按压式固定锁的制作方法

1.本技术涉及一种按压式固定锁，特别是一种安全、稳定、易于安装、操作、密封性好的按压式固定锁。


背景技术：

2.按压式固定锁是在受到按压时会打开的锁定装置。一种按压式固定锁可以安装在待打开的面板的背面，当使用者需要打开面板，其无需直接操作按压式固定锁，仅需按压面板，按压式固定锁就会弹起面板，实现解锁功能。这样的按压式固定锁从面板外部不可见，因而保留了整洁的面板外观。
3.按压式固定锁的一个应用环境是汽车的油箱盖。通过按压式固定锁，使用者可以经由按压油箱盖的表面来打开油箱盖，非常便利。这样的按压式固定锁面临的一个问题是，可能由于汽车的振动导致锁的意外开启，影响使用体验。另一个问题是，按压式固定锁的活动部件在油箱盖的使用环境中容易受到油污染。
4.关于按压式固定锁的另一个需求是，希望打开按压式固定锁时需要较大的按压力。或者说，对于按下按压式固定锁需要的按压力，当按压式固定锁位于锁定位置时所需的按压力大于当按压式固定锁位于解锁位置时所需的按压力。这样，有助于防止按压式固定锁的意外解锁，例如在车身冲洗过程中油箱盖受到水压的作用而意外解锁，从而提高了安全性。
5.关于按压式固定锁的另一个需求是，希望操作按压式固定锁所需的按压力不是线性变化的。通常，使用弹簧来提供弹起面板所需的偏压力。在这样的设计中，使用者需要克服弹簧的偏压力来按下按压式固定锁。根据弹簧的一般特性，其被压缩程度越高，则产生的偏压力越大，二者之间大致呈正比例关系，或者说呈线性关系。这样，在按压式固定锁的一部分、甚至大部分行程中，使用者均需要施加较大的按压力。然而实际情况是，使用者希望仅在接近按压式固定锁的锁定位置(或者说压缩位置)时使用较大的按压力，而非在操作按压式固定锁的大部分行程中使用较大的按压力。
6.因此，需要提出一种新的按压式固定锁，其具有安全、稳定、易于操作、密封性好的特点。还需要提出一种新的按压式固定锁，使用者仅在靠近按压式固定锁的锁定位置时使用较大的按压力来操作。


技术实现要素：

7.本技术提出一种按压式固定锁，以至少部分地解决上述问题。
8.根据本技术的一种按压式固定锁，包括：壳体，其具有中空的筒体，所述筒体包括开放端和与所述开放端相对的另一端，在所述筒体的另一端的内部设有弹簧座，所述弹簧座与所述筒体的内壁之间具有一环形空间；顶杆，其通过所述筒体的开放端被插置在所述筒体中，且能沿着所述筒体在相对于所述壳体的一伸展位置与一压缩位置之间滑动，所述顶杆的内部设有朝向所述壳体的另一端开口的弹性件容置部；压缩弹簧，其位于所述筒体
中，所述压缩弹簧的一端插置固定于所述环形空间，所述压缩弹簧的另一端抵靠所述顶杆的朝向所述筒体的另一端的端面，将所述顶杆偏压向所述伸展位置；轨迹运行机构，其设置在所述顶杆与所述壳体之间，使得所述顶杆能够沿着既定的轨迹从所述伸展位置移动到所述压缩位置以及从所述压缩位置移回到所述伸展位置；弹性件，其位于所述弹性件容置部中，所述弹性件的一端被固定在所述弹性件容置部的靠近所述开放端的一侧，所述弹性件的另一端从所述弹性件容置部的开口的另一侧伸出；其中，所述弹性件设置为，当所述顶杆位于所述伸展位置时，所述弹性件的另一端呈悬置状态，当所述顶杆靠近所述压缩位置时，所述弹性件的另一端能抵靠所述弹簧座，以便将所述顶杆偏压向所述伸展位置。
9.在一个实施例中，所述弹性件为弹簧或弹性缓冲件，所述弹性件的另一端被设计为接触部；当所述顶杆靠近所述压缩位置时，所述接触部抵靠所述弹簧座。
10.在一个实施例中，所述轨迹运行机构和所述弹性件的接触部分别设置在所述顶杆的相对两侧。
11.在一个实施例中，所述顶杆的一侧设有缺口部，所述弹性件至少部分地容置在所述缺口部中。
12.在一个实施例中，所述轨迹运行机构包括心形槽和弹性针；所述心形槽形成在所述顶杆的杆体一侧，并限定一闭合轨迹；所述弹性针为大致呈z 形的异形弹簧，具有固定到所述壳体的固定端和配合到所述心形槽中的自由端，在所述顶杆相对于所述壳体滑动时，所述自由端沿着所述闭合轨迹滑动以限制所述顶杆的移动；其中，所述心形槽的形状被设计为，使得所述弹性针的自由端能够在所述闭合轨迹上仅沿一个方向移动，而不能进行反向移动，并且所述闭合轨迹具有拐点部和位于所述拐点部的相对侧的内凹部，当所述弹性针的自由端位于所述拐点部时，所述顶杆能定位在所述伸展位置，当所述弹性针的自由端位于所述内凹部时，所述顶杆能定位在所述压缩位置。
13.在一个实施例中，所述心形槽形成为，当所述顶杆受到外部按压力的作用时，所述弹性针的自由端能从所述内凹部移动到所述拐点部，或从所述拐点部移动到所述内凹部。
14.在一个实施例中，所述心形槽在所述闭合轨迹上具有不同深度以便形成台阶部，所述台阶部被设计为，使得所述弹性针的自由端能够在所述闭合轨迹上仅沿一个方向移动，而不能进行反向移动。
15.在一个实施例中，所述壳体还包括盖，所述盖配合安装在所述筒体的插置所述顶杆的开口端，所述盖具有供所述顶杆滑动穿过的通孔；所述顶杆的横截面呈非圆形状，所述盖的通孔具有配合所述顶杆的非圆形状的横截面，用以阻止所述顶杆相对于所述盖旋转。
16.在一个实施例中，所述按压式固定锁还包括由橡胶制成的密封帽，所述密封帽密封所述筒体的插置所述顶杆的开口端和从所述筒体伸出的所述顶杆。
17.在一个实施例中，所述密封帽具有能够伸展或折叠的波纹状结构，能够随着所述顶杆在所述伸展位置与所述压缩位置之间移动伸展或折叠。
附图说明
18.在下文中，将参考附图进一步详细描述本技术的实施例，附图中：
19.图1a-1f分别是根据本技术的按压式固定锁的立体图、主视图、左视图、右视图、俯视图、仰视图；
20.图2是根据本技术的按压式固定锁的分解立体图；
21.图3a-3d分别是按压式固定锁的壳体的主视图、右视图、俯视图、仰视图；
22.图4a-4g分别是按压式固定锁的顶杆的一个角度的立体图、另一角度的立体图、主视图、左视图、右视图、俯视图、仰视图；
23.图5a-5c分别是按压式固定锁的第一压缩弹簧的立体图、主视图、俯视图；
24.图6a-6c分别是按压式固定锁的弹性件的立体图、主视图、仰视图；
25.图7a-7b分别是按压式固定锁的弹性针的主视图、右视图；
26.图8a-8f分别是按压式固定锁的盖的一个角度的立体图、另一角度的立体图、主视图、右视图、俯视图、仰视图；
27.图9a-9d分别是按压式固定锁的密封帽的立体图、主视图、俯视图、仰视图；
28.图10a-10c分别示出顶杆位于伸展位置时的按压式固定锁的右视图、主视图、后视图，图10d示出了顶杆位于伸展位置时的按压式固定锁的主视图，其中移除了密封帽以便示出顶杆和盖，图10e-10f分别是沿图10a中的a-a 线和b-b线截取的剖视图；
29.图11a-11c分别示出顶杆位于中间位置时的按压式固定锁的右视图、主视图、后视图，图11d-11e分别是沿图11a中的c-c线和d-d线截取的剖视图；
30.图12a-12c分别示出顶杆位于压缩位置时的按压式固定锁的右视图、主视图、后视图，图12d-12e分别是沿图12a中的e-e线和f-f线截取的剖视图。
31.附图标记列表：
32.100
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按压式固定锁
33.110
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壳体
34.111
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筒体
35.112
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卡钩
36.113
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引导部
37.114
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弹簧座
38.120
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顶杆
39.121
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柱体
40.122
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弹性件容置部
41.123
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缺口部
42.124
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心形槽
43.124a 拐点部
44.124b 内凹部
45.124c 台阶部
46.124d 台阶部
47.124e 台阶部
48.130
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压缩弹簧
49.135
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弹性件
50.135a 弹性件本体
51.135b 接触部
52.135c 平直段
53.135d 弯折段
54.140
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弹性针
55.141
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固定端
56.142
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自由端
57.150
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盖
58.151 通孔
59.160
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密封帽
60.161
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顶部
61.162
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波纹部
具体实施方式
62.虽然本文参考特定实施例来说明和描述本发明，但本发明并不应被局限于所示细节。确切地说，在权利要求的等价方案的范围内且没有背离本发明的情况下，可以对这些细节做出多种修改。
63.本文中涉及的“前”、“后”、“上”、“下”等方向描述仅是为了方便理解，本发明并非局限于这些方向，而是可以根据实际情况调整。
64.现在参照图1至图12e描述本技术的按压式固定锁100。图1a-1f整体示出了按压式固定锁100，图2示出按压式固定锁100的分解视图。
65.如图所示，按压式固定锁100包括：壳体110、顶杆120、压缩弹簧130、弹性件135、弹性针140、盖150、以及密封帽160。壳体110中容置顶杆120、压缩弹簧130。顶杆120中至少部分地容置弹性件135。弹性针140位于壳体 110与顶杆120之间且两端分别插置在壳体110和顶杆120中。盖150封闭壳体110且允许顶杆120从盖150中伸出。密封帽160在盖150的外侧为按压式固定锁100(特别是盖150和顶杆120)提供密封。以下具体描述按压式固定锁100的各个部件。
66.现在参照图3a-3d描述壳体110。
67.壳体110包括中空的筒体111，筒体111的一端开放且至少部分地容置顶杆120、压缩弹簧130、弹性件135、以及弹性针140，盖150封闭筒体111 的开放端。
68.壳体110的外侧具有：卡钩112，卡钩112能够卡合到安装物件；引导部113，以便引导壳体被插入定位到安装物件中。壳体110的外侧还可以设有防错墙结构以防止错装。
69.壳体110的筒体111中设有弹簧座114。弹簧座114位于壳体110的端部处，其与筒体111的内壁之间形成环形空间。弹簧座114在图中所示的实施例中是高度不超出壳体110的筒体111的十字形柱。然而在其它实施例中，弹簧座114可以是方形、圆形或其它适当形状。
70.在使用中，壳体110可以被安装到安装物件，例如在应用于汽车油箱盖的情况下，壳体110被安装到汽车的车身。
71.现在参照图4a-4g描述顶杆120。
72.顶杆120包括柱体121、弹性件容置部122、缺口部123和心形槽124。顶杆120被插置在壳体110的筒体111中，且能沿着筒体111在相对于壳体 110的伸展位置与压缩位置之间滑动。压缩弹簧130的一端固定于壳体110，压缩弹簧130的另一端压靠于顶杆120，用于始终将顶杆偏压向伸展位置。
73.这样，当顶杆处于伸展位置时，其可以将附接到顶杆的物件(例如油箱盖)顶起，当顶杆处于压缩位置时，则不会将附接到顶杆的物件顶起。
74.在顶杆120的杆体121上形成有限定闭合轨迹的心形槽124。
75.弹性针140具有固定到壳体的固定端141和配合到心形槽124中的自由端142(参见图7a-7b)，在顶杆120相对于壳体110滑动时，弹性针140 的自由端142沿着闭合轨迹限制顶杆120的移动。
76.心形槽124的形状被设计为，使得弹性针140的自由端141能够在闭合轨迹上仅沿一个方向移动，而不能进行反向移动，并且闭合轨迹具有拐点部 124a和位于拐点部124a的相对侧的内凹部124b，当弹性针140的自由端142 位于拐点部124a时，顶杆120能定位在伸展位置，当弹性针140的自由端 142位于内凹部124b时，顶杆120能定位在压缩位置。
77.心形槽124可以在其轨迹上具有不同的深度，例如心形槽124的深度(例如在图4d中垂直于纸面的方向)变化可以形成台阶部124c、124d、124e。例如，心形槽124在台阶部124c、内凹部124b、台阶部124d处的深度依次加大，使得弹性针140仅能遵循心形槽124的轨迹沿一个方向移动。在顶杆 120受到外部按压力的作用时，弹性针的自由端142能脱离锁定而离开内凹部124b沿一个方向移动。在本实施例中，心形槽124在内凹部124b的两侧分别形成两个台阶部124c、124d，在拐点部124a的一侧形成一个台阶部 124e。在其它实施例中，台阶部也可以形成在内凹部、拐点部的一侧或两侧，或形成在心形槽的其它位置。
78.可以通过加长顶杆120的心形槽124的高度实现顶杆120的加长行程，从而实现更高的顶起高度。
79.应理解，心形槽124仅是本技术中用于限定顶杆120的移动轨迹的一个实施例。在其它实施例中，顶杆120可以更一般地具有轨迹运行机构，该机构允许顶杆120沿着既定的轨迹从伸展位置移动到压缩位置以及从压缩位置移回到伸展位置。更具体地，由于轨迹运行机构的作用，当使用者按压一次顶杆120时，顶杆120从伸展位置移动到压缩位置，当使用者再次按压顶杆120时，顶杆120从压缩位置回到伸展位置。
80.顶杆120具有中空的内部以便形成弹性件容置部122。弹性件容置部122 在面向壳体110的端部处具有开口。请同时参照图6a-6c描述的弹性件135。弹性件135被容置在弹性件容置部122中(见图10e-10f)，弹性件135的一端被固定在弹性件容置部122中，弹性件122的另一端从弹性件容置部122的开口伸出。在一个实施例中，弹性件容置部122的侧面具有缺口部123，弹性件135通过该缺口部123而部分地位于顶杆120的外侧。得益于缺口部 123，可以减少弹性件135在顶杆120中占据的空间，使得按压式固定锁100 具有更紧凑的结构。
81.如图所示，弹性件135具有弹性件本体135a、接触部135b。弹性件本体135a是产生弹性偏压的部分，接触部135b用于将弹性件135保持在顶杆 120中。在图中所示的实施例中，弹性件135是弹簧。然而应理解，弹性件 135也可以是其它适当弹性物体，例如弹性缓冲件，更具体地可以是橡胶缓冲件。在弹性件135是弹簧的实施例中，弹性件135的接触部可以包括平直段135c和弯折段135d。平直段135c垂直于顶杆120的移动方向，弯折段 135d与平直段成一角度。平直段135c和弯折段135d共同形成一个钩部，以便抵靠弹簧座114和将弹性件135保持在顶杆120上。
82.弹性件135被部分容置在顶杆120的弹性件容置部122中。更具体地，弹性件135的弹性件本体135a被容置在弹性件容置部122中，使得弹性件 135随着顶杆120一同运动。弹
性件本体135a可以通过容置部122侧面的开口而部分地位于顶杆120的外侧。接触部135b可以通过顶杆120端部的开口伸出，且在抵靠弹簧座114而受到压力时向顶杆120内部缩回。弹性件 135的长度设置为，当顶杆120处于伸展位置时，弹性件135的接触部135b 呈悬置状态，即弹性件135不接触弹簧座114；当顶杆120处于压缩位置时，弹性件135的接触部135b抵靠在弹簧座114上，从而将顶杆120偏压向伸展位置。
83.现在参照图7a-7b描述弹性针140。
84.如图所示，弹性针140是呈z字形的异形弹簧，包括中间的直段和从直段的两端延伸出的固定端141和自由端142。在使用中，固定端141被固定到壳体110的盖150上，使得弹性针140不会相对于壳体110移动，而自由端142插入到顶杆120的心形槽124内。这样，当顶杆120相对于壳体 110移动时，弹性针140的自由端142会在心形槽124内移动。弹性针140 的整体处于一个平面内。
85.现在参照图8a-8f描述盖150。
86.如图所示，盖150配合安装在壳体110的筒体111的插置顶杆120的开口端，盖150具有供顶杆120穿过的通孔151。
87.顶杆120的横截面呈非圆形状，盖150的通孔151具有配合顶杆120 的非圆形状的横截面，用以阻止顶杆的旋转。盖150可以采用旋转安装或者直接与壳体110卡住的方式，实现顶杆120的周边限位，防止顶杆120晃动
88.盖150上可以设计有特征实现弹性针140的保护功能，防止弹性针140 在误装或产品超差情况下，可以保留在盖150上，而不至于掉入按压式固定锁100的内部。例如，当盖组装到按压式固定锁100时，盖150可以防止弹性针140的固定端141从壳体110中退出。
89.现在参照图9a-9d描述密封帽160。如图所示，密封帽160具有附接到顶杆120的顶部161和附接到壳体的底部，还具有呈多重褶皱的波纹部162。
90.密封帽160密封壳体110的插置顶杆120的开口端，以及从壳体110 中伸出的顶杆120。通过具有能够伸展或折叠的波纹状结构，密封帽160能够随着顶杆120在伸展位置与收缩位置之间移动伸展或折叠。
91.密封帽160可以是防水防油的橡胶密封帽，其套装在顶杆120以及壳体 110上，安装后可以实现防水防油功能，并起到降低噪音的功能，提高手工操作时的手感。
92.现在参照图10a-12e具体描述本技术的按压式固定锁100的操作。
93.图10a-10f示出顶杆120处于伸展位置下的按压式固定锁100。此时，仅压缩弹簧130向顶杆120施加偏压力。弹性件135没有接触弹簧座114，因此不会向顶杆120施加偏压力。
94.当顶杆120处于伸展位置时，弹性针140的自由端142位于拐点部124a。此时，如果使用者下压顶杆120，则顶杆120相对于壳体110向下移动。由于弹性针140被固定到壳体110，其自由端142会沿着心形槽124相对于顶杆120向上移动。在拐点部124a的引导下，自由端142将会沿着心形槽124 的一侧(例如图中所示的右侧)向上移动，直至移动到心形槽124的右侧上顶点。心形槽124设计为右侧上顶点位于内凹部124b的上方。此时，使用者释放顶杆120，则顶杆120在压缩弹簧130的偏压作用下趋于向上(向伸展位置)移动。这样，弹性针140的自由端142将移动到并且抵靠心形槽124 的内凹部124b，因而阻止顶杆120向上移动，从而将顶杆120锁定在压缩位置。
95.图11a-11e示出了按压式固定锁100的顶杆120被锁定在压缩位置的状态。此时，由于心形槽124和弹性针140的相互作用，顶杆120不会在压缩弹簧130的偏压力作用下回到伸展位置。
96.图12a-12e示出当使用者按压处于压缩位置的顶杆120时，按压式固定锁100的状态。当使用者按压顶杆120时，被容置在顶杆120中的弹性件135 随着顶杆120一同向壳体110的端部移动。此时，弹性件135的平直段135c 抵靠在弹簧座114上，顶杆120将同时受到压缩弹簧130和弹性件135的偏压力。在一个实施例中，弹性件135的偏压力可以高达30牛顿(n)、40n、 50n、或根据实际需要产生其它数值的偏压力，使得当顶杆120靠近压缩位置时，按压顶杆120所需的按压力明显增大。也就是说，使处于压缩位置的顶杆120弹起将需要较大的按压力，其结果是避免了顶杆120的意外弹起，增加了按压式固定锁100的安全性。而且，由于弹性件135在压缩位置附近提供的额外偏压力，使用者仅在压缩位置附近使用较大按压力来操作按压式固定锁，而在按压式固定锁的其余行程中仅需要较小的按压力来操作按压式固定锁。这样，使用者施加的按压力与按压式固定锁的行程之间不必是线性关系，而是可以在锁定位置附近有一个突变，例如突然增加。这样，一方面保证了足够大的解锁按压力，另一方面允许大部分按压行程中所需的按压力不会太大，从而有利于提升按压式固定锁的安全性和使用体验。
97.在上述实施例中，仅设有一个弹性件135。应理解，根据实际需要，也可以设置多个弹性件135，该多个弹性件135可以在按压式固定锁的不同行程处产生偏压力，或产生不同的偏压力。
98.当顶杆120处于压缩位置时，弹性针140的自由端142位于内凹部124b。此时，如果使用者下压顶杆120，则顶杆120相对于壳体110向下移动，弹性针140的自由端142沿着心形槽124相对于顶杆120向上移动。在心形槽 124的内凹部124b的引导下，自由端142将会移动到心形槽124的左侧上顶点，该左侧上顶点与内凹部124b偏移开。此时，如果使用者释放顶杆120，则顶杆120在压缩弹簧130的偏压作用下趋于向上(向伸展位置)移动。这样，弹性针140的自由端将沿着心形槽124的另一侧(例如图中所示的左侧) 移动到拐点部124a，从而使顶杆120能够到达伸展位置。
99.应注意，上述“左侧”和“右侧”仅仅是为了便于本领域技术人员理解图中所示实施例，其它实施例也可以采用相反的方向。
100.综上所述，本技术提供了一种按压式固定锁。当该按压式固定锁在伸展位置时所需的按压力较小，当该按压式固定锁靠近压缩位置时所需的按压力较大，从而具有更好的安全性和稳定性。
101.虽然本文已示出并描述了优选实施例，但是应理解这些实施例仅作为示例给出。本领域技术人员将会想到许多变型、改变和替换，而不背离本发明的精神。因此，随附权利要求旨在覆盖落在本发明的精神和范围内的所有这样的变型。