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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen multidirektionalen
Schalter, der ein Schaltsignal in Abhängigkeit von der Kipprichtung
eines Schafts abgibt, und im Spezielleren auf einen multidirektionalen
Schalter, der auch bei Druckbeaufschlagung eines Schafts ein Schaltsignal
abgibt.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Ein
herkömmlicher
multidirektionaler Schalter, wie er z.B. in dem Dokument
JP 10 188 738 A offenbart
ist, wird nun unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
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8 zeigt
eine Schnittdarstellung eines herkömmlichen multidirektionalen
Schalters. 9 zeigt eine Draufsicht auf
ein Gehäuse
des herkömmlichen
multidirektionalen Schalters. 10 zeigt
eine auseinander gezogene Perspektivansicht von beweglichen Kontaktfedern
sowie des Gehäuses
des herkömmlichen
multidirektionalen Schalters. 11 veranschaulicht
die Funktionsweise des herkömmlichen
multidirektionalen Schalters.
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Wie
in den 8 bis 10 gezeigt ist, ist ein Gehäuse 20 durch
Formen aus Kunstharzmaterial gebildet und besitzt Seitenwände 20a,
die vier Seiten umschließen,
einen inneren Bodenbereich 20b, der von den Seitenwänden 20a umgeben
ist, vier Zapfen 20c, die in stehender Weise derart vorgesehen
sind, dass sie sich von den vier Ecken an dem offenen Ende der Seitenwände 20a nach
außen
erstrecken, vier Positionierbereiche 20d, die in der Nähe der Zapfen 20c vorgesehen
sind, sowie vier Vorsprünge 20e,
die von dem inneren Bodenbereich 20b in Richtung auf die
Innenseite des inneren Bodenbereiches 20b vorstehen.
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An
dem inneren Bodenbereich 20b des Gehäuses 20 sind ein kreisförmiger zentraler
feststehender Kontakt 2, ein gemeinsamer Kontakt 3,
der die Peripherie des zentralen feststehenden Kontakts 2 umgibt,
sowie periphere feststehende Kontakte 4 in frei liegender
Weise angeordnet, wobei die peripheren feststehenden Kontakte 4 an
vier Stellen an der Vorderseite, der Rückseite, der linken Seite und
der rechten Seite entlang der Peripherie des gemeinsamen Kontakts 3 vorgesehen
sind. Der zentrale feststehende Kontakt 2, der gemeinsame
Kontakt 3 und die peripheren feststehenden Kontakte 4 ragen
als Anschlüsse 5 von
gegenüberliegenden
Seitenwänden 20a des
Gehäuses 20 nach
außen.
Hierbei sind die vier Vorsprünge 20e an
dem inneren Bodenbereich 20b in stehender Weise derart
vorgesehen, dass sie den kreisförmigen
zentralen feststehenden Kontakt 2 umschließen.
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Eine
zentrale taktile Feder 60, die als zentrale bewegliche
Kontaktfeder dient, ist unter Verwendung eines Basismaterials mit
hohem Federvermögen,
wie z.B. Phosphorbronze oder SUS, sowie durch Unterziehen des Basismaterials
einer Oberflächenbehandlung
unter Verwendung von Silber (Ag) gebildet. Die zentrale taktile
Feder 60 ist insgesamt kuppelförmig ausgebildet und auf dem
gemeinsamen Kontakt 3 angeordnet, der den zentralen feststehenden
Kontakt 2 umgibt, sowie innenseitig von jedem der Vorsprünge 20e positioniert.
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Periphere
taktile Federn 70, die als periphere bewegliche Kontaktfedern
dienen, sind unter Verwendung von Basismaterialien mit hohem Federvermögen, wie
z.B. Phosphorbronze oder SUS, sowie Unterziehen der Basismaterialien
einer Oberflächenbehandlung
unter Verwendung von Silber (Ag) gebildet. Die pheripheren taktilen
Federn 70 sind insgesamt rechteckig ausgebildet. Ein ausbauchender
Bereich 70a, der an beiden Seiten festgelegt ist, ist in
integraler Weise mittig von seiner entsprechenden peripheren taktilen
Feder 70 ausgebildet. Die peripheren taktilen Federn 70 sind
auf dem gemeinsamen Kontakt 3 innenseitig von den jeweiligen
peripheren feststehenden Kontakten 4 platziert und durch
die entsprechenden Vorsprünge 20e und
die Innenwände
des Gehäuses 20 positioniert.
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Mit
anderen Worten sind die zentrale taktile Feder 60, die
als zentrale bewegliche Kontaktfeder dient, und die jeweiligen peripheren
taktilen Federn 70, die als periphere bewegliche Kontaktfedern
dienen, mit unterschiedlicher Formgebung ausgebildet und separat
im Inneren des Gehäuses 20 angeordnet.
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Ein
erster Schaft 8 ist aus einem Kunstharzmaterial durch Formen
gebildet und besitzt einen zylindrischen Bereich 8a, eine
Schürze 8b sowie
vier halbkreisförmige
Vorsprünge 8c in
einer integralen Ausbildung. Die Schürze 8b wird von dem
einen Endbereich des zylindrischen Bereiches 8a in schräg nach unten
verlaufender Richtung breiter. Jeder halbkreisförmige Vorsprung 8c ist
an der Bodenfläche
der Schürze 8b derart
ausgebildet, dass gleiche winkelmäßige Beabstandungen von etwa
90° voneinander aufrecht
erhalten werden. Die Vorsprünge 8c sind den
ausbauchenden Bereichen 70a ihrer entsprechenden peripheren
taktilen Federn 70 gegenüberliegend angeordnet.
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Eine
Führungsöffnung 9 ist
in dem zentralen Bereich des zylindrischen Bereiches 8a in
vertikal durch diesen hindurchgehender Weise ausgebildet. Vier Vorsprünge 8d sind
in integraler Weise an dem peripheren Rand an dem unteren Bereich
der Schürze 8b ausgebildet.
Diese Vorsprünge 8d erstrecken sich
von Bereichen, die sich auf halbem Wege zwischen zwei benachbarten,
entsprechenden Vorsprüngen 20e befinden,
nach außen
und greifen an den entsprechenden Positionierbereichen 20d des Gehäuses 20 an.
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Der
erste Schaft 8 ist in Bezug auf das Gehäuse 20 schwenkbar
gehaltert, indem die Vorsprünge 20e an
den entsprechenden peripheren taktilen Federn 70 platziert
sind.
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Ein
zweiter Schaft 10 ist aus Kunstharzmaterial durch Formen
gebildet. Ein Flansch 10a ist an dem unteren Ende des zweiten
Schafts 10 in integraler Weise ausgebildet. Die Bodenfläche des
Flansches 10a ist der oberen Oberfläche von jedem der Vorsprünge 20e des
Gehäuses 20 derart
gegenüberliegend
angeordnet, dass dazwischen eine vorbestimmte Distanz vorhanden
ist. Der zweite Schaft 10 ragt von dem ersten Schaft 8 nach
oben, indem er von der Unterseite her in die Führungsöffnung 9 eingeführt ist,
und wird durch den Flansch 10a gestoppt, so dass er nicht
aus dem ersten Schaft 8 verlagert werden kann. Ein Druckbeaufschlagungsvorsprung 10b ist
im Zentrum der unteren Oberfläche
des zweiten Schafts 10 in integraler Weise ausgebildet.
Das untere Ende des Druckbeaufschlagungsvorsprungs 10b steht
mit der zentralen taktilen Feder 60 in Kontakt.
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Eine
Abdeckung 11 ist durch einen Pressvorgang aus einer Metallplatte
gebildet. Eine zentrale kreisförmige Öffnung 11a ist
in dem Zentrum des Abdeckelements 11 gebildet, und Befestigungsöffnungen
(nicht gezeigt) sind an den vier Ecken von diesem ausgebildet. Ein
Bereich, der in Richtung nach unten breiter wird, ist an dem peripheren
Rand der zentralen Öffnung 11a ausgebildet.
Wenn die Schürze 8b des
ersten Schafts 8 durch die zentrale Öffnung 11a hindurch
geführt
ist, überdeckt
das Abdeckelement 11 das offene Ende des oberen Bereiches des
Gehäuses 20,
und zwar durch Breitdrücken
der durch ihre entsprechenden Befestigungsöffnungen (nicht gezeigt) hindurch
geführten
Zapfen 20c.
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Bei
dem multidirektionalen Schalter mit der vorstehend beschriebenen
Konstruktion sind die zentrale taktile Feder 60 und die
jeweiligen peripheren taktilen Federn 70 separat in dem
Gehäuse 20 angeordnet,
wobei die peripheren taktilen Federn 70 und die entsprechenden
Vorsprünge 8c einander
mit vorbestimmten Beabstandungen gegenüberliegend angeordnet sind,
um für
Spiel zwischen diesen zu sorgen. In Abhängigkeit von dem Benutzungszustand des
Schalters, wenn z.B. in der in 11 dargestellten
Weise der zweite Schaft 10 und der ersten Schaft 8 in
Bezug auf das Gehäuse 20 geneigt
bzw. verschwenkt werden und beispielsweise eine der peripheren taktilen
Federn 70 invertiert wird, so dass der gesamte multidirektionale
Schalter in einem Schaltzustand gekippt wird, wird die Distanz zwischen
der gegenüber
von der Betätigungsrichtung
des ersten Schafts 8 angeordneten peripheren taktilen Feder 70 und
des entsprechenden Vorsprungs 8c größer. Dadurch wird die periphere
taktile Feder 70 von dem inneren Bodenbereich 20b des
Gehäuses 20 verlagert, so
dass das eine Ende der peripheren taktilen Feder 70 dazu
veranlasst wird, sich auf die entsprechende Seitenwand 20a des
Gehäuses 20 zu
bewegen. Wenn die periphere taktile Feder 70 an der Seitenwand 20a verbleibt,
kann das Schalten der peripheren taktilen Feder 70 behindert
werden, wenn der multidirektionale Schalter wieder in seine ursprüngliche
Position zurück
gekippt wird.
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Um
bei dem vorstehend beschriebenen multidirektionalen Schalter dafür zu sorgen,
dass die jeweiligen peripheren taktilen Federn und die zentrale taktile
Feder stets in elektrisch leitender Verbindung mit dem gemeinsamen
Kontakt stehen, ist es notwendig, die Verdrahtung bzw. Ausführung des
gemeinsamen Kontakts derart vorzunehmen, dass dieser die zentrale
taktile Feder 70 umgibt. Dies hat eine Reduzierung der
Größe des multidirektionalen
Schalters in Richtung der Breite verhindert.
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Ferner
wird eine große
Anzahl von taktilen Federn verwendet, und die Montagearbeiten gestalten
sich schwierig, so dass sich solche multidirektionalen Schalter
nicht in kostengünstiger
Weise herstellen lassen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
das Überwinden
der vorstehend beschriebenen Probleme und hat sich zum Ziel gesetzt,
einen äußerst zuverlässigen multidirektionalen
Schalter zu schaffen, der auch in einem gekippten Zustand einen
Schaltvorgang in zuverlässiger
Weise ausführen
kann.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
eines multidirektionalen Schalters, der sich in seiner Größe verkleinern
lässt.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung
eines multidirektionalen Schalters, der die Verwendung einer geringeren
Anzahl von Bestandteilen ermöglicht.
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Zu
diesem Zweck wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein multidirektionaler Schalter geschaffen, aufweisend:
ein Gehäuse,
bei dem auf einem inneren Bodenbereich von diesem ein zentraler feststehender
Kontakt, ein gemeinsamer Kontakt sowie eine Mehrzahl peripherer
feststehender Kontakte in einer. Anordnung entlang einem peripheren
Rand des zentralen feststehenden Kontakts angeordnet sind; sowie
eine Mehrzahl metallischer beweglicher Kontaktfedern, die dem zentralen
feststehenden Kontakt bzw. den peripheren feststehenden Kontakten
gegenüberliegend
angeordnet sind. Bei dem multidirektionalen Schalter befinden sich
die beweglichen Kontaktfedern stets in elektrischer Verbindung mit
dem gemeinsamen Kontakt, wobei die beweglichen Kontaktfedern durch
einen metallischen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind
und dadurch eine integrale Konstruktion gebildet ist. Durch Betätigen einer
Betätigungsstange
wird ferner wenigstens eine der beweglichen Kontaktfedern mit dem
gegenüberliegenden
zentralen feststehenden Kontakt oder dem entsprechenden peripheren
festste henden Kontakt elektrisch verbunden bzw. in elektrischen
Kontakt mit diesem gebracht.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden handelt es sich bei den mehreren beweglichen Kontaktfedern
um kuppelförmige
Federn, die invertierbare, ausbauchende Bereiche aufweisen. Die
mehreren beweglichen Kontaktfedern sind durch den Verbindungsbereich
in integraler Weise derart ausgebildet, dass sie separat bzw. einzeln
invertierbar und rückstellbar
sind.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die mehreren peripheren feststehenden
Kontakte an den vier Ecken des inneren Bodenbereiches des Gehäuses angeordnet,
das eine im Wesentlichen rechteckige Formgebung aufweist.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung sind die mehreren beweglichen Kontaktfedern unter Verwendung
des gleichen Metallplattenmaterials durch einen Ziehvorgang in integraler
Weise ausgebildet.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung weisen die beweglichen Kontaktfedern eine zentrale bewegliche
Kontaktfeder, die dem zentralen feststehenden Kontakt gegenüberliegend
angeordnet ist, sowie periphere bewegliche Kontaktfedern auf, die
den entsprechenden peripheren feststehenden Kontakten gegenüberliegend
angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform
des multidirektionalen Schalters erstreckt sich ein Paar der einander gegenüberliegenden
Verbindungsbereiche von einem äußeren peripheren
Rand der zentralen beweglichen Kontaktfeder weg. Ferner sind Verbindungsbereiche
vorgesehen, von denen jeweils einer von jedem Verbindungsbereich
abzweigt und sich von diesem weg erstreckt, wobei die peripheren
beweglichen Kontaktfedern mit den Enden der abzweigenden Verbindungsbereiche
verbunden sind.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung umfasst die Betätigungsstange einen ersten
Schaft, der eine in seinem Zentrum ausgebildete Führungsöffnung aufweist
und der in Bezug auf das Gehäuse
schwenkbar gehaltert ist, sowie einen zweiten Schaft, der verschiebbar
in die Führungsöffnung eingepasst
ist und der aus dem ersten Schaft herausragt. Bei dieser Ausführungsform des
multidirektionalen Schalters wird durch Kippen des ersten Schafts
in ei ner vorbestimmten Richtung durch den zweiten Schaft ein gewünschter
der peripheren feststehenden Kontakte durch die entsprechende bewegliche
Kontaktfeder und den Verbindungsbereich mit dem gemeinsamen Kontakt
in elektrische Verbindung gebracht. Ferner wird durch Drücken des
zweiten Schafts der zentrale feststehende Kontakt durch die entsprechende
bewegliche Kontaktfeder mit dem gemeinsamen Kontakt in elektrisch leitende
Verbindung gebracht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Draufsicht auf ein Gehäuse
des Ausführungsbeispiels
des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung
einer Kippbetätigung
des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung
einer Drückbetätigung des
multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 eine
erste schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform
von beweglichen Kontaktfedern des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 eine
zweite schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform
der beweglichen Kontaktfedern des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung,
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7 eine
dritte schematische Darstellung zur Erläuterung einer dritten Ausführungsform
der beweglichen Kontaktfedern des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 eine
Schnittdarstellung eines herkömmlichen
multidirektionalen Schalters;
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9 eine
Draufsicht auf ein Gehäuse
des herkömmlichen
multidirektionalen Schalters;
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10 eine
auseinander gezogene Perspektivansicht von beweglichen Kontaktfedern
sowie des Gehäuses
des herkömmlichen
multidirektionalen Schalters; und
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11 eine
Darstellung zur Erläuterung
der Funktionsweise des herkömmlichen
multidirektionalen Schalters.
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BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines
multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines multidirektionalen
Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung. 2 zeigt eine Draufsicht auf
ein Gehäuse
des multidirektionalen Schalters gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Gehäuse 1 durch
Formen aus einem Kunstharzmaterial mit einer im Wesentlichen rechtwinkligen Formgebung
gebildet. Das Gehäuse 1 besitzt
Seitenwände 1a,
die vier Seiten umgeben, einen inneren Bodenbereich 1b,
der von den Seitenwänden 1a umgeben
ist, zwei einander gegenüberliegende
Vorsprünge 1c,
die von dem inneren Bodenbereich 1b in Richtung auf die
Innenseite des inneren Bodenbereichs 1b vorstehen, sowie
Vorsprünge 1d,
die von ihrer entsprechenden Seitenwand 1a eines Paares der
einander gegenüberliegenden
Seitenwände 1a jeweils
nach außen
ragen. Planare Wände 1e sind
an den vier Ecken der Seitenwände 1a in
abgefaster Weise gebildet.
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An
dem inneren Bodenbereich 1b des Gehäuses 1 sind ein kreisförmiger zentraler
feststehender Kontakt 2, gemeinsame Kontakte 3,
die an entgegengesetzten Bereichen entlang der Peripherie des zentralen
feststehenden Kontakts 2 angeordnet sind, sowie vier kreisförmige periphere
feststehende Kontakte 4 in frei liegender Weise angeordnet,
wobei die peripheren feststehenden Kontakte 4 an der Vorderseite,
der Rückseite,
der linken Seite und der rechten Seite entlang der Peripherie des
zentralen feststehenden Kontakts 2 angeordnet sind. Der
zentrale feststehende Kontakt 2, die gemeinsamen Kontakte 3 und
die peripheren feststehenden Kontakte 4 ragen in Form von
Anschlüssen 5 von
gegenüberliegenden Seitenwänden 1a des
Gehäuses 1 nach
außen.
Hierbei sind die beiden Vorsprünge 1c an
den inneren Bodenbereich 1b in stehender Weise derart vorgesehen,
dass sie den kreisförmigen
zentralen feststehenden Kontakt 2 umschließen.
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Der
zentrale feststehende Kontakt 2 ist in dem zentralen Bereich
des inneren Bodenbereichs 1b angeordnet. Die vier peripheren
feststehenden Kontakte 4, die an der Vorderseite, der Rückseite,
der linken Seite und der rechten Seite entlang der Peripherie des
zentralen feststehenden Kontakts 2 vorgesehen sind, sind
an Stellen gegenüber
von den Planaren Wänden 1e des
Gehäuses 1,
d.h. an den vier Ecken des Gehäuses 1,
angeordnet.
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Eine
zentrale taktile Feder 6, die als zentrale bewegliche Kontaktfeder
dient, ist unter Verwendung eines Metallmaterials mit hohem Federvermögen als Basismaterial,
wie z.B. Phosphorbronze oder SUS, sowie durch Unterziehen des Basismaterials
einer Oberflächenbehandlung
unter Verwendung von Silber (Ag) gebildet. Die zentrale taktile
Feder 6 besitzt eine Schürze, die von dem peripheren
Bereich in einem vorbestimmten Winkel bis zu dem Scheitel ansteigt,
sowie einen invertierbaren ausbauchenden Bereich, der in kontinuierlicher
Weise mit der Schürze
ausgebildet ist und an seinem Scheitel kuppelförmig ausgebildet ist. Die zentrale
taktile Feder 6 ist auf den gemeinsamen Kontakten 3 angeordnet,
die entlang der Peripherie des zentralen feststehenden Kontakts 2 ausgebildet
sind, und befindet sich in elektrisch leitender Verbindung mit den
gemeinsamen Kontakten 3 und ist ferner an der inneren Oberfläche von
jedem der Vorsprünge 1c positioniert.
In diesem Zustand ist die zentrale taktile Feder 6 derart angeordnet,
dass sie dem zentralen feststehenden Kontakt 2 gegenüber liegt.
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Periphere
taktile Federn 7, die als periphere bewegliche Kontaktfedern
dienen, sind unter Verwendung von federnd nachgiebigen Metallmaterialien,
wie z.B. Phosphorbronze oder SUS, als Basismaterial sowie Unterziehen
des Basismateri als einer Oberflächenbehandlung
unter Verwendung von Silber (Ag) gebildet. Jede periphere taktile
Feder 7 besitzt eine Schürze, die von einem peripheren
Rand in einem vorbestimmten Winkel bis zu ihrem Scheitel ansteigt,
sowie einen invertierbaren ausbauchenden Bereich, der in kontinuierlicher
Weise mit der Schürze
ausgebildet ist und an seinem Scheitel kuppelförmig ausgebildet ist. Die peripheren
taktilen Federn 7 sind an den jeweiligen vier Ecken des
Gehäuses 1 angeordnet.
In diesem Zustand sind die peripheren taktilen Federn 7 ihren
entsprechenden peripheren feststehenden Kontakten 4 gegenüberliegend
angeordnet.
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Die
zentrale taktile Feder 6 und die peripheren taktilen Federn 7 sind
durch metallische Verbindungsbereiche 6a sowie metallische
Verbindungsbereiche 7a miteinander verbunden. Durch Ausstanzen aus
dem gleichen Bandmaterial, aus dem die zentrale taktile Feder 6 und
die peripheren taktilen Federn 7 gebildet werden, um das
Gefühl
des Invertiervorgangs der taktilen Federn nicht zu vermindern, sind die
Verbindungsbereiche 6a und die Verbindungsbereiche 7a in
integraler Weise derart ausgebildet, dass die zentrale taktile Feder 6 und
die peripheren taktilen Federn 7 an der Schürze der
zentralen taktilen Feder 6 sowie an den Schürzen der
entsprechenden peripheren taktilen Federn 7 miteinander
verbunden sind. Die Verbindungsbereiche 6a erstrecken sich von
einander gegenüberliegenden
Stellen des äußeren peripheren
Rands der zentralen taktilen Feder 6 nach außen. Die
Verbindungsbereiche 7a erstrecken sich in einer Richtung
rechtwinklig zu den Verbindungsbereichen 6a von diesen
Verbindungsbereichen 6a weg, um die peripheren taktilen
Federn 7 an ihren Enden miteinander zu verbinden.
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Mit
anderen Worten sind die zentrale taktile Feder 6 und die
peripheren taktilen Federn 7 durch die Verbindungsbereiche 6a und
die Verbindungsbereiche 7a in integraler Weise ausgebildet.
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Die
Formgebung der zentralen taktilen Feder 6 und der peripheren
taktilen Federn 7 ist nicht auf die vorstehend beschriebene
Formgebung beschränkt,
sondern diese können
beispielsweise auch rechtwinklig ausgebildet sein. Wenn jedoch die
invertierbaren ausbauchenden Bereiche durch Ziehen gebildet sind
und die Verbindungsbereiche durch Pressbearbeitung von Plattenmaterial
gebildet sind, ist es bevorzugt, dass die zentrale taktile Feder 6 und die
peripheren taktilen Federn 7 mit einer konischen, kuppelartigen
Formgebung ausgebildet sind, da die Arbeitsvorgänge dann in stabiler Weise
ausgeführt werden
können.
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Ein
erster Schaft 8, der als Betätigungsstange dient, ist durch
Formen aus einem Kunstharzmaterial gebildet und besitzt einen zylindrischen
Bereich 8a, eine Schürze 8b sowie
vier halbkreisförmige
Vorsprünge 8c in
einer integralen Ausbildung miteinander. Die Schürze 8b wird von dem
einen Ende des zylindrischen Bereiches 8a in Richtung schräg nach unten
breiter. Jeder der Vorsprünge 8c ist
an der unteren Oberfläche
der Schürze 8b derart
ausgebildet, dass gleichmäßige winkelmäßige Abstände von
ca. 90° dazwischen
gebildet sind. Die Vorsprünge 8c sind
im Wesentlichen den kuppelförmigen
Scheiteln der entsprechenden peripheren taktilen Federn 7 gegenüberliegend
angeordnet.
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Eine
Führungsöffnung 9 ist
im Zentrum des zylindrischen Bereichs 8a in sich vertikal
durch diesen hindurch erstreckender Weise ausgebildet. Der erste
Schaft 8 ist in Bezug auf das Gehäuse 1 schwenkbar bzw.
kippbar gehaltert.
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Ein
zweiter Schaft 10, der als Betätigungsstange dient, ist durch
Formen aus einem Kunstharzmaterial gebildet und besitzt einen Flansch 10a,
der in integraler Weise an dem unteren Ende des zweiten Schafts 10 ausgebildet
ist. Der zweite Schaft 10 ragt von dem ersten Schaft 8 nach
oben, indem er von der Unterseite her in die Führungsöffnung 9 eingesetzt ist,
und wird durch den Flansch 10a gestoppt, so dass er nicht
aus dem ersten Schaft 8 verlagert wird. Ein Druckbeaufschlagungsvorsprung 10b ist
in integraler Weise im Zentrum der unteren Oberfläche des zweiten
Schafts 10 ausgebildet. Das untere Ende des Druckbeaufschlagungsvorsprungs 10b steht
im Wesentlichen mit dem Scheitel der zentralen taktilen Feder 6 in
Kontakt.
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Eine
Abdeckung 11 ist durch Pressbearbeitung aus einer Metallplatte
gebildet. Eine kreisförmige
zentrale Öffnung 11a ist
im Zentrum des Abdeckelements 11 ausgebildet. Ein in Richtung
nach unten breiter werdender Bereich ist an dem Umfangsrand der
zentralen Öffnung 11a ausgebildet.
Wenn die Schürze 8b des
ersten Schafts 8 durch die zentrale Öffnung 11a hindurch
geführt
ist, überdeckt
das Abdeckelement 11 das offene Ende an dem oberen Bereich
des Gehäuses 1 durch
ein geeignetes Mittel, wie z.B. ein Einschnapp-Verfahren.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise des multidirektionalen Schalters
gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen
beschrieben.
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3 zeigt
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung
einer Kippbetätigung
des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt
eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer
Drückbetätigung des
multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
in 3 gezeigt ist, wird der zweite Schaft 10 in
einer beliebigen der vier Richtungen, d.h. in Richtung auf die Vorderseite,
die Rückseite,
die linke Seite oder die rechte Seite, gekippt, wobei in diesen
Richtungen die jeweiligen peripheren feststehenden Kontakte 4 angeordnet
sind. Wenn z.B. der zweite Schaft 10 in Richtung auf den
linken peripheren feststehenden Kontakt 4 verschwenkt bzw.
gekippt wird, wie dies durch den Pfeil in 3 dargestellt
ist, kippt der erste Schaft 8 zusammen mit dem zweiten Schaft 10 in
diese Richtung. Dies führt
dazu, dass der in der Kipprichtung angeordnete Vorsprung 8c die periphere
taktile Feder 7 (d.h. die periphere bewegliche Kontaktfeder)
mit Druck beaufschlagt, die unter diesem Vorsprung 8c angeordnet
ist. Wenn die Bedienungsperson ein taktiles Gefühl als Ergebnis des Invertierens
dieser peripheren taktilen Feder 7 wahrnimmt, werden der
entsprechende periphere feststehende Kontakt 4 und der
entsprechende gemeinsame Kontakt 3, die beide unter dieser
peripheren taktilen Feder 7 angeordnet sind, durch die
entsprechende periphere taktilie Feder 7, den entsprechenden
Verbindungsbereich 6a und den entsprechenden Verbindungsbereich 7a sowie
die periphere taktile Feder 7 in elektrisch leitender Weise
miteinander verbunden. Dadurch wird der Schalter eingeschaltet.
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Hierbei
wird der Kippwinkel durch den Flansch 10a des zweiten Schafts 10 begrenzt,
der mit dem Vorsprung 1c des Gehäuses 1 in Berührung gelangt.
Wenn die untere Oberfläche
des Flansches 10a mit den Vorsprüngen 1c in Berührung tritt,
kippt der zweite Schaft 10 nicht weiter, so dass sich in
zuverlässiger
Weise verhindern lässt,
dass die zentrale taktile Feder 6 unbeabsichtigerweise
invertiert wird und mit dem zentralen feststehenden Kontakt 2 in Kontakt
gebracht wird.
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Wenn
der zweite Schaft 10 in Richtung auf einen Bereich gekippt
wird, der sich auf halbem Wege zwischen zwei einander benachbarten
peripheren feststehen den Kontakten 4 befindet, beaufschlagen
die beiden in der Kipprichtung angeordneten Vorsprünge 8c die
entsprechenden, darunter angeordneten peripheren taktilen Federn 7 mit
Druck. Dadurch werden die peripheren feststehenden Kontakte 4 und
der gemeinsame Kontakt 3, die unter den peripheren taktilen
Federn 7 angeordnet sind, durch die entsprechenden peripheren
taktilen Federn 7 in elektrische Verbindung miteinander
gebracht, wobei als Ergebnis hiervon der Schalter eingeschaltet
wird.
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Wenn
die auf den zweiten Schaft 10 in der Kipprichtung ausgeübte Drückkraft
aufgehoben wird, kehrt der erste Schaft 8 aufgrund der
Selbstrückstellkraft
der invertierten peripheren taktilen Feder oder Federn 7 in
seine ursprüngliche
Position zurück.
Da der zweite Schaft 10 zusammen mit dem ersten Schaft 8 in
seine ursprüngliche
Position zurückkehrt, wird
der Schalter wieder in seinen in 1 dargestellten
Aus-Zustand zurückgebracht.
Da an dem Umfangsrand der zentralen Öffnung 11a der Abdeckung 11 ein
Bereich ausgebildet ist, der in Richtung nach unten breiter wird,
kann der erste Schaft 8 gleichmäßig in seine ursprüngliche
Position zurückgeführt werden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, erfolgt dann, wenn der zweite Schaft 10 in
Richtung des Pfeils nach unten gedrückt wird, eine Bewegung des
zweiten Schafts 10 entlang der Führungsöffnung 9 in dem ersten
Schaft 8 nach unten, wodurch die Druckbeaufschlagungseinrichtung 10b dazu
veranlasst wird, die darunter angeordnete zentrale taktile Feder 6 (d.h. die
zentrale bewegliche Kontaktfeder) mit Druck zu beaufschlagen. Wenn
die Bedienungsperson ein taktiles Gefühl beim Invertieren der zentralen
taktilen Feder 6 durch die zentrale taktile Feder 6 und
die Verbindungsbereiche 6a, 7a verspürt, werden
der zentrale feststehende Kontakt und der gemeinsame Kontakt 3,
die beide unter der zentralen taktilen Feder 6 angeordnet
sind, elektrisch miteinander verbunden. Dadurch wird der Schalter
eingeschaltet.
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Hierbei
wirkt der erste Schaft 8 als Führungselement für die Drückbetätigung des
zweiten Schafts 10. Wenn die direkt nach unten gehende
Drückkraft auf
den zweiten Schaft 10 aufgehoben wird, veranlasst die Selbstrückstellkraft
der invertierten zentralen taktilen Feder 6 eine Rückkehr des
zweiten Schafts 10 in seine ursprüngliche Position, so dass der
Schalter in seinem in 1 dargestellten Aus-Zustand zurückgeführt wird.
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Somit
kann der multidirektionale Schalter gemäß dem Ausführungsbeispiel durch Ändern der Kipprichtung
des zweiten Schafts 10 nicht nur insgesamt acht Schaltvorgänge ausführen (und
zwar vier Schaltvorgänge,
bei denen eine beliebige gewünschte
periphere taktile Feder 7 mit ihrem entsprechenden peripheren
feststehenden Kontakt 4 elektrisch verbunden wird, sowie
vier Schaltvorgänge,
bei denen jeweils zwei gewünschte,
einander benachbarte periphere taktile Federn mit den entsprechenden feststehenden
Kontakten 4 elektrisch verbunden werden), sondern es kann
auch ein Schaltvorgang ausgeführt
werden, um die zentrale taktile Feder 6 mit dem zentralen
feststehenden Kontakt 2 elektrisch zu verbinden, und zwar
durch Drückbetätigung des zweiten
Schafts 10. Wenn irgendeiner dieser Schaltvorgänge ausgeführt wird,
verspürt
die Bedienungsperson ferner ein taktiles Gefühl.
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Da
die periphere taktile Feder 7, die in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Kipprichtung des zweiten Schafts 10 angeordnet ist,
in integraler Weise mit den anderen peripheren taktilen Federn 7 ausgebildet
ist, kommt es selbst bei einer Kippbetätigung des multidirektionalen
Schalters gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und somit bei einem Kippen des zweiten
Schafts 10 zu einer Bewegung der peripheren taktilen Federn 7 auf
die Wände
des Gehäuses
als Ergebnis einer Verlagerung von diesen, selbst wenn sich diese
entsprechend dem an dem zweiten Schaft 10 vorgesehenen Ausmaß an Spiel
bewegen.
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Da
die peripheren taktilen Federn und die zentrale taktile Feder durch
die Verbindungsbereiche in integraler Weise ausgebildet sind und
damit eine elektrisch leitende Verbindung ermöglicht ist, ist es nicht notwendig,
die mit den gemeinsamen Kontakten in elektrische Verbindung zu bringenden
Stellen entsprechend der Anzahl der taktilen Federn vorzusehen,
so dass die Anzahl von diesen reduziert werden kann. Da es ferner
nicht notwendig ist, die gemeinsamen Kontakte in die zentrale taktile
Feder umgebender Weise vorzusehen, kann die Verschaltungsauslegung
der gemeinsamen Kontakte mit größerer Flexibilität geplant
werden, so dass es möglich wird,
die Größe des multidirektionalen
Schalters in Richtung von dessen Breite zu reduzieren.
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Obwohl
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die zwei Stellen,
die mit den elektrischen Kontakten in elektrische Verbindung gebracht
werden, an zwei Stellen an einem Ende der Schürze der zentralen taktilen
Feder vorgesehen sind, können
diese auch an den Verbindungsbereichen angeordnet sein oder derart
vorgesehen sein, dass sie mit den peripheren taktilen Federn elektrisch verbunden
werden. Wie bei dem Ausführungsbeispiel
befinden sich vorzugsweise die Stellen, die in elektrische Verbindung
miteinander gebracht werden, an der zentralen taktilen Feder, während der zweite
Schaft 10 und die zentrale taktile Feder stets miteinander
in Kontakt stehen. Eine derartige Konstruktion ermöglicht die
Erzielung von stabilen Kontaktierungsvorgängen.
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Da
die Mehrzahl der taktilen Feder aufgrund der Verbindungsbereiche
in integraler Weise ausgebildet ist, wird die Anzahl der Bestandteile
reduziert, und während
des Montagevorgangs kann bei Verwendung einer automatischen Montagemaschine
die Anzahl der Ansaugvorgänge
reduziert werden, die ausgeführt
werden, wenn eine Ansaugdüse
der automatischen Montagemaschine die taktilen Federn ansaugt, so
dass sich die Anzahl der für
den Montagevorgang erforderlichen Mannstunden reduzieren lässt.
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Es
folgt nun eine Beschreibung der beweglichen Kontaktfedern des multidirektionalen
Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 zeigt
eine erste schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ausführungsform der
beweglichen Kontaktfeder des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Wie
in 5 gezeigt ist, wird ein metallisches Bandmaterial 30 mit
hohem Federvermögen, wie
z.B. Phosphorbronze oder SUS, einer Pressbearbeitung unterzogen,
um auf diese Weise die zentrale taktile Feder 6, die als
zentraler beweglicher Kontakt dient, die vier peripheren taktilen
Federn 7, die als periphere bewegliche Kontaktfedern dienen, sowie
die Verbindungsbereiche 6a und die Verbindungsbereiche 7a,
die die zentrale taktile Feder 6 und die jeweiligen peripheren
taktilen Federn 7 miteinander verbinden, in integraler
Weise zu bilden. Hierbei sind die zentrale taktile Feder 6 und
die peripheren taktilen Federn 7 mit der gleichen Kuppelform ausgebildet.
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Die
Verbindungsbereiche 6a erstrecken sich von gegenüberliegenden
Stellen des äußeren peripheren
Rands der zentralen taktilen Feder 6 (d.h. an Stellen mit
ei ner Beabstandung von 180° voneinander)
nach außen,
und die Verbindungsbereiche 7a verlaufen derart, dass sie
von den Seiten der in der vorstehend beschriebenen Weise verlaufenden
Verbindungsbereiche 6a abzweigen und damit die Verbindungsbereiche 6a kreuzen.
Die peripheren taktilen Federn 7 sind mit den Enden der
Verbindungsbereiche 7a verbunden. Das von der zentralen
taktilen Feder 6 abgelegene Ende von jedem Verbindungsbereich 6a ist
in integraler Weise mit einem Verbindungsbereich 30a des
Bandmaterials 30 verbunden.
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In
diesem Zustand werden das Bandmaterial 30, die zentrale
taktile Feder 6 und jede periphere taktile Feder 7 an
einem Trennungsbereich A abgeschnitten/herausgetrennt, um dadurch
eine Konstruktion zu bilden, bei der die zentrale taktile Feder 6 und
die jeweiligen peripheren taktilen Federn 7 in integraler
Weise ausgebildet sind.
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6 zeigt
eine zweite schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ausführungsform
der beweglichen Kontaktfedern des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dabei werden Teile, die denen der ersten Ausführungsform
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und im Folgenden
nicht weiter erläutert.
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Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass zusätzlich zu
den Verbindungsbereichen 6a und den Verbindungsbereichen 7a,
die die zentrale taktile Feder 6 und die jeweiligen peripheren
taktilen Federn 7 verbinden, Verbindungsbereiche 7b vorgesehen sind,
die zumindest einander benachbarte periphere taktile Federn 7 miteinander
verbinden.
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Durch
Ausbilden der Verbindungsbereiche 7b werden die einander
benachbarten peripheren taktilen Federn 7 unter Verwendung
von zwei Verbindungsbereichen 7a sowie zwei Verbindungsbereiche 7b geschaffen,
so dass sie sich in stabiler Weise anordnen lassen.
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7 zeigt
eine dritte schematische Darstellung zur Erläuterung einer dritten Ausführungsform der
beweglichen Kontaktfedern des multidirektionalen Schalters gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dabei sind Teile, die denen der ersten und der zweiten Ausführungsform
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden
nicht weiter erläutert.
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Die
dritte Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Ausführungsform darin,
dass zusätzlich
zu den Verbindungsbereichen 6a, die die zentrale taktile
Feder 6 mit dem Verbindungsbereich 30a des Bandmaterials 30 verbinden, Verbindungsbereiche 6b vorgesehen
sind, die die zentrale taktile Feder 6 und jede der peripheren
taktilen Federn 7 in direkter Weise verbinden. Somit erstrecken
sich sechs Verbindungsbereiche 6a, 6b von der
zentralen taktilen Feder 6 weg.
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Obwohl
bei dem vorstehend beschriebenen multidirektionalen Schalter vier
periphere bewegliche Kontaktfedern beschrieben worden sind, die
die als bewegliche Kontaktfeder dienende zentrale bewegliche Kontaktfeder
umgeben, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern
es können
offensichtlich auch eine oder zwei oder mehr periphere bewegliche
Kontaktfedern verwendet werden.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, sind bei dem multidirektionalen
Schalter der vorliegenden Erfindung die mehreren beweglichen Kontaktfedern
durch metallische Verbindungsbereiche zur Bildung einer einstückigen Konstruktion verbunden
sowie stets in elektrisch leitender Verbindung mit den gemeinsamen
Kontakten angeordnet. Indem wenigstens eine der beweglichen Kontaktfedern
mit dem gegenüberliegenden
feststehenden Kontakt oder ihrem entsprechenden peripheren feststehenden
Kontakt als Ergebnis der Betätigung
der Betätigungsstangen
in elektrischen Kontakt gebracht wird, wird selbst bei Verwendung
des multidirektionalen Schalters bei einer Kippbetätigung von
diesem die wenigstens eine der mehreren beweglichen Kontaktfedern
nicht von einer vorbestimmten Stelle verlagert, da die beweglichen
Kontaktfedern in integraler Weise miteinander ausgebildet sind.
Auf diese Weise lässt
sich ein multidirektionaler Schalter schaffen, bei dem die Betätigungsvorgänge in stabiler
Weise ausgeführt
werden können.
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Darüber hinaus
ist die Anzahl der Bestandteile vermindert, so dass sich ein kostengünstiger multidirektionaler
Schalter schaffen lässt.
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Da
ferner die Mehrzahl der beweglichen Kontaktfedern in integraler
Weise ausgebildet ist, so dass diese elektrisch leitend miteinander
verbunden werden können, kann
die Ausbildung der Stellen, an denen ein elektrischer Kontakt mit
den gemeinsamen Kontakten stattfindet, mit größerer Flexibilität geplant werden.
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Da
zusätzlich
dazu die Anzahl der Stellen reduziert werden kann, die in elektrisch
leitende Verbindung gebracht werden, lässt sich ein multidirektionaler
Schalter schaffen, dessen Größe reduziert
werden kann.
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Bei
dem multidirektionalen Schalter der vorliegenden Erfindung handelt
es sich bei den mehreren beweglichen Kontaktfedern um kuppelförmige Federn
mit entsprechenden invertierbaren ausbauchenden Bereichen, wobei
sie durch die entsprechenden Verbindungsbereiche in integraler Weise derart
ausgebildet sind, dass sie separat invertiert und in ihren Ausgangszustand
zurückgebracht
werden können.
Bei der Ausführung
eines Schaltvorgangs in einer gewünschten Betätigungsrichtung lässt sich
somit ein angemessenes taktiles Gefühl erzielen, und die beweglichen
Kontaktfedern lassen sich in einfacher Weise ausbilden. Als Ergebnis
hiervon erhält
man einen kostengünstigen
multidirektionalen Schalter.
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Bei
dem multidirektionalen Schalter der vorliegenden Erfindung können durch
Anordnen der mehreren peripheren feststehenden Kontakte an den vier
Ecken des inneren Bodenbereichs des im Wesentlichen rechtwinkligen
Gehäuses
die peripheren feststehenden Kontakte im Vergleich zu derartigen Kontakten
von herkömmlichen
multidirektionalen Schaltern enger beieinander angeordnet werden.
Auf diese Weise lässt
sich ein kleinerer multidirektionaler Schalter schaffen.
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Bei
dem multidirektionalen Schalter der vorliegenden Erfindung ist durch
integrales Ausbilden der mehreren beweglichen Kontaktfedern unter
Verwendung eines metallischen Bandmaterials durch einen Ziehvorgang
eine einfache Ausbildung der beweglichen Kontaktfedern ermöglicht.
Dadurch lässt sich
wiederum ein kostengünstiger
multidirektionaler Schalter erzielen.
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Bei
dem multidirektionalen Schalter der vorliegenden Erfindung sind
die zentrale bewegliche Kontaktfeder, die dem zentralen feststehenden
Kontakt gegenüberliegt,
sowie die peripheren beweglichen Kontaktfedern, die den entsprechenden
peripheren feststehenden Kontakten gegenüberliegen, in Form von beweglichen
Kontaktfedern ausgebildet. Dadurch, dass ein Paar gegenüberliegender
Verbindungsbereiche von dem äußeren peripheren
Rand der zentralen beweglichen Kontaktfeder weggeführt ist,
Verbindungsbereiche von dem Paar der Verbindungsbereiche abzweigen
und die peripheren beweglichen Kontaktfedern mit den Enden der abgezweigten
Verbindungsbereiche verbunden sind, sind die peripheren beweglichen
Kontaktfedern durch ein einziges Verbindungselement miteinander
verbunden. Aus diesem Grund gibt es weniger Einschränkungen
bei den Invertier-/Rückstellvorgängen der
peripheren beweglichen Kontaktfedern. Als Ergebnis hiervon können die
peripheren beweglichen Kontaktfedern stabilen Invertier-/Rückstellvorgängen ausgesetzt
werden. Dies ermöglicht
die Schaffung eines multidirektionalen Schalters, der in stabiler
Weise arbeiten kann.
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Bei
dem multidirektionalen Schalter der vorliegenden Erfindung umfassen
die Betätigungsstangen
einen ersten Schaft, der in seinem Zentrum eine Führungsöffnung aufweist
und in Bezug auf ein Gehäuse
schwenkbar gehaltert ist, sowie einen zweiten Schaft, der in die
Führungsöffnung verschiebbar
eingepasst ist und aus dem ersten Schaft herausragt. Durch Kippen
des ersten Schafts über
den zweiten Schaft in einer vorbestimmten Richtung wird der gewünschte periphere
feststehende Kontakt durch die entsprechende bewegliche Kontaktfeder
und den entsprechenden Verbindungsbereich mit dem entsprechenden
gemeinsamen Kontakt in elektrischen Kontakt gebracht. Durch Druckbeaufschlagung
des zweiten Schafts wird der zentrale feststehende Kontakt durch
die entsprechende bewegliche Kontaktfeder mit dem entsprechenden
gemeinsamen Kontakt in elektrischen Kontakt gebracht. Somit können die Kontakte
durch eine Kippbetätigung
sowie eine Drückbetätigung in
einen elektrisch leitenden Zustand gebracht werden. Dadurch ist
es möglich,
einen multidirektionalen Schalter zu schaffen, mit dem sich zuverlässige Schaltvorgänge in mehreren
Richtungen ausführen
lassen.