KR101747194B1 - 타임 스위치 - Google Patents

Abstract

타임 스위치(1)는 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)를 전기적으로 연결하는 활성 상태 또는 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)를 전기적으로 단절하는 비활성 상태로 전환하는 콘택트 메커니즘(40)을 포함한다. 타임 스위치(1)는 콘택트 메커니즘(40)이 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 전환하도록 콘택트 메커니즘(40)을 기계적으로 구동하는 캠 메커니즘(30), 캠 메커니즘(30)에 토크를 전달할 수 있는 회전 샤프트(21); 및 회전 샤프트(21)에 결합되어 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 전환시키는 노브(knob)를 더 포함한다. 또한, 타임 스위치(1)는 노브(22)를 제1 방향으로 회전시키는 힘을 노브(22)가 받을 때 회전 샤프트(21)의 회전을 허용하고, 노브(22)를 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 회전시키는 힘을 노브(22)가 받을 때 회전 샤프트의 회전을 금지하는 래칫 메커니즘(25)을 포함한다.

Description

타임 스위치{TIME SWITCH}

본 발명은 타임 스위치에 관한 것이다.

파워 서플라이와 전기 장치를 전기적으로 연결하는 전력선에 배치되는 종래의 타임 스위치는 파워 서플라이로부터 전기 장치에 전력의 공급이 시작되는 시간 및 파워 서플라이로부터 전기 장치에 전력의 공급이 중단되는 시간을 관리한다. 일본특허공개공보 No. 2005-63923에는 콘택트 메커니즘, 캠 메커니즘, 및 타이머 메커니즘을 포함하는 종래의 타임 스위치의 일례가 개시되어 있다. 콘택트 메커니즘은 콘택트 메커니즘이 전력선을 닫는 활성 상태와 콘택트 메커니즘이 전력선을 여는 비활성 상태 사이에서 전환된다. 캠 메커니즘은 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 전환시킨다. 타이머 메커니즘은 측정된 시간에 따라 캠 메커니즘을 동작시킨다. 타임 스위치는 상용 파워 서플라이로부터 공급되는 전력으로 타이머 메커니즘 구동하는 전기 모터와, 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 전환하도록 타이머 메커니즘에 부착되는 활성 핀 및 비활성 핀을 더 포함한다. 활성 핀 및 비활성 핀은 탈착 가능하게 타이머 메커니즘에 결합된다.

위의 타임 스위치에서, 활성 핀 및 비활성 핀이 부착되는 타이머 메커니즘은 시간이 지남에 따라 캠 메커니즘에 대해 활성 핀 및 비활성 핀의 회전 위치를 변경하도록 구동된다. 예를 들어, 콘택트 메커니즘이 비활성화되어 있을 때 활성 핀이 캠 메커니즘에 접촉하게 되면, 콘택트 메커니즘의 동작 상태가 비활성 상태에서 활성 상태로 전환되도록 타이머 메커니즘의 토크가 캠 메커니즘을 이동시킨다. 이에 의해 파워 서플라이로부터 전기 장치로 전력의 공급이 시작된다. 콘택트 메커니즘이 활성화되어 있을 때 비활성 핀이 캠 메커니즘과 접촉하게 되면, 콘택트 메커니즘의 동작 상태가 활성 상태에서 비활성 상태로 전환되도록 타이머 메커니즘의 토크가 캠 메커니즘을 이동시킨다. 이에 의해 파워 서플라이로부터 전기 장치로 전력의 공급이 중단된다.

타이머 메커니즘을 사용하여 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 전환하는 위의 메커니즘 외에, 위의 스위치는 사용자가 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 전환하도록 회전시키는 노브(knob)를 포함한다. 노브에 인가되는 토크는 회전 샤프트에 의해 캠 메커니즘에 전달된다. 노브는 회전되어 제1 동작 위치 및 제2 동작 위치에 위치할 수 있으며, 제1 동작 위치에서 노브는 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 활성 상태로 전환하고, 제2 동작 위치에서 노브는 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 비활성 상태로 전환한다. 노브는 시계방향일 수 있는 제1 방향에서, 노브의 동작 위치를 제1 동작 위치 및 제2 동작 위치로 교대로 전환하도록 회전된다.

노브의 동작 위치가 제1 동작 위치로 변경되면, 콘택트 메커니즘의 동작 상태가 비활성 상태에서 활성 상태로 변경되도록 노브의 회전은 캠 메커니즘을 이동시킨다. 노브의 동작 위치가 제2 동작 위치로 변경되면, 콘택트 메커니즘의 동작 상태가 활성 상태에서 비활성 상태로 변경되도록 노브의 회전은 캠 메커니즘을 이동시킨다.

타임 스위치에서, 제1 방향에 역방향이면서 반시계방향일 수 있는 제2 방향으로 노브를 회전시키도록 작용하는 외력을 노브가 받더라도, 캠 메커니즘과 콘택트 메커니즘 간의 관계는 노브, 회전 샤프트, 및 캠 메커니즘이 제2 방향으로 회전하지 않도록 하고 있다. 따라서, 사용자가 제2 방향으로 노브에 오류로 힘을 가하더라도, 그 힘은 노브를 회전시키지 않는다. 이에 의해 사용자는 노브가 역방향 또는 부정확한 방향으로 회전하는 것을 인식할 수 있다. 그렇지만, 노브가 단지 한 방향으로만 회전할 수 있도록 구성되어 있다는 것을 사용자가 알지 못하면, 사용자는 제2 방향으로 노브에 강한 힘을 가할 수도 있다. 콘택트 메커니즘에 전달될 때 그 힘은 콘택트 메커니즘의 구성요소를 변형시키거나 손상을 입힐 수 있다.

본 발명의 목적은 큰 부하가 콘택트 메커니즘에 인가되지 않도록 하는 타임 스위치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 관점에 따라, 파워 서플라이와 전기 장치와 함께 사용하기 위한 타임 스위치가 제공된다. 타임 스위치는 상기 파워 서플라이와 상기 전기 장치를 전기적으로 연결하는 활성 상태 또는 상기 파워 서플라이와 상기 전기 장치를 전기적으로 단절하는 비활성 상태로 전환하는 콘택트 메커니즘, 상기 콘택트 메커니즘이 상기 활성 상태와 상기 비활성 상태 사이에서 전환하도록 상기 콘택트 메커니즘을 기계적으로 구동하는 캠 메커니즘, 상기 캠 메커니즘에 토크(torque)를 전달할 수 있는 회전 샤프트, 및 상기 회전 샤프트에 결합된 노브(knob)를 포함한다. 상기 노브가 제1 동작 위치에 설정되면, 상기 노브는 상기 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 활성 상태로 전환한다. 상기 노브가 제2 동작 위치에 설정되면, 상기 노브는 상기 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 비활성 상태로 전환한다. 타임 스위치는, 상기 노브를 제1 방향으로 회전시키는 힘을 상기 노브가 받을 때 상기 회전 샤프트의 회전을 허용하고, 상기 노브를 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 회전시키는 힘을 상기 노브가 받을 때 상기 회전 샤프트의 회전을 금지하는 래칫 메커니즘(ratchet mechanism)을 포함한다.

위의 관점에 따른 타임 스위치에서, 큰 부하가 콘택트 메커니즘에 인가되는 것을 금지한다. 본 발명의 다른 관점 및 이점은 본 발명의 원리를 예를 들어 설명하면서, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 자명하게 될 것이다.

본 발명은 그 목적 및 이점과 함께 첨부된 도면과 함께 제시된 바람직한 실시예에 대한 이하의 설명을 참조하여 가장 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 타임 스위치의 일실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 타임 스위치의 일례를 나타내는 전면도이다.
도 3은 도 2의 선 D3-D3를 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 수동 스위치 메커니즘과 캠 메커니즘에 대한 사시도이다.
도 5는 활성화되어 있을 때의 콘택트 메커니즘을 나타내는 배면도이다.
도 6은 비활성화되어 있을 때의 콘택트 메커니즘을 나타내는 배면도이다.

도 1은 일실시예에 따른 타임 스위치(1)의 주요 구성요소 간의 관계를 나타내는 블록도이다. 도 1에서, 실선은 타임 스위치(1)의 구성요소 간의 기계적 접속을 나타내고, 파선은 타임 스위치(1)의 구성요소 간의 전기적 접속을 나타낸다.

타임 스위치(1)는 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)를 전기적으로 접속하는 전력선 내에 배치된다. 파워 서플라이(2)의 일례로는 상용 파워 서플라이를 들 수 있다. 전기 장치(3)의 일례로는 건물 내에 설치된 전기 잠금장치를 들 수 있다. 타임 스위치(1)의 콘택트 메커니즘(40)이 활성화되면, 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)는 전기적으로 접속된다. 타임 스위치(1)의 콘택트 메커니즘(40)이 비활성화되면, 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)은 전기적으로 단절된다.

콘택트 메커니즘(40) 외에, 타임 스위치(1)는 콘택트 메커니즘(40)을 기계적으로 구동하여 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 전환하는 캠 메커니즘(30), 측정된 시각에 따라 캠 메커니즘(30)을 동작시키는 타이머 메커니즘(60), 및 타이머 메커니즘(60)을 구동하는 구동원(50)을 포함한다. 구동원(50)의 일례로는 전기 모터를 들 수 있다. 타이머 메커니즘(60)은 구동원(50)의 구동력에 의해 회전하는 다이얼(61)을 포함한다. 다이얼(61)은 본질적으로 현재시각을 측정하는 클록이다.

타임 스위치(1)는 타임 스위치(1)의 외관을 형성하는 케이스(10), 타이머 메커니즘(60)의 토크를 사용하여 캠 메커니즘(30)을 동작시키는 설정 핀(63), 및 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 전환시키도록 동작하는 수동 스위치 메커니즘(20)을 더 포함한다. 콘택트 메커니즘(40), 캠 메커니즘(30), 타이머 메커니즘(60), 및 구동원(50)은 케이스(10) 안에 수납된다.

다이얼(61)에 탈착 가능하게 결합되는 설정 핀(63)은 다이얼(61)에 부착될 때 다이얼(61)과 일체로 회전한다. 타이머 스위치(1)는 2가지 형태의 설정 핀(63), 즉 활성 핀(63A) 및 비활성 핀(63B)을 포함한다. 활성 핀(63A)은 다이얼(61)에 부착되어 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 활성 상태로 전환시킨다. 비활성 핀(63B)은 다이얼(61)에 부착되어 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 비활성 상태로 전환시킨다.

수동 스위치 메커니즘(20)은 제1 동작 위치 및 제2 동작 위치에 위치할 수 있으며, 제1 동작 위치에서 수동 스위치 메커니즘(20)은 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 활성 상태로 설정하고, 제2 동작 위치에서 수동 스위치 메커니즘(20)은 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 비활성 상태로 설정한다. 수동 스위치 메커니즘(20)의 동작 위치는 사용자가 변경할 수 있다. 수동 스위치 메커니즘(20)의 동작 위치가 제1 동작 위치에 설정되면, 활성 핀(63A)의 회전 위치에 관계없이 캠 메커니즘(30)이 동작한다. 이에 의해 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 활성 상태로 전환된다. 수동 스위치 메커니즘(20)의 동작 위치가 제2 동작 위치에 설정되면, 비활성 핀(63B)의 회전 위치에 관계없이 캠 메커니즘(30)이 동작한다. 이에 의해 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 비활성 상태로 전환된다.

도 2는 타임 스위치(1)의 일례를 나타내는 전면도이다.

케이스(10)는 케이스(10)의 전면을 형성하는 주벽(main wall)(11), 케이스(10)의 측면을 형성하는 측벽(12), 및 다이얼(61)이 배치되는 다이얼 배치부(13)를 포함한다. 다이얼 배치부(13)는 케이스(10)의 거의 중간부에 형성되어 주벽(11)에서 열리는 오목부이다.

타임 스위치(1)는 파워 서플라이 배선(도시되지 않음) 및 장치 배선(도시되지 않음)이 접속되는 단자 그룹(14)을 더 포함한다. 파워 서플라이 배선은 파워 서플라이(2)에 접속되고(도 1 참조), 장치 배선은 전기 장치(3)에 접속된다(도 1 참조). 케이스(10)의 하부에 위치하는 단자 그룹(14)은 제1 단자(14A), 제2 단자(14B), 제3 단자(14C), 및 제4 단자(14D)을 포함한다.

파워 서플라이(2)의 양극 단자에 접속된 파워 서플라이 배선은 제1 단자(14A)에 접속된다. 파워 서플라이(2)의 음극 단자에 접속된 파워 서플라이 배선은 제2 단자(14B)에 접속된다. 전기 장치(3)의 음극 단자에 접속된 장치 배선은 제3 단자(14C)에 접속된다. 전기 장치(3)의 양극 단자에 접속된 장치 배선은 제4 단자(14D)에 접속된다. 제1 및 제2 단자(14A 및 14B)를 전력 입력 단자라 할 수 있다. 제3 및 제4 단자(14C 및 14D)를 전력 출력 단자라 할 수 있다.

또한, 타임 스위치(1)는 케이스(10)에 탈착 가능하게 결합되는 투명 보호 커버(15) 및 후면 커버(16)를 포함한다. 보호 커버(15)는 케이스(10)의 전면을 덮도록 케이스(10)에 부착된다. 후면 커버(16)는 수동 스위치 메커니즘(20)의 뒷부분 및 캠 메커니즘의 뒷부분을 덮도록 케이스(10)에 부착된다(도 3 참조).

타이머 메커니즘(60)은 다이얼(61) 및 타임 플레이트(62)를 포함하며, 타임 플레이트는 현재시각을 나타낸다. 일례에서, 다이얼(61)은 24시간마다 1회 회전한다. 다이얼(61)의 전면에는 24시간의 시각을 나타내는 타임 마크(도시되지 않음)가 있다.

타임 플레이트(62)는 현재시각을 나타내는 현재시각 지시기(62A), 및 다이얼(61)의 회전 방향을 화살표로 나타내는 회전방향 지시기(62B)를 포함한다. 다이얼(61) 상에서 현재시각을 나타내는 타임 마크가 타임 플레이트(62)의 현재시작 지시기(62A)와 정렬되도록 타이플레이트(62)에 대한 다이얼(61)의 회전 위치가 설정되어 있으면, 다이얼(61)에 의해 측정된 시각은 현재시각에 대응한다. 이 상태로부터, 다이얼(61)이 구동원(50)의 구동력에 의해 계속 동작하면(도 1 참조), 타임 플레이트(62)의 현재시간 지시기(62A)에 대응하는 다이얼(61)의 타임 마크는 현재시각을 가리킬 것이다.

수동 스위치 메커니즘(20)의 구조에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

수동 스위치 메커니즘(20)은, 후면 커버(16)의 베어링(16A)에 의해 케이스(10)에 대해 회전 가능하게 지지되는 회전 샤프트(21), 회전 샤프트(21)를 부분적으로 덮는 샤프트 케이스(24), 회전 샤프트(21)의 회전 방향을 금지하는 래칫 메커니즘(ratchet mechanism)(25), 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 전환하도록 동작하는 노브(knob)(22), 및, 캠 메커니즘(30)의 제2 기어(34)에 맞물리는 제1 기어(23)를 포함한다. 회전 샤프트(21)는 샤프트 케이스(24)에 대해 축 방향으로 슬라이딩 가능하다.

래칫 메커니즘(25)은 회전 샤프트(21)의 외주(outer circumference) 상에 형성되어 있는 가동 멈춤쇠(movable pawl)(25A), 및 샤프트 케이스(24)의 단부 표면 상에 형성되어 있는 고정 멈춤쇠(25B)를 포함한다. 가동 멈춤쇠(25A) 및 고정 멈춤쇠(25B)는 주위 방향으로 일정한 간격을 두고 형성된다. 회전 샤프트(21), 노브(22), 제1 기어(23), 및 가동 멈춤쇠(25A)는 단일의 부재로 일체화해서 형성될 수 있다. 노브(22)는 케이스(10)의 주벽(11)에 형성되는 구멍을 통해 케이스(10)의 앞으로 돌출한다. 제1 기어(23)는 회전 샤프트(21)의 외주 상에 형성되어 있는 외부 기어이다.

각각의 가동 멈춤쇠(25A)는 회전 샤프트(21)의 축 방향으로 연장하는 단부 표면을 포함하고, 각각의 고정 멈춤쇠(25B)는 회전 샤프트(21)의 축 방향으로 연장하는 단부 표면을 포함한다. 또한, 각각의 가동 멈춤쇠(25A)의 단부 표면은 회전 샤프트(21)의 주위 방향에서 고정 멈춤쇠(25B) 중 하나의 멈춤쇠에 대향한다. 노브(22)에 힘이 가해져서, 케이스(10)의 정면에서 시계방향일 수 있는 제1 방향으로 노브(22)가 회전할 때, 회전 샤프트(21)의 가동 멈춤쇠(25A)는 샤프트 케이스(24)의 고정 멈춤쇠(25)를 넘어 이동한다. 이에 의해 회전 샤프트(21)가 샤프트 케이스(24)에 대해 제1 방향으로 회전하게 된다. 래킷 메커니즘(25)은 사용자가 노브(22)를 제1 방향으로 회전시킬 때 멈춤쇠(25A 및 25B)에 의해 사용자가 인지할 수 있는 클릭킹 피드백(clicking feedback)을 생성할 수 있다.

노브(22)에 힘이 가해져서, 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 노브(22)가 회전할 때, 회전 샤프트(21)의 가동 멈춤쇠(25A)는 샤프트 케이스(24)의 고정 멈춤쇠(25)에 의해 잡힌다. 더 구체적으로, 회전 샤프트(21)의 가동 멈춤쇠(25A)의 단부 표면은 고정 멈춤쇠(25B)의 단부 표면에 인접해 있다. 이에 의해 회전 샤프트(21)는 회전 샤프트(24)에 대해 제2 방향으로 회전이 금지된다.

따라서, 래칫 메커니즘에 의해, 노브(22)를 제1 방향으로 회전시키도록 작용하는 힘을 노브(22)가 받을 때 회전 샤프트(21)의 회전을 허용하고, 노브(22)를 제2 방향으로 회전시키도록 작용하는 힘을 노브(22)가 받을 때 회전 샤프트(21)의 회전을 금지한다. 상기 제1 방향은 다이얼(61)이 시각을 측정하기 위해 회전하는 방향과 같은 방향이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 노브(22)는 케이스(10)의 측 단부(lateral end)에서 케이스(10)의 길이 방향의 상부에 위치한다. 케이스(10)의 주벽(11)은 제1 동작 위치 마크(17) 및 제2 동작 위치 마크(18)를 포함하는데, 이것들은 노브(22)의 동작 위치, 즉 수동 스위치 메커니즘(20)의 동작 위치를 나타낸다. 일례에서, 제1 동작 위치 마크(17) 및 제2 동작 위치 마크(18) 각각은 주벽(11)에 기호와 문자로 표시되어 있다.

노브(22)는 노브(22)의 원격 단부에서 열리는 오목한 관형부(22A), 노브(22)의 동작 위치 및 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 나타내는 마크(22B)를 포함한다(도 3 참조). 일례에서, 마크(22B)는 오목한 관형부(22A)에 배치된 리브(rib)이고 사각형 전면을 가진다. 노브(22)가 케이스(10)와 관련해서 회전할 때, 마크(22B)가 회전한다. 이에 의해 사각형 전면의 짧은 측면(마크(22B)의 가장 바깥쪽 단부)의 위치가 변한다.

노브(22)의 동작 위치가 제1 동작 위치에 설정되면, 마크(22B)(특히, 사각형 전면의 하나의 짧은 측면)가 제1 동작 위치 마크(17) 쪽으로 회전한다. 마크(22B)(사각형 전면의 하나의 짧은 측면)와 제1 동작 위치 마크(17)의 관계로부터, 사용자는 수동 스위치 메커니즘(20)의 동작 위치가 제1 동작 위치에 설정되어 있고 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 활성 상태임을 알 수 있다.

노브(22)의 동작 위치가 제2 동작 위치에 설정되면, 마크(22B)(특히, 사각형 전면의 하나의 짧은 측면)가 제2 동작 위치 마크(18) 쪽으로 회전한다. 마크(22B)(사각형 전면의 하나의 짧은 측면)와 제2 동작 위치 마크(18)의 관계로부터, 사용자는 수동 스위치 메커니즘(20)의 동작 위치가 제2 동작 위치에 설정되어 있고 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 비활성 상태임을 알 수 있다.

콘택트 메커니즘(40)의 구조에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

콘택트 메커니즘(40)은 단자 그룹(14)의 단자(도 2 참조)에 전기적으로 접속되어 있는 제1 금속판(41) 및 제2 금속판(42), 및 이 금속판(41 및 42)을 지지하는 베이스(43)를 포함한다. 베이스(43)는 케이스(10)에 고정되어 있다(도 3 참조). 금속판(41 및 42) 각각은 베이스(43)에 형성되어 있는 홈(43A)에 압입된다.

일례에서, 제1 금속판(41)은 제4 단말(14D)에 전기적으로 접속되어 있고(도 2 참조), 제2 금속판(42)은 제1 단말(14A)에 전기적으로 접속되어 있다(도 2 참조). 제1 금속판(41)은 제1 접촉부(41A)를 포함한다. 제2 금속판(42)은 제2 접촉부(41B)를 포함한다. 캠 메커니즘(30)은 금속판(41 및 42)을 이동시켜 제1 접촉부(41A) 및 제2 접촉부(41B)의 거리를 변경한다.

제1 금속판(41)과 제2 금속판(42)이 서로 근접하도록 이동하여 제1 접촉부(41A)와 제2 접촉부(41B)가 서로 접촉하고, 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)(도 1 참조)가 전기적으로 접속된다. 제1 금속판(41)과 제2 금속판(42)이 서로 멀어지도록 이동하여 제1 접촉부(41A)와 제2 접촉부(41B)가 서로 분리되고, 파워 서플라이(2)와 전기 장치(3)(도 1 참조)가 전기적으로 단절된다.

캠 메커니즘의 구조에 대해 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

캠 메커니즘(30)은 케이스(10)의 베어링(10A) 및 후면 커버(16)에 의해 케이스(10)에 대해 회전 가능하게 지지되는 캠샤프트(31), 및 설정 핀(63)(도 2 참조)과 접촉하도록 구성되어 있는 설정 핀 캠(32)을 포함한다. 캠 메커니즘(30)은 금속판(41 및 42)과 접촉하도록 구성되어 있는 스위치 캠(33), 및 제1 기어(23)와 맞물리는 제2 기어(34)를 포함한다. 캠샤프트(31), 설정 핀 캠(32), 스위치 캠(33), 및 제2 기어(34)는 단일의 부재로 일체로 형성된다. 제2 기어(34)는 캠샤프트(31)의 외주 상에 형성되어 있는 외부 기어이다. 일례에서, 제2 기어(34)의 이(teeth)는 제1 기어(23)의 이의 2배이다.

설정 핀 캠(32)은 활성 핀(63A)(도 2 참조)과 접촉하는 4개의 제1 설정 핀 캠(32A), 및 비활성 핀(63B)(도 2 참조)과 접촉하는 4개의 제2 설정 핀 캠(32B)을 포함한다. 각각의 제1 설정 핀 캠(32A) 및 각각의 제2 설정 핀 캠(32B)은 캠샤프트(31)의 외주로부터 방사상으로 돌출하고 캠샤프트(31)의 주위 방향으로 일정한 간격을 두고 형성된다.

각각의 제1 설정 핀 캠(32A)의 위상과 각각의 제2 설정 핀 캠(32B)의 위상은 캠샤프트(31)의 주위 방향에서 미리 정해진 위상차를 가진다. 미리 정해진 위상차의 일례는 45°이다. 또한, 각각의 제1 설정 핀 캠(32A) 및 각각의 제2 설정 핀 캠(32B)은 캠샤프트(31)의 축 방향에서 서로 다른 위치에 위치한다.

회전 샤프트(21)가 제1 방향으로 회전하면, 캠샤프트(31)는 제2 방향으로 회전한다. 일례에서, 회전 샤프트(21)가 제1 방향으로 90°회전하면, 캠샤프트(31)은 제2 방향으로 45°회전한다. 캠샤프트(31)가 제2 방향으로 회전하면 각각의 설정 핀 캠(32A) 및 각각의 설정 핀 캠(32B)의 위치가 다이얼 배치부(13)에 대해 변한다.

노브(22)의 동작 위치가 제1 동작 위치에 설정되면, 캠샤프트(31)의 회전 위치는 제1 회전 위상에 설정된다. 제2 설정 핀 캠(32B) 중 하나는 다이얼 배치부(13)로부터 돌출하고, 제1 설정 핀 캠(32A) 모두는 케이스(10)에 수납된다. 다이얼 배치부(13)로부터 돌출하는 제2 설정 핀 캠(32B) 및 다이얼(61)에 부착되어 있는 비활성 핀(63B)의 탭(tap)은 다이얼 배치부(13)의 축 방향에서 거의 동일한 위치에 위치한다. 따라서, 캠 메커니즘(30)의 제1 회전 위상에 의해 비활성 핀(63B)이 제2 설정 핀 캠(32B)과 접촉하게 되고, 캠 메커니즘(30)의 제1 회전 위상에 의해 활성 핀(63A)이 제1 설정 핀 캠(32A)과 접촉하지 않게 된다. 도시된 캠 메커니즘(30)에서, 4개의 회전 위상은 제1 회전 위상에 대응한다. 4개의 회전 위상은 예를 들어 0°, 90°, 180°, 및 270°이다.

노브(22)의 동작 위치가 제2 동작 위치에 설정되면, 캠샤프트(31)의 회전 위치는 제2 회전 위상에 설정된다. 이 경우, 제1 설정 핀 캠(32A) 중 하나는 다이얼 배치부(13)로부터 돌출하고, 제2 설정 핀 캠(32B) 모두는 케이스(10)에 수납된다. 다이얼 배치부(13)로부터 돌출하는 제1 설정 핀 캠(32A) 및 다이얼(61)에 부착되어 있는 활성 핀(63A)의 탭은 다이얼 배치부(13)의 축 방향에서 거의 동일한 위치에 위치한다. 따라서, 캠 메커니즘(30)의 제2 회전 위상에 의해 활성 핀(63A)이 제1 설정 핀 캠(32A)과 접촉하게 되고, 캠 메커니즘(30)의 제2 회전 위상에 의해 비활성 핀(63B)이 제2 설정 핀 캠(32B)과 접촉하지 않게 된다. 도시된 캠 메커니즘(30)에서, 4개의 회전 위상은 제1 회전 위상에 대응한다. 4개의 회전 위상은 예를 들어 45°, 135°, 225°, 및 315°이다.

스위치 캠(33)은 제1 금속판(41)과 접촉하도록 구성되어 있는 4개의 제1 스위치 캠(33A), 및 제2 금속판(42)과 접촉하도록 구성되어 있는 4개의 제2 스위치 캠(33B)을 포함한다. 제1 스위치 캠(33A) 및 제2 스위치 캠(33B)은 캠샤프트(31)의 외주로부터 방사상으로 돌출하고 캠샤프트(31)의 주위 방향으로 일정한 간격을 두고 형성된다.

각각의 제1 스위치 캠(33A)의 위상과 각각의 제2 스위치 캠(33B)의 위상은 캠샤프트(31)의 주위 방향에서 미리 정해진 위상차를 가진다. 미리 정해진 위상차의 일례는 45°이다. 또한, 각각의 제1 스위치 캠(33A) 및 각각의 제2 스위치 캠(33B)은 캠샤프트(31)의 축 방향에서 서로 다른 위치에 위치한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 캠샤프트(31)의 회전 위상이 제1 회전 위상에 설정되면, 제2 스위치 캠(33B)은 제2 금속판(42)을 제1 금속판(41) 쪽으로 누르고, 제1 스위치 캠(33A)은 제1 금속판(41)을 누르지 않는다. 따라서, 제1 접촉부(41A) 와 제2 접촉부(42A)는 서로 접촉하게 된다. 즉, 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태는 활성 상태에 설정된다. 또한, 이 상태에서, 제1 금속판(41)의 원격 단부는 제1 스위치 캠(33A)의 단부 표면과 접촉하게 된다. 따라서, 캠샤프트(31)가 제1 스위치 캠(33A)을 제1 방향으로 회전시키도록 작용하는 토크를 받더라도, 제1 금속판(41)의 원격 단부가 제1 스위치 캠(33A)의 단부 표면과 접촉하게 되어 캠샤프트(31)가 제1 방향으로 회전하지 않는다.

도 6에 도시된 바와 같이, 캠샤프트(31)의 회전 위상이 제2 회전 위상에 설정되면, 제1 스위치 캠(33A)은 제1 금속판(42)을 누르고 이에 따라 제1 금속판(41)은 제2 금속판(42)에서 분리되고, 제2 스위치 캠(33B)은 제2 금속판(42)을 누르지 않는다. 따라서, 제1 접촉부(41A)는 제2 접촉부(42A)와 접촉하지 않게 된다. 즉, 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태는 비활성 상태에 설정된다. 또한, 이 상태에서, 제2 금속판(42)의 원격 단부는 제2 스위치 캠(33B)의 단부 표면과 접촉하게 된다. 따라서, 캠샤프트(31)가 제2 스위치 캠(33B)을 제1 방향으로 회전시키도록 작용하는 토크를 받더라도, 제2 금속판(42)의 원격 단부가 제2 스위치 캠(33B)의 단부 표면과 접촉하게 되어 캠샤프트(31)가 제1 방향으로 회전하지 않는다.

타임 스위치(1)의 동작에 대해 도 3을 참조해서 설명한다.

타임 스위치(1)는 사용자가 제1 모드 및 제2 모드를 사용할 수 있게 하며, 제1 모드에서는 콘택트 메커니즘(60)이 타이머 메커니즘(60)의 타이머 기능에 의해 자동으로 동작하고, 제2 모드에서는 콘택트 메커니즘(60)이 수동 스위치 메커니즘(20)에 의해 수동으로 동작한다.

제1 모드에서, 타임 스위치(1)는 이하의 방식으로 동작한다. 예를 들어, 콘택트 메커니즘이 초기에 비활성되어 있다. 이 상태로부터, 타이머 메커니즘(60)의 타이머 기능은 제1 미리 정해진 시간에서는 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 비활성 상태에서 활성 상태로 전환하고 제1 미리 정해진 시간에 뒤이은 제2 미리 정해진 시간에서는 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 활성 상태에서 비활성 상태로 전환한다.

먼저, 보호 커버(15)가 케이스(10)로부터 분리된다. 활성 핀(63A)(도 2 참조)은 제1 미리 정해진 시간에 대응하는 다이얼(61)의 위치에 부착되고, 비활성 핀(63B)(도 2 참조)은 제2 미리 정해진 시간에 대응하는 다이얼(61)의 위치에 부착된다. 그런 다음, 보호 커버(15)가 케이스(10)에 재부착된다. 노브(22)의 동작 위치의 설정 및 설정 핀(63)(도 2 참조)의 부착은 임의의 순서로 수행될 수 있다.

다이얼(61)이 회전하면 다이얼 배치부(13)로부터 돌출하는 제1 설정 핀 캠(32A) 쪽으로 활성 핀(63A)이 이동한다. 현재 시각이 제1 미리 정해진 시각에 도달하면, 활성 핀(63A)이 제1 설정 핀 캠(32A)과 접촉하게 되고 제1 설정 핀 캠(32A)을 누르고 있는 동안 계속 회전한다. 활성 핀(63A)이 제1 설정 핀 캠(32A)을 누르면 캠샤프트(31)가 제2 방향으로 회전한다. 이에 의해 캠샤프트(31)의 회전 위상이 제2 회전 위상에서 제1 회전 위상으로 변경된다.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태는 비활성 상태에서 활성 상태로 전환한다. 캠샤프트(31)의 회전이 콘택트 메커니즘(40)에 전달된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 기어(34)가 회전 샤프트(21)의 제1 기어(23)에 맞물려 있으므로 캠샤프트(31)의 회전이 회전 샤프트(21)에 전달된다. 따라서, 캠샤프트(31)의 회전 위상이 제2 회전 위상에서 제1 회전 위상으로 변할 때, 회전 샤프트(21)는 노브(22)의 동작 위치를 제2 동작 위치에서 제1 동작 위치로 변경하도록 회전한다.

다이얼(61)이 더 회전하면 다이얼 배치부(13)로부터 돌출하는 제2 설정 핀 캠(32B) 쪽으로 비활성 핀(63B)이 이동한다. 현재 시각이 제2 미리 정해진 시각에 도달하면, 비활성 핀(63B)이 제2 설정 핀 캠(32B)과 접촉하게 되고 제2 설정 핀 캠(32B)을 누르고 있는 동안 계속 회전한다. 비활성 핀(63B)이 제2 설정 핀 캠(32B)을 누르면 캠샤프트(31)가 제2 방향으로 회전한다. 이에 의해 캠샤프트(31)의 회전 위상이 제1 회전 위상에서 제2 회전 위상으로 변경된다.

따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태는 활성 상태에서 비활성 상태로 전환한다. 캠샤프트(31)의 회전이 콘택트 메커니즘(40)에 전달된다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 기어(34)가 회전 샤프트(21)의 제1 기어(23)에 맞물려 있으므로 캠샤프트(31)의 회전이 회전 샤프트(21)에 전달된다. 따라서, 캠샤프트(31)의 회전 위상이 제1 회전 위상에서 제2 회전 위상으로 변할 때, 회전 샤프트(21)는 노브(22)의 동작 위치를 제1 동작 위치에서 제2 동작 위치로 변경하도록 회전한다.

제2 모드에서, 타임 스위치(1)는 이하의 방식으로 동작한다.

먼저, 보호 커버(15)가 케이스(10)로부터 분리된다. 사용자는 노브(22)를 제2 동작 위치에서 제1 동작 위치로 회전시킨다. 노브(22)의 회전, 즉 도 4에 도시된 회전 샤프트(21)의 회전은 제1 기어(23) 및 제2 기어(34)를 통해 캠샤프트(31)에 전달된다. 그 결과, 캠샤프트(31)의 회전 위상은 제2 회전 위상에서 제1 회전 위상으로 변경된다. 따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 비활성 상태에서 활성 상태로 전환된다.

사용자는 노브(22)를 제1 동작 위치에서 제2 동작 위치로 회전시킨다. 노브(22)의 회전, 즉 도 4에 도시된 회전 샤프트(21)의 회전은 제1 기어(23) 및 제2 기어(34)를 통해 캠샤프트(31)에 전달된다. 그 결과, 캠샤프트(31)의 회전 위상은 제1 회전 위상에서 제2 회전 위상으로 변경된다. 따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 활성 상태에서 비활성 상태로 전환된다.

제2 모드에서, 노브(22)를 제2 방향으로 회전시키도록 작용하는 힘을 노브(22)가 받으면, 래칫 메커니즘(25)의 가동 멈춤쇠(25A)(도 4 참조) 및 고정 멈춤쇠(25B)(도 4 참조)가 그 힘을 받는다. 따라서, 래칫 메커니즘(25)이 없을 때와 비교해서, 노브(22)로부터 금속판(41 및 42)으로 전달되는 힘은 작다. 이에 의해 금속판(41 및 42)가 변형되거나 손상받을 상황이 감소한다.

타임 스위치(1)는 이하와 같은 이점을 가진다.

(1) 노브(22)는 마크(22B)를 포함한다. 이 구조에서, 사용자는 이 마크(22B)에 의해 노브(22)의 동작 위치 및 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 쉽게 확인할 수 있다. 이에 의해 노브(22)가 오류로 동작하게 되는 상황이 감소된다.

(2) 케이스(10)는 제1 동작 위치 마크(17) 및 제2 동작 위치 마크(18)를 포함한다. 이것은 사용자가 노브(22)의 마크(22B)와 동작 위치 마크(17 및 18) 각각의 관계에 기초해서 노드(22)의 동작 위치 및 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 확인할 수 있게 해준다.

(3) 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태를 전환하는 노브(22)의 회전 방향은 다이얼(61)의 회전 방향과 같다. 이러한 구조에 의해 사용자는 이러한 방향들이 다를 때에 비교해서 노브(22)의 정확한 동작 방향을 직감적으로 알 수 있다. 따라서, 사용자는 노브(22)를 제1 방향으로 덜 빈번하게 회전시킨다. 이것은 콘택트 메커니즘(40)의 변형 또는 손상을 더 제한한다.

위의 실시예에 대한 설명은 본 발명의 일실시예에 따른 타임 스위치를 설명하는 것이고 제한하는 것으로서 고려되는 것이 아니다. 위의 실시예 외에, 본 발명에 따른 타임 스위치는 예를 들어 다음과 같은 변형예 및 실시에를 포함할 수 있으며, 서로 충돌하지 않는 변형예 중 적어도 2개는 결합된다.

변형예의 타임 스위치(1)에서, 마크(22B)는 노브(22)에서 생략된다.

변형예의 타임 스위치(1)에서, 제1 동작 위치 마크(17) 및 제2 동작 위치 마크(18) 중 적어도 하나는 케이스(10)에서 생략된다.

변형예의 래칫 메커니즘(25)에서, 샤프트 케이스(24)의 고정 멈춤쇠(25B) 대신, 샤프트 케이스(24)는 오목부를 포함하며, 이 오목부의 형상은 회전 샤프트(21)의 가동 멈춤쇠(25A)의 형상과 일치한다. 다른 변형예에서, 회전 샤프트(210의 가동 멈춤쇠(25A) 대신, 회전 샤프트(21)는 오목부를 포함하며, 이 오목부의 형상은 샤프트 케이스(24)의 고정 멈춤쇠(25B)의 형상과 일치한다.

변형에의 타임 스위치(1)는 캠샤프트(31)에 결합되는 제2 노브, 캠샤프트(31)를 부분적으로 덮는 제2 샤프트 케이스, 및 캠샤프트(31)의 회전 방향을 금지하는 제2 래칫 메커니즘을 포함한다. 이 변형예에서, 수동 스위치 메커니즘(20)은 제2 노브, 제2 샤프트 케이스, 및 제2 래칫 메커니즘으로 형성된다. 일례에서, 제2 노브의 구조는 노브(22)의 구조와 유사하고, 제2 샤프트 케이스의 구조는 샤프트 케이스(24)의 구조와 유사하며, 제2 래칫 메커니즘의 구조는 래칫 메커니즘(25)의 구조와 유사하다. 사용자는 콘택트 메커니즘(40)의 동작 상태가 전환하도록 노브(22) 또는 제2 노브를 동작시킨다. 따라서, 제2 노브가 동작할 때에도, 노브(22)가 동작할 때에 획득되는 이점과 같은 이점을 얻을 수 있다.

위의 예에서, 수동 스위치 메커니즘(20)은 회전 샤프트(21), 샤프트 케이스(24), 및 래칫 메커니즘(25)을 포함하지 않는 구조를 포함할 수 있다.

전술한 설명은 설명을 위한 것이지 제한하려는 것이 아니다. 예를 들어, 전술한 예(또는 전술한 예의 하나 이상의 관점)는 서로 결합해서 사용될 수 있다. 전술한 설명을 검토하여 당업자는 다른 실시예를 사용할 수 있다. 또한, 전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징은 본 발명을 합리화하도록 함께 그룹화될 수 있다. 이것은 청구되지 않은 개시된 특징이 어떠한 청구항에서도 본질적임을 의도하는 것으로 파악되어서는 안 된다. 오히려, 발명의 요지는 특별히 개시된 실시예의 모든 특징보다는 덜할 수 있다. 따라서, 이하의 청구범위는 본 명세서로서 상세한 설명에 병합되며, 각각의 청구항은 개별적인 실시예로서 그 자체적으로 존립한다. 본 발명의 범위는 이러한 청구범위에 명칭이 붙는 등가의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구범위를 참조하여 결정될 수 있다.

Claims (2)

1. 파워 서플라이(power supply)와 전기 장치와 함께 사용하기 위한 타임 스위치로서,
   상기 파워 서플라이와 상기 전기 장치를 전기적으로 연결하는 활성 상태 또는 상기 파워 서플라이와 상기 전기 장치를 전기적으로 단절하는 비활성 상태로 전환하는 콘택트 메커니즘;
   상기 콘택트 메커니즘이 상기 활성 상태와 상기 비활성 상태 사이에서 전환하도록 상기 콘택트 메커니즘을 기계적으로 구동하는 캠 메커니즘;
   상기 캠 메커니즘에 토크(torque)를 전달할 수 있는 회전 샤프트 - 상기 회전 샤프트는 상기 캠 메커니즘의 제2 기어에 맞물려 있는 제1 기어를 포함함 - ;
   상기 회전 샤프트를 부분적으로 덮는 샤프트 케이스;
   노브(knob) - 상기 노브가 제1 동작 위치에 설정되면, 상기 노브는 상기 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 활성 상태로 전환하고, 상기 노브가 제2 동작 위치에 설정되면, 상기 노브는 상기 콘택트 메커니즘의 동작 상태를 비활성 상태로 전환함 - ; 및
   상기 노브를 제1 방향으로 회전시키는 힘을 상기 노브가 받을 때 상기 회전 샤프트의 회전을 허용하고, 상기 노브를 상기 제1 방향의 역방향인 제2 방향으로 회전시키는 힘을 상기 노브가 받을 때 상기 회전 샤프트의 회전을 금지하는 래칫 메커니즘(ratchet mechanism)을 포함하고,
   상기 래칫 메커니즘은 상기 회전 샤프트의 외주(outer circumference) 상에 형성되어 있는 제1 멈춤쇠, 및 상기 샤프트 케이스의 단부 표면 상에 형성되어 있는 제2 멈춤쇠를 포함하고,
   상기 회전 샤프트, 상기 노브, 상기 제1 기어, 및 상기 제1 멈춤쇠는 단일의 부재로 일체화해서 형성되는,
   타임 스위치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노브와 일체로 회전하는 마크(mark)를 더 포함하며,
   상기 마크는 상기 콘택트 메커니즘의 동작 상태가 상기 활성 상태에 설정되어 있는지 또는 상기 비활성 상태에 설정되어 있는지를 나타내는, 타임 스위치.

Images