具有可更换电源插头单元的插头式供电器的制作方法

本发明涉及用于为消费者提供低压的插头式供电器，且具体涉及一种插头式供电器，其在操作中配置为功率适配器单元，其具有其匹配的可更换电源插头单元中的一个。

背景技术：

最低功率范围的插头式功率电源通常会被制造，只要其是涉及其电子原理即可，能以各种电网功率情况工作，这些电网功率情况例如在世界上不同区域之间在电压幅度和频率方面各不相同。这种切换模式功率电源用在许多应用领域，例如手机或笔记本电脑产业。由此，插头式供电器可为电子器具提供所谓的通用输入电压输入。然而，在世界不同区域的电插槽和插头需求之间也存在极大不同。

因此，插头式电源通常与所谓的插头适配器一起使用。插头适配器具有一个或多个插头，其成形为用于一种或多种类型的电源插槽。还有，其具有一个或多个插槽，其成形为用于与一种或多种类型的一个或多个电源插头一起使用。适配器的一个或多个插头和插槽互连，使得在插头适配器例如被插入到欧洲电源插槽中时，用户可将他的具有美国插头的装置插入到适配器的插槽中。然而，插头适配器通常会损害电气链路的安全性，这是由于插头式供电器和电源插槽之间的增大距离造成的，这会增加作用在功率插槽上的扭矩。在许多情况下，插头适配器仅具有一个插槽，其成形为用于几种类型的电源插塞，即插头适配器插槽具有不同电源插槽的一些特征。这也会降低插头适配器的安全性，因为在插头的插脚插入到插头适配器插槽且被留有间隙时很可能会造成与被供电的插脚的意外接触。

因此，在一些情况下插头式供电器设计为设置有可更换电源插头单元，其中的一个(与本地电源插槽匹配)在操作中被使用。插头式供电器的电源插头单元不同于未配置为向电气链路中的相邻构件提供电源插槽的插头适配器，即插头式供电器的功率适配器单元。还有，功率适配器单元仅构成插头式供电器的一部分，因为其通常不具有用于电源插槽的插头。

具有可更换或相同含义的可更换电源插头单元的插头式供电器的例子公开于美国专利7,563,115中。

本领域技术人员可知手机的包装可以配备新的供电器。包装例如可以包括现有的手机(具体如在市场上销售的那样)和适于提供为手机充电所需的低压的插头式供电器。

类似地，本领域技术人员可知新的平板电脑包装或新的笔记本电脑包装可以配备。

技术实现要素：

根据本发明人的想法，期望的是，相对于各种现有技术设计，改善以不同参数为特征的供电器之间的平衡，所述供电器具有可更换可拆卸的电源插头单元。具体说，这种平衡方面的改善可以通过构造出仅通过一只手就能方便使用的供电器。装置的设计允许便宜地进行制造。

因此，在插头单元更换方面，对装置整个进行操作基本上被简化，且总体设计可实施为使得能实现更好的工艺可靠性。

附图说明

附随的附图并入到且形成为说明书的一部分，目的是解释本发明的原理。附图不被认为是要将本发明限制为用于说明本发明如何制造和使用的所示和所述例子。根据本发明的插头式供电器的相似或相应的细节设置有相同的附图标记。从后文可以理解进一步特征的和优点，且本发明的更具体描述显示在附随的附图中，其中：

图1显示了根据本发明一些实施例的插头式供电器的透视图，其准备好进行组装，插头单元就位以与功率适配器单元接合；

图2显示了根据图1的插头式供电器的截面侧视图，处于经组装的状态；

图3显示了图2所示的截面的透视分解视图，在插头单元和功率适配器单元之间存在锁定；

图4显示了如图1那样的插头单元的内侧的透视图；

图5显示了根据本发明一些实施例的在经组装的状态下的防止水进入的供电器的侧视图；

图6显示了图5的供电器一部分的透视图；

还有，包括图7A、7B、7C、8、9、10A、10B、10C、10D、11、12、13、14、15A、15B、15C、15D、16A、16B、16C和16D。

具体实施方式

参考附图描述本发明的所示实施例，其中相同的元件和结构通过相同的附图标记示出。

参见图1，其显示了插头式供电器(plug supply)10的透视图，其准备好进行组装，插头单元200就位以与功率适配器单元(power adapter unit)100接合。图1显示了优选实施例，且不是所有构成本发明的部件都必须显示在图1中。

功率适配器单元100包括壳体110；用于插头单元的接合座120，位于朝向电源插槽(power socket)的、功率适配器单元的内侧125；在座120中的两个电接触部130；和锁定构件140，在接合座的后部轮廓(rear profile)145处。进而，壳体110包括电压变压器模块，但是其在该图中未示出，其用于在壳体中将电源电压转换为所需低压。在不同实施例中，电接触部的数量可以多于两个。具体说，其可以是三个。电接触部130将变压器模块与在插头单元200的内侧的接触部连接。这些电接触部130可以是弹簧接触部。朝向功率适配器单元的、插头单元200的该内侧例如显示在图4中。

在图1中，插头单元200被制造为与接合座120可滑动地连接。接合座的后部轮廓145将限制插头单元的滑动。

进一步地，在图1中，插头单元200包括从插头单元的外侧延伸的两个电源插头插脚210和锁定结构240。锁定结构240包括所示的按钮，例如图3中的按钮242。在供电器被组装时，锁定结构与锁定构件140相互作用，其方式是在按钮上进行按压将允许释放该结构240并将插头单元200从接合座120进行推动。插头单元200具有凸缘230，但是该凸缘是可选的特征。

还有，插头单元200包括在插头单元200的内侧的接触部，其与电接触部130连接。插头单元200在插头单元内侧具有用于接触部的安全凹部。如上所述，插头单元200的内侧例如显示在图4中。

在图1中，插头单元200在接合座的侧壁122和123处与接合座可滑动地连接。然而，在其他实施例中，接合座可以例如不形成有侧壁，或可以形成有凹部，代替侧壁。例如可以通过在插头单元壳体上的肋和在接合座120处的匹配槽道而形成插头单元200和接合座120之间的可滑动连接。

参见图2，其显示了插头式供电器10的截面透视侧视图，但是是处于经组装的状态。可以通过拇指或其他手指将按钮242向下推，以便释放锁定结构240和锁定构件140之间的锁定，且随后，在锁定结构240和锁定构件140脱开时，通过在插头单元本体上按压和/或通过在按钮242上按压的同时依靠拇指或其他手指与按钮242之间的摩擦，让插头单元通过同一拇指或手指而向左滑动。方便的是，其他手指或拇指沿触摸表面的滑动不是必要的，特别是在按钮是功率适配器单元的一部分而不是插头单元的一部分的情况下。

参见图3，显示了图2所示的截面区域的透视分解视图，在插头单元200功率适配器单元100之间锁定生效。其显示了一些可能结构中的一种，其中锁定结构包括按钮且与锁定构件相互作用，使得按钮上的按压会释放该结构且允许插头单元从接合座滑动。

在图3中，锁定构件140具有半矩形框架1401，自由末端1404从该框架突出。间隙142形成在该末端和接合座的后部轮廓之间。末端1404可挠地连接到框架1401。除了按钮242，锁定结构240包括卡扣件244。在供电器处于经组装的状态时卡扣件244突出到间隙142中且部分地填充该间隙。按钮242通过延伸到末端1404上方的凸缘2421形成。凸缘2421可挠地连接到插头单元200的本体，保持在滑动器件中。

因此，在凸缘2421上按压使得凸缘2421的平面和卡扣件244的上表面的平面之间的角度改变。锁定构件140的末端1404向下运动，且末端和接合座的后部轮廓之间的间隙142随其运动。最后，卡扣件244可以沿图3中的左方运动。

在图3中，接合座的后部轮廓包括具有台阶(tread)1452的阶梯部。尽管通常具有台阶的阶梯部是可选的，但是卡扣件244能方便位于台阶1452上。在这种结构中，末端1404和接合座的轮廓之间的间隙142不仅随末端的运动而向下运动，而且还采取新的形状。

进一步地，如从图3可见，卡扣件可以具有半矩形框架的形式，卡扣件244也是如此。该形式在插头单元从功率适配器单元拆卸时保护按钮242。

在图3中，在锁定构件140上方延伸的凸缘2421在边缘处具有朝向锁定构件延伸的凸缘2422。尽管凸缘2422是可选的，但是在插头单元200从供电器拆卸时其有助于向锁定构件140传递推力。

进一步地，从图3可见，锁定构件140可以形成为凸缘，其具有用于与按钮242相互作用的滑动凸部1405。在插头单元被推到接合座中时，按钮242从接合座的底部运动，且锁定构件140的末端1404朝向接合座的底部运动。因此，凸部1405使得更容易将插头单元安装在功率适配器单元中。

在替换结构中，锁定结构可以形成为锁定臂，其通过仅一个端部附接到接合座的后部轮廓。例如，锁定臂可以形成为凸缘，其在滑动平面中具有钩状物的形状，且具体是凸缘形状，其在侧向平面中弯曲九十度两次。这种形状使得更容易仅通过一个拇指或其他手指将锁定臂的末端推到接合座中。

在图3中，锁定构件140在末端1404处具有带台阶1407的阶梯部1406，在末端和接合座的后部轮廓之间形成间隙142。该可选元件有助于使得锁定更稳定，因为卡扣件244位于台阶1407上，且限制锁定构件的末端和按钮的运动。

现在参见图4，其显示了插头单元200的内侧的透视图。图显示了插头单元200具有用于其接触部的安全凹部220，所述接触部与电接触部130连接。优选的是使得安全凹部的深度等于或大于5.5mm且宽度等于或小于2.4mm。

因为如果人仅使用一只手则存在水溢出(water spillage)的较高风险，所以有益的是为供电器提供另外的保护。出于该目的，插头单元200配备有凸缘230，也显示在图1中。

如图1所示，凸缘230在接合座120的相应(即前部)边缘处匹配所述轮廓105。凸缘230延伸以覆盖由于滑动连接造成的间隙，即在插头单元200和接合座120的底部之间的侧向间隙以及在插头单元200和接合座120的侧壁之间的横向间隙。

因此，供电器可以具有能抵抗水进入而密封的、在功率适配器单元和插头单元之间的接触部。

进而，插头单元可以具有附接到凸缘230的内侧的软材料层，如图4的层232。在插头单元安装到功率适配器单元中，且尺寸使得软材料处于由于插头单元和功率适配器单元之间的锁定造成的压力下时，插头单元和功率适配器单元之间的接触可以更防水。

替换地，在一些结构中，软的和/或弹性的材料可以设置在接合座的前部轮廓上。这可以有助于使得所需材料量较低。还有，软材料可以附接到插头单元的凸缘和接合座的其匹配轮廓。

在每一个例子中，插头单元和功率适配器单元中接合座之间的可滑动连接可以布置为在接合座的边缘处开始，以便使得连接更长，且由此对水的进入密封更严。换句话说，肋和/或槽道(通过它们可以设置可滑动连接)可以在功率适配单元的前部边缘处开始。

供电器可以配置为用于英国电源插槽。在这种情况下，功率适配器单元具有从接合座突出的一个或多个电介质销。这些销用于在插头单元具有这种闸门且滑动到接合座中时打开插头单元中的闸门。插头单元可以具有多于一个的闸门，例如，其可以具有用于每一个电接触部的闸门。

在图1的例子中，功率适配器单元100具有两个电介质销132和两个电介质销133。这些销成对布置，用于保持和保护接触部130。这四个销的两个前部销可以比两个后部销更强，因为它们可以用于打开闸门。

现在参见图5，其显示了根据本发明一些实施例的防止水进入的供电器的侧视图。图6显示了图5的供电器的一部分的透视图。

防水特征可以如参考图1-4如上所述的任何例子中那样布置，但是如果可能，其他部分的设置不必相同。

由此，一些实施例(集中于防止水进入方面)涉及用于为消费者提供低压的插头式供电器，所述供电器包括功率适配器单元和可更换可拆卸的电源插头单元。

例如，功率适配器单元包括壳体，例如图1中的壳体110；电压变压器模块，用于在壳体中将电源电压转换为所需低压；接合座，例如用于插头单元的图1中的接合座120，位于朝向电源插槽的、功率适配器单元的内侧，插头单元可滑动地与接合座连接；座中的至少两个电接触部，用于将变压器模块与朝向功率适配器单元的、插头单元的内侧处的接触部连接。进而，功率适配器单元包括在接合座的后部轮廓处的锁定构件，其限制插头单元的滑动。

插头单元包括至少两个电源插头插脚，其从插头单元的外侧延伸且连接到插头单元的内侧接触部；安全凹部，用于在插头单元的内侧处的接触部；和可释放锁定结构，与锁定构件相互作用，其中释放该结构允许插头单元从接合座滑动。

进而，插头单元具有在供电器装置的边缘处的凸缘，与在座的相应边缘处的匹配轮廓接触，凸缘延伸为覆盖插头单元和座之间的间隙和滑动连接。

在供电器中，接触部可以被附接到插头单元的凸缘的内侧的软材料密封，材料处于压力下且由此由于插头单元和功率适配器单元之间的锁定而防水。

在供电器中，在座的相应边缘处的匹配轮廓和所述凸缘的内侧中的至少一个可以被一材料覆盖，所述材料使得所述接触部足够紧密，以在水溅到供电器的相应侧上时防止水泄漏到接合座中。

供电器可以例如在专有的或任何其他感兴趣的情况下按照标准IPX1实现防水。

可滑动连接可以在供电器中的接合座的边缘处开始。

参见图7A、7B和8，它们是用于功率适配器单元的壳体的工程制图的例子。壳体用两个部件组装：内部或底部部件(即朝向功率插槽，例如图7A和7B所示)和外部或顶部部件(如图8所示)。单元可以提供12W的功率。

根据本发明专利文件的其他部分中的信息，工程制图对本领域技术人员来说是明确的。

参见图9，其显示了用于匹配欧洲插槽的插头单元的工程制图的例子。

参见图10A，其显示了用于匹配欧洲插槽的插头单元的工程制图的例子。插头单元包括闸门，且图10B显示了用于其的工程制图的例子。图10C显示了用于闸门覆盖件的工程制图的例子。图10D示出了插头单元可以如何与图10B和10C的闸门和闸门覆盖件组装。

参见图11，其显示了用于匹配美国插槽的插头单元的工程制图。

参见图12，其显示了用于匹配澳大利亚插槽的插头单元的工程制图。

可以制造用于从多种类型的电源插槽中任一个为消费者供应低压的各种插头式供电器组。所述组可以包括功率适配器单元和多个可更换可拆卸的电源插头单元，使得经组装的供电器包括所述功率适配器单元和多个可更换可拆卸电源插头单元中之一。

参见图13，其显示了插头式供电器组的例子，其中供电器用于提供12W的功率。

参见图14，其显示了插头式供电器组的例子，其中供电器用于提供12W的功率。

参见图15A、15B、15C和15D，它们给出了工程制图，用于功率适配器单元的壳体，其可以提供18W的功率。壳体用两个部件组装。内部件通过图15A和15B中的例子显示，且外部件通过图15C和15D中的例子显示。

参见图16A、16B、16C和16D，它们显示了用于弹簧制造的电接触器的工程制图的例子。图16A和16B分别涉及左接触部和右接触部，用于12W功率的功率适配器壳体。图16C所示的弹簧接触部可以用于18W功率的功率适配器壳体。图16D所示的弹簧接触部可以用于dc偏压。

尽管针对所给出的实体实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应理解，有鉴于上述描述和所附权利要求的范围可以做出各种修改、改变和改善，而不脱离本发明的范围。

此外，本领域技术人员所熟悉的那些领域未在本文描述，以便不会不利地影响本发明的描述。因而，应理解，本发明不受到具体所示实施例限制，而是仅受所附权利要求的范围限制。