CN110853964A - 一种旋钮型档位开关 - Google Patents
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Abstract
本发明属于转换开关领域，提供了一种旋钮型档位开关，包括旋转轴、至少一个公共极导电片、多个档位导电片及至少一个切换组件，切换组件具有公共极咬合部和档位咬合部，随着旋转轴的转动，带动切换组件同步转动，在转动的过程中，公共极导电片始终与对应的公共极咬合部相咬合，而档位咬合部与不同的档位导电片相咬合，从而使公共极导电片与不同的档位导电片通过切换组件形成电流通路。而公共极导电片与电路板上的总输入电路电连接，档位导电片与电路板上的切换电路电连接，因此，一个电路输入总线能够与多个切换电路电连接，从而实现多档位切换。本发明提供的旋钮型转换开关的结构简单，利于大规模生产与推广。
Description
技术领域
本发明属于转换开关领域，具体涉及一种旋钮型档位开关。
背景技术
转换开关是一种可供两路或两路以上电源或负载转换连接并对多种设备的运行进行控制的开关，在日常生活和工业生产中得到了广泛的使用，如：发电站、变轨站、高铁机车、地铁机车、舰船等。转换开关一般包括限位基座、定位基座、触头基座、旋转轴及手柄，旋转轴依次穿过限位基座、定位基座、然后与触头基座连接，通过安装在旋转轴顶端的手柄的旋转，带动选择轴旋转，实现相对应的设备的开闭。
随着控制线路越来越集中，内部的电路板的集成度也越来越大，比如高低压开关柜，相应地，焊接在电路板上的旋钮开关就需要能够转换更多的档位。现有的旋钮型转换开关一般为一对一切换，难以满足多档位切换的要求。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够实现多档位转换的旋钮型档位开关。
本发明提供了一种旋钮型档位开关，具有这样的特征，包括：触头基座单元及旋转轴，其中，触头基座单元包括触头基座及至少一个切换组件，触头基座上设有至少一个分布在旋转轴的近旁的公共极导电片和沿旋转轴的周向分布的多个档位导电片，切换组件具有用于与公共极导电片相咬合且沿旋转轴的周向延伸的公共极咬合部及用于与档位导电片咬合并且与该公共极导电片电连接的档位咬合部，旋转轴与切换组件固定连接，从而在使用者旋转该旋转轴时带动切换组件转动，使档位咬合部与不同的档位导电片相咬合的同时让公共极咬合部始终与公共极导电片相咬合，从而使公共极导电片与不同的档位导电片通过切换组件电连接进而实现档位切换。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，切换组件包括两个背向设置且分离的导电片，每个导电片由弧形段和延伸段构成，弧形段沿旋转轴的周向方向延伸，两个导电片的弧形段在旋转轴的轴向方向重叠，从而形成公共极咬合部，延伸段从弧形段的一端沿弧形段的径向延伸，两个导电片的延伸段在旋转轴的轴向方向重叠，从而形成档位咬合部。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，导电片的材质为铍青铜。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征，还包括：切换轮，其中，切换轮具有呈圆柱状，底端具有沿轮柱的径向延伸的凸缘，切换轮的顶端与旋转轴的一端连接，凸缘与弧形段固定连接。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，切换组件还包括垫片，该垫片具有与弧形段相匹配的形状，垫在两个导电片的弧形段之间使两个导电片分离。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，垫片的材质为黄铜。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，切换组件的数目大于等于2个，公共极导电片的数目与切换组件的数目相等并分别与对应的切换组件相咬合。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，旋钮型档位开关安装在电路板上使用，该电路板上设有多个焊接点，公共极导电片以及每个档位导电片分别与一个焊接脚电连接，焊接脚穿过触头基座的底部并向电路板方向延伸从而与对应的焊接点电连接。
在本发明提供的旋钮型档位开关中，还可以具有这样的特征：其中，一个焊接脚为基准焊接脚，其余焊接脚沿圆周排列，基准焊接脚位于圆周内且与电路板上的基准焊点相配合。
发明的作用与效果
本发明所提供的旋钮型转换开关，具有至少一个公共极导电片、多个档位导电片、至少一个切换组件及旋转轴，切换组件具有公共极咬合部和档位咬合部，随着旋转轴的转动，带动切换组件同步转动，在转动的过程中，公共极导电片始终与对应的公共极咬合部相咬合，而档位咬合部与不同的档位导电片相咬合，从而使公共极导电片与不同的档位导电片通过切换组件形成电流通路。而公共极导电片与电路板上的总输入电路电连接，档位导电片与电路板上的切换电路电连接，因此，一个电路输入总线能够与多个切换电路电连接，从而实现多档位切换。本发明提供的旋钮型转换开关的结构简单，利于大规模生产与推广。
附图说明
图1是本发明的实施例中的旋钮型转换开关的立体结构示意图；
图2是本发明的实施例中的旋钮型转换开关的爆炸结构示意图；
图3是本发明的实施例中的限位基座的爆炸结构示意图；
图4是本发明的实施例中的触头基座的结构示意图；
图5是本发明的实施例中的触头基座、切换轮、切换组件及切换轮盖的组合状态示意图；
图6是图5的爆炸结构示意图；以及
图7是本发明的实施例中的触头基座、切换轮与切换组件的组合状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明旋钮型转换开关作具体阐述。
下述实施例中，方向的描述均以本发明的立体结构示意图的方向为参照，即上下方向均指立体结构示意图的上下方向。
<实施例>
本实施例提供的旋钮型转换开关100用于安装在集成电路的电路板上，对多组输出信号进行切换。
图1是本发明的实施例中的旋钮型转换开关的结构示意图，图2是本发明的实施例中的旋钮型转换开关的爆炸结构示意图。
如图1～2所示，旋钮型转换开关100包括手柄10、旋转轴20、安装圈组件30、限位基座40、定位基座50及触头基座单元60。
手柄10具有方形安装孔，与旋转轴20的顶端相匹配，通过二者的卡合将手柄10安装在旋转轴20的顶端。
旋转轴20包括手柄连接段21及基座连接段22。手柄连接段21的底端具有和基座连接段22的顶端相配合的安装孔，二者卡合在一起形成旋转轴20，贯穿安装圈组件30、限位基座40、定位基座50及触头基座单元60。旋转轴20贯穿限位基座40、定位基座50及触头基座单元60的部分具有多个径向分布的凸棱。
安装圈组件30用于将旋钮型转换开关100安装在控制面板(图1、2中均未显示)上，包括位于控制面板外的第一螺纹圈31及位于控制面板内的第二螺纹圈32。第一螺纹圈31具有外螺纹，并与第二螺纹圈32的内螺纹相配合。安装旋钮型转换开关100时，旋转轴20穿过控制面板，第一螺纹圈31与第二螺纹圈32旋紧后将控制面板夹在二者之间从而将旋钮型转换开关100固定在控制面板上。
手柄10、旋转轴20、安装圈组件30均由增加阻燃材料制成，例如PA66。
限位基座40、定位基座50及触头基座单元60均具有横截面为正方形的壳体，从上到下依次卡合在一起。限位基座40的底端的限位卡脚401与定位基座50的侧壁上的限位卡孔501卡合，同理，定位基座50的底端的定位卡脚502与触头基座单元60的侧壁上的定位卡孔601卡合。限位基座40、定位基座50及触头基座单元60的壳体均由增加阻燃材料制成，例如PA66，具有一定的弹性。
图3是本发明的实施例中的限位基座的爆炸结构示意图。
如图2～3所示，限位基座40包括限位壳体41、设置在壳体41上的两个限位块42、限位盖板43及设置在限位盖43的下表面的限位凸起44。两个限位块42均布在限位壳体41上，限位盖板43盖在限位壳体41上，且限位凸起44能够与限位块42相配合，旋转轴20穿过限位壳体41及限位盖板43。旋转轴20转动，带动限位盖板43同步转动，当限位凸起44转到限位块42位置时，停止转动。在本实施例中，旋转轴20能够顺时针旋转180度，或者逆时针旋转180度。
如图1～2所示，定位基座50包括定位壳体51、设置在定位壳体51上的四个定位块52、弹簧53及棘轮54。定位壳体51为正方形状的壳体。定位壳体51的四个角处设置有定位安装槽，四个定位块52及弹簧53分别放置在相应的定位安装槽中，弹簧53的一端与定位壳体51接触，另一端与定位块52接触，定位块52指向定位壳体51的中心。旋转轴20穿过棘轮54，与棘轮54同步转动，当棘轮54的棘轮齿的顶端依次滑过定位块52，当棘轮齿的底端与定位块52接触时，弹簧53的弹力使定位块52抵到棘轮齿的底端，使旋转轴20固定在此，因此旋转轴20每次转过的角度取决于棘轮54的上的棘轮齿的数目，即棘轮的角度。在本实施例中，棘轮54为45度棘轮，具有8个棘轮齿，即旋转轴20每次旋转45度。在其他实施例中，棘轮可以为90度棘轮或者其他棘轮。
图4是本发明的实施例中的触头基座的结构示意图。
如图4所示，触头基座单元60包括触头基座61、切换轮62、切换轮盖64及两个切换组件63。
触头基座61的壳体由底面和四个侧面组成，底面呈正方形，中央开有下沉的圆形的阶梯槽611，切换轮62的底部与该阶梯槽611上相匹配。
围绕阶梯槽611，触头基座61的底面上还设有呈圆周排列的两个公共极导电片612及六个档位导电片613。公共极导电片612及档位导电片613均沿阶梯槽611的径向向阶梯槽611的圆心延伸，且公共极导电片612的延伸长度大于档位导电片613的延伸长度。公共极导电片612及档位导电片613距离触头基座61的底面的距离相等。
两个公共极导电片612对称分布在阶梯槽611的周围，将触头基座61的底面的空间平均分隔成两部分，六个档位导电片613这两部分空间内均匀分布。公共极导电片612作为输入端，与电路板上的总输入电路电连接，档位导电片613作为输出端，与电路板上的切换电路电连接。切换电路可以连接连接同一个设备的不同线路，也可以连接不同的设备，也可以连接信号线。
触头基座61的底面设有沿底面相下延伸的8个焊接脚，每个公共极导电片612和每个档位导电片613分别与一个焊接脚电614连接，焊接脚614与电路板上的对应的焊接点电连接。焊接点分别与相应的电路连接。
其中，一个焊接脚614为基准焊接脚，其余7个焊接脚614沿圆周排列，基准焊接脚位于圆周内(即向圆心方向偏移)且与电路板上的基准焊点相配合。
图5是本发明的实施例中的触头基座、切换轮、切换组件及切换轮盖的组合状态示意图，图6是图5的爆炸结构示意图，图7是本发明的实施例中的触头基座、切换轮与切换组件的组合状态示意图。
如图5～7所示，切换轮62呈圆柱状，底端具有径向延伸的凸缘621，顶端具有切换轮孔622，该切换轮孔622与旋转轴20的基座连接段22的底端相匹配，基座连接段22的底端插入切换轮孔622从而实现切换轮62与旋转轴20的连接。切换轮62由增强阻燃材料制备得到，例如PA66。
凸缘621上对称设有两个凸起块623，将凸缘621平均分成两部分，第一凸缘部621a及第二凸缘部621b。每部分处分别设有四个固定孔624，与切换组件63上的铆钉对应。切换轮盖64的内径与切换轮62的顶端的外径能够紧密配合。将切换组件63上的铆钉插入相应的固定孔624，然后切换轮盖64盖在切换轮62上，从而将切换组件63固定在凸缘621上。两个切换组件63分别固定在第一凸缘部621a及第二凸缘部621b上，头尾相对的环绕在切换轮62周围，并被凸起块623隔开。
切换组件63具有用于与公共极导电片612相咬合且沿旋转轴20的周向延伸的公共极咬合部及用于与不同的档位导电片613咬合并且与公共极导电片612电连接的档位咬合部。
切换组件63由两个背向设置且分离的导电片631及起到分离作用的垫片632通过铆钉固定在一起组成。导电片631的材质为铍青铜，垫片632的材质为黄铜。
导电片631由弧形段6311和延伸段6312构成。弧形段6311与第一凸缘部621a或第二凸缘部621b的形状相适应，铆钉穿过下方的弧形段6311的底部，然后插入固定孔624中。
弧形段6311为具有一定弯曲度的弧形弯折板，沿旋转轴20的周向方向延伸，两个导电片631的弧形段6311在旋转轴20的轴向方向重叠，从而形成公共极咬合部。公共极咬合部具有咬合空间，该咬合空间的纵剖面两端大、中间小。公共极导电片612在中间小的部分与两个弧形段6311咬合，这样的异形接触既保证了接触压力，又减少了相互摩擦时的磨损。
延伸段6312从弧形段6311的一端沿弧形段6311的径向延伸，两个导电片631的延伸段6312在旋转轴20的轴向方向重叠，从而形成档位咬合部。档位咬合部也具有咬合空间，该咬合空间的纵剖面与公共极咬合部的相似，也是两端大、中间小。档位导电片613在中间小的部分与两个延伸段6312咬合，同样既保证了接触压力，又减少了相互摩擦时的磨损。
垫片632的弧度与长度与弧形段6311相匹配，宽度小于弧形段6311的宽度，垫在两个弧形段6311之间使两个导电片631分离并且与两个弧形段6311一起形成公共极咬合部的咬合空间，供公共极导电片612在其中滑动。
当使用者旋转旋转轴20时，带动切换轮62转动，两个切换组件63同步转动，公共极导电片612始终与对应的公共极咬合部相咬合，而档位咬合部与3个档位导电片613中的一个相咬合，从而使公共极导电片612与不同的档位导电片613通过切换组件63形成电流通路进而同时实现3个档位的切换。这样一个旋钮型切换开关100能够同时控制两个总输入电路，每个总输入电路都能够实现3种不同切换电路的的切换。
在本实施例中，旋钮型转换开关100的高度(即手柄顶端到焊接脚底端的距离)为25cm，长度和宽度均为28cm，咬合面积较大，因此具有较大的电流通过面积，能够供48V、10A的电流通过。
实施例的作用与效果
本实施例所提供的旋钮型转换开关，具有至少一个公共极导电片、多个档位导电片、至少一个切换组件及旋转轴，切换组件具有公共极咬合部和档位咬合部，随着旋转轴的转动，带动切换组件同步转动，在转动的过程中，公共极导电片始终与对应的公共极咬合部相咬合，而档位咬合部与不同的档位导电片相咬合，从而使公共极导电片与不同的档位导电片通过切换组件形成电流通路。而公共极导电片与电路板上的总输入电路电连接，档位导电片与电路板上的切换电路电连接，因此，一个总输入电路能够与多个切换电路电连接，从而实现多档位切换。
并且，一个旋钮型转换开关可以具有多个公共极导电片及相应的切换组件，因此可以连接多个电路输入总线，同时实现多个切换电路的切换。
另外，切换组件的公共极咬合部及档位咬合部的纵剖面均呈现两端大中间小的结构，公共极导电片与公共极咬合部的中间的部分咬合，档位导电片与档位咬合部的中间的部分咬合，异形接触既保证了接触压力和接触面积，供大电流通过，又减小了相互接触的磨损。
此外，切换组件的材质为具有弹性的铍青铜，随着使用次数的增加，铍青铜越来越软，咬合更加紧密，不会因为磨损造成接触不良的问题，延长使用寿命。
另外，手柄、旋转轴、切换轮、触头基座的壳体、定位基座的壳体及限位基座的壳体等的材质均为增强阻燃材料，具有一定的弹性与强度，绝缘的同时可以阻燃，保证了使用的安全性。
另外，每个公共极导电片和每个档位导电片分别与一个焊接脚电连接，焊接脚与电路板上的对应的焊接点电连接，而且旋钮型转换开关的整体尺寸小巧，便于焊接在电路板上，能够适用于面积较小的电路板。
本实施例提供的旋钮型转换开关的结构简单，利于大规模生产与推广。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
在本发明的其他实施例中，当切换组件的数目为一个，档位导电片的数目为多个时，同样能够实现多档位的切换。
Claims (9)
1.一种旋钮型切换开关，其特征在于，包括：
触头基座单元及旋转轴，
其中，所述触头基座单元包括触头基座及至少一个切换组件，
所述触头基座上设有至少一个分布在所述旋转轴的近旁的公共极导电片和沿所述旋转轴的周向分布的多个档位导电片，
所述切换组件具有用于与所述公共极导电片相咬合且沿所述旋转轴的周向延伸的公共极咬合部及用于与所述档位导电片咬合并且与该公共极导电片电连接的档位咬合部，
所述旋转轴与所述切换组件固定连接，从而在使用者旋转该旋转轴时带动所述切换组件转动，使所述档位咬合部与不同的所述档位导电片相咬合的同时让所述公共极咬合部始终与所述公共极导电片相咬合，从而使所述公共极导电片与不同的所述档位导电片通过所述切换组件电连接进而实现档位切换。
2.根据权利要求1所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，所述切换组件包括两个背向设置且分离的导电片，
每个所述导电片由弧形段和延伸段构成，
所述弧形段沿所述旋转轴的周向方向延伸，两个所述导电片的所述弧形段在所述旋转轴的轴向方向重叠，从而形成所述公共极咬合部，
所述延伸段从所述弧形段的一端沿所述弧形段的径向延伸，两个所述导电片的所述延伸段在所述旋转轴的轴向方向重叠，从而形成所述档位咬合部。
3.根据权利要求2所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，所述导电片的材质为铍青铜。
4.根据权利要求2所述的旋钮型档位开关，其特征在于，还包括：
切换轮，
其中，所述切换轮具有呈圆柱状，底端具有沿所述切换轮的径向延伸的凸缘，
所述切换轮的顶端与所述旋转轴的一端连接，所述凸缘与所述弧形段固定连接。
5.根据权利要求2所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，所述切换组件还包括垫片，该垫片具有与所述弧形段相匹配的形状，垫在两个所述导电片的所述弧形段之间使两个所述导电片分离。
6.根据权利要求5所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，所述垫片的材质为黄铜。
7.根据权利要求1所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，所述切换组件的数目大于等于2个，所述公共极导电片的数目与所述切换组件的数目相等并分别与对应的所述切换组件相咬合。
8.根据权利要求1所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，所述旋钮型档位开关安装在电路板上使用，该电路板上设有多个焊接点，
所述公共极导电片以及每个所述档位导电片分别与一个焊接脚电连接，所述焊接脚穿过所述触头基座的底部并向所述电路板方向延伸从而与对应的所述焊接点电连接。
9.根据权利要求8所述的旋钮型档位开关，其特征在于：
其中，一个所述焊接脚为基准焊接脚，其余所述焊接脚沿圆周排列，所述基准焊接脚位于所述圆周内且与所述电路板上的基准焊点相配合。
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2019
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