TWI815700B - 滾珠開關 - Google Patents

Abstract

一種滾珠開關，包含一外殼、一外蓋、一限位件、數個導電端子，及一導電滾珠。該外殼包括一基壁、一圍繞壁，及一形成於該圍繞壁的開放口。該外蓋封閉該開放口，並與該基壁及該圍繞壁配合界定出一容置空間。該限位件位於該容置空間內。該等導電端子穿過該外蓋並伸入該容置空間。該導電滾珠位於該容置空間並定位於該限位件，且可在一導通位置與一非導通位置間移動，在該導通位置時，該導電滾珠接觸該等導電端子的其中二者。透過該導電滾珠在該導通位置時所接觸的其中二導電端子，而能判斷該滾珠開關的傾倒方向。

Description

滾珠開關

本發明是有關於一種開關，特別是指一種滾珠開關。

參閱圖1與圖2，一種台灣證書號數第I239025號專利所公開之滾珠開關9，包含一外殼91、四端子92、一滾珠93，及一外蓋94。該外殼91為塑膠絕緣材質製成，並包括一基壁95，及一沿該基壁95外緣延伸的周壁96。該基壁95與該周壁96相配合界定出一具有一開放口971的容置空間97。該基壁95具有一外表面951、一內表面952、數個呈陣列排列由該外表面951朝該內表面952延伸連通該容置空間97的穿孔953，及一形成於該內表面952中央位置上呈圓錐狀的凹槽部954。該等端子92由金屬材質製成，並分別自該等穿孔953穿入該容置空間97。該滾珠93為金屬材質製成，位於於該容置空間97內，並承納於該凹槽部954。該外蓋94為塑膠材質製成，封閉於該外殼91的開放口971，並將該滾珠93限制在該容置空間97內。當該滾珠開關9傾斜，該滾珠93滾出或脫離該凹槽部954，而與其中二根端子92接觸，該滾珠93開關9即呈導通狀態。

然而，在製造該滾珠開關9時，要在該基壁95的該內表面952開設該凹槽部954，該凹槽部954的槽徑尺寸若較大，則容易與該等穿孔953的開設產生干涉，而若將該凹槽部954的槽徑尺寸縮小時，該滾珠93的尺寸則需因應調整縮小，但該滾珠93一旦縮小尺寸，便不易與該等端子92接觸，進而使該滾珠開關9偵測晃動的靈敏度降低，因此該滾珠開關9難以根據偵測晃動靈敏度的需求來製造，且在加工製造上較為不便。

因此，本發明的目的，即在提供一種便於加工製造的滾珠開關。

於是，本發明滾珠開關，包含一外殼、一外蓋、一限位件、數個導電端子，及一導電滾珠。該外殼包括一基壁、一自該基壁周緣延伸出的圍繞壁，及一形成於該圍繞壁相反於該基壁之一端的開放口。該外蓋封閉該外殼的該開放口，並與該基壁及該圍繞壁共同配合界定出一容置空間。該限位件位於該容置空間內，並撐抵於該基壁與該外蓋之間。該等導電端子穿過該外蓋並伸入該容置空間內。該導電滾珠位於該容置空間內並定位於該限位件，且可在一導通位置與一非導通位置之間移動，在該導通位置時，該導電滾珠接觸該等導電端子的其中二者，在該非導通位置時，該導電滾珠受該限位件的限制而與該等導電端子保持間隔。

本發明的功效在於：藉由設置該限位件，使該導電滾珠能定位於該限位件，並能在該導通位置與該非導通位置間移動，且由於該限位件結構簡潔，使該滾珠開關易於加工製造，另外透過該導電滾珠在該導通位置所接觸的其中二導電端子，能判斷該滾珠開關的傾倒方向。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖3與圖4，本發明滾珠開關的一第一實施例，包含一外殼1、一外蓋2、一限位件3、四個導電端子4，及一導電滾珠5。

該外殼1採用絕緣材質製成，於本第一實施例中，該外殼1為塑膠材質。該外殼1包括一基壁11、一自該基壁11周緣延伸出的圍繞壁12、一形成於該圍繞壁12相反於該基壁11之一端的開放口13，及一自該圍繞壁12鄰近該開放口13之一端的周緣向外延伸出的凸肋14。

該外蓋2採用金屬材質製成，並包括一封閉該外殼1的開放口13的蓋本體21、四個呈陣列排列地形成於該蓋本體21並分別對應該等導電端子4的貫孔22、四個分別定位於該等貫孔22並供該等導電端子4穿設的密封件23，及一自該蓋本體21周緣向外延伸出並對應抵接於該凸肋14的抵壁24。該蓋本體21與該基壁11及該圍繞壁12共同配合界定出一容置空間211。

值得說明的是，該等密封件23為玻璃絕緣體，採用玻璃對金屬封合(Glass-to-Metal sealing)技術與該等導電端子4一併封合於該蓋本體21。該凸肋14與該抵壁24之間採用電阻焊接技術進行接合。本發明滾珠開關透過此兩個技術達成氣密及水密的效果。

該限位件3位於該容置空間211內，並包括一抵於該蓋本體21的主靠部31、四個自該主靠部31周緣延伸出並抵於該基壁11的凸臂部32、一形成於該主靠部31上表面的凹陷部33，及數個環繞該凹陷部33地形成於該主靠部31周緣並供該等導電端子4穿設的穿伸部34。該凹陷部33具有一平台面331，及一自該平台面331朝上延伸至該主靠部31上表面且漸擴的環斜面332。

每一導電端子4採用金屬材質製成。該等導電端子4與該等密封件23透過玻璃對金屬封合技術一併封合於該外蓋2的該等貫孔22，並伸入該容置空間211內，且穿過該等穿伸部34，並環繞於該凹陷部33周圍。

該導電滾珠5採用金屬材質製成，並位於該容置空間211內且承納於該凹陷部33。

參閱圖5與圖6，該導電滾珠5可相對該等導電端子4在一非導通位置與一導通位置間移動，在該非導通位置時，該導電滾珠5承納於該凹陷部33並與該等導電端子4保持間隔，參閱圖7，在該導通位置時，該導電滾珠5滾出或脫離該凹陷部33，並接觸該等導電端子4的其中二者。

值得說明的是，該導電滾珠5與該凹陷部33的數量亦可為兩個以上，並因應調整該導電滾珠5與該凹陷部33的尺寸，故不以本第一實施例的數量為限。

使用時，參閱圖5與圖6，該滾珠開關水平固設於一物件100上，該物件100可為一電路板，此時，該導電滾珠5承納於該凹陷部33並與該等導電端子4保持間隔而位於該非導通位置，未與任一導電端子4接觸，使該滾珠開關呈非導通狀態。參閱圖7，因為該環斜面332與該平台面331之間的一夾角於本第一實施例中設定為四十五度，當該滾珠開關隨該物件100傾倒超過四十五度，使該導電滾珠5滾出或脫離該凹陷部33，且接觸該等導電端子4的其中二者而位於該導通位置時，該滾珠開關呈導通狀態。且透過該導電滾珠5在該導通位置時所接觸的其中二導電端子4，能判斷該滾珠開關的傾倒方向。

於本第一實施例中，雖該平台面331與該環斜面332之間的該夾角設定為四十五度，但不以此為限，能根據不同設計需求進行調整。舉例來說，若該夾角角度較小時，該滾珠開關隨該物件100在較小的傾斜角度便會切換至導通狀態，若該夾角角度較大時，該滾珠開關隨該物件100需要較大的傾斜角度才能切換至導通狀態，依此，能藉由調整該平台面331與該環斜面332之間的該夾角角度，來改變該滾珠開關的偵測靈敏度。

參閱圖8，本發明滾珠開關的一第二實施例，本第二實施例類似於該第一實施例的滾珠開關，兩者的差異僅在於，在本第二實施例中該等導電端子4的數量為八個，該外蓋2的該等貫孔22及該等密封件23的數量亦為八個，透過該導電滾珠5在該導通位置時所接觸的其中二導電端子4，能更精確判斷該滾珠開關的傾倒方向，因此，本第二實施例也可達成與該第一實施例相同的目的及功效。

經由上述說明，本發明第一、二實施例的滾珠開關，藉由該凹陷部33形成於該限位件3的該主靠部31，能避免先前技術中該凹槽部954與該等穿孔953(參圖1、2)發生干涉的問題，且在該第一、二實施例中更易於調整該凹陷部33的該環斜面332與該平台面331之間的該夾角角度，因此，該滾珠開關整體結構簡潔，易於加工製造，且透過該導電滾珠5在該導通位置時所接觸的其中二導電端子4，能判斷該滾珠開關的傾倒方向。

參閱圖9與圖10，本發明滾珠開關的一第三實施例，類似於該第一實施例，同樣包含一外殼1、一外蓋2、一限位件3、四個導電端子4，及一導電滾珠5，兩者的差異在於:

在本第三實施例中，該限位件3不具有形成於該主靠部31上表面的該凹陷部33，該主靠部31上表面為完整的平面並供該導電滾珠5放置，該限位件3還包括一形成於該主靠部31相反於該導電滾珠5之一面並位於中央的容納部35，及一設置於該容納部35並用於吸引該導電滾珠5的磁吸件36。在該非導通位置時，該導電滾珠5受該磁吸件36的吸引而貼靠於該主靠部31上表面，並與該等導電端子4保持間隔，而未與任一導電端子4接觸，在該導通位置時，該導電滾珠5脫離該磁吸件36的吸引，而接觸該等導電端子4的其中二者。

參閱圖10，使用時，該滾珠開關水平固設於該物件100上，此時，該導電滾珠5受該磁吸件36的吸引而位於該非導通位置，使該滾珠開關呈非導通狀態。當該滾珠開關受到外力衝擊，使該導電滾珠5脫離該磁吸件36的吸引並與其中二導電端子4接觸而位於該導通位置，使該滾珠開關呈導通狀態。

可以透過更換不同磁吸能力的磁吸件36，來調整該滾珠開關的偵測靈敏度。當該磁吸件36的磁吸力能力較強時，該滾珠開關需受到較大的外力衝擊，該導電滾珠5才會脫離該磁吸件36的吸引而位於該導通位置，以使該滾珠開關呈導通狀態，相對的，當該磁吸件36的磁吸能力較弱時，該滾珠開關受到較小的外力衝擊，該導電滾珠5便會脫離該磁吸件36的吸引而位於該導通位置，使該滾珠開關呈導通狀態。

因此，本第三實施例，藉由該限位件3設置有該磁吸件36，便能使該滾珠開關在非導通狀態與導通狀態間切換，因此，該滾珠開關整體結構簡潔，易於加工製造，且透過該導電滾珠5在該導通位置時所接觸的其中二導電端子4，能判斷該滾珠開關的傾倒方向，同樣能達成與該第一實施例相同的目的及功效。

參閱圖11與圖12，本發明滾珠開關的一第四實施例，類似於該第三實施例，兩者的差異在於，該限位件3的擺放方向顛倒，在本第四實施例中，該限位件3的主靠部31抵於該外殼1的該基壁11，該等凸臂部32抵於該蓋本體21，該容納部35形成於該主靠部31鄰近該基壁11之一面，並供該磁吸件36設置。該導電滾珠5受該磁吸件36的吸引而貼靠於該主靠部31並與該蓋本體21保持間隔。

本第四實施例的作動原理，與該第三實施例實質上相同，便不再贅述，因此本第四實施例同樣能達成與該第三實施例相同的目的及功效。

參閱圖13與圖14，本發明滾珠開關的一第五實施例，類似於該第三實施例，兩者差異在於，本第五實施例的滾珠開關還包含一位於該容置空間211內並抵於該基壁11的阻隔件6。該阻隔件6包括一形成在相反於該導電滾珠5之一面的中央的收納部61，及一設置於該收納部61的磁吸件62。其中，該限位件3的該磁吸件36與該阻隔件6的該磁吸件62上下相互對應，且具有相同的磁吸能力。另外，該等凸臂部32自該主靠部31延伸出並抵於該阻隔件6。

在該非導通位置時，該導電滾珠5同時受到設置於該阻隔件6的該磁吸件62與設置於該限位件3的該磁吸件36的吸引，而懸浮於該主靠部31與該阻隔件6之間，並與該等導電端子4保持間隔，在該導通位置時，該導電滾珠5脫離該等磁吸件36、62的吸引，並接觸其中二導電端子4。

參閱圖14，使用時，該滾珠開關水平固設於該物件100上，此時，該導電滾珠5受該等磁吸件36、62的吸引而位於該非導通位置，該滾珠開關呈非導通狀態。當該滾珠開關受到外力衝擊，使該導電滾珠5脫離該等磁吸件36、62的吸引並與其中二導電端子4接觸而位於該導通位置時，該滾珠開關呈導通狀態。

因此，該第五實施例同樣能達成與該第三實施例相同的目的及功效。

參閱圖15至圖17，本發明滾珠開關的一第六實施例，類似於該第一實施例，同樣包含一外殼1、一外蓋2、一限位件3、四個導電端子4，及一導電滾珠5，兩者的差異在於，該限位件3的結構不同。在本第六實施例中，該限位件3包括一環繞於該圍繞壁12內並抵於該蓋本體21與該基壁11之間的環壁37，及一自該環壁37靠近該蓋本體21之一端朝內延伸出並環繞該等導電端子4的環凸塊38。該環凸塊38具有一環繞於該等導電端子4外的包圍面381，及一自該包圍面381朝遠離該蓋本體21的方向延伸且漸擴的環斜面382。

參閱圖16，在該導通位置時，該導電滾珠5接觸該等導電端子4並受該等導電端子4的承托。參閱圖17，在該非導通位置時，該導電滾珠5沿該環斜面332遠離該等導電端子4，而不與該等導電端子4接觸。

參閱圖16，使用時，該滾珠開關水平固設於該物件100上，此時，該導電滾珠5與該等導電端子4接觸並受該等導電端子4承托而位於該導通位置，使該滾珠開關呈導通狀態。參閱圖17，因為該環斜面382的傾斜角度於本第六實施例中設定為四十五度，當該滾珠開關隨該物件100傾斜超過四十五度，使該導電滾珠5沿該環斜面332遠離該等導電端子4而位於該非導通位置時，該滾珠開關呈非導通狀態。該導電滾珠5移動至該非導通位置時，透過該導電滾珠5最後接觸的其中一導電端子4，能判斷該滾珠開關的傾倒方向。

因此，本第六實施例，藉由該限位件3的該環凸塊38的設置，便能使該滾珠開關在導通狀態與非導通狀態間切換，而該滾珠開關整體結構簡潔，易於加工製造，且能判斷該滾珠開關的傾倒方向，同樣能達成與該第一實施例相同的目的及功效。

綜上所述，本發明滾珠開關，在各實施例中，藉由該限位件3的設置，該導電滾珠5相對該等導電端子4在該非導通位置與該導通位置之間移動，使該滾珠開關能在非導通狀態與導通狀態間切換，且各實施例的該滾珠開關整體結構簡潔，易於加工製造，確實能達成本發明的目的。另外，該等導電端子4與該等密封件23透過玻璃對金屬封合技術一併封合於該蓋本體21，且該外殼1的該凸肋14與該抵壁24之間採用電阻焊接技術進行接合，使該滾珠開關能達成氣密及水密的效果。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:外殼 11:基壁 12:圍繞壁 13:開放口 14:凸肋 2:外蓋 21:蓋本體 211:容置空間 22:貫孔 23:密封件 24:抵壁 3:限位件 31:主靠部 32:凸臂部 33:凹陷部 331:平台面 332:環斜面 34:穿伸部 35:容納部 36:磁吸件 37:環壁 38:環凸塊 381:包圍面 382:環斜面 4:導電端子 5:導電滾珠 6:阻隔件 61:收納部 62:磁吸件 100:物件

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是第I239025號專利案的一立體分解圖； 圖2是第I239025號專利案的一組合剖視圖； 圖3是本發明滾珠開關的一第一實施例的一立體圖； 圖4是該第一實施例的一立體分解圖； 圖5是沿圖3之線V-V的一組合剖視圖，說明一導電滾珠位於一非導通位置； 圖6是沿圖5之線VI-VI的一組合剖視圖； 圖7是類似圖5的一組合剖視圖，說明該導電滾珠位於一導通位置； 圖8是本發明滾珠開關的一第二實施例的一立體分解圖； 圖9是本發明滾珠開關的一第三實施例的一立體分解圖； 圖10是該第三實施例的一組合剖視圖； 圖11是本發明滾珠開關的一第四實施例的一立體分解圖； 圖12是該第四實施例的一組合剖視圖； 圖13是本發明滾珠開關的一第五實施例的一立體分解圖； 圖14是該第五實施例的一組合剖視圖； 圖15是本發明滾珠開關的一第六實施例的一立體分解圖； 圖16是該第六實施例的一組合剖視圖，說明該導電滾珠位於一導通位置；及 圖17是類似圖16的一組合剖視圖，說明該導電滾珠位於一非導通位置。

1:外殼

12:圍繞壁

13:開放口

14:凸肋

2:外蓋

21:蓋本體

22:貫孔

23:密封件

24:抵壁

3:限位件

31:主靠部

32:凸臂部

33:凹陷部

331:平台面

332:環斜面

34:穿伸部

4:導電端子

5:導電滾珠

Claims (7)

1. 一種滾珠開關，包含： 一外殼，包括一基壁、一自該基壁周緣延伸出的圍繞壁，及一形成於該圍繞壁相反於該基壁之一端的開放口； 一外蓋，封閉該外殼的該開放口，並與該基壁及該圍繞壁共同配合界定出一容置空間； 一限位件，位於該容置空間內，並撐抵於該基壁與該外蓋之間； 數個導電端子，穿過該外蓋並伸入該容置空間內；及 一導電滾珠，位於該容置空間內並定位於該限位件，且可在一導通位置與一非導通位置之間移動，在該導通位置時，該導電滾珠接觸該等導電端子的其中二者，在該非導通位置時，該導電滾珠受該限位件的限制而與該等導電端子保持間隔。
2. 如請求項1所述的滾珠開關，其中，該限位件包括一抵於該外蓋的主靠部、數個自該主靠部延伸出並抵於該基壁的凸臂部、一形成於該主靠部相反於該外蓋之一面的凹陷部，及數個環繞該凹陷部地形成於該主靠部並分別供該等導電端子穿設的穿伸部，在該非導通位置時，該導電滾珠承納於該凹陷部，並與該等導電端子保持間隔，在該導通位置時，該導電滾珠脫離該凹陷部，並接觸該等導電端子的其中二者。
3. 如請求項1所述的滾珠開關，其中，該限位件包括一抵於該外蓋與該基壁之其中一者的主靠部、數個自該主靠部延伸出並抵於該外蓋與該基壁之其中另一者的凸臂部、一形成於該主靠部相反於該導電滾珠之一面的容納部、一設置於該容納部並用於吸引該導電滾珠的磁吸件，及數個環繞該容納部地形成於該主靠部並分別供該等導電端子穿設的穿伸部，在該非導通位置時，該導電滾珠受該磁吸件的吸引而貼靠於該主靠部相反於該容納部之一面，並與該等導電端子保持間隔，在該導通位置時，該導電滾珠脫離該磁吸件的吸引，而接觸該等導電端子的其中二者。
4. 如請求項1所述的滾珠開關，還包含一位於該容置空間內並抵於該外蓋與該基壁之其中一者的阻隔件，該阻隔件包括一形成在相反於該導電滾珠之一面的收納部，及一設置於該收納部的磁吸件，該限位件包括一抵於該外蓋與該基壁之其中另一者的主靠部、數個自該主靠部延伸出並抵於該阻隔件的凸臂部、一形成於該主靠部相反於該導電滾珠之一面的容納部、一設置於該容納部的磁吸件，及數個環繞該容納部地形成於該主靠部並分別供該等導電端子穿設的穿伸部，在該非導通位置時，該導電滾珠同時受到該阻隔件的磁吸件與該限位件的磁吸件的吸引而懸浮於該主靠部與該阻隔件之間，並與該等導電端子保持間隔，在該導通位置時，該導電滾珠脫離該等磁吸件的吸引，而接觸該等導電端子的其中二者。
5. 如請求項1所述的滾珠開關，其中，該限位件包括一環繞於該圍繞壁內並抵於該外蓋與該基壁之間的環壁，及一自該環壁靠近該外蓋之一端朝內延伸出並環繞該等導電端子的環凸塊，該環凸塊具有一環繞該等導電端子的包圍面，及一自該包圍面朝遠離該外蓋的方向延伸且漸擴的環斜面，在該導通位置時，該導電滾珠與該等導電端子接觸並受該等導電端子的承托，在該非導通位置時，該導電滾珠沿該環斜面遠離該等導電端子。
6. 如請求項1所述的滾珠開關，其中，該外蓋包括一蓋本體、數個形成於該蓋本體並對應該等導電端子的貫孔，及數個分別定位於該等貫孔並供該等導電端子穿設的密封件。
7. 如請求項6所述的滾珠開關，其中，該外殼還包括一自該圍繞壁鄰近該開放口之一端的周緣向外延伸出的凸肋，該外蓋還包括一自該蓋本體周緣向外延伸出並對應抵接於該凸肋的抵壁。

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