하고 있다.
도 39는 본 발명에 따른 범용 소켓에 삽입된 본 발명에 따른 전기 악세사리 장치 플러그를 도시하고 있다.
도 40 및 도 41은 제2 실시예의 본 발명의 전기 시가 라이터가 본 발명에 따른 범용 소켓에 어떻게 수용될 수 있는지를 도시하고 있으며, 도 40은 대기 위치의 시가 라이터를 도시하고 있으며, 또한 도 41은 파워-온 위치의 시가 라이터를 도시하고 있다.

이제 도면을 참조하면, 도 1은 공지의 차량 전기 소켓(200)에 수용된 본 발명에 따른 전기 시가 라이터(10)의 일 실시예를 도시하고 있다. 시가 라이터(10)는 도 1에 대기 또는 작동 정지된 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 도 2는 대기 위치에 있지만 소켓에 있지 않은 시가 라이터를 도시하고 있다. 도 3은 작동되는 위치에 있으나 소켓에 있지 않은 시가 라이터를 도시하고 있다.

시가 라이터(10)는 금속, 예를 들어 부식을 방지하도록 도금된 강철로 제조된 원통형 외피(11)를 포함한다. 외피(11)는 링형 노브 장식쇠(escutcheon)(12)에 부착된다. 중심 노브 부분(14)은 코일 스프링(16)의 반대쪽에 대해 그 내부에서의 미끄럼 가능한 운동을 위해 장식쇠(12)에 수용된다. 노브(14)는 금속 축(18)상에 동심으로 장착된다. 노브(14) 및 장식쇠(12)는 전형적으로 플라스틱 재료로 제조된다.

축(18)의 말단 단부에 나사(20)가 구비된다. 나사(20)는 환형(annular) 전기 접점(22)을 축(18)에 지지한다.

시가 라이터(10)의 베이스 또는 최말단(distal-most) 단부에서, 확대된 영역(24)이 원통형 외피(11) 내에 형성되어 제공된다. 확대된 영역(24)에 있어서, 가열 요소(26)를 포함하는 전기 가열 요소 조립체가 제공된다. 전기 가열 요소 조립체는 가열 요소(26)를 둘러싸는 접점/차폐물(shield)(28)을 갖는다. 가열 요소(26)는 전형적으로 전기 접점으로서 기능하는 차폐물(28)에 고정된 권취부(winding)의 외측 부분을 갖는 나선 형상으로 형성된 밴딩(banding) 또는 니크롬선과 같은 저항 재료로 제조된다. 가열 요소(26)의 최내측(inner-most) 단부는, 예를 들어 세라믹으로 제조된 전기 및 열 절연자(32)에 장착되는 접점 리벳(30)에 연결된다. 2개의 마주하는 부재(34A, 34B)를 갖는 클립의 형태로 형성된 절연자(32) 상에 장착되는 바이메탈 요소(34)는 리벳(30)과 그리고 그에 따라 가열 요소에 전기적으로 접속된다. 바이메탈 요소는 가열 요소가 작동 온도에 도달할 때까지 가열 요소(26)의 작동을 허용하는 라이터에서 스위치의 부분으로서 제공되며, 그 지점에서 바이메탈 요소는 이제 설명되는 바와 같이, 가열 요소(26)를 작동 정지시키기 위해 외측으로 굴곡되고 접점(22)으로부터 분리된다.

도 2는 시가 라이터가 그 작동 정지 위치에 있는 것을 도시하고 있다. 도 1은 소켓에 결합된 시가 라이터를 도시하고 있지만, 바이메탈 클립 요소(34)가 접점(22)과 전기 접촉하고 있지 않기 때문에 작동 정지된 상태에 있다.

도 1, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 전형적으로 플라스틱으로 성형되어 제조된 전기 절연자(222)가 소켓(200)의 말단 단부에 제공되며, 이것은 차량 전원으로부터 전원을 수용하기 위해 2개의 전기 단자(224, 226)를 포함한다. 이들 단자들 중, 하나(224)가 소켓(200)의 중심 리벳(210)에 결합되며, 다른 하나가 소켓 외피(220)에 결합된다.

라이터(10)가 소켓(200)에 삽입될 때, 원통형 외피(11)의 확대된 영역(24)은 도 1b에 도시된 바와 같이, 지지 랜스(lance)(228)의 구형(spherical) 골격부(229)와 결합한다. 이러한 결합은 라이터(10)를 소켓(200) 내의 적절한 위치에 지지시킨다. 본 발명은 지지 랜스가 금속 소켓 외피(220)의 개구에 더 가깝게 배치되었던 전형적인 시가 라이터와는 달리 악세사리 수형(male) 플러그가 소켓(200) 내로 삽입될 때, 비틀리지 않을 위치로 지지 랜스(228)를 배치한다. 이것은 외력으로부터 지지 랜스에 대한 보호를 제공한다.

가열 유니트를 작동시키기 위해, 노브(14)는 도 3에 도시된 위치 내로 배치되며, 즉 이것은 압축 스프링(16)의 편의에 대해 장식쇠 요소(12) 내로 가압된다. 환형 접점(22)은 도 3에 도시된 바와 같이, 바이메탈 요소(34)의 2개의 마주하는 단부들(34A, 34B) 사이에 수용된다. 따라서, 접점(22)과 바이메탈 요소(34) 사이에 전기 접촉이 있게 된다. 이것은 소켓으로부터 전기 회로를 완성시킨다. 특히, 라이터 유니트(10)가 소켓(200) 내로 삽입되고 노브(14)가 도 3에 도시된 바와 같이, 내부-가압된(pushed-in) 위치에 있을 때, 라이터 유니트를 전기적으로 작동된 상태로 있게 한다. 전류는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 소켓 단자(227)에 전기적으로 결합되는 소켓 리벳(210)에 결합된 단자(224)(도 1)에 연결되는 차량 포지티브 공급부(9, 여기에서는 관례적으로(convention) 포지티브 전류가 사용된다)로부터 흐른다. 차폐물(28)은 노브(14)가 내부-가압된 위치에 있을 때, 단자(227)와 전기적 및 기계적으로 결합된다. 전류는 가열 요소(26)를 가열하기 위해 코일형 가열 요소를 통하여 흐르고, 그 후, 접점(22)과 전기적으로 또한 기계적으로 결합되는 바이메탈 요소(34)로의 중심 리벳(30)으로 흐른다. 전기 회로는 축(18) 및 외측 라이터 외피(11)로의 도전성 요소(36)를 통해 완성되며, 이것은 금속 소켓 외피(220)에, 그리고 단자(226)를 통해 차량의 그라운드 귀로(ground return)에 전기적으로 결합된다.

가열 요소(26)가 작동 온도에 도달하였을 때, 바이메탈 요소(34)로 대류(convect)되는/복사(radiate)되는/도전되는 열은 바이메탈 요소 단부(34A, 34B)가 외측으로 굴곡되도록 유발시키며, 그에 따라 접점(22)이 결합으로부터 분리되고 압축 스프링(16)에 의해 제공되는 힘 때문에 바이메탈 요소(34)로부터 상향하여 멀리 분리된다. 이것은 전기 회로를 차단시키며 또한 가열 요소(26)는 더 이상 작동되지 않으며 궐련 또는 시가를 점화시키는데 사용되도록 소켓(200)으로부터 제거될 수 있다.

본 발명은 바이메탈 요소가 소켓(200)에 배치되었던 전형적인 시가 라이터와는 달리 마이메탈 스위치 접점(34)을 시가 라이터 내에 배치한다. 이것은 외력으로부터 바이메탈 접점을 보호한다.

가열 요소(26)에 대한 바이메탈 접점(34)의 근접(proximity)은 도전 및 대류 수단에 의해 가열 요소 온도의 개선된 제어로 나타나는 개선된 열 전달을 제공한다. 작동 노브(14)에 연결된 축(18)과 관련하여 스위치 접점(22)의 배치는 노브(14)의 더 낮은 표면 온도를 제공한다.

또한, 접점(22)은 바이메탈 접점(34)이 열 전달로부터 외측으로 굴곡될 때, 라이터 유니트에 연속적인 전원을 허용하는, "리라이트(relite)" 골격부로 지칭되는 특징부를 포함하고 있다. 특히, 바이메탈 요소가 외측으로 변위되어 가열 요소가 작동 정지된 후라도 사용자가 가열 요소를 작동된 상태로 유지하기를 원한다면, 사용자는 가열 요소(26)를 작동된 위치로 유지하기 위해 노브(14)를 다시 노브 장식쇠(12)로 가압하고 노브(14)를 가압된 상태로 유지할 수 있다. 그 후, 가열 요소(26)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 접점(22)과 바이메탈 요소(34) 사이의 전기 접촉을 통해서가 아니라, 나사(20)의 헤드(37)와 중심 리벳(30)의 상부(31) 사이의 접촉에 의해 계속 동작 될 것이다. 이것은 가열 요소(26)의 그라운드측(ground side)과 나사(20)의 헤드(37) 그리고 그에 따라 외피(11) 또한 그에 따라 소켓 외피(220) 사이의 전기적 연속성(continuity)을 보장할 것이다.

하기에 더욱 상세히 서술되는 바와 같이, 라이터 유니트 내측의 온도가 안전 온도를 넘어 올라가면, 특히 가열 요소(26)를 작동되게 유지시키는 이러한 골격부가 남용(over-use)되면, 전기 단락(short circuit)을 제공하여 시가 라이터 소켓(200)에 전원을 제공하는 전기 회로의 퓨즈(fuse)가 끊어지고(blow) 그에 따라 화재 위험의 위험성 또는 소켓의 시가 라이터의 부품 또는 소켓으로의 배선의 용융(melting)을 방지하도록, 라이터 유니트(10)에 제공된 특징부가 있다.

도 4는 시가 라이터의 제2 실시예를 사시도로 도시하고 있다. 제2 실시예는 내부-가압(push in) 부분(14A) 및 컬러(14B) 그리고 여기에 서술되는 새로운 소켓(도 14에 도시된)에 수용되는 원통형 외측 외피(11A)를 포함하는 2부품형(2-part) 노브를 포함한다.

도 5로 돌아가서, 도 4의 시가 라이터는 작동 정지된 위치에서의 단면도로 도시되어 있다. 노브(14)는 외측 부분(14A)에 수용되고 또한 사용자에 의해 작동되며 코일 스프링(16)의 편의에 대해 도 5에 도시된 위치로 지지되는 신축적인 노브 부분(14B)을 포함한다.

도 5의 시가 라이터는 바이메탈 요소(34), 축(18) 및 접점(22)을 포함한다. 축(18) 및 접점(22)은 외측 외피(11A)와 미끄럼 전기 접촉하는 부분(36)과 전기 접촉한다.

전기적으로 도전성인 원통형 금속 접점/코일 리테이너(28A)가 시가 라이터의 말단 단부에 제공된다. 접점(28A)은 캡(29)에 수용된다. 가열 요소(26)는 도 1의 실시예에서처럼 나선의 형태이며 또한 아래에 설명되는 바와 같이, 접점(28A)과 전기 접촉하는 외주를 갖는다. 캡(29)은 금속과 같은 도전성 재료로도 제조된다.

도 6은 가열 요소 조립체를, 절연자(35) 상에 수용된 바이메탈 접점(34)을 사시도로 도시하고 있다. 절연자(35)는 외측 외피(11A)와 접촉하는 그라운드 리테이너(ground retainer)에 동심으로 위치된다. 그라운드 리테이너(38)는 바이메탈 접점(34) 및 중앙 리벳(30) 그리고 절연자(40)에 의해 캡(29)과도 절연된다(도 5).

도 7은 그라운드 리테이너(38), 원통형 접점(28A) 및 캡(29)을 도시한 가열 요소 조립체의 저면 사시도를 도시하고 있다. 그라운드 리테이너(38)와 캡(29) 사이에 배치된 절연자(40)가 제공된다. 또한, 열 바이메탈 보호기(41)가 캡(29) 위에 배치되며, 이것은 하기에 설명되는 바와 같이, 전기 시가 라이터가 과열되는 것을 보호하도록 설계된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가열 요소(26)는 나선형으로 권취되며 또한 접점(28A)과 캡(29) 사이에 수용되는 외측 단부(26A)를 갖는다. 가열 요소(26)의 외측 단부 또는 테일(tail)(26A)은 도 8에 도시된 바와 같이, 접점(28A)에 제공된 원주 방향 홈(groove)(42)에 끼워지게(capture) 된다. 테일(26A)은 접점(28A)과 캡(29) 사이에 끼워지게 되어, 제 위치에 단단히 지지되며 또한 접점(28A)과 전기 접촉한다. 테일(26A)은 도 8에 도시된 바와 같이, 접점(28A)에 제공된 슬롯(44)을 통해 원주 방향 홈(42)에 수용된다. 또한, 캡(29)은 테일(26A)을 단단히 놓이게 되고 그리고 좋은 전기 접촉을 보장하기 위해 도 6의 정렬된 홈(43)을 갖는 것이 바람직하다.

가열 요소(26)의 내측 단부는 도 7에 도시된 바와 같이, 스웨징(swaging)에 의해 가열 요소 조립체의 중심에서 중심 리벳(30)의 단부에 제공된 슬롯(30A)에 단단히 끼워진다.

도 5a는 작동된 상태의 시가 라이터를 도시하고 있다. 전류는 원통형 접점(28A)으로부터 가열 요소(26)를 통해 리벳(30) 내지 클립(34)으로, 그 후, 환형 접점(22) 내지 축(18)으로, 그 후, 부재(36)를 통해 외측 외피(11A)로, 그 후, 소켓 벽 내지 그라운드 귀로로 흐른다. 바이메탈 접점(34)이 시가의 점화를 허용하기 위해 적절한 온도에 대응하는 미리 결정된 온도에 도달하였을 때, 클립(34)의 단부는 회로를 차단하기에 충분히 외측으로 굴곡되며, 또한 스프링(16)이 환형 접점(22)을 후퇴시킨다.

위에 서술한 바와 같이, 또한 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 가열 요소 조립체의 온도가 가열 요소(26)의 과열로 인해 미리 한정된 안전 온도를 초과하는 경우, 외측으로 굴곡되는 바이메탈 열 보호기(41)가 제공된다. 만일 이러한 일이 발생한다면, 바이메탈 열 보호기(41)는 방사 방향으로 외측으로 굴곡되며, 외측 외피(11A)와 접촉되어 그라운드로의 단락을 유발시키고 소켓으로의 공급 라인의 퓨즈를 파괴시키며, 그에 따라 가열 요소(26)를 작동 정지시키고 화재 위험의 위험성을 방지한다. 보호기(41)는 캡(29) 및 접점(28A)과 전기 접촉하고 있다.

도 9는 코일 리테이너의 대안적인 실시예를 이용하는 본 발명에 따른 시가 라이터를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 전체적인 롤오버 코일 리테이너가 사용된다.

이 코일 리테이너 구조는 미국 특허 제4,007,353호 및 제4,045,865호에 포함된 설명과 유사하다.

특히, 도 9의 시가 라이터의 실시예는 소켓에 삽입된 것을 도시하고 있다. 특히, 이 실시예에서의 차이점은 가열 요소(26)가 코일 리테이너에 어떻게 유지되는지에 관한 것이다.

도 9에 도시된 실시예에 있어서, 전체적인 롤오버 코일 리테이너(27)가 사용되고 있다. 상세한 것이 도 9a에 도시되어 있다. 도 9에 도시된 실시예에 있어서, 코일 리테이너 캡(28AA)은 도 5의 접점(28A)과 유사하게 시가 라이터를 위한 포지티브측 접점으로서도 기능한다. 코일 리테이너 캡(28AA)은 28AAA로 도시된 바와 같이, 하향 계단식(step down)으로 형성되어 있다. 도 9a에 도시된 실시예에 있어서, 코일 리테이너 캡(28A)은 하향 계단식으로 형성되어 있지 않지만, 원주 방향 비드(bead)(28AAAA)는 코일 리테이너 캡(28A, 28AA)에 전체적인 롤오버 코일 리테이너(27)의 유지를 제공한다.

다른 실시예는 원주 방향 비드(28AAAA)를 국부적인 복수의 오목부(dimple)(28ABA)로 대체하고 있다(도 9aa 참조).

가열 요소 조립체의 실시예에 있어서, 가열 요소(26)는 롤오버된 코일 리테이너(27)에 의해 제 위치에 지지된다. 이것이 도 9a에 더욱 상세히 도시되어 있다. 특히, 가열 요소 테일(26A)은 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제조 과정 중, 코일 리테이너(27)에 수용된다. 가열 요소(26)는 코일 리테이너(27)에 삽입되며 또한 제조 과정 중, 가열 요소의 테일(26A)을 유지하기 위해 에지(edge)가 도 9c에 도시된 바와 같이, 롤오버되며 그에 따라 안전한 전기적 및 기계적 접속을 제공한다. 도 9d는 코일 리테이너(27)가 그 둘레로 롤오버될 때, 가열 요소 테일(26A)이 어떻게 놓이게 되는지를 도시하고 있다. 도 9의 실시예는 코일 리테이너가 코일 리테이너의 전체 원주를 따라 롤오버되기 때문에, 전체적인 롤오버 코일 리테이너로 지칭되는 것을 갖는다.

도 9e 내지 도 9i는 제조 과정의 추가적인 상세를 도시하고 있다. 코일 리테이너(27)의 에지의 롤오버 후, 리벳(30)이 도 9e 및 도 9f에 도시된 바와 같이 삽입된다. 가열 요소의 중심 단자(26B)는 이것을 리벳(30)에 기계적으로 또한 전기적으로 단단히 조이기 위해 리벳(30)의 슬롯(30A)에 스웨징된다. 도 9f는 가열 요소(26) 및 코일 리테이너(27)에 조립된 리벳을 도시하고 있다. 그리고 도 9g에 도시된 바와 같이, 소켓에 대해 포지티브측 전기 접점으로서 기능하는 코일 리테이너 캡(28A)은 코일 리테이너 캡(28A)과 리벳(30)의 숄더(shoulder)(3OB) 사이에 제공된 절연자(37)를 갖는 리벳에 조립된다. 포지티브측 접점으로서 기능하며 또한 코일 리테이너(27)에 전기적으로 결합되는 코일 리테이너 캡(28A) 사이에 전기 절연이 제공되어야만 한다.

도 9h는 하향 계단부(28AA)를 도시하는 하향 계단식 직경 코일 리테이너 캡(28AA)을 갖는 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 도 9i는 하향 계단식 실시예를 횡단면도로 도시하고 있다.

도 9j 및 도 9k는 코일 리테이너(27)가 코일 리테이너 캡 접점(28A)에 단단히 지지되는 것을 보장하는 대안적인 방법을 도시하고 있다. 일 실시예에 있어서, 3개의 국부적인 스냅 탭(snap tab)(35A)이 도 9j에 도시된 바와 같이, 코일 리테이너 캡(28A)에 대해 각도를 두고 이격되어 제공된다. 예를 들어, 이것들은 등각으로(equiangularly) 이격될 수 있다. 3개의 탭이 도시되어 있지만, 더 적거나 또는 더 많은 개수가 사용될 수 있다.

도 9k는 구부러진 탭(35B)을 도시하는 다른 실시예를 도시하고 있다. 복수의 이것들은 코일 리테이너 캡(28A)에 대해 각도를 두고 이격될 수 있다. 더 적거나 또는 더 많은 개수가 사용될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 시가 라이터의 가열 요소 조립체의 다른 실시예를 도시하고 있다(소켓에 있는 것으로 도시된). 이 실시예에 있어서, 부분적인 롤오버 코일 리테이너(27A)가 사용된다. 이 실시예에 있어서, 도 10a 및 도 10aa에 도시된 바와 같이, 코일 리테이너(27A)는 가열 요소(26)의 테일(26A)을 고정하기 위해 코일 리테이너(27A)의 주변의 일정한 각도를 이룬 영역에만 롤오버를 이용한다. 이 실시예에 있어서, 특히, 도 10aa에 도시된 바와 같이, 또한, 특히 도 10b 내지 도 10d에 도시된 바와 같이, 가열 요소(26)는 도 10b에 도시된 바와 같이, 리벳(30)에 부착된다. 도 10d에 도시된 바와 같이, 그 후, 가열 요소의 테일(26A)이 일체형 코일 리테이너 및 시가 라이터 포지티브측 접점으로서 기능하는 코일 리테이너(28AB) 내로 삽입된다. 가열 요소(26)는 부분적인 롤오버 영역(27A)과 정렬되거나, 또는 그 후, 가열 요소(26)의 테일(26A)에 단단한 전기 접촉을 제공하도록 주름잡힌(crimped) 부분적인 롤오버 영역(27A) 내로 삽입된다. 따라서, 이 실시예에 있어서, 전체 코일 리테이너(27)를 롤오버 또는 주름잡을 필요는 없다. 언급한 바와 같이, 이 실시예에 있어서, 코일 리테이너(27) 및 접점(28AB)은 단일의 일체형 부품을 형성한다. 도 10f에 도시된 바와 같이, 코일 리테이너(28AB)에 지지되고 또한 리벳(30)에 조여지는 가열 요소(26)를 포함하는 가열 요소 조립체는, 도 9의 실시예에서처럼 그 사이에 절연자(37)를 갖는 리벳(30)을 구비한 코일 리테이너 캡(29)에 부착된다. 그 후, 캡(29)과 코일 리테이너(28AB) 사이의 결합을 보장하기 위해, 캡(29)을 코일 리테이너(28AB)에 단단히 결합시키도록 비드(42)가 캡(29)에서 롤링된다. 도 10g 및 도 10h를 참고하기 바란다.

도 11은 여기에서 41A로 확인된 열 보호 바이메탈 접점의 추가적인 실시예를 도시하고 있다.

도 11에 있어서, 바이메탈(41A)은 노브(14)를 향해 상향으로 배향된다. 작동 온도가 불안전한 온도로 증가하면, 바이메탈(41A)은 방사 방향으로 외측으로 굴곡되며 또한 그라운드 리테이너(38)와 전기 접촉하여 시가 라이터로의 전원을 차단하도록 단락을 유발시키며 그에 따라 화재 위험을 방지한다.

도 12에 도시된 대안적인 실시예에 있어서, 열 보호 바이메탈이 41B로 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 바이메탈(41B)은 도 12에 도시된 바와 같이, 횡단면이 U자 형상이며, 또한, 외측으로 굴곡되도록 설계되며, 그라운드 리테이너(38)와 접촉하며, 그에 따라 단락을 제공하여 퓨즈를 파괴하며 또한 시가 라이터로의 전기 공급을 차단한다.

도 11 및 도 12에서 접점(28A)이 사용되고 있음을 인식해야 한다. 그러나, 도 1 내지 도 3의 접점/차폐물(28)도 사용될 수 있다.

도 5에 사용된 열 보호 바이메탈의 더욱 상세한 도면이 도 13에 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 바이메탈(41)은 말단으로 배향되며 또한 과전류(overcurrent)인 경우에 단락을 유발시키도록 외측 외피(11A)와 전기적으로 결합하기 위해 외측으로 굴곡되어, 시가 라이터로의 전원을 공급하는 퓨즈를 파괴하여 화재 위험을 방지한다.

도 13a는 열 보호 바이메탈 요소의 대안적인 그리고 현재 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 다른 실시예에서처럼, 이 요소는 가열 요소로부터의 과도한 열 전달로부터 열 보호를 제공하며 또한 소켓 내로의 배치에 비해 가열 유니트 내에 위치되는 수단에 관한 것이다.

도 13a를 참조하여, 하나 또는 그 이상의 활성 비임(beam)(41D)을 형성하는 절결(cutout)(41CC)로 구성된 원형 바이메탈 디스크(41C)가 코일 리테이너 캡(29)과 근접하여 접촉하도록 배치된다. 로킹(locking) 구멍(41E)은 바이메탈 디스크(41C)의 저(low) 팽창측의 적절한 배향을 보장하기 위해, 세라믹 절연자(35)의 로킹 핀(35A)과 정렬하여 비대칭적으로 위치된다. 부적절한 배향은 코일 리테이너 캡(29)의 원주에 대해 디스크의 동심도(concentricity)의 결여 및 그에 따라 후속의 조립 레벨로의 조립의 문제점으로 나타날 것이다. 이 동심도의 결여는 조립 중에 명확해질 것이며, 따라서 이런 부적절한 조립을 방지할 것이다.

바이메탈 캔틸레버(cantilever) 비임(들)(41D)이 변위되게 하고 또한 로킹 구멍(40E)을 갖는 대응하는 절결(40B)을 구비한 절연 격리(isolation) 디스크(40A)는, 활성 비임(41D)이 변위되게 하고 또한 과도한 열에 노출됨에 따라 그라운드 리테이너(38)로 단락되는 것을 허용하는 열 보호 바이메탈 디스크(41C)에 정렬된다.

격리 디스크(40A)는 전기적 격리를 제공하며 또한 바이메탈 디스크(41C)와 그라운드 리테이너(38) 사이의 간극(gap), 바이메탈 디스크가 그라운드로 단락되고 또한 인라인(in-line) 퓨즈가 개방될 때까지 전류가 증가할 가열 요소의 온도를 효과적으로 결정하는 거리를 제어하는 수단을 제공한다.

도 13a 내지 도 13f의 실시예는 간극을 제어하는 간단하고 정확한 방법을 도입하며, 이 간극을 통해 바이메탈 비임(41D)이 전기 회로를 그라운드로 단락시키도록 이동할 것이다. 종래 기술은 이 간극을 제어하기 위해 관련된 공차(tolerance)를 갖는 2개 또는 그 이상의 수치적(dimensional) 특징을 제공한다. 이 방법은 간극의 설정을 달성하기 위해 오직 하나의 특징을 요구한다.

종래 기술과는 달리, 이 실시예는 코일 리테이너 캡(29)이 온도가 증가할 동안 그에 대응하여 온도가 변하는 바이메탈 디스크(41C)의 균일한 온도를 유지시킨다. 종래 기술은 상승한 온도의 존재로 인해 부재의 변위 이전에 바이메탈 부재를 통해 열 구배(gradient)로 나타나는 대류 열 전달에 의해 바이메탈 부재의 부분의 냉각으로 나타난다. 이것은 신뢰성없는 동작을 유발시킬 수 있다.

코일 리테이너 캡(29)(29E)에서, 열 보호 디스크(41C)(41E)에서, 격리 디스크(40A)(40E)에서, 또한 절연자(35)의 비대칭 로킹 핀(35)과 정렬하는 그라운드 리테이너(38)(38E)에서, 비대칭 로킹 구멍의 포지셔닝(positioning)은 바이메탈 디스크(41C) 저 팽창측의 배향을 위한 시각적 확인을 제공한다. 바이메탈 디스크의 저 팽창측이 부적절하게 배향되었다면, 디스크의 원주는 다시 담뱃재 보호부(guard)의 후속의 조립을 방지할 코일 리테이너의 캡의 원주의 봉입부(envelope)를 지나 돌출된다. 따라서, 디스크(41C)가 부적절하게 배향된다면, 즉 아래로 대신에 위로 지향된 높은 열팽창측이라면, 이것이 명백할 것이다.

도 1의 시가 라이터 실시예와는 달리, 도 5의 실시예는 새로운 형태의 포지티브 공급측 시가 라이터 전기 접점, 즉 원통형 접점(28A)을 사용한다. 도 1의 실시예에 있어서, 포지티브측 접점은 종래의 타입, 즉 소켓 포지티브 접점과 접촉하는 접점/차폐물 부재(28)를 갖는다. 이러한 종래의 구조와는 달리, 도 5에 도시된 실시예에 있어서, 새로운 구조 접점(28A)은 원통형 구조를 가지며, 이것은 여기에서 하기에 서술될 새로운 그리고 개선된 소켓 접점과 접촉한다. 새로운 접점(28A)은 접점(28A)과 가열 요소(26) 사이에 안정되고 낮은 접촉 저항 전기 접속을 제공함으로써 또한 소켓 접점과의 전기 아크 방전(arcing)을 최소화하는 쉘프(shelf) 세척(미끄럼 접촉) 능력을 제공함으로써 전류 취급 능력의 개선을 제공한다.

여기에 서술된 전기 시가 라이터는 바이메탈 요소(34)가 소켓 내에 배치되는 종래 구조에 비해 바이메탈 요소(34)가 라이터 유니트 내에 배치되기 때문에, 시가 라이터를 외력으로부터 보호되는 온(on)으로 절환하는 수단을 제공한다.

본 발명에 따른 전기 시가 라이터는, 바이메탈 요소(34)를 가열 요소에 매우 근접하게 배치함으로써 또한 도전, 대류, 복사에 의해 가열 요소로부터 바이메탈 요소로의 열 전달을 허용함으로써, 가열 요소의 개선된 열 제어를 제공한다.

본 발명에 따른 전기 시가 라이터는, 바이메탈 접점(34)이 접점(22)으로부터 분리된 후, 연속적인 전류 흐름을 허용하는 연속적인 파워 골격부를 제공하여, 전류 흐름을 차단하고, 연속적인 열 공급을 허용하지만, 여전히 시가 라이터의 적절한 열 보호를 보장한다. 이러한 골격부는 작동 노브(14)가 연속적으로 가압될 때, 작동되어, 나사(20)의 헤드가 리벳(30)의 접점 헤드(31)와 접촉하는 것을 허용한다.

시가 라이터 원통형 전기 접점(28A)은 소켓으로부터의 전기 접촉이 접점 요소(28A)의 내경 상에서 이루어지는 것을 허용한다. 이것은 종래 기술의 구조에서 발견되는 전기 아크 방전의 잠재적인 해로운 효과를 감소시키는 쉘프 세척 미끄럼 동작의 능력을 제공한다. 이것을 달성하기 위해, 하기에 서술되는 새로운 구조 소켓 접점이 사용된다.

전기 시가 라이터는 가열 요소(26)와 코일 리테이너/접점(28A) 사이의 낮은 접촉 저항을 포함하는 안정된 전기 접촉을 제공한다. 또한, 새로운 구조 접점(28A)은 종래 기술의 담뱃재 보호부 구조에서 부품들을 이동시키는 것과 관련된 모든 기능적 문제점을 제거하는 수동적인 비가동형 담뱃재 보호부로서 기능한다.

또한, 본 발명의 시가 라이터는 열 보호 바이메탈 장치를 라이터 유니트 자체 내에 배치함으로써 시가 라이터 가열 유니트 및 소켓의 열 보호를 제공한다. 본 발명에 따른 시가 라이터는 소켓에서의 통상적인 배치와는 반대로 열 보호 장치를 라이터 유니트 내에 배치함으로써 상업적인 장점을 달성한다. 열 보호는 안전 위험을 방지하기 위해 규정된 온도에 도달 시 가열 요소로의 전원을 차단하기 위해 요구되고 있다. 열 보호 요소를 가열 유니트 내에 배치하는 것은, 본래의 장치 제조자가 열 보호와 관련된 추가된 비용이 들지 않는 범용 파워 소켓을 제공하는 것을 허용한다.

도 14는 다른 전기 악세사리 장치, 예를 들어 전기 충전기, 랩탑 컴퓨터 등 뿐만 아니라 도 5에 도시된 시가 라이터에 전원을 제공하는데 사용될 수 있는 범용 파워 소켓을 도시하고 있다.

과거에, 차량 전기 파워 소켓은 여러 가지 구조를 가지고 있다. 하나의 구조에 있어서, 바이메탈 요소는 소켓 내로 삽입되도록 의도된 시가 라이터에 사용하기 위해 소켓에 제공된다. 다른 구조에 있어서, 소켓은 바이메탈 요소를 포함하지 않는다. 대신에, 전기 플러그 상의 스프링 부하식 접점과 접촉하도록 구성된 중심에 위치된 포지티브측 차량 전기 공급 연결부가 제공된다. 바이메탈 요소가 시가 라이터 내에 구축된 시가 라이터에 사용되도록 구성된 다른 구조에 있어서, 포지티브측 공급 소켓 접점은 라이터 포지티브측 공급 접점과 결합한다. 미국 특허 제6,740,850호 및 유럽 특허출원 제 09004224.3호를 참조하기 바란다. 이들 모든 구조에 있어서, 접지 연결은 소켓의 외피에 의해 제공된다.

이들 구조의 문제점은 중심 또는 포지티브 접점과 부적절한 접촉이 이루어질 수 있다는 것이다. 종종, 이들 소켓에 사용되는 종래 기술의 플러그는 전기 접속을 유지시키기 위해 스프링 힘의 동작을 통해 소켓의 중심 접점과 결합하는 스프링 부하식 중심 접점을 갖고 있다. 유사하게, 위의 두 특허 명세서의 라이터는 포지티브측 전기 접촉을 위한 스프링 접촉에 의존한다. 그러나, 이들은 부적절한 전기 접촉을 제공할 수 있다.

종래 기술의 전기 악세사리 플러그(300)의 예가 도 37에 도시되어 있다. 이 구조는 소켓의 외피와 전기 접촉하기 위해 스프링 부하식으로 굴곡되는 접지 접점(310)을 사용하고 있다. 중심 스프링 부하식 포지티브 접점(320)은 포지티브측 소켓 접점과 접촉하기 위해 제공된다. 전기 접촉이 먼저 이루어지거나 또는 이것이 제거될 때, 포지티브 접점이 자주 아크(arc)가 발생되어, 더 높은 저항 전기 접속이 형성되도록 유발시키는 접점에 대한 손상으로 나타난다. 본 발명의 소켓은 이들 효과를 제거한다.

동시에, 본 발명에 따른 소켓은 이것이 도 37에 도시된 종래 기술의 악세사리 플러그(300)에도 사용될 수 있기 때문에, 범용 소켓이다.

도 14에 있어서, 본 발명에 따른 파워 소켓이 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 소켓은 소켓 웰(400) 및 차량 전기 공급부와의 연결을 위해 전기 단자(412(도 36), 414)를 갖는 절연 본체(410)를 포함하는 전기 커넥터 부분(405)을 포함한다. 단자(414)는 중심 리벳(416)에 전기적으로 결합된다. 리벳(416)은 소켓 외피(400)의 중심에 상부 절연자(418)를 지지한다. 따라서, 리벳이 외피(400)로부터 절연된다. 리벳(416)과의 전기 접속에 있어서, 전기 접점 플레이트(422)는 절연자(418)와 추가적인 하부 절연자(420) 사이에 클램핑된다. 전기 접점 플레이트(422)는 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 방사 방향으로 그리고 기부로 지향된 복수의 접점 요소(422A)를 포함한다. 하부 절연자(420)는 외피(400)로부터 접점 플레이트(422)를 절연시킨다.

도 16에 있어서, 전기 접점 플레이트(422)가 도시되어 있다. 이것은 방사 방향으로 외측으로 배향된 접점 버튼을 갖는 복수의, 도시된 실시예에서는 3개의 미끄럼 스프링 부하식 전기 접점(422A)을 갖는다. 이들 접점 버튼(422A)은 도 5의 시가 라이터의 코일 리테이너/접점 요소(28A)의 내측 표면 및 자동차에 사용되는 전기/전자 악세사리 장치에 전원을 제공하는데 사용될 수 있는 하기에 서술되는 악세사리 플러그와 전기적으로 접촉하도록 설계된다. 도 16은 전기 접점 플레이트를 상부 사시도로 도시하고 있다. 도 17은 전기 접점 플레이트(422)를 저면 사시도로 도시하고 있다. 전기 접점 플레이트(422)는 접점 요소의 중심 개구(423)를 통해 연장되는 리벳(416)에 의해 제 위치에 지지된다. 중심 개구(423)는 리벳(416)에 대해 좋은 전기 접촉을 보장하기 위해 파지(gripping) 표면(421)을 갖는다.

도 18 및 도 19는 상부 절연자(418)의 상부 및 저면 사시도를 도시하고 있다.

상부 절연자는 복수의 정렬 리세스(recess)(424)를 포함할 수 있다. 상부 절연자(418) 및 하부 절연자(420)는 소켓 웰(400)로부터 접점 플레이트(422) 및 리벳(416)의 전기적 격리를 제공한다.

하부 절연자(420)는 도 20 및 도 21에 평면도 및 저면도로 각각 도시되어 있다. 하부 절연자는 상부 절연자(418)의 정렬 리세스(424)에 수용되는 복수의 정렬 돌출부(425)를 포함할 수 있다. 하부 절연자(420)는 웰(400)로부터 리벳(416) 및 접점 플레이트(422)의 전기적 격리를 제공한다. 정렬 돌출부(425)는 접점 플레이트(422) 및 상부 절연자(418)에 인덱싱(indexing)을 제공한다. 하부 절연자(420)는 내경 및 외경을 갖는 파일럿(pilot) 숄더(426)를 포함한다. 파일럿 숄더 외경 및 내경은 웰(400)에 대한 접점 플레이트(422)의 동심도 제어를 제공한다.

도 22는 리벳(416), 상부 절연자(418), 접점 플레이트(422), 및 하부 절연자(420)를 포함하는 접점 조립체의 전개된 저면도를 도시하고 있다. 도 23은 조립된 접점 조립체의 저면 사시도를 도시하고 있다. 리벳(416)은 하부 절연자(420)와 소켓 절연자(410) 사이에 클램핑된 웰(400) 바닥을 갖는 소켓 절연자(410)에 접점 조립체를 지지한다. 도 14를 참조하기 바란다.

도 24 내지 도 28은 대안적인 접점 조립체 구성을 도시하고 있다. 이 구성에 있어서, 전기 접점 플레이트(422A)는 도 5에 도시된 접점 요소(28A)의 내경과 접촉하기 위해 절연자(418A)의 개구를 통해 돌출하는 복수의 스프링 부하식 접점 돌출부(422B)를 갖는다. 하부 절연자는 420A로 도시되어 있다.

다른 실시예가 도 29 내지 도 31에 도시되어 있다. 이 실시예에 있어서, 접점 플레이트(422B)는 도 5의 접점(28A)의 내경과 접촉하는 2개의 마주하는 접점(422BA)을 갖는다. 이 구조에서는 단일의 절연자(418B)가 사용된다.

도 33a, 도 34a, 도 34b를 포함하는 도 32 내지 도 34는 2개의 접점 요소를 갖는 접점 플레이트(422C)를 사용하는 추가적인 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 절연자는 도면부호 418C로 도시되어 있다.

전기 접점 플레이트(422, 422A, 422B, 422C)가 도 5에 도시된 바와 같이, 와이핑(wiping) 또는 미끄럼 동작에 의해 접점(28A)의 내측 표면과 접촉하도록 스프링 하중을 받는 접점 버튼을 가지며, 그에 따라 접점의 쉘프 세척을 제공하여, 더 적은 아크 방전 및 적절한 전기 도전성으로 간섭하는 접점 상에 더 적은 퇴적물(deposit)로 이어지는 것은 이들 모든 실시예에 공통적이다.

도 35 및 도 36은 다른 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 접점 플레이트(422D)는 악세사리 플러그 또는 시가 라이터가 삽입될 때, 이것들이 접점(28A)의 내측 표면에 대해 문지러질(rub) 때, 하향하여 구부러진 부분이 굴곡될 수 있도록, 상향하여 연장되며, 그 후, 하향하여 구부러지는 핑거(finger)를 갖는다.

따라서, 범용 파워 소켓은 도 5와 관련하여 서술된 시가 라이터를 작동시키는데 사용될 수 있으며 또한 다른 전기 악세사리 장치에도 사용된다. 따라서, 본 발명에 따른 파워 소켓은 시가 라이터와는 독립적인 기능을 갖는다. 이것이 여기에서 도 5와 관련하여 서술된 시가 라이터에 전원을 제공하는데 사용될 수 있더라도, 이것은 소켓과 필적할 수 있는 전기 악세사리 플러그를 사용하는 전자 악세사리 장치인 다른 전기 장치에도 사용될 수 있다.

이미 서술한 바와 같이, 여기에 서술된 범용 전기 소켓은 범용 전기 소켓과 인터페이스하는 전기 플러그에 의해 악세사리 장치에 전원을 제공할 수 있다. 본 발명의 전기 소켓은 위에 서술되고 또한 도 37에 도시된 바와 같이, 상용으로 입수 가능한 플러그와도 인터페이스할 수 있다. 도 37에 도시된 상용으로 입수 가능한 전기 악세사리 플러그는, 스프링 부하식 포지티브 접점(320)이 전원 출구 리벳(416)의 헤드와 전기 접촉을 형성할 때까지, 범용 파워 소켓 내로 미끄럼 가능하게 수용된다. 하나 또는 그 이상의 접지 스프링(310)이 웰에 대해 그라운드 귀로 전기 회로를 완성한다.

도 38은 종래 기술의 전기 악세사리 플러그가 본 발명에 따른 범용 소켓과 어떻게 접촉하는지를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 스프링 부하식 포지티브 접점(320)은 차량 전기 공급부의 포지티브측에 연결되기 위해 리벳(416)의 헤드와 결합한다. 스프링 부하식 접지 접점(310)은 전기 회로 그라운드 귀로를 완성하기 위해 소켓 웰(400)과 결합한다. 도시된 바와 같이, 전기 접점(422)은 종래 기술의 전기 악세사리 플러그에 사용되지 않는다.

도 39는 본 발명에 따른 범용 파워 소켓에 사용될 수 있는 본 발명에 따른 악세사리 플러그를 도시하고 있다. 케이블(430)은 작동되는 전기/전자 플러그로 이어진다. 플러그는 500으로 도시되어 있으며 범용 소켓의 웰(400) 내로 삽입된다. 악세사리 플러그는 범용 소켓의 접점 플레이트(422)의 접점 버튼과의 접촉을 제공하기 위해 도 5의 시가 라이터에 도시된 전기 접점(28A)과 같은 원통형 접점(28A)을 포함한다. 이것은 그라운드측 연결을 제공하기 위해 스프링 부하식 접지 접점(310)을 사용한다.

도 40 및 도 41은 대기 위치(도 40) 및 파워-온 위치(도 41)에서 범용 파워 소켓 내로 미끄럼 가능하게 수용되는 도 5의 시가 라이터를 도시하고 있다. 원통형 접점 요소(28A)는 시가 라이터에 포지티브측 차량 전기 공급부를 제공하기 위해 접점 플레이트(422)의 접촉 핑거와 접촉한다. 도 40 및 도 41에 도시된 모든 다른 부품들은 도 5 및 도 14에 도시된 부품들과 유사한 도면 부호를 갖는다.

본 발명에 따른 범용 파워 소켓은 종래 기술의 소켓보다 악세사리 장치에 더 높은 전류 레벨을 수송할 수 있다.

본 발명에 따른 소켓은 새로운 원통형 접점을 갖는 악세사리 장치 또는 시가 라이터를 위한 플러그가 소켓 내로 삽입될 때, 파워 소켓 포지티브측 접촉을 위한 와이핑 동작을 제공한다. 이것은 종래 기술의 장치의 문제점, 즉 악세사리 플러그 또는 시가 라이터 가열 유니트가 전원을 인가 및 차단할 때, 소켓 및 플러그 포지티브측 접점 상의 아크 방전을 해결한다.

본 발명에 따른 파워 소켓은, 플러그 또는 시가 라이터 접점(28A) 상에 방사 방향 마찰력을 제공하는 하나 또는 그 이상의 전기 접점의 추가에 의해, 소켓 내에 전기 악세사리 장치를 위한 플러그의 개선된 지지를 제공한다.

본 발명에 따른 파워 소켓의 원통형 접점(28A)은 궐련 제품으로부터의 담뱃재가 가열 요소의 일반적인 부근으로부터 흩어지는 것을 방지하기 위해 수동적인 비가동형 보호부를 제공한다.

이것들이 라이터/플러그의 원통형 접점(28A)의 내측 표면과 전기적으로 결합하기 위한 소켓 포지티브측 접점의 배치는, 세척 동작을 제공하며 또한 전기 아크 방전의 효과를 감소시킨다. 또한, 소켓의 중심으로부터 방사 방향으로 배치된 포지티브측 접점의 배치는 소켓 내로 삽입된 시가 라이터의 가열 요소로부터의 복사 및 대류 열 전달로부터 포지티브측 접점을 단열시키는 것을 돕는다.

더욱이, 범용 소켓은 스프링 부하식 중심 접점(도 37)을 사용하는 알려진 전기 플러그와 완전하게 필적할 수 있으며 또한 포지티브 접점(422)은 종래 기술의 악세사리 플러그(도 38)로부터의 손상에 대해 보호된다.

본 발명에 따른 범용 파워 소켓의 중요한 장점은 이것이 전기 악세사리 장치 및 애프터마켓(aftermarket) 시가 라이터 유니트 모두에 사용될 수 있는 범용 파워 소켓의 단일 구성을 제공한다는 점이다. 또한, 범용 파워 소켓에 열 보호 바이메탈 요소를 배치할 필요가 없다. 대신에, 통상적으로 모든 시가 라이터 소켓에 대해 규정된 바이메탈 보호 장치가 이제 시가 라이터 자체에 배치될 수 있으며, 그에 따라 비용을 감소시킨다.

또한, 본 발명은 플러그가 파워 소켓으로의 전원을 형성 또는 파괴할 때, 아크 방전이라는 해로운 효과를 감소시키는 악세사리 플러그를 제공한다. 악세사리 플러그는 높은 레벨의 전류 인출(current draw)을 허용하며 또한 종래 기술의 축방향 스프링 부하식 장치보다 소켓 내에 더 좋은 지지를 제공한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 서술되었지만, 다른 많은 변형 및 수정 그리고 다른 적용이 본 기술 분야의 숙련자에게 명백해질 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 서술된 특정한 서술이 아니라 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 것이 바람직하다.

Claims (17)

1. 소켓에 수용되는 전기 플러그를 갖는 전기/전자 악세사리 장치를 작동시키기 위한 전기 소켓으로서,
   전기/전자 장치의 전기 플러그를 미끄럼 가능하게 수용하기 위한 전기적으로 도전성인 소켓 웰;
   소켓 웰 상에서 말단에 배치되며 말단에서 소켓 웰에 조여지는 절연자를 포함하며 또한 차량 전원에 접속하기 위해 적어도 2개의 전기 단자를 갖는 전기 커넥터 부분;
   상기 소켓 웰의 말단 단부에 배치되며 상기 웰의 중심으로부터 방사 방향으로 기부로 연장되며 상기 전기 커넥터 부분의 상기 제1 전기 단자에 전기적으로 결합되는 복수의 제1 전기 접점;
   상기 소켓 웰에 전기적으로 결합되는 상기 전기 커넥터 부분의 제2 전기 단자를 포함하며,
   상기 복수의 제1 전기 접점은 상기 전기 플러그의 중공의 원통형 전기 접점의 내주와 미끄럼 가능하게 전기적으로 결합하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 소켓 웰 및 전기 커넥터 부분의 정렬된 구멍을 통해 상기 소켓 웰 및 상기 전기 커넥터 부분을 함께 지지하는 중심 파스너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전기 커넥터 부분의 상기 절연자는 장착된 상기 제1 및 제2 전기 단자를 갖는 성형된 절연자를 포함하며, 상기 제1 전기 단자는 상기 중심 파스너와 접촉하고 이에 의해 지지되며, 상기 복수의 제1 전기 접점은 접점 플레이트로부터 방사 방향으로 연장되는 상기 복수의 제1 전기 접점을 갖는 전기 접점 플레이트를 포함하며, 상기 접점 플레이트는 상기 중심 파스너에 의해 클램핑되도록 그 내부에 중심 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전기 접점 플레이트는 하부 절연자에 의해 상기 소켓 웰로부터 절연되는 상기 소켓 웰의 말단 단부에 배치되며, 상부 절연자는 접점 플레이트가 상부 및 하부 절연자들 사이에 샌드위치되고 상기 상부 절연자, 접점 플레이트, 하부 절연자, 소켓 웰 및 전기 커넥터 절연자를 통해 연장되는 상기 중심 파스너에 의해 제 위치에 지지되도록 상기 접점 플레이트의 기부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
5. 제4항에 있어서,
   제1 전기 접점은 방사 방향 및 기부로 연장되며, 상부 절연자는 상기 제1 전기 접점의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
6. 제5항에 있어서,
   상부 절연자는 상기 접점 플레이트를 상기 상부 절연자에 고정되는 방향으로 지지하기 위해 정렬 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
7. 제6항에 있어서,
   하부 절연자는 접점 플레이트 및 하부 절연자가 상기 상부 절연자에 고정되는 방향으로 지지되도록 하부 절연자가 상부 절연자와 짝을 이루어 정렬되어 수용될 수 있게 하는 정렬 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
8. 제7항에 있어서,
   접점 플레이트는 접점 플레이트가 상부 및 하부 절연자와 정렬되어 지지될 수 있게 하는 정렬 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
9. 제5항에 있어서,
   등각으로 배치된 3개의 제1 접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
10. 제5항에 있어서,
    접점 플레이트는 중심 파스너를 파지하기 위해 결합 표면을 갖는 중심 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
11. 제5항에 있어서,
    접점 플레이트는 전기 플러그의 원통형 접점의 내주면과 미끄럼 가능하게 결합하는 2개의 접점을 각각 갖는 2개의 접점 아암을 포함하며, 상기 2개의 접점 아암은 상부 절연자의 주변의 둘레로 배치되며 상기 상부 절연자의 곡률과 일치하는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
12. 제3항에 있어서,
    접점 플레이트는 2개의 접점 아암을 포함하며, 그 각각은 전기 플러그의 중공의 원통형 전기 접점의 내주면과 미끄럼 가능하게 결합하는 제1 접점을 각각 갖는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
13. 제12항에 있어서,
    주변 절연자는 상기 제1 접점을 둘러싸서, 전기 플러그의 중공의 원통형 전기 접점을 수용하기 위한 슬롯을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
14. 제1항에 있어서,
    상기 중심 파스너는 중심에 배치된 스프링 부하식 전기 접점을 갖는 전기 플러그와 전기 접촉하도록 구성된 기부 헤드를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 소켓.
15. 전기 악세사리 플러그로서,
    전기 소켓의 전기적으로 도전성인 웰과 미끄럼 가능하게 전기적으로 결합하기 위해 방사 방향으로 지향된 적어도 하나의 스프링 부하식 전기 접점을 포함하는 하우징을 갖는 플러그 본체; 및
    상기 하우징으로부터 절연되며 상기 전기 소켓의 웰에 절연된 형태로 배치된 방사 방향으로 지향된 접점을 갖는 그 내주면 상에서 미끄럼 접촉하도록 구성된 전기적으로 도전성인 실린더를 포함하여 말단에 배치된 접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 악세사리 플러그.
16. 제15항에 있어서,
    플러그 본체는 중공의 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 악세사리 플러그.
17. 제16항에 있어서,
    중공의 하우징은 전기적으로 도전성인 것을 특징으로 하는 전기 악세사리 플러그.

Images