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Die
Erfindung betrifft einen Schiebeschalter mit einem verschiebbaren
Betätigungselement.
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Es
gibt eine große
Vielzahl von Schiebeschaltung, die einen Schieber mit beweglichen
Kontakten und einen Basisteil oder ein Gehäuse mit stationären Kontakten
umfassen. In solch einem Schiebeschalter werden, wenn die beweglichen
Kontakte mit dem stationären
Kontakten verbunden oder von diesen getrennt werden, eine Schaltfunktion,
eine Betriebsarten-Umschaltfunktion und andere elektrische Funktionen
ausgeführt.
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Ein
herkömmlicher
Schiebeschalter, bei dem der Schieber in vier Richtungen (vertikal
und horizontal) bewegbar ist, um die Schaltfunktionen auszuführen, erfordert
eine große
Anzahl von Komponenten. Ein herkömmlicher
Schiebeschalter dieses Typs, der miniaturisiert ist, beispielsweise
ein Schalter von einer Länge
von 15 mm, einer Breite von 15 mm und einer Dicke von 3 bis 5 mm,
ist sehr schwierig zusammen zu fügen,
was zur erhöhten
Kosten führt.
Auch ist es ein Problem, dass eine gleichförmige Wirkungsweise mit hohe
Präzision
nicht erzielt werden kann.
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Weil
der Platz für
den Schalter begrenzt ist, kann der Schieber nur in den vier Richtungen
(X-Achsen-Richtung
und Y-Achsen-Richtung horizontal und vertikal) bewegt werden. Es
besteht jedoch ein Bedarf für
einen Schiebeschalter, bei dem der Schieber sich in vier oder mehreren
Richtungen (beispielsweise in 6, 8, 12 oder 16 Richtungen) mit hoher
Präzision bewegen
kann. Ferner ist es erwünscht,
dass der Schieber mit einer geringen Antriebskraft genau in ein
gewünschte
Richtung bewegt werden kann.
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JP
07-272592 A zeigt einen Schiebeschalter mit Federelementen, die
an mehreren Stellen seines Umfangs angeordnet sind, ausgestattet
mit einem Gleitrahmen, in dem eine Vielzahl von ersten Kontaktpunkten
auf seiner rückwärtigen Oberfläche angeordnet
ist, und der zusammengesetzt ist, aus einem Schaltknauf, der in
eine Vielzahl von Richtungen gleiten kann, und einem Brett mit einer
Vertiefung, auf dem der Schaltknauf gleitet, und einer Vielzahl von
zweiten Kontaktpunkten in der Vertiefung, die mit den ersten Kontaktpunkten
angesteuert werden. Die Ausdehnung der Federelemente ist durch die
Seitenwand der Vertiefung beschränkt,
um so zwischen verschiedenen Zuständen, die einem Gleiten des Schaltknaufs
in der Vielzahl der Richtungen entsprechen, zu schalten.
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JP
08-249984 A zeigt einen sehr kleinen Schiebeschalter, der eine Schaltfunktion
zwischen einer Vielzahl von Schaltkreisen hat, in dem eine leitfähige Kugel
in der vertieften Mitte eines Kreuzes angeordnet ist, um entlang
der Führungsnoten
zu gleiten und dabei gleichzeitig rechts und links befestigte Kontakte
zu berühren.
Im ausgeschalteten Zustand des Schalters ist die leitfähige Kugel
in eine zentrale Vertiefung des Bretts eingepasst und stabil fixiert. Wenn
ein Griff des Gleiters in die Richtung einer Führungsnut der fixierten Kontakte
gedrückt
wird, rollt die Kugel aus der Vertiefung in die Führungsnut.
Die Kontakte werden elektrisch durch die Kugel verbunden und der
Schalter ist eingeschaltet. Wenn eine Rückholfeder eingebaut ist, zwingt
die elastische Rückholkraft
den Gleiter zurück
in die Mitte, wenn die Hand von dem Griff gelöst wird, und der Schalter wird ausgeschaltet.
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EP 1 126 482 B1 zeigt
einen multidirektionalen Gleitschalter umfassend ein Gehäuse mit
einem festen Kontaktteil, ein erstes Gleitteil und ein zweites Gleitteil,
die in dem Gehäuse
angeordnet sind, wobei das erste Gleitteil gleitbar mit dem zweiten
Gleitteil verbunden ist, so dass es sich nur in die Richtung einer
von zwei sich kreuzenden Achsen relativ zu dem zweiten Gleitteil
bewegen kann, wobei das zweite Gleitteil beweglich in die Richtung
der anderen der beiden Achsen in Bezug auf das Gehäuse angeordnet
ist, und worin das zweite Gleitteil durch die Rückholkraft von zumindest einer
Rückholfeder
in eine neutrale Position zurückgeführt werden
kann, und worin das erste Gleitteil mit einem Bedienungsknopf und
beweglichen Kontaktteilen ausgestattet ist, und worin durch die
Bedienung des Bedienungsknopfes das erste und das zweite Gleitteil
in die jeweilige Richtung bewegt werden, das bewegliche Kontaktstück in Kontakt
mit dem festen Kontaktstück
und wenigstens einem der zusätzlich
befestigten Kontaktstücke,
in Abhängigkeit
von der Richtung in der der Bedienungsknopf bewegt wird, gebracht
wird, und worin das erste Gleitteil durch die Rückholkraft von wenigstens einer
auf dem zweiten Gleitteil installierten Rückholfeder in eine neutrale
Position in Bezug auf das zweite Gleitteil gebracht wird.
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JP
2001-01093385 zeigt einen Gleitschalter umfassend einen Gleiter
mit einem beweglichen Kontaktfederteil, welches auf einem Basisteil
mit festen Kontakten so angeordnet ist, dass es durch die Führung von
Führungsnuten
in eine gewünschte Richtung
bewegt werden kann, und ein Gleitstück und eine Abdeckung mit Rückholfederteilen,
die durch die Oberseite des Gleiters auf dem Basisteil befestigt
sind, wobei die Rückholfederteile
im Druckkontakt mit den vier Seiten des Gleiters sind, und der Gleiter,
nachdem er in die gewünschte
Richtung bewegt wurde, durch die Rückholkraft der Rückholfedern
in die ursprüngliche
Position zurückbewegt
wird.
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Der
Schiebeschalter ermöglicht
daher Schalten, Betriebsartschalten und andere Operationen durch
die Bewegung des Gleiters, wodurch die beweglichen Kontaktfederteile
in eine geringe-re oder größere Entfernung
von den festen Kontakten gebracht werden. JP 10-021795 A zeigt einen
Schalter, in dem ein Rahmen im mittleren Teil eines Basistisches
angeordnet ist, und zwei sich kreuzende Gleitstücke in dem Rahmen übereinander
angebracht sind. In jedem der Gleitstücke ist ein rechteckiges Loch
ausgebildet und die rechteckigen Löcher kreuzen sich rechtwinklig
zueinander, so dass sie ein quadratisches Loch bilden. Durch dieses
quadratische Loch ist eine Bedienstange geführt, die in jede beliebige
horizontale Richtung bewegt werden kann. Ein vorbestimmter Schaltzustand
wird durch die Position ausgewählt,
in welche die Stange bewegt wurde.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schiebeschalter
bereitzustellen, der für
Betriebsarten-Umschaltunktionen und elektrische Funktionen verwendet
werden kann, der mit einem verschiebbaren Betätigungselement versehen ist
und bei dem ein Schieber in einer beliebigen Richtung universell über die
Basis in einer zweidimensionalen Ebene bewegt werden kann.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
weist der Schiebeschalter photoelektrische Umsetzer vom Schiebeschalter-Typ
auf, bei dem eine Vielzahl von Lichtumsetzungsfunktionen oder -muster
verwirklicht werden kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein Schiebemechanismus
zur Verfügung gestellt,
der sich für
die Anwendung in einem Schiebeschalter oder einem photoelektrischen
Umsetzer vom Schiebeschalter-Typ eignet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Schiebeschalter in der in
Anspruch 1 bzw. Anspruch 16 angegebenen Weise gekennzeichnet. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schiebeschalter
und bei dem photoelektrischen Umsetzer vom Schiebeschalter-Typ kann
der Schieber glatt und leicht in einer gewünschten Richtung verschoben werden,
ohne dass eine Torsion, ein Rückschlag
oder eine Drehungsabweichung oder ein Drehfehler auftreten.
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In
den Ausführungsbeispielen
der Erfindung hat der Schiebeschalter drei grundle gende Komponenten,
d.h. den Basisteil, den Schieber und die Gleitbrücke. Folglich kann der Schiebeschalter
leicht unter Verwendung einer kleinen Anzahl von Komponenten hergestellt
werden. Dies ermöglicht
die Miniaturisierung und führt
zu einer Kostenreduktion bei dem Schiebeschalter.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
der Erfindung sind zwei Führungsnuten
parallel zueinander auf dem Basisteil und auf dem Schieber angeordnet. Die
Gleitbrücke
hat zwei obere Brückenteile
und zwei untere Brückenteile,
die jeweils parallel zueinander angeordnet sind. Die oberen Brückenteile
sind in die zwei parallelen Nuten des Schiebers eingepaßt, und die
unteren Brückenteile
sind in die zwei parallelen Nuten in dem Basisteil eingepaßt. Bei
solch einem Aufbau kann der Schieber sich frei in Bezug auf den Basisteil
vertikal oder horizontal (in vier Richtungen) oder in unter vorgegebenen
Winkeln in den Richtungen (beispielsweise 6, 8, 16 oder 32 Richtungen)
bewegen.
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Insbesondere
kann sich der Schieber leicht und mit hoher Präzision in eine ge wünschte Richtung
bewegen, ohne daß es
zu einer Torsion, einem Rückschlag
oder einer Drehabweichung (Drehfehler) kommen kann. Diese Wirkungsweise
bedeutet, daß die
Funktion einer Maus für
einen Rechner, die zwei sich drehende Kodiereinrichtungen für die X-Achsen- und
Y-Achsenrichtungen in Bezug auf eine Kugel enthält, dargestellt werden kann.
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Die
stationären
Kontakte des Basisteils und die Kontakte der Kontaktfeder des Schiebers
können entsprechend
den Beziehungen zwischen den wechselseitigen Richtun gen und entsprechend
der Bewegung des Schiebers ausgelegt werden.
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Des
weiteren können
72 Ausgangsmuster (oder Schaltfunktionen) entsprechend dem Produkt von
sechs beweglichen Kontakten und zwölf stationären Kontakten erhalten werden.
Wenn die Form und die Fläche
der stationären
Kontakte geändert wird,
kann die Zahl der Ausgangsmuster oder -zustände und die Betriebsarten oder
-zustände
davon geändert
werden.
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Die
oben diskutierten Merkmale ermöglichen es,
daß der
Schiebeschalter für
Betriebsarten-Umschaltfunktionen und elektrische Funktionen verwendet
werden kann, bei denen einer oder mehrere bewegliche Kontakte mit
einem oder mehreren stationären
Kontakten verbunden oder von diesen getrennt werden. In der Mitte
von jedem stationären Kontakt
ist ein kreisförmiger
AUS-Bereich vorgesehen, so daß diese
Schaltungsverbindungen zwischen den stationären Kontakten und jedem der
beweglichen Kontakte gleichförmig
und genau zum Beginn der Schaltfunktion ausgeführt werden, ohne daß es zu
Fehlfunktionen und Abweichungen kommt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Frontansicht, die die Struktur eines Schiebeschalters nach einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung schematisch zeigt;
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2 eine
Darstellung, die die Funktion und den Normalzustand des Schiebeschalters
von 1 zeigt, wobei die Mitte eines Basisteils mit
der Mitte eines Schiebers übereinstimmt;
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3 eine
Darstellung, die die Funktion des Schiebeschalters von 1 zeigt,
wobei der Schieber sich in positiver Richtung entlang der Y-Achse von
dem in 2 gezeigten Zustand weg bewegt;
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4 eine
Darstellung, die die Funktion des Schiebeschalters von 1 zeigt,
wobei der Schieber sich in negativer Richtung entlang der X-Achse von
dem in 2 gezeigten Zustand weg bewegt;
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5 eine
Frontdarstellung eines Basisteils;
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6 eine
Darstellung, die ein Muster von stationären Kontakten auf dem Basisteil
zeigt;
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7 die
Vorderfläche,
die rückseitige
Fläche
und die rechte Seitenfläche
des Schiebers;
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8 die
frontseitige Oberfläche,
die Oberseite, die rückseitige
Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
des Hauptkörpers
des Schiebers;
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9 die
Frontfläche,
die Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
einer beweglichen Kontaktfeder;
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10 die
Frontfläche,
die Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
zusammen mit einer schräg gestellten
Darstellung eines Gleitrahmens;
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11 eine
Frontdarstellung eines Schiebeschalters nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
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12 eine
Draufsicht, die die Struktur des Schiebeschalters von 11 zeigt;
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13 eine
Darstellung, die den Basisteil des Schiebeschalters von 11 zeigt;
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14 eine
Draufsicht von unten des Schiebeschalters von 11;
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15 eine
vergrößerte Schnittdarstellung entlang
der Richtung der Pfeile entlang der Linie I-I von 11;
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16 eine
Darstellung, die den Betätigungsdruckknopf
von 15 in einer niedergedrückten Position darstellt;
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17 ein
Diagramm, welches ein Muster stationärer Kontakte auf dem Basisteil
zeigt;
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18 eine
Frontansicht des Basisteils;
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19 eine
Querschnittsdarstellung des Basisteils in der Richtung der Pfeile
entlang der Linie J-J von 18;
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20 eine
Frontdarstellung eines Schiebers;
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21 eine
rückseitige
Darstellung des Schiebers;
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22 eine
Darstellung der rechten Seite des Schiebers;
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23 die
Vorderfläche,
die rückseitige
Fläche,
die Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
des Schieberkörpers;
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24 eine
Querschnittsdarstellung des Schiebers in Richtung der Pfeile entlang
der Linie K-K von 23;
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25 eine
Querschnittsdarstellung des Schiebers in Richtung der Pfeile entlang
der Linie L-L von 23;
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26 die
vordere Oberfläche,
die untere Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
einer variablen Kontaktfeder;
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27 die
vordere Oberfläche,
die Oberfläche,
die untere Oberfläche
und die linke Seitenfläche des
Betätigungsdruckknopfes;
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28 die
vordere Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
einer federnden Rückholplatte;
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29 die
vordere Oberfläche,
die hintere Oberfläche
und die rechte Seitenfläche
einer Gleitbrücke;
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30 eine
Frontdarstellung einer Abdeckplatte/Rückholfeder aus Metall (federnder
Rückholteil);
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31 eine
rückseitige
Darstellung einer Abdeckplatte/Rückholfeder
aus Metall (federnder Rückholteil);
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32 eine
Draufsicht von unten auf eine Abdeckplatte/Rückholfeder aus Metall (federnder Rückholteil);
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33 ein
Diagramm, welches ein Ausgabemuster zeigt (64 Muster = 16 Richtungen × 4 Muster);
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34 eine
zentrale Druckschaltung unter Verwendung eines Betätigunsdruckknopfes;
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35 ein
Schaltdiagramm des Schiebeschalters.
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Schiebeschalter S1:
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Ein
Schiebeschalter nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nun anhand der 1 bis 10 beschrieben.
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Gemäß den 5 und 6 hat
ein Basisteil 1 eine Serie von Kontaktplätzen 4s für stationäre Kontakte 4 in
einem Muster auf seiner Oberfläche. Die
Kontaktplätze 4s sind
auf einer kreisförmigen Bahn
angeordnet, die durch die Radien R1 und R2 definiert wird, die definierte
Radien in Bezug auf den Mittelpunkt P1 auf der Oberfläche des
Basisteils 1 sind. Jeder Kontaktplatz 4s hat eine
willkürlich
gewählte
Form und ist beispielsweise kreisförmig, oval, halbkreisförmig, viertelkreisförmig, bogenförmig (ein Bogen über einen
vorgegebenen Winkel), rechteckig oder vieleckig. In jedem Kontaktplatz 4s sind
ein stationärer
Kontakt 4 (4com) einer kreisförmigen Schaltungsbahn, stationäre Kontakte 4a, 4b, 4c einer
ringförmigen
Schaltungsbahn oder stationäre
Kontakte 4d1 bis 4d4, 4e1 bis 4e4 von
Schaltungsbahnen in Form von Viertelkreismustern freiliegend angeordnet.
An schlüsse
COM, A, B, C, D, D1 bis D4, E1 bis E4 erstrecken sich von dem Basisteil 1 nach
außen. Zwei
Führungsnuten 5, 5 einer
vorgegebenen Länge sind
parallel auf der Oberfläche
des Basisteils 1 in der Richtung der X-Achse angeordnet
und sind symmetrisch zu dem Mittelpunkt P1 vorgesehen. Federnde
Rückholteile 10,
sind auf der Oberfläche
angeordnet und unter regelmäßigen Intervallen
um die angenommenen Stellpositionen des Schiebers 2 vorgesehen.
Anschläge 9 sind
um den angenommenen Weg des Hebels 2 angenommen.
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Gemäß den 7 und 8 hat
der Schieber einen Betätigungsabschnitt 6,
der die Oberfläche des
Schieberkörpers 2a bildet,
und fächerförmig angeordnete,
erhöhte
Abschnitte 12, 12, die vertikal symmetrisch zu
der mittigen Öffnung 11 in
der unteren Oberfläche
sind. Der Schieberkörper 2a ist
eine kreisförmige,
vieleckige oder quadratische Platte. Zwei Führungsnuten 8, 8 einer
vorgegebenen Länge sind
parallel zu der Y-Achsenrichtung
und symmetrisch um den Mittelpunkt P2 ausgebildet. Gemäß 9 hat
die bewegliche Kontaktfeder 7 Kontaktfederteile, die aus
der mittigen Öffnung 13 der
Federplatte vorstehen. Die Enden der Kontaktfederteile bilden die
beweglichen Kontakte 7com, 7a, 7b, 7c, 7d und 7e.
Die bewegliche Kontaktfeder 7 ist einstückig an dem unteren Abschnitt 14 des
Schieberkörpers 2a befestigt,
während
der Mittelpunkt P2 der mittigen Öffnung 11 mit
dem Mittelpunkt P3 der mittigen Öffnung 13 ausgerichtet
ist.
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Gemäß 10 ist
eine Gleitbrücke 3 in
Form eines rechteckigen Rahmens vorgesehen, der aus zwei unteren
Brückenteilen 3b, 3b,
die rechteckige, parallel zueinander angeordnete Streifen sind,
und zwei oberen Brückenteilen 3a, 3a gebildet
ist, die rechteckige, parallel zueinander angeordnete Streifen sind.
Die zwei unteren Brückenteile 3b, 3b gleiten frei
entlang den Führungsnuten 5, 5,
die parallel zueinander in dem Basisteil 1 angeordnet sind.
Die zwei oberen Brückenteile 3a, 3a gleiten
frei entlang den Führungsnuten 8, 8,
die parallel auf dem Schieber ausgebildet sind.
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Die
zwei unteren Brückenteile 3b, 3b sind
in die zwei Führungsnuten 5, 5 respektive
auf der Oberfläche
des Basisteils eingepaßt.
Die oberen Brückenteile 3a, 3a sind
in die zwei Führungsnuten 8, 8 respektive
in der unteren Oberfläche
des Schiebers 2 eingepaßt. Die Gleitbrücke 3 ist
zwischen der Oberfläche
des Basisteils 1 und der unteren Oberfläche des Schiebers 2 eingesetzt.
Der Schieber 2 liegt dem Basisteil 1 gegenüber, so
daß er
frei in einer gewünschten
Richtung gleitbar ist.
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Die
federnden Rückholteile 10 sind
unter regelmäßigen Intervallen
angeordnet und stehen in Kontakt mit dem peripheren Bereich des
Schiebers 2. Die Federkraft der Rückholteile 10 richtet
den Mittelpunkt P1 des Basisteils 1 mit dem Mittelpunkt
P2 des Schiebers 2 aus. Wie in 1 gezeigt
ist, sind die stationären
Kontakte 4com, 4a, 4b, 4c, 4d, 4d1 bis 4d4 und 4e1 bis 4e4 des
Basisteils 1 gegenüber
den beweglichen Kontakten 7com, 7a, 7b, 7c, 7d und 7e der
Kontaktfeder 7 angeordnet.
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Im
folgenden wird auf die 1 bis 4 Bezug
genommen. Wenn der Schieber 2 sich um einen vorgegebenen
Abstand in einer gewünschten Richtung
von dem Mittelpunkt P1 weg bewegt, beispielsweise in eine Position,
wo er gegen den Anschlag 9 ansteht, oder wenn er zu dem
Mittelpunkt P1 durch den Rückholteil 10 zurückgeführt wird,
werden die beweglichen Kontakte 7com, 7a, 7b, 7c, 7d und 7e der
Kontaktfeder 7 mit den gewünschten stationären Kontakten 4com, 4a, 4b, 4c, 4d1 bis 4d4 und 4e1 bis 4e4 verbunden
oder davon getrennt. Der Schiebeschalter S1 kann somit eine gewünschte Schaltfunktion,
eine Betriebsarten-Umschaltfunktion oder eine elektrische Funktion
ausführen,
wobei einer oder mehrere der beweglichen Kontakte und einer oder
mehrere der stationären
Kontakte miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden.
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Der
Rückholteil 10 dient
dazu, den Schieber 2 von einer ausgewählten Position zu dem Mittelpunkt
P1 zurückzuführen. Der
Rückholteil 10 kann beispielsweise
eine Blattfeder, eine Spiralfeder, eine konische Feder oder ein
Teil aus einem natürlichen oder
synthetischen Gummi sein.
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Der
Schieberkörper 2a hat
eine beliebige Form und ist beispielsweise kreisförmig, vieleckig oder
quadratisch ausgebildet. Die bewegliche Kontaktfeder 7,
die auf dem Schieberkörper
montiert wird, hat eine Vielzahl von Kontaktfederteilen, die sich
radial von einer federnden Platte unter gleichen oder unterschiedlichen
Winkeln weg erstrecken. An den Enden der Kontaktfederteile sind
die beweglichen Kontakte 7a ausgebildet. Die Federplatte
hat eine beliebige Form und kann beispielsweise kreisförmig, vieleckig
oder quadratisch ausgebildet sein. Die beweglichen Kontakte 7a sind
gegenüber
den stationären
Kontakten 4a des Basisteils angeordnet.
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In
der Gleitbrücke 3 sind
die zwei unteren Brückenteile
in die zwei Führungsnuten 5, 5 eingepaßt, die
auf der Oberfläche
des Basisteils 1 ausgebildet sind. Die zwei oberen Brückenteile
sind in die zwei Führungsnuten 8, 8 eingepaßt, die
auf der unteren Oberfläche
des Schiebers 2 ausgebildet sind. Die Gleitbrücke 3 ist
zwischen der Oberfläche
des Basisteils und der unteren Oberfläche des Schiebers 2 eingesetzt,
wobei der Schieber 2 über
den Basisteil 1 entlang den Führungsnuten gleitet, die in
der Y- oder X-Achsenrichtung
des Schiebers 2 ausgebildet sind, und entlang den Führungsnuten,
die in der X- oder Y-Achsenrichtung auf dem Basisteil ausgerichtet sind,
wobei auch eine Bewegung möglich
ist, in der die beiden Bewegungsrichtungen kombiniert werden. Der
Schieber 2 kann sich daher frei in einer gewünschten
Richtung, beispielsweise vertikal, horizontal oder in einer dazu
schräg
verlaufenden Richtung bewegt werden. Der Schieber kann jedoch nicht gedreht
werden.
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Funktion des Schiebeschalters
S1:
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist die Mitte P1 des Basisteils 1 mit
der Mitte P2 des Schiebers 2 ausgerichtet, und nur der
Kontakt 7com der beweglichen Kontaktfeder 7 ist
in Kontakt mit dem stationären Kontakt 4com.
Die anderen Kontakte 7a, 7b, 7c, 7d und 7e sind
in einer neutralen Position, in der kein Kontakt hergestellt wird.
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Wie
in 3 gezeigt ist, verschiebt der Betätigungsabschnitt 6 den
Schieber 2 gleitbar gegen die Federkraft des federnden
Rückholteils 10 von
dem Mittelpunkt P1 in der positiven X-Achsenrichtung, bis der Schieber 2 in
Kontakt mit dem Anschlag 9 kommt. Auf diese Weise bewegt
sich die Kontaktfeder 7 zusammen mit dem Schieber 2.
Schließlich
werden, während
sich der Kontakt 4com in Kontakt mit dem Kontakt 7com befindet,
die Kontakte 4a und 7a, die Kontakte 4b und 7b,
die Kontakte 4c und 7c, die Kontakte 4d1 und 7d und
die Kontakte 4e2 und 7e jeweils miteinander verbunden.
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Die
Schaltstellung, die in 2 gezeigt ist, kann auch in
die Schaltstellung geändert
werden, die in 4 gezeigt ist. Durch den Betätigungsabschnitt 7 wird
der Schieber 2 von dem Mittelpunkt P1 in der negativen
X-Achsenrichtung entgegen der Federkraft des Rückholteils 10 gleitbar
verschoben, und der Schieber 2 kommt in Kontakt mit dem
Anschlag 9. Auf diese Weise bewegt sich der bewegliche
Kontaktfederteil 7 zusammen mit dem Schieber 2.
Während
der Kontakt 4com in Kontakt mit dem Kontakt 7com ist,
werden schließlich
die Kontakte 4a und 7a, die Kontakte 4b und 7b,
die Kontakte 4c und 7c, die Kontakte 4d4 und 7d sowie
die Kontakte 4e1 und 7e jeweils miteinander verbunden.
Auf ähnliche
Weise kann der Schieber 2 von dem Mittelpunkt P1 in die positive
oder negative X-Achsen- und Y-Achsenrichtung gleiten, oder er kann
horizontal und vertikal bewegt werden, so daß der Kontakt 7a der
beweglichen Kontaktfeder mit dem stationären Kontakt 4a verbunden
oder von diesem gelöst
wird.
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Der
Schieber 2 kann vertikal oder horizontal in vier Richtungen
oder in dazu unter einem Winkel stehenden Richtungen (beispielsweise
6, 8, 16 und 32 Richtungen) in Bezug auf den Mittelpunkt verschoben
werden, er kann jedoch nicht um den Mittelpunkt gedreht werden.
Folglich können
bei dem Schiebeschalter S1 verschiedene Schaltfunktionen, Betriebsarten-Schaltfunktionen
und elektrische Funktionen verwirklicht werden, wobei bewegliche Kontakte
mit stationären
Kontakten verbunden oder von diesen getrennt werden.
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Schiebeschalter S2:
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Der
Schiebeschalter S2 nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird anhand der 11 bis 35 beschrieben.
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Gemäß den 17 und 19 hat
ein Basisteil 1 eine Vielzahl von bemusterten Kontaktplätzen 4s für stationäre Kontakte 4 auf
seiner Oberfläche.
Die Kontaktplätze 4s sind
auf einer kreisförmigen
Umlaufbahn angeordnet, die durch die vorbestimmten Radien R1 und
R2 in Bezug auf den Mittelpunkt P1 auf der Oberfläche des
Basisteils 1 definiert ist. Jeder der Kontaktplätze 4s hat
Schaltungsbahnen beliebiger Form einschließlich einer kreisförmigen,
ovalen, halbkreisförmigen,
viertelkreisförmigen, bogenförmigen (mit
einem vorgegebenen Bogenmaß),
rechteckige oder vieleckige Form. In jedem der Kontaktplätze 4s sind
stationäre
Kontakte 4 (4com1, 4➀, 4➁, 4➂, 4➃, 4➄, 4➅, 4➆ 4➇, 4com2,
a, b, c, d) ausgebildet, die wenigstens eine der oben erwähnten, beliebigen
Formen haben. Anschlüsse
COM1, ➀, ➁, ➂, ➃, ➄, ➅, ➆, ➇,
COM2, A, B, C, D erstrecken sich von dem Basisteil 1 heraus.
Zwei Führungsnuten 5, 5 mit
einer vorgegebenen Länge
sind parallel zueinander auf der Oberfläche des Basisteils 1 in
der X- oder Y-Richtung
angeordnet, und sie sind symmetrisch um den Mittelpunkt P1 vorgesehen.
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Federnde
Rückholteile 10,
sind auf der Oberfläche
angeordnet und erstrecken sich unter regelmäßigen Intervallen, um die gedachten
Stellpositionen des Schiebers 2. Wie beispielsweise in
den 30 bis 32 gezeigt
ist, wird eine metallische Deckplatte/Rückholfeder 10a, die
aus einer quadratischen, metallischen Deckplatte, deren vier Seiten nach
unten gefaltet sind, besteht, als Rückholteil 10 verwendet.
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In
dem Schieber 2 (20 und 22)
ist eine Öffnung 15 für einen
Betätigungsdruckknopf
H in der Mitte der Oberfläche
des Schieberkörpers 2a ausgebildet
(23 bis 25), der
eine kreisförmige,
vieleckige oder quadratische Platte sein kann. Der Betätigungsdruckknopf
H ist in die Öffnung 15 eingesetzt,
und sein oberer Teil steht um eine vorgegebene Länge hervor, so daß er sich
in der vertikalen Richtung frei bewegen kann. Erhöhte, fächerförmig angeordnete
Abschnitte 12, 12 sind vertikal symmetrisch um
den Mittelpunkt der unteren Oberfläche des Schieberkörpers 2a ausgebildet.
Zwei Führungsnuten 8, 8 mit
einer vorgegebenen Länge
sind parallel zueinander in der Y-Achsenrichtung ausgebildet, wobei die
Abschnitte 12, 12 symmetrisch um den Mittelpunkt
P2 sind. Gemäß 26 hat
die bewegliche Kontaktfeder 7 eine Vielzahl von Kontaktfederteilen, die
sich aus der mittigen Öffnung 13 der
federnden Platte nach außen
erstrecken. Die Enden der Kontaktfederteile bilden bewegliche Kontakte 7com, 7a, 7b, 7c, 7d und 7e.
Die Kontaktfeder 7 ist einstückig an dem unteren Abschnitt 14 des
Schieberkörpers 2a befestigt,
während
der Mittelpunkt P1 der Kontaktfeder 7 mit dem Mittelpunkt
P2 des Schieberkörpers 2a ausgerichtet
ist. Eine federnde Rückholplatte 16 (28)
ist über
der unteren Oberfläche
des Betätigungsdruckknopfes
H aufgehängt.
Gemäß den 20 bis 28 stellt
die Federkraft der Platte 16 den Betätigungsdruckknopf H in seine
ursprüngliche Position
zurück.
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Die
Gleitbrücke 3 (29)
ist ein rechteckiger Rahmen, der aus zwei unteren Brückenteilen 3b, 3b,
die rechteckige, parallel zueinander angeordnete Streifen sind,
und aus zwei oberen Brückenteilen 3a, 3b gebildet
wird, die rechteckige zueinander parallel angeordnete Streifen sind.
Die zwei unteren Brückenteile 3b, 3b gleiten
frei entlang den Führungsnuten 5, 5,
die parallel zueinander in dem Basisteil 1 angeordnet sind.
Die zwei oberen Brückenteile 3a, 3a gleiten
frei entlang den Führungsnuten 8, 8,
die parallel zueinander in dem Schieber 2 ausgebildet sind.
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Die
zwei unteren Brückenteile 3b, 3b sind
in sind in die zwei Führungsnuten 5, 5 respektive
in der Oberfläche
des Basisteils 1 eingepaßt. Die zwei oberen Brückenteile 3a, 3a sind
in die zwei Führungsnuten 8, 8 respektive
in der unteren Oberfläche
des Schiebers 2 eingepaßt. Die Gleitbrücke 3 ist
zwischen der Oberfläche
des Basisteils 1 und der unteren Oberfläche des Schiebers 2 eingesetzt.
Der Schieber 2 liegt dem Basisteil 1 so gegenüber, daß er in
einer gewünschten
Richtung frei gleitbar ist.
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Die
Rückholteile,
beispielsweise die Rückholteile 10 an
der metallischen Deckelplatte 10a, sind unter regelmäßigen Intervallen
angeordnet und stehen mit dem Umfangsbereich des Schiebers 2 in Kontakt.
Die Federkraft der Rückholteile 10 richtet den
Mittelpunkt des Basisteils 1 mit dem Mittelpunkt P2 des
Schiebers 2 aus.
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In
dem Schiebeschalter S2 ist eine bewegliche Kontaktfederscheibe 17 zwischen
dem stationären
Kontakt 4com2 in der Mitte des Basisteils 1 und der
Mitte der unteren Oberfläche
des Betätigungsdruckknopf
H eingesetzt, der auf dem Schieber 2 montiert ist. Die
stationären
Kontakte 4com1, 4a bis 4c, 4➀ bis 4➇ des
Basisteils 1 sind gegenüber
den beweglichen Kontakten 7com und 7a bis 7e des
beweglichen Kontaktfederteils 7 des Schiebers 2 angeordnet.
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Wenn
der Schieber 2 sich um einen eingestellten Abstand in einer
gewünschten
Richtung von dem Mittelpunkt P1 weg bewegt wird oder wenn er zu dem
Mittelpunkt P1 durch die Rückholteile 10 zurück bewegt
wird, werden die beweglichen Kontakte 7com und 7a bis 7e des
Kontaktfederteils 7 mit den stationären Kontakten 4com1, 4a bis 4d1, 4➀ bis 4➇ verbunden
oder von diesem getrennt. Wenn der Betätigungsdruckknopf H niedergedrückt wird
oder wenn er in seine ursprüngliche
Position durch den Rückholfederteil 16 zurückgebracht
wird, wird ferner die bewegliche Kontaktfederscheibe 17 mit
dem stationären
Kontakt 4com2 in der Mitte des Basisteils 1 verbunden
oder von diesem getrennt. Auf diese Weise kann der Schiebeschalter
S2 eine gewünschte Schaltfunktion,
beispielsweise eine Betriebsarten-Schaltfunktion oder eine elektrische
Schaltfunktion, ausführen,
wenn einer oder mehrere der beweglichen Kontakte und einer oder
mehrere der stationären
Kontakte miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden.
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In
dem Schiebeschalter S2 hat der Schieberkörper 2a des Schiebers 2 eine
beliebige Form einschließlich
einer kreisförmigen,
vieleckigen oder quadratischen Form. Der bewegliche Kontaktfederteil 7 ist
auf dem Schieberkörper 2a montiert
und hat eine Vielzahl von Kontaktfederstücken, die sich radial unter
Winkeln nach rechts und nach links von der Mitte P3 der Federplatte
weg erstrecken. Die Kontaktfederteile haben an ihren Enden bewegliche
Kontakte (beispielsweise 7com, 7a bis 7e).
Die Federplatte hat eine beliebige Form, beispielsweise eine kreisförmige, vieleckige
oder quadratische Form. Die Schaltungsmuster liegen teilweise an
den Mittelpunkten frei, die den beweglichen Kontakten (beispielsweise 7com, 7a bis 7e)
der Kontaktfederteile entsprechen, die unter Winkeln nach rechts
oder nach links radial von dem Mittelpunkt P1 der oberen Oberfläche des Ba sisteils 1 abstehen.
Wie in 17 gezeigt ist, hat jeder stationäre Kontakt 4 einen
AUS-Bereich in seiner
Mitte und einen EIN-Bereich um den stationären Kontakt 4 herum.
Jeder stationäre
Kontakt 4 hat eine beliebige Form, beispielsweise eine
Kreisform.
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Wenn
die Mitte P1 des Schiebers 2, die Mitte P2 der beweglichen
Kontaktfeder 7 und die Mitte P3 des Basisteils 1 aufeinander
ausgerichtet sind, sind die beweglichen Kontakte (beispielsweise 7com, 7a bis 7e)
der Kontaktfeder 7 jeweils in den AUS-Bereichen 18 der stationären Kontakte 4 (z.B. 4com1, 4a bis 4c, 4➀ bis 4➇)
angeordnet. Wenn der Schieber 2 horizontal um einen vorgegebenen
Abstand in einer gewünschten
Richtung verschoben wird, werden die beweglichen Kontakte (beispielsweise 7com, 7a bis 7e)
mit einem oder mehreren der beweglichen Kontakte (beispielsweise 4com1, 4a bis 4d, 4➀ bis 4➇) verbunden.
Dadurch werden Ausgangszustände (Schaltfunktionen)
entsprechend von wenigstens dem Produkt der Anzahl der beweglichen
Kontakte (6) mal der Anzahl der stationären Kontakte (12)
gebildet. Dieses Produkt hängt
von der Form und der Fläche
eines stationären
Kontaktes ab. Beispielsweise zeigt 12 72
Ausgangszustände oder
-muster (= 6 × 12). 33 zeigt
64 Ausgangsmuster (= 14 Verschieberichtungen × 4 Muster).
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In
dem Schieberkörper 2a ist
eine Öffnung 15 zur
Aufnahme des Betätigungsdruckknopfes
H in der Mitte der Oberfläche
des Schieberkörpers 2a ausgebildet.
Der obere Abschnitt des Betätigungsdruckknopfes
H steht aus der Öffnung 15 um
eine vorgegebene Länge
hervor und kann um eine vorgegebene Länge vertikal bewegt werden.
Die Rückholplatte 16 ist über der
unteren Oberfläche
des Betätigungsdruckknopfes
H aufgehängt,
so daß die
Federkraft der Rückholplatte 16 den
Betätigungsdruckknopf
H in seine ursprüngliche
Position drückt.
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Eine
bewegliche Kontaktfederscheibe 17 in Form einer Membran
ist zwischen der unteren Oberfläche
des Betätigungsdruckknopfes
H und den stationären
Kontakten eingesetzt, die in der Mitte P1 des Basisteils 1 frei
liegen. Wenn die Mitte P1 des Schiebers 2 und die Mitte
P2 des Basisteils 1 miteinander ausgerichtet sind, und
wenn der Betätigungsdruckknopf
H niedergedrückt
worden ist, deformiert seine untere Oberfläche die Mitte der beweglichen
Kontaktfederscheibe 17, so daß die Kontaktfederscheibe 17 Kontakt
mit dem stationären
Kontakt 4com2 herstellt (15 und 16).
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Funktion des Schiebeschalters
S2:
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Der
Schiebeschalter S2 unterscheidet sich von dem Schiebeschalter S1
in der Funktion des Betätigungsdruckknopfes
H.
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Wenn
der Betätigungsdruckknopf
H niedergedrückt
wird, wird die Mitte der membranartigen Federscheibe 17,
die zwischen der unteren Oberfläche des
Betätigungsdruckknopf
H und dem stationären Kontakt 4com2 eingesetzt
ist, der in der Mitte P1 des Basisteils 1 frei liegt, deformiert.
Auf diese Weise wird der Betätigungsdruckknopf
H mit dem stationären Kontakt 4com2 in
Kontakt gebracht (EIN-Zustand).
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Wenn
der Betätigungsdruckknopf
H losgelassen wird, kehrt er in seine ursprüngliche Lage mit Hilfe der
Federkraft der Rückholplatte 17 zurück. Als Resultat
kehrt die Kontaktfeder 7 in ihre ursprüngliche Lage zurück, so daß sie von
dem stationären Kontakt 4com2 getrennt
wird (AUS-Zustand).
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Bei
der oben beschriebenen Betriebsweise ist der Mittelpunkt P2 des
Schiebers 2 mit dem Mittelpunkt P1 des Basisteils 1 ausgerichtet,
und der Betätigungsdruckknopf
H bewegt sich nur vertikal entlang der Länge der Kontaktfeder 7.
Aus diesem Grunde bleiben alle beweglichen Kontakte der Kontaktfeder 7 und
die stationären
Kontakte mit Ausnahme des stationären Kontaktes 4com2 in
einem AUS-Zustand.
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Fotoelektrische Umsetzer
vom Schiebeschaltertyp:
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Fotoelektrische
Wandlerelemente, die lichtemittierende Elemente oder lichtaufnehmende
Elemente umfassen, sind an einer Vielzahl von Positionen auf dem
Basisteil angeordnet, auf dem zwei Führungsnuten mit einer vorgegebenen
Länge parallel zueinander
in der X-Achsen- oder Y-Achsenrichtung angeordnet sind. Auf der
Oberfläche
des Schiebers dient ein Streifen beliebiger Form, beispielsweise
ein kreisförmiger
Streifen, als Betätigungsabschnitt.
Der Schieber hat zwei Führungsnuten
einer vorgegebenen Länge,
die parallel zueinander in der X-Achsen- oder Y-Achsenrichtung auf
der Oberfläche
des Schiebers angeordnet sind. Schließlich hat der Schieber fotoelektrische
Wandlerelemente, die lichtemittierende Elemente oder lichtaufnehmende
Elemente umfassen, an einer Vielzahl von Positionen.
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Die
Gleitbrücke
wird dadurch gebildet, daß zwei
untere parallele Brückenteile,
die in die zwei Führungsnuten
auf dem Basisteil eingepaßt
sind, und zwei untere, parallele Brückenteile zusammengefügt werden,
die in die zwei Führungsnuten
auf dem Schieber eingepaßt
sind. Die Gleitbrücke
ist als #-förmiger,
quadratischer oder rechteckiger Rahmen ausgebildet.
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Die
zwei unteren parallelen Brückenteile
der Gleitbrücke
sind in die zwei parallelen Führungsnuten
auf der Oberfläche
des Basisteils eingepaßt.
Die zwei oberen parallelen Brückenteile
der Gleitbrücke sind
in die zwei parallelen Führungsnuten
in der unteren Oberfläche
des Schiebers eingepaßt.
Wenn die Gleitbrücke
zwischen der Oberfläche
des Basisteils und der unteren Oberfläche des Schiebers eingesetzt
ist, kann der Schieber in eine gewünschte Richtung auf der Basis
gleitbar verschoben werden, beispielsweise vertikal oder horizontal
oder in unter vorgegebenen Winkeln laufenden Richtungen. Jedes lichtemittierende
Element oder jedes lichtempfangende Element auf dem Basisteil ist
gegenüber
zu einem lichtemittierenden Element oder einem lichtempfangenden
Element auf dem Schieber angeordnet.
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Bei
dem fotoelektrischen Umsetzer vom Schiebeschaltertyp bewegt sich
der Schieber in einer gewünschten
Richtung, um eine vorgegebene Distanz, um ein lichtemittierendes
Element gegenüber einem
lichtempfangenden Element in Position zu bringen. Auf diese Weise
wird eine fotoelektrische Umsetzung zwischen dem lichtemittierenden
Element und dem lichtempfangenden Element durchgeführt.
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Der
fotoelektrische Umsetzer wird verwendet, um Lichtenergie in elektrische
Energie umzusetzen. Das lichtemitierende Element kann beispielsweise
eine lichtemittierende Diode (beispielsweise ein GaP-Element und
ein GaAs-Element) sein. Das lichtempfangende Element kann beispielsweise
eine Fotodiode oder eine EL-Platte sein.
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Des
weiteren kann das lichtempfangende Element ein Element sein, welches
eine Widerstandsänderung
in einem Halbleiter ausnutzt, beispielsweise eine CdS-Fotozelle,
und ein Element sein, welches eine Änderung in dem Widerstand eines
PN-Übergangs
ausnutzt, beispielsweise eine Fotodiode, ein Fototransistor und
ein fotogesteuerter Siliziumgleichrichter.
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In
dem fotoelektrischen Umsetzer vom Schiebeschalterty werden fotoelektrische
Umsetzerelemente, die jeweils ein lichtemittierendes Element und
ein lichtempfangendes Element umfassen, an einer Vielzahl von Positionen
auf dem Basisteil oder dem Schieber angeordnet. Wenn der Schieber
sich in einer gewünschten
Richtung gegenüber
dem Basisteil verschiebt, wird jedes lichtemittierende Element oder
jedes lichtempfangende Element des Basisteils in eine Lage gegenüber jedem
lichtempfangenden Element oder jedem lichtemittierenden Element
des Schiebers gebracht. Der Schieber bewegt sich in einer gewünschten
Richtung um eine vorgegebene Länge
in solch einer Weise, daß ein
lichtemittierendes Element und ein lichtempfangendes Element einander
gegenüberliegen.
Auf diese Weise wird eine Fotoumsetzung zwischen dem lichtemittierenden Element
und dem lichtempfangenden Element durchgeführt.