CN1375108A - 具有可感知效应及单独触发元件的经过改进的多路电气开关 - Google Patents

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CN1375108A
CN1375108A CN00813159A CN00813159A CN1375108A CN 1375108 A CN1375108 A CN 1375108A CN 00813159 A CN00813159 A CN 00813159A CN 00813159 A CN00813159 A CN 00813159A CN 1375108 A CN1375108 A CN 1375108A
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Abstract

本发明提供了一种开关(10),此开关包括:支承(12),用于设置固定触片(26,28);触板(44),该触板包括触片(50),沿垂直方向设置在致动开关用的元件与凹腔底部(25,34)之间;单稳态触发元件(36),总体为圆顶形,可以弹性变形,目的在于通过触板(44)在固定触片(26)之间建立电连通,其特征在于,触发元件(36)是在垂直方向上夹放在凹腔(22)的底部(25)与触板(44)的中央部(46)之间,为的是对触板限定一个对应于其休止状态的垂直高度位置。

Description

具有可感知效应及单独触发元件 的经过改进的多路电气开关
本发明涉及一种具有可感知效应的电气开关。
本发明更特别涉及一种极小的开关，这种型式的开关包括携带触片的支承，该支承限定了一个凹腔，在凹腔的底部设置了至少两个固定电气触片，此凹腔安装一个总体轮廓形状为圆顶形的触发元件，此触发元件在致动元件特别是一种推杆的作用下，可以从其稳定的休止状态弹性变形，致动元件是沿大体垂直于凹腔底部的方向作用在触发元件的中央部，目的是在固定触片之间建立电连通。
根据这种设计，当这种总体轮廓形状为圆顶形的触发元件的中心部上部受到作用力时，触发元件突然离开其稳定的休止状态，以便在固定触片之间建立电连通，通常，一个横触片靠压触发元件的下周边部，而一个中央固定触片接触到触发元件的中央部，此固定触片用导电材料制成。
触发元件状态的突然改变，给予直接或间接作用力于推杆的使用人以可感知信息，告知使用人触发元件状态改变了从而开关的状态改变了。
根据现有设计，触发元件，例如制成圆顶形盘，或者制成总体为棱锥体的具有矩形轮廓的元件。
这种设计的两个例子，在文献FR-A-2,734,398和FR-A-2,735,276中示出了并给予了说明。
设置在电子装置中，特别是安装在印刷线路板上的元件日益增长的高度微型化，使得这些元件的尺寸极为显著地减小，这种减小包括其在印刷线路板上的迹线及其在印刷线路板上的高度两个方面。
除元件的微型化从而也包括开关的微型化外，还希望减少电子元件数目及与之相结合的开关的数目，无论这些开关是与电子元件制成一体的元件还是分离的元件。
当希望具有由单独开关接合的几个分离的开关通道时，这些电子元件，特别是半导体三极管，需要用一个开关连接在一起。
为此目的，WO-A-99/28937已经建议一种具有可感知效应的电气开关，此开关属于上述类型，具有极小的尺寸，并允许在不使用诸如半导体三极管之类的辅助电子元件的情况下实现多路开关。
在此文献中，此开关包括：
-支承，该支承限定了一个凹腔，在凹腔的底部设置了至少两个固定触片；
-触板，用导电材料制成，至少包括两个触片，此触片沿垂直方向设置在开关致动元件与凹腔底部之间，在致动元件的作用下，可从稳定的休止状态转换到致动的接触状态，在休止状态时，触片位于相对应的固定触片的垂直上方，而在接触状态时，每一个触片与相对应的固定触片接触；和
-触发元件，总体轮廓形状为圆顶形，触发元件可以在致动元件的作用下，从其稳定的休止状态弹性变形，目的是通过触板在两个固定触片之间建立电连通，致动元件沿大约垂直于凹腔底面的方向，作用在触发元件的中央部。
根据该文献建议的设计，中间触板是沿垂直方向夹放在触发元件与凹腔底部之间，而致动元件直接或间接作用在触发元件上。
当触发元件突然向下变形运动时，其中心部与触板的触片接合，以便使这些触片向下弹性变形。在变形运动行程的终点，这些触片的每一个触片几乎同时与相对应的固定触片接触。
单独触发元件的简单触发作用由此可以几乎同时使各输出端子电连通，为的是保证连接在各输出端子的几个电气通道，例如三个电气通道，实现开关操作。
在这种设计中，单稳态型触发元件“接触”触片的自由端，此触片自由端以较大的变形量弹性地弯曲。
本发明的目的在于对上述类型的电气开关提供另一种结构，该结构可使其提高可靠性，并进一步减小尺寸。
为此目的，本发明所提供开关的特征在于，触发元件是沿垂直方向夹放在凹腔的底部与触板中央部之间，为的是对应于触板休止状态限定其垂直高度位置。
借助于这种设计，触发元件不再直接参加触片与相对应的固定触片之间的电连通，这种电连通是由于触板的垂直向下变形行程的结果。在变形行程的结止处触片仅发生略微的变形。
根据本发明的其它特征：
-触板包括至少一对可弹性变形、方向相反的稳定支片，此稳定支片从中央部延伸，其自由端部贴靠凹腔的底部；
-触片可弹性变形；
-触片设置成彼此平行；
-每一个触片设置成位于触板平面内；
-稳定支片设置成近似平行于触片；
-触片成对地沿反向延伸，以其根部与触板的中央部连接，触片从中央部以悬臂方式延伸；
-此开关具有两对触片，此触片可与四个相对应的固定触片接触；
-触板具有一对稳定支片，此稳定支片沿横向方向设置在两对触片之间；
-触板具有两对稳定支片，此稳定支片在横向方向设置在相邻两对触片之间；
-全部固定触片设置成近似于在同一平面内；
-触板的触片其中之一是永久地变形的，这样，其自由端与相对应的固定电气触片永久电气接触，而与触板的状态无关。
本发明的其它特征和优点，在阅读详细说明后将一目了然，为便于理解，将结合附图进行说明，其中：
图1是分解透视图，此图示出了携带固定触片的支承、触发元件和触板，这些元件属于根据本发明制造的具有可感知效应的电气开关；
图2是顶视图，此图示出了图1中的各种元件，这些在装配位置的元件是处于触发元件和触板的稳定休止状态；
图3是沿图2中3-3线剖切的纵向剖视图；
图4是沿图2中4-4线剖切的纵向剖视图；
图5和6是类似于图3和图4的视图，其中，图示触发元件和触板及其触片是处于使开关的各通道建立接触的位置；
图7是类似于图2的顶视图的局部视图，此图示出了一个替换实施例。
图1示出了一个携带触片的支承，根据现有一般设计，此支承本质上包括一个本体或盒12，此本体用绝缘塑料模制成，且在本例情况下，总体轮廓形状是矩形平行六面体。
本体12以横向侧面14、纵向侧面16、底部25和水平上平面20为边界，在本体内的凹腔22向上开口。
凹腔22以矩形轮廓的周边壁24和底部25为边界，此底部近似于一个平面，且平行于下表面18和上平面20。
本体12通过包围导电元件模制而成，在图示例子中，此导电元件由一组四个固定电气触片26构成。
此开关还包括致动装置和属于现有设计的一种上盖(未示出)。
每一个固定电气触片26由一种金属条构成，此金属条被弯曲，这样，设置在开关10内的金属条内端部28处于开关的底部平面25内，比该底平面略高，而金属条的外端部30沿纵向突出于本体12之外，超出横向侧面16之外，以便形成连接端子，在此设计中，此连接端子允许开关10安装在印刷线路板(未示出)上，例如使用表面安装技术来安装元件。
固定触片26在此的数量是四个，此固定触片沿纵向彼此平行，并沿纵向使相关联的一对固定触片26在凹腔22的底部25两两对准。
固定触片内接触端部28的上平面设置成位于平行于底部25平面的平面内。
根据现有设计，开关10包括一个触发元件36，设计成安装在凹腔22内，此元件是用板材例如金属板材制成的元件，此元件具有总体轮廓为球形杯的圆顶形形状，其圆形的下部轮廓38的形状和尺寸与凹腔底部制出的空腔32互补，该空腔以加厚的底部的周边部34和四个邻近固定触片26内端部的纵向垂直隔板40为边界，隔板40的自由端42，通过与下边缘38接合而参与定位单稳态圆顶形触发元件36。
圆顶的下部轮廓38为触发元件36限定了下部总体平面，以支承在凹腔22的底部25内。
触发元件36的凹状面朝向底部25，触发元件可以被反抗其固有的弹性而在垂直触发方向V变形，从其如图1、2和3所示的稳定休止状态变成如图5和6所示的不稳定的触发状态。
根据现有设计，触发元件36突然改变状态，超出一限定的触发行程，为的是向使用人传递可感知的触发信息。
触发可以借助于一种致动杆(未示出)进行，此致动杆是一种沿垂直方向延伸的普通的推杆，例如，作为一种可供选择的方案，可借助于文献FR-A-2,735,276所示并说明的那种横操作式推杆。
根据本发明并为了使各固定触片26几乎同时进行电气接触，触板44沿垂直方向夹放在致动元件(未示出)与触发元件36之间。
触板44是用导电材料制成的板，例如，从薄金属板上切割出，以便给予它如图所示例子的栅格形。
在图示例子中，其中，绝缘本体12具有四个固定触片26，触板44切割成具有四个电气触片50，每一个触片分别对应于相对应的固定触片26。象固定触片26那样，触片50彼此平行且两两成对对准。
正如特别从图1和2中可看出的那样，每一个触片50，从呈横向带形式的中央部46以悬臂形式沿纵向延伸，每一个触片的长度是这样，使其倒圆了的自由端部52设置在与其相对应的本体12上的固定触片26的内端部28对齐。
在触板44的休止状态，触片50在触板44的总体平面内延伸。
两对纵向对准的触片50中的每一对，在图示例子中，设置在触板中央部46的横向端部。
沿纵向设置在两对触片50之间，并从触板44中央部46的中心部延伸的，是触板44的两个方向相反的稳定及支承分支54。
正如在图2所示顶视图中所看见的，每一个稳定支片54，从其与触板44中央部46连接的根部起向其端部逐渐部向外展开。
每一个稳定支片54垂直向下弯曲，而中央部46是平面并位于水平方向。
于是，每一个稳定支片的自由端边缘56，支承贴靠底部25上与其面对的部分，此部分横向以隔板40为边界，纵向以加厚部的部分34为边界。
因此，稳定支片限定了触板44总体平面在休止位置的垂直高度，触片50位于此平面内，稳定支片使触板在纵向和横向定位在凹腔22内。
触板44休止位置的高度是这样的，其中央部的下平面47略微离开圆顶36中凸的上表面。通过对稳定支片预加应力，致动元件使其下表面47与圆顶36、37接触。
在此位置，自然在每一个触片50与相对应的固定触片26的内端部48之间存在微小的垂直间隙。这可以从图4看出。
对上所述开关10的操作说明如下。
从图2所述休止位置开始，使用人直接或间接地在触发元件36的中央部46施加力而使其激发(垂直向下)，以便同时作用在圆顶形触发元件36上，并使其从图3和4所示稳定位置激发，就是说使圆顶形触发元件36突然变形，到达其如图5所示的不稳定形状和位置。
由于圆顶形触发元件36突然向下变形运动，在垂直方向“夹放”在致动元件和圆顶形触发元件36之间的触板44的中央部46突然下降，整个触板44于是改变状态，使其到达图5和6所示的其垂直方向的下部位置。
触板44的向下运动是反抗稳定支片54的固有弹性实现的。
在触发运动行程的终点，四个触片50于是全部几乎同时与相对应的固定触片26的下端部28进入电气接触，如图6所示。
当触板44垂直向下运动的过程中，每一个触片的自由端52于是“着陆”于相对应的固定触片的内端部28上，每一个触片于是弹性弯曲，为的是保证电气接触。
简单地在触板44的中央部46执行一次激发操作，从而作用在触发元件36上，因此可使触板的触片与四个输出端子30几乎同时电气接触，为的是对与开关10的输出端子连接的几个电气通道提供开关。
将作用在致动元件上的力释放时，单稳态圆顶形触发元件36的弹性使其自动返回其稳定的休止状态，通过垂直向上作用力于触板中央部46上，触板于是通过稳定支片54弹性返回其高的休止位置。
为了保证开关正确密封，可设置一种矩形密封膜(未示出)，此种密封膜例如可用粘接剂沿其周边部粘接在附加厚度周边部34的上表面35上。
在图7所示替换实施例中，触板44具有两对设置在相反方向的稳定支片54，此稳定支片设置在中央部44横向相反的两端部，而两对触片在这种情况下彼此邻近地设置在稳定支片54之间。
根据一个未示出的替换实施例，触片50其中之一是通过弯曲初始永久变形，这样，它的自由端52永久地与绝缘本体12上相对应的固定触片26接触，无论触发元件36处于何种状态都是如此。
这样，输出端子30其中之一构成触板44的公共参考触片，这种设计有利于为三个通道建立电气接触而产生的信号的下游电子管理，特别是通过使其更易于执行一种操作以电气检测开关的触发状态。
借助于金属触板的存在，可以用非导电材料制造圆顶形触发元件。
本发明并不局限于刚才已经说明的实施例。特别地，并不局限于可以同时建立的电气通道的数量。
按照条约第19条的修改
1.电气开关(10)，此开关具有可感知效应，这种形式的开关包括：
-支承(12)，此支承限定了一个凹腔(22)，在凹腔的底部(25)，至少设置了两个固定电气触片(26，28)；
-触板(44)，用导电材料制成，此触板至少包括两个触片(50)，触板沿垂直方向设置在致动此开关用的元件与凹腔底部(25，34)之间，在致动元件的作用下，触板可以从稳定的休止状态转变为激活的接触状态，在稳定的休止状态下，至少一个触片(50)处于相对应的固定触片的垂直上方，在激活的接触状态下，至少一个触片(50)与相对应的固定触片(26，28)接触；和
-触发元件(36)，此触发元件总体轮廓形状为圆顶形，在致动元件的作用下，可以从其稳定的休止状态弹性变形，致动元件是沿近似垂直于凹腔(22)底部(25)的方向(V)，作用在触发元件的中央部，目的是通过触板(44)在固定触片(26)之间建立电连通。
其特征在于，触发元件(36)是沿垂直方向夹放在凹腔(22)的底部(25)和触板(44)的中央部(46)之间，为的是限定一个对应于触板休止状态的垂直高度位置。
2.如上述权利要求所述的电气开关，其特征在于，触板(44)包括至少一对可以弹性变形并在相反方向设置的稳定支片(54)，此稳定支片从中央部(46)延伸，其自由端(56)支靠在凹腔的底部(25)上。
3.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，触片(50)是可以弹性变形的。
4.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，触片(50)设置成沿纵向彼此平行。
5.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于至少一个触片(50)设置在触板(44)的平面内。
6.如上述权利要求结合权利要求2所述的电气开关，其特征在于，稳定支片(54)设置成近似地平行于触片(50)。

Claims (12)

1.电气开关(10)，此开关具有可感知效应，这种形式的开关包括：
-支承(12)，此支承限定了一个凹腔(22)，在凹腔的底部(25)，至少设置了两个固定电气触片(26，28)；
-触板(44)，用导电材料制成，此触板至少包括两个触片(50)，触板沿垂直方向设置在致动此开关用的元件与凹腔底部(25，34)之间，在致动元件的作用下，触板可以从稳定的休止状态转变为激活的接触状态，在稳定的休止状态下，每一个触片(50)处于相对应的固定触片的垂直上方，在激活的接触状态下，每一个触片(50)与相对应的固定触片(26，28)接触；和
-触发元件(36)，此触发元件总体轮廓形状为圆顶形，在致动元件的作用下，可以从其稳定的休止状态弹性变形，致动元件是沿近似垂直于凹腔(22)底部(25)的方向(V)，作用在触发元件的中央部，目的是通过触板(44)在固定触片(26)之间建立电连通。
其特征在于，触发元件(36)是沿垂直方向夹放在凹腔(22)的底部(25)和触板(44)的中央部(46)之间，为的是限定一个对应于触板休止状态的垂直高度位置。
2.如上述权利要求所述的电气开关，其特征在于，触板(44)包括至少一对可以弹性变形并在相反方向设置的稳定支片(54)，此稳定支片从中央部(46)延伸，其自由端(56)支靠在凹腔的底部(25)上。
3.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，触片(50)是可以弹性变形的。
4.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，触片(50)设置成沿纵向彼此平行。
5.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于每一个触片(50)设置在触板(44)的平面内。
6.如上述权利要求结合权利要求2所述的电气开关，其特征在于，稳定支片(54)设置成近似地平行于触片(50)。
7.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，触片(50)沿相反方向成对设置，从与触板中央部(46)连接的根部以悬臂方式延伸。
8.如上述权利要求所述的电气开关，其特征在于，此开关具有两对触片(50)，此触片可以与相对应的四个固定触片(26，28)接合。
9.如上述权利要求结合权利要求2所述的电气开关，其特征在于，触板(44)具有一对稳定支片(54)，此稳定支片沿横向设置在两对触片(50)之间。
10.如权利要求8结合权利要求2所述的电气开关，其特征在于，触板具有两对稳定支片(54)，此稳定支片沿横向设置在相邻两对触片(50)之间。
11.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，全部固定触片(26，28)设置成近似地在相同的平面内。
12.如上述权利要求其中之一所述的电气开关，其特征在于，触板的触片其中之一是永久变形的，这样，其自由端与相对应的一个固定的电气触片永久电气接触，而与触板的状态无关。
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