本申請(qǐng)要求2014年4月4日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.61/975,065的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時(shí)申請(qǐng)的全部通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋鈕組件，并且更具體地涉及一種用來控制纜索的運(yùn)動(dòng)的旋鈕組件，其中，該旋鈕具有可選擇的纜索角度輸出。

背景技術(shù)：

在業(yè)內(nèi)已知一種用來控制最終使用裝置的旋鈕組件。在車輛加熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(“HVAC”)系統(tǒng)中，旋鈕經(jīng)常用于控制HVAC系統(tǒng)的通氣門的位置，其中，通氣門位于車輛儀表板下面并且對(duì)車輛操作者來說不另外直接可接近。例如，一個(gè)旋鈕可以用于控制通氣門，該通氣門將來自HVAC系統(tǒng)的空氣流引導(dǎo)到車輛的底板區(qū)域，中間艙區(qū)域，或擋風(fēng)玻璃區(qū)域。旋鈕組件通過稱為Bowden纜索的推拉纜索布置連接到要被控制的門。旋鈕組件具有連接到纜索的杠桿臂。該旋鈕的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致杠桿臂的大致直線運(yùn)動(dòng)，該大致直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致纜索的推和拉。當(dāng)旋鈕沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，該纜索通過杠桿臂推位于HVAC空氣流路徑中的門，以便引起該門沿第一方向樞轉(zhuǎn)，因此將空氣流引入第一區(qū)域。當(dāng)旋鈕沿另一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，該纜索通過杠桿臂拉該門以便使該門沿另一方向樞轉(zhuǎn)并且因此改變空氣流的方向。取決于纜索到容納旋鈕組件的外殼中的進(jìn)入角度，需要特別的相關(guān)旋鈕組件設(shè)計(jì)以便使杠桿臂運(yùn)動(dòng)的平面在纜索運(yùn)動(dòng)的相同平面中。否則，纜索可能纏結(jié)。因此，數(shù)種不同車輛平臺(tái)將具有到旋鈕組件外殼中的數(shù)個(gè)不同纜索進(jìn)入角度的事實(shí)需要，相稱數(shù)量的不同旋鈕組件構(gòu)造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用來控制纜索運(yùn)動(dòng)的旋鈕組件，其能適應(yīng)可變的纜索角度輸出，使得一個(gè)旋鈕組件設(shè)計(jì)可以用于數(shù)種不同車輛平臺(tái)(所述數(shù)種不同車輛平臺(tái)具有到旋鈕組件的外殼中的不同的纜索進(jìn)入角度)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例示實(shí)施例，旋鈕組件包括載體和小齒輪軸，該小齒輪軸安裝到該載體以繞第一軸線旋轉(zhuǎn)。杠桿臂安裝到該載體以繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，該第二軸線不同于第一軸線。小齒輪軸包括小齒輪，該小齒輪隨著小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并且該杠桿臂包括杠桿臂齒輪，該杠桿臂齒輪與小齒輪嚙合，使得小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)引起杠桿臂沿杠桿臂平面運(yùn)動(dòng)。該載體能夠以選定的繞第一軸線旋轉(zhuǎn)取向而安裝到基板，以便控制杠桿臂平面的角度。

根據(jù)本發(fā)明的另一例示實(shí)施例，提供一種旋鈕組件，該旋鈕組件包括L形載體，該L形載體具有齒輪驅(qū)動(dòng)安裝部分和安裝板部分。短軸從L形載體的齒輪驅(qū)動(dòng)安裝部分延伸并且大致平行于L形載體的安裝板部分。小齒輪軸安裝成穿過L形載體的安裝板部分并且位于短軸的支承開口中，以便繞第一軸線旋轉(zhuǎn)。杠桿臂組件以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到短軸，以便繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，該第二軸線大致垂直于第一軸線。小齒輪軸包括小齒輪，該小齒輪隨著所述小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并且該杠桿臂組件包括杠桿臂齒輪，該杠桿臂齒輪與小齒輪嚙合，使得小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)引起杠桿臂沿杠桿臂平面運(yùn)動(dòng)。L形載體的安裝板部分能夠以選定的繞第一軸線旋轉(zhuǎn)取向而安裝到基板，以便控制杠桿臂平面的角度。

根據(jù)本發(fā)明的又一例示實(shí)施例，一種旋鈕組件被提供用于車輛HVAC系統(tǒng)。旋鈕組件包括L形載體，該L形載體具有齒輪驅(qū)動(dòng)安裝部分和安裝板部分。短軸從L形載體的齒輪驅(qū)動(dòng)安裝部分延伸并且大致平行于L形載體的安裝板部分。小齒輪軸安裝成穿過L形載體的安裝板部分并且位于短軸的支承開口中，以便繞第一軸線旋轉(zhuǎn)。杠桿臂組件以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到短軸，以便繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，該第二軸線大致垂直于第一軸線。小齒輪軸包括小齒輪，該小齒輪隨著小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并且該杠桿臂組件包括杠桿臂齒輪，該杠桿臂齒輪與小齒輪嚙合，使得小齒輪軸的旋轉(zhuǎn)引起杠桿臂沿杠桿臂平面運(yùn)動(dòng)。L形載體的安裝板部分能夠以選定的繞第一軸線旋轉(zhuǎn)取向而安裝到基板，以便控制杠桿臂平面的角度。纜索固定到杠桿臂的端部，使得：沿一個(gè)方向的杠桿臂的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致沿該一個(gè)方向的纜索運(yùn)動(dòng)，并且沿第二方向的杠桿臂的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致沿該第二方向的纜索運(yùn)動(dòng)。該纜索連接到所述車輛HVAC系統(tǒng)的通氣門。觸覺反饋裝置可操作地安裝在L形載體和小齒輪軸之間，并且在小齒輪軸繞第一軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)向使用者提供增量式的抓住和松開感覺。

附圖說明

在參考附圖閱讀以下描述的情況下，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本發(fā)明相關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯明，附圖中：

圖1是具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例示實(shí)施例的旋鈕組件的HVAC控制盒外殼的俯視立體圖；

圖2是圖1的HVAC控制盒外殼的仰視立體圖；

圖3是圖1的HVAC控制盒外殼的后視立體圖；

圖4是圖1的HVAC控制盒外殼的俯視平面圖；

圖5是圖1的HVAC控制盒外殼的仰視平面圖；

圖6是圖1的HVAC控制盒外殼的側(cè)視正視圖；

圖7和8是更詳細(xì)地示出圖1的旋鈕組件的立體圖；

圖9是圖7和8的旋鈕組件的分解視圖；并且

圖10是本發(fā)明的后蓋的立體圖，示出本發(fā)明的安裝孔布置的一個(gè)例子。

具體實(shí)施方式

參考圖1-10，示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例示實(shí)施例的旋鈕組件20。例如，旋鈕組件20被描述用于車輛HVAC系統(tǒng)，但可用于其它目的和/或其它系統(tǒng)。

旋鈕組件20安裝在控制面板外殼28(如用于控制車輛HVAC系統(tǒng)的外殼)中。旋鈕組件20包括數(shù)個(gè)可移動(dòng)部件，后者安裝到子載體30上。子載體30是單件式單元，其包括齒輪驅(qū)動(dòng)安裝部分32和安裝板部分34。短軸36或部段樞軸從齒輪驅(qū)動(dòng)安裝部分32延伸。短軸36可以與子載體30一起被模制以形成一個(gè)整體零件，或者可替代地，可以是通過適當(dāng)裝置附接到子載體30的分離的軸。

旋鈕組件20還包括旋轉(zhuǎn)小齒輪軸40，其被接納在通孔42中，該通孔用作軸承以便使小齒輪軸40旋轉(zhuǎn)。小齒輪軸40也被安裝在安裝板部分34的通孔44中。通孔44也用作軸承以便使小齒輪軸40旋轉(zhuǎn)。小齒輪軸40的端部帶有轉(zhuǎn)盤旋鈕48，后者諸如通過壓配合或花鍵連接而固定到小齒輪軸40的端部。而且，小齒輪軸的旋鈕安裝端部可以是多側(cè)面的，使得在小齒輪軸40上的旋鈕的旋轉(zhuǎn)位置可以如下面進(jìn)一步描述的那樣被控制。小齒輪軸40能繞第一軸線旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例示實(shí)施例，短軸36的軸線垂直于小齒輪軸40的軸線。

子載體30以下面更詳細(xì)地描述的方式以多個(gè)期望角度中的任一角度通過螺釘52、54被固定到外殼26的后蓋50。雖示出兩個(gè)螺釘，但可使用更多個(gè)螺釘。裝飾性蓋板58附接到外殼28的后蓋50。小齒輪軸40延伸通過蓋56的一個(gè)開口58。控制設(shè)定標(biāo)記59包圍開口58。旋鈕48帶有設(shè)定標(biāo)記部57(諸如指引線)以幫助操作者將小齒輪軸40的旋轉(zhuǎn)位置與所需控制功能對(duì)準(zhǔn)，該所需控制功能諸如是去往特定車輛座艙位置的空氣流方向。因旋鈕48需與包圍開口58的設(shè)定標(biāo)記59對(duì)準(zhǔn)，小齒輪軸40的多個(gè)平側(cè)面端部有助于此目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，小齒輪軸40的長度和轉(zhuǎn)盤旋鈕48的尺寸被選擇以使得轉(zhuǎn)盤旋鈕將覆蓋開口58并且與設(shè)定標(biāo)記部59對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)仍允許設(shè)定標(biāo)記部59被看到。旋鈕端部止動(dòng)件64、65、68、88也可用于控制小齒輪軸40上的旋鈕的深度，以更好地與設(shè)定標(biāo)記部59對(duì)準(zhǔn)并且限制旋鈕旋轉(zhuǎn)的量。

小齒輪軸40包括棘爪輪廓60和錐齒輪62，該棘爪輪廓和錐齒輪整體地形成在小齒輪軸40上?？尚D(zhuǎn)的杠桿臂組件或部段70包括安裝孔套筒72，該安裝孔套筒安裝到短軸或部段樞轉(zhuǎn)軸38上?？尚D(zhuǎn)的杠桿臂組件70還包括：杠桿臂74，該杠桿臂從安裝孔套筒72延伸；以及部段齒輪部分76，該部段齒輪部分也從孔套筒72延伸出?？尚D(zhuǎn)的杠桿臂組件70的尺寸被設(shè)計(jì)為使得錐齒輪62可操作地與齒輪部分76嚙合。應(yīng)理解，當(dāng)小齒輪軸40旋轉(zhuǎn)(如當(dāng)轉(zhuǎn)盤48轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生)時(shí)，可旋轉(zhuǎn)的杠桿臂組件70將繞軸36樞轉(zhuǎn)，因此導(dǎo)致杠桿臂74的端部80的運(yùn)動(dòng)。雖然實(shí)際上繞短軸36旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)，但杠桿臂74的端部80的運(yùn)動(dòng)可以被認(rèn)為是大致直線運(yùn)動(dòng)。

Bowden纜索84被固定到杠桿臂74的端部80處的纜索安裝開口86。Bowden纜索84的相對(duì)端部可以連接到要被控制的最終使用裝置，以便控制空氣流通氣控制門(未示出)的樞轉(zhuǎn)位置。當(dāng)Bowden纜索84沿一個(gè)方向推動(dòng)時(shí)，該門沿第一方向樞轉(zhuǎn)到第一位置。當(dāng)Bowden纜索84沿第二方向被拉動(dòng)時(shí)，該門沿第二方向樞轉(zhuǎn)到第二位置。如上所述，樞軸臂74的端部80和Bowden纜索之間的運(yùn)動(dòng)可以被認(rèn)為在杠桿臂平面中大致直線的，雖然杠桿臂74實(shí)際上繞短軸36的中心旋轉(zhuǎn)。

取決于特定車輛平臺(tái)和被控制的最終使用裝置的特別位置，Bowden纜索84可以以特定角度進(jìn)入外殼28。期望的是，Bowden纜索的推拉直線運(yùn)動(dòng)的平面與杠桿臂74的運(yùn)動(dòng)在相同的平面中。根據(jù)本發(fā)明，旋鈕組件20的安裝布置允許整個(gè)旋鈕組件20在旋鈕組件附接到外殼28的后蓋50之前繞小齒輪軸40的軸線旋轉(zhuǎn)，并因此保證Bowden纜索運(yùn)動(dòng)與杠桿臂74的平面運(yùn)動(dòng)的平面對(duì)準(zhǔn)，并因此防止Bowden纜索的任何纏結(jié)。應(yīng)理解，整個(gè)子載體30能繞小齒輪軸的軸線旋轉(zhuǎn)，從而控制杠桿臂的平面運(yùn)動(dòng)的角度。一旦子載體的適當(dāng)角度被定位，子載體30就通過螺釘52、54附接到后蓋50。本發(fā)明的旋鈕組件20可跨越數(shù)種不同的車輛平臺(tái)而被使用，即使Bowden纜索以不同的角度進(jìn)入控制盒外殼26，這是由于旋鈕組件20可在附接到外殼的后蓋之前旋轉(zhuǎn)，以便將杠桿臂運(yùn)動(dòng)與Bowden纜索運(yùn)動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。旋鈕48然后可以被布置到小齒輪軸40的端部上以便與控制外殼的前蓋上示出的控制標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)。

棘爪輪廓60被設(shè)計(jì)用來提供觸覺反饋。棘爪輪廓60連接到由子載體30帶有的球和彈簧機(jī)構(gòu)90或一些其它類型的彈簧加載的抓住和松開裝置。實(shí)際上，對(duì)于旋鈕48的每一個(gè)預(yù)定量的旋轉(zhuǎn)，操作者將感覺到(即觸覺反饋)取決于棘爪的間隔的每一個(gè)增量的旋鈕旋轉(zhuǎn)的點(diǎn)擊和鎖定影響。

參考圖9和10，旋鈕組件20包括安裝圓盤91，該安裝圓盤整體地形成在子載體30的安裝板部分34上。安裝圓盤91被接納在后蓋50中的略微較大直徑的相稱的安裝孔102中。保持圓盤92位于后蓋50的另一側(cè)上并且其直徑大于后蓋中的安裝孔102和安裝圓盤91的直徑。子載體30通過多個(gè)螺栓94和螺母96螺栓連接到保持圓盤92。螺栓94和螺母96被上緊但仍然允許子載體30可以繞孔102的中心限定的軸線并且相對(duì)于后蓋50旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)而相對(duì)于控制面板外殼26旋轉(zhuǎn)，以便選擇纜索角度輸出。在子載體旋轉(zhuǎn)到期望的角位置中時(shí)，安裝孔102用作安裝圓盤91的支承表面。

在子載體30旋轉(zhuǎn)到期望的角位置之后，通過后蓋50中的多個(gè)安裝孔104中的一對(duì)安裝孔而安裝螺栓52和54。與螺栓52、54關(guān)聯(lián)的螺母被布置在這些螺栓上并且被上緊，從而以期望的相對(duì)角度鎖定子載體30。安裝孔104的數(shù)量可以用來控制最終組件中的可以以該組件布置子載體30的角增量。例如，如果存在繞中心孔102均勻地間隔的三十六組安裝孔104，則將允許以十度的增量而分離的期望角位置處的角安裝布置?？梢允褂萌魏纹谕隽康陌惭b布置。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將理解，安裝孔104可以由月牙形開口取代，以使增量角選擇的數(shù)量得以顯著增大。

而且，圖9示出短軸36的一種替代布置方式。如上所述，作為與子載體30整體地形成這種方式的取代方式，短軸36可以是分離的零件，其通過螺栓98和螺母100連接到子載體30。短軸36的端部也可以具有帶鍵的平表面并且被接納到子載體30中的相稱凹入開口中，以防止短軸36相對(duì)于子載體30旋轉(zhuǎn)。

從本發(fā)明的如上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到許多改進(jìn)、改變和修改。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的這些改進(jìn)、改變和修改應(yīng)由所附權(quán)利要求涵蓋。