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按压开关的制作方法

2021-10-29 21:19:00 来源:中国专利 TAG:按压 开关 圆顶 弹簧 利用


1.本发明一般涉及按压开关,更具体地涉及利用圆顶状弹簧的按压开关。


背景技术:

2.作为智能手机等电子设备的操作按钮(例如电源按钮、音量调整按钮等),大多采用利用导电性的圆顶状弹簧的按压开关。这样的按压开关是在自然状态下成为断开状态的常开类型的开关,用户通过对按压开关施加按压力,来使按压开关从断开状态过渡为接通状态。在这样的按压开关中,在圆顶状弹簧的下方设有两个固定触点,若对按压开关施加按压力,则圆顶状弹簧向下方弹性变形,圆顶状弹簧与两个固定触点接触,由此提供两个固定触点间的导电路径,按压开关从断开状态过渡为接通状态。
3.这样的按压开关能够给用户提供由圆顶状弹簧的弹性变形得到的良好的点击感,因而典型地作为笔记本电脑的触摸板、键盘的各按键用的开关来使用。然而在这样的按压开关中,在按压开关从断开状态向接通状态过渡时,圆顶状弹簧与固定触点接触,有产生接触声的问题。因此,在将这样的按压开关用作笔记本电脑的触摸板、键盘的各按键用的开关的情况下,接触声会给用户或用户周围的人带来不舒服的感觉。
4.为了降低因这样的按压开关的圆顶状弹簧与固定触点的接触而产生的接触声,已知有在圆顶状弹簧与固定触点之间设置导电性弹性部件的技术(参照专利文献1及专利文献2)。例如,专利文献1公开了图1所示的按压开关500。按压开关500包括电路基板510、设置在电路基板510上的两个固定触点520、设于固定触点520的上方的圆顶状弹簧530、以及设置在固定触点520上并具有弹性的各向异性导电部件540。
5.各向异性导电部件540例如是通过在橡胶等绝缘性弹性材料层中使多个导电线状体以其长度方向与绝缘性弹性材料层的厚度方向一致的方式分散配置而得到的各向异性导电部件、通过在绝缘性弹性材料层中为了提供厚度方向的多个导电路径而使导电性粒子分散配置得到的各向异性导电片、通过在绝缘性弹性材料中使导电性粒子分散而得到的各向异性导电片等,能够提供厚度方向的导电路径,而另一方面,能够提供面方向的绝缘性。
6.若对按压开关500施加按压力,则圆顶状弹簧530向下方弹性变形,圆顶状弹簧530与各向异性导电部件540接触。如上所述,由于各向异性导电部件540提供厚度方向的导电路径,所以圆顶状弹簧530与两个固定触点520电接触,其结果,两个固定触点520经由圆顶状弹簧530及各向异性导电部件540导通。并且,此时,由于各向异性导电部件540吸收圆顶状弹簧530与固定触点520接触时的冲击,所以可降低因圆顶状弹簧530与固定触点520的接触而产生的接触声。这样,通过在固定触点520上设置具有弹性的各向异性导电部件540,能够降低因圆顶状弹簧530与固定触点520的接触而产生的接触声。
7.然而,由于各向异性导电部件540利用分散在绝缘性弹性材料中的导电性部件(导电线状体、导电性粒子)来提供厚度方向的导电路径,所以具有较高的接触电阻值(例如3~10ω)。因此,如专利文献1所述,在将各向异性导电部件540设置在两个固定触点520上的情况下,存在两个固定触点520之间的电连接的电阻因各向异性导电部件540的接触电阻值而
增加的问题。并且,为了将各向异性导电部件540粘接在两个固定触点520上,并且使各向异性导电部件540与两个固定触点520各自之间导通,需要使用具有导电性的粘接剂,这样的粘接剂也有使两个固定触点520之间的电连接的电阻增加的问题。而且,由于各向异性导电部件540具有如上所述地在绝缘性弹性材料中分散有导电线状体、导电性粒子的复杂结构,所以是高成本的部件。因使用这样的高成本的各向异性导电部件540,还有按压开关500的制造成本增加的问题。
8.并且,专利文献2公开了图2所示的按压开关600。按压开关600包括电路基板610、设置在电路基板610上的两个固定触点620、设于固定触点620的上方的圆顶状弹簧630、以及设置在圆顶状弹簧630的下表面上的导电性弹性部件640。导电性弹性部件640含有树脂、橡胶等绝缘性弹性材料和分散在绝缘性弹性材料中的碳粉体等导电性赋予剂,并具有弹性及导电性。若对按压开关600施加按压力,则圆顶状弹簧630向下方弹性变形,设置在圆顶状弹簧630的下表面上的导电性弹性部件640与两个固定触点620接触。此时,导电性弹性部件640提供两个固定触点620间的导电路径,两个固定触点620导通,按压开关600成为接通状态。由于导电性弹性部件640具有弹性,所以可吸收导电性弹性部件640与两个固定触点620碰撞的冲击,降低按压开关600成为接通状态时的接触声。
9.然而,在专利文献2所公开的按压开关600中,由于导电性弹性部件640也利用分散在绝缘性弹性材料内的导电性赋予剂来提供导电路径,所以具有较高的接触电阻值(例如3~10ω)。因此,存在经由导电性弹性部件640实现的两个固定触点520之间的电连接的电阻增加的问题。并且,为了获得导电性弹性部件640,需要使碳粉体等导电性赋予剂均匀地分散,因而导电性弹性部件640是高成本的部件。由于使用这样的高成本的导电性弹性部件640,还有按压开关600的制造成本增加的问题。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.专利文献1:日本特开2001

43772号公报
13.专利文献2:日本特开平11

339593号公报


技术实现要素:

14.发明所要解决的问题
15.本发明是鉴于上述现有的问题点而完成的,其目的在于提供一种按压开关,该按压开关能够降低按压开关成为接通状态时的接触声,并且能够抑制两个固定触点间的电连接的电阻的增加。
16.用于解决课题的方案
17.这样的目的通过以下的(1)~(12)的本发明来实现。
18.(1)一种按压开关,其特征在于,包含:
19.电路基板;
20.两个固定触点,其设置在上述电路基板上;
21.圆顶状弹簧,其配置于上述两个固定触点的上侧,能够在使上述两个固定触点成为非导通状态的第一位置与使上述两个固定触点成为导通状态的第二位置之间位移;以及
22.导电性弹性部件,其设置在上述圆顶状弹簧的与上述电路基板对置的面上,
23.至少上述导电性弹性部件的与上述两个固定触点对置的面具有导电性,
24.在上述圆顶状弹簧位移到上述第二位置时,上述两个固定触点经由上述导电性弹性部件成为上述导通状态。
25.(2)根据上述(1)所述的按压开关,
26.上述导电性弹性部件具备弹性部和以与上述两个固定触点对置的方式设置在上述弹性部上的导电层,
27.在上述圆顶状弹簧位移到上述第二位置时,上述导电性弹性部件的上述导电层与上述两个固定触点接触,从而上述两个固定触点经由上述导电性弹性部件的上述导电层成为上述导通状态。
28.(3)根据上述(2)所述的按压开关,
29.上述导电性弹性部件是线状或膜状部件,其构成为,在上述圆顶状弹簧位移到上述第二位置时,上述导电性弹性部件的上述导电层与上述两个固定触点接触。
30.(4)根据上述(2)或(3)所述的按压开关,
31.上述导电性弹性部件的上述导电层设置为覆盖上述导电性弹性部件的上述弹性部的表面整体。
32.(5)根据上述(1)至(4)任一项中所述的按压开关,
33.还包含设置在上述电路基板上的间隔件,
34.上述圆顶状弹簧载置在上述间隔件上。
35.(6)根据上述(5)所述的按压开关,
36.上述间隔件具备位于上述电路基板上的基体部和用于使上述两个固定触点朝向上述导电性弹性部件的上述导电层露出的开口。
37.(7)根据上述(6)所述的按压开关,
38.上述间隔件还具备切口部,在上述圆顶状弹簧从上述第一位置位移到上述第二位置时,上述切口部用于使上述圆顶状弹簧的下侧的空气散逸。
39.(8)根据上述(1)至(7)任一项中所述的按压开关,
40.还包含从上方覆盖上述圆顶状弹簧并覆盖上述电路基板的覆盖膜。
41.(9)一种按压开关,其特征在于,包含:
42.电路基板;
43.中央触点,其设置在上述电路基板上;
44.外侧触点,其与上述中央触点分离地设置在上述电路基板上;
45.圆顶状弹簧,其配置于上述中央触点及上述外侧触点的上侧,能够在使上述中央触点和上述外侧触点成为非导通状态的第一位置与使上述中央触点和上述外侧触点成为导通状态的第二位置之间位移;以及
46.导电性弹性部件,其设置在上述圆顶状弹簧的与上述电路基板对置的面上,
47.至少上述导电性弹性部件的与上述中央触点对置的面具有导电性,
48.在上述圆顶状弹簧位移到上述第二位置时,上述中央触点与上述外侧触点经由上述圆顶状弹簧及上述导电性弹性部件成为上述导通状态。
49.(10)根据上述(9)所述的按压开关,
50.上述导电性弹性部件具备弹性部和设置为覆盖上述弹性部的导电层,
51.在上述圆顶状弹簧位移到上述第二位置时,上述导电性弹性部件的上述导电层与上述中央触点接触,上述中央触点与上述外侧触点经由上述导电性弹性部件的上述导电层成为上述导通状态。
52.(11)根据上述(10)所述的按压开关,
53.上述圆顶状弹簧具有外缘部和中央可动部,上述外缘部在上述第一位置及上述第二位置的双方与上述外侧触点电接触,上述中央可动部在处于上述第一位置时不与上述中央触点电接触,而且在处于上述第二位置时经由上述导电性弹性部件的上述导电层与上述中央触点电接触。
54.(12)根据上述(11)所述的按压开关,
55.还包含设置在上述电路基板上并具有导电性的间隔件,
56.上述圆顶状弹簧的上述外缘部在上述第一位置及上述第二位置的双方经由上述间隔件而与上述外侧触点电接触。
57.发明的效果如下。
58.在本发明的按压开关中,与固定触点对置的面具有导电性的导电性弹性部件设置在圆顶状弹簧的与电路基板对置的面上。因此,利用导电性弹性部件,能够吸收因导电性弹性部件与固定触点的接触而产生的冲击,从而能够降低按压开关1成为接通状态时的接触声。并且,两个固定触点间的电连接经由导电性弹性部件实现。因此,与经由设置在绝缘性弹性材料中的导电部件提供两个固定触点间的电连接的现有的按压开关相比,能够抑制两个固定触点间的电连接的电阻的增加。
附图说明
59.图1是简要地示出现有的按压开关的剖视图。
60.图2是简要地示出另一现有的按压开关的剖视图。
61.图3是本发明的第一实施方式的按压开关的立体图。
62.图4是图3所示的按压开关的分解立体图。
63.图5是图3所示的按压开关的两个固定电极的立体图。
64.图6是示出间隔件的另一例的立体图。
65.图7是示出导电性弹性部件的另一例的立体图。
66.图8是示出导电性弹性部件的又一例的立体图。
67.图9是图3所示的按压开关处于自然状态时的按压开关的a

a线剖视图。
68.图10是对图3所示的按压开关施加按压力时的按压开关的a

a线剖视图。
69.图11是用于说明图3所示的按压开关的静音性的曲线图。
70.图12是示出在本发明的第二实施方式的按压开关中使用的两个固定电极的图。
71.图13是本发明的第二实施方式的按压开关处于自然状态时的按压开关的纵剖视图。
72.图14是对本发明的第二实施方式的按压开关施加按压力后的按压开关的纵剖视图。
73.符号说明
74.1—按压开关,3—电路基板,31—基体部,32—绝缘层,4a—第一固定触点,4b—第
二固定触点,41—端子部,42—延伸部,43—接触部,5—间隔件,51—基体部,52—开口,53—切口部,6—圆顶状弹簧,61—中央可动部,62—外缘部,7—导电性弹性部件,71—弹性部,72—导电层,8—覆盖膜,81—基体部,82—承受部,83—按压部,500—按压开关,510—电路基板,520—固定触点,530—圆顶状弹簧,540—各向异性导电部件,600—按压开关,610—电路基板,620—固定触点,630—圆顶状弹簧,640—导电性弹性部件。
具体实施方式
75.以下,基于附图所示的优选的实施方式对本发明的按压开关进行说明。此外,以下参照的各图是为了说明本发明而准备的示意图。附图所示的各构成要素的尺寸(长度、宽度、厚度等)不一定反映实际的尺寸。并且,各图中,对同一或对应的要素标注相同的符号。在以下的说明中,有时将各图的z轴的正方向称为“上侧”,将z轴的负方向称为“下侧”,将y轴的正方向称为“跟前侧”,将y轴的负方向称为“里侧”,将x轴的正方向称为“右侧”,将x轴的负方向称为“左侧”。
76.<第一实施方式>
77.首先,参照图3~图11对本发明的第一实施方式的按压开关进行详细说明。图3是本发明的第一实施方式的按压开关的立体图。图4是图3所示的按压开关的分解立体图。图5是图3所示的按压开关的两个固定电极的立体图。图6是示出间隔件的另一例的立体图。图7是示出导电性弹性部件的另一例的立体图。图8是示出导电性弹性部件的又一例的立体图。图9是图3所示的按压开关处于自然状态时的按压开关的a

a线剖视图。图10是对图3所示的按压开关施加按压力时的按压开关的a

a线剖视图。图11是用于说明图3所示的按压开关的静音性的曲线图。
78.图3所示的按压开关1是在从用户施加超过按压开关1的工作力的按压力后成为接通状态、并在从用户施加的按压力解除时成为断开状态的开关。如图3所示,按压开关1是低高度的片状设备。按压开关1典型地作为笔记本电脑的触摸板用的按压开关来使用。
79.如图4所示,按压开关1包括:电路基板3;第一固定触点4a及第二固定触点4b(两个固定触点),其设置在电路基板3上;间隔件5,其设置在电路基板3上;圆顶状弹簧6,其以位于第一固定触点4a及第二固定触点4b的上侧的方式载置在间隔件5上,并能够在使第一固定触点4a及第二固定触点4b为非导通状态的第一位置与使第一固定触点4a及第二固定触点4b为导通状态的第二位置之间进行位移;导电性弹性部件7,其设置在圆顶状弹簧6的与电路基板3对置的面(下表面)上,并具备弹性部71和导电层72,该导电层72以与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置的方式设置在弹性部71上;以及覆盖膜8,其从上方覆盖圆顶状弹簧6。
80.电路基板3作为按压开关1的基座发挥功能,并且作为用于搭载第一固定触点4a及第二固定触点4b的电路基板发挥功能。作为电路基板3,能够使用由玻璃、环氧树脂等形成为薄板状的刚性基板、由聚酰亚胺、pet等形成为薄板状的柔性基板。电路基板3具备:基体部31,其形成第一固定触点4a及第二固定触点4b;和绝缘层32,其覆盖基体部31的上侧地设置。
81.在图示的方式中,在基体部31上设有第一固定触点4a及第二固定触点4b,仅第一固定触点4a及第二固定触点4b各自的端子部41及接触部43(参照图5)朝向上侧露出。
82.第一固定触点4a及第二固定触点4b是形成在电路基板3的基体部31上的导电部分。在本实施方式中,第一固定触点4a及第二固定触点4b以相互分离的状态固定地设置在电路基板3的基体部31上。并且,在第一固定触点4a及第二固定触点4b之间存在绝缘层32,第一固定触点4a及第二固定触点4b相互绝缘。第一固定触点4a及第二固定触点4b分别通过使用铜、铝青铜、铝合金等导电性高的金属材料、导电性树脂在电路基板3的基体部31上利用镀层等进行图案形成或印刷形成来获得。在第一固定触点4a和第二固定触点处于非导通状态时,按压开关1为断开状态,并在第一固定触点4a和第二固定触点经由导电性弹性部件7的导电层72处于导通状态时,按压开关1为接通状态。
83.如图5所示,第一固定触点4a及第二固定触点4b分别具有:端子部41,其与其它设备连接;延伸部42,其从端子部41延伸;以及接触部43,其位于延伸部42的中途,并在按压开关1成为接通状态时与导电性弹性部件7的导电层72接触。
84.如图4所示,在组装有按压开关1的状态下,第一固定触点4a及第二固定触点4b的端子部41及接触部43朝向上侧露出。另一方面,第一固定触点4a及第二固定触点4b的延伸部42由电路基板3的绝缘层32覆盖,未露出。此外,由于第一固定触点4a及第二固定触点4b的延伸部42由固定基板3的绝缘层32覆盖,所以在电路基板3的绝缘层32中,与其它部分相比,仅第一固定触点4a及第二固定触点4b的延伸部42所处的部分凸起与第一固定触点4a及第二固定触点4b的延伸部42的厚度相应的量。
85.如图3所示,第一固定触点4a及第二固定触点4b的端子部41在未由覆盖膜8覆盖的区域内从电路基板3的绝缘层32向上侧露出。在组装有图3所示的按压开关1的状态下,通过将其它设备的端子与第一固定触点4a及第二固定触点4b的端子部41连接,能够将按压开关1与其它设备连接。另一方面,如图4所示,在组装有按压开关1的状态下,固定触点4a及第二固定触点4b的接触部43以与导电性弹性部件7的导电层72对置的方式朝向上侧露出。
86.间隔件5是设置在电路基板3上的薄膜状部件。间隔件5能够由萘、pet等树脂材料、金属材料等形成。如图9所示,由于在间隔件5上载置圆顶状弹簧6,所以通过调整间隔件5的厚度,能够调整圆顶状弹簧6相对于形成在电路基板3的基体部31上的第一固定触点4a及第二固定触点4b的位置的高度。通过调整圆顶状弹簧6相对于第一固定触点4a及第二固定触点4b的位置的高度,在对按压开关1施加按压力时,能够调整直到设置在圆顶状弹簧6的与电路基板3对置的面(下表面)上的导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触为止的时机、即用于使按压开关1成为接通状态的圆顶状弹簧6的行程量。因此,如本实施方式的按压开关1所述,即使在圆顶状弹簧6的与电路基板3对置的面上设有导电性弹性部件7,也能够防止用于使按压开关1成为接通状态的圆顶状弹簧6的行程量显著减少的情况,从而能够给用户提供良好的点击感。
87.间隔件5具有:基体部51,其位于电路基板3的绝缘层32上,并固定于电路基板3的绝缘层32;和开口52,其用于使形成在电路基板3上的第一固定触点4a及第二固定触点4b相对于导电性弹性部件7的导电层72露出。间隔件5的基体部51利用粘接剂、螺纹件等任意的固定方法固定在电路基板3的绝缘层32上。如图9所示,在组装有按压开关1的状态下,第一固定触点4a及第二固定触点4b位于间隔件5的开口52的内侧。此外,在图示的方式中,开口52具有圆形形状,但开口52的形状只要能够使第一固定触点4a及第二固定触点4b相对于导电性弹性部件7的导电层72露出即可,没有特别限定。
88.并且,图6中示出间隔件5的另一例。在图6所示的间隔件5的另一例中,间隔件5还具备多个切口部53,在对按压开关1施加按压力、圆顶状弹簧6向下方弹性变形而从第一位置位移到第二位置时,多个切口部53用于使位于圆顶状弹簧6的下方的空气散逸。多个切口部53分别呈放射状地从开口52延伸。通过在间隔件5形成多个切口部53,在圆顶状弹簧6向下方弹性变形并从第一位置位移到第二位置时,能够确保用于使位于圆顶状弹簧6的下方的空气移动的空间,从而能够使位于圆顶状弹簧6的下方的空气向该空间散逸。因此,能够降低圆顶状弹簧6的下方的空气对按压开关1的按压动作、即圆顶状弹簧6向下方的弹性变形产生的影响,能够使按压开关1的点击感稳定。使用了图6所示的间隔件5的另一例的按压开关1也在本发明的范围内。此外,图6所示的切口部53的形状只不过是一例,切口部53的形状能够适当地变更。
89.返回到图4,圆顶状弹簧6是具有向上方凸出的拱顶形状的弹性部件,构成为能够在使第一固定触点4a及第二固定触点4b成为非导通状态的第一位置与使第一固定触点4a及第二固定触点4b成为导通状态的第二位置之间位移。在本实施方式中,第一固定触点4a及第二固定触点4b的导通经由导电性弹性部件7的导电层72来实现,圆顶状弹簧6自身不包含于第一固定触点4a及第二固定触点4b间的导通路径,因而圆顶状弹簧6既可以由金属材料等导电性材料构成,也可以由树脂材料等绝缘性材料构成。然而,由于能够容易地实现较高的弹簧常数、复原力,所以优选使用金属材料来构成圆顶状弹簧6。在该情况下,通过利用拉深成形等呈圆顶状地成形金属薄板,能够获得圆顶状弹簧6。
90.如图9所示,圆顶状弹簧6以位于第一固定触点4a及第二固定触点4b的上侧的方式载置在间隔件5上。圆顶状弹簧6具有:中央可动部61,其朝向位于下方的第一固定触点4a及第二固定触点4b弹性变形;和外缘部62,其作为圆顶状弹簧6的腿部发挥功能,并与间隔件5接触。中央可动部61在其俯视时形成于圆顶状弹簧6的大致中央,并且外缘部62形成为包围中央可动部61。
91.圆顶状弹簧6以中央可动部61与位于间隔件5的开口52的内侧的第一固定触点4a及第二固定触点4b经由间隙对置的方式载置在间隔件5的基体部51上。即,在用户未对按压开关1施加按压力的自然状态下,圆顶状弹簧6向上侧凸出。在图9所示的自然状态下,若对按压开关1施加超过按压开关1的动作力的按压力,则如图10所示,圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方弹性变形,圆顶状弹簧6从第一位置向第二位置位移。
92.返回到图4,导电性弹性部件7是设置在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面(下表面)上的大致圆板状的部件。导电性弹性部件7具备弹性部71和以与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置的方式设置在弹性部71上的导电层72。导电层72具有导电性,与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置,所而至少导电性弹性部件7的与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置的面具有导电性。
93.导电性弹性部件7具有通过吸收因导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b的接触而产生的冲击来降低按压开关1成为接通状态时的接触声的功能,并且具有在圆顶状弹簧6位移到第二位置时提供第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的导电路径的功能。
94.导电性弹性部件7利用粘接剂固定在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上。此外,如上所述,在本实施方式中,由于圆顶状弹簧6不包含于第一固定触点4a
及第二固定触点4b间的导通路径,所以不需要使圆顶状弹簧6与导电性弹性部件7导通。因此,不需要为了在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上固定导电性弹性部件7而使用导电性的粘接剂,使用非导电性的粘接剂就能够在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上固定导电性弹性部件7。由于导电性的粘接剂与非导电性的粘接剂相比成本较高,所以通过使用非导电性的粘接剂,能够降低按压开关1的制造成本。
95.弹性部71由弹性树脂材料、橡胶等任意的弹性材料构成,作为缓冲件发挥功能,用于吸收因导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b的接触而产生的冲击,降低按压开关1成为接通状态时的接触声。导电层72是利用金属材料等导电性材料以与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置的方式形成在弹性部71上的层状部分。在圆顶状弹簧6位移到第二位置时,导电层72提供第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的导电路径。如图9及图10所示,在图示的方式中,导电层72仅设置在弹性部71的与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置的表面(下表面)上,但本发明不限定于此。例如,导电层72形成为覆盖弹性部71的表面整体的方式也在本发明的范围内。
96.在图9所示的自然状态下,圆顶状弹簧6处于第一位置。在位于第一位置时,导电性弹性部件7的导电层72不与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触。因此,在圆顶状弹簧6处于第一位置时,第一固定触点4a及第二固定触点4b成为非导通状态。
97.另一方面,在图9所示的自然状态下,若对按压开关1施加超过按压开关1的动作力的按压力,则如图10所示,圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方弹性变形,圆顶状弹簧6从第一位置向第二位置移动。在圆顶状弹簧6位于第二位置时,导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触。因此,在圆顶状弹簧6处于第二位置时,导电性弹性部件7的导电层72作为第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的导通路径发挥功能,第一固定触点4a及第二固定触点4b成为导通状态。并且,在导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触时,弹性部71吸收因导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b的接触而产生的冲击,降低按压开关1成为接通状态时的接触声。
98.这样,在本实施方式的按压开关1中,按压开关1成为接通状态时的接触声可由弹性部71降低,因而能够实现良好的静音性能。而且,在本实施方式的按压开关1中,由导电性弹性部件7的导电层72提供第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的导通路径。由于导电层72是设置在弹性部71的表面上的导电性的层,所以具有与构成导电层72的导电材料的电阻大致同等的非常低的接触电阻。因此,与由分散在绝缘性弹性材料中的导电部件(导电线状体、导电性粒子、导电性赋予剂等)提供两个固定触点间的导电路径的现有技术相比,能够大幅度地抑制第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的电连接的电阻的增加。
99.此外,在图示的方式中,导电层72仅具有一层,但导电层72也可以具有多层构造。例如,导电层72也可以具有由利用铜形成在弹性部71的表面上的第一层和利用镍形成在第一层上的第二层构成的多层构造。通过使用由多个导电性材料构成的多层构造来形成导电层72,能够调整电阻、耐腐蚀性、相对于弹性部71的紧贴性等导电层72的特性。
100.并且,弹性部71的厚度根据所需的缓冲性能来适当地设定,同样,导电层72的厚度根据所需的导电层72的导电性等性能来适当地设定,例如,将弹性部71的厚度和导电层72的厚度合计后的导电性弹性部件7的厚度优选在约0.03~0.3mm的范围内。若导电性弹性部件7的厚度低于上述下限值,则有无法提供充分的弹性部71的缓冲性能以及导电层72的导
电性的情况,若导电性弹性部件7的厚度超过上述上限值,则无法充分地确保用于使圆顶状弹簧6从第一位置向第二位置位移的行程量,有按压开关1的点击感变差的情况。
101.并且,在图示的方式中,导电性弹性部件7具有圆板状的整体形状,但至少在弹性部71的与第一固定触点4a及第二固定触点4b对置的表面上设有导电层72即可,并不限定于此。导电性弹性部件7也可以具有线状形状、膜状形状等任意的形状。
102.例如,图7中示出具有线状形状的导电性弹性部件7。在图7所示的例子中,导电性弹性部件7具备由pet等弹性材料构成的线状的弹性部71和形成为覆盖弹性部71的表面整体的导电层72。在该例中,弹性部71作为导电性弹性部件7的芯部发挥功能,导电层72覆盖导电性弹性部件7的表面整体,导电性弹性部件7成为纤维(丝)状的部件。在该情况下,导电性弹性部件7以在圆顶状弹簧6位移到第二位置时与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触的长度及位置,设置在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上。
103.图7所示的线状的导电性弹性部件7也可以同时使用多个。图8中示出使用多个图7所示的导电性弹性部件7而形成的膜状部件的例子。图8所示的膜状部件通过织入多个图7所示的纤维状的导电性弹性部件7来形成。能够利用这样的膜状部件作为导电性弹性部件7。在该情况下,膜状部件以在圆顶状弹簧6位移到第二位置时与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触的大小及位置,设置在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上。这样的方式也在本发明的范围内。
104.返回到图4,覆盖膜8用于从上方覆盖圆顶状弹簧6,并在电路基板3上密封及固定第一固定触点4a及第二固定触点4b的接触部43、间隔件5、圆顶状弹簧6、导电性弹性部件7。覆盖膜8具备薄膜状的基体部81、设于基体部81的大致中央部分并具有与圆顶状弹簧6对应的形状的承受部82、以及设于与圆顶状弹簧6的中央可动部61对应的位置的按压部83。此外,在图示的方式中,覆盖膜8具备按压部83,但本发明不限定于此。覆盖膜8不具备按压部83的方式也在本发明的范围内。
105.基体部81由尼龙等挠性树脂材料形成。基体部81粘接在间隔件5的基体部51上,密封第一固定触点4a及第二固定触点4b的接触部43、间隔件5、圆顶状弹簧6、以及导电性弹性部件7。此外,覆盖膜8相对于间隔件5的基体部51的粘接不是点粘接,而是以环绕间隔件5的基体部51的外缘附近一周的方式执行。由此,能够实现按压开关1的防尘。并且,由于覆盖膜8从上侧将圆顶状弹簧6按压到间隔件5,所以能够防止位于间隔件5上的圆顶状弹簧6的摆动。此外,基体部81粘接在间隔件5的基体部51上的粘接方法没有特别限定,例如能够使用激光熔敷、热熔敷、利用双面胶带、粘接剂进行的粘接来将基体部81粘接在间隔件5的基体部51上。
106.承受部82是形成于与圆顶状弹簧6对应的位置并向下方敞开的凹部。承受部82构成为将圆顶状弹簧6收纳在其内部。如图9所示,在组装有按压开关1的状态下,在承受部82内收纳圆顶状弹簧6。圆顶状弹簧6利用粘接剂等任意的固定方法固定在承受部82内,在圆顶状弹簧6的中央可动部61弹性变形时,覆盖膜8也一起弹性变形。
107.按压部83形成于承受部82的上表面的与圆顶状弹簧6的中央可动部61对应的位置,从承受部82的上表面朝向上侧突出。按压部83用于将由用户施加给按压开关1的按压力有效地传递到圆顶状弹簧6,来使圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方弹性变形。按压部83既可以与基体部81及承受部82一体地设置,也可以作为分体部件来形成,并利用热熔敷等
固定在承受部82的上表面上。此外,在图示的方式中,按压部83具有从承受部82的上表面朝向上方突出的突起形状,但本发明不限定于此。按压部83也可以呈平面状。
108.若用户以向下方按下覆盖膜8的按压部83的方式对按压开关1施加按压力,则圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方弹性变形,按压开关1从断开状态过渡为接通状态。另一方面,若用户解除经由覆盖膜8的按压部83施加给按压开关1的按压力,则圆顶状弹簧6的中央可动部61向上方弹性复原,按压开关1从接通状态过渡为断开状态。
109.接下来,参照图9及图10对按压开关1的动作进行详细说明。图9中示出未对按压开关1施加按压力的自然状态下的按压开关1的a

a线剖视图,图10中示出对按压开关1施加有超过按压开关1的动作力的按压力的按下状态下的按压开关1的a

a线剖视图。
110.如图9所示,在按压开关1的自然状态下,圆顶状弹簧6向上凸出。即,在自然状态下,圆顶状弹簧6处于第一位置。在第一位置,设置在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上的导电性弹性部件7的导电层72不与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触。因此,在圆顶状弹簧6位于第一位置时,第一固定触点4a及第二固定触点4b成为非导通状态。因此,在图9所示的自然状态下,按压开关1处于断开状态。
111.在图9所示的自然状态下,若经由覆盖膜8的按压部83对按压开关1施加超过按压开关1的动作力的按压力,则圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方弹性变形,圆顶状弹簧6从第一位置向第二位置位移。此时,按压开关1过渡为图10所示的按下状态。在图10所示的按下状态下,圆顶状弹簧6处于第二位置。在第二位置,设置在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上的导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触。因此,在圆顶状弹簧6位于第二位置时,导电性弹性部件7的导电层72提供第一固定触点4a及第二固定触点4b之间的导通路径。在该状态下,第一固定触点4a及第二固定触点4b经由导电性弹性部件7的导电层72成为导通状态。因此,按压开关1在图10所示的状态下处于接通状态。
112.在图10所示的按下状态下,若来自用户的按压力被解除,则因由圆顶状弹簧6及覆盖膜8的弹性复原力提供的按压开关1的复原力,按压开关1复原到图9所示的自然状态。
113.接下来,参照图11对由导电性弹性部件7实现的按压开关1的静音性进行详细说明。图11的(a)示出在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上未设置导电性弹性部件7的情况下的按压开关1的感觉曲线(载荷特性)。图11的(b)示出在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上设置有导电性弹性部件7的本实施方式的按压开关1的感觉曲线(载荷特性)。图11的(a)及图11的(b)的曲线图的纵轴是施加给按压开关1的压入载荷(按压力)(gf),横轴是圆顶状弹簧6的压入量(mm)。
114.如图11的(a)及图11的(b)所示,直至施加给按压开关1的载荷达到按压开关1的动作力为止按下圆顶状弹簧6所需的载荷逐渐增加。之后,若施加给按压开关1的载荷达到按压开关1的动作力,则圆顶状弹簧6的形状以圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方凸出的方式反转,载荷减少。因此,若施加给按压开关1的载荷达到按压开关1的动作力,则圆顶状弹簧6被急剧按下,给用户提供点击感,按压开关1成为接通状态。
115.之后,若圆顶状弹簧6被急剧按下,则在图11的(a)的事例下,圆顶状弹簧6的中央可动部61与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触,载荷急剧上升。该载荷的急剧上升示出圆顶状弹簧6的中央可动部61与刚体(第一固定触点4a及第二固定触点4b)直接接触。
116.另一方面,在图11的(b)的事例下,若圆顶状弹簧6被急剧按下,则设置在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上的导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触,载荷上升。然而,在图11的(b)的事例下,由于导电性弹性部件7的弹性部71作为缓冲件发挥功能,所以与图11的(a)的事例相比,载荷的上升较为缓慢。这示出以下情况:在导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b接触时,导电性弹性部件7的弹性部71弹性变形,吸收了因导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点4a及第二固定触点4b的接触而产生的冲击。因此,可知,与图11的(a)的事例相比,在图11的(b)所示的本实施方式的按压开关1中,可降低按压开关1接通时的接触声。
117.这样,在本实施方式的按压开关1中,利用导电性弹性部件7的弹性部71,降低了按压开关1成为接通状态时的接触声。而且,导电性弹性部件7的导电层72具有与构成导电层72的导电材料的电阻大致同等的非常低的接触电阻。因此,在本实施方式的按压开关1中,与由分散在绝缘性弹性材料中的导电部件(导电线状体、导电性粒子、导电性赋予剂)提供两个固定触点间的导电路径的现有技术相比,能够大幅度地抑制第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的电连接的电阻的增加。并且,在本实施方式的按压开关1中,由于在第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的导电路径中不包含导电性的粘接剂,所以与在固定触点间的导电路径中包括导电性的粘接剂的现有技术相比,能够进一步抑制第一固定触点4a与第二固定触点4b之间的电连接的电阻的增加。
118.<第二实施方式>
119.接下来,参照图12~图14对本发明的第二实施方式的按压开关1进行详细说明。图12是示出在本发明的第二实施方式的按压开关中使用的两个固定电极的图。图13是本发明的第二实施方式的按压开关处于自然状态时的按压开关的纵剖视图。图14是对本发明的第二实施方式的按压开关施加按压力后的按压开关的纵剖视图。
120.以下,关于第二实施方式的按压开关1,以与第一实施方式的按压开关1的不同点为中心进行说明,省略相同事项的说明。本实施方式的按压开关1除了圆顶状弹簧6的构成材料限定为导电性材料这一点、变更第一固定触点4a及第二固定触点4b的结构这一点、变更导电性弹性部件7的结构这一点、以及间隔件5具有导电性这一点以外,与第一实施方式的按压开关1相同。
121.图12示出在本实施方式的按压开关1中使用的第一固定触点4a及第二固定触点4b。在本实施方式中,第一固定触点4a是设置在电路基板3的基体部31上的圆形的中央触点,第二固定触点4b是以在与第一固定触点4a分离的状态下包围第一固定触点4a的周围的方式设置在电路基板3的基体部31上的环状的周边触点。
122.图13示出本实施方式的按压开关1处于自然状态时的按压开关的纵剖视图。如图13所示,第一固定触点(中央触点)4a在间隔件5的开口52内朝向上方露出,并与导电性弹性部件7对置地设置。另一方面,第二固定触点(周边触点)4b位于间隔件5的基体部31的下方,并与间隔件5的基体部31的下表面接触。因此,在本实施方式中,导电性弹性部件7与第一固定触点(中央触点)4a对置,不与第二固定触点(周边触点)4b对置。
123.并且,在本实施方式中,如图13所示,导电性弹性部件7的导电层72设置为覆盖圆板状的弹性部71的表面整体。因此,包含与第一固定触点(中央触点)4a对置的面的导电性弹性部件7的所有面都具有导电性。在本实施方式中,除了图13所示的圆板状的导电性弹性
部件7以外,例如还能够使用参照图8详细说明的线状的导电性弹性部件7、参照图9详细说明的膜状的导电性弹性部件7。
124.而且,在上述的第一实施方式中,圆顶状弹簧6的构成材料可以是导电性材料,也可以是绝缘性材料,但在本实施方式中,圆顶状弹簧6由导电性材料构成。并且,导电性弹性部件7利用导电性的粘接剂固定在圆顶状弹簧6的中央可动部61的与电路基板3对置的面上,并且导电性弹性部件7的导电层72与圆顶状弹簧6经由导电性的粘接剂导通。
125.而且,在本实施方式中,间隔件5由导电性材料形成。如图13所示,由于圆顶状弹簧6的外缘部62与间隔件5接触,所以圆顶状弹簧6与间隔件5导通。而且,如上所述,由于第二固定触点(周边触点)4b与间隔件5的基体部31的下表面接触,所以第二固定触点(周边触点)4b与间隔件5导通。因此,在本实施方式中,第二固定触点(周边触点)4b、间隔件5、圆顶状弹簧6以及导电性弹性部件7的导电层72导通。
126.接下来,参照图13及图14对本实施方式的按压开关1的动作进行详细说明。如图13所示,在本实施方式的按压开关1的自然状态下,圆顶状弹簧6向上凸出。即,在自然状态下,圆顶状弹簧6处于第一位置。在第一位置,圆顶状弹簧6的外缘部62经由间隔件5而与第二固定触点(周边触点)4b电接触,导电性弹性部件7的导电层72不与第一固定触点(中央触点)4a接触。即,在圆顶状弹簧6位于第一位置时,第一固定触点(中央触点)4a和第二固定触点(周边触点)4b成为非导通状态。因此,在图13所示的自然状态下,按压开关1处于断开状态。
127.在图13所示的自然状态下,若对按压开关1施加超过按压开关1的动作力的按压力,则圆顶状弹簧6的中央可动部61向下方弹性变形,圆顶状弹簧6位移到第二位置。此时,按压开关1过渡为图14所示的按下状态。在图14所示的按下状态下,圆顶状弹簧6处于第二位置。在第二位置,圆顶状弹簧6的外缘部62经由间隔件5而与第二固定触点(周边触点)4b电接触,而且,导电性弹性部件7的导电层72与第一固定触点(中央触点)4a接触。因此,在圆顶状弹簧6位于第二位置时,导电性弹性部件7的导电层72、圆顶状弹簧6以及间隔件5作为第一固定触点(中央触点)4a与第二固定触点(周边触点)4b之间的导通路径发挥功能,第一固定触点(中央触点)4a和第二固定触点(周边触点)4b成为导通状态。因此,按压开关1在图14所示的状态下处于接通状态。
128.在图14所示的按下状态下,若来自用户的按压力被解除,则因由圆顶状弹簧6及覆盖膜8的弹性复原力提供的按压开关1的复原力,按压开关1复原到图13所示的自然状态。
129.根据本实施方式,也能够发挥与上述的第一实施方式相同的效果。此外,在本实施方式中,对第一固定触点4a及第二固定触点4b分别是中央触点及周边触点的方式进行了详细说明,但本发明不限定于此。能够使用在按压开关的领域中使用的已知的任意图案的固定触点作为第一固定触点4a及第二固定触点4b,根据第一固定触点4a及第二固定触点4b的图案来适当地变更按压开关1的各构成要素的形状及配置的方式也在本发明的范围内。
130.并且,在上述的第一实施方式及第二实施方式中,固定电极的数量为两个,但本发明不限定于此。本发明的按压开关1根据由用户施加的按压力来获得导通状态及非导通状态的任一方,在该导通状态及非导通状态下,按压开关1包含与接通状态及断开状态分别对应的至少两个固定触点即可。因此,本发明的按压开关1也可以包含在相同的用途中使用的三个以上的固定触点。
131.以上,基于图示的实施方式对本发明的按压开关进行了说明,但本发明并不限定
于此。本发明的各结构能够置换成可发挥相同的功能的任意结构,或者能够在本发明的各结构中追加任意的结构。
132.对于本发明所属的领域以及技术中的本领域技术人员而言,在不明显脱离本发明的原理、考虑方法以及范围的情况下,能够执行所记载的本发明的按压开关的结构的变更,并且具有变更后的结构的按压开关也在本发明的范围内。例如,将第一实施方式及第二实施方式的按压开关任意地组合后的方式也在本发明的范围内。
133.并且,图3~图10以及图12~图14所示的按压开关的组件的数量、种类只不过是用于说明的示例,本发明并不限定于此。在不脱离本发明的原理及意图的范围内,追加或组合任意的组件、或者删除任意的组件后的方式也在本发明的范围内。并且,按压开关的各组件既可以以硬件的方式实现,也可以以软件的方式实现,还可以通过它们的组合来实现。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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