長衝程圓頂形可動觸片的製作方法
2023-05-07 10:53:46
長衝程圓頂形可動觸片的製作方法
【專利摘要】提供一種長按入量且低按壓力、具有充分的耐久性、觸底感也降低的圓頂形可動觸片和將該可動觸片粘合於薄板的圓頂形可動觸片。長衝程圓頂形可動觸片，具有：帶觸擊動作功能的圓頂形觸片，將1張彈性金屬薄板形成為圓頂形而構成；4個以上的L字形或三角形的切口，形成於圓頂形觸片；這些切口相對於圓頂形觸片的中心以相等角度的配置而形成，各切口的頂角部朝向圓頂形觸片的中心位置，圓頂形觸片的中央部與圓頂形觸片的外周部在切口之間、在放射方向上通過均勻寬度的連結部而連結，這些切口使半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低，並使最大負荷以後的按入量成為最大負荷以前的按入量的1.0倍以上。圓頂形可動觸片僅在需要的部分上粘合於薄板。
【專利說明】長衝程圓頂形可動觸片
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於便攜電話、電子設備的鍵盤等的輸入操作部的開關的長衝程即長按入量的圓頂形的可動觸片。
【背景技術】
[0002]較多的開關用圓頂形的可動觸片為圓形或橢圓形的外形，為了具有觸擊感而將較薄的彈性板成形為圓頂形。在這樣的圓頂形的可動觸片中存在如下問題:在增大圓頂高度並延長按入量，例如設為0.3mm以上的情況下，(1)按壓力變得非常大，(2)在變形時會施加強的負荷，因此耐久性惡化，(3)最大按壓力以後的按入量較短，因此觸底感較強，對手指施加負擔等。
[0003]另一方面，如果在可動觸片上形成切口，雖然按壓力能夠降低，但在切口部分會引起應力集中而使耐久性惡化。例如專利文獻1為，在1張接觸彈簧片上形成有4個扇狀的切口，在各切口的靠中心的位置上形成有彈簧接點，但由於彈簧接點的存在而不能獲取充分的觸擊感，按入量也不長，並且在彈簧接點的形成部分容易產生裂紋。
[0004]另外，專利文獻2公開有帶兩級觸擊的觸點彈簧，該觸點彈簧將圓形的彈簧材料形成為2個圓頂，在中間位置上形成有圓弧狀長孔。在該帶兩級觸擊的觸點彈簧中，能夠獲取比2次的觸擊感還大的衝程，但因需要兩級成形，因此在單純地獲取較大的衝程時並不適合。
[0005]再有，專利文獻3和專利文獻4公開有:將圓頂形的可動觸片與薄板通過粘著劑進行組合，並將它們組入於開關基板等。根據這些技術，薄板容易產生形變(皺褶)，圓頂形的可動觸片與薄板之間的粘著不穩定，並且在可動觸片上存在切口時，在使用中粘著劑會漏出於切口部分，容易引起動作不良。
[0006]專利文獻1:日本特公昭58 - 58771號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2010 - 146737號公報
[0008]專利文獻3:日本特開平10 - 188728號公報
[0009]專利文獻4:W02004 / 055848號公報
【發明內容】
[0010]本發明所解決的問題為，提供一種長按入量且低按壓力、具有充分的耐久性、觸底感也降低的圓頂形的可動觸片，並且在圓頂形的可動觸片中能夠將薄板的形變(皺褶)或粘著劑的漏洩防止於未然。
[0011]基於上述問題，本發明為一種長衝程圓頂形可動觸片1，具有:帶觸擊動作功能的圓頂形觸片2，將1張圓形或橢圓形的彈性金屬薄板形成為圓頂形而構成；以及4個以上的L字形或三角形的切口 3，形成於圓頂形觸片2 ;其中，切口 3相對於圓頂形觸片2的中心以相等角度的配置而形成，切口 3的頂角部朝向圓頂形觸片2的中心位置，圓頂形觸片2的中央部4與圓頂形觸片2的外周部5，在切口 3之間、在放射方向上通過均勻寬度的連結部6而連結，這些切口 3使半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低，並使最大負荷以後的按入量S2成為最大負荷以前的按入量S1的1.0倍以上(技術方案1)。
[0012]另外，本發明為，在長衝程圓頂形可動觸片1中，將切口 3的中心位置的L字形的角部或三角形的頂角部設為圓弧狀(技術方案2)。
[0013]再有，本發明為一種長衝程圓頂形可動觸片1，具有:帶觸擊動作功能的圓頂形觸片2，將1張圓形或橢圓形的彈性金屬薄板形成為圓頂形而構成；4個以上的L字形或三角形的切口 3，形成於圓頂形觸片2 ；以及薄板15，固定圓頂形觸片2 ;其中，切口 3相對於圓頂形觸片2的中心以相等角度的配置而形成，切口 3的頂角部朝向圓頂形觸片2的中心位置，圓頂形觸片2的中央部4與圓頂形觸片2的外周部5，在切口 3之間、在放射方向上通過均勻寬度的連結部6而連結，這些切口 3使半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低，並使最大負荷以後的按入量S2設為最大負荷以前的按入量S1的1.0倍以上，而且，薄板15被錘壓凸出加工成圓頂形觸片2的凸形狀，圓頂形觸片2收納於薄板15的錘壓凸出加工部分，通過薄板15的粘著劑14，在相對於薄板15面接觸的部分上被粘合(技術方案3)。
[0014]另外，本發明為，在長衝程圓頂形可動觸片1中，圓頂形觸片2僅在相對於薄板15面接觸的部分中的外周部5上被粘合(技術方案4)。
[0015]發明效果
[0016]根據本發明的長衝程圓頂形可動觸片1，使L字形的切口 3的角部或三角形的切口 3的頂角部朝向圓頂形觸片2的中心位置，並且相對於中心以相等的角度配置，在圓頂形觸片2上形成有4個以上的切口 3，在圓頂形觸片2的中央部4與圓頂形觸片2的外周部5之間，在4個以上的放射方向上形成有均勻寬度的連結部6，並使最大負荷以後的按入量S2成為最大負荷以前的按入量S1的1.0倍以上，以確保長衝程，因此，即使是長按入量，也可獲取低按壓力、高耐久性，按壓力的最大負荷以後的按入量變長，觸底感較弱，對手指的負擔變小，進一步可實現觸擊音的降低(技術方案1)。
[0017]在本發明的長衝程圓頂形可動觸片1中，將切口 3的中心位置的L字形的角部或三角形的頂角部設為圓弧狀，因此能夠進一步減少切口 3的中心位置的裂紋產生(技術方案2)。
[0018]根據本發明的長衝程圓頂形可動觸片1，薄板15被預先進行錘壓凸出加工，圓頂形觸片2收納於薄板15的錘壓凸出加工部分的內部，因此，能夠減輕薄板15的在粘著部分的形變或褶皺的產生，另外，圓頂形觸片2通過薄板15的粘著劑14，在與薄板15面接觸的部分、即中央部4、外周部5以及連結部6上被粘合於薄板15，因此，能夠將粘著劑14的漏洩或露出、尤其能夠將粘著劑14從切口 3的漏出防止於未然，並且，圓頂形觸片2的反轉動作也不會因粘著力而被限制，能夠期待順暢的動作(技術方案3)。
[0019]根據本發明的長衝程圓頂形可動觸片1，圓頂形觸片2通過薄板15的粘著劑14，僅在與薄板15面接觸的部分中的外周部5上粘合於薄板15，因此能夠將粘著劑14在比外周部5靠中心的部分上的漏洩或露出、粘著劑14從切口 3的漏出防止於未然，並且，圓頂形觸片2的反轉動作在比外周部5靠中心的部分上不會因粘著力而被限制，能夠期待更加順暢的動作(技術方案4)。
【專利附圖】
【附圖說明】[0020]圖1是圓頂形的可動觸片與拉伸張力之間的關係的說明圖。
[0021]圖2是對於通常的可動觸片和長按入量的可動觸片的拉伸張力的產生狀況的說明圖、以及按入量一按壓力的曲線圖。
[0022]圖3是本發明的長衝程圓頂形可動觸片的說明圖。
[0023]圖4是對於本發明的長衝程圓頂形可動觸片的拉伸張力的產生狀況的說明圖。
[0024]圖5是現有技術以及在本發明中的按入量一按壓力的曲線圖。
[0025]圖6是裂紋的產生狀況的俯視圖。
[0026]圖7是在將本發明的長衝程圓頂形可動觸片組入於薄膜開關的狀態下的動作前(通電前)的剖面圖。
[0027]圖8是在將本發明的長衝程圓頂形可動觸片組入於薄膜開關的狀態下的動作時(通電時)的放大剖面圖。
[0028]圖9是可動觸片相對於薄板的粘著面的說明圖。
[0029]圖10是可動觸片相對於薄板的粘著面的其它說明圖。
[0030]標記說明
[0031]1、長衝程圓頂形可動觸片
[0032]2、圓頂形觸片21、軋制鋼板22、可動觸片23、可動觸片
[0033]3、切口
[0034]4、中央部
[0035]5、外周部
[0036]6、連結部
[0037]7、推進器
[0038]8、PET 薄膜
[0039]9、PET 薄膜
[0040]10、薄膜開關
[0041]11、印刷接點
[0042]12、印刷接點
[0043]13、間隔件
[0044]14、粘著劑
[0045]15、薄板
[0046]P、按壓力
[0047]S、按入量
[0048]S1、最大負荷以前的按入量
[0049]S2、最大負荷以後的按入量
【具體實施方式】
[0050]如圖1的a、b所示那樣，在將1張軋制鋼板21衝壓成形為圓頂形(碗形)，並形成為帶觸擊功能的可動觸片22的情況下，如圖1的c所示那樣，在成形後，在可動觸片22內，因成形而成為在外周與中央之間施加半徑方向的強的拉伸張力、同時在圓周方向也施加強的拉伸張力的狀態。[0051]如圖2的a、b所示那樣，在通常的可動觸片22中，為了確保長按入量，以比通常的可動觸片22還要做出製品高度的方式進行深成形，當形成為長按入量的可動觸片23時，則如圖2的al、bl所示那樣，相對於通常的可動觸片22而長按入量的可動觸片23在外半徑方向和圓周方向所施加的拉伸張力都變得非常大，結果，如圖2的a2、b2的按入量S —按壓力P的曲線圖那樣,成為高壓力負荷且耐久性也惡化。
[0052]g卩，如圖2的a2那樣，在通常的可動觸片22中，最大負荷以後的按入量S2比最大負荷以前的按入量S1小。但是，如圖2的a2那樣，在長按入量的可動觸片23中，按壓力相當於拉伸張力的增大量而增大，最大負荷以前的按入量S1和最大負荷以後的按入量S2都變得比通常的可動觸片22大。並且，最大負荷以後的按入量S2依然比最大負荷以前的按入量S1小。
[0053]另外，在長按入量的可動觸片23中，外周部以外的任一個部位都處於從全方位被強的拉伸張力拉伸的狀態，當一處開始變形時，則被其連帶地整體一下子就變形。為此，最大按壓負荷以後的壓曲區域的按入量S2較短且觸底感強。
[0054]因此，本發明如圖3的(1)至(4)所示那樣，為了構成長衝程圓頂形可動觸片1，將1張圓形或橢圓形的彈性金屬薄板形成為圓頂形，構成帶觸擊動作功能的圓頂形觸片2，並且，在圓頂形觸片2上形成4個以上的L字形或三角形的切口 3，使L字形的切口 3的角部或三角形的切口 3的頂角部朝向圓頂形觸片2的中心位置，且相對於中心以相等的角度配置，通過在圓頂形觸片2上形成4個以上的切口 3，在圓頂形觸片2的中央部4與圓頂形觸片2的外周部5之間在4個以上的半徑方向上形成有均勻寬度的連結部6，從而如後述那樣，使半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低，並且將最大負荷以後的按入量S2設為最大負荷以前的按入量S1的1.0倍以上，確保了長按入量(長衝程)。
[0055]上述的1張彈性金屬薄板為，以厚度為0.04?0.1mm左右將軋制鋼板、鍍銀或鍍鎳的不鏽鋼的軋制鋼板等的板衝切成圓形或橢圓形，並衝壓成形為直徑3?6mm左右的圓頂形。另外，4個以上的切口 3為L字形或三角形，相鄰的切口 3之間成為均勻的寬度即相同寬度的連結部6。
[0056]如圖3的(5)所示那樣，在圓頂形觸片2沒有被施加外力的狀態(變形前)時，從側面觀察為圓頂形，但如圖3的(6)和(7)的剖面形狀那樣，當通過推進器7等而在中央部4的凸側受到外力(按壓力)作用時，則至最大負荷以前為止扁平地變形，但在最大負荷以後基於觸擊動作而變形，在中央部4的周圍使彎曲方向反轉。在該反轉時，長衝程圓頂形可動觸片1將在中央部4的部分上相對置的一對印刷接點11、12關閉，而成為電導通狀態，或將與中央部4接觸的印刷接點11和與外周部5接觸的印刷接點12之間通過圓頂形觸片2關閉，成為電導通狀態。當外力(按壓力)消失時，圓頂形觸片2反轉成原來的狀態而復位，所以印刷接點11、12分離，成為電不導通狀態。
[0057]根據上述的構成，拉伸張力的作用區域因切口 3的存在而被遮斷，因此，在半徑方向上所施加的拉伸張力被降低，圓周方向的拉伸張力為僅限於外周部5的部分。像這樣，通過在圓頂形觸片2上設置L字形或三角形的切口 3，從而使圓頂形觸片2上所施加的半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低。
[0058]如圖4的(1)所示那樣，通過彎曲加工，與目前為止同樣，即使作用拉伸張力，實際上如圖4的(2)所示那樣，在進行開關動作時變形動作的部分也僅為圓頂形觸片2的十字狀的部位即中央部4和連結部6，因此連結部6的部位中的僅半徑方向的拉伸張力成為按壓力。像這樣，切口 3起到了降低圓頂形觸片2上所施加的半徑方向和圓周方向的拉伸張力的作用。
[0059]圖5的(1)和(2)示出了現有技術和本發明中的按入量S與按壓力P之間的關係。在現有技術和本發明中，雖然按壓力在至最大負荷(最大按壓力)以前的按入量S1為止的區間中成比例增加，但當超過了最大負荷(最大按壓力)時，基於觸擊動作而反轉變形，在最大負荷以後的按入量S2的區間中改變傾斜的方向。
[0060]如在圖5的(1)的現有技術的按入量S —按壓力P的曲線圖所觀察的那樣，在與本發明的長衝程圓頂形可動觸片1相同材料、相同大小的長按入量的可動觸片23中，在最大負荷以後的按入量S2的區間中傾斜大，因此最大負荷以後的按入量S2比最大負荷以前的按入量S1小。相對於此，如圖5的(2)的本發明的按入量S —按壓力P的曲線圖那樣，在本發明的長衝程圓頂形可動觸片1中，由於拉伸張力較少，因此為了確保長按入量，而即使以提高製品高度即圓頂高度的方式進行成形，與現有技術的長按入量的可動觸片23進行比較，最大按壓力也幾乎不上升，而成為低按壓力，另外因為是低按壓力，除了變形時所施加的負荷較少且耐久性也提高以外，在最大負荷以後的按入量S2的區間中傾斜小且平穩地減小，因此能夠實現長按入量。
[0061]而且，在本發明的長衝程圓頂形可動觸片1中，作為開關在動作時變形的中央十字狀的部位即中央部4和外周部5上僅施加半徑方向的拉伸張力，因此即使一部分的連結部6開始變形，也不會被其連帶地使圓頂形觸片2的整個部位一下子變形，而是緩慢地進行變形。
[0062]因此，如上述那樣，最大按壓負荷以後的壓曲區域的按入量S2變長，觸底感降低。結果，如圖5的(2)所示那樣，根據本發明，最大負荷以後的按入量S2能夠成為最大負荷以前的按入量S1的1.0倍以上，由此能夠實現長衝程。而且與以往相比比較緩慢地壓曲，在中央部4在對應的接點進行碰撞，因此觸擊音也降低。
[0063]如在圖6所觀察的那樣，在長衝程圓頂形可動觸片1的切口 3的角部或頂角部沒有倒角時，在該使用中，在切口 3的靠中心的角部或頂角部容易產生裂紋。作為該對策，本發明如在圖3的(1)至(4)所觀察的那樣，根據需要將切口 3的中心位置的L字的角部或三角形的頂角部形成為倒角半徑(R)為0.2mm以上的平滑曲線的圓弧狀。通過進行切口 3的角部或頂角部的倒角，防止了從切口 3的角部分的裂紋的產生，並實現了進一步的製品耐久性提高。再者，切口 3也可以是4個以上，並將它們配置為中心角相同。
[0064]此處，將本發明的長衝程圓頂形可動觸片1與上述專利文獻1的技術的製品即接觸板進行技術上的對比，以明確它們的不同點。
[0065]1)在專利文獻1的製品中，接點內的半徑方向連結板的粗細隨著接近中央而變細。相對於此，在本發明中，以使與半徑方向連結板所對應的連結部6的粗細(寬度)在半徑方向上均勻的方式進行了設計。根據專利 申請人:在試作時的確認，在專利文獻1的製品中，由於材料的變形、負荷為最大的中央附近的半徑方向連結板較細，因此因應力集中而容易產生裂紋。相對於此，在本發明的長衝程圓頂形可動觸片1中，以使連結部9的寬度均勻的方式進行了設計，因此不容易產生應力集中且耐久性良好。
[0066]2)在專利文獻1的製品中，在接點中央附近，從中心離開方向的接觸用彈簧接點(突起)突出來，因此，彈簧接點(突起)成為應力集中的形狀，容易產生裂紋。相對於此，在本發明的長衝程圓頂形可動觸片1中，沒有彈簧接點(突起)，通過設法在切口 3的角部設置較大的圓弧，以使該部分不容易產生應力集中且耐久性良好。
[0067]3)除了本發明的長衝程圓頂形可動觸片1以外，圓頂形的外周部分被從金屬板割開的可動觸片22、23為，在敲鍵時不僅向接點面一側扁平地壓潰，還具有被壓潰並向外周方向擴大的功能。通過也向外周方向壓潰，能夠進一步擴散對圓頂部分施加的力，並獲取良好的觸擊感。相對於此，在在專利文獻1的製品中，在接觸彈簧板上半徑方向連結板沒有被割開，外周部在平坦的薄板部分處於完全的約束狀態，因此即使被壓潰也不能夠向外周擴大，被預測為遲鈍的觸擊感。
[0068]接著，圖7和圖8示出了將本發明的長衝程圓頂形可動觸片1組入於薄膜開關10的例子。薄膜開關10為，夾著PET等的間隔件13使2個PET薄膜8、9的印刷接點11、12相對置，在與印刷接點11相反側的面上，通過粘著劑14將本發明的長衝程圓頂形可動觸片1粘合於PET薄膜8。長衝程圓頂形可動觸片1由例如幾10 μ m薄的PET薄膜制固定用的薄板15覆蓋，通過塗布於薄板15的粘著劑14，在外周部5被部分固定，能夠通過推進器7敲鍵。
[0069]薄板15被預先錘壓凸出加工成長衝程圓頂形可動觸片1的圓頂形觸片2的凸形狀，圓頂形觸片2以凸面與薄板15的錘壓凸出加工部分接觸，並收納於錘壓凸出加工部分的內部。
[0070]圖9和圖10示出了圓頂形觸片2相對於薄板15的粘合狀態。如圖9的斜線所示那樣，圓頂形觸片2通過薄板15的粘著劑14，用相對於薄板15面接觸的部分、即中央部4、外周部5以及連結部6粘合於薄板15，或者如圖10的斜線所示那樣，在相對於薄板15面接觸的部分中僅外周部5粘合於薄板15。切口 3的部分是相對於薄板15沒有面接觸的部分，粘著劑14沒有塗布在薄板15的面中與切口 3所對應的部分上。因此，在薄板15上，粘著劑14在與切口 3相對置的位置上沒有露出。
[0071]圓頂形觸片2收納於薄板15的錘壓凸出加工部分的內部。因此能夠減輕薄板15的粘著部分上的形變或皺褶的產生。另外，圓頂形觸片2僅在需要的部分相對於薄板15粘合。因此，能夠將粘著劑14的漏洩或露出、尤其是能夠將粘著劑14從切口 3的漏出防止於未然。並且，圓頂形觸片2的反轉動作也不會因粘著力而被限制，能夠期待順暢的動作。
[0072]通過由推進器7按入長衝程圓頂形可動觸片1的中央部4，從而PET薄膜8的印刷接點11移動，印刷接點11、12之間電導通。
[0073]通過將本發明的長衝程圓頂形可動觸片1與薄板15同時應用於上述那樣的薄膜開關10，能夠構成比以往還長的按入量、低按壓力且高耐久性、觸底感少的開關。
[0074]產業上的可利用性
[0075]本發明的長衝程圓頂形可動觸片1被用作各種設備的按鈕開關。另外在本發明中，薄板15除了用於固定1個長衝程圓頂形可動觸片1以外，還可以根據組入對象的開關形態來用於固定多個長衝程圓頂形可動觸片1。
【權利要求】
1.一種長衝程圓頂形可動觸片(I)，其特徵在於， 具有:帶觸擊動作功能的圓頂形觸片(2)，將I張圓形或橢圓形的彈性金屬薄板形成為圓頂形而構成；以及4個以上的L字形或三角形的切口(3)，形成於圓頂形觸片(2); 其中，切口(3)相對於圓頂形觸片(2)的中心以相等角度的配置而形成，切口(3)的頂角部朝向圓頂形觸片(2)的中心位置，圓頂形觸片(2)的中央部(4)與圓頂形觸片(2)的外周部(5)，在切口(3)之間、在放射方向上通過均勻寬度的連結部(6)而連結，這些切口(3)使半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低，並使最大負荷以後的按入量(S2)成為最大負荷以前的按入量(SI)的1.0倍以上。
2.根據權利要求1所述的長衝程圓頂形可動觸片(1)，其特徵在於，將切口(3)的中心位置的L字形的角部或三角形的頂角部設為圓弧狀。
3.一種長衝程圓頂形可動觸片(I)，其特徵在於， 具有:帶觸擊動作功能的圓頂形觸片(2)，將I張圓形或橢圓形的彈性金屬薄板形成為圓頂形而構成；4個以上的L字形或三角形的切口(3)，形成於圓頂形觸片(2);以及薄板(15),固定圓頂形觸片(2)； 其中，切口(3)相對於圓頂形觸片(2)的中心以相等角度的配置而形成，切口(3)的頂角部朝向圓頂形觸片(2)的中心位置，圓頂形觸片(2)的中央部(4)與圓頂形觸片(2)的外周部(5)，在切口( 3)之間、在放射方向上通過均勻寬度的連結部(6)而連結，這些切口( 3)使半徑方向和圓周方向的拉伸張力降低，並使最大負荷以後的按入量(S2)成為最大負荷以前的按入量(SI)的1.0倍以上，而且，薄板(15)被錘壓凸出加工成圓頂形觸片(2)的凸形狀，圓頂形觸片(2)收納於薄板(15)的錘壓凸出加工部分，通過薄板(15)的粘著劑(14)，在相對於薄板(15)面接觸的部分上被粘合。
4.根據權利要求3所述的長衝程圓頂形可動觸片(I)，其特徵在於，圓頂形觸片(2)僅在相對於薄板(15)面接觸的部分中的外周部(5)上被粘合。
【文檔編號】H01H1/06GK103681017SQ201210560080
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月21日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】影山順平 申請人:不二電子工業株式會社