CN1160276A

CN1160276A - 旋转开关

Info

Publication number: CN1160276A
Application number: CN96123940A
Authority: CN
Inventors: 田中秀儿
Original assignee: Mikaku Electronic Industry Co Ltd (jp) Tokyo Japan
Current assignee: Mikaku Electronic Industry Co Ltd (jp) Tokyo Japan
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-21
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2016-12-21
Also published as: JP3819978B2; NL1004859A1; CN1107329C; KR100303724B1; MY128736A; JPH09231867A; KR19980041657A; NL1004859C2

Abstract

具有一组定触点的基座的旋转开关，在定触点的上方顺序装有：一组触点弹簧元件：一组滚子状中间凸轮；和一个盘形转片，转片的下表面有一组凸台，转片转动使中间凸轮在凸台上方顺序移动，同时垂直向下移动，并反向弯曲触点弹簧元件，使触点弹簧元件的动触点与定触点接触，旋转开关接通，中间凸轮在垂直向上移动的同时与凸台在下方分离，从而触点弹簧元件恢复原位并向上运动，动触点与定触点分离，旋转开关关断。

Description

旋转开关

本发明涉及一个包括具有一组定触点的基座的旋转开关，其中，在定触点的上方顺序装有：一组触点弹簧元件，每一弹簧元件的前端有一个动触点；一组滚子状或类似形状的中间凸轮；和一个盘形的转片，转片的下表面上有一组圆弧凸台。转片的转动使中间凸轮在转片下表面上的凸台上方顺序运动，同时沿垂直方向向下移动，并沿相反的方向弯曲触点弹簧元件，从而触点弹簧元件的动触点与定触点接触，旋转开关接通。中间凸轮沿垂直方向向上移动的同时，中间凸台在下方与凸台分离，从而触点弹簧元件恢复原位并向上移动，动触点与定触点分离，旋转开关关断。

普通的旋转开关的结构是，定触点有预定长度，呈圆弧状，定触点被制做在旋转开关的基座的内表面上的一组同心圆中，并暴露于外。而且，前端具有动触点的一组触点弹簧元件，平行地做成梳状结构(通常称为“刷”)，它整体地固定到盘状转片的下表面，转片的外周边上有齿轮。转片的中心轴插入基座的中心轴孔中，从而固定刷的触点使其压抵在基座的内表面上。因此，当转片由齿轮带动转动时，动触点在基座上滑动，和基座的内表面接触的动触点也就顺序地与定触点的顶端接触并在其上滑动(即旋转开关接通)。当动触点与定触点分离时，旋转开关关断。

因此，当每个触点弹簧元件的动触点在基座上滑动时，它和转片一起转动，总能够压住基座的内表面(绝缘表面和定触点)。因此，需要施加油脂以使转片平滑转动，即动触点平滑接触和滑动。

如果平滑度不理想，会出现错误接收信号和混入噪音。

不过，使用油脂会产生下面的问题：

(1)由于油脂的薄膜位于触点的接触表面之间，触点之间的接触和导电性就总不令人满意。

(2)由于滑动和摩擦产生的小颗粒混合物和灰尘混合物会污染油脂，导致润滑特性和导电性变差。

(3)随着时间的推移，油脂的成分可能凝固和变质，从而造成润滑特性和导电性变差。

由于动触点和定触点都是由金属制造的，彼此直接接触和相互滑动，滑动和摩擦会产生细小的金属颗粒。由于细小金属颗粒的存在，容易出现接触不良。更糟的是，各部分接触状态的变化会产生噪音。

因此，需要一种不使用油脂的旋转开关，该开关触点的彼此接触不是通过加压或滑动方法实现的。本发明解决了上述问题。

本发明提供一旋转开关，它包括具有一组定触点的一个基座，在定触点的上方顺序装有：一组触点弹簧元件，每一弹簧元件的前端有一个动触点；一组滚子状或类似形状的中间凸轮；和一个盘形的转片，转片的下表面上有一组圆弧凸台。转片的转动使中间凸轮在转片的下表面上的凸台上方顺序运动，同时沿垂直方向向下移动，并沿相反方向弯曲触点弹簧元件，从而使触点弹簧元件的动触点与定触点接触，旋转开关接通。中间凸轮沿垂直方向上向上移动的同时，中间凸轮在下方与凸台分离，从而触点弹簧元件恢复原位并向上移动，动触点与定触点分开，旋转开关关断。

本发明的其它目的，特点和优点通过下面结合附图对最佳实施例的详细描述将会更清楚。

图1是本发明旋转开关的主视图，其中示出了旋转开关的转片；

图2是图1沿B-B线的截面图；

图3表示图2中的旋转开关的工作情况，此时小滚子已经移至转片的凸台上方以便动触点和定触点接触(即旋转开关接通)；

图4是本发明旋转开关的基座的主视图和侧视图；

图5是滚子形中间凸轮的主视图和侧视图；

图6是中间凸轮板的主视图，在其臂的前端上有一个短圆柱形中间凸轮，该图还示出沿E-E线的中间凸轮板的横截面图；

图7是触点弹簧元件板的主视图及沿C-C线截取的横截面视图；

图8是转片的主视图，还示出沿D-D线截取的横截面视图。

现在参考附图描述本发明的实施例。

旋转开关A的总体结构(图1-3)

旋转开关A包括具有预定数目的定触点的(共有电路的一个触点除外)一基座，定触点位于相对于基座上的一个点的预定数目的同心圆a、b、c、d……上，基座1有触点弹簧元件4a，每个触点弹簧件在其前端有一个动触点4，其布置方式是，动触点4位于定触点3的上方并和定触点3相对。转片6具有预定长度的凸台8，凸台8形成在相对于转片6的转盘6a的下表面的中心的同心圆a′、b′、c′和d′上，其位于基座1上的同心圆a、b、c、d的对面。中间凸轮5安装在触点弹簧元件4a上的方式是，中间凸轮5可以垂直运动，并由触点弹簧元件4a的弹簧力向上推动。转片6可转动地安装在中间凸轮5上，安装方式是，转片6的中心对准基座1的中心并且中心凸轮5可以通过触点弹簧元件4a的向上推力推动转片6的下表面。

这样，转片6的转动就使中间凸轮5在转片6的下表面上的凸台8的上方顺序运动，同时沿垂直方向上向下移动，向下弯曲触点弹簧元件4a，使触点弹簧元件4a的动触点4与定触点3接触，于是旋转开关接通。在中间凸轮5与凸轮8在下端分离的同时，中间凸轮5沿垂直方向上向上移动，从而触点弹簧元件4a恢复原位并向上移动，动触点4与定触点3分开，旋转开关关断。

基座(图4)

在旋转开关A中，基座1，比如说，在其上表面的中心有一个中心轴孔2，它与转片6的中心轴7配合，预定数目的啮合爪和转片6的边缘10b啮合到和其外表面相应的位置，以固定基座1的上表面和转片6的下表面，使其彼此隔开一定距离；在相对于中心的预定数目的同心圆a、b、c、d……上有预定数目的定触点，一个外部输入/输出端子3a，它和定触点3连成一体，若基座1由绝缘塑料模制而成，定触点3和端子3a采用插入模制(insert-molded)。

触点弹簧元件(未图示)

触点弹簧元件4a是这样布置的，预定数目的触点弹簧元件的每一个在其前端都有一个动触点4。每个触点弹簧元件4a的基座都以这样的方式被固定到基座1的一个部分上，即动触点4位于定触点3的上方。

作为另一方案，提供一具有凸出的触点弹簧元件4a的触点弹簧元件板4b，该弹簧元件是通过切割一个弹簧板形成的(见图7)而在预定位置上形成多个动触点4。触点弹簧元件板46的板部分4c置于基座1上，每个触点弹簧元件4a的动触点4位于定触点3的上方。

中间凸轮

中间凸轮5可做成滚子状，短圆柱状，球状或其它任意形状，它位于在触点弹簧元件4a上，插在触点弹簧元件4a和转片6之间，中间凸轮5的上端通过触点弹簧元件4a的向上的推力压抵在转片6的下表面，使中间凸轮5沿垂直方向移动转片6的凸台8的高度，将垂直运动传递到触点弹簧元件4a，使触点弹簧元件4a沿相反方向弯曲上述高度。

滚子状中间凸轮(图5)

向左右延伸的滚子状的中间凸轮5的轴置于轴孔或一个轴槽9a中，轴槽9a可沿垂直方向延伸，以安装与基座1的从每个定触点3相邻的位置上凸起的轴承9，中间凸轮5的轴可沿垂直方向运动。

固定到柔性臂上的中间凸轮

固定到柔性臂5b前端并向左右延伸的短圆柱形或球形中间凸轮轴5支承于轴孔或轴槽9a中，轴槽9a沿垂直方向延伸，以安装与基座1的从每个定触点3相邻的位置上凸起的轴承9，中间凸轮5的轴可沿垂直方向运动。

中间板(图6)

中间凸轮板5a有预定数目的臂5b，每个臂5b的前端有一个中间凸轮5，中间凸轮板5a的板部5c位于基座1或触点弹簧元件板4b上，每个壁5b的前端上的中间凸轮5位于每个触点弹簧元件4a上。

转片(图8)

转片6有一个中心轴7或一个在其圆盘部中心上的中心轴孔，边缘10b位于其外圆周上，并与基座1的啮合爪11啮合，齿轮10用于使转片6转动。

再者，凸块8形成在转片6的下表面上的同心圆a′、b′、c′、d′……上。弧形凸台8的长度和间隔可根据转片旋转时触点从动触点4到定触点3经历的时间长度随意进行调整，即旋转开关根据接收和发送信号的数目、时间和接触定时被接通。

按照本实施例制造旋转开关A的方法(见附图)

触点弹簧元件板4b被置于基座1的一个部分中。并且，触点弹簧元件板4b的触点弹簧元件4a的动触点4置于基座1的定触点3的上方。

若使用滚子状的中间凸轮5(见图1至5)，中间凸轮5置于触点弹簧元件板4b的接触弹簧元件4a的上方。并且，中间凸轮5的轴被容纳在基座1的轴承9的轴槽9a之中，从而中间凸轮5可沿垂直方向移动。

若使用中间凸轮板4b，中间凸轮板的板部分5c置于基座1的一个部分中，或置于触点弹簧元件板4b的板部分4c上。再者，在每个臂5b的前端上的每个中间凸轮置于每个触点弹簧元件4a的上方，而且每个中间凸轮5的轴被容纳在基座1的轴承9的轴槽9a之中，从而中间凸轮5可沿垂直方向移动。

最后，转片6的中心轴7被容纳在基座1的中心轴孔2中。并且，转片6的外圆周缘10b与啮合爪11啮合，转片6可以转动。这样，旋转开关A就被组装好了。

在上述情况下，转片6的下表面通过触点弹簧元件4a的弹簧力被压抵在被向上推动的中间凸轮5的顶端。而且，中间凸轮5被向下推到缘10b和啮合爪11相啮合的位置，同时触点弹簧元件4a被向下沿反向弯曲。因此，基座1的动触点4和定触点3的全部距离被保持在预定值。

现在描述本实施例的操作情况。

当转片6相对于中心轴7转动时，每个中间凸轮5在圆盘6a的下表面上的凸台8上方移动。因此，中间凸轮5的轴沿轴槽9a垂直向下移动凸台8的高度。结果，触点弹簧元件4a在向下的方向上被反向弯曲上述凸台8的高度。因此，触点弹簧元件4a前端上的动触点4被向下移动，与定触点3接触(即旋转开关A接通)。

在中间凸轮5被置于凸台8上的时间内，触点3和4连续被接触(即旋转开关A连续接通)，因此信号(脉冲)也就被连续发送或接收。

当转片6进一步转动，中间凸轮5与凸台8在下方分开而达到绝缘位置，中间凸轮5恢复原位并上移。同时触点弹簧元件4a也被弹性地回复原位，触点3和4彼此分开(旋转开关关断)。

如上所述，转片的转动使抵压在转片的圆盘部分的下表面上的中间凸轮在凸台上移动并同时转动。结果，中间凸轮沿垂直方向向下移动，从而中间凸轮的向下的压力就向下沿相反的方向弯曲触点弹簧元件。因此，动触点被压抵在定触点上，转片的转动又被转换成中间凸轮的转动或滑动运动。当中间凸轮空转或停在触点弹簧元件上时，各中间凸轮接触，因此只有向下的压力被传送到触点弹簧元件上，转片的旋转力不影响两个触点的接触与分开(即开关的接通或断开)。因此，两个触点只通过垂直运动执行接触和分开，类似于压力型开关，这种开关的触点是垂直地彼此面对面布置。这样，在两个触点之间就没有必要涂加油脂3，从而可获得极好的效果。

如上所述，由于中间凸轮是通过轴承之类支承的，以使中间凸轮在触点弹簧元件上的预定位置上作垂直运动，无论转片沿何方向转动，即不考虑转片是向右或向左转动，中间凸轮总能沿垂直方向精确地移动。因此，动触点和定触点可以总是彼此接触和彼此分开(即开关接通和断开)。

由于被沿相反方向弯曲的触点弹簧元件的动触点是通过中间凸轮的向下运动所产生的压力沿垂直方向上抵压在定触点上的，所以动触点非常稳固地压在定触点上(即完全导通)，而当动触点和定触点滑动摩擦接触时，这种摩擦是很轻微的。结果，触点之间的震颤便可以被避免，触点表面总是光滑的，这样可以避免触点生锈和污染造成的导电不良问题。

由于动触点精确地与定触点的预定部位接触，需要用贵重金属制造的区域就可以减小，从而成本可以降低。

由于转片的中心轴与基座的中心轴配合，转片的边缘与基座的啮合爪啮合，则基座和转片的中心就可以精确地对准。从而，中间凸轮可以被置于转片的圆盘部分的下部(绝缘部分和凸台)和触点弹簧元件之间，通过触点弹簧元件的弹簧力保持触点的同一接触状态。因此，可以精确地保持动触点和定触点之间的距离，从而可以精确、有效和容易地确定由两个触点实现的开关的接通和关断时间。

虽然结合最佳实施方式对本发明作了一些具体描述，可以理解，在不脱离本发明权利要求的精神和范围的前提下，所公开的最佳实施方式的结构细节可以被改变，部件的组合和结构也可以改变。

Claims

1、一个包括具有一组定触点的基座的旋转开关，其中，在所述定触点的上方顺序装有：一组触点弹簧元件，每个触点弹簧元件在其前端有一个动触点；一组滚子状或类似形状的中间凸轮；和一个盘形转片，转片的下表面有一组圆弧凸台，转片的转动使所述中间凸轮在所述转片的下表面上的凸台上方顺序移动，同时沿垂直方向向下移动，并沿相反的方向弯曲触点弹簧元件，使触点弹簧元件的动触点与定触点接触，所述旋转开关接通，所述中间凸轮在沿垂直方向向上移动的同时与凸台在下方分离，从而触点弹簧元件恢复原位并向上运动，动触点与定触点分离，旋转开关关断。

2、按照权利要求1所述的旋转开关，其中，所述基座在相对其上表面上的一点的同心圆上有预定数目的定触点，所述基座具有触点弹簧元件，每个弹簧元件在其前端有一个动触点，从而所述动触点位于所述定触点的上方并和定触点相对；所述转片有预定长度的凸台，凸台形成在和基座上的同心圆相对的位置上的相对于圆盘形转片的下表面的中心的同心圆上；所述中间凸轮置于所述触点弹簧元件上，中间凸轮可以垂直运动，并通过触点弹簧元件的弹簧力被向上推动，所述转片可转动地装在中间凸轮上，且使转片的中心对准基座的中心，所述中间凸轮通过所述触点弹簧元件的向上推力推动转片的下表面，旋转开关和结构是，转片的旋转使中间凸轮在转片的下表面上的凸台上方顺序地移动，同时沿垂直方向向下移动，向下弯曲所述触点弹簧元件，从而使触点弹簧元件的动触点与定触点接触，所述旋转开关接通，所述中间凸轮沿垂直方向上移动，同时中间凸轮在下方与所述凸台分离，从而所述触点弹簧元件恢复原位并向上移动，动触点与定触点分离，旋转开关关断。

3、按照权利要求1所述的旋转开关的基座，其中，在基座上表面的中心上有一个中心轴孔或中心轴，它与转片的中心轴或中心轴孔配合，预定数目的啮合爪与转片的边缘啮合到与边缘的上表面相对应的位置，以便固定基座的上表面和转片的下表面，使其彼此隔开一定距离，在相对于圆心的预定数目的同心圆上有预定数目的定触点，外部输入/输出端子，其与所述定触点连成一体，若基座由绝缘塑料模制而成，定触点和所述端子采用插入模制。

4、按照权利要求1所述的旋转开关的触点弹簧元件，其中，在预定数目的触点弹簧元件中，每个弹簧元件的前端都有动触点，每个触点弹簧元件的基座都以这样的方式被固定到基座的一部分上，即动触点位于所述定触点的上方。

5、按照权利要求1所述的旋转开关的触点弹簧元件板，其中，触点弹簧元件板上凸出的触点弹簧元件是通过切割一弹簧板形成的，在预定位置上形成多个动触点，触点弹簧元件板的板部分置于所述基座上，每个触点弹簧元件的动触点位于所述定触点的上方。

6、按照权利要求1所述的旋转开关的中间凸轮，其中，所述凸轮为滚子状，短圆柱状，球状或其它任何形状，它置于所述触点弹簧元件上，插在触点弹簧元件和所述转片之间，通过所述触点弹簧元件的向上推力，所述凸轮的上端抵压在转片的下表面，所述凸轮可以沿垂直方向上移动一转片凸台的高度，垂直运动被传递到所述触点弹簧元件上，沿相反方向使所述触点弹簧元件弯曲所述的高度。

7、按照权利要求1所述的旋转开关的一个中间凸轮，其中，向左和右延伸的所述滚子状的中间凸轮的轴置于一个轴孔中或一个轴槽中，轴槽可沿垂直方向延伸，以安装与基座的从每个定触点相邻的位置上凸起的轴承，中间凸轮的所述轴可沿垂直方向运动。

8、按照权利要求1所述的旋转开关的一个中间凸轮，其中，固定到柔性臂前端并向左右延伸的短圆柱形或球形中间凸轮轴被支承于轴孔或轴槽中，轴槽沿垂直方向延伸，以安装与基座的每个定触点相邻位置上的凸起的轴承，中间凸轮的轴可沿垂直方向运动。

9、按照权利要求1所述的旋转开关的一个中间凸轮，其中，中间凸轮板有预定数目的臂，每个臂的前端有一个中间凸轮，所述中间凸轮板的板部分位于基座上或触点弹簧元件板上，在每个臂的前端上的中间凸轮位于每个触点弹簧元件上。

10、按照权利要求1所述的旋转开关的转片，其中，所述转片有一个中心轴或一个在其圆盘部中心上的中心轴孔，在其外圆周上形成的边缘和所述基座的啮合爪啮合，齿轮用于转动转片，凸台形成在位于转片下表面上的同心圆上，弧形凸台的长度和间隔可根据转片旋转时触点从动触点到定触点经历的时间长度随意进行调整，即旋转开关根据接收和发送信号的数目、时间和接触定时而接通。