安全插座及其通断电结构

技术领域

本发明涉及家用电气领域，具体涉及一种安全插座及其通断电结构。

背景技术

随着社会的发展，生活水平的提高，越来越重视家庭用电的安全。孩子的好动，家庭电器使用功率越来越大，使得社会上用电事故时有发生。现有的技术仅仅单纯的增加防护门，防护还是有一定的局限性。而对于防止超负载使用，也仅在说明书或产品上标上最大使用电流或功率，毫无防护作用。因此常常造成火灾等安全事故的发生，造成生命财产损失。

此外，现有插座防触电保护通常采用保护门结构，保护门结构防护性能一般。随着保护门的磨损，弹簧的疲劳失效，很容易造成防护失效造成触电危险。

以及，现有插座防过载方面，现有技术无法识别负载工况，一旦超负载，会造成温升持续升高，使绝缘件融化电路短路，直至造成火灾。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种安全性更高的安全插座及其通断电结构。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种安全插座的通断电结构，包括：插套、推杆、磁性件、磁性元件、控制器、以及可控开关；

所述磁性元件与所述控制器电性连接，所述控制器与所述可控开关的控制端电性连接，所述可控开关串联在电源和插套之间；所述推杆移动设置于所述插套的一侧，所述磁性件设置于所述推杆上；

所述推杆位于第一位置时，磁性件触发所述磁性元件产生第一控制信号给所述控制器，所述控制器控制所述可控开关分断，

所述推杆在插头的插销插入插套时受所述插销的驱动移动到第二位置时，磁性件触发所述磁性元件产生第二控制信号给所述控制器，所述控制器控制所述可控开关导通。

优选的，还包括磁吸件，所述磁吸件对所述磁性件产生吸力驱动所述推杆向第一位置移动复位。

优选的，所述推杆的第一端设置有驱动斜面，所述驱动斜面在插头的插销插入插套时受挤压以驱动推杆移动。

优选的，所述插套包括临近所述推杆一侧的第一插套弹片以及与所述第一插套弹片相对设置的第二插套弹片，所述第一插套弹片设置有窗口，所述推杆位于第一位置时，推杆的第一端嵌入所述窗口位于所述第一插套弹片和所述第二插套弹片之间。

优选的，所述磁性件设置于推杆的第二端。

优选的，所述插座通断电结构还包括推杆座子，所述推杆滑动设置于所述推杆座子上。

优选的，所述插座通断电结构还包括推杆座子，所述推杆座子包括座体以及用于设置所述推杆的安装孔，所述推杆滑动设置于所述安装孔内；所述推杆座子还设置有与所述安装孔同轴的台阶孔，所述磁吸件设置于所述台阶孔中，所述磁吸件为环形结构，磁吸件的内孔环绕所述推杆。

优选的，所述推杆在其轴向上还设置有第一导向平面，所述安装孔在与所述第一导向平面相对应的位置设置有第二导向平面，所述磁吸件的内孔在与所述第一导向平面相对应的位置设置有第三导向平面。

优选的，所述推杆包括推杆轴，推杆轴的第一端凸起设有凸台，第二端端面设置有安装槽，所述凸台上设有驱动斜面，所述磁性件嵌设于所述安装槽中，所述推杆轴的侧壁沿轴向设有滑动配合的滑动圆弧面和用于导向配合的第一导向平面。

优选的，所述可控开关为继电器或MOS管或IGBT；和/或,所述磁性元件为霍尔效应开关或磁簧开关。

优选的，至少所述推杆临近所述插套的第一端为橡胶结构。

优选的，所述磁吸件为能够对具有磁性件产生吸引力的金属件。

本发明还提供一种安全插座，包括：固定件、至少一个第一插接组件以及与所述第一插接组件数量对应的第二插接组件，所述第一插接组件、第二插接组件设置于所述固定件上，所述第一插接组件和/或第二插接组件采用前述述的安全插座的通断电结构。

本发明安全插座的通断电结构解决了现有插座采用单一保护门防触电结构安全的局限性，通过利用插销插入而推动推杆，进一步推动磁性件与磁性元件的距离拉近，通过磁性件触发磁性元件产生第二控制信号才能使继电器接通电源，从而确保在保护门失效或没有保护门的情况下插套是没有接通电源的，提供更安全的防触电结构，起到双重保险的作用，进一步提高了插座的防触电安全性能。

此外，由于推杆为橡胶材质，负载过高时，插座内升温会导致推杆软化，从而在磁吸件的作用下使推杆发生形变，使磁性件与磁性元件的距离边远，磁性元件在磁性件远离的情况下产生第一控制信号，使继电器断开电源，解决了现有插座在使用超大功率负载下容易造成温升过高后电线短路插座起火等重大安全事故。本实施例的插座能够在温升过高时触发弹性接触组件复位，使电源切断达到保护插座及家用负载电器的目的。进一步提高了插座使用过程中的安全性。

附图说明

图1是本发明安全插座的结构示意图；

图2是本发明安全插座的结构分解示意图；

图3是本发明安全插座的结构示意图(第一面)；

图4是本发明安全插座的结构示意图(第二面)；

图5是本发明安全插座的继电器控制原理图；

图6是图3的A-A剖面视图；

图7是本发明推杆的结构示意图；

图8是本发明磁吸件的结构示意图；

图9是本发明推杆座子的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出的实施例，进一步说明本发明的插座及其通断电结构的具体实施方式。本发明的插座及其通断电结构不限于以下实施例的描述。

如图1-4所示为本实施例提供一种插座100，其包括：固定件130、至少一个第一插接组件110以及与第一插接组件110数量对应的第二插接组件120，其中，第一插接组件110、第二插接组件120设置于固定件130上，一般而言，第一插接组件110与电源零线端连接，第二插接组件120与电源火线端连接，一个第一插接组件110与一个第二插接组件120构成一组插座接电单元。当然作为其它实施例，所述插座接电单元还可以包括与接地端连接的插套的一个插接组件。本实施例中，插座具有一个插座接电单元，在其他的可实施方式中，也可以具备多个插座接电单元。

本实施例的改进点在于，所述插座接电单元的第一插接组件110和/或第二插接组件120采用本发明的通断电结构。本实施例中，第一插接组件110、第二插接组件120采用相同的结构，均具有通断电结构，因此，本实施例中以第一插接组件110进行说明。

如图1-5所示，本实施例的通断电结构包括：插套1、推杆2、磁性件4、磁性元件6、控制器7、以及可控开关；所述磁性元件6与所述控制器7电性连接，所述控制器7与所述可控开关的控制端电性连接，所述可控开关串联在电源和插套1之间；所述推杆2移动设置于所述插套1的一侧，所述磁性件4设置于所述推杆2上；所述推杆2位于第一位置时，磁性件4触发所述磁性元件6 产生第一控制信号给所述控制器7，所述控制器7控制所述可控开关分断，使插套1不能从电源处得电，所述推杆2在插头的插销插入插套1时受所述插销的驱动移动到第二位置时，磁性件4触发所述磁性元件6产生第二控制信号给所述控制器7，所述控制器7控制所述可控开关导通，使插套1从电源处得电。

本发明安全插座的通断电结构解决了现有插座采用单一保护门防触电结构安全的局限性，通过利用插销插入而推动推杆，进一步推动磁性件与磁性元件的距离拉近，通过磁性件触发磁性元件产生第二控制信号才能使继电器接通电源，从而确保在保护门失效或没有保护门的情况下插套是没有接通电源的，提供更安全的防触电结构，起到双重保险的作用，进一步提高了插座的防触电安全性能。

当所述插头的插销插入时，所述推杆2受到插销的驱动向第二位置移动，其上的磁性件4在驱动下接近所述磁性元件6，所述磁性元件6在所述磁性件4 的作用下产生第二控制信号给所述控制器7，所述控制器7控制所述可控开关实现导通，使插套1能够从电源处得电，当所述插头的插销抽离时，所述推杆2 复位移动到第一位置，所述磁性件4远离所述磁性元件6使该磁性元件6产生第一控制信号给所述控制器7，所述控制器7控制所述可控开关断开，使插套1 无法从电源处得电。当所述插头的插销抽离时，所述推杆2可以由单独设置的推杆复位弹性件，例如一个弹簧，直接作用于推杆2，驱动推杆2向第一位置移动复位。

具体如图1-5所示的优选实施例，所述通断电结构，包括：插套1、推杆2、磁性件4、磁吸件5、磁性元件6、控制器7、以及作为可控开关的继电器8。

其中，结合图6-7所示，所述推杆2设置于所述插套1的一侧，所述推杆2 可在插头的插销插入时受所述插销的驱动向所述磁性元件6的方向移动到第二位置。

作为一种具体的实施方式，推杆2的第一端设置有驱动斜面22，磁性件4 设置于该推杆2的第二端，推杆2可滑动的设置于插套1的一侧使驱动斜面22 可在插头的插销插入时挤压该驱动斜面22，以驱动该推杆2移动到第二位置；所述磁吸件5用于保持对磁性件4的吸引力，使推杆2在没有受到插销的推力时推杆2在磁吸件5的吸力作用下将推杆2复位到第一位置，使磁性件4远离磁性元件6，本实施例无需设置推杆复位弹性件，装配更加方便。该驱动斜面 22的作用在于受到插销的向下挤压力时产生对推杆2的轴向分力，将推杆2推动，因此，该驱动斜面22可以为一个相对于插销插入方向倾斜设置的平面，也可以是一段曲面，或者多段斜面组成。

本实施例中，磁性件4是具备磁性的器件，例如磁铁。而磁吸件5可以是能对磁性件4产生吸引力的金属件，其为金属材质本身并不具备磁性例如铁材质，当然，在一些实施方式中，磁吸件5也可以是本身具备磁性的材质。本实施例中，可控开关为继电器8，当然也可以是MOS管或IGBT等。

请结合图1-7所示，磁性元件6设置于与推杆2的第二端对应的位置，推杆2在插销的推力下滑动时，推杆2上的磁性件4能接近磁性元件6，磁性元件6与控制器7电性连接，本实施例中，磁性元件6是一种可以在磁性件4的磁力作用下产生电信号的元器件，例如可以是霍尔效应开关、磁簧开关等磁性传感器。

请继续结合图5所示，控制器7与继电器8电性连接，继电器8串联在电源和插套1之间，具体是，第一插接组件110、第二插接组件120所对应的两个继电器8分别与零线和火线进行连接，AC/DC电源用于给控制器7进行供电。在一种实施例中，控制器7可以选用单片机实现，当然，也可以采用其他的具备信号处理能力的芯片实现。

请参考图5-6，当插头的插销插入时(图中未示出)，驱动斜面22受挤压致使推杆2向磁性元件6的方向移动到第二位置，其第二端上的磁性件4接近磁性元件6，磁性元件6在磁性件4的作用下产生第二控制信号给控制器7，控制器7控制继电器8实现导通，当插头的插销抽离时，推杆2在磁吸件5的吸引力作用下复位移动到第一位置，磁性件4在远离磁性元件6时使该磁性元件6 产生第一控制信号给控制器7，控制器7控制继电器8实现断电。当然作为其它实施例，也可以是推杆2移动到第二位置时，磁性件4远离磁性元件6，使磁性元件6产生第二控制信号给控制器7，控制器7控制继电器8实现导通，而推杆 2移动到第一位置时，磁性件4靠近磁性元件6，使磁性元件6产生第一控制信号给控制器7，控制器7控制继电器8断开。

在本实施例中，结合图2及图6所示，插套1包括临近推杆2一侧的第一插套弹片11以及与第一插套弹片11相对设置的第二插套弹片14，第一插套弹片11设置有窗口12，所述推杆2位于第一位置时，推杆2的第一端穿入窗口 12使推杆2的第一端的驱动斜面22位于第一插套弹片11和第二插套弹片14之间。这样使得插座的插销8插入时，可直接作用于驱动斜面22上，进而直接驱动推杆2滑动。

进一步的，结合图7所示，推杆2的第一端设置有一凸台20，驱动斜面22 设置于凸台20上，凸台20在推杆2的轴向方向的截面为方形结构，窗口12的形状与凸台20的形状相适应，即窗口12也为方形结构。这样，凸台20在受插销8挤压时，在方形窗口12的周向限位下，不会发生偏转。当然，凸台20在周向的截面也可以是其它多边形结构，对应的窗口12也为多边形结构，也能达到周向限位的目的。

作为一种可替代的实施方式，插套1可以不开设窗口12，直接插销可以直接通过挤压第一插套弹片11致使推杆2滑动，具体的，第一插套弹片11受到挤压进而对推杆2也产生挤压，从而使推杆2移动。

在本实施例中，推杆2的第二端端面设置有一安装槽24，磁性件4嵌设于安装槽24中，临近所述磁性元件6。作为一种具体的实施方式，结合图2所示，磁性件4为圆形结构，而安装槽24也为圆形结构。

在本实施例中，插座通断电结构还包括一推杆座子3，推杆2滑动设置于所述推杆座子3上，可在推杆座子3上滑动。

在本实施例中，如图8所示，磁吸件5为环形结构，其内孔与推杆2外部形状相适应，环形的磁吸件5可以对磁性件4产生更广和更均匀的磁场，从而产生均匀的轴向吸力。磁吸件5设置于推杆座子3临近插套1的一侧，磁吸件5 的内孔环绕所述推杆2。将磁吸件5设置于推杆座子3临近插套的一侧，可以使推杆2受到的轴向吸力直接，也能够使推杆2的行程更长。

作为进一步的改进，结合图1-9所示，推杆座子3包括座体30以及用于设置推杆2的安装孔31，所述推杆2滑动设置于所述安装孔31内；推杆座子3临近插套1的一侧还设置有一与安装孔31同轴的台阶孔33，磁吸件5设置于台阶孔33中，所述磁吸件5为环形结构，磁吸件5的内孔环绕所述推杆2。通过台阶孔33设置磁吸件5可以使磁吸件5不易于发生脱落，同时，在安装孔31中可以更接近磁性件4，对磁性件4的吸力更好。

进一步的，请继续结合图7和图9所示，推杆2在其轴向上还设置有一第一导向平面21，安装孔31在与第一导向平面21相对应的位置设置有第二导向平面32，通过第一导向平面21与第二导向平面32进行配合，可以实现对推杆 2的轴向导向，可避免推杆2发生周向的偏转。结合图8所示，所述磁吸件5的内孔在与所述第一导向平面21相对应的位置设置有第三导向平面51。

进一步，请继续结合图7所示，所述推杆2包括推杆轴，推杆轴的第一端凸起设有凸台20，第二端端面设置有安装槽24，所述凸台20上设有驱动斜面 22，所述磁性件4嵌设于所述安装槽24中，所述推杆轴的侧壁沿轴向设有滑动配合的滑动圆弧面和用于导向配合的第一导向平面21。具体的，所述推杆轴成圆柱状，其侧壁形成滑动圆弧面，在安装孔31内滑动配合，在推杆轴的一侧的轴向上开设一个缺口形成第一导向平面21，与第二导向平面32导向配合，避免推杆2发生周向的偏转。

进一步的，本实施例中，推杆2为橡胶结构或至少推杆2具有驱动斜面22 的第一端为橡胶结构，橡胶结构的推杆2长期接触预设温度会软化，在低温时固化，在使用大功率负载的情况下，插座内部会升温，由于推杆驱动斜面22直接作用于插头插销上，受热温度最高。当温升超过一定值时，推杆2上的驱动斜面22将会首先软化，随着推杆2软化的持续，作用于弹性接触组件4上的力逐渐消失，弹性接触组件4上的触点42与电源输入片6的触点61及时断开，及时切断电源，从而避免温升的持续增加，避免发生短路等重大安全事故。

如图1-4所示，本实施例中，插套1、磁性元件6、控制器7以及继电器8 等都设置于电路板140上，并通过固定件130进行固定和限位，电路板140还设置有接线端子150等结构，同时，推杆座子3也是固定于固定件130上，固定件130可以实现对各个组件的固定，并实现与壳体的固定。

以上为本实施例提供的安全插座及其通断电结构，基于本发明实施例，安全插座的通断电结构解决了现有插座采用单一保护门防触电结构安全的局限性，通过利用插销插入而推动推杆，进一步推动磁性件与磁性元件的距离拉近，通过磁性件触发磁性元件产生第二控制信号才能使继电器接通电源，从而确保在保护门失效或没有保护门的情况下插套是没有接通电源的，提供更安全的防触电结构，起到双重保险的作用，进一步提高了插座的防触电安全性能。

此外，由于推杆为橡胶材质，负载过高时，插座内升温会导致推杆软化，从而在磁吸件的作用下使推杆发生形变，使磁性件与磁性元件的距离边远，磁性元件在磁性件远离的情况下产生第一控制信号，使继电器断开电源，解决了现有插座在使用超大功率负载下容易造成温升过高后电线短路插座起火等重大安全事故。本实施例的插座能够在温升过高时触发弹性接触组件复位，使电源切断达到保护插座及家用负载电器的目的。进一步提高了插座使用过程中的安全性。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示相对重要性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。