CN1996757B - 开关组件 - Google Patents

Abstract

一种开关组件，包括主体、致动器和底部，所述底部在单独设计中，设计用于提供能够激活各种霍尔效应芯片装置的装置。本发明的开关组件可提供瞬时开关连接，例如单按压系统或保持开关连接，例如按压-按压系统。而且，开关组件可包括反馈机构，例如提供开关连接的视觉反馈的LED部件和类似物，以及也表示开关连接的触觉反馈部件。

Description

开关组件

技术领域

本发明通常涉及一种开关，更加具体地，涉及一种能够与各种控制器、设备和其它应用一起使用的按钮开关。

背景技术

按钮开关众所周知。按钮开关用于各种应用中，例如工业设备的控制手柄、户外控制和医疗设备等。通常，按钮开关根据应用而用于闭合或断开电路。例如，一个已知类型的按钮开关的例子，当压下按钮时，电路闭合，并且在压下按钮期间保持闭合。当释放按钮时，电路断开。为了再次闭合电路，必须再次压下按钮。这些类型的开关随着压下和释放按钮，提供瞬间的开/关操作。

一种已知形式的瞬时按钮开关使用机械开关组件，所述机械开关组件包括导电元件，例如与按钮结合的导电条。使用中，当压下按钮时，促使导电条与一对安装在开关主体上的间隔分开的电开关终端形成接触。一旦相接触，则位于开关终端之间的电路闭合，并且只要按钮保持压下，所述电路将保持闭合。当释放按钮时，导电条将从终端移开，由此断开电路。通常这种类型的瞬时开关在按钮压下时将电路闭合，但是还有一种已知的瞬时按钮开关，当按钮压下时，将终端之间的电路断开。而且，虽然上面描述的瞬时开关为常见类型，但是还有一种已知的按钮开关，通过一个动作保持连接，然后通过另一个动作改变连接(例如按压-按压动作(push-push action))。通过该保持连接开关，压下和释放按钮使终端之间的电路闭合，再次压下和释放按钮，则电路断开。类似的，保持连接开关可设置成当压下和释放按钮时，电路断开，而再次压下和释放按钮时，电路闭合。

在另一种已知形式的按钮开关中，使用霍尔效应集成电路，而不是机械开关操作。在霍尔效应形式中，机械形式的导电条由磁体取代。磁体放置在柱塞中，所述柱塞位于开关主体内。柱塞可操作地与按钮连接。磁体与霍尔效应芯片(hall-effect chip)共同起作用，所述霍尔效应芯片也位于开关主体内，并且电连接到开关终端。如已知的现有技术，霍尔效应磁体和芯片提供开关的开/关操作功能。

还有一个已知形式的按钮开关，包括发光二极管(LED)的使用。LED通常不与开关操作相关联，而是用作理想的指示装置。换句话说，LED将感测或检测开关处于断开还是闭合状态，并发射光信号指示该状态。

通常，按钮开关通过卡接安装、螺纹安装或表面安装与匹配部件或表面连接。

但是已知的按钮式霍尔效应开关具有一些缺陷。如上面所描述的，霍尔效应开关需要放置在开关主体内的磁铁和霍尔效应芯片。另外，开关主件包括通常用做指示器的LED，所述LED位于开关主体内。这些开关设计具有不同的使用和应用。因为开关的设计和应用各不相同，因此需要多个零件和部件，导致成本高及组装时间长。因此希望提供一种简化的、廉价的和通用的霍尔效应开关组件，设置成并且适于提供表面安装的霍尔效应芯片装置和LED，如果提供LED。本发明旨在提供这样的开关组件。

发明内容

本发明致力于一种开关组件，所述开关组件能够开动所述开关组件的用户所选择的各种霍尔效应芯片装置中的任何一种。所述开关组件可提供一种瞬时开关连接，例如单按压系统，或一种保持开关连接，例如按压-按压系统(push-push system)。而且，本发明可包括反馈机构，例如提供开关连接的视觉反馈的LED部件和类似的传感器，并且可包括提供开关连接的触觉反馈的触觉反馈部件。

本发明的其它特征和优点将通过阅读以下详细描述的说明书、权利要求书和附图而对于本领域的技术人员变得清晰，其中附图中相同的标记用来表示相同的特征。

附图说明

图1为本发明的开关组件的立体等大图。

图2为本发明的开关组件的柱塞处于“开”位置中的等大图。

图3为本发明的开关组件的柱塞处于“关”位置中的等大图。

图4为示出本发明掣爪的开关组件等大图。

图5为从图4的5-5线剖开的开关组件的侧面剖视图。

图6为图1中的开关组件从底部看的等大图。

在详细说明本发明的实施例之前，应可理解，本发明不限于下面描述中所提出的和附图中所示出的其详细结构的应用和部件的布置。本发明可以有其它的实施方式，并且能以各种方式实行或实现。而且，应可理解，本文所使用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被视为是限制。“包括”和“包含”及其不同的表述方式的意思是包含或包括其后所列出的各项或其等同替换，以及附加的各项及其等同替换。

具体实施方式

参考附图，图中示出了本发明的开关系统。所述开关系统可与很多电子产品一起使用，例如计算机、商务机、音乐键盘混频器及类似物。开关系统可提供瞬时开关连接，例如单按压系统，或保持开关系统，例如按压-按压系统，以及如下所描述的。另外，开关系统可与霍尔效应芯片装置、LED和附加部件连同触觉反馈特征和其它开关选项一起工作。根据本发明，单开关系统能够因此包括所有的前述零件和部件，以提供更多的期望开关特性和选项，由此使开关系统适用于更多的期望应用。本领域的技术人员应可理解和意识到更多的用于开关系统的其它可能的使用和应用。

参考图1，在示例性的实施例中，开关系统包括安装表面或装置，例如印刷电路板(PCB)700和开关组件20。开关组件通常包括主体100、弹簧200、一个或多个磁体300和致动器或柱塞400(本文中致动器和柱塞可互相替换)。开关组件20可任选包括掣爪500。主体100设置成包含开关组件20的多个内部部件，如下面所讨论的。

如图5中所示，主体100还形成了具有第一开口114的第一端部110，柱塞400的第一端部410从第一开口114延伸出。在一些实施例中，键帽或按钮，未示出(本文中键帽和按钮可互相替换)，也连接于柱塞400的第一端部410，所述键帽或按钮以卡接安装到柱塞400的第一端部410上。开关组件20适于与各种霍尔芯片装置和/或LED中的任何一种一起使用，包括不用定制购买的部件，使得终端用户能够选择他们挑选的可能适合其需要的霍尔效应芯片装置和/或LED，例如较低能耗和较低噪音的开关技术。

参考图1-6，主体100通常为矩形箱体形状，但其它结构的主体也可行。底部120用于将开关组件20固定到相关的安装表面700上。柔性凸缘或指状物124从底部120向外延伸，用于将开关组件20卡接安装到位于相关装置或安装表面700中的配合开口702，由此将开关组件20固定到相关的装置或安装表面。凸缘124进一步形成了凸缘端部126，凸缘端部126包括脊，且通过提供延伸穿过开口702并且与相关装置表面或安装表面700接合的抓持表面，来辅助将开关组件20固定到相关的装置或安装表面。换句话说，等柔性凸缘124穿过相关的装置或安装表面的配合开口时，柔性凸缘124将向里弯曲，并且当柔性凸缘124完全穿过开口时，柔性凸缘124将向回弯曲到达其原始位置。此时，柔性凸缘124与安装表面的后壁接合，并且防止开关组件20从开口中拔出。位于凸缘端部126上的脊将提供抓持表面，以进一步辅助防止开关组件20从配合开口中移出。在可替代的结构中，主体100可使用其它紧固件、粘接剂或通过其它已知的机械和化学方法直接安装到相关的装置或表面。

如图1中所示，柱塞400形成壁构件420。壁构件420在主体100中纵向延伸。柱塞400进一步形成突出构件或突出物430(用于本文中的突出构件或突出物可相互替换)，突出构件或突出物430从壁构件420延伸出，通过与掣爪500中的孔510接合，用于将掣爪500定位并保持。如图4中所示，当突出构件430随柱塞400移动时，掣爪500能够环绕突出构件430旋转，并且掣爪500在掣爪槽或轨迹520中移动。如果期望开关系统使用保持连接，即按压-按压操作，则掣爪500用于使该按压-按压操作可行，并且提供保持连接。

如图4和6中所示，主体100包括位于掣爪轨迹520中的突出部130和140，当柱塞400在主体100中移动并且辅助提供按压-按压操作时，突出部130和140推动掣爪500环绕柱塞400的突出构件430旋转。如下面讨论，可操作地与柱塞400相连接的突出构件430，与主体100的突出部130和140配合，当柱塞400压下时，将推动掣爪500旋转，并且在轨迹520中与主体100的突出部130和140接合。

对于瞬时连接或单按压操作，则不使用掣爪500，并且突出构件430将简单地延伸穿过轨迹520。当压下柱塞400时，突出构件430将在轨迹520中移动。

参考图1-5，柱塞400位于主体100的内部矩形箱体部分150内。柱塞400可通过布置在柱塞400和主体100之间的卡接构造连接到主体。主体100形成沿主体100的侧部160的开口165和位于主体100的相对的侧部(未示出)上的与开口165相对的开口。柱塞400上的突出部445将穿过开口165安装。柱塞400和主体100设置成可使柱塞400在主体100内移动，并且当使用者压下柱塞400的第一端部410时，柱塞400将在主体100内移动，所述柱塞400连接于柱塞400的第一端部410。柱塞400进一步形成矩形箱体460和第二端部470。第二端部470进一步形成形成于柱塞的矩形箱体460中的中空内部474。柱塞400的中空内部474适于包含开关部件，例如霍尔效应磁体300。

参考图1、5和6，在示例性的实施例中，磁体300位于柱塞400的中空内部474中。磁体300通常设置成与柱塞的中空内部474的形状相匹配，并且可按压安装，或通过其它技术固定到中空内部474中。如已知的现有技术，磁体300将与霍尔效应芯片装置710共同起作用，霍尔效应芯片装置710表面安装到相关的装置或安装表面700。霍尔效应芯片装置710可以是由开关的使用者选择的各种类型的霍尔效应芯片装置中的任意一种。

弹簧200可连接于柱塞400的第二端部470和主体100的第四端部180之间，第四端部180与主体的第一端部110相对。弹簧200可固定在主体100和柱塞400之间，并且当压下柱塞400时，可提供柱塞400的返回运动。

柱塞400可由透明塑料或类似的透明材料制成，从而在那些使用LED或类似的位置指示器的组件和结构中，起到光管的作用。即从LED或其它指示器发出的光将传输经过透明柱塞，并且通过柱塞400的第一端部410或可选的键帽的开口610发光。应可理解，柱塞400可以是透明的，或者也可以是其它期望的颜色。

如图1，4和5中所示，柱塞400也适于包括突出构件430，突出构件430从柱塞400的外表面向外延伸，以与按压-按压组件(push-push assembly)配合用于保持连接。即，突出构件430从柱塞400的壁向外延伸，穿过柱塞400的壁420中的轨迹520，接合在掣爪轨迹520中。在使用中，当压下柱塞400时，突出构件430将与掣爪500接合并且推动掣爪500在掣爪轨迹520中运动，运动方向与柱塞400的运动方向相同。掣爪500在掣爪轨迹520中接合从主体100伸出的突出部130和140的运动将推动掣爪500环绕柱塞400的突出构件430旋转，并且当释放柱塞400时，掣爪将抓牢突出部130，以完成系统的按压-按压操作，结果柱塞400处于如图2中所示的保持位置。当再次压下柱塞400时，突出部140将使掣爪500旋转，以当释放柱塞400时，使弹簧200推动柱塞400回到其如图3中所示的原始位置。值得注意的是，根据本发明，单开关系统设计能够包括所有的前述操作。

参考图5，霍尔效应芯片装置710位于相关的装置表面或安装表面700上。为了完成霍尔效应，如上面所说明的，霍尔效应磁体300位于柱塞400内的中部。而且，磁体300与霍尔效应芯片装置710共同起作用，以提供如现有技术中已知的开关的开/关操作。

参考图1，5和6，如果需要将LED与开关系统一起使用，则可将LED720表面安装到相关的装置或安装表面700。LED720可以是适于安装到按钮开关的任何已知的LED。在使用中，LED组件将在用户压下柱塞400时，起开关系统操作的指示器作用。如上所述，从LED720发出的光将通过柱塞400传输，并且可通过柱塞的第一端部410看到。在可替换的实施例中，开关组件20可以设置成在压下柱塞400时提供触觉反馈，如已知的现有技术。

前述的改变和改进包含在本发明的范围中。应可理解，本文所公开并限定的本发明延伸到所有可替换的组合，所述组合包括本文所提到的或从全文和/或附图中明显看出的各个特征的两个或多个。所有这些不同的组合构成了本发明的各种可替代的方面。本文所描述的实施例说明了用于实现本发明的已知的最佳方式，并且使本领域的技术人员能够利用本发明。权利要求将构造成包括现有技术在一定程度上许可的可替换的实施例。

本发明的各个特征将在下面的权利要求中提出。

Claims (16)

1.一种开关系统，包括开关组件和安装表面，

所述开关组件包括：

主体，其形成中空内部和第一端部和第二端部，所述第一端部形成开口，

磁体，

弹簧，和

柱塞，其延伸到主体的中空内部中，所述柱塞形成中空内部及突出构件，所述突出构件从所述柱塞的第一壁向外延伸，所述柱塞的所述中空内部适于容纳磁体；

所述弹簧位于所述主体的所述第二端部和所述柱塞的第一端部之间；

所述安装表面包括霍尔效应芯片装置，所述安装表面沿着所述柱塞移动的方向延伸；

其中，所述主体进一步形成柔性凸缘，所述柔性凸缘适于将开关组件安装到安装表面，开关组件适于连接到安装表面，并且与安装到安装表面的霍尔效应芯片装置一起工作。

2.根据权利要求1所述的开关系统，其中，所述开关组件进一步包括按压-按压机构。

3.根据权利要求1所述的开关系统，其中，所述安装表面为印刷电路板。

4.根据权利要求1所述的开关系统，其中，所述开关组件通过粘结剂连接到安装表面。

5.根据权利要求1所述的开关系统，其中，所述柱塞是透明的。

6.根据权利要求1所述的开关系统，其中，所述开关组件进一步包括位于所述柱塞的第一壁和所述主体的顶部之间的掣爪。

7.根据权利要求6所述的开关系统，其中，所述主体和所述柱塞进一步形成掣爪轨迹，并且其中，所述柱塞的突出构件可操作地与掣爪中的开口接合。

8.根据权利要求5所述的开关系统，其中，所述透明的柱塞适于传输从安装在安装表面上的LED发出的光。

9.一种开关系统，包括开关组件和安装表面，

所述开关组件包括：

主体，其形成第一端部、第二端部、顶部、底部和中空内部，

透明柱塞，其延伸进入所述主体的中空内部中，所述柱塞形成有中空内部和从所述柱塞向外延伸的突出构件，

弹簧，其放置在所述主体的第二端部和所述柱塞的第一端部之间，

霍尔效应磁体，其放置在所述柱塞的中空内部，和

掣爪，其安装在所述柱塞的第一壁和所述主体的顶部之间，所述柱塞的第一壁和所述主体的顶部形成掣爪轨迹，其中，所述柱塞的突出构件延伸穿过掣爪中的开口并与所述掣爪接合；

所述安装表面包括霍尔效应芯片装置，所述安装表面沿着所述柱塞移动的方向延伸；

其中，所述主体的底部进一步包括柔性凸缘，所述柔性凸缘适于将开关组件安装到安装表面上，开关组件适于并且设置成与安装表面连接，并且与安装在安装表面的霍尔效应芯片装置一起工作。

10.根据权利要求9所述的开关系统，其中，所述开关组件进一步包括按压-按压机构。

11.根据权利要求9所述的开关系统，其中，在安装表面安装有LED。

12.根据权利要求11所述的开关系统，其中，所述透明柱塞适于传输安装在安装表面的LED发出的光。

13.根据权利要求9所述的开关系统，其中，所述安装表面为印刷电路板。

14.一种安装开关系统的方法，包括以下步骤：

提供安装表面和开关组件，所述开关组件包括主体、柱塞、磁体和弹簧；

所述主体具有第一端部和第二端部，

所述弹簧，其放置在所述主体的第二端部和所述柱塞的第一端部之间；

在所述主体上形成柔性凸缘，所述柔性凸缘适于将开关组件安装到安装表面；

将霍尔效应芯片装置安装到安装表面，所述安装表面沿着所述柱塞移动的方向延伸；和

将开关组件连接到安装表面。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：将LED安装到安装表面。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，将开关组件连接到安装装置的步骤进一步包括：当柱塞处于“开”的位置中时，将安装在安装表面的霍尔效应芯片装置与开关组件的磁体对齐。

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