Клавишный выключатель Советский патент 1992 года по МПК H01H13/52 H01H13/70 

Изобретение относится к устройствам ввода информации и может быть использо-. вано в персональных компьютерах, телеграфных аппаратах и пишущих машинах.

Известны клавишные выключатели, содержащие в своем составе клавишу, плату с нанесенными печатным способом контактными, конусообразную диафрагму.

Однако эти выключатели обладают невысокими эргономическими характеристиками. Это выражается в том, что при перемещении клавиши оператором до положения, при котором произойдут изменение конфигурации диафрагмы и скачкообразное изменение усилия, но еще не произойдет замыкания контакта, клавиша может быть отпущена и информация о нажатой клавише не будет получена. При работе на этих клавиатурах оператор постоянно должен помнить о необходимости дальнейшего перемещения клавиши после скачкообразного уменьшения усилия до появления информации на экране дисплея или до отпечаты- вания символа, соответствующего нажатой клавише, или выработать у себя навык удержания клавиши до гарантированного получения сигнала о ее нажатии. Это ограничивает скорость работы оператора и снижает эргономические характеристики клавиатуры.

Другим недостатком таких выключателей является их невысокая надежность, связанная с тем, что усилие нажатия непосредственно передается на печатную плату с контактами А усилие нажатия, являясь величиной колеблющейся в значительном интервале и зависящей от индивидуальных особенностей оператора, как правило знаа

ел

,° ю

о

чительно превышает усилие, необходимое для прогиба диафрагмы и осуществления гарантированного замыкания контактов. Значительные усилия на плату с контактами приводят к ее преждевременному износу.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клавишный выключатель, содержащий клавишу, нижнюю плату с неподвижными контактами, верхнюю плату с отверстиями, в которых установлены шток с возможностью возвратно-поступательного перемещения, конусообразщная диафрагма, нижний конец которой упирается в лицевую поверхность верхней платы, контакт, укрепленный на нижней части штока.

Недостатком этого выключателя являются невысокие эргономические характеристики и низкая надежность.

Для улучшения эргономических характеристик конусообразная диафрагма снабжена дополнительным гофром, а участок перехода конусообразной диафрагмы и дополнительно введенного гофра жестко укреплен на штоке, клавиша снабжена стержнем, установленным во внутренней полости штока с возможностью возвратно- поступательного перемещения, верхняя часть гофра укреплена на клавише, причем шток имеет дополнительный выступ, который упирается во внутреннюю поверхность верхней платы.

Для увеличения надежности на наружной поверхности верхней платы выполнен выступ, предназначенный для взаимодействия с клавишей.

При достижении критической точки изменения формы конусообразной части диафрагмы и скачкообразном изменении ее фомы на приложенное усилие происходит растяжение ранее сжавшегося гофра с одновременным перемещением штока с контактом в направлении контактов печатной платы. Взаимодействие конусообразной части диафрагмы с дополнительно введенным гофром дает возможность улучшить эргономические характеристики.

На фиг.1 показана конструкция предложенного клавишного переключателя; на фиг.2 - взаимное положение деталей при ходе клавиши до достижения конусообразной части диафрагмы критической точки изменения своего состояния; на фиг.З - взаимное положение деталей клавишного выключателя при достижении конусообразной части диафрагмы критической точки.

На верхней плате 1 с упором 2 имеется отверстие. В отверстии верхней платы 1 свободно установлен шток 3, в нижней части которого укреплен контакт 4, выполненный, например, изтокопроводящей резины. Конусообразная диафрагма 5 снабжена дополнительно введенным гофром 6. Участок

перехода конусообразной диафрагмы 5 и дополнительно введенного гофра 6 жестко укреплен на штоке 3. Клавиша 7 снабжена стержнем, установленным во внутренней полости штока 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и жестко соединена с верхней частью гофра 6. Конусообразная диафрагма 5 с дополнительно введенным гофром 6 нижней частью упирается в наружную поверхность верхней платы 1. На нижней плате 8 размещены изготовленные печатным способом контакты 9. На штоке 3 выполнен выступ, имеющий возможность взаимодействия с внутренней поверхностью платы 1.

Работа клавишного переключателя складывается из двух фаз и происходит следующим образом.

В первой фазе перемещения преодолевается усилие

P F-I,

где F - результирующая жесткость системы; I - величина перемещения штока 3 до скачкообразного изменения усилия конусообразной части диафрагмы 5.

Результирующая жесткость системы определяется как

35

р -

fl -f2 f1 + f2

где f 1 - жесткость конусообразной части диафрагмы 5 до скачкообразного изменения ее состояния;

Т2 - жесткость гофра 6.

При этом перемещении (см. фиг.2) меняется взаимное положение клавиши 7 и штока 3.

При достижении конусообразной частью диафрагмы 5 критического состояния

(см. фиг.З), когда усилие конусообразной части диафрагмы 5 резко уменьшится под дей- ствием гофра 6, жесткость которого постоянна во всем рабочем диапазоне, шток 3 резко перемещается вниз и укрепленным на нем контактом 4 замыкает контакты 9, расположенные на плате 8. Упор 2 ограничивают перемещение клавиши 7.

Изобретение значительно улучшает эргономические характеристики и увеличивает надежность клавишного выключателя.

Формула изобретения 1. Клавишный выключатель, содержащий клавишу, нижнюю плату с неподвижными контактами, верхнюю плату с отверстием, в котором установлен шток с возмож- ностью возвратно-поступательного перемещения, конусообразную диафрагму, нижний конец которой упирается в лицевую поверхность верхней платы, контакт, укрепленный на нижней части штока, отличающийся тем, что, с целью улучшения эргономических характеристик конусообразная диафрагма снабжена дополнительным гофром, а участок перехода конусообразной ди- афрагмы и дополнительно введенного гофра жестко укреплен на штоке, клавиша

0

снабжена стержнем, установленным во внутренней полости штока с возможностью возвратно-поступательного перемещения, верхняя часть гофра укреплена на клавише, причем шток имеет дополнительный выступ, который упирается во внутреннюю поверхность верхней платы.

2. Клавишный переключатель по п,1, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, на наружной поверхности верхней платы выполнен упор, предназначенный для взаимодействия с клавишей.

Использование: устройство ввода информации в персональных компьютерах, телеграфных аппаратах, пишущих машинах. Сущность изобретения: клавишный выключатель содержит клавишу (7), нижнюю плату

6

4

Фи.г.1

Фиг. 2

Фиг.3