Бесконтактный кнопочный переключатель с фиксацией положения

 

БЕСКОНТАКТНЫЙ КНОПОЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ С ФИКСАЦИЕЙ ПОЛОЖЕНИЯ, содержащий корпус, подвижный приводной элемент, исполнительный механизм, по крайней мере один постоянный магнит , установленный на приводном элементе , механизм фиксации и пружину возврата, причем механизм фиксации выполнен в виде размещенного в корпусе ограничителя и фиксатора, один конец которого закреплен на подвижном приводном элементе, а другой взаимодействует с элементом ограничителя , отличающийся тем что, с целью повышения срока службы переключателя путем увеличения износостойкости механизма фиксации, фиксатор выполнен из магнитного материала и закреплен на подвижном приводном элементе шарнирно, причем точка его крепления размещена в вертикальной плоскости симметрии полюса одного из магнитов, ограничитель выполнен в виде кулачка и ограничительного выступа, выполненных и расположенных в соответствии с фиг.2, так,, что при перемещении подвижного приводного элемента из исходного состояния в рабочее и обратно конец фикса (Л тора, взаимодействующий с элементами . ограничителя , обкатывает профиль кулачка и возвращается в исходное положение .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О И

РЕСПУБЛИК

69) 01) 6 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ (21) 3601221/24-07 (22) 18.04.83 (46) 23. 10.84. Бкл. Р 39 (72) В.И.Капуткин (53) 621 ° 3.066.63(088.8) (56) 1. Патент Англии Р 958664, кл. 2, 1981.

2. Патент США У 385543, кл. 01, 13!64, 1974. (54) (57) БЕСКОНТАКТНЫЙ КНОПОЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ С ФИКСАЦИЕЙ ПОЛОЖЕНИЯ, содержащий корпус, подвижный приводной элемент, исполнительный механизм, по крайней мере один постоянный магнит, установленный на приводном элементе, механизм фиксации и пружину возврата, причем механизм фиксации выполнен в виде размещенного в корпусе ограничителя и фиксатора, один конец которого закреплен на подвижном приводном элементе, а другой взаимодействует с элементом ограничителя, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы переключателя путем увелнчения износостойкости механизма фиксации, фиксатор выполнен из магнитного материала и закреплен на подвижном приводном элементе шарнирно, причем точка его крепления размещена в вертикальной плоскости симметрии полюса одного из магнитов, ограничитель выполнен в виде кулачка и ограничительного выступа, выполненных и расположенных в соответствии с фиг.2, так, что при перемещении подвижного приводного элемента из исходного состояния в рабочее и обратно конец фиксатора, взаимодействующий с элементами ограничителя, обкатывает профиль кулачка и возвращается в исходное положение. мент крючок фиксатора перемещается по профилированной канавке ограничителя и на возвратном ходу приводного элемента осуществляет фиксацию его. При повторном нажатии, фиксатор, продолжая перемещение по профилированной канавке, позволяет приводному элементу вернуться в исходное положение. Ступенька в канавке ограничителя заставпо часовой стрелке. Прилегание к кон,туру профильной канавки достигается за счет упругих сил, возникающих при

Однако в известном бесконтактном кнопочном переключателе с фиксацией положения наиболее ненадежным элементом является механизм фиксации. Основными причинами поломок являются износ ограничителя и поломка фиксатора. В ограничителе в процессе перемещения конца фиксатора по дну канавки происходит износ ступеньки. Сравнительно быстрое истирание ступень» ки происходит ввиду больших удельных давлений, с которыми фиксатор воздействует на дио канавки, так как воздействие происходит торцовой частью проволочного фиксатора. Поломка фиксатора вызывается усталостными нанряжениями в проволочном пружинном фиксаторе при его сложном движении по профильной канавке.

Такии образом, переключатель с фиксацией положения имеет ограниченный срок службы.

Цель изобретения — увеличение срока службы бесконтактного кнопочного переключателя с фиксацией положения путем увеличения износостойкости механизма фиксации.

Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактном кнопочном переключателе с фиксацией положения, содержащем корпус, подвижный приводной элемент, исполнительный механизм, по крайней мере один постоянный магнит, установленный на приводном элементе, механизм фиксации и пружину возврата, причем механизм фиксации выполнен в виде размещенного в корпусе ограничителя и фиксатора, один конец которого закреплен на подвижном приводном элементе, а другой взаимодействует с элементом ограничителя, фиксатор выполнен из магнитного материала и закреплен на подвижном при1 I 12042 ) 2

Изобретение относится к приборо- жины. При нажатии на приводной эле" строению и может быть использовано в переключающих бесконтактных устройствах,, содержащих постоянные магниты и требующих одного или нескольких фиксированных положений.

Известны конструкции кнопочных переключателей с механическими устройствами фиксации приводного элемента в рабочем положении, состоящие из 10 корпуса, приводного элемента, испол- ляет фиксатор осуществлять движение кительного механизма, обеспечивающего переключение, и механизма фиксации, состоящего из ограничителя и фиксатора. Последний (например, шток, 15 деформации фиксатора, выполненного согнутая проволока, ламель и пр.) из проволоки 21. связывает через ограничитель подвижный приводной элемент и неподвижный корпус. Своим свободным концом фиксатор перемещается по профилированной о канавке замкнутого контура, выполненной в форме "сердечка", которая расположена на ограничителе. Ограничитель может располагаться как на приводном элементе, так и на корпусе. Ступеньки, образованные профилем канавки, обеспечивают движение фиксатора в заданном направлении по контуру канавки при взаимном перемещении приводного элемента и корпуса а так 30 же фиксацию приводного элемента при возвратном движении под действием пружины. При повторном нажатии фиксатор освобождается и приводной элемент возвращается в"исходное положение под действием пружины. Для обеспече- З5 ния постоянного прилегания фиксатора к профилю канавки применяются раэличwe механические упругие элементы (пружины, ламели и пр.) $1 j, Однако данные механические. фикса40 торы являются крайне ненадежными.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является бесконтактный кнопочный переключатель с фиксацией положения, состоящий из

45 корпуса, приводного элемента с клавишей, исполнительного механизма, вклю" чающего в себя закрепленную в корпусе важросхему с генератором Холла и магнит, закрепленный на приводном ,элементе, механизма фиксации, состоящего из закрепленного в корпусе ограничителя и проволочного пружинного фиксатора, один конец которого жестко закреплен на приводном элемен-э5 те, а другой конец, выполненный в виде крючка, взаимодействует с элемен" тами ограничителя, и возвратной пру«

3 . 1120 водном элементе шарнирно, причем точка его крепления размещена в вертикальной плоскости симметрии полюса одного из магнитов, ограничитель выполнен в виде кулачка и ограничительного выступа, выполненных и располо женных в соответствии с фиг.2 так что при перемещении подвижного приводного элемента из исходного состояния в рабочее и обратно конец фиксатора, 1б взаимодействующий с элементами ограничителя, обкатывает профиль кулачка и возвращается в исходное положение. !

На фиг. 1 изображен предлагаемый

15 кнопочный переключатель с магнитномеханическим механизмом фиксации, общий вид; на фиг.2 - схема работы механизма фиксации.

В корпусе 1 переключателя разме20 щен подвижный приводной элемент 2, который имеет возможность поступательного движения вдоль вертикальной оси переключателя. На верхнем конце подвижного приводного элемента 2 расположена клавиша 3, а на нижнем конце - постоянные магниты 4 и 5, между которыми имеется зазор. На основании б корпуса 1 закреплена микросхема 7 (генератор Холла), расположенная в зазоре между магнитами 4 и 5 (фиг.1).

На подвижном приводном элементе 2 закреплен шарнирно фиксатор 8, а в корпусе 1 - ограничитель 9. Между приводным элементом 2 и основанием 6 55 расположена пружина 10 возврата приводного элемента в исходное положение.

Ограничитель 9 состоит из кулачка 11 и ограничительного выступа 12 4О (фиг.2).

Кроме того, на фиг.2 показаны основные положения работы механизма фиксации: исходное положение 13 свободного конца фиксатора 8, крайнее 45 правое положение 14 свободного конца фиксатора 8, положение 15 свободного конца фиксатора 8 при крайнем нижнем положении приводного элемента 2 при. первом нажатии, положение 16 свободного конца .фиксатора 8 в момент фиксации, положение 17 свободного конца фиксатора 8:при крайнем нижнем положении приводного элемента 2 при повторном нажатии, положение 18 свобод- 55 ного конца фиксатора 8 нри возвратном движении приводного элемента 2, крайнее левое положение 19 свободнд.-.

421 4 го конца .фиксатора 8, вертикальная ось 20 симметрии полюса магнита 5.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения срабатывания мик.росхемы 1 необходимо переместить и зафиксировать приводной элемент 2 в нижнем положении таким образом, чтобы магнитное поле магнитов 4 и 5 воздействовало на микросхему. При перемещении приводного элемента 2 в нижнее полджение свободный конец фиксатора 8, обкатываясь по кромке кулачка 11, из исходного положения

13 перемещается в крайнее правое положение 14, при этом фиксатор 8 разворачивается вокруг точки шарнирного соединения против часовой стрелки.

Достигнув крайнего правого положения

14, фиксатор 8 выходит из соприкосновения с кулачком 11 и под действием сил магнитного поля, стремясь занять положение устойчивого равновесия вдоль вертикальной оси симметрии 20 полюса магнита 5, разворачивается по часовой стрелке пока не достигнет ограничительного выступа 12 в положение 15. При возвратном движении приводного элемента 2 под действием пружины 10 свободный конец фиксатора

8 входит в соприкосновение с кулачком

11 и занимает фиксированное положение 16. Таким образом, осуществляется фиксация-приводного элемента 2 в нижнем положении. При этом срабатыва-. ет микросхема 7 ° оказавшаяся в поле магнитов 4 и 5. При повторном перемещении приводного элемента 2 в крайнее нижнее положение свободный конец фиксатора 8, разворачиваясь по часовой стрелке к положению устойчивого равновесия, выходит из зацепления с кулачком 11 н под действием магнитных сил магнита 5 оказывается в положении 17..При возвратном движении приводного элемента 2 под действием пружины 10 свободный конец фиксатора

8 вновь входит в соприкосновение с .кулачком 11 в положении 18 и, обкатываясь по его кромке, занимает крайнее левое положение 19, а при дальнейшем перемещении вверх приводного элемента 2 фиксатор 8 под действием сил магнитного поля занимает исходное положение 13 устойчивого равновесия вдоль оси 20. Таким образом, механизм фиксации готов к новому-циклу работы.

Повышение износоустоичивости меха- низма фиксации имеет большое значение

1120421 для бесконтактных переключателей, где срок службы исполнительных полупроводниковых элементов велик, а наличие механических узлов снижает срок службы переключателя в целом.

В предлагаемом переключателе значительно увеличен ресурс наработки, так как отсутствуют основные причины .поломок механизма фиксации, а именно: нет усталостных напряжений в фиксаторе эа счет упругих деформаций и исти- рания ограничителя, так как фиксатор свободно обкатывается по кулачку.под действием магнитных сил.

Кроме того, значительно упро.щена сборка механизма фиксации, что повышает технологичность изделия.

По сравнению с известными переключателями с механическим узлом фиксации, которые имеют по 10 циклов переключений, переключателем ПГК, имею1б щим 2, 10 циклов переключений, предлагаемый бесконтактный переключатель имеет значительно больший срок службы, а именно 7, 5, 10 циклов переключений.

1) 2042 I

20, Составитель М.ТроФимова

Редактор С.Саенко ТехредЛ.Мартявова Корректор О. Билак

° %

Заказ 7752/41 Тирак 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5

МЮРОМ Ю Ю Ю В В

Филиал ППП "Патент", г,уагород, ул.Проектная, 4