TWI667679B - 電源自動切換機構 - Google Patents

Abstract

一種電源自動切換機構，其主要是以連桿組的作動來推壓電源開關的撥桿，而在一推壓件的兩端各設置一個推壓部，並使推壓件繞著設置在兩推壓部之間的第一軸旋轉，使推壓件一端的推壓部向前移動，同時另一端的推壓部就會向後移動，如此可以無延遲地在撥動一組電源開關的撥桿向前時，又同步地撥動另一組電源開關的撥桿向後，實現無延遲同步切換兩組電源開關的目的。

Description

電源自動切換機構

本發明係有關於一種電源自動切換機構，特別是有關於一種利用連桿組推動進行電源開關交互切換的電源自動切換機構。

電源自動切換開關(Automatic Transfer Switches)是指兩種電源輸入，能確實將兩種電源相互切換並每次只提供一種電源輸出的裝置。電源自動切換開關多設置於建築物內，其具有兩組電源開關，一組電源開關連接於電力公司的供電側(常用電源)，另一組電源開關連接於發電機的供電側(備用電源)，當發生火災停電時，連接於電力公司供電側的常用電源斷電而連接於發電機供電側的備用電源開關會自動導通，使發電機能夠對建築物內之消防泵浦及電梯進行供電，等到電力公司恢復供電後，再使連接於電力公司供電側的電源開關導通而連接於發電機供電側的電源開關自動切斷，而自動切換回到電力公司的供電，如此可以確保對建築物的消防用水及電梯供電不中斷。

請參閱圖1，其表示習知的電源自動切換開關。習知的電源自動切換開關包括兩個電源開關S1與S2，分別連接至電力公司的供電側以及發電機的供電側，對應於兩個電源開關S1與S2分別設置兩個推撥件P1與P2，驅動推撥件P1與P2的機構則包括一主動齒輪1以及兩個從動齒輪2，主動齒輪1嚙合於兩個 從動齒輪2，兩個從動齒輪2的側面分別設有凸輪C，推撥件P1與P2則設有凸輪槽B，從動齒輪2的凸輪C結合於凸輪槽B，當主動齒輪1由馬達或旋桿R驅動旋轉時，驅動兩從動齒輪2旋轉，凸輪C隨著從動齒輪2旋轉而在凸輪槽B中移動並藉此推動推撥件P1與P2，而撥動電源開關S1與S2的撥桿，使電源開關S1與S2導通或關斷，凸輪C在兩從動齒輪2的對應位置彼此做適當的配置，使得推撥件P1讓電源開關S1成為導通開啟時，推撥件P2可同時讓電源開關S2被關斷，反之亦然。另外，電源開關S1與S2導通與否的標示是由從動齒輪2上適當的位置貼上紅色與綠色的貼紙，並在外殼S上形成兩個視窗W1與W2，當電源開關S1或S2導通時，從動齒輪2剛好旋轉到使綠色的貼紙對準視窗W1或W2，而被關斷的電源開關S1或S2，則是紅色的貼紙對準視窗W1或W2，如此使用者可以通過觀看視窗W1或W2而得知哪一個電源開關被導通或切斷。

但是圖1所示的習知的電源自動切換開關主要是利用主動齒輪1分別驅動兩個從動齒輪2，因兩個從動齒輪存有齒隙，且轉動方向相反，在電源開關S1與S2之間的切換常有延遲不同步的問題，另外由於主動齒輪1與從動齒輪2多半以塑膠材質製成，經過一段時間的使用之後，會有老化造成損壞的問題而必須進行更換。關於電源開關被導通或關斷的標示，由於必須經由視窗W1或W2觀看綠色或紅色貼紙，如此的標示方式不容易觀察了解，而且如果貼紙受潮脫落，就會失去標示的作用。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種電源自動切換機構，其主要是以連桿組的作動來推壓電源開關的撥桿，而在一推壓件的兩端各設置一個推壓部，並使推壓件繞著設置在兩推壓部之間的第一軸旋轉，使推壓件一端的 推壓部向前移動，同時另一端的推壓部就會向後移動，如此可以無延遲地在撥動一組電源開關的撥桿向前時，又同步地撥動另一組電源開關的撥桿向後，實現無延遲同步切換兩組電源開關的目的。另外，本發明的連桿組可用不銹鋼的材料製成，可承受較嚴酷的環境，不易老化或生銹。

本發明的電源自動切換機構的一實施例用於選擇性地導通一第一電源或一第二電源，本發明的電源自動切換機構包括：一支架、一第一電源開關、一第二電源開關、一推壓件、一第一連動件、一第二連動件以及一第一驅動源。第一電源開關用於導通或關斷第一電源，第二電源開關用於導通或關斷第二電源，推壓件可旋轉地設於支架上並可繞第一軸旋轉，推壓件具有第一推壓部以及第二推壓部，第一軸位於第一推壓部與第二推壓部之間，第一連動件可旋轉地連接於推壓件，第二連動件可旋轉地連接於第一連動件，第一驅動源連接於第二連動件且驅動第二連動件繞第二軸旋轉，使第一連動件移動推壓件繞第一軸旋轉，而使第一推壓部朝第一方向推壓第一電源開關且第二推壓部朝第二方向推壓第二電源開關，第一方向與第二方向係相反。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出實施例並配合所附圖式作詳細說明。

100‧‧‧電源自動切換機構

10‧‧‧支架

11‧‧‧底座

12‧‧‧側架

13‧‧‧承載板

14‧‧‧頂蓋

140‧‧‧開口

141‧‧‧狹槽

142‧‧‧狹槽

20‧‧‧推壓件

21‧‧‧第一推壓部

22‧‧‧第二推壓部

25‧‧‧連動機構

30‧‧‧第一連動件

131‧‧‧槽孔

40‧‧‧第二連動件

41‧‧‧偏心輪

42‧‧‧本體

43‧‧‧固接部

431‧‧‧結合孔

44‧‧‧通孔

50‧‧‧第一驅動源

60‧‧‧導通標示件

61‧‧‧第一標示端

62‧‧‧第二標示端

63‧‧‧本體

70‧‧‧第二驅動源

71‧‧‧凸柱

L1‧‧‧第一軸

L2‧‧‧第二軸

S1‧‧‧第一電源開關

S2‧‧‧第二電源開關

M1‧‧‧定位螺栓

M2‧‧‧固接件

W‧‧‧墊圈

圖1為習知的電源自動切換開關的立體圖。

圖2為本發明的電源自動切換機構的一實施例的立體圖。

圖3為圖2的電源自動切換機構的立體分解圖。

圖4為圖2的電源自動切換機構的另一立體分解圖。

圖5為圖2的電源自動切換機構的部分元件的立體分解圖。

圖6為圖2的電源自動切換機構的部分立體分解圖。

圖7為表示備用電源啟動時，導通標示件突出於支架的示意圖。

圖8為使用第二驅動源(旋桿)驅動推壓件旋轉的示意圖。

請參閱圖2、圖3及圖4，本發明的電源自動切換機構100用於選擇性地導通一第一電源或一第二電源，該電源自動切換機構100包括一支架10、一第一電源開關S1、一第二電源開關S2、一推壓件20、一連動機構25、一第一驅動源50、一導通標示件60以及一第二驅動源70。其中第一電源開關S1連接於第一電源，第二電源開關S2連接於第二電源。

支架10包括一底座11、兩個側架12、一承載板13以及一頂蓋14。兩側架12呈U字型，側架12的一臂以螺栓鎖固於底座13，且兩側架12相對設置並相隔一距離，承載板13橫跨兩側架12並以螺栓鎖固於側架12的另一臂，如此在兩側架12與承載板13之間形成一第一容納空間，第一電源開關S1與一第二電源開關S2被固定在底座11並位於兩側架12之間的第一容納空間中，推壓件20因為是用於撥動第一電源開關S1與一第二電源開關S2，所以也位在第一容納空間中，另外第一驅動源50也位於第一容納空間中且固定於承載板13的下表面。頂蓋14固接於承載板13，藉此在頂蓋14與承載板13之間形成一第二容納空間，第一連動件30、第二連動件40以及導通標示件60都設置在第二容納空間中且被承載於承載板13的上表面，第二驅動源70設置於頂蓋14的外部，並通過頂蓋14的一開口140可拆卸地結合於第二連動件40。以上各元件的詳細結構與彼此連動的關係會在以下的段落中作更詳細的說明。

第一電源開關S1用於導通或關斷第一電源，第二電源開關S2用於導通或關斷第二電源，在本實施例中，第一電源可以是電力公司的供電側，第二電源可以是發電機的供電側。另外，在本實施例中，第一電源開關S1與第二電源開關S2可以是無熔絲斷路器(No Fuse Breaker)。

推壓件20可旋轉地設於支架10上並可繞一第一軸L1旋轉(請參閱圖6)，在本實施例中，推壓件20可旋轉地安裝在承載板13的下表面，第一軸L1與承載板13呈垂直，推壓件20具有一第一推壓部21以及一第二推壓部22，第一軸L1位於第一推壓部21與第二推壓部22之間，在本實施例中，推壓件20是一呈長條平板狀的桿件，第一推壓部21與該第二推壓部22形成於長條平板狀桿件的相對兩端，如此當第一推壓部21向前移動時，第二推壓部22會對應地向後移動。而且第一推壓部21與該第二推壓部22分別形成凹槽狀，這樣使得第一推壓部21容易卡合於第一電源開關S1的撥桿，第二推壓部22容易卡合於第二電源開關S2的撥桿。當推壓件20繞一第一軸L1旋轉時，第一推壓部21向前移動而撥動第一電源開關S1的撥桿向前，同時第二推壓部22則會向後移動而撥動第二電源開關S2的撥桿向後，反之亦然，藉此得以實現第一電源開關S1被撥動為導通(ON)之同時，第二電源開關S2被撥動為關斷(OFF)，或者是第一電源開關S1被撥動為關斷(OFF)之同時，第二電源開關S2被撥動為導通(ON)。

連動機構25包括一第一連動件30以及一第二連動件40。第一連動件30可旋轉地連接於推壓件20，第二連動件40可旋轉地連接於第一連動件30，第一驅動源50連接於第二連動件40且驅動第二連動件40繞一第二軸L2旋轉，使第一連動件30移動推壓件20繞第一軸L1旋轉，而使第一推壓部21朝一第一方向(例如朝前方)推壓第一電源開關S1且第二推壓部22朝一第二方向(例如朝後方)推 壓第二電源開關S2，第一方向與第二方向係相反，即如前段所述，第一推壓部21向前移動而撥動第一電源開關S1的撥桿向前，同時第二推壓部22則會向後移動而撥動第二電源開關S2的撥桿向後，反之亦然。在本實施例中，第一驅動源50可以是電動馬達，受一控制電路或控制器的控制而作動，以驅動第二連動件40繞第二軸L2旋轉。

在本實施例中，第二連動件40包括一偏心輪41，第一連動件30可旋轉地套接於偏心輪41的外周面，偏心輪41的中心與第二軸L2相隔一距離，第一驅動源50驅動偏心輪41繞第二軸L2旋轉(請參閱圖4及圖5)，如此偏心輪41的中心會繞第二軸L2旋轉，第二連動件40更包括一本體42以及一固接部43，固接部43與偏心輪41分別設於本體42的相對兩側，且固接部43是用於固接於第二驅動源70，在固接部43的頂端設有兩個結合孔431，供結合於第二驅動源70，詳細結構會於以下的段落作說明。請參閱圖3與圖4，在本實施例中，本體42呈圓板狀，並且在軸向具有相對的兩個端面，偏心輪41與固接部43分別設於本體42的軸向的兩端面，固接部43呈圓柱狀，一通孔44貫穿偏心輪41、本體42以及固接部43，通孔44的軸向與第二軸L2重合，第一驅動源50的電動馬達的輸出軸結合於通孔44，第二連動件40以一定位螺栓M1定位在第一驅動源50的輸出軸上，如此當第一驅動源50的輸出軸轉動時可帶動第二連動件40繞第二軸L2旋轉。

第一連動件30為一連桿，連桿的一端套接於第二連動件40的偏心輪41的外周面，連桿的另一端樞接於推壓件20，在本實施例中，第一連動件30與推壓件20的樞接處是位於第一推壓部21與第一軸心L1之間，因此第一連動件30的一端會隨著偏心輪41繞第二軸L2旋轉，而使得第一連動件30在前後方向上產生移動，如此使得第一連動件30可以推拉偏壓件20繞第一軸L1旋轉，而進一 步使得第一推壓部21與第二推壓部22分別產生上述之向前及向後的移動。在另一實施例中，也可以在偏心輪41的外周面與第一連動件30之間設置一軸承。

請參閱圖4及圖5，更進一步說，在本實施例中，導通標示件60經由固接件M2固接於推壓件20，使得導通標示件60同步地隨著推壓件20繞第一軸L1旋轉，在本實施例中，固接件M2為螺栓與螺帽。在本實施例中，第一連動件30的另一端樞接於導通標示件60，由於導通標示件60具有一定的厚度，因此在第一連動件30與偏心輪41套接處下方設置一墊圈W，如此，第一連動件30的兩端會在大體上相同的水平高度，使第一連動件30的作動可較為順利。另外，在本實施例中，第一連動件30與導通標示件60及推壓件20之組合的樞接處可以與導通標示件60與推壓件20的固接處重疊，即固接件M2可以同時兼具使第一連動件30樞接於導通標示件60與推壓件20以及使導通標示件60固接於推壓件20的功效。由於導通標示件60設置於承載板13的上表面，而推壓件20設置於承載板13的下表面，而且固接件M2係垂直地穿設於導通標示件60與推壓件20，因此在承載板13上設有弧形的槽孔131，供固接件M2穿過，而使得導通標示件60與推壓件20繞第一軸L旋轉時，固接件M2可以在槽孔131中移動，而槽孔131的長度最好大於第一連動件30推拉導通標示件60與推壓件20在前後方向上移動的最大行程。

導通標示件60包括一第一標示端61、一第二標示端62以及一本體63，第一標示端61對應於第一推壓部21且第二標示端62對應於第二推壓部22，在本實施例中，本體63為一桿件，第一標示端61與第二標示端62分別設置在本體63的相對兩端而使導通標示件60形成一U字形的元件，導通標示件60經由螺栓固接於推壓件20後，第一標示端61的位置與第一推壓部21相當，第二標示端62 的位置與第二推壓部22相當，因此當第一推壓部21推壓第一電源開關S以導通第一電源時，第一標示端61會與第一推壓部21一起向前移動，在支架10的頂蓋14的側面設有兩個狹槽141與142，第一標示端61向前移動而通過狹槽141突出於頂蓋14，此時由於第二標示端62會與第二推壓部22向後移動，而使第二標示部62隱藏於頂蓋14內，這樣讓使用者看到第一標示端61突出於頂蓋14的狀態即可得知第一電源顯示導通(ON)，同樣地，當第二推壓部22推壓第二電源開關S2以導通第二電源時，第二標示端62會與第二推壓部22同步向前通過狹槽142而突出於頂蓋14，且第一標示端61會隱藏於頂蓋14中，藉此顯示第二電源顯示導通(ON)。另外，為了美觀，第一標示端61與第二標示端62相對於本體63的角度可以適當地傾斜設置使得第一標示端61與第二標示端62突出於頂蓋14時，第一標示端61與第二標示端62是垂直於頂蓋14的側表面。

因此當第一電源(電力公司)的供電側停止供電時(例如火災或其他事故)，控制電路或控制器控制第一驅動源50，使第一驅動源50驅動第二連動件40繞第二軸L2旋轉，並經由第一連動件30使推壓件20繞第一軸L1旋轉，第一推壓部21撥動第一電源開關S1向後，而關斷第一電源開關S1(OFF)，同時第二推壓部22撥動第二電源開關S2向前，而導通第二電源開關S2(ON)，改由第二電源(發電機)的供電側供電，此時導通標示件60的第二標示端62突出於支架10，如圖7所示。當事故解除時，第一電源的供電側恢復供電時，控制電路或控制器控制第一驅動源50，使第一驅動源50驅動第二連動件40繞第二軸L2旋轉，並經由第一連動件30使推壓件20繞第一軸L1旋轉，第一推壓部21撥動第一電源開關S1向前，而導通第一電源開關S1(ON)，同時第二推壓部22撥動第二電源開關S2向後， 而關斷第二電源開關S2(OFF)，回到由第一電源(電力公司)的供電側供電，此時導通標示件60的第一標示端61突出於支架10，如圖2所示。

請參閱圖8，其表示第二驅動源70驅動第二連動件40，並連帶地使第一連動件30旋轉導通標示件60及推壓件20的示意圖。在本實施例中，第二驅動源70是一旋桿，旋桿的中心設有兩根凸柱71(請參閱圖3及圖4)，凸柱71經由頂蓋14的開口140可插入第二連動件40的固接件43上的結合孔431，然後使用者可以施力旋轉第二驅動源70(旋桿)，以帶動第二連動件40繞第二軸L2旋轉，第二驅動源70主要是用於供使用者手動地操作電源自動切換機構100，其主要是用於測試電源自動切換機構100是否正常，因此平常不使用時可以拆下，需要使用時再將第二驅動源70插設於第二連動件40即可，以防止其他人員的誤操作。另外，為了美觀，第二連動件40的固接件43的頂端且與頂蓋14齊平。

本發明的電源自動切換機構100利用推壓件20繞著設置在第一推壓部21與第二推壓部22之間的第一軸L1旋轉，如此當第一推壓部21向前移動時，同時第二推壓部22會向後移動，如此可以無延遲地在撥動第一電源開關S1的撥桿向前時，又同步地撥動第二電源開關S2的撥桿向後，實現無延遲同步切換兩組電源開關的目的。另外，本發明的電源自動切換機構100的各元件可以用不銹鋼製成，防止元件因老化而損壞。由於設置了導通標示件60，藉由第一標示端61或第二標示端62突出於支架10，讓使用者可以容易地觀察到哪一個電源開關被導通，而且不會有故障的問題。

本發明雖以實施例揭露如上，然其非用以限定本發明的範圍，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神範圍內，無論做些許的更動與潤飾，亦屬本發明之保護範圍內。

Claims (9)

1. 一種電源自動切換機構，用於選擇性地導通一第一電源或一第二電源，該電源自動切換機構包括：一支架；一第一電源開關，用於導通或關斷該第一電源；一第二電源開關，用於導通或關斷該第二電源；一推壓件，可旋轉地設於該支架上並可繞一第一軸旋轉，該推壓件包括一桿件，該桿件係呈長條平板狀，該推壓件具有一第一推壓部以及一第二推壓部，該第一推壓部與該第二推壓部分別形成凹槽狀且位於該長條平板狀桿件的相對兩端，該第一軸位於該第一推壓部與該第二推壓部之間；一連動機構，連接於該推壓件；以及一第一驅動源，連接於該連動機構並驅動該連動機構，進而使該推壓件繞該第一軸旋轉，而使該第一推壓部朝一第一方向推壓該第一電源開關且該第二推壓部朝一第二方向推壓該第二電源開關，該第一方向與該第二方向係相反。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電源自動切換機構，其中該連動機構包括：一第一連動件，可旋轉地連接於該推壓件；以及一第二連動件，可旋轉地連接於該第一連動件，其中該第一驅動源連接於該第二連動件且驅動該第二連動件繞一第二軸旋轉，使該第一連動件移動該推壓件繞該第一軸旋轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電源自動切換機構，其中該第二連動件包括一偏心輪，該第一連動件可旋轉地套接於該偏心輪的外周面，該偏心輪的中心與該第二軸相隔一距離，該第一驅動源驅動該偏心輪繞該第二軸旋轉。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電源自動切換機構，其中該第一連動件包括一連桿，該連桿的一端套接於該偏心輪的該外周面，該連桿的另一端樞接於該推壓件，該第一連動件與該推壓件的該樞接處係位於該第一推壓部與該第一軸心之間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電源自動切換機構，其更包括一第二驅動源，該第二驅動源可拆卸地結合於該第二連動件，且可驅動該第二連動件繞該第二軸轉動，該第二驅動源包括一旋桿，該旋桿的中心可拆卸地結合於該第二連動件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電源自動切換機構，其中該第二連動件包括一本體以及一固接部，該固接部與該偏心輪分別設於該本體的相對兩側，且該固接部固接於該第二驅動源。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電源自動切換機構，其中該第一驅動源固定於該支架，該第一驅動源包括一電動馬達，該電動馬達的輸出軸可拆卸地結合於該第二連動件且使該第二連動件繞該第二軸旋轉。
8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之電源自動切換機構，其更包括一導通標示件，該導通標示件包括一第一標示端以及一第二標示端，該第一標示端對應於該第一推壓部且該第二標示端對應於該第二推壓部，該導通標示件固接於該推壓件使得該導通標示件同步地隨著該推壓件繞該第一軸旋轉，當該第一推壓部推壓該第一電源開關以導通該第一電源時，該第一標示端突出於該支架且該第二標示部隱藏於該支架內，當該第二推壓部推壓該第二電源開關以導通該第二電源時，該第二標示端突出於該支架且該第一標示端隱藏於該支架內。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電源自動切換機構，其中該支架包括一承載板，該導通標示件與該推壓件分別可旋轉地設於該承載板相反的兩面，且該導通標示件由複數個固接件固接於該推壓件，使得該導通標示件可同步地隨著該推壓件繞該第一軸旋轉，在該承載板上形成複數個槽孔，該等固接件經由該等槽孔貫穿該承載板並固接該導通標示件及該推壓件，該第一連動件以及該第二連動件與該導通標示件位於該承載板的同一面，該第一驅動源與該推壓件位於該承載板的同一面。