外壳7030会缩回，通过外壳7060的延长部分把弹性体7040向下拉回7070到斜面7050上，使弹性体7040不再压缩，从而释放连接。
[0119]图23-24示出了用于锁紧可包含在本发明的锁紧连接构造中的配合电连接的机构的一种实施方式。在此实施方式中，所述机构响应趋向于把连接拉开的力自动锁紧自身。图23是结合有锁紧机构的插头8000的顶部侧视图，以及典型的标准插座的侧视图8010和透视图8020。所述插座具有指状构造8030，当所述指状构造8030卡入面板中时，它锁紧插座8020。典型情况下，这些指状构造8030布置在独立模制的卡接插座8020中，以及在一个模制单元中提供2个、3个或更多插座的模制型插座中，以卡入到多联插座中。当插座8020插入时，指状构造8030张开，在插座8020的本体中留下开口。在不提供指状构造的情况中，制造者可改造模具，以确保在每种型号的单插座或多联插座中提供这种指状构造或具有相似形状和布置形式的凹槽或孔，这种改造的成本很低，对管理机构的认证几乎没有影响，实现起来很容易并且廉价。插头8000具有突舌8040 (可选地形成为钩子形状)，当插头8000插入到插座8020中时，所述突舌8040会扩张，并把其自身插入到插座8020的本体中的开口内。突舌8040的端部的位置和形状使得其能够把自身插入并向插座的壁传递趋向于把连接拉开的力，但是不穿过插座8020的壁上的开口。这能确保突舌8020不会在趋向于把连接拉开的力的作用下被插座的壁卡住，因而能分开插头8000和插座8020。突舌8020的这种造型确保锁紧的连接能正确工作，并且总是能在需要时正确释放。为了释放连接，用户可捏握外壳805，把其向回拉，从而把插头从插座8020拔出。
[0120]图24A-24E示出了电接点插脚处于以下状态的保持机构的俯视图:1)部分插入(图24A) ;2)插入但未锁紧(图24B) ;3)完全插入并锁紧9020 (图24C) ;4)完全插入并释放9030(图24D) ；5)拔下，因而断开连接9040 (图24E)。如上所述以及图24A-24E所示，插头8000具有突舌8040(可选地形成为钩子形状)，当插头插入到插座8020中时，所述突舌8040会扩张，并把其自身插入到插座8020的本体中的开口内。为了释放连接，用户可捏握外壳8050，把其向回拉8060，从而把插头8000从插座8020拔出，如图24D和图24E所示。外壳8050具有适当形状(基本上为矩形)的开口，以便突舌8040穿过，当外壳8050被用户向回拉时8060，矩形开口的最靠近插头的前面的边缘会按压突舌8040，从而释放插头8000，使其从插座8020断开。保持机构可由任何适当的材料构成。应说明的是，所述机构的这种实施方式易于与上文所述的采用用户激活的手动保持机构的版本结合使用。此实例使用前述的致动螺母来控制外壳的位置和移动。致动螺母的释放位置会使外壳按压突舌，阻止它们与插座接合，但是不阻止插头插入到插座中或从插座中拔出。致动螺母的锁紧位置允许突舌与插座接合，从而锁紧连接。这个版本在一些情况中可能有用。
[0121]图26A-C示出了把电源线锁紧到多联插座中的另一种可能的方法。锁定机构已结合到多联插座中，从而各条电源线可一次性锁定，并且可同时释放。图26J示出了由12个NEMA(美国全国电气制造商协会)5-15型插座组成的多联插座组件4040(也可使用其它类型的插座，5-15型在此仅用作一个例子)，这些插座排成一行，并组装为细长的“插座条”。这种构造常用在电子设备架中，常常被称为多联插座，在下文中将使用此名称。使用此方法可制造任意数目的插座，从一个到任何受实际情况限制的数目。作为本发明的对象的多联插座的独特之处在于，它结合有用于锁紧待附接至多联插座的电源线插头的锁定特性。插座与附接的电插头的锁定或解锁是通过使用小工具转动面板前面的内六角头螺钉4021实现的。所述驱动件不一定必须是内六角件，也可以是集成到组件中(或独立于组件)的旋钮或手柄，或者是驱动内部机构的其它装置。它可以是带有配套的工具、旋钮或杠杆的专有连接器，用于确保只有经过授权的人员才能解锁和重新锁定多联插座。它可以是由电机或电磁阀驱动的锁定机构，这种锁定机构可以是就地控制的(例如通过按钮或开关控制，或通过安全钥匙驱动开关控制，或通过安全数字鉴别数据密钥卡或安全密码键板控制，例如用于车门的装置，或者通过数字密钥卡、身份卡或其它适当的物理访问控制机构控制)，也可以是遥控电机驱动的。遥控可通过任何适当的通讯机制实现，根据需要，这种通讯机制可带有或没有安全特性，例如通过互联网、内部数据网、或无线网通讯(其中任何一种都可通过加密、鉴权、令牌等手段实现为安全连接)，或通过任何其它适当的方式通讯。
[0122]本发明的一个独特思想是通过简单的一次性操作把所有插座锁定到附接的插头上或从附接的插头解锁所有插座的能力。另外，这种设计允许在组件处于锁定位置时以可预测的拔出力(可编程释放力)拔出任何附接的插头。为了满足管理机构的要求(例如保险商实验室(UL)的要求)，这可能是必要的。这种设计允许更大变化范围的附接插头制造公差。另外，由于设计的简单性，这种组件的设计能降低制造成本并提高可靠性。这种设计可适合于各种类型的插头，不局限于NEMA 5-15型插头的例子。
[0123]详细说明:
[0124]锁定组件的一个关键设计特点是独特的插脚锁位机构，它可组装为任意长度，具有任意数目的锁位点，锁位点的数目与多联插座所提供的插座的数目对应。图26A示出了每个插脚锁位组件的三个基本部件。这些组件可布置在各个插座处，形成每个插座至少一个组件的组合，但也可应用到任何一个插座以及所有插座的各个插脚锁位位置。出于电绝缘的原因，对于导体中的每一个，组件必须保持独立。图26A中所示的部件是全金属性质的，最可能的情况是由具有良好导电性的金属材料制成，例如黄铜、铍铜、或其它适当的高抗拉强度材料，但不局限于这些材料。主电插脚接收件4001在图的左侧示出。它由机器冲压和冲模成型件组成。插脚接触片4010由基底冲压金属材料形成，并通过业界常用的方式向内卷制，以提供配合插脚可轻松进出的孔口，但是能与配合插脚形成非常安全的电连接。位于电接触片4010之后的冲压件4012中的孔允许配合连接器的插脚完全穿入组件。在第一个孔的正上方的金属件4011中冲压出另一个孔。这个孔4011为最终组件的另一个部件的弹簧留出了工作空间。夹持组件的第二个部件是插脚支承冲压件4002，它在工作时执行实际保持插入插脚的功能。它也是导电金属件，并且必须具有一定程度的脆性。这是必要的，因为在该冲压件中形成有一个一体弹簧4017。请看部件侧视图，可以看出，弹簧4017的金属材料向左偏转，形成弧形。这个弹簧的作用将在下文中说明组装好的部件时论述。另外，在此部件4015中冲制有一个孔，该孔允许配合插头的插脚自由地穿过此冲压件。所示的第三个部件是插脚后支撑件4003，它是一个简单的冲压件，在其中有孔4020，所述孔4020在下孔口 4012处位于与插脚接收件4001相同的相对位置。
[0125]图26B示出了上述三个部件4001、4002、4003组装后的正交视图4051和侧视图4052。现在能明显看出为什么孔4011在插脚接收部件4001中是必要的。弹簧4017的突出部现在具有不受干涉的位置。在此图中，还能够看到，三个下孔口对正，以允许待附接的插头的接合插脚穿过。
[0126]在图26C中，示出了另一个部件，S卩，插脚，并示出了有代表性的具有单个插脚4013的插头的局部图，虽然具有单个插脚4013的插头不是本发明的最终组件的一部分，但是在此用于阐述在把两个件4052、4053锁定到一起的过程中各个部件的功能。有代表性的插头和插脚4053组件由插脚4017和绝缘底板4020组成。它一般是三插脚插头组件的一部分，但是也可为任何插脚组合的一个构件。此系统可适合任何形状的插脚，只需把各个子部件的孔口的形状与待锁位的所需插脚匹配。插脚接收组件4052在侧视图中示出，并且由主电插脚接收件4001、插脚支承冲压件4002和插脚后支撑件4003组成。此时，电插脚接触片4010还未被配合插脚4017接合。
[0127]图26D示出了完全进入插脚接收组件4052的电插头4053。三个部件4001、4002、4003的对正孔口允许插脚4017穿过它们并进入电接触片4010。此时，三个孔口是基本上对正的，允许插脚4017自由地从它们穿过。所示的弹簧4017处于松弛状态。
[0128]在图26E中，所示的插脚支承冲压件4002承受沿向下方向施加的力。此冲压件中的孔口的顶部现在对插脚4017的顶部施加压力。同时，主电插脚接收件4001和插脚支承冲压件4002中的孔口的底部向插脚4017施加相反方向上的反作用力，导致剪切作用。由于插脚的相对强度较高，因此剪切力仅用于锁住插脚，而不会使其受到损害。所示的弹簧4017在此时被压缩。这允许插脚支承冲压件4002在与插脚4017初步接触后具有可测量的活动范围。这是必要的，因为不同厂家的插脚尺寸有所不同，并且多个插脚接收件排成一行的布置形式需要补偿较小的制造差异的手段。弹簧4017还用于允许预定水平的力施加到插脚4017上，以实现插脚支承冲压件4002的给定竖向偏转范围。此时，插脚被锁位并“锁定”。
[0129]图26F示出了连续排成一行的多个上述插脚接收组件4052。组件4052的全部三个部件以三个冲压件一组的形式重复排列为一行。最终的多插脚锁位组件4054由组装在一起的三个金属部件构成。
[0130]图26G示出了彼此并排布置的三个多插脚锁位组件4054，其布置形式使得各个孔口位置与配合插头的插脚的排布位置相符。这种布置形式不局限于三个导体，而且，仅包括一块锁位板和两块电接触板的变化形式仅是可能的变化形式的一个例子。至少需要一块锁位板组件，以实现插头的锁位。所述组件是导电和锁位子组件4055。
[0131]图26H示出了向插脚支承冲压件4002提供力的一种可能的方法。注意，插脚支承冲压件的钩端4020钩在凸轮板4022的边缘周围。当向凸轮板4022的轴承孔4023施力时，所述力会被传递至三个插脚支承冲压件的钩子4020。凸轮板4022的形状允许凸轮板相对于插脚支承冲压件的钩子4020进行一定程度的左右运动，以允许与凸轮运动相关的侧向动作。凸轮4024被保持在轴承4025中的位置，并且在此示例性实例中被接收内六角件4027驱动。凸轮4024和轴承4025承置在下文所述的C形框架中。当使用插入到内六角件4027中的工具转动凸轮4024时，凸轮4024会绕轴承4025的轴线偏心转动。这种偏心运动被传递至凸轮轴承4002，并传入凸轮轴承接收件4023中，从而导致凸轮板4022的运动。由于仅需要很小的偏转，施加到工具(或者如前文所述的旋钮或其它转动凸轮的装置)上的力被放大许多倍，从而能够轻松地实现使所有插头保持锁定所需的力。
[0132]图26J示出了子组件的部件，S卩，绝缘插座面4058、导电和锁位子组件4055、凸轮执行机构4056、凸轮支撑C形架4057、绝缘分隔件4059、以及组装后的多联插座4040的后壳4050。虽然未示出端帽、电源线组件和电气附件，但是它们暗含在最终组件中，并且通过传统的方式附接。
[0133]本发明具有多种新颖特征，包括:
[0134]所有插座同时锁定和解锁。
[0135]弹簧可制造为具有使得被锁位的插头的拔出张力可预测的特点。
[0136]可从一个操纵点操作任何实际长度和数目的插座。
[0137]插座正面之后的轮廓面积绝对最小。
[0138]可采用简单的冲压件，从而以更低的成本进行组装和制造。
[0139]仅需利用前述的工具或其它装置进行简单的扭转操作即可锁定和解锁组件。
[0140]本发明的上述说明仅是为了示例和描述目的给出的。而且，上述说明并不意欲把本发明限制于所公开的形式。因此，与上述教导等效的变化和修改以及相关技术的技巧和知识应属于本发明的范围。上文所述的实施方式仅是为了说明实施本发明的已知最佳方式，并使本领域技术人员以这种实施方式或其它实施方式利用本发明，或者通过根据本发明的特定应用或使用要求进行各种修改来利用本发明。所附权利要求应理解为包括现有技术所允许程度的替代实施方式。
【主权项】
1.一种锁定电插座，用于通过与插头的配合接合而形成安全电连接，所述插头包括插头外壳，所述锁定电插座包括: 插座外壳结构，形成所述插座，并容纳用于有选择性地建立和断开所述电连接的至少一个电接点，所述插座外壳构造为与所述插头外壳的一部分配合接合，包括: 第一插座外壳部分；和 第二插座外壳部分，能够相对于所述第一插座外壳部在第一位置和第二位置之间移动，其中，在所述第一位置时，所述插座外壳和所述插头外壳在其间的接口处摩擦锁定，从而抵抗所述连接的断开，在所述第二位置时，所述插座外壳和所述插头外壳能够轻松分离；和 致动装置组件，用于在所述第一位置和第二位置之间移动所述第二插座外壳部分。2.如权利要求1所述的锁定电插座，其中，所述致动装置组件包括用于使所述第二插座外壳部分相对于所述第一插座外壳部分前进和缩回的锁紧螺母。3.如权利要求2所述的锁定电插座，其中，所述第二外壳部分包括与所述插座外壳和所述插头外壳之间的接口相邻的楔形结构，从而所述第二外壳部分前进到所述第一位置会导致所述楔形结构摩擦锁定。4.如权利要求2所述的锁定电插座，其中，所述第二外壳部分的前进导致锁定元件膨胀到所述插头外壳和所述插座外壳之间的接口中，从而增大其间的摩擦。5.如权利要求4所述的锁定电插座，其中，所述锁定元件包括弹性体环。6.一种锁紧用于通过与插头配合接合而形成电连接的电插座的方法，所述插头包括插头外壳，所述方法包括: 提供插座外壳结构，所述插座外壳结构形成所述插座，并容纳用于有选择性地建立和断开所述电连接的至少一个电接点，所述插座外壳构造为与所述插头外壳的一部分配合接合，并包括第一插座外壳部分以及能够相对于所述第一插座外壳部分在第一位置和第二位置之间移动的第二插座外壳部分，其中，在所述第一位置时，所述插座外壳和所述插头外壳在其间的接口处摩擦锁定，从而抵抗所述连接的断开，在所述第二位置时，所述插座外壳和所述插头外壳能够轻松分离； 提供致动装置组件，所述致动装置组件用于在所述第一位置和第二位置之间移动所述第二插座外壳部分； 使所述插头外壳和所述插座外壳配合接合，并使所述第二插座外壳部分处于所述第二位置；和 操作所述致动装置组件，以把所述第二插座外壳部分移动至所述第一位置，从而锁紧所述电连接。7.如权利要求6所述的方法，还包括以下步骤:操作所述致动装置组件，以把所述第二插座外壳部分移动至所述第二位置，并脱开所述插头外壳和所述插座外壳。8.如权利要求6所述的方法，其中，所述致动装置组件包括锁紧螺母，并且所述操作所述致动装置组件的步骤包括转动所述锁紧螺母以使所述第二插座外壳部分相对于所述第一插座外壳部分前进。9.如权利要求6所述的方法，其中，所述操作所述致动装置组件的步骤包括迫使楔形结构进入所述插座外壳和所述插头外壳之间的接口中。10.如权利要求6所述的方法，其中，所述操作所述致动装置组件的步骤包括使锁定元件膨胀到所述插头外壳和所述插座外壳之间的接口中。
【专利摘要】本发明提供一种用于锁紧由配合结构形成的电连接的方法和装置，所述配合结构包括公组件的插脚和母组件的插座。在一些实施方式中，所述电连接可通过插头和插座外壳之间的摩擦接合锁紧。这可通过迫使楔形件进入外壳之间的接口或使锁定元件(例如弹性体环)膨胀到所述接口中来完成。可使用锁紧螺母操纵所述安全连接的这种锁定和释放。
【IPC分类】H01R13/46, H01R13/639
【公开号】CN105409068
【申请号】CN201480028542
【发明人】S.查普尔, W.帕乔德
【申请人】佐尼特结构解决方案有限责任公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年3月17日
【公告号】CA2907354A1, EP2973881A1, WO2014145987A1, WO2014145987A9