PL241680B1

PL241680B1 - Capacitive switch unit

Info

Publication number: PL241680B1
Application number: PL432660A
Authority: PL
Inventors: Marek WOŹNIAK; Marek Woźniak; Antoni BOGUSZ; Antoni Bogusz
Original assignee: Merit Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2022-11-21
Also published as: WO2021150130A4; PL432660A1; EP4094361A1; WO2021150130A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zespół przełącznika zawierający obudowę przycisk aktywacyjny mający możliwość przesuwu wzdłuż osi aktywacyjnej (A), oraz kondensator zmienny (4) stanowiący przełącznik pojemnościowy mający pozycję wyłączenia i co najmniej jedną pozycję włączenia. Aby w prosty sposób predefiniować reakcję haptyczną zespołu przełącznika jak i zmianę pojemności kondensatora zmiennego (4) w funkcji przesuwu przycisku aktywacyjnego, rzeczony kondensator zmienny (4) zawiera sprężysty element aktywacyjny (41) o zamkniętym przekroju poprzecznym oparty na co najmniej dwóch punktach wspierających (P1, P2) znajdujących się po przeciwnych stronach osi aktywacyjnej (A) i po jednej stronie najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej (A) cięciwy (C) tego przekroju i definiujących odcinek wspierający (B) znajdujący się co najmniej częściowo we wnętrzu tego przekroju poprzecznego, przy czym rzeczone punkty wspierające (P1, P2) są zdefiniowane przez co najmniej jeden element podporowy (42), oraz na punkcie aktywacyjnym (P3) znajdującym się zasadniczo na osi aktywacyjnej (A); pierwszą okładkę (44) znajdującą się na elemencie aktywacyjnym (41); oraz drugą okładkę (45) znajdującą się w rzeczonej pozycji wyłączenia w pewnej odległości od pierwszej okładki (44); przy czym zbliżanie punktu aktywacyjnego do punktów wspierających (P1, P2) wzdłuż osi aktywacyjnej powoduje obustronne dośrodkowe ściskanie elementu aktywacyjnego (41) wzdłuż osi aktywacyjnej (A) i odśrodkowe rozciąganie elementu aktywacyjnego (41) na kierunku zasadniczo prostopadłym do osi aktywacyjnej (A) oraz przemieszczanie pierwszej okładki (44) względem drugiej okładki (45) kondensatora zmiennego (4).The subject of the application is a switch assembly comprising a housing, an activation button that can be moved along the activation axis (A), and a variable capacitor (4) constituting a capacitive switch with an off position and at least one on position. In order to easily predefine the haptic response of the switch assembly as well as the change of the capacitance of the variable capacitor (4) as a function of the activation button travel, said variable capacitor (4) comprises an elastic activation element (41) with a closed cross-section resting on at least two support points (P1 , P2) located on opposite sides of the activation axis (A) and on one side of the longest chord (C) perpendicular to the activation axis (A) of this cross-section and defining a support section (B) located at least partially inside this cross-section, with wherein said support points (P1, P2) are defined by at least one support element (42), and at an activation point (P3) substantially on the activation axis (A); a first cover (44) provided on the activation element (41); and a second cover (45) in said off position at a distance from the first cover (44); wherein approaching the activation point to the support points (P1, P2) along the activation axis results in bilateral centripetal compression of the activation element (41) along the activation axis (A) and centrifugal stretching of the activation element (41) in a direction substantially perpendicular to the activation axis (A), and moving the first plate (44) relative to the second plate (45) of the variable capacitor (4).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zespół przełącznika pojemnościowego zawierający obudowę, przycisk aktywacyjny mający możliwość przesuwu wzdłuż osi aktywacyjnej, oraz kondensator zmienny stanowiący przełącznik pojemnościowy mający pozycję wyłączenia i co najmniej jedną pozycję włączenia, przy czym rzeczony kondensator zmienny zawiera sprężysty element aktywacyjny o zamkniętym przekroju poprzecznym oparty na punktach wspierających; pierwszą okładkę znajdującą się na elemencie aktywacyjnym; oraz drugą okładkę znajdującą się w rzeczonej pozycji wyłączenia w pewnej odległości od pierwszej okładki; przy czym zbliżanie punktu aktywacyjnego do punktów wspierających powoduje przemieszczanie pierwszej okładki względem drugiej okładki kondensatora zmiennego.The present invention relates to a capacitive switch assembly comprising a housing, an activation button movable along an activation axis, and a variable capacitor comprising a capacitive switch having an off position and at least one on position, said variable capacitor comprising a closed cross section resilient actuation element based on points supporting; a first cover provided on the activation element; and a second cover located in said off position at a distance from the first cover; wherein approaching the activation point to the support points causes the first plate to move relative to the second plate of the variable capacitor.

Elektryczne przełączniki pojemnościowe tego typu są stosowane w klawiaturach i innych systemach kontrolnych. Z uwagi na bezkontaktowość ich pracy są one mniej podatne na zużycie mechaniczne i utlenianie niż przełączniki kontaktowe.Electrical capacitive switches of this type are used in keyboards and other control systems. Due to non-contact operation, they are less susceptible to mechanical wear and oxidation than contact switches.

W opisie US6914785 ujawniono element obwodu elektrycznego zawierający: część górną wykonaną z elastycznie odkształcalnego materiału, mającą górną powierzchnię i spodnią powierzchnię, przy czym część górna ma obszary dźwigniowe oraz obszar środkowy zawierający fragment mający pierwszą warstwę przewodzącą; część dolną, mającą górną powierzchnię i spodnią powierzchnię oraz zawierającą część wraz umieszczoną na niej drugą warstwą przewodzącą; warstwę izolacyjną umieszczoną między warstwami przewodzącymi, zapobiegającą kontaktowi rzeczonych warstw ze sobą; oraz konstrukcje wsporcze sprzężone z częścią górną oraz częścią dolną, które działają jako punkty podparcia, na których część górna może być elastycznie odkształcana w odpowiedzi na siłę przyłożoną w sąsiedztwie obszarów dźwigniowych. W rezultacie rzeczony fragment części górnej przesuwa się względem części dolnej wzdłuż osi powodując ruch warstwy izolacyjnej pomiędzy warstwami przewodzącymi, a w konsekwencji mierzalną zmianę pojemności. Konstrukcję o podobnej funkcjonalności ujawnia opis US7025324.US6914785 discloses an electrical circuit element comprising: a top portion made of an elastically deformable material having a top surface and a bottom surface, the top portion having lever areas, and a middle area including a portion having a first conductive layer; a lower part having an upper surface and a lower surface and including a part with a second conductive layer disposed thereon; an insulating layer interposed between the conductive layers preventing said layers from contacting each other; and support structures coupled to the upper portion and the lower portion that act as fulcrums at which the upper portion can be elastically deformed in response to a force applied in the vicinity of the lever regions. As a result, said part of the upper part moves relative to the lower part along the axis, causing the movement of the insulating layer between the conductive layers and, consequently, a measurable change in capacitance. A design with similar functionality is disclosed in US7025324.

W opisie EP 3309967 A1 ujawniono pojemnościowe urządzenie przełączające, którego kondensator zmienny zawiera sprężysty element aktywacyjny o zamkniętym przekroju poprzecznym oparty na punktach wspierających; pierwszą okładkę znajdującą się na elemencie aktywacyjnym; oraz drugą okładkę znajdującą się w pozycji wyłączenia w pewnej odległości od pierwszej okładki; przy czym zbliżanie punktu aktywacyjnego do punktów wspierających powoduje przemieszczanie pierwszej okładki względem drugiej okładki kondensatora zmiennego.EP 3309967 A1 discloses a capacitive switching device whose variable capacitor comprises a closed cross-section resilient activation element based on support points; a first cover provided on the activation element; and a second cover located in the off position at a distance from the first cover; wherein approaching the activation point to the support points causes the first plate to move relative to the second plate of the variable capacitor.

Celem wynalazku było dostarczenie zespołu bezkontaktowego przełącznika pojemnościowego cechującego się niezawodną, prostą i ekonomiczną konstrukcją, umożliwiającą uzyskanie predefiniowanej reakcji haptycznej.The object of the invention was to provide a non-contact capacitive switch assembly with a reliable, simple and economical design, allowing for a predefined haptic response.

Istotą wynalazku jest opisany na wstępie zespół przełącznika, charakteryzujący się tym, że rzeczony sprężysty element aktywacyjny jest opary na co najmniej dwóch punktach wspierających znajdujących się po przeciwnych stronach osi aktywacyjnej i po jednej stronie najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej cięciwy tego przekroju i definiujących odcinek wspierający znajdujący się co najmniej częściowo we wnętrzu tego przekroju poprzecznego, przy czym rzeczone punkty wspierające są zdefiniowane przez co najmniej jeden element podporowy, oraz na punkcie aktywacyjnym znajdującym się zasadniczo na osi aktywacyjnej; przy czym zbliżanie punktu aktywacyjnego do punktów wspierających wzdłuż osi aktywacyjnej powoduje obustronne dośrodkowe ściskanie elementu aktywacyjnego wzdłuż osi aktywacyjnej i odśrodkowe rozciąganie elementu aktywacyjnego na kierunku zasadniczo prostopadłym do osi aktywacyjnej, przy czym element aktywacyjny ma puste wnętrze, a zmiana pojemności kondensatora zmiennego w funkcji przesuwu przycisku aktywacyjnego jest predefiniowana odległością pomiędzy punktami wspierającymi, zaś reakcja haptyczna zespołu przełącznika jest realizowana jest przez element aktywacyjny i jest predefiniowana jego wymiarami i grubością ścianek.The essence of the invention is the switch assembly described in the introduction, characterized in that said elastic activation element is based on at least two support points located on opposite sides of the activation axis and on one side of the longest chord of this section perpendicular to the activation axis and defining a support section located located at least partially within said cross-section, said support points being defined by at least one support element, and at an activation point substantially on the activation axis; wherein approaching the activation point to the support points along the activation axis results in bilateral centripetal compression of the activation element along the activation axis and centrifugal stretching of the activation element in a direction substantially perpendicular to the activation axis, the activation element having a hollow interior, and the change of capacitance of the variable capacitor as a function of shifting the button of the activation element is predefined by the distance between the support points, and the haptic response of the switch assembly is provided by the activation element and is predefined by its dimensions and wall thickness.

W pierwszym wariancie wynalazku element aktywacyjny jest oparty na co najmniej dwóch zewnętrznych punktach wspierających oraz na punkcie aktywacyjnym znajdującym się po drugiej stronie, względem położenia zewnętrznych punktów wspierających, rzeczonej najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej cięciwy tego przekroju.In the first variant of the invention, the activation element is based on at least two external support points and on the activation point on the other side, relative to the position of the external support points, of said longest chord of this section perpendicular to the activation axis.

W drugim wariancie wynalazku element aktywacyjny jest oparty na co najmniej dwóch wewnętrznych punktach wspierających, oraz na punkcie aktywacyjnym znajdującym się po tej samej stronie rzeczonej najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej cięciwy tego przekroju co wewnętrzne punkty spierające.In the second variant of the invention, the activation element is based on at least two internal support points, and on the activation point located on the same side of said longest chord of this section perpendicular to the activation axis as the internal support points.

PL 241 680 B1PL 241 680 B1

Sprężysty element aktywacyjny o zamkniętym przekroju poprzecznym umożliwia uzyskanie reakcji haptycznej, która realizowana jest wyłącznie za jego pośrednictwem i może być w łatwy sposób predefiniowana, na przykład poprzez zmianę jego wymiarów i grubości ścianek. Zmiana pojemności kondensatora zmiennego w funkcji przesuwu przycisku aktywacyjnego może być również predefiniowana w łatwy sposób poprzez zmianę odległości pomiędzy punktami wspierającymi, jak i rozmieszczenie okładek kondensatora w miejscu określonej deformacji sprężystego elementu aktywacyjnego.A resilient activation element with a closed cross-section allows for a haptic response that is carried out exclusively through it and can be easily predefined, for example by changing its dimensions and wall thickness. The change in the capacitance of the variable capacitor as a function of the activation button travel can also be easily predefined by changing the distance between the support points and placing the capacitor plates in the place of a specific deformation of the elastic activation element.

Korzystnie przycisk aktywacyjny stanowi fragment rzeczonego sprężystego elementu aktywacyjnego i obejmuje punkt aktywacyjny.Preferably, the activation button is part of said resilient activation element and comprises an activation point.

Korzystnie przycisk aktywacyjny sąsiaduje z punktem aktywacyjnym.Preferably, the activation button is adjacent to the activation point.

Alternatywnie korzystnie przycisk aktywacyjny sąsiaduje z punktami wspierającymi.Alternatively, the activation button is preferably adjacent to the support points.

Korzystnie rzeczony element aktywacyjny ma kształt cylindryczny, eliptyczny, owalny bądź sferyczny.Preferably said activation element is cylindrical, elliptical, oval or spherical in shape.

Alternatywnie rzeczony element aktywacyjny składa się korzystnie z co najmniej dwóch członów, korzystnie połączonych są ze sobą przegubami.Alternatively, said activation element preferably consists of at least two members, preferably connected to each other by joints.

Korzystnie sprężysty element aktywacyjny jest wykonany z metalu i stanowi pierwszą okładkę kondensatora zmiennego.Preferably, the resilient activation element is made of metal and constitutes the first plate of the variable capacitor.

Alternatywnie pierwsza okładka kondensatora zmiennego jest korzystnie zamocowana na sprężystym elemencie aktywacyjnym.Alternatively, the first plate of the variable capacitor is preferably mounted on a resilient activation member.

Wynalazek uwidoczniono w przykładach wykonania i na załączonym rysunku, na którym:The invention is shown in the exemplary embodiments and in the accompanying drawing, in which:

fig. 1 przedstawia schematyczny widok aksonometryczny pierwszego przykładu wykonania zespołu przełącznika pojemnościowego według wynalazku;Fig. 1 shows a schematic axonometric view of a first embodiment of a capacitive switch assembly according to the invention;

fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny pierwszego przykładu wykonania zespołu przełącz- nika w pozycji wyłączenia;Fig. 2 is a cross-sectional view of a first embodiment of the switch assembly in the off position;

fig. 3 przedstawia schematycznie powiększony fragment rysunku fig. 2 obrazujący zespół przełącznika według pierwszego przykładu wykonania w pozycji wyłączenia (fig. 3a) i w pozycji włączenia (fig. 3b);Fig. 3 is a schematic enlarged portion of Fig. 2 showing the switch assembly of the first embodiment in the off position (Fig. 3a) and in the on position (Fig. 3b);

fig. 4 przedstawia schematyczny przekrój poprzeczny ilustrujący zasadę działania zespołu przełącznika według drugiego przykładu wykonania;Fig. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating the principle of operation of the switch assembly according to the second embodiment;

fig. 5 przedstawia schematyczny przekrój poprzeczny ilustrujący zasadę działania zespołu przełącznika według trzeciego przykładu wykonania;Fig. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the principle of operation of the switch assembly according to the third embodiment;

fig. 6 przedstawia schematyczny przekrój poprzeczny ilustrujący zasadę działania zespołu przełącznika według czwartego przykładu wykonania; a fig. 7 przedstawia zespół przełącznika według piątego przykładu wykonania w widoku z góry.Fig. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the principle of operation of the switch assembly according to the fourth embodiment; and Fig. 7 is a plan view of the switch assembly according to the fifth embodiment.

Odsyłacze numeryczne do tych samych funkcjonalnie elementów pozostają takie same na wszystkich figurach rysunku, przy czym tam gdzie jest to stosowne mają one dodatkowe sufiksy (a, b, ...) dla odróżnienia elementów o tej samej funkcjonalności, ale odmiennej budowie.Numerical references to functionally the same elements remain the same throughout the drawings, with additional suffixes (a, b, ...) where appropriate to distinguish elements with the same functionality but different construction.

Przedstawiony na rysunku fig. 1-3 pierwszy przykład wykonania zespołu przełącznika 1 zawiera obudowę 2 i przycisk 3 osadzony w obudowie 3 z możliwością przesuwu wzdłuż osi aktywacji A. Przycisk 3 współpracuje z kondensatorem zmiennym 4 pełniącym funkcję przełącznika pojemnościowego mającego pozycję wyłączenia i co najmniej jedną pozycję włączenia.The first embodiment of the switch assembly 1 shown in Figs. 1-3 includes a housing 2 and a button 3 embedded in the housing 3 with the possibility of sliding along the activation axis A. The button 3 cooperates with a variable capacitor 4 acting as a capacitive switch with an off position and at least one on position.

Kondensator zmienny 4 zawiera sprężysty, metalowy element aktywacyjny 41 o cylindrycznym przekroju poprzecznym S oparty w dwóch zewnętrznych punktach wspierających P1 i P2 znajdujących się po przeciwnych stronach osi aktywacyjnej A i po dolnej stronie najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej A cięciwy C przekroju S. Punkty wspierające P1 i P2 definiują odcinek wspierający B o stałej długości znajdujący we wnętrzu przekroju porzecznego S. W tym przykładzie wykonania punkty wspierające P1, P2 znajdują się po zewnętrznej stronie elementu aktywacyjnego 41 i zdefiniowane są przez dwa wzdłużne, elektrycznie przewodzące elementy podporowe 42 zamocowane do elementu nośnego 43 w postaci płytki drukowanej zamocowanej wewnątrz obudowy 2 na płycie wsporczej 21. W tym przykładzie wykonania element aktywacyjny 41 definiuje pierwszą okładkę 44 kondensatora zmiennego 4. Druga okładka 45 znajduje się na elemencie nośnym 43 pod pierwszą okładką 44. Druga okładka 45 oraz pierwsza okładka 44 (za pośrednictwem elementów podporowych 42) są elektrycznie połączone z pokazanym schematycznie na rysunku fig. 3b obwodem aktywacyjnym 5 wykrywającym zmianę pojemności kondensatora zmiennego 4 w zależności od odległości między nimi.The variable capacitor 4 comprises a resilient, metal activation element 41 with a cylindrical cross-section S, resting on two external support points P1 and P2 located on opposite sides of the activation axis A and on the lower side of the longest perpendicular to the activation axis A of the chord C of cross-section S. Support points P1 and P2 define a support section B of constant length located inside the cross-section S. In this embodiment, the support points P1, P2 are located on the outside of the activation element 41 and are defined by two longitudinal electrically conductive support elements 42 attached to the support element 43 in the form of a printed circuit board mounted inside the housing 2 on a support plate 21. In this embodiment, the activation element 41 defines the first plate 44 of the variable capacitor 4. The second plate 45 is located on the carrier 43 under the first plate 44. The second plate 45 and the first plate 44 ( indirectly By means of support elements 42) they are electrically connected to the activation circuit 5 shown schematically in Fig. 3b, detecting the change in the capacitance of the variable capacitor 4 depending on the distance between them.

Na rysunku fig. 3a pokazano kondensator zmienny 4 zespołu przełącznika 1 w pozycji wyłączenia. Sprężysty element aktywacyjny 41 ma postać nieodkształconą, utrzymując pozycję wyłączenia przełącznika, a okładki 44, 45 znajdują się w odległości L1 od siebie. Wzdłużny wewnętrzny trzpieńFig. 3a shows the variable capacitor 4 of the switch assembly 1 in the off position. The resilient activation element 41 is in a non-deformed form, maintaining the switch off position, and the covers 44, 45 are spaced L1 apart. Longitudinal inner pin

PL 241 680 B1 aktywacyjny 31 przycisku 3 definiuje punkt aktywacyjny P3 znajdujący się pomiędzy punktami wspierającymi P1 i P2, zasadniczo na osi aktywacyjnej A i po górnej stronie najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej cięciwy C przekroju S, czyli po drugiej względem położenia zewnętrznych punktów wspierających P1 i P2 stronie cięciwy C.PL 241 680 B1 the activation 31 of the button 3 defines the activation point P3 located between the support points P1 and P2, substantially on the activation axis A and on the upper side of the longest perpendicular to the activation axis of the chord C of section S, i.e. opposite to the position of the external support points P1 and P2 side of chord C.

Jak zobrazowano za pomocą strzałek na rysunku fig. 3b, po dośrodkowym naciśnięciu przez użytkownika przycisku 3 wzdłuż osi aktywacyjnej A, trzpień aktywacyjny 31 naciska na element aktywacyjny 41 powodując jego deformację i odśrodkowe rozciąganie na kierunku zasadniczo prostopadłym do osi aktywacyjnej A. W rezultacie, przekrój poprzeczny elementu aktywacyjnego 41 przyjmuje kształt elipsy, a odległość L2 między pierwszą okładką 44, a dugą okładką 45 staje się większa od odległości L1 w pozycji wyłączenia. Tym samym pojemność kondensatora 4 jest mniejsza od pojemności w pozycji wyłączenia zaznaczonej linią przerywaną i pokazanej na rysunku fig. 3a. Określona zmiana pojemności kondensatora 4, na przykład zmniejszenie pojemności poniżej określonej wartości progowej, może być interpretowana jako pozycja włączenia. Pojemność kondensatora 4 zmienia się przy tym oczywiście w sposób ciągły w zależności od deformacji elementu aktywacyjnego 41 prowadzącej do ciągłej zmiany odległości pomiędzy okładkami 44, 45, co może zostać wykorzystane na przykład do wykrywania wstępnej aktywacji przycisku, etc.As shown by the arrows in Fig. 3b, when the user presses the button 3 in the center along the activation axis A, the activation pin 31 presses on the activation element 41 causing it to deform and stretch centrifugally in a direction substantially perpendicular to the activation axis A. As a result, the cross section the transverse of the activation element 41 takes the shape of an ellipse, and the distance L2 between the first cover 44 and the second cover 45 becomes larger than the distance L1 in the off position. Thus, the capacitance of the capacitor 4 is smaller than the capacitance in the off position indicated by the dashed line and shown in Fig. 3a. A certain change in the capacitance of the capacitor 4, for example a decrease in capacitance below a certain threshold value, may be interpreted as an on position. The capacitance of the capacitor 4 varies, of course, continuously depending on the deformation of the activation element 41 leading to a continuous change in the distance between the plates 44, 45, which can be used, for example, to detect pre-activation of a button, etc.

W pozycji wyłączenia, w której element aktywacyjny 41 jest niezdeformowany po bokach najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej A cięciwy C przekroju S tego elementu 41 znajdują się puste przestrzenie umożliwiające przemieszczanie się ścianek elementu 41 w czasie jego deformowania do pozycji włączenia.In the off position, in which the activation element 41 is not deformed, there are empty spaces on the sides of the longest perpendicular to the activation axis A of the chord C of section S of this element 41, allowing the walls of the element 41 to move during its deformation to the on position.

Na rysunku fig. 4 zilustrowano drugi przykład wykonania zespołu przełącznika, w którym kondensator zmienny 4a zawiera sprężysty element aktywacyjny 41 a wykonany z tworzywa i składający się z dwóch wzdłużnych sprężystych członów aktywacyjnych 411a i 412a o zakrzywionym przekroju poprzecznym, których krzywizny są do siebie przeciwne i które połączone są ze sobą przegubami 413a. W tym przykładzie wykonania przekrój poprzeczny S elementu aktywacyjnego 41 jest oparty na czterech punktach wspierających P1, P4 oraz P2, P5 znajdujących się parami po przeciwnych stronach osi aktywacyjnej A. Punkty P1 i P2 zdefiniowane są przez dwa dolne elementy podporowe 421a zamocowane do dolnego elementu nośnego 431a, natomiast punkty P4 i P5 zdefiniowane są przez dwa górne elementy podporowe 422a zamocowane do dolnego elementu nośnego 432a. Pierwsza okładka 44a kondensatora 4a jest przyklejona do dolnego członu aktywacyjnego 412a, zaś druga okładka 45a jest przyklejona do elementu nośnego 43.Fig. 4 illustrates a second embodiment of the switch assembly in which the variable capacitor 4a includes a resilient activation element 41a made of plastic and consisting of two longitudinal resilient activation members 411a and 412a with a curved cross-section whose curvatures are opposite to each other and which are connected to each other by joints 413a. In this embodiment, the cross-section S of the activation element 41 is based on four support points P1, P4 and P2, P5 located in pairs on opposite sides of the activation axis A. The points P1 and P2 are defined by two lower support elements 421a attached to the lower support element 431a, while points P4 and P5 are defined by two upper support members 422a attached to the lower support member 432a. The first plate 44a of the capacitor 4a is glued to the lower activation member 412a and the second plate 45a is glued to the carrier 43.

W tym przykładzie wykonania przycisk aktywacyjny 3a stanowi fragment elementu aktywacyjnego 41, a ściślej górnego członu aktywacyjnego 411a, a w jego obrębie znajduje się punkt aktywacyjny P3.In this embodiment, the activation button 3a is a fragment of the activation element 41, more precisely the upper activation member 411a, and within it there is an activation point P3.

Podobnie jak w pierwszym przykładzie wykonania dośrodkowy nacisk na górny człon aktywacyjny 411a w sąsiedztwie punktu aktywacyjnego P3 przekroju S prowadzi do jego odkształcenia, które przekazywane jest poprzez przeguby 413a na dolny człon aktywacyjny 412a, a to prowadzi z kolei do oddalenia pierwszej okładki 44a od drugiej okładki 45a z pozycji wyłączenia zdefiniowanej odległością L1 do pozycji włączenia, zdefiniowanej odległością L2. W tej pozycji wyłączenia górny człon aktywacyjny 411a znajduje się w pewnej odległości od górnych elementów podporowych 411a.As in the first embodiment, the centripetal pressure on the upper activation member 411a in the vicinity of the S-section activation point P3 leads to its deformation, which is transferred through the joints 413a to the lower activation member 412a, which in turn leads to the first cover 44a moving away from the second cover 45a from the off position defined by the distance L1 to the on position defined by the distance L2. In this off position, the upper activation member 411a is spaced from the upper support members 411a.

Na rysunku fig. 5 zilustrowano trzeci przykład wykonania zespołu przełącznika pojemnościowego. W tym przykładzie kondensator zmienny 4b ma metalowy, sprężysty, cylindryczny element aktywacyjny 41b, którego przekrój poprzeczny S jest oparty na punkcie aktywacyjnym P3 zdefiniowanym przez elektrycznie przewodzący dolny element podporowy 421b oraz dwóch punktach wspierających P1 i P2 zdefiniowanych przez dwa górne elementy podporowe 422b połączone z przyciskiem aktywacyjnym 3. Pierwsza okładka 44b kondensatora 4b jest zdefiniowana przez sam element aktywacyjny 41b i jest elektrycznie połączona z dolnym elementem podporowym 421b, natomiast druga okładka 45b jest przyklejona do kształtowego elementu nośnego 43b z tworzywa. W tym przykładzie wykonania odkształcenie elementu aktywacyjnego 41b wywołane naciskaniem przycisku 3 prowadzi do zbliżenia pierwszej okładki 44b z zaznaczonej linią przerywaną pozycji wyłączenia zdefiniowanej odległością L1 do pozycji włączenia, zdefiniowanej odległością L2.Figure 5 illustrates a third embodiment of a capacitive switch assembly. In this example, the variable capacitor 4b has a metallic, resilient, cylindrical activation element 41b whose cross-section S is based on the activation point P3 defined by the electrically conductive lower support element 421b and two support points P1 and P2 defined by two upper support elements 422b connected to activation button 3. The first cover 44b of the capacitor 4b is defined by the activation element 41b itself and is electrically connected to the lower support element 421b, while the second cover 45b is glued to the shaped plastic support element 43b. In this embodiment, the deformation of the activation element 41b caused by pressing the button 3 leads to the first cover 44b from the dotted line of the off position defined by the distance L1 to the on position defined by the distance L2.

Na rysunku fig. 6 zilustrowano czwarty przykład wykonania zespołu przełącznika pojemnościowego, mający kondensator zmienny 4c, którego cylindryczny, metalowy element aktywacyjny 41c jest nasunięty na metalowy element podporowy 42c definiujący wewnętrzne punkty wspierające P1 i P2 znajdujące się po przeciwnych stronach osi aktywacyjnej A i odcinek wspierający B znajdujący się weFigure 6 illustrates a fourth embodiment of a capacitive switch assembly having a variable capacitor 4c whose cylindrical metal activation member 41c is slid over a metal support member 42c defining internal support points P1 and P2 on opposite sides of the activation axis A and the support section. B located in

PL 241 680 B1 wnętrzu przekroju poprzecznego S elementu aktywacyjnego 41c. Przy wewnętrznym podparciu elementu aktywacyjnego 41c, punkt aktywacyjny P3 znajduje się po tej samej stronie najdłuższej prostopadłej do osi aktywacyjnej cięciwy C przekroju S, co wewnętrzne punkty wspierające P1 i P2.EN 241 680 B1 inside the cross-section S of the activation element 41c. With the internal support of the activation element 41c, the activation point P3 is located on the same side of the longest perpendicular to the activation axis of the chord C of the S-section as the internal support points P1 and P2.

Na rysunku fig. 7 zilustrowano czwarty przykład wykonania zespołu przełącznika pojemnościowego. W tym przykładzie kondensator zmienny 4d ma metalowy, sprężysty element aktywacyjny 41d o kształcie sferycznym posadowiony na cylindrycznym elemencie podporowym 42d. Jak zobrazowano za pomocą strzałek dośrodkowy nacisk na element aktywacyjny 41d w punkcie aktywacyjnym P3 wzdłuż prostopadłej do płaszczyzny rysunku osi aktywacyjnej A prowadzi do jego odśrodkowego rozciągania w płaszczyźnie rysunku na kierunkach prostopadłych do osi aktywacyjnej A. W tym przykładzie cały sferyczny element aktywacyjny 41d definiuje pierwszą okładkę 44d, zaś druga okładka 45 zdefiniowana jest przez element pierścieniowy pozostający w pozycji wyłączenia w odległości L1 od elementu aktywacyjnego 41d definiującego pierwszą okładkę 44d.Figure 7 shows a fourth embodiment of a capacitive switch assembly. In this example, the variable capacitor 4d has a spherical shaped metal spring actuator 41d seated on a cylindrical support 42d. As shown by the arrows, the centripetal pressure on the activation element 41d at the activation point P3 along the perpendicular to the drawing plane of the activation axis A leads to its centrifugal stretching in the drawing plane in directions perpendicular to the activation axis A. In this example, the entire spherical activation element 41d defines the first cover 44d and the second cover 45 is defined by a ring member remaining in the off position at a distance L1 from the activation member 41d defining the first cover 44d.

Na przedstawionym rysunku, celem lepszego zilustrowania wzoru, niektóre jego cechy mogły zostać pokazane z przesadą lub w pomniejszeniu/powiększeniu, bez zachowania właściwej skali. Przedstawionych przykładów realizacji wynalazku nie należy traktować jako ograniczających zakres jego ochrony zdefiniowany w zastrzeżeniach patentowych.In the presented drawing, in order to better illustrate the pattern, some of its features may have been shown exaggerated or reduced/enlarged, without maintaining the correct scale. The presented embodiments of the invention should not be treated as limiting the scope of its protection defined in the patent claims.

Claims

Patent claims

A switch assembly comprising a housing, an activation button movable along an activation axis, and a variable capacitor comprising a capacitive switch having an off position and at least one on position, said variable capacitor (4) comprising a closed section resilient activation member (41) transversal (S) based on support points;

a first cover (44) provided on the activation element (41); and a second cover (45) in said off position at a distance (L1) from the first cover (44);

the approach of the activation point (P3) to the support points (P1, P2) causes the displacement of the first plate (44) relative to the second plate (45) of the variable capacitor (4), characterized in that said elastic activation element (41) rests on at least two support points (P1, P2) located on opposite sides of the activation axis (A) and on one side of the longest chord (C) of this section (S) perpendicular to the activation axis (A) and defining a support section (B) located at at least partially within said cross-section (S), said support points (P1, P2) being defined by at least one support element (42), and at an activation point (P3) substantially on the activation axis (A);

wherein approaching the activation point (P3) to the support points (P1, P2) along the activation axis results in bilateral centripetal compression of the activation element (41) along the activation axis (A) and centrifugal stretching of the activation element (41) in a direction substantially perpendicular to the activation axis ( A), wherein the activation element (41) has a hollow interior and is supported by at least two outer support points (P1, P2) and an activation point (P3) on the other side relative to the position of the outer support points (P1, P2 ), the longest perpendicular to the activation axis of the chord (C) of this section (S), while the change in the capacitance of the variable capacitor (4) as a function of the activation button (3) travel is predefined by the distance between the support points (P1, P2), and the haptic response of the switch assembly (1) is carried out by the activation element (41) and is predefined by its dimensions and wall thickness .

2. A switch assembly as claimed in claim 1. The activation button of claim 1, characterized in that the activation button (3a) is part of said activation spring element (41) and includes the activation point (P3).

PL 241 680 B1

3. A switch assembly as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the activation button (3) is adjacent to the activation point (P3).

4. A switch assembly as claimed in claim 1. 1 or 2, characterized in that the activation button (3) is adjacent to the support points (P1, P2).

5. A switch assembly as claimed in claim 1. A device according to claim 1 or 2 or 3 or 4, characterized in that the activation element (41) is cylindrical (41, 41b, 41c), elliptical, oval or spherical (41d).

6. A switch assembly as claimed in claim 1. 1 or 2, or 3 or 4, characterized in that the activation element (41a) consists of at least two members (411a, 412a), preferably connected to each other by joints (413a).

7. A switch assembly as claimed in claim 1. 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that the resilient activation element (41) is made of metal and constitutes the first cover (44) of the variable capacitor (4).

8. A switch assembly as claimed in claim 1. 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6, characterized in that the first plate (44a) of the variable capacitor (4a) is fixed on the resilient activation element (41).

9. A switch assembly comprising a housing, an activation button movable along an activation axis, and a variable capacitor comprising a capacitive switch having an off position and at least one on position, said variable capacitor (4) comprising a closed-section resilient activation member (41) transversal (S) based on support points;

a first cover (44) provided on the activation element (41); and a second cover (45) located in said off position at a distance (L1) from the first cover (44);

wherein approaching the activation point (P3) to the support points (P1, P2) along the activation axis results in bilateral centripetal compression of the activation element (41) along the activation axis (A) and centrifugal stretching of the activation element (41) in a direction substantially perpendicular to the activation axis ( A), wherein the activation element (41) has a hollow interior and is supported by at least two internal support points (P1, P2), and an activation point (P3) located on the same side of said longest chord perpendicular to the activation axis ( C) of the same cross-section (S) as the internal support points (P1, P2), where the change in the capacitance of the variable capacitor (4) as a function of the activation button (3) is predefined by the distance between the support points (P1, P2), and the haptic reaction of the of the switch (1) is carried out by the activation element (41) and is predefined by its dimensions and wall thickness.

10. A switch assembly as claimed in claim 1. 9, characterized in that the activation button (3a) is part of said activation resilient element (41) and includes the activation point (P3).

11. A switch assembly as claimed in claim 1. 9 or 10, characterized in that the activation button (3) is adjacent to the activation point (P3).

PL 241 680 B1

12. A switch assembly as claimed in claim 1. 9 or 10, characterized in that the activation button (3) is adjacent to the support points (P1, P2).

13. The switch assembly of claim 9 or 10 or 11 or 12, characterized in that the activation element (41) is cylindrical (41, 41b, 41c), elliptical, oval or spherical (41d).

14. A switch assembly as claimed in claim 1. 9 or 10 or 11 or 12 or 13, characterized in that the activation element (41a) consists of at least two members (411a, 412a), preferably connected by joints (413a).

15. A switch assembly as claimed in claim 1. 9 or 10 or 11 or 12 or 13 or 14, characterized in that the elastic activation element (41) is made of metal and constitutes the first cover (44) of the variable capacitor (4).

16. A switch assembly as claimed in claim 1. 9 or 10 or 11 or 12 or 12 or 14 or 15, characterized in that the first plate (44a) of the variable capacitor (4a) is fixed on the resilient activation element (41).