CN105936033B - 带轴向平移的可旋转控制装置 - Google Patents

Abstract

用于通过在旋转方向上旋转旋钮而致使装置（例如销）产生轴向运动的机构。该旋钮包括凸轮表面，该凸轮表面在旋转时通过弯曲弹性框架，使得一部分框架朝着理想的轴向方向移动，来轴向地调节装置。该框架可以以大致平齐或紧凑的方式来设置，以改善机构的外表美观，并允许更紧凑和经济的旋钮。

Description

带轴向平移的可旋转控制装置

相关申请

本发明涉及在美国申请序列号为14/633,400中公开的发明，该申请所公开的内容在此全体引入。

技术领域

本发明大致涉及一种控制装置。特别地，本发明广泛地涉及一种可旋转控制装置，其将旋钮的旋转运动转化成轴向平移。

背景技术

工具和其它装置一般包括控制各种部件的旋钮或其它界面。例如，旋钮可与气动气体工具一起使用，以通过控制内部阀来控制气流量，从而允许气体进入通道。许多电动工具包括不容易控制、造型也不美观的旋钮。相反地，这些旋钮一般位于工具的底部角落。通常地，该旋钮可操作地与许多内部气体通道连接来控制气流，增加气体渗漏或导致了压力损失的风险。其他的传统旋钮位于流控制部件处，其以增加工具尺寸或消极地影响工具的人类工程学或使用来实现，使得制造程序复杂，并增加了制造工具的成本。

发明内容

本发明的一个实施例包括用于将可旋转旋钮的旋转运动转化成操作连接装置的轴向运动的机构。该机构包括可旋转旋钮，该可旋转旋钮在第一侧上具有凸轮表面，当旋转时，该凸轮表面轴向地移动销或其它装置。该旋钮以大致齐平或其它紧凑的方式，通过与壳体连接的可弯曲或弹性框架来与销接口，以改善美观的外观以及机构的紧凑特性。

本发明的另一个实施例包括控制装置，所述控制装置包括可与工具的壳体的背侧旋转连接的旋钮，该旋钮例如包括朝向具有第一凸轮表面的工具的第一表面，该第一凸轮表面部分地沿着旋钮的外周延伸，其中该第一凸轮表面在第一端具有第一凸起部，所述第一凸轮表面朝着在第二端的第一底部逐渐变细；可弯曲或弹性框架，该可弯曲或弹性框架与壳体连接并具有一个或多个接触表面，这些接触表面适于共同地与第一凸轮表面接合；可轴向平移的装置，该可轴向平移的装置设置于工具内，并与一个接触表面的背侧邻接或连接，其中当旋转旋钮时，其引起第一凸轮 表面旋转，其中至少其中一个接触表面依随第一凸轮表面的轮廓，并相对于工具向内或向外移动，这引起了装置相对于工具的轴向向内或向外移动。

此外，一个或多个接触表面可包括止动结构，例如凸状或其它向外凸起物，其适于配合地与设置在第一凸轮表面上的间隔止动器接合，例如凹陷，这些凹陷在间隔中相互隔开，这些间隔代表了装置的轴向位移的特定量，其中旋钮的旋转引起止动器以共同地接合，以提供用户已经获得装置的特定轴向位移的触觉和/或声音的反馈，且止动器防止了旋钮进一步的旋转，以此防止了装置相对于工具的轴向定位，除非用户对旋钮施加了额外的旋转作用力。

附图说明

为了便于促进对本发明的理解，在附图实施例中详细说明。从审查方面来看，当与以下的说明连接一起来考虑时，本发明的其中的结构和操作，以及许多优点应当变得明显以及易于理解的。

图1为使用工具的本发明的一个实施例的部分后视透视图。

图2为根据本发明实施例的圆筒，框架以及板组件的后方透视图。

图3为根据本发明实施例的板和旋钮的部分分解透视图。

图4A为本发明实施例的不同部件的部分组装的前方透视图。

图4B为本发明实施例的不同部件的部分侧部分解图。

图5A为本发明实施例的不同部件的部分组装的前部透视图。

图5B为本发明实施例的不同部件的部分侧视截面图。

图6为本发明实施例的部分前部截面图。

具体实施方式

本发明包含许多不同形式的实施例，它们在附图中展示，并在以下详细讨论，在本发明公开的的理解下，本发明的实施例，包括优选实施例应当被理解为发明的示例原则，并非要将本发明的广泛方面限制成为仅阐明的实施例。

本发明的一个实施例广泛地包括一种通过在旋转方向上旋转旋钮来将旋转运动转化成轴向运动的机构。该旋钮包括具有一个或多个凸轮表面的第一表面，所述一个或多个凸轮表面沿着旋钮的外周边缘设置。在凸轮表面和可轴向移动的装置之间设置有可弯曲或弹性框架，以促进装置在旋钮旋转时的轴向运动。该旋钮可通过大致同高或他的紧凑方式来旋转地与工具，例如气动电动工具的壳体连接，以改善机构的外表美观，以及允许更紧凑和经济的旋钮。应当理解，本发明以实用性以及工具的使用方面来进行讨论的，当需要旋转-轴向的转化时，本发明适用于任何类型的机构或装置。因此，本发明并非限制于与工具一起使用。

如图1所示，以工具100展示的装置例如包括壳体105和旋钮110，该旋钮可旋转地与壳体105连接。该旋钮110包括第一旋钮表面110a和第二旋钮表面110b，相对于壳体105来说，其中该第一旋钮表面110a朝向向内，而第二旋钮表面110b朝向向外。该旋钮110可包括向外延伸的把手或紧握部115，其径向设置地穿过旋钮第二表面110b的旋钮，以辅助用户用于旋转运动时紧握旋钮110。在另一个实施例中，该旋钮110的外周表面可为有织纹的，例如有压花纹的，用于在旋转运动的过程中更好进行紧握。在一个实施例中，与电动工具一起使用，当旋转时，该旋钮110适于引起马达电力的调整。然而，应当明白该旋钮110并非如此受限，并可以任何形式来实施，以在旋转时引起任何装置的轴向运动。此外，在一个实施例中，旋钮110的外周边缘包括环状槽，该环状槽具有密封环117，例如位于其内的弹性或橡胶O形环，使得当旋钮110在配置为可旋转接纳该旋钮110的凹槽内可旋转地与壳体105连接时，该密封环117配合地与凹槽的壁接合，以提供大致流体密封和/或气体密封的关系。

如图2所示，可弯曲或弹性的大致为环状的框架120，例如摇臂弹簧，包括径向相对的凸耳125，每个凸耳具有接触表面，该接触表面径向地从框架120朝外延伸。在一个实施例中，只设置了一个凸耳125。延伸部135可从底部凸耳125处延伸，并可操作地与轴向移动装置，例如销140而连接。在一个实施例中，该延伸部具有与销140邻接或与该销140接触的表面。该销140适于相对于框架120而轴向移动，并可为任何的期望轴向运动或可获得轴向运动的装置。

再看图3，旋钮110可包括第一凸轮表面165，该第一凸轮表面165精确地围绕第一旋钮表面110a的外周设置，该第一旋钮表面110a在第一端处具有第一凸起部165a，并朝着在第二端处的第一底部165b逐渐变细。类似地，该旋钮110包括第二凸轮表面170，该第二凸轮表面170与第一凸轮表面165径向相对，在第一端具有第二凸起部170a，并朝着第二端的第二底部170b逐渐变细。该第一凸轮表面165和第二凸轮表面170可从围绕着旋钮110的外周的第一壁175和第二壁180处延伸。

凸轮表面165,170可以任何方式来逐渐变细。例如，凸轮表面165,170可在最顺时针的位置上升起，并在最逆时针的位置处降下，反之亦然。凸轮表面165,170还可相互相对逐渐变细，但在一个实施例中，凸轮表面165,170可在相同的旋转方向上为倾斜，以在操作过程中对框架120提供倾斜效应，如以下所述。此外，壁175,180可用作止动件，以大致防止使用过程中的旋钮110的过度旋转。例如，当向着框架120旋转时，壁175,180可与旋钮110旋转，并与凸耳120邻接，以此来防止旋钮110的过度旋转。

如图所示，旋钮110的旋转运动引起凸轮表面165,170的旋转运动。凸耳125分别地与对应的凸轮表面165,170共同地接合，并在旋钮110的旋转过程中随从着凸轮表面165,170的轮廓。因此，当旋钮110在旋转并依赖于与凸耳125邻接的凸轮表面165,170的轮廓时，该凸耳125相对于壳体105而轴向地向内和向外移动。例如，如图5A和5B所示，旋钮110的顺时针旋转引起了凸轮表面165,170的轮廓从相对于壳体105的第一距离处移动到相对于壳体105的第二，更近的距离处，这是由于凸轮表面165,170的逐渐变细的轮廓的原因所致。因此，在旋钮110的旋转过程中，凸耳125与凸轮表面165,170邻接，或与该凸轮表面165,170共同地接合，且底部凸耳125可相对于壳体105而轴向地朝内移动，同时上部凸耳125轴向地向外移动，这是由于凸轮表面165,170的轮廓引起。凸轮表面165,170在相反方向上相应地改变了相对于壳体105的凸耳125的距离，且在这样做时，会引起框架120来对旋钮110施加恒定的作用力。因此，因为凸耳125相对于壳体105向内移动。该延伸部135也向内移动。当延伸部135向内移动时，其轴向地向内地推动该销140，因此将旋钮110的旋转运动转化成销140的轴向运动。

类似地，当旋钮110以相反方向来旋转时，且由于框架120的可弯曲和弹性特征，这种特征使框架120相对于壳体朝外偏压，底部凸耳125相对于壳体105而轴向地向外移动，且由于凸轮表面165,170的逐渐变细的特征，上部凸耳125轴向地向内移动。因此，在旋钮110的旋转过程中，且因为凸耳125与凸轮表面165,170邻接，并与该凸轮表面165,170共同地接合，该底部凸耳125相对于壳体105轴向地向外移动，这是由于凸轮表面165,170的轮廓所致，如图4A和4B所示。因为底部凸耳125相对于壳体105向外移动，该延伸部135同样向外移动。当延伸部135向外移动时，其在销140与延伸部135连接的情况下轴向地向外拉动销140，并在销140通过例如弹簧或其他偏压结构而向外偏压时，允许该销140轴向地向外移动。

在一个实施例中，与凸轮表面165,170接触的凸耳125的一个或多个表面包括止动结构，例如凸状或向外凸起物155。在一个实施例中，该凸状或向外凸起物155为椭圆形或形状为椭圆。该凸起物155适于配合地与设置于凸轮表面165,170上的间隔止动器160接合，该止动器例如为凹陷或阶位，其在特定间隔上被分开来代表销140的轴向位移的特定量。该止动器160以阶位的结构在平行于旋钮110的第一表面110a的方向上延伸，如图3所示，或以与表面部分172相同角度来进行延伸。旋钮110的旋转引起凸起物155配合地与止动器160接合，以提供用户触觉和/或声音的获得了销140的特定轴向位移的反馈。此外，凸起物155和止动器160界面可阻止旋钮110进一步的旋转，除非用户施加了额外的旋转作用力，因此还阻止了销140的轴向定位。

如图6所示，框架120可与壳体105连接，以阻止旋转以及框架120相对于旋钮110的径向位移。例如，框架120可被设置在壳体105上的向外延伸圆筒147来径向限制。在一个实施例中，该凸耳125还可设置在位于壳体105上的接纳槽205内，以防止框架120相对于壳体105和旋钮110的旋转，但仍然允许使用中框架弯曲时凸耳125的轴向移动。

在一个实施例中，凸轮表面165,170可共同地进行配置并逐渐变细，从而相对的凸耳125可相对于平面而不重合，如图4B和5B所示。例如，框架120可在凸轮表面165,170的作用力下弯曲，因此引起了凸耳125平面地不重合。现发现这种平面的不重合提供了本发明的更好平衡性。尤其地，由一个凸轮表面165引起的在一个凸耳125上的弯曲压力抵消了位于由相对凸轮表面175引起的在相对凸耳125上的弯曲压力。

框架120可包括具有径向部分178的中部177，该径向部分178从中部177延伸。该中部177和径向部分178为一体形成，但中部177可相对于径向部分178成角度或弯曲。相应地，当与壳体105接触时，该径向部分178可相对于中部177弯折或弯曲，以此提供框架120以摇摆效应。

如图2所示，为了紧凑和空间有效的组装，框架120大致与壳体同高，或相反地紧凑地抵着壳体105来设置。例如，外周节段130可围绕着环145，并可位于圆筒147之处，或接近于该圆筒147。这种配置与凸耳125和槽205界面结合，其允许了易于实施，以及工具100内的框架120的紧凑配置。例如，框架120通过与凸耳125连接而可移动地与壳体105连接至槽205，使得围绕着中心轴的框架120的旋转运动被大致防止了，但框架120仍然倾斜，如上所述。

如上所述的示例考虑到具有电动工具的本发明的使用，例如气动电动工具。然而，本发明并非受此限制，并可用于任何类型的工具，或其中的期望旋转-轴转化的任何类型的装置。

在此所使用的，术语“连接”以及其功能等同物并非用于限制两个或更多部件的直接，机械连接。相反，术语“连接”及其功能等同物意味着指代两个或多个物体，特征，工件和/或环境事务之间的任何直接或非直接的机械，电气或化学连接。“连接”还在一些实施例中指代一个物体与另一个物体成为一体。

上述说明以及附图所阐明的主体仅通过实例的方式来说明，而并非是一种限制。当展示和/或描述了特定的实施例时，本领域的技术人员应当明白在不偏离本发明广泛方面的情况下可作出改变和改善。当以合适的目的来看时，所要保护的实际范围应该通过以下的权利要求来限定。

Claims (21)

1.用于将旋转运动转化成轴向运动的控制装置，其包括：

可旋转旋钮，其具有第一和第二旋钮表面，该第一旋钮表面具有第一凸轮表面，所述第一凸轮表面精确地沿着所述旋钮的外周设置，该第一凸轮表面在第一端处具有第一凸起部，且所述第一凸轮表面朝着第二端处的第一底部逐渐变细；

环状框架，其与所述旋钮轴向地对齐，并具有从该框架径向朝外延伸的延伸部；以及

轴向可移动装置，其与所述延伸部可操作地连接，

其中，所述第一凸轮表面适于可操作地接合所述延伸部，且当所述旋钮相对于所述框架旋转时，该第一凸轮表面致使所述延伸部相对于所述旋钮轴向地移动，这致使所述装置相对于旋钮轴向地移动。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括第一凸耳，所述第一凸耳从框架处径向延伸，以将所述延伸部接合至所述框架，其中所述第一凸耳包括与第一凸轮表面邻接的第一凸耳表面。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第一凸耳表面包括第一止动结构，所述第一凸轮表面包括第二止动结构，其中该第一和第二止动结构配合地接合，以向控制装置的用户提供触觉指示。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第一凸轮表面包括相间隔的第二止动结构，其中该第一止动结构和其中一个第二止动结构配合地接合，以提供所述触觉指示。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第二止动结构中的每个第二止动结构包括间隔的阶位。

6.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第一止动结构为凸出。

7.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述第一旋钮表面包括第二凸轮表面，该第二凸轮表面沿着与第一凸轮表面径向相对的外周设置，所述第二凸轮表面在该第二凸轮表面的第一端处具有第二凸起部分，且所述第二凸轮表面朝着第二凸轮表面的第二端处的第二底部逐渐变细。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述框架包括第二凸耳，该第二凸耳从与第一凸耳直径相对的框架处径向延伸，其中该第二凸耳包括第二凸耳表面，其适于与第二凸轮表面邻接。

9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，当旋钮顺时针旋转时，所述第一凸轮表面适于在第一轴向方向上轴向地推动所述装置，而当旋钮逆时针旋转时，所述第一凸轮表面适于允许所述装置在与第一轴向方向相反的第二轴向方向上轴向地移动。

10.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述框架包括环绕工具的壳体的环的外周部分。

11.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述框架包括外周节段以及从该外周节段延伸的凸耳，且所述凸耳配合性地接合工具的壳体的凹槽以保持框架紧靠壳体。

12.一种工具，包括：

壳体，其具有凹槽；

旋钮，其可旋转地与壳体连接，并具有第一凸轮表面，所述第一凸轮表面包括在第一端处的第一凸起部分，以及在与第一端相对的第二端处的第一底部；以及

框架，所述框架与壳体连接，并与所述旋钮轴向地对齐，所述框架基于所述第一凸轮表面的可旋转运动而可轴向弯曲，所述框架具有第一凸耳，该第一凸耳从所述框架向外径向地延伸，并适于接合凹槽，以防止框架的旋转。

13.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，其还包括圆筒，所述圆筒从壳体向外延伸。

14.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，其还包括与框架连接的止动结构，其中第一凸轮表面包括止动器，其中所述止动结构适于与止动器接合，以向工具的用户提供触觉指示。

15.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，所述旋钮包括第二凸轮表面，所述第二凸轮表面在该第二凸轮表面的第一端处具有第二凸起部分，并在第二凸轮表面的第二端处具有第二底部。

16.根据权利要求15所述的工具，其特征在于，所述框架包括延伸部，且该第一凸耳将延伸部接合至框架，且还包括与第一凸耳相对的第二凸耳，其中所述第一凸轮表面适于与第一凸耳接触，且第二凸轮表面适于与第二凸耳接触。

17.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，所述第一凸轮表面适于向外轴向地推动第一凸耳，而第二凸轮表面在旋钮顺时针旋转时适于允许第二凸耳向内轴向地移动。

18.根据权利要求16所述的工具，其特征在于，当所述旋钮逆时针旋转时，所述第一凸轮表面适于允许第一凸耳向外轴向地移动，且第二凸轮表面适于向内轴向地推动第二凸耳。

19.根据权利要求12所述工具，其特征在于，其中框架包括外周部分，还包括圆筒和环，且其中所述外周部分环绕所述环。

20.根据权利要求12所述的工具，其特征在于，所述旋钮包括把手，所述把手横跨所述旋钮的径向尺寸而延伸。

21.操作权利要求1所述的用于将旋转运动转化为轴向运动的控制装置的方法，该方法包括：引起控制装置的旋钮的顺时针旋转，以将旋转运动转换为轴向运动，所述旋钮具有第一和第二旋钮表面；

使得第一旋钮表面的第一凸轮表面与第一凸耳接触，该第一凸耳从框架向外径向地延伸，所述框架与旋钮轴向地对齐，由此致使该框架倾斜，并向内轴向地移动销；

引起旋钮的逆时针旋转；以及

使得第二旋钮表面的第二凸轮表面与从框架向外径向地延伸的第二凸耳接触，由此致使框架倾斜，并允许销向外轴向地移动。