Кнопочный переключатель Советский патент 1983 года по МПК H01H36/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кнопочным пер ключателям, и может быть использовано в устройствах для коммутации элек рических цепей радиотехнической, эле -тронной и другой аппаратуры. Известны кнопочные переключатели содержащие корпус, постоянные магниты, каждый из которых связан с кнопкой, герконы и упругие элементы flj Известные переключатели имеют сло ную конструкцию. Наиболее близкими к изобретению являются кнопочные переключатели с -фиксацией,,содержащие корпус, герконы, два иденти 4ных установленных вплотную постоянных магнита, ориентированные одноименными полюсами в одну сторону, упругий элемент и ферромагнитные пластины, каждая из которых прикреплена к одному из постоянных магнитов 2}. Однако в таких переключателях не исключена возможность одновременного .нажатия двух магнитов, что приводит к положению неустойчивого состояния магнитов и уменьшает надежность переключателя . Цель изобретения - повышение надежности. Эта цель достигается- тем, что кно почный переключатель с фиксацией, со держащий корпус, два идентичных постоянных магнита, один из которых соединен с кнопкой, постоянные магниты установленны с возможностью перемещения относительно друг друга, и возвратный упругий элемент, снабжен толкателем из магнитомягкого материала, выполненным с выступом, постоянные магниты сориентированы встречно, толкатель шарнирно соединен с кнопкой и расположён между магнитами так, что его выступ име ет возможность взаимодействия с другим постоянным магнитом. На фиг. 1 дан кнопочный переключатель в исходном положении, общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. Г, на фиг. 3-5 - схема действия сил магнитного взаимодействия при различном взаимном расположении ма,1- нитов. Кнопочный переключатель содержит основание корпус 1), кнопку 2 со штоком 3 магнит k, соединенный:с кнопкой 2, магнит 5 соединенный с основанием 1, упругие элементы 6 и 7 для вывода магнитов и 5 из неустой чивого состояние, толкатель 8 с выступом 9| упругий элемент 10 на основании 1 под штоком 3. Магниты и 5.заключены в обоймы 11 и 12, выполняющие роль соединительных элементов, и сориентированы встречно. Обойма 11 с магнитом размещена в штоке 3 в гнезде, образованном выступами-упорами 1 3 и 1. Обойма 12 с магнитом 5 размеще- на в стенке корпуса 1 в гнезде, образованном выступом-упором 15 и упругим элементом 6, . На основании 1 размещено переключающее устройство 16 (например геркон, магнитодиод и т.п.), а на боковых, стенках основания имеются направляющие 17-20. Такие направляющие имеются с обеих сторон каждого магнита. Кнопочный переключатель работает -следующим образом. Если магниты и 5 расположены одноименными полюсами навстречу друг другу так, что их магнитные оси совпадают (фиг. i), то силы магнитного взаимодействия направлены вдопь магнитной оси и стремятся оттолкнуть магнит от магнита 5 Такое взаимное положение магнитов t .и 5 является неустойчивым, так как при незначительном смещении магнита k относительно магнита 5 (или магнита 5 относительно магнита k) они не возвращаются в прежнее положение без воздействия внешней силы. Это является следствием того, что при смещении магнита k вместе с обоймой 11 относительно магнита 5 направлены силь магнитного взаимодействия отклоняется от магнитной , оси в сторону смещения магнита Ц (на фиг. k - вверх, на фиг. 5 вниз). Нормальная составляющая N силы f; , действующей на магнит k, роспринимается реакциями направляю Й .R,| и R тангенциальная сос- Ц щей . и гч , тавляющая Т является для магнита движущей силой. Аналогичные силы N и F действуют и на магнит. 5. В исходном положении магнит смещён вверх (фиг. 1 и 5), а магнит 5 вниз относительно неустойчивого поло)йения . При этом силы магнитного взаимодействия Т. и Т направлены, в противоположные стороны и прижимают магнит Ц вверх к выступу-упору 13 кнопки 2, а магнит 5 - вниз к упругому элементу 6 на основании. 1. При этом толкатель 8 притянут магнит ными силами к магниту t. . При нажатии кнопки 2 она посредством штока 3 вместе с обоймой 11 перемещает магнит вниз в магнитном поле магнита 5 преодолевая силу маг нитного взаимодействия ( сила Т. направлена против направления движения магнита k), Выступ 9 толкателя 8 не .задевает обойму 12 магнита 5. По достижении штоком 3 кнопки 2 упругого элемента 10 последний начинает сжиматься. Обо ма 11 с магнитом 4 достигает упругого элемента 7о При этом магниты k и 5 окажутся в неустойчивом состоянии Силы Y. и Т2. равны нулю (состояние соответствующее изображенному на фиг. Л). . При дальнейшем нажатии на кнопку 2 продолжает сжиматься упругий элемент 10, и начинает сжиматься упругий элемент 7. При этом магнит k ока жется ниже магнита 5. В этом случае составляющие магнитных сил и Т поменяют направление на противополож ное (сила Т направлена по направлению движения магнита 3. . вниз а сила Т„ - направлена вверх, фиг. 5 Магнит 5 под действием силы Т перемещается вверх до:упора 15, а магнит k силой Т прижимается к упругому элементу 7. При прекращении нажатия на кнопку 2 силы упругости элемента 10 воз вратят кнопку 2 до обоймы 11. Толкатель 8 отойдет от магнита k и, пав в магнитное поле магнита 5 при тянется к нему. При этом выступ 9 будет находиться над обоймой 12 маг нита 5« На этом первое нажатие на кнопку 2 заканчивается. Кнопка находится в зафиксированном состоянии (фиг, 2). Переключающее устройство 1б окажется в магнитном поле магнита 5 и сработает. При повторном нажатии на кнопку 2 выступ 9 упрется в обойму 12 и на нет перемещать ее вместе с магнитом 5 вниз, преодолевая силы Т и 12 вза имного отталкивания магнитов k и 5. По достижении обоймой 12 ynpjJroro элемента 6 магниты i и 3 оказываютс в неустойчивом положении. Силой нажатия на кнопку 2 сжимается упругий элемент 6, при.этом магнит .5 оказывается ниже магнита «.В этсм случае составляющие магнитных сил Т и Т вновь поменяют свое направление на противоположное (фиг.5). При этом сила Т направлена вверх, а сила J - вниз в сторону направления движения кнопки. Так как i установлен с возможностью смещения вдоль оси перемещения кнопки 2 (обойма 11 имеет возможность перемещаться вдоль штокд 3 по направляющим 17 и 19), магнит k с обоймой 11 переместится вверх до упора 13. По окончании нажатия на кнопку 2 последняя под действием упругой силы элемента 10, а затем под действием силы Т. магнитного взаимодействия, возвратится в исходное положение. Магнит 5 с обоймой 12 под действием силы Т-г останется внизу, прижатый к упругому элементу 6. Толкатель 8 отойдет от магнита 5 и притянется к магниту Ц. Переключающее устройство 1б останется без влияния магнитного поля магнита S и перейдёт в исходное состояние (например, геркрн ре зомкнет электрическую цепь), На этом полный цикл работы кнопочного переключателя завершится, . В зене перемещения магнита S также может быть установлено переключающее устройство, аналогичное переключающему устройству 16. Переключающие устройства (например, герконы, магнитодиоды или другие магниточувствительные элементы) могут быть установлены в зоне крайних положений магнитов и 5, Конструкция кнопочного переключателя с фиксатором в виде двух взаимодействующих магнитов позволяет упростить механическую часть фиксатора, исключить влияние взаимного трения (и износа) деталей механизма на работоспособность устройства в целом. Это объясняется тем что в механизме фиксации трение возникает лишь между боковыми стенками обойм 11 и 12 магнитов Ц и 5 о боковые поверхности гнезд, в которых они расположены. Износ указанных поверхностей не меняет форму упоров, ограничивающих перемещение магнитов, и не влияет на взаимное расположение магнитов, Все это способствует повышению надежности и срока службы кнопочного переключателя.

Y/// //////////////////

/ 19

Фи2.2

I.

J

КНОПОЧНЫЙ ПЕРР.КЛЮЧЛТЕЛЬ, с фиксацией, содержащий корпус, два идентичных постоянных магнита, один из которых соединен с кнопкой,, постоянные магниты установлены с возможностью перемещения относительно друг друга, и возвратный упругий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен толкателем из магнитомягкого материала, выполненным с выступом, постоянные магниты сориентированы встречно, толкатель шарнирно-соединен с кнопкой и расположен между магнитами, так, что его выступ имеет возможность взаимодействия.с другим постоянным магнитом; Сл sl

1

Фиг.З

V /

I.

ж /

W

ФигМ

V ff

. K

N g

Ft

fft

, K JL

.6