磁控制开关的制作方法

1.本公开涉及控制开关。更具体地讲，本公开涉及非接触式控制开关。


背景技术：

2.电气开关用作各种行业中多种应用的控制开关。例如，在特定车辆市场诸如重型卡车、农业设备和施工设备中，采用控制开关来控制机动车辆照明、挡风玻璃擦拭器、后挡风玻璃加热、巡航控制功能、内部中央锁定和其他开关功能。控制开关可为摇臂开关的形式，该摇臂开关可由操作者推动以从空档位置(即，断开状态)旋转或倾斜到控制相关联的系统或部件的操作的一个或多个激活位置(即，接通状态)。
3.一种类型的控制开关是非接触式开关，该非接触式开关通过将磁体移动经过固定磁传感器诸如霍尔效应ic或磁阻传感器来操作，以便控制和确定由开关提供的模式。在现有的三位非接触式摇臂开关中，该开关可包括两个磁体和单个传感器。此类开关可被配置为当开关处于第一位置时移动正磁体靠近传感器，当开关处于第二位置时不移动磁体靠近传感器，并且当开关处于第三位置时移动负磁体靠近传感器。然而，此类开关可能易受外部磁场的影响。例如，当开关处于第二位置并且没有磁体靠近传感器时，外部磁场可作用于传感器。因此，传感器可能错误地指示开关处于第一位置或第三位置。


技术实现要素：

4.在一个实施方案中，一种开关包括开关外壳和安装到开关外壳的印刷电路板。印刷电路板包括至少第一磁体传感器和第二磁体传感器。开关还包括可移动地安装到开关外壳的按钮。按钮可在至少第一按钮位置、第二按钮位置和第三按钮位置之间移动。开关还包括磁体保持件，该磁体保持件与按钮接触并且可移动地安装到开关外壳。磁体保持件至少保持具有第一极性的第一磁体、具有不同于第一极性的第二极性的第二磁体、具有第二极性的第三磁体和具有第一极性的第四磁体。当按钮处于第一按钮位置时，该按钮将磁体保持件偏置到第一磁体保持件位置，其中第一磁体靠近第一磁体传感器，并且第二磁体靠近第二磁体传感器。当按钮处于第二按钮位置时，该按钮将磁体保持件偏置到第二磁体保持件位置，其中第二磁体靠近第一磁体传感器，并且第三磁体靠近第二磁体传感器。当按钮处于第三按钮位置时，该按钮将磁体保持件偏置到第三磁体保持件位置，其中第三磁体靠近第一磁体传感器，并且第四磁体靠近第二磁体传感器。
5.在另一实施方案中，一种操作开关的方法包括提供开关，该开关具有按钮、与按钮接触的磁体保持件、以及印刷电路板，该印刷电路板具有连接到其上的至少第一磁体传感器和第二磁体传感器。该方法还包括将按钮移动到第一按钮位置，从而将磁体保持件偏置到第一磁体位置，其中第一磁体靠近第一磁体传感器，并且第二磁体靠近第二磁体传感器。该方法还包括将按钮移动到第二按钮位置，从而将磁体保持件偏置到第二磁体位置，其中第二磁体靠近第一磁体传感器，并且第三磁体靠近第二磁体传感器。该方法还包括将按钮移动到第三按钮位置，从而将磁体保持件偏置到第三磁体位置，其中第三磁体靠近第一磁
体传感器，并且第四磁体靠近第二磁体传感器。
6.在又一实施方案中，一种摇臂开关包括摇臂开关外壳和安装到摇臂开关外壳的印刷电路板。印刷电路板包括第一磁体传感器。摇臂开关还包括围绕第一轴线可旋转地安装到摇臂开关外壳的按钮。该按钮可在第一按钮位置和第二按钮位置之间移动。摇臂开关还包括磁体保持件，该磁体保持件与按钮接触并且围绕不同于第一轴线的第二轴线可旋转地安装到摇臂开关外壳。磁体保持件保持具有第一极性的第一磁体和具有不同于第一极性的第二极性的第二磁体。当按钮处于第一按钮位置时，该按钮将磁体保持件偏置到第一磁体保持件位置，其中第一磁体靠近磁体传感器。当按钮处于第二按钮位置时，该按钮将磁体保持件偏置到第二磁体保持件位置，其中第二磁体靠近磁体传感器。
附图说明
7.在附图中，示出了结构，其与下面提供的详细描述一起描述了要求保护的发明的示例性实施方案。相同的元件用相同的附图标记标识。应当理解，被示为单个部件的元件可以用多个部件替换，并且被示为多个部件的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且出于说明的目的，可以夸大某些元件的比例。
8.图1是开关100的一个实施方案的透视图；
9.图2是处于空挡位置的开关100的透视图的横截面；
10.图3是处于第一位置的开关100的前视图的横截面；
11.图4是处于第三位置的开关100的前视图的横截面；
12.图5是处于空挡位置的开关100的透视图的另一横截面；
13.图6是处于第一位置的开关200的另选实施方案的前视图的横截面；
14.图7是处于第二位置的开关200的前视图的横截面；并且
15.图8是处于第三位置的开关200的前视图的横截面。
具体实施方式
16.图1示出了开关100的一个实施方案的透视图。开关100包括开关外壳110。虽然示出了用于单个开关的外壳，但在另选实施方案中，外壳可容纳两个或更多个开关。开关外壳110仅仅是示例性的，并且尺寸和特征可变化。
17.按钮120可移动地安装到开关外壳110。在例示的实施方案中，按钮120是围绕按钮轴线a1枢转的摇臂型按钮。按钮120被示出为具有凸形顶表面。在另选实施方案中，按钮可具有平的、凹的或成角的表面。
18.按钮120在此处被示出处于空档位置并且可在至少三个位置之间移动。例如，从这个角度来看，按钮120可在左侧向下(或第一)位置、此处所示的空档(或第二)位置和右侧向下(或第三)位置之间移动。第一位置、第二位置、第三位置的指定是任意的，并且仅用于解释的目的。在一个另选实施方案中，按钮可在两个位置之间移动。在另一另选实施方案中，按钮可在四个或更多个位置之间移动。虽然按钮120被示出和描述为摇臂型按钮，但应当理解，可实现其他按钮、开关和拨号盘。
19.图2示出了处于空挡位置的开关100的透视图的横截面。如在该视图中可见，按钮120包括接合磁体保持件140的杠杆臂130。磁体保持件140因此与按钮120接触并且可移动
地安装到外壳110。杠杆臂130是接纳在磁体保持件140的楔形开口中的直构件。该几何形状允许按钮120在接合磁体保持件140之前枢转预定距离。另选地，开口可具有任何几何形状，并且可为对称的或不对称的。在另选实施方案(未示出)中，楔形开口可由狭槽替换，或者磁体保持件可附连到按钮。虽然磁体保持件140被示出为圆盘，但应当理解，可采用任何几何形状。
20.磁体保持件140包括接纳第一磁体150a、第二磁体150b、第三磁体150c和第四磁体150d的开口。磁体150a
‑
d可通过粘合剂或其他附接装置固定在适当位置。在例示的实施方案中，磁体150a
‑
d被定位成与磁体保持件140的楔形开口相对。在其他实施方案中，磁体可位于磁体保持件上的任何位置。
21.第一磁体150a和第四磁体150d具有第一极性，并且第二磁体150b和第三磁体150c具有不同于第一极性的第二极性。例如，在一个实施方案中，第一磁体150a和第四磁体150d具有正极性，而第二磁体150b和第三磁体150c具有负极性。在一个另选实施方案中，第一磁体150a和第四磁体150d具有负极性，而第二磁体150b和第三磁体150c具有正极性。
22.开关100还包括安装到外壳110的印刷电路板160。印刷电路板160包括第一磁体传感器170a和第二磁体传感器170b。在例示的实施方案中，第一磁体传感器170a和第二磁体传感器170b直接安装在印刷电路板160上，并且因此线性地安装。在一个实施方案中，磁体传感器170a，b与磁体保持件140间隔开约2.5mm的距离。在另选实施方案中，磁体传感器170a，b与磁体保持件140间隔开任意距离，这取决于磁体和传感器的强度。
23.在另选实施方案(未示出)中，磁体传感器不直接安装在印刷电路板上，而是诸如通过有线连接与印刷电路板进行信号通信。此类布置将允许磁体传感器以非线性方式布置。例如，磁体传感器可被布置成弧形，使得它们与磁体保持件相距相等的距离。
24.为了进行示意性的说明，从该视图中省略了开关外壳110的所有其他内部部件。然而，应当理解，开关外壳可包括电线、电子器件或其他机械或电子部件。
25.在图2中，按钮120处于空档位置。使用上述编号约定，该空挡位置可被称为第二位置。在该第二位置，按钮120的杠杆臂130不与磁体保持件140接合。然而，为了将按钮120从另一位置移动到第二位置，杠杆臂130将磁体保持件140偏置到所示的第二磁体保持件位置，其中第二磁体150b靠近第一磁体传感器170a并且第三磁体150c靠近第二磁体传感器170b。
26.如上所述，第二磁体150b和第三磁体150c均具有第二极性。因此，第一磁体传感器170a和第二磁体传感器170b均感测第二极性。在一个实施方案中，印刷电路板160被构造成能够在确定第一磁体传感器170a和第二磁体传感器170b都感测到第二极性时传输预定信号。在一个另选实施方案中，印刷电路板160被构造成能够在确定第一磁体传感器170a和第二磁体传感器170b都感测到第二极性时不传输信号。
27.图3示出了处于第一位置的开关100的前视图的横截面。在第一位置，按钮120处于左侧向下位置。在例示的实施方案中，按钮120从空档位置逆时针旋转约15
°
。在一个另选实施方案中，第一按钮位置和第二按钮位置之间的角距离介于10
°
和20
°
之间。在其他另选实施方案中，第一按钮位置和第二按钮位置可分开任意角距离。为了将按钮120从另一位置移动到第一位置，杠杆臂130将磁体保持件140偏置到所示的第一磁体保持件位置，其中第一磁体150a靠近第一磁体传感器170a并且第二磁体150b靠近第二磁体传感器170b。磁体保持
件140从空挡位置旋转约30
°
至第一位置。在一个另选实施方案中，第一磁体位置和空挡磁体位置之间的角距离介于20
°
和40
°
之间。在其他另选实施方案中，第一磁体位置和第二磁体位置可分开任意角距离。由于磁体保持件140中的楔形开口，按钮120和磁体保持件140可旋转不同的量。按钮120和磁体保持件140也可围绕不同的轴线旋转，这也将导致部件旋转不同的量。
28.如上所述，第一磁体150a具有第一极性，并且第二磁体150b具有第二极性。因此，第一磁体传感器170a感测第一极性，并且第二磁体传感器170b感测第二极性。在一个实施方案中，印刷电路板160被构造成能够在确定第一磁体传感器170a感测到第一极性且第二磁体传感器170b感测到第二极性时传输预定信号。该预定信号可不同于当磁体保持件140处于空挡位置时发送的预定信号。在一个另选实施方案中，印刷电路板160被构造成能够在确定第一磁体传感器170a感测到第一极性且第二磁体传感器170b感测到第二极性时不传输信号。
29.图4示出了处于第三位置的开关100的前视图的横截面。在第三位置，按钮120处于右侧向下位置。在例示的实施方案中，按钮120从空档位置顺时针旋转约15
°
。在一个另选实施方案中，第三按钮位置和第二按钮位置之间的角距离介于10
°
和20
°
之间。在其他另选实施方案中，第二按钮位置和第三按钮位置可分开任意角距离。为了将按钮120从另一位置移动到第三位置，杠杆臂130将磁体保持件140偏置到所示的第三磁体保持件位置，其中第三磁体150c靠近第一磁体传感器170a并且第四磁体150d靠近第二磁体传感器170b。磁体保持件140从空挡位置旋转约30
°
至第一位置。在一个另选实施方案中，第三磁体位置和空挡磁体位置之间的角距离介于20
°
和40
°
之间。在其他另选实施方案中，第二磁体位置和第三磁体位置可分开任意角距离。
30.如上所述，第三磁体150c具有第二极性并且第四磁体150d具有第一极性。因此，第一磁体传感器170a感测第二极性，并且第二磁体传感器170b感测第一极性。在一个实施方案中，印刷电路板160被构造成能够在确定第一磁体传感器170a感测到第二极性且第二磁体传感器170b感测到第一极性时传输预定信号。该预定信号可不同于当磁体保持件140处于第一位置或空挡位置时发送的预定信号。在一个另选实施方案中，印刷电路板160被构造成能够在确定第一磁体传感器170a感测到第二极性且第二磁体传感器170b感测到第一极性时不传输信号。
31.图5示出了处于空挡位置的开关100的透视图的另一横截面。如在该视图中可见，按钮120可围绕第一轴线a1移动，并且磁体保持件140可围绕第二轴线a2移动。轴线偏移约2.5mm至3.mm的距离。在一个另选实施方案(未示出)中，按钮和磁体保持件可偏移任何距离。在另一另选实施方案(未示出)中，按钮和磁体保持件围绕同一轴线旋转。
32.在例示的实施方案中，开关外壳110还容纳由弹簧190向上偏置的柱塞180。柱塞180和弹簧190可将按钮120锁定到第一按钮位置、第二按钮位置和第三按钮位置中的一者。应当理解，可采用其他偏置或锁定构件，诸如扭转弹簧或弹性体构件。在一些实施方案中，可能期望按钮在被移动到第一位置、第二位置或第三位置之后保持在适当位置。在其他实施方案中，可能期望按钮在被移动到第一位置或第三位置之后朝向空挡位置往回偏置。
33.图6
‑
图8示出了开关200的另选实施方案。除了本文所述的差异之外，开关200与开关100基本上相同。应当理解，上文关于开关100所述的另选实施方案也可适用于开关200。
34.图6是处于第一位置的开关200的前视图的横截面。开关200包括开关外壳210，该开关外壳具有可移动地安装到其上的按钮220。按钮220在此示出为处于第一左侧向下位置并且可在至少三个位置之间移动。按钮220包括接合第一推杆240a的第一杠杆臂230a和接合第二推杆240b的第二杠杆臂230b。第一推杆230a同样与磁体保持件250的第一侧接合，并且第二推杆230b与磁体保持件250的第二侧接合。磁体保持件250因此间接地与按钮220接触并且可移动地安装到外壳110。推杆240a、b的长度允许磁体保持件250安装在与按钮220间隔开的位置处。在例示的实施方案中，杠杆臂230a、230b和推杆240a、240b为直构件，并且磁体保持件250为楔形，其中一侧由多个半径限定。然而，可采用其他几何形状。
35.磁体保持件250包括接纳第一磁体260a、第二磁体260b、第三磁体260c和第四磁体260d的开口。磁体260a
‑
d可通过粘合剂或其他附接装置固定在适当位置。第一磁体260a和第四磁体260d具有第一极性，并且第二磁体260b和第三磁体260c具有不同于第一极性的第二极性。例如，在一个实施方案中，第一磁体260a和第四磁体260d具有正极性，而第二磁体260b和第三磁体260c具有负极性。在一个另选实施方案中，第一磁体260a和第四磁体260d具有负极性，而第二磁体260b和第三磁体260c具有正极性。
36.开关200还包括安装到外壳210的印刷电路板270。在该实施方案中，印刷电路板270位于磁体保持件250上方。印刷电路板270包括第一磁体传感器280a和第二磁体传感器280b。在例示的实施方案中，第一磁体传感器280a和第二磁体传感器280b直接安装在印刷电路板270上，并且因此线性地安装。
37.在图6中，按钮220处于第一左侧向下位置。在该位置，按钮220的第一杠杆臂230a向下偏置第一推杆240a，这继而向下推动磁体保持件250的左侧。当磁体保持件处于该位置时，第三磁体260c靠近第一磁体传感器280a并且第四磁体260d靠近第二磁体传感器280b。
38.图7是处于第二空挡位置的开关200的前视图的横截面。在该位置，杠杆臂230a、230b、推杆240a、240b和磁体保持件250全部处于空挡位置。当磁体保持件处于该位置时，第二磁体260b靠近第一磁体传感器280a并且第三磁体260c靠近第二磁体传感器280b。
39.图8是处于第三右侧向下位置的开关200的前视图的横截面。在该位置，按钮220的第二杠杆臂230b向下偏置第二推杆240b，这继而向下推动磁体保持件250的右侧。当磁体保持件处于该位置时，第一磁体260a靠近第一磁体传感器280a并且第二磁体260b靠近第二磁体传感器280b。
40.虽然已经示出和描述了三位按钮的两个示例，但是应当理解，所讨论的原理可以应用于两位按钮。在此类实施方案中，磁体保持件将包括两个磁体—一个具有第一极性并且一个具有第二极性。开关外壳将包括单个磁体传感器。当按钮处于第一位置时，第一磁体将靠近单个磁体传感器。当按钮处于第二位置时，第二磁体将靠近单个磁体传感器。
41.同样，所讨论的原理可应用于四位按钮。在此类实施方案中，磁体保持件将包括六个磁体。在一个示例中，第一磁体、第二磁体和第三磁体具有第一极性，并且第四磁体、第五磁体和第六磁体具有第二极性。然而，可采用其他排列。开关外壳将包括三个磁体传感器。当按钮处于第一位置时，第一磁体将靠近第一磁体传感器，第二磁体将靠近第二磁体传感器，并且第三磁体将靠近第三磁体传感器。当按钮处于第二位置时，第二磁体将靠近第一磁体传感器，第三磁体将靠近第二磁体传感器，并且第四磁体将靠近第三磁体传感器。当按钮处于第三位置时，第三磁体将靠近第一磁体传感器，第四磁体将靠近第二磁体传感器，并且
第五磁体将靠近第三磁体传感器。当按钮处于第四位置时，第四磁体将靠近第一磁体传感器，第五磁体将靠近第二磁体传感器，并且第六磁体将靠近第三磁体传感器。
42.在其他实施方案中，按钮可在n个不同位置之间移动。外壳将容纳n
‑
1个磁体传感器，这些磁体传感器检测设置在磁体传感器上的2x(n
‑
1)个磁体。
43.另外，虽然上述实施方案描述了移动磁体和固定式磁体传感器，但在另选实施方案中，磁体传感器可相对于固定式磁体移动。在此类实施方案中，按钮将接合磁体传感器保持件，而不是磁体保持件。
44.在说明书或权利要求书中使用术语“包括(includes)”或“包括(including)”的程度上，其旨在以类似于术语“包括(comprising)”的方式为包括性的，如该术语在权利要求中被用作过渡词时进行解释的。此外，在使用术语“或”(例如，a或b)的程度上，其旨在表示“a或b或两者”。当申请人打算指示“仅a或b但不是两者”时，将采用术语“仅a或b但不是两者”。因此，术语“或”在本文中的使用是包括性的，而不是排他性的。参见bryan a.garner，a dictionary of modern legal usage 624(2d.ed.1995)(《现代法律用语词典624》(第2版，1995年))。此外，在说明书或权利要求书中使用术语“在
…
中”或“到
…
中”的程度上，其旨在另外表示“在
…
上”或“到
…
上”。此外，在说明书或权利要求书中使用术语“连接”的程度上，其旨在不仅表示“直接连接到”，而且还表示“间接地连接到”，诸如通过另一个或多个部件连接。
45.虽然已经通过本申请的实施方案的描述说明了本申请，并且虽然已经相当详细地描述了实施方案，但是申请人的意图不是将所附权利要求的范围制约或以任何方式限制于此类细节。本领域技术人员将易于想到附加优点和修改。因此，本申请在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性装置和方法、以及说明性示例。因此，在不脱离申请人的一般发明概念的精神或范围的情况下，可以偏离此类细节。