CN102637546A - 一种带导光环的多向按键旋钮结构 - Google Patents

Abstract

一种带导光环的多向按键旋钮结构，包括旋钮支架和旋钮外套，旋钮支架与旋钮外套之间设置有转动副，旋钮外套中沿圆周向均匀设置有矩形格栅，与光电传感器配合产生旋转信号。在旋钮外套中设置中间按键和四向按键结构。导光环包括锯齿状结构的光反射面，光线可沿圆周向均匀散布，消除了灯光盲区。导光环与旋钮外套均设置在旋钮支架上，减少了安装的累计公差，导光环与旋钮外套之间可保持均匀间隙。利用弹珠在旋钮外套的齿轮结构上滑动，创造律动手感，便于调整旋钮扭矩。全部构件均封闭在旋钮外套和旋钮支架之间，且采用由内向外的安装方式，完成与汽车音响面板的装配后，旋钮支架也被封闭，在发生冲、撞击时不会蹦出。

Description

一种带导光环的多向按键旋钮结构

技术领域:

本发明涉及电学领域，尤其涉及用于电子产品控制板的按键与旋钮模块，特别是一种带导光环的多向按键旋钮结构。

背景技术:

现有技术中，汽车音响设备上的旋钮组件和导光环分别独立安装。导光环通过卡扣或热烫固定在汽车音响设备的塑胶面壳上。汽车音响设备的调节功能通过旋转旋钮组件中的旋钮并带动编码器来实现。旋钮设置在导光环内。旋钮组件由旋钮外套、旋钮芯、旋钮盖构成。旋钮外套可根据不同车型要求电镀或做成各种防滑纹；旋钮芯的轴心上设计有固定杆，旋钮盖通常做成不同于旋钮外套的效果，直接靠卡扣或热烫固定在旋钮外套上；然后，再靠卡扣与旋钮芯固定；安装好的旋钮组件通过旋钮芯上的安装杆与编码器连接。旋转或向下按压旋钮，信号通过编码器传递出去。在大尺寸外径的旋钮上，旋钮的晃动量增加，易造成旋钮与周边间隙不均匀，且震动时产生噪声；对于旋钮相对电路板距离较远的产品，旋钮和按键功能晃动增加，造成旋钮手感不良；旋钮与导光环独立装配在不同的零件上，公差累积造成旋钮与导光环间隙不均匀，影响外观；只能传递旋转或向下按压的信号，难以实现更多按键功能；安全度低，在发生冲、撞击时容易蹦出伤人。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种带导光环的多向按键旋钮结构，所述的这种带导光环的多向按键旋钮结构要解决现有技术中汽车音响设备上的旋钮晃动量大、震动时产生噪声、与导光环装配合误差大、功能少、使用中存在安全隐患的技术问题。

本发明的这种带导光环的多向按键旋钮结构，包括一个旋钮支架和一个旋钮外套，所述的旋钮支架与所述的旋钮外套之间设置有转动副，其中，所述的旋钮外套中沿圆周向均匀设置有矩形格栅，旋钮外套的轴心处设置有一个中键踩脚柱，所述的中键踩脚柱与旋钮支架之间设置有轴向的滑动副，旋钮外套内设置有四个方向键踩脚柱，所述的四个方向键踩脚柱沿与旋钮外套同轴的圆周方向等角度地分布，任意一个方向键踩脚柱与旋钮支架之间均设置有沿其长度方向的或者轴向上的滑动副，旋钮外套的前端内设置有一个四向键帽，所述的四向键帽位于方向键踩脚柱前端的前侧，四向键帽的中心设置有一个键帽中心孔，所述的键帽中心孔内设置有一个中键帽，所述的中键帽位于中键踩脚柱前端的前侧，旋钮外套的圆周外设置有一个导光环，所述的导光环与旋钮支架固定连接。

进一步的，所述的旋钮支架的中心设置有一个圆孔，所述的旋钮外套与所述的圆孔同轴，圆孔的中心设置有一个圆柱管，所述的圆柱管通过其外壁上的连接筋与圆孔的内壁连接，所述的中键踩脚柱设置在圆柱管内，中键踩脚柱与圆柱管的内壁之间设置有轴向的滑动副，旋钮支架中设置有四个方向键踩脚柱通过孔，所述的四个方向键踩脚柱通过孔的长度方向或者轴向均平行于圆孔的轴向，四个方向键踩脚柱通过孔沿与圆孔同轴的圆周方向等角度地分布在圆孔的外侧，所述的方向键踩脚柱各自设置在一个方向键踩脚柱通过孔内，方向键踩脚柱与方向键踩脚柱通过孔之间设置有长度方向上的或者轴向上的滑动副，旋钮支架中设置有三个弹性卡扣，所述的三个弹性卡扣沿与圆孔同轴的圆周方向等角度地分布， 旋钮外套上设置有一圈圆周向的凹槽，旋钮支架与旋钮外套通过所述的弹性卡扣与所述的凹槽的配合实现连接，圆孔外侧的旋钮支架中设置有一个圆形凸台，所述的圆形凸台与圆孔同轴，旋钮外套的前端开口内设置有一个限位环，所述的四向键帽位于所述的限位环的后侧，限位环的内径小于四向键帽的外径，四向键帽的后侧固定连接有一个四向键导光件，所述的四向键导光件的中心设置有导光件中心孔，四向键导光件的后侧面中设置有四个弹性卡爪，所述的四个弹性卡爪沿圆周向均匀分布在导光件中心孔的外侧，方向键踩脚柱的前端与四向键导光件的后侧面相邻，四个弹性卡爪围绕在圆形凸台的外圆周上，键帽中心孔的内径小于中键帽的外径，中键帽的后侧固定连接有一个中键导光钮，所述的中键导光钮的后侧面与中键踩脚柱的前端相邻。

进一步的，所述的旋钮外套的外圆周上设置有一圈波状齿，所述的旋钮支架中固定设置有一个弹珠，所述的弹珠由弹簧偏置在旋钮外套外圆周上的波状齿之间。

进一步的，所述的旋钮支架的后侧设置有一个硅胶垫，所述的硅胶垫中设置有一个中间信号触点和四个方向信号触点，所述的中间信号触点与中键踩脚柱的后端相邻，四个方向信号触点各自与一个方向键踩脚柱的后端相邻。

进一步的，导光环的后端面和导光环的外圆周或者内圆周上均设置有锯齿状结构，导光环的后端面设置有三个弹性卡脚，弹性卡脚的底面均为凹面，弹性卡脚分别向后穿过旋钮支架上的三个扣环。

进一步的，所述的导光环、四向键导光件和中键导光钮均由透光材料构成。

进一步的，所述的硅胶垫的下方设置有电路板，所述的旋钮支架通过其底侧的定位柱和卡钩固定在所述的电路板上。

进一步的，所述的旋钮支架中设置有一个弹珠安装槽，所述的弹珠包括有一个球体和一个弹簧，所述的球体和弹簧均设置在所述的弹珠安装槽内。

本发明的工作原理是：四向键帽通过其后侧的四向键导光件驱动方向键踩脚柱，从而按压方向键踩脚柱后端的四个方向信号触点，向电路板输入四种方向信号。中键帽通过其后侧的中键导光钮驱动中键踩脚柱，从而按压中键踩脚柱后端的中间信号触点，向电路板输入中间信号。在电路板上连接光电传感器，将光电传感器与旋钮外套中圆周向的矩形格栅相邻设置，旋钮外套转动时，矩形格栅在光电传感器中产生连续的信号，向电路板输入转动信号和转动方向信号。导光环中设置有锯齿状结构的光反射面，使从弹性卡脚底面入射的LED光线沿圆周向均匀散布，消除灯光盲区。导光环与旋钮外套均设置在同一旋钮支架上，减少了安装的累计公差，导光环与旋钮外套之间保持了均匀的间隙。弹珠在旋钮外套的齿轮结构上滑动，创造律动手感，便于调整旋钮扭矩。中键踩脚柱和四向键导光件将来自LED的发光均匀传递到中键帽和四向键帽，照明键帽上的字符。全部构件均封闭在旋钮外套和旋钮支架之间，且采用由内向外的安装方式，完成与汽车音响面板的装配后，旋钮支架也被封闭，在发生冲、撞击时不会蹦出。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明利用旋钮外套中圆周向的矩形格栅与电路板上的光电传感器配合构成编码器，产生旋转信号和旋转方向信号。在旋钮外套中设置四向按键结构，在现有技术的旋转与按压信号上增加了4路方向信号，增强了旋钮组件的功能。导光环中设置有锯齿状结构的光反射面，光线沿圆周向均匀散布，消除了灯光盲区。导光环与旋钮外套均设置在同一旋钮支架上，减少了安装的累计公差，导光环与旋钮外套之间可保持均匀间隙。利用弹珠在旋钮外套的齿轮结构上滑动，创造律动手感，便于调整旋钮扭矩。全部构件均封闭在旋钮外套和旋钮支架之间，且采用由内向外的安装方式，完成与汽车音响面板的装配后，旋钮支架也被封闭，在发生冲、撞击时不会蹦出。

附图说明： 

   图1是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构的示意图。

图2是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构的分解示意图。

图3 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的四向键导光件的结构示意图。

图4 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的中键导光钮的结构示意图。

图5 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的中键导光钮与四向键导光件的装配结构示意图。

图6 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的中键帽、中键导光钮、四向键导光件和四向键帽的装配剖面示意图。

图7是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的旋钮支架的前侧结构示意图。

图8是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的旋钮支架的后侧结构示意图。

图9 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的旋钮外套的结构示意图。

图10 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的导光环的结构示意图。

图11 是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的旋钮支架的装配结构示意图。

图12是本发明一种带导光环的多向按键旋钮结构中的硅胶垫与旋钮支架的安装示意图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，本发明的带导光环的多向按键旋钮结构包括一个旋钮支架9和一个旋钮外套7，所述的旋钮支架9与所述的旋钮外套7之间设置有转动副，其中，所述的旋钮外套7中沿圆周向均匀设置有矩形格栅72，旋钮外套7的轴心处设置有一个中键踩脚柱6，所述的中键踩脚柱6与旋钮支架9之间设置有轴向的滑动副，旋钮外套7内设置有四个方向键踩脚柱5，所述的四个方向键踩脚柱5沿与旋钮外套7同轴的圆周方向等角度地分布，任意一个方向键踩脚柱5与旋钮支架9之间均设置有沿其长度方向的或者轴向上的滑动副，旋钮外套7的前端内设置有一个四向键帽1，所述的四向键帽1位于方向键踩脚柱5前端的前侧，四向键帽1的中心设置有一个键帽中心孔，所述的键帽中心孔内设置有一个中键帽3，所述的中键帽3位于中键踩脚柱6前端的前侧，旋钮外套7的圆周外设置有一个导光环8，所述的导光环8与旋钮支架9固定连接。

进一步的，所述的旋钮支架9的中心设置有一个圆孔，所述的旋钮外套7与所述的圆孔同轴，圆孔的中心设置有一个圆柱管91，所述的圆柱管91通过其外壁上的连接筋99与圆孔的内壁连接，所述的中键踩脚柱6设置在圆柱管91内，中键踩脚柱6与圆柱管91的内壁之间设置有轴向的滑动副，旋钮支架9中设置有四个方向键踩脚柱通过孔92，所述的四个方向键踩脚柱通过孔92的长度方向或者轴向均平行于圆孔的轴向，四个方向键踩脚柱通过孔92沿与圆孔同轴的圆周方向等角度地分布在圆孔的外侧，所述的方向键踩脚柱5各自设置在一个方向键踩脚柱通过孔92内，方向键踩脚柱5与方向键踩脚柱通过孔92之间设置有长度方向上的或者轴向上的滑动副，旋钮支架9中设置有三个弹性卡扣95，所述的三个弹性卡扣95沿与圆孔同轴的圆周方向等角度地分布， 旋钮外套7上设置有一圈圆周向的凹槽71，旋钮支架9与旋钮外套7通过所述的弹性卡扣95与所述的凹槽71的配合实现连接，圆孔外侧的旋钮支架9中设置有一个圆形凸台，所述的圆形凸台与圆孔同轴，旋钮外套7的前端开口内设置有一个限位环，所述的四向键帽1位于所述的限位环的后侧，限位环的内径小于四向键帽1的外径，四向键帽1的后侧固定连接有一个四向键导光件2，四向键导光件2通过卡脚21与四向键帽1内侧的卡位凸台101配合，所述的卡钩21和卡位凸台101相配合。连接，四向键导光件2的中心设置有导光件中心孔，四向键导光件2的后侧面中设置有四个弹性卡爪22，所述的四个弹性卡爪22沿圆周向均匀分布在导光件中心孔的外侧，方向键踩脚柱5的前端与四向键导光件2的后侧面相邻，四个弹性卡爪22围绕在圆形凸台的外圆周上，圆形凸台为四向键导光件2提供运动支点，键帽中心孔的内径小于中键帽3的外径，中键帽3的后侧固定连接有一个中键导光钮4，中键导光钮4的后侧面中设置有连接脚41，中键导光钮4通过连接脚41与中键帽3连接，中键导光钮4的后侧面与中键踩脚柱6的前端相邻。

进一步的，所述的旋钮外套7的外圆周上设置有一圈波状齿73，所述的旋钮支架9中固定设置有一个弹珠10，所述的弹珠10由弹簧偏置在旋钮外套7外圆周上的波状齿73之间。

进一步的，所述的旋钮支架9的后侧设置有一个硅胶垫11，所述的硅胶垫11中设置有一个中间信号触点和四个方向信号触点111，所述的中间信号触点与中键踩脚柱6的后端相邻，四个方向信号触点111各自与一个方向键踩脚柱5的后端相邻。

进一步的，导光环8的后端面和导光环8的外圆周或者内圆周上均设置有锯齿状结构82，导光环8的后端面设置有三个弹性卡脚81，弹性卡脚81的底面均为凹面，弹性卡脚81分别向后穿过旋钮支架9上的三个扣环94。

进一步的，旋钮支架9的后侧面中设置有定位突起98，定位突起98与硅胶垫11中的定位孔配合定位。

进一步的，所述的导光环8、四向键导光件2和中键导光钮4均由透光材料构成。

进一步的，所述的硅胶垫11的下方设置有电路板，所述的旋钮支架9通过其底侧的定位柱97和卡钩96固定在所述的电路板上。

进一步的，所述的旋钮支架9中设置有一个弹珠安装槽93，所述的弹珠10包括有一个球体和一个弹簧，所述的球体和弹簧均设置在所述的弹珠安装槽93内。

本实施例的工作原理是：四向键帽1通过其后侧的四向键导光件2驱动方向键踩脚柱5，从而按压方向键踩脚柱5后端的四个方向信号触点111，向电路板输入四种方向信号。中键帽3通过其后侧的中键导光钮4驱动中键踩脚柱6，从而按压中键踩脚柱6后端的中间信号触点，向电路板输入中间信号。在电路板上连接光电传感器，将光电传感器与旋钮外套7中圆周向的矩形格栅72相邻设置，旋钮外套7转动时，矩形格栅72在光电传感器中产生连续的信号，向电路板输入转动信号和转动方向信号。导光环8中设置有锯齿状结构82的光反射面，使从弹性卡脚81底面入射的LED光线沿圆周向均匀散布，消除灯光盲区。导光环8与旋钮外套7均设置在同一旋钮支架9上，减少了安装的累计公差，导光环8与旋钮外套7之间保持了均匀的间隙。弹珠10在旋钮外套7的齿轮结构上滑动，创造律动手感，便于调整旋钮扭矩。中键踩脚柱6和四向键导光件2将来自发光二极管112的发光均匀传递到中键帽3和四向键帽1，照明键帽上的字符。全部构件均封闭在旋钮外套7和旋钮支架9之间，且采用由内向外的安装方式，完成与汽车音响面板的装配后，旋钮支架9也被封闭，在发生冲、撞击时不会蹦出。

Claims (8)

1.一种带导光环的多向按键旋钮结构，包括一个旋钮支架和一个旋钮外套，所述的旋钮支架与所述的旋钮外套之间设置有转动副，其特征在于：所述的旋钮外套中沿圆周向均匀设置有矩形格栅，旋钮外套的轴心处设置有一个中键踩脚柱，所述的中键踩脚柱与旋钮支架之间设置有轴向的滑动副，旋钮外套内设置有四个方向键踩脚柱，所述的四个方向键踩脚柱沿与旋钮外套同轴的圆周方向等角度地分布，任意一个方向键踩脚柱与旋钮支架之间均设置有沿其长度方向的或者轴向上的滑动副，旋钮外套的前端内设置有一个四向键帽，所述的四向键帽位于方向键踩脚柱前端的前侧，四向键帽的中心设置有一个键帽中心孔，所述的键帽中心孔内设置有一个中键帽，所述的中键帽位于中键踩脚柱前端的前侧，旋钮外套的圆周外设置有一个导光环，所述的导光环与旋钮支架固定连接。

2.如权利要求1所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：所述的旋钮支架的中心设置有一个圆孔，所述的旋钮外套与所述的圆孔同轴，圆孔的中心设置有一个圆柱管，所述的圆柱管通过其外壁上的连接筋与圆孔的内壁连接，所述的中键踩脚柱设置在圆柱管内，中键踩脚柱与圆柱管的内壁之间设置有轴向的滑动副，旋钮支架中设置有四个方向键踩脚柱通过孔，所述的四个方向键踩脚柱通过孔的长度方向或者轴向均平行于圆孔的轴向，四个方向键踩脚柱通过孔沿与圆孔同轴的圆周方向等角度地分布在圆孔的外侧，所述的方向键踩脚柱各自设置在一个方向键踩脚柱通过孔内，方向键踩脚柱与方向键踩脚柱通过孔之间设置有长度方向上的或者轴向上的滑动副，旋钮支架中设置有三个弹性卡扣，所述的三个弹性卡扣沿与圆孔同轴的圆周方向等角度地分布， 旋钮外套上设置有一圈圆周向的凹槽，旋钮支架与旋钮外套通过所述的弹性卡扣与所述的凹槽的配合实现连接，圆孔外侧的旋钮支架中设置有一个圆形凸台，所述的圆形凸台与圆孔同轴，旋钮外套的前端开口内设置有一个限位环，所述的四向键帽位于所述的限位环的后侧，限位环的内径小于四向键帽的外径，四向键帽的后侧固定连接有一个四向键导光件，所述的四向键导光件的中心设置有导光件中心孔，四向键导光件的后侧面中设置有四个弹性卡爪，所述的四个弹性卡爪沿圆周向均匀分布在导光件中心孔的外侧，方向键踩脚柱的前端与四向键导光件的后侧面相邻，四个弹性卡爪围绕在圆形凸台的外圆周上，键帽中心孔的内径小于中键帽的外径，中键帽的后侧固定连接有一个中键导光钮，所述的中键导光钮的后侧面与中键踩脚柱的前端相邻。

3.如权利要求1所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：所述的旋钮外套的外圆周上设置有一圈波状齿，所述的旋钮支架中固定设置有一个弹珠，所述的弹珠由弹簧偏置在旋钮外套外圆周上的波状齿之间。

4.如权利要求1所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：所述的旋钮支架的后侧设置有一个硅胶垫，所述的硅胶垫中设置有一个中间信号触点和四个方向信号触点，所述的中间信号触点与中键踩脚柱的后端相邻，四个方向信号触点各自与一个方向键踩脚柱的后端相邻。

5.如权利要求1所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：导光环的后端面和导光环的外圆周或者内圆周上均设置有锯齿状结构，导光环的后端面设置有三个弹性卡脚，弹性卡脚的底面均为凹面，弹性卡脚分别向后穿过旋钮支架上的三个扣环。

6.如权利要求1所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：所述的导光环、四向键导光件和中键导光钮均由透光材料构成。

7.如权利要求4所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：所述的硅胶垫的下方设置有电路板，所述的旋钮支架通过其底侧的定位柱和卡钩固定在所述的电路板上。

8.如权利要求3所述的带导光环的多向按键旋钮结构，其特征在于：所述的旋钮支架中设置有一个弹珠安装槽，所述的弹珠包括有一个球体和一个弹簧，所述的球体和弹簧均设置在所述的弹珠安装槽内。

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