CN101421806A - 安全开关组件 - Google Patents

Abstract

一种开关组件，包括一个基座、一个扁簧、一个开关、以及一个致动部件。该基座包括一个中央通道。该扁簧可以可枢转地固定到基座的一部分。该开关邻近该扁簧，并被配置成有选择地打开和闭合诸如车辆点火电路的电路。该致动部件被定位成贯通中央通道并且毗邻扁簧。该致动部件被配置成啮合该扁簧，以便启动该开关，其中该致动部件在第一方向的动作迫使该扁簧在第二方向移入该开关来启动该开关。第一方向可以垂直于第二方向。

Description

安全开关组件

相关申请

本申请涉及到申请号为60/811866、名称为“座椅开关”、申请日为2006年6月8日的美国临时专利申请，并要求该临时专利申请的优先权，该临时专利申请的全部内容在此被参考结合。

技术领域

本发明的实施例一般涉及到安全开关组件，尤其是可用于如果驾驶员不能正确坐好时阻止启动车辆的关于车辆座椅的安全开关组件。

背景技术

各种机动车辆被配置成如果驾驶员没有正确坐好时自动阻止启动。例如，一个坐骑式割草机可能被配置为如果驾驶员离开座椅时阻止启动。阻止启动车辆防止了驾驶员和其他人受到没有人控制的失控车辆的伤害。

专利号为4795865、名称为“用于自动阻止启动机动车辆的安全开关”的美国专利(以下简称“′865专利”)公开了一种安全开关组件，其中包括一个响应于车辆驾驶员入座而移动的盖子，以及一个处于致动器外壳中的随着该盖子移动以打开和闭合开关触点的致动器。该盖子的移动推动该致动器使得在常开开关中扭簧开关片弥合触点之间的间隙，以及在常闭开关中使该开关片从触点之间移开。

但是，如在′865专利中所示，这些开关触点48和50是裸露的。因此，如果水或其它液体溅到座椅上，该液体可能接触这些裸露的开关触点。此外，这些裸露的开关触点可能会被退化的座椅材料例如座椅内的泡沫所污染。

此外，传统的开关组件可以很容易被卡在一个启动位置。例如，如果一个弹簧组件失去弹性，或致动部件的一部分被该组件的一个内部零件所阻扰，那么即使在驾驶员下车以后，致动部件也可能被卡在启动位置。因此，即使当驾驶员没有处在控制车辆的位置时，车辆仍然可以保持启动。

因此，需要一种改进的不包括裸露的开关触点的座椅开关组件。此外，需要一种比现有座椅开关组件更低的安装轮廓的座椅开关组件。而且，需要一种自动防故障的(fail-safe)座椅开关组件。

发明内容

本发明的某些实施方式提供了一种开关组件，其包括一个基座，一个扁簧，一个开关，以及一个致动部件。该基座包括一个中央通道。该扁簧可以被可枢转地固定到基座的一部分。该开关邻近该扁簧，并被配置成有选择地打开和闭合诸如车辆点火电路的电路。

该致动部件被定位成贯通中央通道并且毗邻扁簧。该致动部件被配置成啮合该扁簧，以便启动该开关，其中该致动部件在第一方向的运动迫使该扁簧在第二方向移入该开关来启动该开关。当该致动部件脱离接触时，该扁簧返回到一个处于静止的位置，在该位置该扁簧相对于开关移动至阻止启动位置。该第一方向可以垂直于第二方向。例如，致动部件的垂直运动可以迫使扁簧的一部分水平移入开关。

扁簧可能包括一个长梁，该梁一体地连接到一个柱子，该柱子反过来整体地连接到弯曲夹。该长梁的远末端可固定到基座的一部分上。例如，该末端可能会被挤压、夹入，或以其他方式陷入到基座的一部分和另一个诸如盖子的结构之间。该弯曲夹可以固定到基座的另一部分。当被该致动部件啮合时，该长梁在第一方向弯曲，从而迫使该柱子旋转或以其他方式偏转在第二方向进入到该开关。该长梁可能向着该末端逐渐变细。

开关组件还可以包括一个固定到该基座的第一盖子。该开关可以密封地固定在该基座和第一盖子之间的开关室中。

该致动部件可以包括固定到垫片的第二盖子。一个螺旋弹簧可定位在第二盖子和基座之间。该垫片可包括连接到一个环形薄片(circumferential flap)的中央突起，该环形薄片被可枢转地偏置到基座内。例如，该环形薄片可枢转地偏置到形成中央通道的基座的内部边缘内。

本发明的某些实施方式还提供了一种开关组件，其中包括具有中央通道的基座，固定到该基座的第一盖子，以及设置为选择性开启和闭合启动电路的开关。该开关可完全处在该基座和第一盖子之间。该开关组件还可以包括固定到基座的一部分的弹簧部件，并且该致动部件被定位成贯通中央通道并且毗邻弹簧部件。该致动部件被配置为啮合该弹簧部件，以促使该弹簧部件的一部分毗邻该开关，从而激活该开关。

本发明的某些实施方式提供了一种开关组件，其可以被配置为定位在车辆的一个座椅内。当驾驶员入座时，该开关组件操作来启动车辆的操作。此外，当驾驶员离座时，该开关组件操作来阻止启动车辆的操作。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施方式的座椅开关组件的等距底部视图。

图2示出了根据本发明一个实施方式的座椅开关组件的等距截面内部视图。

图3示出了根据本发明一个实施方式的扁簧的等距顶端视图。

图4示出了根据本发明一个实施方式的处于非偏转位置的扁簧的侧视图。

图5示出了根据本发明一个实施方式的处于偏转位置的扁簧的侧视图。

在详细阐述本发明实施方式之前，可以理解的是，本发明不限于在下面描述中所阐明的和在附图中被示出的组成部件的结构以及设置的具体应用。该发明能够以其他方式实施，以及以各种方式实施和执行。另外，可以理解的是，用语和词汇用于此处的目的是描述而不应该被视为限制。使用“包括”与“组成”以及各种变体是指包括其后列出的项目和等同物，以及有更多的项目和这些项目的等同物。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施方式的座椅开关组件10的等距底部视图。该座椅开关组件10被配置以位于一个车辆座椅内，并且连接到车辆的点火电路。该开关组件10可用于各种由驾驶员控制的车辆和机械。

该座椅开关10包括一个固定到底盖14的基座12。该基座12可以通过梁16猛然固定到底盖14，梁16猛然固定到或猛然固定在相配合的特征(features)之中，例如形成于该底盖14中的狭槽或通道18。可以选择的，该基座12可以通过闭锁、扣钩、螺丝、螺栓、粘接、胶水及类似方式固定到该底盖14。

如下文关于图2所讨论的那样，顶盖或按钮20也被固定到该基座16上。螺旋弹簧22处于该顶盖20的下侧和该基座12的顶面之间。

图2示出了座椅开关组件10的等距截面内部视图。该底盖14的中部截面向下凸出形成一个凹盆23。开关室24被界定在基座12和底盖14的一端之间。弹簧室26被界定在基座12和底盖14之间，并相邻于开关室24。如图2所示，弹簧室26可以跨越凹盆23的间距。此外，尖端室(tip chamber)28被界定在基座12和底盖14之间并位于开关室24的远端。因此，开关室24位于弹簧室26的一端，而尖端室28位于弹簧室26的另一侧。虽然基座12和底盖14被示为两个独立的组成部分，该基座12和该底盖14可选择性地作为单一的单元而整体形成。

一个开关30固定到开关室24之中。该开关30可以被基座12和底盖14封闭在开关室24中。因此，开关30可以被完全密封在座椅开关组件10中，以至于开关30没有部分延伸到座椅开关组件10之外。该开关30包括一个配置为连接到电线、触点或像车辆点火电路这样电路的电气输入32。

图3示出了根据本发明一个实施方式的扁簧34的等距顶端视图。该扁簧34包括整体连接到一个竖直的梁或柱子38的横向长梁36。该竖直梁38的上端反过来整体连接到向下弯曲夹40。

如图3所示，该长梁36向着尖端(tip)42逐渐变细。因此，梁36的远端部分44比梁36的更接近竖直梁38的近端部分46更容易弯曲和弯折。由于近端部分46包括比远端部分44更多的材料，因此近端部分46比远端部分44更僵硬。

再次参照图2，该弯曲夹40固定到基座12的内部支持壁48的壁架47(或其他类似的支持点)的顶面上。在壁架47上可以形成一个下角槽49，该下角槽49提供了用于关于壁架47小程度转动的空隙区域51。也就是说，该短空隙区域51可以存在于弯曲夹40的远端51和壁架47的槽49之间，用来允许弯曲夹40关于壁架47可枢转地偏转，壁架47作为一个枢转支点。弯曲夹40被固定到槽49内，使弯曲夹40的一部分毗邻壁架47，而空隙区域存在于壁架47和弯曲夹40的远端之间。向下倾斜的弯曲夹40确保弯曲夹40保持固定到支持壁48。此外，螺旋弹簧22可以紧靠到弯曲夹40，从而产生了对弯曲夹40的压缩力。由于壁架47和螺旋弹簧22的接触点之间的短偏移，由螺旋弹簧22施加到弯曲夹40的该压力也有助于维持弯曲夹40关于壁架47并抵靠垂直壁50的定位。

在阻止启动的位置，竖直梁38恰好与基座12的支持壁48的一个侧面50配合。如上所述，该扁簧34通过弯曲夹40被固定到支持壁48，该弯曲夹40固定到壁架47或壁架47上，且被限制在螺旋弹簧22之下。但是，该竖直梁38不固定到支持壁48的侧面50上。相反，该竖直梁38覆盖侧面50。该竖直梁38的低端52被定位在支持壁48的侧面50和开关30之间。

扁簧34的长梁36横跨内部支持壁48，并穿过弹簧室26到达基座12的与支持壁48位置相反的内部支持壁54。支持壁48和54是界定了贯穿基座12的中央通道56的环形支持壁结构的一部分。

梁36的远端44被限制在支持壁50和凹盆23的一个***58之间。扁簧34的尖端42延伸到尖端室28。

顶盖20包括一个具有向下弯曲的外缘62的上壁60。如图2所示，螺旋弹簧22被定位在顶盖20和壁架47的下面。一个保持壁63从基座12向上延伸，并围绕螺旋弹簧22的周长。该保持壁63确保螺旋弹簧22不相对基座12移位。此外，顶盖22的弯曲边缘62确保螺旋弹簧22不从顶盖22弹出。一个圆柱64从顶盖20向下延伸。一个垫片通道66贯穿圆柱64而形成。

一个垫片68通过垫片通道66牢牢地固定到顶盖20。顶盖20和垫片68形成一个配置成移入扁簧34中的致动部件。垫片68包括一个半球形中央突起70，其整体连接到从该突起70向上延伸的周缘(circumferential flange)72。中央圆柱74从突起70向上延伸且牢牢地定位在垫片通道66中。诸如螺钉或螺栓等的紧固件76，用于将顶盖20牢牢地固定至垫片68。可以选择的，垫片68和顶盖20可以被作为单一的单元整体形成。

顶盖20通过垫片68的周缘72固定到基座12，垫片68被挤压地夹在内部支持壁48和54的壁架47下面。扁簧34在箭头A的方向施加抵抗力到垫片68的突起70上，在同一方向推动垫片68。因此，周缘72被迫进入壁架47的底部。

螺旋弹簧22定位在顶盖20的底部和围绕贯穿基座12形成的中央通道56的壁架47的顶面之间。该螺旋弹簧22在箭头A的方向施加一个抵抗力到盖子20，以及在箭头A’的方向施加一个抵抗力到壁架47。

在操作时，当驾驶员通过如坐在汽车座椅上而啮合顶盖20时，，顶盖20在箭头A’的方向上向下移动，从而在顶盖20和基座12的壁架47之间压缩螺旋弹簧22。由于顶盖20在箭头A’的方向上移动，突起70被迫向下进入扁簧34的长梁36中。该突起70到梁36的移动向下弯曲梁36。底盖14的凹盆23提供了足够用于梁36弯曲的空间。当梁36向下弯曲时，竖直梁38在箭头B的方向上横向回转，其枢转的支点由壁架47和弯曲夹40所限定。竖直梁38因此移入开关30的一个启动触点80。该启动触点80的啮合启动开关30以完成点火电路。因此，诸如割草机的机械可以被启动了。

如果压力在一个夹角方向上施加到顶盖20，如箭头C所示的方向，那么突起70仍然在箭头A’的方向上向下移动到扁簧34。在这种情况下，顶盖20可以相对于基座12施加成该角度的压力。然而，压力传递到垫片68，并且周缘72相对壁架47枢转以抵消该角度的压力，从而确保突起70在箭头A’的方向上向下接近梁36的中心。因此，开关组件10将顶盖20的动作从致动的任何角度传递至开关30。

图4示出了根据本发明一个实施方式的处于非偏转位置的扁簧34的简化侧面视图。在该位置，长梁36基本上是直的并且是水平的。此外，竖直梁38也是基本上直的并且是竖立的。

图5示出了根据本发明一个实施方式的处于偏转位置的扁簧34的简化侧视图。当压力例如通过垫片68(图3示出)在箭头A’的方向上施加到长梁36时，长梁36向下弯曲，从而迫使竖直梁相对壁架47在箭头B的方向上横向摆动，壁架47作为枢转支点。由于力臂(moment arm)由突起70(如图2所示)的接触点和壁架70上的弯曲夹40所限定，竖直梁38在箭头B的方向上可枢转地关于壁架47所界定的枢转支点偏转。

正如图5所示，扁簧34的尖端42被限制或以其他方式包含在基座12的内部支持壁54(如图2所示)和凹盆23的***58(如图2所示)之间。由于扁簧34是弹性的，当扁簧34弯曲或以其他方式偏转时，受限制的尖端42施加抵抗力以使扁簧34回到其静止位置。也就是说，末尖端42的回转性质对扁簧34施加了一个牵引力以使梁36变平且在箭头B’的方向上移动梁38。因此，当在箭头A’的方向上压力不再施加到扁簧34上时，受限制的尖端42施加的压力弯折该扁簧34回到静止位置，在该位置竖直梁38不再对开关30(如图3所示)施加启动压力。因此，扁簧34提供了自动防故障的机制，当启动压力不再施加到座椅开关组件10(如图1-2所示)时，其确保点火电路断开。

参照图3-5，因为梁36向着尖端42逐渐变细，远端部分44允许比近端部分46偏移得多些。由于远端部分44偏转和由此产生的压力被传递到更坚硬的近端部分46，尖端42增加的弯曲带来的净效果是在箭头B的方向上给予一个更加迅速和更加直接的侧向位移。虽然坚硬的近端部分46没有锥形远端部分44偏转或弯曲得多，近端部分46迅速和有效地向竖直梁38传递远端部分44的横向运动组成部分，竖直梁38响应于横向运动而在箭头B的方向旋转。因此，顶盖20的啮合(如图1和图2所示)迅速和有效地转递到开关30(如图2所示)。

参照图1-5，当在箭头A’的方向的压力已不再施加到顶盖20上时，由于扁簧34是弹性的，因此其返回初始位置。因此，长梁36变平，且竖直梁38远离开关30，从而切断点火电路。当长梁36变平时，它在箭头A的方向上对突起70施加一个向上的压力。施加到突起70的压力在箭头A的方向上移动垫片68以及顶盖20。与此同时，该螺旋弹簧22解除压缩并在箭头A的方向上推动顶盖20以及垫片68。这样，扁簧34不再给开关30施加启动压力，并且顶盖20移回到脱离接触的位置。

因此，本发明的实施方式提供了一种改进的座椅开关组件，其不包括裸露的开关触点。如图2所示，例如，开关30是完全处于座椅开关组件10中。因此，防止开关30接触来自外部的物体、物质和污染物。

此外，本发明的实施方式提供了一种比现有的座椅开关组件安装轮廓低的座椅开关组件。由于开关30横向设置在组件10之中，组件10的垂直轮廓相对较小。

此外，本发明的实施方式提供了一种自动防故障的座椅开关组件。当压力不再施加到顶盖20时，如上所述，有弹性的扁簧34折回或弹回到静止的位置，其中开关30不再啮合。

虽然各种空间术语，如前方、后方、上、底部、低、中、横向、水平、垂直等，可用于描述本发明的实施方式，但是可以理解的是，这些术语只是用来表示在附图上的方向。这些方向可以被反转、旋转，或以其他方式改变，使得一个前面部分成为一个后面部分，反之亦然，或水平成为垂直等。

上述的变化和修改在本发明的范围内。可以理解的是，在这里公开并界定的本发明延伸到由文字和/或图纸提及或表明的两个或两个以上的单独特征所有可供选择的组合。所有这些不同的组合构成了本发明的各种可供选择的方面。这些描述的实施方式在这里解释了已知的实施本发明的最佳模式，使得本领域其他技术人员能够利用本发明。权利要求被解释为包括现有技术可供选择的实施方式所允许的范围。

本发明的各种特征由随后的权利要求阐述。

Claims (21)

1.一种开关组件，包括：

一个基座，具有一个中央通道；

一个扁簧，可枢转地固定到所述基座的一部分；

一个开关，邻近所述扁簧，所述开关被配置成选择性地打开和闭合一个电路；以及

一个致动部件，定位在贯通所述中央通道和毗邻所述扁簧的位置，所述致动部件被配置成啮合所述扁簧，以启动所述开关，其中所述致动部件在第一方向的移动迫使所述扁簧的至少一部分在第二方向移入所述开关来启动所述开关，并且其中所述第一方向垂直于所述第二方向。

2.权利要求1所述的开关组件，其中所述扁簧包括一个长梁，其一体地连接到一个柱子，反过来，所述柱子一体地连接到一个弯曲夹，所述长梁具有固定到所述基座的一部分的远尖端，所述弯曲夹固定到所述基座的另一部分，其中所述长梁当被所述致动部件啮合时在所述第一方向弯曲，从而迫使所述柱子在所述第二方向偏转入所述开关。

3.权利要求2所述的开关组件，其中所述长梁向着所述尖端逐渐变细。

4.权利要求1的开关组件，进一步包括一个第一盖子，其固定到所述基座，其中所述开关密闭地固定到所述基座和所述第一盖子之间。

5.权利要求1所述的开关组件，其中所述致动部件包括一个第二盖子，其固定到一个垫片，并且其中一个螺旋弹簧定位在所述第二盖子和所述基座之间。

6.权利要求5所述的开关组件，其中所述垫片包括一个中央突起，其连接到一个可枢转地偏置到所述基座的环形薄片。

7.权利要求6所述的开关组件，其中所述环形薄片是可枢转地偏置到形成所述中央通道的所述基座的内缘中。

8.权利要求6所述的开关组件，其中当所述致动部件脱离接触时，至少所述扁簧的至少一部分返回静止的位置，在该位置所述扁簧进入一个阻止所述开关启动的位置。

9.一种开关组件，包括：

一个基座，具有一个中央通道；

一个第一盖子，固定到所述基座；

一个开关，被配置为选择性地打开和闭合启动电路，所述开关完全处于所述基座和所述第一盖子之间；

一个弹簧部件，固定到所述基座的一部分；以及

一个致动部件，定位在贯通所述中央通道和毗邻所述弹簧部件的位置，所述致动部件被配置成啮合所述弹簧部件，以迫使所述弹簧部件的一部分邻接所述开关，从而启动所述开关。

10.权利要求9所述的开关组件，其中所述弹簧部件为扁簧，其整体地连接到一个柱子，反过来，所述柱子整体地连接到一个弯曲夹，所述长梁具有固定到所述基座的一部分的远尖端，所述弯曲夹固定到所述基座的另一部分，其中所述长梁当被所述致动部件啮合时在第一方向弯曲，从而迫使所述柱子在第二方向偏转入所述开关，所述第二方向垂直于所述第一方向。

11.权利要求10所述的开关组件，其中所述长梁向着所述尖端逐渐变细。

12.权利要求9所述的开关组件，其中所述致动部件包括一个第二盖子，其固定到一个垫片，并且其中一个螺旋弹簧定位在所述第二盖子和所述基座之间。

13.权利要求12所述的开关组件，其中所述垫片包括一个中央突起，改中央突起连接到一个可枢转地偏置到所述基座的环形薄片。

14.权利要求13所述的开关组件，其中所述环形薄片是可枢转地偏置到形成所述中央通道的所述基座的内缘。

15.权利要求9所述的开关组件，其中当所述致动部件脱离接触时，所述弹簧部件的所述部分返回静止的位置，在该位置所述弹簧部件进入一个阻止所述开关启动的位置。

16.一种开关组件，被配置为定位在车辆的一个座椅中，其中当驾驶员入座时，该开关组件操作来启动车辆的操作，并且当驾驶员离座时，该开关组件操作来阻止启动车辆的操作，该开关组件包括：

一个基座，具有带有环绕一个中央通道的壁架的圆周支持壁；

一个扁簧，可枢转地固定到所述基座的一部分，所述扁簧包括一个长梁，其整体地连接到一个柱子，反过来，所述柱子整体地连接到一个弯曲夹，所述长梁具有固定到所述支持壁的一部分的远尖端，所述弯曲夹远离所述远尖端而固定到所述壁架的一部分；

一个开关，被配置为选择性地打开和闭合电路；以及

一个致动部件，定位在贯通所述中央通道和毗邻所述扁簧的位置，所述致动部件被配置成啮合所述扁簧，以启动所述开关，其中所述致动部件在第一方向的移动迫使所述长梁在所述第一方向移动，从而迫使所述柱子在所述第二方向移入所述开关。

17.权利要求16所述的开关组件，其中所述长梁向着所述尖端逐渐变细。

18.权利要求16所述的开关组件，进一步包括一个第一盖子，其固定到所述基座，其中所述开关密闭地位于所述基座和所述第一盖子之间的一个开关室之中。

19.权利要求16所述的开关组件，其中所述致动部件包括一个第二盖子，其固定到一个垫片，并且其中一个螺旋弹簧定位在所述第二盖子和所述基座之间，其中所述垫片包括一个中央突起，其连接到一个可枢转地偏置到所述基座的环形薄片。

20.权利要求19所述的开关组件，其中所述环形薄片被可枢转地偏置到形成所述中央通道的基座的内缘。

21.权利要求16所述的开关组件，其中当所述致动部件脱离接触时，所述扁簧的一部分返回静止的位置，在该位置所述扁簧进入一个阻止所述开关启动的位置。

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