CN105023776B - 线缆开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线缆开关，该线缆开关包括：带状的第一基材，其内表面设置有导体；和第二基材，其面对所述第一基材并且包括平面状的正电极和负电极，所述正电极设置在所述第二基材的内表面的一侧，所述负电极设置在所述第二基材的内表面的另一侧，所述正电极和所述负电极之间形成有用于使所述正电极和所述负电极彼此分离和绝缘的间隙。其中，借助于设置在所述正电极和所述负电极之间的间隔件沿长度方向形成以预定的间隔配置的大致矩形的窗，从而允许经由所述导体使所述正电极和所述负电极之间电导通。

Description

线缆开关

技术领域

本发明涉及线缆开关(cable switch)，该线缆开关在弯曲时难以接通，在由手指加压时能够容易地接通并且适于用作安装于耳机的开关。

背景技术

在听者/使用者听/收听来自诸如个人数字助理(personal digital assistance)或者例如CD播放器或MD播放器的便携式音频播放器等设备的声音时，通常使用耳机或头戴式耳机。在这种情况下，线缆通常用于使设备和耳机连接。

在这种情况下，用于音量调节和播放器操作控制(选择音乐、打开或关闭播放器等)的控制盒通常沿着线缆设置在中途，并且开关设置在控制盒处。此外，在配备有无线功能的耳机主体的情况下，开关设置在耳机主体处。

在许多情况下，当收听者正在慢跑或忙于一些其它事情时，他/她与便携式设备一起使用耳机。在这些情形下，如果开关的位置限于线缆的一个点，则在用于控制播放器等的开关操作的情况下，收听者不得不寻找该位置以操作开关。这欠缺迅速性并且收听者可能会感到操作麻烦。

为了克服这些缺点，提议了用于允许线缆自身包括开关功能的技术。利用这些线缆，不限制开关操作的位置。

[专利文献1]

日本特开平第05-301589号公报

[专利文献2]

日本特许第3447225号公报

在根据日本特开平第05-301589号公报的开关的情况下，两个导电性构件在上下方向上彼此间隔开并且配置在外皮内部以面对彼此，导电性橡胶设置在两个导电性构件之间。以如下方式构造开关：如果对开关施加外部压力，则两个导电性构件彼此接触并导通，从而接通开关。

在根据日本特许第3447225号公报的开关的情况下，覆盖有导电性橡胶的两个导电性构件配置在外皮内部以彼此间隔开，如果对开关施加外部压力，则两个导电性构件彼此接触并导通。

这些现有技术存在以下问题。由于每个开关均包括导电性橡胶，所以在开关弯曲时，使用导电性橡胶的开关的抵抗值会下降并且开关会以无意的方式操作。

此外，如果开关不是由手加压而弯曲，则开关经常容易接通并且趋于出现故障。

发明内容

鉴于前述作出本发明，本发明的目的在于提供一种线缆开关，当线缆开关弯曲时通过变形难以产生或者不产生线缆开关的电导通，但是通过手指加压容易产生线缆开关的电导通。

如方案1所述的根据本发明的线缆开关包括：带状的第一基材，其内表面设置有导体；和第二基材，其面对所述第一基材并且包括平面状的正电极和负电极，所述正电极设置在所述第二基材的内表面的一侧，所述负电极设置在所述第二基材的内表面的另一侧，所述正电极和所述负电极之间形成有用于使所述正电极和所述负电极彼此分离和绝缘的间隙，其特征在于，借助于设置在所述正电极和所述负电极之间的间隔件沿长度方向形成以预定的间隔配置的大致矩形的窗，从而允许经由所述导体使所述正电极和所述负电极之间电导通。

如引用方案1的方案2所述的根据本发明的线缆开关的特征在于：所述正电极和所述负电极是波形的以交替地面对彼此，所述正电极和所述负电极之间的所述间隙也是波形的。

如引用方案1的方案3所述的根据本发明的线缆开关的特征在于：所述正电极和所述负电极是矩形的以交替地面对彼此，所述正电极和所述负电极之间的所述间隙也是矩形的。

如引用方案1的方案4所述的根据本发明的线缆开关的特征在于：所述正电极和所述负电极为直线状，所述正电极和所述负电极之间的所述间隙也是直线状，所述直线状的间隙的位置偏离所述窗的宽度的中央部。

根据本发明，由于开关中不使用导电橡胶，开关不会发生导电橡胶引起的故障。此外，根据本发明，设置槽以使设置在第二基材的正电极和负电极彼此分离并隔离，用于第一基材的导体，并且在第一基材和第二基材之间设置间隔件。因此，通过弯曲引起的变形难以产生或不产生电导通，但是通过手指按压容易产生电导通。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的主要构成元件的分解立体图；

图2是图1所示的主要构成元件的平面图；

图3是图1所示的主要构成元件的部分放大平面图；

图4是根据本发明的第一实施方式在部分组装状态下的部分放大平面图；

图5是根据本发明的第一实施方式的主要构成元件的部分放大平面图；

图6是根据本发明的操作说明图；

图7是根据本发明的操作说明图；

图8是与本发明的第一实施方式对比的另一线缆开关的操作说明图；

图9是与本发明的第一实施方式对比的另一线缆开关的操作说明图；

图10是根据本发明的第一实施方式的示意性的部分平面图；

图11是在弯曲期间沿图10的线Y-Y’截取的截面图；

图12是在弯曲期间沿图10的线X-X’截取的截面图；

图13是根据本发明的第一实施方式的示意性的部分平面图；

图14是在手指按压期间沿图13的线Y-Y’截取的截面图；

图15是在手指按压期间沿图13的线X-X’截取的截面图；

图16的(a)是用于本发明的第一实施方式的间隔件的平面图；

图16的(b)是间隔件的变形例；

图16的(c)是间隔件的变形例；

图17是根据本发明的第二实施方式的分解立体图；

图18是图17所示的构成元件的平面图；

图19是根据本发明的第二实施方式的部分放大平面图；

图20是图19的部分截面图；

图21是与图20相关的电气配线的说明图；

图22是根据本发明的第二实施方式的操作说明图；

图23是与图22相关的电气配线的说明图；

图24是根据本发明的第二实施方式的操作说明图；

图25是与图24相关的电气配线的说明图；

图26是根据本发明的第二实施方式的通过弯曲的接通状态和断开状态的说明图；

图27是根据本发明的第二实施方式的通过弯曲的接通状态和断开状态的说明图；

图28是根据本发明的第三实施方式的主要构成元件的部分平面图；

图29是在部分组装状态下的部分平面图；以及

图30示出应用本发明的示例。

具体实施方式

图1是根据本发明的第一实施方式的扁平线缆开关的分解立体图。图2是根据本发明的线缆开关的主要构成元件的平面图。

根据本发明的线缆开关1包括长带状的第一基材2、第二基材3和间隔件4，其中第二基材3的形状与第一基材2的形状相同并配置为面对第一基材2且与第一基材2间隔开，间隔件4设置为夹在第一基材2和第二基材3之间的带状。

第一基材2由例如柔软性的聚酯膜制成的绝缘材料2a和通过印刷设置在绝缘材料2a的内表面的导体2b构成。该导体2b形成为比绝缘材料2a略小。为了帮助理解，图2示出了在从第一基材2的内表面观察第一基材2时的平面状态下的第一基材2。例如，将银浆(silver paste)和碳浆(carbon paste)的混合物(银+碳)用作导体2b。

第二基材3由与第一基材2的绝缘材料2a相同的聚酯膜、通过印刷以平面的方式设置的正电极3a和负电极3b制成，负电极3b配置为面对该正电极3a且与该正电极3a间隔开。

正电极3a和负电极3b形成为在第二基材3的平齐的内表面以凹凸的方式面对彼此，凹部和凸部交替地配置为在相同的平面中面对彼此。

即，正电极3a配置在第二基材3的宽度方向的一侧(图1中左侧)，负电极3b配置在另一侧(图1中右侧)，在本实施方式中凹部和凸部的形状形成为波形。

位于第二基材3的一边缘侧的正电极3a的形状为沿长度方向的直线状。面对负电极3b的正电极3a的侧面形成为波形形状。如正弦波的波形形状由朝向负电极3b突出的凸部3a1和与凸部3a1连续的凹部3a2构成。

即，在正电极3a中，凸部3a1沿正电极3a的长度方向以间隔的方式突出地设置，凹部3a2形成在相邻的凸部3a1之间，使得正电极3a形成为波形形状。

负电极3b由分别与正电极3a的凸部3a1和凹部3a2相似的凸部3b1和凹部3b2构成，并且形成为波形形状。

相互的凸部和凹部交替配置在配置为面对彼此的正电极3a和负电极3b内。如图2所示，负电极3b的凸部3b1位于正电极3a的相邻的凸部3a1之间的凹部3a2中，波形间隙3c形成在面对彼此的正电极3a和负电极3b之间。

正电极引线a和负电极引线b从第二基材3的一端部引出。

在图1和图2中，附图标记4表示间隔件，间隔件4设置在第一基材2和第二基材3之间。

该间隔件4具有预定的厚度，大致矩形的窗4a沿着长度方向以预定的间隔形成，间隔件4形成为梯子形状。

间隔件4由例如抗蚀剂(绝缘墨)、聚酰亚胺和粘着剂或者聚酯和粘着剂的绝缘材料制成。间隔件4是可弯曲的并且设置于正电极3a和负电极3b上。

图3是第一基材2、间隔件4和第二基材3的放大图，间隔件4包括沿长度方向以预定的间隔配置的大致为矩形的窗4a。在第二基材3的正电极3a和负电极3b之间的由虚线表示的矩形区域为导通点5。导通点5是经由设置在第一基材2的绝缘材料的内表面的导体2b在正电极3a和负电极3b之间产生电导通的部分。导通点被设计为避开窗4a的中心附近的区域。

图4示出了在通过例如印刷将间隔件4设置于第二基材3的正电极3a和负电极3b的状态。间隔件4形成为比第二基材3的外部形状略小的形状。经由波形间隙3c配置为面对彼此的正电极3a和负电极3b从间隔件4的窗4a露出。从窗4a看见的间隙3c由从窗4a的一侧(图4中的左侧)至另一侧(图4中的右侧)的向外路径和从该另一侧(图4中的右侧)返回至该一侧(图4中的左侧)的返回路径构成。这些向外路径和返回路径沿着第二基材3的长度方向延伸为波形形状。导通点5位于窗4a内。

如图5的放大图详细地示出的，以如下方式设计导通点5：正电极3a的凸部3a1的波形形状的振幅中心点6和负电极3b的波形形状的凸部3b1的振幅中心点7不位于由点划线表示的间隔件4的窗4a的宽度方向中心线8-8’上。

即，在本实施方式中，当线缆开关1弯曲时，产生电导通的区域仅与正电极3a和负电极3b之间的间隙3c位于各窗4a的宽度的中心位置处的区域对应。

图6是如下情况的说明图：如果根据本发明的扁平线缆开关1通过例如将间隔件4设置在第二基材3上、将第一基材2设置在间隔件4上并将第一基材2、第二基材3和间隔件4一体化来构成并且扁平线缆开关1在X轴方向上弯曲，则出现如图7所示的导通状态和非导通状态。

相反地，如图8所示，假设线缆开关1’由第一基材2、第二基材3和间隔件4构成，其中第一基材2设置有作为正电极的带状的第一导体2b，第二基材3设置有作为负电极的带状的第二导体3’，间隔件4夹在第一基材2和第二基材3之间并且包括窗4a。

在这种情况下，导通点与在窗4a内的第一导体2b和第二导体3’的整个表面的宽区域对应。由于这样，如果线缆开关1’弯曲，则会不利地且容易地产生如图9所示的电导通。

为了防止这样的问题，根据本发明，正电极3a和负电极3b形成为经由间隙交替地互相面对的凹凸状波形形状，并且经由导体2b在正电极3a和负电极3b之间的接触部分设置为偏离窗4a内的中心位置。如此，即使当线缆开关1弯曲时，也不容易产生电导通并且避免无意的反应发生。如图7所示，产生电导通的部分甚至存在于本实施方式中；但是，电导通状态至这种程度的出现是能够特别忽略的并且不会引起任何问题。

对于手指按压，如果按压一个窗4a内的部分，则正电极3a经由导体2b与负电极3b导通。

图10是线缆开关1的示意性平面图。图11是当线缆开关1弯曲时沿着图10的线Y-Y’截取的截面图。图12是当线缆开关1弯曲时沿着图10的线X-X’截取的截面图。

根据本发明的扁平线缆开关1发生的弯曲主要在线缆开关1的厚度方向上。在这种情况下，在上下平面上发生变形，即，在第一基材2与第二基材3接触的方向上发生变形。在发生弯曲时，由箭头指示的，在如图11所示的弯曲的左侧内侧面，在线缆开关1的长度方向上产生压缩力并且产生圆柱侧面的变形。鉴于此，线缆的两侧的间隔件之间的截面呈现刚性以保持直线，并且抑制向弯曲的外侧(图11的右侧)的移动。此外，由外侧箭头指示的，在弯曲的外侧面的第二基材3上产生沿线缆开关1的长度方向延伸的力。但是，在这种情况下，第二基材3不变形为圆柱侧面形状而变形为更接近平面状的形状。因此，最有可能的是：导体2b在远离间隔件4的部分(靠近间隔件4的窗4a的中心)与正电极3a和负电极3b接触。

当弯曲的程度增大并且导体2b与正电极3a和负电极3b接触时，即使弯曲程度进一步增大，弯曲的内侧面(图11的左侧)从图11中的右侧外侧面沿恢复圆柱状的方向被按压，弯曲的外侧面更接近圆柱侧面形状。鉴于此，在弯曲的内侧面和外侧面两者上产生在线缆开关1的宽度的两侧上保持位于间隔件之间的截面为直线的力，并且产生沿保持与间隔件4的厚度对应的间隔的方向的力。因此，即使在上下面上接触之后弯曲程度增大，在通过手指按压而接触的情况下，也难以产生大面积的接触。即，在由弯曲引起的变形的情况下，仅在线缆开关1的宽度方向的中央部和间隔件4的窗4a的线缆开关1的长度方向上的中央部产生接触。

为了通过弯曲在正电极3a和负电极3b之间产生电导通，电极经由导体2b彼此接触是必要的。因此，在弯曲引发的接触部分以外的部分在两个电极之间通过间隔件4形成间隙，使得即使由于手指按压而产生导通，也难以由于弯曲导致的变形产生电导通。

图13是线缆开关1的示意性平面图。图14是在手指按压期间沿着图13的线Y-Y’截取的截面图，图15是沿着图13的线X-X’截取的截面图。

在手指按压的情况下，正电极3a能够在窗4a内的按压部处与负电极3b接触并且在正电极3a和负电极3b之间能够容易地产生电导通。

在第一实施方式中，参考如图16的(a)所示的在略宽的带状构件中以间隔的形式形成有矩形的窗4a的片状的间隔件4来描述间隔件4。可选择地，可以如图16的(b)或图16的(c)所示来构造间隔件4。

即，在图16的(a)中，间隔件4是以如下方式构造的。间隔件4包括彼此间隔开地平行延伸并且分别配置在两侧的一对直线部4b和以预定的间隔跨接在直线部4b之间的连结部4c，从而沿着直线部4b的长度方向形成窗4a。在本示例中，连结部4c的两端部与直线部4b联接且形成为一体。

可选择地，如图16的(b)所示，跨接在直线部4b之间的连结部4c可以不与直线部4b接触。

在另一个可选择的示例中，如图16的(c)所示，直线部4b可以在连结部4c的位置处分裂以使间隔件4形成为片段。

如上所述，需要满足的是：间隔件4包括沿长度方向以预定的间隔配置的大致矩形的窗4a并且可以如图16的(a)至(c)中任意一者所示来构造。

虽然在第一实施方式中描述了正电极3a和负电极3b的形状为与正弦波的形状相似的波形形状，但是正电极3a和负电极3b的形状可以为与三角波的形状相似的波形形状。

图17是根据本发明的第二实施方式的主要构成元件的分解立体图。图18是各个构成元件的平面图。

在本实施方式中，与第一实施方式相似的，正电极3a和负电极3b形成为凹凸状；但是，凹部和凸部的具体的形状为矩形形状。

即，如图18详细地示出的，正电极3A包括沿着第二基材3的一侧沿长度方向延伸的直线部3c和沿着该直线部3c的长度方向以预定的间隔突出设置的凸部3d。这些凸部3d均朝向配置为面对正电极3A的负电极3B突出并且形成为矩形的形状。凹部3e沿着长度方向形成在突出设置的相邻的凸部3d之间。

同样地，负电极3B包括直线部3f、凸部3g和凹部3h。负电极3B的凸部3g分别位于正电极3A的凹部3e内。正电极3A的凸部3d分别位于负电极3B的凹部3h内。矩形的波形形状的间隙3i形成在面对彼此的多个电极之间。

由于根据第二实施方式的其它构成元件与根据第一实施方式的其它构成元件相同，所以用相同的附图标记表示相同的构成元件。

在图19中，由点划线指示的跑道形部分A表示加压区域。

图20至图25是示出根据本发明的第二实施方式的线缆开关1A的导通状态和非导通状态的说明图。

图20是图19所示的加压区域A的截面图，图20示出了正电极3d和负电极3g处于非导通状态。图21示出了加压区域A的电气配线状态。

即，在图20和图21的状态中，第一基材2的导体2b与第二基材3的正电极3d和负电极3g经由间隔件4相分离，并且由于导体2b和第二基材3之间未接触，所以正电极3d和负电极3g未导通。

在图22中，通过手指按压使在其中一个窗4a内的两部分彼此接触，而在其它的窗4a内未接触。鉴于此，如图23所示，正电极3d和负电极3g未导通。

在图24中，通过手指按压使在两个相邻的窗4a中的每一个内的两部分均彼此接触，使得正电极3d经由导体2b与负电极3g接触。因此，图24示出了也在图25中示出的导通状态。

图26示出了在根据第二实施方式的如图26所示构成的线缆开关1A弯曲时也在图27中示出的非导通状态和导通状态。

在本实施方式中，如由图19中的部分A所指示的，正电极3d和负电极3g分别面对间隔件4的相邻的窗4a，并且间隙3h设置在隐藏在窗4a的连结部4c后面的位置处。因此，如图27所示，弯曲不会产生电导通。

图28是根据本发明的第三实施方式的主要构成元件的部分平面图。图29是处于部分组装状态的部分平面图。

本实施方式的特征如下。设置在第二基材3的内表面的正电极3C和负电极3D为简单的形状，即，直线形状。正电极3C和负电极3D之间的绝缘间隙3j也是直线形状。

如果将直线构成元件用于第二基材3，则与第一实施方式和第二实施方式中所描述的使用面对彼此交替配置的波形形状或者矩形形状的构造相比，能够有利地便于制造。

在本实施方式中，正电极3C的宽度比负电极3D的宽度小。因此，间隙3j位于偏离由附图标记8-8’的虚线所示的第二基材3的宽度中心位置的位置。

即，如果间隙3j位于中心位置并且线缆开关弯曲，则第一基材2的导体2b容易与正电极3C和负电极3D接触，从而使正电极3C和负电极3D之间容易产生电导通。在本实施方式中，相反地，由于间隙3j偏离中心位置，所以当线缆开关弯曲时，不容易产生电导通。

对于根据本实施方式的线缆开关的实际使用，通过例如手指加压一个窗4a内的部分能够在正电极3C和负电极3D之间产生电导通。这是因为在本实施方式中正电极3C和负电极3D位于一个窗4a内，这与第二实施方式不同。

在各个实施方式中，如相关的附图所示，正电极配置在右侧而负电极配置在左侧。无需赘述，正电极和负电极可以相反地配置。此外，可以将如图16的(b)或(c)所示的带状的间隔件4用于第二实施方式或第三实施方式。

图30是根据本发明的线缆开关应用于结合有无线功能的公知的耳机的示例的示意图。即，图30示出了包括电池B的左耳机L通过线缆开关与包括预定电路C的右耳机R连接的状态。

图30示出了接通/挂断线缆开关100、调低音量线缆开关101和调高音量线缆开关102结合在一个扁平线缆开关的示例。

电池B与电路C连接并且用作电路C的电源。通话线缆开关100、调低音量线缆开关101和调高音量线缆开关102分别与电路C连接，使得电路C响应于其中一个开关的适当的操作而动作。

根据本发明的线缆开关的预期用途不限于目前所描述的用途。由于当线缆开关弯曲时难以产生或者不产生电导通，所以根据本发明的线缆开关也可以作为安装在弯曲表面上的接触式传感器使用。

附图标记说明

1 线缆开关

2 第一基材

2a 绝缘材料

2b 导体

3 第二基材

3a,3A,3C 正电极

3a1 正电极凸部

3a2 正电极凹部

3b,3B,3D 负电极

3b1 负电极凸部

3b2 负电极凹部

3c 间隙

4 间隔件

4a 窗

4b 直线部

4c 连结部

5 导通点

a,b 引线

Claims (4)

1.一种线缆开关，其包括：

带状的第一基材，其内表面设置有导体；和

第二基材，其面对所述第一基材并且包括平面状的正电极和负电极，所述正电极设置在所述第二基材的内表面的一侧，所述负电极设置在所述第二基材的内表面的另一侧，所述正电极和所述负电极之间形成有用于使所述正电极和所述负电极彼此分离和绝缘的间隙，其特征在于，

在所述导体与所述正电极及所述负电极之间配置有间隔件，该间隔件形成有沿长度方向以预定的间隔配置的大致矩形的窗，能够经由所述导体使所述正电极和所述负电极之间电导通，

所述窗内的间隙在所述窗内的中心附近的区域偏离所述窗的宽度的中央部，使得所述正电极和所述负电极之间电导通的部分避开所述窗内的中心附近的区域。

2.根据权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述正电极和所述负电极是波形的以交替地面对彼此，所述正电极和所述负电极之间的所述间隙也是波形的。

3.根据权利要求1所述的线缆开关，其特征在于，所述正电极和所述负电极是矩形的以交替地面对彼此，所述正电极和所述负电极之间的所述间隙也是矩形的。

4.一种线缆开关，其包括：

带状的第一基材，其内表面设置有导体；和

第二基材，其面对所述第一基材并且包括平面状的正电极和负电极，所述正电极设置在所述第二基材的内表面的一侧，所述负电极设置在所述第二基材的内表面的另一侧，所述正电极和所述负电极之间形成有用于使所述正电极和所述负电极彼此分离和绝缘的间隙，其特征在于，

在所述导体与所述正电极及所述负电极之间配置有间隔件，该间隔件形成有沿长度方向以预定的间隔配置的大致矩形的窗，能够经由所述导体使所述正电极和所述负电极之间电导通，

所述正电极和所述负电极为直线状，所述正电极和所述负电极之间的所述间隙也是直线状，所述直线状的间隙的位置偏离所述窗的宽度的中央部。