能电控及手控旋转的燃气具旋钮的制作方法

1.本发明涉及一种与控制燃气具开关及调节大小火相关的旋钮，旨在将旋钮中央设计为不随着旋钮转动的构造，并设有一驱动单元，通过能方便拆装的连接器与燃气具电连接，让该旋钮能通过驱动单元驱动而自动旋转，或者是直接以手控旋钮旋转。


背景技术：

2.例如瓦斯炉等传统燃气具，操作时多以手动控制机械式旋钮的方式来调整炉火大小，而较为先进的平面式炉具，则多采用触控式按键进行调整，例如：在炉具的控制面板上设置感应开关或薄膜开关，并且以两个相反的三角形代表增加或减小炉火，或者是使用数码管显示定时时间、以发光显示火力大小等功能。
3.对年纪较长的消费者而言，以旋钮旋转控制火力在操作上较为直接、手感较佳，但功能单纯；反之，平面式控制面板虽然功能较齐全，使用较为便利，但在操作上与传统方式不同，特别是调整火力大小时，往往需要反复确认各种功能按钮后才能操作，操作手感反而不如手动旋钮。因此，为了兼顾年纪稍大的使用者，本发明人曾经创作出中国台湾m560568、中国cn207623831u复合式炉具旋钮，以传统旋钮的使用方式达到数位化的功能。
4.中国台湾m560568的旋钮在结构上包含一固定在炉具上的基座、一位于该基座上方与燃气阀转轴套接的旋钮、一架设在旋钮中央的定位座、以及一固定在定位座上的电控单元，该定位座及电控单元不会随着旋钮旋转，通过该电控单元，让旋钮达到设定燃烧时间、火力大小，以及设定外部排油烟机定时启动抽风、风量大小等功能。
5.然而上述旋钮经实际使用后发现，旋钮的电控单元的电源及信号线是从旋钮下方穿出后，经过基座中央穿孔再与炉具电源电连接，因此，当使用转动旋钮时，旋钮内的电控单元会一同移动，使底部的电源及信号线容易受到挤压，而且当旋钮需要维修而从燃气阀转轴上拔起时，电源及信号线随着电控单元移动而被拉扯，造成维修不易的问题。
6.再者，少部分的使用者在烹煮食物时，会发生忘记关闭炉火的状况，进而引发火灾危险。故如何在不更改传统旋钮使用习惯的前提下，也能享受数位化且又具有安全使用措施的装置，为本发明研发的方向。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种能电控及手控旋转的燃气具旋钮，主要是在旋钮之中央上方设置不随着旋钮偏转的定位盘及电路板，并且通过能方便拆装的连接器与燃气具电连接，让该旋钮能受一驱动单元驱动旋转，或者是直接以手控旋钮旋转，不但维持传统旋钮的使用习惯，还能通过驱动单元驱动旋钮自动关阀。
8.为达成上述目的，本发明为一种能电控及手控旋转的燃气具旋钮，该燃气具设有一控制燃气开关及流量的燃气阀转轴，该旋钮安装结合在该燃气阀转轴上以同步带动该燃气阀转轴旋转，其特征在于：
9.该燃气具的燃气阀转轴侧边设有一电连接于燃气具电控系统的固定座；该旋钮包
含一与该燃气阀转轴结合的旋转盖、以及一架设于该旋转盖内部的定位盘，该定位盘上设有一电路板、以及一驱动单元，该定位盘向下延伸一插接部，该插接部能够插接定位在该固定座上以限制该定位盘径向位移；以及
10.该插接部上设有电连接于该电路板的插接端子组，该固定座上相对设置一与该插接端子组电连接的连接器，使该旋转盖能够由外部施力相对于定位盘及固定座旋转，或通过该连接器、插接端子组及电路板连接电源，使该驱动单元驱动旋转盖及燃气阀转轴相对于定位盘旋转。
11.凭借上述构造，该旋钮通过容易拆装的插接端子组与连接器达到和燃气具电控系统电连接的功能，让旋钮能兼具电控及手控的功能，并且在安装或维修时，能快速地从燃气阀转轴上拆装，方便施工人员作业。
12.以下进一步说明各元件的具体实施方式：
13.实施时，该旋转盖内部中央设有一套接在燃气阀转轴上的轴套，该轴套上设有一同步旋转的从动齿轮，该驱动单元包含一具有输出转轴的马达、一与该输出转轴连动的传动齿轮组、以及至少一可移动地设置在该传动齿轮组与从动齿轮之间的离合齿轮；
14.该离合齿轮与该传动齿轮组保持啮合，并连接于一弹性元件，该弹性元件提供一弹力使该离合齿轮远离该从动齿轮，使该旋转盖由外部手动施力让该轴套及该从动齿轮同步旋转时，该离合齿轮及传动齿轮组不随着旋转，并且在该马达驱动该输出转轴旋转时，能通过该传动齿轮组带动该离合齿轮朝向从动齿轮移动后啮合，进而带动该轴套、燃气阀转轴及旋转盖同步旋转，使该旋转盖能够通过该马达的驱动而电控旋转。
15.实施时，该驱动单元的马达能驱动该输出转轴正向或反向旋转，并具有两个分别连接于不同弹性元件的离合齿轮，该二弹性元件分别提供一弹力使该二离合齿轮分别远离该从动齿轮，使该旋转盖的从动齿轮旋转时，该离合齿轮及传动齿轮组不随着旋转，并且在该马达驱动该输出转轴正向或反向旋转时，能通过该传动齿轮组分别带动其中一相对应方向的离合齿轮移动后与该从动齿轮啮合，进而带动该轴套、燃气阀转轴及旋转盖同步正向或反向旋转。
16.实施时，该旋转盖顶部设有一可透光的操作面板，该电路板在相对于操作面板下方设有供使用者操作的一个或多个操作界面，以及一数码显示器，该且该数码显示器发出的光线能穿过该操作面板进行显示。
17.实施时，与该插接端子组电连接的连接器可上下位移地设置在该固定座内，使该旋转盖接受外力下压该燃气阀转轴时，该定位盘、电路板、驱动单元及插接部能够同时向下位移，且该插接部上的插接端子组与该连接器保持电连接。
18.实施时，该固定座及连接器设置在该燃气具电控系统的一位置检知器的外壳外部，该位置检知器的外壳内部设有一套设于燃气阀转轴外围并能与燃气阀转轴连动偏转的衬套，该衬套上设置有一同步偏转的环形磁石，该外壳对应于该环形磁石的外侧设有至少一磁感应元件，所述磁感应元件能够感应该环形磁石的偏转角度，并输出一位置信号传输至该燃气具电控系统，或经由该固定座的连接器及旋钮的插接端子组传输至该电路板。
19.实施时，该环形磁石具有等分360度排列的第一磁极和第二磁极，该环形磁石对应于第一磁极和第二磁极的内侧进一步分别设有彼此间隔180度至280度对称排列的第一、第二磁石，且该第一磁石靠近第一磁极的一侧，其磁性与第一磁极相同，该第二磁石靠近第二
磁极的一侧，其磁性与第二磁极相同。
20.实施时，该燃气具的燃气阀转轴具有一关阀位置及一关闭外环炉火位置，该衬套的外侧壁面对应于该关阀位置及一关闭外环炉火位置设有二间隔排列的凹槽或凸点，且该位置检知器的外壳内部在相对于衬套偏转行程的外侧设有一微动开关，当该二凹槽或凸点随着燃气阀转轴及衬套旋转到关阀或关闭外环炉火位置时，能分别触动该微动开关，进而检知该燃气具处于关阀或关闭外环炉火的状态。
21.实施时，该燃气具电控系统进一步包含一无线传输界面，该无线传输界面能接收一外部指令，使该燃气具电控系统能传输一控制信号，并通过该固定座的连接器以及该旋钮的插接端子组传输至该电路板及驱动单元，从而远端控制该驱动单元驱动该旋转盖的旋转角度或关阀。
22.实施时，该燃气具具有一面板，该面板对应于该燃气阀转轴周围设有一穿孔，该穿孔内围与燃气阀转轴外围之间的空隙设有一卡持在该穿孔内围的防水套环，该固定座及旋钮的插接部位于该防水套环内围。
23.相较于现有技术，本发明具有以下优点
24.1.该旋钮通过容易拆装的插接端子组与连接器达到和燃气具电控系统电连接的功能，让旋钮于安装或维修时，能快速地从燃气阀转轴上拆装，方便施工人员作业。
25.2.该旋钮具有直接以手控旋转的优点，以及接受一驱动单元驱动而自动旋转，或者是接受外部指令而远端控制旋转，达到自动调整燃气阀转轴及自动关阀的功能。
26.3.该燃气具的位置检知器包括有一环形磁石以及设置在环形磁石内围的第一磁极和第二磁极，且该第一磁极和第二磁极能够有效延伸环形磁石的磁场角度，扩大该位置检知器检测旋钮及燃气阀转轴的旋转角度。
27.以下依据本发明的技术手段，列举出适于本发明的具体实施方式，并配合图式说明如后。
附图说明
28.图1是本发明中旋钮和燃气阀转轴的立体分解图。
29.图2是本发明中旋钮和燃气阀转轴的结构分解图。
30.图3是本发明中旋钮设置在燃气阀转轴上的结构示意图。
31.图4是本发明中按压旋钮的结构示意图。
32.图5是本发明中驱动单元带动旋钮旋转的示意图。
33.图6是本发明中手控操作旋钮旋转的示意图。
34.图7是本发明中驱动单元另一具体实施方式在手控操作旋钮旋转的示意图。
35.图8是本发明中驱动单元以电控方式正向驱动旋转的示意图。
36.图9是本发明中驱动单元以电控方式反向驱动旋转的示意图。
37.图10是本发明中电路板的结构示意图。
38.图11是本发明中位置检知器的立体分解图。
39.图12是本发明中燃气阀转轴与衬套位在关阀位置的示意图。
40.图13是本发明中燃气阀转轴与衬套位在大火位置的示意图。
41.图14是本发明中燃气阀转轴与衬套位在关闭外环炉火位置的示意图。
42.图15是本发明中燃气阀转轴与衬套位在小火位置的示意图。
43.附图标记说明：100燃气具；101面板；102穿孔；103燃气阀转轴；104无线传输界面；200旋钮；10固定座；11连接器；20旋转盖；21轴套；22从动齿轮；23操作面板；30定位盘；31插接部；32插接端子组；40电路板；41数码显示器；42操作界面；50驱动单元；51输出转轴；52马达；53传动齿轮组；54离合齿轮；55弹性元件；60防水套环；70位置检知器；71外壳；72衬套；73凹槽或凸点；74微动开关；80环形磁石；n第一磁极；s第二磁极；81第一磁石；82第二磁石；90磁感应元件。
具体实施方式
44.如图1至图4所示，本发明为一种能电控及手控旋转的燃气具旋钮，该燃气具100具有一面板101，该面板101上设有一穿孔102，该穿孔102中设有一控制燃气开关及流量的燃气阀转轴103，该旋钮200安装结合在该燃气阀转轴103上，以同步带动该燃气阀转轴103旋转。
45.该燃气具100的燃气阀转轴103侧边设有一电连接于燃气具100电控系统(图未揭示)的固定座10。该旋钮200包含一与该燃气阀转轴103结合的旋转盖20、以及一架设于该旋转盖20内部的定位盘30，该定位盘30上设有一电路板40、以及一能接受该电路板40所提供的电源而驱动该旋转盖20旋转的驱动单元50，其中该定位盘30向下延伸一插接部31，该插接部31能够插接定位在该固定座10上，以限制该定位盘30径向位移，故该旋转盖20旋转时，该定位盘30、电路板40及驱动单元50保持在固定位置，不会随着旋转盖20旋转。
46.该插接部31上设有电连接于该电路板40的插接端子组32，该固定座10上相对设置一连接器11，当该插接部31插接定位在该固定座10上时，插接端子组32能与该连接器11电连接，使燃气具100的电控系统(图未揭示)所传输的电源及控制信号，能通过该连接器11及插接端子组32传输到电路板40，进而让驱动单元50作动。
47.实施时，上述连接器11可上下位移地设置在固定座10上，使该旋转盖20接受外力下压该燃气阀转轴103时，该定位盘30、电路板40、驱动单元50及插接部31能够同时向下位移，而且在向下位移时，插接端子组32与该连接器11保持电连接；此实施例适用在燃气具100的燃气阀转轴103开启开关阀时，必须先下压才能旋转的机种，若是部分燃气具100的燃气阀转轴103不必下压即可旋转，则连接器11固定设置在固定座10内即可。
48.实施时，该固定座10上设有一滑槽，该连接器11设置在该滑槽中，且该连接器11的外部相对于该滑槽设有一止档块，以限制该连接器11相对于该滑槽上下位移的距离。
49.在使用者按压该旋转盖20后，其内部的定位盘30、插接部31的插接端子组32及连接器11同时向下位移，并能够施力于该旋转盖20相对于定位盘30及固定座10旋转，如此具备如同传统旋钮200必须下压才能带动燃气阀转轴103的安全机制，防止旋钮200误动作开阀。
50.再者，该插接端子组32与连接器11电连接后，该燃气具100控制系统的电源及控制信号能通过连接器11及插接端子组32传输至该电路板40及驱动单元50，从而使该驱动单元50能够驱动旋转盖20相对于定位盘30旋转，达到自动调整燃气阀转轴103及自动关阀的功能。
51.凭借上述构造，该旋钮200通过容易拆装的插接端子组32与连接器11达到和燃气
具100电控系统电连接的功能，让旋钮200于安装或维修时，能快速地从燃气阀转轴103上拆装，方便施工人员作业。此外该旋钮200安装时，该穿孔102内围与燃气阀转轴103外围之间的空隙设有一防水套环60，该防水套环60卡持在穿孔102内围，可避免燃气具100面板101上的油污由穿孔102渗入燃气具100内部，影响旋钮200运作。
52.如图4至图6所示，实施时，该驱动单元50驱动旋转盖20旋转的方式，系于该旋转盖20内部中央套接在燃气阀转轴103上的轴套21外部，设置一同步旋转的从动齿轮22，该驱动单元50包含一具有输出转轴51的马达52、一与该输出转轴51连动旋转的传动齿轮组53、以及至少一可移动地与该设置在该传动齿轮组53与从动齿轮22之间的离合齿轮54，且该离合齿轮54连接于一弹性元件55；图示中，该输出转轴51上设置有齿轮该传动齿轮组53啮合，实施时也不排除可以在输出转轴51设置涡轮，形成一涡杆与传动齿轮组53啮合。此外，图示中的弹性元件55为一弹簧，实施时也可以利用弹片来提供弹力。
53.如图6所示，在旋钮未使用时，该离合齿轮54保持在与传动齿轮组53啮合的状态，并凭借弹性元件55所提供的弹力，使该离合齿轮54保持在远离该从动齿轮22的位置。此时，使用者由外部施力让旋转盖20旋转时，虽然轴套及该从动齿轮22同步旋转，但由于离合齿轮54与从动齿轮22分离，因此从动齿轮22旋转时，传动齿轮组53、输出转轴51及马达52都保持静止，不会随着旋转。
54.如图5所示，当该马达52驱动该输出转轴51旋转时，该传动齿轮组53的旋转可带动该离合齿轮54位移，使该离合齿轮54与该从动齿轮22啮合，因此能带动该轴套同步旋转，使该旋转盖20能够通过该马达52的驱动而电控旋转。如此，使旋转盖20不但能够手控旋转，还能让旋钮以电控方式自动旋转。
55.如图7到九图所示驱动单元50的另一具体实施方式；图中揭示，该驱动单元的马达52能驱动该输出转轴51正向或反向旋转，并具有两个分别连接于不同弹性元件55的离合齿轮54；如图7所示，该二弹性元件55分别提供一弹力使该二离合齿轮54分别远离该从动齿轮22，当使用者通过旋转盖20手动使从动齿轮22旋转时，无论正转或反转，该二离合齿轮54及传动齿轮组53都保持在静止状态不随着旋转。
56.如图8及图9所示，当马达52驱动输出转轴51正向或反向旋转时，因旋转方向不同，因此能通过该传动齿轮组53分别带动其中一相对应方向的离合齿轮54移动后与该从动齿轮22啮合，进而带动轴套、燃气阀转轴及旋转盖20同步正向或反向旋转。也即，此具体实施方式让前述燃气具电控系统能通过连接器及插接端子组传输控制信号至该电路板及驱动单元，使该驱动单元能够驱动旋转盖20正向或反向旋转，达成控制旋钮自动调整大小火及及自动关阀的目的。
57.如图5及图10所示，该电路板40实施时，进一步包含一与该电路板40电连接的数码显示器41、以及一个或多个操作界面42。该旋转盖20顶部设有一可透光的操作面板23，该操作界面42位于操作面板23的下方，且该数码显示器41发出的光线能穿过该操作面板23进行显示，例如显示设定时间、设定温度等等。
58.例如，当使用者通过操作面板23触动电路板40的操作界面42设定关火时间，并且由数码显示器41倒数计时，当时间到达设定关火时间后，该电路板40即可令驱动单元50驱动旋转盖20自动关火；当然，设定关火时间时，也可以通过电路板40、插接端子组32、连接器传输到燃气具的电控系统，的后再由电控系统发出指令反向传输到旋钮，令旋钮自动关火。
59.如图3及图11所示，该燃气具100的固定座10实施时，设置在该燃气具100电控系统的一位置检知器70的外壳71外部，该位置检知器70的外壳71内部设有一衬套72，该衬套72套设于燃气阀转轴103外围并能与燃气阀转轴103连动偏转。
60.如图3、图12到图15所示，该衬套72上设置有一同步偏转的环形磁石80，该外壳71对应于该环形磁石80的外侧设有至少一磁感应元件90，所述磁感应元件90能够感应该环形磁石80的偏转角度，并输出一位置信号传输至该燃气具100电控系统，或经由该固定座10的连接器11及旋钮200的插接端子组32传输至该电路板40，达到检知燃气阀转轴103及旋钮200偏转角度的功能，该电控系统或电路板40接收到该位置信号后，能进行调整燃气阀转轴103偏转角度或关阀的动作，或者是连动外部排油烟机等电器同步运作。
61.该环形磁石80实施时，具有等分360度排列的第一磁极n和第二磁极s。一般环形磁铁充磁后，第一磁极n和第二磁极s磁力最强的位置间隔约180度，为了增加环形磁石80的使用范围，该环形磁石80对应于第一磁极n和第二磁极s的内侧进一步分别设有第一、第二磁石81、82，且该第一磁石81靠近第一磁极n的一侧，其磁性与第一磁极n相同；该第二磁石82靠近第二磁极s的一侧，其磁性与第二磁极s相同。
62.该第一、第二磁石81、82的设置位置如图所示，对应于环形磁石80的第一磁极n和第二磁极s以对称排列，且第一、第二磁石81、82之间间隔180度至280度，在本实施例中，旋钮200相对于燃气具100具有0度到大约230度的偏转调节行程，故图示中是以间隔230度为例。如此在磁铁内增设两个与外圈同极性的磁石，不但增加环形磁石80的磁力，也适用于偏转角度较大的燃气阀转轴103。
63.再者，该燃气具100的燃气阀转轴103具有一关闭位置及一关闭外环炉火位置，该衬套72的外侧壁面上设有二间隔排列的凹槽或凸点73，二凹槽或凸点73分别对应设置在燃气阀转轴103关阀位置，以及关闭外环炉火的位置。
64.该位置检知器70的外壳71内部在相对于衬套72偏转行程的外侧设有一微动开关74，且该二凹槽或凸点73随着燃气阀转轴103及衬套72旋转到关阀位置或关闭外环炉火的位置时，能分别触动该微动开关74，进而检知该燃气具100处于关阀位置或关闭外环炉火的位置。
65.例如图12中，该衬套72的其中一凹槽或凸点73位在关阀的位置，触动该微动开关74开启，检知出燃气阀转轴103在关阀状态。图13中，该燃气阀转轴103及衬套72旋转到燃器具的大火位置，则微动开关74处于关闭状态。图14中，该衬套72的其中一凹槽或凸点73旋转到关闭外环炉火的位置，触动该微动开关74开启，进而检知燃气阀转轴103在关闭外环炉火的状态而发出信号至电控系统。图15中，该燃气阀转轴103及衬套72旋转到燃器具的小火位置，则微动开关74处于关闭状态。
66.如图3、图11所示，上述位置检知器70可供该固定座10设置，其优点是旋钮200与位置检知器70都以燃气阀转轴103为轴心，故旋钮200的插接部31和位置检知器70上的固定座10在安装时能准确对位。若固定座10设置在燃器具其他位置，未设置在位置检知器上，也是可实施的方式。再者，该燃器具也能够设置与电控系统电连接的压力传感器，如此也能检测出燃气压力，更能精准的控制旋钮偏转角度。
67.例如，前述电路板40设定关火时间或调整到小火后，到达设定关火或调整到小火的时间后，该电路板40即可令驱动单元50驱动旋转盖20带动燃气阀转轴103旋转关火或关
闭外环炉火旋转到小火；此时位置检知器70除了可以精确地检知燃气阀转轴103的旋转角度以外，还能通过前述的微动开关74检知出燃气阀转轴103是否确实旋转到关阀位置或关闭外环炉火位置。如此，本发明不但能供使用者操作后自动控制大小火及关火，还能在关火时提高安全性。
68.此外，如图1、图3所示，该燃气具100电控系统进一步包含一无线传输界面104，该无线传输界面104能接收一外部指令，使该燃气具100电控系统能传输一控制信号，并通过该旋钮200的连接器11、插接端子组32传输至该电路板40及驱动单元50，从而远端控制该驱动单元50驱动该旋转盖20的旋转角度已调整大小火或关阀。
69.例如：使用者的行动装置能够装设与电控系统相容的应用程式(app)，该app能接收电控系统的无线传输界面104输出的信号，让使用者得知燃器具的使用状态，再通过行动装置本身的wi-fi或无线网路传输外部指令，经燃器具的电控系统的无线传输界面104接收该外部指令后，由电控系统控制燃器具关闭，或者是调整燃气开关及流量，或控制外部排油烟机的启动抽风、风量大小等等。
70.以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。