專利名稱：開關(guān)場(chǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用以轉(zhuǎn)接多條電氣信號(hào)線路的開關(guān)場(chǎng)(switchingfield)。
開關(guān)場(chǎng)最好用在通信和數(shù)據(jù)技術(shù)中有大量線路需要轉(zhuǎn)接的場(chǎng)合。
通常，應(yīng)用電子開關(guān)場(chǎng)時(shí)是設(shè)計(jì)成象集成電路那樣節(jié)省空間的形式的。但這樣做有一個(gè)缺點(diǎn)，即只能轉(zhuǎn)接特定類型的信號(hào)。此外，電子開關(guān)場(chǎng)對(duì)電磁干擾(EMC)和大幅度的溫度變化敏感。不受信號(hào)具體類型限制的開關(guān)場(chǎng)是根據(jù)電動(dòng)性能，熱性能或靜電性能工作的。這類開關(guān)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因而造價(jià)高。微型機(jī)械式的開關(guān)場(chǎng)也有類似情況。
另外一種受信號(hào)限制的開關(guān)場(chǎng)是眾所周知的機(jī)電開關(guān)場(chǎng)。這類開關(guān)場(chǎng)由一個(gè)個(gè)的繼電器組成，借助于導(dǎo)線或印刷電路板用相應(yīng)的配線結(jié)合在一起，形成開關(guān)場(chǎng)。開關(guān)場(chǎng)的這種結(jié)構(gòu)尤其是交叉點(diǎn)的數(shù)量很多時(shí)，會(huì)有問題，因?yàn)樾枰獙⑦@些交叉點(diǎn)安排在不同的平面上。為此，需要采用大量連接電纜和各種不同的控制模件。此外，采用非自保持式的繼電器時(shí)，為使繼電器的觸點(diǎn)保持閉合，必須不斷讓電流流過繼電器線圈，從而使耗電量徒然增大，尤其是在許多應(yīng)用場(chǎng)合，個(gè)別交叉點(diǎn)只有在少有的情況下才需要轉(zhuǎn)接，情況更是如此。
從國際專利文獻(xiàn)WO92/22919我們知道有一種三維電流開關(guān)，開關(guān)的球形連接裝置在三個(gè)定位軸線上移動(dòng)。球形連接裝置也可以分別設(shè)計(jì)成導(dǎo)電式或絕緣式，使各交叉點(diǎn)不是閉合就是打開?，F(xiàn)有技術(shù)的這種開關(guān)場(chǎng)結(jié)構(gòu)緊湊而且能自保持。缺點(diǎn)是，這種設(shè)計(jì)復(fù)雜，機(jī)械部分成本高。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制造成本經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、不受信號(hào)影響堅(jiān)固耐用的開關(guān)場(chǎng)。
上述目的是通過下述開關(guān)場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。
一種開關(guān)場(chǎng)，用于電磁切換具有多個(gè)交叉點(diǎn)的電氣信號(hào)線路，交叉點(diǎn)的各部分由膜片形成，電路的其它部分在膜片上和膜片之間形成。
一種開關(guān)場(chǎng)，用于轉(zhuǎn)接特別是通信和數(shù)據(jù)技術(shù)的電氣信號(hào)線路，由許多排列成矩陣形狀的交叉點(diǎn)和分配給各交叉點(diǎn)的信號(hào)線路組成，交叉點(diǎn)由至少兩個(gè)可彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸表面組成，一個(gè)接觸表面配有一個(gè)永久磁鐵，另一個(gè)接觸表面配有帶線圈的鐵磁材料。
開關(guān)場(chǎng)的設(shè)計(jì)特別簡單、耐用，這是通過在其中一個(gè)接觸表面配備一個(gè)永久磁鐵并在各交叉點(diǎn)對(duì)置的接觸表面配備鐵磁材料制成的線圈獲得的。鐵磁材料的磁化則通過有選擇地激勵(lì)交叉點(diǎn)的線圈進(jìn)行。在適當(dāng)極性的激勵(lì)下，永久磁鐵與鐵磁材料之間，因而兩對(duì)置的接觸表面之間產(chǎn)生磁吸力，于是交叉點(diǎn)閉合。這種情況即使在斷開線圈的勵(lì)磁通路之后仍然持續(xù)著。改變勵(lì)磁的極性，可以使交叉點(diǎn)再打開。本發(fā)明其它有益的實(shí)施例在諸附屬權(quán)項(xiàng)中說明。具體地說，開關(guān)場(chǎng)的設(shè)計(jì)采用膜片，可以設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)特別緊湊的開關(guān)場(chǎng)。此外，采用膜片設(shè)計(jì)，由于相應(yīng)制備的膜片可以進(jìn)一步加工，因而還能制造出造價(jià)合算的開關(guān)場(chǎng)，而且可以高產(chǎn)。
下面就本發(fā)明的最佳實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。附圖
示出了開關(guān)場(chǎng)交叉點(diǎn)的剖面。
開關(guān)場(chǎng)由許多交叉點(diǎn)1構(gòu)成，這些交叉點(diǎn)最好呈矩陣形狀排列。開關(guān)場(chǎng)的底層最好采用機(jī)械性能柔韌的膜片2。膜片2上敷有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片3。兩膜片2、3彼此膠合在一起或稍后與其它膜片形成層疊片。機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片3在交叉點(diǎn)1的范圍內(nèi)斷開。這可以通過穿孔或膜片工藝中周知的其它方法達(dá)到。機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片3上敷有機(jī)械性能柔韌的膜片4，膜片4下表面在交叉點(diǎn)1區(qū)域內(nèi)附有永久磁鐵5，膜片4上表面設(shè)有接觸表面6。永久磁鐵5和接觸表面6最好用膠固定到機(jī)械性能柔韌的膜片4上。永久磁鐵5的尺寸略小于機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片3展開所形成的空間。機(jī)械性能柔韌的膜片4敷有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片7上，膜片7是在交叉點(diǎn)1的范圍內(nèi)斷開的。機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片7基本上以機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片3同樣的方式構(gòu)成。機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片7上敷有機(jī)械性能柔韌的膜片8，膜片8的下表面有接觸表面9附在交叉點(diǎn)的范圍，膜片8的上表面設(shè)有鐵磁材料10。接觸表面9和鐵磁材料最好用膠固定。接觸表面6和9的形狀完全相同，其數(shù)量可以是多個(gè)而不只一個(gè)。機(jī)械性能柔韌的膜片8上敷在有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片11，后者是在交叉點(diǎn)1的范圍內(nèi)斷開的。機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片11其結(jié)構(gòu)基本上與上述機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片3、7相同。鐵磁材料的高度可以取得小于或等于機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片11的高度。機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片11上敷有最好是機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片12。膜片12在交叉點(diǎn)1的范圍內(nèi)埋置或蝕刻有線圈13。線圈13的電氣引線14最好呈矩陣形狀配置在膠片12上，引向開關(guān)場(chǎng)的邊緣。
下面說明開關(guān)場(chǎng)的作用。
交叉點(diǎn)1的線圈13以適當(dāng)?shù)臉O性受激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，將鐵磁材料10磁化，于是永久磁鐵與鐵磁材料10之間產(chǎn)生磁吸力，從而使機(jī)械性能柔韌的膜片3，7因這個(gè)磁吸力而彎曲，以致使接觸表面6和9彼此接觸從而使交叉點(diǎn)接通。對(duì)線圈13的勵(lì)磁中斷時(shí)，鐵磁材料10仍然處于磁化狀態(tài)，交叉點(diǎn)1仍然接通。要使接觸中斷，可以按相反的極性激勵(lì)線圈13。電氣信號(hào)線路由接觸表面6，9分別接通或斷開，因而最好在機(jī)械性能柔韌的膜片4，8上構(gòu)制朝開關(guān)場(chǎng)邊緣延伸的電路線路。各交叉點(diǎn)1之間的間距應(yīng)選擇得足夠大以使其磁場(chǎng)不致產(chǎn)生影響，另一方面使機(jī)械性能柔韌的膜片4，8在交叉點(diǎn)1范圍內(nèi)充分夾緊，從而借助膜片4，8在交叉點(diǎn)1的曲率而不致影響四周圍的交叉點(diǎn)1。一般說來，永久磁鐵5還可以用作接觸表面6或?qū)⑵渑渲迷诰o靠接觸表面6的底下，從而進(jìn)一步使開關(guān)場(chǎng)更緊湊。上面說過，各膜片可以彼此膠合或?qū)盈B在一起。用例如滾筒軋制出的膜片進(jìn)行制造，可經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出 高產(chǎn)量開關(guān)場(chǎng)。開關(guān)場(chǎng)最好是在通信和數(shù)據(jù)技術(shù)中用作不受信號(hào)限制的遠(yuǎn)距離控制分配器。
附圖中的編號(hào)1.交叉點(diǎn)2.機(jī)械性能柔韌的膜片3.機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片4.機(jī)械性能柔韌的膜片5.永久磁鐵6.接觸表面7.機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片8.機(jī)械性能柔韌的膜片9.鐵磁表面10.鐵磁材料11.機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片12.機(jī)械性能柔韌的膜片13.線圈14.電氣引線
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)場(chǎng)，用于電磁切換具有多個(gè)交叉點(diǎn)的電氣信號(hào)線路，交叉點(diǎn)(1)的各部分由膜片形成，電路的其它部分在膜片上和膜片之間形成。
2.一種開關(guān)場(chǎng)，用于轉(zhuǎn)接特別是通信和數(shù)據(jù)技術(shù)的電氣信號(hào)線路，由許多排列成矩陣形狀的交叉點(diǎn)和分配給各交叉點(diǎn)的信號(hào)線路組成，交叉點(diǎn)(1)由至少兩個(gè)可彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸表面(6，9)組成，一個(gè)接觸表面(6)配有一個(gè)永久磁鐵(5)，另一個(gè)接觸表面(9)配有帶線圈(13)的鐵磁材料(10)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于a)采用機(jī)械性能柔韌的膜片(2)作為底層，膜片(2)上敷有在交叉點(diǎn)(1)范圍內(nèi)斷開的機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片(3)；b)膜片(4)的下表面附有永久磁鐵(5)，膜片(4)的上表面在交叉點(diǎn)(1)的范圍設(shè)有接觸表面(6)；c)機(jī)械性能柔韌的膜片(4)上敷有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片(7)，膜片(7)在交叉點(diǎn)(1)的范圍內(nèi)斷開；d)膜片(7)上敷有機(jī)械性能柔韌的膜片(8)，膜片(8)下表面附有對(duì)置著的接觸表面(9)，膜片(8)上表面在交叉點(diǎn)(1)范圍內(nèi)設(shè)有鐵磁材料(10)；e)機(jī)械性能柔韌的膜片(8)上敷有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片(11)，膜片(11)在交叉點(diǎn)(1)的范圍內(nèi)斷開，膜片(11)上敷有帶線圈(13)的膜片(12)上，配置在交叉點(diǎn)(1)的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，a)用作底層的機(jī)械性能柔韌的膜片(2)上附有永久磁鐵(5)，在上表面在交叉點(diǎn)(1)范圍內(nèi)有接觸表面(6)；b)在機(jī)械性能柔韌的膜片(2)上敷有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片(7)，膜片(7)在交叉點(diǎn)(1)的范圍內(nèi)斷開；c)膜片(7)上敷有機(jī)械性能柔韌的膜片(8)，膜片(8)的下表面附有對(duì)置著的接觸表面(9)，膜片(8)的上表面，在交叉點(diǎn)(1)的范圍設(shè)有鐵磁材料(10)；d)機(jī)械性能柔韌的膜片(8)上敷有機(jī)械性能穩(wěn)定的膜片(11)，膜片(11)在交叉點(diǎn)(1)的范圍內(nèi)斷開；e)膜片(11)上敷有帶線圈(13)的膜片(12)，配置在交叉點(diǎn)(1)的范圍內(nèi)。
5.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，各膜片用膠彼此膠合起來。
6.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，各膜片疊成層疊狀。
7.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，線圈(13)埋置在膜片(12)中。
8.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，線圈(13)蝕刻在膜片(12)內(nèi)。
9.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，接觸表面(6，9)的電氣信號(hào)線路在膜片(4，8)上構(gòu)制成向開關(guān)場(chǎng)各邊緣延伸的電路線路。
10.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，線圈(13)的引線(14)以矩陣形狀構(gòu)形向開關(guān)場(chǎng)的邊緣延伸。
11.如以上任一權(quán)利要求所述的開關(guān)場(chǎng)，其特征在于，開關(guān)場(chǎng)作為不受信號(hào)限制的遠(yuǎn)距離控制分配器應(yīng)用于通信和數(shù)據(jù)技術(shù)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)場(chǎng)，用于轉(zhuǎn)接特別是通信和數(shù)據(jù)技術(shù)中的電氣信號(hào)線路，該開關(guān)由許多最好按矩陣形狀排列的交叉點(diǎn)1組成，開關(guān)場(chǎng)的一個(gè)接觸表面6配備有一個(gè)永久磁鐵5，接觸表面6對(duì)面的接觸表面9配備有帶線圈13的鐵磁材料10。這樣就得到一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)合理、不受信號(hào)影響，堅(jiān)固耐用的開關(guān)場(chǎng)，應(yīng)用膜片技術(shù)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可以使開關(guān)場(chǎng)結(jié)構(gòu)特別緊湊。
文檔編號(hào)H01H67/00GK1148256SQ9611151
公開日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月16日
發(fā)明者J·弗蘭茨克, W·克拉夫特 申請(qǐng)人:克羅內(nèi)有限公司