HU222456B1 - Alaplap kijelzőkhöz - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti alaplap (35) furatán (30, 32) átvezetettmágnesezhető magot és a mágnesezés irányától függő állásúkijelzőelemet (17) tartalmaz, és felületén az elektromos áramirányától függő mágnesezést létrehozó elhelyezésű és alakú vezetőelemvan. A vezetőelem vékony vezetőréteg, és az alaplap (35) furata (30,32) körül legalább egy menetet alkot. A kijelzőelem (17) célszerűentárcsa. A furat (30, 32) körül több rétegből áll, a vezetőelem pedigezeken több olyan részből van kialakítva, amelyek sorba kapcsolva amagot azonos értelemben mágnesezik. A kijelző magként két csapot (14,24) tartalmaz és a vezetőelemek úgy vannak kialakítva, hogy sorbakapcsolva ezen csapokat (14, 24) bármely áramiránynál ellentétesértelemben mágnesezzék. A mag két csapot (14, 24) alkotva van U alakbahajlítva és a kijelzőelemhez (17) kapcsolódóan az alaplapon (35)átvezetve. A csapok (14, 24) szorosan illeszkednek a kijelző házánakfurataiba. ŕ

Description

A leírás terjedelme 12 oldal (ezen belül 6 lap ábra)

HU 222 456 BI

A találmány tárgya alaplap olyan kijelzőhöz, amely az alaplap furatán átvezetett mágnesezhető magot, és a mágnesezés irányától függő állású kijelzőelemet tartalmaz.

Ilyen kijelzőelemeket számos szabadalom, például az US 5,050,325,5,337,077,4,566,210,4,156,872 vagy az RE 35,357 számú leírások ismertetnek. Az ezekben leírt megoldásoknál a kijelzésre szolgáló elemek mozgatását olyan elektromágneses magok segítségével végzik, amelyek polaritását a magot körülvevő tekercsek határozzák meg. A kijelzőelemek OFF és ON állás között mozdulhatnak el a mag polaritásától függően. OFF állapotban a forgatható kijelzőelem egyik (általában sötét) oldala látszik a megfigyelő felől, míg ON állapotban a másik (rendszerint világos oldal) látható.

Az US 5,050,325 számú szabadalom szerint a kijelzőelem ON állapotban a világos oldalát mutatja egy leddel együtt, OFF állapotban pedig a sötét oldalát, lefedett leddel. Az RE 35,357 számú leírásban bemutatott megoldásnál a kijelzőelem optikai szálakkal ellátott világos oldala látszik, OFF állapotban pedig a sötét oldal eltakart optikai szálakkal. Az US 5,337,077 számú leírásban ismertetett megoldásnál az ON állásban száloptika látható, OFF állásban a száloptika eltakart. Az US 4,566,210 számú szabadalomban ismertetett megoldásnál egy emelő világos oldala látszik, OFF állapotban ez az oldal el van takarva. Az US 4,156,872 számú szabadalomban bemutatott megoldásnál ON állásban egy tárcsa egyik oldala, OFF állapotban a tárcsa másik oldala látszik.

Valamennyi fenti megoldás esetében a magrészek spirális tekercseléssel vannak ellátva, és ezek alkotják a mágnesezőmeneteket. A kijelzőelemek rögzítésére külön szerkezeti elemek szolgálnak, függetlenül attól, hogy egyedi kijelzőket, négyzethálós modulokat vagy egyéb elrendezéseket alkalmaznak. Általában ezek a rögzítőelemek jelentős költséget jelentenek.

A jelen találmánnyal ezért olyan megoldás kidolgozása a célunk, amellyel a fenti hátrány kiküszöbölhető.

A kitűzött feladatot olyan alaplappal oldottuk meg, amelynek felületén az elektromos áram irányától függő mágnesezést létrehozó elhelyezésű és alakú vezetőelem, célszerűen vékony vezetőréteg van kialakítva. Ez a vezetőelem általában az alaplap furata körül legalább egy menetet alkot.

Adott esetben az alaplap a furat környezetében több rétegből áll, a vezetőelem pedig ezeken több olyan részből van kialakítva, amelyek sorba kapcsolva a magot azonos értelemben mágnesezik.

Egy célszerű kiviteli alaknál a kijelző magként két csapot tartalmaz, és a vezetőelemek úgy vannak kialakítva, hogy sorba kapcsolva ezen csapokat bármely áramiránynál egymáshoz képest ellentétes értelemben mágnesezzék. Célszerű kiviteli alak lehet, ahol a mag két csapot alkotva U alakba van hajlítva, és a kijelzőelemhez kapcsolódóan van az alapon átvezetve. A csapok célszerűen szorosan illeszkednek a kijelző házának furataiba.

A találmány szerinti megoldásnál tehát az alaplap furatai körül az alaplapon vannak menetek kialakítva, és ezek biztosítják a mágnesezést, amikor a furaton egy magként alkalmazott csap van átvezetve.

A találmány szerinti ilyen módon kialakított lapostekercs előállításához nem szükséges tekercselés, a menet magán az alaplapon rétegként lehet kialakítva. A tekercs formája lehet spirális, de nem szükségképpen szabályos geometriai alakzat. A furat körül kialakított menetek száma viszonylag korlátozott azáltal, hogy a furattól távol eső menetek már nem elég hatékonyak a mágnesezés szempontjából. Ezért célszerű adott esetben több réteget alkalmazni.

Egy adott modul vagy kijelzősor előállítása a hagyományosnál lényegesen olcsóbb, minthogy az alaplapot a megfelelő furatokkal és a tekercsekkel külön lehet előállítani, a kijelzőt pedig az állórésszel és a mozgórésszel együtt lehet az alaplapra erősíteni. A korábbi rögzítőelemek költségei ily módon jelentősen csökkenthetők.

A jelen esetben az alaplapon általában egy viszonylag sima lapot értünk, ami célszerűen általánosan használt dielektrikumból készül, olyanból, amilyet áramkörök vagy áramköri elemek előállításához általánosan használnak. Erre az alaplapra alakítjuk ki az úgynevezett lapostekercseket. Célszerűen az alaplap a nyomtatott áramkörökhöz általánosan használt lapból készül (PCD vagy PVD), anyaga pedig célszerűen üvegszálas epoxigyanta. Természetesen lehet adott esetben egyéb anyagokat is alaplapként felhasználni. Az alaplap lényegében a lapostekercsek elhelyezésére és a kijelzők megtartására szolgál, illetve meghatározza ezek egymáshoz képest történő elhelyezését. Az alaplap adott esetben több rétegből kialakított lap is lehet.

A lapostekercsen egy szalagszerű, illetve film formájában kialakított vezetőelemet értünk, amely az alaplap vagy az alaplapot alkotó rétegek felületén van kialakítva, és feladata az alaplapon átvezetett magok mágnesezése. Nyilvánvaló, hogy a mágnesezés iránya az áram irányától függően változik. A lapostekercsek kialakíthatók egyetlen furat körül, egyetlen rétegen, de - mint említettük - készülhetnek több rétegben is.

Általában a vezetőelemet filmrétegből vagy valamilyen fóliából alakítjuk ki. A réteggel bevonjuk az alaplapot, azután a fölösleges részeket lemaratjuk. A gyakorlatban célszerű vörösréz fólia használata. Természetesen a találmány hasznosítása nem függ a lapostekercsek kialakításának módjától. A tekercsek készíthetők az elmondotton kívül akár festéssel, nyomtatással vagy egyéb iparilag alkalmazható módszerrel. A vezetőelem lehet bármely egyéb fém, például ón vagy nemesfém, annak érdekében, hogy jobb villamos érintkezést tudjunk biztosítani.

A kijelzőben alkalmazott csapok tulajdonképpen részei a magnak, amely a kijelzőelemet mozgatja. A technika állásának ismertetésénél hivatkozott első három megoldásnál két-két csapot, míg a másik két megoldásnál egyetlen csapot alkalmaznak. A csapok valamennyi megoldásnál a kijelzőelemek ütköztetésére is szolgálnak.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra egy alaplapon elhelyezett tipikus kijelzőt mutat ON állásban, a

HU 222 456 Bl

2. ábra az 1. ábrán bemutatott kijelző OFF állásban, a

3. ábra mutatja a kijelző felszerelését az alaplapra, a

4. ábrán látható a felszerelés egy másik lehetséges módja, az

5. ábra egy vezetőelem-kialakítást mutat, az

5a. ábra egy másik lehetséges vezetőelem-kialakítás, a

6. ábra két, az alaplap különböző oldalain elhelyezett és egymással összekötött vezetőelem metszetét mutatja, a

7. ábra egy többrétegű alaplap metszetének egy része, a

8. ábra egy többrétegű alaplap huzalozását mutatja, a

9. ábra egy olyan alaplapot mutat, ahol a furatok a kijelzők helyzetének megfelelően vannak kialakítva, és a

10. ábrán egy kész kijelzőrendszer egy része látható.

A bemutatott kiviteli alakoknál a kijelzők 10 tokban vannak elhelyezve. A 10 tokok 12 bakokkal vannak ellátva. Mágneses anyagból készült 14 és 24 csapok alkotják a mag két végét. A kijelzés V irányára merőleges 15 tengelyen 17 kijelzőelem van elfordíthatóan ágyazva. A 17 kijelzőelem egy ON és egy OFF helyzet között mozdulhat el, és ezeket a szélső helyzeteket ütközők határolják. Az ütközők lehetnek külön elemként kialakítva, vagy lehetnek - amint ez az 1. és 2. ábrán látható - a 14 és 24 csapok 14E, illetve 24E végei. A találmány természetesen kialakítható olyan kijelzőelemekkel is, amelyekhez nem tartoznak ütközők.

Amikor a 17 kijelzőelem ON helyzetben van, 20 világos oldala látható, míg OFF állásban a 22 sötét oldal látható (lásd 10. ábra).

A 17 kijelzőelemben 16 mágnes lehet elhelyezve, amely aktiválódik, amikor a 14E csapvég pozitív, és a 24E csapvég negatív, azaz ON helyzetben van. Ugyanez vonatkozhat az OFF helyzetbe történő elmozduláskor is.

A találmány szerinti megoldásnál a 14 és 24 csapok a 3. ábrán látható módon a 35 alaplap 30 és 32 furatain vannak átvezetve, egyetlen mag részeit alkotva. Természetesen a rögzítés történhet más elemek segítségével is. A 14 és 24 csapokat összekötheti - mint mondottuk - az U alakú mag 32’ ága, de összeköthető a két 14, 24 csap a 4. ábrán látható módon, külön 33 alátétlemezzel is.

Megjegyezzük, hogy a hagyományos kijelzők rögzítése is ugyanilyen módon történik.

A találmány szerinti 35 alaplap célszerűen üvegszálas epoxigyantából készül, és rajta a 30,32 furatok a kijelzők elrendezésének megfelelően vannak kialakítva. A kész kijelzőrendszer egy részét a 10. ábra mutatja (de természetesen más rendszer is kialakítható tetszőleges módon).

A kijelzők rögzítése úgy történik, hogy az U alakú magon lévő 14 és 24 csapokat átvezetjük a 35 alaplap 30 és 32 furatain, majd rögzítjük őket. A rögzítés történhet egyszerűen szoros illesztéssel vagy ragasztással.

Célszerűen az U alakban előállított magok lazán illeszkednek a 35 alaplap 30 és 32 furataiba, viszont szoros illesztéssel kapcsolódnak a kijelzők 10 tokján lévő furatokhoz, rögzítve ezzel a kijelzőt a 35 alaplapon.

Természetesen a 14, 24 csapokat külön elemként is a 35 alaplaphoz lehet erősíteni, és további elemmel lehet őket összekötni a mag létrehozásához.

A magnak a csapokat alkotó részei általában keménymágneses anyagból vannak, hogy a mágneses polaritást megtartsák az energiaimpulzus után is.

A 8. ábrán látható egy többrétegű 35 alaplap robbantott képe, ahol több 30A, 30B és 30C furat körül vannak menetek kialakítva az A, B és C rétegekben, és ezek a 7. ábrán látható módon vannak összekötve.

Itt az áram először a 41A vezetőelemen át a 43 A spirálba jut az A rétegen, ahol az óramutató járásával megegyező irányban halad végig a meneteken, a 30A furatban lévő 14 csap körül. További menetek kialakítására az A réteg alatt vagy fölött lévő B rétegben van lehetőség, az itt lévő 30B furat körül. Jóllehet a rövidzárlat elkerülésére a 41A vezetőelemen célszerűen a 6. ábrán látható 47 védőréteg van, célszerű a két alaplapréteg között egy szigetelőréteg elhelyezése is.

Az A rétegen kialakított 43A spirál belső vége 46A átvezetéshez van csatlakoztatva. Ez célszerűen egy „bélelt” átmenőfurat, amely a B rétegben lévő 43B tekercshez csatlakozik. (A 8. ábrán a 43A, B és C menetek szélességét nem tüntettük fel.)

Az A rétegen keletkező mágneses mezőnek a B rétegen keletkező mágneses mezőhöz megfelelő értelemben történő hozzáadásához a B rétegen ugyancsak egy, az óramutató járásával megegyező irányú 43B spirált kell kialakítani a 30B furat körül az ábrázolt áramiránnyal. A B rétegben lévő 43B spirál külső végénél 46B átvezetés van, amelyen keresztül az áram a C rétegben lévő 43C spirál külső végéhez jut.

Ily módon a C rétegben egy, az óramutató járásával megegyező irányú befelé haladó 43C spirál van elhelyezve, amely az A és B rétegekben lévő 43A és 43B spirálok folytatását képezi.

Mivel a C rétegben lévő 43C spirál az óramutató járásával megegyezően befelé haladó spirál, nyilvánvaló, hogy ez az A rétegben kialakított ciklus megismétlése, vagyis a 8. ábrán bemutatott rendszer másfél ciklusból áll. Természetesen a rétegek száma tetszőlegesen növelhető, és így a ciklusok száma is a kívánt módon alakítható ki.

A különböző rétegekben kialakított lapostekercsek sorba vannak kötve, így a mágneses hatásuk is összeadódik, ha az áram a tekercsekben azonos irányban (az óramutató járásával megegyező, vagy azzal ellenkező irányban) halad a mag körül, függetlenül attól, hogy az egyes spirálok kifelé, vagy befelé haladnak.

A10. ábrán bemutatott megoldásnál az azonos irányban sorba kötött tekercsek a 14E csapoknál északi pólust, az ellenkező irányú áramlás pedig déli pólust hoz létre a kijelzőelemben.

Ha a kijelzőelemnek az 1. ábrán látható kiviteli alaknak megfelelően két csapja van (ilyeneket mutatnak be

HU 222 456 Β1 a technika állásánál ismertetett szabadalmak közül az első három), a 32 furatot körülvevő, a rétegekben elrendezett tekercsek ellenkező értelmű mágneseződést hoznak létre a 24E csapvégen és a 14E csapvégen a 30 furatban.

A menetek irányítása azonos valamennyi, a 24 csapot körülvevő tekercsben, így a bemutatott rétegek azonosan kapcsolt spirálokból állnak az 1. ábrán látható furatok körül elhelyezve. Az áram iránya azonban a 24 csapot körülvevő tekercsekben fordított a 14 csaphoz képest. Az áramirányok tehát a kijelző ON vagy OFF állásának megfelelően vannak kialakítva az egyik csapnál, és ehhez képest fordítottan a másik csapnál.

Az 5. ábrán látható 41A vezetőelem az óramutató járásával megegyezően befelé hajló 43D spirálhoz kapcsolódik, és áramot vezet a 32 furatot, illetve az abban lévő, de nem ábrázolt 24 csapot körülvevő vezetőelembe. A 43B spirál bevezetővégénél a vezetőelem a 46A átvezetéshez van csatlakoztatva, amely a 35 alaplapon keresztül 47 vezetőelemhez csatlakozik a 35 alaplap másik oldalán. A 47 vezetőelem bal oldalán a 45B átvezetéshez csatlakozik, és ez ismét a 35 alaplap innenső oldalán lévő 43E spirál belső végével van összekapcsolva. A 43E spirál 41B kivezetése az áramforráshoz vezet.

Látható, hogy a tekercsek úgy vannak elrendezve és egymáshoz kapcsolva, hogy a nyilak irányában haladó áram a 30 furatban lévő csapot egyféle értelemben mágnesezik, míg a 32 furatban lévő csapot az ellenkező értelemben, így, ha az áramirányt a menetekben megfordítjuk, mindkét csap ellenkező polaritásra vált, de ugyanakkor egymáshoz képest szintén ellenkező polaritású marad.

Látható, hogy ha a 43E és/vagy 43D spirálokat több sorba kapcsolt spirállal helyettesítjük, ahogy azt a 8. ábrán bemutattuk, az így sorba kapcsolt spirálok egyik végét az áramforráshoz, másik végét a 47 vezetőelemhez kapcsoljuk.

A 6. ábrán látható a 35 alaplap egy részének metszete kinagyítva a 41A spirállal és a 47 vezetőelemmel, amelyeket 45A átvezetés kapcsol össze.

A lapostekercsek - amint azt már mondottuk - a furatok közelében vannak elhelyezve, de a legbelsőbb részük annyira távol van a 30 és 32 furatok falától, hogy bármilyen rövidzárlat veszélye kiküszöbölhető legyen.

A laposspirálokat elvileg a 35 alaplap síkjában helyezzük el, függetlenül attól, hogy egyetlen menetként vagy sorba kapcsolt menetekként vannak kialakítva.

A találmány szerinti megoldás mindenütt alkalmazható, ahol tekercseket használnak magok mágnesezésére, és ezzel valamilyen elem mozgatására, rögzítésére vagy valamilyen kijelző kapcsolására. Nyilvánvaló, hogy a találmány lényegét nem érinti, ha azt a bemutatottól eltérő, bármilyen kiegészítőelemmel ellátott szerkezetben használják.

A találmány szerinti megoldás alkalmazható például az US 5,050,325 számú szabadalomban bemutatott megoldásnál a tekercselt spirálok helyettesítésére LED-kijelzővel ellátott megoldásoknál. Ugyanígy használható a találmány az US/ RE 35,357 vagy az US 5,337,077 számú szabadalmakban bemutatott száloptikával ellátott megoldásoknál is, valamint az US 4,566,210 számú szabadalomban bemutatott megoldásnál, ahol egyetlen csapot mágnesezhetünk lapostekercsekkel e körül a csap körül elrendezve, aminek hatására a kijelző a világos vagy sötét állásba kerül.

Az US 4,156,872 számú szabadalomban ismertetett tárcsás megoldást egyetlen csap működteti. Itt az alaplap két oldalán elhelyezett laposspirállal lehet a kijelzőelem működtetését megoldani.

A menetek fogalmát a jelen megoldással kapcsolatban úgy lehet meghatározni, hogy az áramot vezető menetek az alkalmazott menetek közül azok, amelyek a mag, illetve a csapok mágnesezését végzik. Ezek a menetek a csaptól meghatározott távolságon belül tudnak hatékony mágnesezést kifejteni. Az erre vonatkozó források nem teljesen pontosak, de egy, a magot körülbelül 360°-ban körülvevő menetet tekintve egységnek, az 5. ábrán bemutatott megoldásnál két menet és egy törtrész veszi körül. A 8. ábrán bemutatott megoldásnál a menetek száma körülbelül három és fél.

Egy, a magra merőleges síkban, annak közelében elhaladó egyenes áramvezető körülbelül fél menetnek számítható.

A magot körülvevő áramvezető lehet spirális vagy tekercs alakú, folyamatosan görbülő pályával, vagy egyenes szakaszokból kialakítva, ahol az egyenes szakaszok alkothatnak négyzetet, hatszöget, nyolcszöget vagy egyéb alakot. Az 5a. ábrán bemutatott megoldásnál olyan spirált mutatunk, amelynek menetei nyolc egyenes szakaszból tevődnek össze, azaz gyakorlatilag nyolcszögű tekercseknek tekinthetők. Mindenféle tekercs előállítható tehát bármilyen alakban és nagyságban, a magtól meghatározott távolságon belül.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Alaplap (35) kijelzőhöz, az alaplap (35) furatán (30, 32) átvezetett mágnesezhető maggal és a mágnesezés irányától függő állású kijelzőelemmel, azzal jellemezve, hogy az alaplap (35) felületén az elektromos áram irányától függő mágnesezést létrehozó elhelyezésű és alakú vezetőelem van.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a vezetőelem vékony vezetőréteg.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a vezetőelem az alaplap furata (30, 32) körül legalább egy menetet alkot.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a kijelzőelem (17) tárcsa.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a furat (30,32) körül több rétegből áll, a vezetőelem pedig ezeken több olyan részből van kialakítva, amelyek sorba kapcsolva a magot azonos értelemben mágnesezik.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a kijelző magként két csapot (14, 24) tartalmaz, és a vezetőelemek úgy vannak kiala4

   HU 222 456 Β1 kítva, hogy sorba kapcsolva ezen csapokat (14, 24) bármely áramiránynál egymáshoz képest ellentétes értelemben mágnesezzék.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a mag két csapot (14,24) al- 5 kotva van U alakba hajlítva, és a kijelzőelemhez (17) kapcsolódóan az alaplapon (35) átvezetve.
8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti alaplap, azzal jellemezve, hogy a csapok (14, 24) szorosan illeszkednek a kijelző házának furataiba.