按钮装置 |
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| 申请号 | CN202180034202.6 | 申请日 | 2021-04-19 | 公开(公告)号 | CN115551719A | 公开(公告)日 | 2022-12-30 |
| 申请人 | 宾工程工厂公司; | 发明人 | 強纳森·伯朗克; | ||||
| 摘要 | 按钮，其包括的组成件有 柱塞 、保持件、 弹簧 和端帽。柱塞在保持件内往复，保持件具有三个主要部分：上部部分紧紧地保持柱塞顶部上的钮件，并包括直线凹部，该直线凹部可以接收柱塞的方形中段。保持件的中间部分包括扩大的腔体，该腔体为柱塞销的扩大的方形中段提供侧间隙以旋转。腔体的上方和下方由相对的顶 凸轮 结构和底凸轮结构定界，这些凸轮结构与柱塞中段的 角 部接合，导致其旋转。保持件内的弹簧使柱塞向上偏移。固附到保持件底部的端帽固持柱塞和弹簧组件，并设置将按钮组件固附到支承结构上的附接装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种按钮装置，包括： |
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| 说明书全文 | 按钮装置[0001] 相关申请 技术领域背景技术[0004] 设置了在伸出位置与缩回位置之间的中心柱塞运动的带有交替致动机械结构的按钮，已用于各种应用，包括书写工具、门闩锁五金件、开关致动和液压阀致动等。在一些情况下，主要是在钢笔书写工具领域中，随着柱塞反复地在同一方向上被推动，柱塞交替在稳定的伸出位置与缩回位置之间运动。(以下简称为“交替致动”。) [0005] 然而，此领域存在问题，因为这些装置具有复杂或精密的机械结构，制造成本高昂，或者对于强力工业应用来说不够坚固。因此，需要一种简化的替代的致动按钮机械结构，用于恶劣的操作环境，其制造成本低廉且经久耐用。 发明内容[0006] 为了满足上述技术领域的需要，申请人设计了一种具有极大工业适用性的按钮机械结构。本发明的按钮由最少数量的部件组成，这些部件中的每个都具有坚固的结构。部件包括柱塞、保持件、弹簧和端帽。柱塞具有三个部段：顶部是带有平坦端部的钮件，允许用户按压和操作装置，中间部件具有扩大的方形截面，底部部段是直径减小的销。底部销是按钮组件的工作部分，可以接合如特定应用可能要求的相关结构。 [0007] 柱塞在保持件内往复，保持件也具有三个主要部分。上部部分紧紧地保持柱塞顶部上的钮件，并包括直线凹部，可以接收柱塞的方形中段。保持件的中间部分包括扩大的腔体，该腔体为柱塞销的扩大的方形中段提供侧间隙以旋转。腔体是圆柱形的，由相对的顶表面和底表面分别在上方和下方包围。顶和底具有凸轮结构，其与柱塞中段的角部接合，这导致柱塞中段旋转。保持件的底部部分紧紧地保持柱塞的致动销。保持件内的弹簧使柱塞向上偏移。固附到保持件的底部的端帽固持柱塞和弹簧组件。从保持件的底端伸出的端盖柄设置了将按钮组件固附到支承结构的附接装置。 [0008] 更具体地，申请人已设计了一种按钮装置，包括具有相对顶端和底端的保持件，具有：轴向膛孔，上部部分有方形凹部部段，在最顶端处有直径减小的轴环；以及直径扩大的中心腔体，分别在底和顶上的两组相对的凸轮，限定了腔体的顶部和底部。同轴柱塞在保持件膛孔内是可滑动操作的，可在伸出位置与缩回稳定位置之间运动。柱塞包括圆柱形钮件，当处于缩回位置时，该钮件从保持件的顶端向上伸出穿过轴环。当柱塞处于伸出位置时，柱塞远端底端的圆柱形销从保持件的底端伸出。柱塞的扩大中段具有横向方形截面且尺寸定为使得凸轮作用于柱塞中段的角部，以用于柱塞的每个上下往复行程使柱塞沿着相同的旋转方向旋转。 [0009] 当处于缩回位置时，柱塞的中段紧紧地接收在保持件的方形凹部部段中，以允许柱塞缩回。保持件在底端处具有端帽，其固附到保持件的主体，以将柱塞固持在保持件内。弹簧在端帽与柱塞中段之间是可操作的，这将柱塞推向缩回位置。柱塞中段邻抵保持件轴环，以止挡柱塞向上推进，限定其缩回位置。端帽固附到保持件的主体，并具有从保持件底部伸出的柄，该柄具有用于将保持件固定到支承结构中的孔的附接装置。 [0010] 保持件腔体中的每个凸轮均具有锐角面，锐角面可与柱塞中段的角部接合。每组凸轮由沿着保持件中心腔体的外周壁定位的凸轮圆形阵列组成。相对的凸轮组彼此成角度地偏移了每个凸轮弧长的一半。每组凸轮由尖锐的垂直伸出的齿组成。 附图说明[0012] 图1是俯视正视立体图。 [0013] 图2是俯视左视立体图。 [0014] 图3是正剖视图。 [0015] 图4是仰视平面图。 [0016] 图5是如图所示从图4剖得的正视局剖视图。 [0017] 图6是如图所示从图5剖得的俯视平面剖视图。 [0018] 图7是如图所示从图5得到的仰视平面剖视图。 [0019] 图8是示出了伸出位置的正剖视图。 [0020] 图9是示出了缩回位置的正剖视图。 具体实施方式[0021] 以下与附图有关的描述对不同附图中示出的相同元素使用相似的附图标记，以便于交叉引用，而无需单独提及特定图表中列举的每个元素。 [0022] 现在参照图1，示出本发明的按钮10，其包括主要部件：通常为圆柱形的保持架主体13、同轴柱塞11和端帽15。可以在图8和9中见到包括弹簧组件的附加内部特征。本发明的一个优点是其仅需要很少部件的简易设计。 [0023] 参照图2，可见单独的按钮柱塞11。柱塞可以理解为包括三部分：圆柱形顶部钮17、扩大的方形中段18和在底部的作为柱塞的工作端的销部段19。 [0024] 图3至7以俯视图、仰视图和正剖视图示出了单独的保持架13的细节。 [0025] 现在参照图3、4和5，可以更清楚地见到内部凸轮的顶部和底部组以及保持件的其他细节。参照图3，保持件的主要特征是顶部的保持轴环20，其端接在保持器上部部分中的方形截面凹部23中。凹部从方形凹部23开始向上转变到在保持件13最顶端的直径减小的轴环20的圆形开口21。从其顶端开始，凹部23向下发展到在保持件中间部分的扩大的圆柱形中心腔体24中。两个相对的凸轮组27和29分别沿着腔体24的顶和底上的边缘圆形路径布置。保持件的底部的沉膛孔25接收端盖15，如图8和图9所见。各凸轮均构造为尖齿，凸轮组彼此成角度地偏移了每个凸轮弧长的一半，相当于22.5度角。这样，凸轮作用于柱塞中段以转动或扭转它。柱塞的每次扭转都会使柱塞与接触的凸轮对齐，接着与相对的凸轮组成角度地偏移。然后，当柱塞中段的角部接触相对的凸轮时，柱塞的下一个行程将增加附加的22.5度扭转。这发生在柱塞的每个交替往复的行程中。每个按压/释放循环的上下行程组合导致柱塞旋转45度角。 [0026] 图6和7示出从上方和下方所见的中心腔体的凸轮底组和凸轮顶组的布局，如图5中标记的部段所示，图5是从图4得到的剖视图。上部顶凸轮组27含有四个凸轮而下部底凸轮组29含有八个凸轮。底组由等间距凸轮的圆形阵列组成。在操作中，每个凸轮均具有锐角面，该锐角面接合柱塞中段的角部中的一个。在图7中，在保持件13上部部分中的凹部开口23构造为紧密地接收柱塞中段并从腔体顶向上伸出。这里描述它是为了示出它与腔体顶凸轮27的关系。每个凸轮的位置均位于柱塞中段的大直径和小直径的边界内，因此仅有柱塞中段角部的边缘与凸轮接触。每组中的各个凸轮基本相同，且角度锐利以形成尖峰。凸轮组定向为在柱塞的每个往复行程的两个垂直方向上均在同一旋转方向上向柱塞施加旋转力，因此它们的旋转位置前进是相加的。 [0027] 图8和9描绘了本发明的按钮的伸出和缩回稳定状态。现在参照图8，此正剖视图示出了已完成的按钮组件的内部特征。该组件由端盖15成一体，端盖15具有三个主要特征：接收弹簧16底部的凹部；允许将端盖拉削到保持件底部中的附接特征；端盖的远端具有带连接装置14的柄，此处视为铆接特征，允许按钮组件附接到接收面板中的孔(未示出)。 [0028] 如前面的图3至7所示，保持件中心腔体24在腔体底9和腔体顶12上具有凸轮结构，当按钮被完全按压和完全释放时，柱塞11被迫压靠在凸轮组27和29上，从而向柱塞11施加扭转力或扭矩。如图6和图7所示，各凸轮相对地沿着垂直方向围绕保持件圆柱形中心腔体24的外周放置。凸轮定位为离柱塞的轴线足够远，使得它们仅接合柱塞中段18的角部。 [0029] 在图8中，我们见到处于其伸出位置的柱塞。柱塞11通过首先手动或机械地向下推动直到其方形中段18的角部压在中心腔体底上的凸轮29来实现该位置。当按钮释放时，柱塞随后通过弹簧16的力向上运动，直到它接触腔体顶上的凸轮，这使销11旋转了附加的量。此时，柱塞中段18与保持件上部方形截面凹部不对齐，并且它与中心腔体顶12邻抵而被止挡。因此，柱塞11保持在此伸出位置中，柱塞11的端部销19从保持器端盖15的底部伸出。柱塞的位置稳定性由弹簧16作用在柱塞中段18底部上的力来维持。 [0030] 现在参照图9，在此图中可见柱塞处于其缩回位置。该位置是从图8中所示的伸出位置通过对柱塞钮件17的另一类似的推动和释放来实现的，这再次将柱塞旋转45度角。此时，在对柱塞再次施加45度旋转之后，柱塞中段18现在与保持件方形凹部23对齐。在按钮释放时，柱塞中段通过弹簧16的力向上接收到凹膛孔中。这使柱塞11的销端部19缩回到端帽15中。柱塞运动被在图3中为元件20的轴环所向上地止挡。轴环20具有狭窄的圆形开口，该开口接收柱塞钮件，因为柱塞钮件在柱塞11完全缩回时从保持件的顶部伸出得更远。柱塞 11通过弹簧16的力保持在此稳定缩回位置中，弹簧16在端盖15与柱塞中段18的底部之间操作。 [0031] 通过这些机械关系，本按钮的操作如下。当柱塞被连续推动和释放时，凸轮在两个相对轴向方向上的动作均在相同的旋转方向上对柱塞施加旋转力或扭转。施加到柱塞上的每个扭转限定22.5度的旋转，使得当柱塞在推动/释放循环后向上返回时，柱塞总共旋转了45度。此时，柱塞的扩大方形中段与保持件的顶部凹部不对齐，使得柱塞中段的角部邻抵中心腔体的顶，从而防止柱塞进一步向上缩回。这确定了按钮组件的稳定伸出位置。当柱塞再次被按压和释放时，底凸轮和顶凸轮交替作用，一起施加了45度的旋转到柱塞，使其此时与保持件顶部中的凹部对齐。当钮件上的压力被释放时，内部弹簧的力将柱塞向上运动到保持件的上部凹部中，以到达稳定缩回状态。 [0032] 所描绘的实施例中所示的尺寸可以根据需要变化以适应特定应用。例如，方形部分的边长和柱塞销的直径可以制成所需的任何尺寸。同样地，可以很容易地修改中心腔体的上边界与下边界之间的距离。柱塞销的这个距离和长度决定了销穿过保持件端帽的底部突出多远。如图8和9所示，主体的具有沉膛孔的底部区域，为端帽提供了足够的材料以伸入到保持件主体中并将组件固持到保持件。端帽的远端可以具有任何合适的附接装置，用于固附到比如接收面板的支承结构。 [0033] 虽然上面只描述了本发明的一个实施例，但应当理解，对于已经示出和描述的内容，可能存在许多变型，这些变型落在本发明的范围和精神内。可以理解，本发明不限于所公开的实施例，而应仅由以下权利要求及其法律等同物来限定。 |
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