专利名称：直插式电连接装置及插座、插线板的制作方法
技术领域：
本发明涉及电连接装置，具体涉及一种直插式电连接装置，以及插座、插线板。
背景技术：
一直以来，较为传统的电连接方式以及电连接装置均是采用直插式连接，这种传统的连接方式实现和使用均非常简便，其结构是通过电极的金属触点自身的弹性和导电性来完成电连接，用户通过手持插头垂直插入插座的电极孔中，使得插头的金属触点接触到插座的金属触点，并被插座的金属触点所夹紧，以此完成电连接。当用户需要断开电连接时，需要手持插头将插头的金属触点从电极孔中垂直拔出，此时插头的金属触点会克服插座的金属触点的夹紧力，从插座的金属触点脱离连接。
发明内容
传统的直插式电连接装置中插座的金属触点要求同时具备导电和夹紧的功能，发明人注意到当电连接装置通常在使用一定时间后，金属触点会发生弹性下降或者变形，很容易导致金属触点的虚接，进而影响电连接的可靠性。另外，发明人还发现传统的直插式电连接装置中的电极之间距离较近，在应用在较大功率的电器或者工业场合中，由于功率较大，电极之间瞬间放电容易出现电弧，导致短路，造成设备损坏，高温的电弧还会造成电连接装置的部件失效或熔化，甚至引起火灾。基于发明人发现的上述技术问题，本发明的一个目的是提出一种直插式电连接装置及其插座、插线板，能够解决或改善直插式电连接方式在使用较长时间后可能出现的电连接可靠性问题。基于发明人发现的上述技术问题，本发明的另一个目的是提出一种直插式电连接装置及其插座、插线板，能够尽量消除触电和火灾的隐患。为实现上述目的，本发明一个方面提供了一种直插式电连接装置，包括插头，具有插头本体，在插头的底面设有至少两个第一金属触点；插座，具有底座，在底座内部设有至少两个第二金属触点，在所述底座与所述金属触点之间设有顶紧弹簧。在上述技术方案中，由于金属触点在使用一段时间后会发生弹性下降或者变形， 但顶紧弹簧由于其采用的材料和螺旋结构导致其失效时间比金属触点要慢得多，因此可以使金属触点在顶紧弹簧的压力下继续保持足够的夹紧力，保证电极之间的接触率和电连接的可靠性。优选的，所述插座的底座内还设有绝缘结构，所述绝缘结构包括隔离各个第二金属触点的绝缘隔板，通过所述绝缘隔板将各个第二金属触点之间分割为半封闭的独立电极仓。通过绝缘隔板可以提高各第二金属触点之间的爬电距离，使其达到安全距离，避免电极之间瞬间放电引起的短路，提高电连接装置的安全系数。优选的，在所述插座的底座内还设有覆盖在所述第二金属触点之上的绝缘盖，通过所述绝缘盖和绝缘隔板将各个第二金属触点之间分割为封闭的独立电极仓。通过绝缘隔板和绝缘盖可以增加各第二金属触点之间的爬电距离，使其达到安全距离，避免电极之间瞬间放电引起的短路，提高电连接装置的安全系数，而且在接通和断开电连接时，即使产生了电弧，也会被挡在绝缘盖内，无法跃出插入孔，从而消除了用户触电的危险。优选的，所述插座的底座内还设有防护门组件，所述防护门组件包括防护盖板，所述防护盖板具有垂直贯通的容纳部分，所述容纳部分内设有遮挡部分，在非工作状态下，所述防护盖板的容纳部分被所述遮挡部分所遮挡，在工作状态，所述防护盖板的容纳部分不被所述遮挡部分所遮挡。通过防护门组件可以使直插式电连接装置在非工作状态时，由于遮挡部分的遮挡，用户无法直接触碰到电连接插座内的金属触点，从而降低了触电危险。另外，防护门组件还可以很好的进行电连接插座内的金属触点的防尘和避免异物掉入插座内部。基于上述技术方案，本发明的一个实施例在底座与金属触点之间设置顶紧弹簧， 使得金属触点在顶紧弹簧的压力下继续保持足够的夹紧力，保证电极之间的接触率和电连接的可靠性；在又一个实施例中，通过在插座内金属触点间设置绝缘隔板可以提高各金属触点之间的爬电距离，使其达到安全距离，避免电极之间的短路，提高电连接装置的安全系数。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明一直插式电连接装置实施例中的电连接插头的立体结构示意图；图2为图1插头的另一方向的立体结构示意图；图3为本发明一直插式电连接装置实施例的正面分解结构示意图。图4为图3的背面分解结构示意图。图5为本发明一直插式电连接装置实施例中的电连接插座的底座的立体结构示意图。图6为本发明一直插式电连接装置实施例中的电连接插座的顶盖的立体结构示意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，为本发明一直插式电连接装置实施例中的电连接插头的立体结构示意图。在本实施例中，直插式电连接装置的电连接插头100与电连接插座相配合，该电连接插头100具有插头本体104，在插头本体104的底面设有至少两个第一金属触点，第一金属触点可以包括至少两个第一电源电极，还可以包括至少一个第一接地电极，第一接地电极可略长于第一电源电极，以便紧急断电时插头被拔出时，第一接地电极能晚于第一电源电极断电。在本实施例中，插头本体104的底面设置有两个第一电源电极的金属触点102、103 和一个第一接地电极的金属触点101。如图2所示，为图1电连接插头的另一方向的立体结构示意图。第一金属触点可以采用平板、圆弧截面、圆柱形等。如图3和图4所示，为本发明一直插式电连接装置实施例的正面和背面的分解结构示意图。电连接插座包括顶盖200和底座300，顶盖200扣合在底座300之上。接下来分别对底座300和顶盖200的结构进行说明。如图5所示，为本发明一直插式电连接装置实施例中的电连接插座的底座的结构示意图。在底座300内部设有至少两个第二金属触点。第二金属触点可以包括至少两个第二电源电极，第二电源电极在电连接插头的至少两个第一电源电极垂直插入电连接插座的导电位置，分别与至少两个第一电源电极接触通电。底座300内还可以包括至少一个第二接地电极，其中第二接地电极在电连接插头的至少一个第一接地电极垂直插入到导电位置之前的位置，分别与电连接插头的至少一个第一接地电极接触通电。在本实施例中，第二金属触点包括两个电源电极302、303和一个接地电极301。其中接地电极301可以设置的比电源电极302和303更高，在电连接插头插入电连接插座后， 由于接地电极301更高，则会使得接地电极先于电源电极接通。在底座300的座体304的内部结构与第二金属触点之间设有顶紧弹簧305。第二金属触点可以采用一个金属片，也可以采用两个金属片。在采用一个金属片的实施例中，顶紧弹簧305将该金属片顶向插座内部的绝缘结构，电连接插头的金属触点插入到金属片和绝缘结构之间的空隙来完成电连接。在采用两个金属片的实施例中，图5也示出了这种情形，电连接插头的金属触点插入到两个金属片之间形成的空隙来完成电连接，其中设置在两个金属片与插座内部结构之间的顶紧弹簧305可以实现金属片之间的夹紧力。电连接装置的电连接插座的金属触点在使用一段时间后会发生弹性下降或者变形，但顶紧弹簧由于其采用的材料和螺旋结构导致其失效时间比金属触点要慢得多，因此可以使金属触点在顶紧弹簧的压力下继续保持足够的夹紧力，保证电极之间的接触率和电连接的可靠性，从另一个角度上，也极大地提高了电连接装置的使用寿命。为了使第一金属触点更容易的与第二金属触点磨擦接触，可以在第二金属触点的金属片的边缘设置导引第一金属触点进入的电连接导引结构，例如弯折结构或者圆弧结构。在插座的底座300内还设有绝缘结构，该绝缘结构包括隔离各个第二金属触点的绝缘隔板，该绝缘隔板可以具有统一的直板形状，也可以是由多个具有不同形状的绝缘板形成的绝缘隔板。在图4中，在每个第二金属触点和压紧弹簧的周围设置了绝缘隔板，两个电源电极302、303和接地电极301均被绝缘隔板分割为上表面开放的半封闭的三个独立电极仓，绝缘隔板不仅将电源电极302、303和接地电极301隔离，还将与电源电极302、303和接地电极301连接的压紧弹簧305分别隔离，形成独立电极仓。独立电极仓的形成可以增加第二金属触点之间的爬电距离，使第二金属触点之间达到安全距离，从而避免电极之间瞬间放电形成的短路，提高电连接装置的安全系数。为了增加爬电距离，还可以在第二金属触点上部设置绝缘盖，从上部遮挡住第二金属触点，通过绝缘隔板和绝缘盖可以将各个第二金属触点在空间上分割为多个封闭的独立电极仓。该封闭的独立电极仓的形成可以极大增加第二金属触点之间的爬电距离，使第二金属触点之间达到安全距离，从而避免电极之间的短路，提高电连接装置的安全系数。
绝缘盖可以是具有一定厚度的薄板，在绝缘盖设有便于第一金属触点垂直插入的通孔。为使绝缘盖能够稳定的盖合在绝缘隔板之上，在绝缘盖的底部可以设置可以嵌入绝缘隔板形成的空腔的嵌入件，通过嵌入件和绝缘隔板之间的嵌入关系，也可以使得绝缘盖不至于发生松动，并且能够造成比较封闭的独立电极仓。在底座300中还可以设置防护门组件，防护门组件可以包括防护盖板，防护盖板具有垂直贯通的容纳部分，容纳部分内设有遮挡部分，在非工作状态下，防护盖板的容纳部分被遮挡部分所遮挡，在工作状态，防护盖板的容纳部分不被遮挡部分所遮挡。容纳部分可以为至少两个用于容纳第一金属触点的通孔，遮挡部分可以为可伸缩的挡块或可弯折的挡片，挡块或挡片与动片之间设有复位弹簧。用户在使用直插式电连接装置时，可以将插头本体底部的第一金属触点插入防护盖板的通孔中，由于第一金属触点的压力，使得挡块被挤开，压缩复位弹簧，此时第一金属触点穿过通孔，与底座内的第二金属触点进行电连接。在拔出电连接插头时，由于第一金属触点从通孔中脱离，挡块受到复位弹簧的压力后复位，重新挡住通孔，从而实现了在非工作状态时，挡住底座中的金属触点，避免用户误操作导致的触电危险，而在工作状态下，第一金属触电给予挡块一定的压力以克服复位弹簧的弹力，从而穿过通孔。如图6所示，为本发明一直插式电连接装置实施例中的电连接插座的顶盖的结构示意图。顶盖200上可以设置电连接插头100的第一金属触点插入的电极孔，在本实施例中有三个电极孔201、202和203，分别对应着第一接地电极101、第一电源电极102和第一电源电极103。在顶盖200上可以设置与插头本体104相配合的电连接锁紧结构，用来使插头的第一金属触点在插入插座到预定深度后卡紧，避免由于外力而导致电连接的虚接或断开。电连接锁紧结构可以是设在插头边缘的具有一定弹性的卡爪，以及在插座的上表面设置与卡爪配合的卡槽等。下面结合本发明的一个直插式电连接装置的实施例来说明在使用过程中装置的各部件的运转流程。用户手持电连接插头插入电连接插座后，电连接插头的两个第一电源电极和一个第一接地电极穿过防护门组件上的通孔。防护门组件上的通孔中的挡块受到第一电源电极和第一接地电极的压力后，压缩复位弹簧，从而开放通孔，使得第一电源电极和第一接地电极均能转过通孔。用户对插头本体施加相对于底座的垂直方向的压力，使得第一接地电极首先摩擦进入电连接插座内的第二接地电极的两个金属片之间，完成接地，随后第一电源电极分别摩擦进入电连接插座内对应的第二电源电极的两个金属片间。第一电源电极进入第二电源电极的两片金属片之间后，受到金属片自身的夹紧力和压紧弹簧的弹力的作用，使得第一电源电极和第二电源电极紧密接触，同时第一接地电极也与第二接地电极紧密接触。此时，插头上的卡爪卡入插座表面的卡槽，限制插头本体不能向上拔出，可防止因外力导致电连接虚接或断开情况的发生当用户希望断开电连接时，可以直接拔出。用户对插头本体施以与插入方向相反的拉力，在此拉力的作用下，插头本体底部的第一金属触点克服插座的第二金属触点的压紧力与第二金属触点瞬间脱离，完成断电。与此同时，插头本体上的卡爪从卡槽中拉出。防护门组件的通孔中的挡块由于失去了第一金属触点的压力，受到复位弹簧的压力重新挡住通孑L。第一接地电极通常可以设计成较第一电源电极更长的方式，这样第一电源电极与第二电源电极之间断开连接时，第一接地电极与第二接地电极之间仍保持良好的接触，这样保证了先断电后断接地的连接方式。本发明的直插式电连接装置中的电连接插头和电连接插座均可以单独制造和使用，其中电连接插座还可以通过组合多个电连接插座形成插线板，插线板中的多个电连接插座可以沿直线顺序排列，也可以沿多边形、圆形、椭圆形等进行排列。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种直插式电连接装置，其特征在于，包括插头，具有插头本体，在插头的底面设有至少两个第一金属触点；插座，具有底座，在底座内部设有至少两个第二金属触点，在所述底座与所述金属触点之间设有顶紧弹簧。
2.根据权利要求1所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述插座的底座内还设有绝缘结构，所述绝缘结构包括隔离各个第二金属触点的绝缘隔板，通过所述绝缘隔板将各个第二金属触点之间分割为半封闭的独立电极仓。
3.根据权利要求2所述的直插式电连接装置，其特征在于，在所述插座的底座内还设有覆盖在所述第二金属触点之上的绝缘盖，通过所述绝缘盖和绝缘隔板将各个第二金属触点之间分割为封闭的独立电极仓。
4.根据权利要求1所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述第一金属触点包括至少两个第一电源电极；所述第二金属触点包括至少两个第二电源电极；在所述插头的至少两个第一电源电极垂直插入所述插座的导电位置，所述至少两个第二电源电极分别与所述至少两个第一电源电极接触通电。
5.根据权利要求4所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述第一金属触点还包括至少一个第一接地电极；所述第二金属触点包括至少一个第二接地电极；在所述插头的至少一个第一接地电极垂直插入到导电位置之前的位置，所述至少一个第二接地电极分别与所述至少一个第一接地电极接触通电。
6.根据权利要求1所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述插座的底座内还设有防护门组件，所述防护门组件包括防护盖板，所述防护盖板具有垂直贯通的容纳部分，所述容纳部分内设有遮挡部分，在非工作状态下，所述防护盖板的容纳部分被所述遮挡部分所遮挡，在工作状态，所述防护盖板的容纳部分不被所述遮挡部分所遮挡。
7.根据权利要求6所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述容纳部分为至少两个用于容纳所述第一金属触点的通孔，所述遮挡部分为可伸缩的挡块或可弯折的挡片，所述挡块或挡片与所述挡片之间设有复位弹簧。
8.根据权利要求7所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述第二金属触点为一个金属片或两个金属片。
9.根据权利要求8所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述金属片的边缘设有导引第一金属触点进入的电连接导引结构。
10.根据权利要求9所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述电连接导引结构为弯折结构或圆弧结构。
11.根据权利要求1所述的直插式电连接装置，其特征在于，所述插头和插座之间还设有使所述插头的第一金属触点在插入所述插座到预定深度后卡紧的电连接锁紧机构。
12.—种电连接插座，其特征在于，具有底座，在底座内部设有至少两个第二金属触点， 所述底座与所述金属触点之间设有顶紧弹簧。
13.根据权利要求12所述的电连接插座，其特征在于，所述插座的底座内还设有绝缘结构，所述绝缘结构包括隔离各个第二金属触点的绝缘隔板，通过所述绝缘隔板将各个第二金属触点之间分割为半封闭的独立电极仓。
14.根据权利要求13所述的电连接插座，其特征在于，在所述插座的底座内还设有覆盖在所述第二金属触点之上的绝缘盖，通过所述绝缘盖和绝缘隔板将各个第二金属触点之间分割为封闭的独立电极仓。
15.根据权利要求12所述的电连接插座，其特征在于，所述第二金属触点包括至少两个第二电源电极。
16.根据权利要求15所述的电连接插座，其特征在于，所述第二金属触点包括至少一个第二接地电极；所述第二接地电极的接触通电位置在所述第二接地电极接触通电的导电位置之前。
17.根据权利要求12所述的电连接插座，其特征在于，所述插座的底座内还设有防护门组件，所述防护门组件包括防护盖板，所述防护盖板具有垂直贯通的容纳部分，所述容纳部分内设有遮挡部分，在非工作状态下，所述防护盖板的容纳部分被所述遮挡部分所遮挡， 在工作状态，所述防护盖板的容纳部分不被所述遮挡部分所遮挡。
18.根据权利要求17所述的电连接插座，其特征在于，所述容纳部分为至少两个通孔， 所述遮挡部分为可伸缩的挡块或可弯折的挡片，所述挡块或挡片与所述防护盖板之间设有复位弹簧。
19.根据权利要求12所述的电连接插座，其特征在于，所述第二金属触点为一个金属片或两个金属片。
20.根据权利要求19所述的电连接插座，其特征在于，所述金属片的边缘设有导引第一金属触点进入的电连接导引结构。
21.根据权利要求20所述的直插式电连接插座，其特征在于，所述电连接导引结构为弯折结构或圆弧结构。
22.一种插线板，其特征在于，包括至少两个的权利要求12 21任一所述的电连接插座。
全文摘要
本发明涉及一种直插式电连接装置，包括插头，具有插头本体，在插头的底面设有至少两个第一金属触点；插座，具有底座，在底座内部设有至少两个第二金属触点，在所述底座与所述金属触点之间设有顶紧弹簧。本发明还涉及一种电连接插座和插线板。本发明在底座与金属触点之间设置顶紧弹簧，使得金属触点在顶紧弹簧的压力下继续保持足够的夹紧力，保证电极之间的接触率和电连接的可靠性；在又一个实施例中，通过在插座内金属触点间设置绝缘隔板可以提高各金属触点之间的爬电距离，使其达到安全距离，避免电极之间的短路，提高电连接装置的安全系数。
文档编号H01R13/53GK102280745SQ20101020069
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者刘维民, 夏永彬 申请人:北京固融科技有限公司