Привод кнопочного выключателя

 

Использование: в электротехнике в качестве привода для выключателей и переключателей электрических цепей Сущность изобретения: в приводе кнопочного выключателя , состоящем из кнопки со стержнем, колонки и пружины, верхний торец колонки выполнен с наклоном, а пружина - многовитковой. Конец верхнего витка пружины изогнут внутрь витка и направлен вглубь пружины. Изменение усилия нажатия в зависимости от хода кнопки при скольжении конца верхнего витка пружины по наклонной поверхности торца колонки создает эффект тактильности 2 ил.

союз советских социалистических

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Н 13 /70 !109 2

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,Ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4789751/07 (22) 09.02,90 (46) 30.07.92. Бюл. М 28 (71) Минский научно-исследовательский приборостроительный институт (72) К.С.Шуклин,.Т.П,Иванова и Н.С.Гревцова (56) Патент ЕПВ

М 0224006, кл. Н 01 Н 13/20, 1986.

Заявка ФРГ

М 3313557, кл, Н 01 Н 13/54, 1984. (54) ПРИВОД КНОПОЧНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и м<й р ыть использовано в органах управления РИА, в частности в системах ввода и преобразования информации РИА, например в клавиатурах, В связи с повышением роли эргономических аспектов РИА, входящей в систему человек-машина, им уделяется особое внимание при разработке органов управления

РИА. Среди органов управления широко распространены выключатели и переключатели, для удобства работы с которыми в их конструкции вводится механизм тактильности, дающий оператору ощущение завершения операции нажатия. Это обеспечивает психологическую разгрузку оператора, повышая его уверенность в совершении необходимого действия.

Известна конструкция клавиатуры, в которой провал усилия нажатия (тактильность) осуществляется за счет того, что под каждым переключателем в слое с подвижными контактами сформированы купола таким образом, что подвижные контакты расположе„„5U„„1751823 Al (57) Использование: в электротехнике в качестве привода для выключателей и переключателей электрических цепей. Сущность изобретения; в приводе кнопочного выключателя, состоящем из кнопкй со стержнем, колонки и пружины, верхний торец колонки выполнен с наклоном. а пружина — многовитковой. Конец верхнего витка пружины изогнут внутрь витка и направлен вглубь пружины. Изменение усилия нажатия в зависимости от хода кнопки при скольжении конца верхнего витка пружины по наклонной поверхности торца колонки создает эффект тактильности, 2 ил. ны на внутренних поверхностях этих куполов.

Нажатие на клавишу переключателя приводит к мгновенной деформации соответствующего купола и замыканию подвижного контакта с неподвижным, находящимся на слое, расположенном ниже в отделенном от слоя с подвижными контактами дистанционной прокладкой с отверстиями в местах контактирования.

Недостатком этого переключателя, как и всех плоских переключателей, является малый ход (0,5 — 1 мм) клавиши..

Известен клавишный выключатель, который снабжен приводным механизмом, обеспечивающим полный ход клавиши. Тактильный эффект в этом выключателе достигается за счет деформации выпуклой пружины, закрепленной в гнезде на вертикальной поверхности выводной пластины коммутационного элемента.

Вертикальное перемещение вниз толкателя в корпусе выключателя при нажатии на клавишу трансформируется в горизонтальное перемещение конца 1=образного рыча а пр "t:иннорычажного приводного устрой<..Tf)à. в

1751823 результате чего этот конец приближается к выводной пластине коммутационного элемента и деформирует выпуклую пружину.

Недостатки данной конструкции — ее сложность, большое количество деталей и 5 необходимость точного их выполнения для обеспечения надежной работы выключателя, Наиболее близким к изобретению является кнопочный выключатель, в котором под нажимной кнопкой вокруг цилиндрического стержня (колонки), в котором перемещается толкатель выключателя, уложена свернутая в кольцо пружина, прилегающая к выступу на стержне. При нажатии на кнопку пружина перемещается через выступ на расширяющуюся часть стержня, При перемещении кольца пружины по горизонтальной поверхности выступа происходит, вследствие растягивания кольца, увеличение напряжения пружины и таким образом увеличение ее силы, а при переходе через ребро выступа происходит срыв кольца пружины вниз на вертикальную поверхность выступа, переходящую в расширяющуюся часть стержня.

Этот срыв сопровождается скачкообразным уменьшением силы пружины, воспринимаемым как тактильность.

-Основным недостатком известного выключателя является ухудшение условий для обеспечения ощутимой тактильности и одновременно достаточной безотказности с уменьшением габаритов выключателя, поскольку уменьшение диаметра кольца требует уменьшение толщины пружины, следствием чего будет уменьшение скачка усилия. При этом большая толщина пружины в единственном кольце уменьшает ее пружинящие свойства и создает предпосылки к быстрому отказу в работе из-за разрыва кольца пружины. Кроме того, использование только этой пружины в конструкции выключателя можетобеспечить лишь очень малый ход приводного механизма.

Цель изобретения — обеспечение тактильности при работе кнопочного выключателя достаточно малых размеров, например в клавиатуре, при одновременном обеспечении простоты и надежности конструкции, чивает ей возможность выполнения одновременно двух функций: возврата кнопки

10 при полном ходе приводного механизма и

20 после соскальзывайия с торца колонки.и

25 при возврате кнопки в исходное положение, Изогнутость конца верхнего витка пружины

40

50

Поставленнная цель достигается тем, что в приводе кнопочного выключателя, содержащем нажимную кнопку со стержнем, колонку, в которой скользит стержень, и пружину, которая надета на колонку, поверхность верхнего торца колонки выполнена с наклоном, пружина выполнена многовитковой, а конец верхнего витка ее изогнут внутрь витка пружины, направлен вглубь ее и расположен над наклонной поверхностью торца колонки с возможностью скольжения по нему, В предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом изменяется как форма пружины, так и система взаимодействия пружины с колонкой.

Многовитковая форма пружины обеспесообщения ей свойства тактильности. а также придает пружине новое качество: она становится менее жесткой, т.е, для нее увеличивается диапазон допустимых нагрузок.

Наклонная поверхность верхнего торца колонки обеспечивает возможность соскальзывания с нее конца верхнего витка пружины при нажатии на него сверху.

Изогнутость конца верхнего витка пружины внутрь витка пружины обеспечивает его размещение над наклонной поверхностью верхнего торца колонки и предотвращает его сцепление с нижними витками вглубь ее обеспечивает возможность упора верхнего витка пружины в наклонную поверхность торца колонки при их взаимодействии, а за счет этого .— возможность начального кратковременного увеличения крутизны силы многовитковой пружины.

На фиг,1 представлен привод кнопочного выключателя; на фиг.2 — зависимость распределения усилия нажатия по ходу кнопки для привода в соответствии с фиг,1

Привод кнопочного выключателя содержит нажимную кнопку 1, скользящий стержень 2, колонку 3, в которой скользит стержень 2, при этом поверхность 4 верхнего торца колонки 3 выполнена с наклоном, многовитковую пружину 5, которая надета на колонку 3, конец 6 верхнего витка многовитковой пружины 5 изогнут внутрь витка пружины, направлен вглубь ее и расположен над наклонной поверхностью 4 торца колонки.3 с возможностью скольжения по нему.

Привод кнопочного выключателя работает следующим образом, При нажатии на кнопку 1 происходит перемещение вниз скользящего стержня 2 в колонке 3, При этом пружйна 5 начинает сжиматься с верхнего витка, приподнятого над колонкой 3 своим концом 6. Конец 6 по мере хода кнопки 1.касается наклонной поверхности 4 торца колонки 3 и, упираясь, скользит по ней. В силу того, что жесткость отогнутого конца 6 больше, чем жесткость пружины 5 в витке, и поскольку верхний

1751823 край отогнутого конца 6 является одновременно началом верхнего витка, при укаэанном перемещении отогнутый конец 6 сообщает движение началу собственно витка, рвстягивая его и увеличивая тем самым 5 радиус ближней к отогнутому концу части витка (усилие при этом растет). Дойдя до нижней кромки наклонной поверхности 4 торца колонки 3, отогнутый конец 6 соскальзывает вглубь пружины в зазор между ней и 10 вертикальной стенкой колонки 3. Если до этого нагружение пружины 5 происходит, начиная с одного ее конца 6, для которого имеется упор в виде наклонной поверхности 4 торца колонки 3, и при этом пружина 15

5 проявляет себя как прижимная, торсионная и витая одновременно и характеризуется большой крутизной изменения силы на малом участке хода, то после преодоления нижней кромки наклонной поверхности 4 20 торца колонки 3, лишившись упора для упомянутого конца 6, пружина 5 работает только как многовитковая и характеризуется мэлой крутизной на большом участке хода.

Это резкое изменение характера измене- 25 ния силы пружины 5 при переходе ее конца

6 через нижнюю кромку наклонной поверхности 4 торца колонки 3 воспринимается как тактильность.

Фиг.2 иллюстрирует характер изменения усилия в зэвисимости от хода кнопки.

Нв графике можно выделить несколько участков: нарастание усилия (до моментэ соскальзывания отогнутого конца 6 с торцэ колонки 3), резкое уменьшение усилия (в момент соскальзывания), проявляемое как тактильность, дальнейший линейный рост усилия до момента касания скользящего стержня 2 (толкателя} к контактам и нелинейный рост усилия в конце полного хода, хэрактериэующий изменение усилия за счет деформации уже не в пружине 5, а в системе толкатель — контакты, например, за счет деформации эластичного амортизатора в толкателе или упругих элементов контэктной системы.

Формула изобретения

Привод кнопочного выключателя. содержащий нажимную кнопку со стержнем, колонку, в которой скользит стержень, и пружину. которая надета на колонку, отличающийся тем, что, с целью обеспечения тактильности, поверхность верхнего торца колонки выполнена с наклоном. пружина выполнена многовитковой, а конец верхнего витка ее изогнут внутрь витка пружины, направлен вглубь ее и расположен над наклонной поверхностью торца колонки с возможностью скольжения по нему.

1751823

1 мн

ПОЛНОГО хода

Составитель Т.П.Иванова

Редактор М.Бандура Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н,Ревская

Заказ 2695 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101