Клавишный переключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H36/00 H01H29/00 

(54) КЛАВИШНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве коммутирующего устройства, обладающего высокой наделшостью работы, стабильностью переходного контактного сопротивления, большим сроком службы и отсутствием вибрации контактов.

Известен клавищный переключатель, содержащий корпус с двумя контактными электродами, внутри которого расположена капля ртути, и ферромагнитный плунжер, а снаружи корпус охвачен подвижным кольцевым постоянным магнитом с клавишей и неподвижной ферромагнитной щайбой 1.

Недостатком такого клавишного переключения является его сложность и низкая надежность работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является клавишный переключатель, содержащий подвижный управляемый постоянный магнит с клавишей и корпус, в котором размеш,ена контактная система, и по крайней мере один ферромагнитный плунжер 2.

Недостатком этого клавишного переключателя является низкая надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что клавищный переключатель снабжен другим неподвижным постоянным магнитом, который прикреплен к указанному корпусу так, что он находится с противоположной стороны контактной ситсемы по отношению к расположению подвижного постоянного магнита, причем оба постоянных магнита об10 ращены однои.менными полюсами друг навстречу другу, а к подвижному постоянному магниту притянута клавиша переключателя. В клавишном переключателе оба постоянные магнита могут быть выполнены из магнитодиэлектрика в виде пластин, причем подвижный постоянный магнит выполнен с толщиной в 1,5-3 раза больше толщины неподвижного постоянного магнита, в исходном положении отношение расстояния между подвижным постоянным магнитом и ферромагнитным плунжером к расстоянию между ферромагнитным плунжером и неподвижным постоянным магнитом сосатвляет 2-10, величина хода подвижного постоянного магнита такова, что в нажатом положении указанное отношение составляет 0.3-0,8, а ферромагнитный плунженр смещен от средней линии полюсов постоянных магнитов к их кромке. В клавишном переключателе полюса постоянных магнитов могут быть выполнены со скосами, причем каждый ферромагнитный плунжер расположен между ребрами плоских углов скосов постоянных магнитов у средних их частей. В клавишном переключателе постоянные магниты могут быть выполнены из нескольких элементов каждый, причем все элементы каждого постоянного магнита выполнены с чередованием их полюсов, а каждый ферромагнитный плунжер расположен у линии стыка указанных элементов. На фиг. 1 показан клавишный переключатель, вид сбоку, частичный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - вариант пластинчатого магнита со скосами; на фиг. 4 -- вариант составного магнита из трех элементов; на фиг. 5 - вариант магнита из четырех элементов; на фиг. 6 - вариант электрической схемы переключателя иа четырехгрупповом герконе с лампой накаливания в качестве светОизлучающего элемента. Клавишный переключатель (фиг. 1 и 2) содержит клавишу 1 в форме стакана с возможностью символьной; цветовой и световой индикации, включающую направляющую клавишу вставку 2 с возможностью рассеивания, отражения и окрашивания света и магнитную планку 3, посредством которой клавиша в целом съемно скреплена с пластинчатым постоянным магнитом 4, намагниченным в осевом направлении, за счет сил магнитного притяжения им планки 3. Постоянный магнит 4 снабжен отверстием для вставки 2 и установлен с зазором относительно контактной системы 5 переключателя, выполненной в виде жидкометаллического магнитоуправляемого группового геркона, который через прокладку 6 скреплен, например, клеем с неподвижным постоянным магнитом 7, установленным в кожухе 8 переключателя, выполненного в виде скобы, снабженной окнами для выводов 9 контактной системы 5 и элементами для крепления переключателя при его монтаже в аппаратуру. Внутренние поверхности стенок кожуха 8 являются направляющими для подвижного постоянного магнита 4. Светоизлучающий элемент 10, в данном случае сменная лампочка накаливания (возможно применение светодиодов, газоразрядных элементов и т. п.), установлен в держателе 11, который вмонтирован в баллон контактной системы 5 и соединен электрически с некоторыми из выводов 9 и через отверстие во вставке 2 введен в стакан клавиши 1. Держатель 11, как показано, может являться направляющим элементом для вставки 2, а также для клавиши 1 в целом. Кожух 8 в верхней части снабжен магнит ной пластиной 12 с окном, охватывающим клавишу 1, которая представляет собой элемент магнитного экрана для переключателя а также служит для усиления фиксации клавиши 1 в исходном состоянии за счет дополнительного взаимодействия с пластиной 12 постоянного магнита 4. Пластина 12 может отсутствовать, а также представлять собой элемент, общий для группы клавишных переключателей. Контактная система 5 переключателя содержит несколько ферромагнитных плунжеров 13, расположенных в раздельных полостях баллона геркона и смоченных жидким металлом, взаимодействующих с неподвижными пленочцыми контактдеталями в баллоне контактной системы 5, электрически соединенными с выводами 9. Ферромагнитные плунжеры 13 в исходном состоянии переключателя расположены ближе к неподвижному постоянному магниту 7, чем к подвижному постоянному магниту 4. Наиболее перспективно выполнение конструкции переключателя, в которой подвижный постоянный магнит 4 выполнен с толщиной 1-5 раз, предпочтительно 1,5-3 раза, большей толщины неподвижного постоянного магнита 7, а отношение расстояния между подвижным постоянным магнитом и ферромагнитным плунжерьм к расстоянию между ферромагнитным плунжером и неподвижным постоянным магнитом составляет 2-10 в исходном положении, величина хода подвижного постоянного магнита такова, что в нажатом положении это отношение составляет 0,3-0,8, причем предпочтительным является вариант, когда ферромагнитные плунжеры расположены в приводе смещенными от средней линии полюсов постоянных магнитов 4 и 7. Эффективность указанного расположения плунжеров 13 обеспечивается, когда магниты 4 и 7 имеют длину, меньшую их поперечных размеров, а расстояние между этими магнитами и плунжерами 13 не превышает несколько поперечных линейных размеров (диаметров) плунжеров 13. Для того, чтобы сдвинуть максимум электромагнитной силы от кромки постоянных магнитов и одновременно уменьшить необходимый рабочий ход постоянного магнита 4, можно выполнять постоянные магниты 4 и 7 со скосами 14 (фиг. 3) со стороны зазора между ними, например, как это показано для прямоугольного магнита для четырехплунжерной контактной системы. В данном случае эти скосы 14 целесообразно выполнить под углом 120-150° (30-60° к плоскости полюса). При этом ферромагнитные плунжеры 13 следует располагать в зонах 15, так как максимум силы, развиваемой постоянными магнитами 4 и 7 для действия на плунжеры 13, смещается на середину ребра плоского угла скоса с некоторым снижением общей ее интенсивности. Если постоянные магниты 4 и 7 выполнять составными из трех элементов 16 и 17 (фиг. 4), расположенных вплотную друг к другу с чередованием их полюсов, зоны - предпочтительного расположения многих п; унжеров 13 в этом случае находятся у средних участков линии стыка магнитов. Выигрыш в развиваемом постоянными магнитами 4 и 7 усилия на ферромагнитном плунжере-13 в данном случае получается в несколько раз (до 10) при том же объеме постоянных магнитов по сравнению с вариантом привода на цельных постоянных магнитах. Если постоянные магниты 4 и 7 выполнить составными из четырех элементов 16 и 17 (фиг. 5), с внутренним отверстием 18, получается оптимальный привод для четырехплунжерной контактной системы. Зоны 15 предпочтительного расположения ферромагнитных плунжеров при этом находятся у лини стыка магнитов на расстоянии 0,5-0,8 длины стыков от внешнего контура магнита. Работает клавишный переключатель сле дующим образом. При управляющем воздействии на ферромагнитные плунжеры 13 внешним магнитным полем постоянного магнита 7 они в исходном состоянии находятся ближе к этому постоянному магниту 7 и замыкают посредством жидкого -металла ближе к этому магниту расположенные пары неподвижных контактных электродов переключающих контактов (фиг.б). При нажатии на клавишу 1 к баллону контактной системы 5 приближается постоянный магнит 4. Он более сильный, так как обладает большой массой, и К баллону контактной системы подходит ближе, так как с его стороны отсуствует прокладка 6. В результате его действие на ферромагнитные плунжеры 13 является преобладающим, поэтому они смещаются в сторону магнита 4, при этом размыкаются ранее замкнутые пары неподвижных контактных электродов переключающего контакта и замыкаются нормально разомкнутые пары контактных электродов.

При отпускании клавиши 1 переключателя она и постоянный магнит 4 отходят от контактной системы переключателя в предыдущее исходное состояние за счет взаимооталкивания одноименных полюсов постоянных магнитов 4 и 7 (и их элементов 16 и 17) и при наличии .пластин 2 притягивания к ней постоянного магнита 4. При этом управляющее действие постоянного марнита 4 на ферромагнитные, плунжеры 13 ослабляется настолько, что преобладающим становится действие на плунжеры 13 постоянного магнита 7 и они, смещаясь к нему, занимают исходное состояние.

Такой клавишный переключатель обладает повышенной надежностью, так как ферромагнитный плунжер удерживается в исходном и переключенном положениях магнитным полем постоянных магнитов. Конструкция переключателя отличается высокой технологичностью, так как его элементы HMeioT форму, а сборка осуществляется без

ПОСТОЯННЫМ магнитом, который прикреплен к указанному корпусу так, что он находится с противоположной сторрны контактной системы по отношению к расположению подвижного постоянного магнита, причем оба постоянных магнита обращены одноименными полюсами навстречу друг другу, а к подвижному постоянному магниту притянута клавиша переключателя.

ми плоских углов скосов постоянных магнитов у средних их частей.

расположен у линии стыка указанных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

и 11 Hit ПТГТП

и 11 I пттгп 11 и

U U U U U U аи

фигА

Л

(Риг.1

16

Щ 75 7

/

/ / /

фиг.З

СригЛ

7 18 /7 Г6 17

16

фиг. 5