技术领域
[0001] 本
发明涉及建筑
幕墙技术领域，提供一种扇形齿轮的大行程执手。
背景技术
[0002] 在建筑幕墙领域，开启扇的使用是最为广泛的。现代建筑幕墙，建筑师为了追求室内最大的通透性效果，开启扇的宽度和高度设计得越来越大，在操作过程中出现大量磕碰或者无法操作的问题。在季
风性
气候地区极端
对流天气发生概率很大，人们对于这些极端对流天气危害性的认识也越来越深刻，建筑师顺应人们的安全需求，幕墙风压的防御结构的设置
水准也越来越高。在这两个因素的作用下，开启扇使用高强度的
锁块和锁座开始变得广泛。为了满足强度要求，高强度锁块的锁点和锁座的
凸块的外形尺寸往往设计得比较大；而配合使用的执手也需要大行程。
[0003] 如图1所示，现阶段的建筑市场中，幕墙窗执手为齿轮、
齿条传动，且其中的齿轮01为整圆齿轮的执手最为普遍，行程为20mm，相应地，执手的外轮廓为长×宽×高为115×35×20。该行程已经不能满足使用要求，因此，产生了大行程执手的需求。因为执手的行程与齿轮的直径成正比，为了满足执手的大行程需求，齿轮01的直径也比较大；因此，大行程整圆齿轮的执手面板外形尺寸往往较大。但面板外形过大，与窗
型材的适用性就比较低，往往需要特别开发窗型材；且面板外形过大，影响开启扇的整体外观效果。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于改进
现有技术的不足，提供一种扇形齿轮的大行程执手，在增大执手的行程的同时，还可以让执手面板的外形尺寸比较小，以满足现代建筑幕墙越来越高的性能要求和人们的审美需求。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种扇形齿轮的大行程执手，包括齿轮、顶珠组件、带齿条拨叉、面板壳体和握柄，所述齿轮为一扇形齿轮，在其旋
转轴线上一体地依次延伸有齿轮部、止
挡板、
定位圆台和轴段；
所述顶珠组件包括一承托件，承托件上有一圆盘，在该圆盘的一个直径上，圆盘的
侧壁上设有一弹性顶珠装置，通过该弹性顶珠装置抵顶在所述齿轮的定位圆台上的凹槽中，使得顶珠组件与所述齿轮接合，并起到
角度定位作用；
所述带齿条拨叉上，一体地设置一齿条部和一拨叉；
所述面板壳体的一个壳壁上设有一齿轮轴孔，所述齿轮轴孔偏置于所述壳壁的一边，所述齿轮的所述轴段由该齿轮轴孔伸出。
[0006] 所述面板壳体内设有一顶珠组件卡槽，与所述齿轮接合的所述顶珠组件卡设在该顶珠组件卡槽；所述面板壳体内设有一齿条滑槽，所述带齿条拨叉中的齿条部可滑动地设置在所述面板壳体中所述齿条滑槽中，且与所述齿轮部相
啮合，所述拨叉从面板壳体中伸出；
所述握柄的一端设有一方孔，通过该方孔，握柄插设固定在所述齿轮的所述轴段的方台上，所述齿轮与所述握柄通过螺钉固定，从而可以通过所述握柄转动带动所述齿轮转动。
[0007] 优选地，所述面板壳体中，在该壳壁内侧面设置若干凸棱，由全部或部分凸棱构成如下结构：在齿轮轴孔周围构成一顶珠组件卡槽，使得所述顶珠组件定位在面板壳体中；在距离所述齿轮轴孔较远一侧与面板壳体侧壁构成一带齿条拨叉滑槽，以容置所述带齿条拨叉中的齿条部。
[0008] 在面板壳体四个角部设置M5机丝孔，用于连接执手与窗框或
门框。
[0009] 优选地，所述面板壳体的开口部设置一保护片，保护片上开设一穿槽，带齿条拨叉上的拨叉由该保护片上的穿槽伸出该面板壳体，在保护片上还设有两个导向插销，可滑动地插设在由所述凸棱形成一保护片滑槽中。
[0010] 具体地，所述面板壳体的几何尺寸为：长110mm，宽42mm，高20.5mm。
[0011] 优选地，所述面板壳体采用锌
合金压铸一体成型。
[0012] 所述齿轮中，所述止挡板的外廓与所述齿轮部相同。
[0013] 所述定位圆台上的所述凹槽在圆周方向上均布四个，其中两个相邻的凹槽设置在齿轮相交90°的两个侧边缘的壁面上。
[0014] 所述轴段包括两段，端部的一段为矩形截面锥形方台，端部截面较小；在锥形方台和定位圆台之间的是一圆柱段，与所述面板壳体的所述齿轮轴孔相交，在所述齿轮轴孔和所述圆柱段之间设置一转轴套构成齿轮轴和齿轮轴孔之间的
轴承结构。
[0015] 在所述顶珠组件中，具体地，所述弹性顶珠装置为：在所述圆盘的一个直径方向上对称地向
外延设两个槽
型壳，在该槽型壳内设有
弹簧，在该弹簧的外端设的顶珠局部地伸出该槽型壳的壳壁，所述扇形齿轮的齿轮部和止挡板置于所述顶珠组件的圆盘内，顶珠弹性地嵌入所述扇形齿轮的所述圆台上的凹槽中。
[0016] 所述握柄的形状为一四角均为圆角的矩形截面杆体，朝向所述面板壳体一侧即朝内一侧的两顶角大小相等，朝外一侧的两个顶角大小也相等，但朝内的顶角的圆角半径大于朝外一侧顶角半径。
[0017] 具体地，所述握柄朝内一侧的所述顶角的半径为8mm，朝外一侧的所述顶角的半径为3mm。
[0018] 在所述齿轮中，所述轴段的轴向长度与齿轮的整个轴向长度之比为0.5-0.7。
[0019] 所述齿轮部和所述止挡板的总轴向长度与齿轮的整个轴向长度之比为0.2-0.25。
[0020] 所述定位圆台的半径与所述齿轮部的半径之比为0.5-0.6。
[0021] 在所述齿轮中，所述锥形方台轴向长度与齿轮的整个轴向长度之比为0.25-0.35。
[0022] 所述锥形方台的锥度为3°-5°。
[0023] 在所述齿轮中，所述齿轮的轴线方向设有一螺钉孔，所述握柄端部的所述孔的底部设有一对应的螺孔，通过一螺钉穿设在齿轮的所述螺钉孔和握柄上的螺孔将所述齿轮与所述握柄固连在一起。
[0024] 所述扇形齿轮和所述带齿条拨叉采用压铸锌合金制作；和/或， 采用的材料的
抗拉强度大于等于270Mpa。
[0025] 优选地，所述压铸锌合金的牌号为ZZnA14Cu1Y。
[0026] 优选地所述面板壳体的表面设有粉末
喷涂层或者氟
碳喷涂层；和/或，所述握柄为锌合金材质，和/或，所述握柄表面设有氟碳喷涂层。
[0027] 本发明提供的扇形齿轮的大行程执手，通过将现有整圆齿轮改为扇形齿轮，在保持现有执手的外形尺寸基本不变的情况下，大大增加了拨叉的行程，很好地满足了幕墙窗等执手大行程的需求。
附图说明
[0028] 图1为现有技术中执手中整圆齿轮结构的示意图。
[0029] 图2为本发明提供的扇形齿轮的大行程执手的外形示意图。
[0030] 图3为图2所示执手的主视结构示意图。
[0031] 图4为图2所示执手的左视结构示意图。
[0032] 图4a为图2所示执手中握柄的断面结构示意图。
[0033] 图5为本发明提供的扇形齿轮的大行程执手的内部结构示意图。
[0034] 图5a为本发明提供的扇形齿轮的大行程幕墙窗执手的三维分解结构示意图。
[0035] 图6为面板壳体和其中的顶珠组件的安装结构示意图。
[0036] 图6a为图6所示面板壳体和顶珠组件的安装立体结构示意图。
[0037] 图7为顶珠组件的立体结构示意图。
[0038] 图7a为顶珠组件的另一个视角的立体结构示意图。
[0039] 图8为扇形齿轮的立体结构示意图。
[0040] 图8a为图8所示扇形齿轮的俯视结构示意图。
[0041] 图8b为图8所示扇形齿轮的仰视结构示意图。
[0042] 图8c为图8所示扇形齿轮的主剖视结构示意图。
[0043] 图9a为带齿条拨叉的俯视结构示意图。
[0044] 图9b为图9a所示带齿条拨叉的主视结构示意图。
[0045] 图9c为图9a所示带齿条拨叉的后视结构示意图。
[0046] 图9d为图9a所示带齿条拨叉的立体结构示意图。
[0047] 图10a为面板壳体的内侧的结构示意图。
[0048] 图10b为面板壳体的外侧面的结构示意图。
[0049] 图10c为图10b的A-A剖视结构示意图。
[0050] 图11为塑料保护片的结构示意图。
[0051] 图12为图6所示的执手中扇形齿轮调整方向的结构示意图。
具体实施方式
[0052] 如图2至图11所示，本发明提供的扇形齿轮的大行程执手，包括面板壳体1、握柄2、扇形齿轮3、带齿条拨叉4、顶珠组件5和保护片8。
[0053] 如图10a至图10c所示，面板壳体1为一个包括
底板和四周侧壁的半敞开的壳体，在面板壳体1中通过凸棱10构成齿条滑道11、保护片插接
槽口12和顶珠组件的安装槽口13，齿轮轴孔14处于面板壳体1长度方向对称轴线上居中设置，在面板壳体1的宽度方向上，齿轮轴孔14偏在一侧设置。各个凸棱10的上表面在一个水平面上平齐。
[0054] 如图6和图6a所示，在面板壳体1中的顶珠组件的安装槽口13中设置一顶珠组件5，如图7和图7a所示，该顶珠组件5包括一具有底板和侧壁的圆盘壳，在圆盘壳的一个直径方向上对称地设有两个槽型壳51，在该槽型壳51内设有弹簧6，在弹簧6的外端设有顶珠61，该顶珠61弹性地探出顶珠组件5的侧壁。顶珠组件5安装在面板壳体1上的安装槽口13中，槽型壳51的上表面与面板壳体1内的凸棱的上表面平齐。在顶珠组件5的圆形底板上设有轴孔52，与面板壳体1上的齿轮轴孔14同轴线。
[0055] 如图8、图8a、图8b和图8c所示，扇形齿轮3在其轴向上依次是齿轮部31、止挡板32、定位圆台33、圆柱段34和矩形截面的锥形方台35，各个部分为一体结构。扇形齿轮3上设有一螺钉孔，该螺钉孔的轴线是定位圆台33、圆柱段34和矩形截面的锥形方台35的中心，在定位圆台33的侧面设置凹槽331，定位圆台33上的凹槽331在圆周方向上均布四个（参见图8b），其中两个相邻的凹槽设置在齿轮相交90°的两个侧边缘的壁面上。扇形齿轮3这样地安装在面板壳体1中：扇形齿轮3以其锥形方台35伸出面板壳体1上的齿轮轴孔14，圆柱段34位于面板壳体1的孔壁，而定位圆台33陷入顶珠组件5的圆盘，定位圆台33的圆周面上设有凹槽331，使得顶珠组件5的两个槽型壳51中压抵弹簧6的顶珠61嵌入相对的两个该凹槽331中，从而使得扇形齿轮3被径向卡位。扇形齿轮3的齿轮部31的上表面与面板壳体内的凸棱的上表面平齐。在扇形齿轮3的圆柱段34和面板壳体1的齿轮轴孔14之间穿设一转轴套7（见图10c），起到轴承的作用。
[0056] 如图9a、图9b、图9c和图9d所示，带齿条拨叉4包括齿条部41、齿条托板42和拨叉43，齿条部41一体地设置在齿条托板42的一个侧面上，在齿条托板42相对的另一个侧面上垂直地一体设置拨叉43。如图5和图5a所示，带齿条拨叉4带有齿条部41的一侧朝内地插设在齿条滑道11中，齿条部41与齿轮3的齿轮部31啮合，齿条托板42以及水平延伸设置的的U形体44置于各个凸棱10的上表面上。
[0057] 在面板壳体1上设置一塑料材质的保护片8，如图11所示，保护片8上开设一穿槽81，带齿条拨叉4上的拨叉43由保护片8上的穿槽81伸出面板壳体1，在保护片8上还设有两个导向插销82，可滑动地插设在由凸棱10形成一保护片滑槽12中（参见图10a）。塑料保护片
8，卡在面板壳体内，用于保护齿轮和带齿条拨叉。
[0058] 如图2、图3和图4所示，握柄2为一L形杆体，在其较短的一段杆体的端头设有一孔，该孔为一阶梯孔，靠孔口一段为圆柱孔，与面板壳体1外表面圆形空心凸台15对应，再往内，是一矩形锥孔，与扇形齿轮3上的锥形方台35对应，再往内是一螺孔。握柄3的阶梯孔从面板壳体外面与伸出的扇形的齿轮3的锥形方台35和面板壳体1外表面圆形空心凸台15套合。如图8c所示，在扇形的齿轮3的轴线方向设有一穿孔36，在齿轮部31一侧穿孔36的端口为沉孔，在穿孔36中穿入一
紧定螺钉，紧定螺钉的端头螺接在握柄1的螺孔中，使得握柄与扇形齿轮3固连。
[0059] 如图5、图6和图6a，面板壳体1四个角上设有的M5机丝孔，采用机丝钉穿过窗框或者门框，与四个机丝孔连接，以此实现执手的固定与连接。
[0060] 在使用中，通过转动握柄2，即可驱动扇形的齿轮3转动，继而驱动带齿条拨叉4在面板壳体1的滑道12中移动，使得拨叉4移动，实现幕墙窗的锁闭和解锁。
[0061] 现有技术中的执手，采用整圆齿轮，本发明为了增大拨叉的行程，改用圆心角为90度的扇形齿轮，在一个
实施例中，本发明提供的执手，面板壳体1的几何尺寸为：长110mm，宽42mm，高20.5mm，而拨叉的行程可以是31mm之多。比较现有的执手，长×宽×高为115×35×
20，而行程只有20mm。从而可以清楚地看出，本发明在不显著增加面板壳体的外形尺寸前提下，大大增加了拨叉的行程。
[0062] 既然改整圆齿轮为扇形齿轮能够有这样的效果，但现有技术中没有这样做的。
[0063] 本发明用扇形齿轮，齿轮的转动中心对于齿轮部而言就是偏心的状态，这样，执手在使用中就不稳定，容易损坏。本发明为了解决这一问题，设计了一个加长的齿轮轴，即在扇形齿轮1的齿轮部31和止挡板32后面一体成型出定位圆台33、圆柱段34和矩形锥形方台35。
[0064] 作为圆柱段34和锥形方台35的轴段的轴向长度与齿轮的整个轴向长度之比为0.5-0.7，齿轮部31和止挡板32的总轴向长度与齿轮的整个轴向长度之比为0.2-0.25；另外，定位圆台33与现有技术中的执手结构不同，现有的执手中定位圆台与齿轮部和止挡板是分体的，定位圆台嵌设在齿轮部和止挡板的凹槽内，而本发明将定位圆台与齿轮部、止挡板做成一体件，另外，定位圆台33的半径与齿轮部31的半径之比为0.5-0.6。扇形齿轮3的锥形方台34的轴向长度与齿轮的整个轴向长度之比为0.25-0.35；锥形方台35的锥度为3°-
5°。
[0065] 在如图8c所示的实施例中，轴段的长度为16mm，其中圆柱段34和锥形方台35的长度均为8mm，而整个轴向长度为27.5mm。较长的齿轮轴插设在握柄1内，可以提高
稳定性。定位圆台33的直径为24.3mm，齿轮部31的半径是22.5mm，这样的大定位圆台也能够增加扇形齿轮的稳定性。
[0066] 现有技术中的幕墙窗执手，驱动拨叉的齿轮为整圆齿轮，但是，工作范围却是在0-90°范围，本发明用四分之一齿
轮作替代整圆齿轮，在不增大面板壳体1的外形尺寸的情况下，四分之一齿轮的直径可以是现有整圆齿轮的2倍，在0-90°的工作范围内，拨叉4的行程也会增大。在实际应用中，在相同的面板壳体尺寸下，现有技术中，执手的行程是20mm，使用本发明提供的具有四分之一齿轮的执手，其行程可以增大至31.4mm。
[0067] 增大了执手的行程，还能够适应幕墙窗等周边部件更大的误差，在大开启扇中的操作中，能够顺利地
开关幕墙窗。
[0068] 握柄2的较长的杆段的形状如图4a所示，为一四角均为圆角的矩形截面杆体，朝向面板壳体1一侧即朝内一侧的两顶角大小相等，朝外一侧的两个顶角大小也相等，但朝内的顶角的圆角半径大于朝外一侧顶角半径。这样的握柄2外观尺寸符合
人体工学要求，适用性强；一个具体实施例中，朝内一侧的顶角的半径为8mm，朝外一侧的顶角的半径为3mm。本实施例中，握柄2采用锌合金压铸一体成型，这样的材料和成型方式使得握柄的成型外观效果好。锌合金握柄表面还可以进行氟碳喷涂，根据客户要求可以调整喷涂的
颜色、样式等效果，使得适用性增强。
[0069] 扇形齿轮和带齿条拨叉采用压铸锌合金，牌号ZZnA14Cu1Y, 材料抗拉强度大于等于270Mpa。材料的强度高，耐久性强。
[0070] 本发明提供的执手的面板壳体1采用锌合金压铸一体成型，成型外观效果好。锌合金握柄表面可以进行氟碳喷涂，根据客户要求调整喷涂的颜色、样式等效果，适用性强。
[0071] 经过检测，四分之一齿轮执手的传动性能、使用手感与整圆齿轮执手没有任何差异，也没有平衡问题。
[0072] 需要注意的是：四分之一圆齿轮的执手要确定齿轮的转动方向（顺
时针还是逆时针）。转动方向不一致的两个四分之一圆齿轮无法通用，需要调整为方向一致。这是因为，整圆齿轮的传动可以分左右，也就是工作范围可以是0 90度或者-90 0度，实际使用时只使用~ ~四分之一圆，相同半径的整圆齿轮执手和四分之一圆齿轮执手的行程是一样的，而四分之一圆齿轮的整体尺寸只有整圆齿轮的一半。
[0073] 转动方向不一致的两个四分之一圆齿轮无法通用，需要调整为方向一致。调整的方法是拆开齿轮的紧定螺钉，然后调整齿轮的方向，最后再次固定齿轮。调整齿轮方向只需要将齿轮翻面即可（从图5调整成图12的方向）。
[0074] 为了防止齿轮的松动，可以在紧定螺钉上加设防松结构。
