Магнитная клавиатура Российский патент 2019 года по МПК G06F3/23 H01H1/54 H01H36/00 

Область техники

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутационной технике, и может быть использовано в системах ввода и преобразования информации, в качестве контактных элементов клавиатур и устройств управления.

Предшествующий уровень техники

Известно техническое решение - магнитный переключатель, относящийся к области электротехники, в частности, к коммутационной технике, и может быть использован в системах ввода и преобразования информации, в качестве контактных элементов клавиатур и устройств управления. Магнитный переключатель содержит корпус 1, подвижную деталь 2, магнитный элемент в подвижной детали 3, подвижный магнитный элемент с токопроводящим элементом 4, неподвижный магнитный элемент 5, контакты 6, смягчающие прокладки для подвижной детали 7, смягчающая прокладка для подвижного магнита с токопроводящим контактом 8, перегородка корпуса, изолирующая подвижный элемент от магнитного элемента с токопроводящим элементом 9, перегородка корпуса, служащая основанием для контактов 10, отверстие в корпусе 11, ограничитель для подвижной детали 12. Корпус 1 выполнен из электроизоляционного материала. Подвижная деталь 2 может быть выполнена в виде кнопки или клавиши, расположенной в отверстии корпуса 11. Подвижная деталь 2 имеет ограничитель 12. Магнитные элементы 3, 4 и 5 расположены друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, играющих роль возвратного механизма для подвижной детали и магнитного элемента с токопроводящим контактом, могут быть выполнены из магнитов на основе постоянных редкоземельных магнитов. Смягчающие прокладки 7 и 8 могут быть выполнены из резины, служат для снижения уровня шума при работе устройства. Выбором расстояния между магнитными элементами 3, 4 и 5 и силы намагниченности магнитных элементов можно изменять диапазон регулирования магнитного переключателя. (RU №176110).

Недостатком известного технического решения является сложное производство и необходимость дальнейшего монтажа каждого тактильного элемента, что увеличивает трудоемкость, стоимость и размеры конечного устройства. Также недостатком известного технического решения является отсутствие герметичности и как следствие - отсутствие защиты контактов от влаги и пыли.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков (клавиатура, состоящая из 4 слоев с герметичными слоями контактной группы, где контакты изолированы от воды, пыли и прямого воздействия кнопки, воздействие на замыкание контактов осуществляется только под воздействием магнитного поля магнитных элементов, установленных в кнопке) при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Заявитель считает, что заявляемая магнитная клавиатура соответствует критерию «новизна» и имеет изобретательский уровень. Магнитная клавиатура может быть изготовлена на известном оборудовании и использована в различных устройствах в системах ввода и преобразования информации, в качестве контактных элементов клавиатур и устройств управления. Поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».

Раскрытие изобретения

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание клавиатуры тонкой, надежной и долговечной конструкции с широким диапазоном регулирования длины хода клавиши до момента замыкания контактов и защите контактов от влаги, пыли и повышенного износа.

Технический результат достигается тем, что магнитная клавиатура, содержит магнитные элементы, выступающие в роли возвратного механизма для кнопки и одновременно участвуют в контактной группе, для замыкания и размыкания контактов, воздействуя при этом только магнитным полем, где контактная группа находится в герметичной камере, защищенной от воды и пыли. Также, неодимовые магниты с их высокой силой намагниченности позволяют использовать очень тонкие и маленькие магнитные элементы, что в свою очередь позволяет существенно уменьшить толщину каждого тактильного элемента и всей клавиатуры в целом. Изменяя размер, силу намагниченности магнитных элементов можно изменять усилие необходимое для нажатия кнопки.

Изменяя расстояние между магнитными элементами можно изменять длину хода клавиш. Изменением расстояния между магнитными элементами может быть задан момент замыкания до конечной точки следования кнопки или в конечной точке следования кнопки.

Основные технические особенности и преимущества предлагаемого технического решения описаны в представленном предпочтительном варианте осуществления. Объем защиты изобретения не ограничивается описанным примером, а включает различные варианты исполнения в соответствии с общей концепцией. В частности, увеличением/уменьшением количества кнопок на клавиатуре или применение другой геометрической формы магнитных элементов вместо дискообразной формы магнитных элементов и/или изменения размеров, силы намагниченности магнитных элементов является всего лишь одним из множества возможных конструктивных решений этого изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором показан пример выполнения 1 тактильного элемента магнитной клавиатуры в разрезе и в соответствии с изобретением.

Магнитная клавиатура представляет собой совокупность тактильных элементов, изготовленных на общей диэлектрической основе. Отдельный тактильный элемент содержит: слой служащий основанием клавиатуры 1, содержащий неподвижный магнитный элемент 5; диэлектрический слой 2, содержащий разомкнутые контакты 6; диэлектрический слой 3 с рабочей камерой 9, содержащий подвижный магнитный элемент с токопроводящим покрытием 7; диэлектрический слой (лицевая панель) 4, содержащий кнопку 10, с магнитным элементом 8. Магнитные элементы 5, 7, 8 расположены друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, играющие роль возвратного механизма для подвижной детали и магнитного элемента с токопроводящим контактом. Изменяя размер, силу намагниченности магнитных элементов можно менять усилие, необходимое для нажатия и изменяя расстояние между магнитными элементами можно изменять длину хода клавиш и момент замыкания контактов. Изменением расстояния между магнитными элементами может быть задан момент замыкания до конечной точки следования кнопки или в конечной точке следования кнопки.

Устройство работает следующим образом. Для наглядности описана работа отдельного тактильного элемента в вариантном исполнении. В исходном состоянии контакты разомкнуты, так как под воздействием магнитных сил отталкивания магнитного элемента 5, замыкающий магнитный элемент 7 находится в крайнем верхнем положении рабочей камеры 9 и не касается контактов 6. При воздействии на кнопку 10, он перемещается вниз вместе с магнитным элементом 8 и за счет действия магнитных сил отталкивания оказывает давление на магнитный элемент с токопроводящим покрытием 7, который перемещаясь вниз, замыкает контакты 6. После прекращения воздействия кнопка 10 с магнитным элементом 8 и магнитный элемент 7 за счет магнитных сил отталкивания, существующих при взаимодействии одноименных полюсов магнитных элементов 5, 7 и 8 возвращается в исходное положение и контакты 6 размыкаются.

Наличие магнитных элементов в конструкции, обращенных друг другу одноименными полюсами и расположенных друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, обеспечивает создание магнитного поля, играющего роль возвратного механизма для кнопки и размыкания контактов. Изолирование магнитного элемента, осуществляющего замыкание контакта, в герметичном корпусе, от кнопки, позволяет защитить контакты от чрезмерного нажатия, воды, пыли и как следствие увеличить срок службы контактов.

При этом обеспечивается герметичность, надежность, долговечность, тонкость и простота конструкции, отпадает необходимость изготовления трудоемких возвратных элементов конструкции, сложной контактной группы и их монтажа, снижается износ и исключается повреждение контактов влагой, пылью и чрезмерным нажатием.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:

На фиг. 1 изображен отдельный тактильный элемент в разрезе;

На фиг. 2 изображен внешний общий вид (в проекции) готового промышленного образца изделия в разобранном и собранном состоянии - 4-х кнопочной магнитной клавиатуры.

Изобретение относится к устройствам ввода. Технический результат заключается в создании клавиатуры тонкой, надежной и долговечной конструкции с широким диапазоном регулирования длины хода клавиши до момента замыкания контактов и защите контактов от влаги, пыли и повышенного износа. Такой результат достигается тем, что магнитная клавиатура включает корпус, состоящий из 4 слоев, 1 слой содержит неподвижные магнитные элементы, 2 слой состоит из слоя с контактными площадками, 3 слой содержит подвижные магнитные элементы в рабочих камерах, покрытые токопроводящим покрытием и обращенные одноименными полюсами к магнитным элементам в 1 слое, расположенные друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, 4 слой содержит кнопки с магнитными элементами, обращенными одноименными полюсами к магнитным элементам в 3 слое, расположенными друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, при этом 1, 2 и 3 слои герметично соединены между собой; в качестве магнитных элементов используются неодимовые магниты; изменяя расстояние между магнитными элементами можно изменять длину хода клавиш; изменением расстояния между магнитными элементами может быть задан момент замыкания до конечной точки следования кнопки или в конечной точке следования кнопки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Магнитная клавиатура, характеризующаяся тем, что включает корпус, состоящий из 4 слоев, 1 слой содержит неподвижные магнитные элементы, 2 слой состоит из слоя с контактными площадками, 3 слой содержит подвижные магнитные элементы в рабочих камерах, покрытые токопроводящим покрытием и обращенные одноименными полюсами к магнитным элементам в 1 слое, расположенные друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, 4 слой содержит кнопки с магнитными элементами, обращенными одноименными полюсами к магнитным элементам в 3 слое, расположенными друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания, отличающаяся тем, что 1, 2 и 3 слои герметично соединены между собой; в качестве магнитных элементов используются неодимовые магниты; изменяя расстояние между магнитными элементами можно изменять длину хода клавиш; изменением расстояния между магнитными элементами может быть задан момент замыкания до конечной точки следования кнопки или в конечной точке следования кнопки.

2. Магнитная клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что слои 1, 2 и 3 герметично соединены между собой, обеспечивая тем самым защиту рабочей камеры с контактами 2 слоя и контактными магнитными элементами 3 слоя от пыли и влаги.

3. Магнитная клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что контакты 2 слоя замыкаются магнитным элементом, покрытым токопроводящим составом, только под воздействием магнитного поля магнитных элементов в кнопках 4 слоя, обращенных друг к другу одноименными полюсами и расположенных друг от друга на расстоянии действия магнитных сил отталкивания.