本發明涉及一種電氣開關,尤其涉及微信號開關。
背景技術:
包含彈簧的微信號開關已為人所知。此類微信號開關包括可在休止位置與操縱位置之間移動的致動件、與開關端子連接的兩個接觸元件、以及隨致動件移動的用于連接或斷開該兩個接觸元件的觸橋。彈簧作為致動件的復位元件,使致動件在被操縱后從操縱位置復位回到休止位置。由于觸橋和彈簧是兩個獨立設置的部件,導致開關的構件數目較多,結構較復雜。
技術實現要素:
本申請提供一種開關,包括具有容置空間的開關殼體、設于所述容置空間中的靜接觸元件和動接觸元件,所述靜接觸元件和動接觸元件分別與所述開關的兩個接頭電連接、可在休止位置與操縱位置之間沿預定操縱方向往復運動的致動件、以及可隨所述致動件運動的導電的彈簧觸點元件,所述彈簧觸點元件與所述靜接觸元件始終接觸,并跟隨所述致動件移動以在與所述動接觸元件的導電接觸面接觸和與所述動接觸元件的導電接觸面脫離接觸之間切換,其中所述致動件因所述彈簧觸點元件的彈力從所述操縱位置移回所述休止位置。
較佳的,所述彈簧觸點元件包括中心彈簧部和自中心彈簧部兩側伸出的分別為靜止臂和動臂的兩個臂部,所述靜止臂固定不動地與所述靜接觸元件始終接觸,所述動臂可隨所述致動件的移動沿預定軌跡移動,以與所述動接觸元件接觸或脫離與所述動接觸元件的接觸。
較佳的,所述中心彈簧部套設在沿與所述操縱方向垂直的方向伸延的定位銷上,所述動臂沿所述操縱方向移動至與所述動接觸元件的導電接觸面接觸或脫離。
較佳的,所述中心彈簧部套設在沿與所述操縱方向垂直的方向伸延的定位銷上,所述動臂沿與所述操縱方向垂直的方向移動至與所述動接觸元件的導電接觸面接觸或脫離。
較佳的,所述致動件底部具有容置體,所述兩個臂部其中之一在預緊力的作用下被扭轉定位在所述容置體中,所述致動件被操縱時,該臂部被進一步扭轉。
較佳的,所述中心彈簧部套設在沿與所述操縱方向平行的方向伸延的定位銷上,所述動臂沿與所述操縱方向平行的方向移動至與所述動接觸元件的導電接觸面接觸或脫離。
較佳的,所述彈簧觸點元件與所述動接觸元件的接觸為沿著所述導電接觸面的滑動接觸。
較佳的,所述導電接觸面與所述操縱方向平行、垂直、或成一夾角。
較佳的,所述導電接觸面或所述開關殼體上設有觸覺感知結構。
較佳的,所述彈簧觸點元件與所述靜接觸元件或動接觸元件之間串連有電阻器,所述電阻器安裝于所述靜接觸元件或動接觸元件上。
較佳的,所述接觸面具有相對操縱方向傾斜延伸的第一接觸區域和沿操縱方向延伸的第二接觸區域。
較佳的,所述動臂設有多個接觸點或多個接觸面。
可選的,所述開關為常開開關,所述致動件在休止位置時所述動臂與所述動接觸元件的導電接觸面間隔預定接觸距離。
較佳的,所述致動件沿自所述休止位置向操縱位置方向的移動距離大于所述動臂與所述動接觸元件的導電接觸面之間的接觸距離。
可選的,所述開關為常閉開關,所述致動件在休止位置時所述動臂與所述動接觸元件的導電接觸面接觸。
可選的,所述動接觸元件為第一動接觸元件,所述開關為切換開關,還包括與第一動接觸元件電絕緣的第二動接觸元件,所述第二動接觸元件與所述開關的另一接頭電連接,所述彈簧觸點元件跟隨所述致動件移動以在與所述第一動接觸元件接觸和與所述第二動接觸元件接觸之間切換。
較佳的,所述致動件沿自所述休止位置向操縱位置方向的移動距離大于所述動臂在所述第一動接觸元件的導電接觸面和第二動接觸元件的導電接觸面之間的接觸距離。
較佳的,所述開關設有安裝于所述靜接觸元件、第一動接觸元件及第二動接觸元件之部分或全部的若干電阻器。
附圖說明
下面結合若干實施例和附圖對本發明進行說明。本發明不局限于這些實施例。其中:
圖1示出本申請一實施例的微信號開關;
圖2a示出圖1的微信號開關在致動件處于休止位置時的動、靜接觸元件和彈簧觸點元件;
圖2b示出圖1的微信號開關在致動件處于操縱位置時的動、靜接觸元件和彈簧觸點元件;
圖3a示出本申請另一實施例的微信號開關在致動件處于休止位置時的動、靜接觸元件和彈簧觸點元件;
圖3b示出圖3a的微信號開關在致動件處于操縱位置時的動、靜接觸元件和彈簧觸點元件;
圖4a示出本申請另一實施例的微信號開關,其致動件處于休止位置;
圖4b示出圖4a的微信號開關,其致動件處于操縱位置;
圖5a示出本申請另一實施例的微信號開關,其致動件處于休止位置;
圖5b示出圖5a的微信號開關,其致動件處于操縱位置;
圖6a示出本申請另一實施例的微信號開關,其致動件處于休止位置;
圖6b示出圖6a的微信號開關,其致動件處于操縱位置;
圖7a示出本申請另一實施例的微信號開關,其致動件處于休止位置;
圖7b示出圖7a的微信號開關,其致動件處于操縱位置;
圖8a示出本申請另一實施例的微信號開關,其致動件處于休止位置;
圖8b示出圖8a的微信號開關,其致動件處于操縱位置;
圖9a部分性地示出本申請另一實施例的集成有電阻器的常閉開關;
圖9b為圖9a所示實施例的電路圖;
圖10a部分性地示出本申請另一實施例的集成有電阻器的常開開關;
圖10b為圖10a所示實施方案的電路圖;
圖11示出本申請另一實施例的微信號開關,其中未繪示開關殼體的兩個側壁;
圖12為圖11所示微信號開關的剖視圖;
圖13為圖11所示微信號開關的透視圖,其中未繪示開關殼體;
圖14為圖13所示微信號開關的側視圖;
圖15a~圖15c示出可用于圖11的微信號開關的其他幾種彈簧接觸元件;
圖16示出本申請另一實施例的微信號開關,其中未繪示兩個側壁;
圖17a為本申請另一實施例的包含觸覺感知結構的微信號開關的局部視圖;
圖17b為本申請另一實施例的包含觸覺感知結構的微信號開關的局部視圖;
圖18為本申請另一實施例的微信號開關的透視圖,其中未繪示殼體;
圖19為本申請另一實施例的微信號開關的側視透視圖,其中未繪示殼體;
圖20a部分性地示出本申請另一實施例的集成有電阻器的開關,其中未繪示開關殼體;
圖20b為圖20a所示實施方案的電路圖;
圖21示出本申請另一實施例的微信號開關,其中未繪示開關殼體的兩個側壁;
圖22示出本申請另一實施例的微信號開關,其中未繪示開關殼體的兩個側壁;
圖23為圖22所示微信號開關的包含殼體的剖視圖;
圖24為圖22所示微信號開關的透視圖,其中未繪示開關殼體;
圖25a和圖25b示出可用于圖22的微信號開關的其他兩種彈簧接觸元件;
圖26a和26b示出依據本申請的兩種漸進式過渡的微信號開關的透視圖;
圖27a~27c部分性地示出依據本申請的幾個包含觸覺感知結構的微信號開關;
圖28a部分性地示出本申請另一實施例的集成有電阻器的透視圖,其中未繪示殼體;
圖28b為圖28a所示實施方案的電路圖;
圖29為本申請另一實施例的微信號開關的透視圖,其中未繪示開關殼體;
圖30示出圖29所示微信號開關的彈簧觸點元件、靜接觸元件、及第一和第二接觸元件;
圖31為圖29所示微信號開關的剖視圖;
圖32為圖29所示微信號開關的電路圖;
圖33示出本申請另一實施例的集成有電阻器的微信號開關;
圖34為圖33所示微信號開關的透視圖,其中未繪示殼體;
圖35為圖34所示微信號開關的透視圖,其中未繪示致動件;
圖36為圖35所示微信號開關的透視圖,其中未繪示基座;
圖37為圖33至36所示實施方案的電路圖;
圖38為本申請另一實施例的另一微信號開關的透視圖,其中未繪示殼體;
圖39和圖40為依據本申請的包含兩個電阻器的微信號開關的兩種電路圖。
具體實施方式
盡管并非總是在各附圖中完整示出,本發明實施例的電氣開關具有開關殼體10,內設容置空間11。較佳的,電氣開關為微信號開關。在這些實施例中,開關殼體10具有下基座13以及上部件12,該上部件包括側壁和殼體頂面。殼體頂面被形式為壓桿的致動件20穿過,該致動件被波紋管25包圍。
第一實施方式
圖1至圖10b示出本發明第一實施方式的微信號開關1。圖1中的微信號開關為常開開關。在容置空間11內設有靜接觸元件40、動接觸元件50、及彈簧接觸元件30。接觸元件30、40、50均由導電材料制成。與接觸元件40、50分別電連接的接頭41、51自開關殼體10向下伸出。接觸元件40、50是受開關殼體10的基座13支撐的簡單的彎曲件。接觸元件40、50可分別與接頭41、51一體成型,可以理解,接觸元件40、50也可與接頭41、51各自成型后再對應電連接。形式為扭力彈簧的導電彈簧接觸元件30作為接觸元件40、50之間的觸橋。彈簧接觸元件30包含具一定圈數的中心彈簧部。自彈簧接觸元件30的中心彈簧部兩側伸出兩個臂部33、34,其中一個臂部為固定不動的靜止臂,另一個臂部為可移動的動臂。
所述中心彈簧部位于定位銷26上。這個定位銷26以橫設于致動件20的操縱方向x的方向從操縱部件20底部的一個側壁伸出,該側壁為導引體21的一部分。在本示例中,這個導引體21具有若干導肋24,其與殼體側的凹槽(未繪示)共同作用,以可精確預設的軌跡,即沿操縱方向x實現對致動件的導引。在本示例中,這些導肋24設置在導引體21的兩個相對的側面上。定位銷26自導引體21的后壁的內側伸出。這樣便能確保在沿操縱方向x對致動件20進行操縱時,彈簧接觸元件30隨之一起運動。
從圖2a、2b可以更清楚地看出,彈簧接觸元件30的上臂34與靜接觸元件40電氣連接。下臂33是可自由運動。如圖1和圖2a所示,在致動件20處于休止位置的情況下下臂33位于不導電的絕緣面55上,致動件20被操縱時,如圖2b所示,下臂33被推動至動接觸元件50的接觸面52。在對圖2a和圖2b進行比較后可以看出,致動件20與彈簧接觸元件30一起發生的運動使得自由的下臂30以橫向于操縱方向x的方式自動接觸元件50的絕緣面55移至接觸面52,從而實現開關接觸。在實施操縱后,致動件20借助彈簧接觸元件30的彈力并且在波紋管25的支持下重新移回休止位置。
在另一實施例中,也可以將圖1所示微信號開關1用作常閉開關。圖3a和3b示出針對這種微信號開關1的接觸元件40、50和彈簧接觸元件30的布置。圖3a示出在致動件20處于休止位置的情況下,接觸元件40、50和彈簧接觸元件30的布置。與將微信號開關1設置為常開開關相同,在將微信號開關1設為常閉開關時,彈簧接觸元件30的上臂34也與靜接觸元件40電氣連接。自由的下臂33向下伸出并在致動件20處于休止位置的情況下與動接觸元件50接觸,抵靠在接觸面52上,并且在此因彈簧接觸元件30的彈力而處于相應的接觸壓力下,該接觸壓力確保持久的接觸。在沿操縱方向x對致動件20進行操縱的情況下,彈簧接觸元件30隨之一起運動,由此向下推動自由的下臂33,即使得下臂33以橫向于操縱方向x的方式運動,從而離開接觸面52。因此,可以采用圖2a所示的接觸元件50將微信號開關1用作常開開關,或者采用圖3a所示的接觸元件50將所述微信號開關用作常閉開關,其中在裝配微信號開關1時,才需要通過選擇相應的動接觸元件50確定隨后的用途。
圖4a、4b示出微信號開關1的另一實施方式。在此情形下,靜接觸元件40與向下伸出的下臂34電氣連接。動接觸元件50與自由的上臂33共同起作用,所述上臂33在休止位置向上伸出并且抵靠在導引體21的壓肋23上。接觸元件40、50在此以處于不同平面中的方式布置在開關殼體10的基座13中。圖4a示出致動件20的休止位置。彈簧接觸元件30的自由的上臂33與動接觸元件50的接觸面52間隔一定距離。通過沿操縱方向x對致動件20進行操縱,如圖4b所示,自由的上臂33與動接觸元件50的接觸面52發生開關接觸。在這個操縱過程中,壓肋23以與彈力反向的方式將彈簧接觸元件30的上臂33向下擠壓。在這個操縱過程中,在殼體側凹槽中借助導引體21的導肋24對致動件20進行導引。圖4b僅示出后導肋24,可在導引體21上設置與后導肋24背對的前導肋24。
圖4a、4b中示出的微信號開關1用作常開開關。也可以通過安裝另一形式的動接觸元件50將微信號開關1用作常閉開關。參閱圖5a、5b,微信號開關1同樣具有彈簧接觸元件30,其包含與靜觸點元件40電氣連接的下臂34。在此情形下,在致動件20處于休止位置時,自由的上臂33抵靠在彎折的動接觸元件50的底面上。借助彈簧接觸元件30的彈力上臂33對動接觸元件50的接觸面52施加足夠的接觸壓力,從而建立可靠的接觸。若致動件20沿操縱方向x運動,彈簧接觸元件30與致動件20一起運動,則同時壓肋23克服彈簧接觸元件30的彈力將自由的上臂33從動接觸元件50的接觸面52推開,從而將接觸斷開。
若在圖4a或5a所示的微信號開關1中使用兩個動接觸元件50,可實現一個轉換開關。
在圖6a至8b所示的優選實施方式中,在動接觸元件50上還設有若干形式為突出部53或者形式為凹部54或中斷部56的觸覺感知結構。這些觸覺感知結構使得在借助壓桿30操縱微信號開關1的過程中,開關過程能夠被感知。如圖6a和6b所示,在閉合開關觸點的過程中,上臂33沿接觸元件50的接觸面52滑動,使用者通過感知用于越過突出部53的力的變化獲得觸覺反饋。就圖7a和7b所示的構建為常開開關的微開關1而言,在動接觸元件50的絕緣面55的區域內設有凹部54,故在對壓桿20進行操縱的情況下,在到達接觸面52以前,動臂33需要從這個凹部54移出。在此情形下,用于越過凹部54的力的變化也能夠被感知,并就開關操作對使用者進行提示。上述情形同樣適用于對構建為常閉開關的微信號開關1的操縱。例如就圖8a、8b所示常閉開關而言,在動接觸元件50上設有中斷部56,故能夠在離開接觸元件50的接觸面以后,以可感知的方式向使用者提示開關操作。
在上述實施方式中,微信號開關1由少量構件簡單地構成。將一個扭力彈簧用作彈簧接觸元件30。特別地,可以在裝配微信號開關1時才根據需要安裝相應的動接觸元件50,從而將所述微信號開關配置為常開開關、常閉開關或轉換開關。
圖9a及10a示出微信號開關1的另一優選實施方式。為清楚起見,在圖中未繪示所述殼體。圖9a所示的微信號開關1的實施方案涉及與圖5a所示實施方案相似的常閉開關。在此同樣借助致動件20的運動實現彈簧接觸元件30的臂部33與動接觸元件50之間的開關接觸的脫離。此外如圖9b的電路圖所示,在電路中串聯有電阻器70。這個電阻器70(例如smd電阻器)例如可通過焊接、通過激光或其他方式的熔接、或者通過夾緊連接,與靜接觸元件40連接。通過對電路進行測量,特別是對電阻的大小進行測量,便能確定是否存在開關接觸。通過對電阻器70的電阻值進行測量來確認彈簧接觸元件30的臂部33與動接觸元件50之間存在的開關接觸。在所述開關接觸打開的情況下,測得的電阻提升至最大值。可以將這些可自外部測量的電阻值用于診斷,例如整合在軟件查詢中。如圖10a所示,在構建為常開開關的微信號開關1中也能實現相同的診斷功能,電路圖參閱圖10b。從這個電路圖可以看出尚不存在開關接觸。電阻為無窮大。若建立開關接觸,即將所述電路閉合,則測得與使用的電阻器70對應的電阻值。在這個實施方式中,電阻器70同樣與動接觸元件40串聯連接的smd電阻器。使用smd電阻器能夠實現微信號開關1的緊湊結構,即在最狹小的結構空間內實現診斷功能。在所示示例中,電阻器70設于靜接觸元件40上。但也可以采用將電阻器70設置在動接觸元件50上的技術方案。
第二實施方式
圖11至圖20b示出本發明第二實施方式的微信號開關2,該開關為常開開關。容置空間11內設有靜接觸元件40、動接觸元件50、及彈簧接觸元件30。接觸元件30、40、50均由導電材料制成。與接觸元件40、50分別電連接的接頭41、51自開關殼體10向下伸出。接觸元件40、50是支承在開關殼體10的基座13中的簡單的沖壓件。接觸元件40、50可分別與接頭41、51一體成型,可以理解,接觸元件40、50也可與接頭41、51各自成型后再對應電連接。形式為壓力彈簧的導電彈簧接觸元件30作為接觸元件40、50之間的觸橋。從圖13可以更清楚地看出,彈簧接觸元件30具有例如通過壓接或焊接等方式與靜接觸元件40固定連接的下臂34。彈簧接觸元件30的上部,特別是上臂33,被致動件20底部的容置體27保持在特定位置。如圖12所示,彈簧接觸元件30的上部容置在容置體27的沿操縱方向x延伸的容置通道22中。上臂33側向穿過開縫28從容置體27伸出,并且如圖14所示沿操縱方向x與動接觸元件50的接觸面52保持一定的接觸距離a。優選地,彈簧接觸元件30的上臂33預定位在致動件20中,借助致動件20的沿操縱方向x的運動,沿預定的軌跡移動(本實施例中朝動接觸元件50垂直移動),并在移動較短的距離后到達預定接觸位置。與接觸距離a相比,致動件20從休止位置至其操縱位置所經過的操縱行程要更長。在行程末端,彈簧接觸元件30的上臂33沿著動接觸元件50的接觸面52超程滑動,上臂33發生扭轉。為實現可靠的接觸并保證上臂33在動接觸元件上有足夠的接觸壓力,上臂33在致動件20的容置體27中在預緊力的作用下被預定位。在這個示例中,容置體27的側壁具有開縫28,上臂33穿過開縫28被致動件20的容置體27扭轉定位,具有足夠大的預緊力,從而在對致動件20進行操縱時實現與動接觸元件50的可靠接觸,并對動接觸元件50的接觸面52施加足夠的接觸壓力。在操縱后,致動件20借助彈簧接觸元件30的彈力復位回到休止位置。波紋管25可幫助致動件20復位。
在對微信號開關2進行操縱時,彈簧接觸元件30的上臂33以預設的軌跡越過接觸距離a。開關殼體10中設有致動件20的導引結構。從圖12可以最清楚地看出,在所示實施方式中借助容置體27的外側面上的若干導肋24實現所述導引。這些導肋24卡入設于開關殼體10的相對的兩側的兩個凹槽內,每一凹槽由兩個沿操縱方向x延伸的導引條15構成。借助致動件20的容置體27上的導肋24與開關殼體10的導引條15的共同作用,致動件20的運動被預設為沿操縱方向x,故保持在容置體27中的上臂33的移動軌跡同樣被預設。此外,借助設于開關殼體10的基座13上的拱起部14對彈簧接觸元件30的下部進行定位,該拱起部自下方卡入彈簧接觸元件30。本實施例的具有壓力彈簧的微信號開關具有較小數目的構件,其彈簧接觸元件30與動接觸元件50的接觸距離a較小,并且借助上臂33在相對操縱方向x傾斜的接觸面52上的超程滑動,可以保證可靠的接觸。
圖15a、圖15b、圖15c示出彈簧接觸元件30的其他實施方式。上臂33彎設有用于與動接觸元件50的接觸面52發生開關接觸的兩個接觸點331、332(參閱圖15a)或者三個接觸點331、332、333(參閱圖15b),以建立與動接觸元件50的可靠接觸。在圖15c所示另一實施方式中,在彈簧接觸元件30的上臂33上也可以焊接有接觸片,從而產生用于與接觸元件50接觸的兩個或兩個以上接觸面334、335。
下臂34可以是如圖13所示與接觸元件40固定連接,或是如圖15a、15b、15c所示與接觸元件40一體成型。在一體成型的情形下,下臂34從開關殼體10伸出,且下臂34的自由末端構成電氣接頭41。
圖16示出微信號開關1的另一實施方式。在此情形下,在開關殼體10中同樣設有接觸元件40、50,兩者可通過彈簧接觸元件30相互電氣連接。借助致動件20沿操縱方向x進行操縱。借助致動件20的運動實現彈簧接觸元件30與動接觸元件50的開關接觸,其中彈簧接觸元件30的上臂33在致動件20與開關殼體10的共同作用下受力沿預設的軌跡朝動接觸元件50的接觸面52移動。本實施例中,動接觸元件50的接觸面52同樣相對致動件20的操縱方向x傾斜。區別在于,動接觸元件50為長條狀,可彎設而成,動接觸元件50的較寬的正面構成接觸面52,彈簧接觸元件30的上臂33可如箭頭所示沿接觸面52滑動。在此情形下微信號開關1同樣構建為常開開關,即在對致動件20進行操縱時,借助用作觸橋的彈簧接觸元件30閉合接觸元件40、50之間的觸點。
通常,借助致動件20實施操縱進而通過接觸或脫離接觸來導通或斷開微信號開關,在操縱時并不以觸覺方式感知接觸或脫離接觸。對于期望以觸覺方式感知接觸的微信號開關應用而言,可以設有若干觸覺感知結構。這些觸覺感知結構可布置在開關殼體10上或動接觸元件50上,優選布置在動接觸元件50上。圖17a的示例中,動接觸元件50的傾斜的接觸面52上設突出部53。在進行操縱時,即致動件20運動時,預定位在致動件20的容置體27的開縫28中的上臂23朝接觸面52的這個突出部23移動,并且在致動件20從休止位置運動至操縱位置的過程中越過突出部53后沿接觸面52滑動,其中越過突出部53的滑動能夠被感知。同樣地,如圖17b所示,在接觸面52中亦可設有凹部54,而不是突出部53。
另一方面,觸覺感知結構也可以設于開關殼體10上,例如如圖16所示由突出部16構成。在對致動件20進行操縱時,上臂33從殼體的突出部16躍起,這能夠被使用者感知。
如前文所述,彈簧接觸元件30的上臂33預定位在容置體27中,并且在與其彈力方向相反的預緊力作用下被扭轉保持。在沿操縱方向x對致動件20進行操縱時,上臂33進一步扭轉。這表示,彈簧接觸元件30在每次操縱時均承受彎曲負荷和扭轉負荷。借助接觸元件50的接觸面52的一種特殊配置能夠減小彈簧接觸元件30的負荷。圖18和圖19示出接觸元件50,其接觸面52均劃分成相對操縱方向x傾斜延伸的第一接觸區域52.1和沿操縱方向(在附圖中沿垂直方向)延伸的第二接觸區域52.2。在操縱過程中,彈簧接觸元件30與所述接觸面的傾斜區域52.1發生接觸,所述上臂的滑動行程先沿這個傾斜區域52.1延伸,其中彈簧接觸元件30進一步扭轉,之后所述滑動行程沿垂直區域52.2延伸,即彈簧載荷不增大。這樣,彈簧接觸元件30的壽命有所延長。
圖20a示出微信號開關1的另一優選實施方式。為清楚起見,此實施例中未示出開關殼體10。圖20a所示微信號開關1的實施方案涉及與圖16所示實施方案相似的常開開關。在此同樣借助致動件20的運動使得彈簧接觸元件30的上臂33與動接觸元件50發生開關接觸。此外如圖20b的電路圖所示,在電路中串聯有電阻器70。這個電阻器70(例如smd電阻器)例如可通過焊接、通過激光或其他方式熔接、或通過夾緊連接,與接觸元件40連接,彈簧接觸元件30的下臂34可固定于電阻器70與接觸元件40之間的夾緊插口42內。通過對電路進行測量,特別是對電阻的大小進行測量,便能確定是否存在開關接觸。在圖20b所示電路圖中尚未建立開關接觸,電阻為無窮大。無開關接觸即意味著會測得電阻的最大值。若建立起開關接觸,即將電路閉合,則測得與使用的電阻器70對應的電阻值。亦即,通過對電阻器70的電阻值進行測量來確認彈簧接觸元件30的上臂33與動接觸元件50之間的開關接觸。可以將這些可自外部測量的電阻值用于診斷,例如整合在軟件查詢中。使用smd電阻器能夠實現微開關1的緊湊結構,即在最狹小的結構空間內實現診斷功能。在所示示例中,電阻器70設于靜接觸元件40上。但也可以將電阻器70設置在動接觸元件50上。
在上述實施例中,微信號開關1均由少量構件簡單地構成。將一個壓力彈簧用作彈簧接觸元件30。此外,可在組裝微信號開關1時才決定是否要將所述微信號開關1用作常開觸點,因為僅需要根據用途彎曲和安裝第二接觸元件50。可選地,微信號開關亦可實施為常閉觸點或者轉換開關。在安裝所述微信號開關時可以決定將其用作常開觸點、常閉觸點還是轉換開關,以便安裝相應的動接觸元件。
第三實施方式
本發明實施例中,微信號開關3具有開關殼體10,包括基座13以及上部件12,上部件12包含側壁和殼體頂面。殼體頂面被形式為壓桿的致動件20穿過,該致動件被波紋管25包圍。在開關殼體10內設有容納接觸元件40、50的容置空間11。
圖21示出微信號開關3,該開關為常閉開關。容置空間11內設有兩個接觸元件40、50,即微信號開關3的靜接觸元件40和動接觸元件50。兩個接觸元件40、50設有自開關殼體10向下一體伸出的接頭41、51。這些接觸元件40、50是支承在開關殼體10的基座13中的簡單的沖壓件,可以理解,接觸元件40、50也可與接頭41、51各自成型后再相應電連接。形式為壓力彈簧的導電彈簧接觸元件30作為接觸元件40、50之間的觸橋。從圖24可以更清楚地看出,彈簧接觸元件30具有與例如通過壓接或焊接等方式與靜接觸元件40固定連接的下臂34。彈簧接觸元件30的上部,特別是上臂33,被致動件20底部的容置體27保持在特定位置。彈簧接觸元件30的上部容置在容置體27的沿操縱方向x延伸的容置通道22中。上臂33側向穿過開縫28從容置體27伸出,并且保持與動接觸元件50的接觸面52的接觸。接觸元件40具有相對操縱方向x傾斜延伸的接觸面52,彈簧接觸元件30的上臂33自下方按壓在該接觸面上。在這個沖壓制成的接觸元件50中,能夠通過相應的裁切或沖壓簡單地實現這種傾斜的接觸面52。
圖22示出微信號開關3的另一實施方式。在此情形下,在開關殼體10中同樣設有接觸元件40、50,兩者可通過彈簧接觸元件30相互電氣連接。在此情形下,動接觸元件50的接觸面52同樣相對致動件20的操縱方向x傾斜。區別在于,本實施例中,接觸元件50為長條狀,可彎設而成,接觸元件50的較寬的底面構成接觸面52,接觸面52被彈簧接觸元件30的上臂33接觸。本實施例中的微信號開關3同樣構建為常閉開關,在對致動件20進行操縱時,使彈簧接觸元件30脫離與接觸元件50的接觸,從而斷開接觸元件40、50之間的電連接。
通過致動件20沿操縱方向x進行操縱。借助致動件20的運動將彈簧接觸元件30與動接觸元件50的接觸斷開,其中彈簧接觸元件30的上臂33在致動件20與開關殼體10的共同作用下受力沿預設的軌跡從動接觸元件50的接觸面52移開。
優選地,彈簧接觸元件30的上臂33預定位在致動件20中,借助致動件20的沿操縱方向x的運動,沿預定的軌跡移動(本實施例中垂直地從動接觸元件50移開),在較短的距離后便已實現接觸的斷開。為在開關3處于休止位置時實現可靠的接觸,以及保證上臂33在動接觸元件50上的足夠的接觸壓力,上臂33在致動件20的容置體27中在預緊力的作用下被預定位。在這個示例中,容置體27的側壁具有開縫28,被上臂33穿過。上臂33被扭轉定位在致動件20的容置體27中,具有足夠大的預緊力,從而實現與動接觸元件50的可靠接觸,并對動接觸元件50的接觸面52施加足夠的接觸壓力。在操縱后,致動件20借助彈簧接觸元件30的彈力復位回到休止位置。波紋管25可幫助致動件20復位。
在對微信號開關3進行操縱時,沿預設的軌跡對彈簧接觸元件30的上臂33進行導引。開關殼體10中設有致動件20的導引結構。從圖23可以最清楚地看出,在所示實施方式中借助容置體27的外側面上的若干導肋24實現所述導引。這些導肋24卡入設于開關殼體10的相對的兩側的兩個凹槽內上,每一凹槽由兩個沿操縱方向x延伸的導引條15構成。借助致動件20的容置體27上的導肋24與開關殼體10的導引條15的共同作用,致動件20的運動被預設為沿操縱方向x,故保持在容置體27中的上臂33的移動軌跡同樣被預設。此外,如圖21所示,借助設于開關殼體10的基座13上的拱起部14對彈簧接觸元件30的下部進行保持,該拱起部自下方卡入彈簧接觸元件30。
圖25a、圖25b示出彈簧接觸元件30的其他實施方式。上臂33彎設有用于與動接觸元件50的接觸面52發生開關接觸的接觸點331(參閱圖25a)或者三個接觸點331、332、333(參閱圖25b),以建立與接觸元件50的可靠接觸。在另外的實施方式中,在彈簧接觸元件30的上臂33上也可以焊接有接觸片,從而產生彈簧接觸元件30的用于與接觸元件50接觸的兩個或兩個以上接觸面。
下臂34可以是如圖24所示與接觸元件40固定連接,或是如圖25a、25b所示與接觸元件40一體成型。在此情形下,下臂34從開關殼體10伸出,且下臂34的自由末端構成電氣接頭41。
可以為致動件20設計從休止位置至其操縱位置的相對較長的操縱行程,故能夠如圖26a和26b所示實現漸進式開關過渡。在此情形下,在從接觸元件50移開以前,上臂33在前置運動中沿動接觸元件50的接觸面52滑動。借助接觸面52的配置方向實現上臂33在接觸面52上的前置運動。如圖26a所示,在這個沖壓制成的接觸元件50中能夠簡單地實現用于所述前置運動的垂直的接觸面52,以及隨后的用于斷開接觸的傾斜的接觸面。在圖26b中將接觸元件50彎曲,即在上端設有彎曲部,以供上臂33在休止位置可靠地抵靠,以及針對漸進式開關過渡而設有近乎垂直的(即平行于操縱方向的)接觸面52,并且為將接觸斷開而在下端設有傾斜的接觸面52。
在圖27a和圖27b中同樣借助接觸元件50的傾斜的側面構成接觸面52,其至少在下部區域內傾斜,使得在沿操縱方向x對致動件20進行操縱時,上臂33從接觸面52移開。上述方案也適用于圖27c所示實施方式,其中借助動接觸元件50的彎曲實現接觸面52。在此情形下,上臂33抵靠在動接觸元件50的傾斜的底面上,使得在沿操縱方向x對致動件20進行操縱時,上臂33從接觸元件50脫離,從而脫離接觸。在這些實施方式中,上臂33也可靠地容置在致動件20的容置體27中,并且在預緊力下被保持。這樣便能確保在致動件20處于休止位置時,上臂33處于預緊力下并以足夠的接觸壓力抵靠在動接觸元件50上,并且不會因其彈力而從接觸元件50的接觸面52抬起,或者在致動件20的運動中過早地脫離接觸。
此外,可以在微信號開關中設有若干觸覺感知結構。通常,借助致動件20實施操縱進而通過接觸或脫離接觸來導通或斷開微信號開關,在操縱時并不以觸覺方式感知接觸或脫離接觸。對于期望以觸覺方式感知接觸的微信號開關應用而言,可以設有若干觸覺感知結構。這些觸覺感知結構可以設于殼體上,或者優選設于動接觸元件50上。圖27a的示例中,動接觸元件50的接觸面52設凹部54,上臂33需要在操縱中從該凹部移出,在下壓致動件20時能夠感知此情形。圖27b則示出動接觸元件50的接觸面52上的突出部53。在進行操縱時,即致動件20運動時,在從接觸面52脫離以前,上臂23需要越過接觸面52的這個突出部23。同樣地,在如圖27c所示構建為彎曲件的接觸元件50的接觸面52上,也可以設置突出部53。可以理解,突出部53和凹部54也可以具有其他形狀。
圖28a示出微信號開關3的另一優選實施方式。為清楚起見,在該圖中亦未繪示所述殼體。圖28a所示的微開關1的實施方案涉及與圖22所示實施方案相似的常閉開關。在此同樣為彈簧接觸元件30的上臂33與動接觸元件50建立開關接觸,并且借助致動件20的運動將這個接觸斷開。彈簧接觸元件30的下臂34可固定于電阻器70與接觸元件40之間的夾緊插口42內。此外如圖28b的電路圖所示,在電路中串聯有電阻器70。這個電阻器70(例如smd電阻器)例如可通過焊接、通過激光或其他方式熔接、或通過夾緊連接,與靜接觸元件40連接。通過對電路進行測量,特別是對電阻的大小進行測量,便能確定是否存在開關接觸。通過對電阻器70的電阻值進行測量來確認彈簧接觸元件30的上臂33與動接觸元件50之間存在的開關接觸。在所述開關接觸斷開的情況下,測得的電阻最大。電阻器70為與靜接觸元件40串聯連接的smd電阻器。使用smd電阻器能夠實現微信號開關3的緊湊結構,即在最狹小的結構空間內實現診斷功能。可以將這些可自外部測量的電阻值用于診斷,例如整合在軟件查詢中。在所示示例中,電阻器70設于靜接觸元件40上。但也可以采用將串聯的電阻器70設置在動接觸元件50上的技術方案。
在上述實施方式中,微信號開關3由少量構件簡單地構成。將一個壓力彈簧用作彈簧接觸元件30,以及,微信號開關3能夠在既定的開關點上通斷。借助接觸面52的選擇,特別是其相對操縱方向52的定向,能夠以簡單的方式實現快速或者緩慢的開關過渡。
第四實施方式
圖29至31示出微信號開關4。容置空間11內設有這個微信號開關4的靜接觸元件40、第一動接觸元件50以及第二動接觸元件60。從開關殼體10向下伸出與各接觸元件40、50和60對應電連接的電氣接頭41、51和61。較佳的,電氣接頭與相應接觸元件一體成型,這些接觸元件40、50和60可以是由開關殼體10的基座13支承的簡單的沖壓件。形式為壓力彈簧的導電彈簧接觸元件30用作靜接觸元件40與動接觸元件50或60之間的觸橋。接觸元件40和其接頭41構成共用觸點(co)。在致動件20處于休止位置的情況下,第一動接觸元件50與靜接觸元件40接觸,為常閉觸點(nc),第二動接觸元件60及其接頭61不與靜接觸元件40發生接觸,即第二動接觸元件為常開觸點(no)。
從圖31可以更清楚地看出,彈簧接觸元件30具有與靜接觸元件40始終連接的下臂34,在一種方式中可以通過壓接予以實現,或者也可以采用焊接。彈簧接觸元件30的上部,特別是上臂33,被致動件20底部的容置體27保持在特定位置。如圖30所示,彈簧接觸元件30的上部容置在容置體27的沿操縱方向x延伸的容置通道22中。上臂33側向穿過開縫28從容置體27伸出,并且如圖36和圖38所示,與第二動接觸元件60的接觸面62保持一定的接觸距離a,上臂33抵靠在第一動接觸元件50的接觸面52上。優選地,彈簧接觸元件30的上臂33在致動件20中,借助致動件20的沿操縱方向x的運動,沿預定的軌跡移動(本實施例中朝第二動接觸元件60垂直移動),并在移動較短的距離后到達預定的接觸點(也稱開關點)。與接觸距離a相比,致動件20從休止位置至其操縱位置(即其末端位置)所經過的操縱行程要更長。上臂33沿第二動接觸元件60的接觸面62超程滑動,卷繞的彈簧接觸元件30的上臂33扭轉。為實現可靠的接觸并保證上臂33在第二動接觸元件60上有足夠的接觸壓力,上臂33在致動件20的容置體27中在預緊力的作用下被預定位。在這個示例中,容置體27的側壁具有開縫28,被上臂33穿過上臂33被扭轉定位在致動件20的容置體27中,具有足夠大的預緊力,以便在對致動件20進行操縱時實現與第二動接觸元件60的可靠接觸,以及對第二動接觸元件60的接觸面62施加足夠的接觸壓力。此外借助預緊力,可確保在致動件20處于休止位置時,上臂33以足夠的接觸壓力抵靠在第一動接觸元件50上,而不會因其彈力而從接觸元件50的接觸面52抬起或者在致動件20的運動中過早地解除接觸。在操縱后,致動件20借助彈簧接觸元件30的彈力復位回到休止位置。波紋管25可幫助致動件20復位。
在對微信號開關4進行操縱時,彈簧接觸元件30的上臂33以預設的軌跡越過接觸距離a,開關殼體10中設有致動件20的導引結構。從圖30可以最清楚地看出,在所示實施方式中,在容置體27的外側面上設有若干導肋24,卡入設于在開關殼體10的相對的兩側上的兩個凹槽內,每一凹槽由兩個沿操縱方向x延伸的導引條15構成。借助致動件20的容置體27上的導肋24與開關殼體10的導引條15的共同作用,致動件20的運動被預設為沿操縱方向x,故保持在容置體27中的上臂33的移動軌跡同樣被預設。此外,借助設于開關殼體10的基座13上的拱起部14對彈簧接觸元件30的下部進行保持,該拱起部自下方卡入彈簧接觸元件30。
本實施例的具有壓力彈簧的微信號開關4具有較小數目的構件,其彈簧接觸元件30與第二動接觸元件60間隔一定的接觸距離a,在既定的開關點上接觸,并且上臂33在相對操縱方向x傾斜的接觸面62上的超程滑動確保可靠的接觸。當然,亦可改變接觸距離a,下文還將對此進行說明。
下臂34可以是如圖31所示卡入靜接觸元件40的夾緊插口42,或是與接觸元件40構建為一體,也可以通過其他固定方案將下臂34固定在靜接觸元件40上。
圖32示出本發明的如圖29至31所示微信號開關4的電路圖。
圖33至36示出微信號開關4的另一實施方式。在此情形下,在開關殼體10中同樣設有接觸元件40、50和60,靜接觸元件40與第一動接觸元件50或第二動接觸元件60通過彈簧接觸元件30相連。同樣借助致動件20沿操縱方向x進行操縱。借助致動件20的運動解除彈簧接觸元件30與第一動接觸元件50的開關接觸,以及實現彈簧接觸元件30與第二動接觸元件60的開關接觸,其中彈簧接觸元件30的上臂33在致動件20與開關殼體10的共同作用下受力沿預設的軌跡朝第二動接觸元件60的接觸面62移動。彈簧接觸元件30通過夾緊插口42與靜接觸元件40連接。
此外,如圖33、36、38以及電路圖37、39、40所示,在電路中串聯有電阻器70、71和72。電阻器70、71和72可以為smd電阻器,例如可以通過焊接、通過激光熔接、或者通過夾緊連接與接觸元件40、50及60連接。使用smd電阻器能夠實現微開關4的緊湊結構,即在最狹小的結構空間內實現診斷功能。通過對電路進行測量,特別是對電阻的大小進行測量,便能確定開關接觸存在于何處。其中圖33至38示出最多配設三個電阻器70、71和72的方案。第一電阻器70位于第一動接觸元件50與第二動接觸元件60之間,第二電阻器71位于靜接觸元件40與第二動接觸元件之間,第三電阻器72位于靜接觸元件40與第一動接觸元件50之間。其中接觸元件40、50和60具有伸出臂43、44和45,以便更好地與電阻器70、71和72接觸。
若建立開關接觸,即將所述電路中的一個閉合,則測得與使用的電阻器70、71或72對應的電阻值。若在未建立開關接觸的位置上測量電阻,則電路不閉合,且電阻為無窮大。可以將這些可自外部測量的電阻值用于診斷,例如整合在軟件查詢中。
圖39和圖40示出僅具有兩個電阻器的電路圖。在圖39所示電路圖中,將設于靜接觸元件40與第一動接觸元件50之間的第三電阻器72移除,在圖40所示電路圖中,將設于靜接觸元件40與第二動接觸元件60之間的第二電阻器71移除。可在組裝微信號開關4時才需要確定所使用的電阻器的數目。可將電阻器70、71、72作為單個構件儲備。
圖34和圖38所示微信號開關4的區別在于第二動接觸元件60。兩者的第二動接觸元件60具有不同的彎曲程度。因此,接觸距離a及開關點發生變化。若如圖38所示選擇較小的接觸距離a,則較早地達到開關點,而后續運動行程有所延長。而若選擇較大的接觸距離a,則較晚地達到開關點,后續運動行程則有所減小。因此,在組裝所述微信號開關4時決定所述微信號開關是具有較早還是較晚的開關點,以便安裝相應的第二動接觸元件。
在上述實施方式中,微信號開關4均由少量構件簡單地構成。將一個壓力彈簧用作彈簧接觸元件30。特別地,在組裝微信號開關1時才需要決定接觸距離a,因為僅需要根據用途彎曲和安裝第二動接觸元件60。