CN101010761A - 壁盒安装调光器的拉出式空气间隙开关 - Google Patents

壁盒安装调光器的拉出式空气间隙开关 Download PDF

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Abstract

一种包含在具有平面表面的壁盒调光器的表面图案中的推/拉开关控制器。所述开关控制器通过指甲操作并且包括指甲凹槽，该指甲凹槽可以从操作器的底端表面上接触，从而可以被拉出到打开位置。当所述操作器被拉出时暴露开关位置标记。所述凹槽优选根据人的指甲的横向曲线而曲线化。

Description

壁盒安装调光器的拉出式空气间隙开关
相关申请
本申请要求2004年6月29日提交的美国临时申请No.60/584,071的优先权。
技术领域
本发明涉及壁盒安装的调光器，并且尤其涉及一种空气间隙开关，所述开关容易操作并且不会影响调光器的平滑、连续的外部面板的外观。
背景技术
壁盒调光器是公知的，并且通常具有触发三极管，硅控制的整流器(SCR)，场效应晶体管(FET)，或者可以被操作以传送可变功率给照明负载的任何其他可控导通的半导体结构。所述可控导通设备通常提供了开启/关断控制致动器和调光器级别控制致动器，这些控制致动器安装在调光器的前表而上并且可以从该处进行操作。还需要提供空气间隙开关致动器，可以位于该设备相同的前表面上并且从该处进行操作，以提供交流(AC)功率从照明负载的限定断开时间而独立于所述可控导通功率设备的关断时间。
同时还非常希望能够在调光器的前表面上组织所述控制致动器以提供美观的平滑整洁外观，同时容易操作，并且对于用户是“自然明了”的。
大量具有这种控制致动器的壁盒调光器是熟知的。
一种所述设备是路创电子公司(Lutron Electronics Co.Inc.)销售的“MAESTRO”商标产品，其中壁盒调光器的面板具有相对很平的表面。大型的矩形开启/关断致动器占据了大部分面板表面以控制半导体控制设备(或者可控导通设备)的开启和关断操作。分线开关的一侧上的狭窄垂直延伸的区域包括非常狭窄的调光控制摇杆致动器，用于通过适当控制半导体设备而控制所连接的照明负载的调光级别。开启/关断致动器的另一侧上的又一个狭窄区域承载一排间隔开的发光二极管(LED)或类似物，它们顺次发光以指示通过所述调光控制摇杆致动器所设置的调光级别。
最后，在开启/关断致动器下方包含空气间隙开关致动器。所述空气间隙开关致动器为很薄的可横向移动的控制器，沿着从左至右延长的轴移动以操作内部的空气间隙开关，所述空气间隙开关可以将输入的AC功率完全从照明负载断开。因此，用户不需要依赖于非导通的半导体设备(通过开启/关断致动器的致动)，即可确保照明负载从AC电源断开连接(从而负载电路可以得到更加安全的维护)。空气间隙开关致动器通过两个弹簧叶片之间的扩大的凸轮表而来移动延伸轴，所述两个弹簧叶片可以分别承载位于调光器的封装或者外壳内的触头。当移动到开启位置时，凸轮轴压迫弹簧叶片，由此分开它们的触头，从而开启内部的空气间隙开关。
开启/关断致动器、调光控制摇杆致动器以及空气间隙开关致动器被组织为提供平的表面，其中各个控制器基本共面。(致动器相对于其平面表面仅需要很少移动以操作调光器封装内的各个开关，并且它们在面板表面上突出很少部分)。然而，由于空气间隙开关致动器必须在左手位置和右手位置之间横向移动，依赖于设置，在空气间隙开关致动器的左侧或者右侧需要存在一定间隙。这种间隙在原本连续的而板表面上是不美观的。而且，空气间隙开关致动器很难操作，因为其表面与相邻的面板表面齐平，并且很难对用户清楚显示内部空气间隙开关被打开，即没有AC电源被传送给照明负载。
因此非常希望能够设置“MAESTRO”调光器的空气间隙开关以使得按照平滑、连续的方式填充面板的表面，并且很容易观察到关断位置，以及很容易被用户操作。
路创电子公司制造的另一种壁盒调光器是以“FAEDRA”商标销售的设备。该设备与“MAESTRO”设备不同，但是具有空气间隙开关致动器，该致动器具有推/拉动作(与“MAESTRO”调光器的横向动作对应)。如同在“MAESTRO”调光器中，推/拉控制器也移动延长的凸轮承载轴，所述凸轮分开一对弹簧叶片，所述弹簧叶片分别承载触头，从而在推/拉操作器被移动到开启内部空气间隙开关的位置时打开所述触头。
美国专利6,734,381和6,727,446中描述了所述调光器。这种调光器具有承载垂直延伸的开启/关断致动的椭圆触头的表面，具有相对较高突出的椭圆表面，占据面板的主要部分。相对较高的调光器摇杆致动器沿着椭圆开启/关断致动器的一个表而延伸。椭圆控制按钮突出在调光器摇杆致动器的外围之外，从而离开而板的平面结构。然后推/拉空气间隙开关控制器在椭圆的开启/关断致动器的下方延伸以控制该半导体设备。
为了控制内部空气间隙开关，在空气间隙开关致动器的底面中设置有凹槽，可以通过用户手指或者指甲操作。然而不能从顶部接触到空气间隙开关致动器。并且，空气间隙开关的操作或者位置对于用户并不明显。而且，它并不是设备面板的连续平滑外表面的一部分。
发明内容
根据本发明，在“MAESTRO”类型壁盒调光器中包含了一种新颖的推/拉空气间隙开关致动器。所述推/拉空气间隙开关致动器具有凸轮杠杆，该杠杆操作单个叶片弹簧，所述叶片弹簧承载位于调光器的封装内的相对于静止协作触头的单个触头，允许减少操作空气间隙开关所需的操作力。而且，当空气间隙开关关闭时，其外部操作器与空气间隙开关致动器面板、开启/关断致动器面板以及调光控制摇杆致动器的平表面齐平，从而保持调光器的前面板的平整光滑外观的完整性。
空气间隙开关致动器具有两个操作槽(或者指甲钩)，一个在顶部表面上，另一个在空气间隙开关致动器的操作器端的底部表面上。所述槽优选从其底部向外成锥形。底部槽很容易通过用户指甲而啮合，并且，致动器的操作器端的顶部表面也包含槽，该槽可以通过邻近空气间隙操作器的顶部表面的开启/关断致动器中的斜表面而接触。所述斜面作为遮光板，从而当控制器被关闭并且与面板表面形成齐平连续外观时顶部凹槽不可见。而且，当致动器被拉出以打开内部空气间隙开关时，致动器顶部的扩大区域被展现给用户，并且承载标记“OFF”或者颜色代码等等表示关断位置，从而用户可以很容易知道空气间隙开关开路。
而且，顶部凹槽和/或底部凹槽可以在其端部被闭合以增加很薄截面的注模塑料空气间隙开关致动器的操作器端的强度。然而，当开启/关断致动器操作器被压下时(以闭合封装内部的触头)，其表面与而板的外表面的平整外观连续。
空气间隙开关致动器的操作器端的顶部和底部中的凹槽的尺寸设计为合适的容纳多数用户的指甲。因此，顶部凹槽可以为大约0.037英寸宽和深，并且可以容纳至少95％的测量人群的指甲。类似的，操作器的顶部表面中的大约0.032英寸宽的凹槽可以很容易被大约95％的测量人群操作。这些并不是关键的尺寸。经发现表明，在凹槽的外壁与操作器的面板表面之间保留大约0.020英寸的薄片可以提供注模塑料致动器中足够的强度以防止该部分断裂。而且，优选的，在顶部和底部凹槽的底部之间保留大约0.035英寸厚的薄片以防止该位置的致动器的断裂。
附图说明
图1是壁盒调光器(具有虚线所示的装饰面板)的透视图，并且显示了处于闭合位置(即“开启”位置)的新颖的推/拉空气间隙开关致动器；
图2是图1的前视图；
图3是图1和图2中壁盒调光器的透视图，其中推/拉空气间隙开关致动器处于打开位置(即拉出或者“关断”位置)；
图4是图3的顶视图，显示了开启/关断空气间隙开关致动器的延伸表面的顶部，并且显示了调光器的封装；
图5是图3的底视图，显示了处于打开位置的空气间隙开关致动器的底部以及调光器的封装；
图6是图3的侧视图，再次显示了处于打开位置的空气间隙开关致动器以及调光器的封装；
图7是图2的顶视图，显示了处于闭合和齐平位置的空气间隙开关致动器；
图8是图2的侧视图，显示了处于闭合和齐平位置的空气间隙开关致动器；
图9是前述附图的注模塑料推/拉空气间隙开关致动器的侧视图；
图10是图9的顶视图；
图11是图9的底视图；
图12是图10中沿着截线A-A的截面图；
图13是从左手侧看去的图9的侧视图；
图14是图12的沿着图12中截线B-B的截面图；
图15显示了有限人群样本的指甲厚度分布，从而显示了选择前述附图的空气间隙开关致动器的凹槽宽度的基础；
图16通过透视方式显示了图9至图14的致动器操作空气间隙开关触头；
图17是图16的端视图；
图18是图16的顶视图；
图19是图16的侧视图；
图20是显示仅通过底部凹槽操作空气间隙开关致动器的示意图；
图21与图20类似，但是显示了顶部和底部凹槽；
图22与图20类似，但是显示了底部凹槽可以为弓形；以及
图23与图22类似，但是显示了底部凹槽的壁可以具有一个弓形表面和一个平的表而。
具体实施方式
首先参考图1至图8，其中显示了壁盒调光器30，该壁盒调光器30具有任何适当注模塑料的前盖(bevel)31，并且容纳有开启/关断致动器32以开启或者关断封装33内的半导体控制设备(未显示)。前盖31还容纳有注模的调光控制摇杆致动器34以控制由调光器30控制的照明负载的调光级别，以及空气间隙开关操作器35用于控制内部的空气间隙开关(未显示)，该空气间隙开关同样在封装33内。(本发明针对空气间隙开关致动器和操作器35的结构)。一排LED设备36穿过前盖31延伸以提供由摇杆致动器34设置的调光级别的指示。
前盖31穿过安装板40中的开口延伸。装饰而板41被快捷连接(snap-connected)到安装板40。所有这些部件都是注模塑料，并且除了空气间隙开关操作器35外，均类似于路创电子公司的“MAESTRO”壁盒调光器的相应部件。
如图1、2、7和8所示，其中空气间隙开关闭合，并且如图3、4、5和6所示，其中空气间隙开关被拉出(即打开)，操作器35看起来与前盖31、面板41、开启/关断致动器32以及摇杆致动器34齐平。
值得注意的是，整个组件(空气间隙开关操作器35处于“开启”位置并且内部空气间隙开关闭合)的整个前部外观基本上是平滑整洁的表面。(例如，如图1、2、7和8中的平整前表面所示)。而且注意到，开启/关断致动器32的边缘通过斜而45而在其周围形成斜而角，如图1至图4所示，从而在操作器35的端部的顶部表面之上产生小的间隙。该间隙从调光器30的前面由于“遮挡效果”并不容易看到，但是它允许很容易接触操作器35的顶部表面，如下文所示。
图9至图14显示了空气间隙开关致动器50的详细结构(具有包括操作器35的前截面)。空气间隙开关致动器50是注模部件，具有凸轮部分51，当致动器50被拉出到如图3所示的位置时打开封装33中的内部空气间隙开关，这在稍后将详述。值得注意的是，致动器50的操作器35的底部表面具有底部凹槽52(如图9、11、12和14所示)并且致动器50的操作器35的顶部表而具有顶部凹槽53(如图10、13和14所示)。注意，顶部凹槽53由于机械强度的原因而具有闭合端部。顶部凹槽53具有在顶部凹槽53的内部附近注模的标记“OFF”。当致动器50被拉出到如图4所示的打开位置时该标记可见。
底部凹槽52的宽度优选大约为0.037英寸±0.005英寸并且具有类似深度(非关键特征)。并且提供了从凹槽52底部至顶部开口的轻微的锥形。凹槽52距离致动器50的操作器35大约0.020英寸。这种几何特征在图12中被放大显示。应当注意顶部凹槽53和底部凹槽52的互相偏移。顶部凹槽53通常对齐于底部凹槽52。顶部凹槽53具有大约0.032英寸±0.005英寸的宽度(非关键特征)并且距离操作器35大约0.020英寸。顶部凹槽53也从底部至顶部锥形开口。顶部凹槽53的深度大约为0.032英寸。注意，底部凹槽52和顶部凹槽53底部之间的距离大约为0.035英寸以确保足够的强度以承受操作期间的作用力而不断裂(见图12)。
图15显示了选定人群的指甲厚度，被用于确定底部凹槽52和顶部凹槽53的最小凹槽厚度。通过确定，0.037英寸的凹槽宽度可以被95％的人群样本所使用。
致动器50被滑动安装在前盖31内的注模导轨内，并且在其固定的打开和闭合位置之间移动。
图16至图19显示了致动器50如何操作内部空气间隙开关触头。因此，单个叶片弹簧60的基部61被安装到固定结构例如封装33(未显示)，并且在其自由端承载可移动的触头62。可移动触头62被手动按下以通过弹簧60与固定触头63连接。然后固定触头63连接到螺丝端子64，所述螺丝端子64在调光器30的输入AC电路中。当然，这些部件在如图4至图8所示的调光器30的封装33内部。
这些部件被安装为使得致动器50移动到开关打开位置(通过从前盖31拉出操作器35)会导致凸轮部分51压迫叶片弹簧60的自由端和可移动触头62离开固定触头63(见图17)。然而，当致动器50处于完全压下位置时，操作器35与前盖31齐平，弹簧60会收缩到压迫凸轮部分51前端，从而允许闭合触头62和63。
图20至图23是显示人的手指80和指甲81操作本发明的不同版本的新型致动器50的示意透视图。
图20显示了仅通过底部凹槽52操作致动器50。
图21与图20类似，但是包括顶部凹槽53。
图22与图21类似，但是显示了底部凹槽52作为弓形狭槽52a。
图23与图22类似，但是显示了底部凹槽52可以具有弓形壁52b和直立壁52c。
尽管参考特定实施例描述了本发明，本领域技术人员可以很容易做出各种变化和修改以及其他使用。因此，优选的，本发明并不限于在此公开的特定内容，而是仅有所附权利要求限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种壁盒照明控制器，包括壁盒，所述壁盒具有通常为平面的面板以及通过所述面板中的开口突出的通常为平面的前盖；所述壁盒包括在其内部的一对互相协作的空气间隙触头以及与所述一对触头机械协作的延长空气间隙开关操作器，所述操作器可以在第一和第二位置之间移动以导致所述一对触头分别打开和闭合；所述延长操作器的一个端部置于所述前盖的边缘部分附近并且与其平行，并且可以从当所述空气间隙触头闭合时与所述前盖齐平的位置移动到当所述空气间隙触头打开时位于所述前盖平面之上的位置；所述空气间隙开关操作器的外底部边缘部分与所述前盖的所述边缘部分间隔开，并且包含指甲容纳凹槽以容易操作所述操作器以打开所述空气间隙开关；电子开启/关断电路和置于所述前盖中并且耦合到所述电子开启/关断电路的平面的开启/关断操作器，所述开启/关断操作器包括斜面边缘，在所述空气间隙开关操作器的所述一个端部的顶部边缘和所述斜面边缘之间提供间隙，所述间隙通过遮挡效果而被隐藏，但是提供了对所述空气间隙开关操作器的所述一端的所述顶部边缘的访问，从而所述空气间隙开关可以通过访问所述一端的所述顶部边缘以及所述指甲容纳凹槽而被手动操作。
2.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述凹槽具有至少一个横向曲线表面，该表面对应于人体指甲的横向曲线。
3.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述凹槽从其底部向外成锥形。
4.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述凹槽在所述操作器的基本整个宽度上延伸，但是为了坚固性而在其端部闭合。
5.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述操作器的所述外边缘部分具有当所述操作器移动到所述位置以打开所述空气间隙开关并且处于所述前盖平而之上时垂直于所述前盖平面的暴露表面；所述暴露表面具有可见的操作位置标记。
6.根据权利要求1所述的照明控制器，其进一步包括置于所述壁盒内的调光器电路，以及在所述前盖中并且连接到所述调光器电路的延长的调光器操作器；所述延长的调光器操作器进一步与所述开启/关断操作器和所述空气间隙开关操作器一起提供了不间断的平面外观。
7.根据权利要求6所述的照明控制器，其中所述凹槽具有至少一个横向曲线表面，该表面对应于人体指甲的横向曲线。
8.根据权利要求7所述的照明控制器，其中所述凹槽从其底部向外成锥形。
9.根据权利要求8所述的照明控制器，其中所述凹槽在所述操作器的基本整个宽度上延伸，但是为了坚固性而在其端部闭合。
10.根据权利要求6所述的照明控制器，其中所述操作器的所述外边缘部分具有当所述操作器移动到所述前盖平面之上的所述位置时垂直于所述前盖平面的暴露表面；所述表面具有可见的操作位置标记。
11.根据权利要求9所述的照明控制器，其中所述操作器的所述外边缘部分具有当所述操作器移动到所述前盖平面之上的所述位置时垂直于所述前盖平面的暴露表面；所述表面具有可见的操作位置标记。
12.一种指甲操作的开关，包括一对可以相对移动的触头；可操作耦合到所述触头的延长开关操作器；封装所述触头并且容纳所述延长开关的封装外壳；所述延长开关操作器可以在开关打开和开关闭合位置之间移动以分别打开和闭合所述触头；所述延长开关操作器的一端在所述外壳表面上略微突出，并且可以移动到所述外壳表面上进一步拉出的位置以打开所述触头；垂直于所述外壳表面并且当所述触头闭合时被暴露的所述操作器的表面包括指甲凹槽，用于将所述操作器与指甲啮合以将所述操作器拉出到所述开关打开位置，并且包括与所述指甲凹槽相对的且可以被用户访问的第二凹槽。
13.根据权利要求12所述的开关，其中所述凹槽具有对应于人体指甲曲线的横向曲线。
14.根据权利要求12所述的开关，其中所述一对触头中的一者相对于所述外壳固定，并且另一个触头被活动承载在相对于所述外壳安装的弹簧上并且被偏移以与所述固定触头接触；所述操作器具有凸轮表面，所述凸轮表面可操作地啮合所述另一个触头以在所述操作器被拉出到所述开关打开位置时将所述触头移动到不与所述固定触头啮合。

Claims (15)

1.一种壁盒照明控制器，包括壁盒，所述壁盒具有通常为平面的面板以及通过所述面板中的开口突出的通常为平面的前盖；所述壁盒包括在其内部的一对互相协作的空气间隙触头以及与所述一对触头机械协作的延长空气间隙开关操作器，所述操作器可以在第一和第二位置之间移动以导致所述一对触头分别打开和闭合；所述延长操作器的一个端部置于所述前盖的边缘部分附近并且与其平行，并且可以从当所述空气间隙触头闭合时与所述前盖齐平的位置移动到当所述空气间隙触头打开时位于所述前盖平面之上的位置；所述空气间隙开关操作器的外边缘部分与所述前盖的所述边缘部分间隔开，并且包含指甲容纳凹槽以容易操作所述操作器以打开所述空气间隙开关。
2.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述凹槽具有至少一个横向曲线表面，该表面平行于所述前盖的平面，并且对应于人体指甲的横向曲线。
3.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述凹槽从其底部向外成锥形。
4.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述凹槽在所述操作器的基本整个宽度上延伸，但是为了坚固性而在其端部闭合。
5.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述操作器的所述外边缘部分具有当所述操作器移动到所述位置以打开所述空气间隙开关并且处于所述前盖平面之上时垂直于所述前盖平面的暴露表面；所述暴露表面具有可见的操作位置标记。
6.根据权利要求1所述的照明控制器，其中所述壁盒进一步包括电子开启/关断电路和置于所述前盖中并且耦合到所述电子开启/关断电路的平面的开启/关断操作器；所述开启/关断操作器和所述空气间隙开关操作器的所述外边缘部分提供了单个基本不间断的平面外观。
7.根据权利要求6所述的照明控制器，其进一步包括置于所述壁盒内的调光器电路，以及在所述前盖中并且连接到所述调光器电路的延长的调光器操作器；所述延长的调光器操作器进一步与所述开启/关断操作器和所述空气间隙开关操作器一起提供了不间断的平面外观。
8.根据权利要求7所述的照明控制器，其中所述凹槽具有至少一个横向曲线表面，该表面平行于所述前盖的平面，并且对应于人体指甲的横向曲线。
9.根据权利要求8所述的照明控制器，其中所述凹槽从其底部向外成锥形。
10.根据权利要求9所述的照明控制器，其中所述凹槽在所述操作器的基本整个宽度上延伸，但是为了坚固性而在其端部闭合。
11.根据权利要求7所述的照明控制器，其中所述操作器的所述外边缘部分具有当所述操作器移动到所述前盖平面之上的所述位置时垂直于所述前盖平面的暴露表面；所述表面具有可见的操作位置标记。
12.根据权利要求10所述的照明控制器，其中所述操作器的所述外边缘部分具有当所述操作器移动到所述前盖平面之上的所述位置时垂直于所述前盖平面的暴露表面；所述表面具有可见的操作位置标记。
13.一种指甲操作的开关，包括一对可以相对移动的触头；可操作耦合到所述触头的延长开关操作器；封装所述触头并且容纳所述延长开关的封装外壳；所述延长开关操作器可以在开关打开和开关闭合位置之间移动以分别打开和闭合所述触头；在所述外壳表面上略微突出以打开所述触头的所述延长开关操作器的一端被闭合，并且可以移动到所述外壳表面上进一步拉出的位置以打开所述触头；垂直于所述外壳表面并且当所述触头闭合时被暴露的所述操作器的表面包括指甲凹槽，用于将所述操作器与指甲啮合以将所述操作器拉出到所述开关打开位置。
14.根据权利要求13所述的开关，其中所述凹槽具有对应于人体指甲曲线的横向曲线。
15.根据权利要求13所述的开关，其中所述一对触头中的一者相对于所述外壳固定，并且另一个触头被活动承载在相对于所述外壳安装的弹簧上并且被偏移以与所述固定触头接触；所述操作器具有凸轮表面，所述凸轮表面可操作地啮合所述另一个触头以在所述操作器被拉出到所述开关打开位置时将所述触头移动到不与所述固定触头啮合。
CNB2005800229039A 2004-06-29 2005-06-29 壁盒安装调光器的拉出式空气间隙开关 Active CN100517537C (zh)

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