CN1259749A - 电气开关 - Google Patents

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Abstract

电气开关(12)包括一对以间隙(22)隔开彼此相对的冲压的开关触点(20)。绝缘基板(18)支承触点且包括位于以所述间隙隔开的触点下的凹口(34)。凹口(34)大到足以使得开关触点(20)延伸到凹口中并能彼此相对弯曲。导电的操纵机构(38)可与以间隙(22)隔开的开关触点(20)接合以闭合开关,每个开关触点是可弯曲的以确保操纵机构接合两个触点。

Description

电气开关
本发明涉及电气开关领域，尤其涉及叠层或膜片式电气开关。
叠层电气开关广泛应用于各种领域，有时称为“触摸式”开关。特别地，这种开关可以包括安装或支承冲压的金属薄片这样的薄导电触点的绝缘基板，例如塑料材料。柔性膜片层叠到基板上。在通常打开的膜片开关中，垫片层通常夹在膜片和基板之间，在与触点排列成直线的垫片层上有孔。当在膜片层中孔的区域内压下柔性膜片时，膜片弯曲使得其触点接合基板上的触点，从而闭合开关。
在具有上述特征的一些膜片电气开关中，存在连接到膜片上和基板上开关触点的导体或导线，以将触点与外部电路连接。在另外的开关中，膜片可以仅设有接触垫片，基板支承一对以间隙隔开的开关触点。基板上的接触垫片横跨间隙，当压下膜片时，接触垫片使基板上的一对触点短路以闭合开关并由此建立电路。
在上述后一种类型的膜片开关中，其中当压下膜片时，膜片上的接触垫片使基板上的一对开关触点短路，所以经常碰到可靠性问题。具体地说，在按下膜片时必须在开关两端建立可靠连接。换言之，如果按压导致膜片上的接触垫片仅接合其中一个开关触点，则未建立起通过隔开的触点的电路。在现有技术中，间隔的开关触点一般是刚性支承的，所以很容易发生上述不可靠情况。本发明的目的是通过提供一种系统来解决这些问题，系统中，开关触点可充分弯曲以确保压下膜片时使膜片上的接触垫片与基板支承的两个开关触点都接合。
因此，本发明的目的是提供一种具有所述特征的新型改进的电气开关。
在本发明的示例性实施例中，电气开关包括一对彼此以间隙相对的冲压的金属薄片开关触点。绝缘基板支承开关触点且包括位于以间隙隔开的触点下的凹口。凹口大到足以使得触点延伸到凹口中并能彼此相对弯曲。导电的操纵机构可与以间隙隔开的触点接合以闭合开关，开关触点是可弯曲的以确保操纵机构接合两个触点。
正如本文所公开的，绝缘基板由塑料材料模压而成，开关触点是具有除了由基板过模压的开关触点以外部分的冲压电路部件。导电的操纵机构包括塑料膜片，塑料膜片具有其下有导电开关垫片的可压下的可触知圆顶，可以和以间隙隔开的开关触点接合。或者，导电的操纵机构包括可触知的金属圆顶。垫片层也可以放在基板和导电的操纵机构之间，垫片层具有与基板上凹口相配准的孔。
本发明的其他特征可以包括与基板整体模压并通过膜片上的一个孔伸出的柱。使柱变形，从而将膜片固定到基板上。或者，金属柱从基板上伸出穿过膜片并压接到膜片上，从而将膜片固定到基板上。
本发明的其他目的、特征和优点将由以下结合附图所做的详细描述中变得更清楚。
本发明的特征在所附的权利要求书中具体提出。通过参考以下结合附图所做的详细描述可以更好地理解本发明及其目的和优点，图中相同的附图标记表示相同的元件，附图中：
图1是体现本发明概念的电气开关组件的顶部平面图；
图2是开关组件的底部平面图；
图3是组件的顶部平面图，去除了操纵机构层，以便更好地示出由基板过模压的冲压电路；
图4是沿图1中线4-4的放大的截面图；
图5是类似于图4的视图，具有被完全对准的按钮操纵的开关；
图6是类似于图5的视图，但具有被没有对准的按钮操纵的开关；
图7是开关组件一端的分段图，利用隔开的垫片层；
图8是类似于图7的视图，但具有与整体垫片结合的基板；
图9是类似于图1的视图，但示出了将操纵膜片固定到基板上的另一装置形式；
图10A和10B是沿图9线10-10的顺序图，示出了固定柱的一种形式；以及
图11A和11B是沿图9线11-11的顺序图，示出了固定柱的第二种形式。
更详细地参考附图，首先参考附图1，本发明的具体表现是一种叠层或膜片电气开关组件，由12整体表示。图1所示组件的顶部被传动膜片14覆盖，例如聚脂材料。开关组件有三个开关，相应地，传动膜片14有三个传动圆顶16。
图2是开关组件12的底部平面图，示出了安装下文所述电路的细长绝缘基板18。基板由绝缘材料制成，例如塑料。可以说，电路包括用于组件的三个开关中每个开关的一对开关触点20。每对开关触点20以间隙22分隔。正如将要进行的更详的细描述，开关触点20分别连接到各自的接地接触臂24和三个信号接触臂26a、26b和26c。接触臂24和26a-26c是开关组件12底部上的弹簧臂，用于啮合相关电气设备上的触点。例如，开关组件12包括蜂窝电话中的开关垫片。
图3是安装开关组件电路的基板18的顶部平面图，包括以间隙22分隔的开关触点20。电路，包括开关触点20和接触臂24和26a-26c，由金属片材冲压而成。如图3中虚线所示，除开关触点和接触臂以外的冲压电路部分被塑料基板18过模压(overmold)。图3中还可看出，三对开关触点的每一对中的一个开关触点20被通向接地接触臂24的过模压的电路28连接。左侧开关的另一开关触点20被通向信号接触臂26a的过模压的电路30连接。中央开关的另一开关触点20被通向信号接触臂26b的过模压的电路32连接。右侧开关的另一开关触点20被通向信号接触臂26c的过模压的电路34连接。
图4示出了图1所示的中央开关的放大截面。可以看出，在通向以间隙22分隔的开关触点20的电路28和32的周围过模压塑料基板18。图4清楚地示出了基板18在以间隙22分隔的开关触点20下面具有凹口34。凹口大到足以使得触点延伸到凹口中且能沿箭头“A”的方向彼此相对弯曲。传动膜片14通过有孔37的垫片层36与基板18隔开。每个传动膜片14的传动圆顶16在其下面带有接触垫片38。因此，当以箭头“B”的方向压下圆顶16时，接触垫片38接合开关触点20以缩短开关触点并闭合开关，从而在信号接触臂26b和接地接触臂24之间建立电路。最后，传动膜片14和圆顶16充分厚，以在圆顶被压下时“越过”(overcenter)膜片的中央平面时给出一个触觉指示，以操纵开关。本发明试图能利用金属可触知的圆顶来代替传动膜片14和圆顶16。
图5和6示出了本发明的优点在于确保开关触点22之间可靠连接。具体地说，图5示出了完全对准的按钮40，按钮40接合圆顶16并压下圆顶下面的接触垫片38和以间隔22隔开的开关触点20接合。
但是，也可以存在这样的情况，按钮40不是居中地与间隙22对准，可以倾斜到一侧或另一侧，如图6所示。然而，由于开关触点20延伸到凹口34中，冲压的触点可以如图6右侧触点所表示的那样弯曲，以确保按钮接合两个触点。如果开关触点如现有技术那样是刚性的，倾斜的按钮则接合并紧靠右侧触点而绝不会接合左侧触点，导致连接不完全或不充分。
图7和8示出了应用图7所示的分隔垫片层36和应用图8所示的整体垫片“构造”42之间的对比。换言之，图7基本对应于上述涉及图4的描述，具有孔37的垫片层与开关触点20配准。或者，基板18可以被构造或做得更厚并设有与图8所示开关触点配准的孔42。换言之，图8可以将垫片直接并入过模压的基板中。
在图1-6的实施例中，传动膜片14可以通过适当的粘接剂固定到基板18上。或者，图9-11B示出了将膜片固定到基板上的机械装置。更特别地，结合图9参考图10A和10B，多个固定柱44与基板18整体模压，伸出传动膜片14中的孔46。膜片定位在基板顶部后，由于固定柱44伸出孔46，塑料柱可以在图10B中的44a处变形，从而将膜片固定到基板上。结合图9参考图11A和11B，多个金属固定柱48能够被过模压在基板18中，从而穿过传动膜片14上的裂缝50。膜片定位在基板顶部之后，金属柱可以在图11B的48a处卷边，从而将膜片固定到基板上。尽管示出了用于图9中开关组件12上的两种类型的机械装置44和48，但打算只将一种或另一种机械装置44或48用于将传动膜片14固定到给定开关组件12的基板18上。
可以理解，在不脱离本发明主题和中心特征的情况下可以用其他特定形式实现本发明。当前的例子和实施例在所有情况下都被认为是示例性的而非限制性的，本发明不限于本文所给出的具体细节。

Claims (24)

1.一种电气开关(12)，包括：
一对彼此以间隙(22)相对的冲压的开关触点(20)；
支承开关触点的绝缘基板(18)，包括位于以所述间隙(22)隔开的触点下的凹口(34)，凹口与所述间隙相通且大到足以使得开关触点延伸到凹口中并能彼此相对弯曲；以及
导电的操纵机构(38)，可与以所述间隙(22)隔开的开关触点(20)接合以闭合开关，开关触点是可弯曲的以确保操纵机构(38)接合两个触点(20)。
2.根据权利要求1的电气开关，其中，所述绝缘基板(18)由塑料材料模压而成，所述开关触点(20)是冲压电路的一部分，该冲压电路具有除了由基板过模压的所述开关触点以外部分(28-34)的冲压电路部分。
3.根据权利要求1的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括可压下的圆顶(16，38)。
4.根据权利要求1的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括塑料膜片(14)，塑料膜片(14)具有可以和以所述间隙(22)隔开的开关触点(20)接合的导电的开关垫片(38)。
5.根据权利要求4的电气开关，其中，所述导电的操纵机构(38)包括可触知的圆顶(16)。
6.根据权利要求1的电气开关，其中，所述导电的操纵机构(38)包括可触知的金属圆顶。
7.根据权利要求1的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括膜片(14)，所述基板(18)包括从膜片上的孔(46)伸出的整体柱(44)，使柱变形以将膜片固定到基板上。
8.根据权利要求1的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括膜片(14)，且包括从基板(18)穿过膜片伸出并压接到膜片上的金属柱(48)，从而将膜片固定到基板上。
9.根据权利要求1的电气开关，包括放置在基板(18)和导电的操纵机构(14，38)之间的垫片层(36)，垫片层包括与基板上凹口(34)配准的孔(37)。
10.一种电气开关，包括：
冲压的电路，包括一对彼此以间隙(22)隔开相互面对的冲压的平面开关触点(20)；
一个模压塑料材料的绝缘基板(18)，在除所述开关触点(20)以外的冲压电路部分(28-34)周围过模压，基板包括位于以所述间隙(22)隔开的触点(20)下面的凹口(34)，凹口大到足以使触点延伸到凹口中且能彼此相对弯曲；以及
导电的操纵机构(14，16，38)，包括塑料膜片(14)，塑料膜片具有一个与以所述间隙(22)隔开的开关触点(20)接合以闭合开关的导电开关垫片(38)每个开关触点都是可弯曲的，从而确保开关垫片(38)接合两个开关触点(20)。
11.根据权利要求10的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个可压下的圆顶(16)。
12.根据权利要求11的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个可触知的圆顶(16)。
13.根据权利要求12的电气开关，其中，所述导电的操纵机构(14，16)包括一个可触知的金属圆顶。
14.根据权利要求10的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个膜片(14)，所述基板(18)包括一个从膜片上的孔(46)伸出的整体柱(44)，使柱变形以将膜片固定到基板上。
15.根据权利要求10的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个膜片(14)，且包括一个从基板(18)穿过膜片伸出并压接到膜片上的金属柱(48)，从而将膜片固定到基板上。
16.根据权利要求10的电气开关，包括一个放置在基板(18)和导电的操纵机构(14)之间的垫片层(36)，垫片层包括一个与基板上凹口(34)配准的孔(37)。
17.一种电气开关，包括：
冲压的电路，包括一对彼此以间隙(22)隔开相互面对的冲压的开关触点(20)；
一个模压塑料材料的绝缘基板(18)，在除所述开关触点(20)以外的冲压电路部分(28-34)周围过模压，基板包括位于以所述间隙(22)隔开的触点(20)下面的凹口(34)，凹口与所述间隙相通且大到足以使得触点延伸到凹口中并能彼此相对弯曲；以及
导电的操纵机构(14，16，38)，包括可与以所述间隙(22)隔开的开关触点(20)接合以闭合开关的可压下的圆顶(16)，每个开关触点都是可弯曲的，从而确保操纵机构接合两个开关触点(20)。
18.根据权利要求17的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个塑料膜片(14)，塑料膜片具有一个可与以所述间隙(22)隔开的开关触点(20)接合的导电的开关垫片(38)。
19.根据权利要求18的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个可触知的圆顶(16)。
20.根据权利要求17的电气开关，其中，所述导电的操纵机构(14，16)包括一个可触知的金属圆顶。
21.根据权利要求17的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个膜片(14)，所述基板(18)包括一个从膜片上的孔(46)伸出的整体柱(44)，使柱变形以将膜片固定到基板上。
22.根据权利要求17的电气开关，其中，所述导电的操纵机构包括一个膜片(14)，且包括一个从基板(18)穿过膜片伸出的金属柱(48)并压接到膜片上，从而将膜片固定到基板上。
23.根据权利要求17的电气开关，包括一个放置在基板(18)和导电的操纵机构(14)之间的垫片层(36)，垫片层包括一个与基板上凹口(34)配准的孔(37)。
24.一种电气开关(12)，包括：
冲压的电路，包括彼此相互面对且其间限定了间隙(22)的一对冲压的平面开关触点(20)；
一个模压塑料材料的绝缘基板(18)，在除所述开关触点以外的冲压电路部分周围过模压，基板包括位于触点之间的间隙下面的凹口(34)，凹口与所述间隙(22)相通且大到足以使得触点(20)延伸到凹口中并能彼此相对弯曲；以及
导电的操纵机构(14，16，38)，包括在隆起的圆顶(16)下面具有导电的开关垫片(38)的塑料膜片(14)，所述开关垫片可与以所述间隙(22)隔开的开关触点(20)接合以闭合开关，每个开关触点都是可弯曲的，从而确保开关垫片(38)接合两个开关触点(20)。
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