TWM652138U - 一種霍爾搖桿開關 - Google Patents
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Abstract
本新型公開了一種霍爾搖桿開關，包括一外殼、設置於該外殼上且上端穿出該外殼上部的一搖動組件、用於帶動該搖動組件復位的一復位件、及一PCB板，還包括與該搖動組件連動的一磁鐵、及電連接於該PCB板且位於該磁鐵下方的一霍爾芯片，其中，所述搖動組件包括活動設置於該外殼上的一支架、設置於該外殼內的一活動圓盤、及設置於該活動圓盤上且與該支架活動連接的一搖桿座，其中，所述磁鐵設置於該搖動組件下端，所述復位件設置於該搖桿與活動圓盤之間。本新型公開的霍爾搖桿開關，可以360度旋轉搖擺、結構簡化，復位歸中精准、壽命長、用戶體驗效果好。
Description
本新型涉及搖桿磁感應開關領域，尤其涉及一種精度高、分辩率高、且高`壽命的霍爾搖桿開關。
在現有的搖桿開關中，存在以下兩點不足：
(1)精度差、耐候性差、容易漂移、壽命短，無法滿足用戶對功能的更多需求；
(2)通常採用兩組碳刷結構，結合帶兩個支架的搖動組件，來實現搖動功能輸出，此結構元件複雜，容易造成手感不順暢；碳膜印刷需要管控的可變參數多且不易監管，能做到要求的一致性差。碳刷為接觸件，壽命中會磨損且伴有碳粉雜質，影響接觸性能而出現漂移。
針對上述不足，本新型的目的在於提供一種霍爾搖桿開關，可實現360°搖擺進行信號輸出，利用霍爾芯片與磁鐵的感應產生信號，是一種非接觸性信號輸出，結構簡化，輸出信號穩定，精度高，壽命長，用戶體驗效果好。
本新型為達到上述目的所採用的技術方案是：
一種霍爾搖桿開關，包括一外殼、設置於該外殼上且上端穿出該外殼上部的一搖動組件、用於帶動該搖動組件復位的一復位件、及一PCB板，其中，還包括與該搖動組件連動的一
磁鐵、及電連接於該PCB板且位於該磁鐵下方的一霍爾芯片，其中，所述搖動組件包括活動設置於該外殼上的一支架、設置於該外殼內的一活動圓盤、及設置於該活動圓盤上且與該支架活動連接的一搖桿，其中，所述磁鐵設置於該搖動組件下端，所述復位件設置於該搖桿與該活動圓盤之間。
作為本新型的進一步改進，所述搖桿包括一搖桿座、及設置於該搖桿座上端且穿出該外殼上端的一操作桿，其中，在該搖桿座底部向上形成有供該活動圓盤插入的一定位槽。
作為本新型的進一步改進，在所述搖桿座底部形成有環設於定位槽外圍的一上環形限位槽，在所述活動圓盤底部外圍設置有一支撐底盤，在該支撐底盤上形成有一下環形限位槽，所述復位件為彈簧，該彈簧上部嵌入該上環形限位槽內，下部嵌入該下環形限位槽內。
作為本新型的進一步改進，在所述外殼內底部形成有與該支撐底盤底部接觸的一環形復位筋。
作為本新型的進一步改進，在所述環形復位筋內設置有一凸包。
作為本新型的進一步改進，在所述定位槽內向下延伸設置有一插柱，在該插柱外壁與該定位槽內壁之間設置有數個筋位，由該數個筋位隔開形成數個縱向限位槽，在所述活動圓盤中部形成有供該插柱插入的一中心孔，在該活動圓盤側壁上形成有插入該數個縱向限位槽內的數個縱向限位塊。
作為本新型的進一步改進，在所述插柱底部向上形成有一沉台孔，所述磁鐵設置於數個沉台孔內。
作為本新型的進一步改進，在所述支架上形成有供
該搖桿座嵌入並活動的一活動開口，且在該支架相對的兩端分別形成有一連接插孔，在所述搖桿座相對的兩側邊上分別設置有插入該連接插孔內的一連接凸塊。
作為本新型的進一步改進，在所述支架相對的兩端分別形成有與該外殼活動連接的一連接部，且該支架上的兩個連接插孔與該兩個連接部正交設置。
作為本新型的進一步改進，所述外殼包括一底座、及設置於該底座上的一面殼，所述搖動組件設置於該底座與該面殼圍設而成的容置腔內，且在該面殼上形成有供搖桿上部穿出的一開口。
作為本新型的進一步改進，在所述面殼上設置有一固定架，該固定架由上至下將該面殼與該底座固定住。
作為本新型的進一步改進，在所述底座底部設置有一後蓋，所述PCB板設置於該後蓋上，在該PCB板上焊接有數根連接端子。
作為本新型的進一步改進，在所述底座上設置有電連接於該PCB板的一開關。
本新型的有益效果為：
(1)由包含該支架、搖桿與該活動圓盤結合而成的可X、Y軸搖擺的搖動組件與該復位件相結合，可實現360°搖動/擺動搖動組件；並結合該磁鐵與該霍爾芯片相結合產生的效應，由該搖動搖桿帶動該磁鐵搖動，來改變該磁鐵的運動距離，以改變該磁鐵發出的磁感線穿透該霍爾芯片的數量，即可改變該霍爾芯片感應到的磁通量，轉化成電壓變化，產生脈衝信號輸出，由此該霍爾芯片可輸出不同的信號，不同的信號可以做不同開關功能
的定義，功能多，而且，各結構動作精確度高，穩定性好，壽命長，用戶體驗效果好，例如，搖桿位移方向上的電壓變化信號可應用於遊戲機人物/物體的移動方向及位移量。
(2)所述搖動組件由該支架、搖桿與該活動圓盤結合而成，可結合該磁鐵與該霍爾芯片組合而成的導通方式。由於該霍爾芯片可以在x、y、z三個方向上感應信號，信號輸出不受障礙，相對於傳統採用帶兩個支架的複雜碳刷導通結構來實現X、Y軸帶動，本新型只需要一個支架帶動就可以實現360°旋轉，由此，結構大幅簡化，手感順滑，信號輸出穩定，分辩率高，且不會出現漂移的現象，耐候性高，壽命長。
(3)所述磁鐵與該霍爾芯片上的信號輸出是感應信號輸出，非碳刷接觸產生的信號輸出，相對之前的接觸輸出壽命大大增加，解決了傳統採用碳刷接觸摩擦後產生磨損，磨損後會有殘渣在接觸部位導致接觸不穩定出現漂移的問題。
上述是新型技術方案的概述，以下結合附圖與具體實施方式，對本新型做進一步說明。
1:外殼
10:後蓋
11:底座
110:環形復位筋
1101:凸包
12:面殼
121:開口
2:搖動組件
21:支架
211:活動開口
212:連接插孔
213:連接部
22:搖桿
221:搖桿座
2211:定位槽
2212:上環形限位槽
2215:插柱
22150:筋位
22151:縱向限位槽
22152:沉台孔
222:操作桿
2214:連接凸塊
23:活動圓盤
231:支撐底盤
232:下環形限位槽
235:中心孔
236:縱向限位塊
3:復位件
4:PCB板
40:連接端子
5:磁鐵
6:霍爾芯片
7:開關
8:固定架
圖1為本新型的爆炸圖；
圖2為本新型的整體外部結構示意圖；
圖3為本新型的剖面圖；
圖4為本新型的一部分結構示意圖；
圖5為本新型中支架的結構示意圖；
圖6為本新型中搖桿的結構示意圖；
圖7為本新型中搖桿的仰視圖；
圖8為本新型中活動圓盤的結構示意圖；
圖9為本新型的另一部分結構示意圖。
為更進一步闡述本新型為達到預定目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本新型的具體實施方式詳細說明。
請參照圖1至圖3，本新型實施例提供一種霍爾搖桿開關，包括一外殼1、設置於該外殼1上且上端穿出該外殼1上部的一搖動組件2、用於帶動該搖動組件2復位的一復位件3、及一PCB板4。本實施例霍爾搖桿開關還包括與該搖動組件2連動的一磁鐵5、及電連接於該PCB板4且位於該磁鐵5下方的一霍爾芯片6，具體的，該霍爾芯片6可以焊接在該PCB板4上。由該搖動組件2帶動該磁鐵5搖動，使得該磁鐵5到該霍爾芯片6的距離發生變化，來改變該霍爾芯片6感應到的磁通量，即產生磁通量的變化，經該霍爾芯片6感應磁通量的變化後轉化成電壓變化，從而輸出不同的信號，實現不同的增減量功能。具體的，在該搖動組件2歸中的靜止狀態下，該霍爾芯片6感知並以此為參照點，在該磁鐵5隨著擺動之後，該磁鐵5與該霍爾芯片6的距離發生變化，該磁鐵5產生了磁通量的強弱變化後，該霍爾芯片6感知後轉化成電壓的變數輸出信號。
在本實施例中，該磁鐵5的形狀與尺寸可以根據具體情況設定，需要滿足磁通量大於200GS為基準。該磁鐵5採用圓柱狀，直徑為2.0mm，高度為3.5mm以上。對於該磁鐵5與該霍爾芯片6之間的靜態距離範圍為1.2mm以下。
在本實施例中，如圖2與圖3所示，所述搖動組件2
包括活動設置於該外殼1上的一支架21、設置於該外殼1內的一活動圓盤23、及設置於該活動圓盤23上且與該支架21活動連接的一搖桿22，該搖桿22上端穿出該外殼供客戶套旋鈕，其中，所述磁鐵5設置於該搖動組件2下端，所述復位件3設置於該搖桿22與該活動圓盤23之間，由該復位件3為該搖桿22與該活動圓盤23的搖動提供恢復力，使得每次搖動之後，該搖桿22與該活動圓盤23都能恢復至初始狀態。在該搖動搖桿22時，帶動該磁鐵5同步該搖動，該霍爾芯片6感應到磁通量的變化後轉化為電壓的變化，通過該PCB板4上的6個連接端子40進行信號輸出。
具體的，該磁鐵5的上部是N極，下部是S極。該磁鐵5周圍的磁感線從N極出來進入S極，磁感線從N極出來後，會有部分磁感線穿透該霍爾芯片6之後，再進入S極，穿透該霍爾芯片6的磁感線就會被該霍爾芯片6感應出來。當該搖桿22帶動該磁鐵5往不同的方向並以不同的角度搖動時，都會改變穿透該霍爾芯片6的磁感線數量，磁感線數量發生改變，該霍爾芯片6感應到的磁通量就會發生改變，由此該霍爾芯片6即可輸出不同的信號，產生不同的電壓值變化，定義出不同的開關功能，例如，定義為功能表選擇、音量調節、方向選擇等等。
本實施例由具有特殊結構設計的搖動組件2與該復位件3相結合，可實現360°搖動該搖動組件2；並結合該磁鐵5與該霍爾芯片6的設置，由該搖動組件2帶動該磁鐵5搖動，來改變該磁鐵5發出的磁感線穿透該霍爾芯片6的數量，即可改變該霍爾芯片6感應到的磁通量，並轉化成電壓變化，由此該霍爾芯片6可輸出不同的信號，不同的信號可以做不同開關功能的定義。
本實施例所述霍爾芯片6為本領域常規的霍爾芯
片，型號可選用KTH5701，當然也可以選用其他型號。
在本實施例中，如圖2至圖4、圖6所示，所述搖桿22包括一搖桿座221、及設置於該搖桿座221上端且穿出該外殼1上端的一操作桿222，其中，在該搖桿座221底部向上形成有供該活動圓盤23插入的一定位槽2211，該活動圓盤23插入該定位槽2211內，實現兩者緊密配合進行上、下滑動，且可防止發生相互轉動。該活動圓盤23的設置，對該搖桿22提供定位與歸位作用，結合該復位件3，使得該搖桿22在操作完成後，能夠歸位到中心豎直位置，即初始狀態。
對於該復位件3的安裝，如圖3、圖6與圖8所示，在所述搖桿座221底部形成有環設於該定位槽2211外圍的一上環形限位槽2212，在所述活動圓盤23底部外圍設置有一支撐底盤231，在該支撐底盤231上形成有一下環形限位槽232，所述復位件3為彈簧，該彈簧上部嵌入該上環形限位槽2212內，下部嵌入該下環形限位槽232內，實現對該彈簧形變範圍進行限位，使得該彈簧只在豎直方向上發生彈性形變，即可起到上下復位作用，而不會發生橫向移動，由此，可以為該搖桿22的搖動提供精確的彈性恢復力，利於提高整個搖動組件2動作的精確度。
本實施例由該支架21與該搖桿22活動設置於該外殼1內做搖擺運動，該搖桿22的運動及復位由該活動圓盤23與該彈簧結合帶動。該搖桿22搖動時帶動該活動圓盤23一起滑動，當該活動圓盤23擺動到極限位置時，該活動圓盤23底部的圓弧面在該彈簧的復位力作用下，對該搖桿22放手後就能起到復位的作用。該活動圓盤23與該搖桿22底部的上下伸縮運動靠該彈簧運行，整個復位動作非常滑順，而且壽命比較長。
在本實施例中，在所述外殼1內底部形成有與該支撐底盤231底部接觸的的一環形復位筋110，具體的，該環形復位筋110形成於下述底座11內底部，如圖3所示。由該支撐底盤231底部接觸於該環形復位筋110，在該活動圓盤23的支撐底盤231隨著該搖桿22搖動時，該活動圓盤23的歸位產生輕微偏位，而由該環形復位筋110對其進行導向修正，使得該活動圓盤23歸位更精確，從而提高產品的歸中精度。
同時，在所述環形復位筋110內設置有一凸包1101，對該搖桿22與該活動圓盤23的大幅度搖擺動作起到順滑復位的作用，可滑落復位不至於鎖死，防止出現卡住現象。
如圖6至圖8所示，在所述定位槽2211內向下延伸設置有一插柱2215，在該插柱2215外壁與該定位槽2211內壁之間設置有數個筋位22150，由該數個筋位22150隔開形成數個縱向限位槽22151，在所述活動圓盤23中部形成有供該插柱2215插入的一中心孔235，在該活動圓盤23側壁上形成有插入該縱向限位槽22151內的數個縱向限位塊236。由該插柱2215插入該中心孔235內，該縱向限位塊236插入該縱向限位槽22151內，實現該活動圓盤23與該搖桿22的搖桿座221緊密且穩定的安裝，兩者之間不會發生旋轉運動，起到限位的作用，在該搖桿22搖動時，該磁鐵5的位置發生改變，且帶動該活動圓盤23進行360°旋轉，放手後該復位件3可讓該搖桿22順暢且精確的歸位。
對於所述磁鐵5的安裝，如圖3、圖6與圖9所示，在所述插柱2215底部向上形成有一沉台孔22152，所述磁鐵5設置於該沉台孔22152內。
對於該支架21與該搖桿22的結合，如圖4至圖6所
示，本實施例在所述支架21上形成有供該搖桿座221嵌入並活動的一活動開口211，且在該支架21相對的兩端分別形成有一連接插孔212，在所述搖桿座221相對的兩側邊上分別設置有插入連接該插孔212內的一連接凸塊2214，由該連接凸塊2214插入連接插孔212內，實現該搖桿座221與該支架21的活動連接。同時，在所述支架21相對的兩端分別形成有與該外殼1活動連接的一連接部213，且該支架21上的兩個連接插孔212與兩個連接部213正交設置，由此，實現該支架21分別與該外殼1和該搖桿22活動連接。在往某個方向搖動該搖桿22時，對該支架21施加了相應的作用力，使得該支架21做適應性擺動，由此，該搖桿22能夠實現X、Y軸上的360°搖擺。本實施例該支架21不但起到支撐該搖桿22的作用，還為該搖桿22的搖動幅度進行限定，由此，使得該搖桿22搖動更加順暢及準確。
在本實施例中，如圖1與圖2所示，所述外殼1包括一底座11、及設置於該底座11上的一面殼12，所述搖動組件2設置於該底座11與該面殼12圍設而成的容置腔內，且在該面殼12上形成有供該搖桿22上部穿出的一開口121。
同時，在所述面殼12上設置有一固定架8，該固定架8由上至下將該面殼12與該底座11固定住，完成整個產品的組裝，再整體安裝至相應的產品上，即可實現霍爾搖桿開關的功能。
同時，在本實施例中，該活動圓盤23與該底座11內底部接觸，由該面殼12與該固定架8相結合安裝後，即可將該活動圓盤23限位於該底座11的環形復位筋110內。
在本實施例中，如圖2與圖3所示，在所述底座11上設置有電連接於該PCB板4的一開關7，具體的，該開關7位於該
支架21的連接部213下方。在該搖動搖桿22時，該連接部213會作用於該開關7，使該開關7導通，並由該開關7為搖動動作提供手感。當然，也可以為該開關7定義其他功能。在常態下，開關為關閉狀態。
在本實施例中，如圖1至圖3所示，在底座11底部設置有一後蓋10，所述PCB板4設置於該後蓋10上。同時，在該PCB板4上焊接有數根連接端子40，連接端子40的數量具體可以為6個，也可以根據需要做增減，用於連接用戶端的PCB板。具體的，該數根連接端子40插到該PCB板4上面的端子孔裡，然後在上端面進行焊接固定，該PCB板4上面焊接好電容、電阻、霍爾芯片6後安裝到該底座11底部，最後蓋上該後蓋10，插上該開關7組裝。
在組裝時，將組裝好的支架21與該搖桿22的半成品裡面組裝上該磁鐵5，該磁鐵5安裝於該搖桿22位置，按壓到底然後對上端進行熱鉚。熱鉚後膠料會固定擋住該磁鐵5，預防在工作過程中有移位或是脫落現象。然後與該面殼12組裝，讓該支架21套到該面殼12上，再將該彈簧裝到該搖桿22底部，如圖9所示。最後，與組裝好該活動圓盤23、開關7、PCB板4與該後蓋10的底座11組裝結合成一體，套上該固定架8即完成組裝。
在此需要說明的是，本新型公開的霍爾搖桿開關，是對具體結構進行改進，而對於具體的控制方式，並不是本新型的創新點。對於本新型中涉及到的PCB板、磁鐵、霍爾芯片、開關及其他部件，可以為通用標準件或本領域技術人員知曉的部件，其結構、原理及控制方式均為本領域技術人員通過技術手冊得知或通過常規實驗方法獲知。
以上所述，僅是本新型的較佳實施例而已，並非對
本新型的技術範圍作任何限制，故採用與本新型上述實施例相同或近似的技術特徵，而得到的其他結構，均在本新型的保護範圍之內。
1:外殼
10:後蓋
11:底座
110:環形復位筋
1101:凸包
12:面殼
121:開口
2:搖動組件
21:支架
22:搖桿
23:活動圓盤
3:復位件
4:PCB板
40:連接端子
5:磁鐵
6:霍爾芯片
7:開關
8:固定架
Claims (13)
- 一種霍爾搖桿開關，包括一外殼(1)、設置於該外殼(1)上且上端穿出該外殼(1)上部的一搖動組件(2)、用於帶動該搖動組件(2)復位的一復位件(3)、及一PCB板(4)，還包括與該搖動組件(2)連動的一磁鐵(5)、及電連接於該PCB板(4)且位於該磁鐵(5)下方的一霍爾芯片(6)，其中，所述搖動組件(2)包括活動設置於該外殼(1)上的一支架(21)、設置於該外殼(1)內的一活動圓盤(23)、及設置於該活動圓盤(23)上且與該支架(21)活動連接的一搖桿(22)，其中，所述磁鐵(5)設置於該搖動組件(2)下端，所述復位件(3)設置於該搖桿(22)與該活動圓盤(23)之間。
- 如請求項1所述的霍爾搖桿開關，所述搖桿(22)包括一搖桿座(221)、及設置於該搖桿座(221)上端且穿出外殼(1)上端的一操作桿(222)，其中，在該搖桿座(221)底部向上形成有供該活動圓盤(23)插入的一定位槽(2211)。
- 如請求項2所述的霍爾搖桿開關，在所述搖桿座(221)底部形成有環設於該定位槽(2211)外圍的一上環形限位槽(2212)，在所述活動圓盤(23)底部外圍設置有一支撐底盤(231)，在該支撐底盤(231)上形成有一下環形限位槽(232)，所述復位件(3)為彈簧，該彈簧上部嵌入上環形限位槽(2212)內，下部嵌入該下環形限位槽(232)內。
- 如請求項3所述的霍爾搖桿開關，在所述外殼(1)內底部形成有與該支撐底盤(231)底部接觸的一環形復位筋(110)。
- 如請求項4所述的霍爾搖桿開關，在所述環形復位 筋(110)內設置有一凸包(1101)。
- 如請求項2所述的霍爾搖桿開關，在所述定位槽(2211)內向下延伸設置有一插柱(2215)，在該插柱(2215)外壁與該定位槽(2211)內壁之間設置有數個筋位(22150)，由該數個筋位(22150)隔開形成數個縱向限位槽(22151)，在所述活動圓盤(23)中部形成有供該插柱(2215)插入的一中心孔(235)，在該活動圓盤(23)側壁上形成有插入該數個縱向限位槽(22151)內的數個縱向限位塊(236)。
- 如請求項6所述的霍爾搖桿開關，在所述插柱(2215)底部向上形成有一沉台孔(22152)，所述磁鐵(5)設置於該沉台孔(22152)內。
- 如請求項2所述的霍爾搖桿開關，在所述支架(21)上形成有供該搖桿座(221)嵌入並活動的一活動開口(211)，且在該支架(21)相對的兩端分別形成有一連接插孔(212)，在所述搖桿座(221)相對的兩側邊上分別設置有插入該連接插孔(212)內的一連接凸塊(2214)。
- 如請求項8所述的霍爾搖桿開關，在所述支架(21)相對的兩端分別形成有與該外殼(1)活動連接的一連接部(213)，且該支架(21)上的兩個連接插孔(212)與該兩個連接部(213)正交設置。
- 如請求項1至9中任一項所述的霍爾搖桿開關，所述外殼(1)包括一底座(11)、及設置於該底座(11)上的一面殼(12)，所述搖動組件(2)設置於該底座(11)與該面殼(12)圍設而成的容置腔內，且在該面殼(12)上形成有供該搖桿(22)上部穿出的一開口(121)。
- 如請求項10所述的霍爾搖桿開關，在所述面殼(12)上設置有一固定架(8)，該固定架(8)由上至下將該面殼(12)與該底座(11)固定住。
- 如請求項10所述的霍爾搖桿開關，在所述底座(11)底部設置有一後蓋(10)，所述PCB板(4)設置於該後蓋(10)上，在該PCB板(4)上焊接有數根連接端子(40)。
- 如請求項10所述的霍爾搖桿開關，在所述底座(11)上設置有電連接於該PCB板(4)的一開關(7)。
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