CN1086924A - 按钮开关 - Google Patents

Abstract

一种按钮开关，包括一有内部空间的壳体和一对 凹槽；一对长形固定接触带位于凹槽中，它的端部位 于凹槽的上端开口区域中，使之暴露在壳体的内部空 间中；一按钮组件容纳在壳体的内部空间中在伸展与 回缩位置间作往复运动；一弹簧促使按钮组件进入伸 展位置，按钮组件有一滑动接触元件，当按钮组件处 于伸展位置时，滑动接触元件上的接触腿与接触带暴 露的端部接触，使电路接通，当按钮组件处于回缩位 置时，离开相应的固定接触带，使电路断开。

Description

本发明涉及一种弹簧偏压的按钮开关，用于接通与断开电路（例如，相应于汽车的门和/或窗口打开而照亮的灯电路）。在最佳形式中，本发明体现出便于装配的结构，它们有助于用自动装置（例如装配机器人）进行装配。

本申请是关于1993年4月13日颁给Tsunesuke    Takano等人的名为“按钮开关”的美国专利5，201，410，其全部内容在此已被引入作为参考。

现有的按钮开关的例子已公开在上述美国专利US    5，201，410（今后简称之为“410专利”）中。其中，410专利的按钮开关包括确定出内部空间的相对的侧壁的壳体和一对固定的接触元件。按钮组件容纳在壳体的内部空间中并在伸展与回缩位置之间往复运动。按钮组件包括一对相对的侧面窗口，它们的下端由搭接壁构成。弹簧作用一偏置力使按钮组件移向其伸展位置。

一个基本为倒V形的滑动接触元件随同按钮组件一起在其伸展与回缩位置间运动，它有一对弹性腿，每个腿都有向外弯曲的接触区，当按钮组件移向伸展和回缩位置之一时，接触区与一对固定接触元件相接使电路接通，而当按钮组件移向伸展和回缩位置的另一位置时，至少与这对固定接触元件之一脱开，从而便电路断开。滑动接触元件还包括自弯曲的接触区延伸的端部突缘，其位置使之与相关的侧窗口的搭接壁分别接触以限制滑动接触元件双腿的向外弹性位移量。

虽然上述的现有的按钮开关显示出许多所期望的优点，但在某些部件，如固定接触元件和弹簧的组装上仍然存在着许多问题。这里，应注意在410专利中的固定接触元件是非对称的，即一个基本为L形，另一个基本是平面的。由于这种非对称性，使得自动操作（例如把固定接触元件压配在壳体中）更为复杂和困难。此外，偏置弹簧的螺圈直径一般小于容纳弹簧的壳体内部空间的直径，结果在组装开关部件时弹簧容易扭曲和/或弯曲成所不希望的形状，增加了组装错误的可能性，导使生产不合格开关。

本发明的主要目的是提供一种新颖的按钮开关。或者，更确切地，本发明的目的是提供一种具有便于组装从而有利于用自动装置（例如组装机器人）进行组装的新型弹簧偏置的按钮开关。

本发明的按钮开关包括一般为管状的（最好是圆柱形）的电气绝缘壳体，它确定出在其中容纳在伸展位置的回缩位置之间运动的按钮组件的内部空间。按钮组件本身包含按钮元件和滑动接触元件，滑动元件有一对自滑动接触底板向下延伸的弹性接触臂。于是，当按钮组件在其伸展位置与回缩位置间运动时带动滑动接触元件在壳体所确定的内部空间中作类似的运动。壳体中还有一对纵长取向的相对长凹槽。一对平面形状的固定接触条带分别位于凹槽之一中。依照本发明，至少每个凹槽的上端部位向着内部空间开口，进而每一固定接触带有足够的长度以伸展到置位于其中的相应凹槽的上部开口部位，于是到少每个固定接触带的上端暴露出来以与滑动接触臂电气接触，从而使外电路（例如汽车内部照明灯电路）接通。

最好在壳体上有遮盖住每个凹槽的大部分长度的内部挡壁。凹槽和相应的挡壁确定出用于接纳固定接触带的沟槽。挡壁上边缘最好形成斜角，以便在相应于按钮组件自其伸展位置和回缩位置的运动而在壳体的内部空间中下运动时使弹性接触臂能圆滑地过渡。从而当按钮组件在其回缩位置时，弹性接触臂与绝缘的挡壁接触而离开相应的接触元件，从而断开电气接触。

壳体中还提供有弹簧支承结构，用于支承弹簧使其作用在按钮元件上。按照本发明的实施例，弹簧支承结构为自壳体底部下凹的底壁形式，用以确定出容纳固定接触带的下部夹持端的腔室，底壁上还设有横向悬垂的分隔板，用以把腔室分割成供每个固定接触带的下部夹持端用的各自的分室。这样，就把固定接触带的下部夹持端分别有效地绝缘起来而且能防止机械应力的作用，于是就提供了对开关所在的相关电路导线的可靠的电气连接。

下面参照附图对本发明的实施例作详细的描述，其中各图中所有的相同代号代表相同的元件，附图中：

图1是本发明的弹簧偏置按钮开关的分解透视图;

图2是图1中按钮开关的剖视图;

图3是按图2中线3-3剖开的按钮开关的剖视图;

图4是图3中所示按钮开关沿线4-4的剖视图;

图5是在图1-4中所描述的按钮开关中所使用的按钮组件的详细剖视图;

图6和图7是表示类似于图3和4中所示的按钮开关的剖视图，但表示按钮开关在其回缩位置状态;

图8是可用于本发明开关的另一形式按钮组件的分解透视图;

图9是图8中按钮组件的放大剖视图;

图10本发明按钮开关另一实施例的剖视衅;

图11和12是又一按钮开关实施例的剖视图，示出了按钮组件在其伸展与回缩条件下分别使外电路接通与断开的情形。

按钮开关10的一个特定的优选实施例示于附图1-7中。如在图1中所见到的，按钮开关10通常包括按钮组件12和壳体组件14。按钮组件12本身包括带有在通常由管状绝缘壳体20所确定的内部空间20a中的滑动接触元件18的按钮元件16。此外，按钮组件12被容纳在壳体内部空间20a中使其可在伸展与回缩位置之间（即，如实施例所示的，分别使外电路通断的位置）作往复运动。

最好使用压缩弹簧22或类似偏压装置促使按钮组件12进入其伸展位置。为此，可以看出弹簧22的螺圈直径刚好略小于壳体20的内径（见图2-3）。这样可使装配时弹簧22的扭曲和/或变形最小。

最好将弹性合成橡胶帽24附装在壳体20的上环状突缘26（为表示方便在图1中用点划线示出），以便保护开关10的内部元件不受周围使用条件的影响。为此，最好环状突缘26上设有孔26a用来容纳为把开关10安装在其上而应用的相关基板P（见图3）的安装销柱（未示出）。在壳体20的外周缘上设有许多弹性夹持指20b，以使基板P被夹紧在环状突缘26和夹持指20b之间来定位地安装开关10。

最好，按钮元件16具有大致为矩形的形状并在其一对相对在侧壁上设有窗口16a，这些窗口16a的下部宽度由横向搭接壁16b确立。在按钮元件16的另外两相对侧壁上设有一对导向突缘16c。导向突缘16c对准在壳体20内部的各自的长导槽20c，用以防止按钮元件16在壳体20的内部空间20的内部空间20a中转动，并在伸展与回缩位置间往复运动期间引导按钮元件16。向上突出的一个致动乳突16d用具有相应形状的合成橡胶盖24上的帽24a盖住。

滑动接触元件18包括一对向下弯折的弹性接触臂18a，它们连接在基板18b上。每个接触臂18a上有向外弯曲的接触区18c，它终止在端部突缘18d在上。为在按钮元件16的内部置位后，弯曲的接触区18c将分别通过窗口16a而向外突出，而端部突缘18d将由于与搭接壁16b接触而限制接触臂18a的向外位移的大小。

如以上所简要描述的，滑动接触元件18由按钮元件16带动并保持在其中。为了便于装配这两种结构，滑动接触元件上设有连接在基板18b上的突起的环领18f，其尺寸紧密地包围着按钮元件16的内部导柱16e（见图2和5）。进而，基板18b上还设有向下的弹性安装耳18g，它们安置在按钮元件16的内部形成的各自的保持台面16f上（见图3）。这样在装配时，环领18f与导柱16e的共轴线对中将作为插入按钮元件16中时的滑动接触元件18定位导向之用。一旦滑动接触元件18插入到相当的程度，安装耳18g因自身弹性向外张开并安置在相应的保持突缘16f上。于是，滑动接触元件18被连接在按钮元件16中。

壳体20最好是模压的一体结构。为此，按照图1-7中所示的实施例，壳体20设有相对于壳体20的底端凹下的一体的底壁20d，以在壳体的底部形成一个凹进的腔室。最好底壁20d也设有悬重的成一体的横向分隔板20e，它确定出容纳固定接触带28的下部夹持端28a的分室20f。结果下部夹持端28a在分室20f中的配置使导线LW的电气连接被可靠地保持，因为分室20f将提供一种对抗机械应力的保护手段。

在本发明中重要的是在壳体20内设有一对纵长取向（即相对于壳体20的纵长轴线方向）的凹槽20g，每个凹槽的尺寸与形状用于分别把固定接触带28容纳在其中。一对挡壁20h中的每一个都沿纵向主要部分遮住各自的一个凹槽20g而使每个凹槽20g的上端向壳体20的内部空间方向开口。而且这些挡壁20h离开凹槽20g的底部一定距离以形成沟槽，其尺寸与形状用来容纳各自固定接触带28（例如，见图2）。挡壁20h的上部边缘制成斜角，为弯曲的接触区16c在其伸展与回缩位置间运动通过按钮元件16时提供一个斜面，从而有利于开关10的圆滑动作。

固定接触带28上设有向外指向的弹性锁舌28c，它伸入到壳体20上的相关孔20k中。这样，由于锁舌的向下倾斜，可以在装配时把固定接触带20插入由凹槽20g与挡壁20h所确定的沟槽中。然而，当固定接触带28已插入到足以使锁舌28c对准其相关孔20k时，它们将在其自身弹力作用下向外弹出，从而在壳体20中定位地锁住固定接触带28。

按钮元件16行程的最上位置是由一对在壳体20的环26的内部上的向内突出的挡块20i确定的，即，在弹簧22的偏压作用下按钮元件16的导向突缘16c进入与挡块20i接触，从而阻止其继续向上运动。这样，挡块20i与导向突缘16c的接触确定了按钮组件12的伸展位置。然而，响应作用在乳状突起16d上的向下的力，整个按钮组件12将被迫回缩至壳体10的内部空间20a中。这种状态示于图6-7中。结果，弯曲的接触区18c将搭在挡壁20h上（在这种运动中被斜角边缘20h所导向），使其离开固定接触带28并脱离其暴露端部而切断电路。当然，取消此向下的作用力将使按钮组件12在弹簧22提供的向上偏置力的作用下返回其伸展位置。

附图8和9示出了另一种形式的按钮元件16′和滑动接触元件18′，它们也可以用于上面所讨论的开关10中。可以看出按钮16′基本上与上面讨论过的按钮16相同，其主要不同是没有搭接壁16b。进而，槽16g可以形成在邻近于导向突缘16c的按钮元件16的侧壁上以改进突缘的弹性，从而有助于按钮元件16′最初插入至壳体20的内部空间20a中。由于未设搭接壁16b，应注意至在图8-9中所示的滑动接触元件18′上没有端部突缘18d。

附图10中所示的滑动开关10′基本上与上面讨论过的滑动开关10相同。但是，壳体20上设有向内的突耳20m，而取消了底壁20d，向内的突耳相对于壳体20的底端凹入以建立起一个容纳固定接触元件28的夹持端28a的腔室20f。和底壁20d一样，突耳20m也设有弹簧22的支承台座。

附图11和12示出了本发明的按钮开关10″的另一个实施例。如所见到的，按钮开关10″基本上与上面讨论的开关10相同，其主要不同是未设挡壁20h。为了接通与断开固定接触带28和弯曲的接触区16c之间的接触，前者的上端部上有向外实起的突出部28e。这样，当按钮元件16处于图11中所示的伸展位置时，在突出部28e和弯曲的接触区16c之间将产生接触。另一方面，当按钮元件16运动到如图12中所示的回缩位置时，就断开实出部28e与弯曲的接触区16c之间的接触。而且，当按钮元件处于其回缩位置时，借助于搭接壁16c与端部突缘18d限制了弹性臂18a的向外位移而阻止了弯曲的接触部分和接触带28在突出部28e以下发生接触。

已示出和描述的壳体20都是一种圆柱管状的结构。然而，也可以使用其它非圆柱截面的形状，例如矩形截面。

这样，虽然以上用被认为最实用与最佳的实施例相联系的形式描述了本发明，但应该理解到本发明并不局限于所公开的实施例，而是应该包括在所附的权利要求的精神实质与范围中的所有改型与等效变换方案。

Claims (24)

1、一种按钮开关，包括：

壳体，它确定出一个内部空间并有一对相对纵长取向的凹槽，至少上述凹槽的上端部位是向上述内部空间开口的；

一对长形固定接触带，它们分别位于上述的凹槽中，上述固定接触带有足够的长度使其端部位于凹槽的上端开口部位以暴露在壳体的上述内部空间中；

一个按钮组件，它被容纳在壳体的内部空间中以在伸展位置与回缩位置之间作往复运动；以及

一个促使上述按钮组件进入上述伸展位置的弹簧；其中

上述按钮组件包括一滑动接触元件，它随同按钮组件在上述伸展位置与回缩位置之间运动，上述滑动接触元件有一对弹性接触腿，当上述按钮组件位于伸展位置时，每个腿与上述固定接触带的暴露的端部分别接触从而使电路闭合，当上述按钮组件位于回缩位置时，该端部与上述相应的固定接触带分离，从而使电路断开。

2、如权利要求1所述的按钮开关，其中，上述壳体包括遮盖住上述凹槽大部的内挡壁，以使位于其中的上述固定接触带的端部暴露在上述确定出的壳体内部空间中。

3、如权利要求2所述的按钮开关，其中，上述挡壁有上部斜角边缘。

4、如权利要求1中所述的按钮开关，其中，上述壳体包括一个底壁，它在上述壳体的底部建立起一个凹进的腔室。

5、如权利要求4所述的按钮开关，其中，上述底壁包括一条横向分隔板以将上述腔室分割成至少一对分室。

6、如权利要求5所述的按钮开关，其中，上述固定接触带包括底部夹持端，用以连接与电路相连的导电线，上述每个底部夹持端分别位于上述一个分室中。

7、如权利要求1所述的按钮开关，其中，上述按钮组件包括一个带有中央导柱的按钮元件，而且其中上述滑动接触元件还包括一个与上述导柱套配的环领。

8、如权利要求1所述的按钮开关，其中，上述按钮组件包括一带有一对保持台座的按钮元件，而且其中上述滑动接触元件还包括一对弹性安装耳，每个安装耳安置在一个相应的保持台座上，从而把上述滑动接触元件连接在上述按钮致动器上。

9、如权利要求1所述的按钮开关，其中，上述壳体包括一对相对的导向槽，上述按钮组件还包括一对位于上述导向槽中的相对的导向突缘，它引导按钮组件在上述伸展位置与回缩位置间运动。

10、如权利要求1所述的按钮开关，其中，上述壳体上有一对孔，而且每一个上述固定接触带包括一个弹性锁舌，当上述固定接触带插入上述壳体中时，它位于相应的孔中。

11、如权利要求1所述的按钮开关，其中，上述固定接触带上有突出的突出部，它们在其上端部形成，上述滑动接触元件的上述弹性臂上有弯曲的接触部位，当按钮组件处于伸展位置时，弯曲的接触部位与相应的上述突出部之一接触。

12、如权利要求11所述的按钮开关，其中，上述按钮组件包括一个按钮元件，它有一对窗口，上述弯曲的接触元件分别自窗口伸出，还有确立上述窗口下部宽度的搭接壁，并且上述滑动接触元件的上述弹性臂还包括与上述搭接壁接触而限制上述弹性臂的向外移动量的端部突缘，以防止当按钮组件处于回缩位置时上述弯曲接触部位与上述固定接触带在上述突出部之下接触。

13、一种按钮开关，包括：

一壳体，它确定出一内部空间;

一对与上述壳体相连的固定接触元件，

一个按钮组件，它位于上述壳体的内部空间中并在伸展位置与回缩位置之间运动，它包括：

（a）带有一对内部保持台座的按钮元件;

（b）一滑动接触元件，它连接在上述按钮元件中以在上述伸展位置与回缩位置间运动;

（c）上述滑动接触元件有一对弹性接触臂，它们根据按钮组件在伸展位置与回缩位置间的运动而接通和断开与相应的上述固定接触元件的接触;

（d）上述滑动接触元件还有一对弹性安装耳，它们分别安置在上述按钮元件的上述内部保持台座上，以把上述滑动接触元件连接在上述按钮元件上。

14、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述壳体有一对纵长取向的相对的凹槽，相应的上述固定接触元件则位于其中。

15、如权利要求14所述的按钮开关，其中，上述壳体包括遮住上述凹槽的大部分长度的挡壁，而上述固定接触元件的上端暴露在上述壳体的内部空间中。

16、如权利要求15所述的按钮开关，其中，上述挡壁有上部斜角边缘。

17、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述壳体包括底壁，它在上述壳体的底端建立起一个凹入的腔室。

18、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述底壁包括一个横向的分隔板，它将上述腔室再分割成至少一对分室。

19、如权利要求18所述的按钮开关，其中，上述固定接触带具有底部夹持端，用以连接电路导线，每个上述底部夹持端位于相应的一个分室中。

20、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述按钮元件有一中央导柱，而且上述滑轮接触元件具有套配在上述导柱上的环领。

21、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述壳体包括一对相对的导向槽，而且上述按钮元件包括一对相对的导向突缘，它们位于上述导向槽中用以在伸展位置与回缩位置间运动时引导上述按钮元件。

22、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述壳体上具有一对孔，而且每一上述固定按触带有一弹性锁舌，当上述固定接触带插入上述壳体中时，锁舌位于相应的孔中。

23、如权利要求13所述的按钮开关，其中，上述固定接触带的上端形成突出的突出部，而且上述滑动接触元件的上述弹性臂上有弯曲的接触部位，当上述按钮元件处于伸展位置时，弯曲的接触部位与相应的上述突出部接触。

24、如权利要求23所述的按钮开关，其中，上述按钮元件有一对窗口，相应的上述弯曲接触元件自窗口伸出，还有确立上述窗口下部宽度的搭接壁，并且上述滑动接触元件的上述弹性臂还包括端部突缘，它们与搭接壁接触以限制上述弹性臂的外移量，以防止当上述按钮组件处于上述回缩位置时上述弯曲的接触部位与上述固定接触带在上述突出部之下接触。

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