ES2439074T3 - Conmutador eléctrico - Google Patents

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Abstract

Conmutador eléctrico que comprende al menos un botón (10), fijado de manera solidaria a una palanca (1) de control y adaptado para manejarse por el usuario, al menos un circuito (6) electrónico que comprende una pluralidad de pistas (7) eléctricas, comprendiendo dicho conmutador: - al menos un adaptador (3), que comprende una pluralidad de bóvedas o burbujas (4) y un elemento (5) elástico; - una palanca (2) de accionamiento; que están adaptados para permitir el cierre de al menos un circuito eléctrico, comprendido en el circuito (6) electrónico, para la activación de al menos un comando correspondiente en función del manejo del botón (10) por el usuario; caracterizado porque el cierre de un circuito eléctrico se produce a través del movimiento de una bóveda (4) correspondiente mediante dicha palanca (2) de accionamiento, cuyo fulcro (8) está en la base de la propia palanca (2) de accionamiento, que a su vez se mueve mediante una parte (9) de accionamiento comprendida en el extremo inferior de la palanca (1) de control.

Description

Conmutador eléctrico
La presente invención se refiere a un conmutador de tipo palanca de mando (joystick) con un teclado numérico de silicona, que comprende un elemento elástico adaptado para absorber la separación en el mecanismo y un mecanismo de accionamiento de doble palanca.
Los conmutadores de tipo palanca de mando se conocen en el campo automovilístico y comprenden mecanismos que incluyen, por ejemplo, una palanca que, cuando se acciona por medio de un botón de control, arrastra una tapa corrediza que lleva los contactos eléctricos que proporcionan la función de conmutación.
Normalmente dicha palanca se empuja a la posición inactiva mediante una varilla de empuje y un resorte.
Dicha varilla de empuje y dicho resorte también realizan la función de absorber cualquier separación del mecanismo.
Además, dicha función de absorción de separación llevada a cabo por el resorte y por la varilla de empuje determina la sensibilidad percibida por el usuario cuando se hace funcionar dicho conmutador, dependiendo de las características mecánicas/físicas del mismo.
Esta solución conocida tiene características mecánicas inherentes que en muchos casos ya no cumplen los últimos requisitos de la industria automovilística.
Tales características mecánicas insatisfactorias incluyen lo siguiente: deben aplicarse fuerzas relativamente grandes a dicho conmutador; carreras excesivas de los diversos mecanismos, en vista de las reducciones en el tamaño que deben obtenerse; el ruido generado por tales dispositivos cuando tiene lugar la conmutación. El uso de contactos deslizantes implica tanto un aumento en el ruido generado como la necesidad de emplear desplazamientos largos de los componentes para permitir la conmutación adecuada. Normalmente se usan conmutadores de tipo palanca de mando, por ejemplo, para ajustar los espejos retrovisores laterales de vehículos tales como coches, caravanas, camiones, etc.
Además, esta topología de conmutadores puede usarse para controlar muchos otros dispositivos incluidos en un vehículo.
Por la solicitud de patente europea EP1804261 se conoce una tecla, especialmente para dispositivos electrónicos, y específicamente para palancas de mando de máquinas de juegos, que tiene un cuerpo de goma suave cuyo interior tiene una bolsa de aire hueca, y una parte superior hecha del cuerpo de goma suave.
La presente invención pretende proporcionar un conmutador de tipo palanca de mando que comprende un mecanismo de accionamiento de doble palanca que actúa sobre un teclado numérico de silicona, que optimiza las fuerzas requeridas y la carrera de los mecanismos a la vez que reduce el ruido y hace que dicho conmutador sea adecuado para los nuevos requisitos del mercado automovilístico.
La presente invención también reduce el número de componentes necesarios para fabricar el conmutador, haciéndolo así más fácil de ensamblar.
El objeto de la presente invención es proporcionar un conmutador de tipo palanca de mando que tiene las características expuestas en la reivindicación 1 adjunta.
Se expondrán características adicionales en las reivindicaciones dependientes. Las características y ventajas de dicho conmutador resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización del mismo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
•
la figura 1 es una vista en despiece ordenado de una realización del conmutador de tipo palanca de mando según la presente invención;
•
la figura 2 es una vista lateral en sección del conmutador de la figura 1 en la condición de funcionamiento inactiva;
•
la figura 3 es una vista lateral en sección del conmutador de la figura 1 en la condición de funcionamiento activa;
•
la figura 4 muestra un detalle del conmutador según la presente invención, que incluye una parte de contacto que garantiza el cierre de un circuito eléctrico.
Con referencia a los dibujos enumerados anteriormente, el conmutador de tipo palanca de mando comprende al menos un botón 10 de control fijado de manera solidaria a una palanca 1 de control y adaptado para manejarse por el usuario; al menos un circuito 6 electrónico, preferiblemente un circuito impreso, que comprende una pluralidad de pistas 7 eléctricas.
Dicha palanca de mando comprende además al menos un adaptador 3, que comprende una pluralidad de bóvedas o burbujas 4 y un elemento 5 elástico; una palanca 2 de accionamiento, que están adaptados para permitir el cierre de al menos un circuito eléctrico, comprendido en el circuito 6 electrónico, para la activación de al menos un comando en función del manejo del botón 10 por el usuario.
El cierre de un circuito eléctrico se produce a través del movimiento de la bóveda 4 correspondiente por dicha palanca 2 de accionamiento, cuyo fulcro 8 está en la base de la propia palanca, que a su vez se mueve mediante una parte 9 de accionamiento, preferiblemente esférica, comprendida en el extremo inferior de la palanca 1 de control.
Dicho conmutador puede adoptar las siguientes condiciones de funcionamiento cuando se hace funcionar por un usuario:
•
una condición inactiva, en la que el botón 10 y la palanca 1 de control asociada se disponen en paralelo a un eje longitudinal vertical “Z” del propio conmutador;
•
una condición accionada, en la que se aplica una fuerza al botón 10 para inclinarlo un ángulo de manera que se mueven tanto la palanca 1 de control como la palanca 2 de accionamiento, activando así el comando asociado.
En la realización mostrada en la figura 1, dicha palanca 2 de accionamiento, preferiblemente hecha de material de plástico, tiene una forma sustancialmente discoidal en cuyo centro, en la cara superior, hay una protuberancia 21 adaptada para alojar la parte 9 de accionamiento.
La palanca 1 de control, preferiblemente hecha de material de plástico, tiene una forma sustancialmente cilíndrica y comprende la parte 9 de accionamiento en el extremo inferior de la propia palanca 1; y una junta esférica, que comprende dos protuberancias 91 dispuestas en el centro de la junta esférica, perpendiculares al eje “Z”, y adaptadas para arrastrar con rotación un segundo medio de limitación.
Dicha junta esférica está adaptada para actuar como fulcro para dicha palanca 1 de control, sin impedir la posibilidad de rotar sobre el eje “Z”.
El número de bóvedas 4 incluidas en el adaptador 3 depende de las características del conmutador y de las funciones que deben llevarse a cabo.
Preferiblemente, dichas bóvedas 4 se disponen radialmente y están separadas uniformemente.
Como se muestra en la figura 1, hay cuatro bóvedas 4, por ejemplo dos dispuestas a lo largo de un eje “X” y dos dispuestas a lo largo de un eje “Y”, siendo dichos ejes “X” e “Y” perpendiculares entre sí.
En cada bóveda 4, el circuito 6 electrónico comprende pistas 7 adaptadas para generar al menos un circuito eléctrico, que debe cerrarse para activar un comando correspondiente.
En la realización mostrada en la figura 2, cada burbuja o bóveda 4 comprende una parte 31 de unión adaptada tanto para unir bóvedas 4 individuales con el adaptador 3 como para deformarse en función de las fuerzas aplicadas sobre el adaptador 3 por las palancas incluidas en el conmutador, permitiendo así que la bóveda 4 se mueva a lo largo de un eje paralelo al eje “Z”.
Dicha parte 31 de unión contribuye a absorber la separación en la pluralidad de mecanismos comprendidos en el conmutador.
Dicha bóveda 4 tiene un chaflán 12 radial, conectado a la parte 31 de unión y adaptado para limitar la influencia sobre dichas burbujas o bóvedas 4 por fuerzas distintas de la ejercida para el accionamiento.
El chaflán 12 radial está dimensionado específicamente para limitar la compresión de las bóvedas vecinas cuando se comprime una bóveda 4, limitando así la influencia sobre el conmutador. El material a base de silicona garantiza un mejor control de los movimientos de las bóvedas 4, mejorando la sensibilidad del conmutador.
El medio 5 elástico, colocado en el centro del adaptador 3, comprende una pluralidad de elementos 13 de unión adaptados para unir el propio medio 5 elástico al adaptador 3 y minimizar la influencia de fuerzas distintas de las de accionamiento.
Cada elemento 13 de unión y medio 5 elástico actúan conjuntamente para absorber la separación en la pluralidad de mecanismos incluidos en el conmutador.
En la realización explicativa y no limitativa mostrada en los dibujos, dicho elemento 13 de unión es esencialmente un brazo hecho de un material a base de silicona que está adaptado para deformarse en función de las fuerzas aplicadas sobre el adaptador 3 por las palancas incluidas en el conmutador.
El número de dichas partes 13 de unión es preferiblemente igual al número de bóvedas 4 en el conmutador; por ejemplo, hay una parte 13 de unión para cada bóveda 4.
En la realización mostrada en las figuras 1, 2 y 3, el circuito 6 electrónico es un circuito impreso que también realiza una función de soporte para los dispositivos comprendidos en el conmutador según la presente invención.
Cada burbuja o bóveda 4 comprende, preferiblemente en su parte superior, una capa 11 conductora hecha de materiales conductores adecuados para transportar corriente eléctrica.
Dicha capa 11 conductora está adaptada para cerrar un circuito eléctrico en el circuito 6 electrónico cuando dicha bóveda 4 se mueve mediante la palanca 2 de accionamiento.
En la condición de funcionamiento accionada, dicha capa 11 conductora hace tope con una parte del circuito 6 electrónico, cerrando así un circuito eléctrico que comprende las pistas 7, que activa un comando asociado con la misma.
En una realización alternativa, la conexión eléctrica entre una bóveda 4 y el circuito 6 electrónico se establece mediante una parte 62 de contacto, que está interpuesta entre la bóveda 4 y al menos una pista 7 del circuito 6. Dicha parte 62 de contacto, que está hecha de un material conductor tal como, por ejemplo, cobre o materiales equivalentes, se soporta mediante el circuito 6 o se fija al adaptador 3 y/o al alojamiento 82 trasero y/o al propio circuito 6 impreso.
La forma y el grosor de dicha parte 62 de contacto están adaptados para permitir que la parte 62 se hunda cuando se somete a una fuerza.
Cuando se conmuta a la condición de funcionamiento accionada, la bóveda 4 presiona contra dicha parte 62 de contacto.
Debido a la compresión ejercida por la bóveda 4, dicha parte 62 de contacto, mostrada en la figura 4, se hunde y presiona contra el circuito 6 electrónico, cerrando así un circuito eléctrico que comprende al menos una pista 7.
Tal como se muestra en la figura 3, cuando el botón 10 de control se inclina en un sentido, la palanca 1 de control también se inclina y actúa sobre la palanca 2 de accionamiento a través de la parte 9 de accionamiento.
Entonces dicha palanca 2 de accionamiento se inclinará con respecto al fulcro 8 en el sentido opuesto a la inclinación del botón 10 con respecto al eje “Z”.
Por tanto, gracias al sistema de doble palanca, dicha palanca 2 de accionamiento se elevará, a un ángulo con respecto al eje “Z”, en el sentido de inclinación del botón 10 de control.
En la parte opuesta a aquélla en la que se eleva la bóveda 4, dicha palanca 2 de accionamiento hace tope con un alojamiento 82 inferior, definiendo así la posición de fin de desplazamiento de dicha palanca e impidiendo que se ejerza una fuerza mayor en el circuito 6 electrónico.
La parte elevada de la palanca 2 actúa sobre la bóveda 4 correspondiente de manera que la capa 11 conductora hace tope con las pistas 7 del circuito 6 electrónico, cerrando así el circuito eléctrico correspondiente.
Como la palanca 2 de accionamiento está presionando contra la bóveda 4 correspondiente, la parte 31 de unión asociada con dicha bóveda 4 se deforma, almacenando así energía elástica.
Dicha energía elástica contribuye a devolver dicho conmutador a la condición inactiva cuando el usuario deja de aplicar fuerza sobre el botón 10.
Cuando se activa cada bóveda 4, el elemento 5 elástico sufre una deformación y libera energía elástica, mientras que un elemento 13 de conexión contribuye a devolver dicho conmutador a la condición inactiva cuando el usuario deja de aplicar fuerza sobre el botón 10.
Cuando el conmutador se pone en la condición de funcionamiento accionada, los elementos 13 de unión se deforman; en particular, el elemento 13 de unión correspondiente a la bóveda que se mueve tenderá a crecer, el elemento 13 opuesto se comprimirá, y los elementos 13 de unión en los demás lugares sólo sufrirán ligeras deformaciones, dependiendo de su posición.
La vista en despiece ordenado de la figura 1 muestra un conmutador que comprende una tapa 81 superior con un orificio 811, sobre la que se dispone el botón 10 de control y se fija de manera solidaria con la palanca 1 de control; una parte 812 de visualización que, por medio de letras y/o iconos, hace referencia a una pluralidad de comandos disponibles en dicho conmutador y la dirección de la fuerza que va a aplicarse sobre el botón 10 con el fin de activar cada comando.
Dicha tapa 81 superior alberga un primer medio 83 de limitación y un segundo medio 84 de limitación adaptados para limitar la palanca 1 de control a movimientos predeterminados por medio de una pluralidad de medios 85 elásticos, dispuestos de manera apropiada.
El conmutador también comprende un alojamiento 82 inferior, que comprende contactos 821 eléctricos para interconectar con la pluralidad de dispositivos incluidos en el vehículo.
Dicho alojamiento 82 inferior alberga la palanca 2 de accionamiento y el adaptador 3, tal como se muestra en las figuras 2 y 3.
El elemento 5 elástico se inserta en la protuberancia 21 de la palanca 2 de accionamiento, y los elementos 13 de unión se insertan en ranuras adecuadas comprendidas en la protuberancia 21, de modo que el adaptador 3 hecho de material a base de silicona puede colocarse de manera apropiada en la palanca 2 de accionamiento.
El circuito 6 electrónico se fija a dicho alojamiento 82, por encima del adaptador 3, con medios de unión o soldadura.
El circuito 6 electrónico está colocado de manera que por encima de cada bóveda 4 hay al menos un circuito eléctrico que comprende una pluralidad de pistas 7 en el lado inferior de dicho circuito.
El circuito 6 electrónico comprende un orificio 61 pasante en el que se inserta la protuberancia 21 comprendida en la palanca 2 de accionamiento durante el ensamblaje.
Dicha protuberancia 21 también aloja la parte 9 de accionamiento, como se muestra claramente en las figuras 2 y 3.
Dicha protuberancia está diseñada preferiblemente para mantener en su interior la parte 9 de accionamiento cuando se hace funcionar el conmutador.
La inserción de la parte 9 de accionamiento en la protuberancia 21 permite transmitir el movimiento del botón 10, controlado por el usuario, a la bóveda 4 correspondiente.
La tapa 81 superior se ensambla finalmente junto con el alojamiento 82 inferior, y el conmutador puede instalarse en el vehículo. El conmutador según la presente invención permite que el botón 10 de control rote, de modo que pueden asignarse otras funciones a un conmutador de este tipo, por ejemplo girando el botón 10 de control para controlar otros dispositivos instalados en el vehículo.
En una realización alternativa (no mostrada), el circuito 6 electrónico comprende un dispositivo electrónico adaptado para detectar la rotación del botón 10 sobre el eje “Z” y, dependiendo de dicha rotación, asociar diferentes funciones con las bóvedas 4 que actúan sobre las pistas 7.
Números de referencia:
1 Palanca de control 2 Palanca de accionamiento 21 Protuberancia 4 Bóvedas o burbujas 6 Circuito electrónico 62 Parte de contacto 8 Fulcro 811 Orificio 82 Alojamiento inferior 10 Botón de control 3 Adaptador 5 Elemento elástico 61 Orificio pasante 7 Pistas eléctricas 81 Tapa superior 812 Parte de visualización 821 Contactos eléctricos 83 Primer medio de limitación 84 Segundo medio de limitación 9 Parte de accionamiento 12 Chaflán radial 31 Parte de unión 85 Medios elásticos 11 Capa conductora 13 Elementos de unión

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Conmutador eléctrico que comprende al menos un botón (10), fijado de manera solidaria a una palanca (1) de control y adaptado para manejarse por el usuario, al menos un circuito (6) electrónico que comprende una pluralidad de pistas (7) eléctricas, comprendiendo dicho conmutador:
    •
    al menos un adaptador (3), que comprende una pluralidad de bóvedas o burbujas (4) y un elemento (5) elástico;
    •
    una palanca (2) de accionamiento;
    que están adaptados para permitir el cierre de al menos un circuito eléctrico, comprendido en el circuito (6) electrónico, para la activación de al menos un comando correspondiente en función del manejo del botón (10) por el usuario; caracterizado porque el cierre de un circuito eléctrico se produce a través del movimiento de una bóveda (4) correspondiente mediante dicha palanca (2) de accionamiento, cuyo fulcro (8) está en la base de la propia palanca
    (2) de accionamiento, que a su vez se mueve mediante una parte (9) de accionamiento comprendida en el extremo inferior de la palanca (1) de control.
  2. 2.
    Conmutador según la reivindicación 1, en el que el adaptador (3) está hecho de un material a base de silicona.
  3. 3.
    Conmutador según la reivindicación 2, en el que cada burbuja o bóveda (4) comprende una parte (31) de unión adaptada para unir cada bóveda (4) con el adaptador (3), permitiendo el movimiento a lo largo de un eje paralelo a un eje longitudinal vertical (Z) del conmutador en función del impulso aplicado por la palanca (2) de accionamiento.
  4. 4.
    Conmutador según la reivindicación 2, en el que el medio (5) elástico comprende una pluralidad de elementos (13) de unión adaptados tanto para unir el propio medio (5) elástico con el adaptador (3) como para deformarse en función de las fuerzas aplicadas sobre el adaptador (3) por la palanca (2) de accionamiento, contribuyendo así a devolver el conmutador a una condición de funcionamiento inactiva.
  5. 5.
    Conmutador según la reivindicación 3, en el que a medida que la palanca (2) de accionamiento ejerce un impulso contra la bóveda (4) correspondiente, la parte (31) de unión asociada con dicha bóveda (4) se deforma, almacenando así energía elástica que contribuye a devolver el conmutador a una condición de funcionamiento inactiva cuando el usuario deja de aplicar una fuerza sobre el botón (10).
  6. 6.
    Conmutador según la reivindicación 2, en el que cada bóveda (4) comprende una capa (11) conductora adaptada para garantizar el cierre de al menos un circuito eléctrico colocado en el circuito (6) electrónico cuando se mueve dicha bóveda (4).
  7. 7.
    Conmutador según la reivindicación 2, en el que en cada bóveda (4) hay una parte (62) de contacto, interpuesta entre la bóveda (4) y al menos una pista (7), fijada al circuito (6), adaptada para cerrar al menos un circuito eléctrico cuando se mueve dicha bóveda (4).
  8. 8.
    Conmutador según la reivindicación 1, en el que la parte (9) de accionamiento esférica está insertada en una protuberancia (21) comprendida en el centro de la palanca (2) de accionamiento, permitiendo así la transmisión del movimiento del botón (10), controlado por el usuario, a la bóveda (4) correspondiente.
  9. 9.
    Conmutador según la reivindicación 2, en el que el botón (10) de control rota sobre el eje (Z) y permite que se asignen otras funciones a dicho conmutador para controlar otro conjunto de dispositivos.
  10. 10.
    Conmutador según la reivindicación 3, en el que cada bóveda (4) tiene un chaflán (12) radial adaptado para limitar la influencia sobre dichas burbujas o bóvedas (4) por fuerzas distintas de la ejercida para el accionamiento.
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