КНОПОЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
PUSH BUTTOM SWITCH

Изобретение относится к области электротехники, в частности к коммутационной технике, к которой предъявляются требования по обеспечению подсветки символов и брызгозащищенности, и может быть использовано в системах ввода и преобразования информации в качестве контактных устройств.
Известно техническое решение, в котором кнопка с электронным контролем яркости и цвета подсветки (Патент ЕР №1005055, H01H 13/02, опубл. 20.03.2008) содержит в своем корпусе с разъемами на дне толкатель с цилиндрической пружиной, контакты и элементы управления поступающими сигналами. Клавиша, в которую упирается толкатель, содержит полупроводниковые элементы освещения, оптические части, рефлекторы. В данном аналоге клавиша с элементами освещения отделена от электрического контакта-переключателя.
К недостаткам указанного решения относятся сложность конструкции из-за большого количества деталей, входящих в состав изделия, и, как следствие, низкая ремонтопригодность.
В качестве прототипа выбрана кнопка, которая является одним из узлов электронной клавиатуры с подсветкой (Патент US №6720892, H01H 13/70; H03M 11/00, опубл. 13.04.2004). В состав кнопки входят клавиша с полостью для светодиодов, светодиоды, гибко-жесткая и жесткая печатные платы. Светодиоды расположены на жесткой части гибко-жесткой печатной платы, соприкасающейся с клавишей, а тактовый переключатель - на жесткой печатной плате. При нажатии на клавишу она с помощью жесткой части гибко-жесткой печатной платы давит на толкатель тактового переключателя, выполненный из эластичного материала.
Недостатком указанного прототипа является возможность случайного срабатывания толкателя переключателя при вибрациях и случайных нажатиях на клавишу и, кроме того, чувствительность материала толкателя переключателя к воздействию низких температур; также недостатком является низкая ремонтопригодность устройства, так как выход из строя отдельного узла требует замены всей печатной платы, что обуславливает высокую стоимость ремонта изделия. К тому же наличие нескольких печатных плат приводит к уменьшению надежности устройства, а также к усложнению конструкции.
Техническим результатом предложенного изобретения является упрощение замены кнопочного переключателя при обеспечении брызгозащищенности, повышении надежности, упрощении конструкции, а также сокращении затрат на производство.
Технический результат достигается тем, что кнопочный переключатель содержит корпус, внутри которого расположены тактовый переключатель, клавиша, в которой размещены элементы освещения, закрепленные на печатной плате. Причем он содержит, по меньшей мере, один упругий элемент, прикрепленный к основанию корпуса, имеющего отверстия, через одно из которых одним концом наружу выведен гибкий проводник, другой конец которого присоединен к печатной плате, расположенной внутри клавиши и содержащей тактовый переключатель, установленный на ее нижней стороне толкателем вниз.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг.1 - Кнопочный переключатель в корпусе с упругим элементом (сечение).
Фиг.2 - Кнопочный переключатель в корпусе с упругим элементом (объемный вид).
Кнопочный переключатель (Фиг.1) содержит корпус 1 с отверстиями 2 для естественного вытекания капель воды, клавишу 3, выполненную из оптически прозрачного материала, в полости которой расположена печатная плата 4 с радиоэлементами (не показаны) и светодиодами 5. Такое расположение печатной платы 4 позволяет обеспечить ее брызгозащищенность, так как вода, оказавшись на клавише, стечет по ней на дно корпуса, не задев при этом печатную плату.
К печатной плате 4 присоединен гибкий проводник 6 (например, шлейф, провод или гибкая печатная плата) с разъемом 7 (Фиг.2), соединяющий печатную плату 4 с блоком управления (не показан), расположенным вне корпуса кнопочного переключателя. При этом упрощается замена кнопочного переключателя, так как выход из строя одного элемента устройства позволит произвести лишь его замену без затруднений.
На нижней стороне печатной платы 4 установлен тактовый переключатель 8 толкателем вниз. Такое расположение защищает его от попадания капель воды, что приводит к увеличению надежности устройства.
Для устранения случайных срабатываний тактового переключателя 8 в качестве возвратного механизма в нем используется упругий элемент 9, закрепленный к основанию корпуса, например пружинный механизм или резиновая прокладка.
На корпусе 1 кнопочного переключателя расположены крепежные элементы 10, позволяющие увеличить устойчивость всего устройства к вибрациям. Крепежный элемент 10 может быть выполнен в виде упоров на корпусе или плоской пружины с зацепами. Использование индивидуального корпуса для каждого переключателя позволяет легко производить замену вышедшего из строя элемента.
Кнопочный переключатель работает следующим образом. При нажатии на клавишу 3 происходит ее поступательное движение внутрь корпуса 1 кнопочного переключателя и сжатие упругого элемента 9 до момента срабатывания тактового переключателя 8. При срабатывании тактового переключателя 8 информационный сигнал поступает по гибкому проводнику 6 в блок управления. После снятия воздействия на клавишу 2 она возвращается в исходное состояние.
Внутри клавиши могут быть установлены перегородки из непрозрачного материала между светодиодами, а над ними - цветовые фильтры для увеличения информативности сигналов. Также могут быть выбраны светодиоды разных цветов. Обеспечение изолированности элементов освещения каждого переключателя улучшает их светотехнические параметры.
Для предотвращения нагрева радиоэлементов в свободное пространство под печатной платой на нее может быть установлен радиатор.
В качестве корпуса кнопочного переключателя может использоваться многокнопочное наборное поле (клавиатура), состоящее из независимых друг от друга кнопочных переключателей. В корпусе наборного поля могут быть выполнены отверстия для вывода гибких проводников, подсоединяемых к блоку обработки получаемой информации, а также для естественного вытекания капель воды.
Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что благодаря предложенному решению достигается заявленный технический результат: упрощение конструкции кнопочного переключателя, уменьшение затрат на его производство, а также обеспечивается надежность работы устройства при высокой степени брызгозащищенности, при этом происходит упрощение замены вышедшего из строя кнопочного переключателя.
Из вышеизложенного следует, что заявленное изобретение обладает преимуществами по сравнению с прототипом и удовлетворяет критериям патентоспособности изобретения.