Бесконтактный клавишный переключатель Советский патент 1984 года по МПК H01H36/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в пищущих машинах, вводно-выводных устройствах, а также в вычислительной технике в качестве модуля для формирования бесконтактных клавиатур. Известен бесконтактный клавишный переключатель, содержащий клавишу, датчик положения, состоящий из подвижной и неподвижной частей, и установленный в корпусе щток, на одном конце которого закреплена клавиша, а на другом - подвижна часть датчика положения. При нажатии на клавишу щток перемещается вниз, при этом подвижная часть датчика положения приближается к неподвижной, в результате чего происходит срабатывание датчика 1. Недостатками устройства являются повышенный износ, возможность механического повреждения элементов датчика положения при применении оператором повыщенных усилий воздействия на клавищу и отсутстврге тактильной обратной связи о достоверности ввода информации, что требует от оператора повыщенного внимания и приводит к его быстрой утомляемости. Известен также клавищный переключатель, содержащий клавишу, датчик положения, состоящий из подвижной и неподвижной частей, корпус с подвижно установленным в нем подпружиненным щтоком, на одно.м конце которого закреплена клавища, а другой связан с подвижной частью датчика положения, и магнитный спусковой механизм, состоящий из двух элементов: постоянного магнита и пластинчатого магнитопровода, один из которых закреплен на корпусе, а его ответный элемент связан с вторым концом штока 2, В известном устройстве благодаря наличию магнитного спускового механизма оператор получает тактильный сигнал о достоверности ввода информации, но ход клавиши вниз не ограничен и поэтому усилие пальца оператора может передаваться непосредственно на датчик положения, что приводит к преждевременному износу или поломке датчика. При этом также возможно ложное (повторное) срабатывание датчика положения. Поэтому при работе с данной клавишей oriepaTop должен внимательно следить.за поступлением сигнала тактильной обратной связи и сразу снимать усилие нажатия на клавишную i головку. Указанные недостатки значительно снижают удобство эксплуатации известного устройства. Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактном клавишном переключателе, содержащем датчик положения, состоящий из подвижной и неподвижной частей, корпус с подвижно установленным в нем подпружиненным штоком, на одном конце которого закреплена клавиша, а другой связан с подвижной частью датчика положения, и магнитный спусковой механизм, состоящий из двух элементов, один из которых выполнен в виде постоянного магнита, а другой - в виде пластинчатого магнитопровода, причем один из элементов магнитного спускового механизма закреплен на корпусе, а его ответный элемент связан с вторым концом штока, последний выполнен разъемным из двух частей, которые связаны между собой пружиной сжатия, корпус выполнен с полостью, которая оОхватывае: обе части штока, причем глубина полости корпуса превышает ход части штока, связанной с клавищей, на величину гарантированного зазора между частями штока в рабочем положении, при этом на второй части штока жестко закреплена ответная часть магнитного спускового механизма, а на торце второй части штока - подвижная часть датчика положения. При этом элемент магнитного спускового механизма, закрепленный в корпусе, выполнен в виде кольца, ограничивающего объем полости корпуса. В предлагаемом устройстве ход клавищей головки вниз ограничен и концы штока не взаимодействуют непосредственно один с другим, так как между ними есть гарантированный зазор. Оператор не имеет возможности воздействовать на элементы датчика положения, потому что воздействие осуществляется только через пружину. При этом оператору нет необходимости контролировать усилие нажатия на клавишную головку: он может либо снять усилие нажатия после получения тактильного сигнала, либо нажать на клавишную головку до упора, что значительно повышает удобство эксплуатации. На фиг. 1 изображен предлагаемый бесконтактный клавишный переключатель в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении; на фиг. 3 - исполнение устройства в исходном положении, второй вариант; на фиг. 4 - то же, в рабочем положении. Переключатель имеет клавишу (клавишную головку) 1, жестко закрепленную на конце первой части 2 штока, которая через пружину 3 сжатия связана с второй частью 4 штока. Шток подвижно установлен в полости 5 корпуса 6 таким образом, что полость 5 обхватывает обе части штока и ограничивает ход первой части 2 штока в исходном положении. Магнитный спусковой механизм клавиши имеет постоянный магнит 7 и пластинчатый магнитопровод 8, который имеет форму кольца и жестко закреплен на корпусе 6, таким

образом, что служит дном полости 5 и ограничивает ход второй части 4 штока в его рабочем положении (фиг. 1). В другом варианте выполнения клавиши (фиг. 3) постоянный магнит 7 выполнен в виде кольца, жестко закреплен на корпусе и служит дном полости 5, ответная часть ма1;нитного спускового механизма жестко закреплена на поверхности второй части 4 штока (на фиг. 1 - это постоянный магнит 7, а на фиг. 3 - пластинчатый магнитопровод 8).

Датчик положения имеет две части: подвижную 9 и неподвижную 10. Подвижная часть 9 представляет собой токопроводящую пластину, а неподвижнаяЮ - спиральный проводник, нанесенный на печатной 15 плате И. Подвижная часть 9 датчика положения жестко закреплена на торце второй части 4 штока и под ней на печатной плате 11 размешается его неподвижная часть 10.

Устройство работает следуюшим образом. 2 В исходном положении (фиг. 1 и 3) постоянный магнит 7 и магнитопровод 8 находятся в контакте под действием сил магнитного притяжения, а первая часть 2 штока с клавишной головкой 1 под действием 25 предварительного натяга пружины 3 находятся в верхнем положении.

При воздействии оператором на клавишу 1, имеющую ход HI , часть 2 штока перемещается вниз, сжимая пружину 3. При зо этом часть 4 штока остается некоторое время неподвижной, так как пружина 3 выбрана таким образом, что ее усилие в начале хода На части 2 штока не превышает усилия постоянного магнита 7. В процессе хода Hj пружина 3 приобретает усилие, достаточное для преодоления сил притяжения в магнитном спусковом механизме. Усилие пружины 3 может быть выбрано таким, что спусковой механизм срабатывает либо в процессе хода Hj , либо при завершении 40 хода Нг. частью 2 штока. Поэтому при движении части 2 штока под действием пружины 3, когда она приобретает достаточное усилие, начинает движение часть 4 штока. При этом срабатывает магнитный спусковой механизм и происходит отрыв постоянного магнита 7 от магнитопровода 8 (фиг. 1 и 3). Происходит отрыв магнитопровода 8 от постоянного магнита 7 (фиг. 2 и 4). В момент отрыва магнита оператор ощущает тактильный эффект (провал клавиши), удостоверяющий факт срабатывания и точно определяющий момент срабатывания.

После срабатывания магнитного спускового механизма часть 4- штока с подвижной частью 9 датчика положения перемещаются под действием пружины 3 по направлению к неподвижной части 10 датчика положения. Ход Н, подвижной части 9 датчика положения определяется глубиной полости 5 и ограничивается ее дном (позиция 8 на фиг. 1 и 3 и позиция 7 на фиг. 2 и 4). При этом глубина полости 5 превышает ход Н первой части 2 штока на величину гарантированного зазора h между частями 2 и 4 штока в рабочем положении. После завершения хода Hj клавишная головка 1 упирается в корпус 6, часть 4 штока упирается в дно полости 5, часть 2 штока устанавливается по отношению к части 4 штока с гарантированным зазором h что обеспечивает срабатывание датчика положения.

После снятия оператором воздействия с клавишной головки 1 пружина 3 возвращает клавишную головку 1 в исходное положение, действуя на часть 2 штока. При ослаблении усилия пружины 3 начинают действовать силы магнитного притяжения в магнитном спусковом механизме и постоянный магнит 7 прилипает к магнитопроводу 8, перемещая часть 4 вверх (фиг. 1 и 2). В другом варианте исполнения (фиг. 3 и 4) перемещается вверх магнитопровод 8. После этого клавиша Т установлена в исходном положении.

При работе с клавишей оператору нет необходимости следить за процессом ее перемещения, он может либо- нажать ее до упора, либо отпустить сразу после получения тактильного ощущения. Конструкция устройства обеспечивает независимо от обслуживания надежное срабатывание клавиши, предотвращает возможность поломок.

1. БЕСКОНТАКТНЫЙ КЛАВИШНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий датчик положения, состоящий из подвижной и неподвижной частей, корпус с подвижно установленным в нем подпружиненным щтоком, на одном конце которого закреплена клавиша, а другой связан с подвижной частью датчика положения, и магнитный спусковой механизм, состоящий из двух элементов, один из которых выполнен в виде постоянного магнита, а другой - в виде пластинчатого магнитопровода, причем один из элементов магнитного спускового механизма закреплен на .корпусе, а его ответный элемент связан с вторым концом HJTOKa, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации, шток выполнен разъемным из двух частей, которые связаны между собой пружиной сжатия, а корпус выполнен с полостью, которая обхватывает обе части штока, причем глубина полости корпуса превышает ход части штока, связанной с клавишей, на величину гарантированного зазора между частями штока в рабочем положении, при этом на второй части штока жестко закреплена ответная часть магнитного спускового механизма, а на торце второй части штока - g подвижная часть датчика положения. 2. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что элемент магнитного спускового механизма, закрепленный на корпусе, выполнен в виде кольца, ограничивающего объем полости корпуса.