DE2810431C3

DE2810431C3 - Kontaktloser Schalter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2810431C3
Application number: DE2810431A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Nagaokakyo Kyoto Kiyono
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1977-03-12
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2810431A1; FR2383557B1; DE2810431B2; IT1093169B; GB1579715A; CA1103767A; FR2383557A1; IT7820926A0; US4196348A

Description

Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Schalter mit einer photoelektrischen Halbleitervorrichtung, einer ihr gegenüberliegenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, einer zwischen die Halbleitervorrichtungen bewegbaren Lichtblende und mit mit den Halbleitervorrichtungen verbundenen Anschlußelementen.

Ein Schalter dieser Art ist bekannt (DE-OS 23 48 900) Grundsätzlich ist es im übrigen auch bekannt, Schnappmechanismen bei Schaltern zu verwenden (DE-AS 10 81924). Bei dem bekannten Schalter der eingangs genannten Art sind die Anschlußelemente für die photoelektrische Halbleitervorrichtung und die lichtemittierende Halbleitervorrichtung im Karree angeordnete Stifte. Dadurch benötigt dieser Schalter eine verhältnismäßig große Anschlußfläche.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, die Anschlußelemente so auszubilden, daß sie raumsparend liegen und in möglichst wenigen Arbeitsgängen hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußelemente flach und in einer Ebene liegend ausgebildet sind und daß mindestens eines der Anschlußelemente Träger einer der Halbleitervorrichtungen ist und die Halbleitervorrichtung auf einem sie in Gegenüberstellung zur anderen Halbleitervorrichtung bringend gebogenen Fortsatz des Anschlußelements sitzt Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 3. Ferner schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines kontaktlosen Schalters nach den Ansprüchen 1 bis 3, welches durch das Ausstanzen einer Anschlußeinheit mit wenigstens drei ίο Anschlußelementen aus einem Metallstreifen, wobei jedes Anschlußelement mit einem benachbarten durch mindestens einen Steg verbunden ist das Einformen der Anschlußelemente in eine Schalterbasis aus isolierendem Material, das li Entfernen der Stege und das Anbringen wenigstens einer der Halbleitervorrichtungen auf einem bzw. bestimmten der Anschlußelemente gekennzeichnet ist Bevorzugt werden dabei die Halbleitervorrichtungen in eine Schutzabdeckung aus transparentem isolierendem Material eingeformt.

Ausführungsormen der Erfindung werden im folgenden in Verbindung reit der Zeichnung beschrieben.

Fi g. 1 eine Draufsicht welche aus einem Metallstreifen gestanzte Anschlußelemente zeigt,
F i g. 2 eine Draufsicht welche die Anschlußelemente mit einem darauf angebrachten Leuchtdioden-Chip und photoelektrischen Halbleiter-Chip zeigt,

F i g. 3 eine Draufsicht welche die Anschlußelemente mit in Stellung gebrachten und mit transparentem Kunststoff abgedeckten Halbleiterchips zeigt

F i g. 4 eine Draufsicht welche die Anschlußelemente mit darauf befindlicher lichtundurchlässiger Kunststoffbasis zeigt

F i g. 5 eine Draufsicht weiche die Anschlußelemente nach Abschneiden der Randstege zeigt

F i g. 6 ein Schnitt längs Linie 6-6 der F i g. 5,
F i g. 7 eine Draufsicht welche die Anschlußelemente teilweise nach innen gekehrt zeigt

F i g. 8 eine Draufsicht welche die Anschlußelemente und eine mit diesen im Eingriff s. jhende Blendeneinrichtung zeigt

F i g. 9 eine zu F i g. 8 um 90° gedrehte Ansicht von oben,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Blendeneinrichtung,

F i g. 11 eine teilgeschnittene Draufsicht welche einen kontaktlosen Schalter gemäß der Erfindung zeigt,

F i g. 12 eine Schnittansicht ähnlich der von F i g. 6, die eine weitere Ausführungsform zeigt,
so Fig. 13 ein Beispiel der elektrischen Verschaltung einer photoelektrischen Halbleitervorrichtung, und

Fig. !4 eine graphische Darstellung, welche die Ausgangsspannung al«. Funktion des Hubs eines Druckknopfes zeigt.

F i g. 11 zeigt ein Beispiel des vollständigen Schalters gemäß der Erfindung, und die F ι g. 1 bis 8 geben ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für einen solchen Schalter wieder.

Gemäß F i g. I werden zunächst Anschlußelemente 21, 22, 23 und 24 aus einem Metallstreifen 20 gestanzt. Es kann eine beliebige Anzahl von Einheiten solcher ebener Anschlußelemente in einer gemeinsamen Ebene aus einem langen Metallstreifen gleichzeitig oder fortlaufend gestanzt werden. Wie in Fig.2 gezeigt, werden ein Leuchtdioden-Chip 31 bzw. ein photoelektrischer Halbleiter-Chip 32 auf den Anschlußelementen 24 und 22 befestigt, wobei Drähte 311,321,322 und 323 für ihren elektrischen Anschluß verwendet werden. Das

Chip 32 enthält wenigstens ein photoelektrisches Wandelelement, wobei auch andere notwendige Elemente, wie etwa verstärkende Schaltkreiselemente darin integriert sein können. Es sollte erwähnt werden, daß wenigstens eines dieser Chips 31 und 32 auf irgendeinem der Anschlußelemente angebracht ist Beispielsweise kann nur das Chip 32 der photoeletinschen Halbleitervorrichtung auf dem Anschlußelement 22 angebracht sein, während eine Leuchtdiode auf einer getrennten Metallplatte befestigt und in ein transparentes Kunststoffmaterial eingebettet ist, welches mit den AnsciütiSciciuenten 23 und 24 verbunden wird, nachdem eine im folgenden beschriebenen Schalterbasis 50 an die Anschlußelemente angeformt worden ist Schutzabdekkungen 41 und 42 aus elektrisch isolierendem transparentem Kunststoff werden um die Halbleiter-Chips 31 bzw.32 herum ausgeformt, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist Ein Schalterträger bzw. eine Schalterbasis 50 aus elektrisch isolierendem lichtundurchlässigem Kunststoff wird, wie in F i g. 4 gezeigt, an die Anschlußelemente 21, 22, 23 und 24 angeformt Der Umfangsrand des transparenten Kunststofformteils 42 ist ebenfalls von dem lichtundurchlässigen Kunststofformteil 10 abgedeckt, wobei ein Vorsprung 53 in einer aus der Zeichenebene herauslaufenden Richtung ausgebildet ist In der Basis 50 sind zwei Befestigungslöcher 51 und 52 zur Befestigung des Schalters an irgendeinem Steuergerät oder zum mechanischen Koppeln mehrerer Schalter vorgesehen. Ein Vorsprung 54 und ein weiterer ähnlicher Vorsprung auf der gegenüberliegenden Seite sind zur Befestigung eine im folgenden beschriebenen Schalterabdeckung 70 an der Basis 50 ebenfalls vorgesehen. Am Umfang befindliche Stege 201,202,203 und 204 werden dann, wie in F i g. 5 gezeigt abgeschnitten. F i g. 6 ist eine Schnittansicht längs Linie 6-6 der F i g. 5. Wie in F i g. 7 gezeigt werden zwei Lappen 211 und 212 nach innen gekehrt wobei der Lappen 212 weiter in die Form eines L gebogen wird, so daß er an einer Blendeneinrichtung 60 angreifen kann. Das Anschlußelement 24 und ein schmal gehaltener Abschnitt 2.1 des Anschlußelements 23 werden ebenfalls nach innen gedreht so daß die Leuchtdiode 31 dem photoelektrischen Halbleiter-Chip 32 gegenüberliegt Die Blendeneinrichtung 60 wird dann in der in F i g. 8 gezeigten Weise auf den Anschlußelementen angebracht

Die Bodeneinrichtung 60, die aus einer einzigen Metallplatte besteht, umfaßt wie in Fig. 10 dargestellt, ein Loch 61, einen auf Druck beanspruchten Abschnitt 62. einen auf Zug beanspruchten Abschnitt 63, 64 und einen Lichtunterbrecherauschnitt 65. Das Loch 61 und der Druckabschnitt 62 sind so ausgebildet, daß sie an den Lappen 211 bzw. Lappen 212 angreifen.

Aus F i g. 8 und aus F i g. 9, die eine Draufsicht zur F ι g. 8 ist. ist ersichtlich, daß der Lichtunterbrecherabschnitt 65 zwischen Leuchtdiode 31 und photoelektrischem Halbleiter-Chip 32 liegt und dabei in seiner Normalstellung ;> 'erhalb des Lichtwegs von der Leuchtdiode 31 /urn photoelektrischen Halbleiter-Chip 32. fcs ist zu beachten, daß der Lichtunterbrecherab schnitt 65 auch so ausgebildet sein kann, daß er nach unten weist, so daß er in seiner Normalstellung innerhalb des Lichtwegs liegt. Die Gegenuhrzeigerdrehung der Blendeneinrichtung 60, die durch den auf Druck beanspruchten Abschnitt 62 geliefert wird, ist durch einen Vorsprung 53 begrenzt Ww- im folgenden beschrieben, liefert die Blendeneinrichtung 60 den Schnappvorgang für den Schalter. Falls gewünscht, kann irgendein anderer bekannter Schnappmechanismus ebenso verwendet werden. Eine aus einem lichtundurchlässigen Kunststoffmatenal geformte Schalterabdeckung 70 ist, wie in F i g. 11 gezeigt, an der

ίο Basis 50 befestigt Ein Druckknopf 80 zur Betätigung der Blendeneinrichtung 60 ist in einem Loch 71 der Schalterabdeckung 70 vorgesehen. Der Druckknopf 80 befindet sich normalerweise durch Druck durch die Blendeneinrichtung 60 in einer angehobenen Stellung.

Fig. 12 zeigt ein weiteres Beispiel der formhergestellten Basis 50. Die Basis 50, die einen Schlitz 921 aufweist, der sich in einer Richtung aus der Zeichenebene heraus erstreckt ist an das transparente Kunststoffformteil 42 angeformt so daß das Formteil 42 noch mit einem Abschnitt 92 der lichtundurchlässigen Kunststoffbasis 50 abgedeckt ist

Die photoelektrische Halbleitervorrichtung 32 empfängt Licht von der Leuchtdiode durch den Schlitz 921. Eine Solche weugehende Abschließvorrichtung 921 ist nicht unabdingbar, trägt jedoch zu einem stabilen Arbeiten des Schalters bei. Der Abschnitt 92 kann durch eine nane der photoelektrischen Halbleitervorrichtung oder der Leuchtdiode angeordnete lichtundurchlässige Platte mit einem Schlitz ersetzt sein.

Fig. 13 zeigt ein Beispiel der be« dem Schalter verwendeten Schaltung. Gemäß der Figur empfängt ein Phototransistor 102 Licht von der Leuchtdiode 31, und sein Ausgangssignal wird durch eine Transistoren 103 bis 106 enthaltende Schaltung verstärkt und geformt Die mit ausgezogenen Linien dargestellte Schaltung ist in den oben beschriebenen Schalter eingbaut während der durch gestrichelte Linien angedeutete Teil, welcher eine Last 107 und eine Batterie 108 enthält an den Schalter angeschlossen ist.

In dem in der F i g. 11 gezeigeten Zustand ist der Schnappmechanismus unbetätigt Wenn sich der Licht unt'brecherabschnitt 65 außerhalb des Lichtwegs befindet, empfängt die photoelektrische Halbleitervorrichtung 32 Licht von der Leuchtdiode 31. Beim Niederdrücken des Drjckknopfes 80 befindet sich am Anfang der Bewegung des Druckknovfes der Lichtunterbrecherabschnitt 65 immer noch außerhalb der Lichtbahn, bei einer weiteren Bewegung des Druckknopfes wird jedoch der Lichtunterbrecherabschnitt 65 schnell im Uhrzeigersinn gedreht und im Lichtweg angeordnet, so daß die photoelektnsche Halbleitervorrichtung 32 kein Licht mehr von der Leuchtdiode 3! empfangen kann, selbst wenn der Druckknopf 80 ν. ieder leicht nach oben bewegt wird.

F i g. 14 zeigt die Arbeitscharakteristik des Schalters. Die Ausgangsspannung zwischen den in F ig 13 gezeigten Anschlüssen 21 und 22 ändet sich mit der Bewegung des Druckknopfes 80 gemäß einer wegge henden Linie 110 und einer zurückkehrenden Linie ! 11 Aus der vorsteh .nden Beschreibung ergibt sich, dab gemäß der Rrfindung ein kontaktloser Schalter, der einer einfachen Massenfertigung zugänglich ist, geschaffen wird.

Hierzu 6 Bläh Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontaktloser Schalter mit einer phciceiektrischen Halbleitervorrichtung, einer ihr gegenüberliegenden lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, einer zwischen die Halbleitervorrichtungen bewegbaren Lichtblende und mit mit den Halbleitervorrichtungen verbundenen Anschlußelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (21, 22, 23, 24) flach und in einer Ebene liegend ausgebildet sind und daß mindestens eines der Anschlußelemente (22, 24) Träger einer der Halbleitervorrichtungen (31) ist und die Halbleitervorrichtung auf einem sie in Gegenüberstellung zur anderen Halbleitervorrichtung (32) bringend gebogenen Fortsatz des Anschlußelements (24) sitzt

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtblende (60) in einer zur Ebene der Anschlußelemente (21, 22, 23, 24) parallelen Ebene zwischen die Halbleitervorrichtungen (31,32) bewegbar ut.

3. Schalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Anschlußelemente (21) wenigstens einen Lappen (212) aufweist, an welchem die Lichtblende (60) angreift

4. Verfahren zur Herstellung eines kontaktlosen Schalters nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Ausstanzen einer Anschlußeinheit mit wenigstens drei Anschlußelementen aus einem Metallstreifen, wobei jedes Anschlußelement mil hinein benachbarten durch mindestens einen Steg verbunden ist d»s Einformen der Anschlußelemente in eine Schaiterbasis aus isolierendem Material, das Entfernen der Stege und das Anbringen wenigstens einer der Vralbleitervorrichtungen auf einem bzw. bestimmten der Anschlußelemente.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitervorrichtungen in eine Schutzabdeckung aus transparentem isolierendem Material eingeformt werden.