专利名称：手电筒开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气开关，更具体地说，涉及一种在手电筒中使用的电气开关。
通常，手电筒及便携灯都有一个保护性壳体，其中装有一个或多个电池，这些电池通过导体或者串联或者并联与光源连接。所述导体通常由下面三种众所周知的开关机构中断按键开关，滑动开关，通过旋转头使光源与导体接触的旋转头式开关。
按键式和滑动式开关所存在的缺点是它们难以美观的方式将开关与手电筒结合起来。按键式开关的另一个问题是因开关长期在开/关状态之间接触，弹簧机构有时会失效。另外，按键开关不能清除触点处积累的污物，容易造成接触不良，最后功能失效。旋转头式开关的缺点是使用者经常不知道向哪个方向旋转灯头以接通手电筒。为了实现调焦功能功能，必须在各种位置旋转灯头组件，所以在同一个动作中很难实现开关。例如，在这种情况下，最理想的是，当灯头或透镜向前旋尽时开关关断，为了启动光源，需要使灯头向后旋转运动，同时，光源的焦距也被调整。这种方法产生的问题是必须要将灯头旋转到最前端位置，才能关断光源。当每次使用时，焦距位置必须再进行调整。使用者很难调回原来的焦距，很令人烦恼。
本发明的目的就是要提供一种具有一种双位开关的手电筒，所述开关美观地与手电筒的外部或装饰设计结合起来。本发明的另一个目的是提供一种在手电筒中使用的双位开关，其具有一个正极锁定的第一和第二位置，并在接触片的相互切向表面之间，提供了一个污物清除动作。
本发明的一个形式是一个手电筒，它包括一个筒身或外壳，用于包含电源。一个光组件包括一个光源，固定于筒身，所述光源的一端接于电源的一个极，第二端接电源的另一个极。筒身由一个开关组件闭合，所述开关组件包括一个开关，可有选择地将光源的第二端与电源连接和断开。
本发明的第二个形式是手电筒的开关，它包括一个外壳，可拆卸地接于手电筒筒身的一端并具有一个从其内壁延伸的锁销。所述外壳同心地接受封闭筒身的一端的端盖的颈部。所述端盖的颈部包括一对由悬臂弹簧分开的槽。用于接受所述的从外壳向里延伸的锁销以为所述端盖限定至少一个第一和一个第二位置。在端盖颈部与端盖的纵向轴线同心的一个孔接受一个接触组件，接触组件具有一个第一位置，接触电源的相对的极，以及一个第二位置，根据所述端盖在所述第一和第二位置之间的转动，有选择地将光源的第二端接触。接触组件被限定在所述的端盖的颈部，而端盖由一个在所述的颈部内的孔内的限定部件被限定在所述的筒身内。限定部件可允许端盖绕其纵向轴人工转动以移动所述的接触组件有选择地与所述光源的第二端接触。
本发明的每个形式的优点在于提供了与手电筒的总体设计融为一体的具有美学外观的开关。设置在端盖内的开关可允许监测开关的接触，以确定电源是否接通。另外，开关的开/关动作使开关的接触片切向动作，可以提供一个自动清除污物的动作。所述的开关还具有一些无须特殊工具而易于安装的部件。如果必要，开关可被卸开，以进行有效的修理，或以低成本总体更换。
本发明的这些和其它目的通过结合附图的说明将更为明确。
图1为本发明的手电筒的立体图；图2为沿图中的手电筒中的II—II线的剖视图；图3为本发明中使用的端盖的剖视图；图4为图3中所示的端盖的俯视图；图5为图3中所示的端盖的仰视图；图6为图3中所示的端盖的端视图；图7为具有螺纹的外壳的剖视图；图8为图7中所示的外壳端视图；图9为图7—8中所示的外壳的侧视图；图10为本发明中所使用的限定帽和套筒的剖视图；图11为图10中所示的限定帽和套筒的端视图12为图10中所示的限定帽和套筒的侧视图；图13为图10中所示的限定帽和套筒的俯视图；图14为构成开关组件的部件的分解视图。
参见图1和2，手电筒20的第一实施例包括一个长型筒身22，筒身22具有一个第一端24和一个第二端26。在最佳实施例中，筒身22包括一个长型的电池仓，形成内壁28并从第一端24沿着筒身22的长度方向延伸到第二端26。内壁28的直径的尺寸最好可以容纳一个或多个干电池30，干电池可以是“D”，“AA”或“AAA”型号电池。按照惯例，如果使用的电池30多于一个，这些电池须为相同规格并串接一起，即一个电池的正极30a接于下一个电池的负极30b。
参见图2，筒身22的第一端24包括一个光组件32。组件32包括一个透镜外壳34，它通过螺纹沿筒身22的第一端接纳筒身。透镜外壳34接纳一个前盖36，前盖36中放置透镜38。在透镜外壳与透镜前盖及透镜之间是一个反射器40，在其反射点放置一个光源44，例如，一个灯泡。通过沿着螺纹旋转透镜外壳34，光组件32可纵向调整，而改变光源44相对于反射器40的位置，因此改变焦距和/或从反射器40反射的光束的清晰度。
在反射器40后面筒身22的第一端中，为一个灯限定模块46，用于限定光源，光源44具有插脚46a和46b插入插座50a和50b中。第一导电片52的一端置于插座50a中，其另一端靠近模块46的内部端54以便接触容纳在筒身22中的电池30的一个极，最好为正极30a第二导电片56的一端置于50b并与灯插脚46b接触。接触片56最好从模块46沿壁28及筒身22的长度延伸，在端58中断接近第二端26。
开关60封闭筒身22的第二端26。组件60包括一个端盖62，端盖62具有一个圆柱形部分64(图3—6)限定一个从端盖62的第二端70延伸的第一端66和一个凸缘或凸起68。凸缘68跨越端盖62的直径并穿过手电筒20的轴线A。凸缘68最好具有一个开口72。凸缘68具有一个抓握点以使开关在第一的“开”位置和第二“关”位置之间转换。
端盖62的圆柱形第一端64包括一个同心孔74，从第一端66延伸到端盖62的主体并限定一个内壁76。壁76的一部分被去掉以形成一个矩形的，径向和轴向延伸的开口78，开口的长轴与手电筒20的轴向平行。横穿开口78的是第二矩形开口或狭槽80，在开口78的相对侧的端部66限定了凸片82a和82b。从壁76在狭槽80和端盖62的主体之间向孔74内延伸的是凸脊84，以增强圆柱部分64的强度及作为传统的氢吸收剂物质(未示出)如镀铂的烧结铝的座。
在一个最佳实施例中，在壁76中的相对的矩形开口78和狭槽80为两个长型的槽86a，86b，处于壁76的悬臂部分88的相对侧作为一个弹簧。悬臂弹簧88具有一个相对于圆柱部分64的外表面的负向释放。悬臂弹簧88的该作用通过下面的详细解释将更为明显。
同心地接纳端盖62的圆柱部分64的为一个具有螺纹的外壳100，具有第一个外部螺纹端102，在筒身22的第二端26中的啮合内螺纹104；参见图2，7—9和14。内壁106的内直径略大于圆柱部分或颈部64的外直径可作为一个承受面并允许端盖62在其中转动。从内壁106轴向和径向延伸的凸起或锁销108具有一个可牢固安置于狭槽86a，86b的尺寸，其高度略高于内壁106和悬臂弹簧88的外表面90的距离。通过狭槽86a和86b的结构关系，悬臂弹簧88和凸脊或锁销108限定了开关组件60的第一和第二部分。
在同心孔74中并在筒身22中的电池30的相对极和接触片56的端部58之间提供电器连接的是一个后向接触片110和一个弹簧导体112。参见图2和14。后向接触片110为一个L形导电片，由例如铜或类似导体材料构成，具有一个横向端111，沿着直径方向横跨孔74并由凸脊83支撑。通过一系列的直角弯曲，接触片110从孔74延伸，并纵向地通过在壁上形成的矩形开口78以重叠在内壁部分28，并有选择地接触接触片56的一端58(图2)。弹簧导体112位于端113并压在接触片110的第一端111，并沿着手电筒20的纵轴A延伸，与一个或多个电池30的相对电极接触。
端盖62，接触片110和弹簧112处于具有螺纹的外壳100内并由一个限定部件114限定(参见图2，及10—14)，它包括一个圆柱形套筒部分116与圆形凸缘118同心并垂直延伸。矩形的齿条或钥匙部分120大体沿着套筒116的外部长度延伸。套筒116的尺寸及齿条120以特定的或钥匙配合的方式被容纳在端盖62的同心孔74中。即，套筒部分116可以齿条120可由壁76上形成的矩形开口78接纳的方式被孔74接纳。锁销122a，122b形成于齿条120的相对侧，滑过限定在颈部64的第一端66处的凸片82a，82b，并防止套筒116的后退。沿套筒116延伸的同心孔124允许弹簧112从中穿过，同时套筒116压迫弹簧112的底部113于接触片110的第一端。利用锁销122a，122b被锁在孔74内，圆形凸缘118可防止颈部64从具有螺纹的外壳100后退，因为凸缘118的直径大于颈部64的外部直径并贴靠在外壳100的第一端102。凸缘118的部分在126a，126b处被去掉以防止在组装后靠近凸片82a，82b，使得开关组件60可被分解进行必要的维护。在齿条120和凸片82a，82b之间可插入工具以分开锁销122a，122b并允许限定部件114后退。
为了使手电筒能承受一定的冲击，构成手电筒20的所有部件最好由聚合材料，如XENOY 5230(G.E.Plastisc Co of Pittsfield，Massachusetts公司有售)构成。导电部件，如接触片52，56和110最好由铜制成，而弹簧112为镀铬弹簧钢。光源44包括双插脚灯，能够承受电池提供的电压和电流。
手电筒20的内部可通过对每个开口加上O形圈而实现防水和水蒸汽的目的。例如O形圈130被置于颈部64，接近端盖72的主体，可以封闭螺纹壳体100的内壁。第二O型圈132被放置在螺纹壳体100的环形槽134封闭筒身22的内表面或内壁。以类似的方式，O型圈136可以用来在头组件50和筒身22中间形成封闭。利用如上所述所处位置O型圈130，132及136，手电筒20具有至少3英尺深的防水能力，或在1.1和大气压下持续至少30分钟的防水能力。
再参见图1和图2，筒身22的外部可制成具有网纹，以形成防滑表面易于使用者抓握。在最佳实施例中，可在筒身的外部形成一系列的同心的等间距的槽140，即可实现此功能。此外，筒身22的外部包括有一个对准标志142，由一个正压释放的结构限定，该对准标志与一个在凸缘68的端部形成的沿端盖62延伸的类似标志144对准以指示开关处于“接通”的位置。图1和图2也显示出头组件透镜外壳34部分的外部被网纹化以形成一个防滑表面并有助于旋转组件组32实现调焦。在最佳实施例中，在外壳上形成一系列的纵向的等间距的槽35以提供该功能。
在操作当中，通过绕手电筒的纵轴转动端盖62开关组件60被去掉，以从筒身22旋开开关组件60。适当数量的电池通过端26被装入，通过反向旋转端盖62使螺纹104啮合而使开关组件60封闭端26。当端盖62紧固以后，开关组件60也被旋入筒身22。螺纹104和对应的筒身22内部的螺纹最好设计为开关组件60止于一个预定的点。这可以通过在组件60和筒身22的连接处设计一个螺纹挡销来实现。
在手电筒中放置一定数量的电池，并由开关组件60封闭手电筒的端部后，可通过在由凸脊108与锁销或槽86a和86b的结合而限定的第一和第二位置之间旋转端盖62而接通或断开手电筒。端盖62的旋转可引起后接触片110摆动接触接触片56的端部58。通过旋转端盖62，使后接触片110与接触片56啮合，即可使电流通过弹簧112，后接触片110，接触片56，接触片52，在正极和负极接触片30a，30b之间流动。后接触片110的端部啮合接触片56的圆周运动产生一个“清除动作”，可去掉污物，清洁触点，在触点之间提供良好的电接触能力。通过反向旋转端盖62将凸脊108置于相对的锁销槽86a，86b，使后接触片110脱离接触片56，切断电池电极间的流动，即可关断手电筒。使用者通过看标志142，144是否对准，即可确定开关是否处于接通的位置。最好标志互相接合时，手电筒处于接通的状态。通过旋转端盖62置于“断”的状态，标志144相对标志142运动，使二者不再对准。
装入或取出电池的最好方法是从筒身22的后端26旋开开关组件60。通过从筒身22旋开开关组件60，开关组件60即被取下，包含在外壳100中失去工作能力。如果开关组件60出现问题，即可整个更换开关组件60，而不至整个手电筒废弃。此外，可以从端盖62的颈部64去掉限定套筒114来维修开关组件60。去掉限定套筒114，即可接近后接触片110和弹簧112。根据这种结构，上面任何一个部件出现故障都可以更换，或整个更换开关组件。
在手电筒20另一端24的灯组件32允许使用者调整从反射器40反射的光束。通过沿纵轴A旋转透镜外壳34，螺纹使透镜组件34挤向筒身22，使反射器40相对光源44移动，从而，使从透镜38反射的光产生广泛或狭窄的形式。这种结构优点是当接通手电筒后可使使用者保持所需的光束。
上面描述的只是最佳的实施例。本领域技术人员可以发明作出改进。因此上面所述及附图所示的实施例只是为了示意的目的而非对发明范围的限定，本发明的范围由附后的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种手电筒，包括一个在其中用于放置电源的筒身；一个包含光源的光组件，与所述的筒身连接，所述的光源的一端与所述的电源的一个极接触，所述光源的第二端靠近所述的电源的相对的极；封闭所述筒身的开关组件，用于有选择地将所述的光源与所述的电源的所述的相对极连接和断开。
2.根据权利要求1所述的手电筒，其中所述的开关组件包括一个置于所述的筒身并封闭筒身的端盖，所述的端盖可绕一个轴在将所述的光源与电源电气连接的第一位置和将所述光源与所述电源电气断开的第二位置之间旋转。
3.根据权利要求2所述的手电筒，其中所述的开关组件还包括其第一端可拆卸地置于所述的筒身的外壳，接纳所述端盖；放置于所述的端盖中的接触组件，用于接触所述电池的所述相对端；置于所述端盖内的限定部件，用于在所述外壳内限定所述端盖。
4.根据权利要求3所述的手电筒，还包括从所述光组件延伸所述外壳长度的接触片，所述接触片有选择地与置于所述端盖内的接触组件接触。
5.根据权利要求3所述的手电筒，还包括一个置于所述端盖内的氢吸收部件。
6.根据权利要求3所述的手电筒，其中所述的开关组件还包括从所述的部件的内表面延伸的凸轮；同心限定在所述端盖的外表面的用于跟随所述凸轮的凸轮随动件；在所述凸轮随动件上的锁销，用于啮合所述凸轮并将所述端盖限定在所述第一和第二位置中的一个位置。
7.根据权利要求6所述的手电筒，还包括从所述端盖的第二端延伸的凸起，用于人工地将所述端盖在所述第一和第二位置之间旋转。
8.根据权利要求6所述的手电筒，还包括放置在所述端盖和所述外壳之间的第一密封件；放置在所述外壳和所述筒身之间的第二密封件。
9.根据权利要求3所述的手电筒，其中所述的限定部件还包括在所述端盖内的匙形件；限定在所述匙形件一端的凸缘，靠近所述端盖和所述外壳；在所述匙形件上形成的锁销，用于啮合所述端盖，锁定靠近所述端盖和所述外壳的凸缘。
10.一种用于有选择地将光源与放置在一个筒身中的电池电气接通的开关，包括可拆卸地与所述筒身接合的外壳，具有一个从其内部延伸的锁销；在所述外壳中的具有一个颈部的端盖，所述颈部具有一个槽，用于接纳所述的锁销，使限定至少一个第一和第二位置；放置在所述的颈部内的接触组件，具有一个与所述电池电气接通的第一部分，和形成一个接触点的第二部分；在所述的颈部的限定部件，用于在其内部固定所述接触组件，枢轴地将所述颈部部分限定在所述外壳内部；所述的端盖可人工地在所述的用于有选择地移动所述接触片与光源电气接通的位置间转动。
11.根据权利要求10所述的开关，其中所述外壳具有一个与所述筒身纵轴重合的纵轴，所述端盖可绕所述纵轴转动。
12.根据权利要求11所述的开关，其中所述的端盖还包括在所述颈部部分限定的一个悬臂，沿所述的纵轴延伸并与之平行，用于对在所述的悬臂的相对侧的第一和第二位置中的所述锁销定位。
13.根据权利要求10所述的开关，其中所述的限定部件由至少一个从所述限定部件延伸并啮合在所述颈部内限定的至少一个凸片的锁销固定在所述的颈部。
14.根据权利要求13所述的开关，其中所述的限定部件包括一个圆形凸缘，其直径大体等于所述筒身内的外壳的一端，用于防止所述端盖从所述外壳后退并允许所述端盖在所述外壳内枢轴运动。
15.根据权利要求10所述的开关，其中所述接触组件包括具有第一端置于所述颈部内第二端向所述筒身内部延伸，并在所述开关的边缘定位的第一接触片；同心地置于所述的颈部内的导电弹簧，其第一端与所述接触片的第一端接触，其第二端接触所述的电池的一个极。
16.根据权利要求10所述的开关，还包括在所述的颈部部分限定的并与该颈部部分的内壁平行的匙形槽；从所述限定部件延伸的可置于所述匙形槽的齿条，用于在所述颈部部分内为所述限定部件定向并将所述接触组件压向所述颈部部分。
17.根据权利要求10所述的开关，其中所述的端盖包括一个用于在所述位置之间转动所述开关的把手。
18.一种用于有选择地接通或断开一个直流电路的开关，包括一个具有圆柱形内壁的外壳；从所述内壁延伸的锁销；放置在所述外壳内部得到具有一个颈部的端盖；一个放置在在所述颈部形成的槽中的悬臂弹簧，用于在所述的悬臂弹簧的相对侧为所述锁销限定第一和第二位置。一个设置在所述颈部的接触组件，其第一端接于电路的一端，其第二端有选择地接于电路的相对端；设置并固定在所述颈部内的限定部件，用于防止所述颈部从所述外壳后退，同时允计所述端盖在所述第一和第二位置之间旋转。
19.根据权利要求1所述的手电筒，其中所述的开关组件可以从所述筒身卸下，用于插入所述电源。
20.根据权利要求15所述的开关，还包括一个第二接触片在所述外壳内部延伸所述外壳的长度，其第一端与光源电气接触，其第二端置于所述第一接触片的第二端附近；在所述端盖在所述位置之间转动时，所述的第一接触片有选择地以摆动动作接触所述第二接触片。
全文摘要
一种在手电筒中使用的开关，包括一个外壳，可拆卸地接于手电筒筒身的一端并具有一个从其内壁延伸的锁销。所述外壳同心地接受封闭筒身的一端的端盖的颈部。所述端盖的颈部包括一对由悬臀弹簧分开的槽。用于接受所述的从外壳向里延伸的锁销以及所述端盖限定至少一个第一和一个第二位置。在端盖颈部与端盖的横向轴线同心的一个孔接受一个接触组件，接触组件具有一个第一位置，接触电源的相对的极，以及一个第二位置，根据所述端盖在所述第一和第二位置之间的转动，有选择地将光源的第二端接触。
文档编号H01H21/00GK1124339SQ9411989
公开日1996年6月12日 申请日期1994年12月5日 优先权日1994年12月5日
发明者斯科特·W·奥斯埃克, 戴维·A·弗恩, 斯蒂芬·M·黑尔, 区镜垣 申请人:日用电池有限公司