本发明涉及一种保险装置，特别的涉及一种在灯具倾倒时能自动切 断电源以避免事故的、且能符合将于1999年1月生效的新UL标准 (153)中倾倒时保险要求的保险开关及相应的电子电路单元。

在CN97120142.0(美国未决专利08/972.416)公开了一种防火的 落地式卤素灯，它配备有栅网、热传感器与光传感器，以及在所述传感 器探测出一预定值时能自动切断电源的电子电路系统，还配备有能在此 灯倾斜至一预定角度时可切断电源的机械开关。

上述现有技术中的倾倒时用开关的首要缺点是，由于这类机械开关 是位于底座的下侧和必须与地面作可靠的接触，通常的将电源开关装设 到这样的位置上就会违背任何“安全法规”。此外，要是把上述开关用 来直接切断电源，由于需要在如此低的用来与此开关连接的位置上断开 电源线中的导线，于是就必须在此开关的两侧设置应力消除装置。还由 于地面常为水溅污，连接装置本身(它们也是非常接近地面的)应采用 抗水级的材料来绝缘。

这种现有技术的机械开关的第二个缺点是，即使是把所述开关用来 切断信号电路，由于这种机械开关柱塞的行程具有固定的值，是不能将 一种设计用于所有灯型的。例如，纵然此开关位于底座中心，要是此底 座的直径改变，由于开关柱塞行程固定，倾斜角将因此而变化。

第三个缺点是，假若这种装备有现有技术开关的落地式卤素灯为某 个儿童连续推/拉，使此开关在很短时间内连续地通/断，则此开关将立 即被击穿。理由是任何开关都是按照一小时内而不是一分钟内，通/断少 于50次设计的。

于是，在用上述现有技术中倾倒时保险开关，来制造新的或改造旧 的竖直放置的灯具以符合新的UL-153的倾倒时保险要求将会带来许多 麻烦。

本发明的一个目的在于提供一种竖直放置的灯具，其改进的设计结 构不但提高了工作安全性，减少了火灾的危险性，同时还避免了诸如由 于儿童的拖拽等而影响该灯具的寿命。

本发明的又一个目的在于提供一种保险装置，其改进结构的保险开 关在灯具倾倒时能够可靠地动作，而不受安装条件的限制。

本发明的另一个目的在于提供一种保险装置，该保险装置的电子电 路系统能够在当灯具倾倒脱离其正常位置时自动地切断对灯管的供电。

为了实现本发明的上述目的而提出的一种灯具倾倒时保险装置，是 通过如下技术方案来实现的。

一种灯具倾倒时的保险开关，其中包括：在竖直方向上以一定间隙 设置并且内径彼此相同的下部具锥形斜面的锥形腔电极和上部具筒形内 壁的筒形杯电极以及在该上下两电极之间起连接作用的金属球。

一种与上述灯具倾倒时的保险开关相应的电子电路单元包括减压单 元、整流单元及稳压单元，其中所述电子电路单元还包括：

一晶体管；

一倾倒时保险单元，所述倾倒时保险开关分别通过电阻跨接在所述 稳压单元和所述晶体管的基极之间；以及

一根据所述开关的通/断信号起到电子开关作用的继电器，该继电器 的线圈串接在所述晶体管的集电极，而该继电器的常闭触点与照明灯具 串接后直接并接在交流电源的两端。

一种灯具倾倒时的保险开关，其中包括：在水平向以一定间隙设置 的两个外部形状可以是相同的具有锥形斜面的锥形腔电极和在该电极之 间起连接作用的金属球。

一种与上述灯具倾倒时保险开关相应的电子电路单元包括起电子开 关作用的大功率可控硅，其中：

所述倾倒时保险的开关和一与其串接的小功率可控硅一同跨接在电 源和所述大功率可控硅的基极之间。

附图的简要说明：

图1是示出了现有技术中的设置有倾倒时保险开关的落地式灯具的 剖面图，当灯具倾斜到预设的角度时，该保险开关用来直接切断电源；

图1A是图1中的倾倒时保险开关放大的剖面图；

图2是用于图1所示灯具的倾倒时保险开关的放大的结构示意图；

图2A为说明灯具在正常位置时灯的线路和保险开关的示意图；

图2B为说明灯具摆离正常位置时灯的线路和保险开关的示意图；

图3是本发明的一倾倒时保险开关的剖面图，其中示明了用来形成 此开关的所有元器件；

图4是本发明中所用锥形腔电极的任意选定的外部轮廓；

图5是本发明的又一倾倒时保险开关的剖面图，其中示明了用来形 成此开关的所有元器件；

图5A是图5所示的倾倒时保险开关沿A-A向的剖视图；

图6是本发明的倾倒时保险装置的一较佳实施例的电路图，示出了 将本发明的倾倒时保险开关在传统的晶体管/继电器电路单元中的连 接；

图7是本发明的倾倒时保险装置的又一较佳实施例的电路图，示出 了将本发明的倾倒时保险开关在传统的大功率可控硅电路单元中的连 接。

通过下面结合附图对本发明较佳实施例的描述，将使本发明的上述 目的以及其它优点更加清楚。

参照图1及图1A，附图中在落地式卤素灯具10的底座11的底侧设 置有倾倒保险开关1，该倾倒保险开关1直接同进入的电源线12连接， 其结构示意图如图2所示，开关1是一个带有杠杆传动臂21的常开开 关，该臂21有弹簧14偏置在打开位置，则开关1的触点19和20分离； 当灯底座11靠在固体表面18上时，如灯具工作在正常位置上，传动臂 21因受到向上的支撑力而向上移动，亦即将接触臂17向上移动，压缩 偏置弹簧14，且将触点19和20闭合；于是，灯具便处于工作状态，如 图2A所示。当灯倾斜了一定的角度，接触臂17由于弹簧14的弹力作用 而向下偏置，使触点19和20断开，进而使得该开关1处于常开状态， 灯就会停止工作，如图2B所示。当此灯再次返回到通常的竖立位置时， 灯又将开始工作。显然，为将上述现有技术的倾倒时保险开关固定于底 座11的底侧，该灯具10中还必须附设有托架、杠杆、弹簧等的装置，而 且实践中尽管开关1的行程一定，但随着其在底座11上所设置的位置及 倾斜的方向的不同而变化。

并且，如图1所示，当无意间将一杯水洒溅到地面上时，此开关将 立即为水浸渍。此外，由于此开关传动件的行程是个常数，将同一种开 关安装到底座直径不同的落地灯上时则会出现不同的临界面。还有，把 这样的开关安装到底座中时会造成配重不匀，减小了落地灯具的稳定 性，又可能使落地灯沿不同的方向会有不同的倾倒角。最后，由于常规 的开关只能按每小时50次的频率通过通/断实验，故这种开管不能承受 短时间内连续地通/断操作。

而本发明的倾倒时保险开关1的剖面图，请参照图3。将内径相同 下部具有锥形斜面的锥形腔电极31和上部具有筒形内壁的筒形杯电极 35在竖直方向上以一定的间隙45设置，其中由换向器用黄铜构成的下 部锥形腔电极31具有用来纳置金属球32的锥形腔顶面311和用来接纳 带连接环34的端接螺钉33的轴向螺孔39，可由换向器用黄铜制成的上 部筒形杯电极35则有略大于金属球32的圆筒形壁部351和用来接纳带 连接环37的端接螺钉36的轴向螺孔38。用塑料套40将下部电极31与 上部电极35牢牢地封罩就位而构成一整体组件。

这里的从优选定的锥形腔顶面311与水平面之夹角为20°。这同标 准的麻花钻顶角120°相比要稍钝一些。因此，任何麻花钻都能研磨成 140°顶角来按一道钻孔工序加工出下部锥形腔电极31。

为便于组装，上述两个电极31与35的外部轮廓可制成图4所示外 形。这样，一旦紧配合后，塑料套40就绝不会从这两个极上脱开。金属 球32最好是由与这两个电极中特别是下部电极31相同的材料制成。要 是采用钢球，为了防止电化学反应造成的侵蚀，最好给它镀以与下部电 极31相同的材料或是将其镀铬。

当该倾倒时保险开关1于任何方向倾斜至一临界角度时，这一方向 中的锥形腔顶面311将会与水平面平行，因此，稍大一点的倾角就可使 金属球32外滚，直至被前述上部的筒形杯电极35阻止，在此位置上， 金属球同时与锥形腔电极31和筒形杯电极35两者接触，使得这两个电 极连接。由此，图3所示的本发明的倾倒时保险开关1是一种第一状态 断开和第二状态导电的开关。

将本发明的这种倾倒时保险开关1安装于任何印刷电路板PCB中是极 其简便的。唯一要做的是用“9”形的金属丝来替换那两个连接环34、 37，并以其直线状的部分插入PCB上的预制孔中，然后焊接。再使上述 端接螺钉33、36通过“9”形金属丝中的“0”形部分，拧入到两个 电极31、35的螺孔39和38中。自然，也可以用其它的器件如托架、 机壳等将上述倾倒时保险开关1安装到灯具的任何位置上。

图6是与本发明的上述第一状态断开和第二状态导电的灯具倾倒时 保险开关相应的电子电路单元的一较佳实施例。在该本发明的较佳实施 例中，其控制部分首先用一减压电容器C1(105/250V)串联在交流电 源AC(120V，60HZ)的一输出端，进而该减压电容器C1的输出端再与由 二极管D1(或其阵列)组成的整流电路之输入端侧相接。然后在该整流 器D1的输出端侧并接有稳压二极管Z1，再将电容器C2并接在该稳压二 极管Z1的两端作为滤波电容；此时，本发明的如上所述的倾倒时保险开 关1分别经电阻R1(1K 1/4W)和电阻R2(10K 1/4W)跨接在该稳压二极管 Z1的正极侧和晶体管Q1的基极B；有继电器线圈W跨接在该稳压二极 管Z1的正极侧和晶体管Q1的集电极C；同时又有电容器C3 (220mmF/25V)连同上述电阻R2(10K 1/4W)及晶体管Q1的发射极E构成 一个30秒延迟电路单元。此外，将所述继电器的常闭触点J1与照明灯 具串联后，再与交流电源相接。

在图6中，从交流电源AC输出的电压经减压电容器C1后被降至例 如12V的适当电压，由整流器D1整流，再经稳压后输入给电容器C2。 一旦灯具倾倒时，如上所述的本发明的倾倒时保险开关1接通，于是上 述稳压电压便经该倾倒时保险开关1给晶体管Q1(CS9014C)的基极B 加上偏压而使该晶体管Q1导通。而集电极电路将使继电器线圈激励，导 致继电器常闭触点J1断开，进而将截断对所述落地灯具的供电。在附图 中，一旦开关K返回到断开状态，R2(10K/0.25N)与C3(220mmF/25V) 便构成一个30秒延迟电路系统。要是R2的电阻改变，则延时也将改变。 这一性能可用来防止儿童连续推/拉此落地灯致其摇晃。

图5是本发明的又一较佳的灯具倾倒时保险开关的图例。在该实施 例中，可将开关的两个电极51和51’设置成相同的半圆柱形状并同时将 其顶部511及511’设置成锥形斜面。使用中所述两个电极51和51’是在 水平方向上以一定的间隙53相对地固定在塑封套40及40’中，并且该 半圆柱形电极的锥形部内径应设置成较大于金属球的直径使得金属球可 在半圆形电极的锥形腔部分滚动；在灯具处于正常位置时，金属球32 置于锥形斜面511及511’的底端即处于两相对设置的电极的中心，并接 通所述两电极51及51’。当灯具向任意方向倾倒达一临界角度时，电极 在该方向上的锥形斜面511及511’将会与水平面平行，因此，稍大一点 的倾角就可使金属球32外滚，直至被沿两电极的外部圆周而设置的突起 部512或512’阻止，此时本实施例的倾倒时保险开关1断开。此外， 还应将本发明电极锥形边缘部分地设置有绝缘部54及54’以保证当金属 球32在沿间隙53滚动一定距离时，亦能够使保险开关1断开，从而确 保了在灯具向任何方向倾倒时，该开关装置都能够有效地断开，如图5A 所示。可见，本实施例所示的倾倒时保险开关1是一种第一状态导电和 第二状态断电的开关。

与图3所示的实施例相同的，图5中的两电极51及51’亦最好采用 换向器用黄铜材料，而金属球32最好是由与这两个电极51及51’相同 的材料制成。要是采用钢球，为了防止电化学反应造成的侵蚀，最好给 它镀以与电极51及51’相同的材料或是将其镀铬。

而图7示出了与本发明的第一状态导电和第二状态断电的灯具倾倒 时保险开关相应的电子电路单元的一较佳实施例。在该实施例中，采用 与照明灯具相串联的可控硅元件TH1作为电子开关以控制灯具的通/ 断；而本发明的倾倒时保险开关1经电阻R5及DB1跨接到该可控硅元件 TH1与电源的两端。当灯具处于正常位置时，电压经闭合的保险开关1 施加到可控硅元件TH1的基极，触发TH1并使灯具点亮；若灯具倾倒时， 则如图5所示的保险开关随即断开，截断对灯具的供电。

综上所述，采用本发明的竖直的灯具及其保险装置，首先由于现在 这种倾倒时保险开关1非常紧致且易于安装到例如灯杆、灯罩等任何地 方，故可将此开关安装到远离底座与地面的场所，增进了使用本发明的 保险开关的安全性。其次，由于现在这种倾倒时保险开关K的电子电路 部分可以并入电子调光器的PCB中，而由于任何电子调光器已具有减压 电容器、整流器与稳压二极管等因而只需晶体管Q1和某些简单的部件来 实现本发明的电子电路系统。于是，实现本发明的成本是很低的。此外， 由于本发明的倾倒时保险开关中用到的所有部件都极为简单易于制造， 例如本发明的电极经设计成可于自动车床中由黄铜棒制造而塑料套、端 接螺钉与连接环则可以购自市场，因而可有很高的生产率。最后，由于 现在是通过锥形腔电极的顶角来将所述临界倾倒角设定于保险开关中， 就可以将这种倾倒时保险开关用于底座尺寸不同、灯杆高度不等的任何 落地灯中。

如上所述的倾倒时保险开关尽管是用于竖直放置的灯具中，应当理 解在经过适当的变形后，本发明的上述优选实施例的倾倒时保险开关及 其电子电路单元还可用于其它倾倒时有保险要求的领域中。

虽然，在此列举了本发明的上述优选实施例，应当理解为对那些熟 知本领域的技术人员在不脱离本发明精神实质的前提下而做出的任何技 术变形和改变均应落在本发明的权利要求书所要求保护的范围之内。