专利名称:具有磁耦合衔铁的开关的制作方法
本发明是1995年6月2日申请的申请号为08/458,989的部分继续申请。
用于在一个可靠的袖珍型装置中提供电子开关功能的薄膜开关已是公知技术。薄膜开关通常具有一个通过一不导电隔离层和基片隔开的柔性塑料薄膜。位于该隔离层内的多个开孔允许用户通过该隔离层去按压薄膜，从而使位于薄膜和基片内表面上相互面向的电子触点相互接触，借此以闭合一个开关。在驱动力消失的情况下，该薄膜的自然弹力使其返回到它的隔开的位置上。
这种基本的薄膜开关结构虽然具有很多优点，但它不提供在某些应用场合中所需要的某些特性。例如，在某些例子中，开关的使用者总是习惯于使用特定类型的机械致动器，以致使他们对薄膜开关感到慌乱不解并很自然地拒绝使用这种薄膜开关。所述的薄膜开关通常是一个具有表示应当按压什么地方的图表元件但不具有凸出的致动器构件的扁平面板。尽管薄膜开关是一种能够提供完全满足要求的电子开关，但是，制造商们却发现那些期望获得旋转开关、滑动开关或按钮开关以用于某种功能的使用者们并不愿意使用扁平面板的薄膜开关来取代所熟悉的开关。对于消费品而言更是如此。另外，在汽车应用中，提供一种旋转或滑动开关以使司机在不分散其对道路情况注意力的同时能够用一只手找到并加以操作可能是更加重要的。
在薄膜开关中现在的另外一个问题是要一直向开关致动器的使用者提供反馈。由于达到闭合的薄膜行程非常之小，以致当使用者致动这些开关时，除非有某种状态向使用者表示闭合已经发生，否则该使用者根本就感觉不到。听觉反馈是常有的，但并不总是需要的。通过安置在薄膜内的电键半圆顶帽可提供触觉反馈。在整个移动键盘中，通过安装在薄膜开关面板上方的塑料致动器提供反馈。这种致动器通常是一些比较复杂的设备，因而使它们相对较贵。
本发明涉及到将旋转、按钮和滑动开关或电位计引入到一个扁平面板开关之中。这就把薄膜开关的优点和习惯于使用传统开关的使用者的视觉和感觉结合在一起。
旋转和滑动开关都具有一个安装在承载板上用于旋转、直线或复杂运动的旋钮。这个旋钮带有一个磁铁，用于使其和该载体的相邻外表面一起运动。在该载体的下侧面上形成有多个包括至少一对间隔开关触点的电极。衔铁是由导电的磁性材料制成的。磁性材料意味着这种材料受磁铁的影响。该磁铁使得衔铁朝着所述载体的下表面，因而也就是朝着电极的方向向上升起。旋钮的运动将衔铁带入和带出与开关触点的短路关系。衔铁可以是一个扁平的盘状元件。因此，它可以是圆柱或圆球。另外一种衔铁的结构包括具有两个或多个固定位置且其中不同组的触点被短路的一个挡板(flipper)。一个制动齿轮可以被用于提供开关进入和脱离闭合的运动的触觉反馈。最好利用某种基片去保护和密封所述的电极和衔铁。具有在其中配置有所述衔铁的一个开孔的隔离层允许该衔铁的运动。
本发明的旋转和滑动开关提供许多优点。这些开关可以被集成到一个扁平的、所延续的开关面板内。由于开关的触点被置于开关的内部，所以可以保持扁平面板的封装集成度。可以很容易地使用密封圈去防止灰尘、粉沫和各种液体的浸入。所述旋钮可以被粘接在开关面板的前表面上，而不必贯入连续密封的表面。可以使用一个偏心磁铁，以使衔铁在致动期间转动借此以延长寿命。可以增加一个实际上耐磨损的磁制动器。在开关需要承受撞击或振动的使用场合，可以增加一个磁性预加载。可以提供一些马达装置和磁性离合器以用于诸如洗衣机定时器控制。在集成薄膜开关面板上可以提供一些按钮薄膜开关、滑动开关和旋转开关，或电位计，所有的这些开关都被集成到一块连续的面板上。低成本的银导体可以被用作开关触点，在大电流应用场合，可以提供蚀刻铜触点，可以提供触觉反馈。开关可以被制成单独的个别构件。耐高温薄膜材料可应用于高温场合之下，包括诸如波焊的高温处理场合之下。低成本聚酯薄膜可以被用作承载板，或者使用印刷电路板来取代膜或基片。
在按钮开关的隔离层和薄膜之间有一层磁性材料。位于隔离层开孔之内的衔铁可在一个正常位置和一个闭合位置之间作枢轴旋转，在该正常位置之内，衔铁与基片上的电极相互隔开，而在该闭合位置内，它与该电极相互短路。利用位于磁性层和衔铁之间的磁性引力，所述衔铁被保持在其正常位置之内。当使用者按压薄膜时，衔铁突然脱离所述磁性层并与所述电极相闭合，从而提供了开关的闭合状态和触觉反馈。闭合压力的消除允许磁性层拉回衔铁并重新打开所述开关。构制到衔铁一端内部的转轴促使该衔铁的绕枢轴旋转运动。
在另一种按钮开关结构中，一个摆动衔铁被置于隔离层开孔内薄膜之下并位于基片顶部上。利用衔铁往复运动特性的前后摆动使基片上表面上的多个触点被桥式连接。该衔铁具有一个与公共触点相啮合的中心支点。当一个用户通过按压薄膜加以控制时，所述衔铁的多个端交替与外部触点接触和脱离接触。紧靠在基片表面之下设置的磁铁使所述衔铁保持在一个或另一个位置内。
图1的平面图示出了本发明的旋转开关。
图2示出了沿图1的2-2线的剖面图。
图3的简要平面视图示出了用于旋转开关的制动机构。
图4的平面视图示出了依据本发明的去除了制动旋钮以表示向下延伸部分的滑动开关。
图5示出了沿图4线5-5所取的剖面图。
图6的平面视图示出了具有另一衔铁的滑动开关。
图7示出了沿图6线7-7所取的剖面图。
图8示出了具有另一实施例衔铁的滑动开关。
图9是沿图8线9-9所取的剖面视图。
图10示出了一个具有球形衔铁的开关的放大详细示图。
图11示出了根据本发明的一个按钮开关。
图12示出了沿图11线12-12所取的剖面视图。
图13类似于图10，示出了耦合磁铁的另一种配置。
图14的平面视图是依据本发明的另一个滑动开关，该图删除了制动旋钮所表示向下延伸的部分。
图15是沿图14线15-15所取的剖面视图。
图16的平面视图示出了另一个按钮开关。
图17示出了沿图16线17-17所取的剖面图。
图18类似于图2，示出了另一种旋转开关的剖面图。
图19的简图类似于图4，示出了另一种形式的制动机构。
图1和图2示出了依据本发明的一个旋转开关。以标号10表示的开关包括基片12、不导电隔离层14和以薄膜16形式出现的载体。尽管没有示出，但应当理解，所述薄膜的内表面载有一组电极，用于限定至少一个电子开关的多个间隔触点。通常这些电极是通过网板印刷或铜刻蚀而形成的。这些触点是以如下方式构成的，即它要允许利用金属衔铁18使至少两个触点能够彼此短路到一起。所述衔铁是由导电磁性材料制成的。这种材料的一个例子就是镀有银的软钢。加上银以加强导电率并抗氧化。应当加入诸如铑的较坚硬的金属以改善其耐磨性。隔离层中的开孔20用于容纳衔铁18。在该实施例中，所述衔铁是一个扁平的圆盘。
安装有一个致动旋钮22以利用一个插销使所述开关旋转。该插销具有头23和24，该轴24通过薄膜、隔离层开孔以及基片而延伸。空心轴套25环绕所述轴并位于薄膜上方。螺母26用于将插销保持在适当的位置处。密封环28用于防止灰尘、粉沫或潮气进入隔离层开孔。螺母26被拧紧在轴24上，以轻微地挤压密封环28和空心轴套25。致动旋钮具有一个中心孔，该中心孔大得足以允许该旋钮在空心轴套上旋转。插销头23防止所述旋钮脱出该开关。螺母表示为一个独立的部分，它的功能可以由基片的具有螺纹的锥形放大部分担当。在另外一种结构中，空心轴套25将被粘接到薄膜的顶部。在这种情况下，不再需要螺母，且插销轴将到达薄膜。
旋钮22在其下端有一个耦合器30。该耦合器是一个磁铁，它可以被摸压或夹持在所述旋钮内。在与其它的电子元件的磁干扰有利害关系的场合，可根据需要将该耦合器屏蔽起来。借助起源于该耦合器的磁场，耦合器30强迫衔铁18朝向薄膜的内部表面。耦合器的作用在于当用户旋转旋钮22时建立开关触点压力并将衔铁18从一个触点牵引到另一个触点上。
应当理解，旋钮应当处于与薄膜外部表面相互接触或相互脱离两种状态之一。同样，所述磁铁可以和薄膜的外表面相接触也可以不和薄膜的外表面相接触。只要磁铁的闭合足以使衔铁能够保持磁铁和衔铁之间的耦合，即衔铁总是随着磁铁运动，那么旋钮或者磁铁和薄膜之间的接触或不接触都是无关紧要的。
该开关的操作过程如下。当一用户抓紧并转动旋钮22时，耦合器30随旋钮而转动。由于耦合器30和衔铁18之间的磁耦合，衔铁随着旋钮18一起转动。当它使衔铁旋转运动到与薄膜上的触点短路接触时，开关被闭合。另外，该旋转还使衔铁运动以使其和一个或两个电极脱离接触，从而打开所述开关。很明显，在单个旋钮旋转区域内可以设置多于一组的开关触点，以在一个旋钮情况下提供多个开关。例如，由衔铁随耦合器的旋转所经过的空间限定了一个环。朝向那个环内径方向的可以是一个环形的公共触点，而朝向这个环外径的可以是端接于环内一个点处但彼此隔开并与公共触点分离的多个外电极端。衔铁总是与公共触点相接触，但与外部触点随运动有时接触有时脱离。或者，所述的环形公共触点是一个开口环或类似物件。各种变化都是可能的。
图3示出了一个数字齿轮32，该齿轮32可被有选择地插入到旋转开关10之中。该齿轮具有一个具有多个轮齿36的轮彀34。这里示出了4个轮齿，但如果空间允许，这个数量是任意的。图3中的虚对顶线表示可能的附加轮齿的位置。齿轮应当被设置在薄膜16的外表面上，以使轮毂34能够环绕设置在该齿轮顶部的轴24和空心轴套25。在这种情况下，空心轴套将被缩短齿轮32的厚度。旋钮22的下侧也将被切除掉以容纳该齿轮。由于该齿轮被挤在空心套筒25和薄膜16之间，所以它并不随旋钮转动而是保持在一个固定位置上。轮齿向由耦合器30的旋转运动所限定的圆的内径延展。该齿轮是由磁性材料制成的，所以，当旋钮旋转从而使耦合器与一个轮齿排列成一直线时，在耦合器和轮齿之间的磁吸力就会建立一个触觉给用户。另外，由旋钮所携带的第二磁铁与该齿轮共同作用以提供一个触觉反馈。
图4和图5示出了一个滑动开关38。它具有一个基片40，带有开孔44的隔离层42和以薄膜46形式出现的载体，所有这些都类似于旋转开关10。开孔44是一个细长的矩形孔。在载体或薄膜46的内表面上具有多个电极或轨迹48A、48B和48C。电极48A是一个公共电极，48B和48C的端部彼此分开，如图所示。应当理解，这个电极的配置仅用于说明的目的，可有多种变化。
塑料壳体50安装在薄膜的外表面上。该壳体通常是在其顶部具有一个用于接收致动器或旋钮52的一个细长开缝的矩形盒子。致动器带有一个耦合器54，在最佳实施例中，该耦合器是一个磁铁。衔铁56被放置在开孔44之内。该衔铁可以具有一个与旋转开关内相同的盘状，该开关的工作状态与旋转开关的工作状态类似，除了致动器52的运动是直线的而不是圆形的以外。致动器带着耦合器54往复运动。耦合器和衔铁之间的磁引力使得衔铁和耦合器一起运动，从而把轨迹48B或48C连接到48A上。
滑动开关还应当具有一个数字齿轮，用以提供如在旋转开关中的制动器。另外，应当说明在所述的滑动和旋转开关中，耦合的磁铁相对于衔铁偏心放置。这样作是有意的，目的是当致动器或旋钮运动时使衔铁转动，这延长了开关的寿命。在提供了一个偏置耦合磁铁的情况下，就不必再以这种方式来安排磁铁。
在头两个实施例中示出的电极限定了一个开关。它们可以被安排以形成一个电位计。通过利用一个电阻元件来代替开关触点以形成一个旋转的或滑动的电位计来构成一个电位计。
图6和图7示出了滑动开关的另一个实施例。除衔铁外，该实施例类似于开关38。柱形衔铁58形成一个扁平的盘状衔铁。该柱形衔铁无磁滞现象，即当致动器的方向被反向时，衔铁58毫不迟疑地立即进行跟踪。所述的圆柱形衔铁还使该衔铁与导电轨迹之间的摩擦最小。
图8-10示出了衔铁的一个实施例。这里所述的衔铁是一对导电球60。该球具有图6和图7所示柱形衔铁的所有优点以及下述优点。当致动机构的方向是个复合方向时，即除直线和圆圈以外的任一通路时，在没有滑动或固接的情况下环形衔铁将进行跟踪，这将允许诸如五速传送模式的移动模式的复合致动模式。因此，球形衔铁将用于具有较复杂致动运动的旋转开关、滑动开关或某些事务中。
图10示出了依据本发明的一个开关的最简单的形式，这种开关仅需要带有电极的一个载体、一个耦合器和一个衔铁。在渴望保护衔铁和电极的大多数应用中，并不绝对需要隔离层和基片。另外，在所述载体被表示成传统薄膜开关的柔性聚酯薄膜的情况下，结论将是相反的。例如，在一个印刷电路板被用作载体的情况下。当然，载体并不需要是薄的平板。尽管对于许多应用来讲，这可能是一种最实际的结构，但是任一载体配置都必须能够发射足够的磁场，从而使得衔铁总是能够很好地跟踪耦合器。
图13示出了具有两个球形衔铁的开关的变形。在这个实施例中，有两个具有相对配置的磁极的耦合磁铁54A和54B。由此，磁铁极直接位于球的上方。当两个磁铁的位置如图所示时，它们将由一个单一的U形磁铁或适当极化的条形磁棒来代替。在任一情况下，其结果都是如磁力线86所示的磁场的主要磁力直接指向面向开关触点的球。这就建立了一个较高的接触力并减少了球沿球心连线移动的趋势。球形衔铁的另一种可能的变化是加上更多的、可能是不同尺寸的球，以实现多触点结构。
图14和15示出了滑动开关88的另一种变化。它具有基片90。具有开孔94的隔离层92和以薄膜96形式出现的载体，所有的这一切都类似于旋转开关38。开孔94是一个细长的矩形孔。载体或薄膜96的内表面上形成有电极或轨迹98A、98B和98C。电极98A是一个公共电极，98B和98C的端部如图所示的相互分隔开。应当理解，这个电极的配置仅用于说明的目的，可能有多种变化。
塑料壳体100安装在薄膜的外表面上。该壳体通常是在其顶部带有一个用于接收致动器或旋钮102的狭缝的矩形盒子。致动器带有一个耦合器104，在最佳实施例中，该耦合器是一个磁铁。衔铁106被放置在开孔94之中。衔铁是一个在其顶角109处具有相结合的面108A、108B的磁性材料角片，所述顶角总是与轨迹98A相接触。除了衔铁围绕该顶角跳动而不是滑动以外，该开关的工作作状态类似于图4所示之开关。致动器带动耦合器104前后运动。耦合器和衔铁面108之间的磁性引力使得衔铁前后翻动，从而将轨迹98B或98C连接到98A上。
该衔铁106的优点在于在衔铁和开关触点之间没有摩擦力。这种衔铁可被用于超长寿命的应用之中。这种挡板衔铁的原理可以延伸到具有两个以上面的衔铁，由此可以具有两个以上的稳定位置以提供多位置开关。这种衔铁的一个例子就是一个在其面上具有任意数量个面的侧三角形锥体或一个正锥体。另外一种延伸就是将多个挡板在垂直于致动器运行的方向上连成一组。在这种情况下，根据所需之开关输出，可能需要多个磁铁。
图11和12示出了本发明的按钮开关62。从底部向上开始，开关62包括基片64，其中具有一个开口的隔离层66，板形磁铁层70和薄膜72。另外，尽管最好具有一个薄膜以防止粉尘、颗粒和水分并提供一个用于印制图表的表面，但这个薄膜可以省略。薄膜通常在74处被模压凸起，以提供一个空间，用于在衔铁78上形成的致动按钮76。这个空间也可以通过在磁性层70的顶部表面和薄膜72的下面之间内放置第二隔离层来形成。
衔铁78主要被放置在隔离层开口68之内。它的致动按钮76通过磁性层70内的孔隙80伸出。衔铁的下表面有一个支点。在这种情况下，支点的形状是一对扩展部分82。如图所示，这对扩展部分与电极84A是相互隔开的，但当该开关处于打开状态时，它们将相互接触，衔铁是由导电的磁性材料制成的。磁铁层70使衔铁78向上朝向所述层的下表面。在所述基片的内表面以形成电极84A和84B。
为了驱动按钮开关62，用户应按压致动钮76。当用户如此操作时获得预行程，此时薄膜开始变形，当薄膜进一步变形时，衔铁急剧地脱开磁性板材料，并提供一个非常清新的触觉。支点扩展部分82将从磁性层70自由脱开并与电极84A相啮合。此后，衔铁将围绕支点旋转并与电极84B相接触。这就使得多个电极相互短路，并闭合所述开关。在去除闭合压力的基础上，层70和衔铁78之间在磁引力将使衔铁返回到图12所示的位置，重新 打开该开关。由于按钮78通过孔隙80而延伸，所以在闭合的整个过程中，磁性层70的移动非常小。
通过将一个铁磁材料置于磁铁板层70的顶表面上可以实现触觉的改进。这个材料的作用在于使磁场方向向下指向衔铁。通过向磁性板材料提供适当的刚性，这个材料还加强了触觉。这种材料的一个例子就是一个薄的软钢板。
通过改变致动按钮的位置和尺寸，所示和所描述的开关可以给用户提供触觉。通过调节衔铁的几何图形和尺寸可以实现增加的开关行程和/或整个行程。通过调节致动按钮的位置可以实现超短的开关行程。可以制造单独的、个别及分立的开关。磁性返回力允许开关被保持在所述致动位置以用于扩展周期而不必改变恒定的驱动状态。通过在衔铁内提供一个孔以实现光反馈。对于高温材料使用包括波焊在内的高温制造处理。一个印刷电路板可用作基片。如果在磁性层70下(在磁性层70上或在磁性层70下的薄膜上)布置有一组额外的电子触点，那么，一个通常闭合的开关就可以和图11和图12所示的开关协同工作。
按钮开关的另一种形式如图16和图17的110所示。这是一种双稳态摇臂开关。开关110具有设置在隔离层114顶部上的薄膜112。基片116位于与薄膜相对的隔离层的一侧。塑料衬板118位于基片116的下方。基片116的内表面上形成有以圆形焊接区端接的电极或轨迹120A、120B和120C，如图16所示。电极120B是一个公共电极。隔离层114之内的开孔122用于容纳摇臂衔铁124。衔铁124由磁性材料制成并具有一对从中心支点128向相反方向延伸的臂126A和126B。该衔铁以往复方式绕支点128在隔离层开孔122内转动或摇摆。所述支点建立在公共电极120B的焊接区上。臂126A和126B朝着电极120A和120C的焊接区延伸。臂126B的致动位置示于图17，其中，所述臂与电极120C相接触。在基片下面的衬板118中镶嵌有一对磁铁130、132。这些磁铁将衔铁保持在致动位置，并在开关工作时提供一个触觉。例如，在图17中，当所述薄膜的左侧被一用户按压时，衔铁124的臂126B与电极120C脱离接触，并打开右侧开关。随后，臂126A与电极120A接触，从而闭合由电极120A和120B形成的左侧开关。
根据衔铁的形状和开关触点的结构，图16和图17所示的按钮开关还可以是三稳态或多稳态的。在三稳态和三稳态以上开关中，所述衔铁应取倒锥体形状。这种开关的另一实施例包括取消磁铁130或132之一。由于除了当一个用户在按压该薄膜的另一部分时该衔铁总是与位于所剩一个磁铁之上的电极相接触，所以这种开关应被称之为多稳态。当那个压力被取消时，所述磁铁将使衔铁恢复到它的闭合位置。由此，所述开关被正常闭合。
图18示出了一种具有预加载机构的旋转开关134。在这个开关中一耦合器磁铁被用于在致动旋钮上建立一个阻力或预加载。这种配置被应用下述场合，即这种开关(或电位计)在使用中要承受冲击或振动。开关134包括一个衬板136和一个薄膜层138。虽然未示出，但是在薄膜的下表面上带有一组用于限定电子开关或电位计的电极。金属衔铁140被置于衬板136的开孔142中。在薄膜138的正上方设置有一个致动板144，该板在用户转动致动旋钮148时随轴146而旋转。安装有轴146，以使其在塑料壳体150内旋转。锁紧螺母151将该轴保持在适当的位置上。锁紧螺母还用于锁紧一个刻度盘153。该盘最好被放置在所述壳体150的顶部。一个铁磁预加载板152被置于壳体150下表面和致动板144之间。板144带有一个耦合器154，它是一个类似于耦合器30的磁铁。该耦合器不仅使所述衔铁140去接通和断开所述开关，而且要和预加载板152相啮合。当致动板旋转时，预加载板和耦合器之间的磨擦增加了的旋转力矩。这种配置还可以与图4、图5所示类型的滑动开关相互配合使用。
图19示出了另一种与滑动开关或旋转开关配合使用的制动机构。所示的特定实施例是一个滑动开关。浮置的制动板156沿其缘处具有一系列的凹陷或凹槽158。该制动板的纵向运动受到限制但却可以横向弯曲，以允许致动器162侧缘上的凸起或凸缘160通过。致动器的开关致动磁铁164在衔铁和致动器之间以及制动板156和致动器之间提供一吸力。当凸缘160滑入和滑出凹槽158时，将建立起一个使用户很易感受到的特殊声响，借此以表示开关触点的断开或闭合。
已经示出和描述了本发明的最佳形式，在不脱离本发明下述权利要求
的前提下可以作出一些变更和修改。例如，磁铁和衔铁的位置可以是相反的，即所述衔铁可以是磁铁，且所述旋钮可载有一片磁性材料，该材料将使得磁铁跟随运动中的旋钮。多载体层可以被插入到一个由公共旋钮致动的可堆叠开关中。可以提供一个以上的耦合器磁铁，以滑动和一个载体相关的两个或多个衔铁。
权利要求
1.一种电子开关，包括具有第一和第二表面的载体；设置在所述载体一个表面上并用于限定至少一对隔离开关触点的电极；用于选择性地断开或闭合所述开关触点的致动器，该致动器包括安置在所述载体两个表面之一上的一个导电衔铁和可移动地安装在所述载体另一个表面上的耦合器，所述耦合器和衔铁之一是永久磁铁，且另一个是永磁性材料制成的，从而利用衔铁和耦合器之间的磁性引力使所述衔铁通常与所述载体的一个表面保持滑动配合，耦合器的运动使得衔铁产生相应运动，以与开关触点进入和脱离短路关系，其特征在于，衔铁所具有的形状使之可进行复杂的运动。
2.如权利要求
1的开关，其特征在于，所述耦合器被安装，以便使其相邻所述载体的另一表面直线滑动。
3.如权利要求
1的开关，其特征在于，安装所述耦合器，使其相邻于所述载体的另一表面旋转运动。
4.如权利要求
1的开关，其特征在于，所述致动器还包括一个被安装来用于相邻所述载体另一个表面的运动的旋钮，所述耦合器被连接到该旋钮上，以用于随着相邻的载体的另一表面运动。
5.如权利要求
4的开关，其特征在于，还包括有一个安装在载体另一表面上并限定旋钮在其中滑动的一个孔隙的壳体。
6.如权利要求
4的开关，其特征在于，还包括一个连接到所述载体上的轴，该轴被安装在旋钮上用于旋转。
7.如权利要求
1的开关，其特征在于还包括一个基片层和夹在所述载体和基片层之间的隔离层，在所述隔离层内包括至少一个开孔，所述开关触点和耦合器被放置在隔离层开孔之内。
8.如权利要求
7的开关，其特征在于所述的致动器还包括安装来用于相邻于所述载体另一个表面运动的旋钮和连接到该旋钮并用于使其随所述载体另一表面运动的耦合器；和连接到该载体上的一个轴，该轴安装在与旋转相关的旋钮上，并被设置在隔离层孔中的一个密封环所密封。
9.如权利要求
7的开关，其特征在于，安装耦合器，使其相邻于所述载体的另一表面作线性滑动，且隔离层开孔是矩形的。
10.如权利要求
1的开关，其特征在于，衔铁包括一对球。
11.如权利要求
1的开关，其特征在于，所述衔铁呈盘状，且耦合器与衔铁的轴偏心配置，从而耦合器的运动使得衔铁在其运动期间旋转。
12.如权利要求
1的开关，其特征在于，还包括一个固定到开关上的一个制动装置，用于限定所希望的致动器位置。
13.如权利要求
12的开关，其特征在于，所述制动装置包括至少一个当耦合器处于所需位置时与耦合器或衔铁中被磁化的一个相邻的磁性材料轮齿。
14.一种具有夹在薄膜层和基片层之间的隔离层的开关，其中，薄膜和基片层中的每一个都限定一个内部表面，这些表面在其相对端处与隔离层和外表面相接触，在隔离层内至少具有一个开孔，至少有一组隔离电极被设置在隔离层开孔内薄膜的内表面上以限定开关触点，其特征在于该开关包括一个用于有选择地断开或闭合该开关触点的致动器，该致动器包括被安装用来相邻于薄膜外表面运动的一个旋钮；连接到该旋钮上并随相邻薄膜外表面运动的一个耦合器，耦合器运动的至少一部分与隔离层开口成一直线排列；和设置在薄膜和基片之间隔离层开口之内的一个导电衔铁，耦合器和衔铁之一是永久磁铁而另一个由磁性材料制成，从而通过耦合器和衔铁之间的磁性引力使衔铁通常被保持在随薄膜内表面滑动配合状态，旋钮和耦合器的运动使衔铁作相应运动，借此以使衔铁与电极进入或脱离短路状态。
15.一种在基片层顶部上具有隔离层的开关，其中，基片层用于限定一个与隔离层接触的内表面，在隔离层内至少具有一个开孔，在隔离层开孔区域内基片的内表面上具有至少一组隔离电极以限定开关触点，其特征在于该开关包括一个用于有选择地断开或闭合所述开关触点的致动器，所述致动器包括一个设置在隔离层开孔之内的导电衔铁和一个固定安装在带有耦合器和电极之间的一个衔铁的基片对面的隔离层表面上的耦合器，耦合器和衔铁之一是一个永久磁铁，而另一个由磁性材料制造，从而通过耦合器和衔铁之间的磁性引力使衔铁通常被保持在与所述基片的内表面相互隔离的状态，在隔离层开孔区域内对耦合器的按压使衔铁运动以和电极呈短路关系，磁性引力使衔铁回复到其正常的与所述电极相互隔离的关系。
16.如权利要求
15的开关，其特征在于所述衔铁包括一个其向外延伸并面对电极的支点，从而使该支点首先和基片接触，此后在闭合运动期间，衔铁绕该支点旋转。
17.如权利要求
15的开关，其特征在于所述衔铁还包括一个穿过耦合器开孔延伸的按钮。
18.如权利要求
15的开关，其特征在于还包括一个在耦合器顶部上的薄膜层。
19.如权利要求
18的开关，其特征在于在隔离层开孔区域内的薄膜外表面被进行了模压。
20.一种电子开关，包括具有第一和第二表面的载体；设置在所述载体表面之一上并用于限定至少一对间隔开关触点的一组电极；其特征在于，该开关包括一个用于有选择地断开或闭合所述开关触点的致动器，该致动器包括至少两个由磁性材料制成并设置在所述一个载体表面上的导电球，一个磁铁可移动地安装在载体另一表面上，由于直接配置在球对面的磁铁的磁极作用，通过球和磁铁之间的磁性引力，所述球通常被保持在与载体一个表面滑动配合状态，磁铁的运动使球作相应运动，使其与开关触点进入和脱离短路关系。
21.如权利要求
20的开关，其特征在于还包括两个并排放置的磁铁，其相对的极与载体相邻，每个磁铁直接与一个球相对。
22.一种电子开关，包括具有第一和第二表面的戴体；安置在所述载体一个表面上并用于限定至少一对隔离开关触点的一组电极；用于有选择地断开或闭合所述开关触点的一个致动器，其特征在于，该致动器包括在所述一个载体表面上设置的具有一个顶角的导电衔铁，该衔铁具有至少从该顶角延伸的两个面，以使该衔铁围绕所述顶角旋转；和可移动地安装在另一载体表面上的耦合器，所述耦合器和衔铁之一是个永久磁铁，另一个由磁性材料制成，从而通过耦合器和衔铁之间的磁性引力使衔铁的一个面与所述载体的一个面通常保持在配合状态，耦合器的运动使衔铁绕顶角作相应的枢轴旋转运动，以移动所述面使其与所述开关触点进入和脱离短路关系。
23.如权利要求
22的开关，其特征在于所述衔铁具有两个面。
24.一种电子开关，包括一个夹在柔性薄膜层和基片层之间的隔离层，薄膜和基片层中的每一个各自限定一个与该隔离层相接触的内表面，在隔离层中具有至少一个开孔；在隔离层开孔区域内的基片内表面上设置的至少一组隔离电极，以限定多个开关触点，所述多个电极包括一个公共电极和至少两个另外的电极；其特征在于，该开关包括一个设置在隔离层开孔中薄膜和基片之间的导电衔铁，该衔铁具有一个设置在公共电极上的顶角和至少两个从该顶角延伸的面，从而使得该衔铁面围绕所述顶角作枢轴旋转；和固定地安装在所述基片上至少一个衔铁面之下的一个耦合器，该耦合器和衔铁之一是个永久磁铁，而另一个由磁性材料制成，在所选择的衔铁面区域中的薄膜被按压的基础上，该衔铁面与所述另外两个电极中的一个相啮合，薄膜的被按压使得所述面作旋转运动，以使得公共电极和另外两个电极中的一个进入短路状态。
25.如权利要求
24的开关，其特征在于所述衔铁具有两个面。
26.如权利要求
24的开关，其特征在于所述耦合器被固定地安装在基片上每一个衔铁面之下，从而通过耦合器和衔铁之间的磁性引力使得衔铁面交替地与另外两个电极之一相互接触，在所述衔铁面区域内的薄膜的被按压使得所述面作旋转运动，以使公共电极和所述另外两个电极之一进入短路关系。
27.一种电子开关，包括具有第一和第二表面的一个载体；设置在所述载体上面并限定至少一对隔离开关触点的一组电极；一个用于有选择地断开或闭合所述开关触点的致动器，该致动器包括设置在所述载体表面中的一个上的导电衔铁，和一个可移动地安装在另一载体表面上的耦合器，所述耦合器是一个永久磁铁，所述衔铁由磁性材料制造，从而借助于耦合器和衔铁之间的磁性引力使得所述衔铁通常被保持在与一个载体表面相啮合的状态，耦合器的运动使衔铁作相应运动，以和开关触点进入和脱离短路关系；其特征在于，该并关包括一个在与另一载体表面相对一侧上和该耦合器相邻固定安装的由磁性材料制成的预加载板。
28.如权利要求
28的开关，其特征在于，还包括一个基板且其中的致动器还包括安装来用于在基板内旋转的一个轴；和一个安装在基板之下和轴一起旋转的致动板，所述耦合器被吸引到所述致动板之上。
29.一种电子开关，包括一个具有第一和第二表面的载体；设置在所述一个载体表面之上并限定至少一对隔离开关触点的一组电极；其特征在于，该开关具有一个用于选择性地断开和闭合开关触点的致动器，所述致动器包括一个设置在所述一个载体表面上的导电衔铁和一个具有其上凸起的旋扭，该旋钮可运动地安装在另一个载体表面上，并具有一个耦合器，该耦合器随旋钮一起运动，所述耦合器是一个永久磁铁，所述衔铁由磁性材料制造，由此通过耦合器和衔铁之间的磁性引力使衔铁通常被保持在与所述一个载体表面相啮合的状态，耦合器的运动使衔铁作相应运动，以和开关触点进入和脱离短路关系；和一个由磁性材料制成的制动板，该制动板具有至少一个可和旋钮凸起相啮合的凹槽，通过耦合器和制动板之间的磁性引力，制动板被吸引到旋钮上。
专利摘要
一种开关，具有一个载体板，具有在其内侧上形成的多个电极以形成开关触点。利用设置在载体外表面上的磁铁，使衔铁被保持在与载体内侧和电极的滑动接触状态。在安装在薄膜载体外侧上的一个旋钮内带有一个磁铁，以用于旋转，直线或复合运动。当用户操纵该旋钮时，磁铁带动衔铁和电极进入或脱离短路关系。插入一个磁性制动齿轮以提供触觉反馈。
文档编号H01H9/04GKCN1052556SQ96110385
公开日2000年5月17日 申请日期1996年5月30日
发明者安托尼·J·范·奇兰 申请人:安托尼·J·范·奇兰导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (2),