適配插頭,例如用於點菸器夾持件的汽車插頭的製作方法

2023-05-06 10:34:46 3

專利名稱：適配插頭,例如用於點菸器夾持件的汽車插頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種插頭，例如一種能被插入一電源插孔裝置內的適配插頭或接頭。
當今，已有許多輕便的應用，如蜂窩電話、收音機、電視遊戲的應用，它們是從機動車輛如汽車電氣系統獲得電源或被充電的。
通常的做法是把一插頭插入機動車輛內的點菸器的電源插孔裝置內，以便從機動車輛的電力系統上獲得電源。但是，電源插孔的直徑是隨著汽車製造商的不同而不同。例如，在行駛時由于振動而使已插入的插頭變松，從而發生電接觸不良，這就必須把插頭重新插入。此外，插頭還會被卡在插孔內，從而使插頭難以拔出。
適配插頭被設計成適合插入不同的電源插孔裝置內。用於插入管狀電源插孔裝置的圓柱形插頭元件的外部尺寸受限於市場上最窄的電源插孔裝置，該元件的長度是由最深的插孔來限定的。這些條件導致插入元件又細又長。
在這個插入元件的頂部有一個尖端，該尖端用於與電源插孔裝置的底壁接觸件電連接。通常，這個尖端件被一個螺旋彈簧加載，該螺旋彈簧被安裝成使尖端在插入方向上是柔性的。當尖端與底壁接觸時，把插頭進一步壓入插孔的長度只能是尖端所允許的長度。尖端的目的是允許插頭從孔底向後移動一個短距離而不會與孔底失去電連接。尖端要被設計成適合裝入淺的管狀電源插孔裝置，因此，儘管插入元件被設計得很長，但尖端的長度是非常短的。
與管狀電源插孔裝置的側壁的電連接以及插孔內部的握緊和固定是通過許多從圓柱形插入元件向外突出的彈簧接觸裝置來提供的。把這些接觸裝置放置得與尖端非常接近。如果將它們放置在插入元件的另一端，那麼就有這樣的危險，即彈簧接觸裝置將不能進入淺孔，且彈簧接觸裝置將留在插孔的外部，從而不能與導電的側壁接觸。但是，管狀內壁開有槽孔，如孔和槽，這些槽孔就可能損壞彈簧接觸裝置，或者被接觸裝置損壞。所說的槽孔減小了彈簧接觸裝置與側壁之間的接觸和握緊區域，並且這些槽孔被設置得比電源插孔裝置的開口更靠近底壁。靠近開口處，內壁的外部區域沒有被穿孔，並且在插孔內提供了最好接觸和握緊區域。現有技術中的插頭把接觸裝置設置在尖端元件附近，在插入期間，這些插頭只通過所說的外部區域。
在現有技術中，有幾種插頭，它們能插入不同直徑的插孔內，例如能插入孔徑20,8-22,3mm的插孔，在行駛期間發生振動時，這些插頭也不會變松，這些插頭也易於拔出。
在EP-A1-550945中，公開了一種汽車插頭，無論電源插孔裝置的尺寸如何，這種插頭都能牢固地插入汽車內的點菸器的電源插孔內，並能長時間地保持穩定的電連接。這種汽車插頭有一個圓柱形元件，並設有從該圓柱形元件向外突出的彈簧接觸裝置，因此，突出的彈簧接觸裝置與電源插孔的內表面接觸，以獲得電接觸。設置在電源插孔裝置內壁上的電源終端在徑向方向上對這些終端進行按壓，當插頭的尖端也與設置在電源插孔裝置底部的電源終端相連接時，就構成了一個電路。
在這種現有插頭中，可以看出，當一螺旋彈簧迫使汽車插頭插入設置在電源插孔裝置的中央底部處的電源終端時，通過螺旋彈簧使尖端與設置在電源插孔裝置中央底部處的電源終端接觸，此時，突出的彈簧接觸裝置被擠壓和固定，從而構成電路。
現有插頭的一個缺陷是用於把插頭的接觸裝置向電源插孔裝置內壁按壓的作用力是非常微弱的，因此，插頭會由于振動而變松。
如上所述，現有技術中的適配插頭存在許多缺陷，這些缺陷導致電接觸不良和不能牢固地固定或握緊在所說的插孔內。即使是上述所公開的汽車插頭也沒有解決所有的問題。例如，在現有技術中，接合區域小，插頭深配在插孔內，因此，拔出力小，或如果彈簧終端深深地抓緊在設有斷流器的孔內，那麼這就會損壞電源插孔或插頭，或造成短路。
本發明涉及一種適配插頭，這種亂配插頭無論插孔的尺寸如何均能輕易而牢固地插入車輛如汽車的點菸器的電源插孔裝置內，並能獲得穩定的電連接，且插頭也易於拔出。
與現有技術中的插頭相比，根據本發明的適配插頭與插孔內壁配合得更好，從而增大了把接觸裝置壓擠在電源插孔裝置內壁上的力。因此，也可以說接觸裝置是用作「適配裝置「，意思是除了接觸被改善了之外，還使插頭更適合與電源插孔裝置的內壁配合。
因此，在下文中，將接觸裝置稱作「適配裝置」。
當一適配插頭用於比其設計的最大深度淺的電源插孔裝置內時，長的插入元件就會使插頭突出在插孔的外面。插頭突出越長，插頭就越容易移出插孔，並且由於汽車的振動和阻塞而使插頭與底壁接觸的電連接變松。
本發明解決了這個問題，本發明是這樣來解決這個問題的，即相對最淺的電源插孔裝置設計插頭的插入件，而不是相對最深來設計，並且把尖端柔性移動的長度設計為最淺與最深插孔之間的差值。因此，總能把整個插入元件插入並仍然與底壁接觸件保持良好的接觸。
另一個要被解決的問題是插入電源插孔裝置的插頭的固定和抓緊均不理想。本發明通過把彈簧接觸裝置設置在插入元件的後端附近而解決了這個問題。當插入元件完全插入插孔時，彈簧接觸裝置將位於內壁的外部區域上，且具有最好的電接觸和最好的固定和抓緊狀態，這是因為在所說的區域沒有槽孔。
另一個要被解決的問題是現有技術中彈簧接觸裝置的結構限制了與插孔內壁的電接觸，並限制了彈簧接觸裝置與插孔半徑的配合。為了改善這些技術特徵，發明出了一種新的彈簧接觸裝置。所說的彈簧接觸裝置將能更好地適應於插孔的半徑，並將用作一種導電適配裝置。所發明的這種適配裝置在垂直於插入方向的斷面大致為U形。這個U形適配裝置有一個基底和從該基底沿著該基底的兩個相反側垂直延伸的兩個稍長的腿或側壁。另兩個相反側、前端和後端均沒有腿。前端正頂靠在插入元件的頂部。這種結構具有兩級適配功能。首先使U形適配裝置的腿彎曲。使腿彎曲的力幅度小於使適配裝置的基底彎曲的力。首先，當腿被儘可能彎曲時，如果需要的話，使適配裝置的基底彎曲。
另一個問題是使插頭更易於插入電源插孔裝置。如果基底的寬度從適配裝置的前端至後端增大，那麼就會增大把插頭插入時所需的力。當插頭被完全插入時，把插頭從插孔中拔出所需的力就會最大，並且插頭從所說插孔中拔出越多，所需的拉力就越小。所說的兩級適配功能還將改善插頭的插入。在開始插入時基底較窄，腿將會被彎曲。尤其是如果半徑很小，那麼當插頭被完全插入時，基底也可能受來自插孔內壁的力的作用而被彎曲。
根據本發明的一個優選實施例，把適配插頭設計成用於插入具有不同深度和半徑的電源插孔裝置內，每個插孔裝置具有一內壁，所說的插頭包括一個抓緊元件和一個插入元件，其中所說的插入元件包括一用於在插孔底部電連接的第一接觸件和一個適配元件，該適配元件具有用於與內壁電連接並位於所說抓緊元件前面的適配裝置，其中所說的適配裝置通過一環狀元件與所說的抓緊元件分開，當插頭被完全插入電源插孔裝置內時，環狀元件支承在電源插孔裝置的一開口邊緣上，並使適配裝置沿側旁由所說內壁的外部區域(OA)定位。
適配插頭設有接觸裝置，用於徑向接通電源和工作，如果採用兩個接觸裝置，那麼就會在插孔內壁的至少兩點上抓緊，優選的方案是在四個點上抓緊，這就增大了電源插孔裝置內摩擦區域。
優選的方案是，適配裝置包括一個基底和一些腿，其斷面大致為U形，在所說適配元件的縱向方向上延伸，通過它的腿抓緊在所說適配元件周圍，其中位於所說腿與基底之間的邊緣形成至少兩個連接區域以被帶至與所說的電源插孔裝置的內壁接觸，以便向所說的適配插頭供電。
根據本發明的另一個實施例，適配裝置根據兩級適配功能進行操作，這意味著在插頭插入插孔裝置期間，在適配裝置被彎曲之前，這些腿被儘可能地彎曲。
優選的方案是，所說適配裝置的徑向寬度大於插入元件和插孔的直徑，從而使所說的適配元件被帶至與所說的電源插孔裝置的內壁接觸，其中至少獲得兩個連接區域。
優選的方案是，使適配插頭適合於長度為25～40mm的插孔，特別是長度為28.5～39mm的插孔。
即使把這種適配插頭插在一個大的插孔內，即使在劇烈振動的情況下這種適配插頭也不會脫落，並且也能牢固地插入小孔中也不會發生脫落問題。適配插頭適合不同直徑的插孔，並僅在插孔的內部抓緊，且也不會發生阻斷。另外，插頭的尖端佔據插孔的不同長度。這種插頭的一個優點在於它不會從插孔突出一很長的距離，故避免了連接變松。另一個優點就是適配裝置總是抓得很緊而不存在阻斷。
下面將結合附圖中所表示的優選實施例來更詳細地描述本發明，其中的優選實施例僅為舉例而已。在這些附圖中

圖1是表示本發明一個實施例的立體示意圖。
圖2A是本發明的一個實施例的前視圖。
圖2B是沿圖2A中A-A線的垂直剖面圖。
圖2C表示一個插入一電源插孔裝置內的適配插頭的斷面圖。
圖3是垂直於插入方向的平面圖，表示本發明圖1所示實施例中的插頭插入一電源插孔裝置內時的情況。
圖4A～4C表示被安裝到圖1～2所示的適配元件上的適配裝置。
圖4D表示根據本發明在斷面上作用在適配裝置上的作用力。
圖4E表示在諸如EP-A1-550945中所公開的作用在一傳統的金屬片簧上的作用力。
根據圖1和圖2A所示的本發明的一個實施例，提供了一種用於插入一電源插孔裝置20內的適配插頭1。所說的插頭1包括一個抓緊元件2和一個插入元件3，其中所說的插入元件3包括一個用於在插孔底部連接電源的第一接觸裝置6和一個位於所說抓緊元件2前面的適配元件5，其中所說的適配元件5設有至少一個導電適配裝置7，其中所說的適配裝置7包括一個基底15和一些腿14，該適配裝置7的斷面大致呈U形，並沿所說適配元件5的縱向方向延伸，並利用它的一些腿14抓緊在所說適配元件5的周圍，其中位於所說腿14與基底15之間的邊緣16形成至少兩個接觸區域12與電源插孔裝置的內壁接觸，以便向所說的適配插頭1供電。
優選的方案是第一元件4大致呈圓柱形，並在它的基底側設有一個突緣，且在底部設有一個孔8，尖端6可以通過該孔8移動。第一元件4還能與適配元件5完全構成一整體，但這不是必要的。
徑向方向上的距離D，即所說適配裝置7的基底15的寬度大於插入元件3的直徑R和電源插孔裝置20的最大直徑，從而使所說的適配裝置7可被置於與所說插孔內壁接觸，因此獲得至少兩個連接區域12。
優選的方案是，對稱地設置兩個適配裝置7，從而獲得四個連接區域12。
圖2C表示插頭1的剖面圖，圖中表示插頭1已被插入一電源插孔裝置20內。插頭1被完全插入插孔裝置，環狀元件13在開口周圍壓支承在電源插孔裝置20的邊緣21上。第一接觸裝置6就是尖端6，它的長度至少有這樣長，即在環狀元件13到達底部接觸件23之前，該第一接觸裝置6到達底部電接觸件23。當抓緊元件2和環狀元件13被推向開口邊緣時，被彈簧加載的尖端6將被推入第一元件4的空腔內，彈簧就位於該空腔內。
現在，導電適配裝置7和內壁的外部區域OA就相互靠攏著了。內壁22的環狀外部區域OA未被穿孔從而在電源插孔裝置內提供了最好的接觸和抓緊區域。在更靠近插孔底部處，內壁22被穿有槽孔24，如孔和槽，這些槽孔24經常損壞現有技術中的接觸裝置，或甚至被所說的接觸裝置7損壞。所說的槽孔24減小了彈簧接觸7和側壁之間的接觸和抓緊面積，並且它們比電源插孔裝置的開口更靠近底壁25。為了把點菸器保持住，所說的槽孔是必需的。
只有插頭1的抓緊元件2和導電線26突出在插孔的外面。該插頭不會由於汽車的振動和阻塞(chokes)而移出插孔，也不會使插頭與底壁之間的電連接鬆脫。
圖3表示力是怎樣作用在適配裝置7上的。適配裝置7的基底15被彎向電源插孔的內壁。圖中表示出了兩個適配裝置，從而在邊緣16獲得了四個連接區域12。
優選的方案是，所說適配裝置7在其第一部分處的寬度D減小，以利於把插頭1插入電源插孔，這些在圖4A中被表示得更清楚。
根據本發明的一個實施例的適配插頭1包括一個抓緊元件2和一個插入元件3，其中所說的插入元件3在其插入端具有一個第一元件4，該第一元件4設有一個孔8，作為一第一接觸裝置6的且在其基底側設有突緣的大致呈圓柱形的尖端可以穿過這個孔8移動，一個適配元件5，一個內部元件9，該內部元件9的一部分牢固地設置在所說第一元件4的內部，其中所說的內部元件9朝所說抓緊元件2突出並被牢固地連接其上，一個與抓緊元件2連接而構成的環狀元件13，一彈簧，例如一設置在所說插頭1內所說抓緊元件2與所說尖端元件6之間的螺旋彈簧，導線連接件11，其中所說的適配元件5設有至少一個導電適配裝置7，優選的方案是設有兩個導電適配裝置7。
其中，所說的適配裝置7大致呈U形斷面，它包括一個基底15和一些腿14，並沿著所說的適配元件5的縱向方向延伸，利用它的一些腿14抓緊在所說適配元件5的周圍，其中，位於所說腿14與基底15之間的邊緣16形成至少兩個連接區域12以被置於與所說電源插孔裝置的內壁接觸，從而向所說適配插頭供電。
適配裝置7在徑向區域被彎曲並突出，以便與設在點菸器的電源插孔內壁上的電源終端接觸而實現電連接。適配裝置7必須被彎曲成在徑向方向上為柔性的。此外，適配裝置7可設一導線連接件11，用於與連接在汽車內的裝置相連的電線相連接。
適配裝置7可以用金屬片來製做，或用上面設有導體的非導電材料例如聚合材料來製做。
優選的方案是，適配裝置7是由彎曲的金屬片來製做，這在圖4A～4C中被進一步表示出來了。
在圖4D中，更詳細地表示出了適配裝置7的運作情況。適配裝置7的斷面大致呈U形，它包括一基底15和一些腿14，並垂直於圖2A中的中心線A-A。作用在所說適配裝置上的力在徑向上起作用，該力由F徑向所指的箭頭表示。
與圖4E所示的現有技術中的接觸裝置相比，本發明中的方案大大增大了作用在所說適配裝置7上的力。在本發明中每個適配裝置有兩個連接區域，與此相比，很明顯在圖4E所示的現有技術中只實現一個連接區域。很顯然從這些圖中可以看出，當採用本發明中的適配裝置7時，就能獲得一更大的連接區域12。圖4D中所示的虛線表示適配裝置7是怎樣通過作用在它上面的力而被彎曲的。
此外，還可以用諸如一肋條等來交換其中的一個適配裝置7，以便獲得三個連接區域12，其中一個是非導電的。但是這就減小接觸區域。還可以利用非導電適配裝置7，並在插頭上設置用於供電的傳統的第二接觸裝置。
抓緊元件2可以具有一個孔，導線連接件11穿過這個孔與汽車內的裝置相連。
接觸裝置6可以用金屬製造，並且優選的方案是把它做成具有U形斷面的帽狀。但是，本發明並不局限於此，也可以將它做成其它形狀。
內部元件9從第一元件4延伸，並同心地設置在尖端6的突緣周圍。但是，可以採用適合裝在插頭1內的任何形狀。
優選的方案是，環狀元件13是採用與插頭1相同的材料製成，但並不局限於此。
如果需要不同的電壓，在用於供電或對設備充電之前還可以把通常12伏電流變換成其它所需的電壓。這可以通過利用不同的變壓器並將它們裝入抓緊元件2內來實現。
插頭1還可以設有噪音過濾器。但這並沒改變本發明的原理，本發明的原理是通過改善作用在適配裝置7即供電終端上的力來改善汽車插頭1在電源插孔內的配接。
本領域普通技術人員會知道，上面所述的應用只是為了描述的目的，並不是為了對本發明進行限制。
權利要求
1．適配插頭，用於插入不同深度和半徑的電源插孔裝置(20)內，每個插孔裝置(20)具有一內壁(22)，所說插頭(1)包括一抓緊元件(2)和一插入元件(3)，其中所說的插入元件(3)包括一個用於電連接且設置在插孔底部(25)的第一接觸元件(6)和一個用於與內壁(22)電連接的並位於所說抓緊元件(2)前面的具有適配裝置(7)的適配元件(5)，其特徵在於所說的適配裝置(7)通過一個環狀元件(13)與所說的抓緊元件(2)分開，當插頭(1)被完全插入插孔裝置(20)內時，該環狀元件(13)壓在電源插孔裝置(20)的開口邊緣(21)上，並使適配裝置(7)與所說內壁(22)的外部區域(OA)靠攏在一起。
2．根據權利要求1所述的適配插頭，其特徵在於所說的適配裝置(7)包括一基底(15)和一些腿(14)，斷面大致呈U形，並在所說適配元件(5)的縱向方向上延伸，利用它的一些腿(14)抓緊在所說適配元件(5)的周圍，其中位於所說腿(14)和基底(15)之間的邊緣(16)形成至少兩個連接區域(12)與所說的電源插孔裝置(20)的內壁接觸，以便向所說的適配插頭(1)供電。
3．根據權利要求1至2之一所述的適配插頭，其特徵在於所說的適配裝置(7)通過兩級適配功能運作，這意味著在把插頭(1)插入插孔裝置(20)內期間，在適配裝置(7)的基底(15)被彎曲之前，腿(14)被儘可能彎曲。
4．根據權利要求1至3之一所述的適配插頭，其特徵在於所說的適配裝置(7)在其第一部分上的徑向寬度(D)減小，以利於把插頭(1)插入電源插孔裝置(20)。
5．根據權利要求1至4之一所述的適配插頭，其特徵在於所說的適配裝置是由摺疊的金屬片製成的。
6．根據權利要求1至5之一所述的適配插頭，其特徵在於所說的接觸裝置(6)是一個可以移動的尖端。
7．根據權利要求1至6之一所述的適配插頭，其特徵在於所說接觸裝置(6)是一個可以移動的尖端，該尖端的長度或所說尖端的柔性移動的長度適合於插頭所適合的插孔裝置(20)的最淺插孔與最深插孔之間的差值。
8．根據權利要求1所述的適配插頭，其特徵在於所說的插入元件(3)包括一第一元件(4)，該第一元件(4)設有一個孔(8)，在其基底側具有突緣的一大致圓柱形尖端可以穿過這個孔(8)移動，一個適配元件(5)，一個內部元件(9)，該內部元件(9)的一部分設置在所說的第一元件(4)內，其中所說的內部元件(9)朝所說抓緊元件(2)突出並牢固地與其連接，一個與抓緊元件(2)相連的環狀元件(13)，一彈簧，例如一螺旋彈簧(9)，設置在所說括頭內所說抓緊元件(2)與所說尖端(6)之間，導線連接件(11)，所說適配元件(5)設有至少一個最好是兩個導電適配裝置(7)，其特徵在於所說的適配裝置(7)包括一個基底(15)和一些腿(14)，斷面大致呈U形，在所說適配元件(5)的縱向方向上延伸，並通過它的腿(14)抓緊在所說適配元件(5)的周圍，其中位於所說腿(14)與基底(15)之間的邊緣形成至少兩個連接區域(12)與所說電源插孔裝置的內壁接觸，以便向所說的適配插頭供電。
9．根據前述權利要求之一所述的適配插頭，其特徵在於所說的適配裝置(7)與適配元件(5)具有相同的長度。
10．根據權利要求1至9之一所述的適配插頭，其特徵在於所說的抓緊元件(2)具有一個噪音過濾元件。
11．根據權利要求1所述的適配插頭，其特徵在於所說的接觸裝置(7)是可以移動的，並且與至少一根彈簧(9)連接。
12．根據權利要求1至11之一所述的適配插頭，其特徵在於不同的變壓器被設置在抓緊元件(2)內。
13．一種適配裝置，用於安裝到根據權利要求1～12之一所述的一適配插頭(1)的一適配元件(5)上，所說的適配裝置(7)包括一個基底(15)和一些腿(14)，斷面大致呈U形，並在所說適配元件(5)的縱向方向上延伸，利用它的一些腿(14)抓緊在所說適配元件(5)周圍，其中位於所說腿(14)與基底(15)之間的邊緣形成至少兩個連接區域(12)與電源插孔裝置的內壁接觸。
14．根據權利要求13所述適配裝置，其特徵在於所說的適配裝置(7)根據兩級適配功能運作，這意味著在把插頭(1)插入插孔裝置(20)期間，在適配裝置(7)的基底(15)被彎曲之前，腿(14)被儘量彎曲。
15．根據權利要求13或14所述適配裝置，其特徵在於所說適配裝置(7)在它的第一部分上的徑向寬度(D)減小，以便有利於插頭(1)插入電源插孔裝置(20)。
16．根據權利要求13至15之一所述的適配裝置，其特徵在於所說的適配裝置(7)是用摺疊的金屬片製作的。
全文摘要
本發明涉及一種用於插入電源插孔裝置(20)內的適配插頭,所說插頭(1)包括一個抓緊元件(2)和一個插入元件(3),其中所說的插入元件(3)包括一個用於在插孔底部進行電連接的第一接觸裝置(6)和一個位於所說抓緊元件(2)前面的適配元件(5),其中所說的適配元件(5)設有至少一個導電適配裝置(7),所說的適配裝置(7)包括一個基底(15)和一些腿(14),其中位於所說腿(14)與基底(15)之間的邊緣(16)形成至少兩個連接區域(12)來與所說電源插孔裝置(20)的內壁接觸,以便向所說插頭供電。
文檔編號H01R24/02GK1315068SQ9980814
公開日2001年9月26日 申請日期1999年6月29日 優先權日1998年6月29日
發明者R·林德奎斯特, P·加布裡爾松, I·瑟奎斯特, K·布爾曼 申請人:艾利森電話股份有限公司