CN101826412B - 机械式旋转开关 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种机械式旋转开关，其包括：开关体，具有轴孔；旋转轴，可旋转地插入在轴孔内，用于改变机械式旋转开关的工作状态。轴孔内设置有彼此之间夹第一角度的向轴孔内凸出的第一对支撑面，旋转轴上形成有与第一对支撑面相应的第一推动面；当旋转轴向第一方向旋转时，第一对支撑面之一被旋转轴相应的第一推动面推动；当旋转轴向与第一方向相反的第二方向针旋转时，第一对支撑面中另一个被旋转轴相应的第一推动面推动；当第一对支撑面之一抵靠在旋转轴相应的第一推动面上时，第一对支撑面中另一个与旋转轴相应的第一推动面夹第二角度。

Description

机械式旋转开关

技术领域

本发明涉及一种机械式旋转开关。 

背景技术

传统的机械式旋转开关可以实现旋钮在360°范围内旋转到任一角度时，完成不同的功能。图1示出了这样一种传统的机械式旋转开关的示意图。 

如图1所示，机械式旋转开关100包括与旋钮1相连的旋转轴(未示出)和开关体2，该旋转轴插入在开关体2中的轴孔(未示出)中。在该机械式开关100上设置有接线端子21、22、23和24，另外还对称地设置有接线端子。导线31、32和33分别连接在接线端子上形成电路。当旋钮1旋转到一个档位时，接线端子21、22、23和24以及对称设置的接线端子分别处于功能要求的接通或断开状态，从而实现电路控制所需的通断功能。 

上述机械式旋转开关中，当旋钮旋转到不同的位置时，能够实现的不同开关功能，但是当旋钮从不同方向(顺时针和逆时针方向)旋转到同一位置时，却只能实现同样的功能，也即旋转轴的旋转位置与功能是直接对应的。如图1所示，当旋钮1从0度位置开始，分别顺时针转到180度位置和逆时针转到180度位置时，面板上表现的是同一位置，电路的通断状况也是完全相同的。然而，在某些应用场合，需要实现旋转轴的旋转位置与对应功能的分离，也即需要实现旋钮顺时针和逆时针转动例如180度到同一位置时，开关所实现的功能不同。所以，需要一种改进的机械式旋转开关。 

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的机械式旋转开关，该开关在旋转轴在同一位置时可以具有不同的功能。 

本发明的一个方面提供了一种机械式旋转开关，其包括：开关体，具有轴孔；旋转轴，可旋转地插入在轴孔内，用于改变机械式旋转开关的工作状态。轴孔内设置有彼此之间夹第一角度的向轴孔内凸出的第一对支撑面，旋转轴上形成有与第一对支撑面相应的第一推动面；当旋转轴向第一方向旋转时，第一对支撑面之一被旋转轴相应的第一推动面推动；当旋转轴向与第一方向相反的第二方向针旋转时，第一对支撑面中另一个被旋转轴相应的第一推动面推动；当第一对支撑面之一抵靠在旋转轴相应的第一推动面上时，第一对支撑面中另一个与旋转轴相应的第一推动面夹第二角度。 

本发明的另一个方面提供了一种机械式旋转开关，其包括：开关体，具有轴孔；旋转轴，可旋转地插入在轴孔内，用于改变机械式旋转开关的工作状态。轴孔内设置有彼此之间夹第一角度的向轴孔内凸出的第一对支撑面，旋转轴上形成有与第一对支撑面相应的第一推动面；当旋转轴向第一方向旋转时，第一对支撑面之一被旋转轴相应的第一推动面推动，当旋转轴向与第一方向相反的第二方向针旋转时，第一对支撑面中另一个被旋转轴相应的第一推动面推动；当将第一对支撑面之一抵靠在旋转轴相应的第一推动面上转变为第一对支撑面中另一个抵靠在旋转轴相应的第一推动面上时，旋转轴先空转第二角度。 

本发明的实施例提供了一种新的机械式旋转开关，可适用于旋转式开关在旋转轴处于同一位置时需要不同功能的场合，从而该机械式旋转开关拥有更完整的功能和更广泛的应用范围。 

附图说明

通过以下结合附图对本发明的具体实施例的描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚并更容易理解，其中： 

图1示出了传统的机械式旋转开关的示意图。 

图2示出了根据本发明一个实施例的机械式旋转开关中轴孔和旋转轴的示意图。 

图3(A)、(B)为根据本发明一个实施例的机械式开关处于初始位置的示意图。 

图4(A)、(B)为根据本发明一个实施例的机械式开关的旋转轴顺时针转过角度B之后的示意图。 

图5(A)、(B)为根据本发明一个实施例的机械式开关的旋转轴逆时针转过角度360°-B之后的示意图。 

图6(A)、(B)为根据本发明另一个实施例的机械式旋转开关中轴孔和旋转轴的示意图。 

图7为根据本发明另一个实施例的机械式旋转开关中轴孔和旋转轴的示意图。 

具体实施方式

下面将根据优选实施例对本发明进行更加详细的说明。在所有附图中，相同的元件以相同的附图标记指代。这些附图和相关的描述仅仅是说明性的而非限制性的。 

根据本发明的机械式旋转开关可以为凸轮开关等形式，包括具有轴孔的开关体以及可旋转地插入在轴孔内的旋转轴，该旋转轴例如被旋钮转动从而改变该机械式旋转开关的工作状态(功能)。相对于传统的机械式旋转开关，根据本发明的机械式旋转开关通过配置轴孔和旋转轴之间的配合关系，提供了一种新的机械式旋转开关，可以实现旋转轴的旋转位置与开关的相应功能相分离，例如使得旋转轴在分别沿着顺时针旋转和逆时针方向旋转到同一位置时可以实现不同的功能。 

根据本发明一个实施例的机械式旋转开关例如可以具有与例如图1所示的开关大致相同的外观。 

图2示出了根据本发明一个实施例的机械式旋转开关中轴孔和旋转轴的示意图。如图2所示，为了实现旋转轴的旋转位置与开关的相应功能相分离的这一功能，对设置在开关体中的凸轮5采用了具有特殊的几何形状的轴孔3，并使其与具有相应构造的旋转轴4相配合。在轴孔3中，对称地设置了4个凸起50，每个凸起具有一对侧面(支撑面)51和52。该一对侧面51和52彼此之间夹一角。与支撑面51和52相应地，旋转轴4上设置有推动面41。当旋转轴4在轴孔3中旋转以推动凸轮5旋转时，推动面41抵靠在支撑面51或52上，也即，支撑面51或52被推动面41推动。下面将详细说明该实施例的旋转式开关的操作过程。 

例如，在初始状态，凸轮5的轴孔3处在凸起50的支撑面51与旋转轴4上的推动面41形成接触(平面接触)的状态，而凸起50的另一个支撑面52与旋转轴4上的推动面41之间则存在一个夹角A，该角度A可以为小于90度的锐角，在本实例中其具体值为35度。 

图3所示为该机械式开关处于初始位置的示意图，其中图3(A)为沿轴向观察的视图，图3(B)为侧视图。在该初始状态，旋转轴4上的推动面41与凸轮4的轴孔3中的支撑面51处于接触状态。相应地，从动滑块61、62、61’和62’以及动触点71、72、71’和72’处于初始位置，均位于凸轮5表面轮廓上的凹处。 

当通过旋钮1驱动旋转轴4由初始位置开始顺时针方向旋转时，由于凸轮5的轴孔3中的支撑面51与旋转轴4上的推动面41平面接触，从而可驱动凸轮5相应顺时针转动。当旋转轴4转过角度B时，凸轮5也同时转过角度B，如图4(A)和(B)所示。在凸轮5的转动过程中，从动滑块62，62’随着凸轮5的表面轮廓的轨迹作直线运动到较高的位置，进而推动相应的动触点72，72’运动，改变了动触点72，72’的接触状态。 

相反地，当通过旋钮1驱动旋转轴4由初始位置开始逆时针方向旋转时，由于凸轮5的轴孔中的支撑面52与旋转轴4上的推动面41在初始位置上存在角度差A，在旋转方向上支撑面52和推动面41之间并没有接触，故旋转轴4必须先独自转过角度A，即先空转角度A，使得旋转轴4上的推动面41与凸轮5的轴孔中的支撑面52先接触，再进一步驱动凸轮5转动。如果旋转轴4由初始位置顺时针转到角度B，而旋转轴4要逆时针转到与顺时针的同一位置，旋转轴转过的角度为360°-B，凸轮则沿逆时针方向转过的角度C为360°-B-A，也即，凸轮5相对于旋转轴4滞后了旋转角度A，如图5所示。此时从动滑块61，61’随着凸轮5的表面的轨迹作直线运动到较高的位置，进而推动动触点71，71’运动，改变了动触点71，71’的接触状态。由此可见，此时各从动滑块与凸轮的接触点位置，与旋钮顺时针转动角度B时各从动滑块与凸轮的接触点位置是不同的(相差一个旋转角度A)，这使得从动滑块可以随着凸轮运动轨迹的不同，不同地推动动触点，获得不同的工作状态。此时，对于开关中的从动滑块61、62、61’和62’而言，当从图5的状态开始再逆时针转过一个角度A(即轴4推动轴孔内的支持面转过角度A)时，它们的工作状态改变，但是这不是必须的，只要其中之一改变即可。 

上述图4和图5所示的情形中，旋转轴(或旋钮)处于相同的旋转位置时，开关所对应的工作状态(功能)可不相同。也即，旋转轴分别沿着顺时针和逆时针方向转动到同一位置时，而凸轮却实际上是转动到不同位置的，二者之间始终存在一个角度差A。由于开关的工作状态与凸轮所处的状态相 关，由于角度差A的存在使得旋转轴分别沿着顺时针和逆时针方向转动到同一位置时，凸轮的状态不同了，从而使得开关的工作状态可以不同。更优选地，在上述实施例的开关中，凸轮的表面轮廓设计来使得该开关具有当凸轮转过角度A之后可改变至少一个从动滑块的状态，这样就可以实现凸轮对从动装置的不同激发并执行不同的功能。旋钮的旋转角度B一般在0～360°范围之内(不包括临界值)。 

本发明的轴孔中支撑面与旋转轴的推动面之间的关系除了图2所示的实施例之外，还可以有其它形式。 

在图2中，在轴孔中形成有对称分布的四个凸起，每个凸起的侧面作为支撑面，然而这并非必须的。如图6A所示，在根据本发明的另一个实施例中，在轴孔103中形成了一个凸起150，凸起150的两个侧面151和152作为支撑面，旋转轴104形成有一个推动面141。推动面141在旋转轴104向不同方向旋转时分别与支撑面151或152接触并驱动凸轮，并且旋转轴104在向一个方向旋转的状态下转换到向另一个方向旋转的状态时，旋转轴104需要先空转一个角度A。如图6B所示，在轴孔103中同样形成了一个凸起150，凸起150的两个侧面151和152作为支撑面，但是旋转轴104形成了两个推动面141和142，这两个推动面141和142之间具有一夹角，而且推动面142与支撑面152之间夹一个角度A’，因此当旋转轴104在向一个方向旋转的状态下转换到向另一个方向旋转的状态时，旋转轴104需要先空转一个角度A’。除了图6A和6B所示出的仅形成一个凸起的情形，例如，还可以形成两个对称或非对称布置的凸起以提供支撑面的情形。根据本发明的原理，设置三个或四个以上的凸起以提供支撑面的情形也都是可以的。 

另外，上述在旋转轴在向不同方向旋转时所推动的两个支撑面无需形成为一个凸起的两个侧面，也可以形成彼此面对的两个侧面。参见图7所示，在轴孔203中形成了两个凸起250和250’，它们彼此相对的两个侧面251和252作为支撑面，二者之间具有夹角A；旋转轴204具有两个推动面241和242。当旋转轴204顺时针旋转以推动凸轮时，推动面241与支撑面251接触，而当旋转轴204逆时针旋转以推动凸轮时，推动面242与支撑面252接触。而且，旋转轴204在向一个方向旋转的状态下转换到向另一个方向旋转的状态时，旋转轴204需要先空转一个角度A。 

图6A、图6B和图7所示的情形，同样可以用于实现图2中将旋转轴的 位置与开关的功能相分离的功能。 

除了使用旋纽之外，旋转轴也可以通过其它方式驱动，例如电动方式。除了凸轮开关以外，本发明的实施例也可以用于限位开关等开关中，同样，这样的开关进一步设置来具有当轴推动轴孔内的支撑面转过上述角度差A时改变其工作状态的状态。 

在上述实施例中，通过动滑块与凸轮的表面配合关系来实现功能的切换，但是本领域的技术人员知道，还可以通过其它方法来实现开关的切换，例如在开关体内设置拨动开关并通过与轴相连的拨片来拨动这些开关。 

本发明的实施例提供了一种新的机械式旋转开关，其优点之一在于可适用于旋转式开关中旋转轴在同一位置时功能不同的场合，例如旋转轴在分别沿着顺时针旋转和逆时针方向旋转到同一位置上时可实现不同的功能需求，从而相对于传统的机械式旋转开关拥有更完整的功能和更广泛的应用范围。 

本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可作各种的改变和替换。因此，本发明的保护范围当以权利要求及其等同特征所界定的为准。 

Claims (10)

1.一种机械式旋转开关，包括： 

开关体，具有轴孔； 

旋转轴，可旋转地插入在所述轴孔内，用于改变所述机械式旋转开关的工作状态； 

其中，所述轴孔内设置有彼此之间夹第一角度的向轴孔内凸出的第一对支撑面，所述旋转轴上形成有与所述第一对支撑面相应的第一推动面；当所述旋转轴向第一方向旋转时，所述第一对支撑面之一被所述旋转轴相应的第一推动面推动； 

当所述旋转轴向与所述第一方向相反的第二方向针旋转时，所述第一对支撑面中另一个被所述旋转轴相应的第一推动面推动；并且， 

当所述第一对支撑面之一抵靠在所述旋转轴相应的第一推动面上时，所述第一对支撑面中另一个与所述旋转轴相应的第一推动面夹第二角度； 

所述机械式旋转开关是凸轮开关； 

所述凸轮开关包括： 

凸轮，设置在所述开关体中且所述轴孔从中穿过； 

从动滑块，设置在所述开关体上并且被所述凸轮驱动；以及 

开关触点，设置在所述开关体上并且被所述从动滑块控制。 

2.根据权利要求1的机械式旋转开关，其中，所述第一对支撑面形成为所述轴孔内的一个凸起的两个侧面。 

3.根据权利要求2的机械式旋转开关，其中，所述旋转轴上与所述第一对支撑面相应的推动面为一个平面或两个不同的平面。 

4.根据权利要求1的机械式旋转开关，其中，所述第一对支撑面彼此相对，并且所述旋转轴上形成有与所述第一对支撑面相应的两个推动面。 

5.根据权利要求1至4任一的机械式旋转开关，其中，所述第二角度为锐角。 

6.根据权利要求1至4中任一的机械式旋转开关，其中，所述轴孔内还设置有与所述第一对支撑面相同的至少一第二对支撑面，所述第二对支撑面在所述轴孔的径向上设置在与第一对支撑面不同的位置，并且所述旋转轴上形成有与所述另一对支撑面相应的至少一第二推动面，并且 

当所述旋转轴向第一方向旋转时，所述第二对支撑面之一被所述旋转轴相应的第二推动面推动，当所述旋转轴向所述第二方向针旋转时，所述第二对支撑面中另一个被所述旋转轴相应的第二推动面推动；并且， 

当所述第二对支撑面之一抵靠在所述旋转轴相应的第二推动面上时，所述第二对支撑面中另一个与所述旋转轴相应的第二推动面夹所述第二角度。 

7.根据权利要求1的机械式旋转开关，其中，所述机械式旋转开关设置来具有当所述轴推动轴孔内的支撑面转过所述第二角度时改变所述机械式旋转开关的工作状态的状态。 

8.根据权利要求1的机械式旋转开关，其中，所述凸轮开关设置来具有当所述凸轮转过所述第二角度时改变所述从动滑块的工作状态的状态。 

9.根据权利要求1的机械式旋转开关，其中，所述旋转轴上设置有用于旋转所述旋转轴的旋钮。 

10.一种机械式旋转开关，包括： 

开关体，具有轴孔； 

旋转轴，可旋转地插入在所述轴孔内，用于改变所述机械式旋转开关的工作状态； 

其中，所述轴孔内设置有彼此之间夹第一角度的向轴孔内凸出的第一对支撑面，所述旋转轴上形成有与所述第一对支撑面相应的第一推动面； 

当所述旋转轴向第一方向旋转时，所述第一对支撑面之一被所述旋转轴相应的第一推动面推动，当所述旋转轴向与所述第一方向相反的第二方向针旋转时，所述第一对支撑面中另一个被所述旋转轴相应的第一推动面推动；并且 

当将所述第一对支撑面之一抵靠在所述旋转轴相应的第一推动面上转变为所述第一对支撑面中另一个抵靠在所述旋转轴相应的第一推动面上时，所述旋转轴先空转第二角度； 

所述机械式旋转开关是凸轮开关； 

所述凸轮开关包括： 

凸轮，设置在所述开关体中且所述轴孔从中穿过； 

从动滑块，设置在所述开关体上并且被所述凸轮驱动；以及 

开关触点，设置在所述开关体上并且被所述从动滑块控制。 

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