CN112908760B - 开关 - Google Patents

Abstract

根据本公开的一方面的开关可以包括：壳体，与第一触点连接，并且可旋转；电极，设置在壳体的外表面上，并且在壳体旋转时可与壳体外部的第二触点连接；线圈，设置在壳体内并产生磁力；以及弹簧，设置在壳体内并响应于由线圈产生的磁力而使壳体旋转。

Description

开关

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2019年12月3日向韩国知识产权局提交的、申请号为10-2019-0159244的韩国申请的优先权，该韩国申请的公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种可旋转开关。

背景技术

在应用于车辆的各种电子组件中，大电流开关组件由于在切换时发生的瞬时电压差而产生电子噪声。例如，通过根据诸如冷却水温度和空调(A/C)操作的条件判断冷却风扇是否进行操作来驱动冷却风扇，并且冷却风扇根据该条件重复进行接通/断开(ON/OFF)，在这个过程中产生电子噪声。这称为浪涌(surge)。

图1示出了传统开关的电压波动。参照图1，传统的开关在切换时可以引起急剧的电压波动。此外，传统的开关在切换时可以引起急剧的电流变化。即，传统的开关存在由于切换时产生的浪涌可能引起系统冲击(shock)的问题。

浪涌电压可能会根据电压强度而感应到其它组件，从而引起其它组件的故障和失效(failures)。因此，必须考虑每个电子组件的规格来管理浪涌电压的强度。作为防止产生浪涌的方法，有一种方法是单独安装诸如二极管和压敏电阻(可变电阻器)的元件。

然而，当单独添加诸如二极管或压敏电阻(可变电阻器)的元件时，必须重新配置电路，并且必须根据电子组件的特性提供不同的电路配置。

发明内容

因此，根据本公开的一方面提供一种可以普遍地应用于产生浪涌的电子组件的旋转开关。

根据本公开的一方面的开关包括：壳体，与第一触点连接，并且可旋转；电极，设置在壳体的外表面上，并且在壳体旋转时可与壳体外部的第二触点连接；线圈，设置在壳体内并产生磁力；以及弹簧，设置在壳体内并响应于由线圈产生的磁力而使壳体旋转。

壳体可以与第二触点间隔开，电极可以从壳体的外表面突出。

电极可以被配置为当开关从断开状态切换到接通状态时，随着壳体沿一个方向旋转而增加与第二触点接触的面积，并且当开关从接通状态切换到断开状态时，随着壳体沿着与该一个方向相反的方向旋转而减小与第二触点接触的面积。

电极可以具有三角形或梯形，使得与第二触点接触的面积随着壳体的旋转而变化，并且电极的第一侧可以被布置为垂直于壳体的旋转方向。

当开关从断开状态切换到接通状态时，具有三角形的电极可以从电极的顶点连接到第二触点。

具有梯形的电极可以包括比第一侧短且面向第一侧的第二侧，并且当开关从断开状态切换到接通状态时，可以通过壳体的旋转从第二侧连接到第二触点。

弹簧的一端可以包括连接到电极的磁性构件，弹簧的另一端可以以与壳体的内表面间隔开的状态固定。

当开关从断开状态切换到接通状态时，磁性构件可以响应于磁力而沿一个方向移动到与第二触点相对应的位置。

当开关从接通状态切换到断开状态时，壳体可以通过弹簧的恢复力沿相反的方向旋转。

开关可以进一步包括设置在壳体内与第二触点相对应的预定位置并被线圈磁化的芯。

弹簧可以具有与壳体的内表面相对应的弧形形状。

壳体可以是导体，并且可以具有圆柱形状或球形形状。

电极的面积可以大于第二触点的面积。

附图说明

通过以下结合附图的对实施例的描述，本公开的这些和/或其它方面将变得显而易见，并且将更容易理解，附图如下：

图1示出了传统开关的电压波动。

图2示出了根据本公开的实施例的开关的电压波动。

图3示出了根据本公开的实施例的开关的外观。

图4示出了根据本公开的实施例的设置在开关中的电极的另一种形式。

图5示出了根据本公开的实施例的开关旋转以切换到断开状态。

图6示出了根据本公开的实施例的当开关处于断开状态时的内部结构。

图7示出了根据本公开的实施例的当开关处于接通状态时的内部结构。

具体实施方式

在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。说明书没有描述本公开的实施例的所有元件，并且将省略本领域中公知的或实施例中彼此重叠的描述。整个说明书中使用的术语，例如“部件”、“模块”、“构件”、“块”等，可以以软件和/或硬件实现，多个“部件”、“模块”、“构件”或“块”可以以单个元件实现，或者单个“部件”、“模块”、“构件”或“块”可以包括多个元件。

将理解的是，当一个元件被称为“连接”到另一个元件时，该元件可以直接或间接地连接到另一个元件，其中间接连接包括通过无线通信网络的“连接”。

此外，当部件“包括”或“包含”元件时，除非有与之相反的具体描述，否则该部件可以进一步包括其它元件，而不排除其它元件。

将理解的是，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件，但不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。

除非上下文另外明确指出，否则如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”也旨在包括复数形式。

为了便于描述，使用了识别码，但是并不旨在示出每个步骤的顺序。除非上下文另外明确指出，否则步骤中的每一个可以以与示出的顺序不同的顺序来实现。

下文中，将参照附图描述本公开的操作原理和实施例。

图2示出了根据本公开的实施例的开关的电压波动。

参照图2，根据实施例的开关1包括设置在壳体10的外表面上并与壳体10一起旋转的电极20。开关1的壳体10连接到第一触点70并与第二触点80间隔开。在壳体10旋转时，电极20可以连接到第二触点80。当电极20连接到第二触点80时，电流可以在第一触点70和第二触点80之间流动。

电极20接触第二触点80的面积可以随着壳体10的旋转而变化。如图2的曲线图所示，根据实施例的开关1，在切换时，开关1两端的电压的变化时间Δt增加。因此，可以防止开关1的两端出现急剧的电压波动，并且可以减少浪涌的产生。

下文中，将详细描述根据实施例的开关1的结构。

图3示出了根据本公开的实施例的开关的外观。图4示出了根据本公开的实施例的设置在开关中的电极的另一种形式。图5示出了根据本公开的实施例的开关旋转以切换到断开状态。

参照图3，根据实施例的开关1可以包括：壳体10，与第一触点70连接，并且可旋转；以及电极20，设置在壳体10的外表面上，并且在壳体10旋转时可与壳体10外部的第二触点80连接。壳体10被设置为与第二触点80间隔开。第二触点80可以被设置为圆形。第二触点80可以具有预定的面积。

电极20被设置为从壳体10的外表面突出。即，电极20可以从壳体10的外表面突出以具有预定高度。电极20被设置为具有大于第二触点80的面积。

当开关从断开(OFF)状态切换到接通(ON)状态时，电极20可以随着壳体10沿一个方向旋转而增加与第二触点80接触的面积。此外，当开关10从接通状态切换到断开状态时，电极20可以随着壳体10沿与一个方向相反的方向旋转而减小与第二触点80接触的面积。电极20可以被设置为三角形或梯形，并且电极20的第一侧21可以被布置为垂直于壳体10的旋转方向。图3示出了电极20被设置为三角形的实施例。图4示出了电极20被设置为梯形的另一实施例。电极20的形状不限于图示的形状，而是可以以其它形式实现。

当开关从断开状态切换到接通状态时，被设置为三角形的电极20可以从电极20的顶点连接到第二触点80。相反，参照图5，当开关从接通状态切换到断开状态时，壳体10可以逆时针旋转。在这种情况下，在具有三角形形状的电极20中，电极20的第一侧21可以远离第二触点80。因此，电极20和第二触点80接触的面积可以随着壳体10的旋转而变化。

换句话说，当从车辆的发动机控制单元(ECU)传输开关断开信号时，开关1的壳体10可以开始逆时针旋转。随着电极20的第一侧21首先从第二触点80移开，电极20和第二触点80接触的面积减小。当电极20和第二触点80完全分开时，开关断开完成。随着电极20和第二触点80接触的面积减小，施加在第一触点70和第二触点80之间的电压V减小。此外，由于施加在第一触点70和第二触点80之间的电压V在预定时间内逐渐降低，因此可以减少浪涌的产生。预定时间可以是1ms或更长。这样，当开关切换到断开状态或接通状态时，通过增加过渡区间，可以减小开关(1)的两端之间急剧的电压波动或急剧的电流波动。

另一方面，被设置为梯形的电极20包括短于第一侧21且面向第一侧21的第二侧22，并且当开关从断开状态切换到接通状态时，第二侧22可以通过壳体10的旋转而首先连接到第二触点80。第二侧22被设置为比第二触点80的直径短。相反，当开关从接通状态切换到断开状态时，被设置为梯形的电极20的第一侧21可以首先从第二触点80移开。因此，电极20和第二触点80接触的面积可以随着壳体10的旋转而变化。

图6示出了根据本公开的实施例的当开关处于断开状态时的内部结构。图7示出了根据本公开的实施例的当开关处于接通状态时的内部结构。

参照图6，开关1可以包括壳体10，壳体10与第一触点70连接并且可旋转，并且开关1可以包括电极20，电极20设置在壳体10的外表面上，并且在壳体10旋转时可与壳体10外的第二触点80连接。壳体10被设置为与第二触点80间隔开。第二触点80可以被设置为圆形。第二触点80可以具有预定的面积。壳体10可以被设置为导体，并且可以具有圆柱形状或球形形状。壳体10的形状不限于图示的形状，而是可以被设置为各种形状。

此外，开关1包括设置在壳体10内并产生磁力B的线圈50，并且包括设置在壳体10内并响应于由线圈50产生的磁力而使壳体10旋转的弹簧40。当从外部电源向线圈50施加电流时，线圈50产生磁力。

开关1可以进一步包括设置在壳体10内与第二触点80相对应的预定位置并被线圈50磁化的芯60。例如，线圈50可以缠绕在芯60上。芯60可以产生更强的磁力。芯60可以被设置为棒形状。此外，芯60可以被设置为弯曲的棒形状。芯60的形状不限于图示的形状，而是可以被设置为各种形状。

此外，弹簧40的一端可以包括连接到电极20的磁性构件30，弹簧40的另一端可以以与壳体10的内表面间隔开的状态固定。弹簧40可以具有与壳体10的内表面相对应的弧形形状。

弹簧40和线圈50可以布置在壳体10内设置的基板上。例如，当壳体10被设置为圆柱形状时，基板可以是壳体10的下表面，并且壳体10的下表面可以被设置为与侧面分离，以仅使壳体10的侧面旋转。弹簧40和线圈50的位置不限于图示的位置，而是可以被设置在能够与壳体10分离的各种结构上。

图6示出了当开关1处于断开状态时弹簧40的状态和位置。当开关从断开状态切换到接通状态时，弹簧40的一端处的磁性构件30可以响应于磁力B而沿一个方向(例如，顺时针方向)移动到与第二触点80相对应的位置。即，线圈50产生的磁力提供了用于拉动磁性构件30的力T。由于磁性构件30连接到电极20，因此壳体10和电极20可以随着磁性构件的移动而旋转。如图7所示，电极20可以随着磁性构件30的移动连接到第二触点80。

当开关从接通状态切换到断开状态时，壳体10可以通过弹簧40的恢复力沿与一个方向相反的方向旋转。即，当线圈50中没有电流流动时，施加到弹簧40的磁力消失，使得弹簧40可以恢复。

以这种方式，所公开的开关具有能够增加切换时的过渡区间的结构，并且可以减少浪涌的产生。

所公开的开关可以普遍地应用于各种电子组件，并且不需要添加二极管或压敏电阻(可变电阻器)来防止浪涌的产生，从而有助于电路的简化和封装的紧凑性。

至此，已经参照附图描述了本公开的示例性实施例。对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在不改变本公开的技术思想或基本特征的情况下，可以用如上所述的示例性实施例之外的其它形式来实践本公开。以上示例性实施例仅是示例性的，而不应以限定的意义进行解释。

Claims (11)

1.一种开关，包括：

第一触点；

第二触点；

壳体，与所述第一触点连接，并且可旋转，所述壳体是导体；

电极，设置在所述壳体的外表面上，并且在所述壳体旋转时与所述壳体外部的所述第二触点连接，使得电流在所述第一触点和所述第二触点之间流动，所述电极能够随着所述壳体旋转；

线圈，设置在所述壳体内并产生磁力；以及

弹簧，设置在所述壳体内并响应于由所述线圈产生的磁力而使所述壳体旋转，

其中所述壳体与所述第二触点间隔开，

其中所述电极的面积大于所述第二触点的面积并且所述电极被配置为当所述开关从断开状态切换到接通状态时，随着所述壳体沿一个方向旋转而增加与所述第二触点接触的面积，并且当所述开关从所述接通状态切换到所述断开状态时，随着所述壳体沿与所述一个方向相反的方向旋转而减小与所述第二触点接触的面积，并且

其中所述弹簧的一端包括连接到所述电极的磁性构件，并且所述弹簧的另一端以与所述壳体的内表面间隔开的状态固定。

2.根据权利要求1所述的开关，其中，

所述电极从所述壳体的外表面突出。

3. 根据权利要求1所述的开关，其中，

所述电极具有三角形或梯形，使得与所述第二触点接触的面积随着所述壳体的旋转而变化；并且

所述电极的第一侧被布置为垂直于所述壳体的旋转方向。

4.根据权利要求3所述的开关，其中，

当所述开关从所述断开状态切换到所述接通状态时，具有所述三角形的所述电极从所述电极的顶点连接到所述第二触点。

5.根据权利要求3所述的开关，其中，

具有所述梯形的所述电极包括比第一侧短且面向所述第一侧的第二侧，并且当所述开关从所述断开状态切换到所述接通状态时，通过所述壳体的旋转从所述第二侧连接到所述第二触点。

6.根据权利要求1所述的开关，其中，

当所述开关从所述断开状态切换到所述接通状态时，所述磁性构件响应于所述磁力而沿所述一个方向移动到与所述第二触点相对应的位置。

7.根据权利要求1所述的开关，其中，

当所述开关从所述接通状态切换到所述断开状态时，所述壳体通过所述弹簧的恢复力沿所述相反的方向旋转。

8.根据权利要求1所述的开关，进一步包括：

芯，所述芯设置在所述壳体内与所述第二触点相对应的预定位置并被所述线圈磁化。

9.根据权利要求1所述的开关，其中，

所述弹簧具有与所述壳体的内表面相对应的弧形形状。

10.根据权利要求1所述的开关，其中，

所述壳体具有圆柱形状。

11.根据权利要求1所述的开关，其中，

所述壳体具有球形形状。