专利名称：夜光开关的制作方法
技术领域：
本发明是一种有发光装置的电灯开关。夜晚暗中发光照亮开关本身，开灯十分方便，避免了瞎摸索。不过开关发光不能浪费电。
电灯开关的主要结构是有二只接线(片)柱，外接电源和电灯线，内接一对小动、静触头，另外还有一只塑料外壳。市售的电灯开关大多数没有发光功能。文献上记载有发光功能的电灯开关有三种。
第一种，由发光漆或光致发光粉等荧光材料做成发光按键在暗中显示的。参考文献实用新型说明书CN2150621Y，ZL92221877.3授权公告日1993年12月22日。实用新型名称夜光显示开关。
发明专利申请公开CN1089059A，申请号93120295.
公开日1994年7月6日。发明名称双色注塑光致夜光按键及其制造方法。
它的优点是荧光材料构造发光体，节约电能，发光体使用寿命长。缺点是发光不是最亮。
第二种，发光装置包括有一条由限流电阻，发光二极管和整流二极管组成的发光电路的电灯开关。参考文献实用新型说明书CN2133918Y，ZL92209117.X授权公告日1993年5月19日。实用新型名称发光按钮墙壁开关。
它的优点是发光二极管体积小，发光点做在按钮上，在黑暗中显示开关操作点位置正确，开灯方便。它的短处是发光电路效率很低，不宜使用。分析发光电路由一只限流电阻、一只整流二极管和一只发光二极管串联。由于限流电阻极大50K-100K以上而发光二极管，整流二极管内阻都很小。发光二极管内阻约为50Ω-100Ω。整流二极管内阻略去不计算。因此发光电路所消耗的电能消耗在限流电阻上为i2×100K，消耗在发光二极管上的功率为i2×100Ω。所以消耗在限流电阻上无用电能和消耗在发光二极管上的发光功率之比为i2×100K/i2×100Ω＝1000/1。那就是说有效的发光功率输出仅占电路损耗的无用热能的千分之一。由此可见电路效率十分低。
第三种，发光装置包括一条，由限流电阻，氖管(或荧光辉光灯泡)和其它元件(如果有其它元件集中常数或分布常数元件)组成的发光电路的电灯开关。参考文献实用新型说明书CN2176593Y，ZL93240776.5授权公告日94年9月7日。实用新型名称带指示灯的开关。
实用新型说明书CN2149678Y，ZL93208376.5授权公告日1993年12月15日。实用新型名称多控开关。
另外还有一种开关，它指示开关位置是用一只辉光灯泡。其实辉光灯炮的电路也是由一只限流电阻和一只氖管或荧光辉光灯泡所组成。参考文献实用新型专利申请说明书CN2111563U申请号91230624.6公告日1992年7月29日。实用新型名称新型辉光灯泡。
这一种开关发光装置的优点是发光电路效率要比第二种发光电路效率要高，发光也比较亮，所以还可以用。分析这一种发光电路是一只氖管与一只限流电阻串联，电阻数值约150K～5MΩ。当市电220V交流是电压加到发光电路上时，氖管便发光，氖管两端电压约为110V，限流电阻两端电压约为110V。由于串联电路电流是一样大小，所以氖管的功率输出约占整个发光电路的50％。其它元件略去不计算。
这一种开关所存在的问题有以下几点①发光电路效率只有50％在大范围内使用时，千家万户，所用开关会达到几百万只甚至几亿只。为了不增加国家电力工业负担，发光电路效率需要进一步提高。②氖管体积较大，不易做在按钮里，在黑暗中不能直接显示按钮或按键的准确位置。开灯不是最方便。③氖管(或荧光辉光灯泡)只能放在按键上面或下面塑料外壳盖的开口下。放一透明材料制成的光导板，再放一指示开关位置的辉光灯泡。没有保护装置的氖管玻璃壳很容易破碎，缩短使用寿命。如果用光导板来作保护，防止受到机械力的冲击，以及加强电气绝缘。那末光导板就会对发光体所发射的光通量有一定的反射和吸受作用。透光率最高的聚甲基丙烯酸甲脂，飞机玻璃，透光率是0.9，而红色有机玻璃，光通量经过滤色，估计透光率只有0.3。另外氖管或辉光灯泡所发射的非平行光线通过光导板时，有反光现象，(反射，偏振光反射，漫反射)如果反射系数为0.3，那末光线通过光导板时，光通量只有原来的0.9×(1－0.3)＝63％飞机玻璃光导板0.3×(1－0.3)＝21％红色有机玻璃光导板由此看出，光导板对光线的反射和吸受作用很严重。④氖管或荧光辉光灯泡的六个发光面，上、下、前、后、左、右，只有一个发光面对着外壳盖开口及开口下的光导板。那就是向着开口的这个发光面。如果六个面发射的光通量都相等，那照射到开口或光导板的光通量只有氖管发射的全部光通量的1/6。说明发光装置对光通量利用效率偏低。
综合上述三种开关的优、缺点提出本发明的目的①电学发明一条新的发光电路，解决电学问题。
I 它的电路效率要提高。
II 大范围千家万户使用时，有功电度消耗要接近于零，要象荧光材料一样发光不需要付电费。
III但发光元件要有足够的功率，保证发光元件发光比较亮。②光学设计发光装置新技术方案，解决光学问题。
I 发光装置对光通量的利用率要高。
II 取消光导板，取消光导板对光线的反射和吸收作用。
III开关操作点按键(或按钮)的位置要看得很清楚。
IV 发光形式要进一步丰富和优美。③机电安装为新发明的发光电路的电气元件，设计一个机电安装技术方案，解决安装问题。
I新的发光电路电气元件必须有良好的保护，防止受到机械力的冲击，延长元件使用寿命。元件必须有良好的电气绝缘。
II电路元件安装必须良好和美观。
为了达到发明的目的，采用的解决方案是①主要技术解决方案发明一条《夜光开关》功能电路，它有一只电容器和限流电阻并联在一起，限流电阻可以省略，电容器一端接一只氖管或不带电阻的荧光辉光灯泡。功能电路的两端分别接在两只接线柱上。开关接上电源线和电灯线，开关未开时，功能电路已经受到220V电压的作用，氖管就发出红色微光，晚上黑暗用肉眼看，可以看出明显发光，照亮开关本身。这就是所谓《夜光》氖管就是《夜光灯》泡。《夜光开关》功能电路电学特性很好，电容器和电阻数值可以调整。大范围里使用时，略有益于电网功率因数。如果省略掉电阻只用电容器，由于电容器是一只无功元件，所以功能电路的有功功率输出集中在氖管上，使得发光元件有功功率输出占整个功能电路有功功率输出的100％，大幅度的提高了电路的效率。改变电容器的数值，把氖管的功率调整在1-20mw。按平均8mw计算，一座100万人的大城市，每人使用一只《夜光开关》，那末所消耗总电能相当于一只8KW小马达所耗电能。这些电能对于一座100万人的大、中城市来说，可以忽略不计。②附加技术解决方案是为《夜光灯》氖管或不带电阻的荧光辉光灯泡做一只《夜光》灯罩。《夜光》灯罩是塑料外壳的一部份，它的位置在开关正面上方，它的形状是一只园环柱体，正下面开了一扇小窗口，园环柱体的一端有盖。
园环柱体的白色塑料内壁构成一张弯曲的反光镜面，把左、右、前、后、上五个方向氖管所发射的光线会聚起来，从正下面开在小窗口，投光到开关的操作点，按键(或按钮)处，把按键及开关的一部分照亮。
如果园环柱体的内壁制成金属镜面，还可以进一步加强园环柱体的聚光能力。
为了使发光的形式更丰富优美，园环柱体上或端盖上还可以开一只或几只小显示孔来发射光线，光线沿水平方向射向较远处。③附加技术解决方案是《夜光开关》功能电路的电子元件电容器做一只小壳子。它也是塑料外壳的一部份，保证电容器绝缘良好，放在开关反面，做成(长方)环柱体。安装良好和美观。
由于《夜光开关》功能电路效率特别高，达到100％，所以耗费同样有功功率，《夜光开关》功能电路所发光要比其它电路亮得多。
《夜光》灯罩是塑料外壳的一部份，有足够的机械强度，可以保证氖管玻璃壳不受到机械力的冲击，延长氖管的使用寿命，同时确保氖管绝缘良好。
由于《夜光》灯罩在开关正面上方，所发射光线从正面上方照射开关，所以黑暗中的开关显得比较好看。
园环柱体端盖上所开的小显示孔向较远处直接发射光线使开关的发光形式更加丰富优美，较远处就可以看见开关发光。
园环柱体内壁构成反光镜面，把氖管发射的光线会聚起来，从小窗口投光到按键部位，把按键及周围部份照亮，其光通量约为氖管所发射的全部光通量的4/6。取消了光导板，光导板对光线的反射和吸受作用也就不存在了。通过光导板的光通量只有原来光通量的63％～21％。(对比一)发光装置包括有一条由限流电阻、氖管或荧光辉光灯泡和其它元件(如果有其它元件，集中常数或分布常数元件)组成的发光电路的电灯开关与《夜光开关》对比。
把其它元件略去不计算。
由于“投光小窗口”和“外壳盖开口下的光导板”面积差不多大小。因此发光电路消耗同样的有功功率，《夜光开关》投光小窗口所投射的光线要比使用限流电阻和氖管的发光电路外壳盖开口下的光导板所散射的光线亮度要大12.7～38.1倍。
(100％×4/6×100％)/[50％×1/6×(63％～21％)]＝12.7～38.1倍(对比二)发光装置包括有一条由限流电阻、发光二极管和整流二极管组成的发光电路的电灯开关。电路效率比较低，约为1/1000。
《夜光开关》功能电路的效率很高，可达100％。比它高了一千倍。(对比三)使用荧光材料制成发光按键的电灯开关，发光不耗电能，使用寿命长，短处是发光不太亮。
《夜光开关》耗电1～20mw，耗电几乎等于零，实际上不需要支付电费。元件使用寿命长，发光也比较亮。《夜光开关》上氖管所发出的全部光通量要比荧光材料发光按键所发出的全部光通量要大一千倍以上。用一个例子来说明为了使问题看得更清楚，调整电容器的数值，略微调大一些氖管输出的有功功率，调至10～20mw。夜晚暗中，氖管发光可以把1～2公尺距离以内的物体照得看得见，还可以有物体的光影。而发光按键只能发光照亮本身很小的一块面积，约1.3cm×2.8cm＝3.64cm2。氖管发光可以照亮一只半径为一公尺的球面，面积为4πr2＝4×3.14×100cm×100cm＝125600cm2125600cm2÷3.64cm2＝34505倍。经验认为，发光按键亮度和氖管发光照亮物体亮度差不多，这说明氖管发射的光通量比荧光材料发光按键所发射的光通量要大34505倍。这比一千倍以上的数字要大许多。《夜光》灯罩会聚了氖管所发射的4/6的光通量，投光到《夜光开关》的按键和按键周围，使按键看得特别清楚。《夜光》灯罩窗口，投光到开关按键部位的光要比发光按键所发出的光亮一千倍以上。
《夜光开关》由于设计合理，功能良好发光较亮，用电极少，几乎等于零，无须支付电费。(连续使用一年，按计算电费约0.5分人民币)适合于大范围推广。国家不会增加能耗负担，人民可享受《夜光开关》的功能好处。《夜光开关》外观富于立体感，很优美，有利于商业销售。《夜光开关》也可以节电，有时你为了避免暗中摸索不便，预先把电灯开着，有了《夜光开关》你就可以不预先开灯，有利于节电，一只40W白炽灯少开2小时，所节电就已超过一只《夜光开关》一年所消耗电能的总和。《夜光开关》白天可以作有电压指示。夜晚暗中发《夜光》照亮开关本身，看得很清楚，开灯很方便。本发明的实施例，对照
。图1是《夜光开关》结构示意图，是实施例I单联单档按键《夜光开关》。图2是《夜光开关》功能电路及外接电源、电灯线路的电气原理图。实施例I，图一中，不看其它部份，只看按键(4)接线柱(5)(6)键盘(7)芯壳((14)这就和一只单联单档按键开关完全一样，是一只市面有售的普通电灯开关。生产这一只开关的所有技术都是现有的，工厂、设备、技术员都是现有的，无须赘述。现在只需要对①主要技术解决方案②、③附加技术解决方案的实施说明一下就可以了。①主要技术解决方案的实施《夜光开关》功能电路(9)所有电气元件氖管(10)或无电阻荧光辉光灯泡，电容器(110，电阻(12)在市场上均有售，照图二把它们连接起来，接头用锡焊，再套上塑料套管，确保绝缘良好和装配美观，接上电源线和电灯(13)线，分别接在接线柱(5)和(6)上。末开灯，《夜光开关》功能电路(9)就受到220V交流电压作用，把氖管(10)耗电功率调整在1-20MW之间，譬如说，调整在5MW。氖管(10)两端电压大约是100～120V，电流是10～150μA。电容器(11)的数值约500～22000P限流电阻(12)数值约500K～5MΩ，限流电阻(12)可以省略。(参考《夜光开关》样品)找一个模具技术员，就可以绘出塑模图纸和制作塑模，再用注压机就可以把《夜光开关》塑料外壳注压成功。这样②附加技术解决方案中的《夜光》灯罩(1)连同灯罩上的窗口(2)显示孔(8)③附加技术解决方案中的围电容器(11)的小壳子(3)也都做好了。
把生产单联单档按键开关的现有技术和①主要技术解决方案②、③附加技术解决方案的实施方案结合起来，按照图一，把它们总装起来就成一只《夜光开关》。实施例II单联单档按键开关改制成《夜光开关》是一种基本单元。把这个基本单元二、三个组合起来，就成了单联双档或单联叁档按键《夜光开关》。都是可以实施的。单联是指单相二线。双档是指两按键。叁档是指叁按键。实施例III把这个单元和其它照明用附件如插座组合起来，当然也是可施的。实施例IV如果将按键开关换成按钮开关，那就成了按钮《夜光开关》，也是可以实施的。实施例V双控开关有三只接线柱，多控开关有四只接线柱也可以做成《夜光开关》。双控开关把《夜光开关》功能电路(9)接在双控开关二只静片所连接的接线柱上。其它实施情况和单联单档按键开关完全一样。这样就制成了《夜光》双控开关。
多控开关技术可参考专利文献CN2149678Y
公开日93.12.15.实用新型名称多控开关。
多控开关①主要技术解决方案，把《夜光开关》功能电路(9)代替用氖管和限流电阻所组成的显示支路，把《夜光开关》功能电路的两端接在二只静片所连接的接线柱上；②附加技术解决方案把多控开关氖管固定在键盘上的显示孔改成《夜光》灯罩(1)以及灯罩上的投光小窗(2)及显示孔(8)；③附加技术解决方案为电容器(11)做一只小壳子(3)放在多控开关的反面，做成(长方)环柱体。
这样就制成了《夜光》多控开关。实施例VI台灯其开关也是按键或按钮开关，因此也可以做成《夜光》台灯开关。
权利要求
①夜光开关是一种有发光装置的电灯开关，有二只接线(片)柱，内接一对小动、静触头，还有一只塑料外壳，其特征是有一条夜光开关功能电路(9)，它有一只电容器(11)和限流电阻(12)并联在一起，限流电阻(12)可以省略，电容器(11)的一端连接一只氖管(10)或不带电阻的荧光辉光灯泡，功能电路的两端分别接在两只接线柱(5)和(6)上。②根据权利要求①所述的夜光开关，其特征在于还有一只夜光灯罩(1)是塑料外壳的一部份，它在开关的正面上方，它的形状是一只园环柱体，正下面开了一扇小窗口(2)，园环柱体的一端有盖。③根据权利要求②所述的夜光开关其特征在于夜光灯罩(1)的园环柱体上或端盖上还开有一只或几只小显示孔(8)。④根据权利要求①至③任何一项权利要求所述的夜光开关，其特征在于还有一只围电容器(11)的小壳子(3)也是塑料外壳的一部份，它在开关的反面，做成长方环柱体。
全文摘要
本发明是一种有发光装置的电灯开关。它主要是解决此类开关发光电路设计所存在的电路效率低和发光装置对光通量利用效率低以及开关按键看不清等问题。其主要技术特征是有一条《夜光开关》功能电路(9)，有一只电容器(11)连接一只氖管(10)或不带电阻的荧光辉光灯泡；还有一只《夜光》灯罩(1)。来提高发光电路效率和光通量利用效率，并且使按键可看清楚。夜晚开灯前，氖管发光照亮按键，不用付电费，千家万户开灯方便。
文档编号H01H9/18GK1126361SQ9511155
公开日1996年7月10日 申请日期1995年3月7日 优先权日1995年3月7日
发明者方天英 申请人:方天英