TWI538002B - 開關結構 - Google Patents

Description

開關結構

本發明是有關於一種開關結構，且特別是一種電力線裝置的開關結構。

一般住家內的區域網路，可採用有線乙太區域網路、無線的IEEE 802.11x區域網路，及利用住家佈設的電力線來建構的電力線網路裝置(Home Plug)等幾種方式。電力線網路裝置是應用電力線上網技術(Power Line Communication,PLC)，藉著家中已存在的電力線來架構的通訊網路，使用者只需將電力線網路裝置插入安裝於室內交流電源插座或於建造或裝潢房屋時將所述結構設置於房屋的電力線系統中，便可利用電力線上網而不需額外增設網路線路，以達成區域網路通訊與網路資源共享的目的。

惟，現有啟動電力線裝置的開關受限於需先以供給電源後啟動其內的電磁閥，進行使電磁閥抵推電極相互抵接或遠離，一旦電源停止供應時，電磁閥即隨之關閉，因此常常為讓電力線裝置處於啟動狀態而需不斷地提供電力，因而無法有效地節能。

本發明提供一種開關結構，其藉由雙移動件而以節能方式達到啟動或關閉的效果。

本發明的開關裝置，包括第一電極、第一移動件、第二電極以及第二移動件。第一移動件沿第一軸可移動地設置於第一電極旁。第一移動件具有第一卡榫單元。第二電極設置在第一移動件的一端且面對第一電極。第二移動件沿第二軸可移動地設置於第一移動件旁。第二移動件具有第二卡榫單元。第一軸正交於第二軸。當第一移動件移至第一位置，且第二移動件移至第二位置時，第一卡榫單元與第二卡榫單元相互干涉，且第一電極電性連接第二電極。當第二移動件移至第三位置時，第一移動件沿第一軸可移動地行經第二移動件。

在本發明的一實施例中，上述的開關結構包括第一電磁閥單元與第二電磁閥單元。第一電磁閥單元具有第一線圈、第一電源與上述的第一移動件。第一移動件套設於第一線圈內，第一電源電性連接第一線圈。第二電磁閥單元具有第二線圈、第二電源與上述的第二移動件。第二移動件套設於第二線圈內，第二電源電性連接第二線圈。

在本發明的一實施例中，上述的第一卡榫單元包括沿第一軸排列的第一擋塊與第一凹槽。第二卡榫單元包括沿第二軸排列的第二擋塊與第二凹槽。當第一移動件移至上述的第一位置，且第二移動件移至上述的第二位置時，第二擋塊移至第一凹槽而 與第一擋塊干涉，以使第二移動件阻擋第一移動件沿第一軸移動。當第二移動件移至第三位置時，第一移動件沿第一軸可移動地行經第二凹槽。

在本發明的一實施例中，上述的開關結構還包括基底與彈性件。基底沿第一軸位於第一移動件的一側。彈性件連接第一移動件相對第二電極的另一端與基底之間。彈性件恆驅動第一移動件遠離第一位置。

在本發明的一實施例中，上述的開關結構還包括基底與彈性件。基底沿第一軸位於第一移動件的一側。彈性件連接第一移動件相對第二電極的另一端與基底之間。彈性件恆驅動第一移動件移至第一位置。

在本發明的一實施例中，上述的開關結構還包括第三電極與第四電極。第三電極沿第一軸相對於第一電極設置。第四電極設置在第一移動件且相對第二電極的另一端。第四電極面對第三電極。當第一移動件移至第一位置，且第二移動件移至第二位置時，第三電極遠離第四電極。當第一移動件移至第四位置時，第三電極電性連接第四電極，且第一電極遠離第二電極。

在本發明的一實施例中，上述的第一卡榫單元包括沿第一軸排列的第一擋塊、第一凹槽與第三凹槽。第二卡榫單元包括沿第二軸排列的第二擋塊與第二凹槽。當第一移動件移至第一位置，且第二移動件移至第二位置時，第二擋塊移至第一凹槽而與第一擋塊干涉，或當第一移動件移至第四位置，且第二移動件移 至第二位置時，第二擋塊移至第三凹槽而與第一擋塊干涉，以使第二移動件阻擋第一移動件沿第一軸移動。

在本發明的一實施例中，上述的第一擋塊位於第一凹槽與第三凹槽之間。

基於上述，在本發明的上述實施例中，開關結構藉由其雙移動件的正交設置與其上的卡榫單元，以使配置在第一移動件上的電極能隨第一移動件而與對應電極相互電性連接或遠離，同時利用卡榫單元使第二移動件卡扣住位於上述位置的第一移動件，因而使第一移動件能被固定在電極連接的位置。即使不再供應電力，上述電極仍能因第一移動件被固定而維持其電性連接的關係，亦即此時的開關結構仍是處於啟動的狀態。如此一來，開關結構便無須持續地提供電力以讓第一移動件維持使電極連接的位置，因而能有效地達到節能的效果。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧電力線裝置

110‧‧‧通信單元

112‧‧‧連接座

114‧‧‧電子元件

120、220‧‧‧開關結構

121‧‧‧基底

122‧‧‧第一電極

123‧‧‧彈性件

124‧‧‧第二電極

126‧‧‧第一電磁閥單元

126a‧‧‧第一移動件

126b‧‧‧第一線圈

126c‧‧‧第一電源

128‧‧‧第二電磁閥單元

128a‧‧‧第二移動件

128b‧‧‧第二線圈

128c‧‧‧第二電源

130‧‧‧電路基板

210、310‧‧‧電子單元

221、222、223、224‧‧‧電極

300‧‧‧電力線

A1‧‧‧第一卡榫單元

A11、A21‧‧‧擋塊

A12、A13、A22‧‧‧凹槽

A2‧‧‧第二卡榫單元

P1、P2、P3、P4‧‧‧位置

圖1是依據本發明一實施例的一種電力線裝置的局部示意圖。

圖2是圖1的電力線裝置中開關結構的放大示意圖。

圖3與圖4分別繪示圖2的移動件於不同狀態的示意圖。

圖5至圖7繪示本發明另一實施例的一種開關結構的示意圖。

由於電力線普遍且覆蓋率最為廣泛，若能利用已有的電力線來將網路連接到用戶內每一角落(即利用電力線插座便可方便上網)，則可省下重新鋪設網路線路所需的極大耗費，也可以避免使用無線通訊而有跨樓層或牆壁遮蔽的問題。因此，現有已發展並訂定出電力線通訊(Power Line Communication，PLC)之技術標準，如HomePlug 1.0等標準以作為相關電子裝置的應用。

圖1是依據本發明一實施例的一種電力線裝置的局部示意圖。圖2是圖1的電力線裝置中開關結構的放大示意圖。在圖1中僅繪示相關構件的相對位置，其內部詳細結構請參考圖2。在本實施例中，電力線裝置100包括通信單元110、開關結構120與電路基板130，其中通信單元110即為電力線裝置100中提供網路通信功能的相關元件，包含如圖示RJ45型的連接座112及與其連接的相關電子元件114等，其內容已能由現有電力線裝置而得知，故在此無須贅述，本實施例也並不因此限制通信單元110的形式。再者，通信單元110與開關結構120均配置於電路基板130上且彼此存在電性連接關係，而所述通信單元110在本實施例中能藉由開關結構120而被啟動或關閉。

在本實施例中，電力線裝置100可為已直接安裝於屋內電力線網路上的電子構件，即在房屋建設或裝潢時已將其置入， 亦即上述電路基板130能設置於電力線300上，而得以被視為建築內整體電力線的接點之一。另一方面，於本發明另一未繪示的實施例中，電力線裝置亦可為外接式電子構件，其藉由電源端子而連接房屋內的插座，而同樣能達到所需效果。據此，本發明並未限制電力線裝置的使用型態。

請再參考圖2，在此提供直角座標系以利於相關構件的描述。在本實施例中，開關結構120包括第一電極122、第二電極124、第一電磁閥單元126以及第二電磁閥單元128。第一電極122與第二電極124沿Z軸配置在電力線裝置100之內。第一電磁閥單元126包括第一移動件126a、第一線圈126b與第一電源126c，其中第一移動件126a套設於第一線圈126b內，第一電源126c電性連接第一線圈126b。第二電磁閥單元128包括第二移動件128a、第二線圈128b與第二電源128c，其中第二移動件128a套設於第二線圈128b內，第二電源128c電性連接第二線圈128b。第二電極124設置在第一移動件126a的一端而面對第一電極122。在此，第一電源126c與第二電源128c能依據現有技術而分別從電力線300分流而成。

基於上述，第一移動件126a與第二移動件128a便能藉由電磁效應而分別受控於第一線圈126b(及第一電源126c)與第二線圈128b(及第二電源128c)，進而使第一移動件126a沿Z軸移動，第二移動件128a沿X軸移動。再者，如圖2所示，第一移動件126a與第二移動128a件分別具有第一卡榫單元A1與第二卡 榫單元A2，其中第一卡榫單元A1包含沿Z軸排列的擋塊A11與凹槽A12，而第二卡榫單元A2包含沿X軸排列的擋塊A21與凹槽A22。據此，當第一移動件126a與第二移動128a件如圖2所示予以正交地結合之後，便形成能相互影響的卡榫機構。

圖3與圖4分別繪示圖2的移動件於不同狀態的示意圖。請同時參考圖2至圖4，在本實施例中，開關結構120還包括基底121與彈性件123，其中基底121沿Z軸位於第一移動件126a遠離第一電極122與第二電極124的一側，而彈性件123連接在第一移動件126a相對第二電極124的另一端與基底121之間，且彈性件123恆驅動第一移動件126a(及其上的第二電極124)遠離第一電極122。

在圖3中，當第二移動件128a移至位置P3時，第一移動件126a實質上是能受控於第一線圈126b(及第一電源126c)沿Z軸來回移動而不受第二移動件128a的影響，亦即，此時的第二移動件128a是以其凹槽A22座落於第一移動件126a的移動路徑上，因此第一移動件126a能由凹槽A22行經第二移動件128a。舉例來說，當第一電源126c供電至第一線圈126b時，便能產生磁力克服彈性件123的彈力而驅動第一移動件126a朝正Z軸方向移動，而使第一電極122與第二電極124相互電性抵接以啟動通信單元110，同時也因而使彈性件123變形。當第一電源126c停止供電至第一線圈126b時，彈性件123則以其彈性恢復力驅使第一移動件126a復位，而使第一電極122與第二電極124相互遠離 以關閉通信單元110。

基於上述，請接著參考圖4，當第一移動件126a移至位置P1時，設置在其上的第二電極124便抵接於第一電極122而達成電性連接，如此便能啟動通信單元110。惟需注意的是，若此時停止第一電源126c對第一線圈126b之供電，則第一移動件126a便無法維持在所述位置P1(同時也因彈性件123會驅使第一移動件126a復位)。

因此，本實施例進一步地藉由第二移動件128a的存在，而於前述狀態時藉由第二電源128c與第二線圈128b驅動第二移動件128a(從位置P3)移至位置P2，進而使第二移動件128a的凹槽A22移離第一移動件126a的(沿Z軸)移動路徑，而改以使擋塊A21移至第一移動件126a的移動路徑上，因此第一卡榫單元A1的擋塊A11與第二卡榫單元A2的擋塊A21彼此干涉，從而讓第二移動件128a能阻擋第一移動件126a朝負Z軸移動。如此一來，第一移動件126a與第二移動件128a在結構上彼此卡置，故而即使此時讓第一電源126c停止供電於第一線圈126b，第一移動件126a仍能維持在位置P1，而使第一電極122與第二電極124仍保持電性連接的關係，通信單元110也因此能保持其啟動的狀態。

另需提及的是，由於第一移動件126a與第二移動件128a為實質上相互正交的結構(其移動路徑也相互正交)，因此在第一移動件126a是呈上下縱向的情形下，第二移動件128a即呈左右 橫向的配置與走向(在此所述方位是以圖式所示視角為基準)。如此一來，第二移動件128a在未受其他外力的前提下，便僅受控於第二線圈128b與第二電源128c而移動，以達到阻擋第一移動件126a或讓其通行的效果。承上述，一旦需關閉通信單元110，便僅需驅動第二移動件128a沿X軸移動，而使其凹槽A22再次移回第一移動件126a的移動路徑上，以讓第一移動件126a朝負Z軸移動而復位。

圖5至圖7繪示本發明另一實施例的一種開關結構的示意圖，藉此描述開關結構於不同狀態時相關構件的對應位置，同時省略與前述實施例相同的部分構件。請同時參考圖5至圖7，在本實施例中，開關結構220適於對應不同的電子單元210、310而產生相對的開啟、關閉動作。如圖5所示，開關結構220包括電極221、222、223與224、第一電磁閥單元126以及第二電磁閥單元128，其中第一電磁閥單元126以及第二電磁閥單元128已如上述之相關構件描述，故在此不再贅述，惟於上述實施例未提及的是，電極221、222是配置在第一移動件126a沿Z軸的相對兩側，電極223、224則分別配置在第一移動件126a的相對兩端，且電極221、223用以啟閉電子單元210，電極222、224用以啟閉電子單元310。再者，第一卡榫單元A1包括沿Z軸排列的擋塊A11與凹槽A12、A13，其中擋塊A11位於凹槽A12、A13之間。

據此，當第一移動件126a受控於第一線圈126b與第一電源126c(請對應參考圖2至圖4，在此省略)而朝正Z軸方向 移動時，便能使電極221、223電性連接而啟動電子單元210，且同時使電極222、224彼此遠離而關閉電子單元310，如圖6所示(請同時對照圖2至圖4中關於第二移動件128a的結構特徵)，當第二移動件128a移至位置P3，並讓第一移動件126a移至位置P1，而後再驅動第二移動件128a移至位置P2，以讓第一移動件126a與第二移動128a件相互卡置。

相對地，當第一移動件126a受控於第一線圈126b與第一電源126c(請參考圖2至圖4，在此省略)而朝負Z軸方向移動時(此時需先驅動第二移動件128a移至位置P3，再使第一移動件126a從位置P1移至位置P4，而後驅動第二移動件128a移至位置P2，以讓第一移動件126a與第二移動128a件相互卡置)，便能使電極222、224電性連接而啟動電子單元310，且同時使電極221、223彼此遠離而關閉電子單元210，如圖7所示。

於另一未繪示的實施例中，所述電子元件210、310之間亦可配置以能彼此反向的移動組件取代前述的第一移動件126a。換句話說，所述移動組件能受磁力控制並藉由相關機構件(例如以具有反向螺紋的螺桿、齒輪等已知的結構)而朝向正Z軸方向與負Z軸方向移動，如此便能讓移動組件以雙向移動的運動方式而達到同時啟閉電子單元210、220的效果。同樣地，藉由前述的第一卡榫單元A1與第二卡榫單元A2，便能使第二移動件128a對所述移動組件進行卡置的動作，而讓移動組件在未被磁力驅動時能因卡置結構而維持電極221至224的電性連接或斷路的狀態。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，於電力線裝置內的開關結構，藉由彼此正交設置且正交移動的移動件，而讓第一移動件負擔電極連接或斷路之運動狀態的同時，以第二移動件對第一移動件進行對應的卡置動作，而能讓第一電磁閥單元在未接受電力的情形下，仍能因結構的卡置關係而維持在啟動通信單元的位置，進而使通信單元維持啟動的狀態而避免因斷電而關閉的風險。換句話說，本發明的電力線裝置無須處於時時通電的狀態，即能達到所需的通信功能，進而使電力線裝置能因前述開關結構而具有較佳的節能效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電力線裝置

110‧‧‧通信單元

112‧‧‧連接座

114‧‧‧電子元件

120‧‧‧開關結構

130‧‧‧電路基板

300‧‧‧電力線

Claims (8)

1. 一種開關結構，包括：一第一電極；一第一移動件，沿一第一軸可移動地設置於該第一電極旁，該第一移動件具有一第一卡榫單元；一第二電極，設置在該第一移動件的一端且面對該第一電極；以及一第二移動件，沿一第二軸可移動地設置於該第一移動件旁，該第二移動件具有一第二卡榫單元，該第一軸正交於該第二軸，當該第一移動件移至一第一位置，且該第二移動件移至一第二位置時，該第一卡榫單元與該第二卡榫單元相互干涉，且該第一電極電性連接該第二電極，當該第二移動件移至一第三位置時，該第一移動件沿該第一軸可移動地行經該第二移動件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的開關結構，包括：一第一電磁閥單元，具有該第一移動件、一第一線圈與一第一電源，該第一移動件套設於該第一線圈內，該第一電源電性連接該第一線圈；以及一第二電磁閥單元，具有該第二移動件、一第二線圈與一第二電源，該第二移動件套設於該第二線圈內，該第二電源電性連接該第二線圈。
3. 如申請專利範圍第1項所述的開關結構，其中該第一卡榫單元包括沿該第一軸排列的一第一擋塊與一第一凹槽，該第二卡 榫單元包括沿該第二軸排列的一第二擋塊與一第二凹槽，當該第一移動件移至該第一位置，且該第二移動件移至該第二位置時，該第二擋塊移至該第一凹槽而與該第一擋塊干涉，以使該第二移動件阻擋該第一移動件沿該第一軸移動，當該第二移動件移至該第三位置時，該第一移動件沿該第一軸可移動地行經該第二凹槽。
4. 如申請專利範圍第1項所述的開關結構，還包括：一基底，沿該第一軸位於該第一移動件的一側；以及一彈性件，連接該第一移動件相對該第二電極的另一端與該基底之間，該彈性件恆驅動該第一移動件遠離該第一位置。
5. 如申請專利範圍第1項所述的開關結構，還包括：一基底，沿該第一軸位於該第一移動件的一側；以及一彈性件，連接該第一移動件相對該第二電極的另一端與該基底之間，該彈性件恆驅動該第一移動件移至該第一位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述的開關結構，還包括：一第三電極，沿該第一軸相對於該第一電極設置；一第四電極，設置在該第一移動件且相對該第二電極的另一端，該第四電極面對該第三電極，當該第一移動件移至該第一位置，該第三電極遠離該第四電極，當該第一移動件移至一第四位置時，該第三電極電性連接該第四電極，且該第一電極遠離該第二電極。
7. 如申請專利範圍第6項所述的開關結構，其中該第一卡榫單元包括沿該第一軸排列的一第一擋塊、一第一凹槽與一第三凹 槽，該第二卡榫單元包括沿該第二軸排列的一第二擋塊與一第二凹槽，當該第一移動件移至該第一位置，且該第二移動件移至該第二位置時，該第二擋塊移至該第一凹槽而與該第一擋塊干涉，或當該第一移動件移至一第四位置，且該第二移動件移至該第二位置時，該第二擋塊移至該第三凹槽而與該第一擋塊干涉，以使該第二移動件阻擋該第一移動件沿該第一軸移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述的開關結構，其中該第一擋塊位於該第一凹槽與該第三凹槽之間。