一种旋钮开关的制作方法

本发明涉及汽车内饰电器技术领域，更具体地说，涉及一种旋钮开关。

背景技术：

目前汽车的内饰电器或控制模块大多设置有旋钮开关，来实现空调设备的温度调节、娱乐设备的音量调节等调节过程。

旋钮开关的内部通过机械接触式结构实现旋转或拨动控制，旋钮上设置有轨道面和可相对轨道面旋转的固定零件，二者之间设置有档位销，档位销一端设置弹片或弹簧等弹性件，另一端抵在轨道面上，档位销在弹性件的作用下与轨道面受力接触，当旋钮旋转时，其与轨道面形成相对受力运动实现旋转的连续档位手感。

然而，在实际使用过程中，弹性件在旋钮开关从一个档位转动至另一个档位的过程中受力压缩，因此长时间使用后，轨道面容易磨损，弹性件也容易疲劳，进而导致档位销晃动，影响档位销的定位效果，降低旋钮开关的控制精度。另外，弹性件在装配过程中需要具有一定的形变，才能保障对定位销的抵推效果，因此装配过程较为复杂。且旋钮开关需要为弹性件的形变预留一定的空间，因此需要的安装空间较大。

综上所述，如何提高旋钮开关的控制精度、同时减少产品结构空间和安装的限制，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种旋钮开关，其控制精度较高，同时安装方便，所需的安装空间较小。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种旋钮开关，包括第一磁性体、第二磁性体、固定支架、可相对于所述固定支架旋转的旋钮本体，所述固定支架和所述旋钮本体中一者设有档位锁紧部、另一者设有所述第一磁性体；所述第一磁性体和所述第二磁性体相对分布且磁性连接，二者分布在所述档位锁紧部的两侧，所述第一磁性体与所述档位锁紧部相抵、以便将所述旋钮本体固定于目标档位。

优选的，所述档位锁紧部包括沿所述旋钮本体旋转方向延伸的环形的轨道体，所述轨道体与所述第一磁性体相抵的侧壁设有沿所述旋转方向交替分布的凸起部和内凹部，所述固定支架设有用于限制所述第一磁性体沿所述旋转方向移动的安装部。

优选的，所述内凹部设有与所述第一磁性体贴合的导向面，以方便所述轨道体沿所述旋转方向转动。

优选的，所述内凹部呈凹陷的弧形结构；或所述凸起部呈凸起的弧形结构。

优选的，所述第一磁性体和所述第二磁性体中，一者为强磁性结构件，另一者为软磁性结构件。

优选的，所述安装部为设于所述固定支架的侧壁、且朝向所述轨道体的开口，所述第一磁性体设于所述开口中。

优选的，所述轨道体呈管状，所述第二磁性体为磁环，所述磁环套接于所述轨道体的内侧壁或套设于所述轨道体的外侧壁。

优选的，所述旋钮本体、所述第一磁性体分别位于所述轨道体的上侧、下侧，所述第二磁性体位于所述旋钮本体、所述第一磁性体之间。

优选的，所述第一磁性体为磁珠。

优选的，所述轨道体远离所述旋钮本体的端部设有线路板，所述线路板和所述轨道体之间设有用于检测所述轨道体旋转角度和旋转方向的传感器，所述传感器与所述线路板电连接。

本发明提供的旋钮开关包括第一磁性体、第二磁性体、固定支架、旋钮本体；其中，旋钮本体和固定支架中一者设置档位锁紧部，另一种设置与档位锁紧部相抵的第一磁性体；第一磁性体和第二磁性体分布在档位锁紧部的两侧，二者相对分布且磁性连接。

在工作过程中，第二磁性体在第一磁性体的作用下抵在档位锁紧部的表面，即第二磁性体和档位锁紧部保持锁紧状态，进而限制固定支架和旋钮本体的相对转动，使旋钮本体保持在目标档位。

本申请提供的旋钮开关采用磁性吸合方式替代现有技术中的弹性件，来实现对档位锁紧部的锁紧定位。一方面，第一磁性体和第二磁性体对轨道体的定位效果不受零件磨损和疲劳失效的影响，使旋钮本体旋转一定角度后能够保持在所需的位置而不发生晃动，实现了提高旋钮开关控制精度的效果。另一方面，旋钮开关不需要使用现有技术中的弹簧等力学零件，也不需为弹性的力学元件提供形变空间，因此旋钮开关所需的安装空间更小，安装更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的第一种旋钮开关的主视图；

图2为本发明所提供的第一种旋钮开关的俯视图；

图3为本发明所提供的第二种旋钮开关的主视图；

图4为本发明所提供的第二种旋钮开关的俯视图；

图5为本发明所提供的第三种旋钮开关的主视图；

图6为本发明所提供的第三种旋钮开关的侧视图。

图1～6中的附图标记为：

旋钮本体1、档位锁紧部2、内凹部21、凸起部22、固定支架3、第一磁性体5、第二磁性体4、开关垫6、线路板7、安装部8、光耦9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种旋钮开关，其控制精度较高，同时安装方便，所需的安装空间较小。

请参考图1～6，图1和图2分别为本发明所提供的第一种旋钮开关的主视图和俯视图；图3和图4分别为本发明所提供的第二种旋钮开关的主视图和俯视图；图5和图6分别为本发明所提供的第三种旋钮开关的主视图和侧视图。

本申请提供了一种旋钮开关，包括第一磁性体5、第二磁性体4、固定支架3、可相对于固定支架3旋转的旋钮本体1，固定支架3和旋钮本体1中一者设有档位锁紧部2、另一者设有第一磁性体5；第一磁性体5和第二磁性体4分布在档位锁紧部2的两侧，二者相对分布且磁性连接，第一磁性体5与档位锁紧部2相抵、以便将旋钮本体1固定于目标档位。

具体的，第一磁性体5和第二磁性体4可相互吸引，二者可以为极性相对的磁体，优选第一磁性体5和第二磁性体4中一者为强磁体材料制成，另一者为软磁体材料制成。其中，软磁体材料指能够与磁性零件能发生强吸力，难以被磁化且消磁快速的磁性材料，其自身并没有磁性，例如钢材料。强磁体材料无具体限定，能满足磁性强、零件尺寸精度高、表面光滑、磁性稳定性好即可；强磁体材料的极性并无特定要求，满足设计的磁吸力要求即可。

旋钮本体1与固定支架3可相对旋转，且二者之间设置有避免二者脱离的限位结构。在实际装配过程中，优选档位锁紧部2设于旋钮本体1，第一磁性体5设于固定支架3。更具体的，档位锁紧部2与旋钮本体1直接固联，保证连接可靠性，其中，固联包括一切形式的刚性连接，例如卡扣连接、螺钉连接、铆接、胶水粘接或者通过注塑等方式直接设计为同一个零件。

可选的，档位锁紧部2也可以设置在固定支架3上，此时第一磁性体5设置在旋钮本体1上。例如，旋钮本体1与第一磁性体5固定，并带动第一磁性体5旋转；相应的，第二磁性体4呈环形。则在旋钮本体1与固定支架3相对旋转的过程中，第一磁性体5始终与第二磁性体4吸合；而当旋钮本体1不受操作者的旋拧作用时，第一磁性体5受第二磁性体4的吸引而保持在固定位置，实现旋钮本体1的固定。

需要说明的是，为了方便叙述，下文各实施例和附图均以档位锁紧部2设于旋钮本体1、且第一磁性体5设于固定支架3的技术方案为例进行说明。档位锁紧部2设置在固定支架3上、且第一磁性体5设置在旋钮本体1上的技术方案可参考下文的实施例对应设置，本申请不再赘述。

在工作过程中，操作者旋拧旋钮本体1，在此过程中操作者对旋钮本体1施加的旋转力矩克服第一磁性体5对档位锁紧部2作用力，使旋钮本体1相对于固定支架3转动一定角度。当旋钮本体1达到目标档位后，用户撤去旋转力矩，此时第一磁性体5抵在档位锁紧部2表面，从而使旋钮本体1保持在目标档位。

本申请采用磁性吸合方式将旋钮本体1固定在目标档位，第一磁性体5和第二磁性体4对档位锁紧部2的定位效果不受零件磨损和疲劳失效的影响，优化旋钮开关操作手感的精度和长期使用稳定性。另外，旋钮开关手感的档位力由磁吸力实现，不需要额外提供力学零件，使零件结构更简单，零件数量得以减少，对空间需求得以降低。同时，第一磁性体5和第二磁性体4之间的磁吸力可以通过改变二者的磁性强度，例如改变充磁等工艺参数，而无需调整结构即可调整旋钮开关的手感强弱。

因此，本申请提供的旋钮开关可以满足降低旋钮手感公差要求，优化目前零件结构的空间要求及安装的便利性。

进一步的，为了优化旋钮开关的使用效果，本申请提供的一种实施例中，档位锁紧部2包括沿旋钮本体1旋转方向延伸的环形的轨道体，轨道体与第一磁性体5相抵的侧壁设有沿旋转方向交替分布的凸起部22和内凹部21，固定支架3设有用于限制第一磁性体5沿旋转方向移动的安装部8。

具体的，轨道体的第一侧与第一磁性体5相抵、第二侧设置第二磁性体4。凸起部22和内凹部21位于轨道体的第一侧，二者在第一侧的表面交替分布形成环形的换挡面。其中，凸起部22朝背离第二磁性体4的方向凸起，用于在轨道体转动过程中推动第一磁性体5远离第二磁性体4；内凹部21用于在旋钮本体1处于目标档位时与第一磁性体5相抵。

安装部8的作用是限制第一磁性体5沿旋转方向的移动，同时为第一磁性体5提供靠近或远离第二磁性体4的活动余量。安装部8可以有多种结构，例如，第一磁性体5设置有小孔，小孔从第一磁性体5的外侧壁向靠近第二磁性体4的方向延伸，安装部8为位于小孔中的限位柱。再例如，安装部8可以为设于固定支架3的侧壁、且朝向轨道体的开口，第一磁性体5设于开口中。开口可以具体为槽体结构，也可以为孔状结构。

第一磁性体5放置在开口中，且第一磁性体5和开口保持有一定的微小间隙，来保证第一磁性体5可以在开口内自由运动。优选第一磁性体5为球状的磁珠，可以理解的，第一磁性体5也可以呈片状、块状、柱状等结构，其形态主要是以结构空间和手感要求为准进行设计。另外，第一磁性体5的数量可以为一个，也可以为两个以上。

现有技术中，档位销一端与轨道体相抵、另一端设置弹簧。每个档位位置时档位销施加给轨道体的力最小，因此档位销容易晃动；而旋钮本体1旋转时弹簧压缩量增大，档位销对轨道体的压力增大，因此轨道体磨损相对更大。

本实施例中的第一磁性体5与第二磁性体4相吸引，且二者之间的磁吸力与二者的间距呈负相关，即二者间距越小磁吸力越大。在旋钮本体1旋转的过程中，第一磁性体5受凸起部22的抵推作用而远离第二磁性体4，此时第一磁性体5与第二磁性体4间距增大、磁性力减小，因此第一磁性体5对轨道体的压力较小，减少了轨道体的磨损；而当操作者撤去对旋钮本体1的旋转力时，第一磁性体5在磁力作用下靠近第二磁性体4、并与内凹部21相抵，使旋钮本体1处于所需的目标档位，此时第一磁性体5和第二磁性体4的间距较小，磁性力较大，第一磁性体5对轨道体的压力更大，从而迫使旋钮本体1停留到所需的目标档位上，避免旋钮本体1晃动。

在实际装配过程中，以安装部8为开口为例，由于第一磁性体5和第二磁性体4相互吸引，安装时可以在初始时将第一磁性体5放置于轨道体的侧部，磁吸力保证其不会掉落；也可以在其他零件装配后，将第一磁性体5从开口的另一侧放入，在磁力作用下第一磁性体5会与第二磁性体4吸引接近完成安装，此时开口结构简单，无需复杂的预装等结构设计。即旋钮开关具有结构简单、装配便捷的特点。

可选的，考虑到凸起部22和内凹部21之间呈阶梯状分布时，容易出现第一磁性体5卡滞的情况，进而影响旋钮本体1的正常旋转，因此，为了方便轨道体沿旋转方向转动，本实施例中，内凹部21设有与第一磁性体5贴合的导向面，使凸起部22和内凹部21通过连续的面结构进行过度，保障第一磁性体5与换挡面进行顺畅的相对移动。

可选的，参考图2，凸起部22呈凸起的弧形结构。或者，参考图4，内凹部21呈凹陷的弧形结构。具体的，弧形结构指截面呈弧形，其可以是由平面折弯后形成的弧形曲面，也可以是半球形曲面。可以理解的，凸起部22或内凹部21截面也可以呈三角形，凸起部22和内凹部21也可以形成波浪形的曲面。

可选的，本申请提供的一种实施例中，轨道体呈管状，第二磁性体4为磁环，参考图1和图2，当第一磁性体5设置在轨道体的内侧壁时，第二磁性体4套设于轨道体的外侧壁；参考图3和图4，当第一磁性体5设置在轨道体的外侧壁时，第二磁性体4套接于轨道体的内侧壁。在实际装配过程中，第二磁性体4可以与轨道体固定连接，也可以通过其他零件固定在特定位置，并与轨道体相对转动。

可选的，本申请提供的另一种实施例中，旋钮本体1、第一磁性体5分别位于轨道体的上侧、下侧，第二磁性体4位于旋钮本体1、第一磁性体5之间。

具体的，以图5和图6所示的视角为例，旋钮本体1在轨道体上端，固定支架3的安装部8在轨道体的下端，轨道体的凸起部22和内凹部21朝向下侧，第二磁性体4、轨道体的凸起部22、第一磁性体5、安装部8沿旋钮本体1的回转轴线从上至下依次分布。

在实际装配过程中，可以在轨道体的侧壁设置与换挡面位置对应的环形槽，环形槽可以设置在轨道体的内侧壁，也可以设置在外侧壁，第二磁性体4呈环形、且设于环形槽中。

可选的，为了将旋钮的旋转动作转换为可处理的电气信号，本申请提供的一种实施例中，轨道体远离旋钮本体1的端部设有线路板7，线路板7和轨道体之间设有用于检测轨道体旋转角度和旋转方向的传感器，传感器与线路板7电连接。

具体的，传感器将检测到的旋钮本体1的转动方向和转动角度反馈至控制器，后续控制器进行相应的响应，实现目标档位所对应的效果。另外，线路板7的一侧设置开关垫6。

轨道体上设计有栅格状结构，以满足当旋钮旋转时与线路板7上的光耦9进行互动，识别旋钮本体1的正反转和转动档位数量。当然，也可以是在轨道体上固联有若干极性的磁性结构或零件，与线路板7上的霍尔传感器互动实现信号转换等。可选的，也可以利用齿轮或其他传动结构将旋钮本体1的旋转动作转换为另一个或若干个零件的旋转动作，再与光耦9或者霍尔传感器等传感元器件互动。另外，光耦9和霍尔传感器也可以配合使用，一者用于检测旋钮本体1的转动方向，另一者用于检测转动角度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的旋钮开关进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。