KR20040015126A

KR20040015126A - 인터페이스 컨트롤 스위치

Info

Publication number: KR20040015126A
Application number: KR10-2003-7013893A
Authority: KR
Inventors: 로버트 커비
Original assignee: 투트코 인코포레이티드
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2004-02-18
Also published as: MXPA03009780A; WO2002089529A1; CN1494813A; EP1382223A1; CA2437176A1

Abstract

스위치 어셈블리는 축(105)과, 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)와, 제1 단자 및 제2 단자를 포함하여 구성된 전위차계(130) 및 전기 컨트롤러를 포함하여 구성된다. 상기 제1 스위치는 제1 장치와 결합되는데 반하여, 상기 제2 스위치는 제2 장치와 결합한다. 상기 축은 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 결합되고, 상기 제1 스위치를 통해 상기 제1 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제1 위치로 이동하며, 상기 제2 스위치를 통해 상기 제2 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제2 위치로 이동한다. 상기 전위차계는 상기 축과 결합하고, 상기 축의 이동과 관련하여 상기 제1 단자과 제2 단자 사이에 가변 저항을 제공한다. 상기 전기 컨트롤러는 상기 전위차계(130)와 결합하고, 상기 전위차계(130)의 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 상기 가변 저항과 관련하여 상기 제1 장치 및/또는 상기 제2 장치에 공급되는 전원을 전기로 제어한다.

Description

인터페이스 컨트롤 스위치 {INTERFACE CONTROL SWITCH}

꺼짐/켜짐 스위치 겸용 기구, 또는 전압원으로부터 전자 회로에 전압을 공급하고 차단하는 것에 사용되는 접점 세트(set of contact)는 공지되어져 있다. 전위차계의 한 단부에서 다른 단부로 중앙탭을 이동시키는 것에 의해 출력저항을 변화시킬 수 있는 조절가능한 중앙 연결부를 구비하는 3개의 단자 저항기를 포함하여 구성되는 전위차계는 제어 장치로서 사용되어져 왔다. 상술된 제어 장치는 축의 회전에 의해 작동된다. 이러한 제어 장치 타입은 라디오 및 텔레비젼 수신기에서 전원 및 음량을 제어하는데 사용된다.

전자 레인지와 같은 전기 제품에서 사용되는 스위치/제어 장치의 타입은 인피니트(infinite) 스위치 또는 전기 기계 에너지 조절기(regulator)이다. 상기 스위치/제어 장치의 타입은 전기 회로에 전원을 공급/차단 하거나, 열 소자에 전원의 꺼짐/켜짐을 제어하는데 사용되는 내부 접점(internal contact)들을 가진다. 또한, 상기 스위치의 타입은 히터에 전원을 공급/차단하는 상기 접점에 바이메탈 스트립(bimetal strip)을 연결함으로서 다른 기능을 수행할 수 있다.

상기 바이메탈 스트립이 가열되면, 상기 스트립의 한 면은 다른 면보다 빠르게 팽창된다. 이러한 동작은 히터로 흐르는 전류를 막도록 접점을 개방시킨다. 상기 스트립이 냉각됨에 따라, 상기 바이메탈 스트립은 원위치로 회복되고, 상기 접점은 접촉을하게되어 상기 히터에 에너지를 다시 공급하게 된다. 상기 바이메탈 스트립은 상기 스트립의 근접한 위치에서 소형히터를 사용하는 것에 의해 또는, 바이메탈 스트립을 통하여 전류를 통과시키는 것에 의해 가열되거나 상기 바이메탈 스트립을 내부적으로 가열하는 것에 의해 가열되어진다. 상기 스위치가 개폐되는데 걸리는 시간은 상기 바이메탈 스트립의 움직임을 제한하기 위해 사용되는 압력의 양을 변화시킴으로서 조절된다.

본 발명은 통상적인 컨트롤러 어셈블리에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 인터페이스 컨트롤 스위치에 관한 것이다.

도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d, 도 1e, 도 1f 및 도 1g는 스위치 어셈블리의 실시예 단면도이고,

도 2는 도 1의 스위치 어셈블리의 구성 요소를 분리한 스위치 어셈블리 투시도이며,

도 3은 스위치 어셈블리의 실시예 회전표이고,

도 4는 도 1의 스위치 어셈블리의 흐름도이며,

도 5는 조리용 컨트롤러 어셈블리의 실시예의 블록도이다.

본 발명의 한 실시예는 축과, 제1 스위치 및 제2 스위치와, 제1 단자 및 제2 단자를 포함하여 구성되는 전위차계와 전기 컨트롤러를 포함하여 구성되는 스위치 어셈블리(switch assembly)에 관한 것이다. 상기 제1 스위치는 제1 장치와 결합되고, 상기 제2 스위치는 제2 장치와 결합된다. 상기 축은 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 결합되고, 상기 제1 스위치를 통하여 상기 제1 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위하여 제1 위치로 이동하며, 상기 제2 스위치를 통하여 상기 제2 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위하여 제2 위치로 이동한다.

상기 전위차계는 상기 축과 결합되고, 상기 축의 이동과 관련된 상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 가변 저항을 제공한다. 상기 전기 컨트롤러는 상기 전위차계와 결합하고, 상기 전위차계의 제1 단자 및 제2 단자 사이의 가변 저항과 관련된상기 제1 장치 및/또는 상기 제2 장치에 공급되는 전원을 전기적으로 제어한다. 도면상에서, 표기되는 부호는 편의를 위해 같은 부분은 같은 부호를 사용하도록 한다.

스위치 장치(100)(도 1 및 도 2에 도시)의 한 실시예는 전기 컨트롤러가 구비된 인터페이스(interface)를 사용자에게 제공하고, 상기 전기 컨트롤러는 단일 교류 전류 전압원으로부터 전기히터에 전원을 공급한다. 상기 스위치(100)는 두개의 드라이 접점(125, dry contact) 세트를 포함하여 구성된다. 제1 세트(125)는 히터 및/또는 제어되는 다른 장치에 공급되는 전류를 차단한다.

제2 세트(125)는 경고등 및/또는 사용자에게 피드백을 제공하기 위한 다른 신호 장치에 에너지를 공급하도록 한다. 상기 접점(125)은 스위치 축(105)의 회전에 의해 동작된다. 상기 스위치 축(105)은 회전의 소정의 각도에서 캠(150)을 통하여 접점(125)을 개(도 1b에서 도시) 폐 시키는 캠축(110)에 결합된다. 상기 접점(125)은 축의 회전시 상기 회전의 같은 각도에서 개폐되거나/및 상기 회전의 다른 각도에서 개폐되도록 세트로 형성될 수 있다.

상기 스위치 축(105)의 한 단부는 사용의 용이함을 위해 손잡이가 고정형성될 수 있다. 상기 스위치 축(105)의 다른 단부는 스위치 하우징(housing)(115)을 통과하여 상기 캠축(110)과 결합한다. 상기 스위치 축(105)은 상기 캠축(110)으로 미끄러져 결합된다. 스프링(120)은 캠축(110) 내부 및 캠축(110) 및 스위치 축(105) 사이에 마련된다. 상기 스프링(120)은 상기 축(105)을 확장된 위치에서 받치도록 상기 스위치 축(105)에 힘을 공급한다.

적절한 스톱부(stop)는 상기 스위치 축(105)이 확장된 위치에 놓여지는 경우 장치에서 분리되는 것을 막기위해 상기 축상에 마련된다. 상기 스위치 하우징(115)내에 마련되는 상기 스톱부는 충분한 힘이 상기 스위치 축(105)에 공급된 후에야 상기 축(105)이 회전하도록 한다. 스위치를 구동시키기 위해, 사용자는 상기 축(105)을 회전시키기 위한 소정의 힘을 가지고, 내부방향으로 소정의 거리만큼 상기 스위치 축(105)을 먼저 밀어낸다. 상기 스위치의 동작을 멈추게 하기 위해, 상기 사용자는 오프(off) 위치로 축(105)을 반대로 회전시킨다. 상기 내부 스프링(120)은 고정된 위치에서 상기 스위치 축(105)에 반대방향의 힘을 가한다. 이러한 사실은 안전관리국의 승인을 위해 요구되는 제1 단계의 꺼짐 및 제2 단계의 켜짐 특성이 상기 스위치(100)에 제공되도록 한다.

상기 캠축(110)의 한 단부는 상기 전위차계(130)(도 2에 도시)의 중앙 접점부에 연결된다. 상기 캠축(110)이 회전할 때, 상기 전위차계(130)의 출력 핀 사이의 저항은 상기 축의 각도 위치에 따라 변화한다. 스위치에 병합되는 아날로그(analog) 전위차계(130)는 가변출력을 허용한다. 상기 출력은 마이크로 컨트롤러를 구비한 전위차계의 기계적인 움직을 조정하는데 사용될 수 있다. 이러한 사실은 전원(도3에 도시)으로부터 히터나 다른 장치에 전원을 공급하기 위한 소정의 전원 세팅(setting) 중 어느 하나를 수동으로 선택할 수 있게 한다.

상기 스위치(100)는 임시 스톱 스프링(135)을 포함하여 구성된다. 상기 스프링(135)은 상기 캠축(110)과 함께 회전하며 소정 위치에서 상기 캠축(110)의 회전을 제한한다. 상기 스톱 위치는 상기 임시 스톱에 도달한 후에 충분한 전력이 장치에 제공되도록 최종사용자에게 경고를 행한다. 제2 조건은 상기 임시 스톱 스프링(135)의 스프링 장력을 극복하기 위해 상기 축(110)에 추가 회전력을 공급하는 것에 의해 달성될 수 있다. 이러한 사실은 상기 전위차계(130)의 중앙 탭이 상기 종단 스톱 위치에서 이동을 멈추도록 한다. 제공된 힘이 제거될 때, 상기 축은 임시 스톱 위치로 회복된다. 이러한 동작은 마이크로 컨트롤러가 다른 기능을 수행하도록 상기 마이크로 컨트롤러에 신호를 보내는 임시 스위치로써 사용될 수 있다.

도 4는 스위치 어셈블리의 다른 실시예를 설명한다. 상기 스위치 어셈블리는 축과, 제1 스위치 S1 및 제2 스위치 S2와, 제1 단자 및 제2 단자를 포함하여 구성되는 전위차계(130)와 컨트롤러를 포함하여 구성된다. 상기 제1 스위치 S1은 제1 장치와 결합된다. 상기 제2 스위치 S2는 제2 장치와 결합된다. 상기 제1 장치는 열 소자(150)를 포함하여 구성되고, 상기 제2 장치는 예를 들면, 발광체(도 5에 도시)와 같은 표시기(515, indicator)를 포함하여 구성된다.

상기 축은 제1 스위치 S1 및 상기 제2 스위치 S2와 결합하고, ⅰ) 상기 제1 스위치를 통하여 상기 제1 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제1 위치로, ⅱ) 상기 제2 스위치를 통하여 상기 제2 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제2 위치로 수동으로 밀려서 회전된다. 상기 전위차계(130)는 상기 축과 결합하고, 상기 축 어셈블리의 수동 회전과 관련하여 상기 제1 단자 및 제2 단자 사이에 가변 저항을 제공한다.

상기 컨트롤러는 상기 전위차계(130)와 결합하고, 상기 전위차계의 제1 단자 및 제2 단자 사이의 가변 저항과 관련하여 제1 장치 및/또는 제2 장치에 공급되는 전원을 전기적으로 제어한다. 상기 컨트롤러는 상기 전기 컨트롤러(505)(예로, 전기 컨트롤러로 공지된)를 포함하여 구성된다. 게다가, 상기 전기 컨트롤러(505)는 제1 장치 및/또는 제2 장치에서 공급되는 전원을 전기적으로 제어한다.

결국, 상기 전원 접점들은 상기 축 회전의 다른 각도에서 동작이 되거나 동작이 되지 않을 수 있다. 이러한 동작은 히터에 에너지를 공급하는 것과 같은 단계를 시작하기 전에, 냉각 팬(cooling fan)을 작동시키는 단계를 허용한다. 상기 전위차계는 안전관리국의 승인을 위해 요구되는 제1 단계의 꺼짐 및 제2 단계의 켜짐 특성을 가지도록 한다. 상기 켜짐/꺼짐 스위치로 사용되는 경우의 상기 전위차계는 히터와 같은 부하에 전원을 공급하거나 차단하는 경우에 요구되는 높은 전류를 견뎌낼 수 있다. 상기 전위차계는 와이퍼 아암(wiper arm) 또는 중앙 접점의 이동에 있어 임시 스톱을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 전기 전원 컨트롤러를 조정하는 능력을 포함하여 구성될 수 있다.

다른 실시예에서는 사용자가 전기 쿡탑(cooktop)을 제어하기 위해 푸쉬 투 턴 로터리 스위치(push to turn rotary switch)를 사용한다. 상기 스위치는 상기 전기 가열 소자에 전원을 순차적으로 공급하도록 제어하는 전기 컨트롤러를 조정할 수 있다. 그러면, 사용자는 전기 조리용 컨트롤러의 이점을 가지면서 로터리 스위치의 익숙함과 편안함을 느낄 수 있게 된다.

도 5는 조리용 컨트롤러 어셈블리의 실시예를 설명한다. 상기 조리용 시스템은 상기 히터(510)에 전원을 순차적으로 조절하는 상기 전기 컨트롤러(505)와 소통되는 사용자 인터페이스(user interface)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 인터페이스는 전기 히터 컨트롤러(505)를 조정하는데 사용될 수 있는 푸쉬 투 턴 로터리 스위치(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 로터리 스위치 상에 푸쉬 투 턴을 결합시키는 것에 의해, 사용자는 로터리 스위치의 편안한 느낌을 가지면서 종래의 전기 컨트롤러의 상태를 사용하여 요리할 수 있다. 제1 단계의 꺼짐 및 제2 단계의 켜짐 기능(조리 기구에서 안전관리국의 승인을 위해 요구되는)은 불필요한 회로를 요구하지 않는다.

상기 가열 소자 전원을 온/오프(on and off) 하는 스위치와 같은 기계적인 수단은 쿡탑 표면 또는 플래싱 팬(placing fan) 또는 다른 품목들 앞에 있는 터치 패드(touch pad)에 액체 등을 엎지름으로써 발생되는 부정확하거나 변칙적인 스위치 동작 또는 터치에 둔감하게되는 스위치 동작시의 문제점을 제거할 수 있다. 상기 부정확하거나 변칙적인 스위치 작동문제는 무선주파수(RF)나 전기장 간섭(e-field inerference)에 의해 제거될 수 있다. 글래스(glass) 상의 물기는 스위치 동작에 영향을 주지 않는다.

상기 인터페이스 스위치는 상기 마이크로컨트롤러(505)에 조정할 수 있는 아날로그 신호를 공급하는 능력을 포함하여 구성된다. 상기 마이크로컨트롤러(505)는 상기 열 소자(505)에 공급되는 전원을 차례로 제어할 수 있다. 이러한 사실은 사용자가 예를 들어, 중간 및 최저 온도에서도 매우 정확하게 상기 열 소자(510)의 온도를 제어할 수 있도록 한다. 상기 로터리 스위치(100)는 구조상 기계적으로 튼튼하여 물리적 남용이나 가정용 화학 약품의 노출로 인한 피해에 의한 경우에도 영향을 받지 않는다.

상기 조리용 컨트롤러 어셈블리는 열 소자(510)와, 축 어셈블리와, 스위치 및 전기 컨트롤러(505)를 포함하여 구성된다. 상기 열 소자(510)는 상기 축 및 상기 전기 컨트롤러(505)에 결합된다. 상기 축 어셈블리는 상기 스위치에 결합되고, 상기 스위치를 통하여 상기 열 소자(510)에 전원을 선택적으로 연결하도록 상기 열 소자(510)와 관련된 제1 위치 및 제2 위치로 이동한다. 상기 축 어셈블리는 손잡이를 포함하여 구성되고, 상기 손잡이는 수동으로 회전할 수 있다. 상기 스위치는 푸쉬-투-턴 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전기 컨트롤러(505)는 상기 스위치 및 상기 열 소자(510)에 결합되고, 상기 축 어셈블리의 제1 방향 및/또는 제2 방향에서의 이동과 관련되는 열 소자(510)에 공급되는 전원을 전기로 제어한다. 상기 컨트롤러(505)는 하나 또는 그 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 또는 논리 원소의 다른 배열을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전기 컨트롤러(505)는 디엘(Diehl)의 EU-PPs 컨트롤, 디엘(Diehl)의 ULCL 컨트롤 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1 방향에서의 이동 및 상기 제2 방향에서의 이동은 같은 방향이 될 수 있다. 상기 열 소자의 전원은 단일 교류 전류 전압원으로부터 공급된다.

상술된 발명의 상술된 실시예는 당업자가 본 발명을 실행할 수 있도록 제공된다. 그러나, 본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않으며, 당업자에 의해 다양한 본 발명의 실시예의 변화 및 조작이 이하 기술되는 본 발명의 청구범위를 넘지 않는 범위 내에서 행해질 수 있다.

Claims

축과;

제1 스위치 및 제2스위치와;

제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 전위차계와; 및

전기 컨트롤러를 포함하는 스위치 어셈블리에 있어서,

상기 제1 스위치는 제1 장치와 결합하도록 제조되어 배치되고,

상기 제2 스위치는 제2 장치와 결합하도록 제조되어 배치되며,

상기 축은 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 연결되어, 상기 제1 스위치를 통하여 상기 제1 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제1 위치로 이동하며, 상기 제2 스위치를 통하여 제2 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제2 위치로 이동하도록 제조되어 배치되며,

상기 전위차계는 상기 축과 결합하여, 상기 축의 이동과 관련된 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자 사이에 가변 저항을 공급하도록 제조되어 배치되며,

상기 전기 컨트롤러는 상기 전위차계와 결합하여, 상기 전위차계의 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이의 가변 저항과 관련된 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중 적어도 어느 하나에 공급되는 전원을 전기로 제어하도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 동일한 위치인 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 제1 장치는 열 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 제2 장치는 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제4항에 있어서, 상기 표시기는 발광체(light)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중 적어도 어느 하나에 공급되는 상기 전원은 단일 교류 전류 전압원으로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 축은 캠축을 포함하여 구성되고,

상기 캠축은 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 전위차계와 결합하도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 축은 상기 제1 장치에 전원을 선택적으로 연결하기 위해 상기 제1 위치로, 상기 제2 장치에 전원을 선택적으로 연결하기 위해 상기 제2 위치로 기계적으로 이동되도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 축은 수동으로 구동될 수 있도록 손잡이가 형성된 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 축은 상기 제1 장치에 전원을 선택적으로 연결하기 위해 상기 제1 위치로, 상기 제2 장치에서 전원을 선택적으로 연결하기 위해 제2 위치로 수동으로 이동될 수 있도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 축은 (ⅰ) 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중 적어도 어느 하나에 충분한 전력을 공급하기 위하여 제 3 위치로 이동하고, (ⅱ) 시계방향으로 제1 위치, 제2 위치, 제3 위치로 회전하여, (ⅲ) 소정의 일을 수행하기 위해 상기 전기 컨트롤러에 신호를 보내 반시계방향으로 제3 위치로 회전하도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제1 항에 있어서,

상기 스위치 어셈블리는 스프링을 더 포함하여 구성되되,

상기 축은 사용자에 의해 회전될 수 있도록 손잡이를 포함하고,

상기 스프링은 상기 축과 결합하며, 상기 스프링의 장력에 의해 상기 사용자에게 상기 축의 위치를 기계적으로 나타내도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
축과;

제1 스위치 및 제2 스위치와;

제1 단자 및 제2 단자를 포함하는 전위차계와; 및

컨트롤러를 포함하여 구성되는 스위치 어셈블리에 있어서,

상기 제1 스위치는 제1 장치와 결합하도록 제조되어 배치되고,

상기 제2 스위치는 제2 장치와 결합하도록 제조되어 배치되며,

상기 축은 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 결합되고, (ⅰ) 상기 제1 스위치를 통하여 상기 제1 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제1 위치로, (ⅱ) 상기 제2 스위치를 통하여 제2 장치에 선택적으로 전원을 연결하기 위해 제2 위치로 수동으로 밀려 회전하도록 제조되어 배치되고,

상기 전위차계는 상기 축과 결합하여, 축 어셈블리의 수동 회전과 관련된 제1 단자 및 제2 단자 사이에 가변 저항을 제공하도록 제조되어 배치되며,

상기 컨트롤러는 상기 전위차계와 결합하여, 상기 전위차계의 상기 제1 단자및 상기 제2 단자 사이의 가변 저항과 관련된 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중적어도 어느 하나에 공급되는 전원을 제어하도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 컨트롤러는 전기 컨트롤러를 포함하여 구성되고, 상기 전기 컨트롤러는 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중 적어도 어느 하나에 공급되는 전원을 전기로 제어하도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 축은 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중 적어도 어느 하나에 공급되는 전원을 선택적으로 차단하기 위해 상기 제2 위치로 수동으로 회전되도록 제조되어 배치되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 제1 장치는 열 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 제2 장치는 표시기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제17항에 있어서, 상기 표시기는 발광체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.
제13항에 있어서, 상기 제1 장치나 상기 제2 장치 중 적어도 어느 하나에 공급되는 전원은 단일 교류 전류 전압원으로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 스위치 어셈블리.