Клавишный переключатель

951452 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл,зН 01 Н 36/00 Н 01 Н 29/00 Гооудорствеллый комитет СССР Опубликовано 15.08.82. Бюллетень 30Дата опубликования описания 25.08.82по аелам изобретений и открытий(54) КЛАВИШНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве коммутирующего устройства, обладающего высокой надежностью работы, стабильностью переходного контактного сопротивления, большим сроком службы и отсутствием вибрации контактов.Известен клавишный переключатель, содержащий корпус с двумя контактными электродами, внутри которого расположена капля ртути, и ферромагнитный плунжер, а сна ружи корпус охвачен подвижным кольцевым постоянным магнитом с клавишей и неподвижной ферромагнитной шайбой 11.Недостатком такого клавишного переключения является его сложность и низкая надежность работы.15 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является клавишный переключатель, содержащий подвижный управляемый постоянный магнит с клавишей 20 и корпус, в котором размещена контактная система, и по крайней мере один ферромагнитный плунжер 12,Недостатком этого клавишного переключателя является низкая надежность работы. Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что клавишный 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 обращены одноименными 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 - 1 О, величина хода подвижного постоянного магнита такова, что в нажатом положении указанное отношение составляет 0,3 - 0,8, а фер 951452торый 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 магнитной пластиной 12 с окном, охватывающим 40 45 50 55 3ромагнитный 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 магнитову 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 сты. ка указанных элементов.На фиг. 1 показан клавишный переклю чатель, 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 на четырехгрупповом герконе с лампой накаливания в качестве светоизлучающего элемента.Клавишный переключатель (фиг. 1 и 2) 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 относитель-но контактной системы 5 переключателя, выполненной в виде жидкометаллического магнитоуправляемого группового геркона, коклавишу 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 пленочными контакт- деталями в баллоне контактной системы 5, электрически соединенными с выводами 9. Ферромагнитные плунжеры 13 в исходном состоянии переключателя расположены ближе к неподвижному постоянному магниту , 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 плунжером 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 в 1 (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), распо1 о 15 формула изобретения 50 55 ложенных вплотную друг к другу с чередованием их полюсов, зоны предпочтительного расположения многих плунжеров 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 следующим 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 маг нита 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 имеют форму, а сборка осуществляется без 25 зо 35 40 45 особых требований к точности, в основном, за счет взаимного соединения деталей быстротвердеющими клеями или термопластами. Конструкция переключателя предусматривает возможность использования сменных клавишей, постоянных магнитов, контактных систем, светоизлучающих элементов и корпусов для обеспечения их необходимого взаимного сочетания, а также обеспечения ремонтопригодности. В переключателе имеются широкие возможности варьирования конструкции составных магнитов: в них линии стыка их элементов могут пересекаться в одной или нескольких точках и иметь вид кривых, в том числе замкнутых, например, могут идти лучами из общего или нескольких центров, иметь форму окружностей и т.д., причем отверстия 18 могут отсутствовать, или их может быть несколько, а форма их контуров и внешнего контура магнитов могут отличаться от прямоугольной формы. Как цельный, так и составные магниты могут быть выполнены со скосами, в том числе со стороны отверстий 18. 1. Клавишный переключатель, содержащий подвижный управляющий постоянный магнит с клавишей и корпус, в котором размещена контактная система и, по крайней мере один ферромагнитный плунжер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен другим неподвижным постоянным магнитом, который прикреплен к указанному корпусу так, что он находится с противоположной стороны 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.2. Переключатель по и. 1, отличающийся тем, что постоянные магниты выполнены из магнитодиэлектрика в виде пластин, причем подвижный постоянный магнит выполнен 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 составляет 2 -О, величина хода подвижного постоянного магнита такова, что в нажатом положении указанное отношение составляет 0,3 - 0,8, а ферромагнитный плунжер смещен со средней линии полюсов постоянных магнитов к их кромке.3. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что полюса постоянных магнитов выполнены со скосами, причем каждый ферромагнитный плунжер расположен между ребра/г ми плоских углов скосов постоянных магнитов у средних их частей.4. Переключатель по пп. 1 или 3, отличающийся тем, что постоянные магниты 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. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3934215,кл. Н 01 Н 5/02, 1976.2. Патент Франции2384342,кл, Н 01 Н 36/00, 1977,951452 18 ф 1 Б 15 7 Щиг.З 18 7 1 б 17 Редактор А. ГулькоЗаказ 57 4/63 Составитель В. ЧичерюкинТехред А. Бойкас Корректор Ю,МакаренкоТираж 761 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4