TWI566485B - 具自動供電、斷電功能的安全插座 - Google Patents

Description

具自動供電、斷電功能的安全插座

本發明係有關於電源插座，尤其是一種具自動供電、斷電功能的安全插座。

傳統之電源插座只是一般提供電源連接功能，使用者方便在插拔的動作上達到快速連接電源之功能。所以此種傳統的插座存在若干之缺點。

在傳統插座中，不論插座是否有被使用，插孔上的火線(L線)永遠都處於通電的狀態。在實際生活的應用中，常常會發生感電、漏電之意外，例如插座潑到水、小孩拿東西插入插孔等等。因為插孔中的火線一直處於通電的狀態，所以當插頭插入插座瞬間常會因瞬間電流過大而產生火花，引起爆炸，這些問題使得用電的安全上一直存在著莫大的隱憂與危險。

上列情況為現今插座使用上的缺失，所以本案的發明人亟思有一種嶄新的設計可以解決此習知技術所遭遇的問題。

所以本發明的目的係為解決上述習知技術上的問題，本發明中提出一種具自動供電、斷電功能的安全插座，其中優點在於同時利用機械式結構與電子式結構達到安全斷電的功 能，當插座未使用時，可完全停止供電，不像傳統的插座，在未使用時還是一直處於通電的狀態，易造成感電、漏電的意外；而且尚可管控電壓與電流之大小，當電壓過高或過低或超過安全電流值時會自動關斷電路。且在本案中，插座不會在插孔裸露時造成漏電或感電的意外，可避免當插頭與插座尚未完全接觸時，便因瞬間電流而產生火花，引起爆炸的危險，可使用於工廠及礦坑等場所，以提高用電的安全可靠性。

為達到上述目的，本發明中提出一種具自動供電、斷電功能的安全插座，包含一插座，該插座具有至少有三個孔洞，分別為第一孔洞、第二孔洞可使插頭之第一插銷及第二插銷插入以用於通電；以及一通孔可供元件穿越，該第一孔洞及第二孔洞內各有一電極導電片，分別為第一電極導電片及第二電極導電片，該電極導電片之後分別接有第一導電部及第二導電部，用來和外部電流源連接，其中在該第一導電部及第二導電部間並聯一電路機構；一電源導通控制件，可經由操作而控制電力能否導通，該電源導通控制件的頂端具有一棒體穿越並凸出該插座之通孔，該電源導通控制件之尾端設置有一彈簧，利用彈簧之彈力使得該電源導通控制件可回復其初始位置；當該插頭插入該插座並下壓該棒體時，該電源導通控制件會擠壓該插座中的第一電極導電片及第二電極導電片變形而與該插頭之第一插銷及第二插銷相接觸而形成導電通路，此時為通電的狀態；當使用者拔出該插頭時，該電源導通控制件之彈簧，會將該電源導通控制件彈回到初始位置，此時為斷電的狀態；其中該外部電流源係在該插座之外側，該外部電流源係用於提供所需之電力；該電路機構連接該外部電流源，該電 路機構包含：一變壓器，該變壓器並聯於該外部電流源，該變壓器分別有一次側及二次側，並聯於該第一導電部及第二導電部，將交流高壓電壓做一個降壓整流穩壓的電路，使該一次側之高電壓降壓，該二次側之電壓降為一般常用直流低電壓，提供一個直流低壓小功率的電源去作保護電路和驅動控制電源導通或斷開電路；一微型開關係用於感測插頭是否插入該插座而將感測的結果發送訊號予相連的裝置；該微型開關的一端接於該變壓器之二次側與一訊號控制器，另一端連接該插座，係作為電路導通判斷之用；一訊號控制器，用於處理與傳遞訊號之用，該訊號控制器位於該電路機構上與該微型開關連接，可接收該微型開關所發送之訊號，當該微型開關感測到該插座已插入插頭時，該訊號控制器便會發出一通電訊號給下游裝置；當該微型開關感測到該插座未插入插頭時，該訊號控制器便會發出一斷電訊號給下游裝置。

由下文的說明可更進一步瞭解本發明的特徵及其優點，閱讀時並請參考附圖。

10‧‧‧插座

11‧‧‧第一孔洞

12‧‧‧第二孔洞

13‧‧‧第一電極導電片

14‧‧‧第二電極導電片

15‧‧‧第一導電部

16‧‧‧第二導電部

17‧‧‧電源導通控制件

18‧‧‧通孔

20‧‧‧變壓器

21‧‧‧一次側

22‧‧‧二次側

30‧‧‧微型開關

31‧‧‧導電部

32‧‧‧電極部

33‧‧‧導線

34‧‧‧導線

40‧‧‧訊號控制器

50‧‧‧電驛

60‧‧‧延遲電路

70‧‧‧接地孔洞

80‧‧‧電壓電流量測器

100‧‧‧外部電流源

171‧‧‧結構本體

172‧‧‧鍥型塊

173‧‧‧板片

174‧‧‧棒體

175‧‧‧彈簧

200‧‧‧電路機構

300‧‧‧第一插銷

400‧‧‧第二插銷

圖1-1顯示本案之電源導通控制件之結構立體圖。

圖1-2顯示本案之電源導通控制件之結構上視圖。

圖1-3顯示本案之電源導通控制件之結構側視圖。

圖2-1顯示本案另一電源導通控制件之結構立體圖。

圖2-2顯示本案另一電源導通控制件之結構上視圖。

圖2-3顯示本案另一電源導通控制件之結構側視圖。

圖3-1及3-2顯示本案之電源導通控制件運用示意圖。

圖4-1及4-2顯示本案之實際使用示意圖。

圖5為本發明之插座上視圖，其中顯示該接地孔洞。

圖6為本發明之電路機構示意圖。

圖7為本發明之另一電路機構示意圖。

茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。

請參考圖1至圖7所示，顯示本創作之具自動供電、斷電功能的安全插座，包含下列元件：一插座10，該插座10具有至少有三個孔洞，分別為第一孔洞11、第二孔洞12可使插頭之第一插銷300及第二插銷400插入以用於通電；以及一通孔18可供元件穿越，該第一孔洞11及第二孔洞12內各有一電極導電片，分別為第一電極導電片13及第二電極導電片14，該第一電極導電片13及第二電極導電片14之後分別接有第一導電部15及第二導電部16，用來和外部電流源100連接，其中在該第一導電部15及第二導電部16間並聯一電路機構200。

一電源導通控制件17(如圖1-1~2-3所示)，可經由操作而控制電力能否導通，該電源導通控制件17具有一長條狀結構本體171，兩個鍥型塊172突出於該結構本體171外，至少一道板片173突出於該結構本體171外，其中該鍥型塊172係 用於擠壓該插座中的第一電極導電片13及第二電極導電片14之用，使得該第一電極導電片13及第二電極導電片14經擠壓變形後可與插頭之第一插銷300及第二插銷400相接觸而形成導電通路，其中該板片173係用於使該電源導通控制件17能於固定的槽溝內滑動；該電源導通控制件17之結構本體171的頂端具有一棒體174穿越並凸出該插座10之通孔18，可供一般插頭抵壓該棒體174並移動該電源導通控制件17；該電源導通控制件17之尾端設置有一彈簧175，利用彈簧175之彈力使得該電源導通控制件17可回復其初始位置。

如圖4-1~4-2所示，當該插頭插入該插座10並下壓該棒體174時，該電源導通控制件17之該鍥型塊172會擠壓該插座10中的第一電極導電片13及第二電極導電片14變形而與該插頭之第一插銷300及第二插銷400相接觸而形成導電通路，此時為通電的狀態；當使用者拔出該插頭時，該電源導通控制件17之彈簧175，會將該電源導通控制件17彈回到初始位置，此時為斷電的狀態。

較佳者，該電源導通控制件17之結構本體171的橫剖面可為錐形或正方形(如圖1-2及2-2所示)，以適合安裝空間之需求。其中該結構本體171的形狀可依安裝與作動需求而任意變化。

其中該外部電流源100係在該插座10之外側，該外部電流源100係用於提供所需之電力，一般為交流電。

該電路機構200連接該外部電流源100，如圖6及圖7所示，包含：一變壓器20，該變壓器並聯於該外部電流源，該變壓器 20分別有一次側21及二次側22，並聯於該第一導電部15及第二導電部16，將交流(AC)高壓電壓做一個降壓整流穩壓的電路，使該一次側21之高電壓降壓，該二次側22之電壓降為一般常用低電壓(直流電壓)，如5V或3.3V，提供一個直流低壓小功率的電源去作保護電路和驅動控制電源導通或斷開電路。

一微型開關30(如圖3-1及3-2所示)係用於感測插頭是否插入該插座10而將感測的結果發送訊號予相連的裝置。該微型開關30的一端接於該變壓器20之二次側22與一訊號控制器40，另一端連接該插座10，係作為電路導通判斷之用。

該微型開關包含一導電部31、兩電極部32及導線33與導線34，該導電部31為一金屬板片安裝於該電源導通控制件17之頂部，該兩電極部32分別位於該插座10之該第一孔洞11及第二孔洞12的側邊，其各自連接該導線33與導線34，並接續連接該變壓器20之二次側22與一訊號控制器40，其中當該電源導通控制件17位於初始位置時，此時該電源導通控制件17之棒體174並未被下壓(此時插座並未插入插頭)，該導電部31會接觸該兩電極部32此時該微型開關30為導通電路；而當該電源導通控制件17已被插頭壓下時(此時插座已插入插頭)，該導電部31會離開該兩電極部32此時該微型開關30為關斷電路，該微型開關30可用於檢視插座是否被使用。

一電壓電流量測器80，串聯於該第二導電部16，可量測該電路機構200中的電壓或電流值，並且當量測到的電壓或電流大於安全電壓值或安全電流值時(例如電壓大於130V、或電流大於3A)，會傳送斷電訊號給下游的元件，以便關閉電路。

一訊號控制器40，用於處理與傳遞訊號之用，該訊號控制器40位於該電路機構200之電路板上與該微型開關30連接，當該微型開關30被下壓後，該微型開關30為關斷電路(表示插座正在使用中)，該訊號控制器40便會發出一通電訊號；當該微型開關未被下壓時，該微型開關為導通電路(表示插座並未被使用)，該訊號控制器便會發出一斷電訊號；該訊號控制器40尚與該電壓電流量測器80連接，當接收到該電壓電流量測器80所發出之斷電訊號時，會將該斷電訊號該傳送至下級的元件以關閉電路。

一電驛50，該電驛50(包括機械式繼電器或電子式雙向導通晶閘體TRIAC)串聯於該第一導電部15，並與該訊號控制器40連結，用來控制該外部電流源100之電路能否導通。

該電驛50具有以下功能，當該電路機構200中的電壓或電流值過大時，可接受到該訊號控制器40之斷電訊號，並將整個該外部電流源100所連接之電路關斷。

如圖5所示，該插座10尚包含：一接地孔洞70，該接地孔洞70位於該第一孔洞11與第二孔洞12所在之面上，用於連接導地線，作為接地的功用。

如圖6及圖7所示，其中該電路機構200尚包括：一延遲電路60，該延遲電路串聯於該電驛50，用於使電路形成通路後，會有一秒的延遲時間，經過一秒後電路才會通電，加強插座的安全性。

本案之優點在於同時利用機械式結構與電子式結構達到安全斷電的功能，當插座未使用時，可完全停止供電，不像傳統的插座，在未使用時還是一直處於通電的狀態，易造成 感電、漏電的意外；而且尚可管控電壓與電流之大小，當超過安全電壓或電流值時會自動關斷電路。且在本案中，插座不會在插孔裸露時造成漏電或感電的意外，可避免當插頭與插座尚未完全接觸時，便因瞬間電流而產生火花，引起爆炸的危險，可使用於工廠及礦坑等場所，以提高用電的安全可靠性。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

10‧‧‧插座

11‧‧‧第一孔洞

12‧‧‧第二孔洞

17‧‧‧電源導通控制件

20‧‧‧變壓器

21‧‧‧一次側

22‧‧‧二次側

30‧‧‧微型開關

40‧‧‧訊號控制器

50‧‧‧電驛

60‧‧‧延遲電路

80‧‧‧電壓電流量測器

100‧‧‧外部電流源

300‧‧‧第一插銷

400‧‧‧第二插銷

Claims (7)

1. 一種具自動供電、斷電功能的安全插座，包含：一插座，該插座具有至少有三個孔洞，分別為第一孔洞、第二孔洞可使插頭之第一插銷及第二插銷插入以用於通電；以及一通孔可供元件穿越，該第一孔洞及第二孔洞內各有一電極導電片，分別為第一電極導電片及第二電極導電片，該第一電極導電片及第二電極導電片之後分別接有第一導電部及第二導電部，用來和外部電流源連接，其中在該第一導電部及第二導電部間並聯一電路機構；一電源導通控制件，可經由操作而控制電力能否導通，該電源導通控制件的頂端具有一棒體穿越並凸出該插座之通孔，該電源導通控制件之尾端設置有一彈簧，利用彈簧之彈力使得該電源導通控制件可回復其初始位置；當該插頭插入該插座並下壓該棒體時，該電源導通控制件會擠壓該插座中的第一電極導電片及第二電極導電片變形而與該插頭之第一插銷及第二插銷相接觸而形成導電通路，此時為通電的狀態；當使用者拔出該插頭時，該電源導通控制件之彈簧，會將該電源導通控制件彈回到初始位置，此時為斷電的狀態；其中該外部電流源係在該插座之外側，該外部電流源係用於提供所需之電力；該電路機構連接該外部電流源，該電路機構包含：一變壓器，該變壓器並聯於該外部電流源，該變壓器分別有一次側及二次側，並聯於該第一導電部及第二導電部，將交流高壓電壓做一個降壓整流穩壓的電路，使該一次側之高電壓降壓，該二次側之電壓降為一般常用低電壓，提供一個直流低壓小功率的電源去作保護電路和驅動控制電源導通 或斷開電路；一微型開關係用於感測插頭是否插入該插座而將感測的結果發送訊號予相連的裝置；該微型開關的一端接於該變壓器之二次側與一訊號控制器，另一端連接該插座，係作為電路導通判斷之用；當該插座已插入插頭時，該微型開關會發送出通電訊號；當該微型開關感測到該插座未插入插頭時，該微型開關會發送出斷電訊號；以及一訊號控制器，用於處理與傳遞訊號之用，該訊號控制器位於該電路機構上與該微型開關連接，可接收該微型開關所發送之訊號，並傳送至下游的裝置，以達到控制電路的導通與否；其中該微型開關包含一導電部、兩電極部及導線，該導電部為一金屬板片安裝於該電源導通控制件之頂部，該兩電極部分別位於該插座之該第一孔洞及第二孔洞的側邊，其各自連接該導線，並接續連接該變壓器之二次側與該訊號控制器，其中當該電源導通控制件位於初始位置時，此時該電源導通控制件之棒體並未被下壓，該導電部會接觸該兩電極部此時該微型開關為導通電路；而當該電源導通控制件已被插頭壓下時，該導電部會離開該兩電極部此時該微型開關為關斷電路，該微型開關可用於檢視插座是否被使用。
2. 如申請專利範圍第1項之一種具自動供電、斷電功能的安全插座，其中該電源導通控制件具有一長條狀結構本體，兩個鍥型塊突出於該結構本體外，至少一道板片突出於該結構本體外，其中該鍥型塊係用於擠壓該插座中的第一電極導電片及第二電極導電片之用，使得該第一電極導電片及第二電極導電片經擠壓變形後可與插頭之第一插銷及第二插 銷相接觸而形成導電通路，其中該板片係用於使該電源導通控制件能於固定的槽溝內滑動；該電源導通控制件之結構本體的頂端具有一棒體穿越並凸出該插座之通孔，可供一般插頭抵壓該棒體並移動該電源導通控制件。
3. 如申請專利範圍第1項之一種具自動供電、斷電功能的安全插座，尚包含一電壓電流量測器，串聯於該第二導電部，並與該訊號控制器連接，可量測該電路機構中的電壓或電流值，當量測到的電壓或電流大於安全電壓值或安全電流值時，會傳送斷電訊號給該訊號控制器，該訊號控制器接收到該電壓電流量測器所發出之斷電訊號時，會將該斷電訊號傳送至下級的元件以關閉電路。
4. 如申請專利範圍第3項之一種具自動供電、斷電功能的安全插座，尚包含一電驛，該電驛串聯於該第一導電部，並與該訊號控制器連結，用來控制該外部電流源之電路能否導通；當該電路機構中的電壓過高及過低或電流值過大時，可接受到該訊號控制器之斷電訊號，並將整個該外部電流源所連接之電路關斷。
5. 如申請專利範圍第1項之一種具自動供電、斷電功能的安全插座，其中該電源導通控制件之結構本體的橫剖面可為錐形或正方形，以適合安裝空間之需求。
6. 如申請專利範圍第1項之一種具自動供電、斷電功能的安全插座，其中該插座尚包含：一接地孔洞，該接地孔洞位於該第一孔洞與第二孔洞所在之面上，用於連接導地線，作為接地的功用。
7. 如申請專利範圍第4項之一種具自動供電、斷電功能 的安全插座，其中該電路機構尚包含一延遲電路，該延遲電路串聯於該電驛，用於使電路形成通路後，會有一秒的延遲時間，經過一秒後電路才會通電，加強插座的安全性。