專利名稱：按鈕開關的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種彈簧偏壓的按鈕開關，用于接通與斷開電路(例如，相應于汽車的門和/或窗口打開而照亮的燈電路)。在最佳形式中，本發明體現出便于裝配的結構，它們有助于用自動裝置(例如裝配機器人)進行裝配。
本申請是關于1993年4月13日頒給TsunesukeTakano等人的名為“按鈕開關”的美國專利5，201，410，其全部內容在此已被引入作為參考。
現有的按鈕開關的例子已公開在上述美國專利US5，201，410(今后簡稱之為“410專利”)中。其中，410專利的按鈕開關包括確定出內部空間的相對的側壁的殼體和一對固定的接觸元件。按鈕組件容納在殼體的內部空間中并在伸展與回縮位置之間往復運動。按鈕組件包括一對相對的側面窗口，它們的下端由搭接壁構成。彈簧作用一偏置力使按鈕組件移向其伸展位置。
一個基本為倒V形的滑動接觸元件隨同按鈕組件一起在其伸展與回縮位置間運動，它有一對彈性腿，每個腿都有向外彎曲的接觸區，當按鈕組件移向伸展和回縮位置之一時，接觸區與一對固定接觸元件相接使電路接通，而當按鈕組件移向伸展和回縮位置的另一位置時，至少與這對固定接觸元件之一脫開，從而便電路斷開。滑動接觸元件還包括自彎曲的接觸區延伸的端部突緣，其位置使之與相關的側窗口的搭接壁分別接觸以限制滑動接觸元件雙腿的向外彈性位移量。
雖然上述的現有的按鈕開關顯示出許多所期望的優點，但在某些部件，如固定接觸元件和彈簧的組裝上仍然存在著許多問題。這里，應注意在410專利中的固定接觸元件是非對稱的，即一個基本為L形，另一個基本是平面的。由于這種非對稱性，使得自動操作(例如把固定接觸元件壓配在殼體中)更為復雜和困難。此外，偏置彈簧的螺圈直徑一般小于容納彈簧的殼體內部空間的直徑，結果在組裝開關部件時彈簧容易扭曲和/或彎曲成所不希望的形狀，增加了組裝錯誤的可能性，導使生產不合格開關。
本發明的主要目的是提供一種新穎的按鈕開關。或者，更確切地，本發明的目的是提供一種具有便于組裝從而有利于用自動裝置(例如組裝機器人)進行組裝的新型彈簧偏置的按鈕開關。
本發明的按鈕開關包括一般為管狀的(最好是圓柱形)的電氣絕緣殼體，它確定出在其中容納在伸展位置的回縮位置之間運動的按鈕組件的內部空間。按鈕組件本身包含按鈕元件和滑動接觸元件，滑動元件有一對自滑動接觸底板向下延伸的彈性接觸臂。于是，當按鈕組件在其伸展位置與回縮位置間運動時帶動滑動接觸元件在殼體所確定的內部空間中作類似的運動。殼體中還有一對縱長取向的相對長凹槽。一對平面形狀的固定接觸條帶分別位于凹槽之一中。依照本發明，至少每個凹槽的上端部位向著內部空間開口，進而每一固定接觸帶有足夠的長度以伸展到置位于其中的相應凹槽的上部開口部位，于是到少每個固定接觸帶的上端暴露出來以與滑動接觸臂電氣接觸，從而使外電路(例如汽車內部照明燈電路)接通。
最好在殼體上有遮蓋住每個凹槽的大部分長度的內部擋壁。凹槽和相應的擋壁確定出用于接納固定接觸帶的溝槽。擋壁上邊緣最好形成斜角，以便在相應于按鈕組件自其伸展位置和回縮位置的運動而在殼體的內部空間中下運動時使彈性接觸臂能圓滑地過渡。從而當按鈕組件在其回縮位置時，彈性接觸臂與絕緣的擋壁接觸而離開相應的接觸元件，從而斷開電氣接觸。
殼體中還提供有彈簧支承結構，用于支承彈簧使其作用在按鈕元件上。按照本發明的實施例，彈簧支承結構為自殼體底部下凹的底壁形式，用以確定出容納固定接觸帶的下部夾持端的腔室，底壁上還設有橫向懸垂的分隔板，用以把腔室分割成供每個固定接觸帶的下部夾持端用的各自的分室。這樣，就把固定接觸帶的下部夾持端分別有效地絕緣起來而且能防止機械應力的作用，于是就提供了對開關所在的相關電路導線的可靠的電氣連接。
下面參照附圖對本發明的實施例作詳細的描述，其中各圖中所有的相同代號代表相同的元件，附圖中
圖1是本發明的彈簧偏置按鈕開關的分解透視圖;
圖2是圖1中按鈕開關的剖視圖;
圖3是按圖2中線3-3剖開的按鈕開關的剖視圖;
圖4是圖3中所示按鈕開關沿線4-4的剖視圖;
圖5是在圖1-4中所描述的按鈕開關中所使用的按鈕組件的詳細剖視圖;
圖6和圖7是表示類似于圖3和4中所示的按鈕開關的剖視圖，但表示按鈕開關在其回縮位置狀態;
圖8是可用于本發明開關的另一形式按鈕組件的分解透視圖;
圖9是圖8中按鈕組件的放大剖視圖;
圖10本發明按鈕開關另一實施例的剖視釁;
圖11和12是又一按鈕開關實施例的剖視圖，示出了按鈕組件在其伸展與回縮條件下分別使外電路接通與斷開的情形。
按鈕開關10的一個特定的優選實施例示于附圖1-7中。如在圖1中所見到的，按鈕開關10通常包括按鈕組件12和殼體組件14。按鈕組件12本身包括帶有在通常由管狀絕緣殼體20所確定的內部空間20a中的滑動接觸元件18的按鈕元件16。此外，按鈕組件12被容納在殼體內部空間20a中使其可在伸展與回縮位置之間(即，如實施例所示的，分別使外電路通斷的位置)作往復運動。
最好使用壓縮彈簧22或類似偏壓裝置促使按鈕組件12進入其伸展位置。為此，可以看出彈簧22的螺圈直徑剛好略小于殼體20的內徑(見圖2-3)。這樣可使裝配時彈簧22的扭曲和/或變形最小。
最好將彈性合成橡膠帽24附裝在殼體20的上環狀突緣26(為表示方便在圖1中用點劃線示出)，以便保護開關10的內部元件不受周圍使用條件的影響。為此，最好環狀突緣26上設有孔26a用來容納為把開關10安裝在其上而應用的相關基板P(見圖3)的安裝銷柱(未示出)。在殼體20的外周緣上設有許多彈性夾持指20b，以使基板P被夾緊在環狀突緣26和夾持指20b之間來定位地安裝開關10。
最好，按鈕元件16具有大致為矩形的形狀并在其一對相對在側壁上設有窗口16a，這些窗口16a的下部寬度由橫向搭接壁16b確立。在按鈕元件16的另外兩相對側壁上設有一對導向突緣16c。導向突緣16c對準在殼體20內部的各自的長導槽20c，用以防止按鈕元件16在殼體20的內部空間20的內部空間20a中轉動，并在伸展與回縮位置間往復運動期間引導按鈕元件16。向上突出的一個致動乳突16d用具有相應形狀的合成橡膠蓋24上的帽24a蓋住。
滑動接觸元件18包括一對向下彎折的彈性接觸臂18a，它們連接在基板18b上。每個接觸臂18a上有向外彎曲的接觸區18c，它終止在端部突緣18d在上。為在按鈕元件16的內部置位后，彎曲的接觸區18c將分別通過窗口16a而向外突出，而端部突緣18d將由于與搭接壁16b接觸而限制接觸臂18a的向外位移的大小。
如以上所簡要描述的，滑動接觸元件18由按鈕元件16帶動并保持在其中。為了便于裝配這兩種結構，滑動接觸元件上設有連接在基板18b上的突起的環領18f，其尺寸緊密地包圍著按鈕元件16的內部導柱16e(見圖2和5)。進而，基板18b上還設有向下的彈性安裝耳18g，它們安置在按鈕元件16的內部形成的各自的保持臺面16f上(見圖3)。這樣在裝配時，環領18f與導柱16e的共軸線對中將作為插入按鈕元件16中時的滑動接觸元件18定位導向之用。一旦滑動接觸元件18插入到相當的程度，安裝耳18g因自身彈性向外張開并安置在相應的保持突緣16f上。于是，滑動接觸元件18被連接在按鈕元件16中。
殼體20最好是模壓的一體結構。為此，按照圖1-7中所示的實施例，殼體20設有相對于殼體20的底端凹下的一體的底壁20d，以在殼體的底部形成一個凹進的腔室。最好底壁20d也設有懸重的成一體的橫向分隔板20e，它確定出容納固定接觸帶28的下部夾持端28a的分室20f。結果下部夾持端28a在分室20f中的配置使導線LW的電氣連接被可靠地保持，因為分室20f將提供一種對抗機械應力的保護手段。
在本發明中重要的是在殼體20內設有一對縱長取向(即相對于殼體20的縱長軸線方向)的凹槽20g，每個凹槽的尺寸與形狀用于分別把固定接觸帶28容納在其中。一對擋壁20h中的每一個都沿縱向主要部分遮住各自的一個凹槽20g而使每個凹槽20g的上端向殼體20的內部空間方向開口。而且這些擋壁20h離開凹槽20g的底部一定距離以形成溝槽，其尺寸與形狀用來容納各自固定接觸帶28(例如，見圖2)。擋壁20h的上部邊緣制成斜角，為彎曲的接觸區16c在其伸展與回縮位置間運動通過按鈕元件16時提供一個斜面，從而有利于開關10的圓滑動作。
固定接觸帶28上設有向外指向的彈性鎖舌28c，它伸入到殼體20上的相關孔20k中。這樣，由于鎖舌的向下傾斜，可以在裝配時把固定接觸帶20插入由凹槽20g與擋壁20h所確定的溝槽中。然而，當固定接觸帶28已插入到足以使鎖舌28c對準其相關孔20k時，它們將在其自身彈力作用下向外彈出，從而在殼體20中定位地鎖住固定接觸帶28。
按鈕元件16行程的最上位置是由一對在殼體20的環26的內部上的向內突出的擋塊20i確定的，即，在彈簧22的偏壓作用下按鈕元件16的導向突緣16c進入與擋塊20i接觸，從而阻止其繼續向上運動。這樣，擋塊20i與導向突緣16c的接觸確定了按鈕組件12的伸展位置。然而，響應作用在乳狀突起16d上的向下的力，整個按鈕組件12將被迫回縮至殼體10的內部空間20a中。這種狀態示于圖6-7中。結果，彎曲的接觸區18c將搭在擋壁20h上(在這種運動中被斜角邊緣20h所導向)，使其離開固定接觸帶28并脫離其暴露端部而切斷電路。當然，取消此向下的作用力將使按鈕組件12在彈簧22提供的向上偏置力的作用下返回其伸展位置。
附圖8和9示出了另一種形式的按鈕元件16′和滑動接觸元件18′，它們也可以用于上面所討論的開關10中。可以看出按鈕16′基本上與上面討論過的按鈕16相同，其主要不同是沒有搭接壁16b。進而，槽16g可以形成在鄰近于導向突緣16c的按鈕元件16的側壁上以改進突緣的彈性，從而有助于按鈕元件16′最初插入至殼體20的內部空間20a中。由于未設搭接壁16b，應注意至在圖8-9中所示的滑動接觸元件18′上沒有端部突緣18d。
附圖10中所示的滑動開關10′基本上與上面討論過的滑動開關10相同。但是，殼體20上設有向內的突耳20m，而取消了底壁20d，向內的突耳相對于殼體20的底端凹入以建立起一個容納固定接觸元件28的夾持端28a的腔室20f。和底壁20d一樣，突耳20m也設有彈簧22的支承臺座。
附圖11和12示出了本發明的按鈕開關10″的另一個實施例。如所見到的，按鈕開關10″基本上與上面討論的開關10相同，其主要不同是未設擋壁20h。為了接通與斷開固定接觸帶28和彎曲的接觸區16c之間的接觸，前者的上端部上有向外實起的突出部28e。這樣，當按鈕元件16處于圖11中所示的伸展位置時，在突出部28e和彎曲的接觸區16c之間將產生接觸。另一方面，當按鈕元件16運動到如圖12中所示的回縮位置時，就斷開實出部28e與彎曲的接觸區16c之間的接觸。而且，當按鈕元件處于其回縮位置時，借助于搭接壁16c與端部突緣18d限制了彈性臂18a的向外位移而阻止了彎曲的接觸部分和接觸帶28在突出部28e以下發生接觸。
已示出和描述的殼體20都是一種圓柱管狀的結構。然而，也可以使用其它非圓柱截面的形狀，例如矩形截面。
這樣，雖然以上用被認為最實用與最佳的實施例相聯系的形式描述了本發明，但應該理解到本發明并不局限于所公開的實施例，而是應該包括在所附的權利要求的精神實質與范圍中的所有改型與等效變換方案。
權利要求
1.一種按鈕開關，包括殼體，它確定出一個內部空間并有一對相對縱長取向的凹槽，至少上述凹槽的上端部位是向上述內部空間開口的；一對長形固定接觸帶，它們分別位于上述的凹槽中，上述固定接觸帶有足夠的長度使其端部位于凹槽的上端開口部位以暴露在殼體的上述內部空間中；一個按鈕組件，它被容納在殼體的內部空間中以在伸展位置與回縮位置之間作往復運動；以及一個促使上述按鈕組件進入上述伸展位置的彈簧；其中上述按鈕組件包括一滑動接觸元件，它隨同按鈕組件在上述伸展位置與回縮位置之間運動，上述滑動接觸元件有一對彈性接觸腿，當上述按鈕組件位于伸展位置時，每個腿與上述固定接觸帶的暴露的端部分別接觸從而使電路閉合，當上述按鈕組件位于回縮位置時，該端部與上述相應的固定接觸帶分離，從而使電路斷開。
2.如權利要求1所述的按鈕開關，其中，上述殼體包括遮蓋住上述凹槽大部的內擋壁，以使位于其中的上述固定接觸帶的端部暴露在上述確定出的殼體內部空間中。
3.如權利要求2所述的按鈕開關，其中，上述擋壁有上部斜角邊緣。
4.如權利要求1中所述的按鈕開關，其中，上述殼體包括一個底壁，它在上述殼體的底部建立起一個凹進的腔室。
5.如權利要求4所述的按鈕開關，其中，上述底壁包括一條橫向分隔板以將上述腔室分割成至少一對分室。
6.如權利要求5所述的按鈕開關，其中，上述固定接觸帶包括底部夾持端，用以連接與電路相連的導電線，上述每個底部夾持端分別位于上述一個分室中。
7.如權利要求1所述的按鈕開關，其中，上述按鈕組件包括一個帶有中央導柱的按鈕元件，而且其中上述滑動接觸元件還包括一個與上述導柱套配的環領。
8.如權利要求1所述的按鈕開關，其中，上述按鈕組件包括一帶有一對保持臺座的按鈕元件，而且其中上述滑動接觸元件還包括一對彈性安裝耳，每個安裝耳安置在一個相應的保持臺座上，從而把上述滑動接觸元件連接在上述按鈕致動器上。
9.如權利要求1所述的按鈕開關，其中，上述殼體包括一對相對的導向槽，上述按鈕組件還包括一對位于上述導向槽中的相對的導向突緣，它引導按鈕組件在上述伸展位置與回縮位置間運動。
10.如權利要求1所述的按鈕開關，其中，上述殼體上有一對孔，而且每一個上述固定接觸帶包括一個彈性鎖舌，當上述固定接觸帶插入上述殼體中時，它位于相應的孔中。
11.如權利要求1所述的按鈕開關，其中，上述固定接觸帶上有突出的突出部，它們在其上端部形成，上述滑動接觸元件的上述彈性臂上有彎曲的接觸部位，當按鈕組件處于伸展位置時，彎曲的接觸部位與相應的上述突出部之一接觸。
12.如權利要求11所述的按鈕開關，其中，上述按鈕組件包括一個按鈕元件，它有一對窗口，上述彎曲的接觸元件分別自窗口伸出，還有確立上述窗口下部寬度的搭接壁，并且上述滑動接觸元件的上述彈性臂還包括與上述搭接壁接觸而限制上述彈性臂的向外移動量的端部突緣，以防止當按鈕組件處于回縮位置時上述彎曲接觸部位與上述固定接觸帶在上述突出部之下接觸。
13.一種按鈕開關，包括一殼體，它確定出一內部空間;一對與上述殼體相連的固定接觸元件，一個按鈕組件，它位于上述殼體的內部空間中并在伸展位置與回縮位置之間運動，它包括(a)帶有一對內部保持臺座的按鈕元件;(b)一滑動接觸元件，它連接在上述按鈕元件中以在上述伸展位置與回縮位置間運動;(c)上述滑動接觸元件有一對彈性接觸臂，它們根據按鈕組件在伸展位置與回縮位置間的運動而接通和斷開與相應的上述固定接觸元件的接觸;(d)上述滑動接觸元件還有一對彈性安裝耳，它們分別安置在上述按鈕元件的上述內部保持臺座上，以把上述滑動接觸元件連接在上述按鈕元件上。
14.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述殼體有一對縱長取向的相對的凹槽，相應的上述固定接觸元件則位于其中。
15.如權利要求14所述的按鈕開關，其中，上述殼體包括遮住上述凹槽的大部分長度的擋壁，而上述固定接觸元件的上端暴露在上述殼體的內部空間中。
16.如權利要求15所述的按鈕開關，其中，上述擋壁有上部斜角邊緣。
17.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述殼體包括底壁，它在上述殼體的底端建立起一個凹入的腔室。
18.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述底壁包括一個橫向的分隔板，它將上述腔室再分割成至少一對分室。
19.如權利要求18所述的按鈕開關，其中，上述固定接觸帶具有底部夾持端，用以連接電路導線，每個上述底部夾持端位于相應的一個分室中。
20.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述按鈕元件有一中央導柱，而且上述滑輪接觸元件具有套配在上述導柱上的環領。
21.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述殼體包括一對相對的導向槽，而且上述按鈕元件包括一對相對的導向突緣，它們位于上述導向槽中用以在伸展位置與回縮位置間運動時引導上述按鈕元件。
22.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述殼體上具有一對孔，而且每一上述固定按觸帶有一彈性鎖舌，當上述固定接觸帶插入上述殼體中時，鎖舌位于相應的孔中。
23.如權利要求13所述的按鈕開關，其中，上述固定接觸帶的上端形成突出的突出部，而且上述滑動接觸元件的上述彈性臂上有彎曲的接觸部位，當上述按鈕元件處于伸展位置時，彎曲的接觸部位與相應的上述突出部接觸。
24.如權利要求23所述的按鈕開關，其中，上述按鈕元件有一對窗口，相應的上述彎曲接觸元件自窗口伸出，還有確立上述窗口下部寬度的搭接壁，并且上述滑動接觸元件的上述彈性臂還包括端部突緣，它們與搭接壁接觸以限制上述彈性臂的外移量，以防止當上述按鈕組件處于上述回縮位置時上述彎曲的接觸部位與上述固定接觸帶在上述突出部之下接觸。
全文摘要
一種按鈕開關，包括一有內部空間的殼體和一對凹槽；一對長形固定接觸帶位于凹槽中，它的端部位于凹槽的上端開口區域中，使之暴露在殼體的內部空間中；一按鈕組件容納在殼體的內部空間中在伸展與回縮位置間作往復運動；一彈簧促使按鈕組件進入伸展位置，按鈕組件有一滑動接觸元件，當按鈕組件處于伸展位置時，滑動接觸元件上的接觸腿與接觸帶暴露的端部接觸，使電路接通，當按鈕組件處于回縮位置時，離開相應的固定接觸帶，使電路斷開。
文檔編號H01H13/02GK1086924SQ9311446
公開日1994年5月18日 申請日期1993年11月12日 優先權日1992年11月12日
發明者高野恒助, 新澤康一 申請人:第一電裝部品株式會社