КОМПАКТНЫЙ ДВУХКОНТАКТНЫЙ ЗАЩИЩЕННЫЙ КНОПОЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК H01H13/14 H01H13/26 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к компактному двухконтактному защищенному кнопочному переключателю. Он применяется, в частности, в области электрических переключателей с кнопкой с одной функцией, или резервной, или защищенной функцией, предназначенных для запуска критически важных функций, используемых, например, в авиационной области.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Электрические переключатели, предназначенные для запуска критически важных функций, используемые, например, на приборных панелях самолетов, должны удовлетворять определенному количеству ограничений. В частности, некоторые функции требуют приведения их в действие посредством надавливания на переключатель, который является резервным с электрической точки зрения, другими словами, на переключатель, который одновременно устанавливает электрический контакт по меньшей мере для двух электрических цепей, осуществляющих, например, единственную функцию, при этом две электрические цепи не имеют общего электрического режима. Таким, например, является случай в самолете для переключателей, запускающих устройство автоматического управления судном. Для таких вариантов применения предпочтительными также являются переключатели, расположенные на приборной панели, обладающие компактной конструкцией. Кроме того, желательно, чтобы тактильное ощущение, получаемое пользователем от переключателя при воздействии на него, было приятным и обеспечивало информацию обратной связи, позволяющую пользователю подтвердить правильное выполнение запущенного действия.

Кнопочные переключатели «купольного» типа, часто называемые просто «купольные переключатели», особенно широко используются в приборных панелях самолетов. В переключателе данного типа электрическое переключение осуществляют посредством вдавливания или «прогиба» электропроводной упругой блистерной куполообразной пластины к двум проводящим зонам, подлежащим соединению вместе. Купольные переключатели по существу не снабжены системами, обеспечивающими электрическое резервирование; однако для защищенных купольных переключателей имеются известные в данной области решения. В частности, согласно одной известной технологии, переключатель делает возможным, посредством механического действия, активацию двух электрических контактов, расположенных один вдоль другого и активируемых одной и той же поверхностью переключателя. Сборка может представлять собой кнопочный переключатель, который может быть установлен, например, спереди приборной панели, например, посредством припаивания. Недостаток, связанный с данным техническим решением, состоит в том, что изготовление подобного переключателя является трудным ввиду того, что два электрических контакта необходимо активировать одновременно. Одновременная активация двух электрических контактов тем более трудна, когда кнопку переключателя нажимают по краям или же на ее вершине. Фактически, в таком случае есть возможность для создания только одного контакта из двух. Имеется возможность преодолеть данный недостаток за счет оборудования переключателя точно направляющими устройствами, но в ущерб стоимости изготовления и ценой паразитных эффектов трения, причиняющих вред удобству пользователя. Кроме того, направляющие системы приводят к проблемам, вызванным заклиниванием переключателя, вследствие, например, эффектов распорки.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является преодоление по меньшей мере упомянутых выше недостатков, предлагая защищенный кнопочный переключатель компактной конструкции, обеспечивающий повышенное удобство использования.

Одним преимуществом изобретения является то, что практическое изготовление переключателя согласно одному из описанных вариантов осуществления имеет разумную стоимость.

Еще одним преимуществом изобретения является то, что переключатель согласно одному из описанных вариантов осуществления предлагает улучшенные функциональную надежность, безотказность и долговечность.

С этой целью, объектом изобретения является кнопочный переключатель, содержащий плунжер, переключатель характеризуется тем, что плунжер вызывает, под действием нажатия пользователя, вдавливание верхней куполообразной пластины, расположенной над переключающими средствами, при этом любое вдавливание верхней куполообразной пластины неизбежно вызывает вдавливание переключающих средств, причем вершина верхней куполообразной пластины и переключающие средства имеют нижнее положение, при этом первый электрический контакт возникает между основным контактом и дополнительным контактом верхней куполообразной пластины, образуя первую электрическую цепь, когда вершина верхней куполообразной пластины находится в нижнем положении, а второй электрический контакт возникает между основным контактом и дополнительным контактом переключающего средства, образуя вторую электрическую цепь, когда переключающие средства находятся в нижнем положении.

В одном варианте осуществления изобретения, переключающее средство может быть образовано нижней куполообразной пластиной.

В одном варианте осуществления изобретения, переключающее средство может быть образовано гибкой металлической пластинкой.

В одном варианте осуществления изобретения, верхняя куполообразная пластина и нижняя куполообразная пластина могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы усилие, необходимое для нажатия на верхнюю куполообразную пластину, было больше, чем усилие, необходимое для нажатия на нижнюю куполообразную пластину.

В одном варианте осуществления изобретения, верхняя куполообразная пластина и нижняя куполообразная пластина могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы усилие, необходимое для нажатия на верхнюю куполообразную пластину, было больше, чем усилие, необходимое для нажатия на гибкую металлическую пластинку.

В одном варианте осуществления изобретения, первая и вторая электрические цепи могут не иметь какого-либо общего электрического режима.

В одном варианте осуществления изобретения, первая и вторая электрические цепи могут обеспечивать активацию резервной или защищенной функции.

В одном варианте осуществления изобретения, кнопочный переключатель может содержать промежуточную подвижную деталь, расположенную под верхней куполообразной пластиной и над переключающими средствами, при этом промежуточная подвижная деталь является электропроводной по меньшей мере в верхней части и электрически соединена с дополнительным контактом верхней куполообразной пластины, причем нажатие верхней куполообразной пластины приводит к замыканию первой электрической цепи, а нажатие переключающих средств возникает в результате перемещения промежуточной подвижной детали, причем верхняя поверхность нижней куполообразной пластины и/или нижняя поверхность промежуточной подвижной детали являются электрически изолированными.

В одном варианте осуществления изобретения, промежуточная подвижная деталь может быть расположена на гибкой и электропроводной штанге, при этом штанга закреплена по меньшей мере в одной точке дополнительного контакта верхней куполообразной пластины с помощью крепежного средства.

В одном варианте осуществления изобретения, основной контакт и/или дополнительный контакт верхней куполообразной пластины, и/или основной контакт и/или дополнительный контакт переключающих средств могут быть образованы посредством металлизации, выполненной на печатной плате, или посредством металлических пластинок, покрытых оболочкой.

В одном варианте осуществления изобретения, верхняя куполообразная пластина и нижняя куполообразная пластина могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы вдавливание нижней куполообразной пластины начиналось после изменения положения верхней куполообразной пластины, при этом характеристики зависимости перемещения от силы верхней и нижней куполообразных пластин обеспечивают возможность вдавливания верхней и нижней куполообразных пластин под действием силы, которая по меньшей мере равна силе, требующейся для вдавливания только верхней куполообразной пластины.

В одном варианте осуществления изобретения, кнопочный переключатель может быть установлен непосредственно на печатной плате.

В одном варианте осуществления изобретения, кнопочный переключатель может быть расположен в корпусе, который может быть установлен на приборной панели.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1а-1f изображают виды поперечного сечения кнопочного переключателя согласно одному варианту осуществления изобретения на различных рабочих этапах;

Фиг.2 изображает графическое представление, иллюстрирующее кривые сил, относящихся к куполообразным пластинам, содержащимся в кнопочном переключателе согласно одному варианту осуществления изобретения;

Фиг.3а-3d изображают графические представления, иллюстрирующие кривые сил, относящихся к практическому иллюстративному варианту осуществления изобретения;

Фиг.4 изображает вид поперечного сечения кнопочного переключателя согласно альтернативному варианту осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со ссылкой на Фиг.1а, кнопочный переключатель 1 может содержать в иллюстративном варианте осуществления, исполнительный механизм или «плунжер» 10. Плунжер 10 расположен над вершиной верхней куполообразной пластины 11, изготовленной из электропроводного материала. Переключающие средства, образованные, например, нижней куполообразной пластиной 12, расположены под верхней куполообразной пластиной 11. В частности, верхняя куполообразная пластина 11 содержит нижнюю поверхность 11а и верхнюю поверхность 11b. Аналогичным образом, нижняя куполообразная пластина 12 содержит нижнюю поверхность 12а и верхнюю поверхность 12b.

Предпочтительно, диаметр верхней куполообразной пластины 11 выбирают, чтобы он был больше, чем диаметр нижней куполообразной пластины 12. Согласно конкретному признаку настоящего изобретения, вдавливание верхней куполообразной пластины 11 должно систематически приводить к вдавливанию нижней куполообразной пластины 12, так чтобы одно и то же усилие активации, прикладываемое пользователем к плунжеру 10, обеспечивало возможность вдавливания обеих куполообразных пластин 11, 12. Таким образом, усилие, необходимое для вдавливания верхней куполообразной пластины 11, больше, чем усилие, необходимое для вдавливания нижней куполообразной пластины 12.

Между верхней куполообразной пластиной 11 и нижней куполообразной пластиной 12 расположена промежуточная подвижная деталь 13. Плунжер 10 и куполообразные пластины 11, 12 могут, например, демонстрировать симметрию вращения вокруг вертикальной оси, при этом плунжер 10, например, расположен в кожухе, который не представлен на чертеже, ограничивающем его перемещение до одной степени свободы в направлении вертикальной оси. В примере, проиллюстрированном на чертежах, плунжер 10, куполообразные пластины 11, 12 и промежуточная подвижная деталь 13 имеют главные оси, выровненные с упомянутой выше вертикальной осью.

Плунжер 10 может быть изготовлен из материала эластомерного типа, характеристики которого обеспечивают хороший комфорт для пользователя, оказывающего на него давление, и может, например, быть покрыт гибкой крышкой, изготовленной из эластомерного материала, а также жесткой крышкой (не показана). Верхняя куполообразная пластина 11 опирается на основной контакт 111 и находится с ним в электрическом контакте. Основной контакт 111, например, может быть образован металлической дорожкой печатной платы. В состоянии покоя, то есть в отсутствии прикладываемой к нему силы, вершина верхней куполообразной пластины 11 занимает так называемое «верхнее» номинальное положение.

Нижняя куполообразная пластина 12 опирается на основной контакт 121 и находится с ним в электрическом контакте, при этом он, возможно, также образован металлической дорожкой печатной платы. Когда на нижнюю куполообразную пластину 12 прикладывается соответствующее давление, его вершина входит, после прогибания, в контакт с дополнительным контактом 122 нижней куполообразной пластины 12. Нижняя поверхность 12а нижней куполообразной пластины 12 является электропроводной.

Как показано на Фиг.1f, когда вершина нижней куполообразной пластины 12 находится, после прогиба, в так называемом нижнем положении, между основным контактом 121 и дополнительным контактом 122 нижней куполообразной пластины 12 устанавливается электрический контакт. Основной контакт 121 и дополнительный контакт 122 нижней куполообразной пластины 12 находятся по существу в одной и той же плоскости и могут, например, оба быть созданы посредством металлизации, выполненной на печатной плате.

Прогиб нижней куполообразной пластины 12 выполняют посредством перемещения промежуточной подвижной детали 13. Перемещение промежуточной подвижной детали 13 обусловлено прогибом верхней куполообразной пластины 11, который, в свою очередь, вызван надавливанием пользователя на плунжер 10.

Образом, аналогичным нижней куполообразной пластине 12, вершина верхней куполообразной пластины 11 занимает, в отсутствие усилий, прикладываемых на плунжер 10, так называемое «верхнее» номинальное положение, а нижнее положение – после прогиба. Также нижняя поверхность 11а верхней куполообразной пластины 11 является электропроводной.

Промежуточная подвижная деталь 13 изготовлена из электропроводного материала, по меньшей мере в верхнем участке. Промежуточная подвижная деталь 13 электрически связана с дополнительным контактом 112 верхней куполообразной пластины 11. Как проиллюстрировано в примерах, показанных на Фиг.1а-1f, промежуточная подвижная деталь 13 может быть физически и электрически связана с дополнительным контактом 112 верхней куполообразной пластины 11 посредством штанги 130, выполненной из электропроводного материала, например металлической пружинной пластины, сквозь которую проходит промежуточная подвижная деталь 13. Штанга 130 должна быть выполнена таким образом, чтобы создавать минимум возмущающих сил при ее деформировании. Штанга 130 может быть прикреплена к дополнительному контакту 112 верхней куполообразной пластины в одной или более точках, например, с помощью паяных соединений, или же посредством привинчивания, обжимания или любого другого известного крепежного средства. Необходимо заметить, что в иллюстративном варианте осуществления, показанном на Фиг.1а-1f, промежуточная подвижная деталь 13 показана утопленной в штанге 130, и, следовательно, промежуточная подвижная деталь 13 не находится в прямом контакте, при прогибании верхней куполообразной пластины 11, с нижней поверхностью 11а верхней куполообразной пластины 11. Также, в подобной конфигурации, промежуточная подвижная деталь 13 может быть целиком изготовлена из электрически изолированного материала, и именно штанга 130 обеспечивает электрический контакт между основным контактом 111 и дополнительным контактом 112, когда нижняя поверхность 11а верхней куполообразной пластины 11 находится в контакте с штангой 130; поэтому нет необходимости, чтобы верхняя поверхность 12b нижней куполообразной пластины 12 была электрически изолирована. В альтернативных вариантах осуществления, промежуточная подвижная деталь 13 может быть, например, полностью электропроводной и, например, проходить по обеим сторонам штанги 130 и, следовательно, находиться в прямом контакте своим верхним участком с нижней поверхностью 11а верхней куполообразной пластины 11, когда верхняя куполообразная пластина 11 вдавлена; в таком случае, существенно, чтобы нижний участок промежуточной подвижной детали 13 и/или верхняя поверхность 12b нижней куполообразной пластины 12 были электрически изолированы, например, за счет покрытия их изолирующей пленкой.

Необходимо заметить, что промежуточная подвижная деталь 13 является независимой, с механической точки зрения, от верхней 11 и нижней 12 куполообразных пластин. Промежуточная подвижная деталь 13 также обеспечивает преимущество образования исполнительного механизма, который соответствует меньшему диаметру нижней куполообразной пластины 12, другими словами, исполнительного механизма, размеры которого можно выбирать для того, чтобы они были совместимы с размерами нижней куполообразной пластины 12. Таким образом, можно обеспечить продолжительный срок годности куполообразной пластины с меньшим диаметром.

Таким образом, когда вершина верхней куполообразной пластины 11 находится в контакте с верхним участком промежуточной подвижной детали 13, между дополнительным контактом 112 и основным контактом 111 верхней куполообразной пластины 11 возникает электрический контакт через штангу 130, промежуточную подвижную деталь 13 и электропроводную нижнюю поверхность 11а верхней куполообразной пластины 11, при этом два данных элемента находятся в прямом контакте друг с другом.

Так что отсутствует общий электрический режим между двумя электрическими цепями, замыкаемыми посредством вдавливания куполообразных пластин 11, 12, другими словами, соответственно между первой электрической цепью, образованной основным контактом 111, и дополнительным контактом 112 верхней куполообразной пластины 11, и второй электрической цепью, образованной основным контактом 121 и дополнительным контактом 122 нижней куполообразной пластины 12, при этом верхняя поверхность 12b нижней куполообразной пластины 12 и/или нижняя поверхность промежуточной подвижной детали 13 могут, например, быть покрыты электрически изолированным материалом, образованным, например, слоем лака или изолирующей пленки или посредством добавления детали, изготовленной из пластмассового материала.

Как правило, когда пользователь не прикладывает никакого усилия к плунжеру 10, элементы, образующие подсистему, содержащую, в частности, верхнюю куполообразную пластину 11, промежуточную подвижную деталь 13, нижнюю куполообразную пластину 12 и дополнительный контакт 122 нижней куполообразной пластины 12, не находятся в непосредственном контакте друг с другом. Когда, под давлением плунжера 10, верхняя и нижняя куполообразные пластины 11, 12 находятся, после вдавливания, в своих соответствующих нижних положениях, все вышеперечисленные элементы находятся в контакте друг с другом, а вышеперечисленные первая и вторая электрические цепи являются тогда замкнутыми.

Фиг.1b-1е иллюстрируют промежуточные конфигурации элементов, образующих кнопочный переключатель 1, в процессе перемещения плунжера 10 между номинальной конфигурацией, проиллюстрированной на Фиг.1а, и конфигурацией электрического контакта, проиллюстрированного на Фиг.1f. Фиг.1b-1е описаны ниже.

Фиг.1b иллюстрирует конфигурацию, в которой вдавливание верхней куполообразной пластины 11 было инициировано посредством перемещения плунжера 10, при этом нижняя его поверхность находится в контакте с верхней поверхностью 11b верхней куполообразной пластины 11. В примере, проиллюстрированном на Фиг.1b, верхняя куполообразная пластина 11 находится в положении инверсии. В данной конфигурации, согласно примеру, проиллюстрированному на фиг.1b, в контакте находятся только плунжер 10 и верхняя куполообразная пластина 11.

Фиг.1с иллюстрирует конфигурацию, в которой нижняя поверхность верхней куполообразной пластины 11 находится в контакте с верхним участком промежуточной подвижной детали 13, при этом последняя еще не начала двигаться. В данной конфигурации, как определялось раньше, замкнута первая электрическая цепь.

Фиг.1d иллюстрирует конфигурацию, в которой промежуточная подвижная деталь 13 смещена под действием перемещения плунжера 10, посредством верхней куполообразной пластины 11. В данной конфигурации, нижний участок промежуточной подвижной детали 13 введен в механический контакт с верхним участком 12b нижней куполообразной пластины 12: первая электрическая цепь все еще замкнута, а вторая электрическая цепь еще не замкнута. Начинается вдавливание нижней куполообразной пластины 12.

Фиг.1е иллюстрирует конфигурацию, в которой нижняя куполообразная пластина 12, под действием перемещения промежуточной подвижной детали 13 посредством перемещения верхней куполообразной пластины 11 под действием плунжера 10, достигает своей точки инверсии. В данной конфигурации, первая электрическая цепь все еще замкнута, а вторая электрическая цепь еще не замкнута.

Перемещение плунжера 10 обуславливает, посредством промежуточных элементов, расположенных между ним и нижней куполообразной пластиной 12, перемещение вершины нижней куполообразной пластины 12 до тех пор, пока последняя не достигнет упора, где устанавливается электрический контакт между нижней поверхностью 12а нижней куполообразной пластины 12 и дополнительным контактом 122 нижней куполообразной пластины 12, другими словами, где замыкается вторая электрическая цепь, как проиллюстрировано на Фиг.1f.

Подбор размеров верхней и нижней куполообразных пластин 11, 12 промежуточной подвижной детали 13, конфигурация и характеристики вышеупомянутых элементов определены таким образом, чтобы вдавливание верхней куполообразной пластины 11 приводило к вдавливанию нижней куполообразной пластины 12, и чтобы замыкание вышеупомянутых двух электрических цепей происходило одновременно или квазиодновременно, или, как правило, в интервале приблизительно около микросекунды, согласно последовательности конфигураций, описанных ранее и проиллюстрированных на Фиг.1а-1f.

В частности, характеристики куполообразных пластин 11,12 зависимости движения от силы определены таким образом, чтобы тактильное ощущение пользователя от детали было аналогичным ощущению, получаемому при надавливании на обычный переключатель общеизвестного типа. Таким образом, усилие, необходимое пользователю, чтобы вызвать вдавливание двух куполообразных пластин 11, 12, предпочтительно может быть самое большее равно усилию, необходимому для вдавливания одной верхней куполообразной пластины 11. Пример данных характеристик описан ниже со ссылкой на Фиг.2.

Необходимо заметить, что в иллюстративном переключателе, описанном выше со ссылкой на Фиг.1а-1f, переключающие средства нижней электрической цепи образованы нижней куполообразной пластиной 12. Переключающие средства нижней цепи также могут быть образованы с помощью альтернативных устройств, при этом нижняя куполообразная пластина 12, таким образом, может, например, быть заменена гибкой металлической пластинкой, имеющей положение, в котором она не может входить в контакт с дополнительным контактом 122, и положение, которое может быть приравнено к вдавленному положению нижней куполообразной пластины 12, в котором пластинка находится в контакте с дополнительным контактом 122, таким образом, при этом вторая электрическая цепь замыкается. Подобный иллюстративный вариант осуществления проиллюстрирован на Фиг.4, описанной ниже.

Фиг.2 иллюстрирует кривые сил, относящихся к кнопочному переключателю согласно одному варианту осуществления изобретения.

Первая кривая 21 силы отображает силу, прикладываемую к вершине верхней куполообразной пластины 11, как функцию его перемещения, из его верхнего положения в его нижнее положение. Аналогичным образом, вторая кривая 22 силы отображает силу, прикладываемую к вершине нижней куполообразной пластины 12, как функцию его перемещения, из его верхнего положения в его нижнее положение.

Обычно, со ссылкой на первую кривую 21 силы и изначально не принимая во внимание влияние нижней куполообразной пластины, сила, которая должна быть приложена пользователем, имеет тенденцию к увеличению, как только начинается вдавливание верхней куполообразной пластины, до точки, проиллюстрированной вершиной первой кривой 21 силы, соответствующей инверсии верхней куполообразной пластины. От точки инверсии, сила уменьшается до тех пор, пока верхняя куполообразная пластина не будет полностью вдавлена, что соответствует точке механического упора и электрического соединения. Внешний вид первой кривой 21 силы является по существу симметричным относительно вертикальной оси, проходящей через точку инверсии.

Аналогичным образом, со ссылкой на вторую кривую 22 силы, и не принимая во внимание влияние верхней куполообразной пластины, сила, прикладываемая на нижнюю куполообразную пластину, имеет тенденцию к увеличению, когда начинается вдавливание нижней куполообразной пластины, до точки, проиллюстрированной вершиной второй кривой 22 силы, соответствующей инверсии нижней куполообразной пластины. От точки инверсии, сила уменьшается до тех пор, пока нижняя куполообразная пластина не будет полностью вдавлена, что соответствует точке механического упора и электрического соединения. Внешний вид второй кривой 22 силы является по существу симметричным относительно вертикальной оси, проходящей через точку инверсии.

В примере, проиллюстрированном на Фиг.2, вдавливание нижней куполообразной пластины начинается после изменения положения верхней куполообразной пластины. Принимая, что плунжер изготовлен из абсолютно жесткого материала, сила, подлежащая прикладыванию на протяжении всего его перемещения до электрического переключения двух электрических цепей, равна сумме сил, прикладываемых к двум куполообразным пластинам. На практике, если плунжер образован из материала, обладающего относительной упругостью, реакция на силу, прикладываемую пользователем в конце переключения, воспринимается квазинепрерывным образом, вследствие упругих характеристик материала, образующего плунжер, с одной стороны, и упругих характеристик конца пальца пользователя, прикладывающего силу давления. На практике, эластомерный плунжер сглаживает тактильную неоднородность нижней куполообразной пластины 12 за счет возвращения энергии, накапливаемой при его сжатии во время фазы постепенного нарастания силы.

Фиг.3а-3d показывают кривые зависимости перемещения от силы в различных конфигурациях практического иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3а показывает кривую зависимости перемещения от силы, относящуюся к практическому иллюстративному варианту осуществления верхней куполообразной пластины. Сила, прикладываемая к куполообразной пластине, постоянно увеличивается с перемещением его вершины до первой характеристической точки 31, соответствующей изменению положения верхней куполообразной пластины. От первой характеристической точки 31 сила при перемещении постоянно понижается до второй характеристической точки 32, соответствующей механическому упору и электрическому соединению.

Фиг.3b показывает кривую зависимости перемещения от силы, относящуюся к практическому иллюстративному варианту осуществления нижней куполообразной пластины. Кривая имеет внешний вид, аналогичный кривой, относящейся к верхней куполообразной пластине, описанной со ссылкой на Фиг.3а; однако перемещения и силы являются значительно меньшими. Аналогичным образом, кривая зависимости перемещения от силы, относящаяся к нижней куполообразной пластине, демонстрирует первую характеристическую точку 41, соответствующую изменению положения нижней куполообразной пластины, и вторую характеристическую точку 42, соответствующую механическому упору и электрическому переключению, обеспечиваемому нижней куполообразной пластиной.

Фиг.3с показывает кривую зависимости перемещения от силы, относящуюся к практическому иллюстративному варианту осуществления верхней куполообразной пластины, расположенной над нижней куполообразной пластиной, посредством промежуточной подвижной детали. В проиллюстрированном примере, в первой области 500, проходящей за пределами точки 51 инверсии верхней куполообразной пластины, внешний вид кривой зависимости перемещения от силы является идентичным кривой зависимости перемещения от силы одной верхней куполообразной пластины. От перемещения, соответствующего началу второй области 501, начинается вдавливание нижней куполообразной пластины; тогда кривая зависимости перемещения от силы отображает наложение двух кривых, проиллюстрированных со ссылкой на Фиг.3а и 3b. Сила уменьшается, когда увеличивается перемещение, до точки 52 разрыва, соответствующей полному вдавливанию верхней куполообразной пластины. От точки 52 разрыва сила при перемещении немного увеличивается до точки 53 инверсии нижней куполообразной пластины. Затем, сила уменьшается, при увеличении перемещения, до точки механического упора и электрического контакта 54.

Фиг.3d показывает кривую зависимости перемещения от силы, относящуюся к практическому иллюстративному варианту осуществления верхней куполообразной пластины, расположенной над нижней куполообразной пластиной, посредством промежуточной подвижной детали, с конфигурацией, идентичной конфигурации, проиллюстрированной кривыми Фиг.3с, но с эластомерным плунжером. Тогда, кривая зависимости перемещения от силы имеет внешний вид, по существу аналогичный кривой зависимости перемещения от силы, проиллюстрированной на Фиг.3с. Однако, как было объяснено ранее, использование эластомерного плунжера делает возможным «сглаживание» неоднородности и обеспечение пользователю тактильного ощущения, аналогичного тактильному ощущению, возникающему при воздействии на однокупольный переключатель. Фактически, кривая зависимости перемещения от силы имеет повышение до точки 61 инверсии, соответствующей изменению положения верхней куполообразной пластины, затем понижающееся направление до точки механического упора и электрического контакта 62.

Фиг.4 изображает поперечное сечение, демонстрирующее иллюстративный кнопочный переключатель согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, в котором нижняя куполообразная пластина заменена гибкой металлической пластинкой 42. Пример, проиллюстрированный на Фиг.4, соответствует конфигурации переключателя 1, аналогичного конфигурации, описанной ранее со ссылкой на Фиг.1f, иначе говоря, конфигурации, в которой первая и вторая электрические цепи замкнуты.

Плунжер 10, верхняя куполообразная пластина 11, содержащая нижнюю поверхность 11а и верхнюю поверхность 11b, основной контакт 111, промежуточная подвижная деталь 13, основной контакт 121 и дополнительный контакт 122 могут быть сконфигурированы по аналогии с примером, описанным со ссылкой на Фиг.1а-1f. Нижняя куполообразная пластина может быть заменена гибкой металлической пластинкой 42, один конец которой может, например, быть прикреплен к части основного контакта 121 с помощью крепежного средства 421, такого как винт или точка припоя, или любого другого известного крепежного средства, при этом другой конец гибкой металлической пластинки 42 опирается, например, на другую часть основного контакта 121. В примере, проиллюстрированном на Фиг.4, пластинка 42 находится в нижнем положении, которое может быть похоже на вдавленное положение нижней куполообразной пластины, а ее центральный участок находится в контакте с дополнительным контактом 122, обеспечивая, таким образом, замыкание второй электрической цепи.

Аналогичным образом, верхняя куполообразная пластина 11 и пластинка 42 могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы усилие, необходимое для вдавливания верхней куполообразной пластины 11, было больше, чем усилие, необходимое для вдавливания пластинки 42.

Вышеупомянутые преимущества, полученные с помощью настоящего изобретения, становятся ясными при чтении описания выше. Необходимо заметить, что еще одно преимущество изобретения состоит в том, что в различных описанных вариантах осуществления могут быть использованы стандартные куполообразные пластины или пластинки, имеющиеся на рынке. Различные элементы, образующие переключатель, которые описаны ранее, могут быть установлены непосредственно на плату путем каскадной схемы, или же могут быть заключены в упаковку; электрические контакты также могут быть осуществлены посредством металлических пластинок, покрытых оболочкой.

Настоящее изобретение относится к компактному двухконтактному защищенному кнопочному переключателю. Технический результат – повышение функциональной надежности, безотказности и долговечности. Кнопочный переключатель содержит плунжер (10), вызывающий при нажатии пользователем вдавливание верхней куполообразной пластины, расположенной над переключающими средствами. Вдавливание верхней куполообразной пластины вызывает вдавливание переключающих средств. Вершина верхней куполообразной пластины и переключающие средства имеют нижнее положение. Кнопочный переключатель дополнительно содержит промежуточную подвижную деталь, расположенную под верхней куполообразной пластиной и над переключающими средствами. Промежуточная подвижная деталь является электропроводной по меньшей мере в верхнем участке и электрически соединена с дополнительным контактом верхней куполообразной пластины. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Кнопочный переключатель (1), содержащий плунжер (10), отличающийся тем, что плунжер вызывает, под действием нажатия пользователя, вдавливание верхней куполообразной пластины (11), расположенной над переключающими средствами (12, 42), при этом любое вдавливание верхней куполообразной пластины (11) неизбежно вызывает вдавливание переключающих средств (12, 42), причем вершина верхней куполообразной пластины и переключающие средства (12, 42) имеют нижнее положение, при этом первый электрический контакт возникает между основным контактом (111) и дополнительным контактом (112) верхней куполообразной пластины (11), образуя первую электрическую цепь, когда вершина верхней куполообразной пластины (11) находится в нижнем положении, а второй электрический контакт возникает между основным контактом (121) и дополнительным контактом (122) переключающих средств (12, 42), образуя вторую электрическую цепь, когда переключающие средства (12, 42) находятся в нижнем положении,

промежуточную подвижную деталь (13), расположенную под верхней куполообразной пластиной (11) и над переключающими средствами (12, 42), при этом промежуточная подвижная деталь (13) является электропроводной по меньшей мере в верхнем участке и электрически соединена с дополнительным контактом (112) верхней куполообразной пластины (11), причем вдавливание верхней куполообразной пластины (11) приводит к замыканию первой электрической цепи, а вдавливание переключающих средств (12, 42) возникает в результате перемещения промежуточной подвижной детали (13), причем верхняя поверхность (12b) нижней куполообразной пластины и/или нижняя поверхность промежуточной подвижной детали (13) являются электрически изолированными.

2. Кнопочный переключатель (1) по п. 1, отличающийся тем, что

переключающие средства (12, 42) образованы нижней куполообразной пластиной (12).

3. Кнопочный переключатель (1) по п. 1, отличающийся тем, что переключающие средства (12, 42) образованы гибкой металлической пластинкой (42).

4. Кнопочный переключатель (1) по п. 2, в котором верхняя куполообразная пластина (11) и нижняя куполообразная пластина (12) сконфигурированы таким образом, что усилие, необходимое для нажатия верхней куполообразной пластины (11), больше, чем усилие, необходимое для нажатия нижней куполообразной пластины (12).

5. Кнопочный переключатель (1) по п. 3, в котором верхняя куполообразная пластина (11) и гибкая металлическая пластинка (42) сконфигурированы таким образом, что усилие, необходимое для нажатия верхней куполообразной пластины (11), больше, чем усилие, необходимое для нажатия гибкой металлической пластинки (42).

6. Кнопочный переключатель (1) по любому из пп. 1-5, в котором первая и вторая электрические цепи не имеют общего электрического режима.

7. Кнопочный переключатель (1) по любому из пп. 1-5, в котором первая и вторая электрические цепи обеспечивают активацию резервной или защищенной функции.

8. Кнопочный переключатель (1) по п. 1, в котором промежуточная подвижная деталь (13) расположена на гибкой и электропроводной штанге (130), при этом штанга закреплена по меньшей мере в одной точке дополнительного контакта (112) верхней куполообразной пластины (11) с помощью крепежного средства.

9. Кнопочный переключатель (1) по любому из пп. 1-5, в котором основной контакт (111) и/или дополнительный контакт (112) верхней куполообразной пластины (11), и/или основной контакт (121) и/или дополнительный контакт (122) переключающих средств (12, 42) образованы посредством металлизации, выполненной на печатной плате, или посредством металлических пластинок, покрытых оболочкой.

10. Кнопочный переключатель (1) по любому из пп. 2 или 4, в котором верхняя куполообразная пластина (11) и нижняя куполообразная пластина (12) сконфигурированы таким образом, что вдавливание нижней куполообразной пластины (12) начинается после изменения положения верхней куполообразной пластины (11), при этом характеристики зависимости перемещения от силы верхней (11) и нижней (12) куполообразных пластин обеспечивают возможность вдавливания верхней (11) и нижней (12) куполообразных пластин под действием силы, которая по меньшей мере равна силе, требующейся для вдавливания только верхней (11) куполообразной пластины.

11. Кнопочный переключатель (1) по любому из пп. 1-5, который может быть установлен непосредственно на печатной плате.

12. Кнопочный переключатель (1) по любому из пп. 1-5, расположенный в корпусе, который может быть установлен на приборной панели.