CN106935343B - 旋转式可变电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转式可变电阻器，包含一电阻电路模块、一固定架、一电刷组件以及一转轴。电阻电路模块包含一电路基板、一输出电路、三输入电路以及一环型电阻层。输出电路具有一环状电刷接触区域。三输入电路各具有一电阻接触端与一输入端子连接端，三电阻接触端中任两个与环状电刷接触区域的中心轴联机所形成的夹角为120度。环型电阻层与电刷接触端是同轴性地间隔设置，并分别接触于三电阻接触端。固定架固设于电阻电路模块。电刷组件可旋转地跨接环状电刷接触区域与环型电阻层。转轴连接于电刷组件。本发明在任何角度皆能产生二个相对应的分压信号，用户可通过二相对应的分压信号依据相对应的判断规则来精准的判断出电刷的位置。

Description

旋转式可变电阻器

技术领域

本发明涉及一种旋转式可变电阻器，尤其涉及一种利用三个输入电路与一环型电阻层配合的旋转式可变电阻器。

背景技术

一般来说，日常生活中随处可见利用可变电阻器来进行控制的电子装置，例如在音响设备中用来控制音量；其中，可变电阻器的主要原理是在两个固定接点之间设置一电阻，并供使用者通过将滑动接点在电阻上往复移动而产生两个固定接点之间的分压产生变动，进而产生相对应的分压信号。

承上所述，常见的可变电阻器依照其构造大概可分成往复滑动式的可变电阻器与旋转式可变电阻器，而旋转式可变电阻器的构造还可分成单圈电阻与多圈电阻的构造，单圈电阻型的可变电阻器主要是在一圈C型电阻的两端设有接点，因此可以在两端之间往复移动来产生一个分压信号，而多圈电阻的可变电阻器主要是利用多圈C型电阻来产生多个分压信号；然而，多圈电阻型的可变电阻器虽然可以输出较多的分压信号，但由于其多圈电阻的构造会增加制程上的复杂度，导致不易生产，因此会相对的增加成本。而不管是单圈电阻型或多圈电阻型的旋转式可变电阻器，都会因为受到C型电组的结构而限制了转动角度。

发明内容

有鉴于现有的旋转式可变电阻器主要分为单圈式电阻结构或多圈式电阻结构，而单圈电阻结构的构造虽然简单，但能输出的分压信号较少，而多圈电阻结构虽然能输出较多的分压信号，但其构造的较为复杂而不易生产制造，且两个都会因为C型电组的设计而限制了旋转角度；缘此，本发明的发明人为了解决现有的旋转式可变电阻器无法同时兼顾简单的构造与输出多个分压信号，提供了一种旋转式可变电阻器，以其利用简单的构造来产生多个分压信号。

本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段是提供一种旋转式可变电阻器，包含一电阻电路模块、一固定架、一电刷组件以及一转轴。电阻电路模块包含一电路基板、一输出电路、三输入电路以及一环型电阻层。电路基板具有一电路设置部与一自该电路设置部延伸出的端子设置部。输出电路包含一电刷接触端以及一输出端子连接端。电刷接触端设置于该电路设置部，具有一环状电刷接触区域，且该环状电刷接触区域具有一中心轴；输出端子连接端自该电刷接触端延伸至该端子设置部。三输入电路各具有一电阻接触端与一输入端子连接端，该三输入电路的电阻接触端中的任两个与该中心轴联机所形成的夹角皆为120度，该三输入电路的输入端子连接端分别自该三输入电路的电阻接触端延伸至该端子设置部。环型电阻层以该中心轴为中心而与该电刷接触端同轴性地间隔设置，分别接触于该三输入电路的电阻接触端。固定架固定地设置于该电阻电路模块上。电刷组件受该固定架限位而保持可旋转地跨接该环状电刷接触区域与该环型电阻层。转轴连接于该电刷组件，藉以与该电刷组件相连动。

由上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段为，该电阻电路模块还包含四个传输端子，分别电性连接于该三输入电路的输入端子连接端与该输出端子连接端。较佳者，该电阻电路模块还包含一绝缘基座，该电路基板嵌设于该绝缘基座，且该些传输端子自该绝缘基座穿设出。

由上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段为，该电刷组件包含一转动件以及一电刷件。转动件可转动地设置于该固定架中。电刷件固设于该转动件，并具有该内圈电刷与该外圈电刷。较佳者，该转动件开设有一卡槽，该转轴可拆卸地卡合于该卡槽。此外，该电刷组件还包含一扣环，用以卡扣该转轴，藉以使该转轴设置于该电刷组件。

由上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段为，旋转式可变电阻器还包含一轴套，设置于该固定架，该转轴穿设于该轴套。

由上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段为，电阻电路模块更包含一绝缘层，设置于该输出电路与该环型电阻层之间。

如上所述，相较于先前技术的旋转式可变电阻器需要通过多圈C型电阻的配合才能产生多个分压信号，本发明利用一环型电阻层、三个输入电路与一输出电路的配合来形成无转动角度限制的电路模块，且在任何角度皆能产生二个相对应的分压信号，藉以供用户通过二相对应的分压信号来精准的判断电刷的位置。

附图说明

图1显示本发明较佳实施例所提供的旋转式可变电阻器的立体示意图；

图2显示本发明较佳实施例所提供的旋转式可变电阻器的立体分解示意图；

图3显示本发明较佳实施例所提供的电阻电路模块的平面示意图；

图4显示本发明较佳实施例所提供的电阻电路模块的电路示意图；

图5显示本发明较佳实施例所提供的旋转式可变电阻器的转轴的旋转角度与电阻电路模块输出的分压信号的曲线示意图。

附图标记：

100 旋转式可变电阻器

1 电阻电路模块

11 绝缘基座

111 容置槽

112 穿孔

12 电路基板

121 电路设置部

122 端子设置部

13 输出电路

131 电刷接触端

1311 环状电刷接触区域

132 输出端子连接端

14a、14b、14c 输入电路

141a、141b、141c 电阻接触端

142a、142b、142c 输入端子连接端

15 环型电阻层

16 绝缘层

17 传输端子

2 固定架

3 电刷组件

31 转动件

311 卡槽

32 电刷件

321 外圈电刷

322 内圈电刷

33 扣环

4 轴套

5 转轴

C 中心轴

C1、C2、C3 曲线

R 转动方向

具体实施方式

请参阅图1至图4，图1显示本发明较佳实施例所提供的旋转式可变电阻器的立体示意图；图2显示本发明较佳实施例所提供的旋转式可变电阻器的立体分解示意图；图3显示本发明较佳实施例所提供的电阻电路模块的平面示意图；图4显示本发明较佳实施例所提供的电阻电路模块的电路示意图。

如图1至图4所示，一种旋转式可变电阻器100包含一电阻电路模块1、一固定架2、一电刷组件3、一轴套4以及一转轴5。

电阻电路模块1包含一绝缘基座11、一电路基板12、一输出电路13、三输入电路14a、14b、14c、一环型电阻层15、一绝缘层16以及四个传输端子17(图中仅标示一个)。

绝缘基座11具有一容置槽111与四个穿孔112(图中仅标示一个)，其中四个穿孔112是分别连通于容置槽111。

电路基板12是嵌设于容置槽111中，并具有一电路设置部121与一自电路设置部121延伸出的端子设置部122。

输出电路13包含一电刷接触端131以及一输出端子连接端132。电刷接触端131是设置于电路设置部121，并具有一环状电刷接触区域1311，且环状电刷接触区域1311具有一中心轴C。输出端子连接端132是自电刷接触端131延伸至端子设置部122。

输入电路14a具有一电阻接触端141a与一输入端子连接端142a，电阻接触端141a是设置于电路设置部121。输入端子连接端142a是自电阻接触端141a延伸至端子设置部122。

输入电路14b具有一电阻接触端141b与一输入端子连接端142b，电阻接触端141b是设置于电路设置部121，且电阻接触端141a以及电阻接触端141b与中心轴C联机所形成的夹角为120度。输入端子连接端142b是自电阻接触端141b延伸至端子设置部122。

输入电路14c具有一电阻接触端141c与一输入端子连接端142c，电阻接触端141c是设置于电路设置部121，且电阻接触端141a以及电阻接触端141c与中心轴C联机所形成的夹角为120度，而电阻接触端141c以及电阻接触端141c与中心轴C联机所形成的夹角亦为120度。输入端子连接端142c是自电阻接触端141c延伸至端子设置部122。如上所述，上述三个输入电路14a、14b与14c中的电阻接触端141a、电阻接触端141b与电阻接触端141c任两个与中心轴C联机所形成的夹角皆为120度。

环型电阻层15是以中心轴C为中心而与电刷接触端131同轴性地间隔设置在电路设置部121上，并分别覆盖而接触于电阻接触端141a、141b与141c。

绝缘层16是设置于输出电路13与环型电阻层15之间。

四个传输端子17是分别穿设于四个穿孔112，并分别电性连结于三输入端子连接端142a、142b、142c与输出端子连接端132。

固定架2是固定地设置于电阻电路模块1的绝缘基座11上。

电刷组件3包含一转动件31、一电刷件32以及一扣环33。转动件31是受固定架2限位而保持可旋转地设置于固定架2上，且转动件31开设有一卡槽311。电刷件32是设置于转动件31面向电路基板12的一侧，并具有一外圈电刷321与一内圈电刷322，外圈电刷321是弹性地抵接于环型电阻层15，而内圈电刷322是一体成型地连结于外圈电刷321，并弹性地抵接于电刷接触端131，藉以使环状电刷接触区域1311跨接于环型电阻层15。扣环33是限位地设置于转动件31上。此外，在本实施例中，外圈电刷321是以两个并排的金属弹性爪抵接于环型电组层15，而内圈电刷322则是以两个对称设置的金属弹性爪抵接于电刷接触端131，且电刷件32在本实施例中为金属铜片，而在其他实施例中亦可为其他导电金属片，或者其他具有导电功能的弹片。

轴套4是设置于固定架2上，转轴5是穿设于轴套4，并可拆卸地卡合于转动件31的卡槽311，且扣环33是卡扣于转轴5插设至卡槽的一端，藉以使转轴5连动于电刷组件3。

请继续参阅图5，图5显示本发明较佳实施例所提供的旋转式可变电阻器的转轴的旋转角度与电阻电路模块输出的分压信号的曲线示意图。如图5所示，以电阻接触端141a为基准起始点，当电刷组件3受到转轴5的带动而由电阻接触端141a沿一转动方向R转动120度至电阻接触端141b时，电阻接触端142a输出的分压信号会由0V(伏特)递增至5V，相当于曲线C1在0度与120度区间的变化，而电阻接触端142b所输出的分压信号会相对的由5V递减至0V，相当于曲线C3在0度与120度区间的变化，而同时电阻接触端142c所输出的分压信号则维持在0V，意即无分压信号输出。

当电刷组件3受到转轴5的带动而由电阻接触端141b沿转动方向R转动120度至电阻接触端141c时，电阻接触端142a输出的分压信号维持在0V，意即无分压信号输出，而电阻接触端142b所输出的分压信号会相对的由0V递增至5V，相当于曲线C2在120度与240度区间的变化，而同时电阻接触端142c所输出的分压信号会相对的由5V递减至0V，相当于曲线C1在120度与240度区间的变化。

当电刷组件3受到转轴5的带动而由电阻接触端141c沿转动方向R转动120度至电阻接触端141a时，电阻接触端142a所输出的分压信号会相对的由5V递减至0V，相当于曲线C2在240度与360度区间的变化，而电阻接触端142b所输出的分压信号维持在0V，意即无分压信号输出，而同时电阻接触端142c所输出的分压信号会相对的由0V递增至5V，相当于曲线C3在240度与360度区间的变化。

需特别说明的是，在图5中，曲线C1在240度至360度的区间为0V，然而为了显示出曲线C1是在360度内循环旋转，因此在曲线C1在240度至360度的区间时是以略高于0V基线的方式表示，但曲线C1在240度至360度的区间实际上仍为0V，意即无信号输出；以此类推，曲线C2在0度至120度之间同样为0V，但仍以略高于0V基线的方式表示，而曲线C3在120度至240度之间同样是以略高于0V基线的方式表示。

承上所述，在实务运用上，使用者是将输出端子连接端132、电阻接触端142a、电阻接触端142b与电阻接触端142c连接至一控制器(图未示)，并藉由控制器分别设定电阻接触端142a、电阻接触端142b与电阻接触端142c为高电位时测试输出端子连接端132的分压信号，以依据所量测到的分压信号判断出电压组件3的位置，而由以上实施例所述，控制器例如是先设定电阻接触端142a与电阻接触端142c为高电位，而电阻接触端142b为低电位，进而量测输出端子连接端132得到一第一分压信号值V1；接着，设定电阻接触端142b与电阻接触端142c为高电位，而电阻接触端142a为低电位，进而量测输出端子连接端132得到一第二分压信号值V2；然后，设定电阻接触端142a与电阻接触端142b为高电位，而电阻接触端142c为低电位，进而量测输出端子连接端132得到一第三分压信号值V3；当通过上述的设定方法得到第一分压信号值V1、第二分压信号值V2与第三分压信号值V3后，比较第一分压信号值V1、第二分压信号值V2与第三分压信号值V3，当第一分压信号值V1≤第二分压信号值V2，且第一分压信号值V1≤第三分压信号值V3，可以判断出电刷组件3停留在电阻接触端141a与电阻接触端141c之间，而当第一分压信号值V1≤第二分压信号值V2，且第三分压信号值V3≤第一分压信号值V1，可以判断出电刷组件3停留在电阻接触端141a与电阻接触端141b之间，进一步地，当第二分压信号值V2≤第一分压信号值V1，且第二分压信号值V2＜第三分压信号值V3，可以判断出电刷组件3停留在电阻接触端141b与电阻接触端141c之间，否则，当第二分压信号值V2≤第一分压信号值V1，且第三分压信号值V3＜第二分压信号值V2，可以判断出电刷组件3停留在电阻接触端141a与电阻接触端141b之间。

如上所述，相较于先前技术的旋转式可变电阻器需要通过多圈C型电阻的配合才能产生多个分压信号，本发明利用一环型电阻层、三个输入电路与一输出电路的配合来形成无转动角度限制的电路模块，且在任何角度皆能产生二个相对应的分压信号，而用户更可通过二相对应的分压信号依据相对应的判断规则来精准的判断出电刷的位置。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲保护的权利要求的范畴内。

Claims (8)

1.一种旋转式可变电阻器，其特征在于，包含：

一电阻电路模块，包含：

一电路基板，具有一电路设置部与一自所述电路设置部延伸出的端子设置部；

一输出电路，包含：

一电刷接触端，设置于所述电路设置部，具有一环状电刷接触区域，且所述环状电刷接触区域具有一中心轴；以及

一输出端子连接端，自所述电刷接触端延伸至所述端子设置部；

三输入电路，各具有一电阻接触端与一输入端子连接端，所述三输入电路的电阻接触端中任两个与所述中心轴联机所形成的夹角皆为120度，所述三输入电路的输入端子连接端分别自所述三输入电路的电阻接触端延伸至所述端子设置部；以及

一环型电阻层，以所述中心轴为中心而与所述电刷接触端同轴性地间隔设置，分别接触于所述三输入电路的电阻接触端；

一固定架，固定地设置于所述电阻电路模块上；

一电刷组件，受所述固定架限位而保持可旋转地跨接所述环状电刷接触区域与所述环型电阻层；以及

一转轴，连接于所述电刷组件，藉以与所述电刷组件相连动。

2.根据权利要求1所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，所述电阻电路模块还包含四个传输端子，分别电性连接于所述三输入电路的输入端子连接端与所述输出端子连接端。

3.根据权利要求2所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，所述电阻电路模块还包含一绝缘基座，所述电路基板嵌设于所述绝缘基座，且所述四个传输端子自所述绝缘基座穿设出。

4.根据权利要求1所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，所述电刷组件包含：

一转动件，可转动地设置于所述固定架中；以及

一电刷件，固设于所述转动件，并具有内圈电刷与外圈电刷，所述内圈电刷弹性地抵接于环状电刷接触区域，所述外圈电刷一体成型地连结于所述内圈电刷，且所述外圈电刷弹性地抵接于环型电阻层。

5.根据权利要求4所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，所述转动件开设有一卡槽，所述转轴可拆卸地卡合于所述卡槽。

6.根据权利要求5所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，所述电刷组件还包含一扣环，卡扣于所述转轴，藉以使所述转轴设置于所述电刷组件。

7.根据权利要求1所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，还包含一轴套，设置于所述固定架，所述转轴穿设于所述轴套。

8.根据权利要求1所述的旋转式可变电阻器，其特征在于，所述电阻电路模块还包含一绝缘层，设置于所述输出电路与所述环型电阻层之间。