专利名称：具有成形面的开关的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及电接线装置领域，例如电开关和/或插座和用于安装于建筑物墙壁中的所述开关和/或插座的配件。
背景技术：
当通过加入接线装置如开关、插座或开关与插座组合来改变已有建筑物中的接线时，不管是公用建筑物、商用建筑物或住宅，都需要在建筑物墙壁中切出孔，将盒安装于孔内，将盒连接至竖直柱以及将接线装置安装至盒。在新结构中，盒被连接至开口墙壁的柱，然后可以是具有用于接近盒的开口的板石的墙壁被放置在柱上。常规的壁盒具有成对的安装耳以用于将接线装置安装至盒。在接线装置被连接至它们将要服务的各种导体以后，每个接线装置都利用螺纹紧固件如螺钉紧固至盒上的一对耳。对于位于盒内的每个接线装置实施将接线装置连接至各种导体然后将带有已连接的线的接线装置连接至盒的过程。然后，壁板通常在盒中置于每个接线装置周围。
典型安装可包括并排地置于公共的盒中的一个或多个接线装置。在一个公共的盒中有多个接线装置的安装情况中，壁板的安装可能很费时间。接线装置必须彼此对齐，必须彼此平行设置并且必须彼此隔开由壁板中的开口或窗口之间的间距确定的距离。未对准和定位问题通常由壁盒相对于壁歪斜或壁可能不平所引起。只有在所有接线装置相对于彼此准确定位以后，才能将壁板安装在接线装置周围。
现今使用的一种常见类型的电接线装置为摇臂型Decora牌电开关，其致动构件绕着中心定位的水平轴线枢轴转动。商标“Decora”由本发明的受让人拥有。为了操纵开关，摇板(致动构件)在顶部被推入以便向负载如灯供电，并且在底部被推入以便断开负载的电源。因此，对于并排地设置于盒中的两个或多个摇臂型开关，开关的致动构件或摇板可能在任一时刻处于相反位置。例如，对于并排地设置于盒中的两个或多个摇臂型开关，开关的摇板的顶缘在它们并非全部处于“接通”或“断开”位置时不会总是对齐。如果开关之一为3向或4向开关，当所有开关处于其接通或断开状态时，相邻开关的内外定位可能也会出现。特别是对于3向和4向开关，当用户需要随后致动或关闭少于所有摇臂开关时，相邻开关的无规律的内外定位可能引起用户头脑中对哪个开关已接通以及哪个开关断开的视觉不一致性。现今使用的另一种类型的接线装置为具有平表面的插座。在正常使用时，将插座与开关分组在一起不是很少见的。当带有平表面的插座与在一个平面中不平的开关分组在一起时，通常呈现视觉不连续的接线装置阵列，房主似乎视觉上对此不能接受。
发明内容
本发明公开了一种结构，其通过提供一种具有致动摇板的接线装置如开关克服了现有技术的装置的缺陷，其中该致动摇板绕着其上端做枢轴转动并且在弹簧作用下受到偏压以便在处于其接通位置或其断开位置时呈现相同的静止位置。重复按压和松开摇板的面的下部，就交替地闭合和断开开关内的一组触点，以便每次按压摇板，就交替地将负载如灯与电源连接和断开。因此，不管一组开关的相邻开关是否为通断开关或3向开关，它们始终将会对齐。通断指示器如小灯可设置于摇板中以便向用户指示何时开关的触点打开和闭合。
开关的摇板的长宽比尺寸成比例以便提供具有增加区域的手指接触表面，从而容许用户更容易和迅速地标识和操作特定的开关。开关的竖直轴线具有正一阶微分表面，其由多个在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，并且沿着水平轴线具有正一阶微分和负二阶微分表面，其由多个在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。
根据本发明的壁板位于开关周围并且具有用于容纳一个或多个开关的单个开口，其不带有将单个开口分开的分割或分隔构件，以用于接纳一个或一组两个或多个接线装置。围绕开关的壁板的形状沿着沿其竖直轴线延伸的剖面限定了正一阶微分和零二阶微分表面，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。当各个样条的高度增加的速率恒定时，该表面具有零二阶微分。开关的摇板并不位于固定的框架内。当壁板由不导电材料构成时，壁板可具有涂覆在其表面之一上的导电涂层以帮助提供通向地的导电通路。
当接线装置为插座时，插座的跨过其宽度的面在一个平面中为扁平形式，并且沿着其长度具有基本上恒定的半径，以便允许正确地安放插入的插头。
本发明教导了一种定位板，其能够容纳一个或多个电接线装置。利用本发明的定位板克服了在将多个接线装置如一个或多个插座和/或开关安装和视觉上定位于壁盒中然后连接壁板方面遇到的常见困难。此类困难包括试图将接线装置定位成互相对齐，试图将接线装置定位成互相平行，试图将不同装置之间的间距调节成比较相等和统一，以及试图将所有接线装置固定成平靠着壁。本发明的定位板具有单个中心定位的开口，该开口的尺寸设计成用于接纳一个或多个接线装置和每个接线装置所用的一组定位销。定位板上的每组定位销沿着限定了接线装置的纵向中心线的竖直轴线定位，并且每个接线装置在其相关接地/安装带的端部处或靠近该端部处装备有多功能夹，以便摩擦地接收定位板上的定位销并将其保持固定。定位销将所有接线装置相对于彼此并且与多功能夹一起准确地设置、对齐和定位，建立了通向地的导电通路。然后，定位板和连接至定位板上的定位销的接线装置可利用安装螺钉连接至盒。定位销将接线装置准确地设置、对齐和定位，并且定位板将所有接线装置设置至平面。
在根据本发明的开关的一个实施例中，每次压下摇板时，联接至开关的摇板的铰接凸轮驱动件引起凸轮首先沿顺时针方向旋转然后沿逆时针方向旋转。凸轮的交替旋转驱动滑块构件沿着线性轴线来回运动以便打开和闭合一组触点。具有预定形状的片簧与滑块构件上的凸轮随动件配合以便帮助滑块运动以及确定其静止位置。当开关处于其接通位置及其断开静止位置时，通过刚性构件作用的弹簧推动摇板始终处于其外出位置。位于摇板中的指示器如LED指示开关的导通状态。
在根据本发明的开关的另一个实施例中，联接至开关的摇板的凸轮驱动件包括由挠性材料如弹簧钢构成的起初扁平的条带，其形成有驱动凸轮的较大半径的平端。当开关处于其接通和断开静止位置时，弹簧推动摇板始终处于其外出位置。
在根据本发明的开关的另外一个实施例中，联接至开关的摇板的凸轮驱动件为由例如钢琴丝构成的紧密缠绕的弹簧，其联接至可由塑料、金属等构成的驱动凸轮的锥形尖端。当开关处于其接通和断开静止位置时，弹簧推动摇板始终处于其外出位置。
上文相当概括地举例概述了本发明的优选混合特征，因此本发明所属领域的普通技术人员可以更好地理解下述的发明的详细说明。本发明的附加特征在下文中进行描述，它们形成了本发明的权利要求的主题。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，他们可容易地使用所公开的概念及特定实施例作为基础来设计或改变其它结构用于实现本发明的相同目的，并且此类其它结构并不背离本发明的最广义形式的精神及范围。
本发明的其它方面、特征和优点通过以下详细描述、所附权利要求和附图将会变得更加清楚，其中附图中相似的元件具有相似的参考数字。
图1为现有技术的开关和壁板的正面透视图；图2为现有技术的开关、连接板和壁板以及用于接纳所述现有技术装置的盒的分解透视图；图3为根据本发明原理的开关和壁板的正面透视图；图4为图3中所示的开关的正面透视图，示出了接地/安装带和多功能夹；
图5为根据本发明的定位板、在其接地/安装带上装有多功能夹的开关和壁板的分解视图；图6为插座和壁板的前视图；图7为图6中所示的插座的正面透视图，示出了接地/安装带和多功能夹的部件分解图；图8为定位板、插座和壁板的分解视图；图9为用于单个接线装置的定位板的正面透视图；图10为用于接线装置的接地/安装带的透视图；图11为底部透视图，示出了连接至开关的接地/安装带；图12为根据本发明的多功能夹的俯视图，其通常连接至接地/安装带的底端；图12A是图12的多功能夹的侧视图；图13为多功能夹的俯视图，其通常连接至接地/安装带的顶端；图13A为多功能夹的沿着图13的线13A-13A剖开的剖面图；图14为图4的开关的结构的分解透视图；图15为图14的开关的基座装置的透视图；图16为图15的基座装置的结构的分解透视图；图17为根据本发明的开关的另一分解透视图；图18为根据本发明的开关的又一分解透视图；图19为图18的开关的凸轮驱动件的部分剖视的分解视图；图20为包括印刷电路板的图18的开关的分解透视图；图21A为图20的印刷电路板的俯视图；图21B为图21A的印刷电路板的底部透视图；图22为分解透视图，示出了开关的摇板中的导光管；图23为导光管的透视图；图24为图3的开关的沿着线24-24剖开的剖面图；图25A-25C为图14的摇板沿着线25A-25A、25B-25B和25C-25C的剖面图；图26为具有另一种凸轮驱动件的开关的分解透视图；
图27为沿着图3的线24-24的剖面图，其中凸轮驱动件为图26中所示的凸轮驱动件；图28为具有另一种凸轮驱动件的开关的分解透视图；图29为沿着图3的线24-24的剖面图，其中凸轮驱动件为图28中所示的凸轮驱动件；图30为用于容纳单个接线装置的根据本发明的壁板的正面透视图；图31A-31C为图30的壁板沿着线31A-31A、31B-31B和31C-31C的剖面图；图32为图30的壁板的底缘沿着线32A-32A的剖面图；图33为图30的壁板的顶缘沿着线33A-33A的剖面图；图34、34A为图30的壁板的顶缘的视图；图35为多功能夹的爪的局部放大透视图，该多功能夹与壁板的齿形架接合。
图36为壁板和定位板的接片的局部放大剖切侧视图，以便指示两个部件如何在闩锁之后分离；图37为根据本发明的能够容纳两个接线装置的盒、定位板和壁板的分解透视图；图38为能够容纳三个接线装置的定位板和壁板的分解视图；图39为能够容纳四个接线装置的定位板和壁板的分解视图；图40为能够容纳五个接线装置的定位板和壁板的分解视图；以及图41为能够容纳六个接线装置的定位板和壁板的分解视图。
具体实施例方式
参看图1，示出了现有技术的“Decora”型壁式电气开关18和壁板16，它们形成了组件10。参看图2，示出了盒13和现有技术的开关18、壁板16及连接板30的分解透视图。适当的孔被切入壁(其中壁为现有的壁并且这种安装并非新的构造)中以便提供通向安装至支柱15的盒13的通路，或者容许将适当的盒直接安装至壁的材料(如石膏板)。盒13被选择成足够大以便接纳待安装于其中的那些接线装置。根据当地的电气规程要求，盒13由金属或塑料制成，并且具有一个或多个位于其侧面或背面的开口以便容许将电线或电缆引入盒13的内部。盒13具有安装装置19以容许将盒固定至相邻的支柱15。盒形成有一对安装耳21以用于待安装在盒内的每个接线装置。每个安装耳包含用于接纳相关接线装置如开关18或插座(图2中未示出)的安装螺钉的螺纹孔23。按照正常装配顺序，例如，电缆穿过敲出开口17到达盒内部。电缆的端部被剥掉绝缘材料并且连接至位于开关18或插座的主体20的侧面或后面上的端子(触点)。在电缆被连接至位于开关(或插座)的主体20的侧面或后面上的端子之后，开关被推入盒中并且通过螺钉(未示出)保持于盒内的适当位置，该螺钉穿过间隙开口如形成于开关安装带中的细长安装狭槽25并且随后与耳21的螺纹孔23进入螺纹接合，从而将开关18固定至盒13内并固定到其上。随后，常规型连接板30围绕开关的前部定位并且利用安装螺钉26固定至开关，该安装螺钉26穿过连接板中的间隙开口32并且拧入形成于接线装置的接地/安装带中的开口24中。连接板30包含主孔34，主孔34的形状与穿过其延伸的开关18的前部的轮廓相适。主孔34为矩形以接纳开关18或插座的前部。穿过开关18的细长安装狭槽25并且接合安装耳21的螺纹孔23的螺钉的头部大于狭槽25的内部尺寸，因此将开关18或插座卡至盒13和壁面(未示出)。按类似方式，穿过连接板30的间隙开口32并且接合开关的接地/安装带的螺纹孔24的螺钉的头部大于间隙开口32的直径，因此将连接板30卡至开关18。
两个闩锁爪40、42分别位于连接板30的端部36、38中每一个处，该闩锁爪40、42形成为连接板30的延伸部分但是横截面较薄。狭窄突出部分48位于闩锁爪40之间并相对于壁板30的端部36的水平边缘弯曲大约45度角，以用来帮助释放连接的壁板。
壁板16比例相称以便安装于连接板30和盒13上，单个接线装置如开关18或插座放置于盒13中并且紧固于其上。
为了将壁板16连接至连接板30，当壁板被推进时，作为连接板30的一部分的闩锁爪40、42与壁板16的端壁70和72的内表面上的锯齿形架81接合。
图3为根据本发明原理的接线装置如开关110和壁板138的正面透视图；图4为图3的开关110的正面透视图，示出了接地/安装带123和多功能夹130、151；而图5为图3的分解图，示出了定位板114、带有固定于接地/安装带123上的多功能夹130、151的开关110和壁板138。参看图4和5，开关110具有致动摇板111，该致动摇板111绕着其上端处的轴线做枢轴转动并且通过位于内部的弹簧元件偏置以在其“接通”和“断开”位置上都呈现相同的静止位置。在开关的摇板111的面上重复按压和释放就交替地闭合和断开开关主体内的一组触点，以便每次按压和释放摇板，就交替地将负载如灯与电源连接和断开。因此，不管联动开关是通断开关、3向开关或4向开关，每个开关的顶、底边缘将一直与一起联动的所有其它开关的顶、底边缘对齐。通断指示器如灯112可设置于摇板111中以便向用户指示何时开关110处于其接通位置或关闭位置。例如，在灯112接通时，开关将处于其断开位置，并且当灯断开时，开关将处于其接通位置。灯112还用于容许用户在黑暗中确定开关110的位置。开关110的摇板111并不位于框架内并且在美学上与壁板138互补。开关110的摇板111的长宽比尺寸和表面构型提供了更容易识别和使用的、尺寸增加的坚固的手指接触表面。
开关110连接至具有端部122的接地/安装带123，端部增加了与壁的表面接触的表面积，并且为通过紧固装置如螺钉、铆钉、点焊、压力结合、TOX处理等连接至端部122的多功能夹130、151提供了支承。
参看图10，示出了接线装置如开关110所用的接地/安装带123的透视图。接地/安装带123具有位于两个中间支承元件152之间的基座支承元件150，这两个中间支承元件152相对于基座支承元件150成直角弯曲并且其中每个都终止于接地/安装带的向外突出端122。两个中间支承元件152和基座支承元件150利用穿过基座支承元件150中的开口154的铆钉、螺钉等155支托并牢固连接至接线装置如开关110(请看图11，其为示出了连接至开关的接地/安装带的底侧透视图)。从接地/安装带123突出并具有用于接纳螺钉127的螺纹孔的(请看图5)地端子163用于连接至地线。带123的每个端部122形状基本上为矩形并且具有两个开口126和128。开口126可为圆形、卵形、正方形或矩形并且为用于安装螺钉108的间隙开口(图8)，其在正常情况下由接线装置的制造商提供以将接线装置连接至盒。接地/安装带的端部122中的开口126的中心之间的距离等于盒13的安装耳21中的螺纹孔23的中心之间的距离(见图2)以容许安装螺钉108与螺纹孔23接合并由螺纹孔23保持固定。接地/安装带的每个端部122中的开口128为定位销所用的间隙开口，该定位销为定位板的一部分并位于定位板上。另外的开口可设置于端部122中以便将多功能夹130、151连接和/或对齐至接地/安装带的端部。端部122为基本上扁平的矩形元件，其提供了增加的面积以便增加与壁面的接触。请看图2，图2示出了现有技术的接地/安装带的较小端部，其中，如果划伤的垫圈31被从带除去，则留下与壁面接触的唯一表面为接地/安装带中的螺纹孔24周围的材料。
返回至图10，接地/安装带123的端部122具有大约为1.563英寸的宽度“X”和大约为0.802英寸的深度“Y”。这些尺寸并不是关键的。然而，接地/安装带123的端部122的边缘129之间的距离优选地不大于大约4.6英寸以容许壁板配合在接地/安装带上并覆盖接地/安装带。接地/安装带123可由导电材料如钢等构成，并且利用螺钉、铆钉或任何方便的紧固装置固定至开关。位于开关主体任一侧的螺钉端子137(请看图11)用于接纳相线导体和中性线导体。
根据本发明的多功能夹130、151连接至接地/安装带的端部122。多功能夹可由磷青铜、弹簧黄铜、弹簧钢等构成。参看图12，示出了在正常情况下连接至接地/安装带的底端的多功能夹130的俯视图，而图12A为图12的多功能夹130的侧视图。多功能夹130连接至接地/安装带123的底端122并且具有开口132和134。当多功能夹130连接至接地/安装带的端部122时，开口132与接地/安装带的开口126对齐，并且开口134与带端部122中的开口128对齐。开口132为用于将接线装置联接至盒的螺纹紧固件如螺钉108所用的间隙开口(请看图5和8)。开口132可为圆形、正方形、卵形或矩形，以便当将接线装置连接至盒时，容许螺纹紧固件沿各个方向运动从而容许螺纹紧固件108与盒中的螺纹孔对齐。
请看图12，除了按10度和30度之间的角度向上形成的三个向内突出的元件133，多功能夹130和151中的开口134基本上为圆形。发现20度的角度是优选的。三个向内突出的元件133的内侧端形成略小于定位板121上的定位销118的外直径的开口(请看图9)并且在定位销从后面进入开口134时向上挠曲或弯曲。突出元件133的端部通过摩擦接合定位销118并且将定位销118保持固定，以便防止接线装置从定位板发生不希望有的脱离。应当指出，通过物理上接触定位板121上的定位销118并且使其保持固定(请看图9)，突出元件133提供了所需的对齐定位。两个闩锁爪140位于多功能夹130的端部147处，其中每个闩锁爪140的长度略微大于半英寸。每个闩锁爪140的端部147按介于20度和60度之间的角度向下弯曲并且用来接合壁板的端部的内表面上的齿形架80以将壁板保持固定(请看图35)。当闩锁爪140相对于接地/安装带的向下弯曲介于20度和60度之间时，闩锁爪140的端部147卡住并牢牢固定壁板，并且其中优选的弯曲为大约40度(请看图35)。多功能夹130和151就是执行现有技术中未发现的一组多个功能的夹，包括当接线装置的多功能夹与定位板上的定位销接合时使一个或多个接线装置精确地对齐；以及即使当壁并不完全平时将壁板保持于接线装置上并靠着壁；多功能夹中的开口143可用于通过例如铆钉、螺钉、TOX方法等等将该夹连接至接地/安装带的端部。开口145可用于在将该夹连接至接地/安装带123的端部122时保证对准定位。多功能夹的侧边缘154之间的距离应当优选地不超过1.533英寸以容许将该夹连接至接地/安装带的端部而不会在带123的侧边缘上延伸。图12和12A中所示的夹为连接至接地/安装带的底端并且略微不同于连接至接地/安装带顶端的多功能夹。
参看图13，示出了在正常情况下连接至接地/安装带顶端的多功能夹1 51的平面图，而图13A为多功能夹沿着图13的线13A-13A的侧剖视图。图13和13A中所示的夹151类似于图12和12A中所示的夹130，只是夹151的端部157向上弯曲并且螺纹紧固件108所用的开口153(请看图5)具有延伸至开口153中的紧固件接合片155，并且以微小的向下角度朝向开关的背面弯曲。接合片155设置成与螺纹紧固件108的螺纹主体接合并且将其保持固定，另外，当螺纹紧固件拧紧时，有助于在多功能夹、接地/安装带、定位板和盒之间提供良好的电连接。如同多功能夹130一样，多功能夹151中的开口153和接地/安装带中的开口126在装配期间彼此对准，以便当开关连接至盒时容许螺纹紧固件108与盒中的螺纹孔对准。多功能夹的侧边缘148之间的距离应当优选地不超过1.533英寸，以容许将该多功能夹连接至接地/安装带的端部122并且不在接地/安装带123的端部122的侧边缘上延伸。
参看图6，示出了插座520的前视图，该插座520的面位于壁板138内；图7为图6的插座520的局部分解的正面透视图，示出了接地/安装带123的端部122和多功能夹130、151；图8为图6的分解透视图，示出了定位板114、插座520和壁板138。参看图7和8，插座520设计用于15Amp.125V至20Amp.125V，其中根据美国电气制造协会规格5-15R，每个单独的插座具有两个用于接收适当插塞的扁平刀片的槽口524和526和半圆形接地刀片开口528。开口526大于开口524以容许两个刀片插塞只能单向插入以保持正确的电气极性。较大狭槽中的触点连接至中性导体，并且通过保持正确的极性，如烤炉、电视机等之类的设备的外部金属零件可以通过中性导体接地。半圆形接地刀片在正常情况下连接至地并且防止插塞与插座形成颠倒的极性连接并将其连接至接地导体，该接地导体提供了用于插塞一连接设备的接地路径。
插座520在装配期间连接至具有端部122的如图10中所示的接地/安装带123，该端部122增加了用于与壁的表面接触的表面积并为多功能夹130、151提供支承(在图12、12A、13和13A中更充分地示出)，该多功能夹130、151通过紧固装置如螺钉、铆钉、点焊、压力结合、TOX处理等连接至接地/安装带123的端部122。
参看图10，如上所述，示出了接线装置如插座520所用的接地/安装带123和(请看图12、12A、13和13A)连接至接地/安装带的端部的多功能夹的透视图。用于插座的接地/安装带123和多功能夹130、151类似于用于开关的如上所示和所述的接地/安装带和多功能夹，因此为了简洁起见，此处将不再重复详细描述与插座一起使用的如图10中所示的接地/安装带和如图12、12A、13和13A中所示的多功能夹。多功能夹可由磷青铜、弹簧黄铜、弹簧钢等构成。
参看图9，示出了单个接线装置如开关或插座所用的定位板114的正面透视图。定位板114可以由任何适当材料如黄铜、铝、冷轧钢、塑料、涂有导电材料的塑料等构成，具有中心定位的开口116，该开口116的尺寸适于接收接线装置的主体。两个用于将接线装置(开关或插座)和定位板114固定至盒13和壁面的螺纹紧固件108所用的间隙开口117中心地定位于开口116相对的顶和底端处，通向开口116或与开口116隔开。当接线装置连接至盒时，定位板114夹在接线装置的接地/安装带和盒之间。定位销118定位于每个间隙开口117的外侧边缘和定位板114的边缘121之间。定位板114中的间隙开口117可具有如图9中所示的开口端或被材料完全包围的开口。当定位板被连接至接地/安装带时，接地/安装带的端部122处的开口128为定位销118所用的间隙开口并且与多功能夹130、151中的开口134对准。因此，当接线装置，即开关或插座正被连接至定位板时，定位销118被放置成进入连接至接线装置的接地/安装带123的上、下端122的多功能夹130、151中的开口134。定位板114可具有两个肋119和向下延伸的接片120。接片120从定位板的底缘延伸并且用来便于从接线装置的面周围除去壁板。两个肋119用于提供抵抗挠曲的定位板，并为如图8所示的定位板114并不要求的任选特征。当定位板114连接至接线装置时，定位板114基本上覆盖其中安装着接线装置的盒。图8和9中所示的定位板114用于单个接线装置。
定位板114有助于克服在将壁板放置于接线装置周围之前、在将接线装置如一个或多个开关、开关和/或插座、一个或多个插座安装和定位至盒方面遇到的困难。在安装壁板之前，可能会遇到各种困难，如使接线装置互相对齐，将接线装置定位成互相平行，将接线装置之间的间距调节成相等和统一的间距，以及将所有接线装置固定成平靠着壁。这些困难利用具有单个开口116和一对定位销118的定位板114与位于接线装置上的多功能夹结合来克服，每个接线装置要并排地安装至定位板。定位板中的开口116的尺寸适于接收一个或一组并排地置于盒中的接线装置，并且定位板具有一对用于每个接线装置的定位销118，该定位销118接合每个接线装置上的多功能夹以保持每个接线装置并将每个接线装置相对于彼此沿着平面准确地定位。定位板上的每组定位销位于竖直轴线上，该竖直轴线限定了接线装置的中心，并且每个接线装置具有位于接地/安装带的每一端处的多功能夹以摩擦地接收定位板上的定位销并将其保持固定。在装配时，通常在连接至电线以后，接线装置可能首先被连接至定位板，并且现在将接线装置保持固定的定位板通过螺纹紧固件连接至壁盒和壁面。随后，通过简单地朝向壁压入壁板以容许多功能夹的端部147处的闩锁爪140接合壁板的内端上的齿形架80，就将壁板置于接线装置周围而不需要用户方面的更进一步调节。
除了将壁板夹紧至接地/安装带之外，多功能夹有助于克服在将一个或多个电接线装置安装和定位至盒方面遇到的各种困难，以容许将壁板快速、容易地置于一个或多个接线装置周围并还平靠着壁。根据本发明的每个接线装置在接地/安装带的每一端具有多功能夹，该多功能夹具有用于接收和接合定位板114上的定位销118的定位开口134。当与多功能夹中的开口134接合时，定位板上的销将每个接线装置准确地沿竖直和水平方向定位于定位板上，并且定位板自身沿着平面定位接线装置以容许将壁板定位于单个接线装置或一组两个或多个接线装置周围，而不需要更进一步的调节。定位板上的每对定位销位于基本上竖直的轴线上，该轴线准确地限定了接线装置的中心，但是提供其它定位方式也在本发明的范围内。开口134与每个多功能夹中的突出元件133结合接收定位销118并将其保持固定。与定位销配合工作的多功能夹将所有接线装置，逐一地或成组地，相对于彼此准确地定位和对齐并定位至定位板。如前文所述，可使得定位板中的开口116接收一个或多个接线装置。在接线装置被连接至定位板以后，接线装置与定位板一起通过螺纹紧固件如螺钉被连接至壁盒和壁面，该螺纹紧固件如螺钉穿过多功能夹130和151的开口132和153、接地/安装带中的开口126和定位板114中的开口117。定位板114为接线装置提供了基本上扁平的刚性支承，并且定位销118与多功能夹结合保证了当两个或多个接线装置一起成组时所有接线装置相对于彼此准确定位，以容许壁板被放置于接线装置周围而不需要更进一步的调节。
当将接线装置装配至安装着盒的壁时，已经通过开口供给至盒的范围之内的电缆被剥掉绝缘材料并且连接至接线装置的侧面或背面上的端子，如要安装于盒中的开关和/或插座的侧面或背面上的端子。当线被连接至接线装置以后，可以通过将接线装置穿过定位板中的开口拧入而将定位板置于接线装置后面。定位板可具有粘合带之类以便于临时定位至壁面。接地/安装带的端部的背面现在朝向定位板的正面移动。当接线装置朝向定位板移动时，定位板上的定位销118进入接地/安装带中的开口128和多功能夹130、151中的开口134。当定位销进入开口134时，它们迫使向上弯曲的突出部分133弹性地向上运动并且略微分离地伸展以容许定位销完全进入开口134。向上弯曲的突出部分133的端部接合定位销118并且将定位销118保持固定，并且阻挡销从开口134向后运动和退出。现在连接至定位板并连接至电线的开关或插座的主体被推入盒中。当接线装置被推入盒中时，位于多功能夹130的开口132和153和多功能夹151的开口153和定位板114中的间隙开口117中的螺纹紧固件108与盒13的安装耳中的螺纹孔23对齐并拧入其中，以便将定位板和接线装置都保持至盒和壁面。穿过接线装置的接地/安装带的端部的开口126和多功能夹的开口132、153的螺纹紧固件的头部大于任一开口，因此将接线装置和定位板114牢固地保持至盒和壁。
壁板现在被放置于安装好的接线装置上。应当指出(请看图3、4和5)，当接线装置为开关时，如此处所公开，开关110的摇板111没有框架，其并不位于框架内。因此，开关必须被准确定位于壁板内，以保证摇板能够自由运动而不会接触壁板或接触相邻定位的接线装置的侧面。
每个多功能夹130、151包含两个并排的闩锁爪140。请看图12和13。每个闩锁爪140以大约40度的角度朝向接线装置的背面向下弯曲。在接线装置被连接至定位板以后，连接至接地/安装带的底端的多功能夹130的端部147处的两个闩锁爪140跨坐着定位板上的向下延伸的接片120。作为定位板114的一部分的接片120(请看图36)用作工具枢轴点以容许壁板138容易地从开关或插座周围除去。如图5，壁板138的下边缘中的狭槽74提供了用于插入小扁平工具如螺丝刀的通路以便于从接线装置除去壁板。
壁板138成比例以适于安装在定位板114、接地/安装带123的端部122和其内设置了接线装置的盒上。通过朝向接线装置推动壁板直到多功能夹130、151上的闩锁爪的端部接合壁板的上、下边缘的内壁上的齿形架80为止，而将壁板138置于接线装置周围并且锁定就位。
参看图14-24，示出了总体上在图3-5中所示的开关的视图，其中图14(其示出了本发明的多个构造实施例之一，示出了挠性致动器，与可以使用柱塞/操纵杆机构的替代实施例相反)为开关的分解透视图；图15为图14的开关的基座装置的透视图；图16为图15的基座装置的分解透视图；图17为开关的另一个分解透视图；图18为开关的又一个分解透视图；图19为开关的凸轮驱动件的部分剖视的分解图；图20为包括印刷电路板的开关的分解透视图；图21A为印刷电路板的平面图；图21B为印刷电路板的底部透视图；图22为分解透视图，示出了开关的摇板中的导光管；图23为导光管的透视图；并且图24为图3的开关沿着线24-24的剖视图。
参看图14和17，其中示出了基座装置300和框架装置400的分解图，基座装置300和框架装置400在连接在一起并联接至摇板111时形成了单极开关110。图15示出了开关110的基座装置300中的各种零件的透视俯视图。基座装置300包括由电绝缘材料组成并具有纵向通道304的壳体构件302，该纵向通道304沿着壳体构件302的长度延伸并在构件302的侧壁306、308之间中心定位。通道304的尺寸适于接收可在通道304中前后滑动的滑块320(如图16中更充分所示)。间隙开口310位于壳体构件302中并超出通道304的每个端部之外，用于接收将接地/安装带123、基座装置300和框架装置400彼此固定的紧固装置124(请看图18)如铆钉、螺钉之类。壳体构件302的侧壁308具有适于接收固定端子装置312的开口309(请看图16)，并且侧壁306具有用于接收电刷端子装置346的开口384，各自如图16中更充分所示。
参看图16，由导电材料如黄铜等构成的固定端子装置312包括矩形板313和基本上不会屈服的接触支承臂314，该接触支承臂314与板成直角弯曲并具有触点316。位于矩形板313中的狭槽318为端子螺钉305所用的间隙开口，该端子螺钉305拧入到位于矩形板313后面的压力板323中。在操作时，当端子螺钉305拧紧时，端子螺钉305的头部的底面和压力板323彼此相对地运动以夹紧矩形板313。固定端子装置312用于通过将一匝导电体如金属线放置于端子螺钉305的头部下方或通过将导体的直端插入压力板323和矩形板313之间然后拧紧端子螺钉305以将导体锁定在板313和323之间或者板313和螺钉305的头部之间而连接至导电体。来看壳体构件302的侧壁308，开口309的两个侧边缘311中每一个具有竖直狭槽或轨道315，用于接收和保持固定端子装置的矩形板313的侧边缘。将矩形板313向下滑入开口309的边缘中的狭槽或轨道315中就将固定端子装置312定位并保持就位于壳体构件302的侧壁308的开口309内。
电刷端子装置346包括由导电材料如黄铜等构成的矩形板380，其支承着具有触点307的可屈服接触支承臂344。位于矩形板380中的狭槽381为端子螺钉386所用的间隙开口，该端子螺钉386自由地穿过狭槽381并拧入压力板388。拧紧端子螺钉386就将矩形板380夹紧在端子螺钉386的头部的底面和压力板388之间。电刷端子装置346用于通过将一匝导体放置于螺钉的头部下方或通过将导体的直端插入压力板388和矩形板380之间而连接至导电体。拧紧螺钉386就将导体锁定在螺钉头和矩形板380之间或者板380和压力板388之间。来看壳体构件302的侧壁306，开口384的两个侧边缘303中每一个具有狭窄的竖直狭槽或轨道317，用于接收和保持矩形板380的侧边缘。将电刷端子装置346的矩形板380向下滑入开口384的边缘303中的狭槽或轨道317中就将电刷端子装置定位并保持就位于壳体构件302的侧壁306的开口384内。
固定端子装置312和电刷端子装置346由传导性材料制成，使得可以在连接至螺钉端子305和386的导线之间完成回路。优选地，开关的导电部件全部由高级、优质的电气材料构成，以便能够长期反复地运载例如10至20安培的大电流，而不会产生大量的热量、电损耗或过大的电弧。此类材料可包括用于触点的银合金、用于电刷臂的铍铜合金和用于其余导电部件的黄铜。
参看图15和16，当滑块320置于纵向通道304内，其可自由地从通道的一端到通道的另一端在侧壁319、321之间来回滑动。滑块320在一端具有矩形漏斗状槽口322，该槽口322完全穿过滑块延伸并且设置成用于接收凸轮366的凸轮随动件370。应当理解，矩形漏斗状槽口322并不限于滑块的一端，而是可沿着滑块位于任意位置。三角型凸轮随动件324从滑块320的底面并在滑块端部之间的中间位置向下突出。压制突出部分326从滑块320的顶面并在滑块端部之间的中间位置向上突出。电刷端子控制突出部分327也从滑块的顶面向上突出。在压制突出部分326和电刷端子控制突出部分327之间设置了间距329以接收电刷端子装置346的可屈服的接触臂344。当可屈服的接触臂344置于空间329中时，臂344沿方向A受到应力，因此推压突出部分327并推动滑块沿方向B运动。滑块320沿方向“A”的运动将引起突出部分327推动可屈服的接触臂344沿方向A弯曲并且离开静触点316。滑块320沿方向“B”的运动引起电刷端子控制突出部分327沿方向B运动，这容许可屈服的接触臂344弹性回复并容许触点327与静触点316形成电接触。从滑块320的侧面向外突出的缓冲器支承元件328为橡胶O形环330提供支承。在滑块位于纵向通道304中的情况下，当滑块从通道304的一端被驱动至另一端时，O形环330在侧壁321中的开口336的止动器332、334之间来回运动(请看图15)。O形环330用来对滑块320借助于位于壁321中的开口336的端部处的接触止动器332、334的止动提供缓冲。电刷端子装置346的触点317(请看图16)通过可屈服的接触臂344偏置以便朝向静触点316运动。为了帮助抵消由沿方向B推动滑块320的臂344施加的一些力，提供了辅助弹簧338。辅助弹簧338还有助于当操作开关时平衡摇板111的感觉。
电刷端子装置346的可屈服的接触臂344通过弹簧偏置以使触点317朝向静触点316运动。因此，滑块320需要比使触点闭合需要的力更大的力来使可屈服的接触臂344上的触点317脱离与静触点316的接合。参看图16，辅助弹簧338被用来帮助克服这个力。辅助弹簧338为具有较大半径的绕着其中心折叠的片簧金属，具有两条形成倒V形的两条支腿337、339。倒V形的辅助弹簧338在通道304的一端装配于腔室340中(请看图15和16)，而V的顶点位于腔室的顶部。当滑块320沿方向B运动时，可屈服的接触臂344的弹簧偏置帮助闭合触点316、317。当滑块继续运动并且触点闭合时，滑块320的端部342接触辅助弹簧338的支腿339并且推动它朝向支腿337运动。这时，辅助弹簧338被压缩并且偏压滑块320以沿方向A运动。当触点316、317断开时，辅助弹簧338推动滑块320运动以克服可屈服的接触臂344的力。因此，当可屈服的接触臂344在滑块320作用下沿方向A运动以断开触点316、317时，辅助弹簧338帮助克服由电刷端子装置346的可屈服的接触臂344施加的力。
在腔室340的一端处的壁348包含槽口350，该槽口350容许滑块320的端部342进入腔室340，并且接合支腿339并使腿339朝向辅助弹簧338的支腿337运动。壁348帮助将辅助弹簧338保持于腔室340内。
如图24中所示，弹簧腔室354紧靠位于纵向通道304下方并通向通道304。弹簧腔室354为细长型，具有矩形横截面并且包含扁平凸轮状片簧352。弹簧腔室354可中心地且对称地设置于基座装置302中，并且具有与各个端部隔开的支承杆356以用于支承扁平凸轮状片簧352。端部凹穴365定位成超过各个支承杆356。弹簧腔室354的总长度由扁平凸轮状片簧352的长度确定。
扁平凸轮状片簧352可由扁平条的弹簧钢形成，以形成具有基本上类似于如图16和24中所示的轮廓的扁平凸轮状片簧。扁平凸轮状片簧352具有关于中心顶点358对称的轮廓。沿着弹簧352从顶点358到一端移动，弹簧在顶点358的每一侧上具有短的向下倾斜凸轮部分359，其与支承部分357一起在顶点每一侧处形成凹部360、362。支承部分357安放于支承杆356上并且终止于位于端部凹穴365中的U形外端部分364。在凸轮随动件324越过顶点358时，顶点358、弹簧的中心定位的上升部分和位于顶点每一侧上且由支承部分357连接的短的向下倾斜凸轮部分359为凸轮随动件324提供了表面不连续性而非平稳过渡。
继续参看图16和24，使用凸轮366来推动滑块320在纵向通道304中来回运动以断开和闭合开关的触点316、317。凸轮366具有两个彼此对齐的圆柱形突出部分368，该两个圆柱形突出部分368从侧面伸出以形成由位于纵向通道304的侧壁319、321中的支承轴承开口378可旋转地接收的支承轴。在操作时，凸轮366绕着由突出部分368限定的轴线来回沿顺时针和逆时针方向摇动。凸轮随动件370向下延伸并延伸到圆柱形突出部分368下方，该凸轮随动件370以最小间隙安装于滑块320中的矩形漏斗状槽口322中。凸轮控制表面430(请看图16)从突出部分368向上延伸，该凸轮控制表面430具有位于凸轮左侧的第一凹穴374和位于凸轮右侧的第二凹穴372，请看图24。请看如图24中所示的凸轮366的轮廓，凹穴372位于凸轮的旋转轴线的右侧，而凹穴374位于凸轮的旋转轴线的左侧。因此，当滑块位于其右手位置时，在凹穴372上施加向下的力将会引起凸轮随动件370沿顺时针方向旋转从而引起滑块320向左运动。类似地，当滑块位于其左手位置时，在凹穴374上施加向下的力将会引起凸轮随动件370沿逆时针方向旋转从而引起滑块向右运动。因此，压下凹穴372就引起凸轮顺时针旋转，这引起凸轮随动件370将滑块向左移动。随后，压下凹穴374将会引起凸轮逆时针旋转，以引起凸轮随动件370将滑块向右移动。交替地压在凹穴372和374上将会引起滑块来回运动，首先沿一个方向然后沿另一个方向。
参看图14、17和18，两个钩状构件396从框架装置400的底板构件401向上突出，而且由与底板构件相同的材料构成，该钩状构件设置成用于接合并以枢转方式保持着相配合的钩构件418(请看图17)，该钩构件418从连接至摇板111的底板412向下突出。框架装置400包括位于底板构件401中的间隙开口402，该间隙开口402与凸轮366的顶部对齐，并且凸轮驱动件431的致动器405(请看图18和19)穿过该间隙开口402突出以接合并操作凸轮366。开口402位于向上突出的圆筒的底部并适于接纳盖板404(请看图19)，盖板404具有开口402，凸轮驱动件431的致动器405(请看图18和19)穿过该开口402突出以便接合并操作凸轮366。
请看图19，凸轮366由凸轮驱动件431操纵，该凸轮驱动件431包括圆柱形构件409、柱塞403、致动器405和锥形螺旋弹簧407。柱塞403每一次向下移动，凸轮驱动件431就接合并首先沿顺时针方向然后沿逆时针方向驱动凸轮366。端部开口的圆柱形构件409为框架400的整体部分，但是为清楚起见显示为分离的部分。在实际的设备中，构件409从框架装置400的底板构件401的顶面向上突出。构件409包括位于其下端的第一开口413和位于其上端的第二开口415。位于圆柱形构件409下端的第一开口413足够大，以便当盖板404被联接至底板构件401的底面时，避免阻塞或妨碍位于盖板404中的间隙开口399。圆柱形构件409支承位于开口413、415之间的内脊417。
为了装配凸轮驱动件(图19)，柱塞403插入穿过底板构件401中的孔399并插入构件409中。柱塞403可滑动地安装于构件409内。柱塞403的外直径略微小于圆柱形构件409的上端中的开口415的直径以容许柱塞403在开口415中不受限制地上下运动。柱塞403具有形成外部的、向外突出的脊429的裙缘433。圆柱形构件409中的肩部417和柱塞403上的脊429互相接合以便将柱塞403保持于构件409内。
然后致动器405插入穿过开口399并插入柱塞403中。致动器405可由金属如黄铜或钢构成或由具有适当特性的塑料构成，致动器为轴421，该轴在一端422具有较大半径而在另一端具有第一套环423和第二套环425。套环423的直径比套环425的小，并且套环423的直径略微大于锥形弹簧407的顶点的内直径，并且安装于弹簧407的顶端且与其接合。套环425的端部位于柱塞403的开口428内并且与内部突出部分427接触。
随后，弹簧407插入穿过底板构件401中的开口399并插在致动器405的轴421上。弹簧407具有锥形形状，其顶点被套环423包围并且与其摩擦地接合，弹簧407的基部的直径足够大以在所述板404固定至底板构件401的底面时延伸超过盖板404中的间隙开口399，从而避免当其在矩形间隙开口399中上下运动以及来回做枢轴转动时与轴421相妨碍。随后，放置盖板404以覆盖底板构件401中的开口402并且利用粘合剂之类牢固地联接至底板构件401的底面。盖板404中的间隙开口402可沿着开关的长度具有长的尺寸而沿着开关的宽度具有小的尺寸。开口399的小的尺寸略微大于轴421的直径以容许轴421不受限制地在开口399中运动，而开口399的长的尺寸容许轴421接合并自由地来回摇动，同时不受限制地操纵凸轮366。
参看图18，只是为清楚起见，作为底板构件401的整体部分并且从所述底板构件向上突出的圆柱形构件409被显示成与所述底板构件分离。如果需要的话，可以设置从框架装置400的底板构件401向上延伸并由与底板构件401相同材料构成的小突出部分406来接合螺旋状辅助弹簧408(请看图24)的下端，螺旋状辅助弹簧408在需要的情况下可用于帮助推动摇板111至其外出位置。在正常使用时，通过致动器405作用于柱塞403上的弹簧407提供足够的力来推动摇板111远离框架装置400。然而，在可能需要附加力的情况下，可以设置辅助弹簧408。突出部分406(请看图14和24)的外直径略微大于螺旋状辅助弹簧408的内直径并且被插入螺旋状辅助弹簧的下端中。螺旋状辅助弹簧408的上端可位于底板412上的凹穴410内并保持固定于其中(请看图17和24)。副板412通过粘合剂和/或通过从摇板111下侧延伸的塑料锁定突出部分固定至摇板111的下侧，穿过副板中的开口429然后被撑持住，等等。
参看图17，示出了单极开关的基座装置300的底部、框架装置400和摇板111的分解透视图。参看框架装置400，该框架装置400可为由适当塑料形成的整体式构件，作为从底板401的底面伸出的盖板404的一部分的两个突出部分414被定位成与由凸轮366的对齐的圆柱形突出部分368形成的支承轴的顶面接触。突出部分414帮助防止圆柱形突出部分368在纵向滑块接收通道的侧壁中移出它们的支承面。滑块压制突出部分416也从框架装置400的底面向下突出，该滑块压制突出部分416可滑动地与滑块320上的压制突出部分326接触。通过与滑块330上的突出部分326接触，突出部分416防止滑块320在向上推凸轮随动件324的扁平凸轮状片簧352的向上力作用下被向上推出通道304。
连接至摇板111下侧的副板412为由塑料材料构成的整体式构件，其上形成有两个从底面向下突出的钩状构件418。钩状构件418设置成用于接合框架装置400上的钩396(请看图14)。与钩396接合时，钩418容许摇板111绕着可旋转地联接至开口424的柱420朝向和远离框架装置400做枢轴转动，同时，防止副板412和所连接的摇板111与框架装置400分离。当使用辅助弹簧时，如果需要的话，向下延伸的环可设置在副板412上，其与框架装置400上的突出部分406对齐以将螺旋状辅助弹簧408的端部保持就位。环410的内直径应当略微大于螺旋状辅助弹簧的外直径以容许辅助弹簧的端部被放置于环410内。
突出超过副板412的后端的两个臂422每个支承圆形柱420，一个柱位于每个臂的外侧表面上，它们沿轴向彼此对齐以形成公共的轴。圆形柱420咬合于框架装置400中的开口424中以形成铰接头，副板412和摇板111绕着该铰接头相对于框架和基座装置做枢轴转动。副板412利用粘合剂和/或塑料锁定突出部分之类固定至摇板111的底面以形成整体式装置。
此处所公开的开关具有通断指示器112如灯以向用户指示何时开关处于其导通状态以及何时处于其非导通状态。灯可为彩色或白色。实际上，发现蓝灯是优选的。参看图21A和21B，示出了安装于框架装置400内的印刷电路板(PCB)430的俯视图和底部透视图。连接至弹簧端子436、438的电阻器432、二极管434和LED 441位于PCB430的顶面上(图21A)。参看图14，框架装置400安装在基座装置300的顶部上，并具有用于弹簧端子436、438的开口以穿过框架装置突出并且与固定端子装置312的板313和电刷端子装置346的板380接触以向PCB供电。PCB上的LED 441通过处于“接通”或“断开”来指示开关的导通状态。在操作时，当开关的触点打开时，LED 441“接通”，而当开关的触点闭合时LED“断开”。图21B示出了弹簧端子和电气元件之间的导电通路。
现在参看图23，示出了连接至摇板111下侧的导光管440(请看图22)，以便在光学上将PCB上的LED连接至摇板111的下边缘中的开口。设置成用于接收来自LED的光的导光管的一端442具有用于接收来自LED的光的球面443，而导光管的另一端446具有漫射体构造出射表面448，该漫射体构造出射表面448为摇板111的边缘中的指示器112，用于向用户指示开关的导通状态。导光管可具有任何需要的蜿蜒形状以便在将具有LED的PCB设置于开关内时提供灵活性。在另一个实施例中，指示器112可位于摇板111上的任何位置。
参看图24，当开关装配起来时，辅助弹簧338被插入腔室340中，扁平凸轮状片簧352被放入弹簧腔室354中且滑块320被放入纵向通道304中并位于片簧352上方。滑块320的端部342面向辅助弹簧338和三角形凸轮随动件324，其从滑块的底部突出，可滑动地接合扁平凸轮状片簧352的顶面。凸轮366的圆柱形突出部分368被位置于纵向通道304的侧壁319、321中的支承面开口378内，而凸轮随动件370被设置于滑块320的矩形漏斗状槽口322内。固定端子装置312置于开口309中，而电刷端子装置346置于开口384内。当电刷端子装置346被放置就位时，可屈服的接触臂344抵抗弹簧臂力向后移动并且定位在位于滑块320的压制突出部分326和电刷端子控制突出部分327之间的狭槽329内。这时，所有各个元件都位于开关基座300内。
现在参看框架装置400(请看图18)和凸轮驱动件431(请看图19)，该凸轮驱动件431被联接至框架装置并且为框架装置的整体部分。凸轮驱动件431具有柱塞403，通过将柱塞403穿过圆柱形构件409的底部开口413插入而将柱塞403定位在圆柱形构件409内，该圆柱形构件409从底板构件401的顶面向上突出，直到由突出裙缘433形成的向外延伸脊429接合圆柱形构件409中的向内突出的肩部417为止。随后，致动器405插入穿过圆柱形构件409的底部开口并插入柱塞403中，直到套环425的顶部凸面接触从柱塞403的顶部的内表面向下延伸的内部突出部分427为止。套环425的凸状顶面设置成用于在致动器405向下运动并且接触凸轮366时容许致动器405更容易地来回摇动。锥形螺旋弹簧407现在被放置在致动器405的周围，其中螺旋弹簧的顶点绕套环423定位。这时，盖板404被连接至底板构件401的底面并且定位成用于容许轴421延伸穿过开口399。PCB板现在被利用延伸穿过底板构件401中的开口的弹簧触点436、438放置于底板构件401上，以与固定端子装置312和电刷端子装置346形成电接触。
包括具有LED的PCB、电阻器、二极管和弹簧端子436、438的框架装置400现在被放置在开关基座装置300上，而接地/安装带123利用螺钉、驱动销、铆钉之类连接至基座装置300，以将接地/安装带123、开关基座装置和框架装置连接在一起。在所示实施例中，当摇板111被连接至框架400时，锥形螺旋弹簧407通过柱塞403作用对摇板111施加向上的力，此外，弹簧407将柱塞推动至其伸出位置。副板412具有切口441，柱塞403穿过该切口441以与摇板111的下侧接触。因此，柱塞403的顶面与摇板111的底面接触，并且当用户压在摇板上时，用户必须克服弹簧407的将摇板偏压至其向外位置的向上力。在有些情况下，可能需要具有需要更大的力操纵的开关。如果需要更大的力，可以利用螺旋弹簧408获得，其中螺旋弹簧的下端被放置在框架上的突出部分406上并且顶部被放置于副板的凹穴410内。导光管440被连接至副板的下侧，端部443被设置成用于接收来自LED的光，端部446被置于摇板的底缘中的开口中并且是示出开关的导通状态的指示器。副板412的臂422上的突出部分420咬合于框架装置400中的开口424于以形成铰接头，摇板111和框架装置400绕着该铰接头相对于彼此做枢轴转动。随后，包括副板412在内的摇板111被朝向框架装置压下直到钩418接合钩396为止。这时，摇板的底部或下侧接触柱塞403的顶面，并且手指对摇板施加压力将会克服弹簧407的力使摇板朝向框架装置运动，以驱动致动器405的轴421向下穿过开口402以接合凸轮偏心表面372、374并操作凸轮366。
图24为单极开关的剖视图，其中开关的触点闭合并且开关处于其导通状态。下一次按压摇板时，通过克服弹簧407的力，致动器405被向下移动以接触凸轮366的斜面并朝向右侧滑动，进入凹穴372。继续按压摇板引起致动器405继续向下运动并且使凸轮366绕着圆柱形突出部分368顺时针旋转。这样引起凸轮随动件370沿顺时针方向旋转并且使滑块320向左运动。当滑块320向左运动时，三角形凸轮随动件324移出扁平凸轮状片簧的凹处360并且越过右侧支承部分359朝向中心定位的顶点358运动。当滑块继续向左运动时，三角形凸轮324向下偏转片簧352，因为滑块320上的突出部分326和滑块压制突出部分416协同防止滑块320向上运动。当三角形凸轮324在凸轮状片簧的顶点358上面以及朝向顶点的左侧支承部分359运动时，片簧开始弹回至其最初的无应力收起位置。通过作用于凸轮随动件324上，片簧的这种向上运动帮助向左驱动凸轮随动件324和滑块320，直到凸轮随动件324停止于凹处362中为止。这时，开关的触点彼此分离并且开关处于其断开状态。因此，凸轮状片簧352与凸轮随动件324协同帮助使滑块向左或右凹处362、360运动以帮助打开和闭合触点。下一次摇板被压下时，致动器405将会进入凸轮的凹穴374，引起其沿逆时针方向旋转，这将会引起滑块上的凸轮随动件324在其向右运动时压下片簧。当凸轮随动件324继续向右运动时，以及当其经过顶点358时，压下的片簧开始向上弹起以返回至其最初位置。片簧的这种向上运动与凸轮366的逆时针方向旋转一起引起凸轮随动件324向右运动直到其到达凹处360为止，这时开关触点被闭合并且开关处于其接通状态。继续按下和释放开关的摇板交替地打开和闭合开关的触点。开关的导通状态通过位于摇板111边缘中的指示器112处有光或无光而向用户显示。光可来自连接至固定端子装置和电刷端子装置的PCB上的LED、氖灯或信号灯。当开关的触点闭合时，灯上没有电位差，灯仍将为暗。当开关的触点打开时，灯上将有电位差，灯将为亮。
参看图25A、25B和25C，示出了图14的开关的摇板的剖视图。图25A为沿着图14的线25A-25A的剖面；图25B为沿图14的线25B-25B的剖面；并且图25C为沿着图14的线25C-25C的剖面。摇板的宽度大体为1.80英寸而摇板的长度大体为2.77英寸。摇板的面具有沿着其长度的竖直轴线和沿着其宽度的水平轴线，其中摇板沿着其竖直轴线的面具有如下的表面，该表面具有正的一阶微分，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，并且具有零值的二阶微分，其中各个样条的高度增加的速率恒定。水平轴线具有正的一阶微分和负的二阶微分，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。参看图25A，沿着线25A-25A的表面位于大体相隔0.139英寸的两个轮廊边界之间，垂直于基准平面，同等地绕实际轮廓设置并且相对于基准平面定位。基本尺寸和轮廓公差建立用于控制表面的形状和尺寸的公差带。该表面长度大体为2.77英寸。在该长度内，表面由大约相隔0.139英寸的大约二十个等距离点的尺寸限定。各个尺寸表示该点至基准平面，即摇板111的背部平面的距离。在图25A中从左至右，尺寸从大约0.277英寸增加至中心处的大约0.328英寸，然后减小至右端处的大约0.278英寸。这种进展方式限定了高度先增加然后减少的表面，其中各点通过各个样条连接起来。这些点并非通过单个弧连接，并且表面高度增加的速率并不恒定。各个样条的高度增加的速率从左向右向中心减小，然后从中心向右端增加。因此，表面的二阶微分从每端向中心为负。就是说，某些点距离尺寸之间的差从一端向中心减小。因此，从一端向中心，表面具有带正一阶微分和负二阶微分的轮廊，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。本说明书基本上沿着图14的线25A-25A、25B-25B和25C-25C描述了摇板的面。
图25B中示出了沿着图14的线25B-25B的剖面，该线沿着摇板的水平中心线，该剖面限定的表面从一端到中心线具有正一阶微分和基本上负的二阶微分。二阶微分基本上为负，因为并非所有连续的点具有恒定的增量。
图25C中示出了沿着图14的线25C-25C的剖面，该线沿着摇板的对角线，该剖面限定的表面从一端到中心线具有正一阶微分和基本上负的二阶微分。二阶微分基本上为负，因为并非所有连续的点具有恒定的增量。
图25A-25C详细地公开了摇板的尺寸，因此，为了简洁起见，图25A、25B和25C中所示的这些尺寸此处不再重复。
参看图26，示出了带有另一种凸轮驱动件实施例的开关的分解视图；并且图27为沿着图3的线24-24的剖面图，其中凸轮驱动件为图26中所示的凸轮驱动件。在本实施例中，利用凸轮驱动件600代替图19中所示的凸轮驱动件431。凸轮驱动件600由半挠性材料如弹簧钢的平带构成，该平带在其中心处弯回在其自身上以形成钝端602并且具有形成钝端602的较大半径，该钝端602的直径适配于凸轮366的凹穴372、374。凸轮驱动件的端部606以90度向外弯曲以便形成两条支腿604，这两条支腿604位于同一平面内并且其中每条支腿具有用于接纳保持构件的开口608，该保持构件用于将凸轮驱动件600连接至副板412。在本实施例中，副板412并不具有切口433(请看图18)，而是保持连续以容许凸轮驱动件600连接至副板。凸轮驱动件600可利用铆钉、从副板突出并穿过利用热发生变形以将凸轮驱动件固定至副板的支腿604中的开口608的塑料突出部分或通过任何其它方法连接至副板。在本实施例中，使用弹簧408来推动摇板至其“向上”静止位置。如果需要的话，通道610可形成在副板412上以用于定位至少一个支腿604。除了凸轮驱动件600代替图19中所公开的凸轮驱动件431并且副板412中缺少切口433以外，公开于图26和27中的开关实施例的构造和操作类似于图14-24中所公开的开关。
参看图28，示出了带有又一种凸轮驱动件实施例的开关的分解视图，而图29为沿着图3的线24-24的剖面图，其中凸轮驱动件为图28的凸轮驱动件。在本实施例中，利用具有尖端700的半挠性凸轮驱动件代替图19中所示的凸轮驱动件431。带有尖端700的半挠性凸轮驱动件由紧密缠绕的螺旋弹簧701构成，该螺旋弹簧701由例如在一端联接至尖头702的钢琴丝构成，该尖头702具有锥形的前端和圆柱形的后端。尖头702可由塑料、金属等构成。圆柱体的外直径略微大于弹簧701的内直径以便当插入到弹簧的端部时使得其能够牢固地被弹簧701保持住，并且圆柱体的外直径小于锥形端部的底部的直径以便提供一肩部，该肩部防止尖头702被推入弹簧701中。在本实施例中，副板412并不具有切口441，而是保持连续以便为凸轮驱动件700提供支承。副板412具有小的圆柱形突出部分，该突出部分从副板的底部延伸出来并且其直径恰好适配于紧密缠绕的弹簧701的顶端中并牢固地保持着紧密缠绕的弹簧701的顶端。紧密的弹簧701通过被推至副板上的突出部分上而连接至副板。锥形端部的尖头702具有小的直径，该直径容许其适配于凸轮366的凹穴372和374中。在本实施例中，使用弹簧408来推动摇板至其“向上”静止位置。除了带有锥形端部的凸轮驱动件700代替图19中所公开的凸轮驱动件431并且副板412上缺少切口433以外，公开于图28和29中的开关实施例的构造和操作类似于图14-24中所公开的开关。
图30为单个接线装置如插座所用的壁板的正面透视图。接线装置的面的宽度大约为壁板沿着水平轴线的宽度的55％并且大约为壁板沿着竖直轴线的长度的大约56％。当接线装置为插座时，沿插座面宽度的轮廊基本上位于一个平面中为扁平形式，而沿插座面长度的轮廓为复杂形式，具有大于10英寸且小于40英寸的基本上恒定的半径，优选半径为大体30.724英寸。插座面的形状不同于开关，以允许适当地安放插入的插头。当接线装置为开关时，其面具有沿着其长度的竖直轴线和沿着其宽度的水平轴线，其中摇板沿着其竖直轴线的面具有如下的形状，该形状具有正的一阶微分，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，并且具有零值的二阶微分，其中各个样条的高度增加的速率恒定。水平轴线具有正的一阶微分和负的二阶微分表面，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。壁板的表面构型容许其被放置在开关或插座周围，或者并排地放置的开关和插座两者周围，并且与一个或多个接线装置混合，即使开关的表面构型不同于插座。参看图30，壁板长度大体为4.92英寸，宽度大体为3.28英寸，并且具有单个开口100。当图30的壁板用于多于单个接线装置时，开口100没有分隔构件用于接纳多个接线装置，或者没有框架的开关或插座，或者开关和插座的任何组合。当壁板用于一个接线装置时，接线装置的尺寸为长度略微小于2.81英寸，宽度1.83英寸，以适配于开口100内。壁板的宽度根据以并排关系分组在一起的接线装置的数量而变化。此处所公开的壁板的正面具有复杂的/复合的形状，使得接线装置的开口处的表面比壁板外侧边缘处更加远离壁。
参看图31B，该图为沿着图30的壁板的线31B-31B的剖面图，沿着水平中心线从接线装置的开口的外侧左边缘点K到内侧边缘点L。如图31B中所示，该表面位于两个轮廊边界之间，这两个轮廊边界大体相隔0.002英寸，垂直于基准平面，同等地设置于实际轮廓周围并且相对于基准平面定位。轮廓的基本尺寸建立了控制该表面的形状和尺寸的公差带。该表面宽度大体为0.73英寸。在这个宽度内，相隔大约0.073英寸的十个或更多或更少的等距离点的尺寸限定一形状。每个尺寸表示点至基准平面，即至壁板的背面(扁平)表面的距离，从点K开始。从左向右，尺寸从大约0.243英寸增加至大约0.302英寸。当各点通过各个样条连接起来时，这种进展方式限定了高度增加、带有正一阶微分的表面。这些点并非通过单个弧连接，并且表面高度增加的速率并不恒定。各个样条的高度增加的速率从左向右减小，并且该形状的二阶微分为负。就是说，第一和第二点的距离尺寸之间的差大于第二和第三点的距离尺寸之间的差。因此，该表面具有带有正一阶微分和负二阶微分的轮廊，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。图31A是沿着图30的线31A-31A的剖面图；而图31C为沿着图30的线31C-31C的剖面图。图31A、31B和31C示出了壁板沿着图30的线31A-31A、31B-31B和31C-31C的剖面。
沿着图30的线31C-31C的剖面(请看图31C)沿着壁板的竖直中心线，并限定了具有正一阶微分和零二阶微分的表面轮廓，由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。任何两个连续的点尺寸之间的差大体为0.0037英寸并且这个表面具有零二阶微分，因为各个样条的高度增加速率恒定。
图30中所示的单个接线装置所用的壁板138沿着内部顶缘和内部底缘包括齿形架80，以用于与多功能夹130、151的端部147上的闩锁爪140接合。图32为壁板138的底缘沿着图30的线32A-32A的剖面图；并且图33为壁板138的顶缘沿着图30的线33A-33A的剖面图。壁板的顶部外缘(请看图33)具有凹进区域750如通道，其具有中心定位的升高标识名称结构752，如能够例如标识设备制造商的字母表的字母、数字和/或符号。图34、34A示出了图30的壁板的顶缘的一部分的视图，其示出了通道和标识名称结构。
如图34和34A中所示，示出了位于壁板138的顶部外缘中的通道750。该通道长度可大约为四分之三英寸，宽度小于壁板边缘的宽度。如图33、34和34A中所示，通道750为由四个壁754、756、758和760限定的矩形凹陷。升高的标识结构752如制造商的名称，即“LEVITON”位于通道内。升高标识结构的高度可为0.010英寸，其中升高标识结构的顶面基本上与壁板的顶缘的表面齐平。
当接线装置如此处所示为开关时，开关的摇板的表面为壁板轮廊的延续，使得壁板的表面与开关的表面互补。当接线装置为插座时，沿着插座面的宽度的轮廊在一个平面中基本上为扁平形式，并且沿着插座的面的长度为复杂形式，具有基本上恒定的半径。插座面的形状不同于开关，以允许正确地安放插入的插头。但是，再次，当接线装置为如此处所示的插座时，壁板的表面与插座的表面互补。壁板没有露出的安装螺钉或其它看得见的金属硬件。当壁板被布置在接线装置周围时，唯一看得见的部件为壁板138和接线装置，即开关或插座。用于将壁板保持就位的紧固装置如螺钉都不可见。
为了将壁板138连接至接线装置，底部和顶部多功能夹130、151的爪140的边缘147接合位于壁板138的顶部和底部端壁170的内表面上的齿形架80。壁板138的每个端壁170的内缘上有两个齿形架80。每个齿形架80包含多个齿，每个齿具有倾斜的正面84和倾斜的背面86。参看图35，示出了多功能夹的闩锁爪144的端部147的局部放大透视图，该多功能夹与壁板138的齿形架80接合。当将壁板连接至接线装置时，壁板被放置在接线装置上并朝向壁推入。当壁板朝向壁运动时，多功能夹的闩锁爪140的端部147与齿的倾斜正面84接合，并且当爪140经过第一齿的尖头时爪140发生偏转。一旦闩锁爪140的端部经过第一齿的尖头，它就回复至其初始位置并且处于齿的倾斜背面86和下一个齿的倾斜正面之间的位置。这种操作根据需要重复多次以将壁板138的顶部和底部定位成尽可能靠近壁。当独立地操作顶部和底部处的齿形架80和爪140时，就可以将壁板138设置成紧密遵循壁的轮廊，即使当壁并非扁平时也是如此。当壁板138较大时，例如壁板设置在多个接线装置周围时，这种遵循壁轮廓的能力很有价值。
参看图36，示出了壁板138和连接板14的接片120的局部放大剖面侧视图，以显示这两个部件在闩锁之后如何分离。一旦闩锁爪140的端部被置于两个齿之间的凹部中，就难以从接线装置和壁中取出壁板138。为了帮助除去壁板，在壁板138的底端170中形成狭槽74以提供接近接片120的通路。小的扁平工具刀片例如螺丝刀片76等可穿过端部170中的狭槽74以接触接片120的外表面和狭槽74的后壁两者。通过使用狭槽74的后壁作为支点移动刀片76，施加于接片120上的力将会把壁板138与接线装置和壁分离。由于工具76可对接片120施加很大的力，所以可以使爪140与齿形架80脱离接合，因此使壁板与接线装置和壁脱离接合。
参看图37，示出了用于双接线装置的盒、定位板和壁板的分解视图。没有隔离或分割构件位于壁板开口100或定位板开口116中来将两个接线装置彼此分离。这两个接线装置可放置于双组盒160中，该双组盒160例如由两个单盒构成，这两个单盒通过延伸穿过两个连接耳166的螺纹孔164的紧固件162连接。定位板114具有单个开口116、四个开口117和四个定位销118，以用于接纳两个接线装置例如两个开关、一个插座和一个开关或两个插座。
壁板138可具有四个位于顶端和底端壁内表面上的齿形架80以用于接纳四个闩锁爪，其中两个中心齿形架接纳来自每个接线装置的一个爪。另外，定位板具有两个接片120，该两个接片120可经由壁板138的底端壁中的狭槽74接近。利用相应的架80独立地操作爪140容许壁板138稍微补偿其中安装着接线装置的壁缺乏扁平度的情况。
参看图38，示出了具有单个开口116的定位板114和壁板138以用于分组在一起并安装于三个盒(并未示出)中的三个接线装置的分解视图。壁板138具有用于接纳三个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口100，并且具有位于顶端和底端壁的内表面上的三组齿形架80(一组用于每个接线装置)。两个端架各自接纳单个闩锁爪而中心架接纳两个闩锁爪。定位板114具有不带分割或分隔构件的单个开口116、三组开口117和三组定位销118以用于接纳三个接线装置。
参看图39，示出了具有用于接纳四个接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口116的连接板114和用于分组在一起的四个接线装置的壁板138的分解视图。壁板138具有用于接纳四个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口100，连接板114具有用于接纳四个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口116，以及四组开口117和四组定位销118。壁板具有四组位于顶端和底端壁的内表面上的齿形架80(一组用于每个接线装置)。
参看图40，示出了具有用于接纳五个接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口116的定位板114和用于分组在一起的五个接线装置的壁板138的分解视图。壁板138具有用于接纳五个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口100，定位板114具有用于接纳五个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口116，以及五组开口117和五组定位销118。壁板138具有五组位于顶端和底端壁的内表面上的齿形架80(一组用于每个接线装置)。
参看图41，示出了具有用于接纳六个接线装置的单个开口116的不带分割或分隔构件的定位板114和用于分组在一起的六个接线装置的壁板138的分解视图。壁板138具有用于接纳六个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口100，定位板114具有用于接纳六个并排设置的接线装置的不带分割或分隔构件的单个开口116，以及六组开口117和六组定位销118。壁板138具有六组位于顶端和底端壁的内表面上的齿形架80(一组用于每个接线装置)。
附图中所示的每个壁板可由导电材料或非导电材料制成。在壁板由非导电材料例如塑料制成时，可以向壁板前面、后面或前后表面两者喷涂、电镀或以其它方式涂上导电涂层，以提供从壁板到接地/安装带上的地和/或通过其的盒的导电通路。导电通路可以从壁板开始，通过多功能夹130、151的闩锁爪140、定位板上与多功能夹接触的定位销118、和与多功能夹接触的螺纹紧固件和盒；或者它可以通过多功能夹的闩锁爪140和与多功能夹接触的螺纹紧固件到达接地/安装带上的接地端子和/或连接至盒的地。
本发明可以设想其中可以使用在上文中数量并未明确规定的多个电接线装置的系统，而不会背离本发明的精神或法定范围。
尽管已经示出、描述并阐明了如应用于优选实施例的本发明的基本新颖性特征，但应当理解本发明所属领域的普通技术人员可以在不背离本发明的精神的情况下对所示的装置的形式和详情以及其操作做出各种省略、替换和改变。
权利要求
1.一种用于安装于壁盒内的开关，包括摇板，所述摇板可绕其上端做枢轴转动并且受到偏压以便在开关处于其接通位置或其断开位置时将其下端置于向外位置，所述开关具有沿着其长度方向的竖直轴线和沿着其宽度方向的水平轴线，其中摇板的沿其竖直轴线的面具有正一阶微分的形状，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。
2.根据权利要求1的开关，其特征在于，沿竖直轴线的表面具有零二阶微分的形状，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，其中各个样条的高度增加的速率恒定。
3.根据权利要求1的开关，其特征在于，沿水平轴线的剖面具有带有正一阶微分和负二阶微分的形状的表面，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。
4.根据权利要求1的开关，其特征在于，沿竖直轴线的剖面具有正一阶微分的形状，其由多个在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，并且所述开关沿水平轴线具有带有正一阶微分和负二阶微分的形状，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。
5.根据权利要求4的开关，其特征在于，沿竖直轴线的剖面具有零二阶微分的形状，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，其中各个样条的高度增加的速率恒定。
全文摘要
本发明公开了一种结构，其通过提供一种接线装置如具有摇板的开关克服了现有技术的装置的缺陷，其中所述摇板可绕着其上端做枢轴转动并且受到偏压以便在处于其接通位置或其断开位置时呈现相同的静止位置。重复按压和松开开关摇板的面的下部，就交替地闭合和断开开关内的一组触点，以便每次按压摇板，就交替地将负载与电源连接和断开。因此，不管邻近的开关是否为通断开关或3向开关，它们始终将会对齐。设置了开关指示器如小灯以便向用户指示何时开关的触点断开或闭合。开关的摇板的长宽比尺寸成比例以便提供具有增加面积的手指接触表面，从而容许用户更容易和迅速地标识和操纵特定的开关。开关的竖直轴线的表面具有正的一阶微分，其由多个在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成，并且沿水平轴线具有一个表面，该表面具有正的一阶微分和负的二阶微分，其由一组在离基准平面不同距离的点之间绘制的样条构成。
文档编号H02G3/14GK1989669SQ200580025057
公开日2007年6月27日 申请日期2005年5月20日 优先权日2004年5月25日
发明者S·R·库雷克, P·恩德雷斯, A·图法诺, D·A·奥德森 申请人:莱维顿制造有限公司