圆顶状弹簧及开关制造技术

本发明专利技术提供圆顶状弹簧及开关。使圆顶状弹簧小型化，可靠地得到咔哒动作，并且在圆顶状弹簧的按下及其解除的反复动作中，能够减少圆顶状弹簧的外周边缘部与固定接点的磨损。圆顶状弹簧（2）是设在具有固定接点（4、5）的电路板（3）上，外周边缘部总是与固定接点（4、5）接触的圆顶状弹簧，具有至少一部分的中立面（2b）以8次以上的偶函数表示的形状。从外周边缘部向中心方向的作为第二位置的拐点的第二拐点的电路板（3）及中立面（2b）间的角度α、从上述外周边缘部向中心方向的作为第一位置的拐点的第一拐点的电路板（3）及中立面（2b）间的角度β、及上述外周边缘部的电路板（3）及中立面（2b）间的角度γ满足α＜β且β＞γ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及圆顶状弹簧及开关。
技术介绍
以往，已知有在便携式电话等电子设备的操作部 使用带咔哒动作的按钮开关的结构。带咔哒动作的按钮开关在按下输入时能够给予操作者咔哒感。带咔哒动作的按钮开关具备圆顶状弹簧(圆顶状接点弹簧)。另外，已知有比球面圆顶形状的圆顶状弹簧小型且能得到良好的咔哒感的非球面圆顶形状的圆顶状弹簧及使用该弹簧的开关(参照专利文献I)。在此，参照图15及图16说明现有的非球面的圆顶状弹簧及开关。图15表示现有的开关100的截面结构。图16表示现有的圆顶状弹簧21的外周边缘部21c与固定接点4的接触。如图15所示，开关100具备圆顶状弹簧21、电路板3、固定接点4、5、6。圆顶状弹簧21是整个面由非球面圆顶状的金属导体构成的接点用弹簧。在从上面观察圆顶状弹簧21的平面中为圆形，以该圆形的中心为可动接点21a。图15表示通过圆顶状弹簧21的可动接点21a的截面。电路板3是载置圆顶状弹簧21的电路板。在电路板3上设有固定接点4、5、6。固定接点4、5、6是由金属导体构成的电性接点。固定接点4、5总是支撑圆顶状弹簧21。固定接点6设在与圆顶状弹簧21的可动接点21a对应的位置。通过利用操作者从垂直上方的按下而在圆顶状弹簧21的可动接点21a上施加动作负荷F，圆顶状弹簧21变形。并且，若进一步施加动作负荷F，则产生由压曲引起的咔哒动作，可动接点21a与固定接点6接触。这样，固定接点4、5通过圆顶状弹簧21与固定接点6导通。并且，若利用操作者的按下解除而使动作负荷F为O，则圆顶状弹簧21也恢复到原来的形状。在这种圆顶状弹簧21的按下及其解除的反复动作中，如图16所示，圆顶状弹簧21的外周边缘部21c和固定接点4的接触位置在矢径方向(图16的左右方向)上反复地位移。在该反复动作时，使外周边缘部21c的圆顶状弹簧21和电路板3之间的角度为Θ 2。圆顶状弹簧21的未施加动作负荷F的截面的中立面是以下式(I)的6次偶函数的非球面方程式表示的形状。f ( P ) =Id1 · P 6+b2 · P 4+b3 · P 2+h ...... (I)其中，P是从圆顶状弹簧的平面的中心的矢径，bl、b2、b3是系数，h是距圆顶状弹簧的平面的中心的载置面(电路板)的高度，f (P )是距圆顶状弹簧的矢径P的载置面(电路板)的闻度。在圆顶状弹簧21的载置面(电路板3的表面)，作为通过圆顶状弹簧21的平面的中心的圆顶状弹簧21的外周边缘部21c和载置面的接触位置，将相对的两个接触位置间的长度设为外径Da。另外，在式(I)中，在外径Da和圆顶状弹簧21的平面的中心之间具有拐点Pal。在圆顶状弹簧21的载置面(电路板3)，将通过圆顶状弹簧21的平面的中心的拐点Pal的长度作为直径Dal。与外径Da对应，将圆顶状弹簧21的外周边缘部21c的圆顶状弹簧21的中立面、电路板3 (固定接点4、5)的表面(圆顶状弹簧21的载置面)间的角度设为角度Y1。与直径Dal对应，将拐点Pal的圆顶状弹簧21的中立面和电路板3的表面(圆顶状弹簧21的载置面)间的角度设为角度β I。圆顶状弹簧21满足下式(2)。β I < Y I...... (2)式(1)、(2)是在圆顶状弹簧产生压曲的条件式。如上所述，由于圆顶状弹簧21具有满足式(1)、(2)的条件的形状，因此能够比球面圆顶形状的圆顶状弹簧小型化，并且能够可靠地产生由压曲引起的咔哒动作。另外，式(I)也可以为8次以上的偶函数。现有技术文献专利文献I :日本特开2011-34927号公报但是，如图16所示，由于现有的圆顶状弹簧21的外周边缘部21c由固定接点部4 支撑，因此固定接点4的接触压力大。由此，通过圆顶状弹簧21的按下及解除的反复动作，外周边缘部21c左右地位移，磨损外周边缘部21c及固定接点4。例如，圆顶状弹簧21由SUS (Steel Use Stainless)构成，若固定接点4为由铜箔构成的物体，则与圆顶状弹簧21相比，固定接点4柔软，固定接点4较大地被磨损。固定接点5也相同。由于该磨损，有可能引起圆顶状弹簧21按下时的固定接点4、5和固定接点6的导通不良。
技术实现思路
本专利技术的课题在于，使圆顶状弹簧小型化，可靠地得到咔哒动作，并且在圆顶状弹簧的按下及其解除的反复动作中，减少圆顶状弹簧的外周边缘部和固定接点的磨耗。为了解决上述课题，方案一记载的专利技术的圆顶状弹簧是设在具有第一固定接点的电路板上，外周边缘部总是与上述第一固定接点接触的圆顶状弹簧，至少一部分的中立面具有以8次以上的偶函数表示的形状，从上述外周边缘部向中心方向的作为第二位置的拐点的第二拐点的上述电路板及上述中立面间的角度α、从上述外周边缘部向中心方向的作为第一位置的拐点的第一拐点的上述电路板及上述中立面间的角度β、及上述外周边缘部的上述电路板及上述中立面间的角度Y满足α < β且β > Y。方案二记载的专利技术在方案一记载的圆顶状弹簧中，具有上述圆顶状弹簧的一部分被切割的形状。方案三记载的专利技术是一种开关，其具备方案一或二记载的圆顶状弹簧；上述第一固定接点；在上述圆顶状弹簧被压曲时可动接点接触的第二固定接点；设有上述第一固定接点及上述第二固定接点的上述电路板，上述圆顶状弹簧是导体，通过由于按下而压曲的上述圆顶状弹簧，电导通上述第一固定接点和上述第二固定接点。方案四记载的专利技术在方案三记载的专利技术的开关中，具备将上述圆顶状弹簧固定在上述电路板上的规定位置的固定部或弹簧按压薄板。方案五记载的专利技术在方案三或四记载的开关中，具备接受按下输入且将动作负荷传递到上述圆顶状弹簧上的操作按钮。本专利技术的效果如下。根据本专利技术，能够使圆顶状弹簧小型化，能够可靠地得到咔哒动作，并且在圆顶状弹簧的按下及其解除的反复动作中，能够降低圆顶状弹簧的外周边缘部与固定接点的磨损。附图说明图I是表示本专利技术的实施方式的开关的剖视图。 图2是实施方式的圆顶状弹簧的俯视图。图3是表示实施方式的圆顶状弹簧相对于矢径的高度的图。图4是表示实施方式的圆顶状弹簧的形状的图。图5 (a)是实施方式的一个例子的圆顶状弹簧的俯视图。(b)是实施方式的一个例子的圆顶状弹簧的剖视图。图6是表示实施方式的一个例子的圆顶状弹簧的动作负荷位移特性的图。图7是表示实施方式的一个例子的圆顶状弹簧的外周边缘部与固定接点的接触的图。图8是第一变形例的开关的剖视图。图9 (a)是第二变形例的第一圆顶状弹簧的俯视图。(b)是第二变形例的第一圆顶状弹簧的剖视图。图10 (a)是第二变形例的第二圆顶状弹簧的俯视图。(b)是第二变形例的第二圆顶状弹簧的侧视图。图11 (a)是第二变形例的第三圆顶状弹簧的俯视图。(b)是第二变形例的第三圆顶状弹簧的剖视图。图12是第一实施例的开关的剖视图。图13是第二实施例的开关的剖视图。图14是另一变形例的开关的剖视图。图15是现有的开关的剖视图。图16是表示现有的圆顶状弹簧的外周边缘部与固定接点的接触的图。图中1、10、30、40、50、100 —开关，2、2A、2B、2C、2D、2E、2F、21-圆顶状弹簧，2a、2Aa、2Ba、2Ca、2Da、2Ea、2Fa、21a-可动接点，2b—中立面，2Ac、2Cl、2C2、2Dl、2D2、2D3、2D4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆顶状弹簧，其设在具有第一固定接点的电路板上，外周边缘部总是与上述第一固定接点接触，该圆顶状弹簧的特征在于，至少一部分的中立面具有以8次以上的偶函数表示的形状，从上述外周边缘部向中心方向的作为第二位置的拐点的第二拐点的上述电路板及上述中立面间的角度α、从上述外周边缘部向中心方向的作为第一位置的拐点的第一拐点的上述电路板及上述中立面间的角度β、及上述外周边缘部的上述电路板及上述中立面间的角度γ满足α＜β且β＞γ。

【技术特征摘要】
2011.05.13 JP 2011-1078611.一种圆顶状弹簧，其设在具有第一固定接点的电路板上，外周边缘部总是与上述第一固定接点接触，该圆顶状弹簧的特征在于， 至少一部分的中立面具有以8次以上的偶函数表示的形状， 从上述外周边缘部向中心方向的作为第二位置的拐点的第二拐点的上述电路板及上述中立面间的角度α、从上述外周边缘部向中心方向的作为第一位置的拐点的第一拐点的上述电路板及上述中立面间的角度β、及上述外周边缘部的上述电路板及上述中立面间的角度Y满足α < β且β > Y。2.根据权利要求I所述的圆顶状弹簧，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：关口力，稻本繁典，荒内正彦，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：