安全插座的制作方法

本实用新型涉及一种安全插座，属于防止少年儿童触电的插座。

背景技术：

安全插座有多类，其中有一类是专为保护儿童用电安全而设计的插座，一般称为儿童安全插座。儿童安全插座从原理上区分，主要有两种，其一是纯机械式的，另一类则是纯电子式的，随着技术的发展，还出现了一种机械电子式的。

尽管安全插座种类繁多，但应用最广的仍然是机械式安全插座，最常用的安全插座原理上非常简单，该类安全插座应用斜楔机构进行构造。通常，插头电极柱一般有两种结构，其一是圆柱形电极柱，另一是片式电极柱，但无论哪种电极柱，其头端均具有导引结构，例如圆柱形电极柱，其头端通常是球头，而对于片式电极柱，其头端通常是圆头。相应地，目前应用最广泛的安全插座，其具有一个片体结构，该片体结构在所限定两端方向上的一端具有三个相应遮蔽插座插孔的翅片，翅片的端部在所限定两端的方向上具有斜面，所限定两端方向上的另一端则设有一个弹簧。当插头插入，电极柱的头部与翅片上的斜面配合，产生一定的压力角，从而会使片体结构受到一个水平方向的分力，而将片体结构从遮蔽插孔的位置推开。当插头拔下时，在弹簧所提供的复位力下，翅片复位而遮蔽插孔。

尽管安全插座种类繁多，但上段所提及机械式安全插座几乎占据整个市场份额的95%，在于其结构非常简单，成本低，而具有比较高的市场占有率。但其存在一个固有缺陷，其片体结构的移动有赖于插头插入的力度，所考虑的也恰恰是儿童力气相对比较小，然而，由于自身结构和制作工艺上的缺陷，很多此类插头插入非常困难，甚至根本无法插入，其实大部分社会公众都碰到过这样的情况，尽管尝试很多种办法，但仍然无法将插头插入。

造成上述问题的原因在于，片体结构在插座中会与其他部分产生接触，由于安全插座通常是注塑件，注塑件基于工艺上的原因，其表面或者结构会产生比较大的不一致性，量产的安全插座，其插入力度相差非常大。

相对于插入困难的机械式安全插座，电子式安全插座没有机械结构的束缚，插孔不会被遮蔽。电子式安全插座主要靠个体非常小的固态继电器控制，零线电极和火线电极的固态继电器互锁，只有两个电极同时有电极柱插入式，才会送电。而儿童在习惯上只会同时向一个孔插入异物，从而该类安全插座在保证安全性的同时，拔插变得非常容易。但此类安全插座尽管安全性比较好，并且拔插比较容易，但因其价格昂贵，市场份额非常小。此外，采用继电器控制，受环境影响比较大。并且其可维修性相对较差，对于机械式安全插座，无论懂机械还是不懂机械，拆开后大致都能看明白其结构，而对于电子式安全插座，一旦损坏，其基本上处于一种不可维修的境地。

因此，目前市场份额占比最高的仍然是机械式安全插座，在前述片式结构的基础上做出各种改动，但往往市场份额都有限，如CN102290691A，其原理上要求两个电源插片对两卡掣件作用力比较均匀时，才解锁，然而，正如前面所说，使用人员在插入插头时，两个电极柱很难做到完全垂直于插座，也就是很难做到施力均匀，而不能有效的解锁。

在一些实现中，通过为每一个插座配置一个手动开关的安全插座，手动开关配置在火线上，开关闭合式，火线所对应的插孔上电。其目的也在于，儿童对事物的认识欠缺逻辑性，不会先按下开关，然后再将异物插入。然而，对于成人用电，会存在着用电时按下开关，但不用电时未必就会想到应该将开关分断。

需要特别说明的是，尽管前述的带有片式结构的安全插座使用中存在这样或者那样的缺陷，但其市场份额非常大，其根本原因是其结构非常简单，不仅成本低，实际上由于结构简单，环节少，故障率也非常低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型仍然从结构简单的角度入手，提供一种结构简单的机械式的安全插座，该插座在保证可靠性的同时，安全性也非常好。

依据本实用新型的实施例，提供一种安全插座，用于接地电极柱比其余两电极柱长的三脚插头，该安全插座包括接地电极、零线电极和火线电极，其中，接地电极对位于接地电极柱的部位开有插头电极过孔；所述安全插座还包括：

承压体，位于接地电极柱作动方向的前端而为接地电极柱作动，至少朝向接地电极柱的一侧为绝缘材质；

动触片，固定或接合在承压体远离接地电极柱的一端，并与火线电极或火线电源线之一连接；

静触片，与动触片相对并留有动合间隙，并与火线电极或火线电源线另一连接；以及

复位结构或装置，用于动触片的复位。

上述安全插座，可选地，动触片和复位结构整合为一主簧片，该主簧片包括：

安装部，用于与承压体固定连接，且安装部远离承压体的一侧构造为动触片；

固定板，为主簧片在安全插座壳体上安装的结构部。

可选地，主簧片具有：

第一结构：为一端固定，另一端悬伸的簧片，其中用于固定的一端具有所述固定板，悬伸的一端具有所述安装部；

第二结构：为左右对称的弧形结构，弧形结构的两端各配有一个固定板，中间配有一安装部。

可选地，第二结构中，安装部为一带有中心孔的座槽，座槽的槽口朝向承压体；

相应地，承压体则包括嵌入座槽的安装座，该安装座具有对位于中心孔的盲孔；

提供一紧固螺钉，用于通过中心孔和盲孔用于安装座与座槽的固定连接。

可选地，于主簧片远离承压体的一侧还设有一副簧片，该副簧片包括：

安装面，用于副簧片与主簧片贴合装配；

曲部，自安装面起悬伸。

可选地，于曲部的末端设有反曲部。

可选地，副簧片为左右对称结构，该左右对称结构的中部设有所述安装面，在安装面的左右两边各设有一个曲部；

两曲部的圆心相同。

可选地，主簧片、副簧片和承压体相互间通过同一紧固件固定连接。

可选地，安全插座的壳体内设有一个隔板，接地电极被安装在隔板一侧面，主簧片则位于隔板的另一侧；

相应地，隔板开有用于接地电极柱穿过的隔板过孔。

可选地，隔板与壳体的底壳间形成一容腔，主簧片位于容腔内；

其中，底壳上形成有突出于底壳的安装台，该安装台用于安装主簧片。

依据本实用新型实施例的安全插座，需要相应的插头具有特定的结构，即其接地电极柱相对较长，以提供承压体工作行程的做动力。而与接地电极绝缘的承压体构造为主座体，用于承载动触片，该动触片与所提供的静触片之间处于常开状态，并基于接地电极柱的作动而实现动合，即动触片与静触片的闭合。由于动触片和静触片相应与火线电极或者火线电源线连接，从而，基于动合，只有在插头插入时或者接地电极有异物插入到一定深度时，火线电极才会与火线电源线间构成电气连接，对于儿童而言，同时将异物插入两个插孔的概率比较低，因此，藉此结构具有比较好的安全性。同时，由于是纯机械结构，并且基于直线运动实现动合，动作原理和结构都比较简单，环节少，出现故障的概率比较低，而具有相对比较高的可靠性。

附图说明

图1为一实施例中一种安全插座结构示意图（省略大部分壳体和插槽装配结构）。

图2为一实施例中安装插座原理爆炸图。

图3为一种承压体结构示意图。

图4为一种静触片结构示意图。

图5为一种副簧片结构示意图。

图6为一种主簧片结构示意图。

图7为一种接地电极结构示意图。

图中：1.承压体，2.副簧片，3.火线电源线，4.壳体，5.静触片，6.主簧片，7.隔板，8.接地电极，9.火线电极，10.零线电极，11.零线电源线，12.连接电线，13，安装台。

101.承压部，102.安装座，103.盲孔。

201.反曲部，202.曲部，203.安装面，204.安装过孔。

501.安装孔，502.片体。

601.固定孔，602.固定板，603.簧片体，604.座槽，605.中心孔。

801.接地部，802.电极簧片，803.插头电极过孔，804.安装孔，805.座板。

具体实施方式

公知的，目前家用插座普遍是单相三线制或者单相两线制插座，并且以单相三线制插座为主，在本实用新型的实施例中，主要针对单相三线制插座提出安全性改进。此外，基于此改进，对于单相两线制的插座，也可以使用零线电极柱来控制火线电极9与火线电源线3之间的电气连接。

由于依据本实用新型，改进点主要在接地电极8处及所控制结构组件的改进，其余部分主要采用现有结构，因此，对说明书附图中有关于现有技术的部分做出了省略，以更加清晰的指示出相应的改进之处，如图1所示，图1中对壳体4进行了大部分的省略，可以清晰的反映出三个电极的分布及其装配结构，并对隔板7做了省略，以用于反映出隔板7下面的部件。

应当理解，尽管安全插座的安装方式或者放置方式不同，但一般具有插口的的表面称为前面，所对应的板体通常称为面板，与面板相对的壳体部分则通常称为底板，用于形成壳体4的其它部分，一般称为围壳。对于壳体4，其通常在面板开插口，围壳的头端用于引入电源线，底壳一般用于固定于墙面上或者作为放置板面，例如可以放置在地面上或者安装在墙面上。

关于插头的电极，目前主要有两种，一种是圆柱电极，另一种是片状电极，相对而言，具有片状电极的插头市场份额相对比较大。

附图1所示的安全插座，是安全插座的单个插座单元的装配结构，在例如插排上，可以配置多个这样的插座单元，每一个插座单元通过各自的动合部件实现插座单元的控制。

对于单相三线制的插头，加以对应的，其插座也是单相三相制插座，可以理解的是，对于接地电极8，其通常不带电，接地电极8中的“接地”是保护性接地，而不是功能性接地（三相四线制或者三相五线制中存在功能性接地，实际是指中性线），以免火线串电。

一般而言，如果插座不产生故障，接地电极8不带电。此外，对于零线电极10，通常也是安全的，因此对安全插座的控制被配置在火线电极9侧。

加以对应的，为实现本实用新型之一目的，需要插头的接地电极柱比其余两电极柱长，接地电极柱相比于其余两电极柱长出的部分用于提供动合部件的启闭。

作为单相三线制的安全插座，其在壳体4内至少具有一组接地电极8、零线电极10和火线电极9，在一些实施例中，每一组作为一个单元，每一个单元具备一个接地电极8、一个零线电极10和一个火线电极9。

在另一些实施例中，每一组作为一个单元，每一个单元具备一个接地电极8和两个零线电极10、两个火线电极9，零线电极10与火线电极9一一对应，并分别构成一个小单元，一个单元内的两个小单元关于接地电极8对称，当一个单相三线制插头插入时，另一个小单元就可以当做单相两线制插座单元使用。

图7中，接地电极8具有位于下面（此处的下面以底板为参考方向）的座板805，插排多用此类结构；而在一些实施例中，接地电极8的座板805可以在电极簧片802的侧面，目前安装在墙上的单元插座多是这类结构。在第一个实施例中，座板805上需要开孔，如图7中所示的插头电极过孔803，而在第二个实施例中，两个电极簧片802和其座板805通常构成一个倒下的U型结构，因此，在插头电极插入的方向上并没有座板805所阻碍，自然的形成电极过孔。以下记第一实施例和第二实施例中用于零线电极柱通过的孔为电极过孔。

加以对应地，所述安全插座进一步包括为接地电极柱所直接作用的承压体1，安装在承压体1上从而能够随承压体1被驱动的动触片，以及与动触片相对并在动触片作动方向上设置的静触片5。

关于承压体1，需要采用绝缘材质支座，由于所应用的对象是家用的插座或者插排，电源电压属于照明电压，对绝缘性要求并不高，一般电用塑料均可胜任，尤其是树脂材料，其绝缘性能更好，对于承压体1采用与壳体4相同的塑料材质制作即可。

承压体1的结构要求相对简单，主要在于所实现的运动形式是直线运动，其可以配置独立的导引结构，也可以不必配置，在与动触片固定连接的条件下，若动触片某一部分被固定安装，其固定位置会确定其动作方向，从而承压体1的动作方向也被限制。

在一些实施例中，如果动触片完全以承压体1为安装基体，则需要为承压体1提供导向。对于这类导向，导向精度要求比较低，可以采用竖挡板进行导向，这里的竖挡板是指垂直于底板的挡板。

承压体1可以是单体结构，也可以是组配结构体，如果是组配结构体，则至少要求与接地电极柱相对的一端为绝缘材质。

关于动触片，是指随承压体1动而动的触片，可以与承压体1固定连接，也可以单纯的接合在承压体1上。可以理解的是，动触片与承压体1固定连接，不代表其不能再与其它部件固定连接，毕竟承压体1是可动部件，而动触片可以是弹性部件，也可以是刚性部件，弹性则意味着其即便是存在多个固定点，仍然可能存在可动的部分。

在图1所示的结构中，构造动触片的主簧片6既包含与壳体4固定连接的部分，也包括与承压体1固定连接的部分。当承压体1被壳体4可靠导向时，动触片可以只与承压体1固定连接。

对于如图1所示的结构，如果主簧片6的两端与壳体4固定连接，则承压体1可以与主簧片6之间不产生固定连接，而只是产生抵触所实现的接合。

无论哪种装配方式，动触片与承压体1的位置关系都表示为动触片位于承压体1远离接地电极柱的一端。

动触片与火线电极9或火线电源线3之一连接，在图1中，构建动触片的主簧片6通过固定螺钉16及连接电线12与火线电极9实现电气连接。

图1中火线电源线3通过固定螺钉17与静触片5电气连接，而连接电线13则通过固定螺钉16与主簧片6固定连接，连接点均是静态连接，不容易因动态疲劳损坏。

对于静触片5，其与动触片相对，两者之间应留有动合间隙，由于所实现分断的电压是市电，尤其是照明用电，动合间隙并不需要太大，一般大于2mm即可，为了克服装配误差和动触片的变形，动合间隙控制在3~5mm，对于承压体1的工作行程应稍大于动合间隙，以利用变形实现可靠的电气连接。尤其是，对于如图1所示的结构中，动触片采用具有弹性的主簧片6，承压体1的工作行程可以比动合间隙大1mm。

在图1中，静触片5通过固定螺钉17与火线电源线3电气连接。

由于动触片与静触片5的动合是直线运动，并且动合间隙基于市电可以比较小，因此所应用插座或者插排的结构可以相对比较紧凑。

对于动触片的复位，即动触片与静触片5间的分断，其分断方向与其闭合方向相反，并且如前所述，其分断状态是常态，因此动触片与静触片5所形成的火线的状态是常开状态。由于动触片属于直线运动，因此，在机械中，直线运动部件的复位是最简单的复位，本领域的技术人员藉此可以任意选择直线运动部件的复位。

同时，由于动触片与承压体1间存在装配或者接合关系，因此，动触片的复位也会带着承压体1的复位。

对于动触片的复位，如果用于动触片复位的部分与动触片一体，则称为复位结构，如果用于动触片复位的部分是独立的部件，在称为复位装置。

其中，关于复位装置，在机械领域常用弹簧实现复位，由于动合间隙比较小，可以采用小型的圆柱弹簧实现动触片的复位，将圆柱弹簧设置在动触片与壳体4的底板之间。

关于复位结构，则动触片及其装配结构可以采用具有弹性且具有导电能力的弹性体，最常用的材质就是黄铜，黄铜也是制作插排或者插座电极的主要材质，其具备比较强的弹性模量，因此可以用于采用一对黄铜片嵌夹电极柱，实现可靠地电气连接。

在一些实施例中，例如图1中所示的主簧片6，其材质采用弹簧钢基材，表面镀铜，以提高导电能力，同时，钢材本身也属于电的良导体。弹簧钢的弹性模量相对于铜材更大。

采用簧片结构，自体可以导电，并具备一定的弹性，可以简化整体的结构。

图6所示，是主簧片6的一种结构，该主簧片6有三个固定点，其左右各有一个固定孔601，中间存在一个中心孔605，其中中心孔605用于主簧片6与承压体1连接，固定孔601则用于主簧片6的两端与图1中所示的安装台13连接（图中省略主簧片6另一端在壳体4上的安装结构）。

存在三点连接时，主簧片6的变形类似于膜式开关的膜，当承压体1下压时，主簧片6中部下凹。

主簧片6还可以采用悬伸结构，其主簧片6相当于图6所示的半边结构加上图中所示的座槽604或者类似的用于承接承压体1的部分，整体上类似于一个拨叉，仍然能够满足要求。

主簧片6相当于前述的动触片和复位结构的复合结构，主簧片6相对于两个部件来讲结构非常紧凑，从而可以简化整个插座或者插排的结构。

对于动触片的安装，如前所述，其还可以只安装在承压体1上，而与壳体4间不存在连接关系，此时需要对承压体1进行导向。记动触片与承压体1间连接的部分为第一安装部，记动触片直接或者间接与壳体4连接的部分为第二安装部。

对于主簧片6而言，其具有中心孔605的座槽604为前述的第一安装部，而具有固定孔601的固定板602则为第二安装部。

基于以上说明可知，在图6所示的实施例中，相当于把主簧片6分成两个部分，其一是用于与承压体1固定连接的部分，该部分远离承压体1的一侧构造为动触片，如图6所示座槽604的底壁。

主簧片6的另外一部分则是主簧片6如图6左右两端的部分，即前述的具有固定孔601的固定板602，以用于主簧片6在壳体4上安装。

关于主簧片6的装配方式，在一些实施例中匹配前述的主簧片6的所谓的半边结构加上中间部分，如图6所示的座槽604，此时，主簧片6的一端，即非座槽604所在端，采样单端固定，类似于前述的拨叉，结构相对比较简单。

在一些实施例中，如图6所示，其整体上是一个左右对称结构，并且弹性部分成弧形，类似于现在常用的弓，座槽604部分类似于搭箭的部分，装配结构相对比较可靠，不容易失效。

另外，需要注意的是，如图6所示，簧片体603所确定的弓形的高度最好大于前述的动合间隙，一旦簧片体603过行程，由于两个固定孔601被固定，则会出现簧片体603产生反曲弓，而无法复位。基于上下文可知，既然要求主簧片6能够自动复位，则表示簧片体603产生过行程。如果有附加的复位结构，则簧片体603可以过行程，例如存在如图5所示的副簧片2，则簧片体603可以过行程。

在图6所示的结构中，是适配第二结构的一种主簧片6结构，其用于与承压体1安装的安装部为一带有中心孔605的座槽604，座槽605的槽口朝向承压体1，该种结构一方面提供座槽605增加对承压体1的约束，使其与主簧片6之间的装配结构更加可靠。另一方面，带有座槽604的主簧片6类似于反曲弓结构，可以减小主簧片6在插头插入方向上的长度，结构相对比较紧凑。

相应地，承压体1则包括嵌入座槽604的安装座102，由于座槽604是一种矩形槽，相应地，安装座102是矩形座，两者配合后，只需要提供如图2中所示的紧固螺钉18，就可以使装配结构的所有自由度被约束，装配可靠性比较高。

为适配前述的紧固螺钉18的装配，该安装座102具有对位于中心孔605的盲孔103，采用盲孔103的目的在于，避免紧固螺钉18（一般是导电材质，例如铁钉）的存在影响整体结构的紧凑化设计。

所述紧固螺钉18从底板侧穿过中心孔605与盲孔103固定连接，从而实现安装座102与座槽604的固定连接。

如前所述，为了提供更加可靠的复位，于主簧片6远离承压体1的一侧还设有一副簧片2，副簧片2的存在还用于增加电气连接的可靠性，主要是通过提高被电气连接的部件间的面积，提高电气连接的可靠性。

对于如图5所示的副簧片2的结构，还可以用作主簧片6的结构，其只有一个连接点，即如图5所示的具有安装过孔204的安装面203，在此类结构中，需要为主簧片6配置独立的复位装置。

如图5所示的副簧片2包括：

安装面203，用于副簧片2与主簧片6贴合装配，在图1和2所示的结构中，副簧片2与主簧片6之间采用紧固螺钉18的固定连接，在一些实施例中还可以采用化学结合的方式实现连接，即安装面203与主簧片6的座槽604在图6中的下表面贴合，贴合采用胶实现化学结合。

图5中，提供安装面203的部分是副簧片2的座部，自安装面起向外悬伸的部分提供簧片体，易产生弹性，并基于弹性复位和增加接合面面积。

图5中所示的曲部202的圆心在底板所在侧，副簧片2向下运行时，受到静触片5的挤压产生变形，该变形的恢复可提供主簧片6复位的复位力，并且变形也会增加曲部202与静触片5之间的接触面面积。

曲部202如果是完整弧形，则其端部对静触片5的摩擦相对比较剧烈，为了改善曲部202与静触片5的接触条件，于曲部202的末端设有反曲部201，反曲部201的存在使副簧片2与静触片5间的接触变的比较钝，不会划伤静触片5。

图5所示的结构中，副簧片2是左右对称结构，该左右对称结构的中部设有所述安装面203，在安装面203的左右两边各设有一个曲部202。

两个曲部202的圆心相同，从而使副簧片2整体上像一个反曲弓结构，整体结构紧凑，弹性相对较强。

参见附图1和2所示，主簧片6、副簧片2和承压体1相互间通过同一紧固件固定连接，如图中所示的紧固螺钉18，装配结构相对比较简单。

关于壳体4，相比于传统的安全插座，其具备一个隔板7，隔板7上主要用于三个电极的安装，隔板7所形成的容腔内则用于前述的主簧片6等实现火线电极9控制结构的装置的安装。

在图1中可见，隔板7上开有隔板过孔，用于图中连接电线12的穿过。

相应地，隔板也需要开用于接地电极柱穿过的隔板过孔。