旋转式开关的转动机构及旋转式开关
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种旋转式开关的转动机构及旋转式开关。
背景技术
在现有技术中,旋转式开关的主体部分大致由旋转主体、座体及导电片等组成,其中导电片通过镶件注塑工艺一体成型于旋转主体上,旋转主体为一体结构,通常为行业内的标准件,可转动地装设在座体上,座体上设置有焊接部,通过焊接结构安装PCB板上,PCB板上形成有与导电片的触片相对应的触点,通过转动旋转主体使导电片的触片与PCB板上的触点相接触,而使旋转式开关处于导通状态;或者通过反向转动旋转主体使导电片的触片与PCB板的触点相分离,而使旋转式开关处于断开状态。然而,现有的旋转式开关由于其连接结构不合理而存在以下缺点:
1)、导电片与旋转主体结合成不可拆分的一体结构,当导电片的触片磨损过度而造成接触不良时,需要更换整个旋转式开关,因此后期维护成本高;
2)、旋转主体为一体结构,在实际应用时,受限于旋转主体的尺寸规格,旋转主体难以与相关电子产品配对使用;
3)、座体通过焊接结构固定在PCB板上,装配过程繁琐,且难以使导电片的触片与PCB板的触点准确对位。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有技术中的旋转式开关的连接结构不合理而导致通用性差、装配困难及导电部件无法更换等技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种旋转式开关的转动机构,包括转动组件及用于支撑所述转动组件的座体组件,所述转动组件包括依次联动的推动件、连接件及导电片,所述座体组件包括具有一底部的底座,所述连接件可转动地装设在所述底座上,所述底座的底部设置有供所述导电片的触片显露出的敞开部,所述转动机构还包括使相对所述底座转动的所述连接件复位、且连接在所述连接件与所述底座之间的弹性复位件。
优选地,所述座体组件还包括上盖,所述底座还具有一侧壁,所述侧壁由所述底部的周缘朝向所述转动组件延伸形成,所述上盖与所述侧壁相结合而形成容置所述连接件和所述导电片的容纳腔;所述底部设置有转轴,所述连接件包括一连接件本体,所述连接件本体包括呈相对设置的第一端面和第二端面,所述第一端面朝向所述推动件延伸形成有一远离所述连接件本体的旋转中心的连接凸柱,所述第二端面向内凹陷形成有与所述转轴适配的第一转轴孔,所述推动件通过螺钉与所述连接凸柱连接固定,所述连接件本体通过所述第一转轴孔套设在所述转轴上。
优选地,所述推动件包括可拆卸地连接在一起的施力部和转接部,所述转接部的端部设置有与所述连接凸柱适配的定位凹槽,所述连接凸柱的端部插装在所述定位凹槽中,且所述转接部通过螺钉与所述连接凸柱连接固定。
优选地,所述弹性复位件为扭簧,其包括卷绕而成的扭簧本体、由所述扭簧本体的一端延伸形成的第一连接部及由所述扭簧本体的另一端延伸形成的第二连接部;所述第一端面向内凹陷形成有一环形凹槽及位于所述环形凹槽的中心位置的第一定位柱,所述环形凹槽的侧壁开设有间隔分布的第一左槽口和第一右槽口,所述底座的侧壁开设有间隔分布的第二左槽口和第二右槽口,所述连接件在初始位置时,所述第一左槽口与所述第二左槽口至少有一部分相重合,所述第一右槽口与所述第二右槽口至少有一部分相重合;所述扭簧本体套设在所述第一定位柱上,所述第一连接部穿过所述第一左槽口且伸入所述第二左槽口中,所述第二连接部穿过所述第一右槽口且伸入所述第二右槽口中。
优选地,所述第一左槽口具有使其侧壁呈断开设置的第一左开口,所述第一右槽口具有使其侧壁呈断开设置的第一右开口;所述第二左槽口具有使其侧壁呈断开设置的第二左开口,所述第二右槽口具有使其侧壁呈断开设置的第二右开口。
优选地,所述上盖面向所述连接件的端面向内凹陷形成有与所述第一定位柱适配的第一定位孔,所述第一定位柱的上部插装在所述第一定位孔中。
优选地,所述第二端面朝向所述导电片延伸形成有至少一个第二定位柱,所述导电片包括导电片本体和形成在所述导电片本体上的两个触片,所述导电片本体开设有与所述转轴的位置相对应的第二转轴孔,及与各所述第二定位柱的位置相对应的第二定位孔,所述导电片本体通过所述第二转轴孔套设在所述转轴上,且各所述第二定位柱插装在对应的第二定位孔中。
此外,为实现上述目的,本发明还提供一种旋转式开关,包括基板及上述任一项技术方案中所述的转动机构,所述底座可拆卸地安装在所述基板上,所述基板上形成有至少两个间隔分布的触点,所述转动组件在断开位置时,所述导电片的触片与所述触点分离,所述转动组件在闭合位置时,所述导电片的触片与两个相邻的所述触点接触。
优选地,所述基板上形成有三个间隔分布的触点,分别为第一触点、第二触点及第三触点,所述第一触点、第二触点及第三触点分布在同一圆弧线上;所述转动组件在断开位置时,所述导电片的触片与所述第一触点、第二触点及第三触点均分离;所述闭合位置包括第一闭合位置和第二闭合位置,所述转动组件在所述第一闭合位置时,所述导电片的触片与所述第一触点及所述第二触点接触;所述转动组件在所述第二闭合位置时,所述导电片的触片与所述第一触点及所述第三触点接触。
优选地,所述底座的底面朝向所述基板延伸形成有至少两个第三定位柱,所述基板上开设有与每一个所述第三定位柱的位置对应的第三定位孔,各所述第三定位柱插装在对应的第三定位孔中,且所述底座与所述基板通过螺钉连接固定。
本发明所提供的一种旋转式开关的转动机构及旋转式开关,通过采用多部件分体设计的方案,满足了更换推动件及导电片的要求,一方面提高了旋转式开关的通用性,另一方面,当导电片的触片磨损过度时,只需更换导电片即可,降低了后期维护成本,同时延长了旋转式开关的使用寿命;此外,底座通过诸如螺钉连接结构等可拆卸地安装在基板上,装配过程简单快捷,而且方便导电片的触片与基板上的触点之间的安装定位,保证了旋转式开关的工作稳定性。
附图说明
图1为本发明旋转式开关一实施例的组装示意图;
图2为图1中所示的旋转式开关的内部结构示意图;
图3为图1中所示的旋转式开关的爆炸示意图;
图4为图3中所示的底座一视角的结构示意图;
图5为图3中所示的底座另一视角的结构示意图;
图6为图3中所示的连接件一视角的结构示意图;
图7为图3中所示的连接件另一视角的结构示意图;
图8为图3中所示的导电片的结构示意图;
图9为图3中所示的上盖的结构示意图;
图10为图3中所示的弹性复位件的结构示意图;
图11为图3中所示的连接件与底座的组装示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供一种旋转式开关,参见图1至图4,在一实施例中,该旋转式开关包括基板100及一转动机构,其中基板100上形成有至少两个间隔分布的触点110,触点110由导电材料形成,比如触点110的接触表面为铜层或镀银层;转动机构包括转动组件及用于支撑该转动组件的座体组件,在实际应用时,座体组件与基板100结合而保持不动,转动组件可在外部力的作用下相对座体组件产生转动;转动组件包括依次联动的推动件200、连接件300及导电片400,且推动件200、连接件300及导电片400具有公共旋转轴线,导电片400上形成有用于与触点110形成电性接触的触片420(对应参见图9),比如对于每次接通一路电路的开关结构,导电片400上形成有两个触片420,这两个触片420通过导电体连接;座体组件包括具有一底部510的底座500,底座500可拆卸地安装在基板100上,两者之间可通过诸如螺钉连接结构等连接固定,优选地,底部510的侧壁向外延伸形成有两个呈对称分布的第一凸耳530,第一凸耳530开设有螺纹孔531,相应地,基板100上设置有与各第一凸耳530的螺纹孔的位置相对应的通孔120,螺钉A3穿过基板100的通孔120并旋入对应的螺纹孔531中,而将底座500锁紧在基板100上;连接件300可转动地装设在底座500上,底座500的底部510设置有供导电片400的触片420显露出的敞开部511,该敞开部511与基板100上形成有触点110的位置相对应,比如该敞开部511为一扇形通孔;通过在推动件200上施加适当的外部力,可使转动组件在断开位置和闭合位置之间自由切换,当转动组件在断开位置时,导电片400的触片420与触点110分离,相邻触点110之间为电隔离状态;当转动组件在闭合位置时,导电片400的触片420与两个相邻的触点110接触,该两个相邻的触点110为电连接状态。此外,该转动机构还包括使相对底座500转动的连接件300复位、且连接在连接件300与底座500之间的弹性复位件600,该弹性复位件600可以为拉簧、扭簧等任意适用的弹性件,在该弹性复位件600的弹性回复力的作用下,转动组件保持在初始位置,可选的,该初始位置可以为断开位置,也可以为闭合位置,本实施例中,以初始位置为断开位置为例进行说明,即旋转式开关为常开开关,在未受到外部力的作用时,转动组件保持在断开位置,导电片400的触片420与触点110分离,相邻触点110之间为电隔离状态。
由上可知,通过采用多部件分体设计的方案,满足了更换推动件200及导电片400的要求,一方面提高了旋转式开关的通用性,另一方面,当导电片400的触片420磨损过度时,只需更换导电片400即可,降低了后期维护成本,同时延长了旋转式开关的使用寿命;此外,底座500通过诸如螺钉连接结构等可拆卸地安装在基板100上,装配过程简单快捷,而且方便导电片400的触片420与基板100上的触点110之间的安装定位,保证了旋转式开关的工作稳定性。
结合图3,在较佳实施例中,基板100上形成有三个间隔分布的触点110,分别为第一触点、第二触点及第三触点,因本实施例中的导电片400在外部力和弹性回复力的作用下绕一轴线转动,即导电片400的触片420的运动轨迹为圆弧线,相应地,为了使导电片400的触片420与基板100上的触点110充分接触及完全分离,第一触点、第二触点及第三触点分布在同一圆弧线上,较佳地,基板100的触点110所在的圆弧线与导电片400的触片420的运动轨迹线同心。在本实施例中,第一触点布置在第二触点与第三触点之间,即第一触点为公共触点,当转动组件在断开位置时,导电片400的触片420与第一触点、第二触点及第三触点均分离,旋转式开关处于常开状态。其中上述闭合位置包括第一闭合位置和第二闭合位置,当转动组件在第一闭合位置时,导电片400的触片420与第一触点及第二触点接触,导通第一触点与第二触点相对应的电路;当转动组件在第二闭合位置时,导电片400的触片420与第一触点及第三触点接触,导通第一触点与第三触点相对应的电路。比如,在实际应用时,在外部力的作用下,通过顺时针转动转动组件而到达第一闭合位置,通过逆时针转动转动组件而到达第二闭合位置,在弹性复位件600的作用下,转动组件具有转动至断开位置的趋势,也就是说转动组件需要在外部力的作用下保持在第一闭合位置和第二闭合位置。应当理解的是,上述触点110的数量及布置形式仅为基于本发明的发明思想下的一种较佳实施方式,在实际应用时经由该旋转式开关形成的电路连接还具有其他任意适用的类型,在此不作赘述。
参见图4至图8,本实施例中,为了更好地对装设在底座500上的连接件300及导电片400进行锁定,同时达到简化旋转式开关的结构设计的目的,座体组件还包括上盖700,通过该上盖700对连接件300、弹性复位件600及导电片400进行限位,底座500还具有一侧壁520,该侧壁520由底部510的周缘朝向转动组件延伸形成,上盖700与侧壁520相结合而形成容置连接件300、弹性复位件600和导电片400的容纳腔。此外,底部510设置有转轴512,连接件300包括一连接件本体310,连接件本体310包括呈相对设置的第一端面S1和第二端面S2,其中第一端面S1朝向推动件200延伸形成有一远离连接件本体310的旋转中心的连接凸柱320,第二端面S2向内凹陷形成有与转轴512适配的第一转轴孔311,第一转轴孔311可以为通孔,也可以为盲孔,如图7所示,第一转轴孔311为盲孔,推动件200与连接凸柱320可拆卸连接,比如连接凸柱320上设置有螺纹孔321,推动件200通过螺钉A1与连接凸柱320连接固定,或者推动件200通过卡接结构与连接凸柱320连接固定,连接件本体310通过第一转轴孔311套设在转轴512上,从而使连接件300稳固在底座500上。此外,上盖700的侧壁向内凹陷形成有与连接凸柱320的位置对应的凹部730,以供连接凸柱320在该凹部730中运动。上盖700的侧壁向外延伸形成有两个呈对称分布的第二凸耳720,第二凸耳720开设有供螺钉A2穿过的通孔721,相应地,侧壁520上与上盖700接合的端面设置有螺纹孔523,螺钉A2穿过第二凸耳720的通孔721并旋入对应的螺纹孔523中,以将上盖700锁紧在侧壁520上。
值得一提的是,当施加在推动件200上的外部力撤消后,为了使转动组件迅速复位至初始位置(比如上述断开位置),从而提高旋转式开关的响应速度,采用弹性系数较大的弹性复位件600为一种较直接、有效的方式,然而增大弹性复位件600的弹性系数无疑会相应地增大驱动推动件200的外部力,有鉴于此,本实施例的连接凸柱320靠近连接件本体310的边沿位置,且使推动件200与连接件300的旋转轴线相交,因此可使作用在连接件本体310上的力臂最长,从而减小了驱动推动件200的外部力,使得旋转式开关的操作更加轻便。
本实施例中,为了提高旋转式开关的通用性,推动件200包括可拆卸地连接在一起的施力部210和转接部220,其中施力部210为显露在电子装置(图未示)的壳体外部的部分,于较佳实施方式中,施力部210为中空结构,转接部220的一端插装在施力部210中,为了对供施力部210穿出的通孔进行遮挡,施力部210的外周壁上还设置有沿施力部210的周向方向连续分布的遮挡板211,遮挡板211位于电子装置的壳体内侧,在遮挡板211与转接部220的共同限位作用下,即可达到稳固施力部210的目的,当然,也可在施力部210与转接部220之间设置相关适用的连接结构,比如螺钉连接结构或者卡接连接结构等,由于推动件200与旋转式开关的主体部分为分体结构,因此可根据电子装置的装配结构需要独立设计推动件200,而不必重新设计旋转式开关。此外,转接部220的端部设置有与连接凸柱320适配的定位凹槽(对应参见图2),装配到位后,连接凸柱320的端部插装在定位凹槽中,且转接部220通过螺钉A1与连接凸柱320连接固定,如图所示,连接凸柱320的截面形状为多边形,因此在连接凸柱320与定位凹槽相配合而形成的限位作用下,转接部220相对连接凸柱320不会产生转动,避免了由于螺钉A1松动而在转接部220与连接凸柱320之间产生转动虚位的现象。在本实施例中,如图2所示,转接部220的一端插装在施力部210中的方向与连接凸柱320的端部插装在定位凹槽中的方向垂直。
参见图9,本实施例中,处于简化结构设计的目的,弹性复位件600为扭簧,其包括卷绕而成的扭簧本体610、由扭簧本体610的一端延伸形成的第一连接部620及由扭簧本体610的另一端延伸形成的第二连接部630。比如,弹性复位件600还可以为拉簧,并且旋转式开关的转动机构上设置有两个拉簧,且该两个拉簧位于上盖700与底座500结合形成的容纳腔外,拉簧的一端连接在连接件300上,另一端连接在底座500上,且使拉簧保持在弹性拉伸状态,同样实现了使连接件300复位的功能。结合图4和图6,第一端面S1向内凹陷形成有一环形凹槽330及位于环形凹槽330的中心位置的第一定位柱340,并且环形凹槽330的侧壁开设有间隔分布的第一左槽口331a和第一右槽口331b,底座500的侧壁520开设有间隔分布的第二左槽口521a和第二右槽口521b,如图所示,第一左槽口331a和第一右槽口331b均贯穿环形凹槽330的侧壁,第二左槽口521a和第二右槽口521b均贯穿底座500的侧壁520,且该四个槽口的形状大致呈长方形,当连接件300在断开位置时,第一左槽口331a与第二左槽口521a至少有一部分重合,第一右槽口331b与第二右槽口521b至少有一部分重合。结合图11,具体装配时,扭簧本体610套设在第一定位柱340上,第一连接部620穿过第一左槽口331a且伸入对应的第二左槽口521a中,第二连接部630穿过第一右槽口331b且伸入对应的第二右槽口521b中,扭簧呈弹性压缩状态,若自由状态下的扭簧的第一连接部620与第二连接部630大致相平行,则扭簧呈弹性压缩状态时,第一连接部620与第二连接部630相倾斜,使第一连接部620压接在第一左槽口331a和第二左槽口521a的内壁上,以及使第二连接部630压接在第一右槽口331b和第二右槽口521b的内壁上,从而使连接件300保持在断开位置。在操作旋转式开关时,比如往第一闭合位置所在的方向转动连接件300,则第二连接部630在第一右槽口331b的内壁的推动下远离第二右槽口521b的内壁,第一连接部620保持压接在第二左槽口521a的内壁上,并因连接件300的转动而与第一左槽口331a脱离,在此过程中,第二右槽口521b提供第二连接部630运动的活动空间;同理,往第二闭合位置所在的方向转动连接件300,则第一连接部620在第一左槽口331a的内壁的推动下远离第二左槽口521a的内壁,第二连接部630压接在第二右槽口521b的内壁上,并因连接件300的转动而与第一右槽口331b脱离,在此过程中,第二左槽口521a提供第一连接部620运动的活动空间。
进一步地,为了使得扭簧的装配操作更加方便,第一左槽口331a具有使其侧壁呈断开设置的第一左开口332a,第一右槽口331b具有使其侧壁呈断开设置的第一右开口332b,同理,第二左槽口521a具有使其侧壁呈断开设置的第二左开口522a,第二右槽口521b具有使其侧壁呈断开设置的第二右开口522b。由此,可通过第一左开口332a和第二左开口522a将第一连接部620装入第一左槽口331a和第二左槽口521a中,同理,通过第一右开口332b和第二右开口522b将第二连接部630装入第一右槽口331b和第二右槽口521b中,在安装扭簧的过程中,不需要将第一连接部620和第二连接部630弯折收缩,拆装更加便捷。
需要说明的是,连接件300在初始位置(即断开位置)时,宜使第一左开口332a与第二左开口522a至少有一部分重合,第一右开口332b与第二右开口522b至少有一部分重合,因此可在一次操作中安装好扭簧,但是,在连接件300和底座500上开设有安装扭簧的开口尺寸过大时,第一连接部620和第二连接部630在翘起时容易脱出,为了避免出现这种现象,环形凹槽330的侧壁留有分别与第一左开口332a和第一右开口332b相对应的第一左限位部333a和第一右限位部333b,同理,底座500的侧壁520留有分别与第二左开口522a和第二右开口522b相对应的第二左限位部524a和第二右限位部524b,并且,在连接件300相对底座500转动的过程中,第一左限位部333a使第二左开口522a逐渐闭合,第二右限位部524b使第一右开口332b逐渐闭合;而在连接件300相对底座500反向转动的过程中,第一右限位部333b使第二右开口522b逐渐闭合,第二左限位部524a使第一左开口332a逐渐闭合。由此可知,无论连接件300相对底座500正向转动还是反向转动,第一连接部620和第二连接部630均得到有效的限位作用,从而不会出现由于翘起而脱出的现象,确保了旋转式开关的工作稳定性。
基于上述实施例,连接件300在转动过程中,为避免转轴512与第一转轴孔311的内壁相卡紧,从而对连接件300的转动运动造成影响,第一定位柱340为圆柱体,且第一定位柱340的中心线与第一转轴孔311的中心线重合,上盖700面向连接件300的端面向内凹陷形成有与第一定位柱340适配的第一定位孔710,第一定位柱340的上部插装在第一定位孔710中,其中第一定位孔710为通孔或者盲孔。
参见图10,本实施例中,第二端面S2朝向导电片400延伸形成有至少一个第二定位柱350,导电片400包括导电片本体410和形成在导电片本体410上的两个触片420,比如导电片本体410呈圆盘状,导电片本体410开设有与转轴512的位置相对应的第二转轴孔411,及与各第二定位柱350的位置相对应的第二定位孔412,触片420包括接触部421和弹性连接部422,弹性连接部422的一端与接触部421连接,另一端与导电片本体410连接,并且弹性连接部422呈弯折状而使弹性连接部422的一端远离导电片本体410的端面,因此触片420与导电片本体410之间具有供弹性连接部422变形的避让空间,可以理解的是,两个接触部421之间通过导电体连接,然而,处于简化导电片400的结构设计的目的,触片420与导电片本体410一体成型,且导电片400为导电材料制成,比如铜,在实际生产时,可在呈薄板状的导电片本体410上冲裁出触片420。具体装配时,导电片本体410通过第二转轴孔411套设在转轴512上,且各第二定位柱350插装在对应的第二定位孔412中,即导电片400设置在连接件300和底座500之间,因各第二定位柱350插装在对应的第二定位孔412中,导电片400不会相对连接件300转动,因此可确保导电片400与连接件300同步转动。需要说明的是,根据本发明实施例的导电片400的结构形式不仅限于图示的圆盘状,在其他实施例中,导电片400还可以呈Y字形的三叉结构,这种结构形式的导电片400可以通过螺钉紧固在连接件300的第二端面S2上。
不难理解,当导电片400的触片420与基板100的触点110的接触面积较小时,会对旋转式开关的电路接通和断开效果造成影响,比如出现接触不良的现象,或者触片420与触点110分离过程中产生较大的电弧,因此将转动机构安装在基板100上时,两者之间的装配定位精度至关重要。本实施例中,底座500的底面朝向基板100延伸形成有至少两个第三定位柱540,基板100上开设有与每一个第三定位柱540的位置对应的第三定位孔130,各第三定位柱540插装在对应的第三定位孔130中,因此可通过第三定位柱540与第三定位孔130之间形成的配合实现对转动机构的安装定位,同时,在装配过程中,转动机构的快速定位还可提高装配效率。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。