一种方向盘开关按键结构及方向盘的制作方法

1.本发明属于方向盘开关按键技术领域，具体涉及一种方向盘开关按键结构及方向盘。


背景技术：

2.随着汽车科技的发展，汽车生产商从车主用车的便捷性和安全性出发，在汽车方向盘上集成了很多操作按钮，以尽可能实现驾驶员开始时能做到“目不离路，手不离盘”。以往的方向盘只具备喇叭按响功能，而如今的方向盘上具有复杂的按键结构，包括多向按键结构、滚轮结构以及拨杆按键结构等布局方式。
3.在常规的方向盘上，多向按键结构一般设置在喇叭按键两侧的辐条位置。而四向按键结构是多向按键结构中一个重要的按键结构。四向按键结构能够实现四个方向的按压功能，并且一般四向按键结构的中心位置还具有一个直压按键结构。但是由于四向按键结构与直压按键结构的构型设计，常常导致驾驶员在按动四向按键时，直压按键也会跟随四向按键运动，这样会误触到直压按键所对应的微动开关。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：旨在提供一种方向盘开关按键结构及方向盘，用来解决背景技术中指出的驾驶员在按动四向按键时，会误触到直压按键所对应的微动开关的问题。
5.为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
6.开关壳体；
7.四向面盖，具有四个按压部，所述四向面盖安装在开关壳体的顶侧；
8.四个按压连接件，分别与四向面盖的四个按压部的底侧接触，所述按压连接件沿z方向滑动安装在开关壳体上，并贯穿开关壳体；
9.直压按键，沿z方向滑动安装在四向面盖的中部，并贯穿四向面盖和开关壳体，所述直压按键的底侧固定有抵杆，所述抵杆的下端设有运动包络结构；
10.直压连接件，沿z方向滑动安装在开关壳体上，所述直压连接件的上侧与抵杆下端的运动包络结构相接触，且所述直压连接件的上侧面具有与运动包络结构相适配的运动包络凹槽；
11.电路板，设置在开关壳体的底侧，所述电路板上具有多个分别与按压连接件和直压连接件下端相接触的微动开关；
12.底座，安装在开关壳体的底侧，所述底座用于固定电路板。
13.通过采用上述技术方案，当驾驶员按动四向面盖上其中一个按压部时，会带动四向面盖中部的直压按键略微倾斜，而在运动包络结构与运动包络凹槽的相互配合下，即使直压按键略微倾斜，抵杆也不会抵触直压连接件，而导致直压连接件向下滑动，从而降低误触到直压按键所对应的微动开关的风险。
14.进一步限定，所述开关按键结构还包括将四向面盖铰接在开关壳体上的四向铰
链；所述四向铰链于x方向上的两侧设有x向转轴孔，所述开关壳体于x方向上的两侧设有x向转轴，所述x向转轴转动安装在与其同侧的x向转轴孔内；所述四向铰链于y方向上的两侧设有y向转轴，所述四向面盖于y方向上的两侧设有y向转轴孔，所述y向转轴转动安装在与其同侧的y向转轴孔内。
15.通过采用上述技术方案，将四向面盖铰接在开关壳体上，既便于驾驶员按动四向面盖上的按压部，又实现了该按键结构的简洁化。
16.进一步限定，所述四向面盖的中部设有供直压按键进入的直压通孔，所述四向面盖于直压通孔内设有多个沿z方向设置的导向槽，所述直压按键上具有与导向槽相适配的导向筋。
17.通过采用上述技术方案，便于直压按键在z方向上滑动。
18.进一步限定，所述直压按键上设有限位窗口，所述四向面盖于直压通孔内设有倒钩，所述倒钩滑动安装于限位窗口内，用于限制直压按键的z向行程。
19.通过采用上述技术方案，能够限制直压按键在z方向上的滑动行，从而使得直压按键不会与四向面盖脱离。
20.进一步限定，所述直压连接件上设有两根对角分布的导向杆，所述开关壳体的底侧具有与导向杆相适配的导向孔。
21.通过采用上述技术方案，使得直压连接件只能够在z方向上滑动，便于按动中部的微动开关。
22.进一步限定，所述开关壳体的中部具有供直压按键穿过的安装通孔。
23.通过采用上述技术方案，便于直压按键贯穿开关壳体与直压连接件接触。
24.进一步限定，四个所述按压连接件分别为前四向内轴、后四向内轴、左四向顶杆和右四向顶杆，所述前四向内轴和后四向内轴分别沿z方向滑动安装在安装通孔内的前后两侧，所述开关壳体于安装通孔的两侧分别设有左滑孔和右滑孔，所述左四向顶杆沿z方向滑动安装在左滑孔内，所述右四向顶杆沿z方向滑动安装在右滑孔内。
25.通过采用上述技术方案，便于按动四向面盖上四个按压部所对应的微动开关。
26.进一步限定，所述电路板上于每个微动开关的旁侧均设有灯源，所述前四向内轴、后四向内轴、左滑孔和右滑孔均为内部中空、上下侧敞口的贯通结构，所述前四向内轴、后四向内轴、左滑孔和右滑孔的内侧壁均作为背景光挡墙。
27.通过采用上述技术方案，四向面盖所对应的四个灯源能够分别直接穿过前四向内轴、后四向内轴、左滑孔和右滑孔，从而达到四向面盖上的四个按压部，而前四向内轴、后四向内轴、左滑孔和右滑孔的内侧壁作为背景光挡墙，能够防止背景光泄露，提升驾驶员的操控体验感。
28.进一步限定，所述开关按键结构还包括适配电路板的防水硅胶垫，所述防水硅胶垫覆盖在电路板上，所述防水硅胶垫的边缘具有用于包覆电路板边缘的翻边。
29.通过采用上述技术方案，对电路板起到防水保护的作用，提高电路板的安全性能。
30.一种方向盘，包括方向盘总成，所述方向盘总成的左侧辐条和/或右侧辐条上安装有如上述的一种方向盘开关按键结构。
31.采用上述技术方案的发明，具有如下优点：
32.1、本发明通过在直压按键上设置运动包络结构、在直压连接件上设置运动包络凹
槽，降低驾驶员在按压四向面盖时，误触到直压按键所对应的微动开关的风险。
33.2、本发明通过设计开关壳体、四向面盖、四向铰链、按压连接件、直压按键、直压连接件、电路板、底座等结构，实现该开关按键结构的紧凑性，节省设计空间的成本，并且操作简洁。
34.3、本发明通过将前四向内轴、后四向内轴、左滑孔和右滑孔的内侧壁均设计为背景光挡墙，能够减少背景光泄露的情况，提升驾驶员的操控体验。
35.4、本发明通过在电路板上设置防水硅胶垫，提高电路板的安全性能。
附图说明
36.本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
37.图1为本发明实施例一的结构示意图；
38.图2为本发明实施例一的爆炸示意图；
39.图3为本发明实施例一中四向面盖、四向铰链、开关壳体、前四向内轴和后四向内轴的结构示意图；
40.图4为本发明实施例一中四向面盖和直压按键的结构示意图；
41.图5为本发明实施例一中四向面盖和直压按键装配后的剖视图；
42.图6为本发明实施例一中直压按键和直压连接件的结构示意图；
43.图7为本发明实施例二的结构示意图；
44.主要元件符号说明如下：1、开关壳体；11、x向转轴；12、安装通孔；13、z向滑槽；14、左滑孔；15、右滑孔；2、四向面盖；21、按压部；22、y向转轴孔；23、直压通孔；24、导向槽；25、倒钩；3、四向铰链；31、x向转轴孔；32、y向转轴；41、前四向内轴；411、z向滑条；42、后四向内轴；43、左四向顶杆；44、右四向顶杆；5、直压按键；51、导向筋；52、限位窗口；53、抵杆；54、运动包络结构；6、直压连接件；61、导向杆；62、运动包络凹槽；7、电路板；71、微动开关；72、灯源；8、底座；9、防水硅胶垫；91、翻边；10、方向盘总成。
具体实施方式
45.以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。
46.实施例一
47.如图1～6所示，本发明的一种方向盘开关按键结构，包括开关壳体1、四向面盖2、四向铰链3、按压连接件、直压按键5、直压连接件6、电路板7、底座8和防水硅胶垫9。
48.四向面盖2上具有四个按压部21，四向面盖2通过四向铰链3铰接在开关壳体1的上侧。四向铰链3为一个类似矩形的框架体。四向铰链3于x方向上的两侧设有x向转轴孔31，即四向铰链3的左右两侧设有x向转轴孔31；而开关壳体1于x方向上的两侧固定有x向转轴11，即开关壳体1上的左右两侧固定有x向转轴11，两个x向转轴11分别转动安装在与其同侧的x向转轴孔31内。四向铰链3于y方向上的两侧固定有y向转轴32，即四向铰链3的前后两侧固
定有y向转轴32；而四向面盖2于y方向上的两侧设有y向转轴孔22，即四向面盖2的前后两侧设有y向转轴孔22，两个y向转轴32转动安装在与其同侧的y向转轴孔22内。通过设置四向铰链3，使得四向面盖2能够围绕x轴或y轴翻转，实现四个按压部21的按压功能。
49.四个按压连接件分别与四个按压部21的底侧相接触，并且均沿z方向滑动安装在开关壳体1上。这四个按压连接件分别为前四向内轴41、后四向内轴42、左四向顶杆43和右四向顶杆44。
50.开关壳体1的中部具有安装通孔12，前四向内轴41和后四向内轴42分别沿z方向滑动安装在安装通孔12内的前后两侧，并贯穿开关壳体1。具体的，安装通孔12内的前侧设有两个z向滑槽13，两个z向滑槽13左右对称设置，前四向内轴41的左右两侧均固定有z向滑条411，z向滑条411滑动安装于与其同侧的z向滑槽13内。后四向内轴42的安装方式与前四向内轴41的安装方式相同，不再赘述。前四向内轴41的上端与前侧的按压部21相接触，而后四向内轴42与后侧的按压部21相接触。
51.开关壳体1于安装通孔12的两侧分别设有左滑孔14和右滑孔15。左四向顶杆43沿z方向滑动安装在左滑孔14内，并贯穿开关壳体1；右四向顶杆44沿z方向滑动安装在右滑孔15内，并贯穿开关壳体1。左四向顶杆43的上端与左侧的按压部21相接触，右四向顶杆44的上端与右侧的按压部21相接触。在本实施例中，左滑孔14和右滑孔15均向上侧延伸的壳体结构，而两根x向转轴11分别固定在左滑孔14和右滑孔15的外侧壁上。
52.四向面盖2的中部具有直压通孔23，直压按键5沿z方向滑动安装在该直压通孔23内，并通过直压通孔23和安装通孔12贯穿四向面盖2和开关壳体1。具体的，四向面盖2于直压通孔23内设有多个沿z方向设置的导向槽24，直压按键5上固定有与导向槽24相适配的导向筋51，导向筋51滑动安装在与其对应的导向槽24内，实现直压按键5的z向滑动。
53.在本实施例中，直压按键5上设有限位窗口52，四向面盖2于直压通孔23内固定有倒钩25，倒钩25滑动安装于限位窗口52内，用于限制直压按键5的z向行程。通过倒钩25与限位窗口52的相互配合，既使得直压按键5能够顺畅地在z方向上滑动，又能够避免直压按键5与四向面盖2发生脱离的情况。
54.直压连接件6沿z方向滑动安装在开关壳体1的底侧，直压连接件6的上侧能够与直压按键5的下端相接触。具体的，直压连接件6上固定有两根导向杆61，导向杆61的轴线与z轴平行。开关壳体1的底侧具有与导向杆61相适配的导向孔，导向杆61滑动安装在导向孔内。
55.底座8固定在开关壳体1的底侧，而电路板7安装在底座8上。电路板7上具有多个微动开关71；而其中五个微动开关71分别与按压连接件和直压连接件6的下端相接触的。
56.本实施例以直压按键5为例，具体说明微动开关71的用法。当需要启动直压按键5所对应的功能时，首先向下按动直压按键5，直压按键5推动直压连接件6向下滑动，从而按动与直压连接件6相接触的微动开关71。其余微动开关71的打开方式均相同，不再赘述。
57.由于直压按键5安装在四向面盖2上，所以在按动四向面盖2上任意一个按压部21时，直压按键5会跟随四向面盖2倾斜，可常常会误触到直压按键5所对应的微动开关71。因此在本实施例中，直压按键5的底侧固定有抵杆53，抵杆53的下端设有运动包络结构54，该运动包络结构54能够与直压连接件6的上侧相接触，并且直压连接件6的上侧面具有与运动包络结构54相适配的运动包络凹槽62。由于运动包络结构54与运动包络凹槽62的相互配
合，使得直压按键5在跟随四向面盖2倾斜的过程中，抵杆53下端的运动包络结构54所扫过的范围，均不会与直压连接件6的上侧面发生强制性抵触，从而避免因直压按键5的倾斜运动将直压连接件6往下侧推动，导致误触到微动开关71的情况。
58.在常规的四向面盖2上，左右两个按压部21的距离相对前后两个按压部21的距离较远。为了适配这种结构，本实施例中抵杆53的数量设置为两根，两根抵杆53关于y向转轴32的轴线左右对称设置，并且两根抵杆53的连线与x向转轴11的轴线重合，抵杆53下端的运动包络结构54为类似半球形的曲面结构。而运动包络凹槽62的数量可以设置为三个，三个运动包络凹槽62间隔设置。
59.通过采用上述结构，当直压按键5未随四向面盖2倾斜时，左侧抵杆53的运动包络结构54与左侧的直压连接件6的上侧面相接触，并且其接触点位于左侧运动包络凹槽62的左侧，右侧抵杆53的运动包络结构54也与直压连接件6的上侧面相接触，并且其接触点位于右侧运动包络凹槽62的右侧，通过按动直压按键5，可顺利推动直压连接件6往下侧移动。当按动左侧的按压部21时，直压按键5随着四向面盖2围绕y向转轴32逆时针翻转，此时，左侧抵杆53的运动包络结构54离开直压连接件6的上侧面，并进入左侧的运动包络凹槽62中，而右侧抵杆53的运动包络结构54直接与直压连接件6分离，因此，不会推动直压连接件6往下移动。当按动右侧的按压部21时，直压按键5随着四向面盖2围绕y向转轴32顺时针翻转，此时，右侧抵杆53的运动包络结构54离开直压连接件6的上侧面，并进入右侧的运动包络凹槽62中，而左侧抵杆53的运动包络结构54直接与直压连接件6分离，因此，也不会推动直压连接件6往下移动。当按动前侧或者后侧的按压部21时，直压按键5随着四向面盖2围绕x向转轴11翻转，此时，两根抵杆53均直接与直压连接件6分离，因此，也不会推动直压连接件6往下移动。
60.本实施例中，电路板7上于每个微动开关71的旁侧均设有灯源72，该灯源72为led灯，为四向面盖2和直压按键5提供背景光。在常规的开关按键结构中，四向面盖2对应的背景光容易泄露，降低驾驶员的操控体验。而在本实施例中，前四向内轴41、后四向内轴42、左滑孔14和右滑孔15均为内部中空、上下侧敞口的贯通结构，前四向内轴41、后四向内轴42、左滑孔14和右滑孔15的内侧壁均作为背景光挡墙，使得这四个灯源72所提供的背景光通过前四向内轴41、后四向内轴42、左滑孔14和右滑孔15到达四个按压部21，降低背景光泄露的情况，提升驾驶员的操控体验。
61.本实施例中，防水硅胶垫9的整体结构与电路板7的结构相同，防水硅胶垫9覆盖在电路板7上，防水硅胶垫9的边缘具有用于包覆电路板7边缘的翻边91，能够防止电路板7进水，提高电路板7的安全性能。
62.实施例二
63.如图7所示，一种方向盘，包括方向盘总成10，方向盘总成10的左侧辐条和/或右侧辐条上安装有实施例中的一种方向盘开关按键结构。
64.以上对本发明提供的一种方向盘开关按键结构及方向盘进行了详细介绍。具体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。