一种电源插座的安全保护装置的制作方法

1.本发明涉及的是一种电器与电源连接领域的安全构件,一种电源插座的安全保护装置。


背景技术：

2.在我们的日常生活中电源插座的使用到处可见，但是现有的插座存在一定的不安全因素，给我们的生活带来安全隐患。例如：误动触电、接触不良、遇水短路等。
3.误动触电：误动触电大多数是年幼的儿童，我们知道儿童都喜欢扣孔挖洞，这样插座上的黑孔会给好奇心极强的儿童带来误导、容易发生危险。为此市面上销售的插座、大多数已经做了改进，就是在原来插座的基础上增加了安全保护门，但是安全保护门是安装在插座外壳的下面、多数还是黑色材料，这样、插座上的黑孔更明显，对年幼儿童的吸引只会有增无减。
4.接触不良：主要现有的插座使用时间久了就会出现接触不良，这是因为现有插座内部的电源电极夹的造型有关。现有的电极夹是把铜片两边直角折弯来夹持插头。我们知道铜片的弹性与加工造型有关，直角折弯时间久了很容易出现铜片弹性的抗疲劳降低，插头多次的插拔，铜片不能恢复到原先的状态。最终使插座的电源电极夹、对插头的夹持力也越来越松动，最终出现接触不良，给火灾带来隐患。
5.遇水短路：为了达到插座防水的目的，现在很多插座是在插座上外加一个防水罩，这样的防水罩、对于溅水可以起到一定的作用，但遇到梅雨季节的潮湿或者在水房、厨房有水蒸汽的对方使用、就没有什么作用。水房和厨房的插座还是有很大的安全隐患，有梅雨季节的南方使用插座就有更为严重的安全隐患。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种电源插座的安全保护装置，用以克服现有插座的缺陷与不足。
7.为实现上述的目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种电源插座的安全保护装置，以下简称插座。该插座包括：外壳，挡板，不规则齿轮，齿轮定位轴和弧形的电源电极夹。
8.插座外壳的外形可以做到与现有插座大同小异，不同的是原来插座的插孔、被大小接近的插头挡板堵住了。从内部看，插座的插孔是被一个像塞子一样的插头挡板、在弹性元件的弹力作用力下、从内向外紧紧的堵住。在外壳内还有不规则齿轮、齿轮定位轴和电源电极夹；不规则齿轮之所以这取这个名字，与它的外形有关。从侧面看，它像一个逗号，逗号圆上有几个齿，逗号的尾部是个弧面与另外插头挡板下面滑轨的弧面对应，用来控制另外插头挡板的转动。不规则齿轮上的齿、连接插头挡板上的齿轮，转动的动力也靠插头挡板上的齿轮驱动，但转向与插头挡板的转向相反，不规则齿轮有齿轮转动轴定位。只有插头插入时，插头挡板上的齿轮驱动不规则齿轮转动、不规则齿轮尾部移位，插头才能推开挡板，插
入插座与电源电极夹连接，接通电源。
9.以下结合常用的两孔插座和三孔插座分别解释本插座。
10.插座的外壳分为上下两层，插座的外形可以根据需要任意设计。以下图中的外壳采用圆形设计。
11.所述上层外壳的插孔与现有插座的插孔一样，采用标准的插头插孔尺寸。但内部结构与现有的插座不同在于：上层外壳的内部有对应的插头挡板活动槽，并且对应的插头挡板活动槽大于插头挡板的尺寸，呈现塞子形状。
12.所述的下层外壳内部也有插头挡板的活动槽，活动槽的尺寸大于挡板来回移动所需的空间，因为插头挡板在下层外壳内、需要来回转动，所以插头挡板在下层外壳内的活动槽的截面呈现扇形，还有电源电极夹所需的空间及插头进出的空间。
13.所述的插头挡板、为了达到更好的防水效果，插头挡板与插孔结合的部分是上小下大，就是一个从内到外的塞子。
14.所述的插头挡板，为了来回转动、在插头挡板的一侧是转动轴。
15.所述的插头挡板、为了限制自由移动，在挡板的下面设计了弧形滑轨，滑轨上的一个弧面与不规则齿轮的尾部对应。
16.所述的插头挡板、外形与壳体上的插头挡板活动槽形状一致，但尺寸小于插头挡板活动槽的尺寸。
17.所述的有弹性元件、一端与插头挡板连接，一端与下层外壳连接，是插头挡板来回转动复位的动力。
18.所述的插头挡板上有齿轮，用来驱动插头挡板下面对应的不规则齿轮。注：两孔插座挡板上的不规则齿轮设在插头挡板轴向的一端；三孔插座挡板上的不规则齿轮设在接地插孔挡板轴的中间。
19.所述的不规则齿轮、从侧面看像一个逗号，齿轮在逗号圆头上，圆头的中心有个圆孔，这是不规则齿轮转动的定位孔，套在齿轮定位轴上来回转动。齿轮部分与插头挡板上的齿轮结合，齿轮转动的动力有插头挡板上的齿轮提供。像逗号的尾部是个弧面与另外一个插头挡板下面滑轨上的一个弧面对应，用来控制对应插头挡板的来回转动。
20.所述的不规则齿轮定位轴是给不规则齿轮定位用的。
21.所述的弧形插头接触电极夹、没有了直角折弯设计，在铜片的弹性抗疲劳系数上远大于现有插头的接触电极夹，长期使用也可以把插头牢牢的夹紧。
22.本发明通过上述技术方案，能够有效的解决现有插座的不足，防止儿童误动触电、防止接触不良、防止遇水短路等、带来的安全隐患。同时该插座结构简单、成本低廉，部件标准，可实现机器组装，节省人工，从而达到了有益的技术效果。
附图说明
23.图1是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座前视分解图。
24.图2是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座左视分解图。
25.图3是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插立体分解图。
26.图4是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座上层外壳的俯视图。
27.图5是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座上层外壳的仰视图。
28.图6是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座上层外壳座的立体视图。
29.图7是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板的俯视图。
30.图8是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板的仰视图。
31.图9是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板的仰视立体图。
32.图10是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内弹性元件——扭簧的俯视图。
33.图11是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内弹性元件——扭簧的仰视图。
34.图12是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内弹性元件——扭簧的立体视图。
35.图13是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内不规则齿轮的俯视图。
36.图14是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内不规则齿轮的仰视图。
37.图15是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内不规则齿轮的立体视图。
38.图16是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内不规则齿轮固定轴的俯视图。
39.图17是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内不规则齿轮固定轴的仰视图。
40.图18是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内不规则齿轮固定轴的立体视图。
41.图19是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座下层外壳的俯视图。
42.图20是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座下层外壳的仰视图。
43.图21是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座下层外壳的立体视图。
44.图22是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内电源电极夹的俯视图。
45.图23是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内电源电极夹的仰视图。
46.图24是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内电源电极夹
的立体视图。
47.图25是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板与不规则齿轮结合的俯视图。
48.图26是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板与不规则齿轮结合的前视图。
49.图27是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板与不规则齿轮结合的左视图。
50.图28是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板与不规则齿轮受到插头插入、插头挡板和不规则齿轮转动后的前视图。
51.图29是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座与三孔插座内插头挡板与不规则齿轮受到插头插入、插头挡板和不规则齿轮转动后的左视图。
52.图30是本发明一种电源插座的安全保护装置、两孔插座去掉外壳前视剖视图。
53.图31是本发明一种电源插座的安全保护装置、三孔插座去掉外壳左视剖视图。
54.图32是本发明一种电源插座的安全保护装置、为了解释两孔插座上层、下层结合、从锁钩处的左侧剖视图。
55.图33是本发明一种电源插座的安全保护装置、为了解释三孔插座上层、下层结合、从锁钩处的左侧剖视图。
56.注：本插座两孔插座和三孔插座的外壳暂时采用圆形设计，在实际生产和使用中，可以根据市场的需要将本插座的外壳设计成其他形状。
57.附图标记说明为了标注更清晰，在以下附图标记说明中，形状相同或功能相同的部件，共同采用一个标称。如：两孔插座内的两个插孔统称2a3，三孔插座的三个插孔统称2b3；三孔插座内的接地插头挡板与另外两个电源插头挡板形状不同，但功能相同、统称3b等。
58.1a是两孔插头的两个电极。
59.1b是三孔插头的三个电极。
60.2a是两孔插座的上层外壳， 2a1是上下层外壳连接的锁钩，2a2是插头挡板在上层外壳内的活动槽，2a3是两个插头插孔。
61.2b是三孔插座的上层外壳， 2b1是上下层外壳连接的锁钩，2b2是插头挡板在上层外壳内的活动槽，2b3是三个插头插孔。
62.3a是两孔插座的插头挡板，3a1是插头挡板上的转动轴, 3a2是插头挡板上的齿轮，3a3是插头挡板下面滑轨尾部的一个弧面，与不规则齿轮5a尾部的弧面5a2相互对应面。
63.3b是三孔插座的插头挡板, 3b1是插头挡板上的转动轴，3b2是插头挡板上的齿轮, 3b3是插头挡板下面滑轨尾部的一个弧面，与不规则齿轮5b尾部的弧面5b2相互对应面；注：三孔插座，只用接地插头挡板上有齿轮，但挡板下面没有滑轨，另外两个插孔的插头挡板上没齿轮，但有滑轨。
64.4a是两孔插座挡板复位的弹性元件；注：弹性元件可以是弹片，可以是弹簧也可以采用具有弹性的其它材料如：磁体的斥力或引力。根据多次实验，考虑制造成本，弹性元件这里采用弹簧中的一种——扭簧。原因是弹片成本低，但是在长期的使用中容易出现弹片的抗疲劳系数降低，使用久了挡板不能使插头挡板恢复原位；磁性材料没有弹片的缺点，可
以长时间使用并保持插头挡板恢复原位，但制造成本很高。
65.4b是三孔插座挡板复位的弹性元件；注：弹性元件可以是弹片，可以是弹簧也可以采用具有弹性的其它材料如：磁体的斥力或引力。根据多次实验，考虑制造成本，弹性元件这里采用弹簧中的一种——扭簧。原因是弹片成本低，但是在长期的使用中容易出现弹片的抗疲劳系数降低，使用久了挡板不能使插头挡板恢复原位；磁性材料没有弹片的缺点，可以长时间使用并保持插头挡板恢复原位，但制造成本很高。
66.5a是两孔插座内的不规则齿轮，5a1是齿轮，5a2是尾部的弧面、与插头挡板3a上滑轨尾部的弧面3a3相互对应面， 5a3是齿轮定位的轴芯孔，5a4是滑道，即：滑轨3a3的滑道。
67.5b是三孔插座内的不规则齿轮，5b1是齿轮，5b2是尾部的弧面、与插头挡板3b上滑轨尾部的弧面3b3相互对应面， 5b3是齿轮定位的轴芯孔。
68.6a是两孔插座内不规则齿轮的定位轴座，6a1是不规则齿轮的轴芯。
69.6b是三孔插座内不规则齿轮的定位轴座，6b1是不规则齿轮的轴芯。
70.7a是两孔插座的下层外壳；7a1是不规则齿轮定位轴座6a的定位槽,7a2是插头挡板转动轴的定位槽,7a3是锁钩的过孔,7a4是插头挡板在下层外壳内的活动槽,7a5是电源电极夹在下层外壳内的定位槽，7a6是锁钩的定位槽。
71.7b是三孔插座的下层外壳；7b1是不规则齿轮定位轴座6b的定位槽,7b2是插头挡板转动轴的定位槽,7b3是锁钩的过孔,7b4是插头挡板在下层外壳内的活动槽,7b5是电源电极夹在下层外壳内的定位槽，7b6是锁钩的定位槽。
72.8a是两孔插座的电源电极夹，8a1是电源电极夹连接电源的延伸铜片。
73.8b是三孔插座的电源电极夹，8b1是电源电极夹连接电源的延伸铜片。
74.具体实施方式
75.以下结合附图，对本发明上述的技术特征和优点作更详细的说明。
76.本发明是这样实现防止遇水短路、防止误动触电和防止接触不良。
77.为了显示两孔插座和三孔插座上下两层外壳连接的构造，图32是两孔插座从锁钩处的左侧剖视图，2a1是上层外壳的锁钩，7a6是下层外壳锁钩的定位槽；图33是三孔插座从锁钩处的左侧剖视图； 2b1是上层外壳的锁钩，7b6是下层外壳锁钩的定位槽。
78.为了更清楚的解释两孔插座的工作原理，图30是两孔插座去掉外壳后、内部结构的示意图。当插头1a插入时，插头1a首先触到两个插头挡板3a，两个插头挡板3a分别以转轴3a1为中心向下转动，插头挡板上的齿轮3a2同步转动，并驱动不规则齿轮5a同步转动，但不规则齿轮5a转向相反。套在转轴3a1上的弹性元件——扭簧4a、也随插头挡板3a的移动同步扭动变形。插头1a擦过插头挡板3a插入电源电极夹8a，接通电源。图中可以看到电源电极夹8a是弧形设计，对于插头的插入或拔出、电极夹都有很好的回弹力，防止插头与插座的接触不良，确保安全；当插头拔出时，插头挡板3a转轴3a1上的弹性元件——扭簧4a回弹，扭簧4a的扭力将插头挡板3a推回原位，插头挡板上的齿轮3a2会驱动不规则齿轮5a同步转回到原位，像塞子形设计的插头挡板3a、再次把插孔2a3堵上。防止遇水短路，确保安全；注：从图7图8图9中看到插头挡板3a是塞子形设计，上小下大。
79.插头1a拔出后，插座上的插孔2a3已经被插头挡板3a填平，插座上没有了可见的插
孔2a3，儿童也不再好奇、玩耍插座，远离危险，确保安全。
80.为了防止儿童还用金属棒或螺丝刀无意乱捅到插座，图中看到的不规则齿轮5a和5b，就是为此特设的又一道保险。
81.以两孔插座为例、再次解释不规则齿轮5a是怎么防止儿童误动的：从上述的解释中了解插头挡板上有齿轮3a2与不规则齿轮上的齿轮连接，只要插头挡板3a转动、不规则齿轮会同步转动。从图30中看到不规则齿轮尾部的弧面5a2与右边插头挡板下面滑轨上的一个弧面3a3对应，但保持一段间隙。这是假如儿童误动将硬物插入右边的插孔2a3，硬物会驱动插头挡板3a向下转动，插头挡板3a转动一段距离，即3a3到5a2之间的间隙。就会被对面不规则齿轮5a尾部的弧面5a2阻挡，不能继续转动。相同道理，儿童误动将硬物插入左边的插孔2a3时，也会被右边的不规则齿轮5a尾部的弧面5a2阻挡，不给插入。
82.从图30中看到，左右插孔2a3内的插头挡板3a的转动、都会受到不规则齿轮尾部5a2的限制，左右插头挡板3a要想转动，必须将不规则齿轮尾部5a2移开一段距离，使3a3与5b2两个弧面不再对应。但是每个不规则齿轮5a尾部5a2的移开，必须有插头挡板3a上的齿轮3a2驱动。这就是每个插头挡板3a下滑轨上的弧面3a3与不规则齿轮5a的尾部5a2要预留一段间隙，这段间隙大小能保证每一个插头挡板3a可以自由转动一段距离不受限制即可。
83.根据上述的解释，只有左右两个插孔2a3同时有插头1a插入，两个插头挡板3a受到插头1a的驱动，两个插头挡板上3a转动，两个插头挡板3a上的齿轮3a2分别驱动下面的不规则齿轮5a转动，两个不规则齿轮尾部的弧面5a2同时与两个插头挡板3a下面滑轨上的一个弧面3a3分离不在对应。既插头1a擦过插头挡板3a顺利插入插座。
84.图31是三孔插座的左视剖面图，它工作原理与两孔插座的工作原理大同小异，不同的是三孔插座内，三个插头挡板3b、只有接地插头挡板3b上有齿轮3b2，另外两个插头挡板3b没有齿轮。三孔插座内也只有一个不规则齿轮5b安置在接地插孔2b3内，接地插头挡板3b的下面，不规则齿轮5b从侧面看和两孔插座内的不规则齿轮5a相似，从俯视、仰视和立体图13、图14、图15可以看到、又像两孔插座内不规则齿轮5a的加长合并体，在它的尾部有两个弧面5b2分别与另外两个插头挡板3b下面滑轨上弧面3b3对应，来控制另外两个插头挡板的转动。
85.它的工作原理是：只有接地插孔2b3有插头1b插入时，接地插头挡板3b驱动不规则齿轮5b反转，不规则齿轮的尾部5b2移开，不再与另外两个插孔2b3内插头挡板下面滑轨上的弧面3b3对应，另外两个插头挡板下面滑轨失去阻挡，插头1b擦过插头挡板3b顺利插入插座。假若接地插孔2b3内、没有插头1b插入时，插座内的不规则齿轮5b没有被插头挡板3b上的齿轮3b2驱动，它保持不动。插座内的另外两个插头挡板3b下面滑轨上的弧面3b3是被不规则齿轮尾部的两个弧面5b2分别阻挡的，这时另外两个插孔有硬物插入时，插头挡板3b不能转动，硬物也就不能插入。