專利名稱：力控開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)，尤其一種力控開關(guān)領(lǐng)域。該裝置可以與在達(dá)到給 定的檢測力之前需要克服特定的縱向力的任何工具一起使用。
背景技術(shù)：
在各種應(yīng)用中，可壓縮材沖牛在兩個表面之間:故壓縮，以1更在壓縮以 后以某種方式改造材料。材津牛可能纟皮壓縮得過少或過大，或在可4妄受的 壓縮范圍。提供一種能指示已經(jīng)超過可接受的最小壓縮力的電開關(guān)將會 有好處。如果開關(guān)以很小的間隙動作和與安裝開關(guān)的裝置在一條縱向軸 線上將會更有利。如果開關(guān)最小設(shè)定力能夠預(yù)設(shè)到給定的力值也將會有 好處。
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本發(fā)明通過^是供一個以小間隙(大約25至200樣支米)動作的電子開 關(guān)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和其它不足，電子開關(guān)在縱向與安裝開 關(guān)的裝置在一條直線上，根據(jù)能夠在給定的最低力值上預(yù)先設(shè)定的縱向 擴(kuò)張外力轉(zhuǎn)換。
這里所描述的力控開關(guān)的特點(diǎn)是力控開關(guān)能夠承受的縱向力明顯高 于過去存在的這種力。例如，直徑大約6 mm的開關(guān)，用5至8磅縱向拉 力改變開關(guān)狀態(tài)，同時能夠承受300磅縱向拉力或壓力。這幾乎有二十 倍的差別。
力控開關(guān)在各種不同技術(shù)領(lǐng)域有許多用途。
在第 一個典型的技術(shù)領(lǐng)域，力控開關(guān)能夠用來測量醫(yī)療裝置施加到組 織的壓力。在許多醫(yī)療過程中，在操縱醫(yī)療裝置改變壓縮的組織之前， 組織一皮壓縮在兩個表面之間。如果組織一皮壓縮得太少，則所尋求的改變
8可能不足。反之，如果組織壓縮得太多，所尋求的改變可能實(shí)際上^C壞 了所研究的區(qū)域。當(dāng)壓縮這種組織時，在這兩個極端狀況之間有可測量 的力范圍。知道"安全"力范圍，使用者能夠選擇力控開關(guān)的預(yù)緊力， 在組織的"安全"范圍內(nèi)改變開關(guān)的狀態(tài)(即向使用者指出已經(jīng)超過預(yù) 緊力)。
這里所描述的力控開關(guān)能夠定制，使改變開關(guān)狀態(tài)的預(yù)緊力與需要係: 手術(shù)的組織的"安全"范圍相匹配。
用于改變組織狀態(tài)的 一 種醫(yī)療裝置是吻合裝置。Ethicon Endo-Surgery公司(Johnso & Johnson公司)制造和銷售這種吻合裝置。 Ethicon制造的圓形吻合裝置的商標(biāo)名稱叫做PROXIMATE PPH, CDH和 ILS。 Ethicon制造的商標(biāo)名稱為CONTOUR和PROXIMATPPH直線吻合裝置 也可以用力控開關(guān)。在這些典型的吻合裝置中，組織被壓縮在釘倉與抵 釘座之間，當(dāng)擊發(fā)縫合釘時，同時切割被壓縮的組織。在這個特定的例 子中，組織可能被壓縮的太少(組織仍有血色)、太多(組織^^壓碎)， 或正好(組織變白)。所發(fā)送的縫合釘有一定長度，釘倉和抵釘座需要有 一定距離，以便縫合釘在擊發(fā)時能閉合。因此，這些吻合器有指示兩個 平面相對距離和這個距離是否在縫合釘長度擊發(fā)范圍的裝置。但是，這 些吻合器沒有任何類型的對施加到被吻合的組織上的力進(jìn)行優(yōu)化的主動 壓縮指示器。這里所描述的力控開關(guān)提供這種特征。能夠使用力控開關(guān) 的釘合器的某些典型的手術(shù)操作包括結(jié)腸切開和胃分流手術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個特點(diǎn)，機(jī)械式力控開關(guān)沿醫(yī)療裝置縱向軸線配 置，所述開關(guān)包括一個導(dǎo)電開關(guān)活塞，它形成兩個電接觸點(diǎn)中的第一個 電接觸點(diǎn)，活塞有與裝置的縱向軸線平行的縱向活塞軸線和偏移裝置接 觸點(diǎn)，空心體形成一個空心體內(nèi)腔，容納沿活塞軸線移動的活塞，從而 在相對于空心體的第一個縱向位置確定活塞接通開關(guān)的位置；在相對于 空心體不同于第一個位置的第二個縱向位置確定活塞斷開開關(guān)的位置；
端部止動塞形成第二個內(nèi)腔，活塞活動地配置在腔內(nèi)，端部止動塞至少 有一部分配置在空心體內(nèi)腔中；偏移裝置"i殳置在端部止動塞與偏移裝置 接觸點(diǎn)之間至少一部分活塞上，施加變化的縱向偏移力，將活塞保持在從所述接通開關(guān)的位置和斷開開關(guān)的位置中選擇的一個位置，直到沿活 塞縱向軸線作用到活塞上的外力超過縱向偏移力，當(dāng)外力超過縱向偏移 力時，活塞移動到兩個位置中的另一個位置，縱向偏移力的大小取決于 端部止動塞在空心體內(nèi)腔的縱向位置；第二個導(dǎo)電^^妄觸點(diǎn)與活塞絕緣， 形成兩個電接觸點(diǎn)的第二個，當(dāng)活塞處于接通開關(guān)的位置時，第一個電
接觸點(diǎn)和第二個電接觸點(diǎn)都在接通狀態(tài)；活塞處于斷開開關(guān)的位置時，
第一個電接觸點(diǎn)和第二個電接觸點(diǎn)都在斷開狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步特點(diǎn)，活塞縱向軸線與裝置的縱向軸線一致。
根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，偏移裝置施加縱向偏移力保持活塞在斷開開 關(guān)的位置，形成常開式開關(guān)狀態(tài)。
才艮據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，偏移裝置施加縱向偏移力保持活塞在接通開 關(guān)的位置，形成常閉式開關(guān)狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另外特點(diǎn)，第一個縱向位置與斷開開關(guān)的位置之間的距
離大約是25微米至750微米之間，尤其是在75微米至200微米之間。 根據(jù)本發(fā)明的另外特點(diǎn)，在接通開關(guān)和斷開開關(guān)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換力在
大約3盎司至20磅之間，尤其是在大約5磅至8磅之間。
根據(jù)本發(fā)明的另外特點(diǎn)，提供了開關(guān)子組合件，它具有第二個導(dǎo)電接
觸點(diǎn)；與空心體縱向固定和導(dǎo)電連接的和至少部分i也包圍第二個導(dǎo)電4妄
觸點(diǎn)的開關(guān)罩；將第二個接觸點(diǎn)與開關(guān)罩絕緣的一個開關(guān)絕緣體；以及
可移動地配置在開關(guān)罩內(nèi)，與活塞縱向固定和導(dǎo)電連接的活塞接觸點(diǎn)。 根據(jù)本發(fā)明的另外特點(diǎn)，開關(guān)絕緣體至少部分地包圍活塞接觸點(diǎn)，第
二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)至少部分地包圍開關(guān)絕緣體，以及開關(guān)罩至少部分地包
圍第二個接觸點(diǎn)、開關(guān)絕緣體和活塞接觸點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，第二個接觸點(diǎn)與空心體和活塞絕緣。 根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，開關(guān)絕緣體至少部分地包圍第二個導(dǎo)電接觸 點(diǎn)，開關(guān)罩至少部分地包圍第二個接觸點(diǎn)、開關(guān)絕纟彖體和活塞接觸點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，活塞有第一個圓形外表面，偏移裝置有直徑 比第一個圓形外表面大的第二個圓形外表面；空心體內(nèi)腔有與第一個圓 形外表面基本一致的第i個圓形內(nèi)表面；第二內(nèi)腔具有基本上與第一個圓形外表面一致的第二個圓形內(nèi)表面，偏移裝置有與第一個圓形內(nèi)表面 基本一致的第三個圓形外表面；第二個接觸點(diǎn)有直徑小于第一個圓形內(nèi) 表面的第四個圓形外表面。
根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，活塞、端部止動塞和空心體形成一個組合件， 其中端部止動塞檸入空心體內(nèi)腔，在空心體第 一個內(nèi)腔中縱向固定和可 以轉(zhuǎn)動地調(diào)節(jié)端部止動塞，端部止動塞在空心體內(nèi)相對于活塞是浮動的。
根據(jù)本發(fā)明的另外的特點(diǎn)，提供一個與第 一個和第二個接觸點(diǎn)導(dǎo)電連 接的指示電路，有傳遞給使用者的狀態(tài)改變信息的指示器，發(fā)出活塞發(fā) 生狀態(tài)改變的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另外的特點(diǎn)，偏移裝置是一個壓縮在偏移裝置接觸點(diǎn)與 端部止動塞之間和圍繞著活塞的壓縮彈簧，向離開端部止動塞的方向偏 移活塞。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還提供了一種沿醫(yī)療裝置縱向軸線設(shè)置的機(jī) 械式力控開關(guān)，當(dāng)沿裝置縱向軸線的力超過預(yù)先確定值時，開關(guān)動作改
變通電狀態(tài)。所述機(jī)械式力控開關(guān)包括 一個導(dǎo)電轉(zhuǎn)換活塞，形成開關(guān) 的兩個導(dǎo)電接觸點(diǎn)的第一個導(dǎo)電接觸點(diǎn)，活塞的縱向軸線與醫(yī)療裝置的 縱向軸線一致， 一段活塞有第一個外表面，法蘭盤有法蘭外表面；空心 體確定第一個內(nèi)腔，第一個內(nèi)腔具有第一個內(nèi)表面與法蘭盤的外表面基 本上一致；活塞可活動地沿活塞縱向軸線裝在第一個內(nèi)腔中，在相對于 空心體的第一個縱向位置確定開關(guān)接通的活塞位置；在相對于空心體不
同于第一個縱向位置的第二個縱向位置是活塞斷開開關(guān)的位置；端部止 動塞確定第二個內(nèi)腔，它具有與第一個外表面基本一致的第二個內(nèi)表面； 所述一段活塞活動地裝在第二個內(nèi)腔內(nèi)；端部止動塞裝在第一個內(nèi)腔， 具有偏移裝置接觸表面，止動塞的外表面與第一個內(nèi)表面基本一致；偏 移裝置有與第一個內(nèi)表面基本上一致的第三個外表面，裝在偏移裝置接 觸表面與法蘭盤之間的一段活塞上；偏移.裝置對法蘭盤施加變化的縱向 偏移力，使活塞保持在從接通開關(guān)和斷開開關(guān)兩個位置中選擇的 一個位 置，直到沿活塞縱向軸線施加的外力超過縱向偏移力，活塞移動到連個 位置中的另一個位置；縱向偏移力的大小耳又決于端部止動塞在第一個內(nèi)腔的縱向位置；開關(guān)組合件有縱向連接到空心體的開關(guān)罩，開關(guān)子組合
件(sub-assembly,U從向與活塞連"^妻，并且活動地^泉-在開關(guān)罩內(nèi)；開關(guān)子 組合件有開關(guān)絕緣體和與活塞絕緣的第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)；當(dāng)活塞在第一 個縱向位置時，第一個和第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)處于接通開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)活 塞在第二個縱向位置時，第一個和第二個接導(dǎo)電觸點(diǎn)處于斷開開關(guān)的狀 態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，活塞有一個近端，法蘭盤在該近端；端部止 動塞擰入第一個內(nèi)腔，在第一個內(nèi)腔縱向固定和可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)端部止動塞， 活塞的 一段滑動地裝在第二個內(nèi)腔中。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，還提供了 一種沿醫(yī)療裝置縱向軸線設(shè)置的,機(jī) 械式力控開關(guān)，當(dāng)沿裝置縱向軸線的力超過預(yù)先確定值時，開關(guān)動作改 變通電狀態(tài)。所述機(jī)械式力控開關(guān)包括 一個確定內(nèi)腔的轉(zhuǎn)換活塞，所 述活塞包括具有第一個外表面的第一段，具有第二個外表面的第二段以 及具有法蘭盤外表面的外法蘭盤，至少一個導(dǎo)電段形成兩個電開關(guān)接觸 點(diǎn)中的第一個接觸點(diǎn)，用于傳遞活塞的轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號，活塞縱向軸線與 裝置的縱向軸線一致，空心體確定具有第 一個內(nèi)表面的第 一個內(nèi)腔以及 具有與法蘭盤外表面基本一致的第二個內(nèi)表面的第二內(nèi)腔；活塞沿活塞 縱向軸線活動地安裝在第一和第二內(nèi)腔，在活塞相對于空心體的第一個 縱向位置確定接通開關(guān)的活塞位置；在相對于空心體不同于第一個縱向 位置的第二個縱向位置確定斷開開關(guān)的活塞位置；至少一個可調(diào)節(jié)的端 部止動塞有止動外表面與第一個內(nèi)表面基本上一致，所述端部止動塞確 定一個止動塞內(nèi)腔具有與第一個外表面基本一致的止動內(nèi)表面； 一個偏 移裝置具有與第二個內(nèi)表面基本一致的偏移外表面，設(shè)置在端部止動塞 與外法蘭盤之間的活塞第 一段上，偏移裝置對外法蘭盤施加變化的縱向 力，使活塞保持在從接通開關(guān)和斷開開關(guān)兩個位置中選擇的一個位置， 直到沿活塞縱向軸線施加的外力超過縱向偏移力，活塞移動到兩個位置 中的另一個位置；縱向偏移力的大小取決于端部止動塞在第一個內(nèi)腔的 縱向位置；開關(guān)組合件在縱向連接到空心體，具有開關(guān)絕緣體和與活塞 絕緣的第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)，當(dāng)活塞在第一個縱向位置時，第一個和第二個接觸點(diǎn)處于接通開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)活塞在第二個縱向位置時，第一個和 第二個接觸點(diǎn)處于斷開開關(guān)的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明另外的特點(diǎn)，第二個內(nèi)表面允許外法蘭盤在第二個內(nèi)腔縱 向滑動移位，止動塞內(nèi)部可滑動地接受活塞的第一l炎。
根據(jù)本發(fā)明另一特點(diǎn)，活塞有近端，在近端有外法蘭盤，端部止動塞 檸入第一個內(nèi)腔，在第一個內(nèi)腔縱向固定和轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)端部止動塞，一|更 活塞滑動地裝在止動塞內(nèi)腔中。
根據(jù)本發(fā)明伴生的特點(diǎn)，第一段是遠(yuǎn)端部，第二l殳是近端部，第一個 內(nèi)腔是具有內(nèi)螺紋的遠(yuǎn)端空腔，第二內(nèi)腔是近端空腔，遠(yuǎn)端空腔的第一 內(nèi)表面大于近端空腔的第二內(nèi)表面；端部止動塞有外螺紋，與內(nèi)螺紋配 合。
雖然作為力控開關(guān)圖示和說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于所《會出 的細(xì)節(jié)，因為在不脫離本發(fā)明的精神和在權(quán)利要求相同的內(nèi)容和范圍內(nèi) 可能進(jìn)行各種改型和結(jié)構(gòu)改變。
結(jié)合附圖閱讀下面的實(shí)施例的描述將更好地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操 作方法以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


本發(fā)明的實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)將通過對下列優(yōu)先選擇的實(shí)施例的詳細(xì)描
述顯示出來，這些描述應(yīng)當(dāng)結(jié)合下列附圖考慮
圖1是根據(jù)本發(fā)明的力控開關(guān)實(shí)施例的側(cè)面立體圖。
圖2是圖1的力控開關(guān)的近半段開關(guān)從一側(cè)看的縱斷面立體圖。 圖3是圖1的力控開關(guān)的近半段開關(guān)從一側(cè)看的縱斷面立體圖。 圖4是圖1的力控開關(guān)的近半段開關(guān)從一側(cè)看的縱斷面立體圖。 圖5是圖1的力控開關(guān)的近半段開關(guān)從一側(cè)看的縱斷面立體圖。 圖6是圖1的力控開關(guān)從一側(cè)看的通過縱向軸線的縱斷面立體圖。 圖7是圖1的力控開關(guān)遠(yuǎn)半段開關(guān)從一側(cè)看的縱斷面立體圖。 圖8是圖6的力控開關(guān)在沒有動作的位置從一側(cè)看的縱斷面放大立體
13圖。
圖9是圖6的力控開關(guān)在動作的位置從一側(cè)看的縱斷面放大立體圖。 圖10是根據(jù)本發(fā)明的力控開關(guān)的另一個實(shí)施例從一側(cè)看的立體圖。
國11是圖10的力控開關(guān)近半段從側(cè)面看的縱斷面立體圖。 圖12是圖10的力控開關(guān)近半段從側(cè)面看的縱斷面立體圖。 圖13是圖10的力控開關(guān)沿接近縱向軸線從側(cè)面看的縱斷面立體圖。 圖14是圖10的力控開關(guān)遠(yuǎn)半段從側(cè)面看的縱斷面立體圖。 圖15是圖10的力控開關(guān)遠(yuǎn)半段從側(cè)面看的縱斷面立體圖。 圖16是圖13的力控開關(guān)在沒有動作的位置從側(cè)面看放大的縱斷面立 體圖。
圖17是圖13的力控開關(guān)在動作位置從側(cè)面看的放大的縱斷面立體圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的描述和涉及具體實(shí)施例的相關(guān)附圖中將闡明本發(fā)明的各個 方面。在不脫離本發(fā)明的精神或內(nèi)容的前提下可以:^殳計替代的實(shí)施例。 另外，本發(fā)明的典型實(shí)施例中眾所周知的元件將不再詳述或略去，便于 理解本發(fā)明的有關(guān)詳細(xì)說明。
在描述和公開本發(fā)明之前，應(yīng)當(dāng)知道所使用的術(shù)語僅^又是為描述實(shí) 施例的目的，沒有限定的意圖。必須注意，在說明書和所附權(quán)利要求中， 如果沒有另外說明，單數(shù)不定冠詞和定冠詞包含復(fù)凄t。
盡管說明書用定義本發(fā)明新穎特征的權(quán)利要求得出結(jié)論，但是相信 通過結(jié)合標(biāo)有附圖標(biāo)記的圖考慮下列描述，將能夠更好地理解本發(fā)明。 圖不是按比—例畫的。
圖1至圖9顯示力控開關(guān)1的第一個實(shí)施例。圖10至圖17顯示力 控開關(guān)1的第二個實(shí)施例。正如下面所詳細(xì)描述的，第一個實(shí)施例代表 "常開式"開關(guān)，第二個實(shí)施例代表"常閉式"開關(guān)，而兩種開關(guān)1的 結(jié)構(gòu)是相似的，為了便于理解，使用相似的編號。
力控開關(guān)1可以組合到一種裝置中，，其中'沿裝置縱向軸線的力需要測量，當(dāng)這個力超過預(yù)先確定值時需要采耳又措施。這種力控開關(guān)1例如 可以用在醫(yī)療裝置中，但是不限于典型的醫(yī)療裝置實(shí)施例。如下面將要 詳細(xì)描述的，力控開關(guān)1可以用于圓形手術(shù)吻合裝置中，例如美國授予
Main的5,104， 025號專利所披露的吻合裝置。
圖1至圖9代表力控開關(guān)1的不同部分。圖6是通過力控開關(guān)1的 縱向軸線2的典型的視圖，能夠看到開關(guān)1的所有零件。接觸活塞10是 中心零件，圍繞中心零件可以解釋開關(guān)1的其它零件。尖端20固定在沖妻 觸活塞10的遠(yuǎn)端12。在圖4至圖9中遠(yuǎn)端U和尖端20的內(nèi)孔22用直 線表示，但是在第一個實(shí)施例中，遠(yuǎn)端12可以有外螺鄉(xiāng)丈，孑L 22可以有 內(nèi)螺紋。另一種方法是尖端20可以壓配合、粘結(jié)、焊接或用其它方法連 4妻到才妻觸活塞10的遠(yuǎn)端12。在圖4至圖9的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)孑L 22的近端部 分24具有無羅紋的平坦部分，用于容納活塞10的最遠(yuǎn)端，當(dāng)活塞完全 擰入孔22時，近端部分24作為阻止繼續(xù)向里擰遠(yuǎn)端12的制動塞。
在活塞10的近端的外表面有加寬部分14,在內(nèi)部形成內(nèi)孔16。
空心體管30配置在接觸活塞10的至少一段的周圍。管30內(nèi)部的一 種實(shí)施例包括較窄的近端孔32和較寬的遠(yuǎn)端孔34 (也可能是相反的結(jié) 構(gòu))。孑L 32和34包圍著活塞10的近端部分，它包4舌中心軸18和加寬部 分14。加寬部分14的外表面形狀與近端孔32的內(nèi)表面形狀基本相等。 因此，由于是圓形，近端孔32的內(nèi)徑與加寬部分14的外徑基本相等。 在這里所說的基本相等的意思是兩個零件之間有足夠的間隙，使一個零 件在另一個零件內(nèi)滑動。這樣，如果給定的第一種材料要求在活塞IO的 外表面與空心體管30內(nèi)表面之間有一個特定的第一間距，以便允許活塞 IO在其中活動，則在兩個零件1Q和30之間存在這個第一間距；如果給 定的第二種材料要求在活塞10的外表面與空心體管30內(nèi)表面之間有較 小的(或較大的)間距，以便允許活塞IO在其中活動，則在兩個零件IO 和30之間存在這個第二間距。
在活塞10與空心體管30之間有兩個零件，可調(diào)節(jié)的端蓋40和偏移 裝置50。端蓋40的外表面形狀與遠(yuǎn)端孔34的內(nèi)表面形狀完全相同。因 此，因此，在圓形結(jié)構(gòu)中，遠(yuǎn)端孔34的內(nèi)徑與端蓋40的外徑基本相同,。這樣，當(dāng)端蓋40插入遠(yuǎn)端孔34時，端蓋40完全封閉由遠(yuǎn)端孔34和近 端孔32內(nèi)表面、中心軸18的外表面、加寬部分14的遠(yuǎn)端^黃表面和端蓋 40的近端表面限定的內(nèi)部空間。偏移裝置50裝在這個內(nèi)部空間。f扁移裝 置50和端蓋40與加寬部分14 一起向給定方向偏移活塞10,在這個案例 中是向近端方向推移。偏移裝置50的力可以由端蓋40的位置決定。例 如，如果端蓋40靠近加寬部分14,偏移裝置50施加第一偏移力，如果 端蓋40離加寬部分14較遠(yuǎn)，偏移裝置50施加第二偏移力。根據(jù)所使用 的偏移裝置50,第一偏移力可以大于第二偏移力或第二偏移力大于第一 偏移力。如果端蓋40沿空心體管30能夠調(diào)節(jié)到不同位置將是有利的， 但不是必須的。在這種結(jié)構(gòu)中，偏移裝置50可以調(diào)節(jié)到使用者希望的預(yù) 定偏移力。
端蓋40和偏移裝置50的一個實(shí)施例表示在圖2至圖9。但是下面的 描述涉及圖8的視圖。在這個實(shí)施例中，遠(yuǎn)端孔34的內(nèi)徑比近端孑L 32 的內(nèi)徑大。端蓋40有外螺紋42,與遠(yuǎn)端孔34的沒有畫出的內(nèi)螺紋配合。 在這種結(jié)構(gòu)中，端蓋40能夠在遠(yuǎn)端孔34內(nèi)擰入到任何縱向位置。由于 近端孔32比遠(yuǎn)端孔34直徑小，近端孔32的遠(yuǎn)端終點(diǎn)36形成檸入端蓋 40的止動塞。端蓋40形成內(nèi)孔44,內(nèi)孔44的形狀與活塞10的中心軸 18的外形基本相同。這樣，當(dāng)端蓋40檸入遠(yuǎn)端孔34時使縱向力不能將 端蓋40/人遠(yuǎn)端孔34壓出，活塞10的中心軸18能夠在孔44內(nèi)相對于端 蓋40縱向自由移動。
在本實(shí)施例中偏移裝置是一個壓縮彈簧50。當(dāng)彈簧50圍繞活塞10 的中心軸18延伸到加寬部分14的遠(yuǎn)端橫向表面和當(dāng)擰入的端蓋40也圍 繞中心軸18,并且至少有一部分?jǐn)Q入遠(yuǎn)端孔34時，則彈簧5 0被壓縮在 由縱向連接距離所限定的兩個極端位置之—間，所述縱向連接距離是端蓋 40在固定但很少在遠(yuǎn)端孔34內(nèi)部與完全插入內(nèi)部直至止動點(diǎn)36之間3爭 越的距離。
由于活塞10是活動的，能夠形成一個電開關(guān)接觸點(diǎn)，傳輸活塞10 的狀態(tài)信號。需要才是供另一個與活塞10絕緣的接觸點(diǎn)。因此，活塞10 需要結(jié)合一個開關(guān)子組合件，以便當(dāng)活塞10處于第一個縱向位置時電開
16關(guān)在第一種狀態(tài)，當(dāng)活塞10處于第二個縱向位置時電開關(guān)在第二種狀態(tài) (第一種和第二種狀態(tài)是斷開/閉合或閉/^/斷開)。這個開關(guān)子組合件在 活塞1(3和空心體管30的近端形成，在下面用兩種實(shí)施例示出。第一種
實(shí)施例"常開式"開關(guān)在圖1至圖9已經(jīng)提到。第二種與圖10至圖17
有關(guān)，是"常閉式"開關(guān)。
常開式開關(guān)子組合件在圖8和圖9中說明。開關(guān)套60有一個向遠(yuǎn)端 突出的短柱62插入到空心體管30的近端。短柱62可以用^f壬何方法連4妄 到空心體管30(例如粘結(jié)、焊接、壓配合、螺紋連4妄)。開關(guān)套60的近 端連接到安裝體70。在一種實(shí)施例中，活塞IO、尖端20、空心體管30、 端蓋40、開關(guān)套60、安裝體70都是導(dǎo)電的，是力控開關(guān)1的第一個導(dǎo) 電接觸點(diǎn)。但是尖端20和端蓋40不需要導(dǎo)電。為了形成第二個導(dǎo)電接 觸點(diǎn)，當(dāng)與第一個接觸點(diǎn)導(dǎo)電連接時形成完整的電路(或切斷電路，如 圖10至17所示)，在第二個接觸點(diǎn)與第一個接觸點(diǎn)之間需要配置一個絕 緣體，絕緣體需要能被操縱進(jìn)入(或退出)與第二個接觸點(diǎn)的接觸。
本文介紹的各種開關(guān)實(shí)施例包括的零件是導(dǎo)電零件和實(shí)際上形成電 子電路的一部分。但是根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)，不限于開關(guān)零件形成電路的 實(shí)施例。另一種結(jié)構(gòu)可以利用只有機(jī)械式開關(guān)斷開的優(yōu)點(diǎn)，用活塞的移 動推動與機(jī)械式開關(guān)相鄰的單獨(dú)的電開關(guān)，例如活塞。由于這種外部開 關(guān)小，在本領(lǐng)域中作為靈敏開關(guān)實(shí)施。如果有足夠的空間用于較大的開 關(guān)，也可以使用各種微型開關(guān)。
在圖1至圖9的實(shí)施例中，第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)由接觸環(huán)80形成和絕 緣體由絕緣柱90形成。將環(huán)80和絕緣柱90連接到活塞10的零件是T 形連接桿1QQ。接觸環(huán)80、絕緣柱90和連4妄桿100的形狀是配套的，為 的是以易組裝的形式裝配到開關(guān)套和空心體管30內(nèi)。絕緣柱將接觸環(huán)80 與連接桿100隔離，連接桿與活塞10和開關(guān)套6 0導(dǎo)電接觸。
更準(zhǔn)確地說，內(nèi)孔16的形狀能容納連接桿100的遠(yuǎn)端凸臺102。遠(yuǎn) 端凸臺102與內(nèi)孔16的連接可以和活塞10與尖端IO之間的任何一種連 接方式相同。例如，如果凸臺102有外螺紋，內(nèi)孔16就有對應(yīng)的內(nèi)螺紋。 這種典型結(jié)構(gòu)使連接桿100與活塞10的連接在制造成本和時間上有利。接觸環(huán)80有內(nèi)孔82,其形狀基本對應(yīng)于絕緣柱90的遠(yuǎn)端接觸段92。 遠(yuǎn)端接觸段92的外形可以是^^何多邊形，例如圓形、卵形、矩形、方形、 星形、三角形。不論何種外形，接觸環(huán)80內(nèi)孔的形狀要與之對應(yīng)和能夠 插入和固定(不論用壓配合、粘結(jié)、壓焊、焊接或任何其它連接工藝)，
從而使接觸環(huán)80與第一個接觸點(diǎn)的任何其它部分之間的接觸能夠有纟艮高 的精度控制。
接觸環(huán)80連接到絕緣柱90以后，結(jié)合成的組合件可以連接到連接 桿100。連接桿100中段的外形對應(yīng)于穿過絕緣柱90的孑L 94的內(nèi)部形狀。 同樣道理，連接桿100中段的外形可以是任何多邊形，例如圓形、卵形、 矩形、方形、星形、三角形。不論何種外形，絕緣柱90內(nèi)孔的形狀要與 之對應(yīng)和能夠插入和固定(不論用壓配合、粘結(jié)、壓焊、焊接或任何其 它連接工藝)，從而使安裝在絕緣柱90的^妻觸環(huán)80與第一個^妻觸點(diǎn)的任 何其它部分之間的接觸能夠有很高的精度控制。
采用這種連接，連接桿100與活塞10導(dǎo)電接觸(從而與尖端20、空 心體管30、端蓋40、開關(guān)套60和安裝體70導(dǎo)電接觸)。接觸環(huán)80的外 形/外徑小于開關(guān)套60的內(nèi)部形狀/內(nèi)徑，接觸環(huán)80插入開關(guān)套60形成 橫向間隙IIO。因此，接觸環(huán)80與開關(guān)套60在外側(cè)由橫向間隙110電絕 緣，在內(nèi)側(cè)通過與絕緣柱90的外表面直接接觸與連接桿100電絕緣。
為了形成包括接觸環(huán)80和第一個接觸點(diǎn)的任何導(dǎo)電零件(10、 20、 30、 40、 60、 70)的電路，在接觸環(huán)80必須形成導(dǎo)電連接。這種連接的 一個典型實(shí)施例表示在圖5至圖9。準(zhǔn)確地說，連接桿IOO有近端縱向孔. 103從近端橫向外表面104延伸到連接桿100中段至少一部分，到達(dá)接觸 環(huán)80所在的縱向位置。較遠(yuǎn)的橫向孔106將縱向孔103與接觸環(huán)80的 內(nèi)表面連接。采用這種結(jié)構(gòu)，絕緣導(dǎo)線206可以檸入縱向孔103和橫向 孔104，固定在(例如用焊接)接觸環(huán)80的內(nèi)表面。為便于連接，接觸 環(huán)80的內(nèi)表面可以形成凹槽(或一系列凹槽)，用于容納導(dǎo)線的導(dǎo)電部 分，而導(dǎo)線的絕緣皮保持與連接桿100的整個縱向孔103和橫向孔104 接觸。
如圖7所示，,這種導(dǎo)電連接為電路200配置在接觸環(huán)80與安裝體70
18之間。這個典型的電路包括電源202和接觸指示器204 (即LED)，當(dāng)形 成電路時發(fā)光二極管變亮。如果安裝體70和絕緣導(dǎo)線206各自連接到電 路2 0 0 (如圖7所示)，那么當(dāng)接觸環(huán)8 0與第 一 個接觸點(diǎn)的任何零件(10、 20、 30、 40、 60、 70)之間發(fā)生電接觸時，發(fā)光二極管204變亮。
根據(jù)上述典型結(jié)構(gòu)，開關(guān)1第一種狀態(tài)和第二種狀態(tài)之間發(fā)揮作用 過程可以用圖8和圖9描述?；钊?0縱向固定在尖端20和連接桿100。 此外，絕緣柱9 Q和接觸環(huán)8 0縱向固定在連接桿外表面。活塞1Q遠(yuǎn)端設(shè) 置在端蓋40的孔44內(nèi)可滑動，活塞10還可滑動地設(shè)置在空心體管30 的近端孔32內(nèi)。這樣，整個活塞子組合件(10、 20、 80、 90、 100)能 縱向移動，因為在接觸環(huán)80的遠(yuǎn)端橫向表面與開關(guān)套60的短柱62的近 端表面64之間存在縱向間隙112。正是間隙112形成力控開關(guān)1起作用 的空間。
偏移裝置(例如壓縮彈簧)50安裝在可調(diào)節(jié)的端蓋40與加寬部分 14的遠(yuǎn)端^f黃向表面之間，當(dāng)調(diào)節(jié)端蓋40壓縮彈簧50時，向近端方向?qū)?活塞10施加力。這個力(這里稱為預(yù)緊力)保持接觸環(huán)80與開關(guān)套60 的導(dǎo)電短柱62之間有一定距離一這個距離被定義為縱向間隙112。沒有 外力施加到力控開關(guān)l時，預(yù)緊力將始終保持接觸環(huán)8Q在這個位置，將 不會發(fā)生第一個接觸點(diǎn)與接觸環(huán)80之間的導(dǎo)電接觸。指向遠(yuǎn)端方向的外 力F施加到尖端20能夠改變這種狀態(tài)，見圖9。如果力F小于彈簧50 施加的預(yù)緊力，則彈簧在已經(jīng)被調(diào)節(jié)端蓋40壓縮的情況下不會被進(jìn)一步 壓縮。如果力F大于彈簧50施加的預(yù)拉力，彈簧被壓縮，尖端20以及 活塞子組合件的其余零件一活塞1Q、連接桿1QQ、絕緣柱90和接觸環(huán)80 一將向遠(yuǎn)端方向縱向移動。遠(yuǎn)端縱向纟皮開關(guān)套60的短柱62的近端表面 64限制，因為端面64與接觸環(huán)80的遠(yuǎn)端側(cè)的接觸完全阻止尖端20繼續(xù) 移動。因此，這種結(jié)構(gòu)提供一個電開關(guān)，它具有在開關(guān)1能夠動作形成 電路之前必須克服的可調(diào)節(jié)的縱向預(yù)壓力，這個電路在接觸環(huán)80接觸開 關(guān)套60之前是"開放的"。圖9顯示活塞子組合件(10、 20、 80、 90、 100)在動作后的遠(yuǎn)端位置，圖8顯示活塞子組合件在沒有動作的近端位 置。圖1至圖9的力控開關(guān)1的組裝的一個典型方法具有套在活塞10的
中心軸16上的彈簧50。端蓋40也檸入空心體管30的近端孔34?；钊?彈簧子組合件然后穿過端蓋40的內(nèi)孑L 44和尖端2(M支固定(例如檸入) 在活塞10的遠(yuǎn)端12。這形成活塞子組合件。
絕緣柱90通過首先放置在遠(yuǎn)端凸臺102上，然后放置在連接桿100 的中段而固定在連接桿100的中段。接觸環(huán)80用相似的方法固定在絕緣 柱90。接觸環(huán)80縱向連接到絕緣柱90,絕緣柱90縱向連接到連接桿100 的中段。絕緣導(dǎo)線206通過安裝體70的孔和通過連4妻桿100的縱向孔103 和橫向孔106,導(dǎo)電連接到接觸環(huán)80的內(nèi)表面，導(dǎo)線206與安裝體70 或連接桿100的任何部分沒有電4妄觸。這個連接形成一個i^更于連接到活 塞子組4M牛的開關(guān)子組4、件。
連接桿100的遠(yuǎn)端凸臺102或開關(guān)套60的短柱62兩者或其中一個 可以有螺紋，用于將凸臺102連接到活塞10和/或?qū)⒍讨?2連接到空心 體管30。這樣，整個開關(guān)子組合件能夠連接到(物理的和導(dǎo)電的)活塞 子組合件。將這兩個子組合件連接到一起后，只有安裝體70需要連接到 開關(guān)套60的近端。這種連接可以采用任何形式，例如焊接或螺紋配合。
圖10至圖17顯示第二個具有"常閉式，，結(jié)構(gòu)的力控開關(guān)1的實(shí)施例。
圖10至圖17顯示力控開關(guān)1的不同部分。圖14是通過力控開關(guān)1 的縱向軸線2的典型的視圖，能夠看到開關(guān)1的所有零件。接觸活塞IO 提供了中心零件，圍繞中心零件可以解釋開關(guān)1的其它零件。尖端20固 定在接觸活塞10的遠(yuǎn)端12。在圖13至圖15和圖17中，遠(yuǎn)端12和尖端 20的內(nèi)孔22用直線表示，^f旦是在典型實(shí)施例中，遠(yuǎn)端12可以有外螺紋， 孔22可以有內(nèi)螺紋。另一種方法是尖端20可以壓配合、粘結(jié)、焊接或 用其它方法連接到接觸活塞10的遠(yuǎn)端12。在圖13至圖15和圖17的結(jié) 構(gòu)中，內(nèi)孔22的近端部分24具有無羅紋平坦部分，用于容納活塞10的 最遠(yuǎn)端，當(dāng)活塞完全檸入孔22時，近端部分24作為阻止繼續(xù)向里檸遠(yuǎn) 端12的止動塞。
活塞10具有一個近端，在近端提供加寬部分14徑向延伸活塞10的
20外表面。在活塞10近端內(nèi)部形成內(nèi)孔16。
如圖16的放大圖所示，空心體管120裝在至少一段4妻觸活塞10周 圍。與第一個實(shí)施例的空心體管30比較，該空心體管120的內(nèi)孔122直 徑不變。內(nèi)孔122的形狀與加寬部分14的外表形狀基本相同并且包圍在 活塞10的中心軸18周圍。因此，在圓形結(jié)構(gòu)中，孑L122的內(nèi)徑與加寬 部分14的外徑基本相同。
力控開關(guān)1在活塞10與空心體管120之間裝有兩個零件彈簧止動 盤130和偏移裝置50。彈簧止動盤130的外形和孔122的內(nèi)部形狀基本 相同。因此，在圓形結(jié)構(gòu)中，孑L 122的內(nèi)徑與彈簧止動盤130的外徑基 本相同，從而使彈簧止動盤130在孔122內(nèi)滑動，既沒有間隙，也沒有 明顯摩擦。彈簧止動盤130不同于在空心體管12G內(nèi)單獨(dú)浮動的端蓋40。 更準(zhǔn)確地說，由于尖端20是檸到活塞10的遠(yuǎn)端12上，近端橫向表面推 動而不是固定在彈簧止動盤130的遠(yuǎn)端橫向表面。在這種結(jié)構(gòu)中， 一眼 就能看出壓縮彈簧50只能調(diào)到一個給定的壓縮值，因為止動盤130有固 定的縱向長度。這一點(diǎn)是正確的，只是提供的止動盤130有一套，每個 止動盤有不同縱向長度。因此，通過選擇一個止動盤130可以調(diào)節(jié)彈簧 50的預(yù)緊力。也不必將尖端20完全擰到例如圖13所示的活塞10的遠(yuǎn)端 12。這樣，如果尖端20沒有完全擰到活塞1Q上，通過纟是供一個特定尺 寸的止動盤13Q和將尖端20擰到活塞10上預(yù)先確定的位置，就能產(chǎn)生 使用者希望的偏移裝置50的預(yù)緊力。反之，如果尖端20完全檸到活塞 10上，只用止動盤130確定預(yù)緊力。止動盤130和偏移裝置50的一個實(shí) 施例如圖10至圖17所示。但是下面針對圖13進(jìn)行描述。止動盤130形 成內(nèi)孔132,其形狀與活塞IO的外形基本相同，以便活塞10能在止動 盤130內(nèi)無阻礙地滑動。
當(dāng)彈簧止動盤130裝到孔122內(nèi)時，止動盤130基本封閉由孔122 的內(nèi)表面、中心軸18的外表面、加寬部分14的遠(yuǎn)端橫向表面和止動盤 130的近端橫向表面限定的內(nèi)部空間。偏移裝置50配置在這個內(nèi)部空間 內(nèi)。偏移裝置50和止動盤130與加寬部分14共同作用向給定方向偏移 活塞10,在本案例中向近端方向。偏移裝置50的力取決于止動盤130的縱向長度。
在本實(shí)施例中偏移裝置50是一個壓縮彈簧50。這樣，當(dāng)彈簧50裝 到活塞10的中心軸18周圍達(dá)到加寬部分14的遠(yuǎn)端橫向表面，而且當(dāng)止 動盤130也圍繞中心軸18和尖端20固定在活塞10上時，彈簧50在其 間被壓縮或預(yù)壓緊。
由于活塞10是活動的，能夠形成一個電開關(guān)接觸點(diǎn)，傳輸力控開關(guān) 1的狀態(tài)信號。需要提供另一個與活塞10絕緣的接觸點(diǎn)。因此，活塞IO 需要結(jié)合一個開關(guān)子組合件，以便當(dāng)活塞10處于第一個縱向位置時電動 力開關(guān)1在第一種狀態(tài)，當(dāng)活塞10處于第二個縱向位置時電動力開關(guān)1 在第二種狀態(tài)(第一種和第二種狀態(tài)是斷開/閉合或閉合/斷開)。這個開 關(guān)子組合件在活塞和空心體管120的近端形成，下面應(yīng)用于第二個典型 的"常閉式"實(shí)施例。
開關(guān)套60有一個向遠(yuǎn)端突出的短柱62插入到空心體管120的近端。 短柱62可以用任何方法連接到空心體管120 (例如壓焊、焊接、粘結(jié)、 壓配合、螺紋連接)。開關(guān)套60的近端連接到安裝體70。在一種實(shí)施例 中，活塞IO、尖端20、空心體管120、止動盤130、開關(guān)套60、安裝體 70都是導(dǎo)電的，提供了力控開關(guān)1的第一個導(dǎo)電接觸點(diǎn)。但是尖端20 和止動盤130不需要導(dǎo)電。為了形成第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)，在第二個接觸 點(diǎn)與第一個接觸點(diǎn)之間需要裝一個絕緣體，這個絕緣體能操作推出與第 二個接觸點(diǎn)的接觸，當(dāng)?shù)诙€及觸面與第一個接觸點(diǎn)連接時，將電路中 斷，如圖10至圖17所示。
在圖10至圖17的典型實(shí)施例中，第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)由接觸銷140 形成，絕緣體由絕緣套150形成。用T形導(dǎo)電4妻觸螺絲160將絕緣套150 和接觸銷140與活塞10連接。絕緣套150和接觸銷140的形狀是選配的， 以便容易組裝到開關(guān)套60和安裝體70內(nèi)。絕緣套150在物理上和導(dǎo)電 上將接觸銷140與安裝體70和開關(guān)套60隔開，接觸銷140至少與活塞 10和開關(guān)套60導(dǎo)電接觸。
更準(zhǔn)確地說，內(nèi)孔16的形狀能容納接觸螺絲160的遠(yuǎn)端凸臺162。 遠(yuǎn)端凸臺162與內(nèi)孔16之間的連接可以和活塞10與尖端20之間的任何
22一種連接方式相同。例如，如果凸臺162有外螺紋，內(nèi)孔16就有對應(yīng)的
內(nèi)螺紋。這種典型結(jié)構(gòu)使接觸螺絲160與活塞10的連接在制造成本和時 間上有利。接觸螺絲160的^黃向端面164還纟是供止動塞，用于指示遠(yuǎn)端 凸臺162完全插入活塞10的內(nèi)孑L 16中。
絕緣套15G有內(nèi)孔152,其形狀基本上對應(yīng)于接觸銷140的近端接觸 段142的外形。近端接觸段142的外形可以是任何多邊形，例如圓形、 卵形、矩形、方形、星形、三角形。不論何種外形，絕緣套150的內(nèi)孑L 152的形狀要與之對應(yīng)和能夠插入和固定(不論用壓配合、粘結(jié)、壓焊、 焊接或任何其它連接工藝)，從而使接觸銷140與第一個接觸點(diǎn)的任何其 它部分之間的接觸能夠有4艮高的精度控制。
絕緣套150連接到接觸銷140以后，組合成的絕緣子組合件可以連 接到安裝體7Q。絕緣套150近端部分的外形對應(yīng)于穿過安裝體70的一個 內(nèi)孑L72的內(nèi)部形狀。同樣道理，絕緣套150近端部分的外形可以是任何 多邊形，例如圓形、卵形、矩形、方形、星形、三角形。不論何種外形， 安裝體70內(nèi)孔的形狀要與之對應(yīng)和能夠插入和固定(不論用壓配合、粘 結(jié)、壓焊、焊接或任何其它連接工藝)，從而使接觸銷140 (安裝在絕緣 套150和安裝體70內(nèi))與第一個接觸點(diǎn)的任何其它部分之間的接觸能夠 有很高的精度控制。
采用這種連接，接觸螺絲160與活塞10 (從而空心體管120、開關(guān) 套60和安裝體70、如果需要甚至可能有尖端20和止動盤130 )導(dǎo)電接 觸。接觸銷140的加寬部分144的外形/外徑小于開關(guān)套60的內(nèi)部形狀/ 內(nèi)徑，接觸銷140插入開關(guān)套60形成橫向間隙110。因此，橫向間隙110 將接觸銷140的遠(yuǎn)端加寬部分144與開關(guān)套60內(nèi)側(cè)P鬲離，通過直接接觸 絕緣套150的內(nèi)孑L 152,接觸銷140的近端接觸段142與安裝體70和開 關(guān)套60的外側(cè)絕緣。
為了使接觸銷140和第一個接觸點(diǎn)的任何導(dǎo)電零件(例如IO、 20、 60、 70、 120、 130)形成電^各，在接觸銷140必須形成導(dǎo)電連接。這種 連接的一個典型實(shí)施例表示在圖11至圖17。準(zhǔn)確地說，接觸螺絲160 形成近端橫向加寬部分166 乂人中間段徑向延伸，形成近端橫向表面,168。偏移裝置50將活塞10和接觸螺絲160向近端方向偏移，4吏接觸銷140 的遠(yuǎn)端橫向表面148與接觸螺絲160的近端橫向表面168導(dǎo)電接觸。因
此接觸螺絲160的近端加寬部分166的外部形狀/外徑可以以是在開關(guān)套 60的內(nèi)孑L 66內(nèi)滑動的任何外徑和形狀。
接觸銷140的其它導(dǎo)電接觸點(diǎn)在接觸銷140的近端。在一種典型實(shí) 施例中，從接觸銷140近端橫向表面向里形成縱向孔146,供絕緣導(dǎo)線 206插入。導(dǎo)線206的導(dǎo)體能夠固定在縱向孔146的內(nèi)表面(例如用焊接)。 這種導(dǎo)電連"t秦的例子如圖7所示。在這種典型結(jié)構(gòu)中，電源202向接觸 指示器204 (發(fā)光二極管)供電，當(dāng)電路接通時，二極管變亮，這種常閉 式力控開關(guān)1 二極管的情況總是如此。反過來，當(dāng)?shù)谝唤佑|點(diǎn)與接觸銷 140之間沒有導(dǎo)電接觸時，發(fā)光二極管104熄滅。當(dāng)然，指示器不需要看 .見(例如發(fā)光二才及管104)。也可以是聽覺的(例如喇叭)或觸覺(例如 震動)或任何組合。
還可以在接觸銷140與安裝體70之間提供電路300,用于只有當(dāng)電 路斷開(即未完成)時發(fā)光二極管204才亮。根據(jù)圖10至圖17所示的 力控開關(guān)1的兩種狀態(tài)，可以用任何邏輯電路控制發(fā)光二極管204。例如， 包括"或非，，門和"與"門的邏輯電路300可以連接到力控開關(guān)1,如圖 13所示。在這種形式中，當(dāng)開關(guān)l處于常閉狀態(tài)時，發(fā)光二極管熄滅， 當(dāng)接觸斷開時發(fā)光二極管亮，如圖17所示。
根據(jù)上述典型結(jié)構(gòu)，開關(guān)1第一種狀態(tài)和第二種狀態(tài)之間發(fā)揮功能 可以用圖16和圖17描述。
如上所述，接觸銷140縱向固定在絕緣套150內(nèi)，絕緣套150縱向 固定在開關(guān)軸承60和安裝體70 二者中至少一個內(nèi)。空心體管120縱向 固定在開關(guān)軸承60的遠(yuǎn)端。止動盤130縱向自由活動地裝在彈簧50和 尖端20之間?；钊?0縱向固定在尖端20和接觸螺絲160，這個活塞子 組合件被彈簧50推動在管體120內(nèi)向近端方向滑動。因此，整個活塞子 組合件(10、 20、 130、 160)向遠(yuǎn)端縱向移動，壓縮空心管體120內(nèi)的 彈簧50，這個壓縮距離形成一個空間134 (見圖17,),通過這個空間力控
24開關(guān)l起開關(guān)作用。
偏移裝置50 (例如壓縮彈簧)配置在止動盤130和加寬部分14的遠(yuǎn)
端斗黃向表面之間，當(dāng)止動盤130壓縮彈簧50時，對活塞10施加指向近 端方向的力。這個力(本文稱為預(yù)緊力)保持接觸螺絲160靠住接觸銷 140的導(dǎo)電遠(yuǎn)端橫向表面。如果沒有任何外力作用到力控開關(guān)1,預(yù)緊力 將始終保持接觸銷在這個位置，第一個接觸點(diǎn)與接觸銷140之間保持導(dǎo) 電接觸。指向遠(yuǎn)端方向的外力F施加到尖端20能夠改變這種狀態(tài)，見圖 17。如果力F小于彈簧50施加的預(yù)緊力，彈簧50不會被止動盤130進(jìn) 一步壓縮。但是如果力F大于彈簧50施加給活塞10的預(yù)緊力，彈簧50 3皮進(jìn)一步壓縮，尖端20以及活塞子組合件的其余零件(10、 130、 160) 將向遠(yuǎn)端方向縱向移動。這種遠(yuǎn)端縱向^皮彈簧50的最大壓縮距離限制， 在力控開關(guān)大多數(shù)應(yīng)用中不會發(fā)生這種情況。因此，這種結(jié)構(gòu)提供一個 電開關(guān)，它具有在開關(guān)1能夠動作形成電路之前必須克服的可調(diào)節(jié)的縱 向預(yù)緊力，該電路在接觸螺絲160不再接觸接觸銷140之前是"閉合" 的。圖10至圖17的力控開關(guān)1的轉(zhuǎn)換距離由存在于短柱62的近端4黃向 表面與加寬部分166的遠(yuǎn)端4黃向表面之間的縱向間隙112限定。圖17和 圖19顯示活塞子組合件(10、 130、 160)處于動作的遠(yuǎn)端^立置，圖16 顯示活塞分子組合件處于沒有動作的近端位置。
圖10至圖17是力控開關(guān)1組裝的一個典型方法，具有突出短柱62 的開關(guān)套60遠(yuǎn)端縱向固定在空心體管120的近端。活塞10插入空心體 管120內(nèi)，彈簧50插到空心體管120內(nèi)的活塞10的中心軸16。止動盤 130裝在活塞10的遠(yuǎn)端12上，尖端20完全或部分地擰到活塞10遠(yuǎn)端 12的外螺紋上。在這個位置，如果尖端完全檸到活塞10上，活塞10將 對開關(guān)套的短柱62施加預(yù)緊力。為了避免這個力，尖端20只能部分地 擰到活塞10的遠(yuǎn)端12上。然后將接觸螺絲160擰入活塞10的內(nèi)孑L 16 近端，在活塞10的加寬部分14與接觸螺絲160的加寬部分166之間捕 獲短柱62。這樣就形成活塞-彈簧子組合件。
安裝體70通過絕緣套150縱向固定連接到接觸銷140。因為這些零 件的形狀是選配的，連接順序僅僅受到制造這些連接的成本和時間的限接觸銷14 0可以裝在安裝體7 0遠(yuǎn)端內(nèi)部，
但是在這種情況下，如果力控開關(guān)1的遠(yuǎn)端向下傾斜，這兩個零件可能 縱向移動。這要就形成接觸銷子組合件。
活塞-彈簧子組合件和接觸銷子組合件通過將安裝體70縱向固定到 開關(guān)套60而連接在一起。如果尖端20完全檸到活塞10上，則該固定需 要克服彈簧50的預(yù)偏移力。如果尖端20以最小限度擰到活塞10上沒有 使彈簧50產(chǎn)生預(yù)偏移，那么在所有縱向固定以后，尖端20可以完全檸 到活塞10的遠(yuǎn)端12,以便將彈簧50壓縮到預(yù)壓緊狀態(tài)。絕緣導(dǎo)線206 的導(dǎo)電體連接到接觸銷140的縱向孔146,完成電路300。
在常開式和常閉式開關(guān)中，縱向間隙112的長度大約在25孩吏米 (0. 001")至750微米(0. 030")之間，或者范圍更小，在75微米(0. 003") 至20(M鼓米之間(0. 008")。
力控開關(guān)1的導(dǎo)電零件可以是不銹鋼、銅、鍍鎳銅、鍍鎳黃銅。在 絕緣導(dǎo)線206的導(dǎo)體需要焊接的情況下，這些材料的每一種是足夠的。
力控開關(guān)1在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的力的范圍大約在3盎司到20磅之 間，或者更小的范圍，5磅至8磅之間。
關(guān)于彈簧50的選擇，選擇所需預(yù)緊力在給定彈簧50的范圍內(nèi)或者 該范圍的中間范圍內(nèi)。換言之，力控開關(guān)狀態(tài)的改變不發(fā)生在接近彈簧 5 0預(yù)緊力范圍的最大值，而是發(fā)生在預(yù)緊力范圍的中間附近。
上面描述的電路只有二進(jìn)制輸出一通過力控開關(guān)1傳遞的作用到外 部物體上的力是否大于或小于預(yù)緊力。如果力控開關(guān)有應(yīng)變儀，也叫做
測力盒，就可以向使用者顯示連續(xù)力輸出，例如一排發(fā)光二極管根據(jù)力 的數(shù)值逐漸變亮，或液晶器件或發(fā)光二極管數(shù)閾對應(yīng)于通過力控開關(guān)1 施加的力增加數(shù)值。
現(xiàn)在才艮據(jù)在例如4受予Main等人和轉(zhuǎn)讓給Ethicon-Endo手術(shù)公司的 5， 104， 025號美國專利所描繪的管腔內(nèi)吻合的圓形吻合器來描述以上力 控開關(guān)l。本文將其全部內(nèi)容作為參考。正如在Main的圖7中剖視圖中 ^l清楚地看到的，套針軸22有遠(yuǎn)端鋸齒口 21、 一些凹進(jìn)28,用于將套 針軸22對準(zhǔn)抵釘座上的鋸齒29,使縫合釘與抵釘座,34對正。當(dāng)施加壓
26力時套針尖26能夠刺穿組織。在Main的圖3至圖6顯示圓形吻合器10 如何將兩片組織連接在一起。隨著抵釘座30移動到靠近頭部20,組織被 壓縮，如圖5和圖6所示。如果組織被過度壓縮，手術(shù)吻合過程可能不 成功。置于中間的組織在手術(shù)過程中可以承受一定范圍的可接受的壓縮 力。這個范圍是已知的和取決于被吻合的組織。Main的吻合器不能向使 用者指示吻合之前施加到組織的壓縮力的大小。但是，如果本文所描述 的力控開關(guān)1代替套針軸22，那么當(dāng)壓縮力(沿著力控開關(guān)1的縱向軸 線2作用)超過力控開關(guān)1的預(yù)緊力時，吻合器IO將能夠向使用者顯示。 使用者可以選擇預(yù)緊力，使其值在組織可接受的壓縮力范圍內(nèi)。
本申請的圖1和圖10顯示尖頭遠(yuǎn)端的尖端20，能夠至少在 Ethicon-Endo手術(shù)么、司制造和銷售的CDH手術(shù)吻/^器.去i作用。Main的吻 合器套針軸22的近端需要有公螺紋釘，用于連接頭部20。其它圓形吻合 器要求有相對的柄舌，如本本申請的圖l和圖IO所示。這樣，安裝體70 可以是圖1至圖17所示的形式，或者是Main的圖7所示的形式。尖端 20和安裝體7Q可以定制，配合任何類型的類似手術(shù)裝置。
以上的描述和附圖描繪了本發(fā)明的原理、優(yōu)先選擇的實(shí)施例和實(shí)施 模式。但是本發(fā)明不應(yīng)局限于上面所討論的具體實(shí)施例。歡迎熟悉本項 技術(shù)的人員將認(rèn)識到不同的實(shí)施例。
因此，上面描述的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)作為示范性的而不是限制性的。由此 歡迎熟悉本項技術(shù)的人員在不背離下列權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍 前提下提出不同實(shí)施例。
2權(quán)利要求
1. 沿醫(yī)療裝置縱向軸線配置的一種機(jī)械式力控開關(guān)，所述開關(guān)包括形成兩個電接觸點(diǎn)中的第一個電接觸點(diǎn)的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換活塞，所述活塞具有與縱向裝置軸線平行的縱向活塞軸線；偏移裝置接觸點(diǎn)；確定空心體內(nèi)腔的空心體，其中所述活塞可移動地沿活塞軸線配置在其中，用于確定在相對于空心體的第一個縱向位置的接通開關(guān)的活塞位置；在相對于空心體不同于第一個縱向位置的第二個縱向位置的斷開開關(guān)的活塞位置；確定第二個內(nèi)腔的端部止動塞，活塞活動地配置在其中，所述端部止動塞至少部分地配置在空心體內(nèi)腔中；圍繞在端部止動塞與偏移裝置接觸點(diǎn)之間的所述活塞的至少一部分配置的偏移裝置，所述偏移裝置對活塞施加變化的縱向偏移力，將活塞保持在從接通開關(guān)和斷開開關(guān)兩個位置中選擇的一個位置，直到沿縱向活塞軸線施加到活塞的外力超過縱向偏移力，當(dāng)外力超過縱向偏移力時，所述活塞移動到兩個位置中的另一個位置，縱向偏移力的大小取決于端部止動塞在空心體內(nèi)腔的縱向位置；第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)與活塞絕緣，形成所述兩個導(dǎo)電接觸點(diǎn)的第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)，當(dāng)活塞在接通開關(guān)的位置時，第一和第二導(dǎo)電接觸點(diǎn)在接通狀態(tài)，當(dāng)活塞在斷開開關(guān)的位置時，第一和第二導(dǎo)電接觸點(diǎn)在斷開狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，配置所述縱向活塞軸線與 裝置縱向軸線一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，偏移裝置施加縱向偏移力， 保持活塞在所述斷開開關(guān)的位置，形成常開式開關(guān)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，偏移裝置施加縱向偏移力，保持活塞在接通開關(guān)的位置，形成常閉式開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，第一個縱向位置與斷開開關(guān)的位置之間的距離大約在25微米至750微米之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，第一個縱向位置與斷開開 關(guān)的位置之間的距離大約在75孩i米至20(M鼓米之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，在開關(guān)接通狀態(tài)和斷開狀 態(tài)之間轉(zhuǎn)換的力的范圍大約在3磅至2 0磅之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，在開關(guān)接通狀態(tài)和斷開狀 態(tài)之間轉(zhuǎn)換的力的范圍大約在5磅至8磅之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，第二個接觸點(diǎn)與空心體和 活塞絕緣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，還包括一個具有下列裝置的開關(guān)子組 合件第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)；縱向固定地和導(dǎo)電地連接到空心體和至少部分地包圍第二個接觸點(diǎn)的 開關(guān)罩；將第二個接觸點(diǎn)與開關(guān)罩電絕緣的開關(guān)絕緣體；可移動地配置在開關(guān)罩內(nèi)和縱向固定地和導(dǎo)電地連接到活塞的活塞接 觸點(diǎn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的開關(guān)，其特征在于 所述開關(guān)絕緣體至少部分地包圍所述活塞接觸點(diǎn)； 所述第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)至少部分地包圍開關(guān)絕緣體； 所述開關(guān)罩至少部分地包圍第二個接觸點(diǎn)、開關(guān)絕緣體和活塞接觸點(diǎn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的開關(guān)，其特征在于-所述開關(guān)絕緣體至少部分地包圍第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)；所述開關(guān)罩至少部分地包圍第二個接觸點(diǎn)、開關(guān)絕緣體和活塞接觸點(diǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于 所述活塞有第 一個圓形外表面；所述偏移裝置接觸面有第二個圓形外表面，其直徑比第 一個圓形外表面直徑大；所述空心體內(nèi)腔有與第二個圓形外表面基本相同的第一個圓形內(nèi)表面；所述第二個內(nèi)腔有與所述第一個圓形外表面基本相同的第二個圓形內(nèi) 表面；所述偏移裝置有與第一個圓形內(nèi)表面基本相同的第三個圓形外表面； 所述第二個接觸點(diǎn)有第四個圓形外表面，其直徑小于第一個圓形內(nèi)表面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述活塞、端部止動塞 和空心體形成從下列之中選擇的組合件所迷端部止動塞檸入到空心體內(nèi)腔，在空心體第一個內(nèi)腔中縱向固定 和可轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)端部止動塞；所述端部止動塞在空心體內(nèi)相對于活塞浮動。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，還包括連接到第一個和第二個接觸點(diǎn) 的指示電路，有指示器向使用者傳輸狀態(tài)改變信息，發(fā)出關(guān)于活塞已 經(jīng)改變狀態(tài)的信號。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)，其特征在于，所述偏移裝置是一個壓 縮彈簧，圍繞活塞在偏移裝置接觸面與端部止動塞之間壓縮，向離開 端部止動塞的方向偏移活塞。
17. 沿醫(yī)療裝置縱向軸線配置的機(jī)械式力控開關(guān)，當(dāng)沿裝置縱向軸線的 力超過預(yù)定的力時，機(jī)械式開關(guān)改變導(dǎo)電狀態(tài)，所述開關(guān)包括 導(dǎo)電轉(zhuǎn)換活塞，其形成開關(guān)兩個導(dǎo)電接觸點(diǎn)中的第一個接觸點(diǎn)，所述 活塞具有與裝置縱向軸線 一 致的縱向活塞軸線；具有第 一個外表面的活塞段；具有法蘭盤外表面的法蘭盤； 確定第一個內(nèi)腔的空心體，所述第 一個內(nèi)腔具有與法蘭盤外表面基本 相同的第 一個內(nèi)表面，所述活塞沿縱向活塞軸線活動地安裝在第 一個 內(nèi)腔，用于確定在相對于空心體的第一個縱向位置的接通開關(guān)的活塞位置； 在相對于空心體不同于第 一個縱向位置的第二個縱向位置的斷開開關(guān)的活塞位置；確定第二個內(nèi)腔的端部止動塞，所述第二個內(nèi)腔具有與第一個外表面 基本相同的第二個內(nèi)表面，所述活塞的一段活動地安裝在第二個內(nèi)腔 中，端部止動塞裝在第一個內(nèi)腔中，并具有 偏移裝置接觸表面；與第一個內(nèi)表面基本相同的止動塞外表面； 具有與第 一個內(nèi)表面基本相同的第三個外表面的偏移裝置，所述偏移裝 置安裝在偏移裝置接觸面與法蘭盤之間的活塞段，偏移裝置向法蘭盤施 加變化的縱向偏移力，將活塞保持在/人接通開關(guān)和斷開開關(guān)兩個位置中 選捧的一個位置，直到沿縱向活塞軸線施加到活塞的外力超過縱向偏移力，活塞移動到所述兩個位置的另一個位置，縱向偏移力的大小取決于端部止動塞在第一個內(nèi)腔的縱向位置；包括下列零件的開關(guān)組合件縱向連接到空心體的開關(guān)罩；縱向連接到活塞和活動地配置在開關(guān)罩內(nèi)的開關(guān)子組合件，所述開關(guān) 子組合件具有開關(guān)絕緣體；與活塞絕緣的第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)，當(dāng)活塞在第 一個縱向位置時， 第 一和第二接觸點(diǎn)處于接通開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)活塞在第二個縱向位置時，第一和第二接觸點(diǎn)處于斷開開關(guān)的狀態(tài)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的開關(guān)，其中 所述活塞有一個近端，所述法蘭盤在所述近端；所述端部止動塞擰入第一個內(nèi)腔，在第一個內(nèi)腔內(nèi)端部止動塞縱向固定和可以轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)；所述活塞滑動地裝在第二個內(nèi)腔中。
19. 沿醫(yī)療裝置縱向軸線配置的機(jī)械式力控開關(guān)，當(dāng)沿裝置縱向軸線的 力超過預(yù)定的力時，所述機(jī)械式力控開關(guān)改變導(dǎo)電狀態(tài)，所述開關(guān)包,括確定內(nèi)腔的轉(zhuǎn)換活塞，所述活塞具有 具有第 一個外表面的第 一段； 具有下列結(jié)構(gòu)的第二段 第二個外表面；帶有法蘭盤外表面的外法蘭盤； 至少 一個導(dǎo)電段形成開關(guān)兩個接觸點(diǎn)中的第 一個接觸點(diǎn)，用于傳車命 活塞轉(zhuǎn)換狀態(tài)信號； 活塞縱向軸線與裝置縱向軸線一致；確定下列結(jié)構(gòu)的空心體具有第一個內(nèi)表面的第一個內(nèi)腔；具有與法蘭盤外表面基本相同的第二個內(nèi)表面的第二個內(nèi)腔， 所述活塞活動地沿活塞縱向軸線裝在第一和第二內(nèi)腔中，用于 確定在相對于空心體的第一個縱向位置的接通開關(guān)的活塞位苗.且，在相對于空心體不同于第 一 個位置的第二個縱向位置的 斷開開關(guān)的活塞位置； 至少一個可調(diào)節(jié)的端部止動塞具有與第一個內(nèi)表面基本相同的止動塞外表面；確定具有與第一個外表面基本相同的止動塞內(nèi)表面的止動塞 內(nèi)腔； ，具有與第二個內(nèi)表面基本相同的外表面的偏移裝置，所述偏移裝置 裝在端部止動塞與外法蘭盤之—間的第一段活塞周圍，偏移—裝置對外 法蘭盤施加變化的縱向偏移力，將活塞保持在從接通開關(guān)和斷開開 關(guān)兩種位置中選擇的一個位置，直到沿活塞縱向軸線施加到活塞的 外力超過縱向偏移力，活塞移動到另一個位置，縱向偏移力的大小 取決于端部止動塞在第一個內(nèi)腔的縱向位置； 縱向連接到空心體的開關(guān)組合件，所述開關(guān)組合件具有開關(guān)絕緣體；與活塞絕緣的第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)，當(dāng)活塞在第 一個縱向位置時， 第 一和第二接觸點(diǎn)處于接通開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)活塞在第二個縱向位置時，第一和第二接觸點(diǎn)處于斷開開關(guān)的狀態(tài)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的開關(guān)，其中所述第二個內(nèi)表面允許外法蘭盤在所述第二個內(nèi)腔中縱向滑動； 所述活塞第一段可滑動地配置在止動塞內(nèi)腔。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的開關(guān)，其中 所述活塞有一個近端，外法蘭盤在所述近端；所述端部止動塞擰入第一個內(nèi)腔，在第一個內(nèi)腔中端部止動塞縱向固 定和可以轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)；所述活塞滑動地裝在所述止動塞內(nèi)腔中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的開關(guān)，其中 所述第一段是遠(yuǎn)端部分； 所述第二段是近端部分；所述第 一個內(nèi)腔是具有內(nèi)螺紋的遠(yuǎn)端空腔； 所述第二個內(nèi)腔是近端空腔；所述第一個內(nèi)腔的第一內(nèi)表面大于所述近端空腔的第二個內(nèi)表面； 所述端部止動塞有與上述內(nèi)螺紋配合的外螺紋。
全文摘要
一種配置在醫(yī)療裝置縱向軸線上的機(jī)械式力控開關(guān)包括形成開關(guān)第一個電接觸點(diǎn)的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換活塞、空心體、端部止動塞、偏移裝置和與活塞絕緣的開關(guān)的第二個導(dǎo)電接觸點(diǎn)。活塞沿軸線活動地配置在空心體內(nèi)，用于限定不同的接通和斷開位置?；钊不顒拥嘏渲迷谥箘尤目涨粌?nèi)，止動塞配置在空心體內(nèi)。止動塞可以是光滑的或帶螺紋的圓盤。偏移裝置包圍著活塞，對活塞施加偏移力，將活塞保持在兩個位置中的一個位置，直到軸向外力克服偏移裝置，這時開關(guān)指示轉(zhuǎn)換狀態(tài)。開關(guān)可以是常開式或常閉式。
文檔編號H01H15/00GK101454855SQ200780018326
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者凱文·W.·史密斯 申請人:愛惜康內(nèi)鏡外科公司