Мембранный клавишный переключатель Советский патент 1993 года по МПК H01H13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, технике связи, приборостроению и может быть использовано для алфавитно-цифровых клавиатур (АЦК) в периферийных и терминальных средствах вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности и чувствительности работы переключателя.

На чертеже изображен мембранный клавишный переключатель в начальном положении (а), в полунажатом положении (б) и в нажатом положении (в).

Мембранный клавишный переключатель содержит печатную плату 1 с электрическими проводниками в виде контактных дорожек (на чертеже на показаны), закрепленный на ней через металлическую подложку 2 эластичный купол 3 с шейкой 4, контактный диск 5, соединенный с верхней частью внутренней поверхности купола 3. Предусмотрено введение толкателя 6, переСО О

00

«

4 4

СО

дающего усилие на верхнюю часть купола 3 и шейку 4 для получения дополнительного давления на проводники печатной платы 1.

Мембранный клавишный переключатель работает следующим образом.

При нажатии на толкатель 6 он передает равномерно давление на купол 3. При этом купол деформируется и прижимает контактный диск 5 к плате 1. Появляющийся при этом эффект западания (эффект тактильно- сти) воспринимается как сигнал о срабатывании. Контактный диск 5 касается проводников платы 1 и замыкает их между собой. Имеющееся при этом контактное давление ограничено упругостью купола 3. Для обеспечения надежного контакта трё- .буется избыточное постоянное давление, которое достигается благодаря дополнительному нажатию толкателя 6 на верхнюю часть купола 3. При этом изгибается верхняя часть купола 3 и оказывается дополнительное давление на проводники платы 1. Если отпустить толкатель 6, то вследствие упругих возвратных сил купол 3 принимает первоначальное положение.

В табл.1 и 2 представлены экспериментальные зависимости между условным напряжением при удлинении 200%, числом циклов срабатывания (табл.1), удельным объемным электрическим сопротивлением (табл.2) и прочностью связи резин (условным напряжением при удлинении) в переключателе. Эксперименты показали, что при выполнении эластичного купола 3 на основе комбинации карбоцепнх каучуков с целевыми добавками с условным напряжением при удлинении 200%, большим 0,7 и меньшим 1,3 МПа. число циклов срабатывания переключателя становится равным (3-5)

107 по сравнению (2-4) -10° в прототипе,

Результаты эксперимента объясняются тем, что в интервале условных напряжений при удлинении 200%, нижний предел которого больше 0,7, а верхний меньше 1,3 МПа, у композиции повышаются условная проч- ность при растяжении, сопротивление раз- диру и показатель относительного гистерезиса, а за границами этого предела данные показатели снижаются.

Эксперименты также показали (см. табл.2), что выполнение контактного диска на основе карбоцепного каучука, наполненного комбинацией электропроводного технического углерода, графита и целевых добавок, с напряжением при удлинении 200%, большим 4,75 меньшим 5.75 МПа, приводит к значительному уменьшению удельного объемного электрического сопротивления (см. табл.2). При условном напряжении 4,75 МПэ чувствительность работы

резко падает за счёт увеличения удельного объемного электрического сопротивления. Карбоцепной каучук, наполненный комбинацией электропроводного технического углерода, графита и целевых добавок, с условным напряжением при удлинении 200%, равным и большим 5,75 МПа, нельзя использовать в качестве контактного диска (см. табл.2) ввиду низкой прочности связи резин колокола и диска (меньше 10 МПа), так как это ведет к уменьшению надежности работы. Прочность связи резин купола и диска должна быть не менее 10 МПа, что гарантируется составом резины и обуславливает надежность работы переключателя в динамике (не менее (3-5) -107 циклов).

В части технологии производства следует отметить, что вулканизация резин купола и диска осуществляется при температуре 140-160°С в электропрессе при давлении 5 МПа в течение 5-30 мин.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Комбинация карбоцепных каучуков может иметь состав, мае.ч.:

Натуральный каучук МР80 Бутадиеновый каучук СКД 20 Альтакс 1.5 Оксид цинка 10 Нафтам 2 1 Продукт 40105А 1 Стеариновая кислота 1,5 . Сера . 2 Тиурам 0,3 Краситель 1, Карбоцепной каучук, наполненный комбинацией электропроводного технического углерода, графита и целевых добавок, может иметь состав, мае.ч: . .

Синтетический каучук СКИЗ 100 Дифенилгунидин ДФГ3 Альтакс 0,6 Оксид цинка 5 Нафтам 2 1 Продукт 4010 А 1 Стеариновая кислота 2 Технический углерод П-367Э 60 Графит ГК1 25 Пластификатор И8-А 25 Сера 1.75 Использование эластичного купола на основе комбинации карбоцепных каучуков с условным напряжением резины при удлинении 200%, большим 0,7 и меньшим 1.3 МПа, совулканизированного контактного диска, выполненного на основе кэрбоцепного каучука, наполненного комбинацией электропроводного технического углерода, графита, с условным напряжением резины при удлинении 200%, большим 4 75 и меньшим 5,75 МПа, приводит к высокой надежности работы за счет большой прочности совулканизации, прочностных и упругих свойств этих материалов, а также к увеличению чувствительности работы переключателя за счет малого удельного объемного электрического сопротивления.

Формула изобретения Мембранный клавишный переключа: тель, содержащий плату с электрическими проводниками, закрепленный на ней эластичный купол с толкателем и контактный

0

диск, соединенный с верхней частью внутренней поверхности купола, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности, эластичный купол выполнен из резиновой смеси на основе карбоцепного каучука с условным напряжением при удлинении 200% от 0,7 до 1,3 МПа, контактный диск выполнен из электропроводной резиновой смеси на основе карбоцепного каучука с условным напряжением при удлинении 200% от 4,75 до 5,75 МПа.

Таблица 1

Использование: в приборостроении, в частности в периферийных и терминальных средствах вычислительной техники. Сущность изобретения: на печатной плате с электрическими проводниками в виде контактных дорожек закреплены металлическая подложка, эластичный купол с шейкой, контактный диск, соединенный с верхней частью внутренней поверхности купола. Предусмотрено введение толкателя, передающего усилие на верхнюю часть купола и шейку для получения дополнительного давления на проводники печатной платы. 1 ил.

ZZ//// /Z ZZ / ZZZ/7A

6

Таблица 2