專利名稱：電氣開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣開關(guān)，尤其涉及一種柔性的氣墊式電氣開關(guān)。
背景技術(shù)：
用于使得電路接通的電氣開關(guān)的使用是已知的。這種開關(guān)包括基本上剛性的機(jī)械器件，以便選擇性地連接導(dǎo)電區(qū)域從而接通電路。另外，在各種縫織物或紡織織物中的導(dǎo)電纖維用作導(dǎo)電跡線、生物傳感器、電極、和其它可穿戴的電子器件也是已知的。這些可穿戴的電子器件通常需要開關(guān)來操作?，F(xiàn)有開關(guān)的缺點在于連接到柔性的可穿戴的電子器件上的器件的剛性。該剛性限制了可穿戴的電子器件的穿戴者的舒適度，并且還增加了由于破損導(dǎo)致器件損壞的可能性。因此，存在提供一種沒有以上缺點的柔性的電氣開關(guān)的需要。本發(fā)明的優(yōu)選實施例滿足了該需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的電氣開關(guān)。
本發(fā)明的另一目的在于提供具有彈性的此種開關(guān)。
本發(fā)明的再一目的在于提供適于與各種可穿戴的電子器件和/或傳感器一起使用的此種開口。
本發(fā)明的又一目的在于提供可增強(qiáng)舒適性的此種開關(guān)。
本發(fā)明的另一目的在于提供可降低損壞可能性的此種開關(guān)。
通過以下所述的開關(guān)可實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它的目的和優(yōu)點，該開關(guān)包括柔性的上部件，其基本上是不導(dǎo)電的，該上部件具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到電路的上觸點區(qū)域；和下部件，其基本上是不導(dǎo)電的，該下部件具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到所述電路的下觸點區(qū)域。該上部件和該下部件密封地連接以便在其間形成腔，該上觸點區(qū)域和該下觸點區(qū)域由該腔的至少一部分分隔開，并且施加給該上部件的力使得該上觸點區(qū)域和該下觸點區(qū)域接觸并使得該電路的開關(guān)接通。該開關(guān)的腔包含流體，以便使得該上部件和該下部件分隔開，并且該流體是空氣。優(yōu)選的是，該下部件是柔性的。并且該上部件具有圓頂形狀。該上觸點區(qū)域和該下觸點區(qū)域跨該腔對準(zhǔn)。優(yōu)選的是，該上觸點區(qū)域沿該上部件的該內(nèi)表面大致居中地定位，該下觸點區(qū)域沿該下部件的該內(nèi)表面大致居中地定位。該上觸點區(qū)域部分地嵌入到該上部件的該內(nèi)表面中，該下觸點區(qū)域部分地嵌入到該下部件的該內(nèi)表面中。該上部件和該下部件一體地形成。該上觸點區(qū)域是多個上觸點區(qū)域，該下觸點區(qū)域是多個下觸點區(qū)域，并且所述多個上觸點區(qū)域中的每一個與所述多個下觸點區(qū)域中的一個對準(zhǔn)。
本發(fā)明還可以是一種電氣開關(guān)的陣列，其包括柔性的上部件，其基本上是不導(dǎo)電的，該上部件分成兩個或多個具有內(nèi)表面的部分，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到電路的上觸點區(qū)域；和下部件，其基本上是不導(dǎo)電的，該下部件具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面對于所述上觸點區(qū)域中的每一個具有對應(yīng)的下觸點區(qū)域，該下觸點區(qū)域是導(dǎo)電的且連接到所述電路。兩個或多個部分中的每一個部分和該下部件密封地連接以便在其間形成腔。每一個腔與所述腔中的至少一個其它腔流體連通，并且所述腔中的每一個腔包含使得所述兩個或多個部分與該下部件分隔開的流體。該上觸點區(qū)域和該下觸點區(qū)域由該腔的至少一部分分隔開，并且施加給所述腔中的一個腔的力使得該流體從所述腔中的一個腔流到所述腔中的至少一個其它腔，以便所述腔中的該腔的該上觸點區(qū)域和對應(yīng)的下觸點區(qū)域接觸并使得該電路的開關(guān)接通。所述腔中的每一個腔通過通道與所述腔中的至少一個其它腔流體連通。優(yōu)選的是，該流體是空氣。更優(yōu)選的是，該下部件是柔性的。所述兩個或多個部分中的每一個部分具有圓頂形狀。優(yōu)選的是，該上觸點區(qū)域和該對應(yīng)的下觸點區(qū)域跨該腔對準(zhǔn)。更優(yōu)選的是，該上觸點區(qū)域沿所述兩個或多個部分的該內(nèi)表面居中地定位，該對應(yīng)的下觸點區(qū)域沿該下部件的該內(nèi)表面居中地定位。該上觸點區(qū)域部分地嵌入到所述兩個或多個部分的該內(nèi)表面中，該下觸點區(qū)域部分地嵌入到該下部件的該內(nèi)表面中。所述兩個或多個部分和該下部件一體地形成。


參照優(yōu)選實施例的下列描述并結(jié)合附圖，可以更好地理解本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的開關(guān)的平面圖；圖2是沿圖1的線2-2截取的開關(guān)的截面圖；圖3是沿圖1的線2-2截取的被按壓的開關(guān)的截面圖；圖4是本發(fā)明的開關(guān)的替代實施例的平面圖；圖5是沿圖4的線5-5截取的開關(guān)的截面圖；和圖6是沿圖4的線5-5截取的被按壓的開關(guān)的截面圖。
具體實施例方式
參照附圖，特別參照圖1，其中示出了依據(jù)本發(fā)明的總體上由附圖標(biāo)記10表示的改進(jìn)的開關(guān)。開關(guān)10是具有大致矩形形狀的單刀式開關(guān)。然而，對于開關(guān)10可使用包括圓形或正方形的其它形狀。
參照圖1和2，開關(guān)10具有上層100和下層200。上層100和下層200由軟的柔性材料例如硅酮制成。上層100和下層200的柔性防止當(dāng)開關(guān)10用作可穿戴的電子裝置時損壞。而且，上層100和下層200的柔性當(dāng)開關(guān)10用作可穿戴的電子裝置時對于穿戴者而言提供了舒適性。優(yōu)選的是，上層100和下層200由氣密的材料制成。更優(yōu)選的是，上層100和下層200由具有彈性的材料制成。上層100和下層200基本上是不導(dǎo)電的。優(yōu)選的是，上層100具有凸形的類似圓頂?shù)男螤睢Ｉ蠈?00具有外表面125和內(nèi)表面130。下層200具有內(nèi)表面220和外表面225。
參照圖2，上層100密封地連接到下層200上?；蛘撸蠈?00和下層200可一體地形成。此外，盡管該實施例具有兩個密封連接的層即上層100和下層200，但是開關(guān)10可具有兩個以上的密封連接的層。在該實施例中，上層100和下層200彼此直接地密封連接，然而替代實施例可包括間接的密封接合，例如設(shè)置在層間的材料。
上層100與下層200的密封連接形成第一腔320。在該實施例中，腔320用空氣填充。當(dāng)開關(guān)沒有被按壓時，空氣使得上層100和下層200分隔開?；蛘撸渌粚?dǎo)電的流體或流體組合物可用于填充腔320。腔320具有連接到上層100上的上觸點420和連接到下層200上的下觸點430。上觸點420和下觸點430是導(dǎo)電區(qū)域，當(dāng)彼此接觸時，可允許電流從其經(jīng)過。上觸點420和下觸點430均連接到(未示出的)需要該開關(guān)選擇性的斷開和接通的電路上并且是該電路的一部分，即觸點區(qū)域。下層200的外表面225可借助各種手段包括粘接劑和縫合從而固定到可穿戴的電子裝置上。
優(yōu)選的是，上觸點420居中地沿上層100定位并靠近內(nèi)表面130。類似地，下觸點430居中地沿下層200定位并靠近內(nèi)表面220。優(yōu)選的是，上觸點420和下觸點430在腔320的相對側(cè)面上對準(zhǔn)。上觸點420和下觸點430可借助各種手段從而固定到上層100和下層200上，這些手段包括粘接劑和使得觸點部分地嵌入到所述層中以便使得用于電流從其經(jīng)過的區(qū)域暴露。
參照圖3，所示的開關(guān)10由手指50按壓。上層100的按壓導(dǎo)致上觸點420與下觸點430接觸。上觸點420和下觸點430的接觸使得開關(guān)10接通。上層100的柔性允許大致設(shè)置在上觸點420和下觸點430之間的空間或容積中的空氣快速地向外移動，移動到該空間之外。由于空氣從上觸點420和下觸點430之間的空間中排出，因此上層100的外表面125和內(nèi)表面130向外伸展。虛線125’和130’示出了外表面125和內(nèi)表面130沒有在空氣從上觸點420和下觸點430之間的空間中排出時向外伸展。
參照圖4，示出了本發(fā)明的替代實施例的改進(jìn)開關(guān)，其總體上由附圖標(biāo)記20表示。開關(guān)20是開關(guān)的陣列，如以下的詳細(xì)描述，開關(guān)具有大致矩形的形狀。然而，對于開關(guān)20可使用包括圓形或正方形的其它形狀。在開關(guān)10和開關(guān)20的兩個實施例中的相同部件由相同的附圖標(biāo)記來表示。
參照圖4和5，開關(guān)20具有上層100和下層200。上層100和下層200由軟的柔性材料例如硅酮制成。此外，上層100和下層200由氣密的且大致不導(dǎo)電的材料制成。優(yōu)選的是，上層100和下層200由具有彈性的材料制成。優(yōu)選的是，上層100具有凸形的類似圓頂?shù)牟糠?20、140、160。部分120、140、160分別具有外表面125、145、165和內(nèi)表面130、150、170。在該實施例中示出了三個部分120、140、160。優(yōu)選的是，部分的數(shù)量等于開關(guān)20中包含的開關(guān)的數(shù)量。類似圓頂?shù)牟糠?20、140、160有助于設(shè)置使用者在不同的開關(guān)陣列中進(jìn)行區(qū)分。然而，對于部分120、140、160而言，還可使用包括平的或凹形的替代形狀。另外，盡管該實施例提供多個開關(guān)設(shè)置在其中的部分，但是作為替代，開關(guān)20可具有單個部分，其具有多個設(shè)置在其中的開關(guān)，或者這些部分和開關(guān)的任何組合。
參照圖5，上層100的部分120、140、160密封地連接到下層200上?；蛘?，上層100和下層200可一體地形成。此外，盡管該實施例具有兩個密封連接的層即上層100和下層200，但是開關(guān)10可具有兩個以上的密封連接的層并且可具有上層100和下層200的間接的密封連接部分。
上層100的部分120、140、160與下層200的密封連接形成第一腔320、第二腔340、和第三腔360。在該實施例中，腔320、340、360用空氣填充。當(dāng)開關(guān)20沒有被按壓時，空氣使得上層100和下層200分隔開?；蛘?，其它不導(dǎo)電的流體或流體組合物可用于填充腔320、340、360。所示的實施例具有形成三個開關(guān)的線形陣列的三個腔320、340、360。然而，可使用任何數(shù)量的開關(guān)和任何數(shù)量的腔，其包括具有多個開關(guān)即電觸點區(qū)域的單個腔。盡管開關(guān)20是所示的線形開關(guān)陣列，但是腔320、340、360可以以任何的構(gòu)形來定位。因此，如上所述，開關(guān)不限于任何特定的形狀，但作為示例所示的是矩形的。腔320、340、360的下層200分別具有內(nèi)表面220、240、260和外表面225、245、265。
腔320、340、360具有連接到上層100上的上觸點420、440、460和連接到下層200上的下觸點430、450、470。上觸點420、440、460和下觸點430、450、470是導(dǎo)電區(qū)域，當(dāng)接觸時，可允許電流從其經(jīng)過。上觸點420、440、460和下觸點430、450、470均連接到(未示出的)需要該開關(guān)選擇性的斷開和接通的電路上并且是該電路的一部分，即觸點區(qū)域。
優(yōu)選的是，上觸點420、440、460分別居中地沿內(nèi)表面130、150、170定位。類似地，下觸點430、450、470分別居中地沿內(nèi)表面220、240、260定位。優(yōu)選的是，上觸點420、440、460和下觸點430、450、470分別在腔320、340、360的相對側(cè)面上對準(zhǔn)。上觸點420、440、460和下觸點430、450、470可借助各種手段從而固定到上層100和下層200上，這些手段包括粘接劑和使得觸點部分地嵌入到所述層中以便使得用于電流從其經(jīng)過的區(qū)域暴露。
開關(guān)20還包括通道500和550。通道500形成在上層100中，并且使得腔320與腔340之間流體連通。優(yōu)選的是，通道500靠近下層200形成。更優(yōu)選的是，通道500靠近下層200在腔320與腔340之間居中地定位。通道550形成在上層100中，使得腔340與腔360之間流體連通。優(yōu)選的是，通道550靠近下層200形成。更優(yōu)選的是，通道550靠近下層200在腔340與腔360之間居中地定位。在該實施例中，單獨的通道500和550分別使得腔320與腔340之間和腔340與腔360之間流體連通?；蛘撸鄠€通道形成在腔320與腔340之間和腔340與腔360之間以便使其流體連通。另外，盡管在部分120、140、160之間的流體連通在該實施例中可通過通道500和550來提供的，但是開關(guān)可具有用于流體連通的其它裝置，例如多個開關(guān)設(shè)置在其中的單個部分。此外，盡管通道500和550居中地靠近下層200定位，但是通道還可定位成遠(yuǎn)離下層200，并且不需要居中定位。
參照圖6，所示的開關(guān)20由手指50按壓。上層100的按壓導(dǎo)致上觸點420與下觸點430接觸。上觸點420和下觸點430的接觸使得開關(guān)10接通。大致在上觸點420和下觸點430之間的空間中位于第一腔320中的空氣經(jīng)通道500和550移動到第二腔340和第三腔360中。移動到第二腔340和第三腔360中的移出空氣導(dǎo)致這些腔膨脹。由于空氣從第一腔320中排出，因此部分140、160的上層100向外伸展。虛線150’和170’示出了內(nèi)表面150和170沒有在空氣從第一腔320中排出時向外伸展。由于上層100的密封密封和彈性，在手指50從部分120上松開之后，移出的空氣返回到第一腔320中，并且外表面125和內(nèi)表面130恢復(fù)到分別由虛線125”和130”表示的其未偏壓的位置。這使得上觸點420與下觸點430分隔開，并且開關(guān)20是斷開的。
這些實例和實施例應(yīng)該被認(rèn)為是示例性的而不是限制性的，并且本發(fā)明并不局限于此處給出的細(xì)節(jié)，而是還可以在所附權(quán)利要求書的范圍及等效范圍內(nèi)進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種電氣開關(guān)(10)，其包括柔性的上部件(100)，其基本上是不導(dǎo)電的，該上部件具有內(nèi)表面(130)，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到電路的上觸點區(qū)域(420)；和下部件(200)，其基本上是不導(dǎo)電的，該下部件具有內(nèi)表面(220)，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到所述電路的下觸點區(qū)域(430)；其中，該上部件(100)和該下部件(200)密封地連接以便在其間形成腔(320)，該上觸點區(qū)域(420)和該下觸點區(qū)域(430)由該腔(320)的至少一部分分隔開，并且施加給該上部件(100)的力使得該上觸點區(qū)域(420)和該下觸點區(qū)域(430)接觸并使得該電路的開關(guān)(10)接通。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該腔(320)包含流體，以便使得該上部件(100)和該下部件(200)分隔開。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該流體是空氣。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該下部件(200)是柔性的。
5.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該上部件(100)具有圓頂形狀。
6.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420)和該下觸點區(qū)域(430)跨該腔(320)對準(zhǔn)。
7.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420)沿該上部件(100)的該內(nèi)表面(130)居中地定位，該下觸點區(qū)域(430)沿該下部件(200)的該內(nèi)表面(220)居中地定位。
8.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420)部分地嵌入到該上部件(100)的該內(nèi)表面(130)中，該下觸點區(qū)域(430)部分地嵌入到該下部件(200)的該內(nèi)表面(220)中。
9.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該上部件(100)和該下部件(200)一體地形成。
10.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)(10)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420)是多個上觸點區(qū)域(420)，該下觸點區(qū)域(430)是多個下觸點區(qū)域(430)，并且所述多個上觸點區(qū)域(420)中的每一個與所述多個下觸點區(qū)域(430)中的一個對準(zhǔn)。
11.一種電氣開關(guān)的陣列(20)，其包括柔性的上部件(100)，其基本上是不導(dǎo)電的，該上部件(100)分成兩個或多個具有內(nèi)表面(130、150、170)的部分(120、140、160)，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到電路的上觸點區(qū)域(420、440、460)；和下部件(200)，其基本上是不導(dǎo)電的，該下部件(200)具有內(nèi)表面(220、240、260)，該內(nèi)表面對于所述上觸點區(qū)域(420、440、460)中的每一個具有對應(yīng)的下觸點區(qū)域(430、450、470)，該下觸點區(qū)域是導(dǎo)電的且連接到所述電路；其中，所述兩個或多個部分(120、140、160)中的每一個部分和該下部件(200)密封地連接以便在其間形成腔(320、340、360)，所述腔(320、340、360)中的每一個腔與所述腔(320、340、360)中的至少一個其它腔流體連通，所述腔(320、340、360)中的每一個腔包含使得所述兩個或多個部分(120、140、160)與該下部件(200)分隔開的流體，該上觸點區(qū)域(420、440、460)和該下觸點區(qū)域(430、450、470)由該腔(320、340、360)的至少一部分分隔開，并且施加給所述腔(320、340、360)中的一個腔的力使得該流體從所述腔(320、340、360)中的所述一個腔流到所述腔(320、340、360)中的至少一個其它腔，以便所述腔(320、340、360)中的所述一個腔的該上觸點區(qū)域(420、440、460)和所述對應(yīng)的下觸點區(qū)域(430、450、470)接觸并使得該電路的開關(guān)(10)接通。
12.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)(20)，其特征在于，所述腔(320、340、360)中的每一個腔通過通道(500、550)與所述腔(320、340、360)中的至少一個其它腔流體連通。
13.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)(20)，其特征在于，該流體是空氣。
14.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)(20)，其特征在于，該下部件(200)是柔性的。
15.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)(20)，其特征在于，所述兩個或多個部分(120、140、160)中的每一個部分具有圓頂形狀。
16.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)(20)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420、440、460)和該對應(yīng)的下觸點區(qū)域(430、450、470)跨該腔(320、340、360)對準(zhǔn)。
17.如權(quán)利要求16所述的開關(guān)(20)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420、440、460)沿所述兩個或多個部分(120、140、160)的該內(nèi)表面(130、150、170)居中地定位，該下觸點區(qū)域(430、450、470)沿該下部件(200)的該內(nèi)表面(220、240、260)居中地定位。
18.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)(20)，其特征在于，該上觸點區(qū)域(420、440、460)部分地嵌入到所述兩個或多個部分(120、140、160)的該內(nèi)表面(130、150、170)中，該下觸點區(qū)域(430、450、470)部分地嵌入到該下部件(200)的該內(nèi)表面(220、240、260)中。
19.如權(quán)利要求12所述的開關(guān)(20)，其特征在于，所述兩個或多個部分(120、140、160)和該下部件(200)一體地形成。
全文摘要
一種電氣開關(guān)，其包括柔性的上部件，其基本上是不導(dǎo)電的，該上部件具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到電路的上觸點區(qū)域；和下部件，其基本上是不導(dǎo)電的，該下部件具有內(nèi)表面，該內(nèi)表面具有導(dǎo)電的且連接到所述電路的下觸點區(qū)域；其中，該上部件和該下部件密封地連接以便在其間形成腔，該上觸點區(qū)域和該下觸點區(qū)域由該腔的至少一部分分隔開，并且施加給該上部件的力使得該上觸點區(qū)域和該下觸點區(qū)域接觸并使得該電路的開關(guān)接通。
文檔編號H01H3/02GK1666308SQ03815777
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者G·馬馬羅波洛斯, C·阿范希爾登 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司