專利名稱：電氣開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電氣開關領域，尤其涉及疊層或膜片式電氣開關。
疊層電氣開關廣泛應用于各種領域，有時稱為“觸摸式”開關。特別地，這種開關可以包括安裝或支承沖壓的金屬薄片這樣的薄導電觸點的絕緣基板，例如塑料材料。柔性膜片層疊到基板上。在通常打開的膜片開關中，墊片層通常夾在膜片和基板之間，在與觸點排列成直線的墊片層上有孔。當在膜片層中孔的區(qū)域內(nèi)壓下柔性膜片時，膜片彎曲使得其觸點接合基板上的觸點，從而閉合開關。
在具有上述特征的一些膜片電氣開關中，存在連接到膜片上和基板上開關觸點的導體或導線，以將觸點與外部電路連接。在另外的開關中，膜片可以僅設有接觸墊片，基板支承一對以間隙隔開的開關觸點?；迳系慕佑|墊片橫跨間隙，當壓下膜片時，接觸墊片使基板上的一對觸點短路以閉合開關并由此建立電路。
在上述后一種類型的膜片開關中，其中當壓下膜片時，膜片上的接觸墊片使基板上的一對開關觸點短路，所以經(jīng)常碰到可靠性問題。具體地說，在按下膜片時必須在開關兩端建立可靠連接。換言之，如果按壓導致膜片上的接觸墊片僅接合其中一個開關觸點，則未建立起通過隔開的觸點的電路。在現(xiàn)有技術中，間隔的開關觸點一般是剛性支承的，所以很容易發(fā)生上述不可靠情況。本發(fā)明的目的是通過提供一種系統(tǒng)來解決這些問題，系統(tǒng)中，開關觸點可充分彎曲以確保壓下膜片時使膜片上的接觸墊片與基板支承的兩個開關觸點都接合。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有所述特征的新型改進的電氣開關。
在本發(fā)明的示例性實施例中，電氣開關包括一對彼此以間隙相對的沖壓的金屬薄片開關觸點。絕緣基板支承開關觸點且包括位于以間隙隔開的觸點下的凹口。凹口大到足以使得觸點延伸到凹口中并能彼此相對彎曲。導電的操縱機構可與以間隙隔開的觸點接合以閉合開關，開關觸點是可彎曲的以確保操縱機構接合兩個觸點。
正如本文所公開的，絕緣基板由塑料材料模壓而成，開關觸點是具有除了由基板過模壓的開關觸點以外部分的沖壓電路部件。導電的操縱機構包括塑料膜片，塑料膜片具有其下有導電開關墊片的可壓下的可觸知圓頂，可以和以間隙隔開的開關觸點接合?；蛘撸瑢щ姷牟倏v機構包括可觸知的金屬圓頂。墊片層也可以放在基板和導電的操縱機構之間，墊片層具有與基板上凹口相配準的孔。
本發(fā)明的其他特征可以包括與基板整體模壓并通過膜片上的一個孔伸出的柱。使柱變形，從而將膜片固定到基板上?；蛘?，金屬柱從基板上伸出穿過膜片并壓接到膜片上，從而將膜片固定到基板上。
本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點將由以下結合附圖所做的詳細描述中變得更清楚。
本發(fā)明的特征在所附的權利要求書中具體提出。通過參考以下結合附圖所做的詳細描述可以更好地理解本發(fā)明及其目的和優(yōu)點，圖中相同的附圖標記表示相同的元件，附圖中

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明概念的電氣開關組件的頂部平面圖；圖2是開關組件的底部平面圖；圖3是組件的頂部平面圖，去除了操縱機構層，以便更好地示出由基板過模壓的沖壓電路；圖4是沿圖1中線4-4的放大的截面圖；圖5是類似于圖4的視圖，具有被完全對準的按鈕操縱的開關；圖6是類似于圖5的視圖，但具有被沒有對準的按鈕操縱的開關；圖7是開關組件一端的分段圖，利用隔開的墊片層；圖8是類似于圖7的視圖，但具有與整體墊片結合的基板；圖9是類似于圖1的視圖，但示出了將操縱膜片固定到基板上的另一裝置形式；圖10A和10B是沿圖9線10-10的順序圖，示出了固定柱的一種形式；以及圖11A和11B是沿圖9線11-11的順序圖，示出了固定柱的第二種形式。
更詳細地參考附圖，首先參考附圖1，本發(fā)明的具體表現(xiàn)是一種疊層或膜片電氣開關組件，由12整體表示。圖1所示組件的頂部被傳動膜片14覆蓋，例如聚脂材料。開關組件有三個開關，相應地，傳動膜片14有三個傳動圓頂16。
圖2是開關組件12的底部平面圖，示出了安裝下文所述電路的細長絕緣基板18?；逵山^緣材料制成，例如塑料?？梢哉f，電路包括用于組件的三個開關中每個開關的一對開關觸點20。每對開關觸點20以間隙22分隔。正如將要進行的更詳?shù)募毭枋?，開關觸點20分別連接到各自的接地接觸臂24和三個信號接觸臂26a、26b和26c。接觸臂24和26a-26c是開關組件12底部上的彈簧臂，用于嚙合相關電氣設備上的觸點。例如，開關組件12包括蜂窩電話中的開關墊片。
圖3是安裝開關組件電路的基板18的頂部平面圖，包括以間隙22分隔的開關觸點20。電路，包括開關觸點20和接觸臂24和26a-26c，由金屬片材沖壓而成。如圖3中虛線所示，除開關觸點和接觸臂以外的沖壓電路部分被塑料基板18過模壓(overmold)。圖3中還可看出，三對開關觸點的每一對中的一個開關觸點20被通向接地接觸臂24的過模壓的電路28連接。左側開關的另一開關觸點20被通向信號接觸臂26a的過模壓的電路30連接。中央開關的另一開關觸點20被通向信號接觸臂26b的過模壓的電路32連接。右側開關的另一開關觸點20被通向信號接觸臂26c的過模壓的電路34連接。
圖4示出了圖1所示的中央開關的放大截面?？梢钥闯?，在通向以間隙22分隔的開關觸點20的電路28和32的周圍過模壓塑料基板18。圖4清楚地示出了基板18在以間隙22分隔的開關觸點20下面具有凹口34。凹口大到足以使得觸點延伸到凹口中且能沿箭頭“A”的方向彼此相對彎曲。傳動膜片14通過有孔37的墊片層36與基板18隔開。每個傳動膜片14的傳動圓頂16在其下面帶有接觸墊片38。因此，當以箭頭“B”的方向壓下圓頂16時，接觸墊片38接合開關觸點20以縮短開關觸點并閉合開關，從而在信號接觸臂26b和接地接觸臂24之間建立電路。最后，傳動膜片14和圓頂16充分厚，以在圓頂被壓下時“越過”(overcenter)膜片的中央平面時給出一個觸覺指示，以操縱開關。本發(fā)明試圖能利用金屬可觸知的圓頂來代替?zhèn)鲃幽て?4和圓頂16。
圖5和6示出了本發(fā)明的優(yōu)點在于確保開關觸點22之間可靠連接。具體地說，圖5示出了完全對準的按鈕40，按鈕40接合圓頂16并壓下圓頂下面的接觸墊片38和以間隔22隔開的開關觸點20接合。
但是，也可以存在這樣的情況，按鈕40不是居中地與間隙22對準，可以傾斜到一側或另一側，如圖6所示。然而，由于開關觸點20延伸到凹口34中，沖壓的觸點可以如圖6右側觸點所表示的那樣彎曲，以確保按鈕接合兩個觸點。如果開關觸點如現(xiàn)有技術那樣是剛性的，傾斜的按鈕則接合并緊靠右側觸點而絕不會接合左側觸點，導致連接不完全或不充分。
圖7和8示出了應用圖7所示的分隔墊片層36和應用圖8所示的整體墊片“構造”42之間的對比。換言之，圖7基本對應于上述涉及圖4的描述，具有孔37的墊片層與開關觸點20配準。或者，基板18可以被構造或做得更厚并設有與圖8所示開關觸點配準的孔42。換言之，圖8可以將墊片直接并入過模壓的基板中。
在圖1-6的實施例中，傳動膜片14可以通過適當?shù)恼辰觿┕潭ǖ交?8上?；蛘?，圖9-11B示出了將膜片固定到基板上的機械裝置。更特別地，結合圖9參考圖10A和10B，多個固定柱44與基板18整體模壓，伸出傳動膜片14中的孔46。膜片定位在基板頂部后，由于固定柱44伸出孔46，塑料柱可以在圖10B中的44a處變形，從而將膜片固定到基板上。結合圖9參考圖11A和11B，多個金屬固定柱48能夠被過模壓在基板18中，從而穿過傳動膜片14上的裂縫50。膜片定位在基板頂部之后，金屬柱可以在圖11B的48a處卷邊，從而將膜片固定到基板上。盡管示出了用于圖9中開關組件12上的兩種類型的機械裝置44和48，但打算只將一種或另一種機械裝置44或48用于將傳動膜片14固定到給定開關組件12的基板18上。
可以理解，在不脫離本發(fā)明主題和中心特征的情況下可以用其他特定形式實現(xiàn)本發(fā)明。當前的例子和實施例在所有情況下都被認為是示例性的而非限制性的，本發(fā)明不限于本文所給出的具體細節(jié)。
權利要求
1.一種電氣開關(12)，包括一對彼此以間隙(22)相對的沖壓的開關觸點(20)；支承開關觸點的絕緣基板(18)，包括位于以所述間隙(22)隔開的觸點下的凹口(34)，凹口與所述間隙相通且大到足以使得開關觸點延伸到凹口中并能彼此相對彎曲；以及導電的操縱機構(38)，可與以所述間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合以閉合開關，開關觸點是可彎曲的以確保操縱機構(38)接合兩個觸點(20)。
2.根據(jù)權利要求1的電氣開關，其中，所述絕緣基板(18)由塑料材料模壓而成，所述開關觸點(20)是沖壓電路的一部分，該沖壓電路具有除了由基板過模壓的所述開關觸點以外部分(28-34)的沖壓電路部分。
3.根據(jù)權利要求1的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括可壓下的圓頂(16，38)。
4.根據(jù)權利要求1的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括塑料膜片(14)，塑料膜片(14)具有可以和以所述間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合的導電的開關墊片(38)。
5.根據(jù)權利要求4的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構(38)包括可觸知的圓頂(16)。
6.根據(jù)權利要求1的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構(38)包括可觸知的金屬圓頂。
7.根據(jù)權利要求1的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括膜片(14)，所述基板(18)包括從膜片上的孔(46)伸出的整體柱(44)，使柱變形以將膜片固定到基板上。
8.根據(jù)權利要求1的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括膜片(14)，且包括從基板(18)穿過膜片伸出并壓接到膜片上的金屬柱(48)，從而將膜片固定到基板上。
9.根據(jù)權利要求1的電氣開關，包括放置在基板(18)和導電的操縱機構(14，38)之間的墊片層(36)，墊片層包括與基板上凹口(34)配準的孔(37)。
10.一種電氣開關，包括沖壓的電路，包括一對彼此以間隙(22)隔開相互面對的沖壓的平面開關觸點(20)；一個模壓塑料材料的絕緣基板(18)，在除所述開關觸點(20)以外的沖壓電路部分(28-34)周圍過模壓，基板包括位于以所述間隙(22)隔開的觸點(20)下面的凹口(34)，凹口大到足以使觸點延伸到凹口中且能彼此相對彎曲；以及導電的操縱機構(14，16，38)，包括塑料膜片(14)，塑料膜片具有一個與以所述間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合以閉合開關的導電開關墊片(38)每個開關觸點都是可彎曲的，從而確保開關墊片(38)接合兩個開關觸點(20)。
11.根據(jù)權利要求10的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個可壓下的圓頂(16)。
12.根據(jù)權利要求11的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個可觸知的圓頂(16)。
13.根據(jù)權利要求12的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構(14，16)包括一個可觸知的金屬圓頂。
14.根據(jù)權利要求10的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個膜片(14)，所述基板(18)包括一個從膜片上的孔(46)伸出的整體柱(44)，使柱變形以將膜片固定到基板上。
15.根據(jù)權利要求10的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個膜片(14)，且包括一個從基板(18)穿過膜片伸出并壓接到膜片上的金屬柱(48)，從而將膜片固定到基板上。
16.根據(jù)權利要求10的電氣開關，包括一個放置在基板(18)和導電的操縱機構(14)之間的墊片層(36)，墊片層包括一個與基板上凹口(34)配準的孔(37)。
17.一種電氣開關，包括沖壓的電路，包括一對彼此以間隙(22)隔開相互面對的沖壓的開關觸點(20)；一個模壓塑料材料的絕緣基板(18)，在除所述開關觸點(20)以外的沖壓電路部分(28-34)周圍過模壓，基板包括位于以所述間隙(22)隔開的觸點(20)下面的凹口(34)，凹口與所述間隙相通且大到足以使得觸點延伸到凹口中并能彼此相對彎曲；以及導電的操縱機構(14，16，38)，包括可與以所述間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合以閉合開關的可壓下的圓頂(16)，每個開關觸點都是可彎曲的，從而確保操縱機構接合兩個開關觸點(20)。
18.根據(jù)權利要求17的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個塑料膜片(14)，塑料膜片具有一個可與以所述間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合的導電的開關墊片(38)。
19.根據(jù)權利要求18的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個可觸知的圓頂(16)。
20.根據(jù)權利要求17的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構(14，16)包括一個可觸知的金屬圓頂。
21.根據(jù)權利要求17的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個膜片(14)，所述基板(18)包括一個從膜片上的孔(46)伸出的整體柱(44)，使柱變形以將膜片固定到基板上。
22.根據(jù)權利要求17的電氣開關，其中，所述導電的操縱機構包括一個膜片(14)，且包括一個從基板(18)穿過膜片伸出的金屬柱(48)并壓接到膜片上，從而將膜片固定到基板上。
23.根據(jù)權利要求17的電氣開關，包括一個放置在基板(18)和導電的操縱機構(14)之間的墊片層(36)，墊片層包括一個與基板上凹口(34)配準的孔(37)。
24.一種電氣開關(12)，包括沖壓的電路，包括彼此相互面對且其間限定了間隙(22)的一對沖壓的平面開關觸點(20)；一個模壓塑料材料的絕緣基板(18)，在除所述開關觸點以外的沖壓電路部分周圍過模壓，基板包括位于觸點之間的間隙下面的凹口(34)，凹口與所述間隙(22)相通且大到足以使得觸點(20)延伸到凹口中并能彼此相對彎曲；以及導電的操縱機構(14，16，38)，包括在隆起的圓頂(16)下面具有導電的開關墊片(38)的塑料膜片(14)，所述開關墊片可與以所述間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合以閉合開關，每個開關觸點都是可彎曲的，從而確保開關墊片(38)接合兩個開關觸點(20)。
全文摘要
電氣開關(12)包括一對以間隙(22)隔開彼此相對的沖壓的開關觸點(20)。絕緣基板(18)支承觸點且包括位于以所述間隙隔開的觸點下的凹口(34)。凹口(34)大到足以使得開關觸點(20)延伸到凹口中并能彼此相對彎曲。導電的操縱機構(38)可與以間隙(22)隔開的開關觸點(20)接合以閉合開關,每個開關觸點是可彎曲的以確保操縱機構接合兩個觸點。
文檔編號H01H13/80GK1259749SQ9911599
公開日2000年7月12日 申請日期1999年12月7日 優(yōu)先權日1998年12月8日
發(fā)明者E·豪澤, A·普魯沃特 申請人:莫列斯公司