CN106163859A - 具有可选择的缆索角度输出的旋钮组件 - Google Patents

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Abstract

一种旋钮组件，其包括载体和小齿轮轴，该小齿轮轴安装到该载体以绕第一轴线旋转。杠杆臂安装到该载体以绕第二轴线旋转，该第二轴线不同于第一轴线。小齿轮轴包括小齿轮，该小齿轮随着小齿轮轴的旋转而旋转，并且杠杆臂包括杠杆臂齿轮，该杠杆臂齿轮与小齿轮啮合，使得小齿轮轴的旋转引起杠杆臂沿杠杆臂平面运动。载体能够以选定的绕第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制杠杆臂平面的角度。

Description

具有可选择的缆索角度输出的旋钮组件
相关申请
本申请要求2014年4月4日提交的美国临时申请No.61/975,065的优先权，该美国临时申请的全部通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种旋钮组件，并且更具体地涉及一种用来控制缆索的运动的旋钮组件，其中，该旋钮具有可选择的缆索角度输出。
背景技术
在业内已知一种用来控制最终使用装置的旋钮组件。在车辆加热、通风和空气调节(“HVAC”)***中，旋钮经常用于控制HVAC***的通气门的位置，其中，通气门位于车辆仪表板下面并且对车辆操作者来说不另外直接可接近。例如，一个旋钮可以用于控制通气门，该通气门将来自HVAC***的空气流引导到车辆的底板区域，中间舱区域，或挡风玻璃区域。旋钮组件通过称为Bowden缆索的推拉缆索布置连接到要被控制的门。旋钮组件具有连接到缆索的杠杆臂。该旋钮的旋转运动导致杠杆臂的大致直线运动，该大致直线运动导致缆索的推和拉。当旋钮沿一个方向旋转时，该缆索通过杠杆臂推位于HVAC空气流路径中的门，以便引起该门沿第一方向枢转，因此将空气流引入第一区域。当旋钮沿另一方向旋转时，该缆索通过杠杆臂拉该门以便使该门沿另一方向枢转并且因此改变空气流的方向。取决于缆索到容纳旋钮组件的外壳中的进入角度，需要特别的相关旋钮组件设计以便使杠杆臂运动的平面在缆索运动的相同平面中。否则，缆索可能缠结。因此，数种不同车辆平台将具有到旋钮组件外壳中的数个不同缆索进入角度的事实需要，相称数量的不同旋钮组件构造。
发明内容
本发明提供一种用来控制缆索运动的旋钮组件，其能适应可变的缆索角度输出，使得一个旋钮组件设计可以用于数种不同车辆平台(所述数种不同车辆平台具有到旋钮组件的外壳中的不同的缆索进入角度)。
根据本发明的一个例示实施例，旋钮组件包括载体和小齿轮轴，该小齿轮轴安装到该载体以绕第一轴线旋转。杠杆臂安装到该载体以绕第二轴线旋转，该第二轴线不同于第一轴线。小齿轮轴包括小齿轮，该小齿轮随着小齿轮轴的旋转而旋转，并且该杠杆臂包括杠杆臂齿轮，该杠杆臂齿轮与小齿轮啮合，使得小齿轮轴的旋转引起杠杆臂沿杠杆臂平面运动。该载体能够以选定的绕第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制杠杆臂平面的角度。
根据本发明的另一例示实施例，提供一种旋钮组件，该旋钮组件包括L形载体，该L形载体具有齿轮驱动安装部分和安装板部分。短轴从L形载体的齿轮驱动安装部分延伸并且大致平行于L形载体的安装板部分。小齿轮轴安装成穿过L形载体的安装板部分并且位于短轴的支承开口中，以便绕第一轴线旋转。杠杆臂组件以可旋转的方式安装到短轴，以便绕第二轴线旋转，该第二轴线大致垂直于第一轴线。小齿轮轴包括小齿轮，该小齿轮随着所述小齿轮轴的旋转而旋转，并且该杠杆臂组件包括杠杆臂齿轮，该杠杆臂齿轮与小齿轮啮合，使得小齿轮轴的旋转引起杠杆臂沿杠杆臂平面运动。L形载体的安装板部分能够以选定的绕第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制杠杆臂平面的角度。
根据本发明的又一例示实施例，一种旋钮组件被提供用于车辆HVAC***。旋钮组件包括L形载体，该L形载体具有齿轮驱动安装部分和安装板部分。短轴从L形载体的齿轮驱动安装部分延伸并且大致平行于L形载体的安装板部分。小齿轮轴安装成穿过L形载体的安装板部分并且位于短轴的支承开口中，以便绕第一轴线旋转。杠杆臂组件以可旋转的方式安装到短轴，以便绕第二轴线旋转，该第二轴线大致垂直于第一轴线。小齿轮轴包括小齿轮，该小齿轮随着小齿轮轴的旋转而旋转，并且该杠杆臂组件包括杠杆臂齿轮，该杠杆臂齿轮与小齿轮啮合，使得小齿轮轴的旋转引起杠杆臂沿杠杆臂平面运动。L形载体的安装板部分能够以选定的绕第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制杠杆臂平面的角度。缆索固定到杠杆臂的端部，使得：沿一个方向的杠杆臂的运动导致沿该一个方向的缆索运动，并且沿第二方向的杠杆臂的运动导致沿该第二方向的缆索运动。该缆索连接到所述车辆HVAC***的通气门。触觉反馈装置可操作地安装在L形载体和小齿轮轴之间，并且在小齿轮轴绕第一轴线旋转时向使用者提供增量式的抓住和松开感觉。
附图说明
在参考附图阅读以下描述的情况下，本发明的前述和其它特征和优点对于本发明相关的本领域技术人员将变得显明，附图中：
图1是具有根据本发明的一个例示实施例的旋钮组件的HVAC控制盒外壳的俯视立体图；
图2是图1的HVAC控制盒外壳的仰视立体图；
图3是图1的HVAC控制盒外壳的后视立体图；
图4是图1的HVAC控制盒外壳的俯视平面图；
图5是图1的HVAC控制盒外壳的仰视平面图；
图6是图1的HVAC控制盒外壳的侧视正视图；
图7和8是更详细地示出图1的旋钮组件的立体图；
图9是图7和8的旋钮组件的分解视图；并且
图10是本发明的后盖的立体图，示出本发明的安装孔布置的一个例子。
具体实施方式
参考图1-10，示出根据本发明的一个例示实施例的旋钮组件20。例如，旋钮组件20被描述用于车辆HVAC***，但可用于其它目的和/或其它***。
旋钮组件20安装在控制面板外壳28(如用于控制车辆HVAC***的外壳)中。旋钮组件20包括数个可移动部件，后者安装到子载体30上。子载体30是单件式单元，其包括齿轮驱动安装部分32和安装板部分34。短轴36或部段枢轴从齿轮驱动安装部分32延伸。短轴36可以与子载体30一起被模制以形成一个整体零件，或者可替代地，可以是通过适当装置附接到子载体30的分离的轴。
旋钮组件20还包括旋转小齿轮轴40，其被接纳在通孔42中，该通孔用作轴承以便使小齿轮轴40旋转。小齿轮轴40也被安装在安装板部分34的通孔44中。通孔44也用作轴承以便使小齿轮轴40旋转。小齿轮轴40的端部带有转盘旋钮48，后者诸如通过压配合或花键连接而固定到小齿轮轴40的端部。而且，小齿轮轴的旋钮安装端部可以是多侧面的，使得在小齿轮轴40上的旋钮的旋转位置可以如下面进一步描述的那样被控制。小齿轮轴40能绕第一轴线旋转。根据本发明的一个例示实施例，短轴36的轴线垂直于小齿轮轴40的轴线。
子载体30以下面更详细地描述的方式以多个期望角度中的任一角度通过螺钉52、54被固定到外壳26的后盖50。虽示出两个螺钉，但可使用更多个螺钉。装饰性盖板58附接到外壳28的后盖50。小齿轮轴40延伸通过盖56的一个开口58。控制设定标记59包围开口58。旋钮48带有设定标记部57(诸如指引线)以帮助操作者将小齿轮轴40的旋转位置与所需控制功能对准，该所需控制功能诸如是去往特定车辆座舱位置的空气流方向。因旋钮48需与包围开口58的设定标记59对准，小齿轮轴40的多个平侧面端部有助于此目的。本领域技术人员将理解，小齿轮轴40的长度和转盘旋钮48的尺寸被选择以使得转盘旋钮将覆盖开口58并且与设定标记部59对准，同时仍允许设定标记部59被看到。旋钮端部止动件64、65、68、88也可用于控制小齿轮轴40上的旋钮的深度，以更好地与设定标记部59对准并且限制旋钮旋转的量。
小齿轮轴40包括棘爪轮廓60和锥齿轮62，该棘爪轮廓和锥齿轮整体地形成在小齿轮轴40上。可旋转的杠杆臂组件或部段70包括安装孔套筒72，该安装孔套筒安装到短轴或部段枢转轴38上。可旋转的杠杆臂组件70还包括：杠杆臂74，该杠杆臂从安装孔套筒72延伸；以及部段齿轮部分76，该部段齿轮部分也从孔套筒72延伸出。可旋转的杠杆臂组件70的尺寸被设计为使得锥齿轮62可操作地与齿轮部分76啮合。应理解，当小齿轮轴40旋转(如当转盘48转动或旋转时发生)时，可旋转的杠杆臂组件70将绕轴36枢转，因此导致杠杆臂74的端部80的运动。虽然实际上绕短轴36旋转或枢转，但杠杆臂74的端部80的运动可以被认为是大致直线运动。
Bowden缆索84被固定到杠杆臂74的端部80处的缆索安装开口86。Bowden缆索84的相对端部可以连接到要被控制的最终使用装置，以便控制空气流通气控制门(未示出)的枢转位置。当Bowden缆索84沿一个方向推动时，该门沿第一方向枢转到第一位置。当Bowden缆索84沿第二方向被拉动时，该门沿第二方向枢转到第二位置。如上所述，枢轴臂74的端部80和Bowden缆索之间的运动可以被认为在杠杆臂平面中大致直线的，虽然杠杆臂74实际上绕短轴36的中心旋转。
取决于特定车辆平台和被控制的最终使用装置的特别位置，Bowden缆索84可以以特定角度进入外壳28。期望的是，Bowden缆索的推拉直线运动的平面与杠杆臂74的运动在相同的平面中。根据本发明，旋钮组件20的安装布置允许整个旋钮组件20在旋钮组件附接到外壳28的后盖50之前绕小齿轮轴40的轴线旋转，并因此保证Bowden缆索运动与杠杆臂74的平面运动的平面对准，并因此防止Bowden缆索的任何缠结。应理解，整个子载体30能绕小齿轮轴的轴线旋转，从而控制杠杆臂的平面运动的角度。一旦子载体的适当角度被定位，子载体30就通过螺钉52、54附接到后盖50。本发明的旋钮组件20可跨越数种不同的车辆平台而被使用，即使Bowden缆索以不同的角度进入控制盒外壳26，这是由于旋钮组件20可在附接到外壳的后盖之前旋转，以便将杠杆臂运动与Bowden缆索运动对准。旋钮48然后可以被布置到小齿轮轴40的端部上以便与控制外壳的前盖上示出的控制标记对准。
棘爪轮廓60被设计用来提供触觉反馈。棘爪轮廓60连接到由子载体30带有的球和弹簧机构90或一些其它类型的弹簧加载的抓住和松开装置。实际上，对于旋钮48的每一个预定量的旋转，操作者将感觉到(即触觉反馈)取决于棘爪的间隔的每一个增量的旋钮旋转的点击和锁定影响。
参考图9和10，旋钮组件20包括安装圆盘91，该安装圆盘整体地形成在子载体30的安装板部分34上。安装圆盘91被接纳在后盖50中的略微较大直径的相称的安装孔102中。保持圆盘92位于后盖50的另一侧上并且其直径大于后盖中的安装孔102和安装圆盘91的直径。子载体30通过多个螺栓94和螺母96螺栓连接到保持圆盘92。螺栓94和螺母96被上紧但仍然允许子载体30可以绕孔102的中心限定的轴线并且相对于后盖50旋转，并且转而相对于控制面板外壳26旋转，以便选择缆索角度输出。在子载体旋转到期望的角位置中时，安装孔102用作安装圆盘91的支承表面。
在子载体30旋转到期望的角位置之后，通过后盖50中的多个安装孔104中的一对安装孔而安装螺栓52和54。与螺栓52、54关联的螺母被布置在这些螺栓上并且被上紧，从而以期望的相对角度锁定子载体30。安装孔104的数量可以用来控制最终组件中的可以以该组件布置子载体30的角增量。例如，如果存在绕中心孔102均匀地间隔的三十六组安装孔104，则将允许以十度的增量而分离的期望角位置处的角安装布置。可以使用任何期望增量的安装布置。本领域技术人员也将理解，安装孔104可以由月牙形开口取代，以使增量角选择的数量得以显著增大。
而且，图9示出短轴36的一种替代布置方式。如上所述，作为与子载体30整体地形成这种方式的取代方式，短轴36可以是分离的零件，其通过螺栓98和螺母100连接到子载体30。短轴36的端部也可以具有带键的平表面并且被接纳到子载体30中的相称凹入开口中，以防止短轴36相对于子载体30旋转。
从本发明的如上描述，本领域技术人员将认识到许多改进、改变和修改。在本技术领域内的这些改进、改变和修改应由所附权利要求涵盖。

Claims (13)

1.一种旋钮组件，所述旋钮组件包括：
载体；
小齿轮轴，所述小齿轮轴安装到所述载体以绕第一轴线旋转；
杠杆臂，所述杠杆臂安装到所述载体以绕第二轴线旋转，所述第二轴线不同于所述第一轴线；
其中，所述小齿轮轴包括小齿轮，所述小齿轮随着所述小齿轮轴的旋转而旋转，并且其中，所述杠杆臂包括杠杆臂齿轮，所述杠杆臂齿轮与所述小齿轮啮合，使得所述小齿轮轴的旋转引起所述杠杆臂沿杠杆臂平面运动；并且
所述载体能够以选定的绕所述第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制所述杠杆臂平面的角度。
2.如权利要求1所述的旋钮组件，还包括缆索，所述缆索固定到所述杠杆臂的端部，使得：沿一个方向的所述杠杆臂的运动导致沿所述一个方向的缆索运动，并且沿第二方向的所述杠杆臂的运动导致沿所述第二方向的缆索运动。
3.如权利要求2所述的旋钮组件，其中，所述缆索连接到车辆HVAC***中的最终使用装置。
4.如权利要求3所述的旋钮组件，其中，所述最终使用装置是所述车辆HVAC***的通气门。
5.如权利要求1所述的旋钮组件，其中，所述小齿轮是锥齿轮。
6.如权利要求1所述的旋钮组件，其中，所述旋钮组件还包括触觉反馈装置，所述触觉反馈装置可操作地安装在所述载体和所述小齿轮轴之间，在所述小齿轮轴绕所述第一轴线旋转时，所述触觉反馈装置向使用者提供增量式的抓住和松开感觉。
7.一种旋钮组件，所述旋钮组件包括：
L形载体，所述L形载体具有齿轮驱动安装部分和安装板部分；
短轴，所述短轴从所述L形载体的齿轮驱动安装部分延伸并且大致平行于所述L形载体的所述安装板部分；
小齿轮轴，所述小齿轮轴安装成穿过所述L形载体的所述安装板部分并且位于所述短轴的支承开口中，以便绕第一轴线旋转；
杠杆臂组件，所述杠杆臂组件以可旋转的方式安装到所述短轴以便绕第二轴线旋转，所述第二轴线大致垂直于所述第一轴线；
其中，所述小齿轮轴包括小齿轮，所述小齿轮随着所述小齿轮轴的旋转而旋转，并且其中，所述杠杆臂组件包括杠杆臂齿轮，所述杠杆臂齿轮与所述小齿轮啮合，使得所述小齿轮轴的旋转引起所述杠杆臂沿杠杆臂平面运动；并且
其中，所述L形载体的所述安装板部分能够以选定的绕所述第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制所述杠杆臂平面的角度。
8.如权利要求7所述的旋钮组件，还包括缆索，所述缆索固定到所述杠杆臂的端部，使得：沿一个方向的所述杠杆臂的运动导致沿所述一个方向的缆索运动，并且沿第二方向的所述杠杆臂的运动导致沿所述第二方向的缆索运动。
9.如权利要求8所述的旋钮组件，其中，所述缆索连接到车辆HVAC***中的最终使用装置。
10.如权利要求9所述的旋钮组件，其中，所述最终使用装置是所述车辆HVAC***的通气门。
11.如权利要求7所述的旋钮组件，其中，所述小齿轮是锥齿轮。
12.如权利要求7所述的旋钮组件，其中，所述旋钮组件还包括触觉反馈装置，所述触觉反馈装置可操作地安装在所述L形载体和所述小齿轮轴之间，在所述小齿轮轴绕所述第一轴线旋转时，所述触觉反馈装置向使用者提供增量式的抓住和松开感觉。
13.一种用于车辆HVAC***的旋钮组件，所述旋钮组件包括：
L形载体，所述L形载体具有齿轮驱动安装部分和安装板部分；
短轴，所述短轴从所述L形载体的齿轮驱动安装部分延伸并且大致平行于所述L形载体的所述安装板部分；
小齿轮轴，所述小齿轮轴安装成穿过所述L形载体的所述安装板部分并且位于所述短轴的支承开口中，以便绕第一轴线旋转；
杠杆臂组件，所述杠杆臂组件以可旋转的方式安装到所述短轴以便绕第二轴线旋转，所述第二轴线大致垂直于所述第一轴线；
其中，所述小齿轮轴包括小齿轮，所述小齿轮随着所述小齿轮轴的旋转而旋转，并且其中，所述杠杆臂组件包括杠杆臂齿轮，所述杠杆臂齿轮与所述小齿轮啮合，使得所述小齿轮轴的旋转引起所述杠杆臂沿杠杆臂平面运动；
其中，所述L形载体的所述安装板部分能够以选定的绕所述第一轴线旋转取向而安装到基板，以便控制所述杠杆臂平面的角度；
缆索，所述缆索固定到所述杠杆臂的端部，使得：沿一个方向的所述杠杆臂的运动导致沿所述一个方向的缆索运动，并且沿第二方向的所述杠杆臂的运动导致沿所述第二方向的缆索运动，并且其中，所述缆索连接到所述车辆HVAC***的通气门；以及
触觉反馈装置，所述触觉反馈装置可操作地安装在所述L形载体和所述小齿轮轴之间，在所述小齿轮轴绕所述第一轴线旋转时，所述触觉反馈装置向使用者提供增量式的抓住和松开感觉。
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