194440. lajstromszámú szabadalom • Nemlineáris elmozdulás-nyomóerő karakterisztikájú nyomógomb szerkezet
1 194 440 2 A találmány tárgya ergonómiailag kedvező, negatív hajlásszögű elmozdulás-nyomóerő karakterisztika szakaszt realizáló nyomógomb szerkezet* amely kedvezően kombinálható a különböző érzékelő elemekkel, különös tekintettel a villamos kapacitásváltozást hasznosító elemekre A megoldás előnyösen alkalmazható berendezések kézi vezérlésére, működtetésére használatos billentyűzetek kialakításában. A különböző billentyűzetek az ember-gép kapcsolatnak igen fontos elemei, amelyek ergonómiailag is kedvező kiképzésére igen nagy gondot kell fordítani, mert az alapvetően befolyásolhatja a kezelő munkavégzésének hatékonyságát. Az adott problémák legjellemzőbben a számítástechnika gyakorlatában jelentkeznek, ahol a különböző szempontok egyik legjobb összefoglalását A.Chakir: Visual Display Terminals (John Wiley and Sons, Chichester, New-York-Brisbane, Toronto, 1980). c. könyv tartalmazza. Ergonómiai szempontból a nyomógombok kedvező elmozdulás-nyomóerő karakterisztikájában van egy olyan szakasz, ahol a növekvő elmozduláshoz határozottan csökkenő erő tartozik, ami a kezelőben a nyomógomb „átbillenésének” (snap action) érzését kelti. Ez az érzés a nyomógomb működtetésének érintésen alapuló visszacsatolását (tactile feedback) szolgálja. Az eddig ismert negatív elmozdulás-nyomóerő karakterisztikát vagy karakterisztika szakaszt megvalósító nyomógomb szerkezetek alapvetően három csoportba sorolhatók: — mechanikus, rugós szerkezetek, — membrán típusú szerkezetek, — mágneses szerkezetek. A találmány szerinti megoldás az utóbbi csoportba tartozik, amelyek közös előnye, hogy a kizárólag mágneses erőhatáson alapuló szerkezetek kopásnak kiemelten kitett és rugalmas deformációt szenvedő alkatrészek nélkül is megvalósíthatják a kívánt negatív elmozdulás-nyomóerő karakterisztikát. Az eddig ismert nyomógomb szerkezetek — egy állórészből, — egy a nyomógomb megnyomásának hatására az állórészhez képest elmozduló mozgórészből, — a mozgórész relatív elmozdulása ellen ható rugózó elemből és — a relatív elmozdulást hasznosító érzékelő elemből állnak. A fentebb hivatkozott mágneses szerkezetek rugózó elemként, vagyis a nyomógomb alaphelyzetben tartásához és a mozgórész alaphelyzetbe való visszatérítéséhez részben vagy egészben olyan permanens mágnest is tartalmazó mágneskört alkalmaznak, amelynek elemeit részben az állórész, részben a mozgórész tartalmazza, és a nyomógomb megnyomásakor a mágneses elemek szétválása következtében az álló és mozgó elemek közötti mágneses vonzóerő lecsökken. A kedvező út-erő karakterisztika a mágneses erő nem lineáris változásából adódik. Szokásos a mágneses erőhatás rugóerőkkel való kombinálása is. A fenti körbe tartozó összes ismert megoldásban a mozgórész ferromágneses elemet tartalmazó része vagy önállóan van csapágyazva (megvezetve a szerkezet állórészéhez képest), vagy a nyomógomb működtetésére szolgáló, az állórészhez képest ugyancsak csapágyazott vagy megvezetett mozgórészhez van fixen hozzá rögzítve. Ez a körülmény egyrészt bonyolítja a szerkezetet, ami mind a szükséges alkatrészek nagy számában, z mind azok bonyolult formájában megfigyelhető, másrészt a szerkezetek túlhatározottsága miatt nem teszi lehetővé az alkalmazott mozgórészek önbeálló illeszkedését az érzékelő elemeken, amely problémái további elasztikus vagy rugózó elemek közbeiktatásával, vagy pontos illeszkedést nem igénylő HALL generátoros érzékelő elemek alkalmazásával küszöbölik ki. Ezen problémák következményeként értékelhető az eddig ismert megoldások tetjedelmes mivolta és/vagy viszonylag magas ára, amely tömeges alkalmazásukat a korszerű, olcsó, de ergonómiailag és esztétikailag igényes búlentyűzetekben kedvezőtlenül befolyásolja. Ezt az állapotot tükrözi a 3.942.145 US szabadalmi leírás, amely az eddig ismert megoldások közül a legközelebb áll jelen találmány tárgyához. A leírásból is kitűnik, hogy egyetlen nyomógomb szerkezethez 13 darab alkatrész szükséges és ezek közül 4 darab alkatrész bonyolult formájú és pontos illesztést igényel. A leírásból kitűnik, hogy hasonlóan a többi, már ismert szerkezethez, a mozgórész ferromágneses betétet tartalmazó azon eleme, amely az elmozdulást hasznosító érzékelő kontaktus vagy kapacitás mozgó fegyverzetét elmozdítja, határozott megvezetéssel rendelkezik, vagyis önbeálló tulajdonsága nincs, ilymódon a ferromágneses elemek villamosvezető tulajdonságát sem használhatja ki a kapcsoló/érzékelő elemek közvetlen működtetésére. Ugyancsak kitűnik a hivatkozott leírásból, hogy a megoldásban alkalmazott permanens mágnesgyűrű nincs kifejezetten egyik elemhez sem rögzítve, hanem a fent hivatkozott mozgó elemmel együtt elmozduló tengelyre van lazán felfűzve és annak ferromágneses betétje és egy rögzített, az állórészhez tartozó, ferromágneses elem között helyezkedik el. Noha a mágnesgyűrű önbeálló tulajdonságú, a szerkezet felépítése ennek kihasználását sem a gyártási pontatlanságok kiegyenlítésére, sem az érzékelő vonatkozásában nem teszi lehetővé, az csak a mágnesgyűrű beszorulását hivatott megakadályozni. A találmány célja az ismert, mágneses hatást kihasználó nyomógomb szerkezetek hátrányainak kiküszöbölése, és olyan nyomógomb szerkezet kialakítása, amely kevesebb alkatrészt tartalmaz, az alkatrészek kis tömegűek, olcsó anyagokból viszonylag laza tűréssel gyárthatók, lehetővé téve ezzel magas ergonómiai és megbízhatósági követelményeket kielégítő billentyűzeteknek a korábbiaknál gazdaságosabb gyártását. Jelen találmány azon a felismerésen alapul, hogy a már ismert mágneses erőhatást kihasználó negatív elmozdulás-nyomóerő karakterisztikájú nyomógombot az eddig ismert szerkezeteknél lényegesen egyszerűbben is létre lehet hozni olymódon, hogy a szerkezet mozgórészét két egymástól teljesen elkülönített részből, egy fejrészből és egy törzsrészből alakítjuk ki. A fejrész szolgál a nyomógomb működtetésére és az állórészben a szokásos módon meg van vezetve vagy csapágyazva. A törzsiész képezi (vagy tartalmazza) a mozgórész ferromágneses elemét, és kialakítása azon a felismerésen alapul, hogy a törzsrészt elegendő az állórész alkalmasan kiképzett fészkében elhelyezni olymódon, hogy csupán annak falai korlátozzák több szabadságfokú mozgását. Az állórész ferromágneses eleme a törzsrészt magában foglaló fészek felső ütköző felülete irányában 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
