CN1097529C - 加速器模件 - Google Patents

Abstract

一种加速器模件，包括：一个装有电阻元件的印刷线路板，一个旋转地安装在印刷线路板上的致动器，一个安装在致动器第一端上的电刷部件。一个与电力车辆加速器踏板连接的转动输入轴，轴上固定安装一个输入轴柄，输入轴柄转动地与致动器第二端相接。这种结构配置构成了一个机械上先进的联运系统，旋转输入轴及其输入轴柄的预先确定的旋转运动，转变成为致动器及其电刷部件沿着印刷线路板上的电阻元件作提高的、增大或放大的转动。

Description

加速器模件

本专利申请与1996年2月16日提出的08/603,041号、名称为“用于电开关和可变电阻模件的设备及方法”的美国专利申请相关。

本发明涉及同时使用的电开关和可变电阻装置，特别是涉及可现成地装进电力车辆用的加速器模件中的电开关和可变电阻装置。

实际上，电开关和可变电阻装置应用于许多不同的方面，用来进行工作测量或确定由于一个工作活动部件的运动而产生的位置变动，还可用来给电控制器提供或产生一个响应信号来指示这种位置变动。这种开关和可变电阻装置的典型应用是它们和电力车辆加速器踏板一起使用，加速器踏板下降，可变电阻装置会产生一个电信号，电信号的变化与加速器踏板的位移量或下降量成正比，当然，所产生的电信号是与车辆驾驶员要求的加速程度相一致的。

在通常采用电位计或其它类似可变电阻器件的情况下，可变电阻装置与活动部件机械地联在一起，以便测量或确定活动部件在预定运动范围内的位移或运动量。特别是，将这种系统与电力车辆的加速器踏板结合使用的情况，上述相关的专利申请中披露了一种系统，其中，电位计轴活动地与一个力臂或类似物相接，该力臂从加速器踏板延伸出来，使电位计轴随加速器踏板的下降或位移而转动，在转动轴上装有一个旋转杆或致动器，旋转杆或致动器装有一个电刷元件，用来确定装在电气装置的印刷线路板上的固定和可变电阻元件的滑触作用。

本专利申请的图1和图2示出了这种系统，在前述的相关专利申请中对该系统有较具体地披露，本专利申请的图1和图2是与上述相关专利申请中的图1和图2相对应的，因此，这里仅对上述相关专利申请中披露的系统作简要的描述。并且，仅对该系统的有关部零件注明了标示号，以便于理解该相关系统。具体地说，用标示号10表示该系统，它包括一个装在外壳100内的开关20和一个印刷线路板300，印刷线路板300也装在外壳100内，线路板上装有一个固定电阻元件32和一个可变电阻元件34。一个致动器主体装置220可旋转地安装在外壳100内，它是用轴套230固定安装在旋转轴60上。致动器主体装置220装有电刷元件420，与固定电阻元件32和可变电阻元件34产生滑触作用。致动器主体装置220的轴套230，用环套70和定位螺钉74，轴向或纵向地与轴60固定连接在一起，定位螺钉74穿过环套70的螺孔72，与轴60连接。轴60活动地与活动部件或加速器踏板相接(图中未示出)。一个扭力弹簧170使致动器主体装置220移动到图1所示位置，从而使致动器主体装置220与开关20接合。

从操作的角度来看，由于上述系统已被实际证明可以非常满意地适当控制电力车辆的加速模式要求，可以有把握地同样达到其操作目的，值得注意的是，由于装有电刷元件420的致动器主体装置220直接固定在轴60上，加速器踏板(图中未示出)通过轴套230与轴60相接，致动器主体装置220可以活动的角度或弧度范围是有限的，因此装在其上的电刷元件420的活动也受到限制。另外，致动器主体装置220是通过其轴套230基本上是悬臂式地固定或安装在轴60上，电刷元件420则安装在该悬臂式致动器主体装置220的自由端或远端部分上，因此，就印刷线路板300上的固定和可变电阻元件32和34而言，电刷元件420的位置公差和配置不可能总是按照要求或期望的那样精确地预先确定或控制。因此，印刷线路板300的固定和可变电阻元件32和34的电刷元件420的预加载或移动力，也就不一定总是能够按照要求或期望预先确定或控制，例如印刷线路板300上的固定和可变电阻元件32和34可能发生过度损耗。

为此，有必要提出一种用于电力车辆的新的改进的加速器模件，其中包括一个可变电阻控制机构或装置，来提高可变电阻控制范围，并严格控制机构中各个部件的公差，例如通过装在致动器上的电刷机构或元件，来控制施加在印刷线路板的固定和可变电阻元件上的预加载压力或移动力的预先确定量。从而使印刷线路板的电阻元件不会过度损耗。

为此，本发明的目的是提供一种新的、改进的用于电力车辆的加速器模件。

本发明另一目的是提供一种新的、改进的用于电力车辆的加速器模件，这种模件克服了现有电力车辆加速器模件中的各种技术缺陷和缺点。

本发明再一目的是提供一种新的、改进的用于电力车辆的加速器模件，其中，部件和零件的安装可以提高印刷线路板上电阻元件的电刷机构运动范围。

本发明的另外一个目的是提供一种新的、改进的用于电力车辆的加速器模件，其中，零部件的配置可使模件的制造和组装公差得到严格控制，从而，把预先确定量的预加载压力或移动力通过印刷线路板的电刷机构和元件，施加于印刷线路板的电阻元件上，有效地阻止印刷线路板的电阻元件过度损耗。

按照本发明的技术和原理，并借助于本发明提供的加速器模件，上述目的和其它的目的是可以达到的。如前述相关专利申请中所披露的过去模件的电刷机构和电刷元件是安装在可旋转的致动器上，现在改成将致动器旋转地直接安装在加速器踏板的输入轴上，这样电刷机构和电刷元件都被设置在远离致动器旋转轴线的位置上，本发明的致动器旋转地大致安装在印刷线路板的中央位置上。电刷元件安装在致动器的一端，而致动器的另一端与输入轴柄的一端机械地相连，输入轴柄的另一端固定地连接在可旋转的输入轴上。

由于这样确定了输入轴、输入轴柄、致动器，和包括电刷元件的电刷机构之间的结构关系或配置，使得致动器具有机械上的优点，这样，输入轴和输入轴柄的预定旋转运动可使致动器和装在其上的电刷元件经受约为输入轴和输入轴柄旋转运动的三倍的增强的旋转运动。从而提高了致动器以及安装在其上的电刷元件的运动范围。另外，由于电刷元件大体上被安置在接近致动器旋转轴的位置，把致动器安装到印刷线路板上的那些部件的制造公差很容易地得到控制，施加于印刷线路板的电阻元件上的电刷元件的预加载压力也可以控制，因而，印刷线路板的电阻元件不会经受过度损耗。

通过下面结合几种剖面的附图(附图中，相同零件用相同的标示号标示)进行的详细描述，将会使人们更加充分地理解本发明的其它目的、特点和附带的优点。

图1表示按照本发明在前述相关的专利申请中所述的原理和技术制造的电开关和可变电阻模件的正视图，图中将外壳的一部分移去，示出了该模件相互协作的各部件。

图2表示图1所示电开关和可变电阻模件沿2-2线的剖视图。

图3表示按照本发明的技术和原理制造的新的、改进了的加速器模件及其上所装相互协作的各零件，类似于图2的剖视图。

图4表示按照本发明的技术和原理制造的新的、改进了的加速器模件，其上所装相互协作的各零件处于非致动的正常状态，类似于图1的正视图。

图5表示类似于图4的加速器模件上所装相互协作的各零件处于致动状态下的正视图。

如附图所示，特别是图3至图5示出了按照本发明的原理和技术制造的新型、改进了的加速器模件，并用500标示。模件500由一对可以拼合的外壳部分502组成，两个外壳部分502用一组合适的固定件，例如铆钉504，将两个外壳部分相对应的四个拐角部位固定在一起。在两个外壳部分502的拼合接触面之间插入一个密封圈506，该密封圈506被置于由拼合接触面构成的周缘框上。

用一组合适的固定件，例如螺钉510，将一个印刷线路板508固定安装在两个外壳部分502中的一个上，螺钉固定在印刷线路板508的四个拐角部位。用现有技术在印刷线路板508上制作一个固定电阻元件512和一个可变电阻元件514，由于采用的是现有技术，在此，没有必要进一步讨论这些电阻元件的制作，故本文没有说明。印刷线路板508上还装有一个常闭开关装置516，是采用一组合适的螺钉518安装的。开关装置516与固定电阻元件512和可变电阻元件514通电相联，这样，开关装置516及电阻元件512和514便构成了一个合适的电路(图中未示出)。开关装置516有一个按钮元件520，用来控制开关装置516的关/开或接通/断开状态，下文再详细描述。模件500的各个电部件的电源是由一个外部插座522和一个内部插座524提供的，外部插座522从两个外壳部分502之一凸出来，如图3、4、5中所示，内部插座524安装在印刷线路板508上。

按照本发明的加速器模件500的独特结构及其各部件的安装配置，在印刷线路板508上用致动器轴528安装了一个可转动的致动器526。致动器526装有一个电刷部件530，电刷部件530设有两组横向放置的电刷元件532，分别与固定电阻元件512和可变电阻元件514产生滑动接触或滑触作用，电刷部件530用合适的固定件，例如设置的突起物534，紧固在致动器526的第一端部。

从图3可知，致动器轴528是一个圆柱形部件，它有不同的圆柱形部份或分段，各个圆柱形部分或分段的圆柱直径或面积不相同。特别是，印刷线路板508设有一个开孔536，致动器轴528的第一圆柱形部分或分段538贯穿开孔536。在印刷线路板508的第一表面部分可以设置一个轴环540，使致动器轴528紧固或固定安装在印刷线路板508上，一旦致动器轴528正确地轴向安装或安置在印刷线路板508上，轴环540则夹紧致动器轴528的第一圆柱形部分或分段538。从轴的角度考虑，为了使致动器轴528紧固或固定装配在印刷线路板508上，致动器轴528还有一个大直径环柱部分或分段542，它与印刷线路板508的第二表面(与线路板第一表面相对的表面)相结合或装在该表面上。这样由于致动器轴528的环柱部分或分段542与印刷线路板508的第二表面接合，使致动器轴528固定地安装在印刷线路板上。在印刷线路板508上，轴环540又与致动器轴528的第一圆柱形部分或分段538相接合，这样一来，实际上印刷线路板508被夹紧在致动器轴528的环柱部分或分段542和轴环540之间。

为了把致动器526安装在致动器轴528上，致动器526设有一个凹槽544和一个贯穿槽546。致动器轴528还设有第二圆柱形部分或分段548，它的几何尺寸与第一圆柱形部分或分段538相似，并设置在大直径环柱部分或分段542的另一侧。致动器轴528的第三圆柱形部分或分段550的圆柱直径，小于第一和第二圆柱形部分或分段538和548的圆柱直径。致动器轴528的第二圆柱形部分或分段548适合于设置在致动器526的凹槽544内，而致动器轴528的第三圆柱形部分或分段550则适合于穿过致动器526的贯穿槽546。

致动器轴528的第二圆柱形部分或分段548完全座装在致动器526的凹槽544内，致动器轴528的第三圆柱形部分或分段550穿过致动器526的贯穿槽546，并从致动器526向外伸出。在致动器轴528的第三圆柱形部分或分段550向外凸出的空端部，安装有一个弹簧垫圈552，使致动器轴528移动地与致动器526接合，实际上，致动器526也相对于致动器轴528移动，这样，使致动器轴528的第二圆柱形部分或分段548不断地轴向移动，并保持完全固定装配在致动器526的凹槽544内。在致动器轴528的第三圆柱形部分或分段550向外凸出的空端部分，可以加装一个C型箍固定件554，使弹簧垫圈552保持在致动器轴528的第三圆柱形部分或分段550上不动。

从上述的结构配置，可以看出，已经构成了一个包括印刷线路板508、致动器轴528和致动器526的完整配件。通过控制这些有限的几个结构部件的制造公差，就可以完成完整配件的装配，需要控制制造公差的有致动器轴528的环柱部分542和第二圆柱形部分或分段548的轴向尺寸，以及致动器526的凹槽544的轴向深度，致动器526与印刷线路板508之间隔开的距离或间隙556(电刷部件530设置在此距离或间隙556内)，这些数值都是可以精确地并可靠地控制或确定的。因此，电刷部件530就可以以一个预定控制量的预加载压力或移动力进行移动，当这些力作用于固定和可变电阻元件512和514时，不致使这些电阻元件512和514受到过度损耗。

为了使致动器526转动，从而使电刷部件530和电刷元件532也相对于装在印刷线路板上的固定电阻元件512和可变电阻元件514旋转，按照本发明的原理和技术，可以独特地实现扩大弧形或斜角形运动范围，为此，致动器526设有一个机械上先进的联动系统的构件，工作时，该构件与电力车辆加速器踏板相连接(图中未示出)。尤其是，一个可旋转的输入轴558，其第一端连接到加速器踏板(图中未示出)，其第二端穿过外壳部分502中的一个，从图3中清楚可见，在输入轴558的外部部分附近设置了一个输入轴密封件560以便将其进入外壳部分502的入口处密封。轴向适当彼此隔开的第一和第二轴承构件562和562，分别安装在两个外壳部分502和502内，以便旋转地或轴转地支承在输入轴558上轴向相对、彼此隔开的第一和第二部分564和566。

输入轴558的第三部分568插在输入轴5 58的由轴承支撑的第一和第二部分564和566之间，第三部分568有一个用任何合适的装置，例如用花键连接件572，固定在其上的径向延伸输入轴柄570的第一邻近端部。径向延伸输入轴柄570的第二远部端设有一个椭圆形孔574，和一个销子或凸块576，后者设置并收纳在输入轴柄570的椭圆形孔574内，所述的销子或凸块576从致动器526的表面，朝向或面向输入轴柄570延伸出来，换句话说，从致动器526的一端部分延伸出来，该端部分与安装电刷部件530的一端部分径向相反。

由于上文所述，输入轴柄570和致动器526之间采用相互连接的配置，尤其是，利用分别设在输入轴柄570和致动器526上的椭圆形槽或孔574和凸块或销子576，将输入轴柄570和致动器526之间连接起来的结构方式，以及分别由输入轴558和致动器轴528的轴，来确定输入轴柄570和致动器526的旋转轴的偏置位置，这样便使致动器526具有一个机械上先进的致动联动系统。特别是，从图4和图5中可以清楚地理解，图4表示各部件处于正常状态，图5表示各部件处于致动状态，从图中可以看出，输入轴柄570随着输入轴558的旋转或转动运动而旋转，在由输入轴558和致动器轴528的连线而形成的垂直轴线578的任一侧，作旋转或转动角度或弧度为15度的运动，因此，输入轴柄570能够旋转或转动角度或弧度的全部范围是30度。从图中还能看出，致动器526作旋转或转动运动的角度或弧度范围大于输入轴柄570的范围，其范围约为83度。这一点，通过比较图4和图5中两种状态下的各部件，可从致动器上的电刷部件530和电刷元件532与印刷线路板508上固定和可变电阻元件512和514的相对位置，清楚地看出。用这样的结构配置和联动系统，提高了电刷部件530和电刷元件532的角形或弧形运动的扫掠范围，能使包括致动器526，输入轴柄570和印刷线路板508在内的结构部件更小或更紧凑。

为了把各个部件移动或固定在如图4和图5所示的各个工作状态，把一个扭力弹簧580盘绕在一个支撑轴582上，扭力弹簧580的第一腿584与外壳部分502之一的一个内部固定部件固定接合，扭力弹簧580的第二腿586则与输入轴柄570的一侧缘接合。这样，输入轴柄570以及通过销子576和槽口574连接在输入轴柄570上的致动器526都移向它们的正常状态位置，如图4所示，但是，当从输入轴558将旋转传到输入轴柄570上时，压迫扭力弹簧580的移动力，通过将输入轴柄570与输入轴558连接起来的连接件使输入轴柄570和致动器526，从如图4所示的正常状态位置运动到如图5所示的致动状态位置，当从输入轴558传到输入轴柄570上的旋转输入解除或终止以后，扭力弹簧580的移动力便使输入轴柄570和致动器526转回到如图4所示的正常状态位置。

为了限制输入轴柄570以预定的方式在正常位置和致动位置或正常状态和致动状态之间旋转运动，如图4和图5所示。外壳部分502装有内部悬垂的、横向隔开的止动构件588和588。鉴于止动构件588和588限制输入轴柄570的运动弧度(角度)范围或运转行程，致动器526的运动角度或运转行程同样也可以预先限制，这样一来，当致动器526在扭力弹簧580的移动力作用下，从如图5所示的致动状态或位置转回到如图4所示的正常状态或位置时，致动器526不会对开关装置516，特别是对按钮元件520产生严重冲力。

为了使致动器526可能施加于开关装置516及其按钮元件520上的冲力进一步消除、减轻或减到最小，致动器526设有一个纵向延伸槽590，该槽590从凸块或销子576端的边缘部向致动器轴528延伸，这样，形成了一个柔性、悬臂式指状构件592，该指状构件实际与开关装置516的按钮元件520相接。这样，当致动器526转回到如图4所示的正常状态或位置时，致动器526施加于开关装置516的按钮元件520上的冲力或振动力，实际上被致动器上的指状构件592的弹性所吸收或分散了，从而防止了冲击力对开关装置516和按钮元件520的损害。

可以看出，按照本发明的技术和原理制造的加速器模件，在技术上有改进和进步。用上文所述的各零部件之间的结构配置，提供了机械上先进的联动装置，它能够增大电刷部件和电刷元件的弧形扫掠运动范围，并使各个部件的尺寸小型。此外，制造公差都能容易地得到控制，这样电刷元件作用在印刷线路板上的移动力或预加载压力不会过度损耗印刷线路板的电阻元件。最后，包括印刷线路板、致动器轴、和用致动器轴安装在印刷线路板上并装有电刷元件的致动器而构成的配件，可以独立地用作一个完整组件或机构，与其它联动装置或配件结合在一起使用。

很显然，按照上述的技术，可以作出本发明的各种改型和变更。因此在下述的权利要求范围内还可以有本发明说明书描述的以外的实施方式。这一点是可以理解的。

Claims (10)

1、一种设备，用来起动电开关并提供指示旋转件旋转运动的可变电阻特征值，它包括：

一个外壳部分；

一个电开关，装在外壳部分内；

一个致动器，旋转地配置在外壳部分内；

一个可动件，旋转地配置在外壳部分内；

其特征在于它还包括：

一个弹簧件，配置在外壳部分内，包括一个扭力弹簧，其上有一个与外壳部分的一部分固定接合的第一腿，和一个与联动柄接合的第二腿，使致动器移动到与电开关相接合的初始位置，和使致动器作旋转运动以离开电开关，并使其随可动件带动的致动器而运动，以抵制弹簧件的移动力；

可变电阻装置，配置在外壳部分内；

导电电刷装置，安装在致动器上并与装在外壳部分内的可变电阻装置接触，产生可变电阻，随着致动器作离开电开关的旋转运动，并通过可动件的转动产生抵制弹簧件的移动力，导电电刷装置可沿着可变电阻装置移动位置；

一个联动件，以机械方式，连接可动件和致动器，可动件包括一个转动轴，联动件包括一个联动柄，联动柄的第一端部分固定安装在转动轴上，第二端部分连接到致动器，当可动件进行预定的旋转运动，致动器也进行相应的更大的预定的旋转运动；和

一个印刷线路板，安装在外壳部分内，其上装有可变电阻装置。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于：致动器旋转地安装在外壳部分内的中心部分，导电电刷装置安装在致动器的第一端部分，致动器的第二端部分运转地连接到联动柄的第二端部分。

3、如权利要求2所述的设备，其特征在于：致动器的中心部分旋转地安装在所述的印刷线路板上。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于：

可动件预定旋转运动的弧形范围为30度；和

致动器预定旋转运动的弧形范围为83度。

5、如权利要求1所述的设备，其特征在于：

联动柄第二端部分的内部有一个呈椭圆形的孔；和

致动器第二端部分有一个从其中向外凸出的销件，该销件设置在联动柄的椭圆形孔内，借此，在致动器和联动柄之间构成一个机械连接件。

6、如权利要求3所述的设备，其特征在于：它还包括致动器旋转装置，用于把致动器旋转地安装在印刷线路板上。

7、如权利要求6所述的设备，其特征在于：

印刷线路板有一个贯穿它的开孔；

致动器有一个在致动器第一表面部分做出的第一凹槽，和一个在致动器第二表面部分做出的与第一凹槽同轴线的第二槽；

致动器旋转装置包括：第一圆柱形部分，延伸穿过印刷线路板的开孔，第二圆柱形部分，固定在致动器第一凹槽内，第三圆柱形部分，延伸穿过致动器第二槽，和一个环状部分，插于致动器的第一和第二圆柱形部分之间，用来接合印刷线路板第一表面部分；

第一固定装置，连接致动器轴的第一圆柱形部分和印刷线路板的第二表面部分，这样，印刷线路板被夹在第一固定装置和致动器旋转装置的环状部分之间；

第二固定装置，连接致动器旋转装置的第三圆柱形部分和致动器的第二表面部分。

8、如权利要求2所述的设备，其特征在于：致动器的第二端部分有一个槽，它在致动器的第二端部分形成一个柔性的、悬臂式指状构件，当致动器处于初始位置时，指状构件与电开关弹性接合。

9、一个可变电阻组件，产生可变电阻值，该值指示可转动件的旋转运动，它包括：

一个印刷线路板；

可变电阻装置，固定在印刷线路板上；

其特征在于它还包括：

致动器旋转装置，将致动器的中心部分旋转地安装在印刷线路板上；

致动器的第二端部分上装有连接件，置于径向地远离中央的致动器旋转装置，将致动器与可转动件相连接；和

导电电刷装置，安装在致动器的第一端部分上，置于径向地远离中央的致动器旋转装置，与致动器的第二端部分的方向完全相反，并与装在印刷线路板上的可变电阻装置接触，产生可变电阻值，随着致动器根据转动件的转动而作的旋转运动，导电电刷装置可沿着可变电阻装置移动位置。

10、如权利要求9所述的设备，其特征在于：

印刷线路板有一个贯穿它的开孔；

致动器有一个在致动器第一表面部分做出的第一凹槽，和一个在致动器第二表面部分做出的与第一凹槽同轴线的第一槽；

导电电刷装置安装在致动器第一表面部分上；

致动器旋转装置包括：第一圆柱形部分，延伸穿过印刷线路板的开孔，第二圆柱形部分，装在致动器第一凹槽内，第三圆柱形部分，延伸穿过致动器第二槽，和一个环状部分，插入致动器的第一和第二圆柱形部分之间，用来接合印刷线路板第一表面部分，印刷线路板第一表面部分与致动器第一表面部分隔开一个预定距离，因此，印刷线路板第一表面部分与致动器第一表面部分之间有一个预定间隙，在致动器内，装有导电电刷装置，导电电刷装置以一个预定的移动的摩擦接触力，接合印刷线路板上的可变电阻装置；

第一固定装置，连接致动器轴的第一圆柱形部分和印刷线路板的第二表面部分，印刷线路板被夹在第一固定装置和致动器旋转装置的环状部分之间；和

第二固定装置，连接致动器旋转装置的第三圆柱形部分和致动器的第二表面部分。

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