TWI398049B - Electrical connectors with multiple safety structures - Google Patents

Description

具備多重安全結構的電連接器

一種具備多重安全結構的電連接器，是關於一種供插頭插入取得電力的電連接器，且該電連接器中具有多重防範誤觸電的防護結構。

現今社會已高度電氣化，因此一般室內環境都具有插座供電氣用品取得電力。又因世界上許多國市面上也有具備多國插座(插頭)規格的萬用插座，以方便不同規格的插頭與插座之間相互電性連接。普通的插座以及可攜性的萬用插座至少都必須符合應用之國家的安規要求，並且不斷的改善其安全性以避免使用者受到傷害。

而目前已知的萬用插座如中華民國專利公開第200919869號的「萬用轉接插座」，具有相容於多國規格插頭的接地插孔(31)，其中該插座正面的左方為中性極插孔，右方為火線極插孔。由於該萬用插座具有開放式的插孔，因此灰塵或毛髮可能飄入插孔中，嚴重時可能造成短路或讓使用者觸電受傷，且萬用插座包含多國規格插孔，外物進入的機率更大。因此研發了在萬用插孔內加上可活動安全門的技術。如本案申請人已申請的中國大陸公告第CN 201238098號「滑動式的電源插座安全機構」，該前案中揭示了電源插座內裝設一控制座、一安全閘門以及兩端分別推頂該控制座及該安全閘門的彈性組件，其中該控制座具有一導向桿以導引該安全閘門，而該彈性組件抵頂該安全閘門的兩受力部常態的封閉插頭插入插座電極的路徑，而兩受力部於插頭電極插入插座時同時受插頭電極插抵而推動該安全 閘門滑動，進一步常態的閉鎖位置而允許插頭電極插入電源插座電極。該創作可提升插座的安全性，並且該創作更進一步具有一限位部在該受力部受力不均時牽制安全閘門保持在閉鎖位置，藉此改善傳統安全機構單側受力即可開啓之缺失。本案之申請人已在上述的已申請案件中提供了充足的保護機制。

然而上述的安全門雖已透過可活動的安全門保護插孔，但由於該安全門是可活動的，且單純透過彈力元件推動該安全門閉鎖，在刻意拿尖銳工具插入時仍可被撬開(如孩童拿異物插入插孔)，亦即該安全門的保護性仍是有漏洞的。

由於習知可活動的安全門仍未能完全確保該安全門不會在非正常使用方式下被開啓，因此本案的目的在於提供一種加強安全門保護機制的電連接器，透過加強的安全機制而更嚴謹的避免安全門被誤開啓的情事產生。

本案為一種具備多重安全結構的電連接器，其中該電連接器包含一絕緣殼體、一接電端子組以及該安全機構，其中絕緣殼體包含一具有複數插孔的前面板，該插孔構成一插頭穿過並與該接電端子電性連接的路徑。而該安全機構包括一安全門組以及一擋板閂鎖元件，其中安全門組包含了至少一固定於該絕緣殼體上的承載牆、至少一支撐於該承載牆上的彈力元件、以及至少一個受該彈力元件頂接而常態阻擋於插孔及接電端子之間的擋板，該擋板得受插頭推頂而壓迫該彈力元件形變，並開放插孔供插頭穿過與該接電端子電性連接，且該擋板具有一卡止部。該擋板閂鎖元件則具有一外露於該絕緣殼體表面的指撥部、以及對應各擋板的止擋部，該止擋部得受該指撥部連動而位移至該卡止部上以阻擋該擋板移動，藉此以該擋板閂鎖元件控制該安全門組可否開啓。

10‧‧‧前面板

101‧‧‧插孔

102‧‧‧開口

103‧‧‧指示窗

20‧‧‧座體

1‧‧‧接電端子組

11‧‧‧火線極端子

111‧‧‧接電臂

12‧‧‧中性極端子

121‧‧‧接電臂

13‧‧‧接地端子

2‧‧‧安全門組

21‧‧‧擋板

211‧‧‧卡止部

212‧‧‧推頂部

22‧‧‧彈性元件

23‧‧‧承載牆

3‧‧‧擋板閂鎖元件

31‧‧‧指撥部

32‧‧‧延伸支腳

321‧‧‧止擋部

33‧‧‧隔離板

34‧‧‧導電橋板

35‧‧‧復歸結構

351‧‧‧第一軌道

352‧‧‧共用軌道

353‧‧‧第二軌道

354‧‧‧受力曲面

4‧‧‧導電端子組

5‧‧‧指示燈

51‧‧‧第一端子

52‧‧‧第二端子

圖1為本案第一實施態樣之分解圖。

圖2-1為該第一實施態樣的動作示意圖(一)。

圖2-2為該第一實施態樣的動作示意圖(二)。

圖3為本案第二實施態樣的分解圖。

圖4為該第二實施態樣之側視圖。

圖5-1為該隔離板之動作示意圖(一)。

圖5-2為該隔離板之動作示意圖(二)。

圖6-1為該擋板與該復歸結構之動作示意圖(一)。

圖6-2為該擋板與該復歸結構之動作示意圖(二)。

圖6-3為該擋板與該復歸結構之動作示意圖(三)。

圖6-4為該擋板與該復歸結構之動作示意圖(四)。

圖7為該止擋部之另一實施態樣示意圖。

請參閱圖1。本案為一種具備多重安全結構的電連接器，該電連接器具有一絕緣殼體，該絕緣殼體包含一前面板10以及一座體20，而一接電端子組1以及安全機構容納於該前面板10與座體20之間，其中該接電端子組1包含一火線極端子11、一中性極端子12(此處所述的為較普遍的態樣，但在中國大陸、歐洲地區以及使用220V電壓規格的火線極端子11、中性極端子12位置是與圖中所示的位置對調的)，以及包含一可選擇配置的接地端子13。該前面板10具有複數插孔101、一開口102，並且可選擇的設置一指示窗103 。該些插孔101構成了一插頭(圖中未示)穿過，並與該接電端子組1電性連接的路徑。而該安全機構則包括一安全門組2以及一擋板閂鎖元件3，該安全門組2包含了至少一固定於該絕緣殼體上的承載牆23、至少一支撐於該承載牆23上的彈力元件22、以及至少一個受該彈力元件22頂接而常態阻擋於插孔101及接電端子組1之間的擋板21，而在圖1之實施態樣中，由於該火線極端子11、中性極端子12之間具有接地端子13，因此需使用兩擋板21分別阻隔通向該火線極端子11、中性極端子12的插孔101。其中該擋板21在插頭(未示於圖中)插入時將向上退縮，並壓迫該彈性元件22，使該彈性元件22儲存彈力，並且該擋板21具有一卡止部211。而該擋板閂鎖元件3具有一外露於該絕緣殼體表面的指撥部31、以及對應各擋板21的延伸支腳32，該延伸支腳32具有一止擋部321，該止擋部321得受該指撥部31連動位移至一閉鎖位置而卡止該卡止部211以阻擋該擋板21移動。如圖1中所示的實施態樣，該卡止部211可為一供止擋部321卡止該擋板21位移的凸塊，藉此以該擋板閂鎖元件3控制該安全門組2可否開啓。

請參閱圖2-1，當該擋板閂鎖元件3在一閉鎖位置時(該指撥部31會穿過該開口102並相對應的位於前面板10開口102的「OFF」一端)，該止擋部321恰好位於該卡止部211上，以阻擋該擋板21移動。因此在該擋板閂鎖元件3位於上述閉鎖位置時，不論插頭或任何外界異物施力插入，皆無法推開該安全門組2與該接電端子組1接觸導通。請再參閱圖2-2，當使用者透過指撥部31將該擋板閂鎖元件3推動至一開啓位置(此時該指撥部31會相對應的位於前面板10開口102的「ON」一端)，該止擋部321則被挪開，使該卡止部211在該擋板21移動的路徑上沒有其他的阻礙物，讓插頭得以推開該擋板21而與該接電端子組1電性連接。透過上述設計，使用者得以選擇在不使用該電連接器時，選擇利用該擋板閂鎖元件3將插孔101封閉，以避免異物誤插入，亦可避免孩童無意間觸電。

如圖1所示，該絕緣殼體內可選擇的裝設一自該接電端子組1取得電力的點燈迴路，該點燈迴路包含分離而形成開路的一第一端子51與一第二端子52，以及一與該點燈迴路電連接的指示燈5，而該擋板閂鎖元件3上設有一導電橋板34，該導電橋板34得隨該擋板閂鎖元件3位移而電性連接該第一端子51與第二端子52，使該點燈迴路形成通路點亮該指示燈5。如圖2-1中所示，當該擋板閂鎖元件3位於閉鎖位置時，嵌於該擋板閂鎖元件3上的導電橋板34只接觸該第二端子52，與該第一端子51之間仍為開路狀態，指示燈5為熄滅狀態。而在圖2-2中該擋板閂鎖元件3已位於開啓狀態，且該導電橋板34已位移到該第一端子51與該第二端子52之間，該導電橋板34使第一端子51與該第二端子52之間形成通路，該指示燈5因而點亮，透過該前面板10的指示窗103讓指示燈5的燈光透出該前面板10外。藉此設計，使用者得以目視確認該電連接器插孔101是否為閉鎖的狀態。

藉由上述的技術，該電連接器除了安全門組2提供第一重的保護以外，該擋板閂鎖元件3則提供了第二重的保護。而本案較佳的實施態樣請再參閱圖3及圖4所示，為了再更進一步的提供安全的防護機制，該絕緣殼體內區隔多個空間，供插頭插入連接的接電端子組1佔用部份的空間，而與該接電端子組1間隔的空間內容納一導電端子組4，該接電端子組1需與該導電端子組4接觸才可讓該電連接器內部形成導接的通路。而該接電端子組1的火線極端子11與中性極端子12各延伸一與該導電端子組4具有間隔空間的接電臂111、121，在圖4中可清楚的看到該中性極端子12與該導電端子組4呈分離的狀態，該中性極端子12延伸出接電臂121，但該接電臂121常態狀態下仍與該導電端子組4具有間隔距離。該擋板21在面向該接電端子組1與導電端子組4的一側設有一推頂部212，當該擋板21被插頭推頂向上位移時，該推頂部212會抵住該接電臂121移動接觸該導電端子組4，使該電連接器內部的接電端子組1與導電端子組4形成導接的通路。因此該導電端子組4與該接電 端子組1的間隔，可視為第三重的保護機制，使該接電端子組1在非正常操作下無法導通電力。基於上述的端子形態，該擋板閂鎖元件3可進一步阻隔該接電端子組1與導電端子組4，以確保該接電端子組1與導電端子組4被區隔開。如圖所示，該擋板閂鎖元件3更延伸至少一與該指撥部31連動的隔離板33，該指撥部31得連動該隔離板33位移至該導電端子組4與接電臂111、121之間的間隔空間以阻隔該接電臂111、121與導電端子組4接觸。如圖5-1所示，當該擋板閂鎖元件3位於閉鎖位置時，該隔離板33阻擋於該接電臂111、121與導電端子組4之間，令該接電臂111、121無法接觸導電端子組4形成通路。又如圖5-2所示，當該擋板閂鎖元件3移動時，該隔離板33則被移開，使得該接電臂111、121得受該推頂部212的抵頂而與導電端子組4接觸電性連接。

更進一步的，為了使該擋板閂鎖元件3具有自動閉鎖的能力，該擋板閂鎖元件3可具有一復歸結構35，該復歸結構35透過釋放該擋板閂鎖元件3或該擋板21位移儲存的彈力而回復該擋板閂鎖元件35位移前的位置，該復歸結構35的實施方式可透過設置一抵頂該擋板閂鎖元件3的彈力元件，並在擋板閂鎖元件3位移時儲存彈力以推動該擋板閂鎖元件3回復位移前的位置。然而更佳的態樣如圖6-1至圖6-4所示，該延伸支腳32上的復歸結構35包含一供該卡止部211滑入的第一軌道351、一共用軌道352以及一供該卡止部211滑出的第二軌道353，其中該第二軌道353開口處設有一隔板狀的止擋部321。而與該復歸結構35相配合的，該卡止部211為一凸塊狀且在該凸塊上具有一圓弧凸緣。當該擋板閂鎖元件3位於閉鎖位置時，該擋板21受該止擋部321阻礙而無法移動(如圖6-1所示)。而該擋板閂鎖元件3移動後，該卡止部211可由該第一軌道351滑入，其中該第一軌道351與該共用軌道352相接處具有高度落差，使該卡止部211只得單向由該第一軌道351滑入該共用軌道352(如圖6-2、圖6-3所示)。當插頭拔出該電連接器時，該擋板21 自然受該彈力元件22(示於圖3)推頂歸位。然而該共用軌道352與該第二軌道353之間包含一受力曲面354，該卡止部211退出該第二軌道353時先推頂該受力曲面354(如圖6-4所示)，並透過該卡止部211下緣、止擋部321上緣的傾斜切面而使卡止部211滑過該止擋部321而歸位。在該卡指部211退回原位時，該受力曲面354所受的推頂力道將推動該擋板閂鎖元件3歸回閉鎖位置，使得該電連接器自動閉鎖。而下次需再次撥動該指撥部31移動擋板閂鎖元件3至開啓位置才可再次插入插頭，以確保插頭以外的異物插入。上述的復歸結構35由於直接設置於該延伸支腳32上，具有不額外佔用空間的優點。

上述的結構已提供了多重的保護機制，使得該電連接器良好的保護效果避免使用者或孩童誤觸電。然而該電連接器雖以上述較佳的實施態樣作為說明範例，但該電連接器並不限於該些圖式中所示的型態，若該電連接器只設置火線極端子11與中性極端子12，該安全門組2即可利用單一擋板2同時阻擋通向該火線極端子11以及該中性極端子12的插孔101。再者，該止擋部321只要可控的限制該卡止部211的移動，上述之說明並非用於限制該止擋部321之形態，該止擋部321亦可如圖7所示，為一槽型的卡扣結構以限制該卡止部211移動。該技術領域具有一般知識者基於本案技術所做的任何簡單變化皆應在本案保護範圍中。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內而所作之些許更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明中，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

綜上所述，本發明較習知之結構增進上述功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定創新專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利 申請案，以勵創作，至感德便。

20‧‧‧座體

1‧‧‧接電端子組

111‧‧‧接電臂

12‧‧‧中性極端子

13‧‧‧接地端子

2‧‧‧安全門組

21‧‧‧擋板

211‧‧‧卡止部

22‧‧‧彈性元件

23‧‧‧承載牆

3‧‧‧擋板閂鎖元件

31‧‧‧指撥部

32‧‧‧延伸支腳

33‧‧‧隔離板

34‧‧‧導電橋板

4‧‧‧導電端子組

5‧‧‧指示燈

51‧‧‧第一端子

52‧‧‧第二端子

Claims (11)

1. 一種具備多重安全結構的電連接器，其中該電連接器包含一絕緣殼體、一接電端子組以及該安全機構，其中絕緣殼體包含一具有複數插孔的前面板，該插孔構成一插頭穿過並與該接電端子組電性連接的路徑，而該安全機構包括：一安全門組，該安全門組包含了至少一固定於該絕緣殼體上的承載牆、至少一支撐於該承載牆上的彈力元件、以及至少一個受該彈力元件頂接而常態阻擋於插孔及接電端子組之間的擋板，該擋板得受插頭推頂而壓迫該彈力元件形變並開放插孔，其中該擋板具有一卡止部；一擋板閂鎖元件，其中該擋板閂鎖元件具有一外露於該絕緣殼體表面的指撥部、以及對應各擋板的延伸支腳，該延伸支腳具有一止擋部，該止擋部得受該指撥部連動位移至一閉鎖位置而卡止該卡止部以阻擋該擋板移動，藉此以該擋板閂鎖元件控制該安全門組可否開啓；其中該擋板的卡止部為一供止擋部卡止該擋板位移的凸塊。
2. 如申請專利範圍第1項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該接電端子組包含一火線極端子以及一中性極端子，且該安全門組利用單一擋板同時阻擋通向該火線極端子以及該中性極端子的插孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該接電端子組包含一火線極端子以及一中性極端子，且該安全門組利用兩擋板各別阻擋通向該火線極端子以及該中性極端子的插孔。
4. 如申請專利範圍第3項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該接電端子組更包含一接地端子。
5. 如申請專利範圍第1項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該絕緣 殼體內更在與該接電端子組間隔的空間內容納一導電端子組，該接電端子組的火線極端子與中性極端子各延伸一與該導電端子組具有間隔空間的接電臂，該擋板更具有一推頂部在擋板位移時推動該接電臂與該導電端子組接觸導電。
6. 如申請專利範圍第5項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該擋板閂鎖元件更包含至少一與該指撥部連動的隔離板，該指撥部得連動該隔離板位移至該導電端子組與接電臂之間的間隔空間以阻隔該接電臂與導電端子組接觸。
7. 如申請專利範圍第1項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該絕緣殼體內更包括一自該接電端子組取得電力的點燈迴路以及一與該點燈迴路電連接的指示燈，其中該點燈迴路具有分離而形成開路的第一端子與第二端子，而該擋板閂鎖元件上設有一導電橋板，該導電橋板得隨該擋板閂鎖元件位移而電性連接該第一端子與第二端子，使該點燈迴路形成通路點亮該指示燈。
8. 如申請專利範圍第7項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該前面板上具有一指示窗使該指示燈的燈光透出該前面板外。
9. 如申請專利範圍第1項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該擋板閂鎖元件具有一復歸結構，該復歸結構透過釋放該擋板閂鎖元件或該擋板位移儲存的彈力而回復該擋板閂鎖元件位移前的位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該復歸結構係設置一抵頂該擋板閂鎖元件的彈力元件，並在擋板閂鎖元件位移時儲存彈力以推動該擋板閂鎖元件回復位移前的位置。
11. 如申請專利範圍第9項所述的具備多重安全結構的電連接器，其中該復歸結構包含設於該延伸支腳上的一供該卡止部滑入的第一軌道、一共用軌道以及一供該卡止部滑出的第二軌道，其中該第一軌道與該共用軌道相 接處具有高度落差使該卡止部只得單向由該第一軌道滑入該共用軌道，該第二軌道與該共用軌道之間包含一受力曲面，透過該卡止部退出該第二軌道時推頂該受力曲面而帶動該擋板閂鎖元件歸位至閉鎖位置。