專利名稱：具有可感知效應(yīng)及單獨觸發(fā)元件的經(jīng)過改進(jìn)的多路電氣開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可感知效應(yīng)的電氣開關(guān)。
本發(fā)明更特別涉及一種極小的開關(guān)，這種型式的開關(guān)包括攜帶觸片的支承，該支承限定了一個凹腔，在凹腔的底部設(shè)置了至少兩個固定電氣觸片，此凹腔安裝一個總體輪廓形狀為圓頂形的觸發(fā)元件，此觸發(fā)元件在致動元件特別是一種推桿的作用下，可以從其穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)彈性變形，致動元件是沿大體垂直于凹腔底部的方向作用在觸發(fā)元件的中央部，目的是在固定觸片之間建立電連通。
根據(jù)這種設(shè)計，當(dāng)這種總體輪廓形狀為圓頂形的觸發(fā)元件的中心部上部受到作用力時，觸發(fā)元件突然離開其穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)，以便在固定觸片之間建立電連通，通常，一個橫觸片靠壓觸發(fā)元件的下周邊部，而一個中央固定觸片接觸到觸發(fā)元件的中央部，此固定觸片用導(dǎo)電材料制成。
觸發(fā)元件狀態(tài)的突然改變，給予直接或間接作用力于推桿的使用人以可感知信息，告知使用人觸發(fā)元件狀態(tài)改變了從而開關(guān)的狀態(tài)改變了。
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計，觸發(fā)元件，例如制成圓頂形盤，或者制成總體為棱錐體的具有矩形輪廓的元件。
這種設(shè)計的兩個例子，在文獻(xiàn)FR-A-2,734,398和FR-A-2,735,276中示出了并給予了說明。
設(shè)置在電子裝置中，特別是安裝在印刷線路板上的元件日益增長的高度微型化，使得這些元件的尺寸極為顯著地減小，這種減小包括其在印刷線路板上的跡線及其在印刷線路板上的高度兩個方面。
除元件的微型化從而也包括開關(guān)的微型化外，還希望減少電子元件數(shù)目及與之相結(jié)合的開關(guān)的數(shù)目，無論這些開關(guān)是與電子元件制成一體的元件還是分離的元件。
當(dāng)希望具有由單獨開關(guān)接合的幾個分離的開關(guān)通道時，這些電子元件，特別是半導(dǎo)體三極管，需要用一個開關(guān)連接在一起。
為此目的，WO-A-99/28937已經(jīng)建議一種具有可感知效應(yīng)的電氣開關(guān)，此開關(guān)屬于上述類型，具有極小的尺寸，并允許在不使用諸如半導(dǎo)體三極管之類的輔助電子元件的情況下實現(xiàn)多路開關(guān)。
在此文獻(xiàn)中，此開關(guān)包括-支承，該支承限定了一個凹腔，在凹腔的底部設(shè)置了至少兩個固定觸片；-觸板，用導(dǎo)電材料制成，至少包括兩個觸片，此觸片沿垂直方向設(shè)置在開關(guān)致動元件與凹腔底部之間，在致動元件的作用下，可從穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到致動的接觸狀態(tài)，在休止?fàn)顟B(tài)時，觸片位于相對應(yīng)的固定觸片的垂直上方，而在接觸狀態(tài)時，每一個觸片與相對應(yīng)的固定觸片接觸；和-觸發(fā)元件，總體輪廓形狀為圓頂形，觸發(fā)元件可以在致動元件的作用下，從其穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)彈性變形，目的是通過觸板在兩個固定觸片之間建立電連通，致動元件沿大約垂直于凹腔底面的方向，作用在觸發(fā)元件的中央部。
根據(jù)該文獻(xiàn)建議的設(shè)計，中間觸板是沿垂直方向夾放在觸發(fā)元件與凹腔底部之間，而致動元件直接或間接作用在觸發(fā)元件上。
當(dāng)觸發(fā)元件突然向下變形運動時，其中心部與觸板的觸片接合，以便使這些觸片向下彈性變形。在變形運動行程的終點，這些觸片的每一個觸片幾乎同時與相對應(yīng)的固定觸片接觸。
單獨觸發(fā)元件的簡單觸發(fā)作用由此可以幾乎同時使各輸出端子電連通，為的是保證連接在各輸出端子的幾個電氣通道，例如三個電氣通道，實現(xiàn)開關(guān)操作。
在這種設(shè)計中，單穩(wěn)態(tài)型觸發(fā)元件“接觸”觸片的自由端，此觸片自由端以較大的變形量彈性地彎曲。
本發(fā)明的目的在于對上述類型的電氣開關(guān)提供另一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可使其提高可靠性，并進(jìn)一步減小尺寸。
為此目的，本發(fā)明所提供開關(guān)的特征在于，觸發(fā)元件是沿垂直方向夾放在凹腔的底部與觸板中央部之間，為的是對應(yīng)于觸板休止?fàn)顟B(tài)限定其垂直高度位置。
借助于這種設(shè)計，觸發(fā)元件不再直接參加觸片與相對應(yīng)的固定觸片之間的電連通，這種電連通是由于觸板的垂直向下變形行程的結(jié)果。在變形行程的結(jié)止處觸片僅發(fā)生略微的變形。
根據(jù)本發(fā)明的其它特征-觸板包括至少一對可彈性變形、方向相反的穩(wěn)定支片，此穩(wěn)定支片從中央部延伸，其自由端部貼靠凹腔的底部；-觸片可彈性變形；-觸片設(shè)置成彼此平行；-每一個觸片設(shè)置成位于觸板平面內(nèi)；-穩(wěn)定支片設(shè)置成近似平行于觸片；-觸片成對地沿反向延伸，以其根部與觸板的中央部連接，觸片從中央部以懸臂方式延伸；-此開關(guān)具有兩對觸片，此觸片可與四個相對應(yīng)的固定觸片接觸；-觸板具有一對穩(wěn)定支片，此穩(wěn)定支片沿橫向方向設(shè)置在兩對觸片之間；-觸板具有兩對穩(wěn)定支片，此穩(wěn)定支片在橫向方向設(shè)置在相鄰兩對觸片之間；-全部固定觸片設(shè)置成近似于在同一平面內(nèi)；-觸板的觸片其中之一是永久地變形的，這樣，其自由端與相對應(yīng)的固定電氣觸片永久電氣接觸，而與觸板的狀態(tài)無關(guān)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，在閱讀詳細(xì)說明后將一目了然，為便于理解，將結(jié)合附圖進(jìn)行說明，其中

圖1是分解透視圖，此圖示出了攜帶固定觸片的支承、觸發(fā)元件和觸板，這些元件屬于根據(jù)本發(fā)明制造的具有可感知效應(yīng)的電氣開關(guān)；圖2是頂視圖，此圖示出了圖1中的各種元件，這些在裝配位置的元件是處于觸發(fā)元件和觸板的穩(wěn)定休止?fàn)顟B(tài)；
圖3是沿圖2中3-3線剖切的縱向剖視圖；圖4是沿圖2中4-4線剖切的縱向剖視圖；圖5和6是類似于圖3和圖4的視圖，其中，圖示觸發(fā)元件和觸板及其觸片是處于使開關(guān)的各通道建立接觸的位置；圖7是類似于圖2的頂視圖的局部視圖，此圖示出了一個替換實施例。
圖1示出了一個攜帶觸片的支承，根據(jù)現(xiàn)有一般設(shè)計，此支承本質(zhì)上包括一個本體或盒12，此本體用絕緣塑料模制成，且在本例情況下，總體輪廓形狀是矩形平行六面體。
本體12以橫向側(cè)面14、縱向側(cè)面16、底部25和水平上平面20為邊界，在本體內(nèi)的凹腔22向上開口。
凹腔22以矩形輪廓的周邊壁24和底部25為邊界，此底部近似于一個平面，且平行于下表面18和上平面20。
本體12通過包圍導(dǎo)電元件模制而成，在圖示例子中，此導(dǎo)電元件由一組四個固定電氣觸片26構(gòu)成。
此開關(guān)還包括致動裝置和屬于現(xiàn)有設(shè)計的一種上蓋(未示出)。
每一個固定電氣觸片26由一種金屬條構(gòu)成，此金屬條被彎曲，這樣，設(shè)置在開關(guān)10內(nèi)的金屬條內(nèi)端部28處于開關(guān)的底部平面25內(nèi)，比該底平面略高，而金屬條的外端部30沿縱向突出于本體12之外，超出橫向側(cè)面16之外，以便形成連接端子，在此設(shè)計中，此連接端子允許開關(guān)10安裝在印刷線路板(未示出)上，例如使用表面安裝技術(shù)來安裝元件。
固定觸片26在此的數(shù)量是四個，此固定觸片沿縱向彼此平行，并沿縱向使相關(guān)聯(lián)的一對固定觸片26在凹腔22的底部25兩兩對準(zhǔn)。
固定觸片內(nèi)接觸端部28的上平面設(shè)置成位于平行于底部25平面的平面內(nèi)。
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計，開關(guān)10包括一個觸發(fā)元件36，設(shè)計成安裝在凹腔22內(nèi)，此元件是用板材例如金屬板材制成的元件，此元件具有總體輪廓為球形杯的圓頂形形狀，其圓形的下部輪廓38的形狀和尺寸與凹腔底部制出的空腔32互補(bǔ)，該空腔以加厚的底部的周邊部34和四個鄰近固定觸片26內(nèi)端部的縱向垂直隔板40為邊界，隔板40的自由端42，通過與下邊緣38接合而參與定位單穩(wěn)態(tài)圓頂形觸發(fā)元件36。
圓頂?shù)南虏枯喞?8為觸發(fā)元件36限定了下部總體平面，以支承在凹腔22的底部25內(nèi)。
觸發(fā)元件36的凹狀面朝向底部25，觸發(fā)元件可以被反抗其固有的彈性而在垂直觸發(fā)方向V變形，從其如圖1、2和3所示的穩(wěn)定休止?fàn)顟B(tài)變成如圖5和6所示的不穩(wěn)定的觸發(fā)狀態(tài)。
根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計，觸發(fā)元件36突然改變狀態(tài)，超出一限定的觸發(fā)行程，為的是向使用人傳遞可感知的觸發(fā)信息。
觸發(fā)可以借助于一種致動桿(未示出)進(jìn)行，此致動桿是一種沿垂直方向延伸的普通的推桿，例如，作為一種可供選擇的方案，可借助于文獻(xiàn)FR-A-2,735,276所示并說明的那種橫操作式推桿。
根據(jù)本發(fā)明并為了使各固定觸片26幾乎同時進(jìn)行電氣接觸，觸板44沿垂直方向夾放在致動元件(未示出)與觸發(fā)元件36之間。
觸板44是用導(dǎo)電材料制成的板，例如，從薄金屬板上切割出，以便給予它如圖所示例子的柵格形。
在圖示例子中，其中，絕緣本體12具有四個固定觸片26，觸板44切割成具有四個電氣觸片50，每一個觸片分別對應(yīng)于相對應(yīng)的固定觸片26。象固定觸片26那樣，觸片50彼此平行且兩兩成對對準(zhǔn)。
正如特別從圖1和2中可看出的那樣，每一個觸片50，從呈橫向帶形式的中央部46以懸臂形式沿縱向延伸，每一個觸片的長度是這樣，使其倒圓了的自由端部52設(shè)置在與其相對應(yīng)的本體12上的固定觸片26的內(nèi)端部28對齊。
在觸板44的休止?fàn)顟B(tài)，觸片50在觸板44的總體平面內(nèi)延伸。
兩對縱向?qū)?zhǔn)的觸片50中的每一對，在圖示例子中，設(shè)置在觸板中央部46的橫向端部。
沿縱向設(shè)置在兩對觸片50之間，并從觸板44中央部46的中心部延伸的，是觸板44的兩個方向相反的穩(wěn)定及支承分支54。
正如在圖2所示頂視圖中所看見的，每一個穩(wěn)定支片54，從其與觸板44中央部46連接的根部起向其端部逐漸部向外展開。
每一個穩(wěn)定支片54垂直向下彎曲，而中央部46是平面并位于水平方向。
于是，每一個穩(wěn)定支片的自由端邊緣56，支承貼靠底部25上與其面對的部分，此部分橫向以隔板40為邊界，縱向以加厚部的部分34為邊界。
因此，穩(wěn)定支片限定了觸板44總體平面在休止位置的垂直高度，觸片50位于此平面內(nèi)，穩(wěn)定支片使觸板在縱向和橫向定位在凹腔22內(nèi)。
觸板44休止位置的高度是這樣的，其中央部的下平面47略微離開圓頂36中凸的上表面。通過對穩(wěn)定支片預(yù)加應(yīng)力，致動元件使其下表面47與圓頂36、37接觸。
在此位置，自然在每一個觸片50與相對應(yīng)的固定觸片26的內(nèi)端部48之間存在微小的垂直間隙。這可以從圖4看出。
對上所述開關(guān)10的操作說明如下。
從圖2所述休止位置開始，使用人直接或間接地在觸發(fā)元件36的中央部46施加力而使其激發(fā)(垂直向下)，以便同時作用在圓頂形觸發(fā)元件36上，并使其從圖3和4所示穩(wěn)定位置激發(fā)，就是說使圓頂形觸發(fā)元件36突然變形，到達(dá)其如圖5所示的不穩(wěn)定形狀和位置。
由于圓頂形觸發(fā)元件36突然向下變形運動，在垂直方向“夾放”在致動元件和圓頂形觸發(fā)元件36之間的觸板44的中央部46突然下降，整個觸板44于是改變狀態(tài)，使其到達(dá)圖5和6所示的其垂直方向的下部位置。
觸板44的向下運動是反抗穩(wěn)定支片54的固有彈性實現(xiàn)的。
在觸發(fā)運動行程的終點，四個觸片50于是全部幾乎同時與相對應(yīng)的固定觸片26的下端部28進(jìn)入電氣接觸，如圖6所示。
當(dāng)觸板44垂直向下運動的過程中，每一個觸片的自由端52于是“著陸”于相對應(yīng)的固定觸片的內(nèi)端部28上，每一個觸片于是彈性彎曲，為的是保證電氣接觸。
簡單地在觸板44的中央部46執(zhí)行一次激發(fā)操作，從而作用在觸發(fā)元件36上，因此可使觸板的觸片與四個輸出端子30幾乎同時電氣接觸，為的是對與開關(guān)10的輸出端子連接的幾個電氣通道提供開關(guān)。
將作用在致動元件上的力釋放時，單穩(wěn)態(tài)圓頂形觸發(fā)元件36的彈性使其自動返回其穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)，通過垂直向上作用力于觸板中央部46上，觸板于是通過穩(wěn)定支片54彈性返回其高的休止位置。
為了保證開關(guān)正確密封，可設(shè)置一種矩形密封膜(未示出)，此種密封膜例如可用粘接劑沿其周邊部粘接在附加厚度周邊部34的上表面35上。
在圖7所示替換實施例中，觸板44具有兩對設(shè)置在相反方向的穩(wěn)定支片54，此穩(wěn)定支片設(shè)置在中央部44橫向相反的兩端部，而兩對觸片在這種情況下彼此鄰近地設(shè)置在穩(wěn)定支片54之間。
根據(jù)一個未示出的替換實施例，觸片50其中之一是通過彎曲初始永久變形，這樣，它的自由端52永久地與絕緣本體12上相對應(yīng)的固定觸片26接觸，無論觸發(fā)元件36處于何種狀態(tài)都是如此。
這樣，輸出端子30其中之一構(gòu)成觸板44的公共參考觸片，這種設(shè)計有利于為三個通道建立電氣接觸而產(chǎn)生的信號的下游電子管理，特別是通過使其更易于執(zhí)行一種操作以電氣檢測開關(guān)的觸發(fā)狀態(tài)。
借助于金屬觸板的存在，可以用非導(dǎo)電材料制造圓頂形觸發(fā)元件。
本發(fā)明并不局限于剛才已經(jīng)說明的實施例。特別地，并不局限于可以同時建立的電氣通道的數(shù)量。
按照條約第19條的修改1.電氣開關(guān)(10)，此開關(guān)具有可感知效應(yīng)，這種形式的開關(guān)包括-支承(12)，此支承限定了一個凹腔(22)，在凹腔的底部(25)，至少設(shè)置了兩個固定電氣觸片(26，28)；-觸板(44)，用導(dǎo)電材料制成，此觸板至少包括兩個觸片(50)，觸板沿垂直方向設(shè)置在致動此開關(guān)用的元件與凹腔底部(25，34)之間，在致動元件的作用下，觸板可以從穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ畹慕佑|狀態(tài)，在穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)下，至少一個觸片(50)處于相對應(yīng)的固定觸片的垂直上方，在激活的接觸狀態(tài)下，至少一個觸片(50)與相對應(yīng)的固定觸片(26，28)接觸；和-觸發(fā)元件(36)，此觸發(fā)元件總體輪廓形狀為圓頂形，在致動元件的作用下，可以從其穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)彈性變形，致動元件是沿近似垂直于凹腔(22)底部(25)的方向(V)，作用在觸發(fā)元件的中央部，目的是通過觸板(44)在固定觸片(26)之間建立電連通。
其特征在于，觸發(fā)元件(36)是沿垂直方向夾放在凹腔(22)的底部(25)和觸板(44)的中央部(46)之間，為的是限定一個對應(yīng)于觸板休止?fàn)顟B(tài)的垂直高度位置。
2.如上述權(quán)利要求所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸板(44)包括至少一對可以彈性變形并在相反方向設(shè)置的穩(wěn)定支片(54)，此穩(wěn)定支片從中央部(46)延伸，其自由端(56)支靠在凹腔的底部(25)上。
3.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸片(50)是可以彈性變形的。
4.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸片(50)設(shè)置成沿縱向彼此平行。
5.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于至少一個觸片(50)設(shè)置在觸板(44)的平面內(nèi)。
6.如上述權(quán)利要求結(jié)合權(quán)利要求2所述的電氣開關(guān)，其特征在于，穩(wěn)定支片(54)設(shè)置成近似地平行于觸片(50)。
權(quán)利要求
1.電氣開關(guān)(10)，此開關(guān)具有可感知效應(yīng)，這種形式的開關(guān)包括-支承(12)，此支承限定了一個凹腔(22)，在凹腔的底部(25)，至少設(shè)置了兩個固定電氣觸片(26，28)；-觸板(44)，用導(dǎo)電材料制成，此觸板至少包括兩個觸片(50)，觸板沿垂直方向設(shè)置在致動此開關(guān)用的元件與凹腔底部(25，34)之間，在致動元件的作用下，觸板可以從穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ畹慕佑|狀態(tài)，在穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)下，每一個觸片(50)處于相對應(yīng)的固定觸片的垂直上方，在激活的接觸狀態(tài)下，每一個觸片(50)與相對應(yīng)的固定觸片(26，28)接觸；和-觸發(fā)元件(36)，此觸發(fā)元件總體輪廓形狀為圓頂形，在致動元件的作用下，可以從其穩(wěn)定的休止?fàn)顟B(tài)彈性變形，致動元件是沿近似垂直于凹腔(22)底部(25)的方向(V)，作用在觸發(fā)元件的中央部，目的是通過觸板(44)在固定觸片(26)之間建立電連通。其特征在于，觸發(fā)元件(36)是沿垂直方向夾放在凹腔(22)的底部(25)和觸板(44)的中央部(46)之間，為的是限定一個對應(yīng)于觸板休止?fàn)顟B(tài)的垂直高度位置。
2.如上述權(quán)利要求所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸板(44)包括至少一對可以彈性變形并在相反方向設(shè)置的穩(wěn)定支片(54)，此穩(wěn)定支片從中央部(46)延伸，其自由端(56)支靠在凹腔的底部(25)上。
3.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸片(50)是可以彈性變形的。
4.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸片(50)設(shè)置成沿縱向彼此平行。
5.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于每一個觸片(50)設(shè)置在觸板(44)的平面內(nèi)。
6.如上述權(quán)利要求結(jié)合權(quán)利要求2所述的電氣開關(guān)，其特征在于，穩(wěn)定支片(54)設(shè)置成近似地平行于觸片(50)。
7.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸片(50)沿相反方向成對設(shè)置，從與觸板中央部(46)連接的根部以懸臂方式延伸。
8.如上述權(quán)利要求所述的電氣開關(guān)，其特征在于，此開關(guān)具有兩對觸片(50)，此觸片可以與相對應(yīng)的四個固定觸片(26，28)接合。
9.如上述權(quán)利要求結(jié)合權(quán)利要求2所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸板(44)具有一對穩(wěn)定支片(54)，此穩(wěn)定支片沿橫向設(shè)置在兩對觸片(50)之間。
10.如權(quán)利要求8結(jié)合權(quán)利要求2所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸板具有兩對穩(wěn)定支片(54)，此穩(wěn)定支片沿橫向設(shè)置在相鄰兩對觸片(50)之間。
11.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，全部固定觸片(26，28)設(shè)置成近似地在相同的平面內(nèi)。
12.如上述權(quán)利要求其中之一所述的電氣開關(guān)，其特征在于，觸板的觸片其中之一是永久變形的，這樣，其自由端與相對應(yīng)的一個固定的電氣觸片永久電氣接觸，而與觸板的狀態(tài)無關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種開關(guān)(10),此開關(guān)包括:支承(12),用于設(shè)置固定觸片(26,28);觸板(44),該觸板包括觸片(50),沿垂直方向設(shè)置在致動開關(guān)用的元件與凹腔底部(25,34)之間;單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)元件(36),總體為圓頂形,可以彈性變形,目的在于通過觸板(44)在固定觸片(26)之間建立電連通,其特征在于,觸發(fā)元件(36)是在垂直方向上夾放在凹腔(22)的底部(25)與觸板(44)的中央部(46)之間,為的是對觸板限定一個對應(yīng)于其休止?fàn)顟B(tài)的垂直高度位置。
文檔編號H01H13/36GK1375108SQ00813159
公開日2002年10月16日 申請日期2000年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月8日
發(fā)明者阿蘭·詹尼爾 申請人:Itt制造企業(yè)公司