圓頂狀彈簧及開關的製作方法

2023-06-11 16:59:31

專利名稱：圓頂狀彈簧及開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及圓頂狀彈簧及具備圓頂狀彈簧的開關。
背景技術：
以往，已知有如下結構，在可攜式電話機等電子設備的操作部使用帶有點擊操作 部的按鈕開關。帶有點擊操作部的按鈕開關能夠在進行下壓操作時給予操作者卡搭感。帶 有點擊操作部的按鈕開關具備圓頂狀接點彈簧。作為上述按鈕開關，已知具備整個面為球面的圓頂狀接點彈簧的開關。參照圖14， 說明以往的具備整個面為球面的圓頂狀接點彈簧的開關100的裝置結構。圖14表示具備 圓頂狀接點彈簧21的開關100的截面結構。如圖14所示，開關100具備圓頂狀接點彈簧21、基板3和固定接點4、5、6。圓頂 狀接點彈簧21是由整個面為球面且圓頂形狀的金屬導體構成的接點用的彈簧。圖14是通 過位於圓頂狀接點彈簧21的平面中心的可動接點21a的面的剖視圖。基板3是載置圓頂狀接點彈簧21的基板。在基板3上設有固定接點4、5、6。固定 接點4、5、6是由金屬導體構成的電接點。固定接點4、5總是與圓頂狀接點彈簧21的端部 接觸。固定接點6設在與圓頂狀接點彈簧21的可動接點21a對應的位置上。參照圖15，說明開關100的動作。圖15表示動作載荷F相對開關100中的可動接 點21a的位移的特性。在開關100中，由操作者從上方下壓圓頂狀接點彈簧21。然後，若圓頂狀接點彈 簧21的可動接點21a與固定接點6接觸，則固定接點4、5通過圓頂狀接點彈簧21與固定 接點6電導通。顯示圓頂狀接點彈簧21的下壓的電信號通過該導通從具有開關1的操作 部輸出。在這種開關100中，考慮操作者從上方以動作載荷F[gf]按壓圓頂狀接點彈簧21 的可動接點21a的情況。在未對可動接點21a加力的初始狀態下，動作載荷F、和可動接點 21a相對基板3在垂直方向的位移[mm]設為0。在開關100的初始狀態下，通過操作者的下壓開始增加動作載荷F。於是，如圖15 所示，動作載荷F從位移0至位移Sll大致成比例地增加。而且，利用與位移Sll對應的動 作載荷F11，圓頂狀接點彈簧21產生壓曲。於是，圓頂狀接點彈簧21的中央部分翻轉，利用 小於動作載荷Fll的動作載荷，可動接點21a位移。然後，動作載荷繼續減少直至可動接點 21a到達與固定接點6接觸的位移S12。而且，若與位移S12對應的動作載荷F12消失，則 圓頂狀接點彈簧21向反方向翻轉，返回到初始狀態。另外，已知有具備具有球面的球面部和底座部的圓頂狀接點彈簧的開關(例如， 參照專利文獻1、2、3、4)。參照圖16，說明具備具有球面部及底座部的圓頂狀接點彈簧的開 關200。圖16表示具備圓頂狀接點彈簧22的開關200的截面結構。如圖16所示，開關200具備圓頂狀接點彈簧22、基板3和固定接點4、5、6。圓頂 狀接點彈簧22具有球面部22A和底座部22B。球面部22A是由球面且圓頂狀的金屬導體構成的接點用的彈簧。底座部22B是與球面部22A連接的圓錐形狀的金屬導體。球面部22A 包含可動接點22a且是利用動作載荷可動的部分。底座部22B是利用動作載荷也幾乎不動 的部分。在開關200中，與開關100相比，利用圓頂狀接點彈簧22能夠降低距基板3的高 度。因此，能夠使開關200小型化。另外，在圓頂狀接點彈簧22上通過製造時的衝壓加工 施加了用於點擊操作的殘留應力。專利文獻1 日本特許第4079431號公報。專利文獻2 日本特許第3753676號公報。專利文獻3 日本特開2004-139997號公報。專利文獻4 日本特開2000-322974號公報。近年來，對於搭載開關的可攜式設備等的電子設備，有進一步小型化的需求。但 是，在以往的開關200中，若進一步降低距基板3的高度，則即使施加動作載荷也不產生壓 曲，無法得到點擊操作。

發明內容
本發明的課題是將設有圓頂狀彈簧的裝置小型化，並且可靠地得到點擊操作。為了解決上述課題，方案一記載的發明的圓頂狀彈簧是通過下壓而引起壓曲的圓 頂狀彈簧，該圓頂狀彈簧的壓曲時的可動部分的至少一部分的中性面為非球面形狀。方案二記載的發明在方案一記載的圓頂狀彈簧的基礎上，上述非球面形狀用六次 方以上的偶函數表示，在將與上述圓頂狀彈簧的中心及外徑之間的位置相對應的上述偶函 數的拐點上的該圓頂狀彈簧與接觸該圓頂狀彈簧端部的基板之間的角度設為α，將與該圓 頂狀彈簧的外徑相對應的上述偶函數的拐點上的該圓頂狀彈簧與上述基板之間的角度設 為β時，滿足α < β。方案三記載的發明在方案一或二記載的圓頂狀彈簧的基礎上，具有上述圓頂狀彈 簧的一部分被切掉的形狀。方案四記載的發明的開關具備方案一至三中任一項記載的圓頂狀彈簧；總是與 上述圓頂狀彈簧接觸的第一固定接點；在上述圓頂狀彈簧壓曲時接觸可動接點的第二固定 接點；以及設有上述第一固定接點及上述第二固定接點的基板，上述圓頂狀彈簧為導體，通 過因下壓而壓曲的上述圓頂狀彈簧，使上述第一固定接點與上述第二固定接點電導通。方案五記載的發明是在方案四記載的開關的基礎上，具備貼在上述圓頂狀彈簧上 的彈簧按壓片。方案六記載的發明是在方案四或五記載的開關的基礎上，具備接受下壓輸入並傳 遞給上述圓頂狀彈簧的操作按鈕。本發明具有以下效果。根據本發明，能夠將設有圓頂狀接點彈簧的裝置小型化並且可靠地得到點擊操 作。


圖1是本發明的實施方式的開關的剖視圖。
圖2是實施方式的圓頂狀彈簧的俯視圖。圖3是表示實施方式的圓頂狀彈簧的高度相對矢徑的圖。圖4是表示實施方式的圓頂狀彈簧的角度的剖視圖。圖5(a)是作為實施方式的一例的圓頂狀彈簧的俯視圖。圖5(b)是作為實施方式 的一例的圓頂狀彈簧的剖視圖。圖6(a)是作為以往一例的圓頂狀彈簧的俯視圖。圖6(b)是作為以往的一例的圓 頂狀彈簧的剖視圖。圖7是表示動作載荷相對實施方式的一例的圓頂狀彈簧及以往的一例的圓頂狀 彈簧的可動接點的位移的特性的圖。圖8是第一變形例的開關的剖視圖。圖9(a)是第二變形例的第一圓頂狀彈簧的俯視圖。圖9(b)是第一變形例的第一 圓頂狀彈簧的剖視圖。圖10(a)是第二變形例的第二圓頂狀彈簧的俯視圖。圖10(b)是第一變形例的第 二圓頂狀彈簧的側視圖。圖11 (a)是第二變形例的第三圓頂狀彈簧的俯視圖。圖11 (b)是第一變形例的第 三圓頂狀彈簧的剖視圖。圖12是實施例1的開關的剖視圖。圖13是實施例2的開關的剖視圖。圖14是以往第一開關的剖視圖。圖15是表示在以往的第一開關中動作載荷相對可動接點的位移的特性的圖。圖16是以往的第二開關的剖視圖。圖中l、10、30、40-開關，2、2A、2B、2C、2D、2E-圓頂狀彈簧，2a、2Aa、2Ba、2Ca、2Da、2Ea_ 可動接點，2b-中性面，2C1、2C2、2D 1、2D2、2D3、2D4-端部，3、3A、3B、3C-基板，4、5、6、4A、5A、6A、4C、5C、6C_ 固定接點，7-操作按鈕，8-開關殼體，8a_固定部，9_彈簧按壓片，100,200-開關，21,22,23-圓頂狀接點彈簧，21a、22a、23a_可動接點，22A、23A-球面部，22B、23B-底座部。
具體實施例方式以下，參照附圖依次詳細說明本發明的實施方式、第一及第二變形例、以及實施例 1、2。但是，發明的範圍並不限定於圖示的例子。參照圖1 圖6、說明本發明的實施方式。首先，參照圖1及圖2，說明本實施方式 的開關1的裝置結構。圖1表示開關1的截面結構。圖2表示圓頂狀彈簧2的平面結構。 圖1是包含圖2的I - I線的圓頂狀彈簧2的截面的開關1的剖視圖。本實施方式的開關1是例如用於電子設備用的操作部的開關。該電子設備是具備 進行下壓操作輸入的操作部的電子設備，最好是可攜式電話機、PHS(個人電話存取系統)、 PDA(個人數字助理)、可攜帶終端設備等的可攜式設備。
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如圖1所示，開關1具備圓頂狀彈簧2、基板3和固定接點4、5、6。圓頂狀彈簧2是 由整個面為非球面形狀的圓頂形狀的金屬導體構成的接點用的彈簧。圓頂狀彈簧2的材料 是SUS301(彈簧用不鏽鋼鋼帶)等的不鏽鋼、鈹青銅、彈簧用磷青銅等的金屬導體。但是， 並不限定於這些材料，一般來講只要是作為彈簧用途使用的材料即可。另外，如圖2所示，圓頂狀彈簧2其平面形狀為圓形。將圓頂狀彈簧2的平面的中 心點作為可動接點2a。而且，將圓頂狀彈簧2的剖面的中性面作為中性面2b。所謂中性面 是指位於壓縮側與拉伸側的邊界且沒有伸縮的剖面。中性面2b為非球面形狀。對於圓頂 狀彈簧2的非球面形狀，在後面詳細敘述。另外，圓頂狀彈簧2在與操作者的下壓方向相反 的方向上具有凸形狀。基板3是由玻璃_環氧樹脂等構成的基板。在基板3上載置有圓頂狀彈簧2。在 基板3上設有固定接點4、5、6。固定接點4、5、6是由銅箔等的金屬導體構成的被固定的接 點。固定接點4、5總是與圓頂狀彈簧2的端部接觸。固定接點6設在與圓頂狀彈簧2的可 動接點2a對應的位置上。固定接點6在圓頂狀彈簧2未被下壓的狀態下不與圓頂狀彈簧 2接觸。接著，參照圖3及圖4，說明圓頂狀彈簧2的非球面形狀。圖3表示圓頂狀彈簧2 的相對於矢徑P的高度。圖4表示圓頂狀彈簧2的角度。如圖3及圖4所示，圓頂狀彈簧2設計成具有非球面形狀。圖3中圓頂狀彈簧2的 高度是從基板3的表面到圓頂狀彈簧2的下側的面的垂直方向的長度。基板3的表面上的 以圓頂狀彈簧2的中心點為中心的到端部的圓的外徑設為外徑D。基板2的表面上的距圓 頂狀彈簧2的中心點的長度設為矢徑P。換言之，與外徑D對應的矢徑P為D/2。而且， 將與圓頂狀彈簧2的中心點對應的圓頂狀彈簧2的高度設為高度h。就圓頂狀彈簧2而言，上側的面、中性面及下側的表面具有同樣的非球面形狀。至 少圓頂狀彈簧2的中性面為非球面形狀即可。因此，將圓頂狀彈簧2的下側的面的形狀當 作圓頂狀彈簧2的中性面的形狀進行以下說明。圓頂狀彈簧2的非球面形狀是以如下公式(1)的六次方偶函數的非球面方程式表 示的形狀。f (p ) = a6 · P 6+b6 · P 4+c6 · ρ 2+h ... (1)但是，a6、b6、C6是任意係數。而且，在公式(1)中，與圓頂狀彈簧2的拐點的位置對應的直徑設為長度D1。公 式(1)具有三個拐點。三個拐點存在於與矢徑P =0、Dl/2、D/2對應的位置上。將矢徑 P =Dl/2中的圓頂狀彈簧2與基板3之間的角度設為角度α。將矢徑P = D/2中的圓 頂狀彈簧2與基板3之間的角度設為角度β。在圓頂狀彈簧2中作為由於動作載荷F而產生壓曲的條件，需要滿足以下公式 ⑵。α < β ... (2)在公式(1)中，決定滿足公式(2)的a6、b6、c6。在公式(1)中，雖然將圓頂狀彈簧2的非球面形狀用六次方偶函數的非球面方程 式來表示，但也可以用八次方以上的偶函數來表示。換言之，是滿足以下公式(3)、(4) 的 任一個的非球面形狀。
f (p ) = a8 · P 8+b8 · P 6+c8 · P 4+d8 · P 2+h ... (3)f (p ) = a10 · P 10+b10 · P 8+c10 · P 6+d10 · P 4+e10 · P 2+h ... (4)S卩，本實施方式的非球面形狀統一用以下公式(5)表示。f (p ) = anl · P n+bn · pn 2+cn · P n 4+. . . + γ n · P2+h ... (5)但是，η是六以上的任意偶數，Y是對應於二次方的係數。之所以使用六次方以上的偶函數，是為了得到包含矢徑P = 0的三個以上的拐 點。三個以上的拐點之中，一個拐點對應於矢徑P =0，另一個拐點對應於矢徑P =圓頂 狀彈簧2的外徑，再一個拐點對應於滿足0< P <外徑的矢徑P。在具有三個以上的拐點 的情況下，能夠將圓頂狀彈簧2做成引起壓曲的形狀。換言之，通過使用公式(5)的六次方 以上的偶函數來設計滿足公式(2)的條件的圓頂狀彈簧2，從而圓頂狀彈簧2通過動作載荷 F而引起壓曲。在設計圓頂狀彈簧2的場合，越提高公式(5)的次方數η，則能夠將非球面形狀設 定為更理想的形狀，但是計算量變多。因此，最好用六次方、八次方等適當的次方數的非球 面方程式來設計圓頂狀彈簧2。接著，參照圖5 圖7，說明圓頂狀彈簧2的一例中的動作。圖5(a)表示作為本實 施方式的一例的圓頂狀彈簧2Α的平面結構。圖5(b)表示圓頂狀彈簧2Α的剖面結構。圖 6(a)表示作為以往一例的圓頂狀接點彈簧23的平面結構。圖6(b)表示圓頂狀接點彈簧 23的剖面結構。圖7表示相對於圓頂狀彈簧2Α及圓頂狀接點彈簧23的可動接點2Aa、23a 的位移的動作載荷的特性。圖5 (a)、(b)所示的圓頂狀彈簧2A是使用公式(2)及八次方的非球面方程式的公 式(3)設計的圓頂狀彈簧2的一例。圖5(b)是在圖5(a)的圓頂狀彈簧2A的V-V線處的 剖視圖。圖6(a)、(b)所示的圓頂狀接點彈簧23是以往的圓頂狀接點彈簧22的一例。作 為在圓頂狀彈簧2A及圓頂狀接點彈簧23上並沒有通過衝壓加工而施加用於點擊操作的殘 留應力。圖6(b)是在圖6(a)的圓頂狀接點彈簧23的VI-VI線處的剖視圖。圓頂狀接點 彈簧23具有球面形狀的球面部23A和圓錐形狀的底座部23B。將圓頂狀彈簧2A及圓頂狀接點彈簧23的平面上的外徑設為長度Li，將剖面上的 從基板到圓頂狀彈簧2A及圓頂狀接點彈簧23的上面的高度設為長度L2。在圖7中，用實線表示在圓頂狀彈簧2A相對基板3的垂直方向上的動作載荷 F[gf]相對可動接點2Aa的位移[mm]的曲線。同樣，用虛線表示動作載荷F[gf]相對圓頂 狀接點彈簧23的可動接點23a的位移[mm]的曲線。圖7表示作為一例設為Ll = 4[mm]、 L2 = 0. 24[mm]的情況下的圓頂狀彈簧2A及圓頂狀接點彈簧23的特性。在具備圓頂狀彈簧2A及圓頂狀接點彈簧23的開關中，考慮由操作者從上方以動 作載荷F下壓圓頂狀彈簧2A或圓頂狀接點彈簧23的中心的可動接點2Aa或23a的情況。 在未對可動接點2Aa或23a加力的初始狀態下將動作載荷及位移為0。在開關的初始狀態下，在對圓頂狀接點彈簧23施加動作載荷F的情況下，首先，操 作者通過下壓開始增加動作載荷F。如圖7所示，動作載荷F在位移從0到位移量Sl大致 成比例地增加。但是，即使超過位移量Si，動作載荷也與位移增加的一起繼續增加。因此， 以動作載荷Fl無法在圓頂狀接點彈簧23上引起壓曲。對此，在開關的初始狀態下，在對圓頂狀彈簧2A施加動作載荷F的情況下，如圖7所示，動作載荷F在位移從0到位移量S 1大致成比例地增加。而且，利用與位移量Sl對 應的動作載荷F，圓頂狀彈簧2A引起壓曲。於是，圓頂狀彈簧2A的中央部分翻轉，以小於 動作載荷Fl的動作載荷使可動接點2Aa位移。然後，動作載荷繼續減少直至到達可動接點 2Aa與固定接點5接觸的位移量S2。而且，若與位移量S2對應的動作載荷F2消失，則圓頂 狀彈簧2A向反方向翻轉，返回到初始狀態。以上，根據本實施方式，通過下壓而引起壓曲的圓頂狀彈簧2的中性面2b為非球 面形狀。而且，圓頂狀彈簧2的非球面形狀用公式(5)表示，並滿足公式(2)。因此，能夠減 少圓頂狀彈簧2的高度，並使設有圓頂狀彈簧2的開關1小型化，並且能可靠地得到點擊操 作。即，能可靠給與操作者卡搭感。第一變形例參照圖8，說明上述實施方式的第一變形例。圖8表示本變形例的開關10的剖面 結構。上述實施方式的開關1是具備在與操作者的下壓方向相反的方向上具有凸形狀 的圓頂狀彈簧2的結構。與此相對地，本變形例的開關10是具備在與操作者的下壓方向相 同的方向上具有凸形狀的圓頂狀彈簧2B的結構。如圖8所示，開關10具備圓頂狀彈簧2B、基板3A、3B和固定接點4A、5A、6A。圓頂 狀彈簧2B是由中性面為與圓頂狀彈簧2同樣的非球面形狀的圓頂形狀的不鏽鋼等的金屬 導體構成的接點用的彈簧。而且，圓頂狀彈簧2B其平面形狀為圓形。將圓頂狀彈簧2B的 平面的中心點設為可動接點2Ba。基板3A是設在圓頂狀彈簧2B的上方且載置在圓頂狀彈簧2B上的基板。基板3B 是設在圓頂狀彈簧2B的下方且載置有圓頂狀彈簧2B的基板。在基板3A上設有固定接點 4A、5A、6A。固定接點4A、5A、6A是由銅箔等的金屬導體構成的電接點。固定接點4A、5A總 是與圓頂狀彈簧2B的端部接觸。固定接點6A設在與圓頂狀彈簧2B的可動接點2Ba對應 的位置上。固定接點6A在圓頂狀彈簧2B未被下壓的狀態下不與圓頂狀彈簧2B接觸。基 板3B在圓頂狀彈簧2B未被下壓的狀態下與可動接點2Ba接觸。在開關10中，與開關1同樣，在沒有動作載荷F的初始狀態下，通過下壓圓頂狀彈 簧2B，將動作載荷F施加在可動接點2Ba上並逐漸增加，則在某一位移使圓頂狀彈簧2B引 起壓曲進而中央部分翻轉，以小的動作載荷F使可動接點2Ba繼續位移。然後，可動接點 2Ba與固定接點6A接觸，動作載荷F繼續減少。而且，若動作載荷F消失，則圓頂狀彈簧2B 向反方向翻轉，返回到初始狀態。以上，根據本變形例，與上述實施方式同樣，利用圓頂狀彈簧2B能夠使開關10小 型化，並且能可靠地得到點擊操作。而且，固定接點4A、5A、6A設在基板3A上。因此，能夠將固定接點4A、5A、6A設在 圓頂狀彈簧2的上方。第二變形例參照圖9 圖11，說明上述實施方式的第二變形例。圖9 (a)表示本變形例的圓頂 狀彈簧2C的平面結構。圖9(b)表示圓頂狀彈簧2C的剖面結構。圖10(a)表示本變形例 的圓頂狀彈簧2D的平面結構。圖10(b)表示圓頂狀彈簧2D的側面結構。圖11(a)表示本 變形例的圓頂狀彈簧2E的平面結構。圖11 (b)表示圓頂狀彈簧2E的剖面結構。
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上述實施方式的開關1是具備平面形狀為圓形的圓頂狀彈簧2的結構。與此相對 地，本變形例的開關是代替圓頂狀彈簧2而具備圓頂狀彈簧2的一部分被切掉的圓頂狀彈 簧2C、2D或2E的結構。如圖9(a)、(b)所示，圓頂狀彈簧2C具有圓頂形狀的上下的一部分被切掉的鼓形 (俵型)的圓頂形狀。圖9(b)是在圖9(a)的圓頂狀彈簧2C的:IX-IX線處的剖視圖。圓頂 狀彈簧2C通過將圓頂狀彈簧2的上下的端部切掉而製造。因此，圓頂狀彈簧2C具有與圓 頂狀彈簧2相同的非球面形狀。但是，在圓頂狀彈簧2C中，在未切掉的端部之中的隔著中 心的可動接點2Ca對置的兩個端部2C1、2C2與基板3的固定接點4、5接觸。如圖10(a)、(b)所示，圓頂狀彈簧2D具有圓頂形狀的四個局部被切掉的十字形的 圓頂形狀。圖10(b)是圖10(a)的圓頂狀彈簧2D的側視圖。圓頂狀彈簧2D通過將圓頂狀 彈簧2的四個端部切掉而製造。因此，圓頂狀彈簧2D具有與圓頂狀彈簧2相同的非球面形 狀。但是，在圓頂狀彈簧2D中，在未切掉的端部之中的隔著中心的可動接點2Da對置的兩 個端部2D1、2D2或者2D3、2D4與基板3的固定接點4、5接觸。如圖11(a)、(b)所示，圓頂狀彈簧2E具有圓頂形狀的中央部被切掉的開孔形的 圓頂形狀。圖11 (b)是圖11 (a)的圓頂狀彈簧2E的XI - XI線處的剖視圖。圓頂狀彈簧2E 通過將圓頂狀彈簧2的中心部切成圓形而製造。將圓頂狀彈簧2E的孔側的端部作為可動 接點2Ea。因此，圓頂狀彈簧2E具有與圓頂狀彈簧2相同的非球面形狀。在圓頂狀彈簧2E 中，與圓頂狀彈簧2同樣，隔著中心的可動接點2Ea對置的任意兩個端部與基板3的固定接 點4、5接觸。固定接點6形成及配置成在圓頂狀彈簧2E壓曲時與可動接點2Ea接觸。以上，根據本變形例，與上述實施方式同樣，利用圓頂狀彈簧2C、2D或2E，能夠使 開關小型化並且能可靠地得到點擊操作。而且，圓頂狀彈簧2C、2C或2E被切掉一部分。因此，能夠減少圓頂狀彈簧2C、2D 或2E的材料，能夠實現圓頂狀彈簧及開關的輕量化。實施例1參照圖12，說明上述實施方式的開關1的作為第一實施例的開關30。圖12表示 本實施例的開關30的剖面結構。開關30是設在可攜式設備等的操作部等上的按鈕開關。開關30具備圓頂狀彈簧 2、基板3C、固定接點4C、5C、6C、操作按鈕7和開關殼體8。基板3C、固定接點4C、5C、6C依 次對應於基板3、固定接點4、5、6。以下，對與實施方式相同的部件上標註相同的附圖標記 並省略其說明。基板3C是由玻璃-環氧樹脂等構成的基板。基板3C載置有與圓頂狀彈簧2連接 的固定接點4C、5C、6C。固定接點4C、5C、6C是由銅箔等的金屬導體構成的電接點。固定接 點4C、5C總是與圓頂狀彈簧2的端部接觸。固定接點6C設在與圓頂狀彈簧2的可動接點 2a對應的位置上。固定接點6C在圓頂狀彈簧2未被下壓的狀態下不與圓頂狀彈簧2接觸。操作按鈕7由ABS樹脂等的樹脂等構成，是接受操作者的下壓輸入的操作按鈕。操 作按鈕7與圓頂狀彈簧2的上方接觸，接受操作者的下壓輸入，並按照該下壓輸入沿著開關 殼體8上下移動，將與該下壓輸入對應的動作載荷F傳遞給圓頂狀彈簧2。開關殼體8是由 塑料等的樹脂等構成的殼體。開關殼體8覆蓋基板3C、固定接點4C、5C、6C和操作按鈕7， 並且露出操作按鈕7的一部分。而且，開關殼體8沿上下方向引導操作按鈕7。
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另外，開關殼體8具有固定部8a。固定部8a固定從上面看到的圓頂狀彈簧2的位 置。該位置是圓頂狀彈簧2與固定接點4C、5C接觸且圓頂狀彈簧2的可動接點2Aa在壓曲 時與固定接點6C接觸的位置。以上，根據本實施例1，與上述實施方式同樣，利用圓頂狀彈簧2能夠使開關30小 型化，能可靠地得到點擊操作。而且，開關30具備操作按鈕7。因此，利用操作按鈕7能夠 使操作者容易進行下壓輸入的操作。而且，開關30具備具有固定部8a的開關殼體8。因此，利用固定部8a能夠將圓頂 狀彈簧2可靠地配置在使圓頂狀彈簧2總是與固定接點4C、5C接觸且在壓曲時與固定接點 6C接觸的位置上。實施例2參照圖13，說明上述實施方式的開關1的作為第二實施例的開關40。圖13表示 本實施例的開關40的剖面結構。開關40是設在可攜式設備等的操作部等上的按鈕開關。開關40具備圓頂狀彈簧 2、基板3、固定接點4、5、6和彈簧按壓片9。彈簧按壓片9是聚酯薄膜等的絕緣性薄片。彈簧按壓片9貼在圓頂狀彈簧2及基 板3的上面上。彈簧按壓片9固定從上面看的圓頂狀彈簧2的位置。該位置是圓頂狀彈簧 2與固定接點4、5接觸且圓頂狀彈簧2的可動接點2Aa在壓曲時與固定接點6接觸的位置。以上，根據本實施例2，與上述實施方式同樣，利用圓頂狀彈簧2能夠使開關40小 型化，能可靠地得到點擊操作。而且，開關40具備彈簧按壓片9。因此，利用彈簧按壓片9 能夠將圓頂狀彈簧2可靠地配置在總是與固定接點4、5接觸且在壓曲時與固定接點6接觸 的位置上。而且，利用彈簧按壓片9，能夠比實施例1的開關30進一步降低開關40的高度 並使其進一步小型化。另外，上述實施方式、各變形例及各實施例中的說明是本發明的圓頂狀彈簧及開 關的一例，並不限定於此。例如，也可以將上述實施方式、各變形例及各實施例的結構的至少兩個適當組合。 例如，可以做成將上述實施例1的開關30的圓頂狀彈簧2替換成上述第二變形例記載的圓 頂狀彈簧2C、2D、2E的結構。而且，例如，也可以做成在上述實施例1的開關30中，沒有固 定部8a而是在圓頂狀彈簧2上粘貼上述實施例2的彈簧按壓片9來進行定位的結構。另外，上述實施方式、各變形例及各實施例的圓頂狀彈簧做成整個面的中性面為 非球面形狀的結構，但是並不限定於此。也可以做成圓頂狀彈簧的壓曲時的可動部分的至 少一部分為非球面的結構。例如，將圓頂狀彈簧的中心的圓部分做成球面形狀並將除此以 外的部分做成非球面形狀。另外，在上述實施方式、各變形例及各實施例中，作為設置圓頂狀彈簧的裝置，說 明了開關，但並不限定於此。也可以將非球面的圓頂狀彈簧設置在連接器等其他裝置上。例 如，在將非球面的圓頂狀彈簧用於連接器的結構中，將連接器的接點作為非球面的圓頂狀 彈簧，當連接連接器時，利用圓頂狀彈簧引起點擊操作。換言之，當將連接器連接在連接對 象上時，通過圓頂狀彈簧的壓曲，引起點擊操作，並且通過圓頂狀彈簧將連接器的接點與該 連接對象的接點電導通。因此，能夠使操作者感到卡搭感，並且使連接器小型化。而且，也可以將非球面的圓頂狀彈簧不用作接點而設在連接器等的裝置上。例如，
10在將非球面的圓頂狀彈簧用於連接器的結構中，圓頂狀彈簧設在連接器的外殼等上，當連 接連接器時，利用圓頂狀彈簧引起點擊操作。換言之，在連接連接器時，將連接器的接點與 其連接對象的接點電導通，並與此另外通過圓頂狀彈簧的壓曲而引起點擊操作。因此，能夠 給與操作者告知連接結束的卡搭感，並且能夠使連接器小型化。 另外，對於上述實施方式、各變形例及各實施例中的圓頂狀彈簧及開關的細節結 構及詳細動作，在不脫離本發明的主要內容的範圍內也可以進行適當變更。
權利要求
1.一種圓頂狀彈簧，通過下壓而引起壓曲，其特徵在於，該圓頂狀彈簧的壓曲時的可動部分的至少一部分的中性面為非球面形狀。
2.根據權利要求1所述的圓頂狀彈簧，其特徵在於， 上述非球面形狀用六次方以上的偶函數表示，在將與上述圓頂狀彈簧的中心及外徑之間的位置相對應的上述偶函數的拐點上的該 圓頂狀彈簧與接觸該圓頂狀彈簧端部的基板之間的角度設為α，將與該圓頂狀彈簧的外徑相對應的上述偶函數的拐點上的該圓頂狀彈簧與上述基板之間的角度設為β時，滿足α < β。
3.根據權利要求1或2所述的圓頂狀彈簧，其特徵在於， 具有上述圓頂狀彈簧的一部分被切掉的形狀。
4.一種開關，其特徵在於，具備權利要求1至3中任一項所述的圓頂狀彈簧； 總是與上述圓頂狀彈簧接觸的第一固定接點； 在上述圓頂狀彈簧壓曲時接觸可動接點的第二固定接點；以及 設有上述第一固定接點及上述第二固定接點的基板， 上述圓頂狀彈簧為導體，通過因下壓而壓曲的上述圓頂狀彈簧，使上述第一固定接點與上述第二固定接點電導
5.根據權利要求4所述的開關，其特徵在於， 具備貼在上述圓頂狀彈簧上的彈簧按壓片。
6.根據權利要求4或5所述的開關，其特徵在於，具備接受下壓輸入並傳遞給上述圓頂狀彈簧的操作按鈕。
全文摘要
本發明的課題是將設有圓頂狀彈簧的裝置小型化，並且可靠地得到點擊操作。圓頂狀彈簧(2)是通過下壓而引起壓曲的圓頂狀彈簧，該圓頂狀彈簧的壓曲時的可動部分的至少一部分的中性面為非球面形狀。該非球面形狀用六次方以上的偶函數表示，在將與圓頂狀彈簧(2)的中心及外徑之間的位置相對應的上述偶函數的拐點上的圓頂狀彈簧(2)與基板(3)之間的角度設為α，將與該圓頂狀彈簧(2)的外徑相對應的上述偶函數的拐點上的圓頂狀彈簧(2)與基板(3)之間的角度設為β時，滿足α＜β。
文檔編號H01H13/52GK101996804SQ20101024845
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優先權日2009年8月6日
發明者關口力, 稻本繁典, 荒內正彥 申請人:三美電機株式會社