TWI496364B - 切換機構及其相關電子裝置 - Google Patents

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Description

切換機構及其相關電子裝置
本發明係提供一種可替換儲電元件的電子裝置，尤指一種利用切換機構來提高儲電元件之安全性能的電子裝置。
為了延長可攜式電子裝置的使用時間，可攜式電子裝置通常會配置可充電且可替換的儲電元件。儲電元件以可拆卸方式裝設在電子裝置的殼體內，並另設計覆蓋件遮蔽儲電元件以使電子裝置具有美觀外型。儲電元件若沒有正確安裝，使用時可能因意外斷電造成可攜式電子裝置的資料遺失或損毀。傳統的覆蓋件僅提供基本遮蔽功能，沒有提醒使用者儲電元件是否正確安裝於殼體的輔助作用，若在覆蓋件尚未完全封閉殼體前儲電元件就已導通於可攜式電子裝置的主機板，可能因液體滲入導致儲電元件潮濕短路。因此，如何設計出一種可確保儲電元件在安全環境下才導通主機板的固定機構，變為現今相關產業的發展目標之一。
本發明係提供一種利用切換機構來提高儲電元件之安全性能的電子裝置，以解決上述之問題。
本發明之申請專利範圍係揭露一種可防止儲電元件短路的切換機構，其包含有一基座、一電路板、一連接器以及一蓋板。該基座包含一底部與複數個側壁，該複數個側壁圍繞連接該底部以形成一容置空間。該容置空間用來容置一儲電元件，且該儲電元件 具有一第一連接端子。該電路板設置於該基座上，並具有一第二連接端子。該連接器活動地設置於該基座且可在一第一位置和一第二位置間來回移動。該連接器在該第一位置係不接觸該第一連接端子或該第二連接端子。該蓋板以可拆卸方式設置於該基座。該蓋板具有一致動部。該致動部係在該蓋板組裝於該基座時驅動該連接器從該第一位置移到該第二位置，使該連接器同時接觸該第一連接端子和該第二連接端子以導通該儲電元件與該電路板。
本發明之申請專利範圍另揭露該複數個側壁之其中一側壁形成一開口。該儲電元件容置於該容置空間時該第一連接端子係對齊該開口，且該第二連接端子設置在該電路板上鄰近該開口之位置。
本發明之申請專利範圍另揭露該連接器滑動地設置在該底部。該連接器在該第一位置係位於該側壁相對該容置空間之外側，該連接器在該第二位置則部份穿過該側壁之該開口以伸入該容置空間內。
本發明之申請專利範圍另揭露該連接器包含二導電端，用來接觸該第一連接端子與該第二連接端子。該導電端為一彈片形式或一插頭形式。
本發明之申請專利範圍另揭露該致動部為一斜導結構。該斜導結構施壓於該連接器以驅動該連接器相對該基座之移動。
本發明之申請專利範圍另揭露該連接器滑動地設置在該複數個側壁之其中一側壁上，且位於該側壁面對該容置空間之內側。
本發明之申請專利範圍另揭露該連接器在該第一位置係分離於該第二連接端子，該連接器在該第二位置則抵接該第二連接端子且位於該側壁與該儲電元件之間。
本發明之申請專利範圍另揭露該切換機構另包含有一彈 性元件。該彈性元件之兩端分別連接該基座與該連接器，用以驅動該連接器從該第二位置移到該第一位置。
本發明之申請專利範圍另揭露該切換機構另包含有一防水件，以可壓縮變形方式設置於該蓋板的周圍。
本發明之申請專利範圍另揭露該蓋板覆蓋於該容置空間以利用該致動部驅使該連接器移到該第二位置，且讓該防水件緊密填充於該蓋板和該容置空間的縫隙。
本發明之申請專利範圍另揭露一種電子裝置，其包含有一儲電元件、一殼體以及一切換機構。該儲電元件具有一第一連接端子。該切換機構設置於該殼體。該切換機構包含有一基座、一電路板、一連接器以及一蓋板。該基座包含一底部與複數個側壁，該複數個側壁圍繞連接該底部以形成一容置空間。該容置空間用來容置該儲電元件。該電路板設置於該基座上，並具有一第二連接端子。該連接器活動地設置於該基座且可在一第一位置和一第二位置間來回移動。該連接器在該第一位置係不接觸該第一連接端子或該第二連接端子。該蓋板以可拆卸方式設置於該基座。該蓋板具有一致動部。該致動部係在該蓋板組裝於該基座時驅動該連接器從該第一位置移到該第二位置，使該連接器同時接觸該第一連接端子和該第二連接端子以導通該儲電元件與該電路板。
本發明的切換機構可根據蓋板結合狀態來切換(導通或斷掉)儲電元件和電路板的連結狀態。儲電元件剛裝入基座的容置空間時無法提供電力給電子裝置的其它電子元件，須待蓋板正確組裝後電子裝置才能得到儲電元件輸出的電力。本發明之設計以未正確組裝就無法供電的方式提醒使用者，確保電子裝置在特定狀態(例如防水模式)下才可開機操作，藉此提高產品的安全性。
10、10’、10”‧‧‧電子裝置
12‧‧‧儲電元件
14‧‧‧殼體
16‧‧‧切換機構
18‧‧‧基座
20‧‧‧電路板
22‧‧‧連接器
24‧‧‧蓋板
26‧‧‧底部
28‧‧‧側壁
30‧‧‧容置空間
32‧‧‧第一連接端子
34‧‧‧第二連接端子
36‧‧‧致動部
38‧‧‧開口
40‧‧‧導電端
42‧‧‧彈性元件
44‧‧‧防水件
第1圖為本發明實施例之電子裝置之示意圖。
第2圖與第3圖分別為本發明第一實施例之電子裝置在不同操作階段的部份結構剖視圖。
第4圖與第5圖分別為本發明第二實施例之電子裝置在不同操作階段的部份結構剖視圖。
第6圖與第7圖分別為本發明第三實施例之電子裝置在不同操作階段的部份結構剖視圖。
請參閱第1圖，第1圖為本發明實施例之一電子裝置10之示意圖。電子裝置10包含有儲電元件12、殼體14以及切換機構16。儲電元件12為可充電電池。殼體14用來承載電子裝置10的多個電子元件，例如主機板、記憶體、處理器等。切換機構16設置在殼體14上。切換機構16可根據儲電元件12的相關遮蔽保護機制是否啟動來切換儲電元件12的供電通路，確保儲電元件12正確安裝於殼體14內且遮蔽保護機制啟動後，才開始供電給電子裝置10，以避免儲電元件12因安裝不確實的意外脫落而造成電子裝置10之資料遺失，或避免遮蔽保護機制未即時啟動使得儲電元件12因短路而損壞。
請參閱第1圖至第3圖，第2圖與第3圖分別為本發明第一實施例之電子裝置10在不同操作階段的部份結構剖視圖。切換機構16包含基座18、電路板20、連接器22以及蓋板24。基座18包含底部26以及複數個側壁28，側壁28圍繞連接於底部26以形成容置空間30。容置空間30即為儲電元件12組裝在殼體14內的位置。電路板20設置在基座18上。儲電元件12與電路板20分別具有第一連接端子32和第二連接端子34。連接器22活動地設置在基 座18，蓋板24以可拆卸方式設置在基座18。切換機構16根據蓋板24的位置來切換儲電元件12和電路板20的導通狀態，例如：蓋板24分離於基座18時，連接器22不導通儲電元件12與電路板20；蓋板24結合基座18以遮蔽容置空間30時，蓋板24之致動部36驅動連接器22導通儲電元件12與電路板20。
複數個側壁28的其中一個側壁28可形成開口38。第二連接端子34係設置在電路板20上鄰近開口38之位置；或是電路板20設置在基座18上使第二連接端子34貼近開口38。儲電元件12容置在容置空間30時，第一連接端子32會對齊開口38。此外，連接器22可包含兩個導電端40。導電端40由導電材質組成，分別可為彈片形式或插頭形式。當蓋板24組裝於基座18時，致動部36驅使連接器22相對基座18移動，使連接器22的兩個導電端40同時接觸儲電元件12之第一連接端子32和電路板20之第二連接端子34。
切換機構16另可包含彈性元件42及防水件44。彈性元件42之兩端分別連接基座18與連接器22。彈性元件42的彈性恢復力用來驅動連接器22相對基座18之移動。彈性元件42為一選擇性配件，使用者也可手動調整連接器22從第二位置移到第一位置。 防水件44可由橡膠材質組成。防水件44可以是形狀對應於蓋板24的環型結構，並以可壓縮變形方式設置在蓋板24周圍。當蓋板24覆蓋於容置空間30時，防水件44受壓變形而緊密填充在蓋板24與容置空間30(或基座18之側壁28)之間的縫隙，藉此防止液體滲入殼體14造成電子元件損毀。
如第2圖所示，連接器22位於第一位置；此時連接器22之導電端40不接觸第一連接端子32或第二連接端子34，彈性元件42未受外力施壓無彈性變形，儲電元件12與電路板20之間係處於 斷路狀態。如第3圖所示，蓋板24闔上時，蓋板24的致動部36可牽引連接器22水平移動到第二位置，彈性元件42因彈性變形而儲存彈性恢復力；此時連接器22的其中一個導電端40(例如插頭形式)穿過側壁28之開口38而接觸儲電元件12之第一連接端子32，連接器22的另一個導電端40(例如彈片形式)則接觸電路板20之第二連接端子34，以導通儲電元件12與電路板20。其中，致動部36可為斜導結構。蓋板24下壓時，致動部36利用下壓分力施壓於連接器22相對基座18平移，從第2圖所示的第一位置移動到第3圖所示的第二位置。蓋板24移除後，彈性元件42釋放彈性恢復力以驅動連接器22從第二位置回復到第一位置。
在本發明第一實施例中，連接器22滑動地設置在基座18之底部26，且位於側壁28相對容置空間30之外側。換句話說，連接器22在第一位置時係位於容置空間30外，如第2圖所示；而連接器22在第二位置時，部份的連接器22(其中一個導電端40)會插入開口38，如第3圖所示，此時連接器22之主體仍在容置空間30外，但兩個導電端40可分別接觸到第一連接端子32與第二連接端子34來導通儲電元件12和電路板20。
請參閱第4圖與第5圖，第4圖與第5圖分別為本發明第二實施例之電子裝置10’在不同操作階段的部份結構剖視圖。第二實施例中，與第一實施例具有相同編號之元件具有相同的結構與功能，於此不再重複說明。如第4圖所示，彈性元件42可選擇性用來支撐連接器22使其懸設在基座18上，或是彈性元件42以懸吊方式讓連接器22停留在第一位置。第4圖所示連接器22的兩個導電端40都沒有接觸儲電元件12之第一連接端子32與電路板20之第二連接端子34。如第5圖所示，使用者闔上蓋板24，蓋板24的致動部36施壓連接器22，連接器22會相對基座18下降(或同時稍微平 移)而移動到第二位置。上導電端40可為彈片形式。連接器22位於第一位置時，上導電端40抵接側壁28並存儲彈性恢復力。當連接器22移到第二位置，上導電端40對齊於開口38，彈性恢復力驅動上導電端40穿過開口38以接觸第一連接端子32。下導電端40可為插頭形式，在連接器22移到第二位置時插入第二連接端子34，藉此導通儲電元件12和電路板20。在第二實施例中，導電端40可不限於前述的彈片形式或插頭形式，端視設計需求而定。
請參閱第6圖與第7圖，第6圖與第7圖分別為本發明第三實施例之電子裝置10”在不同操作階段的部份結構剖視圖。第三實施例中，與前述實施例具有相同編號之元件具有相同的結構與功能，於此不再重複說明。如第6圖所示，連接器22滑動設置在側壁28，且較佳地位於側壁28面對容置空間30的內側。連接器22在第6圖所示的第一位置時，兩個導電端40皆分離於第一連接端子32與第二連接端子34。如第7圖所示，隨著蓋板24之閉合，致動部36推動連接器22相對側壁28下移到第二位置，此時兩個導電端40可同時接觸第一連接端子32與第二連接端子34來導通儲電元件12和電路板20。
第三實施例與前述實施例之差異在於，第三實施例的連接器22係位於側壁28與儲電元件12之間。連接器22的導電端40較佳使用彈片形式，當連接器22移動到第二位置時，位於連接器22兩相對端的導電端40分別緊密抵接第一連接端子32與第二連接端子34，不但能產生電路導通，還能利用彈片形式的導電端40所產生彈性恢復力輔助固定儲電元件12，有效提升儲電元件12及蓋板24固定在基座18的結合強度。
本發明提供了一種可隨著蓋板開闔來切換儲電元件與電路板之間連結狀態的切換機構及其相關電子裝置。蓋板未闔上前， 切換機構的連接器可以手動方式或彈性元件之驅動停留在第一位置。在第一位置的連接器可以僅不接觸第一連接端子、或僅不接觸第二連接端子、或同時不接觸第一連接端子與第二連接端子，意在阻絕儲電元件和電路板之間的電性連結。接著，蓋板組裝於基座時，致動部可隨著蓋板之移動驅使連接器移動到第二位置。在第二位置的連接器的兩個導電端可同時接觸第一連接端子與第二連接端子，以導通儲電元件和電路板，電子裝置可開機使用。特別一提的是，電子裝置利用防水件在基座與蓋板之間形成防水層，切換機構在蓋板組裝於基座後才導通儲電元件和電路板，意即電子裝置係在蓋板闔上後才能得到儲電元件的電力供應，確保電子裝置在儲電元件和蓋板都正確組裝完成才能開機使用。若蓋板沒有正確組裝到基座上，切換機構將連接器的導電端與第一連接端子及第二連接端子分離，儲電元件和電路板之連結狀態切換成斷路，此時電子裝置無法開機，避免因外部液體滲入殼體造成內部電子元件短路。
相較於先前技術，本發明的切換機構可根據蓋板結合狀態來切換(導通或斷掉)儲電元件和電路板的連結狀態。儲電元件剛裝入基座的容置空間時無法提供電力給電子裝置的其它電子元件，須待蓋板正確組裝後電子裝置才能得到儲電元件輸出的電力。本發明之設計以未正確組裝就無法供電的方式提醒使用者，確保電子裝置在特定狀態(例如防水模式)下才可開機操作，藉此提高產品的安全性。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10‧‧‧電子裝置
12‧‧‧儲電元件
16‧‧‧切換機構
18‧‧‧基座
20‧‧‧電路板
22‧‧‧連接器
24‧‧‧蓋板
26‧‧‧底部
28‧‧‧側壁
32‧‧‧第一連接端子
34‧‧‧第二連接端子
36‧‧‧致動部
38‧‧‧開口
40‧‧‧導電端
42‧‧‧彈性元件
44‧‧‧防水件

Claims (20)

  1. 一種可防止儲電元件短路的切換機構，其包含有：一基座，包含一底部與複數個側壁，該複數個側壁圍繞連接該底部以形成一容置空間，該容置空間用來容置一儲電元件，且該儲電元件具有一第一連接端子；一電路板，設置於該基座上，該電路板具有一第二連接端子；一連接器，活動地設置於該基座且可在一第一位置和一第二位置間來回移動，該連接器在該第一位置係不接觸該第一連接端子或該第二連接端子；以及一蓋板，以可拆卸方式設置於該基座，該蓋板具有一致動部，該致動部係在該蓋板組裝於該基座時驅動該連接器從該第一位置移到該第二位置，使該連接器同時接觸該第一連接端子和該第二連接端子以導通該儲電元件與該電路板。
  2. 如請求項1所述之切換機構，其中該複數個側壁之其中一側壁形成一開口，該儲電元件容置於該容置空間時該第一連接端子係對齊該開口，且該第二連接端子設置在該電路板上鄰近該開口之位置。
  3. 如請求項2所述之切換機構，其中該連接器滑動地設置在該底部，該連接器在該第一位置係位於該側壁相對該容置空間之外側，該連接器在該第二位置則部份穿過該側壁之該開口以伸入該容置空間內。
  4. 如請求項1所述之切換機構，其中該連接器包含二導電端，用來接觸該第一連接端子與該第二連接端子，該導電端為一彈片形式或一插頭形式。
  5. 如請求項1所述之切換機構，其中該致動部為一斜導結構，該斜導結構施壓於該連接器以驅動該連接器相對該基座之移動。
  6. 如請求項1所述之切換機構，其中該連接器滑動地設置在該複數個側壁之其中一側壁上，且位於該側壁面對該容置空間之內側。
  7. 如請求項6所述之切換機構，其中該連接器在該第一位置係分離於該第二連接端子，該連接器在該第二位置則抵接該第二連接端子且位於該側壁與該儲電元件之間。
  8. 如請求項1所述之切換機構，其另包含有：一彈性元件，該彈性元件之兩端分別連接該基座與該連接器，用以驅動該連接器從該第二位置移到該第一位置。
  9. 如請求項1所述之切換機構，其另包含有：一防水件，以可壓縮變形方式設置於該蓋板的周圍。
  10. 如請求項9所述之切換機構，其中該蓋板覆蓋於該容置空間以利用該致動部驅使該連接器移到該第二位置，且讓該防水件緊密填充於該蓋板和該容置空間的縫隙。
  11. 一種電子裝置，其包含有：一儲電元件，該儲電元件具有一第一連接端子；一殼體；以及一切換機構，設置於該殼體，該切換機構包含有：一基座，包含一底部與複數個側壁，該複數個側壁圍繞連接該底部以形成一容置空間，該容置空間用來容置該儲電元件；一電路板，設置於該基座上，該電路板具有一第二連接端子；一連接器，活動地設置於該基座且可在一第一位置和一第二位置間來回移動，該連接器在該第一位置係不接觸該第一連接端子或該第二連接端子；以及 一蓋板，以可拆卸方式設置於該基座，該蓋板具有一致動部，該致動部係在該蓋板組裝於該基座時驅動該連接器從該第一位置移到該第二位置，使該連接器同時接觸該第一連接端子和該第二連接端子以導通該儲電元件與該電路板。
  12. 如請求項11所述之電子裝置，其中該複數個側壁之其中一側壁形成一開口，該儲電元件容置於該容置空間時該第一連接端子係對齊該開口，且該第二連接端子設置在該電路板上鄰近該開口之位置。
  13. 如請求項12所述之電子裝置，其中該連接器滑動地設置在該底部，該連接器在該第一位置係位於該側壁相對該容置空間之外側，該連接器在該第二位置則部份穿過該側壁之該開口以伸入該容置空間內。
  14. 如請求項11所述之電子裝置，其中該連接器包含二導電端，用來接觸該第一連接端子與該第二連接端子，該導電端為一彈片形式或一插頭形式。
  15. 如請求項11所述之電子裝置，其中該致動部為一斜導結構，該斜導結構施壓於該連接器以驅動該連接器相對該基座之移動。
  16. 如請求項11所述之電子裝置，其中該連接器滑動地設置在該複數個側壁之其中一側壁上，且位於該側壁面對該容置空間之內側。
  17. 如請求項16所述之電子裝置，其中該連接器在該第一位置係分離於該第二連接端子，該連接器在該第二位置則抵接該第二連接端子且位於該側壁與該儲電元件之間。
  18. 如請求項11所述之電子裝置，其中該切換機構另包含有：一彈性元件，該彈性元件之兩端分別連接該基座與該連接器，用 以驅動該連接器從該第二位置移到該第一位置。
  19. 如請求項11所述之電子裝置，其中該切換機構另包含有：一防水件，以可壓縮變形方式設置於該蓋板的周圍。
  20. 如請求項19所述之電子裝置，其中該蓋板覆蓋於該容置空間以利用該致動部驅使該連接器移到該第二位置，且讓該防水件緊密填充於該蓋板和該容置空間的縫隙。
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