CN101354974A - 变光开关 - Google Patents
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Abstract
一种开关设备，其包括板致动器，所述板致动器被偏压到休止位置，并且配置成可相对于外壳枢轴转动到压下位置以接合设置在外壳内的气隙式开关。所述气隙式开关被配置成在与板致动器接合时改变与开关设备相连的负载的第一状态。板致动器由一对相对的长边和一对相对的短边所界定，并且在其中限定有至少一个槽，所述至少一个槽与板致动器的所述一对相对的短边平行并且居中地设置在板致动器的所述一对相对的长边之间。摇杆致动器被设置在限定于板致动器中的所述至少一个槽内，并且被配置成相对于其进行枢轴转动以接合至少一个开关。所述至少一个开关被配置成在与摇杆致动器接合时改变与所述开关设备相连的负载的第二状态。
Description
相关申请的横向参考
本申请要求于2007年7月18日在美国专利商标局提交并且被指定序列号为No.60/961,188的、名为“变光开关”的临时专利申请的优先权，并且涉及美国专利No.D534 875、No.D517 999、No.D518 000、No.D519 466、No.D526 624、No.D542 230、No.D543 159、No.D535 627、No.D534 873、No.7 170 018以及美国专利公开N0.2006/0125649，这些文献的全部内容在此以参考的方式并入。
技术领域
本发明涉及一种用于控制电系统和/或设备的开关设备，更具体地，涉及用于选择性地调节或改变电流负载状态的开关。
背景技术
已经研制了用于电系统和设备的开关和控制器，其能够控制电力负载或设备的一种以上的状态。虽然现在通常都可控制设备的多种状态，例如照明负载的开启/关闭/暗/亮(ON/OFF/DIM/BRIGHT)状态，但是，将多种控制特性集成在单个设备通常要求更复杂的制造工艺以提供不同特征。
发明内容
本发明涉及一种集成控制设备，其制造简单并且生产更廉价。
在本发明的实施例中，开关设备包括板致动器，其被偏压到休止位置，并且配置成可相对于外壳枢轴转动到压下位置以接合设置在外壳内的气隙式开关。所述气隙式开关被配置成在与板致动器接合时改变与开关设备相连的负载的第一状态。板致动器由一对相对的长边和一对相对的短边所限定，并且在其中限定有至少一个槽，所述槽与板致动器的所述一对相对的短边平行并且居中地设置在板致动器的所述一对相对的长边之间。摇杆致动器被设置在所述至少一个槽中，并且被配置成相对于其进行枢轴转动以接合至少一个开关。所述至少一个开关被配置成在与摇杆致动器接合时改变与所述开关设备相连的负载的第二状态。
根据本发明的另一个实施例，一种开关设备包括板致动器，其被偏压到休止位置，并且配置成可相对于外壳枢轴转动到压下位置以接合设置在外壳内的气隙式开关。所述气隙式开关被配置成在与板致动器接合时改变与开关设备相连的负载的第一状态。板致动器由一对相对的长边和一对相对的短边所限定，并且在其中限定有至少一个槽，所述槽与板致动器的所述一对相对的短边平行并且居中地设置在板致动器的所述一对相对的长边之间。摇杆致动器被设置在所述至少一个槽中，并且被配置成相对于其进行枢轴转动以接合至少一个开关。所述至少一个开关被配置成在与摇杆致动器接合时改变与所述开关设备相连的负载的第二状态。光导管可操作地连接到所述摇杆致动器，并且在所述光导管上设有多个LED，所述LED被配置成在所述板致动器和所述摇杆致动器中的至少一个致动时指示与开关设备相连的负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
附图说明
在此参考附图描述当前公开的开关设备的各种实施例，其中：
图1是根据本发明的具有板致动器的开关设备的透视图，其中所述板致动器与设置于其中的摇杆式强度控制器结合；
图2是用于机械地支撑图1的板致动器的外壳的透视图；
图3是可操作地与图1的开关设备相结合的致动组件的局部横截面图；
图4是图3的致动组件的致动器的透视图；
图5是示出了可操作地连接到本发明的致动组件和开关设备的电路板的顶视图；
图6是示出了用于与本发明的开关设备一起使用的电力/断开开关的相对运动的局部横截面图；
图7是示出了根据本发明的微动开关的相对运动的局部横截面图；
图8和9是示出了电力开关相对于外壳的相对运动的侧视图；
图10和11是根据本发明的实施例的开关设备的透视图；
图12是可操作地与图11的开关设备相结合的致动器的透视图；以及
图13是示出了可操作地连接到图11的开关设备的电路板的顶视图。
具体实施方式
在下文中参考附图来描述本发明的具体实施例，其中相似的参考数字标识相似或同样的元件。在以下描述中，不再详细描述公知的功能或结构以避免使本发明被埋没在不必要的细节中。
根据本发明在此描述的开关设备涉及一种调光器式开关，其特征在于一种大的板致动器，所述板致动器具有嵌入其中的强度致动器。板致动器的形状大致为矩形，其具有一对相对的长边以及顶部短边和底部短边。板致动器通过形成在板之下的副板中的一个或多个弹簧(例如板簧)被偏压到休止位置。用户可按压板以克服偏压，并且使板围绕一个或多个枢轴旋转至按下位置，其中在所述按下位置处致动开启/关闭开关。板在被释放时回到所偏压的休止位置。因此，开启/关闭开关仅被暂时致动。通过这种方式，板具有按下位置和休止位置，而不是像在大多数普通开关中常见的那样在“开启”位置和“关闭”位置之间交替改变。
如上所述，强度致动器被设置在板致动器的表面上，并且被配置成围绕一个或多个附加枢轴摆动。强度致动器被形成在副板中的一个或多个弹簧偏压在休止位置上。弹簧被配置成将强度致动器偏压在中立的、近似中心的位置上。用户可按压强度致动器以克服任一板簧的偏压，从而根据需要调节(减小或增加)强度。更具体地，此动作可被配置成将连接到开关设备的负载的状态从暗改变为亮和/或处于两者之间的任何一个或多个水平(例如大于暗和小于亮)。当强度致动器被释放时，强度致动器返回到中立位置。
强度致动器被设置在限定在板致动器中的开口内，并且被配置成独立于板致动器地操作。在实施例中，相对于板致动器水平地限定该开口。即，该开口被限定成平行于板致动器的顶部短边和底部短边。另外，可以靠近板致动器的顶部短边或可替换地靠近板致动器的底部短边而限定开口。
现在参见图1、2和4，其中描绘了一种开关设备，总体上标记为参考数字10的所述开关设备包括外壳104、外壳盖102和板致动器100。板致动器100包括被限定成穿过该板致动器100的开口112，所述开口112在尺寸上被设计成能够将光导管111和摇杆开关108接收于其中。板致动器100包括一系列机械界面110a、110b和110c，这些界面与对应数量的机械相互作用面(槽144、146和148)配合地接合以保持板致动器100与外壳104成可枢轴转动的关系。板致动片(tab)113(将在下文中更详细地描述)包括锁定元件113c，所述锁定元件113c与限定在外壳盖102内的对应的槽125机械连接。可选地，板致动器还可以包括光源114(发光二极管(“LED”))，光源114嵌在板致动器中并且被配置成提供开关设备的可视状态。或者，可以提供不止一个光源114，其在按压摇杆开关108时按序地打开和关闭。板致动器100被配置成与面板106相结合地安装，所述面板106适于与外壳104机械接合，所述外壳104接着可安装在标准的电气开关盒中。
现在参见图2、3和5，所描绘的外壳盖102的透视图示出了摇杆开关108的所谓中立方位。如图3所示，外壳盖102包括板簧138、140，板簧138、140是可移动的以机电地接合设在外壳104内的触头134a和136a。光导管111可以形成为外壳盖102的整体部分，并且发光以方便用户控制摇杆开关108。如上所述，外壳盖102还包括形成于其中的槽144、146和148，这些槽被定位成以卡扣配合的方式分别接合对应的相互作用面110a、110b和110c。
继续参见图2，光导管111从外壳盖102的表面向外延伸，并且包括销142a，所述销142a被配置并且在尺寸上被设计成可被接收在贯穿摇杆开关108的枢轴孔108a中，从而以类似枢轴转动的方式支撑摇杆开关108。如图3所示，摇杆开关108被装配成当围绕销142a转动时，移动板簧138和140使其接触触头134a和136a。光导管111具有支腿111a、111b、111c、111c、111e、111f和111g，它们被配置成在摇杆开关108的转动过程中使摇杆开关108保持稳定。
图3示出了摇杆开关108与板簧138和140的相互作用(以剖视图示出)。各触头134a和136a分别可操作地连接到对应的微动开关134和136。触头134a和136a可以是弹簧加载的以在整个运动范围内增强摇杆开关108的触感。换句话说，当摇杆开关108被压下以进行枢轴转动时，板簧，例如板簧138，与触头136a接合，触头136a接着下推以启动微动开关136。在释放摇杆开关108时，板簧138重新退回到中立或原始位置，允许微动开关136的触头136a弹回位。以相反的方向枢轴转动摇杆开关108会在微动开关134上形成类似的效果。
光导管111、销142a、板簧138和140以及微动开关136和134一起形成摇杆开关组件，其在被启动时可以被用来控制与本发明的开关相连的灯的强度、风扇的相应速度、恒温器的温度设定或任何其他类似电气设备和/或系统。在实施例中，光导管111、销142a、板簧138和140以及微动开关136和134一起形成摇杆开关组件，其在被启动时可被用来致动开启/关断开关。
现在参见图4，描绘了图1中示出的板致动器100的后透视图。在板致动器100的后面一体地形成有电力开关致动片110。应理解：电力开关(未明确示出)可以用气隙式开关致动片110c和相应的气隙式开关相互作用面248来实现，其适于当被定向成打开方位时使电力线与开关或其他设备的一侧断开。容易理解，电力开关可以用其他类型的开关来实现，而不限于气隙式开关。在致动片110上形成有机械相互作用面110a、110b和110c。在板致动器100上还形成有开关致动片113a和板锁定片113。如上所述，板锁定片113包括机械相互作用面113c，机械相互作用面113c可操作地将板致动器100锁定到外壳盖102。
现在参见图5，其中描绘了一种印刷电路板131。印刷电路板131的某些元件被定位成与图1的板致动器100和图2的外壳盖102的相应元件接合。即，当开关10被组装时，外壳盖102被夹置在板致动器100与印刷电路板131之间。板致动器100、外壳盖102和电路板131可操作地彼此连接以在外壳104内形成子组件，从而完成图1的开关设备10。如图5所示，印刷电路板131包括微动开关132，所述微动开关132具有弹簧加载的柱塞132a。在实施例中，电力开关(未明确示出)可以用气隙式开关致动片来实现。在实施例中，气隙式开关可以装配在相对于印刷电路板131设置的另一个印刷电路板(未明确示出)上或者可以与印刷电路板131一体地结合。
如图所示，气隙式开关接口248延伸穿过印刷电路板131中的切口。微动开关134和136以及它们对应的弹簧加载的柱塞134a和136a也设置在印刷电路板131上，并且被定位成分别对应板簧138和140的方位(图2)。LED 534、536、538、540、542、544和546被定位成与光导管111的支腿111a-g的位置(图2)相对应，以使得在外壳盖102和电路板131配合组装时，各个相应的LED 534、536、538、540、542、544和546被定位成正好处于光导管111的对应的支腿111a-g的下方。
使用时，当摇杆开关108被压下以进行枢轴转动时，LED 534、536、538、540、542、544和546中的一个或多个被配置成发光以提供连接到开关设备10的负载的可视状态。作为举例，第一次压下摇杆开关108可以使LED 546发光，而第二次压下摇杆开关108可以使LED 544发光并且关闭LED 546。或者，第二次压下摇杆开关108可以使LED 544发光以使得LED 546和544同时发光和/或按照从左到右的次序发光。在这种情景下，随后每次压下摇杆开关108使得右边的LED(例如LED 542、LED 540等)发光，或者使在由上一次压下摇杆开关108引起发光的LED之后的那个LED发光(例如第三次压下摇杆开关108使LED 542发光)。在实施例中，LED 534、536、538、540、542、544和546可以单个进行发光或者按照从右到左的次序进行发光。例如，第一次压下摇杆开关108可以使LED 534发光，并且随后每次压下摇杆开关108使得左边的LED(例如LED 536、LED 538等)发光或者使在由上一次压下摇杆开关108引起发光的LED之后的那个LED发光。
在实施例中，板致动器100可以被配置成引起LED 534、536、538、540、542、544和546中的任何一个或多个以与在上文中关于摇杆开关108描述的方式相同的方式(例如单个地、按照从右到左的次序、按照从左到右的次序或者任何其他可能组合等)进行发光。所述7个LED 534、536、538、540、542、544和546的配置(图5)和相应的7个支腿111a-g的配置(图2)仅仅是说明性的。即，开关设备10可以包括实现如所期望地进行操作的和根据本发明的开关设备10所必需的任何合适数目的LED和相应的支腿(例如3、5、9等)。
再次参见图2，外壳盖102具有贯穿其的槽或开口148，该槽或开口148被定位成以在外壳盖102与板致动器100和电路板131相配合时，使得气隙式致动器110的致动片110c(图4)延伸以接合气隙式开关接口248(图5)。如果气隙式开关没有被物理结合在外壳盖102顶上的板致动器100闭合的话，能量将不会流过开关设备电气元件以操作开关设备10。
图6示出了气隙式开关致动片110c和接口248的细节。正如所描绘的那样，当板致动器100、外壳盖102和电路板131配合组装时，沿着方向箭头153所指示的方向按压板致动器100使气隙式致动器110的气隙式开关致动片110c延伸穿过外壳盖102中的开口148，从而与气隙式开关248的弹簧加载的杆248a接合。应理解：气隙式开关248的操作可以与上述描述相反。即，在板致动器100被压下时，气隙式开关248将电力线(未明确示出)连接到开关10，在板致动器100从休止位置被向外拉至拉出位置时，气隙式开关248将电力线与开关10断开。可以通过沿图9中的方向箭头157所指示的方向拉动板致动器100的底部，以从休止位置围绕机械相互作用面110b枢轴转动板致动器100和/或沿着顺时针方向转动板致动器100，来将板致动器100从休止位置拉至拉出位置。还可以通过将足够大的力施加到板致动器100的顶部来压下该顶部，以此实现沿着顺时针方向将板致动器100从休止位置转动至拉出位置。可选择地，可以提供掣子(未示出)，以使得在板致动器100被拉出并且气隙式开关248切断通向开关10的电力时，板致动器100将保持在拉出位置上。
当板致动器100、外壳盖102和电路板131配合组装时，板致动器100沿着分别卡扣配合到槽144和146中的机械相互作用面110a、110b进行枢轴转动。微动开关132和弹簧加载的柱塞132a设置在片113a和板簧124之间的弹性接触点正下方。图7所描述的这种结构使致动片113a与形成于外壳盖102中的板簧124(见图2、4和7)形成弹性接触，以致动设在外壳104中的弹簧加载的柱塞132a，这样启动了微动开关132以将开关设备10连接到线路相位(line phase)或电源，或中断开关设备10与线路相位或电源的连接。这种动作将与开关10相连的负载的状态从关闭改变成开启，或反过来。在实施例中，这种动作可以被配置成将与开关10相连的负载的状态从暗改变成亮和/或处于两者之间的任何一个或多个水平(例如大于暗和小于亮)。
当有足够大的作用力施加到板致动器100的底部时，在图8和9中示出的锁定表面113c的斜坡构造允许片113和锁定表面113c从开口125(图2)中缩回，正如图9所示那样。
仍然参见图9，当沿着方向箭头157所指示的方向拉动板致动器100的底部时，表面113c脱离片124并且允许板致动器100围绕机械相互作用面110b进行枢轴转动和/或沿顺时针方向转动。
现在参见图10，示出了本发明的另一个实施例，其描绘了另一种变光开关。该变光开关包括外壳104，外壳盖102和板致动器100。板致动器100包括贯穿其的开口112，所述开口112在尺寸上被设计成可将光导管111和摇杆开关108接收在其中。在示出的实施例中，光导管111被设置在摇杆开关108的下方。
现在参见图11，示出了本发明的另一个实施例，其描绘了另一种变光开关。该变光开关包括外壳104、外壳盖102和板致动器100。板致动器100包括贯穿其的开口112，所述开口112在尺寸上被设计成可将光导管111和摇杆开关108接收在其中。在图12中描绘了图11所示的板致动器100的后透视图。
现在参见图13，其中描绘了一种印刷电路板131，所述电路板131具有某些元件，这些元件被定位成与图11的板致动器100和外壳盖102的相应元件接合。
虽然已经在附图中示出了本发明的几个实施例并且在此对它们进行了描述，但是其并不意为本发明限制于此，期望本发明的范围在本领域允许的情况下尽可能地宽，并且希望以同样的方式阅读本说明书。因此，上述描述不应该被解释为限制，而仅仅是特定实施例的范例。
Claims (19)
1.一种开关设备，其包括：
板致动器，所述板致动器被偏压到休止位置，并且配置成相对于外壳枢轴转动到压下位置以接合设置在外壳内的气隙式开关，所述气隙式开关被配置成在与板致动器接合时改变与所述开关设备相连的负载的第一状态，板致动器由一对相对的长边和一对相对的短边所限定并且在其中限定有至少一个槽，所述至少一个槽与板致动器的所述一对相对的短边平行并且居中地设置在板致动器的所述一对相对的长边之间；以及
摇杆致动器，所述摇杆致动器被设置在所述至少一个槽中并且被配置成相对于该槽进行枢轴转动以接合至少一个开关，所述至少一个开关被配置成在与至少一个摇杆致动器接合时改变与所述开关设备相连的负载的第二状态。
2.如权利要求1所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为将开关设备连接到线路相位和切断开关设备与线路相位的连接中的一个。
3.如权利要求1所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为在负载的其他状态中的至少一个期间与开关设备相连的线路相位的功率强度。
4.如权利要求1所述的开关设备，还包括：光导管，其可操作地连接到摇杆致动器，并且具有至少一个LED，所述至少一个LED被配置成在板致动器和摇杆致动器中的至少一个致动时指示负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
5.如权利要求1所述的开关设备，还包括：光导管，其被设置在板致动器上，并且具有至少一个LED，所述至少一个LED被配置成在板致动器和摇杆致动器中的至少一个致动时指示负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
6.如权利要求1所述的开关设备，还包括：设置在板致动器上的至少一个LED，所述至少一个LED被配置成提供开关设备的可视状态。
7.如权利要求4所述的开关设备，其中：所述光导管包括多个连续设置的LED，所述LED被配置成在板致动器和摇杆致动器中的至少一个致动时发光，以指示负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
8.如权利要求7所述的开关设备，其中：所述多个连续设置的LED被配置成在板致动器和摇杆致动器中的至少一个致动时顺序发光，以指示负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
9.如权利要求7所述的开关设备，其中：所述多个连续设置的LED中的一个被配置成在板致动器和摇杆致动器中的至少一个致动时发光以指示负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
10.如权利要求1所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为风扇速度。
11.如权利要求1所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为恒温器的设定。
12.如权利要求1所述的开关设备，其中：气隙式开关被配置成在发生拉出板致动器的底部和压下板致动器的顶部之一时从休止位置顺时针转动，以改变与开关设备相连的负载的第一状态。
13.一种开关设备，其包括：
板致动器，所述板致动器被偏压到休止位置，并且配置成可相对于外壳枢轴转动到压下位置以接合设置在外壳内的气隙式开关，所述气隙式开关被配置成在与板致动器接合时改变与开关设备相连的负载的第一状态，板致动器由一对相对的长边和一对相对的短边所限定并且在其中限定有至少一个槽，所述至少一个槽与板致动器的所述一对相对的短边平行并且居中地设置在板致动器的所述一对相对的长边之间；
摇杆致动器，所述摇杆致动器被设置在所述至少一个槽中并且被配置成相对于该槽进行枢轴转动以接合至少一个开关，所述至少一个开关被配置成在与至少一个摇杆致动器接合时改变与所述开关设备相连的负载的第二状态；以及
光导管，其可操作地连接到所述摇杆致动器，并且在所述光导管上设有多个LED，所述LED被配置成在所述板致动器和所述摇杆致动器中的至少一个致动时指示与开关设备相连的负载的第一状态和第二状态中的至少一个。
14.如权利要求13所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为开启和关闭状态之一。
15.如权利要求13所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为暗和亮状态之一。
16.如权利要求13所述的开关设备，其中：负载的第一状态为开启和关闭状态之一，而负载的第二状态在暗和亮状态之间变化。
17.如权利要求13所述的开关设备，其中：负载的第一状态在暗和亮状态之间变化，而负载的第二状态为开启和关闭状态之一。
18.如权利要求13所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为将开关设备连接到线路相位和切断开关设备与线路相位的连接中的一个。
19.如权利要求13所述的开关设备，其中：负载的第一状态和第二状态中的至少一个为在负载的其他状态中的至少一个期间与开关设备相连的线路相位的功率强度。
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