CN102089841A - 开关附接组件 - Google Patents

Abstract

一种无需使用任何工具而将开关安装在车辆的仪表板中的组件。该组件包括壳体、诸如垫圈弹簧的弹性件以及挡板。开关固定到所述壳体并且随后插入到与仪表板结合在一起的挡板中。然后通过在挡板上的成型壁和所述壳体上的凸缘与介于其间的垫圈弹簧的相互作用而完成固定到壳体的开关的安装。

Description

开关附接组件

本申请要求于2008年7月9日提交的美国申请No.61/079,232的优先权，其内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明大体涉及开关组件，并且在便于将开关安装到另一个结构以及从另一个结构移除的方面具有特别的实用性。

背景技术

在车辆中，旋转开关通常用于控制侧灯、近灯、雾前灯以及其它类似的应用的功能。旋转开关还通常被安装在家用电器的面板中以控制档级，例如在洗衣机中的洗涤档级。这些旋转开关典型地安装到结合在仪表板或面板的挡板中，并且由此为了维修或更换而移除开关还需要移除仪表板或面板。而且，这种移除可能需要使用特殊的工具或需要另外的器具。

因此，下文的目的是解决上述的缺点。

发明内容

在一个方面中，提供了一种便于将开关安装在面板上和将该开关从面板移除的开关附接组件，该开关附接组件包括：挡板，该挡板被构造为结合在所述面板中，所述挡板包括圆形的孔；以及圆柱形开关壳体，该壳体被构造为支撑所述开关，所述壳体的尺寸设计为通过所述孔而被容纳；其中所述孔和所述壳体包括互补的凸缘以限制所述壳体通过所述孔的轴向运动，所述组件还包括介于所述凸缘之间的弹性件；其中所述挡板或所述壳体中的一个包括成型部分，并且所述挡板或所述壳体中的另一个包括至少一个突出部，该至少一个突出部当所述壳体插入到所述孔中时在所述壳体的旋转期间与所述成型部分相互作用，以使所述壳体固定在所述挡板中；其中，所述弹性件在所述壳体固定到所述挡板中时使所述壳体相对于所述挡板稳定。

在另一个方面中，提供了一种被构造为对开关进行支撑的圆柱形开关壳体，所述壳体用于将开关安装至结合在面板中的挡板并且将该开关从该挡板移除，所述壳体的尺寸设计为通过在所述挡板中的圆形的孔而被容纳，并且所述壳体包括用于与所述挡板上的互补的凸缘相互作用的凸缘，以限制所述壳体通过所述孔的轴向运动，所述壳体包括至少一个突出部，该至少一个突出部用于当所述壳体插入所述孔中时在所述壳体的旋转期间与在所述挡板上的成型部分相互作用，以将所述壳体固定在所述挡板中。

在又一个方面中，提供了一种被构造为结合在面板中的挡板，所述挡板包括圆形的孔，该圆形的孔尺寸设计为容纳圆柱形开关壳体，该壳体被构造为对开关进行支撑，所述挡板用于能使所述壳体安装在所述面板上并且从该面板移除，所述挡板包括凸缘，该凸缘用于与在所述壳体上的互补的凸缘相互作用以限制所述壳体通过所述孔的轴向运动，所述挡板包括成型部分，该成型部分用于当所述壳体插入到所述孔中时在所述壳体的旋转期间与所述壳体上的至少一个突出部相互作用，以将所述壳体固定在所述挡板中。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的实施方式，其中：

图1a和图1b以不同的视图示出了仪表板和开关旋钮；

图2是开关组件以及仪表板的一部分的分解立体图；

图3是单独的壳体、垫圈弹簧和挡板独立的分解后视立体图；

图4a是壳体的俯视平面图；

图4b是壳体的仰视平面图；

图4c和图4d是示出了壳体的侧面轮廓的视图；

图5a是挡板的俯视平面图；

图5b示出了挡板的仰视平面图和每侧的视图。

图6a至图6e示出了将壳体插入到挡板中的一系列安装操作。

具体实施方式

如上所述，开关特别是旋转式开关广泛地用于车辆以便操作诸如前灯和温度控制器的器件。在车辆生产期间旋转开关通常安装在仪表板或其它结构的开口中。此后，如果为了维修或更换需要移除开关，通常需要移除一部分仪表板或者甚至是整个仪表板。在这个过程中，还可能需要移除仪表板上的其它元件并且随后将其重新装配。

已经认识到，为了便于将开关壳体安装到诸如仪表板或通常的“面板”的结构中并且从其中移除，可以提供与结合在面板中的挡板相互作用的壳体，在两者之间具有诸如垫圈弹簧的弹性件。已经发现下面的开关附接组件能将开关简单、快速且可靠地安装到仪表板中，并且同样地便于将开关从仪表板轻易地移除而不需要任何特殊的工具。

如下面将更加详细地说明，所述组件通过壳体中的开口将开关定位在壳体中。同时开关的指向仪表板的另一端可以连接到金属配线以将开关连接到车辆的电力系统和通信系统。定位在壳体中的开关然后可以插入到挡板的圆形的孔中，该挡板与仪表板的一部分或者为此的插入部结合在一起。然后通过例如圆周壁的成型部分提供卡口式安装机构，从而壳体相对于挡板的旋转被一组槽、凹口以及柱等引导到安装位置，在该安装位置开关被固定在挡板中且被定位在期望的位置。将弹性件插入到壳体的互补凸缘与挡板之间，以使壳体装配抵靠在安装位置中的挡板，以降低咔嗒咔嗒声或者其它不期望的噪音。

现在参看附图，图1a和图1b示出了安装在挡板6中的用于旋转开关12的旋钮4，该挡板结合在车辆的仪表板或面板2中。可以注意到在图1a与图1b中，开关12被面板2遮住并且通过旋钮4操作，如本领域的技术人员可以完全理解的那样。

在图2中示出了使用上述壳体、挡板以及弹性件的示意性开关组件50的分解视图。可以看出，在这个实施例中挡板6被形成为面板2的一部分并且包括圆形的孔或开口1，线束52可以延伸穿过该圆形的孔或开口1以使连接器18能够与开关12上相应的连接器17相配合。挡板6包括形成在平台24中的一对尺寸不同的槽，即第一窄槽22和第二宽槽23。槽22、23允许壳体8装配到仪表板或面板2中。开关12包括在一端的轴杆3和在另一端的连接器17，该轴杆3用于支撑旋钮4以允许旋钮4操作开关。在线束52一端的连接器18能够附接到开关12上的互补配合连接器17。线束52典型地连接到中央控制器或者车辆的电力系统的其它部分，以使开关12能操作车辆中的器件。

在这个实施例中开关12还包括一对螺钉支撑件13，以便利用一对螺钉14将开关12固定到壳体8。可以理解的是，开关可以以任何适合的方式固定到壳体8，并且螺钉14仅以示例的目的而示出。如本领域技术人员可以理解的那样，开关12还可以包括其它功能元件，这些其它功能元件可以根据被开关12控制的器件的性质而改变，因此无需说明其细节。开关12的轴杆3延伸通过用于容纳旋钮4的壳体8中的开口19。壳体8包括凸缘20和一对肋，即尺寸为适合通过窄槽22的第一窄肋9和尺寸适合通过挡板6的宽槽23的第二宽肋11。弹性件在这个例子中由附图标记10表示为波形垫圈式弹簧，该弹性件介于壳体8的凸缘20与挡板6的平台24之间以在部件之间提供弹性。在这个实施例中，波形垫圈式弹簧的尺寸根据壳体的圆周来设计，以便不延伸到超出壳体8的凸缘20的范围。

在下文中垫圈弹簧10、壳体8以及挡板6可以整体称作开关附接组件7，其在图3中单独示出。如上所述的壳体8包括凸缘20和肋9、11，并且通常是圆柱形以填补圆形的孔或开口1。图3中还示出了用于容纳开关12的内圆柱形套筒19和用于螺钉14的一对安装孔21。在图3中可以看出，垫圈弹簧10可以滑过对肋9、11进行支撑的外圆柱形套筒54并且抵靠壳体8的凸缘20就位。

利用图4a至图4d中的各个视图，更加详细地示出了壳体8上的垫圈弹簧10的组件。在图4a至图4d中可见，当垫圈弹簧10就位时，在安装期间垫圈弹簧10在凸缘20与挡板6的平台24之间提供了弹性作用力。在图4c至图4d中可以看出垫圈弹簧10安装在延伸的凸缘20上且位于肋9、11上方。还可以注意到肋9、11在宽度上变化以便与图5a中示出的挡板6的槽22和23相配合，以确保挡板6和壳体8恰当地对齐。在图4b中还可以更详细地看到安装孔21。

现在参照图5b和图3，现在将描述挡板6的其它细节。在图5b中可以看出，平台24向外面向壳体8并且最终面向弹簧10和凸缘20。形成脊或壁34的圆周成型部分环绕面板2的面向内的表面并且围绕开口1。如下面将更加详细地阐述的那样，在安装期间壁34的成型部分引导在挡板6中的壳体8。在12点钟处开始，能够看到窄槽22，该窄槽22形成在壁34中并且在其附近具有一对第一引导柱27中的第一个引导柱。顺时针运动(如图3中所示)，第一坡道28形成在壁34的边缘中并且在第一突出部30处终止。第一突出部30将成型部分带到在3点钟处的第一凹口32中。第二对引导柱26中的第一个形成在第一凹口32的相对侧上。继续顺时针运动，壁34持续到第一对引导柱27中的第二个引导柱。如图3中可见，宽槽23形成在6点钟处的第二个引导柱27上的另一侧上。继续顺时针运动，第二坡道28在宽槽23之后开始，并且与第一坡道28相似，在突出部30处终止，该突出部30将成型部分带到9点钟处的第二凹口33中。在第二凹口33的另一侧是第二对引导柱26中的第二个引导柱。壁34完成了其在第二个引导柱26与另一对的第一个引导柱27之间的圆周扫过。

由此能够看出壁34包括一对相对的四分之一圆周，这些四分之一圆周具有从槽22、23延伸到凹口32、33的坡道28。如下所示，第一对柱27的定位防止壳体8沿着一个方向旋转，但是允许壳体8朝向坡道28并且最终朝向凹口32、33旋转。类似地，第二对柱26限制壳体8的旋转，使得它不能旋转超过凹口32、33，从而肋9、11的端部被引导到凹口32、33中。可以理解的是，柱26、27相对于槽22、23和凹口32、33的定向以及坡道28的方向可以相反，以允许安装期间壳体8以相反的方向旋转。

在图3中还可以看出，设置有一对一配合的槽22和23以及互补的肋9、11，以防止开关组件以不适当的定向被安装。在开关12的定向对于其功能很重要的情况和/或旋钮4需要恰当地与仪表板2上的标记对齐的情况下，这会是有利的。在这个实施例中，一对一的匹配通过改变互补肋-槽对中的每个的宽度来实现，例如，互补的肋9和槽22对在宽度上比肋11和其相应的槽23小，如本实施例所示。可以理解的是肋-槽对的数量可以根据应用而改变，并且为了简便起见仅示出了两对。通过使肋9、11与挡板6的平台24中的槽22和23对齐，由此可以将壳体8插入到挡板6中。如图6a到图6e所示，一旦壳体8被插入穿过开口1，通过旋转壳体8便实现了将开关12安装在合适的位置中，通过将垫圈弹簧10插入其间，从而如上所述的挡板6的壁34的成型部分致使壳体8与挡板6以及由此与面板2弹性地配合。

首先参见图6a，可以看出在将壳体8插入到开口1以前，垫圈弹簧10装配在壳体8的上方和周围，使垫圈弹簧10抵靠凸缘20，如上所述。壳体8然后可被插入到挡板6的开口1中，以使互补的肋-槽对如上所述的那样而对齐，其中当窄肋9经过窄槽23时能够在图6中看到窄肋9。在此操作期间，在图6a中看到的柱26仅允许朝向坡道28旋转。随后可将壳体8进一步地插入通过挡板6直到肋9、11远离平台34，该平台进一步地压缩垫圈弹簧10，如图6b所示。一旦肋9、11远离平台34，随后壳体8便能相对于挡板6沿着的凹口32和33的方向旋转，如图6c所示。坡道28便于壳体8相对于挡板6平滑地旋转。在旋转期间，当肋9和11在坡道28上方运动时，这增加了肋相对于平台34的高度，垫圈弹簧10被压缩在挡板6的平台24与壳体8的凸缘20之间，如图6d中所示。坡道28在突出部30处终止，在本实施例中突出部30成斜角以进一步引导肋9和11进入到凹口32、33中，如图6e所示。

当肋9、11被引导进入到凹口32、33中时，壳体8在由垫圈弹簧10提供的反作用力下相对于挡板6轴向地运动。如图6e所示垫圈弹簧10由此相对于挡板6保持壳体8的轴向位置，并且对齐凸缘20和壁34的上边缘以在壳体8与面板2之间保持基本平齐的表面。当肋9、11就位在凹口32、33中时，壳体8相对于挡板6的旋转运动还被柱27和突出部30所阻止。因此，可以看出在安装期间垫圈弹簧10压缩，并且一旦壳体8被安装完成后便伸展到松弛状态同时保持壳体7与挡板6的相对位置。当安装以后，垫圈弹簧10还抑制了来自外部振动的咔嗒咔嗒声，并且壳体8将会保持图6e中的构造直到施加轴向力，如下所述。

为了更换或维修而将开关12从面板2移除，壳体8能被推向面板2(例如通过朝向面板2推动旋钮)直到肋9和11从凹口32和33释放。此后，壳体8沿着槽22和23的方向旋转(即与在安装期间旋转方向相反)，直到肋-槽对对齐。在移除期间，柱26通过阻止肋9、11的运动超出槽22、23而有助于使壳体8对齐。如从图2中将会理解，然后可以拉出壳体8通过挡板6并且移除开关12。可以理解的是，垫圈弹簧10(或等同的弹性件)的弹性能够变化以提供合适大小的作用力以降低咔嗒咔嗒声并且避免无意的拆卸。弹性件的性质可以适于基于尺寸、成本和需要的作用力的应用，并且垫圈弹簧10仅仅是一个例子。

可以看出壳体8能够被安装和移除而无需使用任何工具，并且避免了需要将仪表板或面板2移除以接近开关12。

尽管相对于具体实施方式描述了上述实施例，可以理解的是，可以实施多种其它的实施方式而不偏离下述权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种便于将开关安装在面板上和将该开关从面板移除的开关附接组件，该开关附接组件包括：挡板，该挡板被构造为结合在所述面板中，所述挡板包括圆形的孔；以及圆柱形开关壳体，该壳体被构造为支撑所述开关，所述壳体的尺寸设计为通过所述孔而被容纳；其中所述孔和所述壳体包括互补的凸缘以限制所述壳体通过所述孔的轴向运动，所述组件还包括介于所述凸缘之间的弹性件；其中所述挡板或所述壳体中的一个包括成型部分，并且所述挡板或所述壳体中的另一个包括至少一个突出部，该至少一个突出部当所述壳体插入到所述孔中时在所述壳体的旋转期间与所述成型部分相互作用，以使所述壳体固定在所述挡板中；其中，所述弹性件在所述壳体固定到所述挡板中时使所述壳体相对于所述挡板稳定。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述互补的凸缘中的第一凸缘延伸进入到所述孔中并且包括相应的槽，该槽的尺寸设计为允许所述至少一个突出部中的每个突出部通过，所述至少一个突出部从所述壳体径向地延伸，所述成型部分被形成在所述第一凸缘的内侧上，使得在远离所述第一凸缘并且在所述壳体的所述旋转之后所述至少一个突出部与所述成型部分接合。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述成型部分包括在所述至少一个相应的槽附近的柱，以通过干涉所述至少一个突出部的相应一个突出部而限制所述壳体沿着一个方向的旋转。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述成型部分包括至少一个凹口，该凹口的尺寸设计为在所述壳体的所述旋转以后容纳所述至少一个突出部的相应的突出部，以将所述壳体固定在所述挡板中。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述成型部分在所述至少一个相应的槽和所述至少一个凹口之间倾斜，以在所述壳体旋转期间压缩所述弹性件，并且随后当所述至少一个突出部容纳在相应的凹口中时使所述互补的凸缘分开。

6.根据权利要求4所述的组件，其中，所述成型部分包括在所述至少一个凹口附近的柱，以限制所述旋转并且将所述至少一个突出部引导到所述至少一个凹口中的相应的凹口中。

7.根据权利要求2所述的组件，所述组件包括径向相对并且沿着所述壳体轴向地延伸的一对突出部。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述一对突出部设计为不同的尺寸，以确保所述壳体相对于所述挡板对齐。

9.根据权利要求7所述的组件，其中，所述一对突出部与从所述壳体的一端延伸的所述互补的凸缘中的第二凸缘轴向地隔开，以在所述壳体旋转时容纳所述成型部分。

10.根据权利要求1所述的组件，其中，所述弹性件是波状垫圈式弹簧，该弹簧的尺寸根据所述壳体的圆周而设定，并且使得所述弹簧延伸不超出从所述壳体延伸的所述互补的凸缘中的第一凸缘的范围。

11.根据权利要求2所述的组件，所述组件包括径向相对的一对槽。

12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述一对槽设计为不同的尺寸，以确保所述壳体相对于所述挡板对齐。

13.根据权利要求1所述的组件，其中，所述壳体包括用于容纳所述开关的孔。

14.一种被构造为对开关进行支撑的圆柱形开关壳体，所述壳体用于将开关安装至结合在面板中的挡板并且将该开关从该挡板移除，所述壳体的尺寸设计为通过在所述挡板中的圆形的孔而被容纳，并且所述壳体包括用于与所述挡板上的互补的凸缘相互作用的凸缘，以限制所述壳体通过所述孔的轴向运动，所述壳体包括至少一个突出部，该至少一个突出部用于当所述壳体插入所述孔中时在所述壳体的旋转期间与在所述挡板上的成型部分相互作用，以将所述壳体固定在所述挡板中。

15.一种被构造为结合在面板中的挡板，所述挡板包括圆形的孔，该孔的尺寸设计为容纳圆柱形开关壳体，该壳体被构造为对开关进行支撑，所述挡板用于能使所述壳体安装在所述面板上并且从该面板移除，所述挡板包括凸缘，该凸缘用于与在所述壳体上的互补的凸缘相互作用，以限制所述壳体通过所述孔的轴向运动，所述挡板包括成型部分，该成型部分用于当所述壳体插入到所述孔中时在所述壳体的旋转期间与所述壳体上的至少一个突出部相互作用，以将所述壳体固定在所述挡板中。

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