способ изготовления электрического переключателя

Формула изобретения

1. Способ изготовления электрического переключателя, содержащего корпус, по меньшей мере, частично заключающий переключающее средство для взаимодействия с множеством, по меньшей мере, двумя металлическими выводами, причем каждый вывод имеет наружную часть вне корпуса и внутреннюю часть внутри корпуса, причем способ содержит обеспечение по существу плоского листа исходного металла для выводов, удаление частей листа, так чтобы формировать внутри его границ, по меньшей мере, два ряда множеств металлических выводов и так, что каждый вывод остается прикрепленным к листу только на конце наружной части каждого вывода, самом дальнем от его внутренней части, прикрепление корпуса к каждому из множеств металлических выводов в листе, установку переключающего средства в каждом из корпусов, и отделение конца каждой из наружных частей каждого множества металлических выводов, снабженного корпусом и переключающим средством, от листа.

2. Способ по п.1, в котором корпус прикрепляют к каждому из множеств металлических выводов в каждом из всех рядов по существу одновременно, а переключающее средство впоследствии устанавливают в каждом из корпусов за одну или более операций, причем каждую из операций выполняют в одном или более корпусов каждого из всех рядов по существу одновременно.

3. Способ по п.1 или 2, в котором корпуса прикрепляют к каждому множеству металлических выводов путем формования вокруг металлических выводов множества.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором множества металлических выводов располагают в листе в матрице, составленной существенно параллельными прямолинейными рядами множеств металлических выводов, расположенными в первом направлении и дополнительными по существу параллельными прямолинейными рядами множеств металлических выводов, расположенными во втором направлении по существу под прямыми углами к первому направлению.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором отверстия для направления и расположения листа во время операций прикрепления корпуса, установки переключающего средства и отделения множеств металлических выводов от листа выполняют вдоль краев листа и, по меньшей мере, в некоторой из областей между множествами металлических выводов.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором каждое множество металлических выводов содержит, по меньшей мере, два подмножества, причем каждое подмножество соответствует различным применениям переключателя, причем способ содержит дополнительную операцию, при которой, по меньшей мере, часть, смежная концу наружной части каждого из выводов подмножества или подмножеству каждого множества металлических выводов, не соответствующему текущему применению переключателя, отделяется от остального вывода и, таким образом, от сделанного переключателя.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором переключатель является переключателем клавиатуры.

8. Способ по п.6 или 7, в котором различные применения переключателя заключаются в различных расстояниях между точками электрического соединения концов наружных частей металлических выводов индивидуальных подмножеств с внешними электрическими схемами.

9. Способ по пп.7 и 8, в котором корпус переключателя клавиатуры имеет квадратное сечение в плоскости, параллельной плоскости лиcта, причем наружные размеры квадратного сечения составляют 4 мм в ширину и 4 мм в длину, и в котором множество металлических выводов содержит первое подмножество, соответствующее применению, например, внешних электрических соединений печатной платы переключателя клавиатуры с квадратным сечением с наружными размерами 6 на 6 мм, и второе подмножество, соответствующее применению, например, внешних электрических соединений печатной платы переключателя клавиатуры с квадратным сечением с наружными размерами 4 на 4 мм.

10. Способ по п.8 или 9, в котором переключающие средства переключателя клавиатуры содержат контактный элемент для электрического соединения, по меньшей мере, двух из выводов в первом положении контактного элемента и прерывания электрического соединения во втором положении, элемент включения для перемещения контактного элемента из его второго в его первое положение, упругодеформируемую деталь, приспособленную для взаимодействия с элементом включения так, что она упруго деформируется, когда контактный элемент находится в его первом положении и восстанавливает свое первоначальное состояние, когда контактный элемент находится в его втором положении, и клавишный элемент, соединенный с элементом включения, причем клавишный элемент приспособлен для нажатия кончиком пальца пользователя клавиатуры, причем элемент включения, деформируемая деталь и клавишный элемент составляют единый узел, выполненный из упруго-деформируемого материала, например, кремнистой резины.

11. Способ по п.10, в котором контактный элемент перед установкой переключающего средства в корпусе объединяют в узел, например, частичным вставлением его в материал узла.

12. Способ по любому из пп.4-11, в котором лист исходного металла является по существу прямоугольным, причем ряды множеств металлических выводов по существу параллельны сторонам прямоугольника.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором лист составляет полосу, которая может наматываться и разматываться из рулона.

14. Электрический переключатель, изготовленный способом по любому из предыдущих пунктов.

15. Электрический переключатель, содержащий корпус, по меньшей мере, частично заключающий переключающее средство для взаимодействия с множеством металлических выводов, по меньшей мере, двух металлических выводов, причем каждый вывод имеет наружную часть вне корпуса и внутреннюю часть внутри корпуса, в котором каждое множество выводов содержит, по меньшей мере, два подмножества, причем каждое подмножество соответствует различному применению переключателя.

16. Электрический переключатель по п.15, в котором, по меньшей мере, часть, смежная свободному концу наружной части каждого из металлических выводов подмножества или подмножеству каждого множества металлических выводов, несоответствующему текущему применению переключателя, отделена от остальных выводов и, таким образом, от законченного переключателя.

17. Электрический переключатель по п.15 или 16, в котором корпус формуется вокруг выводов множества.

18. Электрический переключатель по любому из пп.15-17, в котором переключатель является переключателем клавиатуры.

19. Электрический переключатель по любому из пп.15-18, в котором различные применения переключателя заключаются в различных расстояниях между точками электрического соединения свободных концов наружных частей выводов индивидуальных подмножеств металлических выводов с внешними электрическими схемами.

20. Электрический переключатель по п.18 или 19, в котором корпус переключателя клавиатуры имеет квадратное сечение в плоскости, параллельной плоскости листа, причем наружные размеры квадратного сечения имеют 4 мм в ширину и 4 мм в длину, и в котором множество металлических выводов содержит первое подмножество, соответствующее применению, например, внешних электрических соединений печатной платы переключателя клавиатуры с квадратным сечением с наружными размерами 6 на 6 мм, и второе подмножество, соответстующее применению, например, внешних электрических соединений печатной платы переключателя клавиатуры с квадратным сечением с наружными размерами 4 на 4 мм.

21. Электрический переключатель по любому из пп.15-20, в котором переключающие средства переключателя клавиатуры содержат контактный элемент для электрического соединения, по меньшей мере, двух из выводов в первом положении контактного элемента и прерывания электрического соединения во втором положении, элемент включения для перемещения контактного элемента из его второго в его первое положение, упругодеформируемую деталь, приспособленную для взаимодействия с элементом включения так, что она упруго деформируется, когда контактный элемент находится в его первом положении и восстанавливает свое первоначальное состояние, когда контактный элемент находится в его втором положении, и клавишный элемент, соединенный с элементом включения, причем клавишный элемент приспособлен для нажатия кончиком пальца пользователя клавиатуры, причем элемент включения, деформируемая деталь и клавишный элемент составляют единый узел, выполненный из упругодеформируемого материала, например кремнистой резины.

22. Электрический переключатель по п.21, в котором контактный элемент прочно прикреплен к узлу или является объединенным с узлом, например, частично вставленным в материал узла.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу изготовления электрического переключателя, содержащего корпус, по меньшей мере, частично заключающий переключающее средство для взаимодействия с множеством, по меньшей мере, двух металлических выводов, причем каждый вывод имеет наружную часть вне корпуса и внутреннюю часть внутри корпуса.

Относительно переключателей этого типа чрезвычайно важно снизить производственные затраты. Любой фактор, который увеличивает число переключателей, изготавливаемых в данный период времени тем же персоналом, производственным пространством и дискретными единицами производственного оборудования является существенным для конкурентноспособности законченного переключателя на рынке.

Поэтому целью настоящего изобретения является создание способа изготовления таких переключателей, в котором получается такая увеличенная производительность изготовления по сравнению со способами известного уровня техники.

Способ изготовления переключателей клавиатуры известен из Европейского патента N 0329969, в котором единственный ряд множеств металлических выводов выбивается из полосы исходного металла, корпус формуется вокруг каждого из множества выводов, переключающие средства устанавливают в каждом корпусе и каждое множество металлических выводов после этого отделяют от полосы. В этом способе необходимые операции формовки и установки ограничиваются единственным маршрутом изготовления, определяемым единственным рядом множеств (выводов) в полосе.

Способ для изготовления кнопочных переключателей нажатия известен из патента США N 4803316, в котором два параллельных ряда множеств выводов выбивают из полосы, а обойму корпуса формуют на каждом множестве (выводов), после чего каждое множество отделяют от полосы и обрабатывают индивидуально для установки переключающего средства. В этом способе индивидуальная обработка каждого дискретного множества металлических выводов с прикрепленной обоймой корпуса требует ряда дополнительных операций манипулирования для вставления, направления, удаления и транспортировки между различными рабочими позициями, соответствующими последующим операциям установки переключающего средства в каждую индивидуальную и дискретную обойму корпуса.

Так, чтобы быть в состоянии формировать множество металлических выводов, прикреплять корпуса к множеству металлических выводов, устанавливать переключающее средство в корпусах и наконец отделять множества металлических выводов от листа все в более чем одном маршруте изготовления, пока множества выводов еще связаны в листе, способ в соответствии с изобретением содержит:

- обеспечение по существу плоского листа исходного металла для выводов,

- удаление частей листа, так чтобы формировать внутри его границ, по меньшей мере, два ряда множеств металлических выводов и так, что каждый вывод остается прикрепленным к листу только на конце наружной части каждого вывода, самом дальнем от его внутренней части,

- прикрепление корпуса к каждому из множества (выводов) в листе,

- установку переключающего средства в каждом из корпусов, и

- отделение конца каждой из наружных частей каждого множества, снабженного корпусом и переключательным средством, от листа.

Предпочтительно корпус прикрепляется к каждому из одного или более множеств в каждом из всех рядов существенно одновременно, а переключающее средство впоследствии устанавливают в каждом из корпусов за одну или более операций, причем каждую из операций, выполненную в одном или более корпусов каждого из всех рядов по существу одновременно.

Когда корпуса состоят из формуемого пластичного материала, корпуса предпочтительно прикрепляют к каждому множеству путем формования вокруг металлических выводов множества.

Так, чтобы использовать материал листа исходного металла насколько возможно эффективно, множества предпочтительно располагают в листе в матрице, составленной по существу параллельными прямолинейными рядами множеств металлических выводов, расположенными в первом направлении и дополнительными по существу параллельными прямолинейными рядами множеств металлических выводов, расположенными во втором направлении по существу под прямыми углами к первому направлению.

Предпочтительно отверстия для направления и расположения листа во время операций прикрепления корпуса, установки переключающего средства и отделения множеств металлических выводов от листа выполняют вдоль краев листа и, по меньшей мере, в некоторой из областей между множествами.

В случаях, где тот же самый переключатель может быть использован для двух или более применений, выгодно, что тот же способ изготовления и оборудование могут быть использованы для производства переключателя для всех таких применений и поэтому, согласно изобретению, каждое множество металлических выводов может содержать, по меньшей мере, два подмножества, причем каждое подмножество соответствует различным применениям переключателя, причем способ содержит дополнительную операцию, при которой, по меньшей мере, часть, смежная концу наружной части каждого из выводов подмножества или подмножеству каждого множества, не соответствующему текущему применению переключателя, отделяется от остального вывода и, таким образом, от сделанного переключателя.

Способ изготовления, согласно изобретению, может быть преимущественно использован для множества различных переключателей, как, например, вращательные переключатели, тумблерные переключатели, переключатели включения-выключения и т.д. Способ особенно полезен в связи с переключателями клавиатуры. Очень используемый в настоящее время переключатель клавиатуры является квадратным и имеет наружные размеры 6 х 6 мм, а свободные концы выводов такого переключателя соответствуют точкам соединения печатных плат, сконструированных для таких переключателей. Для того чтобы создать больше места для других элементов, подключаемых к печатной плате, полезно, чтобы переключатель клавиатуры имел меньшие размеры, например 4 х 4 мм. Для того чтобы обеспечить возможность использовать этот меньший переключатель как с печатными платами, сконструированными для больших переключателей, так и с печатными платами, сконструированными для меньших переключателей, корпус переключателя клавиатуры, согласно изобретению, имеет квадратное сечение в плоскости, параллельной плоскости листа, причем наружные размеры квадратного сечения составляют 4 мм в ширину и 4 мм в длину, а множества металлических выводов содержат первое подмножество, соответствующее применению, например, для наружных электрических соединений печатной платы переключателя клавиатуры с квадратным сечением с наружными размерами 6 мм на 6 мм, и второе подмножество, соответствующее применению, например, наружных схемных соединений печатной платы переключателя клавиатуры с квадратным сечением с наружными размерами 4 мм на 4 мм.

Для того чтобы дополнительно уменьшить время изготовления и таким образом увеличить объем выпуска при данных средствах, что касается персонала, пространства и единиц производства выгодно уменьшить число отдельных элементов в переключающем средстве, и поэтому выгодно применить способ, согласно изобретению, к переключателю клавиатуры, в котором переключающие средства содержат контактный элемент для электрического соединения, по меньшей мере, двух из выводов в первом положении контактного элемента и прерывания электрического соединения во втором положении, элемент включения для перемещения контактного элемента из его второго в его первое положение, упруго деформируемую деталь, приспособленную для взаимодействия с элементом включения так, что она упруго деформируется, когда контактный элемент находится в его первом положении и возвращается в свое исходное состояние, когда контактный элемент находится в его втором положении, и клавишный элемент, соединенный с элементом включения, причем клавишный элемент приспособлен для нажатия кончиком пальца пользователя клавиатуры, причем элемент включения, деформируемая деталь и клавишный элемент составляют единый узел, выполненный из упруго деформируемого материала, как например, кремнистой резины.

Для дополнительного уменьшения числа операций, выполняемых во время установки переключающего средства, контактный элемент перед установкой переключающего средства в корпусе предпочтительно прочно прикрепляют к узлу, например, частичным вставлением его в материал узла.

Предпочтительно, когда лист исходного металла является существенно прямоугольным, причем ряды множеств выводов по существу параллельны сторонам прямоугольника.

В некоторых применениях выгодно, что лист составляет полосу, которая может наматываться и разматываться из рулона.

Изобретение, кроме того, относится к электрическому переключателю, изготавливаемому способом в соответствии с любым из пунктов 1-14 прилагаемой формулы изобретения.

В дополнительном аспекте изобретения оно относится к электрическому переключателю в соответствии с любым из пунктов 15-22 прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение будет описано более детально в последующем со ссылкой на чертежи, где:

Фиг. 1 показывает вид в плане воплощения листа исходного металла с множествами выводов и корпусов переключателя клавиатуры в соответствии с изобретением.

Фиг. 2 показывает увеличенный вид области листа на фиг. 1, заключенной в квадрате, указанном А на фиг. 1.

Фиг. 3 показывает вид сверху законченного переключателя, изготовленного посредством листа, показанного на фиг. 1, причем внешние части первого подмножества удалены.

Фиг. 4 показывает увеличенный вид сбоку переключателя, показанного на фиг. 3.

Фиг. 5 показывает второй увеличенный вид сбоку переключателя, показанного на фиг. 3 и 4.

Фиг. 6 показывает вид сверху законченного переключателя, изготовленного посредством листа, показанного на фиг. 1, причем внешние части второго подмножества выводов удалены.

Фиг. 7 показывает увеличенный вид сбоку переключателя, показанного на фиг. 6.

Фиг. 8 показывает второй увеличенный вид сбоку переключателя, показанного на фиг. 6 и 7 и

Фиг. 9 показывает поперечный разрез вдоль линии В-В на фиг. 3.

По существу плоский лист 1 электрически проводящего металла, как например, жестяной бронзы, покрытой серебром, подвергают процессу штамповки, посредством чего образуется конфигурация, показанная на фиг. 1 и фиг. 2. Матрица множества выводов, в целом указанных ссылочным номером 2, расположена в двух последовательностях взаимно ортогональных рядов внутри границ листа, определенных узкими полосами 3. Поперечные полосы 4 соединяют полосы 3, распространяясь в продольном направлении листа 1, указанном стрелкой D.

Каждое из множества 2 содержит четыре вывода 5 и четыре вывода 6, причем каждый из выводов 5 и 6 на одном его конце прикреплен к соответствующей поперечной полосе 4. Противоположные концы выводов 5 и 6 соединяются друг с другом попарно и соединяются с соответствующим круглым контактным выступом 7, который формируется в процессе штамповки так, что он выступает над плоскостью листа 1.

После того, как лист подвергся процессу штамповки, лист 1 подвергается процессу инжекционного формования, при котором матрица из пятнадцати на семь корпусов 8 пластичного электрически изоляционного материала одновременно формуется вокруг выводов 5 и 6 соответствующего множества выводов. Одна такая матрица показана на фиг. 1.

Лист 1 имеет длину, соответствующую множеству таких матриц, и может содержать небольшое число таких матриц в случае, когда желательно работать с множеством дискретных листов 1 на различных операциях процесса изготовления, и лист 1 может содержать большое число таких матриц в случае, когда желательно работать с непрерывной лентой, которая может быть намотана в рулон для транспортировки между рабочими позициями и подачи в различные рабочие позиции, или распространяться как непрерывная полоса между рабочими позициями, на которых выполняются различные операции изготовления. Во всех случаях лист должен быть продвинут вперед для доставки его новой области на рабочую позицию и после этого лист должен быть прочно расположен правильно в рабочей позиции. Поэтому во время процесса штамповки отверстия 9 и 10 пробиваются в продольных полосах 3 и поперечных полосах 4 соответственно, причем отверстия 9 служат, прежде всего, для продвижения листа вперед, а отверстия 10 служат для его расположения.

После того, как корпуса 8 сформованы вокруг или в множествах 2 металлических выводов 5 и 6, матрицы перемещаются на рабочую позицию установки переключающего средства либо посредством транспортировки дискретных листов 1 индивидуально, либо в пачках или путем подачи непрерывного листа 1 на рабочую позицию из позиции формовки или через промежуточный рулон, на который наматывается непрерывный лист 1.

В этой рабочей позиции пятнадцать сформованных единых кнопочных элементов 11 включения нажатием со щелчком вставляются по существу одновременно в пятнадцать соответствующих корпусов, каждый из разного продольного ряда в листе 1, но не обязательно в одном и том же поперечном ряду. Элемент 11 включения состоит из упруго деформируемого материала, как, например, кремнистая резина. Контактный элемент 12, состоящий из жестяной бронзы, покрытой серебром, частично вставляется в элемент 11 включения во время его формования. Единый элемент 11 включения имеет верхнюю часть, выступающую вверх относительно корпуса и предназначенную служить в качестве клавишного элемента, надавливаемым кончиком пальца пользователя переключателя. Куполообразная нижняя область элемента 11 включения позволяет перемещать контактный элемент из его выключенного положения, показанного на фиг. 9, в его включенное положение, в котором он находится в контакте с обоими контактными выступами 7, когда давление вниз прикладывается к верхней области элемента 11 включения.

Купольная форма нижней области вызывает эффект щелчка, когда давление вниз создается достаточным, чтобы преодолеть сопротивление купола, так что выгибание куполообразной нижней области элемента 11 включения имеет место, после чего контактный элемент 12 электрически соединяет два контактных выступа 7 непосредственно после того, как пользователь почувствовал эффект щелчка.

После того, как установлен элемент 11 включения, лист перемещают на рабочую позицию установки крышки, где крышка 13 из нержавеющей стали монтируется на элементе 11 включения и прикрепляется к корпусу посредством крепежных деталей 14, которыми могут быть заклепки, винты или выступы корпуса, взаимодействующие с соответствующими отверстиями в крышке 13 и элементе 11 включения, причем крепежные детали 14 закрепляют элемент 11 включения относительно корпуса 8. Эта операция также выполняется по существу одновременно на пятнадцати переключателях, один из каждого продольного ряда листа 1.

На последующей рабочей позиции отделения выводов выводы 5 и 6 отделяются от листа 1 в точках, указанных пунктирными линиями 15 и 16 соответственно таким образом отделяя законченные переключатели от листа 1 и друг от друга. В зависимости от применения переключателя, т.е. соответствует ли применение использованию выводов 5 (фиг. 3 - 5) или выводов 6 (фиг. 6 - 8), наружная часть выводов 6 или 5 соответственно отделяется от переключателя в точках, указанных пунктирными линиями 26 и 25 соответственно.

Выводы 5 или 6 могут быть изогнуты в требуемую форму, как показано на фиг. 3-8, на рабочей позиции изгибания, включенной в рабочую позицию отделения выводов, так что выводы, не подходящие для рассматриваемого применения, не отделяются от листа 1 до тех пор, пока подходящие выводы не отделены от листа 1 и не изогнуты в правильную форму на рабочей позиции изгибания.

Каждая из этих заключительных операций также выполняется одновременно на пятнадцати переключателях, по одному из каждого продольного ряда.

Конечно, различное число одновременно обрабатываемых переключателей может быть выбрано для различных производственных операций, в зависимости от способов, выбранных для выполнения действий, входящих в состав операций.

ПРИМЕР

Лист 1 состоит из покрытой серебром жестяной бронзы с толщиной 0,35 мм. Наружные части выводов 5 и 6 имеют ширину 0,6 мм, а расстояние от нижней части корпуса 8 до концов выводов 5 и 6 на фиг. 4 и 7 соответственно равно 3,6 мм, в то время, как расстояние между концами на тех же фигурах равно 4,5 мм. Расстояние между концами выводов 5 на фиг. 5 равно 6,5 мм, в то время как расстояние между концами выводов 6 на фиг. 8 равно 2,55 мм. Полная высота переключателя от нижней части корпуса 8 до верхней поверхности элемента 11 включения равна 4,3 мм. Диаметр верхней поверхности элемента 11 включения равен 2 мм. Контактный элемент 12 состоит из покрытой серебром жестяной бронзы, а расстояние от самой нижней его части на фиг. 9 до верхних концов контактных выступов 7 равно 0,7 мм. Элемент 11 включения состоит из кремнистой резины. Корпус состоит из PPS и имеет наружные размеры 4 мм на 4 мм на фиг. 3 и 6.

Способ в соответствии с изобретением может быть применен для множества других типов переключателей, как, например, поворотные переключатели, тумблерные переключатели, переключатели включения-выключения и т.д., где корпус прикрепляется ко множеству выводов, а переключающие средства устанавливаются в корпусе и/или на корпусе. Способ может также быть применен во множестве случаев, где один и тот же основной переключатель имеет различные применения, требующие различные геометрические конфигурации выводов, различную ширину и, таким образом, электрическое сопротивление и т.д. Число подмножеств и, таким образом, различных применений может быть больше чем два. Специалистам в данной области было бы очевидно, как применить принципы изобретения к ряду технических проблем этого типа.

Аналогичные замечания являются обоснованными относительно переключателя, согласно изобретению, когда принципы переключателя могут быть применены к множеству других типов переключателей, как, например, поворотные переключатели, тумблерные переключатели, переключатели включения-выключения и т.д. Переключатель в соответствии с изобретением может также быть применен во множестве случаев, где один и тот же основной переключатель имеет различные применения, требующие различные геометрические конфигурации выводов, различную ширину и таким образом электрическое сопротивление и т.д. Количество подмножеств и таким образом различных применений может быть больше чем два.

Способ в соответствии с изобретением является тем более выгодным, чем больше различных производственных операций должно быть выполнено при изготовлении конкретного переключателя.

Несмотря на то, что корпус переключателя клавиатуры, описанный со ссылкой на чертежи, имеет квадратное поперечное сечение в плоскости, параллельной плоскости листа, те же самые принципы изобретения будут применимы к такому переключателю с любой другой подходящей формой поперечного сечения, например круглой, прямоугольной и т.д. Конечно, переключатель клавиатуры или другие переключатели, имеющие множество применений, могут также быть изготовлены в процессах, использующих по существу известные методы, например по одному переключателю или один ряд переключателей из узкой полосы проводящего материала.