带有单体旋转和轴向致动件的电动开关 本发明涉及一种旋转式电动开关,该开关同时具有轴向致动功能。
特别是,本发明涉及一种电动开关,例如,通过一个轴向致动件,该开关可以执行独立的开关操作,特别是为了在通过滚动显示屏上的菜单或列表做出一个预先选择之后,控制一个电子装置的功能。
例如,这样的一种功能必须被用在便携式电话装置中,该便携式电话装置包括这样一种机构,例如,允许使用者在寄存器中存储一系列电话号码的装置,这些号码是该使用者可以直接调用的,无需在小键盘上拔他人的号码。
为此,该电话包括一个显示屏,使用者可以在该显示屏上沿两个相反的方向滚动名单列表,每一个名单都是该使用者预先存储的号码。
根据一种已知的设计,这种下拉画面操作需要两个电动开关,使用者通过独立地或连续的脉冲按下一个或另一个电动开关,从而沿两个滚动方向中的一个或另一个方向滚动列表。
一旦使用者选定了他想要通话的人名,他就必须启动该选择,并且通过一个第三电动开关激发自动拔号呼叫操作。
因此,这种设计需要准备三种电动开关,在已知产品中,这些开关以独立元件的形式构成,而这些独立元件又必须被安装在电话的印刷电路板上。
所以,这种技术方案特别贵,因为需要大量的元件,同时需要,例如通过平直变换,在印刷电路板上安装这些元件,并且对于每个开关而言,都需要一个独立致动按钮。
另外,就使用者而论,选择和呼叫一个存储号码的功能必须尽可能具有良好的人机交互性能。
的确,对于使用者来说,能够用一只手,也就是用握电话的那只手操纵电话是特别理想的。
为此,已经有人提出各种沿电话的一个侧面边缘进行布置的开关,从而使用者能够用一个或几个手指操纵开关。
然而,我们知道,这需要以一种相邻的方式布置三个开关,从而相应的致动按钮才能被紧凑地放置在一起,以便于使用者的操纵,并且使用者无需相对于便携式电话移动他的手。
考虑到小型化开关的当前设计水平,并非能够容易地获得开关的这种沿印刷电路板的相邻布局,其中这些开关通过平直转换技术被固定在电路板上。
另外,考虑到集成在便携式电话中的空前大量的电子功能,以及这些操纵的复杂性,特别是当涉及“因特网”冲浪,尤其是为了进入消息发送功能时,就需要最小化印刷电路板上的开关的体积。
文献US-A-5,180,050说明和展现了一种旋转式电动开关,该开关同时具有轴向致动功能,这种类型的开关包括一个单体致动件,该单体致动件被安装在开关的壳体中,并且沿其旋转轴线旋转和轴向滑动,从而使一个上部码盘旋转,该上部码盘与壳体所承载的触点元件的第一系列相配合,因此构成轴向控制件,从一个静止位置处触发下导电元件的弹性变形,这样,该下导电元件与壳体所承载的固定触点元件的第二系列相配合,同时,在这种类型的开关中,单体致动件的上部段在壳体的一个上面配合部分中沿旋转方向和轴向滑动方向被引导。
依靠这种设计,可以通过码盘产生大量的电信号,该码盘能够被沿一个或另一个方向旋转,从而产生一个接一个的独立的电脉冲系列。
不管单体致动件围绕其旋转轴的角位置如何,通过轴向作用该单体致动件,即按下该单体致动件,更为确切地说,通过按固定在单体致动件的上部自由端的控制按钮的中心部分,可以产生一个电启动脉冲,其中该按钮沿轴向伸出壳体之外,按钮的大直径圆周部分用于后者的旋转操作,也就是用于沿单体致动件以及码盘的两个方向的旋转驱动。
本发明的目的在于提出一种这种类型的电动开关的新的设计,该设计可以构造一种尺寸大大缩小的开关,并且在该开关中各种元件设计简便,从而简化安装和组装该开关的操作。
本发明的目的还在于使单体致动件被更好地轴向引导,特别是当使用者作用于控制按钮的圆周部分,轴向按下圆周部分,以产生电启动脉冲时,能够避免干扰阻塞现象。
为此,本发明提出了上述类型的开关,其特征在于,单体致动件的下端段沿轴线向下穿过下导电元件,在壳体的一个下面配合部分中沿旋转方向和轴向方向滑动被引导。
根据本发明,其它特征在于:
-单体致动件的下端段是一个圆柱形段,该段被容纳在加工在壳体的一个下壁中的一个互补配合孔中;
-码盘被轴向固定在单体致动件上;
-单体致动件包括一个凸缘,该凸缘用于轴向控制下导电元件的触发,该导电元件的尺寸大于单体致动件的下端段的尺寸,并且该导电元件限定一个方向沿轴向向下的肩部分,该肩部分顶在下导电元件的上表面的外表面部分上;
-弹性变形下导电元件构成弹簧,将单体致动件垂直向上回复到相应于下导电元件静止状态的一个位置;
-控制凸缘属于码盘;
-弹性变形下导电元件将单体致动件垂直向上回复到一个静止位置,该静止位置由码盘的上表面与外表面部分的相顶靠所限定,其中该外表面部分是壳体的一个上壁的下部内表面的外表面部分;
-壳体包括一个中空的上面部分和一个中空的下面部分,这两部分在它们之间限定了一个内部空腔,在该空腔中布置有开关的各种元件,其中上面部分包括一个水平的上壁,该上壁包括一个通孔,单体致动件的上部自由端穿过该通孔沿轴向向上伸出,从而构成一个用于操纵单体致动件的旋转和轴向滑动的柄;
-所述第一系列的电触点元件被垂直安装夹持在壳体的上面部分和下面部分两部分之间,位置与连接这两部分的水平密封平面相齐。
通过阅读详细说明部分,本发明的其它特征和优点将变得更加清楚,为了便于理解,将参考附图进行说明,附图如下:
图1是一个零件分解透视图,表示了根据本发明的电动开关的一个实施例的各主要组件;
图2是一个透视图,表示了图1中各主要组件已被组装好的电动开关;
图3是一个放大视图,表示了穿过沿图6中线3-3的垂直平面的轴向截面,其中所示的单体致动件位于静止状态的顶部轴向位置处;
图4是沿图5中线3-3的一个放大视图;
图5是图2中的电动开关的一个放大平面视图;
图6是图2中的电动开关的一个放大侧视图;和
图7是沿图6中线7-7的一个剖视图。
在下文的说明中,相同的、相似的或者类似的组件和元件将用同样的参考标号进行标明。
为了有助于对说明部分和权利要求的理解,尤其是参考附图中的图1、2、3、4和6时,将非限制性地使用水平的、垂直的、上面的、下面的等词语。
根据本发明的电动开关10大体由一个壳体13构成,该壳体13由绝缘材料制成,并且包括一个上面部分12和一个下面部分14,其中该上面部分12和下面部分14沿一个水平密封平面P被连接在一起。
壳体10的上面部分12大体由一个水平的上壁16和一个侧壁20构成,其中该上壁16大体呈矩形,包括一个具有垂直轴线A的圆柱形中心孔18,该侧壁20被一个环状下表面22所限定,该下表面22与壳体13的下面部分14的相应的上环状表面24相配合,限定密封平面P。
类似地,下面部分14大体由一个水平的下壁26和一个侧壁28构成,其中该下壁26呈一个矩形板状,比上壁16厚。
侧壁20和28从侧面限定壳体13的一个内部空腔30的侧面,该空腔30被下壁26的内部上表面32和上壁16的内部下表面34分别垂直向底部和顶部限定了底表面和顶表面。
电动开关10也包括一个单体致动件36,该致动件36采取一个具有垂直轴线A的整体圆柱阶梯形件的形式,被旋转安装,并且在电动开关10的壳体13中轴向滑动。
单体致动件36采取一种阶梯形圆柱杆的形式,例如一个注塑成型的塑料件,该塑料件的上部自由端38的断面呈冷杉树形,沿轴线垂直向上伸出,穿过圆柱形孔18,并且伸出到壳体13之外,从而能够安装一个控制按钮,该按钮在附图中未被示出,该按钮使得单体致动件36绕轴线A旋转,并且在向下垂直按下动作的作用下轴向滑动。
冷杉树形的形状与一圈槽口一起使得可以以一种不拆开的方式,且无需过多地增加开关/按钮组件的整体高度,也就是说,在保持整体尺寸大大缩小的情况下,在一个单向操作中安装和固定一个控制按钮。
阶梯形杆36的大直径上部段40被轴向滑动地和旋转地容纳在上部孔18中。上部段40在空腔30的内部垂直向下运动,并且以一个具有较小直径的中间段42延伸,然后以一个具有更小直径的下部自由端段44延伸,该下部自由端段44沿轴线向下运动,穿过一个根据本发明的配合圆柱孔46,该配合圆柱孔46被加工在壳体13的下面部分14的下壁26上。
因此,单体致动件36在区域或者段40-18和44-46中被旋转引导并且沿轴向滑动,其中区域或者段40-18和44-46是由壳体13的整体高度给定的最大轴向空间,例如,此处等于2.75mm。
为了使下部段44具有一个大的引导长度,如附图所示,尤其是从图3中可以更清楚地看出,壳体13的下面部分14的下壁26以一个中心引导套筒48轴向向下延伸,该中心引导套筒48伸出下壁26的外部下表面50,例如,该中心引导套筒48被容纳在一个未示出的安装有电动开关10的印刷电路板上的一个配合孔中。
根据一种已知的整体布置,单体致动件36携带并驱动一个码盘52,该码盘52采取一种由绝缘塑料54制成的水平的盘的形式,被一个环形上表面56垂直限定了向上到顶的表面,同时该绝缘塑料54的雉堞状的下表面容纳并且旋转驱动一个星形导电元件60,例如,此处该导电元件60包括八个分叉62。
正如可以从详细视图中看到的,特别是在图3和7中看到的,盘54的中心部分与阶梯形单体致动件36的段40和42互补配合,同时提供有互补配合形状,以便单体致动件36能够无滑动地对码盘52进行旋转驱动(见图7)。
薄片或者分叉62被设计成与固定的电触点元件相协调,该电触点元件属于触点元件的第一系列70,或者,相对于壳体13随着单体致动件36的角位置,并因此随着码盘52的角位置而变化。
特别从图1中可以看出,触点元件70的第一系列包括一个公用中心触点72,该中心触点72带有两个平行的横向间隔的水平分叉,每一个分叉在一个自由触点端74结束,该自由触点端74呈向内弯曲的形状,其凸面垂直向上翻转,从而与中心环形件61永久配合,该中心环形件61与码盘52的星形导电元件60的分叉62连接在一起。
被固定的公用中心触点72包括一个公用连接片76,该连接片76从侧面伸出壳体,水平平面部分78将片76和分叉74连接在一起,该分叉74在密封平面P的水平位置处被沿竖直方向容纳夹紧,并且被容纳夹紧在一个与之互补的形状内,例如加工在环状表面24中的一个形状,从而使公用触点72在空腔30中的安装位置保持不动。
电触点元件70的第一系列还包括两个独立的触点元件80和82,这两个触点元件80和82根据任意一个依靠单体致动件36的角位置的分叉62构成一个具有两个支路的旋转码盘,同时,电触点元件70的第一系列还在一个分叉74和元件80或82中的一个或另一个之间建立电触点。
同样,对于公用中心触点72而言,每个触点元件80,82包括一个向内弯曲的自由端84,86,自由端84,86倾向于与一个分叉62相配合,同时,每个触点元件包括一个连接片88,90和一个水平连接部分92,94。
现在将对不同元件进行说明,这些元件借助于单体致动件36的轴向致动,使启动脉冲的产生成为可能。
特别是这些元件包括一个导电拱顶100和壳体13的下面部分14所携带的固定电触点元件的第二系列102。
在已知的所有方式中,这些元件构成一种简单的单稳电动开关。
在一种已知方式中,系列102的电触点元件采取金属插件的形式,该插件被嵌入注塑成型的塑料下面部分14中,为了便于理解它们的结构,在图1中也以分解的方式进行了表现。
这些电触点元件包括一个带有环形中心部分106的公用中心触点104和一个连接片108,该连接片108从侧面伸出壳体13的下面部分14之外。
系列102的电触点元件同样包括一个公用环形圆周触点110,该公用环形圆周触点110包括两个连接片112。
在一种已知方式中,特别是在图3中可以看出,两个电触点元件104和110的环形部分106和114与壳体的下面部分14的底部上表面32相齐平,从而能够与弹性变形导电拱顶100相配合,该拱顶100的圆周部分116总是与环形部分114相接触,同时,当拱顶100处于如图所示的静止位置时,拱顶100的中心部分118垂直位于环形部分106的上面。
垂直向下按下拱顶100,与拱顶自身的弹性相反,使得拱顶的中心部分118与环形部分106相接触,从而在两个电触点元件104和110之间建立电触点。
为了使下部自由端段44的孔能够引导单体致动件36,拱顶100包括一个中心孔120,段44具有径向间隙地容纳在该孔内。
为了构成一个用于拱顶100的触发的轴向控制件,单体致动件36作用于拱顶100的中心部分118,从而垂直向下按下拱顶。
为此,根据附图所示的本发明的实施例,单体致动件36通过属于码盘52的塑料盘54的一个环形凸缘122作用于拱顶100的中心部分118。该凸缘122定义了环形肩部分124,该肩部分124的方向垂直向下,并且和与之相对的拱顶100的中心部分118的上表面相协调。
特别是从图3可以看出,在拱顶100处于静止位置时,不同元件具有这样的尺寸,即拱顶100作为一个弹簧,通过作用于码盘52的凸缘122,垂直向上弹性回复单体致动件36,其中码盘52垂直向上推动单体致动件36,从而通过旋转或者轴向平移约束单体致动件36。
码盘52的静止顶部位置,因此以及单体致动件36的静止顶部位置,由码盘52的盘54的上表面56和与之相对的一个环形凸起部分128的下表面126的相顶靠所限定,其中该环形凸起部分128被加工在壳体13上面部分12的内下表面34中心部分处。
因此,从图3所示的静止位置起,不管单体致动件36的角位置如何,也不管码盘52的角位置如何,在这种情况下,通过作用单体致动件36可以变形拱顶100,然后该单体致动件36作为一个按钮,引起码盘52,并因此引起凸缘122的向下轴向平移,其中该凸缘122通过其肩部分124作用于拱顶100。
在轴向启动动作中,码盘52垂直运动带动单体致动件36,并且码盘52弹性变形电触点72、80和82的分叉,这些分叉以嵌入梁的方式弯曲。在该按下动作中,在第一系列70的触点部分的分叉的凸的向内弯曲的自由部分74、84、86和星形件60、61、62的下表面的相应触点部分之间发生自接帚效应。
作为一种变化形式(未示出),可以将控制肩部分与单体致动件36加工为一体。
为了组装壳体13的两部分12和14,也就是说,将空腔30中的所有元件安装闭合在壳体13中,闭合措施可以是,例如,采取弹性连锁或夹紧的方式,此处作为例子展示的措施是采取四个突起130的形式,这四个突起部分130从下面部分14的环形上表面24的四个相对角处垂直向上突起,从而使每一个突起部分被容纳在加工在壳体13的上面部分12中的配合孔132中,每一个突起部分130包括一个上部垂直阻挡凸缘134。
作为一种变化形式,可以在组装之后通过热压边方法加工凸缘134。
根据本发明的设计,可以得到一种开关,就目前水平而言,这种开关的尺寸可以大大减小,除了它的厚度或高度为2.75mm以外,其宽度和长度分别等于7和8mm。