CN1052285A

CN1052285A - 用于汽车的自动开闭式车窗的开关

Info

Publication number: CN1052285A
Application number: CN 89109238
Authority: CN
Inventors: 石润基
Original assignee: SUCK YOON GI
Current assignee: SUCK YOON GI
Priority date: 1989-12-09
Filing date: 1989-12-09
Publication date: 1991-06-19

Abstract

本发明涉及一种自动开闭式车窗开关，该开关带有的开关机构和电路保证开关具有长的寿命，并操作准确。该车窗开关包括一其上有按钮突起的弹性树脂壁，按钮的下部是一导电橡胶触点；一与所述导电橡胶触点导电并弹性接触的固定触点；和基于所述树脂壁的PCB板。

Description

本发明涉及用于汽车的自动开闭式车窗的开关，尤其涉及用于配备了通过利用半永久寿命的导电橡胶触点来开闭晶体管开关电路，从而消除在进行开关时产生的弧光放电的电子式直流电动机和正反转动电路的汽车的自动开闭式车窗的开关。

过去研制并一直使用的用于汽车的自动开闭式车窗的开关如图7所示，其结构为机械杠杆式。亦即，由于采用合金做成的触点直接开闭（接通和切断）连接负载的电路，出现于开关初始时刻的大工作电流在触点发生接触时引起弧光放电，因此，如在可动触点及固定触点的表面引起损伤，则触点表面变得不均匀，结果，触点的接触变得不完全。另外，如果就这样继续使用下去的话，由于触点表面氧化等原因开关的寿命缩短。过去的开关即具有这种缺点。此外，过去的自动开闭式车窗的机械式开关出于让开关复位的目的而使用弹簧，因而产生操作感觉不柔软等不便之处。

本发明是为了解决如前所述的各个问题而作出的，具有以下的目的。

本发明的第1个目的在于提供具有能半永性地使用的触点的开关，该触点通过用导电橡胶触点替换用于汽车的自动开闭式车窗开关的可动触点，防止在开关时产生的电弧所引起的开关触点的损伤。本发明的第2个目的在于提供通过设置能满足前述第1个目的的晶体管开关电路而防止开关损耗、以进行正确驱动的用于汽车的自动开关式车窗开关。本发明的第3个目的在于提供一种利用外包树脂（橡胶）本身的弹性使触点复位到原来位置、操作感觉柔软的开关，同时提供通过用外包树脂膜保护开关内部各部件]使之与外部环境隔绝而起到绝缘效果和防湿效果的用于汽车的自动开闭式车窗开关。

基于本发明的用于汽车的自动开闭式车窗开关在PCB基板上设置开关电路，在覆盖于形成该PCB基板及固定触点的上部固定触点基板上的外包树脂的上部设置突出的加压端部，该加压端部的周围形成弹性倾斜部分，同时，在加压端部背面与固定触点相对设置能与固定触点加压接触的导电橡胶触点。这样形成的开关本体嵌插入开关上部壳体中，并使加压端部从壳体的上部开口中突出，在开关上部壳体的下部安装带有端子引出孔的底面板体。

另外，用布线构造相互对称的上升电路及下降电路构成开关电路，该上升电路及下降电路能通过用一对开关使开关晶体管导通和关断来使直流电动机分别正转和反转。

另外，也可以设置两个开关电路部分，使各自的一对开关从上部壳体的开口中突出。

而将各个开关电路并联连接，从而能开关两扇车窗，这样也可以。

另外，也可以设置四个开关电路部分，除了各个上升及下降开关之外，把自动上升及下降开关和电源开/关电路的打开和关闭开关也设置成从上部壳体的开口中突出。

而且，将开关电路并联在电源上，将各开关的一个固定触点分别并联到自动上升或下降开关上，并且在自动上升、下降开关的电源输入一侧连接电源开/关电路，使得能够单独或同时驱动各个直流电动机。这样也是可以的。

因而，按压加压端部，导电橡胶触点与固定触点接触而导通，如果再去除按压，弹性倾斜部分的弹力发生作用，加压端部回到原来的位置，导电橡胶离开固定触点，切断电源。

另外，利用上升开关的动作使开关晶体管导通，电流流过驱动晶体管，藉此，C、D点之间的直流电动机正向转动。如果使下降开关动作，则利用与上升电路对称的下降电路，直流电动机反向转动。

另外，在设置两个或者四个开关电路部分的时候，各直流电动机同样也能分别正、反向转动。而且，在设置四个的情况下，利用自动上升、下降开关，还能够使各直流电动机同时转动，从而使各扇车窗上升、下降。

图1是显示本发明第一实施例的切去一部分的分解立体图和主要部分的放大剖视图，图2是用于第一实施例的基本电路的详细线路图，图3示出本发明的第二实施例，图3（Ⅰ）是外观立体图，图3（Ⅱ）是电路框图，图4示出本发明的第三实施例，图4（Ⅰ）是外观立体图，图4（Ⅱ）是电路框图，图5（Ⅰ）是本发明第二实施例的省略内部构造的剖视图，图5（Ⅱ）是本发明第三实施例省去内部构造的剖视图，图6是显示电动机驱动关系的时间图，图7是已有的用于汽车的车窗开关，图7（Ⅰ）是外观立体图，图7（Ⅱ）是显示开关触点的接触关系图。

1……开关本体，1′……外包树脂，

2……开关上部壳体，3……底面板体，

4、4′……加压端部，4′……弹性倾斜部分，

5……导电橡胶触点，6……上部固定触点基板，

6′……固定触点，7……PCB基板，

8……端子部分，8′……端子引出孔，

10、12、14、16……上升电路部分，

11、13、15、17……下降电路部分，

18……开/关电路部分，

SW₁、SW₂、SW₃、SW₄……上升开关，

SW₁′、SW₂′、SW₃′、SW₄′……下降开关，

SW_A……自动上升开关，SW_A′……自动下降开关，

Q₁、Q₂……开关晶体管，Q₃、Q₄……驱动晶体管，

Q₇、Q₁₀……偏置晶体管，Q₁₁、Q₁₂……保护晶体管，

R₁、R₂……电阻，D₁、D₁₂……二极管，

B⁺……电源端子，M……直流电动机。

下面，参照附图详细说明本发明的各个实施例。

首先，对本发明中所使用的晶体管开关电路部分说明如下。

在图2所示的第一实施例中，设置了用来使与布线并联连接的车窗向上驱动的上升开关SW₁的固定触点6′（参照图1），上述布线是从电源端子B⁺附加电压的。固定触点的一方连接电源端子B⁺，固定触点6′的另一方，并联连接电阻R₁、R₂，电阻R₁连接保护晶体管Q₁₂的集电极和开关晶体管Q₁的基极，开关晶体管Q₁的集电极通过电阻R₃连接电源端子B⁺，开关晶体管Q₁的输出端连接成为向晶体管Q₉的基极提供偏置电流，同时通过电阻R₄接地，晶体管Q₄的集电极端子通过电阻R₆连接电源端子B⁺，其发射极连接NPN型驱动晶体管Q₆的基极，PNP型驱动晶体管Q₃的发射极连接电源端子B⁺，基极连接晶体管Q₇的发射极，晶体管Q₇的基极通过二极管D₁和电阻R₃并联连在开关晶体管Q₁的集电极，晶体管Q₇的输出通过电阻R₅接地，PNP型驱动晶体管Q₃的集电极和NPN型驱动晶体管Q₆的集电极的输出端分别连接作为负载的直流电动机M的两端C、D上，电源端子B⁺处的电源电压通过电阻R加在保护晶体管Q₁₁的基极上，晶体管Q₁₁的集电极连至与上升电路部分10对称布线的下降电路部分11的开关晶体管Q₁₂的基极侧，而且，使作为保护晶体管Q₁₁的输出端的发射极接地而构成的上升电路部分10，和与该电路结构相同的下降电路部分11，两者形成相互对称。

图3是本发明的第二实施例，其说明如下。图3（1）和（2）表明，使分别与前述上升及下降基本结构电路10、11的结构相同的电路12、13相互连接，作为负载的直流电动机M与电路12、13并联连接。

接着，对如图4所示的本发明的第三实施例进行说明，这是使分别与作为基本结构电路的上升及下降电路10、11的结构相同的四对电路10、11、12、13、14、15、16、17并联连接在电源上，使各个上升开关SW₁、SW₂、SW₃、SW₄的固定触点的一方相互并联连接在自动上升开关SW_A的触点的一方，同时，相应的另一方固定触点连接电源端子B⁺、用于向下驱动车窗的各个下降开关SW₁′、SW₂′、SW₃′、SW₄′的一个固定触点相互并联连接自动下降开关SW_A的一个固定触点，同时，使各开关的另一固定触点并联连接电源端子B⁺，在自动上升及下降开关SW_A、SW_A′的电源一侧，使用来开关主电源B⁺的通常的开/关电路部分18与电源串联连接。

下面，对本发明的开关本体的结构进行说明。

在图1所示的第一实施例中，将如图2那样构成的晶体管开关电路10、11、印刷在PCB基板7上，在基板7的背面引出多个端子，在上部固定触点基板6上形成固定触点6′，和该固定触点6′加压接触的导电橡胶触点5热溶着于设置在外包树脂1′上部的加压端部4、4′的背面，并设置成使之和上部触点基板6相对，从PCB基板7的底面一侧开始到上部为止用相同的外包树脂1′覆盖侧面并覆盖PCB基板7及上部固定触点基板6，PCB基板7的背面用通常的方法涂上环氧树脂涂层，在外包树脂1′的上部设置突出的加压端部4、4′，以使导电橡胶触点5上有加压力的作用，在加压端部的下部周围形成大致为圆环状的弹性倾斜部分4′（参照图1中主要部分的放大剖视图），加压后的触点5依靠弹性倾斜部分4″的弹性能够回到原来的位置，那样形成开关本体1，该开关本体1嵌插入开关上部壳体2的上部开口2′，以便加压端部4、4′突出壳体，形成有多个端子引出孔8′的底面板体3固定附着在开关上部壳体2的下部。

在图3（Ⅰ）及图4（Ⅰ）所示本发明的其它实施例中，示出前述图1的基本结构的变形，多个与前述结构主要部分相同的开关本体组成一个整体，参照图5的（Ⅰ）和（Ⅱ）就能理解。未说明的符号9、9′、9″是安装部分，是在车辆中安装自动开闭式车窗开关时使用的，在图4中，SW_F是用于切断电源的开关，SW_N是用于接通电源的开关。

以上所说明的结构的作用，其说明如下。在要将汽车车窗向上移动的时候，用手按压图1及图2中的加压端部4，导电橡胶触点5下降，与上部固定触点基板6上的固定触点6′接触，由此，上升开关SW₁的触点闭合。这时，电源端子B⁺上附加的电压将加在电阻R₁、R₂上，偏置电流经电阻R₁流到开关晶体管Q₁的基极，因此，开关晶体管Q₁导通，其输出将加在晶体管Q₉的基极上，这是为了给驱动晶体管Q₆加上偏压，开关晶体管Q₁和晶体管Q₆起到达林顿电路的作用，晶体管Q₉导通，其输出加在NPN型驱动晶体管Q₆的基极上，NPN型驱动晶体管Q₆导通，与此同时，由于开关晶体管Q₁导通，NPN型晶体管Q₃通过连接在晶体管Q₇基极侧的二极管D₁而被偏置，变为导通。

亦即，因为开关晶体管Q₁导通，驱动晶体管Q₃、Q₆同时变得导通，因此，从A点开始，经PNP型驱动晶体管Q₃、C点、直流电动机M、D点、NPN型驱动晶体管Q₆，然后在F点的阴极电源接地，构成闭合电路，使直流电动机定速转动，这时，和图中未示出的直流电动机的齿轮啮合的普通齿轮使汽车的一侧车窗上升。

然后，为了把车窗停在适当的窗位置，通过解除对加压端部4的按压，切断开关晶体管Q₁的偏置电流，关断晶体管Q，同时，关断晶体管Q₃、Q₆、Q₇、Q₉、Q₁₁，前述直流电动机的正转驱动电路，亦即从A点起、PNP型驱动晶体管Q₃、C点、直流电动机、D点、NPN型驱动晶体管Q₆到F点连成的电路成为开路，直流电动机停转，正在上升的车窗停下来。与此相反，在要车窗下降的时候，按压另一加压端部4′，利用对称布设的下降电路部分11起到与前述上升作用相同的作用，这时，直流电动机M的驱动电路由B点、PNP型驱动晶体管Q₄、D点、直流电动机M、C点、NPN型驱动晶体管Q₅、E点构成，直流电动机反向转动，因此，汽车的车窗下降。

依靠如前所述动作的直流电动机的正、反转动，汽车车窗实现上升、下降。

可是，由于使用者的不注意，同时按动上升开关SW和下降开关SW′的时候，加上偏置电流的保护晶体管Q₁₁、Q₁₂导通，因此，开关晶体管Q₁、Q₂的偏置输入电流通过保护晶体管Q₁₁、Q₁₂而接地，偏置尚不充分的驱动晶体管Q₃、Q₆、及Q₄、Q₅保持原来的关断状态，因此，直流电动机M不工作，并且防止驱动晶体管Q₃、Q₄、Q₅、Q₆因发热而损坏。

此外，如图3（Ⅱ）所示的本发明的第二实施例是将与前述上升及下降电路部分10、11结构相同的上升及下降电路部分12、13并联在电源上，构成两个与电路部分10和11分别工作的开关电路，装在有两扇门的车辆上使用。另外，在显示第三实施例的图4中，在电源上并联连接与前述基本工作电路10、11相同的上升及下降电路部分12、13、14、15、16、17，使各电路部分分别独立工作，同时，各个开关的一个固定触点并联连接在自动开关SW_A、SW_A′的一个触点上，依靠自动上升开关SW_A和自动下降开关SW_A′中的一个开关，使汽车的四扇车窗同时作升降动作，图中形成这样的结构。各个电路部分的动作状态与基本结构电路10、11相同，但是，在附加自动上升、下降开关SW_A、SW_A′的触点这方面与基本结构电路不同。此外，在图4（Ⅱ）中，在前述自动开关SW_A、SW_A′的电源输入一侧串联连接普通的开关电路18，以控制工作电源的输入，汽车的自动开闭式车窗的开关集中在中央，在一个地方就能使所有车窗上升、下降。参照图6的时间表可以很容易地理解以上说明的开关与直流电动机之间的驱动关系。亦即，假如按压自动开关SW₁使触点导通，则直流电动机正向转动，这时，如果由于使用者不小心，同时按到下降开关SW′，则通过前述保护晶体管Q₁₁、Q₁₂的接地动作，关断驱动晶体管Q₃、Q₄、Q₅、Q₆，能防止加热引起的损伤，另外，可使直流电动机在两个开关SW₁、SW₁′同时起作用的时间内停止转动。

此外，在同时使两个开关加压接触的时候，如果只有上升压关SW₁解除触点导通状态，则一处的保护晶体管Q₁₁关断，如果继续使下降开关SW₁的触点导通，则下降电路工作，因此，如图6（Ⅰ）那样动作，直流电动机反向转动。

此外，图6（Ⅱ）示出依赖于图4所示第三实施例的自动上升及下降开关SW_A、SW_A′的四个直流电动机（DC、M×4）的动作，并能够同时并列驱动其它直流电动机。

另外，本发明的开关还可以用作车辆的天线、空气调节器等广泛应用的开关。

如上所述，根据本发明的汽车自动开闭式车窗开关，形成于前述外包树脂1′的上端部的加压端部4、4′如图1的放大剖视图所示，在其下部周围形成弹性倾斜部分4″，利用外包树脂（橡胶）本身的弹性，即便受压弯曲也能回复到原来的位置，因此，在操作时感觉软柔。再有，在开关晶体管开关电路（10～17）的时候，通过采用不直接对连接负载的电路进行开关的开关电路，使得作用于触点的电流变得很小，因而，消除驱动直流电动机M时流过的过大的冲击电流所引起的电弧，能够防止触点受到损伤，并且，作为可动触点的导电橡胶触点5的表面光滑，因而预防了固定触点6′受到损伤。而如已经知道的，对于配备机械式触点的汽车自动开闭式车窗开关，由于在其动作初始时刻发生的电弧放电及弹簧弹性的极限，开关的寿命约限制在5000次开关次数，与此相对，本发明的自动开闭式车窗开关具有约为100万～1000万次的长开关寿命，椐此，可以说是半永久性的自动开闭式车窗开关。另外，利用外包树脂1′保护了内部的电路元件并且遮断了外界潮湿空气等的恶劣影响，藉此能够保护触点及开关电路。

Claims

1、一种用于汽车的自动开闭式车窗的开关，其特征在于，在设置开关电路10、11的PCB基板的背面引出多个端子，在上部固定触点基板6上形成固定触点6′，在外包树脂1′的上部内侧表面热溶着与固定触点6′加压接触的导电橡胶触点5，触点5设置成与上部固定触点基板相对，从PCB基板7的背面一侧开始经过侧面到上部为止覆盖以外包树脂1′，在外包树脂上部突出设置加压端部4、4′，同时在加压端部4、4′的下部形成弹性倾斜部分4″，这样形成的开关本体1嵌插在开关上部壳体2中，加压端部4、4′在壳体2的上部开口2′中突出，在开关上部壳体2的下部固定附着形成有多个端子引出孔8′的底面板体3。

2、如权利要求1所述的用于汽车的自动开闭式车窗开关，其特征在于，上升电路部分10和与该上升电路结构相同的下降电路部分11连接成相互对称，上升电路部分10将上升开关SW₁的一方固定触点连接在电源端子B⁺上，而电阻R₁、R₂并联连接在另一方固定触点上，电阻R₁连接保护晶体管Q₁₂的集电极和开关晶体管Q₁的基极，开关晶体管Q₁的集电极通过电阻连接电源端子B⁺，开关晶体管Q的输出端连接成给晶体管Q₉的基极附加偏置电流，同时通过电阻R₄接地，晶体管Q₉的集电极端子通过电阻R₆连接电源端子B⁺，晶体管Q₇的基极通过二极管D₁与电阻R₃并联连接在开关晶体管Q₁的集电极上，并且，晶体管Q₇的输出通过电阻R₅接地，电源端子B⁺的电流通过电阻R₂加在保护晶体管Q₁₁的基极，同时，晶体管Q₁₁的集电极连接在对称地布线的下降电路部分11的开关晶体管Q₂的基极与电阻R₁₂之间，这样形成上升电路部分10，晶体管Q₉的输出连接在驱动晶体管Q₆的基极上，晶体管Q₇的发射极连接在驱动晶体管Q₁的基极上，直流电动机连接在C、D点。

3、一种用于汽车的自动开闭式车窗开关，其特征在于，把设置在PCB基板上的晶体管开关电路部分10、11、12、13及形成的上部固定触点基板用外包树脂覆盖而构成开关本体，开关SW₁、SW₁′、SW₂、SW₂′穿过在上部壳体上钻出的开口而突出设置，在底面板体的一侧形成多个端子孔。

4、如权利要求3所述的用于汽车的自动开闭式车窗开关，其特征在于，晶体管开关电路部分10、11、12、13并联连接在电源上，从而能开闭两扇车窗。

5、一种用于汽车的自动开闭式车窗开关，其特征在于，设置在PCB基板上的晶体管开关电路部分10、11、12、13、14、15、16、17与上部固定触点基板用外包树脂覆盖而构成开关本体，设置上升、下降开关SW₁、SW₁′、SW₂、SW₂′、SW₃、SW₃′、SW₄、SW₄′和自动上升、下降开关SW_A、SW_A′以及开/关电路18的打开、关闭开关SW_N、SW_F，加压端部突出设置于在上部壳体上形成的各个开口中，底面板体用螺丝与上部壳体接合。

6、如权利要求5所述的用于汽车的自动开闭式车窗开关，其特征在于，开关电路部分10、11、12、13、14、15、16、17并联连接在电源上，前述各开关电路部分的固定触点之一方相互并联在自动上升、下降开关SW_A、SW_A′的固定触点之一方上，在自动上升、下降开关SW_A、SW_A′的电源输入侧连接开/关电路18，能够使直流电动机分别动作，同时，也能使直流电动机同时动作。