RU2406179C1

RU2406179C1 - Push button switch

Info

Publication number: RU2406179C1
Application number: RU2009118737/07A
Authority: RU
Inventors: Андрей Геннадьевич Полутов (RU); Андрей Геннадьевич Полутов; Андрей Николаевич Самойлов (RU); Андрей Николаевич Самойлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко (ОАО "ЭЛАРА")
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: push button switch is consisted of a body, circuit board with light-emitting sources, light conduit made from transparent material with open-end hole made around push button and other holes for light-emitting sources, and film with formed push button. Holes in light conduit for light-emitting sources are of spherical shape. Surfaces tilted at close to direct angle to dispersion angle generatrix of light-emitting sources are available in the area of open-end hole around light conduit. The push button is situated below the level of the body and represented with adjoining to each other mask and film having coaxial spherical surfaces mounted on them. The circuit board contains switch with reflecting surface. The switch is located outsides the area of dispersion. The film may be made as dispersive.

EFFECT: improved reliability of device operation in complicated climatic conditions and extended life cycle; stable operation and simplified technology, design and reduced costs of production outfit.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутационной технике, к которой предъявляются требования по обеспечению заданной яркости встроенного освещения. Оно может быть использовано в системах ввода, отображения и преобразования информации, в качестве контактных элементов клавиатур устройств управления и отображения информации летательных аппаратах и автотранспорта.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to switching equipment, which is required to ensure a given brightness of the built-in lighting. It can be used in input, display and information conversion systems, as contact elements for keyboards of control devices and information display for aircraft and vehicles.

Анализ применения кнопочных устройств и клавиатур, обеспечивающих равномерность яркости встроенного освещения, выявил широкое применение устройств, использующих светопровод из светопропускающих материалов. При этом сложность форм деталей из светопропускающих материалов однозначно указывает на применение описанных конструкций в бытовых условиях, а также на использование дорогостоящей технологической оснастки для массового выпуска изделий.An analysis of the use of push-button devices and keyboards that ensure uniform brightness of the built-in lighting revealed a widespread use of devices using a light guide from light-transmitting materials. At the same time, the complexity of the shapes of parts from light-transmitting materials clearly indicates the use of the described structures in domestic conditions, as well as the use of expensive technological equipment for mass production of products.

В условиях изготовления мелких серий и жестких требований, предъявляемых к габаритным размерам, яркости, работоспособности в жестких климатических условиях и условиях повышенной вибрации использование большинства рассмотренных решений либо не рационально, либо сопровождается рядом недостатков.In the context of manufacturing small batches and stringent requirements for overall dimensions, brightness, operability in harsh climatic conditions and conditions of increased vibration, the use of most of the solutions considered is either not rational or is accompanied by a number of disadvantages.

Известны аналоги (патент Японии №11345532, Н01Н 13/02, опубл. 14.12.1999, заявка Японии №2005268165; Н01Н 13/02, опубл. 29.09.2005), представляющие собой устройства со встроенным освещением кнопки, содержащие корпус, монтажную плату с проводящими дорожками, образующими ряд участков переключения, контакты, электрически соединенные с проводящими дорожками платы, светоизлучающие источники, светопровод из упругого светопропускающего материала сложной формы и рельефа.Known analogues (Japanese patent No. 11345532, H01H 13/02, publ. 12/14/1999, Japanese application No. 2005268165; H01H 13/02, publ. 09/29/2005), which are devices with integrated button illumination, comprising a housing, a mounting plate with conductive paths forming a series of switching sections, contacts electrically connected to the conductive paths of the board, light emitting sources, a light guide of elastic light-transmitting material of complex shape and relief.

Недостатки аналогов: наличие свободного пространства между корпусом и светопроводом приводит к заполнению его грязью и водой, замерзающей при низких температурах, что может вызвать отказ устройства, к тому же для их удаления грязи требуются дополнительные средства. Воздействие на твердый переключатель, осуществляемое через упругую деталь, снижает его надежность и, следовательно, срок эксплуатации. Кнопки, выступающие за габариты корпуса, не обеспечивают защиты от случайного нажатия. Светопровод, выполненный из светопропускающего материала сложной формы и рельефа, направляет световое излучение в область кнопки (околокнопочное пространство). Сложная форма светопровода не обеспечивает жестко заданных светотехнических характеристик встроенного освещения. Конструкция устройства не обеспечивает качественного тактильного эффекта в течение периода эксплуатации.Disadvantages of analogues: the presence of free space between the housing and the light guide leads to its filling with dirt and water, freezing at low temperatures, which can cause the device to fail, and additional means are required to remove dirt. The impact on the solid switch, carried out through the elastic part, reduces its reliability and, consequently, the service life. Buttons protruding beyond the dimensions of the case do not provide protection against accidental pressing. A light guide made of light-transmitting material of complex shape and relief directs light radiation to the button area (near-window space). The complex shape of the light guide does not provide the strictly specified lighting characteristics of the built-in lighting. The design of the device does not provide a high-quality tactile effect during the period of operation.

Наиболее близким к заявленному устройству (прототипом) является техническое решение (заявка РСТ №2008072666, Н01Н 13/02, опубл. 2008.06.19), в состав которого входят корпус, монтажная плата с проводящими дорожками, образующими ряд участков переключения, контакты, электрически соединяющиеся с проводящими дорожками платы, светоизлучающий источник, защитная пленка со сформированной кнопкой в области контакта, причем пленка с кнопкой выполнена из светопропускающего материала, светопровод - из светопропускающего материала со сквозным вырезом в околокнопочном пространстве и вырезами для светоизлучающих источников.Closest to the claimed device (prototype) is a technical solution (PCT application No. 2007072666, H01H 13/02, publ. 2008.06.19), which includes a housing, a mounting plate with conductive paths forming a series of switching sections, contacts that are electrically connected with conductive board tracks, a light-emitting source, a protective film with a button formed in the contact area, the film with the button is made of light-transmitting material, the light guide is made of light-transmitting material with a through cut in the fiberglass the internal space and openings for light-emitting sources.

Недостатки: выступающая за габариты корпуса кнопка, осуществляющая воздействие на твердый переключатель через упругую деталь, не обеспечивает защиту от случайного нажатия, что ведет к снижению надежности и срока эксплуатации устройства. Светоизлучающие источники расположены на плате произвольным образом без учета их угла рассеивания, что не обеспечивает получение заданных светотехнических характеристик: яркости, равномерности свечения символов, знаков, надписей и т.п. Для изготовления требуется использование сложной и дорогостоящей технологической оснастки.Disadvantages: a button protruding beyond the dimensions of the case, acting on a solid switch through an elastic part, does not provide protection against accidental pressing, which leads to a decrease in the reliability and life of the device. Light emitting sources are located on the board in an arbitrary manner without taking into account their scattering angle, which does not provide the desired lighting characteristics: brightness, uniformity of glow of symbols, signs, inscriptions, etc. For the manufacture requires the use of complex and expensive technological equipment.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности работы устройства в сложных климатических условиях и увеличение срока его службы, обеспечение стабильности в работе и упрощение технологии достижения заданных светотехнических характеристик (яркость, равномерность свечения символов, знаков, надписей и т.п.) в процессе эксплуатации при одновременном упрощении конструкции и сокращении затрат на оснащение производства.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the device in difficult climatic conditions and increase its service life, ensure stability in operation and simplify the technology to achieve the specified lighting characteristics (brightness, uniform illumination of symbols, signs, inscriptions, etc.) during operation during at the same time simplifying the design and reducing the cost of equipping the production.

Технический результат достигается тем, что кнопочный переключатель, содержащий корпус, монтажную плату с маской и светоизлучающими источниками, светопровод из светопропускающего материала со сквозным вырезом в околокнопочном пространстве и вырезами для светоизлучающих источников, пленку со сформированной кнопкой, вырезы в светопроводе для светоизлучающих источников имеют сферическую форму, в области сквозного выреза в околокнопочном пространстве светопровода выполнены поверхности, расположенные под близким к прямому углом к образующей угла рассеивания светоизлучающих источников, кнопка расположена ниже уровня корпуса и представляет собой примыкающие друг к другу маску со знаками и защитную пленку, на которых сформированы соосные сферические поверхности, монтажная плата содержит переключатель с отражающей поверхностью, расположенный вне областей рассеивания светоизлучающих источников. Причем защитная пленка является рассеивающей.The technical result is achieved in that the push-button switch comprising a housing, a circuit board with a mask and light-emitting sources, a light guide from light-transmitting material with a through-cut in the near-fiber space and cutouts for light-emitting sources, a film with a formed button, cut-outs in the light guide for light-emitting sources have a spherical shape , in the region of the through cut-out in the near-fiber space of the light guide, surfaces are made that are located close to a right angle to the image uyuschey angle scattering of light emitting sources, the button is located below the level of the housing and is contiguous with the mask marks and a protective film, which are formed coaxial with the spherical surface of the circuit board comprises a switch with a reflective surface disposed outside the regions of light-emitting sources dispersion. Moreover, the protective film is scattering.

Для обеспечения равномерности светотехнических характеристик используется рассеивающая защитная пленка 3 с определенным коэффициентом пропускания света, одновременно защищающая нанесенный на маску с внутренней стороны знак от механических повреждений. Для обеспечения равномерности светотехнических характеристик возможна доводка светотехнических характеристик методом подкраски поверхностей светопровода 4. Четко выраженный тактильный эффект обеспечивается выбором переключателя 8.To ensure uniform lighting performance, a scattering protective film 3 is used with a certain transmittance of light, while protecting the sign applied to the mask from the inside from mechanical damage. To ensure the uniformity of the lighting characteristics, it is possible to fine-tune the lighting characteristics by tinting the surfaces of the light guide 4. A clearly defined tactile effect is provided by the choice of switch 8.

Сущность изобретения, его реализуемость и возможность промышленного применения поясняются чертежом. Заявляемый кнопочный переключатель состоит из корпуса 1, в который без воздушных зазоров установлены маска 2 с нанесенными на нее знаками, рассеивающая защитная пленка 3, светопровод 4 из светопропускающего материала со вспомогательными поверхностями 5, которые расположены, например, под прямым углом к углу рассеивания Θ светоизлучающих источников. При этом светопровод 4 имеет сферические вырезы 6, а также сквозной вырез 7 для установки переключателя 8, который содержит, например, одну отражающую поверхность 9. В корпусе 1 также расположены монтажная плата 10 со светоизлучающими источниками 11 и маской платы 12 белого цвета и переключателем 8. Переключатель 8 замыкает контакты (не показано). Светоизлучающие источники 11 выполнены таким образом, что переключатель 8 находится вне областей рассеивания 2xΘ светоизлучающих источников. На маске 2 со знаками и на защитной рассеивающей пленке 3 сформированы сферические поверхности 13, формирующие тело кнопки, которая не выступает за габариты корпуса 1, благодаря чему обеспечивается защита от случайного нажатия. Отсутствие открытого свободного пространства, предотвращающего попадание грязи и воды в околокнопочное пространство, способствует повышению надежности, увеличению срока службы и обеспечению стабильности работы устройства.The invention, its feasibility and the possibility of industrial application are illustrated by the drawing. The inventive push-button switch consists of a housing 1, in which a mask 2 with signs applied on it, a diffusing protective film 3, a light guide 4 made of light-transmitting material with auxiliary surfaces 5, which are, for example, at right angles to the diffusion angle Θ of light-emitting ones, are installed without air gaps sources. In this case, the light guide 4 has spherical cutouts 6, as well as a through cutout 7 for mounting a switch 8, which contains, for example, one reflective surface 9. A mounting plate 10 with light-emitting sources 11 and a white board mask 12 and a switch 8 are also located in the housing 1 Switch 8 closes the contacts (not shown). The light emitting sources 11 are configured such that the switch 8 is located outside the scattering regions 2xΘ of the light emitting sources. On the mask 2 with signs and on the protective scattering film 3 spherical surfaces 13 are formed, forming the body of the button, which does not protrude beyond the dimensions of the housing 1, which ensures protection against accidental pressing. The lack of open free space, preventing the ingress of dirt and water into the near-fiber space, helps to increase reliability, increase the service life and ensure the stability of the device.

В качестве материала корпуса 1 могут применяться алюминиевый сплав, поликарбонат, оргстекло, а в качестве материала светопровода - поликарбонат, оргстекло.As the material of the housing 1, aluminum alloy, polycarbonate, plexiglas can be used, and polycarbonate, plexiglass as the material of the light guide.

В качестве материала рассеивающей защитной пленки 3 можно использовать полиэтилентерефтолат (ПЭТ), лавсан, поликарбонат и т.д.As the material of the scattering protective film 3, you can use polyethylene terephthalate (PET), lavsan, polycarbonate, etc.

Маска со знаками может быть изготовлена по любой из известных технологий (лазерная гравировка, сеткография, химическое травление и т.д.) вплоть до технологий, используемых типографиями (трафаретная печать).The mask with signs can be made using any of the known technologies (laser engraving, setography, chemical etching, etc.) up to the technologies used by printers (screen printing).

Световой поток поступает от светоизлучающих источников 11, питание которых осуществляется независимо от состояния переключателя 8 и не связано с работой устройства, затем световой поток рассеивается сферическими вырезами 6. Многократно отражаясь от поверхностей светопровода 4 и маски 12 монтажной платы 10, световой поток через вспомогательные поверхности 5 попадает в околокнопочное пространство, которое образовано рассеивающей защитной пленкой 3, поверхностями светопровода 4 и отражающей поверхностью 9 переключателя 8, равномерно рассеивается рассеивающей защитной пленкой 3. Таким образом, обеспечивается равномерный внутренний подсвет знаков на маске 2. Замыкание контактов и срабатывание кнопочного переключателя происходят после нажатия на кнопку, сформированную соосными сферическими поверхностями рассеивающей защитной пленки 3 и маски 2 со знаками. Таким образом, осуществляется работа устройства.The luminous flux comes from light-emitting sources 11, the power of which is carried out regardless of the state of the switch 8 and is not connected with the operation of the device, then the luminous flux is scattered by spherical cutouts 6. Repeatedly reflected from the surfaces of the light guide 4 and mask 12 of the circuit board 10, the luminous flux through auxiliary surfaces 5 enters the near-window space, which is formed by a scattering protective film 3, the surfaces of the light guide 4 and the reflecting surface 9 of the switch 8, uniformly scattering etsya diffusing protective film 3. Thus, a uniform illumination of the internal symbols on the mask 2. The closure of contacts and operation of the pushbutton switch occurs after pressing the formed concentric spherical surfaces of the scattering of the protective film 3 and the mask 2 with signs. Thus, the operation of the device.

Заявленное изобретение имеет отличия от наиболее близких аналогов, таким образом, удовлетворяя условию патентоспособности «новизна».The claimed invention has differences from the closest analogues, thus, satisfying the condition of patentability "novelty".

Заявленное техническое решение явным образом не следует из уровня техники. Кроме того, в процессе патентного поиска не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного решения, и, следовательно, оно удовлетворяет условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».The claimed technical solution does not explicitly follow from the prior art. In addition, in the process of patent search did not reveal technical solutions having features that match the distinctive features of the claimed solution, and therefore, it satisfies the condition of patentability of the invention "inventive step".

Изобретение может применяться в области коммутационной, компьютерной техники и светотехники.The invention can be applied in the field of switching, computer technology and lighting.

Устройство может быть реализовано на приборостроительном предприятии. В описании содержатся материальные средства для изготовления этого устройства. В связи с этим заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The device can be implemented at the instrument-making enterprise. The description contains the material means for the manufacture of this device. In this regard, the claimed invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims

1. A push-button switch comprising a housing, a mounting plate with light emitting sources, a light guide from light-transmitting material with a through-cut in the near-fiber space and cutouts for light-emitting sources, a film with a button formed, characterized in that the cutouts in the light guide for light-emitting sources are spherical in shape the through-cut region in the near-fiber space of the light guide is made of surfaces located at close to right angles to the generatrix of the scattering angle oizluchayuschih sources button is located below the level of the housing and is contiguous with the mask marks and a protective film, which are formed coaxial with the spherical surface of the circuit board comprises a switch with a reflective surface disposed outside the regions of light-emitting sources dispersion.

2. The push button switch according to claim 1, characterized in that the protective film is scattering.