TWI469173B - 多段式旋轉開關 - Google Patents

Description

多段式旋轉開關

本發明係關於多段式旋轉開關，尤指應用於各種家電產品上的開關裝置，減少端子間的接觸點，且能夠調整端子間的接觸力，以提升旋轉開關的耐久度。

開關在一般電器產品中，像是工具機或是家電產品，都是必要的元件，主要是用來控制產品的開啟及關閉，或是控制輸出電流的強弱等用途，最常見的二種開關裝置為按鈕式開關及旋轉式開關；按鈕式開關大多僅用於簡單的開關動作，較少會被設計用來調整輸出電流強弱，而旋轉式開關則大多用於控制輸出電流強弱，其中，輸出電流的強弱能利用可變電阻來控制，或是利用接點轉換來控制二種形式。

請參考第一圖，係一習用旋轉開關之分解圖，至少包括一轉動件30P、一切換觸片40P及一基板50P；該轉動件30P二端各成型一轉部31P及一樞部32P；該切換觸片40P具有第一導部41P、第二導部42P及第三導部43P，該第一導部41P形成於該切換觸片40P中央，該第二導部42P與該第三導部43P分別形成於該切換觸片40P之二端，在該第一導部41P係還成型一穿越孔44P，可供該轉動件30P 的樞部32P穿設，讓該切換觸片40P定位於該轉動件30P上；該基板50P中央處成型一樞扭孔51P，供該轉動件30P的樞部32P樞設，使得該轉動件30P的樞部32P可於該基板50P上進行樞轉；而該基板50P還具有一主導片52P、一第一導片53P、一第二導片54P、一第三導片55P以及一輔助導片56P；該主導片52P係由導電材質一體成型，且環設於該基板50P的樞轉孔51P周圍，該基板50P的樞轉孔51P供該轉動件30P的樞部32P樞設，使該切換觸片40P抵觸該主導片52P；該第一導片53P、該第二導片54P、該第三導片55P及該輔助導片56P皆為矩形，該第一導片53P、該第二導片54P、該第三導片55P及該輔助導片56P皆係由導電材質一體成型，此外，該第一導片53P、該第二導片54P、該第三導片55P及該輔助導片56P分別設置於該基板50P周邊上。

其中，該第一導片53P、該第二導片54P及該第三導片55P設於該基板50P一側，使該第二導片54P位於該第一導片53P與該第三導片55P之間，該輔助導片56P相對該第二導片54P設於該基板50P另一側；當該轉動件30P的轉部31P受力時，讓該轉動件30P透過樞部32P於該基板50P上進行樞轉，且該切換觸片40P受該轉動件30P的樞部32P定位，該切換觸片40P將隨該轉動件30P轉動，該切換觸片40P轉動時，該切換觸片40P的該第一導部41P 將持續與該主導片52P導接，且該切換觸片40P的第二導部42P將選擇性與該第一導片53P、該第二導片54P、該第三導片55P導接。

上述已經介紹了習用旋轉開關的結構，接下來介紹其操作方式，其中，該第一導部41P持續與該主導片52P導接，而該第二導部42P將選擇性與該第一導片53P、該第二導片54P、該第三導片55P導接，如此，習用旋轉開關在任何切換位置，皆至少具有四個接觸點方可運作；請參考第二A圖，係習用旋轉開關實施方式之第一狀態示意圖，其中，該第一導部41P與該主導片52P導接，同時，該第二導部42P與該第一導片53P導接，使得交流電源僅通過該第一電路A1，此時，該第一導部41P、該主導片52P、該第二導部42P與該第一導片53P共有四個接觸點；請參考第二B圖，係習用旋轉開關實施方式之第二狀態示意圖，其中，該第一導部41P與該主導片52P導接，該第二導部42P與該第二導片54P導接，同時，第三導部43P還與該輔助導片56P連接，使得交流電源通過第一電路A1及第二電路A2，此時，共有六個接觸點；由此可知，習用旋轉開關至少需要四個接觸點，才能運作，只要其中一個接觸點因磨擦而損壞，電路無法導電，整個習用旋轉開關就不能運作。

此外，習用旋轉開關運作一段時間後，切換觸片40P 的第二導部42P與第三導部43P會逐漸彈性疲乏，如此，切換觸片40P與該基板50P的也會逐漸失去接觸，一但失去接觸，造成觸片40P與基板50P無法導通，習用旋轉開關就無法正常運作。

因此，本案之發明人有鑑於上述仍具有諸多之缺點，故極力加以研究創作，終於研發出本發明一種多段式旋轉開關。

本發明之主要目的，在於提供多段式旋轉開關，當段數為三段開關時，係僅需三個接觸點即可運作，且段數每增加一段，僅需增加一個接觸點即可，能夠節省材料成本，並延長使用壽命。

為了達成本發明之目的，本案發明人設計一種多段式旋轉開關，包括：一底座，具有一容置空間，而在該容置空間的底部還更具有一主端子插孔及複數個導電端子插孔；複數個端子，係可與任一電路連接，並更包括：一主端子，具有一第一端及一第二端，其中，該第一端係平貼於該容置空間的底部，而該第二端則插設於該主端子插孔，並露出於該底座；及複數個導電端子，係分別插設於該複數個導電端子插孔，並露出於該底座，其中，每一個導電端子係具有一第三端，該第三端係容置於該容置空間內，並具有一導電單元；一第一導電片，具有一插設端、 一第一壓力部、一第二壓力部及一導電片容置孔；其中，該第一壓力部係在該主端子之第一端上方，並分別與該插設端及該第二壓力部連接；該第二壓力部則與該導電片容置孔連接；該導電片容置孔內還形成有一凸鍵；一第二導電片，具有一定位端、一插入孔及一第四端；其中，該定位端係呈弧面，並穿越該導電片容置孔，而在該導電片容置孔之上；該插入孔介於該定位端及該第四端之間，並被該導電片容置孔之凸鍵插入，使得該第二導電片與該第一導電片連接；該第四端上設置有一導電單元，並與其中一導電端子之第三端上的導電單元接觸。

接續上述，本發明之多段式旋轉開關還包括一旋轉主體，具有：一旋轉基座，具有一彈簧容置槽及一插設槽，其中，該彈簧容置槽及該插設槽係形成於該旋轉基座之下方，而該插設槽係被該第一導電片之插設端插入；及一旋轉軸，係設置於該旋轉基座之上方；二彈簧，包括：一第一彈簧，其一端係容置於該彈簧容置槽，另一端係抵靠該第一導電片之第一壓力部，使得該第一壓力部係按壓在該主端子之第一端上；及一第二彈簧，其一端係抵靠該第一導電片之第二壓力部，另一端則抵靠該第二導電片之第四端，使得該第二導電片之第四端與該主端子之第一端接觸；及一蓋體，係可與該底座結合，並具有一旋轉主體容置孔及複數個定位弧面，其中，該旋轉主體可穿越該旋轉 主體容置孔，露出於該蓋體，並可適當地轉動該旋轉軸；該複數個定位弧面係形成於該蓋體之下方，該第二導電片之定位端係與該複數個定位弧面配合，使得與該第一導電片連接之該第二導電片得以定位。

其中，本發明多段式旋轉開關係透過轉動旋轉軸來切換開關，轉動該旋轉軸後，該旋轉基座係帶動該第一導電片及該第二導電片轉動，使得該第二導電片與其中一導電端子分離；在轉動過程中，該第二導電片之定位端係被該複數個定位弧面擠壓，使得該第二彈簧儲存一壓力；然後，該第二彈簧釋放該壓力至該第二導電片之第四端，該第二導電片之定位端再度與該定位弧面配合，使得第二導電片之定位端穩固地定位在該定位弧面之間。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之多段式旋轉開關，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

首先，先介紹本發明的主要元件，請先參閱第三圖至第六圖，分別是本發明多段式旋轉開關之分解圖、本發明之底座俯視圖、本發明之旋轉主體之立體圖、以及本發明之上蓋之仰視圖；本發明係一種多段式旋轉開關，包括：一底座1，具有一容置空間11，而在該容置空間11的底部還更具有一主端子插孔12及複數個導電端子插孔13；複數個端子，係可與任一電路連接，並更包括：一主端子21， 具有一第一端211及一第二端212，其中，該第一端211係平貼於該容置空間11的底部，而該第二端212則插設於該主端子插孔12，並露出於該底座1；及複數個導電端子22，係分別插設於該複數個導電端子插孔13，並露出於該底座1，其中，每一個導電端子22係具有一第三端221，該第三端221係容置於該容置空間11內，並具有一導電單元S；一第一導電片3，具有一插設端31、一第一壓力部32、一第二壓力部33及一導電片容置孔34；其中，該第一壓力部32係在該主端子21之第一端211上方，並分別與該插設端31及該第二壓力部33連接；該第二壓力部33則與該導電片容置孔34連接；該導電片容置孔34內還形成有一凸鍵341；一第二導電片4，具有一定位端41、一插入孔42及一第四端43；其中，該定位端41係呈弧面，並穿越該導電片容置孔34，而在該導電片容置孔34之上；該插入孔42介於該定位端41及該第四端43之間，並被該導電片容置孔34之凸鍵341插入，使得該第二導電片4與該第一導電片3連接；該第四端43上設置有一導電單元S，並與其中一導電端子22之第三端221上的導電單元S接觸。

接續上述，並可同時參考第七圖，係本發明多段式旋轉開關之剖面圖；本發明之多段式旋轉開關更具有一旋轉主體5，包括：一旋轉基座51，具有一彈簧容置槽511及 一插設槽512，其中，該彈簧容置槽511及該插設槽512係形成於該旋轉基座51之下方，而該插設槽512係被該第一導電片3之插設端31插入；及一旋轉軸52，係設置於該旋轉基座51之上方；二彈簧，包括：一第一彈簧61，其一端係容置於該彈簧容置槽511，另一端係抵靠該第一導電片3之第一壓力部32，使得該第一壓力部32係按壓在該主端子21之第一端211上；及一第二彈簧62，其一端係抵靠該第一導電片3之第二壓力部33，另一端則抵靠該第二導電片4之第四端43，使得該第二導電片4之第四端43與該主端子21之第一端211接觸；及一蓋體7，係可與該底座1結合，並具有一旋轉主體容置孔71及複數個定位弧面72，其中，該旋轉主體5可穿越該旋轉主體容置孔71，露出於該蓋體7，並可適當地轉動該旋轉軸52；該複數個定位弧面72係形成於該蓋體7之下方，該第二導電片4之定位端41係與該複數個定位弧面72配合，使得與該第一導電片3連接之該第二導電片4得以定位。

請參考第八A圖及第八B圖，並請參考第七圖，其中，第八A圖係本發明第二導電片與導電端子在底座內接觸之示範圖，第八B圖係本發明第二導電片之定位端在蓋體內定位於定位弧面之示範圖；本發明多段式旋轉開關係透過轉動旋轉軸52來切換開關，轉動該旋轉軸52後，該旋轉基座51係帶動該第一導電片3及該第二導電片4轉動，使 得該第二導電片4與其中一導電端子22分離；在轉動過程中，該第二導電片4之定位端41係被該複數個定位弧面72擠壓，使得該第二彈簧62儲存一壓力；然後，該第二彈簧62釋放該壓力至該第二導電片4之第四端43，該第二導電片4之定位端41再度與該定位弧面72配合，使得第二導電片4之定位端41穩固地定位在該定位弧面72之間。另外，由第八A圖及第八B圖可知，本發明底座1還具有複數個底座扣合單元14，而蓋體7則還具有複數個蓋體扣合單元73，該底座扣合單元14係可與該蓋體扣合單元73扣合，該蓋體7可與該底座1結合在一起。

接續上述，並同時參考第三圖，銀具有良好導電性，因此，非常適合被利用來導電；本發明的導電單元S係以插設的方式於該導電端子22之第三端221及該第二導電片4之第四端43，並用銀製成；一個導電單元S即代表一個接觸點，在本發明中，每一段只需要二個接觸點，即可運作。

本發明為多段式旋轉開關，本發明人在本發明中係示範一種三段式旋轉開關，請參考第九A圖至第九C圖，係示範本發明三段式旋轉開關之態樣，並同時參考第七圖，其中，本發明之主端子21係與電源P連接，而二個導電端子22則分別與第一電路B1及第二電路B2連接，在第九A圖中，第二導電片4並無與任何導電端子22接觸，因此， 第一電路B1及第二電路B2皆無導通；在第九B圖中，第二導電片4與其中一導電端子22接觸，使得第一電路B1被導通；而在第九C圖中，第二導電片4與另一導電端子22接觸，使得第二電路B2被導通；該複數個定位弧面72係複數個連續凸面，而該第二導電片4之定位端41係可穩固地定位在該複數個凸面之間；上述中，二個導電端子22也可分別與二個不同的電器連接，以切換不同電器運作；如此，本發明的旋轉開關具有關閉、導通第一電路B1及導通第二電路B2等三段控制，且依照此方法，本發明可依照需求設計更多段的旋轉開關，其中，段數每增加一段，只需增加一導電端子即可。

本發明為了增加切換時的手感，係在旋轉基座及蓋體之間設計了特殊的結構，請參考第十圖，係本發明旋轉基座及蓋體剖面圖，並請同時參考第五B圖及第六圖，其中，該旋轉基座51側面形成一球體容置槽513，係可容置一滾球514及一彈性元件515；該蓋體7之旋轉主體容置孔71更具有複數個球體凹槽711，使得該滾球514可以容置在該球體凹槽711及該球體容置槽513之間；轉動該旋轉軸52時，該滾球514會移動到二球體凹槽711之間，此時，該彈性元件515儲存一壓力；然後，該滾球514會移動至一球體凹槽711內，該彈性元件515釋放該壓力至該滾球514，使得該滾球514穩定地容置在該球體凹槽711及該球 體容置槽513之間；本發明的實施例係三段式的旋轉開關，為了配合段數，共有三個該球體凹槽711形成在該旋轉主體容置孔71內。

請參考第十一圖，係本發明多段式旋轉開關之立體圖，並請同時參考第七圖，該旋轉軸52係露出在蓋體7之上，以供旋轉，且該旋轉軸52上設計有平面，可利於轉動；圖中該旋轉軸52並未在該蓋體7的中心，這並非限制本發明的範圍，如果有需求，可調整第一導電片3及第二導電片4的長度，以旋轉力臂的長度，或是定位弧面72的數量，讓該旋轉軸52在蓋體7的中心。

上述已經完整且清楚地揭露本發明多段式旋轉開關，並由上述可知，本發明多段式旋轉開關，係具有以下優點：

(1)節省導電單元的使用：相較於習用旋轉開關，每一段都需要至少四個接觸點，本發明每一段僅需二個接觸點即可正常運作，也就是一個導電端子與第二導電片連接，即可導通電路；且在習用旋轉開關的設計中，段數每增加一段，就要增加二個接觸點，而本發明的設計中，段數每增加一段，僅需增加一個接觸點即可；因此，相較於習用旋轉開關，段數越高，本發明所需使用的接觸點就越少，所能節省的材料就越多；

(2)增加彈簧：為了避免導電片因長時間使用而彈性疲乏，本發明在該彈簧容置槽及第一導電片的第一壓力部之 間設置第一彈簧，以確保第一壓力部按壓在該主端子之第一端上；另外，本發明還在該第一導電片的第二壓力部及該第二導電片的第四端之間設置一第二彈簧，以確保該第二導電片之第四端與該主端子之第一端接觸。

(3)可強制脫離：習用旋轉開關在切換過程中，由於接觸點間通以電流，在接觸點脫開時容易產生電弧，因而累積熱量使接觸點溫度過高，造成接觸點彼此相黏，致使旋轉開關無法切換；本發明之旋轉開關在切換時，旋轉軸可傳遞旋轉力，而定位弧面還提供了推力，如此，使得導電單元可強制脫離，避免旋轉開關無法切換。

上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

1‧‧‧底座

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧主端子插孔

13‧‧‧導電端子插孔

14‧‧‧底座扣合單元

21‧‧‧主端子

211‧‧‧第一端

212‧‧‧第二端

22‧‧‧導電端子

221‧‧‧第三端

3‧‧‧第一導電片

31‧‧‧插設端

32‧‧‧第一壓力部

33‧‧‧第二壓力部

34‧‧‧導電片容置孔

341‧‧‧凸鍵

4‧‧‧第二導電片

41‧‧‧定位端

42‧‧‧插入孔

43‧‧‧第四端

5‧‧‧旋轉主體

51‧‧‧旋轉基座

511‧‧‧彈簧容置槽

512‧‧‧插設槽

513‧‧‧球體容置槽

514‧‧‧滾球

515‧‧‧彈性元件

52‧‧‧旋轉軸

61‧‧‧第一彈簧

62‧‧‧第二彈簧

7‧‧‧蓋體

71‧‧‧旋轉主體容置孔

711‧‧‧球體凹槽

72‧‧‧定位弧面

73‧‧‧蓋體扣合單元

B1‧‧‧第一電路

B2‧‧‧第二電路

P‧‧‧電源

S‧‧‧導電單元

A1‧‧‧第一電路

A2‧‧‧第二電路

30P‧‧‧轉動件

31P‧‧‧轉部

32P‧‧‧樞部

40P‧‧‧切換觸片

41P‧‧‧第一導部

42P‧‧‧第二導部

43P‧‧‧第三導部

44P‧‧‧穿越孔

50P‧‧‧基板

51P‧‧‧樞扭孔

52P‧‧‧主導片

53P‧‧‧第一導片

54P‧‧‧第二導片

55P‧‧‧第三導片

56P‧‧‧輔助導片

第一圖係習用旋轉開關之分解圖；第二A圖係習用旋轉開關實施方式之第一狀態示意圖；第二B圖係習用旋轉開關實施方式之第二狀態示意圖；第三圖係本發明多段式旋轉開關之分解圖；第四圖係本發明之底座俯視圖；第五A圖及第五B圖係本發明之旋轉主體之立體圖；第六圖係本發明之上蓋之仰視圖； 第七圖係本發明多段式旋轉開關之剖面圖；第八A圖係本發明第二導電片與導電端子在底座內接觸之示範圖；第八B圖係本發明第二導電片之定位端在蓋體內定位於定位弧面之示範圖；第九A圖至第九C圖係示範本發明三段式旋轉開關之態樣；第十圖係本發明旋轉基座及蓋體剖面圖；及第十一圖係本發明多段式旋轉開關之立體圖。

1‧‧‧底座

11‧‧‧容置空間

21‧‧‧主端子

211‧‧‧第一端

212‧‧‧第二端

22‧‧‧導電端子

221‧‧‧第三端

3‧‧‧第一導電片

31‧‧‧插設端

32‧‧‧第一壓力部

33‧‧‧第二壓力部

34‧‧‧導電片容置孔

341‧‧‧凸鍵

4‧‧‧第二導電片

41‧‧‧定位端

42‧‧‧插入孔

43‧‧‧第四端

5‧‧‧旋轉主體

51‧‧‧旋轉基座

52‧‧‧旋轉軸

61‧‧‧第一彈簧

62‧‧‧第二彈簧

7‧‧‧蓋體

71‧‧‧旋轉主體容置孔

S‧‧‧導電單元

Claims (5)

1. 一種多段式旋轉開關，係包括：一底座，具有一容置空間，而在該容置空間的底部還更具有一主端子插孔及複數個導電端子插孔；複數個端子，係可與任一電路連接，並更包括：一主端子，具有一第一端及一第二端，其中，該第一端係平貼於該容置空間的底部，而該第二端則插設於該主端子插孔，並露出於該底座；及複數個導電端子，係分別插設於該複數個導電端子插孔，並露出於該底座，其中，每一個導電端子係具有一第三端，該第三端係容置於該容置空間內，並具有一導電單元；一第一導電片，具有一插設端、一第一壓力部、一第二壓力部及一導電片容置孔；其中，該第一壓力部係在該主端子之第一端上方，並分別與該插設端及該第二壓力部連接；該第二壓力部則與該導電片容置孔連接；該導電片容置孔內還形成有一凸鍵；一第二導電片，具有一定位端、一插入孔及一第四端；其中，該定位端係呈弧面，並穿越該導電片容置孔，而在該導電片容置孔之上；該插入孔介於該定位端及該第四端之間，並被該導電片容置孔之凸鍵插入，使得該第二導電片與該第一導電片連接；該第四端上設置有一導 電單元，並與其中一導電端子之第三端上的導電單元接觸；一旋轉主體，包括：一旋轉基座，具有一彈簧容置槽及一插設槽，其中，該彈簧容置槽及該插設槽係形成於該旋轉基座之下方，而該插設槽係被該第一導電片之插設端插入；及一旋轉軸，係設置於該旋轉基座之上方；二彈簧，包括：一第一彈簧，其一端係容置於該彈簧容置槽，另一端係抵靠該第一導電片之第一壓力部，使得該第一壓力部係按壓在該主端子之第一端上；及一第二彈簧，其一端係抵靠該第一導電片之第二壓力部，另一端則抵靠該第二導電片之第四端，使得該第二導電片之第四端與該主端子之第一端接觸；及一蓋體，係可與該底座結合，並具有一旋轉主體容置孔及複數個定位弧面，其中，該旋轉主體可穿越該旋轉主體容置孔，露出於該蓋體，並可適當地轉動該旋轉軸；該複數個定位弧面係形成於該蓋體之下方，該第二導電片之定位端係與該複數個定位弧面配合，使得與該第一導電片連接之該第二導電片得以定位；其中，轉動該旋轉軸後，該旋轉基座係帶動該第一導電片及該第二導電片轉動，使得該第二導電片與其中一導 電端子分離；在轉動過程中，該第二導電片之定位端係被該複數個定位弧面擠壓，使得該第二彈簧儲存一壓力；然後，該第二彈簧釋放該壓力至該第二導電片之第四端，該第二導電片之定位端再度與該定位弧面配合，使得第二導電片之定位端穩固地定位在該定位弧面之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多段式旋轉開關，其中，該導電單元係插設於該導電端子之第三端及該第二導電片之第四端，並可以下列任一組合材質製成：銀及鋁。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多段式旋轉開關，其中，該旋轉基座側面形成一球體容置槽，係可容置一滾球及一彈性元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多段式旋轉開關，其中，該蓋體之旋轉主體容置孔更具有複數個球體凹槽，使得該滾球可以容置在該球體凹槽及該球體容置槽之間；轉動該旋轉軸時，該滾球會移動到二球體凹槽之間，此時，該彈性元件儲存一壓力；然後，該滾球會移動至一球體凹槽內，該彈性元件釋放該壓力至該滾球，使得該滾球穩定地容置在該球體凹槽及該球體容置槽之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多段式旋轉開關，其中，該複數個定位弧面係複數個連續凸面，而該第二導電片之定位端係可穩固地定位在該複數個凸面之間。