【準好拔專利深度解析】

大家好!我是準好拔阿翔,最近有一些顧客非常好奇準好拔專利(發明專利I701870)跟一般插座有什麼不同,與他們詳細分享後,叫我一定要做一篇專利介紹,才不會讓這麼優秀的特色被埋沒。

好啦!這就來了,首先呢先介紹為什麼要叫做「準好拔」,起初是因為我太太抱著小孩,在家中拔插頭的時候拔到差點跌倒,從此之後,我在家中最常出的公差就是拔插頭「去拔電風扇插頭快去拔豆腐頭去拔筆電插頭..」也因此與拔插頭結下極深的因緣。

▲MAC充電頭常常拔到解體

創業前,隨著我家兩個小女兒慢慢長大,一個三歲、一個一歲半,當時因為上班的公司經常加班,很晚才能回家陪小孩,甚至小孩都睡著的時候我才下班,早上出門的時候小孩都還沒起床,小孩就像在過單親生活,因此在決定創業之後,首先一定要先當一個「好把拔」,能一邊工作一邊陪著小孩長大,我認為能花時間陪伴小孩成長,這樣賺錢才是真正有意義的事。

▲不想走路的小公主與準好拔阿翔

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

結合了拔插頭與好把拔的兩個理念,一位好爸爸設計的保證好拔的延長線!「準好拔」就此正式誕生了!

我們夫妻倆都是工業設計背景的學歷,在發明這個專利之前,我在公司任職機構工程師,是在汽機車改裝零件的部門,鑽研材料的物理特性來創新產品,是多年以來的日常生活,後來進修研讀了電學及配電相關法規後,便開啟了準好拔延長線的設計之旅。

準好拔設計的核心就是將傳統插座常會遇到兩個問題:「插座太緊」「插座太松」,太緊的話插拔都非常吃力,力氣不夠的人甚至都拔不起來;太鬆的時候,稍微一拉就鬆脫,導致插頭裸露或是接觸不良都是很危險的事。所以我的設計方向就是「想要牢固的時候很緊,想要拔的時候很鬆」,要辦到省力的物理應用就是「槓桿力矩原理」,因此當初就有了兩種方向的設計,如下圖:

▲左邊為旋轉式,右邊為按壓式

 

最終選擇了用旋轉力矩的方式,因為我認為旋轉作為開關是全人類最通用的操作,開瓶蓋、轉螺絲、水龍頭、烤箱開關、汽車操作面板等,另一方面「準」好拔念起來像是台語的「轉」,因此旋轉式的準好拔插座更是毫無違和感。

根據IEC60884-1家用插座插頭的國際法規當中,插座在通電的當下必須要符合CNS15767-122章節當中「拔出插頭所需之力」,因此準好拔旋轉到OFF狀態下,必須是完全斷電的狀態(插頭不能碰觸到任何導電體),也就是說,在符合法規的情況下,準好拔的插座也同樣會是開關。

▲準好拔插座也是一種開關

【接點、阻抗及溫升】

既然聊到開關,就一定得先從傳統式開關的結構開始說起,開關為什麼可以成為開關,那是因為在電器迴路當中,其中能控制接通或斷開線路的機關,就叫做開關,­而接通及斷開的部分就叫做「接點」。接點是電器連接當中最重要的腳色,接點的接觸不良、老化、碳化都非常容易引起高溫甚至走火,所以傳統開關內的接點必須採用「銀」或是「銅鍍銀」的零件才能避免阻抗過高,但傳統的開關如果經常使用,再加上常通高電流,接點容易逐漸積碳,增加阻抗,最終導致開關變形而失效。

▲傳統開關一般使用年限,建議最多為4~5年

由此圖可看出,一個傳統開關內部是由多個零組件所組裝再一起的,零件越多阻抗越高、組裝的不良率也會更高,長久使用的積碳及老化也會隨之而來,也是為什麼牆壁插座都沒有大廠願意做開關式的,就是因為這類的電器開關本來就不是設計長久使用的產品,一般來說使用4~5年就必須汰換了,而牆壁插座基本年線就是15年起跳,完全無法相提並論,最大的問題還是多接點的積碳及其他不可空因素太高。

▲船型開關內部結構,接點處易產生積碳溫升

回來看準好拔的結構,下面的影片可以很簡單看出,當插座旋轉的過程,銅片先是被一個撥桿撐開,可以讓插頭在定位之前不會碰觸到銅夾片,而轉到定位的瞬間,銅夾片與凸點能牢牢定住插頭,使其牢固不動,在這個運動過程即使產生了積碳,下一次旋轉的過程就會把積碳刮除下來,所以能保障準好拔長時間不會產生積碳問題,再加上準好拔結構式由一體成形的結構組成,沒有任何接點的形成,也就不會有溫升、接觸不良、組裝不良等問題發生。

▲準好拔結構具有更優秀的電器特性

【耐用度及夾持力的關係】

為什麼準好拔耐用度可以更高,這就要先聊為什麼傳統的插座總是標榜5000次使用呢?在法規測試中,必須通電15安培的電流,用最大上限公差的插頭反覆插拔5000次以後,還能維持5N的夾持力,測試中的反覆運動中,插座的銅片會被插頭的金屬部不斷地摩擦破壞,加上通大電流時的火花產生的積碳,會讓插頭的阻抗更高,造成摩擦力更大的循環現象。

▲但經常插拔,最終讓插座磨損
▲一般插座,干涉配合才達到夾持力​​​​​

而準好拔的旋轉運動過程中,撐開銅片的是撥桿的零件,採用高機械強度的機密材料,能保證摩擦運動10萬次不會造成銅片損傷,也因為不會有強烈的摩擦現象,準好拔插座結構可以保證在2萬次(傳統的4倍以上)的旋轉使用,仍可以維持至少30N的夾持力。

 

【省力關鍵-槓桿原理】

傳統插座因為需要符合法規夾持力,也因此插進去的當下也相當費力,若要拔起來,至少也需要2~3公斤的力量才能拔起,如果是力氣較小的人或是小孩,拔不起來不要緊,如果拔起一半讓插頭露出來,手指頭又不小心觸碰到兩個極,這時候就可能會讓手觸電嚴重燒傷啊。而準好拔插座是利用旋轉的力矩原理,利用圓心當支點,插頭的半徑就是力臂,所以插頭越大旋轉起來就更省力,如果以蘋果手機的豆腐頭來比較,準好拔至少可以省力50%的力量,如果是MAC的充電頭的話,至少可以省力80%

▲一般插座需要與夾持力直接對抗
▲準好拔利用旋轉力矩達到更省力

 

▲準好拔延長線,插頭越大越好拔

總結「準好拔」與「傳統開關插座」的差異

準好拔優勢:

  1. 更低溫升:無接點,就不容易產生溫度上升
  2. 導電性更佳:接點少,阻抗低,電壓的衰退更少
  3. 不良率更低:一體成形式的結構,不會因為組裝不良導致開關失靈
  4. 耐用度更高:因插頭沒有對銅片進行摩擦,因此插座不會長期使用而損壞
  5. 夾持力更好:插頭的鎖固力來自凸點的固定,不會因長期使用而失效
  6. 更省力:因槓桿原理作用下,旋轉很省力,OFF狀態更可輕易取起插頭

 

準好拔缺點:

  1. 需要適應旋轉的方式
  2. 成本較高
  3. 旋轉過程大型變壓器有可能會干涉到其他插座

 

以上就是設計師本人對於準好拔延長線的優缺點分析,優點方面不用多加贅述,就連兩個小女兒都會輕鬆安全使用的延長線,已經很符合我對延長線的期待了。   至於缺點方面,適應旋轉的部分,因為跟開瓶蓋是一樣的方向,所以沒有花太多時間適應,至於變壓器會卡到的問題,我就會將較大型的變壓器錯開使用,就不太會遇到這個問題,以上是個人長期使用的心得,

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