[發(fā)明專利]圓頂狀彈簧及開(kāi)關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010248456.1
• 申請(qǐng)日: 2010-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101996804A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 稻本繁典;關(guān)口力;荒內(nèi)正彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三美電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01H13/48
• 分類號(hào): H01H13/48;H01H13/52
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圓頂狀彈簧及具備圓頂狀彈簧的開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)

以往，已知有如下結(jié)構(gòu)，在便攜式電話機(jī)等電子設(shè)備的操作部使用帶有點(diǎn)擊操作部的按鈕開(kāi)關(guān)。帶有點(diǎn)擊操作部的按鈕開(kāi)關(guān)能夠在進(jìn)行下壓操作時(shí)給予操作者卡搭感。帶有點(diǎn)擊操作部的按鈕開(kāi)關(guān)具備圓頂狀接點(diǎn)彈簧。

作為上述按鈕開(kāi)關(guān)，已知具備整個(gè)面為球面的圓頂狀接點(diǎn)彈簧的開(kāi)關(guān)。參照?qǐng)D14，說(shuō)明以往的具備整個(gè)面為球面的圓頂狀接點(diǎn)彈簧的開(kāi)關(guān)100的裝置結(jié)構(gòu)。圖14表示具備圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的開(kāi)關(guān)100的截面結(jié)構(gòu)。

如圖14所示，開(kāi)關(guān)100具備圓頂狀接點(diǎn)彈簧21、基板3和固定接點(diǎn)4、5、6。圓頂狀接點(diǎn)彈簧21是由整個(gè)面為球面且圓頂形狀的金屬導(dǎo)體構(gòu)成的接點(diǎn)用的彈簧。圖14是通過(guò)位于圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的平面中心的可動(dòng)接點(diǎn)21a的面的剖視圖。

基板3是載置圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的基板。在基板3上設(shè)有固定接點(diǎn)4、5、6。固定接點(diǎn)4、5、6是由金屬導(dǎo)體構(gòu)成的電接點(diǎn)。固定接點(diǎn)4、5總是與圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的端部接觸。固定接點(diǎn)6設(shè)在與圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的可動(dòng)接點(diǎn)21a對(duì)應(yīng)的位置上。

參照?qǐng)D15，說(shuō)明開(kāi)關(guān)100的動(dòng)作。圖15表示動(dòng)作載荷F相對(duì)開(kāi)關(guān)100中的可動(dòng)接點(diǎn)21a的位移的特性。

在開(kāi)關(guān)100中，由操作者從上方下壓圓頂狀接點(diǎn)彈簧21。然后，若圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的可動(dòng)接點(diǎn)21a與固定接點(diǎn)6接觸，則固定接點(diǎn)4、5通過(guò)圓頂狀接點(diǎn)彈簧21與固定接點(diǎn)6電導(dǎo)通。顯示圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的下壓的電信號(hào)通過(guò)該導(dǎo)通從具有開(kāi)關(guān)1的操作部輸出。

在這種開(kāi)關(guān)100中，考慮操作者從上方以動(dòng)作載荷F[gf]按壓圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的可動(dòng)接點(diǎn)21a的情況。在未對(duì)可動(dòng)接點(diǎn)21a加力的初始狀態(tài)下，動(dòng)作載荷F、和可動(dòng)接點(diǎn)21a相對(duì)基板3在垂直方向的位移[mm]設(shè)為0。

在開(kāi)關(guān)100的初始狀態(tài)下，通過(guò)操作者的下壓開(kāi)始增加動(dòng)作載荷F。于是，如圖15所示，動(dòng)作載荷F從位移0至位移S11大致成比例地增加。而且，利用與位移S11對(duì)應(yīng)的動(dòng)作載荷F11，圓頂狀接點(diǎn)彈簧21產(chǎn)生壓曲。于是，圓頂狀接點(diǎn)彈簧21的中央部分翻轉(zhuǎn)，利用小于動(dòng)作載荷F11的動(dòng)作載荷，可動(dòng)接點(diǎn)21a位移。然后，動(dòng)作載荷繼續(xù)減少直至可動(dòng)接點(diǎn)21a到達(dá)與固定接點(diǎn)6接觸的位移S12。而且，若與位移S12對(duì)應(yīng)的動(dòng)作載荷F12消失，則圓頂狀接點(diǎn)彈簧21向反方向翻轉(zhuǎn)，返回到初始狀態(tài)。

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(diǎn)彈簧的開(kāi)關(guān)(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2、3、4)。參照?qǐng)D16，說(shuō)明具備具有球面部及底座部的圓頂狀接點(diǎn)彈簧的開(kāi)關(guān)200。圖16表示具備圓頂狀接點(diǎn)彈簧22的開(kāi)關(guān)200的截面結(jié)構(gòu)。

如圖16所示，開(kāi)關(guān)200具備圓頂狀接點(diǎn)彈簧22、基板3和固定接點(diǎn)4、5、6。圓頂狀接點(diǎn)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(dǎo)體構(gòu)成的接點(diǎn)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(dǎo)體。球面部22A包含可動(dòng)接點(diǎn)22a且是利用動(dòng)作載荷可動(dòng)的部分。底座部22B是利用動(dòng)作載荷也幾乎不動(dòng)的部分。

在開(kāi)關(guān)200中，與開(kāi)關(guān)100相比，利用圓頂狀接點(diǎn)彈簧22能夠降低距基板3的高度。因此，能夠使開(kāi)關(guān)200小型化。另外，在圓頂狀接點(diǎn)彈簧22上通過(guò)制造時(shí)的沖壓加工施加了用于點(diǎn)擊操作的殘留應(yīng)力。

專利文獻(xiàn)1：日本特許第4079431號(hào)公報(bào)。

專利文獻(xiàn)2：日本特許第3753676號(hào)公報(bào)。

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2004-139997號(hào)公報(bào)。

專利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2000-322974號(hào)公報(bào)。

近年來(lái)，對(duì)于搭載開(kāi)關(guān)的便攜式設(shè)備等的電子設(shè)備，有進(jìn)一步小型化的需求。但是，在以往的開(kāi)關(guān)200中，若進(jìn)一步降低距基板3的高度，則即使施加動(dòng)作載荷也不產(chǎn)生壓曲，無(wú)法得到點(diǎn)擊操作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的課題是將設(shè)有圓頂狀彈簧的裝置小型化，并且可靠地得到點(diǎn)擊操作。

為了解決上述課題，方案一記載的發(fā)明的圓頂狀彈簧是通過(guò)下壓而引起壓曲的圓頂狀彈簧，該圓頂狀彈簧的壓曲時(shí)的可動(dòng)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(fā)明在方案一記載的圓頂狀彈簧的基礎(chǔ)上，上述非球面形狀用六次方以上的偶函數(shù)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(duì)應(yīng)的上述偶函數(shù)的拐點(diǎn)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(shè)為α，將與該圓頂狀彈簧的外徑相對(duì)應(yīng)的上述偶函數(shù)的拐點(diǎn)上的該圓頂狀彈簧與上述基板之間的角度設(shè)為β時(shí)，滿足α＜β。