本發(fā)明涉及開關(guān)單元，并且特別地涉及一種具有非電式觸覺反饋墊的開關(guān)單元裝置。

背景技術(shù)：

汽車代表電氣開關(guān)的新興市場的主要(但不是排他的)示例?，F(xiàn)代汽車中的典型電動座椅具有與之關(guān)聯(lián)的多個開關(guān)，例如，用于調(diào)節(jié)前后位置、座椅角度、腰部支撐設(shè)定等等的一個或多個開關(guān)單元。集成到這些開關(guān)單元中的開關(guān)的觸感代表“用戶體驗(yàn)”的關(guān)鍵要素。因此，針對不同的開關(guān)，或者針對不同的開關(guān)功能，以及針對不同的開關(guān)應(yīng)用(例如，與經(jīng)濟(jì)或基本應(yīng)用相對的奢侈或高端應(yīng)用)，車輛制造商或者為車輛制造商供貨的原始設(shè)備制造商(oem)通常指定特定的觸覺曲線。

開關(guān)單元制造商在控制為了滿足變化和改變的觸感要求所需的開關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)量方面面臨重大挑戰(zhàn)。在滿足適用于至少一些類型的開關(guān)單元的電氣要求方面出現(xiàn)了進(jìn)一步復(fù)雜性。例如，所謂的拱頂開關(guān)使用可塌縮橡膠拱頂或“枕頭”作為可移動開關(guān)觸頭，其中拱頂?shù)南聜?cè)包括碳墊或其它導(dǎo)電材料。

然而，拱頂開關(guān)一般不適合用在高電流應(yīng)用中，諸如開關(guān)單元將用于將電流切換到用于電動座椅調(diào)節(jié)的馬達(dá)。高電流開關(guān)通常使用“硬”開關(guān)觸頭，即，成組的金屬觸頭。雖然金屬開關(guān)觸頭非常適合于切換與電動座椅馬達(dá)關(guān)聯(lián)的高電流，但是金屬開關(guān)觸頭傾向于是大聲的，并且設(shè)定或控制其觸感是具有挑戰(zhàn)性的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施方式提供了開關(guān)單元，該開關(guān)單元使用非電式觸覺反饋墊來調(diào)節(jié)所包括開關(guān)的觸感。作為非限制性的優(yōu)點(diǎn)，將所述觸覺反饋墊與電氣切換操作分離允許電觸頭被構(gòu)造用于高電流應(yīng)用，同時依靠所述觸覺反饋墊來限定或“調(diào)整”所述開關(guān)單元的觸感。而且，只需通過安裝不同的觸覺反饋墊，相同的開關(guān)單元設(shè)計(jì)就可用于滿足各種各樣的觸感要求。也就是說，只需通過改變用在所述開關(guān)單元中的所述觸覺反饋墊，相同的開關(guān)單元就能重新構(gòu)造成具有不同的觸覺響應(yīng)曲線，不會影響所述開關(guān)單元的電氣特性。

根據(jù)一些實(shí)施方式，一種開關(guān)單元包括：殼體組件；以及開關(guān)，所述開關(guān)包括構(gòu)造為觸頭對并被支撐在所述殼體組件內(nèi)的第一電觸頭和第二電觸頭。所述開關(guān)單元還包括非電式觸覺反饋墊，所述觸覺反饋墊與所述開關(guān)分離并被支撐在所述殼體組件內(nèi)。所述觸覺反饋墊具有構(gòu)造的壓縮力分布，用于經(jīng)由以可移動的方式支撐在所述殼體組件內(nèi)的致動器組件來施加與所述開關(guān)的致動關(guān)聯(lián)的期望觸覺曲線。所述致動器組件包括第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件延伸至所述殼體組件的外部并聯(lián)接到一個或多個內(nèi)部構(gòu)件，所述一個或多個內(nèi)部構(gòu)件被構(gòu)造成，當(dāng)所述第一構(gòu)件在限定的開關(guān)致動方向上移動時所述一個或多個內(nèi)部構(gòu)件致動所述開關(guān)并同時壓縮所述觸覺反饋墊。

當(dāng)然，本發(fā)明并不限于上述特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將在閱讀以下詳細(xì)描述以及觀察附圖時認(rèn)識到額外的特征及優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是開關(guān)單元的一個實(shí)施方式的立體圖。

圖2是圖1的開關(guān)單元的電氣原理圖。

圖3是開關(guān)單元的一個實(shí)施方式的剖切立體圖。

圖4和圖5是開關(guān)單元的示例實(shí)施方式的分解圖。

圖6和圖7是開關(guān)單元的示例觸覺曲線的圖示。

具體實(shí)施方式

圖1是包括殼體組件12的開關(guān)單元10的一個實(shí)施方式的立體圖，殼體組件12包括蓋14和殼體16。開關(guān)單元10進(jìn)一步包括用于電連接的一個或多個引線或端子18。

圖2是開關(guān)單元10的示例非限制性電氣原理圖。根據(jù)圖2，開關(guān)單元10諸如為電動座椅中的上下馬達(dá)和前后馬達(dá)提供了四個連接的開關(guān)。

圖3描繪了開關(guān)單元10的剖視圖。應(yīng)看到，開關(guān)單元10包括至少一個開關(guān)20，開關(guān)20包括第一電觸頭22和第二電觸頭24。電觸頭22和24被構(gòu)造為觸頭對并被支撐在殼體組件12內(nèi)。特別是，在圖中，兩個這樣的開關(guān)20-1和20-2是可見的，并且各具有第一觸頭22和第二觸頭24。將理解的是，相對于圖2的示例示意圖，開關(guān)單元10還將具有開關(guān)20-3和20-4(未示出)。除非為了清楚的需要，否則無任何后綴的附圖標(biāo)記“20”用于指代任何給定的一個或多個開關(guān)。

圖3進(jìn)一步示出了，每個開關(guān)20均具有對應(yīng)的非電式觸覺反饋墊26，非電式觸覺反饋墊26與開關(guān)20分離并被支撐在殼體組件12內(nèi)。在圖中，開關(guān)20-1與觸覺反饋墊26-1關(guān)聯(lián)，并且開關(guān)20-2與觸覺反饋墊26-2關(guān)聯(lián)。對于給定的開關(guān)20，對應(yīng)的觸覺反饋墊26具有構(gòu)造的壓縮力分布，用于施加與開關(guān)20的致動關(guān)聯(lián)的期望觸覺曲線。

在示出的開關(guān)單元構(gòu)造中，開關(guān)20在殼體組件12內(nèi)的致動經(jīng)由以可移動的方式支撐在殼體組件12內(nèi)的致動器組件28來完成。例如，致動器組件28可構(gòu)造為提供多軸致動的操縱桿狀致動器。

在此，致動器組件28包括第一構(gòu)件30，第一構(gòu)件30延伸至殼體組件12的外部并聯(lián)接到一個或多個內(nèi)部構(gòu)件32。內(nèi)部構(gòu)件32被構(gòu)造成致動被支撐在殼體組件12內(nèi)的一個或多個開關(guān)20，同時當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件30在限定的開關(guān)致動方向上移動時壓縮對應(yīng)的觸覺反饋墊26。例如，如果第一構(gòu)件30朝向開關(guān)20-1移動或傾斜，則構(gòu)件32-1的端部34-1向下移動以致動開關(guān)20-1，與此同時，構(gòu)件32-2的端部34-2向上移動而與觸覺反饋墊26-1進(jìn)行壓縮接合。換句話說，致動開關(guān)20-1會壓縮觸覺反饋墊26-1。相對于開關(guān)20-2和對應(yīng)的觸覺反饋墊26-2的致動也是如此。

因此，雖然當(dāng)經(jīng)由致動器組件28致動開關(guān)20時，殼體組件12內(nèi)的每個開關(guān)20可對用戶體驗(yàn)到的整體觸感的一部分做出貢獻(xiàn)，但是整體觸感是通過對應(yīng)于開關(guān)20的觸覺反饋墊26的壓縮力分布來建立的。也就是說，觸覺反饋墊26能用于建立或調(diào)整觸感，并且以另外的方式與具有相同設(shè)計(jì)的另一開關(guān)單元10相同的開關(guān)單元10只需通過在其中安裝不同的觸覺反饋墊26就能呈現(xiàn)明顯不同的觸覺響應(yīng)曲線。

由此，在至少一個實(shí)施方式中，如本文中考慮的開關(guān)單元10包括第一開關(guān)20-1和第二開關(guān)20-2。對應(yīng)地，開關(guān)致動組件28的一個或多個內(nèi)部構(gòu)件32包括構(gòu)造成在相反的方向上一致地移動的對置的第一致動器臂32-1和第二致動器臂32-2。根據(jù)所描繪的構(gòu)造，使第一構(gòu)件30在第一開關(guān)致動方向上移動導(dǎo)致第一致動器臂32-1致動第一開關(guān)20-1，同時導(dǎo)致第二致動器臂32-2壓縮第一非電式觸覺反饋墊26-1。相反，使第一構(gòu)件30在相反的第二開關(guān)致動方向上移動導(dǎo)致第二致動器臂32-2致動第二開關(guān)20-2，同時導(dǎo)致第一致動器臂32-1壓縮第二非電式觸覺反饋墊26-2。

值得注意的是，每個開關(guān)20的第一電觸頭22和第二電觸頭24可以是適于切換超過一安培的電流的一對金屬觸頭。該特征使開關(guān)單元10非常適合于高電流應(yīng)用，這是經(jīng)由觸覺反饋墊26來定制開關(guān)單元10的觸感的有利能力之外的額外優(yōu)點(diǎn)，觸覺反饋墊26可在具有相同設(shè)計(jì)的開關(guān)單元10之間可移除或至少可互換。

在至少一些實(shí)施方式中，一個或多個內(nèi)部構(gòu)件32構(gòu)造成搖臂裝置。搖臂裝置的內(nèi)部構(gòu)件32至少包括在殼體組件12的內(nèi)部內(nèi)延伸的第一致動器臂32-1以及在殼體組件12的內(nèi)部內(nèi)延伸的對置的第二致動器臂32-2。第一致動器臂32-1具有定位在第一開關(guān)20-1與第二非電式觸覺反饋墊26-2之間的第一端部34-1。第二致動器臂32-2具有定位在第二開關(guān)20-2與第一非電式觸覺反饋墊26-1之間的第二端部34-2。

在此，“之間”應(yīng)理解為搖臂端部34-1(或34-2)在其上方具有觸覺反饋墊26-1(或26-2)并且在其下方具有用于開關(guān)20-1(或20-2)的電觸頭22或24。當(dāng)然，例如，術(shù)語“上方”和“下方”并非旨在限制并且僅用于建立相對于圖1和圖3中看到的開關(guān)取向的方便的參考框架。利用該布置，使第一構(gòu)件30在第一方向上傾斜導(dǎo)致第一端部34-1致動第一開關(guān)20-1并導(dǎo)致第二端部34-2接合第一觸覺反饋墊26-1。使第一構(gòu)件30在相反的第二方向上傾斜導(dǎo)致第二端部34-2致動第二開關(guān)20-2并導(dǎo)致第一端部34-1接合第二觸覺反饋墊26-2。

圖4示出了四通開關(guān)單元10的第一設(shè)計(jì)的分解圖。致動器組件28包括位于彈簧42上的防振動插塞40，彈簧42插入到第一構(gòu)件30中或者以另外的方式與第一構(gòu)件30接合。

還看到，在此形成為盤的構(gòu)件44包括或承載多個觸覺反饋墊26，例如，包括在開關(guān)單元10中的每個開關(guān)20有一個觸覺反饋墊26。實(shí)施在該實(shí)施方式中的四個開關(guān)20使用公共的常閉端子46、一組四個可移動彈簧48、帶接觸片的一組四個可移動臂50、一組四個鉤52和一組四個接觸端子54而形成。

圖5示出了類似的布置，除了：開關(guān)20使用一組四個常閉端子56、帶電接觸片的一組四個可移動臂58、一組公共端子60和一組常開端子62而形成。

因此，圖4和圖5能理解為描繪用于實(shí)施開關(guān)單元10內(nèi)的非電式觸覺反饋墊26的示例細(xì)節(jié)。特別是，觸覺反饋墊26可實(shí)施為以可移除的方式支撐在開關(guān)單元10的殼體組件12內(nèi)的構(gòu)件44的一部分。

例如，構(gòu)件44包括由彈性體或其它彈性材料制成的盤。在一個這樣的實(shí)施方式種，每個觸覺反饋墊26均包括形成在彈性構(gòu)件44內(nèi)的可塌縮拱頂。在另一實(shí)施方式中，每個觸覺反饋墊26均包括構(gòu)件44的加厚部分。由此，觸覺反饋墊26操作為軟止動件以限制致動器組件28的行程。

經(jīng)由構(gòu)件44來實(shí)施觸覺反饋墊26允許開關(guān)單元制造商構(gòu)建或重新構(gòu)造給定的開關(guān)單元10以具有特定的觸覺反饋響應(yīng)，或者具有針對多個所包括的開關(guān)20的特定的一組觸覺反饋響應(yīng)，只需通過選擇或改變構(gòu)件44。相同的開關(guān)單元10能僅通過選擇適當(dāng)?shù)臉?gòu)件44而具有不同的觸覺反饋響應(yīng)。而且，應(yīng)該理解的是，在構(gòu)件44承載超過一個觸覺反饋墊26的情況下，這些觸覺反饋墊26中的兩個以上可具有不同的壓縮力分布，即，它們可提供不同的觸感響應(yīng)曲線。

仍進(jìn)一步，由構(gòu)件44承載的任何一個或多個觸覺反饋墊26可具有“快動(snap)”致動或非快動致動，其中快動致動具有明顯的非線性壓縮力分布，其致使更高的初始阻力，隨后當(dāng)觸覺反饋墊26被壓縮超過某一點(diǎn)或量，阻力急劇地或階躍變化地降低。在這方面，觸覺反饋墊26能形成為構(gòu)件44中的拱頂或枕頭，或者僅形成為構(gòu)件44的加厚區(qū)域，或者整個構(gòu)件44可形成為使之具有任何點(diǎn)都適合用作觸覺反饋墊26的可能連續(xù)的較寬區(qū)域或范圍。

無論將觸覺反饋墊26實(shí)施在構(gòu)件44中的具體情況如何，在一個或多個實(shí)施方式中，構(gòu)件44被構(gòu)造成當(dāng)它安裝在殼體組件12內(nèi)時隔離殼體組件12的下部內(nèi)部。構(gòu)件44從而為定位在殼體組件12的下部內(nèi)部內(nèi)的開關(guān)20提供了隔音和防水性中的至少一者。由此，作為一些實(shí)施方式中的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)件44不僅用作觸覺反饋墊26的載體，而且降低了開關(guān)聲音并且為開關(guān)20提供了流體和/或污染抗性。對應(yīng)地，在至少一些實(shí)施方式中，開關(guān)單元10被構(gòu)造成使得觸覺反饋墊26能獨(dú)立于開關(guān)20而安裝在殼體組件12中并從殼體組件12移除。

由開關(guān)單元10中的開關(guān)20呈現(xiàn)的整體觸覺曲線能理解為以下兩個觸覺曲線的和：每個開關(guān)20的觸覺曲線和對應(yīng)的觸覺反饋墊20的觸覺曲線。然而，與觸覺反饋墊26關(guān)聯(lián)的曲線可以是主導(dǎo)的。

圖6和圖7分別是使用“非快動”類型和“快動”類型的墊而構(gòu)建的開關(guān)單元觸覺曲線的兩個示例。圖6示出了三條非快動觸覺曲線的圖表。下觸覺曲線對應(yīng)于開關(guān)20并能理解為代表其“原本”或固有的觸覺響應(yīng)曲線。中間觸覺曲線代表結(jié)合開關(guān)20使用的觸覺反饋墊26的觸覺響應(yīng)曲線。上觸覺曲線示出了開關(guān)20和觸覺反饋墊26的觸覺響應(yīng)曲線的所得總和，由此代表當(dāng)致動開關(guān)20時用戶體驗(yàn)到的觸覺響應(yīng)。

注意到，在該示例中，0.75mm標(biāo)記代表開關(guān)20的觸頭閉合點(diǎn)，并且1.50mm標(biāo)記代表開關(guān)20的硬止動件極限。應(yīng)看到，觸覺反饋墊26的觸覺響應(yīng)曲線顯著軟化或者以另外的方式掩蔽由赤裸開關(guān)20呈現(xiàn)的硬止動件。換句話說，通過使用觸覺反饋墊26而獲得的若干優(yōu)點(diǎn)之一在于，在用戶遇到開關(guān)20的行程極限時其為整體開關(guān)單元10施加“軟止動件”特性。

圖7示出了類似的情況，除了：所討論的觸覺反饋墊26構(gòu)造有快動類型的響應(yīng)。由此，開關(guān)單元10能構(gòu)造有快動類型的觸覺反饋墊26，或非快動類型的觸覺反饋墊26，或者快動類型和非快動類型的觸覺反饋墊26的混合。

進(jìn)一步，在成品安裝中通常緊固到開關(guān)致動器組件28的第一構(gòu)件30的致動器旋鈕或附件可以是不對稱的，并且可包括除方形、柱形或球形之外的形狀。因此，觸覺反饋墊26可設(shè)計(jì)有對應(yīng)于不同致動器移動方向的不同觸覺曲線，以便在不同的致動方向上平衡用戶體驗(yàn)到的感覺，或者向不同的致動方向和/或不同的調(diào)節(jié)功能施加明顯不同的觸感。

值得注意的是，受益于前述描述和關(guān)聯(lián)附圖中所呈現(xiàn)的教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到公開發(fā)明的修改及其它實(shí)施方式。例如，滑動的而不是搖動的致動器可用在開關(guān)單元10中，當(dāng)開關(guān)20被致動時，滑動的致動器與一個或多個觸覺反饋墊26滑動地接合。

因此，應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不限于所公開的具體實(shí)施方式，并且修改及其它實(shí)施方式旨在被包括于本公開的范圍內(nèi)。雖然可在本文中采用具體術(shù)語，但是術(shù)語僅在一般和描述性意義上使用，而不是出于限制目的。