CN111316394B - 开关 - Google Patents

Abstract

公开了一种开关。该开关包括：主体；和致动器，该致动器被配置为向主体提供磁力，并且引起主体的电气切换，其中，主体包括：外壳，该外壳具有第一表面；和多个霍尔传感器，该多个霍尔传感器与第一表面相邻地顺序布置，其中，致动器包括：壳体，该壳体具有第二表面；和第一磁体和第二磁体，该第一磁体和第二磁体与第二表面相邻地顺序布置，其中，第一磁体包括：第一极性；和第二极性，该第二极性与第一极性相反，其中，第二磁体包括：第三极性；和第四极性，该第四极性与第三极性相反，其中，第一极性、第二极性、第三极性以及第四极性沿着第二表面顺序地布置。

Description

开关

技术领域

本公开涉及一种开关。更具体地，本公开涉及一种非接触式开关。

背景技术

开关是控制电流流动的装置。为了系统的稳定性，可以分离电源和致动器，并且开关将电源电连接到致动器。

作为一种开关，有使用磁力的非接触式开关。因为非接触式开关没有机械触点，所以非接触式开关没有触点之间的磨损，具有良好的耐用性，并且不会由于磨损生成灰尘。因此，非接触式开关适于需要防尘的环境。

参照图1和图2，开关1可以用于感测门2的开闭。主体5可以安装在壁4上，并且致动器3可以安装在门2上。主体5可以包括多个霍尔传感器9，并且致动器3可以包括多个磁体6。如果门2接近壁4，则霍尔传感器9感测由磁体6生成的磁场线，并且可以检测门2的开闭。电缆35可以电连接到多个霍尔传感器9。

多个磁体6中的每一个均可以布置为提供不同的极性。例如，第一磁体61可以被配置为使得N极面向前面并与主体5相对，并且S极面向后面，第二磁体62可以被配置为使得S极面向前面并与主体5相对，并且N极面向后面，并且第三磁体63可以被配置为使得N极面向前面并与主体5相对，并且S极面向后面。

第一霍尔传感器91可以感测由第一磁体61提供的磁场线，第二霍尔传感器92和/或第三霍尔传感器93可以感测由第二磁体62提供的磁场线，并且第四霍尔传感器94可以感测由第三磁体63提供的磁场线。

然而，为了防止磁体之间的磁场线的抵消，开关需要将磁体之间的距离维持在预定距离或更多，并且有开关的小型化难以实现的问题。进一步地，如果增加磁体的数量来提高开关的灵敏度和/或可靠性，则有开关的尺寸变大且生产成本增加的问题。

近来，已经进行许多研究来提高开关的灵敏度，减小开关的尺寸并降低其生产成本。

发明内容

技术问题

本公开的一个目的是解决上述和其它问题。本公开的另一个目的是提高开关的灵敏度和/或可靠性。

本公开的另一个目的是实现开关的小型化并降低其生产成本。

技术方案

为了实现上述和其它目的，在本公开的一个方面中，提供了一种开关，该开关包括：主体；和致动器，该致动器被配置为向主体提供磁力，并且引起主体的电气切换，其中，主体包括：外壳，该外壳具有第一表面；和多个霍尔传感器，该多个霍尔传感器与第一表面相邻地顺序布置，其中，致动器包括：壳体，该壳体具有第二表面；和第一磁体和第二磁体，该第一磁体和第二磁体与第二表面相邻地顺序布置，其中，第一磁体包括：第一极性；和第二极性，该第二极性与第一极性相反，其中，第二磁体包括：第三极性；和第四极性，该第四极性与第三极性相反，其中，第一极性、第二极性、第三极性以及第四极性沿着第二表面顺序地布置。

根据本公开的另一个方面，第一磁体的第二极性可以面向第二磁体的第三极性。

根据本公开的另一个方面，第一磁体的第二极性可以与第二磁体的第三极性相同，并且第一磁体的第一极性可以与第二磁体的第四极性相同。

根据本公开的另一个方面，多个霍尔传感器可以包括：第一霍尔传感器，该第一霍尔传感器与第一极性对应；第二霍尔传感器，该第二霍尔传感器与第二极性对应；第三霍尔传感器，该第三霍尔传感器与第三极性对应；以及第四霍尔传感器，该第四霍尔传感器与第四极性对应。

根据本公开的另一个方面，开关还可以包括定位在壳体内部的板，第一磁体和第二磁体可以定位在壳体的第二表面与板之间，并且板可以包括在第一磁体与第二磁体之间的隔离壁。

根据本公开的另一个方面，板可以包括金属。

根据本公开的另一个方面，第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离可以大于第二霍尔传感器与第三霍尔传感器之间的距离。

根据本公开的另一个方面，第一霍尔传感器与第二霍尔传感器之间的距离可以大致等于第三霍尔传感器与第四霍尔传感器之间的距离。

有益效果

根据本公开的至少一个方面，本公开可以提高开关的灵敏度和/或可靠性。

根据本公开的至少一个方面，本公开可以实现开关的小型化并降低其生产成本。

附图说明

图1和图2例示了与本公开有关的非接触式开关的示例。

图3至图9例示了根据本公开的一个实施方式的开关的示例。

图10至图13例示了根据本公开的一个实施方式的磁场线的分布的示例。

图14和图15例示了根据本公开的一个实施方式的开关操作的示例。

具体实施方式

现在将对本公开的实施方式详细地进行参照，附图中例示了本公开的示例。在任何可能情况下，相同的附图标记将贯穿附图用于表示相同或类似的部分。

通常，诸如“模块”和“单元”的后缀可以用于指元件或部件。这种后缀在这里的使用仅旨在促进说明书的描述，并且后缀本身不旨在给出任何特殊意义或功能。

将注意，如果确定已知领域的详细描述可能使本公开的实施方式模糊，则将省略已知领域的详细描述。

附图用于帮助容易地理解各种技术特征，并且应理解，这里提出的实施方式不受附图限制。由此可见，本公开应被解释为除了附图中特别阐述的内容之外，还扩展到任意变更、等同以及替代。

包括诸如第一、第二等的序数的术语可以用于描述各种部件，但部件不受这种术语限制。术语仅用于区分一个部件与其它部件的用途。

当任意部件被描述为“连接到”或“联接到”另一个部件时，这应被理解为意指它们之间可以存在又一个部件，但任意部件可以直接连接到或直接联接到另一个部件。相反，当任意部件被描述为“直接连接到”或“直接联接到”另一个部件时，这应被理解为意指它们之间不存在部件。

单数表达可以包括复数表达，只要它在上下文中不具有明显不同的意义即可。

在本申请中，术语“包括”和“具有”应被理解为旨在指定所例示的特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合存在，并且不排除一个或多个不同特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合、或其添加的可能性的存在。

参照图3，主体100和致动器200可以配成一对。电缆300可以连接到主体100，并且可以将主体100电连接到外部装置(未示出)。主体100可以提供电气切换。致动器200可以控制主体100的开关。致动器200可以在致动器200接近或远离主体100的同时控制主体100的开关。

参照图4，外壳110和150、壳体110以及盖150可以是用于在实施方式中彼此区分的术语，并且可以互换地使用。

主体100可以包括外壳110和150。PCB 120可以安装在外壳110和150内部。多个霍尔传感器130可以安装在PCB 120上。多个霍尔传感器130可以在它们之间维持预定距离的同时来布置。例如，可以顺序地布置四个霍尔传感器130。

多个霍尔传感器130可以感测不同极性的磁力。例如，第一霍尔传感器131可以感测N极或N极的极性变化。第二霍尔传感器132可以感测S极或S极的极性变化。第三霍尔传感器133可以感测S极或S极的极性变化。第四霍尔传感器134可以感测N极或N极的极性变化。

电缆300可以借助PCB 120电连接到多个霍尔传感器130。

外壳110和150可以包括壳体110和盖150。PCB 120可以安装在壳体110内部。壳体110的一个表面可以打开，并且盖150可以覆盖壳体110的打开的一个表面。壳体110的打开的一个表面或由盖150提供的外壳110和150的表面可以被称为第一表面。多个霍尔传感器130可以被定位为与第一表面相邻。

参照图5，外壳210和250、壳体210以及盖250可以是用于在实施方式中彼此区分的术语，并且可以互换地使用。

致动器200可以包括外壳210和250。板220可以安装在外壳210和250内部。多个磁体230和240可以定位或放置在板220上。多个磁体230和240可以在它们之间维持预定距离的同时来布置。例如，可以顺序地布置两个磁体230和240。

外壳210和250可以包括壳体210和盖250。板220可以安装在壳体210内部。壳体210的一个表面可以打开，并且盖250可以覆盖壳体210的打开的一个表面。壳体210的打开的一个表面或由盖250提供的外壳210和250的表面可以被称为第二表面。多个磁体230和240可以被定位为与第二表面相邻。

参照图6和图7，多个磁体230和240可以包括第一磁体230和第二磁体240。第一磁体230可以包括第一极性231和第二极性232，并且第二磁体240可以包括第三极性242和第四极性241。例如，第一极性231可以是N极，第二极性232可以是S极，第三极性242可以是S极，并且第四极性241可以是N极。第二极性232和第三极性242可以彼此相对。

板220可以包括第一平坦部221、第二平坦部222以及隔离壁223。例如，板220可以包括金属，并且金属可以是金属材料。第一平坦部221和第二平坦部222可以彼此相邻，并且隔离壁223可以定位在第一平坦部221与第二平坦部222之间，并且可以联接第一平坦部221和第二平坦部222。

第一平坦部221可以包括第一安放部221d，并且第二平坦部222可以包括第二安放部222d。第一安放部221d可以通过挤压或压下第一平坦部221来形成，并且第二安放部222d可以通过挤压或压下第二平坦部222来形成。第一通孔h1可以形成在第一平坦部221或第一安放部221d中，并且第二通孔h2可以形成在第二平坦部222或第二安放部222d中。

参照图8，隔离壁223可以包括第一壁223w1、第二壁223w2以及桥223c。第一壁223w1可以从第一平坦部221弯曲并延伸，第二壁223w2可以从第二平坦部222弯曲并延伸，并且桥223c可以连接第一壁223w1和第二壁223w2。第一壁223w1可以面向第二壁223w2或与其相对。

隔离壁223的高度H2可以小于第一磁体230或第二磁体240的高度H1。隔离壁223的高度H2可以大于空间高度H3。桥223c的宽度W或长度W可以维持第一磁体230与第二磁体240之间的间隙。例如，第一磁体230可以向第二磁体240提供斥力，并且隔离壁223可以减小斥力。

参照图9，隔离壁223的高度H2可以与第一磁体230或第二磁体240的高度H1大致相同。桥223c的宽度W或长度W可以维持第一磁体230与第二磁体240之间的间隙。例如，第一磁体230可以向第二磁体240提供斥力，并且隔离壁223可以将该斥力比参照图8描述的斥力更多地减小。

图10例示了由第一磁体230或第二磁体240提供的磁场线的分布。图11例示了当板220被定位在第一磁体230或第二磁体240的一侧上时由第一磁体230或第二磁体240提供的磁场线的分布。从图10和图11可以看到，由第一磁体230或第二磁体240提供的磁场线的距离L2由于板220而可以比由第一磁体230或第二磁体240提供的磁场线的距离L1增大的更多。

图12例示了由布置在板220上的多个磁体M提供的磁场线的分布。第一磁体M1可以具有N极和S极，并且N极和S极可以布置为沿Z轴方向彼此相邻。第二磁体M2可以具有S极和N极，并且S极和N极可以布置为沿Z轴方向彼此相邻。即，第二磁体M2的极性可以布置为与第一磁体M1的极性相反。第三磁体M3可以具有N极和S极，并且N极和S极可以布置为沿Z轴方向彼此相邻。即，第三磁体M3的极性可以布置为与第二磁体M2的极性相反，并且可以以与第一磁体M1的极性相同的方式来布置。第一磁体M1、第二磁体M2以及第三磁体M3的极性可以布置为彼此交错。

如果布置多个磁体M，则由各磁体M提供的磁场线可能彼此抵消，由此，由多个磁体M提供的磁场线的整体强度或整体长度可能减小。进一步地，如果多个磁体M彼此相邻地布置，则需要维持预定距离D1和D2，以使磁体M之间的吸力或斥力作用最小化。

图13例示了由布置在板220上的多个磁体230和240提供的磁场线的分布。第一磁体230可以具有N极和S极，并且N极和S极可以布置为沿X轴方向彼此相邻。第二磁体240可以具有S极和N极，并且S极和N极可以布置为沿X轴方向彼此相邻。即，第二磁体240的极性可以布置为与第一磁体230的极性相反。例如，第一磁体230的N极和S极可以沿着X轴方向顺序地布置，并且第二磁体240的S极和N极可以沿着X轴方向顺序地布置。

图13所例示的磁场线的强度或长度可以大于图12所例示的磁场线的强度或长度。

因此，可以通过改善当多个磁体彼此相邻地布置时生成的磁场线的抵消，来提高开关的性能。进一步地，可以通过减小在多个磁体之间必须维持的距离，来实现开关的小型化。

另外，随着由多个磁体提供的极性增大，可以提高开关的可靠性。根据上述实施方式，可以与开关的小型化同时地实现开关的可靠性和性能的提高。

参照图14和图15，如果致动器200接近主体100，则第一霍尔传感器131可以感测第一磁体230的第一极性231，第二霍尔传感器132可以感测第一磁体230的第二极性232，第三霍尔传感器133可以感测第二磁体240的第三极性242，并且第四霍尔传感器134可以感测第二磁体240的第四极性241。例如，第一霍尔传感器131可以是N极霍尔传感器，第二霍尔传感器132可以是S极霍尔传感器，第三霍尔传感器133可以是S极霍尔传感器，并且第四霍尔传感器134可以是N极霍尔传感器。多个霍尔传感器130可以借助电缆300向外部装置转移被提供到多个霍尔传感器130的信号。

上述本公开的一些实施方式或其它实施方式不是排外或彼此不同的。上述本公开的一些实施方式或其它实施方式可以一起使用或在配置或功能上组合。

上述详细描述仅是示例，并且不被认为限制本公开。本公开的范围应由所附权利要求的合理解释来确定，并且在本公开的等效范围内的所有变更都包括在本公开的范围内。

Claims (7)

1.一种开关，该开关包括：

主体；和

致动器，该致动器被配置为向所述主体提供磁力，并且引起所述主体的电气切换，

其中，所述主体包括：

外壳，该外壳具有第一表面；和

多个霍尔传感器，该多个霍尔传感器与所述第一表面相邻地顺序布置，

其中，所述致动器包括：

壳体，该壳体具有第二表面；

板，该板位于所述壳体内部、与所述第二表面相邻，所述板包括金属；和

第一磁体和第二磁体，该第一磁体和第二磁体在所述板与所述壳体的所述第二表面之间顺序布置，

其中，所述板包括支撑所述第一磁体的第一平坦部、支撑所述第二磁体的第二平坦部以及在所述第一磁体和所述第二磁体之间与所述第一平坦部和所述第二平坦部连接的隔离壁，

其中，所述隔离壁包括：

第一壁，该第一壁从所述第一平坦部朝向所述第二表面弯曲并延伸；

第二壁，该第二壁从所述第二平坦部朝向所述第二表面弯曲并延伸并且面向所述第一壁；以及

桥，该桥与所述第一壁和所述第二壁连接，使得在所述第一壁和所述第二壁之间形成空间，

其中，所述第一磁体包括：

第一极性；和

第二极性，该第二极性与所述第一极性相反，

其中，所述第二磁体包括：

第三极性；和

第四极性，该第四极性与所述第三极性相反，

其中，所述第一极性、所述第二极性、所述第三极性以及所述第四极性沿着所述第二表面顺序地布置。

2.根据权利要求1所述的开关，其中，所述第一磁体的所述第二极性面向所述第二磁体的所述第三极性。

3.根据权利要求1所述的开关，其中，所述第一磁体的所述第二极性与所述第二磁体的所述第三极性相同，

其中，所述第一磁体的所述第一极性与所述第二磁体的所述第四极性相同。

4.根据权利要求1所述的开关，其中，所述多个霍尔传感器包括：

第一霍尔传感器，该第一霍尔传感器与所述第一极性对应；

第二霍尔传感器，该第二霍尔传感器与所述第二极性对应；

第三霍尔传感器，该第三霍尔传感器与所述第三极性对应；以及

第四霍尔传感器，该第四霍尔传感器与所述第四极性对应。

5.根据权利要求1所述的开关，其中，所述桥距所述第一平坦部或所述第二平坦部的高度小于所述第一磁体的高度或所述第二磁体的高度。

6.根据权利要求4所述的开关，其中，所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器之间的距离大于所述第二霍尔传感器与所述第三霍尔传感器之间的距离。

7.根据权利要求6所述的开关，其中，所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器之间的距离大致等于所述第三霍尔传感器与所述第四霍尔传感器之间的距离。

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