CN111292986A - 快动开关及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

快动开关及其组装方法。一种快动开关，包括：外壳，其中布置有多个固定触点和多个可动触点；柱塞，其被构造用于通过外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在第一位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向外地延伸，在第二位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向内地退回；以及快动组件，其在操作上连接柱塞，所述快动组件响应于柱塞的可按压运动，以实现所述多个可动触点相对于所述固定触点在常断位置和常通位置之间的快动型运动；密封元件，其被构造成围绕柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过孔口进入外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及固定元件，其被构造成围绕密封元件布置，其中所述固定元件的形状和尺寸被设计成用以与孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此密封元件的凸缘部分被固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制密封元件从外壳的移除。

Description

快动开关及其组装方法
技术领域
本发明涉及一种微动开关及其组装方法。
背景技术
微型快动(snap-action)开关，也称为微动开关，是一种电气开关，其包括诸如可按下的柱塞或按钮的致动器构件，微动开关需要相对较小的力来致动它。柱塞的致动导致开关的电触点在常断位置和常通位置之间快动或偏心类型运动。由于这种开关在柱塞的特定且可重复的位置处进行切换的可靠性，因此通常用于精密控制应用中。
这种开关容易受到颗粒、灰尘和水侵入孔口的影响，柱塞通过该孔口压入开关外壳，这种侵入可能损害柱塞或开关的其它部件在外壳内的操作。某些现有的快动开关采用密封盖，密封盖固定到外壳上以越过柱塞，从而防止这些颗粒进入孔口中。由于微型快动开关及其组成部件的尺寸相对较小，因此难以形成组成部件并以安全高效的方式组装这些部件。此外，由于技术上的限制，即以所需的精度和成本有效的方式可靠地形成相对较小的部件(诸如密封盖)的能力，所以密封盖通常被胶合或超声焊接到外壳上以将其固定到位。不幸的是，将密封盖固定到外壳的胶会随着时间的流逝而失效，导致密封盖从外壳上脱离。也不希望用超声波焊接，因为它在密封盖和外壳之间形成了永久性的结合，使得无法将密封盖从外壳上移除以修理或修改快动开关。此外，在任何一种情况下，仅某些特定类型的材料才可以适当地胶合或超声焊接在一起以实现固定在一起，因而限制了可以在开关中使用的材料的范围。
与微型快动开关相关联的另一问题在于，由于快动开关的组成部件的尺寸相对较小，因此难以按所需精度将柱塞连接到外壳内的快动组件的一部分上。此外，由于微型快动开关的常规设计，快动组件在外壳内要连接柱塞的部分通常只能通过外壳中相对较小的柱塞孔来接触。这使得很难以简单、高效和安全的方式操纵各个部件以使其彼此牢固地连接。
发明内容
本发明寻求减轻至少一种上述问题。
本发明可以涉及几种广泛形式。本发明的实施例可以包括本文描述的不同广泛形式的一种或任何组合。
在一种广泛形式中，本发明提供一种快动开关，其包括：外壳，其中布置有多个固定触点和多个可动触点；柱塞，其被构造用于通过外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在第一位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向外地延伸，在第二位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向内地退回；以及快动组件，其可操作地连接柱塞，所述快动组件响应于柱塞的可按压运动，以实现多个可动触点相对于固定触点在常断和常通位置之间的快动型运动；密封元件，其被构造成围绕柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过孔口进入外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及固定元件，其被构造成围绕密封元件布置，其中所述固定元件的形状和尺寸被设计成与孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此密封元件的凸缘部分被固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制将密封元件从外壳上移除。
优选地，柱塞可包括设置在第一端中的凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在外壳内的快动组件的一部分上的倒钩元件卡扣配合接合，使得柱塞适当地固定至快动组件，从而与快动组件一起操作。
优选地，柱塞可包括设置在第一端中的倒钩元件，所述倒钩元件的形状和尺寸被设计成与设置在外壳内的快动组件的一部分上的凹部卡扣配合接合，使得柱塞适当地固定至快动组件，从而与快动组件一起操作。
优选地，密封元件可包括可弹性回弹的聚合物材料。
优选地，柱塞和固定元件中的至少一者可包括尼龙材料。
优选地，密封元件可包括套管，该套管具有在第一端处的开口和在第二端处的开口，所述凸缘部分背离第一端处的开口的边缘延伸，并且柱塞的周边被构造成用以与套管的第二端处的开口的边缘卡扣配合接合。
优选地，柱塞、密封元件和固定元件可包括环形构造，并且被构造成用于相对于彼此同轴布置。
优选地，固定元件可包括背离固定元件的环形周边延伸的多个间隔开的凸耳，所述多个间隔开的凸耳被构造成用于与外壳中的孔口的边缘摩擦配合，由此将密封元件的凸缘部分固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制密封元件从外壳的移除。
在另一种广泛形式中，本发明提供一种快动开关，其包括：外壳，其中布置有多个固定触点和多个可动触点；柱塞，其被构造用于通过外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在第一位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向外地延伸，在第二位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向内地退回；以及快动组件，其在操作上连接柱塞，所述快动组件响应于柱塞的可按压运动，以实现多个可动触点相对于固定触点在常断和常通位置之间的快动型运动；密封元件，其被构造成围绕柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过孔口进入外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及固定元件，其被构造成围绕密封元件布置，以便将密封元件固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制密封元件从外壳的移除；其中柱塞可包括设置在第一端中的凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在外壳内的快动组件的一部分上的倒钩元件卡扣配合接合，使得柱塞适当地固定至快动组件，从而与快动组件一起操作。
可替选地，代替将凹部设置在柱塞的第一端和将倒钩元件设置在快动组件的一部分上，倒钩元件可被设置在柱塞的第一端上，并且凹部设置在快动组件的所述部分上。
优选地，固定元件的形状和尺寸可被设计成与孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此将密封元件的凸缘部分固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制密封元件从外壳的移除。
优选地，密封元件可包括可弹性回弹的聚合物材料。
优选地，柱塞和固定元件中的至少一者可包括尼龙材料。
优选地，密封元件可包括套管，该套管具有在第一端处的开口和在第二端处的开口，所述凸缘部分背离第一端处的开口的边缘延伸，并且柱塞的周边被构造成用以与套管的第二端处的开口的边缘卡扣配合接合。
优选地，柱塞、密封元件和固定元件可包括环形构造，并且被构造成用于相对于彼此同轴布置。
优选地，固定元件可包括背离固定元件的环形周边延伸的多个间隔开的凸耳，所述多个间隔开的凸耳被构造成用于与外壳中的孔口的边缘摩擦配合，由此将密封元件的凸缘部分固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制密封元件从外壳的移除。
在另一种广泛形式中，本发明提供一种组装快动开关的方法，所述快动开关包括：外壳，其中布置有多个固定触点和多个可动触点；柱塞，其被构造成用于通过外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在第一位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向外地延伸，在第二位置中，柱塞通过孔口从外壳相对向内地退回；以及快动组件，其在操作上连接柱塞，所述快动组件响应于柱塞的可按压运动，以实现多个可动触点相对于固定触点在常断位置和常通位置之间的快动型运动；密封元件，其被构造成围绕柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过孔口进入外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及固定元件，其被构造成围绕密封元件布置，其中所述固定元件的形状和尺寸被设计成与孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此密封元件的凸缘部分被固定在固定元件和孔口的边缘之间，以便限制密封元件从外壳的移除；其中所述方法包括下列步骤：
(i)在快动组件的一部分上形成倒钩元件；
(ii)在柱塞的第一端中形成凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在快动组件的该部分上的倒钩元件过盈配合或卡扣配合接合；以及
(iii)实现柱塞凹部到快动组件的该部分的倒钩元件上的过盈配合或卡扣配合接合，使得柱塞被适当地固定到快动组件，以与快动组件一起操作。
可替选地，本发明可包括下列替代步骤：
(i)在柱塞的第一端上形成倒钩元件；
(ii)在快动组件的一部分中形成凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在快动组件的该部分上的倒钩元件过盈配合或卡扣配合接合；以及
(iii)实现柱塞上的倒钩元件到快动组件的该部分中的凹部中的过盈配合或卡扣配合接合，使得柱塞被适当地固定到快动组件，以与快动组件一起操作。
从上述广泛形式应明白，本发明可以帮助提供优于现有技术的优点。这些优点之一在于，由于不涉及超声焊接和胶合，因此可以将更广泛的材料用作密封元件和外壳以实现固定，因此本发明比现有技术更加灵活。此外，由于密封元件不是永久性地结合到外壳的，因此如果有必要固定或修改快动开关，则可以从外壳上移除密封元件。此外，由于密封元件、固定构件以及外壳可以由尼龙和/或有回弹性的弹性聚合物材料等形成，所以可以使用模制技术相对容易、高效和成本有效地批量生产这样的部件。随着小部件(诸如在微型快动开关中使用的小部件)制造的进步，现在也可能以所需的精度模制元件，以使其能够通过过盈配合或卡扣接合固定。更进一步，在某些实施例中，通过简单地将柱塞按压到孔口中而使其与快动组件的该部分接合以便它们卡扣配合在一起，可以将柱塞快速且容易地联接至快动组件的该部分。
附图说明
通过下面结合附图对本发明的优选但非限制性的实施例的详细描述，可以更全面地理解本发明，其中：
图1A示出根据本发明的实施例的快动开关的顶视图；
图1B示出根据本发明的快动开关的第一侧视图；
图1C示出根据本发明的快动开关的后视图；
图1D示出根据本发明的快动开关的第二侧视图；
图1E示出根据本发明的快动开关的前视图；
图1F示出根据本发明的快动开关的底视图；
图2A示出根据本发明的实施例的快动开关的后截面图，其中以分解图示出柱塞、密封元件以及固定元件；
图2B示出根据本发明的实施例的快动开关的后截面图，其中示出柱塞、密封元件以及固定元件被组装在一起；
图2C示出根据本发明的实施例的快动开关的另一后截面图，其中示出柱塞、密封元件以及固定元件被组装在一起；
图3A示出根据本发明的实施例的快动开关的后透视分解图；
图3B示出根据本发明的实施例的快动开关的另一后透视分解图；
图3C示出根据本发明的实施例的快动开关的又另一后透视分解图，其中外壳的第一和第二壳体被卡扣配合在一起；以及
图4示出根据本发明的实施例的快动开关的又另一透视分解图。
具体实施方式
现在将在本文中参考图1至图4描述根据本发明的微型快动开关10的优选实施例。
快动开关10包括外壳20，其中设置有多个固定触点30A、30B和安装在接触杆31上的多个可动触点30C、30D。外壳20由刚性尼龙材料或任何其它适当的刚性材料制成。外壳20包括第一壳体20A，该第一壳体包括腔室，开关的内部组成部件位于该腔室中。外壳20的第二壳体20B包括接合凸耳21A，该接合凸耳被构造成与设置在第一壳体20A上的相应的接合凸块21B卡扣配合接合。
外壳20包括圆柱形柱塞40，该圆柱形柱塞被构造用于经由外壳20顶部中的圆形孔口22从第一位置至第二位置的可按压运动，在第一位置中，柱塞40从外壳孔口22相对向外地延伸，在第二位置中，柱塞40经由孔口22从外壳20相对向内地退回。复位弹簧23与柱塞40在操作上连接，以便在向内按压之后使柱塞40返回到相对伸出的位置。如图所示，电端子50A、50B、50C从外壳20向外延伸。
柱塞40的第一端40A与位于外壳20内的快动组件60的一部分60A在操作上连接。快动组件60响应于柱塞40的可按压运动，以实现所述多个可动触点30C、30D相对于固定触点30A、30B在常断位置和常通位置之间的快动型运动。在快动开关10的组装期间，柱塞40的第一端40A形成有设置在其中的凹部41，该凹部的形状和尺寸被设计成用于与在外壳20内的快动组件60的部分60上的倒钩元件61卡扣配合接合。柱塞40的第一端40A被向下按压到孔口22中，并与快动组件60的部分60A上的倒钩元件61卡扣配合接合，以将它们适当地固定在一起。在可替选实施例中，可以作为代替，在柱塞的第一端上形成倒钩元件，并且作为代替，在快动组件的该部分上形成凹部。柱塞40中的凹部41还被构造成用于将复位弹簧23的端部23A牢固地接收在其中，使得柱塞40和复位弹簧230在操作上连接在一起。
密封元件70被构造成用于围绕柱塞40布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过孔口22进入外壳20。密封元件22包括套管70A，该套管具有在第一端71处的开口和在第二端72处的开口。密封元件70A被构造成用以配合在柱塞40上，以便能够将背离在套管70A的第一端71处的开口的边缘延伸的凸缘部分73固定至外壳20，并且柱塞40的周边被构造成用于与在套管70A的第二端72处的开口的边缘卡扣配合接合。
圆形固定元件80被构造成用于配合在柱塞40和密封元件70上。因而，固定元件80的直径比柱塞40的直径宽，并且与密封元件70的凸缘部分73的直径类似。固定元件80包括多个凸耳81或翼片，所述多个凸耳81或翼片以间隔开的间距背离固定元件80的边缘延伸。凸耳81的形状和尺寸被设计成使得固定元件80能够压在密封元件70的凸缘部分73上，然后与外壳孔口22的边缘过盈配合或卡扣配合，以将固定元件80固定到外壳20。在这种固定布置中，密封元件70的凸缘部分73也被固定在固定元件80和孔口22的边缘之间，以便限制密封元件70从外壳20的移除。
在该实施例中，密封元件70由可弹性回弹的聚合物材料模制而成，而柱塞40和固定元件80由刚性尼龙材料形成。在其它实施例中，可以利用可替选材料，这些可替选材料可以在快动开关装置的场合下以与本文所述类似的方式起作用。
本领域技术人员应明白，在不脱离本发明范围的情况下，本文所述的发明可以进行除具体描述的之外的变化和修改。对于本领域技术人员而言显而易见的所有这些变化和修改应被认为落入如上文广泛所述的本发明的精神和范围内。应理解，本发明包括所有这些变化和修改。本发明还包括在说明书中单独或共同提及或指示的所有步骤和特征，以及所述步骤或特征中的任何两个或更多个的任何和所有组合。
在本说明书中对任何现有技术的引用不是并且不应被认为是对现有技术形成公知常识的一部分的承认或任何形式的暗示。

Claims (18)

1.一种快动开关，其包括：
外壳，在所述外壳中布置有多个固定触点和多个可动触点；
柱塞，所述柱塞被构造用于通过所述外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在所述第一位置中，所述柱塞通过所述孔口从所述外壳相对向外地延伸，在所述第二位置中，所述柱塞通过所述孔口从所述外壳相对向内地退回；以及
快动组件，所述快动组件在操作上连接所述柱塞，所述快动组件响应于所述柱塞的可按压运动，以实现所述多个可动触点相对于所述固定触点在常断位置和常通位置之间的快动型运动；
密封元件，所述密封元件被构造成围绕所述柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过所述孔口进入所述外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及
固定元件，所述固定元件被构造成围绕所述密封元件布置，其中所述固定元件的形状和尺寸被设计成与所述孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此所述密封元件的所述凸缘部分被固定在所述固定元件和所述孔口的所述边缘之间，以便限制所述密封元件从所述外壳的移除。
2.根据权利要求1所述的快动开关，其中所述柱塞包括设置在第一端中的凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在所述外壳内的所述快动组件的一部分上的倒钩元件卡扣配合接合，使得所述柱塞适当地固定至所述快动组件，从而与所述快动组件一起操作。
3.根据权利要求1所述的快动开关，其中所述柱塞包括设置在第一端中的倒钩元件，所述倒钩元件的形状和尺寸被设计成与设置在所述外壳内的所述快动组件的一部分上的凹部卡扣配合接合，使得所述柱塞适当地固定至所述快动组件，从而与所述快动组件一起操作。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的快动开关，其中所述密封元件包括可弹性回弹的聚合物材料。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的快动开关，其中所述柱塞和所述固定元件中的至少一者包括尼龙材料。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的快动开关，其中所述密封元件包括套管，所述套管具有在第一端处的开口和在第二端处的开口，所述凸缘部分背离所述第一端处的开口的边缘延伸，并且所述柱塞的周边被构造成用于与在所述套管的所述第二端处的开口的边缘卡扣配合接合。
7.根据上述权利要求中的任一项所述的快动开关，其中所述柱塞、所述密封元件和所述固定元件包括环形构造，并且被构造成用于相对于彼此同轴布置。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的快动开关，其中所述固定元件包括多个间隔开的凸耳，所述多个间隔开的凸耳背离所述固定元件的环形周边延伸，所述多个间隔开的凸耳被构造成用于与所述外壳中的所述孔口的边缘摩擦配合，由此将所述密封元件的所述凸缘部分固定在所述固定元件和所述孔口的边缘之间，以便限制所述密封元件从所述外壳的移除。
9.一种快动开关，其包括：
外壳，在所述外壳中布置有多个固定触点和多个可动触点；
柱塞，所述柱塞被构造用于通过所述外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在所述第一位置中，所述柱塞通过所述孔口从所述外壳相对向外地延伸，在所述第二位置中，所述柱塞通过所述孔口从所述外壳相对向内地退回；以及
快动组件，所述快动组件在操作上连接所述柱塞，所述快动组件响应于所述柱塞的可按压运动，以实现所述多个可动触点相对于所述固定触点在常断位置和常通位置之间的快动型运动；
密封元件，所述密封元件被构造成围绕所述柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过所述孔口进入所述外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及
固定元件，所述固定元件被构造成围绕所述密封元件布置，以便将所述密封元件固定在所述固定元件和所述孔口的边缘之间，以便限制所述密封元件从所述外壳的移除；
其中所述柱塞包括设置在第一端中的凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在所述外壳内的所述快动组件的一部分上的倒钩元件卡扣配合接合，使得所述柱塞适当地固定至所述快动组件，从而与所述快动组件一起操作。
10.根据权利要求9所述的快动开关，其中代替于将所述凹部设置在所述柱塞的所述第一端中和将所述倒钩元件设置在所述快动组件的一部分上，所述倒钩元件被设置在所述柱塞的所述第一端中，并且所述凹部被设置在所述快动组件的所述部分上。
11.根据权利要求9或10所述的快动开关，其中固定元件的形状和尺寸被设计成与所述孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此将所述密封元件的所述凸缘部分固定在所述固定元件和所述孔口的所述边缘之间，以便限制所述密封元件从所述外壳的移除。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的快动开关，其中所述密封元件包括可弹性回弹的聚合物材料。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的快动开关，其中所述柱塞和所述固定元件中的至少一者包括尼龙材料。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的快动开关，其中所述密封元件包括套管，所述套管具有在第一端处的开口和在第二端处的开口，所述凸缘部分背离所述第一端处的开口的边缘延伸，并且所述柱塞的周边被构造成用于与所述套管的所述第二端处的开口的边缘卡扣配合接合。
15.根据权利要求9至14中的任一项所述的快动开关，其中所述柱塞、所述密封元件和所述固定元件包括环形构造，并且被构造成用于相对于彼此同轴布置。
16.根据权利要求9至15中的任一项所述的快动开关，其中所述固定元件包括多个间隔开的凸耳，所述多个间隔开的凸耳背离所述固定元件的环形周边延伸，所述多个间隔开的凸耳被构造成用于与所述外壳中的所述孔口的边缘摩擦配合，由此将所述密封元件的所述凸缘部分固定在所述固定元件和所述孔口的边缘之间，以便限制所述密封元件从所述外壳的移除。
17.一种组装快动开关的方法，所述快动开关包括：
外壳，在所述外壳中布置有多个固定触点和多个可动触点；
柱塞，所述柱塞被构造用于通过所述外壳中的孔口从第一位置到第二位置的可按压运动，在所述第一位置中，所述柱塞通过所述孔口从所述外壳相对向外地延伸，在所述第二位置中，所述柱塞通过所述孔口从所述外壳相对向内地退回；以及
快动组件，所述快动组件在操作上连接所述柱塞，所述快动组件响应于所述柱塞的可按压运动，以实现所述多个可动触点相对于所述固定触点在常断位置和常通位置之间的快动型运动；
密封元件，所述密封元件被构造成围绕所述柱塞布置，以阻止颗粒、灰尘和水通过所述孔口进入所述外壳，所述密封元件包括凸缘部分；以及
固定元件，所述固定元件被构造成围绕所述密封元件布置，其中所述固定元件的形状和尺寸被设计成与所述孔口的边缘过盈配合或卡扣配合，由此所述密封元件的所述凸缘部分被固定在所述固定元件和所述孔口的边缘之间，以便限制所述密封元件从所述外壳的移除；其中所述方法包括下列步骤：
i.在所述快动组件的一部分上形成倒钩元件；
ii.在所述柱塞的第一端中形成凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成与设置在所述快动组件的所述部分上的所述倒钩元件过盈配合或卡扣配合接合；以及
iii.实现所述柱塞的凹部到所述快动组件的所述部分的所述倒钩元件上的过盈配合或卡扣配合接合，使得所述柱塞被适当地固定到所述快动组件，以与所述快动组件一起操作。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法包括下列的替代步骤：
i.在所述柱塞的第一端上形成倒钩元件；
ii.在所述快动组件的一部分中形成凹部，所述凹部的形状和尺寸被设计成用以与设置在所述快动组件的所述部分上的所述倒钩元件过盈配合或卡扣配合接合；以及
iii.实现所述柱塞上的所述倒钩元件到所述快动组件的所述部分中的所述凹部中的过盈配合或卡扣配合接合，使得所述柱塞被适当地固定到所述快动组件，以与所述快动组件一起操作。
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