Бесконтактный емкостной переключатель
ОПИСАН И Е
ИЗОВРЕтЯНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,654950
Союз Советских
Социалистических
Республик
1
| !
1 (° (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.77 (21) 2442924/24-07 с присоединением заявки № (51) М. К.
G 03C 19/10//
Н 01G 5/16
ГосУдаРственный комитет (23) 1|риоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (53) УДК 621.316.542. .9 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (72) Авторы изобретения Л. Г. Попов, В. И. Садовников, И. В. Ивкии, В. Д. Гавритенков и Л. А. Давидовский (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЪ! Й ЕМКОСТНОЙ ПЕР ЕКЛ ЮЧАТЕЛЬ
Изобретение относится к бесконтактным устройствам и может найти применение в системах ввода информации, клавиатурах
ЭВМ и т. п.
Известны бесконтактные емкостные пе- 5 реключатели, содержащие корпус, пружину из электропроводящего материала, выполняющую роль подвижной обкл адки конденсатор а, неподвижную обкл адку (1, 2). 10
В указанных емкостных переключателях переменная емкость образуется посредством собственно двух переменных емкостей, включенных последовательно (одна емкость между одним неподвижным электро- 15 дом или обкладкой конденсатора и подвижной обкладкой, другая — между другой неподвижной обкладкой и подвижной).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является бесконтактный переключатель, содержащий корпус .из электроизоляционного материала, приводной элемент с пружиной возврата, жестко связанный с кнопкой и соединенный с пружиной из 25 электропроводящего материала, выполняющей роль подвижной обкладки конденсатора, печатную плату с электропроводящими участками, по крайней мере один из .которых выполняет роль неподвижной 30 обкладки, диэлектрическую прокладку, ра змещенную между подвижной и неподвижной обкладками.
Емкостная связь между электродами образуется посредством пружины и диэлектрических прокладок (3).
Недостаток известных устройств заключается в том, что в них неэффективно используется площадь, отведенная под неподвижные электроды для соединения емкости, вследствие того, что емкости, образованные между неподвижными и подвижной обкладками конденсатора, соединены последовательно и, следовательно, общая емкость меньше каждой из них по крайней мере в 2 раза.
В то же время площадь каждой неподвижной обкладки в 2 раза меньше общей площади, занимаемой неподвижными обкладками.
Целью изобретения является повышение надежности срабатывания за счет увеличения емкости во включенном состоянии при той же площади, занимаемой неподвижными обкладками, при одинаковой толщине диэлектрика и его диэлектрической проницаемости.
Цель достигается тем, что в бесконтактном емкостном переключателе в качестве пружины, выполняющей роль подвижной
654950
65 обкладки конденсатора, использована коническая пружина, выполненная с сечением прямоугольной формы и с горизонтальным шагом, большим ширины провода, при этом конец ее .наибольшего витка жестко закреплен на печатной плате и электрически соединен с одним из ее электропроводящих участков, а другой электропроводящий участок выполнен в форме круга, диаметр которого по меньшей мере равен диаметру, наибольшего витка конической винтовой пружинны и расположен с ней соосно.
Приводной элемент с пружиной возврата в месте присоединения конической витковой пружины жестко соединен с дополнительной круглой формы пластиной с эластичным покрытием на поверхности, обращенной к ко нической винтовой пружине и установленной соосно с ней, при этом диаметр данной пластины по меньшей мере равен диаметру наибольшего витка конической винтовой пружины.
На внутренней поверх насти верхней части корпуса закреплен дополнительно электрод кольцеобразной формы с диэлектрическим покрытием, н аружный диаметр которого по меньшей мере равен диаметру дополнительной круглой пластины, жестко соединенной с приводным элементом и .имеющей электропроводящее покрытие на поверхности, обращенной к указанному дополнительному кольцеобр азному электроду, связанному с наименьшим витком ко,нической винтовой пружины через электропроводящее покрытие дополнительной круглой пластичны.
На фиг. 1 и зображен переключатель в исходном положении; на фиг. 2 — то же в нажатом положении; на фиг. 3 — 5 — в арианты выполнения переключателя.
Бесконтактный емкостный переключатель содержит выполненный из электроизоляционного материала корпус 1, приводной элемент 2, жестко связанный с кнопкой 3 и верхним витком конической винтовой пружины 4, нижний виток которой закреплен на печавной плате 5, на которой размещены проводящие участки 6, 7. Нижний виток пружины: 4 электрически связан (например, посредством пайки или сварки) с участком 6. Участок 7 выполнен в форме круга, диаметр которого по меньшей мере раве и диаметру витка при основании пружины. На участке 7 платы 5 размещена диэлектрическая прокладка 8.
Коническая винтовая пружина 4 выполнена проводом прямоугольного сече ния с горизонтальным шагом, большим ширины провода, например, фотохимическим способом из плоской упругой пластины и работает, на растяжение. Пружина сжатия выполняется из пружины растяжения заневолевапием ее в конусообразном положении..
15 0
Пружина 4 независимо от того, работает о на,на растяжение или сжатие, выполняет роль подвижной обкладки конденсатора (конструктивной емкости) .
Приводной элемент 2 (см..фиг. 3) жестко соединен с пластиной 9, выполненной в форме круга, диаметр которого равен диаметру нижнего витка пружины 4, и имеющей эластичное покрытие на поверхности, обращенной,к пружине 4.
Согласно другому варианту выполнения переключателя (см. фиг. 4) на внутренней поверхности верхней части корпуса 1 размещен электрод 10 кольцеобразной формы с диэлектрическим покрытием 11. Наружный диаметр электрода с покрытием равен диаметру пластины 9, наружная поверхность которой имеет электропроводящее покрытие 12, электрически связанное с пруяиной (верхним витком). В данном случае пластина 9 может быть целиком выполнена из электропроводящего материала.
В варианте, приведенном,на фиг. 5, пружина 4 работает на растяжение, возврат приводного элемента 2 осуществляется пружиной возврата, возвращающая сила которой превышает усилие пружинны 4.
Переключатель работает следующим образом.
При нажатии на кнопку 3 (см. фиг. 1), жестко связанную с приводным элементом
2, последний воздействует,на верхний виток пружины 4, которая в результате этого воздействия, укладываясь виток за витком на диэлектрическую прокладку 8, принимает в конце сжатия форму плоской спиральной пластины, являющейся обкладкой конденсатора, диэлектриком которого является прокладка 8 (см. фиг. 2). При этом между проводящим участком 7 платы 5 и пружиной 4 в виде плоской спиральной пластины образуется емкость. Изменение емкости от хода приводного элемента 2 происходит плавно и близко к линей, ному.
С целью гаран вированного придания пружине 4 плоской формы в сжатом положении пружина 4 дополнительно прижимается пластиной 9 с эластичным покрытием (см. фиг. 3).
Для устранения влияния паразитной связи между пружиной 4 и проводящим участком 7 — как обкладок конденсатора в состоянии выключено — пружина 4 заземлена через конструктивную емкость, образованную электропроводящим покрытием
12 пластины 9 и электродом 10 с диэлектрическим покрытием 11 (см. фиг. 4).
Подвижная обкладка (пружина 10), площадь которой в сжатом состоянии пружины равна также площади нижней неподвижной обкладки. (участок 7), образует с ней большую емкость, чем в известной
G54950 конструкции за счет последовательного соединения конденсаторов.
Формула изобретения
1. Бесконтактный емкостной переключатель, содержащий корпус из электроизоляционного материала, приводной элемент с пружиной возврата, жестко связанный с кнопкой и соединенный с пружиной из электропроводящего материала, выполняющей роль подвижной обкладки конденсатор а, печатную плату с электропроводящими участками, по крайней мере один из которых выполняет роль неподвижной обкладки, диэлектрическую прокладку, размещенную между подвижной и неподвижной обкладками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности переключения, в качестве пружины, выполняющей роль подвижной обкладки конденсатора, использована коническая винтовая пружина, выполненная с сечением прямоугольной формы и с горизонтальным шагом, большим ширины провода, при этом конец ее наибольшего витка жестко закреплен на печатной плате и электрически связан с одним из электропроводящих участков платы, а другой электропроводящий участок выполнен в форме круга, диаметр которого по меньшей мере равен диаметру н аибольшего витка конической винтовой пружины и расположен с ней соосно.
2. Переключатель по п. 1, о т л и ч а ющи и с я тем, что приводной элемент с пружиной возврата в месте присоединения конической винтовой пружины жестко соединен с дополнительной круглой пласти5 ной с эластичным покрытием на поверхности, обращенной к,конической винтовой пружине и установленной соосно с ней, при этом диаметр данной пластины по меньшей мере равен диаметру наибольше10 го витка конической винтовой пружины.
3. Переключатель по пп. 1 н 2, отл ич а ю шийся тем, что на внутренней поверхности верхней части корпуса закреплен дополнительно электрод кольцеобраз1> ной формы с диэлсктрическпм покрытием, наружный диаметр которого по меньшей мере равен диаметру дополнительной .круглой пластины, жестко соединенной с приводным элементом и имеющей электропро2о водящее покрытие на поверхности, обращенной к указанному дополнительному кольцеобразному электроду, связанному с наименьшим витком конической винтовой пружины через электропроводящее покры2g тие дополнительной круглой пластины.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США № 3659163, Н 01G 5/16, 1972.
2. Патент Великобритании № 1345799, Н 01G 5/16, 1974.
3. Патент США № 3693059, Н 01G 5/16, 1972.
654950
4оь г. Я ри . Ф
Puz, 5
Составитель Н. Кузнецова
Техред Н. Строганова
Корректор О. Данишева
Редактор А. Куприкова
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 319/10 Изд. № 261 Тираж 726 Подписное
НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5
