設有改良式安全門的電源連接器產品的制作方法

設有改良式安全門的電源連接器產品的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種設有改良式安全門的電源連接器產品。所述電源連接器設置有三件式安全門架構，以避免插頭的單一插腳意外或不合宜地插入電源插口中。優選地，所述電源連接器另設置有一德式接地框架與一直接電連架構，使得本發明符合對于家用插頭、轉接器與插座的嚴格國際安全標準。
【專利說明】
設有改良式安全門的電源連接器產品
技術領域
[0001] 本發明涉及一種用于承接電插頭的電源連接器，尤其是涉及配置有一改良式安全 門的電源連接器，且其較佳為另配置有一改良式德式(SchukO)接地支持系統及/或創新的 電力輸送架構，使得本發明符合對于家用插頭、轉接器與插座的嚴格國際安全標準。
【背景技術】
[0002] 每個國家和地區都有自己專屬類型的電插頭與插座，適用于特定電流額定值，而 每個國家和地區所使用的插頭/插槽類型通常按照國家標準來規范，其中許多國家標準被 列示在國際電工委員會（IEC)的技術報告TR 60083中。在這些國家標準當中，SASO/ IEC60884-2-5標準要求插頭或轉接器，在接受一小時的過載測試后，溫升值不應超過45° K， 而UL 498A進一步要求，當一裝置承載其最大額定電流時，最高溫升值必須低于30°C。這些 標準的嚴格性使得傳統架構幾乎不可能符合規定。
[0003] 圖17顯示一種傳統轉接器，其未能通過下文所述溫升測試。雖然不希望受到任何 理論所拘束，但據信這失敗是導因于下列事實：電源框架20""是藉由在其和插腳8Γ"之間 放置一銅片25""并將它們按壓在一起而間接地連接至插腳81""，造成電源框架20""與插腳 8Γ"之間的接觸不良和高電阻，因而增加發熱。
[0004] 同時，一些歐洲國家，包括葡萄牙、芬蘭、丹麥、挪威和瑞典，要求在插座內安裝安 全門，以避免兒童將物體戳入插座內。為了滿足插座安全門僅容許在插頭的火線插腳與中 性線插腳同時插入的時候才可開啟的這個要求，本技術領域中已提出一些單件式安全門的 設計，例如揭示于英國專利公開案第793000號與第2199996號中的設計。然而，這類設計經 常被發現很難運作，因為需要相當大的力量來驅使較大的安全門板件至其開啟位置。同時 也發現到，在承接帶有較尖銳邊緣的電插頭時，例如承接圖8所顯示的典型美式極化插頭9 而其具有與扁平頂端呈50°傾斜的邊緣時，一些習用插座的安全門將無法發揮作用且安全 門的承接表面會很快磨損。這些缺點可能是由于插頭頂端與安全門之間的微小接觸面積， 以及在垂直于插入方向的方向產生相對較弱的分力所導致。
[0005] 其他的問題可能是由于安全門板件必須和插槽空腔內的其他組件共享有限空間 而引起。舉例來說，參照圖17所顯示的傳統萬用插座配置，一直立式接地系統50""裝設在插 座空腔中央，于是，安全門30""在朝向接地系統50""移動時將會受到空間上的阻礙。為解決 這個問題，安全門30""被配置成藉由朝向遠離接地系統50""的方向移動來打開插口。結果， 所述傳統裝置具有無法令人滿意的過大尺寸，且其攜帶性欠佳。而且，當這類插座承接具有 扁平接地接點的德式CEE 7/4插頭時，被螺旋彈簧33""偏壓的安全門30""將會施力至德式 插頭的火線插腳與中性線插腳，因而將插頭推離插座的接地金屬片，在插頭與插槽之間造 成空隙，導致接地連接性不良。本申請的發明人所進行的非正式測試顯示出，這類習用安全 門可能不利地造成不可靠的接地連接性，導致高達40 %的接地故障率。
[0006] 因此，業界需要一種可以滿足國家安全規定并且解決上述缺陷的電源連接器裝 置。

【發明內容】

[0007] 在一個方面，本申請所提供的是一種用于和一電插頭接合的新穎改良式電源連接 器，所述電源連接器配備有安全門，以避免插頭的單一公型接腳不必要或不合宜地插入其 電源插口。所述電源連接器包含：
[0008] 一介電殼體，包含一頂面面板，其中所述頂面面板形成有兩個電源插口，而所述公 型電源接腳可以經由所述兩電源插口插入；
[0009] 兩個電源輸出框架，間隔地設置在所述殼體內，而且各具有一面向所述頂面面板 且適于經由個別電源插口沿著一插入方向承接所述電插頭的個別公型接腳的輸出接觸部， 以及一遠離所述頂面面板的輸入部；
[0010] -對安全門，彼此平行地設置在所述殼體內，其中所述安全門藉由個別偏壓組件 沿著一大致上垂直于所述插入方向的行進方向被偏壓至一前進位置，以關閉所述電源插 口，而且所述安全門各形成有一導引組件；以及
[0011] -長形鎖桿，沿著一橫越所述行進方向的橫越方向延伸，且以能夠沿著所述橫越 方向移動但不能夠沿著所述行進方向移動的方式設置在所述殼體內，其中所述鎖桿設置有 一第一接合部和一第二接合部，所述第一接合部和所述第二接合部以一給定距離彼此間隔 且可滑動地接合個別的導引組件，以使得所述兩個導引組件彼此以所述給定距離平行地隔 開；
[0012] 藉此，回應所述公型電源接腳的插入，所述安全門會彼此相依地沿著所述行進方 向移行至一回縮位置，而開啟所述電源插口。
[0013] 憑借上述三件式安全門架構，解決了習用單件式安全門所導致的問題。簡單地說， 安全門藉由鎖桿可滑動地鎖定而呈現彼此平行，僅容許彼此相依地沿著行進方向移行，使 得鎖桿可以阻止單一個電源插腳開啟插口，但在兩個安全門同時被兩個電源插腳推動時， 鎖桿將會沿著橫越方向滑動而開啟安全門。相較于圖16所示符合于美國國家標準但沒有設 置安全門的對應裝置，本申請所披露的電源連接器可以避免插頭的單一公型接腳不必要或 不合宜地插入電源插口。也值得注意的是，本申請所披露的萬用插座配置非常緊密，使得其 整體尺寸相較于圖17所顯示的傳統裝置減少一半。
[0014] 在本申請所提供的一較佳方面中，第一和第二接合部各自被構形成一由鎖桿向上 延伸的凸部，而兩個導引組件中的其中一個被構形成一導引凹槽的形式，而另一個被構形 成安全門的側壁的形式。
[0015] 在本申請所提供的一替代性較佳方面中，第一和第二接合部各自被構形成一由鎖 桿向上延伸的凸部，而兩個導引組件都被構形成一導引凹槽的形式，以承接凸部狀的接合 部。優選地，鎖桿在第一和第二接合部之間另形成有一凸塊，且凸塊形成有兩個端面，這兩 個端面朝向且可滑動地抵靠于安全門的個別側壁。如此，藉由凸部和凸塊一起運作，使兩個 安全門彼此隔開保持一預定距離，從而使安全門相依地移行。
[0016] 在本申請所提供的另一較佳方面中，安全門各自包括一斜面，所述斜面配置成鄰 近頂面面板并適于接受來自于公型電源接腳的按壓力。優選地，所述斜面被構形成相對于 行進方向呈約30度的角度傾斜，藉此克服安全門失效的問題。
[0017] 在本申請所提供的另一較佳方面中，所述電源連接器更設置有一通用接地框架， 所述通用接地框架包含一面向頂面面板的彈性金屬夾片。所述彈性金屬夾片具有兩個向上 并且向外延伸超出頂面面板的自由端部，以構成一錨固在頂面面板上且呈現兩個金屬板件 形式的德式接頭。優選地，所述德式接頭被反折以提供額外強度，供用于對抗因為插入三插 腳插頭所產生的向下力。
[0018] 在本申請所提供的另一較佳方面中，安全門被配置成當電插頭插入時會被驅使朝 向德式接頭移動。本申請的發明人意外地發現到，這種配置方式可以藉由迫使安全門將插 頭推向德式接頭，有助于德式CEE 7/4插頭的扁平式接地頭貼附至本申請所披露的電源連 接器的德式接頭上。結果，在插頭與電源連接器之間的潛在空隙幾乎不存在，而且將傳統裝 置中所發生的不可靠接地的問題減至最低。
[0019] 在本申請所提供的另一較佳方面中，電源輸出框架各自包含一面向底面面板的輸 入部，而且通用接地框架包含一面向底面面板的通用接地基座。值得注意的是，輸入部與通 用接地基座各自直接地鉚接有一導電耦接器，以電性連接至一外部電源。本申請的發明人 意外地發現到，電源輸出框架/接地框架與導電耦接器的直接電連連接不僅可實現強固的 電源輸送架構，也可以大幅地克服傳統裝置中所發生的溫升問題。
[0020] 本申請所揭示的電源連接器可以作為一種通用架構，應用于各式各樣的轉接器和 插座。
【附圖說明】
[0021 ]圖IA為根據本發明一具體例的電源連接器的分解示意圖；
[0022]圖IB為根據本發明一具體例的電源連接器的立體示意圖；
[0023]圖2顯示根據本發明一具體例的電源連接器的頂面面板；
[0024]圖3顯示根據本發明一具體例的電源連接器的電源輸出框架；
[0025]圖4A-4D為根據本發明一具體例的安全門的示意圖；
[0026]圖5A_f5D為顯示根據本發明一具體例的安全門的操作示意圖；
[0027]圖6A-6D為根據本發明另一具體例的安全門的不意圖；
[0028]圖7A-7D為顯示根據本發明另一具體例的安全門的操作示意圖；
[0029] 圖8為顯示美式極化插頭與安全門接觸的示意圖；
[0030] 圖9A-9B為根據本發明一具體例的通用接地框架的示意圖；
[0031 ]圖9C為根據本發明一替代性具體例的通用接地框架的示意圖；
[0032]圖9D和9E為根據本發明一具體例的電源連接器的示意圖，其中通用接地框架沒有 德式接腳；
[0033]圖10A-10D為顯示根據本發明一具體例的德式接頭的優選形式的示意圖；
[0034]圖IlA為根據本發明一具體例的電源連接器的示意圖，所述電源連接器呈萬用插 座的形式；
[0035]圖IlB為顯示根據本發明一具體例的萬用插座的持線器的示意圖；
[0036]圖12A為根據本發明一替代性具體例的電源連接器的示意圖，所述電源連接器呈 萬用電源排插的形式；
[0037]圖12B為顯示電源排插與電源線之間的接合機制示意圖；
[0038]圖13A為根據本發明另一替代性具體例的電源連接器的示意圖，所述電源連接器 呈萬用轉接器的形式；
[0039] 圖13B為顯示通用接地框架與接地插腳之間的直接電連連接的示意圖；
[0040] 圖13C為顯示電源輸出框架與電源插腳之間的直接電連連接的示意圖；
[0041] 圖14A-14B為根據本發明另一替代性具體例的電源連接器的立體圖，所述電源連 接器呈多合一轉接器套組的形式；
[0042]圖15為顯示多合一轉接器套組被組裝成金字塔狀組件的示意圖；以及
[0043] 圖16為一未設有安全門的電源連接器的示意圖；以及
[0044] 圖17為一習用電源連接器的分解示意圖。
[0045] 附圖符號說明：
[0046] 電源連接器1、萬用轉接器1"、萬用插座Γ、1"'、美式極性插頭9、殼體10、頂面面板 11、底面面板12、內部空腔13、電源端子16、接地端子17、凸緣19、電源框架20""、電源輸出框 架21、電源輸出框架22、銅片25""、安全門30""、安全門31、安全門32、偏壓組件33、螺旋彈簧 33""、支撐構件34、支撐構件35、鎖桿40、接合部41、接合部42、凸塊43、通用接地框架50、接 地系統50""、接受部51、通用接地基座52、凹槽55、持線器60、線孔61、螺紋孔62、螺栓63、介 電底盤70、電源線71、插腳81、插腳82、插腳81""、鉚釘83、鉚釘84、插頭板90、電源插孔91、接 地插孔92、電源刃片95、接地插腳96、凹槽99、扣持架110、火線插口 111、中性線插口 112、德 式接地插口 113、瑞士式接地插口 114、義式接地插口 115、巴西式接地插口 116、肩部117、凸 緣121、水平薄板161、輸出接觸部211、輸入部212、輸出接觸部221、輸入部222、導引組件 311、上斜面312、下表面313、側壁315、導引組件321、上斜面322、下表面323、螺柱324、側壁 325、前壁341、后壁342、行進路徑343、前壁351、后壁352、行進路徑353、螺柱354、側面411、 側面412、側面413、側面414、側面421、側面422、側面423、側面424、端面431、端面432、德式 接受部511、夾持部512、德式接頭513、擴展開口 911、狹窄開口 912、彈性導電接頭913、彈性 接地接頭923、彎折部3111、彎折部3211、筆直部3112、筆直部3212、彎曲部5121、釘狀結構 5131、發夾狀結構5132。
【具體實施方式】
[0047] 參照以下較佳具體例的詳細說明伴隨相關附圖，本發明的技術內容和特征將變得 顯明。
[0048]根據本發明一較佳具體例的電源連接器1顯示于圖IA與1Β，其包含一介電殼體10、 設置于殼體10內的兩個電源輸出框架21、22、平行設置于殼體10內的一對安全門31、32,以 及一與安全門30呈可脫離地且可滑動地接合的長形鎖桿40。
[0049] 介電殼體10包含頂面面板11、底面面板12和周圍側壁，以界定出內部空腔13。優選 地，介電殼體10包括平行配置的兩分隔壁面，將內部空腔13劃分成位于分隔壁面之間的中 間室以及兩個位于中間室的兩相對側的側室。介電殼體10是由本領域習用的任何介電材料 制成，例如塑料與酚系樹脂。在一較佳具體例中，頂面面板11是和殼體10的其余部分分別地 被射出成型，隨后組裝在一起而形成單一模塊。
[0050] 頂面面板11形成有復數個插口，以構成一個萬用插座布局，用于承接在世界各地 普遍使用的插頭類型，這些插口包括但不限于:歐式、英式、美式、北非式和澳式插頭。如圖2 所示，萬用插座布局包括兩電源插口，亦即中性線(N)和火線(L)插口 111、112,其適于承接 電插頭的中性線和火線接頭。優選地，一或多個接地插口形成在頂面面板11上，以承接插頭 的接地接頭，所述接地插口可以包括但不限于德式接地插口 113、瑞士式接地插口 114以及 合并有巴西式接地插口 116的義式接地插口 115。應注意到的是，本申請所披露的瑞士式接 地插口 114的位置有別于緊鄰義式接地插口 115的習用位置，是座落于萬用插座布局的極外 側。這個新的位置將迫使瑞士式插頭以不同方向插入電源連接器1，從而克服了傳統萬用插 座布局中的N-L倒置問題，而這個問題在過去二十五年持續存在，一直無法解決。
[0051]電源輸出框架21、22是以彼此隔開的方式被固定在殼體10的內部，優選地分別被 固定在內部空腔13的側室內。電源輸出框架21、22各自優選地為一單件式組件，由高導電性 材料所制成，優選地由一或多種導電金屬元素或金屬合金所制成，例如由黃銅或磷銅所制 成。電源輸出框架21、22可以藉由本領域習知的任何方法制作，包括金屬模鍛法與沖壓法。 如圖IA與3所示，電源輸出框架21、22各自包括一朝向頂面面板11的輸出接觸部211、221，以 及一遠離頂面面板11且較佳為朝向底面面板12的輸入部212、222。輸出接觸部211、221各自 包括一用于固持插頭的公型電源接腳的彈性構件，所述彈性構件優選地被構形成為一彈性 金屬夾片的形式，所述彈性金屬夾片具有一在形狀上符合用于不同國家的插頭的尖角狀、 刃片狀或插腳狀公型接腳的夾持部件。輸出接觸部211、221對準于電源插口 111、112，使得 它們適于經由電源插口 111、112而沿著箭頭A所指示的插入方向承接電插頭的電源接頭，藉 此建立起電源輸出框架21、22與電插頭之間的電性連接。
[0052]現在參照圖4A-4B，安全門31、32較佳由介電材料制成，它們設置在殼體10內并藉 由下述鎖桿40維持大致上彼此平行間隔的關系。這可以藉由在殼體10內界定出供安全門 31、32來回行進的兩個限定平行路徑來實現。在較佳具體例中，行進路徑是單獨地由一對支 撐構件34、35界定出來，或是由所述支撐構件34、35和殼體10共同界定出來。支撐構件34、35 較佳由介電材料制成，它們設置在內部空腔13的兩側室內，各自包含兩相對前壁341、351和 后壁342、352,以及在前壁341、351和后壁342、352之間延伸的行進路徑343、353，沿著行進 路徑343、353,安全門31、32可在前壁341、351和后壁342、352之間朝向箭頭B所指示行進方 向滑動，所述行進方向B大致上垂直于插入方向A且大致上平行于頂面面板11。
[0053] 安全門31、32各自以其后端接附至一偏壓組件33,所述偏壓組件33轉而錨定至后 壁342、352。優選地，安全門31、32的后端以及壁面342、352各自設置有一用于錨定偏壓組件 33的螺柱324、354。在較佳具體例中，偏壓組件33是一個朝行進方向B延伸的略微壓縮彈簧， 使得安全門31、32的前端通常被推抵至前壁341、351并偏壓至圖4B所示的前進位置，藉此關 閉電源插口 111、112。對熟悉本技術的人員來說，其他類型的偏壓組件顯然也可用于本發 明，只要它們可以使安全門31、32偏壓至前進位置即可。
[0054]如圖4C-4D所示，安全門31、32各自設置有一個大致上沿著行進方向B延伸的導引 組件311、321。導引組件311、321各自被構形成包括有一與行進方向B呈銳角延伸的彎折部 3111、3211，其例如呈約30-45°的角度延伸，以及一連接且并合于彎折部3111、3211而且沿 著行進方向B延伸的筆直部3112、3212。個別的筆直部3112、3212可以平直狀或圓弧狀的內 部轉角與對應的彎折部311U3211相接。由于兩個安全門31、32藉由鎖桿40而隨時維持相互 大致平行，所以兩個導引組件311、321同樣地隨時以固定距離D平行地隔開。另外，安全門 31、32各自包括鄰近頂面面板11的一上斜面312、322，以及一相對于上斜面312、322且較佳 為背向且大致上平行于頂面面板11的下表面313、323。優選地，安全門31、32漸縮成楔狀形 式，使得上斜面312、322各自呈現朝著下表面313、323向下傾斜的斜面形式。
[0055]鎖桿40較佳由介電材料制成，它被設置在殼體10內并且沿著箭頭C所指示的橫越 且較佳為實質正交于行進方向B的橫越方向延伸。鎖桿40被殼體10所固持，優選地被局限在 由殼體10所界定的一隔室內，其以在橫越方向C可滑動地移動但在行進方向B不可移動的方 式設置。鎖桿40設置有以相同距離D彼此隔開的第一接合部41和第二接合部42,以便可滑動 地接合導引組件311、321。熟悉本技術的人員皆可明了，接合部41、42和導引組件311、321可 為任何構形，只要在它們之間能夠建立起可滑動式的接合關系即可。在一些較佳具體例中， 兩個導引組件311、321其中一個或所有兩個可以被構形成為一被形成在下表面313、323上 的導引凹槽的形式，以承接被構形成由鎖桿40向上延伸的凸部形式的接合部41、42。在其他 較佳具體例中，導引組件311、321其中一個或所有兩個可以被構形成為安全門31、32垂直于 下表面313、323的側壁的形式，而接合部41、42能夠沿著這些側壁來回滑動。
[0056] 在圖4A至4D所顯示的較佳具體例中，導引組件311呈現一導引凹槽的形式，而導引 組件321呈現安全門32之一側壁的形式。凸部狀接合部41、42各自包括一側面411、421，而側 面411、421相對于行進方向B以與彎折部311U3211相同之角度傾斜，而且當安全門31、32停 駐于其前進位置時，側面411、421適于抵靠彎折部3111、3211。憑借著這個抵靠關系，如果安 全門31、32沿著行進方向B朝向鎖桿40移動，則傾斜的側面411、421在橫越方向C上將同步地 承接相等分力，從而驅動鎖桿40沿著橫越方向C移動。
[0057]現在參照圖5A-5D說明本具體例的操作情形。當具有二或三個插腳的電插頭被插 入電源連接器1時，火線與中性線公型接腳會沿著插入方向A在上斜面312、322上施加按壓 力，這將會在行進方向B上產生一分力，而對抗偏壓組件33所施加的偏壓力，促使安全門31、 32離開前壁341、351。由于施加至個別上斜面312、322上的分力約略相等，所以接合部41、42 的個別傾斜側面411、421因其抵靠在彎折部311U3211上而被對等地推動，藉此驅使鎖桿40 沿著橫越方向C移動，同時安全門31、32沿著行進方向B向后移動。隨著安全門31、32移動至 圖5B與5D所顯示的回縮位置，電源插口 111、112會完全開啟，而且接合部41、42與筆直部 3112、3212相接。當公型接腳從電源連接器1移離時，安全門31、32會返回圖5A與5C所示的前 進位置，以關閉電源插口 111、112，鎖桿40也返回原位。
[0058] 根據圖4A至4D和圖5六至?所顯示的具體例，接合部41、42與彎折部3111、3211之間 的接合關系，確保了接合部42被單獨驅動時，將會卡在彎折部3211內。舉例來說，在安全門 32連同其呈側壁形式的導引組件321被單獨推向鎖桿40的情況下，接合部42會承接在橫越 方向C的一分力。然而，由于安全門31沒有在行進方向B上承受任何力量而仍然座落在前進 位置，因此接合部41仍抵靠于彎折部3111的傾斜側面，使得鎖桿40在橫越方向C上的移動受 阻。因此，兩個安全門31、32僅被容許在行進方向彼此相依地移行，從而避免插頭的單一個 公型接腳不必要或不合宜地插入電源插口。
[0059]在圖6A至6D所顯示的更佳具體例中，兩個導引組件311，321皆被構形成為位于下 表面313、323上的導引凹槽的形式，以承接被構形成由鎖桿40向上延伸的凸部形式的接合 部41、42。優選地，導引組件311，321分別由兩個在下表面313、323上延伸的肋部所界定出 來。凸部狀接合部41、42各自包括一側面411、421，而側面411、421相對于行進方向8以與彎 折部311U3211相同之角度傾斜，而且當安全門31、32停駐于其前進位置時，側面411、421適 于抵靠彎折部3111、3211。憑借著這個抵靠關系，如果安全門31、32沿著行進方向B朝向鎖桿 40移動，則傾斜的側面411、421在橫越方向C上將同步地承接相等分力，從而驅動鎖桿40沿 著橫越方向C移動。更優選地，鎖桿40在兩個接合部41、42之間另形成有一凸塊43。凸塊43包 括兩個端面431、432，而端面431、432面向安全門31、32垂直于上斜面312、322和下表面313、 323的個別側壁315、325，并且適于可滑動地抵靠在個別側壁315、325。
[0060] 在一些具體例中，凸部狀接合部41、42各自被構形成如圖6C所示具有四個側面的 平行四面體(parallelogramoid body)，其中傾斜的側面411、421和與其平行的相對側面 413、 423皆被配置成相對于行進方向B呈傾斜，而且當安全門31、32停駐于其前進位置時，側 面411、421和側面413、423會抵接著彎折部3111、3211。側面412、422和與其平行的相對側面 414、 424被配置成大致平行于行進方向B，并且在安全門31、32沿著行進方向B移動的期間會 抵接著筆直部3112、3212。
[0061] 現在參照圖7A-7D說明本具體例的操作情形。當具有二或三個插腳的電插頭被插 入電源連接器1時，火線與中性線公型接腳會沿著插入方向A在上斜面312、322上施加按壓 力，這將會在行進方向B上產生一分力，而對抗偏壓組件33所施加的偏壓力，促使安全門31、 32離開前壁341、351。由于施加至個別上斜面312、322上的分力約略相等，所以接合部41、42 的個別傾斜側面411、421因其抵靠在彎折部311U3211上而被對等地推動，藉此驅使鎖桿40 沿著橫越方向C移動，同時安全門31、32沿著行進方向B向后移動。凸塊43藉由使其兩個端面 431、432可滑動地抵靠于安全門31、32的側壁315、325來輔助并且穩定整個滑動過程。隨著 安全門31、32移動至圖7B與7D所顯示的回縮位置，電源插口 111、112會完全開啟，而且接合 部41、42與筆直部3112、3212相接。當公型接腳從電源連接器1移離時，安全門31、32會返回 圖7A與7C所示的前進位置，以關閉電源插口 111、112,鎖桿40也返回原位。
[0062] 根據圖6A至6D和圖7A至7D所顯示的具體例，接合部41、42與彎折部3111、3211之間 的接合關系，確保了接合部41、42被單獨驅動時，將會卡在彎折部311U3211內。因此，如果 使用人嘗試將一物體單獨插入火線插口 111、或是單獨插入中性線插口 112,則安全門31、32 將維持停留在前進位置。在上述任一種情況下，由于彎折部3111、3211與接合部41、42之間 的接合關系，安全門31、32會卡滯于前進位置。舉例來說，在安全門32被單獨推向鎖桿40的 情況下，接合部42會承接在橫越方向C的一分力。然而，由于安全門31沒有在行進方向B上承 受任何力量而仍然座落在前進位置，因此接合部41仍抵靠于彎折部3111的傾斜側面，使得 鎖桿40在橫越方向C上的移動受阻。因此，兩個安全門31、32僅被容許在行進方向彼此相依 地移行，從而避免插頭的單一個公型接腳不必要或不合宜地插入電源插口。
[0063]在較佳具體例中，上斜面312、322被構形成相對于行進方向B以約30度的角度傾 斜，如圖8所示。
[0064]在一些較佳具體例中，本申請所披露的電源連接器1另包含一通用接地框架50。優 選地，通用接地框架50被固定于內部空腔13的中間室內。通用接地框架50優選為由高導電 性材料所制成的單件式組件，更優選為由一或多種導電金屬或金屬合金所制成，例如由黃 銅或磷銅所制成。通用接地框架50可藉由本領域習知的任何方法制作，例如金屬模鍛法與 沖壓法。如圖1與9A、9B所示，通用接地框架50包括一或多個面向頂面面板11的接受部51，以 及一遠離頂面面板11且較佳為面向底面面板12的通用接地基座52。接受部51各自包括一用 于承接并固持插頭的接地接頭的彈性構件，所述彈性構件較佳被構形成為一彈性金屬夾片 的形式，其具有一在形狀上符合插頭接頭的夾持部。接受部51對準位于頂面面板11上的接 地插口 113-116，使得它們適于沿著插入方向A經由接地插口 113-116來承接電插頭的接地 接頭，藉此建立起通用接地框架50與電插頭之間的電性連接。在這些接受部51當中，德式接 受部511適于接受美式、丹麥式或以色列式插頭的公型接地接腳。本申請使用的術語"德式 (Schuko)"是指歐盟電氣設備合格性測試委員會(CEE)定義為CEE7/3插座和CEE7/4插頭的 交流電源插頭與插座系統。根據所述標準，德式插頭的特征是直徑4.8毫米的兩圓形插腳 (19毫米長，中心相隔19毫米），用作為火線與中性線接頭，加上位于插頭頂部與底部側的兩 個扁平接點區域，供用作為保護性接地結構。德式接受部511的夾持部512具有經由德式接 地插口 113向上并向外延伸超出頂面面板11的兩自由端部，以構成一扁平德式接頭513。德 式接頭513被構形成貼臥在位于德式接地插口 113周圍的肩部117上的兩個金屬板的形式， 并且適于與CEE 7/4德式插頭的接地接頭接合。肩部117可被切掉一深度，以錨固德式接頭 513。更優選地，德式接頭513以稍微突出超過頂面面板11的方式建構，例如1-10毫米高于頂 面面板11的表面，以確保與插頭產生良好的接地。
[0065] 德式接受部511在夾持部512中段形成有一彎曲部5121，藉此獲取足夠的彈性，以 接受4.8毫米的美式接地插腳和6.0毫米的丹麥接地插腳，且隨后恢復德式接地所需要的原 始位置和形狀。
[0066] 為了解決德式接受部511可能被下推而永久地陷入內部空腔13內或是在重復地承 接美式、丹麥式和以色列式插頭后不可逆地變形的問題，通用接地框架50設置有下述四個 結構配置。首先，通用接地基座52被構形成延伸至全長度，以便牢固地抵靠介電殼體10的內 壁。第二，德式接受部511由具有1-10毫米厚度的金屬材料制成，使其足夠強固，以維持其形 狀與位置。第三，通用接地框架50的外壁上形成有長形凹槽55,而被形成在介電殼體10內的 對應凸緣121卡合至凹槽55內，將通用接地框架50固定就位。第四，德式接頭513被彎折，以 提供額外強度用于對抗三插腳插頭插入時所產生的向下力量。如圖IOA所示，德式接頭513 可進一步向下彎折，以形成一適于釘入肩部117的釘狀結構5131，以將德式接頭513緊扣在 肩部117上。或者，德式接頭513可往下反折，以形成一發夾狀結構5132,如圖10B-10D所示， 所述結構可提供一彈簧效應，以幫助對抗向下的力。在圖IOD所顯示的具體例中，發夾狀結 構5132具有向上延伸的一自由端部，在自由端部上可套接一螺旋彈簧，以增加反制力。
[0067] 在一更佳具體例中，安全門31、32配置成可使得它們在響應一電插頭的插入時會 被驅動朝向德式接頭513移動。本申請的發明人意外地發現到，藉由促使安全門31、32將插 頭推向德式接頭513,這種配置方式有助于使德式CEE 7/4插頭的扁平地面接頭貼附至德式 接頭513上。結果，前文所敘述的晃動問題減至最少，而插頭與電源連接器之間的潛在空隙 也幾乎不存在。
[0068]通用接地框架50可以被構形成具有任意的接受部51組合，以便接受特定規格的插 頭。在不打算接受德式插頭的電源連接器1的替代性具體例中，通用接地框架50可以不設置 用于接合德式插頭的接地端的德式接頭。在這個情形下，通用接地框架50不會具有朝外延 伸超過頂面面板11的構成組件，如圖9C所示。圖9D和9E顯示兩個電源連接器1，其中通用接 地框架沒有設置德式接頭。
[0069]輸入部212、222和通用接地基座52被耦合至各式各樣的導電耦接器，以電性連接 至一外部電源。在本申請中，這種親合關系稱作"直接電連(direct wiring)"，意指個別導 電耦接器直接地鉚接至輸入部212、222和通用接地基座52,其間并無任何機械性連接機構 介入。優選地，個別導電耦接器在實體上與輸入部212、222和通用接地基座52相接。如下文 所例示，直接電連被證實在電力輸送期間產生減少溫升的極有利效果。
[0070] 在一具體例中，本申請所披露的電源連接器被制作成圖IlA與IlB所顯示的萬用插 座Γ，其導電耦接器各自被構形成一持線器60的形式。持線器60較佳為一中空金屬管，在管 的開放端部形成有一盲線孔61，用于承接一電線，而且持線器60更形成有一徑向延伸的螺 紋孔62,用于承接一緊固螺栓63,以固持插入線孔61中的電線。熟悉本技術的人員皆知還有 許多其他類型的持線器可用于本申請，例如適于固持電線的線夾。
[0071] 在另一具體例中，本申請所披露的電源連接器被制作成圖12A所顯示的萬用電源 排插，其中藉由一通用介電底盤70來固持圖IlA所顯示的數個萬用插座Γ，并且以串聯方式 電性連接至一電源線71。
[0072] 在一替代性具體例中，本申請所披露的電源連接器被制作成萬用轉接器Γ，其除 了包含一適于承接各式各樣電插頭的頂面面板11以外，在另一側還包含適于插入當地市電 插座的插頭部件。如圖13A所示，萬用轉接器Γ包含數個導電耦接器，其被構形成符合當地 標準的插腳81、82的形式。根據本申請所披露的具體例，接地插腳81是藉由一體成形在接地 插腳81上的鉚釘83而被耦合至通用接地基座52,如圖13B所示，而火線與中性線插腳82同樣 地以鉚釘84緊扣至輸入部212、222,如圖13C所示。
[0073] 本申請所例示的直接電連模型是在沙特阿拉伯與中國的必維國際檢驗公司（BV) 實驗室接受SAS0/IEC60884-2-5標準所規范的溫升測試。圖16所顯示的傳統轉接器也接受 測試并作為比較模型。所述測試大致上根據下列步驟進行：
[0074] 1.在14安培負載下以一小時測試N-L插腳的溫升，并記錄較高溫度作為N-L溫升；
[0075] 2.使用N-L溫升，搭配接地插腳E構成完整電路；以及
[0076] 3.測試N-E或L-E，并記錄接地插腳的溫升。
[0077] 測試結果顯示于下方表1。
[0078] 表1.溫升測試報告
[0080] 根據表1所示結果，在一小時過載測試后，直接電連模型以達成低于45°K的溫升通 過測試。相對地，比較模型在15分鐘內即未能通過測試，因為溫升達到100°Κ。
[0081] 在另一替代性具體例中，本申請所披露的電源連接器被制作成多合一轉接器套 組，其包含圖14Α所示的萬用插座Γ'以及適于可拆除式接合且電性連接至萬用插座Γ'的 一組可更換式插頭板90。所述套組容許使用人將圖14Β例示的一插頭板90和設置有不同類 型插頭插腳的另一插頭部件互換。根據本申請的揭示內容，萬用插座Γ'可以任何適宜方式 和可更換式插頭板90結合，以建立起所希望的電性連接，例如扣合接附、滑動接合、以及任 何其他適宜的可拆卸式連接方式。在一更佳具體例中，萬用插座Γ'包括三個導電耦接器。 其中二個分別以直接電連方式配置至輸入部212、222,并向外延伸超出底面面板12,以構成 電源端子16。理想地，電源端子16各自被構形成為一垂直刃片，其具有一端部被彎折成為一 平行于底面面板12的水平薄板161。剩余的一個導電耦接器被直接電連至通用接地基座52， 并向外延伸超出底面面板12,以構成一接地端子17,其較佳被構形成一金屬短柱的形式。如 圖14B所例示，可更換式插頭板90各自形成有兩個用于承接電源端子16的電源插孔91，以及 一個用于承接接地端子17的接地插孔92。電源插孔91各自在其一端部設置有一容許水平薄 板161進入的擴展開口 911，以及一位于相對端部而且和擴展開口 911合并的狹窄開口 912， 藉此，水平薄板161-旦插入就不能從狹窄開口912拔出。電源插孔91與接地插孔92彼此呈 大致上平行關系配置，以使得接地端子17隨著電源端子16經由擴展開口 911進入電源插孔 91而進到接地插孔92里面。隨后，可以沿著電源插孔91移動電源端子16,使其由端部911滑 動至相對端部912,而電源端子16在相對端部912處會與被連接至插頭板90的電源刃片95的 彈性導電接頭913相接。隨著電源端子16和彈性導電接頭913接合，接地端子17也會抵靠一 被埋設在接地插孔92內的彈性接地接頭923，且與插頭板90的接地插腳96相接。
[0082] 上述接合機制也可以應用于圖12A與12B顯示的萬用電源排插，作為一種將介電底 盤70耦合至電源線71并且建立起萬用插座Γ與電源線71之間的電性連接的工具。根據本具 體例，萬用插座Γ的輸入部212、222分別以串聯方式電性連接至電源端子16,同時個別通用 接地基座52以串聯方式連接至接地端子17。電源端子16適于與被形成在電源線71內的電源 插孔91相接，以連接電源線，而接地端子17適于插入接地插孔92,以連接至配設在電源線71 內的地線。本申請所披露的接合機制具有下列優點：必須先相對于介電底盤70垂直地移動 電源線71，再水平地拔出電源線71，才能夠使電源線71脫離介電底盤70,藉此克服習用接合 機制可能由于作用在電源在線的非蓄意拉力而意外松動的長期問題。
[0083] 在一較佳具體例中，萬用插座Γ '另配置有防錯機制，以確保可更換式插頭板90和 萬用插座Γ '只能夠以正確的位向相接。所述防錯機制可涉及本領域所熟知的任何公型-母 型耦合機制，例如圖14A-14B所顯示的凸緣19與凹槽99的接合關系。
[0084] 多合一轉接器套組可以另包含一多面體狀扣持架110,而萬用插座Γ'與數個可更 換式插頭板90被可拆卸地卡接至扣持架110,以構成單一總成。在一較佳具體例中，扣持架 111為立方體狀，其中五個切面分別被構形成形狀上互補于萬用插座Γ'和這些可更換式插 頭板90,使得所述多合一轉接器套組在組裝后變成一個具備高度攜帶性與緊密性的金字塔 狀裝置。
[0085] 雖然本發明已被詳細描述于說明書中，但在本發明精義和范圍內的各種修改和變 化對于本領域技術人員而言屬于明顯。基于前述的披露內容，相關技術中的知識以及在發 明背景和發明的詳細敘述中所討論到的參考文獻的披露內容完全地被納入于此作為參考。
【主權項】
1. 一種電源連接器，其用于接合一具有兩個公型電源接腳的電插頭，所述電源連接器 包含： 一介電殼體，包含一頂面面板，其中所述頂面面板形成有兩個電源插口，而所述公型電 源接腳可以經由所述電源插口插入； 兩個電源輸出框架，間隔地設置在所述殼體內，而且各具有一面向所述頂面面板且適 于經由個別電源插口沿著一插入方向承接所述電插頭的個別公型接腳的輸出接觸部，以及 一遠離所述頂面面板的輸入部； 一對安全門，彼此平行地設置在所述殼體內，其中所述安全門藉由個別偏壓組件沿著 一大致上垂直于所述插入方向的行進方向被偏壓至一前進位置，以關閉所述電源插口，而 且所述安全門各形成有一導引組件；以及 一長形鎖桿，沿著一橫越所述行進方向的橫越方向延伸，且以能夠沿著所述橫越方向 移動但不能夠沿著所述行進方向移動的方式設置在所述殼體內，其中所述鎖桿設置有一第 一接合部和一第二接合部，所述第一接合部和所述第二接合部以一給定距離彼此間隔且可 滑動地接合個別的導引組件，以使得所述兩個導引組件彼此以所述給定距離平行地隔開； 藉此，回應所述公型電源接腳的插入，所述安全門會彼此相依地沿著所述行進方向移 行至一回縮位置，而開啟所述電源插口。2. 根據權利要求1所述的電源連接器，其中所述安全門各自包括一上斜面，而所述上斜 面被配置成鄰近所述頂面面板，并且適于承接來自所述公型電源接腳的按壓力。3. 根據權利要求2所述的電源連接器，其中所述上斜面被構形成相對于所述行進方向 以約30度的角度傾斜。4. 根據權利要求2所述的電源連接器，其中所述導引組件各自包含一相對于所述行進 方向呈銳角延伸的彎折部，以及一連接至所述彎折部并且沿著所述行進方向延伸的筆直 部。5. 根據權利要求4所述的電源連接器，其中所述第一接合部與所述第二接合部各自被 構形成一由所述鎖桿延伸出來的凸部，并包含一相對于所述行進方向以與所述個別彎折部 相同的角度傾斜的第一側面，以使得當所述安全門停駐于所述前進位置時，所述第一接合 部與所述第二接合部適于利用所述第一側面抵靠其對應彎折部。6. 根據權利要求5所述的電源連接器，其中所述導引組件其中一個被構形成一導引凹 槽，以承接其對應接合部，而所述導引組件的另一個被構形成其對應安全門的側壁。7. 根據權利要求5所述的電源連接器，其中所述導引組件皆被構形成導引凹槽，以承接 其對應接合部。8. 根據權利要求7所述的電源連接器，其中所述鎖桿在所述第一接合部與所述第二接 合部之間另形成有一凸塊，而且所述凸塊形成有兩個端面，所述端面面向所述安全門垂直 于所述上斜面的個別側壁，并且適于可滑動地抵靠在所述個別側壁。9. 根據權利要求8所述的電源連接器，其中所述凸部各自被構形成具有四個側面的平 行四面體，其中所述第一側面和與其平行的第二側面皆被配置成相對于所述行進方向呈傾 斜，而且當所述安全門停駐于所述前進位置時，所述第一側面和第二側面會抵接著所述彎 折部，且第三側面和與其平行的第四側面被配置成大致平行于所述行進方向，并且在所述 安全門沿著所述行進方向移動的期間會抵接著所述筆直部。10. 根據權利要求7所述的電源連接器，其更包含一對設置在所述殼體內的支撐構件， 其中所述支撐構件各自包含兩相對側壁，以及一在所述相對側壁之間沿著所述行進方向延 伸的行進路徑，所述安全門可以個別地沿著所述行進路徑在所述兩相對側壁之間沿著所述 行進方向滑動。11. 根據權利要求10所述的電源連接器，其中所述偏壓組件為一彈簧，所述彈簧的一端 抵靠所述安全門，而另一端抵靠所述支撐構件的兩相對側壁其中一個。12. 根據權利要求11所述的電源連接器，其更包含一通用接地框架，所述通用接地框架 包含一面向所述頂面面板的彈性金屬夾片，且其中所述彈性金屬夾片具有向上并向外延伸 超出所述頂面面板的兩自由端部，以構成錨固在所述頂面面板上呈兩片金屬板的德式接 頭。13. 根據權利要求12所述的電源連接器，其中所述安全門被配置成可使得它們在響應 所述電插頭的插入時會被驅動朝向所述德式接頭移動。
【文檔編號】H01R13/453GK106058550SQ201610214326
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月7日 公開號201610214326.3, CN 106058550 A, CN 106058550A, CN 201610214326, CN-A-106058550, CN106058550 A, CN106058550A, CN201610214326, CN201610214326.3
【發明人】李炎峰, 李 杰, 黃穎
【申請人】歐插有限責任公司