專利名稱：旋轉開關的制作方法
技術領域：
本發明涉及一個包括具有一組定觸點的基座的旋轉開關，其中，在定觸點的上方順序裝有一組觸點彈簧元件，每一彈簧元件的前端有一個動觸點；一組滾子狀或類似形狀的中間凸輪；和一個盤形的轉片，轉片的下表面上有一組圓弧凸臺。轉片的轉動使中間凸輪在轉片下表面上的凸臺上方順序運動，同時沿垂直方向向下移動，并沿相反的方向彎曲觸點彈簧元件，從而觸點彈簧元件的動觸點與定觸點接觸，旋轉開關接通。中間凸輪沿垂直方向向上移動的同時，中間凸臺在下方與凸臺分離，從而觸點彈簧元件恢復原位并向上移動，動觸點與定觸點分離，旋轉開關關斷。
普通的旋轉開關的結構是，定觸點有預定長度，呈圓弧狀，定觸點被制做在旋轉開關的基座的內表面上的一組同心圓中，并暴露于外。而且，前端具有動觸點的一組觸點彈簧元件，平行地做成梳狀結構(通常稱為“刷”)，它整體地固定到盤狀轉片的下表面，轉片的外周邊上有齒輪。轉片的中心軸插入基座的中心軸孔中，從而固定刷的觸點使其壓抵在基座的內表面上。因此，當轉片由齒輪帶動轉動時，動觸點在基座上滑動，和基座的內表面接觸的動觸點也就順序地與定觸點的頂端接觸并在其上滑動(即旋轉開關接通)。當動觸點與定觸點分離時，旋轉開關關斷。
因此，當每個觸點彈簧元件的動觸點在基座上滑動時，它和轉片一起轉動，總能夠壓住基座的內表面(絕緣表面和定觸點)。因此，需要施加油脂以使轉片平滑轉動，即動觸點平滑接觸和滑動。
如果平滑度不理想，會出現錯誤接收信號和混入噪音。
不過，使用油脂會產生下面的問題(1)由于油脂的薄膜位于觸點的接觸表面之間，觸點之間的接觸和導電性就總不令人滿意。
(2)由于滑動和摩擦產生的小顆粒混合物和灰塵混合物會污染油脂，導致潤滑特性和導電性變差。
(3)隨著時間的推移，油脂的成分可能凝固和變質，從而造成潤滑特性和導電性變差。
由于動觸點和定觸點都是由金屬制造的，彼此直接接觸和相互滑動，滑動和摩擦會產生細小的金屬顆粒。由于細小金屬顆粒的存在，容易出現接觸不良。更糟的是，各部分接觸狀態的變化會產生噪音。
因此，需要一種不使用油脂的旋轉開關，該開關觸點的彼此接觸不是通過加壓或滑動方法實現的。本發明解決了上述問題。
本發明提供一旋轉開關，它包括具有一組定觸點的一個基座，在定觸點的上方順序裝有一組觸點彈簧元件，每一彈簧元件的前端有一個動觸點；一組滾子狀或類似形狀的中間凸輪；和一個盤形的轉片，轉片的下表面上有一組圓弧凸臺。轉片的轉動使中間凸輪在轉片的下表面上的凸臺上方順序運動，同時沿垂直方向向下移動，并沿相反方向彎曲觸點彈簧元件，從而使觸點彈簧元件的動觸點與定觸點接觸，旋轉開關接通。中間凸輪沿垂直方向上向上移動的同時，中間凸輪在下方與凸臺分離，從而觸點彈簧元件恢復原位并向上移動，動觸點與定觸點分開，旋轉開關關斷。
本發明的其它目的，特點和優點通過下面結合附圖對最佳實施例的詳細描述將會更清楚。
圖1是本發明旋轉開關的主視圖，其中示出了旋轉開關的轉片；圖2是圖1沿B-B線的截面圖；圖3表示圖2中的旋轉開關的工作情況，此時小滾子已經移至轉片的凸臺上方以便動觸點和定觸點接觸(即旋轉開關接通)；圖4是本發明旋轉開關的基座的主視圖和側視圖；圖5是滾子形中間凸輪的主視圖和側視圖；圖6是中間凸輪板的主視圖，在其臂的前端上有一個短圓柱形中間凸輪，該圖還示出沿E-E線的中間凸輪板的橫截面圖；圖7是觸點彈簧元件板的主視圖及沿C-C線截取的橫截面視圖；圖8是轉片的主視圖，還示出沿D-D線截取的橫截面視圖。
現在參考附圖描述本發明的實施例。
旋轉開關A的總體結構(圖1-3)旋轉開關A包括具有預定數目的定觸點的(共有電路的一個觸點除外)一基座，定觸點位于相對于基座上的一個點的預定數目的同心圓a、b、c、d……上，基座1有觸點彈簧元件4a，每個觸點彈簧件在其前端有一個動觸點4，其布置方式是，動觸點4位于定觸點3的上方并和定觸點3相對。轉片6具有預定長度的凸臺8，凸臺8形成在相對于轉片6的轉盤6a的下表面的中心的同心圓a′、b′、c′和d′上，其位于基座1上的同心圓a、b、c、d的對面。中間凸輪5安裝在觸點彈簧元件4a上的方式是，中間凸輪5可以垂直運動，并由觸點彈簧元件4a的彈簧力向上推動。轉片6可轉動地安裝在中間凸輪5上，安裝方式是，轉片6的中心對準基座1的中心并且中心凸輪5可以通過觸點彈簧元件4a的向上推力推動轉片6的下表面。
這樣，轉片6的轉動就使中間凸輪5在轉片6的下表面上的凸臺8的上方順序運動，同時沿垂直方向上向下移動，向下彎曲觸點彈簧元件4a，使觸點彈簧元件4a的動觸點4與定觸點3接觸，于是旋轉開關接通。在中間凸輪5與凸輪8在下端分離的同時，中間凸輪5沿垂直方向上向上移動，從而觸點彈簧元件4a恢復原位并向上移動，動觸點4與定觸點3分開，旋轉開關關斷。
基座(圖4)在旋轉開關A中，基座1，比如說，在其上表面的中心有一個中心軸孔2，它與轉片6的中心軸7配合，預定數目的嚙合爪和轉片6的邊緣10b嚙合到和其外表面相應的位置，以固定基座1的上表面和轉片6的下表面，使其彼此隔開一定距離；在相對于中心的預定數目的同心圓a、b、c、d……上有預定數目的定觸點，一個外部輸入/輸出端子3a，它和定觸點3連成一體，若基座1由絕緣塑料模制而成，定觸點3和端子3a采用插入模制(insert-molded)。
觸點彈簧元件(未圖示)觸點彈簧元件4a是這樣布置的，預定數目的觸點彈簧元件的每一個在其前端都有一個動觸點4。每個觸點彈簧元件4a的基座都以這樣的方式被固定到基座1的一個部分上，即動觸點4位于定觸點3的上方。
作為另一方案，提供一具有凸出的觸點彈簧元件4a的觸點彈簧元件板4b，該彈簧元件是通過切割一個彈簧板形成的(見圖7)而在預定位置上形成多個動觸點4。觸點彈簧元件板46的板部分4c置于基座1上，每個觸點彈簧元件4a的動觸點4位于定觸點3的上方。
中間凸輪中間凸輪5可做成滾子狀，短圓柱狀，球狀或其它任意形狀，它位于在觸點彈簧元件4a上，插在觸點彈簧元件4a和轉片6之間，中間凸輪5的上端通過觸點彈簧元件4a的向上的推力壓抵在轉片6的下表面，使中間凸輪5沿垂直方向移動轉片6的凸臺8的高度，將垂直運動傳遞到觸點彈簧元件4a，使觸點彈簧元件4a沿相反方向彎曲上述高度。
滾子狀中間凸輪(圖5)向左右延伸的滾子狀的中間凸輪5的軸置于軸孔或一個軸槽9a中，軸槽9a可沿垂直方向延伸，以安裝與基座1的從每個定觸點3相鄰的位置上凸起的軸承9，中間凸輪5的軸可沿垂直方向運動。
固定到柔性臂上的中間凸輪固定到柔性臂5b前端并向左右延伸的短圓柱形或球形中間凸輪軸5支承于軸孔或軸槽9a中，軸槽9a沿垂直方向延伸，以安裝與基座1的從每個定觸點3相鄰的位置上凸起的軸承9，中間凸輪5的軸可沿垂直方向運動。
中間板(圖6)中間凸輪板5a有預定數目的臂5b，每個臂5b的前端有一個中間凸輪5，中間凸輪板5a的板部5c位于基座1或觸點彈簧元件板4b上，每個壁5b的前端上的中間凸輪5位于每個觸點彈簧元件4a上。
轉片(圖8)轉片6有一個中心軸7或一個在其圓盤部中心上的中心軸孔，邊緣10b位于其外圓周上，并與基座1的嚙合爪11嚙合，齒輪10用于使轉片6轉動。
再者，凸塊8形成在轉片6的下表面上的同心圓a′、b′、c′、d′……上。弧形凸臺8的長度和間隔可根據轉片旋轉時觸點從動觸點4到定觸點3經歷的時間長度隨意進行調整，即旋轉開關根據接收和發送信號的數目、時間和接觸定時被接通。
按照本實施例制造旋轉開關A的方法(見附圖)觸點彈簧元件板4b被置于基座1的一個部分中。并且，觸點彈簧元件板4b的觸點彈簧元件4a的動觸點4置于基座1的定觸點3的上方。
若使用滾子狀的中間凸輪5(見圖1至5)，中間凸輪5置于觸點彈簧元件板4b的接觸彈簧元件4a的上方。并且，中間凸輪5的軸被容納在基座1的軸承9的軸槽9a之中，從而中間凸輪5可沿垂直方向移動。
若使用中間凸輪板4b，中間凸輪板的板部分5c置于基座1的一個部分中，或置于觸點彈簧元件板4b的板部分4c上。再者，在每個臂5b的前端上的每個中間凸輪置于每個觸點彈簧元件4a的上方，而且每個中間凸輪5的軸被容納在基座1的軸承9的軸槽9a之中，從而中間凸輪5可沿垂直方向移動。
最后，轉片6的中心軸7被容納在基座1的中心軸孔2中。并且，轉片6的外圓周緣10b與嚙合爪11嚙合，轉片6可以轉動。這樣，旋轉開關A就被組裝好了。
在上述情況下，轉片6的下表面通過觸點彈簧元件4a的彈簧力被壓抵在被向上推動的中間凸輪5的頂端。而且，中間凸輪5被向下推到緣10b和嚙合爪11相嚙合的位置，同時觸點彈簧元件4a被向下沿反向彎曲。因此，基座1的動觸點4和定觸點3的全部距離被保持在預定值。
現在描述本實施例的操作情況。
當轉片6相對于中心軸7轉動時，每個中間凸輪5在圓盤6a的下表面上的凸臺8上方移動。因此，中間凸輪5的軸沿軸槽9a垂直向下移動凸臺8的高度。結果，觸點彈簧元件4a在向下的方向上被反向彎曲上述凸臺8的高度。因此，觸點彈簧元件4a前端上的動觸點4被向下移動，與定觸點3接觸(即旋轉開關A接通)。
在中間凸輪5被置于凸臺8上的時間內，觸點3和4連續被接觸(即旋轉開關A連續接通)，因此信號(脈沖)也就被連續發送或接收。
當轉片6進一步轉動，中間凸輪5與凸臺8在下方分開而達到絕緣位置，中間凸輪5恢復原位并上移。同時觸點彈簧元件4a也被彈性地回復原位，觸點3和4彼此分開(旋轉開關關斷)。
如上所述，轉片的轉動使抵壓在轉片的圓盤部分的下表面上的中間凸輪在凸臺上移動并同時轉動。結果，中間凸輪沿垂直方向向下移動，從而中間凸輪的向下的壓力就向下沿相反的方向彎曲觸點彈簧元件。因此，動觸點被壓抵在定觸點上，轉片的轉動又被轉換成中間凸輪的轉動或滑動運動。當中間凸輪空轉或停在觸點彈簧元件上時，各中間凸輪接觸，因此只有向下的壓力被傳送到觸點彈簧元件上，轉片的旋轉力不影響兩個觸點的接觸與分開(即開關的接通或斷開)。因此，兩個觸點只通過垂直運動執行接觸和分開，類似于壓力型開關，這種開關的觸點是垂直地彼此面對面布置。這樣，在兩個觸點之間就沒有必要涂加油脂3，從而可獲得極好的效果。
如上所述，由于中間凸輪是通過軸承之類支承的，以使中間凸輪在觸點彈簧元件上的預定位置上作垂直運動，無論轉片沿何方向轉動，即不考慮轉片是向右或向左轉動，中間凸輪總能沿垂直方向精確地移動。因此，動觸點和定觸點可以總是彼此接觸和彼此分開(即開關接通和斷開)。
由于被沿相反方向彎曲的觸點彈簧元件的動觸點是通過中間凸輪的向下運動所產生的壓力沿垂直方向上抵壓在定觸點上的，所以動觸點非常穩固地壓在定觸點上(即完全導通)，而當動觸點和定觸點滑動摩擦接觸時，這種摩擦是很輕微的。結果，觸點之間的震顫便可以被避免，觸點表面總是光滑的，這樣可以避免觸點生銹和污染造成的導電不良問題。
由于動觸點精確地與定觸點的預定部位接觸，需要用貴重金屬制造的區域就可以減小，從而成本可以降低。
由于轉片的中心軸與基座的中心軸配合，轉片的邊緣與基座的嚙合爪嚙合，則基座和轉片的中心就可以精確地對準。從而，中間凸輪可以被置于轉片的圓盤部分的下部(絕緣部分和凸臺)和觸點彈簧元件之間，通過觸點彈簧元件的彈簧力保持觸點的同一接觸狀態。因此，可以精確地保持動觸點和定觸點之間的距離，從而可以精確、有效和容易地確定由兩個觸點實現的開關的接通和關斷時間。
雖然結合最佳實施方式對本發明作了一些具體描述，可以理解，在不脫離本發明權利要求的精神和范圍的前提下，所公開的最佳實施方式的結構細節可以被改變，部件的組合和結構也可以改變。
權利要求
1.一個包括具有一組定觸點的基座的旋轉開關，其中，在所述定觸點的上方順序裝有一組觸點彈簧元件，每個觸點彈簧元件在其前端有一個動觸點；一組滾子狀或類似形狀的中間凸輪；和一個盤形轉片，轉片的下表面有一組圓弧凸臺，轉片的轉動使所述中間凸輪在所述轉片的下表面上的凸臺上方順序移動，同時沿垂直方向向下移動，并沿相反的方向彎曲觸點彈簧元件，使觸點彈簧元件的動觸點與定觸點接觸，所述旋轉開關接通，所述中間凸輪在沿垂直方向向上移動的同時與凸臺在下方分離，從而觸點彈簧元件恢復原位并向上運動，動觸點與定觸點分離，旋轉開關關斷。
2.按照權利要求1所述的旋轉開關，其中，所述基座在相對其上表面上的一點的同心圓上有預定數目的定觸點，所述基座具有觸點彈簧元件，每個彈簧元件在其前端有一個動觸點，從而所述動觸點位于所述定觸點的上方并和定觸點相對；所述轉片有預定長度的凸臺，凸臺形成在和基座上的同心圓相對的位置上的相對于圓盤形轉片的下表面的中心的同心圓上；所述中間凸輪置于所述觸點彈簧元件上，中間凸輪可以垂直運動，并通過觸點彈簧元件的彈簧力被向上推動，所述轉片可轉動地裝在中間凸輪上，且使轉片的中心對準基座的中心，所述中間凸輪通過所述觸點彈簧元件的向上推力推動轉片的下表面，旋轉開關和結構是，轉片的旋轉使中間凸輪在轉片的下表面上的凸臺上方順序地移動，同時沿垂直方向向下移動，向下彎曲所述觸點彈簧元件，從而使觸點彈簧元件的動觸點與定觸點接觸，所述旋轉開關接通，所述中間凸輪沿垂直方向上移動，同時中間凸輪在下方與所述凸臺分離，從而所述觸點彈簧元件恢復原位并向上移動，動觸點與定觸點分離，旋轉開關關斷。
3.按照權利要求1所述的旋轉開關的基座，其中，在基座上表面的中心上有一個中心軸孔或中心軸，它與轉片的中心軸或中心軸孔配合，預定數目的嚙合爪與轉片的邊緣嚙合到與邊緣的上表面相對應的位置，以便固定基座的上表面和轉片的下表面，使其彼此隔開一定距離，在相對于圓心的預定數目的同心圓上有預定數目的定觸點，外部輸入/輸出端子，其與所述定觸點連成一體，若基座由絕緣塑料模制而成，定觸點和所述端子采用插入模制。
4.按照權利要求1所述的旋轉開關的觸點彈簧元件，其中，在預定數目的觸點彈簧元件中，每個彈簧元件的前端都有動觸點，每個觸點彈簧元件的基座都以這樣的方式被固定到基座的一部分上，即動觸點位于所述定觸點的上方。
5.按照權利要求1所述的旋轉開關的觸點彈簧元件板，其中，觸點彈簧元件板上凸出的觸點彈簧元件是通過切割一彈簧板形成的，在預定位置上形成多個動觸點，觸點彈簧元件板的板部分置于所述基座上，每個觸點彈簧元件的動觸點位于所述定觸點的上方。
6.按照權利要求1所述的旋轉開關的中間凸輪，其中，所述凸輪為滾子狀，短圓柱狀，球狀或其它任何形狀，它置于所述觸點彈簧元件上，插在觸點彈簧元件和所述轉片之間，通過所述觸點彈簧元件的向上推力，所述凸輪的上端抵壓在轉片的下表面，所述凸輪可以沿垂直方向上移動一轉片凸臺的高度，垂直運動被傳遞到所述觸點彈簧元件上，沿相反方向使所述觸點彈簧元件彎曲所述的高度。
7.按照權利要求1所述的旋轉開關的一個中間凸輪，其中，向左和右延伸的所述滾子狀的中間凸輪的軸置于一個軸孔中或一個軸槽中，軸槽可沿垂直方向延伸，以安裝與基座的從每個定觸點相鄰的位置上凸起的軸承，中間凸輪的所述軸可沿垂直方向運動。
8.按照權利要求1所述的旋轉開關的一個中間凸輪，其中，固定到柔性臂前端并向左右延伸的短圓柱形或球形中間凸輪軸被支承于軸孔或軸槽中，軸槽沿垂直方向延伸，以安裝與基座的每個定觸點相鄰位置上的凸起的軸承，中間凸輪的軸可沿垂直方向運動。
9.按照權利要求1所述的旋轉開關的一個中間凸輪，其中，中間凸輪板有預定數目的臂，每個臂的前端有一個中間凸輪，所述中間凸輪板的板部分位于基座上或觸點彈簧元件板上，在每個臂的前端上的中間凸輪位于每個觸點彈簧元件上。
10.按照權利要求1所述的旋轉開關的轉片，其中，所述轉片有一個中心軸或一個在其圓盤部中心上的中心軸孔，在其外圓周上形成的邊緣和所述基座的嚙合爪嚙合，齒輪用于轉動轉片，凸臺形成在位于轉片下表面上的同心圓上，弧形凸臺的長度和間隔可根據轉片旋轉時觸點從動觸點到定觸點經歷的時間長度隨意進行調整，即旋轉開關根據接收和發送信號的數目、時間和接觸定時而接通。
全文摘要
具有一組定觸點的基座的旋轉開關，在定觸點的上方順序裝有一組觸點彈簧元件一組滾子狀中間凸輪；和一個盤形轉片，轉片的下表面有一組凸臺，轉片轉動使中間凸輪在凸臺上方順序移動，同時垂直向下移動，并反向彎曲觸點彈簧元件，使觸點彈簧元件的動觸點與定觸點接觸，旋轉開關接通，中間凸輪在垂直向上移動的同時與凸臺在下方分離，從而觸點彈簧元件恢復原位并向上運動，動觸點與定觸點分離，旋轉開關關斷。
文檔編號H01H19/10GK1160276SQ96123940
公開日1997年9月24日 申請日期1996年12月21日 優先權日1995年12月21日
發明者田中秀兒 申請人:美格電子工業株式會社