CN103426673A - 开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种开关,其包括:壳体;柱塞,其相对于所述壳体沿按压方向或复位方向滑动;复位弹簧,其沿复位方向偏压所述柱塞并且通过所述柱塞沿按压方向的滑动而压缩;多个接线端,其根据所述柱塞的按压而进入导电状态;以及接线端接触弹簧,其与接线端进行接触,以便通过柱塞沿按压方向的滑动而使所述接线端进入导电状态。所述接线端接触弹簧被设置成在与接线端进行接触的接触状态下,根据柱塞沿按压方向的滑动而压缩。
Description
相关申请交叉引用
本申请要求于2012年5月22日提交的日本专利申请No.2012-116248的优先权的权益,本申请的全部内容结合于此。
技术领域
本发明涉及一种需要满足具有高接触可靠性的规范的开关,比如,内置于游戏机的控制器按钮内的开关。
背景技术
通常,作为通过按压柱塞使其触点进入导电状态的一种开关,比如,已经研制出各种开关,以用于在触点处获得充分的接触压力,以及获得柱塞按压操作的良好感觉。
例如,在日本实用新型公开No.4-22500中披露了这些开关中的一种,其称为“微型开关”。
日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”包括:壳体,其由开关基座配置;开关盖,其装配到开关基座中;柱塞,其相对于壳体向上和向下滑动;以及弹簧,其安装在壳体和柱塞之间。
进而,作为弹簧,上述“微型开关”使用专用弹簧,该专用弹簧由小直径的线圈部分以及大直径圆锥形线圈部分构造,所述大直径圆锥形线圈部分的直径大于小直径线圈部分的直径,小直径线圈部分和大直径线圈部分串联设置。在该结构中,大直径线圈部分为活动触点,并且固定触点部分形成在壳体的与大直径线圈部分相对的点处,以便更靠近并且远离大直径线圈部分移动。
日本实用新型公开No.4-22500描述了以下有益效果:如上所述,在被压缩时,通过为弹簧提供大直径线圈部分,可防止丝线(wire)彼此重叠,从而可确保在压缩方向上具有长冲程。
然而,在这种结构中,与日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”一样,其中,大直径线圈部分和小直径线圈部分串联设置,在按压柱塞时,不能获得对于弹簧在复位方向偏压的所需要的弹性性能。
具体而言,通常,在操作员按压开关的柱塞时,就在刚刚按压之后,操作员就接收作为柱塞的压力负荷的来自弹簧的弹力,使得操作员可将其对柱塞的按压识别为知觉,从而获得按压操作的感觉。
然而,在提供给日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”的弹簧中,与小直径线圈部分相比,大直径线圈部分更容易弹性变形。因此,在通过柱塞的滑动进行按压时,首先,与小直径线圈部分相比,大直径线圈部分具有更低的弹性模量,会过度弹性变形,从而通过按压累积弹性力会变得缓慢。
结果,甚至在操作员按压柱塞时,操作员也不会通过按压从柱塞接收适度的负荷,并且柱塞被向下按压。因此,具有某些问题:比如操作人员难以察觉到压力,并且按压操作的感觉恶化。
另一方面,日本实用新型公开No.6-15232提出了一种“按钮开关”。
日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”包括可向下推动的按钮、通过接触弹簧的接触而进入导电状态的一对接线端、以及两种弹簧,即,复位弹簧和接触弹簧。
接触弹簧设置在按钮的外面(在其上侧),并且由弹簧保持部保持在压缩状态下,该弹簧保持部设置在按钮的下部。复位弹簧通过弱作用力沿下压方向偏压弹簧保持部,并且从将弹簧保持部向下按压成低于这对接线端的时间点开始,复位弹簧与这对接线端进行接触,以便使这对接线端进入其间的导电状态。
日本实用新型公开No.6-15232的上述“按钮开关”设有两种弹簧,即,分开设置的复位弹簧和接触弹簧,使得具有适度弹性性能的复位弹簧就在操作员刚刚按压按钮之后弹性变形。因此,预期产生一种有益效果:就在刚刚按压之后,操作员就可通过按钮的按压而察觉到适度的感觉。
然而,在日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”中,在按压按钮时,向下按压弹簧保持部,并且从弹簧保持部位于这对接线端之下的时间点开始,接触弹簧与这对接线端进行接触。但是,甚至在进一步按压按钮时,由于接触弹簧的长度未变,所以抵靠这对接线端的接触压力是恒定的。
即,在日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”中,一旦接触弹簧已经与这对接线端接触,那么甚至在按压按钮时,接触弹簧和这对接线端之间的接触压力也已经达到极限。而且,在按压保持部的按钮直到其与这对接线端进行接触时,接触弹簧都处于接触弹簧延展的模式中。因此,具有以下限制:用于沿下压方向偏压弹簧保持部的弹性力比复位弹簧的力弱。因此,这种结构应难以确保有充分的接触压力抵压这对接线端。
因此,日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”具有以下问题:不能确保电传导的可靠性。
而且,在日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”中,在接触弹簧与这对接线端进行接触之后,按压的感觉几乎不变,因此,实际上不能察觉到接触弹簧已经与这对接线端接触。因此,具有另一个问题:操作员不能获得满意的操作感觉。
发明内容
本发明的一个目标在于,提供一种开关,其中,抵压接线端接触弹簧的一对接线端的接触压力增大,从而可增强这对接线端之间的电传导的可靠性,并且也可增强柱塞的按压操作的感觉。
根据本发明开关的一个方面,该开关包括:壳体;柱塞,其相对于壳体沿按压方向或复位方向滑动;复位弹簧,其沿复位方向偏压柱塞并且由于柱塞沿按压方向的滑动而压缩;多个接线端,其根据柱塞的按压而进入导电状态;以及接线端接触弹簧,其与接线端进行接触,以便通过柱塞沿按压方向的滑动而使接线端进入导电状态;其中,接线端接触弹簧被设置成在与接线端进行接触的接触状态下,根据柱塞沿按压方向的滑动而压缩。
根据开关的另一方面,在接线端接触弹簧与接线端进行接触的接触状态下,接线端接触弹簧和接线端之间的接触压力可根据柱塞沿按压方向的滑动而增大。因此,通过在接线端接触弹簧与接线端之间确保充足的接触压力,可获得优异的导电性。
而且,接线端接触弹簧通过与接线端的接触而压缩,从而在与接线端进行接触的接触状态下,复位弹簧可根据柱塞沿按压方向的滑动而弹性变形至压缩装状态,并且接线端接触弹簧也可弹性变形至压缩状态。
在操作员按压柱塞的过程中,可将在接线端接触弹簧与接线端进行接触时发生作用的接线端接触弹簧的弹性力反馈给操作员,作为操作员所接收的感觉。
因此,在操作员按压柱塞的过程中,能够使操作员察觉到接线端接触弹簧与接线端彼此进行接触的位置,即,致动开关的位置,从而操作员可获得满意的按压操作感觉。
而且,在接线端接触弹簧根据柱塞沿按压方向的滑动而与接线端进行接触时,接线端接触弹簧能够在与接线端进行接触的接触状态下增大接触压力,以便接触弹簧和这对接线端之间的接触压力可根据柱塞的按压而增大。因此,可获得与操作员的感觉一致并且令操作员满意的按压操作感觉。
而且,如上所述,因为提供了复位弹簧和接触弹簧,所以就在操作员刚刚按压柱塞之后,具有适度弹性性能的复位弹簧弹性变形,使得就在刚刚按压柱塞之后,操作员便从柱塞接收到基于这种弹性变形的初始负荷。因此,就在按压之后,操作员可通过按压柱塞而察觉到适度的感觉,从而可增强操作感觉。
作为本发明的一个模式,在柱塞处可以形成弹簧压缩保持部,该弹簧压缩保持部将接线端接触弹簧保持在压缩状态下。
根据开关的一个方面,在接线端接触弹簧压缩的状态下,接线端接触弹簧可与接线端进行接触。由此,就在接线端接触弹簧与接线端进行接触之后,在压缩状态下的接线端接触弹簧的优异弹力可作用在接线端上。
因此,接线端接触弹簧和接线端之间的接触压力可以就在接线端接触弹簧与接线端进行接触之后而增大,因此,即使在接线端表面上具有异物(比如,氧化膜),在接触之后也能够使导电性稳定。
而且,例如,根据柱塞沿滑动方向的按压,接线端接触弹簧延展和收缩,从而在与接线端进行接触时,接触时的导电性不会由于比如短时间的反复接触和分离而不稳定,因此能够使导电性稳定。
而且,接线端接触弹簧可限于预定的长度,而不受到弹簧的尺寸公差的影响,因此,可使柱塞的按压量稳定,直到接线端接触弹簧与接线端接触为止。
根据开关的一个方面,接线端接触弹簧可以配置成使得其直径从复位方向侧上的端部朝着按压方向逐渐增大。
根据开关的另一方面,形成接线端接触弹簧的丝线在滑动方向彼此不重叠,从而可牢固地压缩接线端接触弹簧。由此,与从复位方向侧上的端部朝着按压方向形成有相同直径的弹簧相比,可确保压弹簧的缩冲程更长。
因此,可充分压缩接线端接触弹簧,因此,可在接线端接触弹簧和接线端之间获得充分的接触压力,并且可将接线端接触弹簧小型化,从而可将开关小型化。
具体而言,在接线端接触弹簧被配置成其直径从复位方向侧上的端部朝着按压方向逐渐增大的情况下,在设有弹簧压缩保持部的柱塞处,可通过弹簧压缩保持部稳固并且容易地保持接线端接触弹簧。
根据开关的一个方面,接线端接触弹簧的复位方向侧上的端部可具有接合部,该接合部使接线端接触弹簧在周向上与柱塞接合,并且柱塞可具有与所述接合部接合的接合容许部,并且构成接线端接触弹簧的丝线沿按压方向上的端部可以设置在使得不会在接线端接触弹簧的周向上与接线端接触的位置处。
根据上述结构,通过使接合容许部与接合部接合,接线端接触弹簧可容易地与柱塞连接。
在接合容许部与接合部接合的状态下,构成接线端接触弹簧的丝线在按压方向侧上的端部优选地设置在使得在接线端接触弹簧的周向上不与接线端接触的位置处。
由此,构成接线端接触弹簧的丝线在按压方向侧上的端部不与接线端接触,因此,接线端接触弹簧可稳定地与接线端接触,从而可确保优异的导电性。
在将接线端接触弹簧附接到柱塞中时,在接线端接触弹簧的周向上,可容易地附接接线端接触弹簧而不需付出太多注意力,从而不会将构成接线端接触弹簧的丝线在按压方向侧上的端部设置在不与接线端接触的位置处。
而且,接合部可以形成有接合侧,该接合侧从接线端接触弹簧中的复位方向侧上的端部开始,在沿直径向内的方向上或者沿直径向外的方向上突出。通过使接合侧与接合容许部接合,可使得接合部与接合容许部的边缘部分牢固地接合。
根据开关的另一方面,接线端接触弹簧中的接合部可在压力下通过复位弹簧的复位方向侧上的端部而固定到柱塞。
通过上述结构,接线端接触弹簧可牢固地附接到柱塞。
而且,通过将接线端接触弹簧附接到柱塞,可实现接线端接触弹簧与柱塞的上述牢固附接,因此,不需要另外设置用于在压力下将接合部固定到柱塞的结构,从而可通过具有更少步骤的组装过程来实现简单的构造。
根据本发明,通过增大接线端接触弹簧抵压这对接线端的接触压力,可提供一种开关,其中,可增强这对接线端之间的导电性的可靠性,并且还可增强柱塞的按压操作的感觉。
附图说明
图1A至图1C为根据第一实施例的开关的构成说明图;
图2为根据第一实施例的开关的分解透视图;
图3A和图3B为从后面斜看时根据第一实施例的开关的透视图;
图4A1至图4B2为利用根据第一实施例的开关的剖视图示出的开关的按压过程的操作性说明图;
图5A和图5B为示出根据第一实施例的开关的性能的视图;
图6A至图6C为根据第二实施例的开关的构成说明图;
图7为根据第二实施例的开关的分解透视图;
图8A1到图8B2为利用根据第二实施例的开关的剖视图示出的开关的按压过程的操作性说明图;
图9A和图9B为示出根据第二实施例的开关的性能的视图;
图10A和图10B为根据第二实施例的开关的操作性说明图;
图11A至图11C为根据另一个实施例的开关的构成说明图;以及
图12A和图12B为示出普通开关的性能的视图。
具体实施方式
在下文中参看视图,描述本发明的一个实施例。
如图1A到图3B中所示,根据第一实施例的开关1包括:壳体11;柱塞21,其相对于壳体11沿按压方向D1或复位方向D2滑动;弹簧30;以及一对接线端41,其根据柱塞21的按压而进入导电状态。
要注意的是,图1A为开关1的平面图,图1B为沿着图1A中的A-A线的放大截面图,并且图1C为沿着图1A中的B-B线的放大截面图。图2为开关1的分解透视图。图3A为从开关1的按压方向D1侧观看的、接线端接触弹簧31还未安装到柱塞21的状态的透视图。图3B为从开关1的按压方向D1侧观看的、复位弹簧35还未安装到柱塞21的状态的透视图。
而且,为了方便起见,如图1B和图1C中所示,将基于将开关1设置成使按压方向D1为开关1的向下方向并且复位方向D2为开关1的向上方向的状态来进行以下描述。
如图2中所示,接线端41由细长板状接线端主体42和基底壳体接合片43构成,通过使接线端主体42的基底端部以大致直角弯曲而形成该基底壳体接合片。在基底壳体接合片43的上表面上形成弹簧接触表面44。
壳体11由设置在上侧上的主体壳体12以及设置在下侧上的基底壳体15构成。在主体壳体12内,在其上部分上形成柱塞21可插入其中的柱塞插入孔21a,并且形成可与基底壳体15接合的基底壳体接合突出片13。
另一方面,在基底壳体15处形成一对接线端插入部分18,且一对接线端插入部分之间具有预定空间,从而在接线端主体42从其向下突出的状态下,接线端主体42可竖直地插入其中,并且基底壳体接合片43安装到接线端插入部分18中,以便能够允许基底壳体接合片43与其边缘部分接合。而且,壳体挂钩16形成在基底壳体15处以向上突出,以便壳体挂钩16可与基底壳体接合片43接合(参看图1B)。
柱塞21由柱塞基底部27和按压部22构成,该按压部向上突出,以便操作员可相对于柱塞基底部27按压该按压部22。柱塞基底部2设有滑动部分2和弹簧安装部23,所述滑动部形成为可相对于壳体11的内壁表面滑动。
滑动部28通过上部滑动部28u和下部滑动部28d在柱塞基底部分27的外周表面上形成,下部滑动部的直径大于上部滑动部28u的直径。在下部滑动部28d和上部滑动部28u之间,形成接合阶梯部29,以便与壳体11的柱塞插入孔21a的周向部接合,使得柱塞21不能从壳体11滑出。
如图3A和图3B中所示,弹簧安装部23由弹簧管状装配部25和在柱塞基底部27的下部处形成的弹簧邻接部24构成。
在柱塞基底部27的下部处,在平面状态中形成弹簧邻接部24,以使得下面所描述的接线端接触弹簧31的复位方向D2侧上的端部可与弹簧邻接部24邻接。
弹簧管状装配部25形成为使得从弹簧邻接部分24中向下成管状形状突出,从而下面所描述的复位弹簧35的复位方向D2侧上的部分可装入弹簧管状装配部25内。
而且,在弹簧管状装配部25处形成接合凹槽26,其形成为具有切去弹簧管状装配部25的预定部分而形成的形状,从沿突出方向(按压方向D1)的远端到近端,所述接合凹槽在周向方向的中心上彼此相对,从而下面所描述的接线端接触弹簧31的接合侧32可通过安装在所述接合凹槽内而接合。
弹簧30具有两种螺旋弹簧30,这两种螺旋弹簧包括复位弹簧35和接线端接触弹簧31,所述复位弹簧沿复位方向D2偏压柱塞21并且通过柱塞21沿按压方向D1的滑动而压缩,所述接线端接触弹簧通过柱塞21沿按压方向D1的滑动与接线端41进行接触,从而使接线端41进入其间的导电状态。
复位弹簧35形成为其具有的弹簧长度比接线端接触弹簧31的长度长,并且在未按压柱塞21的初始状态中该复位弹簧设置在压缩状态中。
如图2中所示,接线端接触弹簧31形成为在沿复位方向D2的端部侧上具有比复位弹簧35的外径长的线圈直径,并且所述接线端接触弹簧具有直径从复位方向D2侧上的端部朝着按压方向D1逐渐增大的锥形形状。要注意的是,沿接线端接触弹簧31的按压方向D1的端部侧形成为具有的直径相对于插入接线端插入部18内的接线端41的弹簧接触表面44沿向上和向下方向相反。
而且,接线端接触弹簧31在复位方向D2侧上的端部侧上形成接合侧32,该接合侧在沿直径向内的方向上突出(参看图3A)。要注意的是,接合侧32为弯曲部,通过在径向向内的方向上使复位方向D2侧上的端部侧线性弯曲而形成该弯曲部。
如下所述,整体地组装上述开关1。
将柱塞21插入主体壳体12的柱塞插入孔21a内,从而使柱塞21的接合阶梯部29进入与壳体11的柱塞插入孔21a的周向部接合的状态,并且柱塞21的按压部22也进入按压部22相对于主体壳体12向上突出的状态。
在柱塞21的按压部22相对于主体壳体12向上突出的状态下,将柱塞21插入主体壳体12的柱塞插入孔21a内,以便能够允许柱塞21的接合阶梯部29与壳体11的柱塞插入孔21a的周向部接合,从而柱塞21不能沿复位方向D2从壳体11中滑出。
然后,将接线端接触弹簧31的接合侧32安装到接合凹槽26内,从而在周向上与接合凹槽26的边缘部接合,并且接线端接触弹簧31的复位方向D2侧上的端部也与弹簧邻接部24邻接。
而且,通过将其中的复位弹簧35牢固地装配到弹簧管状装配部25的基底部中,可沿接线端接触弹簧31的长度方向,通过复位方向D2侧上的端部在压力下将接线端接触弹簧31的接合侧32固定至柱塞21。
另一方面,将接线端主体42分别插入基底壳体15的这对接线端插入部18内,并且基底壳体接合片43与接线端插入部18的边缘部接合,从而安装接线端41。
然后,主体壳体12和基底壳体15设置成沿向上和向下的方向彼此相对,并且基底壳体接合突出片13和壳体挂钩16也彼此接合,从而完成开关1的组装。
此时,如图1B和图1C中所示,复位弹簧35在压缩的状态下被容纳,以便沿复位方向D2偏压柱塞21。
接下来,将参看图1B和图1C、图4A1、图4A2、图4B1和图4B2、以及图5A和图5B,来描述在操作员按压按压部22以便致动开关1(接通)时,由开关1执行的功能和有益效果,并且将参看图12A和图12B来描述一个常规实例。
要注意的是,图1B和图1C均示出了未按压按压部22的状态(柱塞21位于自由位置(后文中称为“FP”)中的状态)。图4A1和图4B1都示出了就在接线端接触弹簧31和接线端41的弹簧接触表面44已经刚刚彼此接触之后的状态(柱塞21位于操作位置(后文中称为“OP”)处的状态)。具体而言,图4A1与图1B对应,并且图4B1与图1C对应。图4A2和图4B2都示出了将柱塞21向下按压到操作极限位置的状态(柱塞21位于全行程位置(后文中称为“TTP”)处的状态)。具体而言,图4A2与图1B对应,并且图4B2与图1C对应。
而且,图5A和图12A为示出了F-S性能的视图,并且图5B和图12B为示出了C-S性能的视图。
在本文中,F-S性能为基于按压按压部的按压负荷(F)与按压部的下压量(S)之间的关系的开关的性能。C-S性能为基于在接线端接触弹簧与接线端进行接触时的接触压力(C)与按压部的下压量(S)之间的关系的开关的性能。
详细地说,图5A为示出根据第一实施例的开关1的F-S性能的视图,该性能视图基于按压按压部22的按压负荷(F)与按压部22的下压量(S)之间的关系。
图5B为示出根据第一实施例的开关1的C-S性能的视图,该性能视图基于接线端接触弹簧31与接线端41进行接触时的接触压力(C)与开关1的按压部22的下压量(S)之间的关系。
图12A为示出作为一常规实例的开关的F-S性能的视图,其在日本实用新型公开No.4-22500中描述。图12B为示出作为一常规实例的开关的C-S性能的视图,其在日本实用新型公开No.6-15232中描述。
首先,如图1B和图1C中所示,重点说明在操作员开始按压按压部22时所执行的开关1的功能。
根据上述结构,即使柱塞21处于FP状态下,也要压缩复位弹簧35,以便沿复位方向D2偏压柱塞21,因此,在操作员在柱塞21的FP状态下按压柱塞21时,操作员从柱塞21接收基于复位弹簧35的弹性变形的初始负荷。
因此,就在刚刚按压之后,操作员就可通过按压察觉适度的感觉,从而可增强操作员的按压操作的感觉。
详细地说,具有了一种常规开关,其具有专用弹簧,该专用弹簧具有串联设置的小直径部分以及大直径圆锥形部分,与日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”一样。在这种常规开关的情况下,由于大直径部分具有的直径比小直径部分的直径大,所以与小直径部分相比,大直径部分不太能够基于压缩引起的弹性力而产生按压负荷(排斥力)。
因此,如图12A中所示,从就在按压处于FP状态中的柱塞之后,柱塞的按压负荷较小这一事实而显而易见的,通过按压柱塞不能施加充分的初始负荷。然后,甚至在操作员按压该按压部时,操作员也不能从正在被按压的柱塞察觉到该感觉(按压感觉)。因此,具有以下问题:操作员不能获得满意的按压操作感觉。
另一方面,在第一实施例的开关1中,如上所述,复位弹簧35形成为在整个长度上具有相同的直径,以便展现线性弹性性能,并且将该复位弹簧设置在初步压缩的状态下,以便在柱塞21位于FP处的状态中,沿复位方向D2偏压柱塞21。因此,在按压该按压部22时,可产生优异的弹性力。
因此,如图5A中所示,在操作员按压该按压部22时,基于初始压缩的复位弹簧35的弹性力,操作员从柱塞21接收按压负荷(偏压力)。因此,操作员可确切地察觉到按压感觉,从而可增强操作员的按压操作的感觉(参看图5A中所示的,就在按压处于FP位置中的柱塞21之后柱塞21的按压负荷的值)。
接下来,将从就在柱塞21刚刚到达OP之前,直到到达TTP时,来描述开关1根据柱塞21沿按压方向D1的滑动所执行功能和有益效果。
首先,在日本实用新型公开No.6-15232d“按钮开关”中,根据按钮的按压,向下按压弹簧保持部,并且接触弹簧延展。据此,如图12B中所示,接触弹簧的偏压力逐渐减小。
然后,在日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”中,在接触弹簧与接线端进行接触的状态下,甚至在进一步按压按钮时,接触弹簧的长度不变。因此,在接触弹簧与接线端接触之后,如图12B中所示,接触弹簧抵压这对接线端的接触压力达到极限,从而恒定。
然后,对于日本实用新型公开No.6-15232的“按钮开关”而言,存在一个问题:在接触弹簧与接线端进行接触的状态下,甚至在按压按钮时,不能根据下压冲程而获得充分的接触压力,从而不能确保导电性的可靠性。
而且,在接触弹簧与接线端进行接触的状态下,甚至在按压按钮时,接触弹簧的弹性力达到极限,从而恒定,并且这与按压按钮时操作员的感觉并不一致,即,接触弹簧与这对接线端之间的接触压力可根据用于按压按钮的按压量(按压冲程)而增强。因此,存在一个问题:不能获得满意的按压操作感觉。
而且,在日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”中,如上所述,这个开关具有弹簧,该弹簧包括大直径部分和小直径部分,所述大直径部分和小直径部分串联形成并且具有不同的弹性性能。而且,在这种弹簧的情况下,与小直径部分相比,大直径部分不太能够执行充分的弹性性能,因此,具有这种趋势:相对于负荷的弹性性能变得不清晰。
然后,如图12A中所示,在活动触点与固定触点进行接触之前和之后,即,在柱塞到达OP之前和之后,按压负荷几乎不变。因此,具有一个问题:几乎不太可能察觉到接触弹簧与这对接线端的接触(表示柱塞处在图12A中的OP状态中的状态下,柱塞的按压负荷的值)。
另一方面,在第一实施例的开关1中,甚至从柱塞21处在如图4A1和图4B1中所示的OP处的状态到柱塞21达到如图4A2和图4B2中所示的TTP的状态,即,在接线端接触弹簧31与接线端41进行接触的接触状态下,如图4A2和图4B2中所示,接线端接触弹簧31根据柱塞21沿按压方向D1的滑动而压缩。
因此,如图5B中所示,从柱塞21到达OP的时刻开始,通过接线端接触弹簧31基于压缩的弹性力,接线端接触弹簧31和接线端41之间的接触压力可根据柱塞21沿按压方向D1的滑动而增强。
因此,可确保在接线端接触弹簧31和接线端41之间具有充分的接触压力,从而可获得优异的导电性。
而且,甚至在操作员按压柱塞21的过程中,在接线端接触弹簧31与接线端41进行接触的接触状态下,如上所述,接线端接触弹簧31根据柱塞21沿按压方向D1的滑动而压缩。因此,在进一步按压处于OP状态中的柱塞21时,如图5A中所示,压缩的接线端接触弹簧31的偏压力逐渐增大,并且可将接线端接触弹簧31的偏压力反馈给操作员,以作为操作员所接收的按压负荷。
因此,在操作员按压柱塞21的过程中,具有这样的有利效果:容易使操作员察觉到接线端接触弹簧31与接线端41彼此接触的位置,即,致动开关1的位置。
而且,接线端接触弹簧31与接线端41进行接触时的接触压力可根据柱塞21沿按压方向D1的滑动而增强(参看图5A),因此,接线端接触弹簧31和接线端41之间的接触压力根据柱塞21沿按压方向D1的滑动而增强。这与操作员的感觉和操作结果一致,从而可获得令操作员满意的按压操作的感觉。
而且,如上所述,日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”具有专用弹簧,该专用弹簧具有串联设置的小直径部分和大直径圆锥形部分,因此,担心应力集中在小直径部分和大直径部分之间的连接部分上。因此,具有以下难点:不能确保具有期望的持久性。
另一方面,第一实施例的开关1具有这样的结构,该结构具有独立的圆柱形复位弹簧35和圆锥形接线端接触弹簧31,因此,可获得这样的形状,使得没具有直径在复位弹簧35和接线端接触弹簧31的各自长度方向上剧烈变化的部分。
因此,在第一实施例的开关1中,在沿长度方向的部分上没有应力集中,因此,与日本实用新型公开No.4-22500的上述“微型开关”相比,可增强持久性。
而且,第一实施例的开关1可执行下面所描述的功能和有利效果。
在第一实施例的开关1中,接线端接触弹簧31形成为其具有的直径从复位方向D2侧上的端部开始沿按压方向D1逐渐增大。
根据上述结构,可压缩接线端接触弹簧31,而不使形成接线端接触弹簧31的丝线在滑动方向彼此重叠,因此,与形成为沿着按压方向D1从复位方向D2侧上的端部开始具有相同直径的弹簧相比,可确保具有更大量的压缩冲程。
因此,可充分压缩接线端接触弹簧31,从而可在接线端接触弹簧31和接线端41之间获得充分的接触压力,并且在可将接线端接触弹簧31小型化时,可进一步将开关1小型化。
在第一实施例的开关1中,在接线端接触弹簧31的复位方向D2侧上的端部处,形成接合侧32,该接合侧形成为使得接线端接触弹簧31在周向上与柱塞21接合,并且在柱塞21处形成与接合侧32接合的接合凹槽26。由此,通过仅仅将接合侧32装配入接合凹槽26内,接合侧32可与接合凹槽26的边缘部分接合,因此,接线端接触弹簧31可容易地与柱塞21附接。
而且,在第一实施例的开关1中,在将接合侧32装配入接合凹槽26内以便与其接合的状态下,在构成接线端接触弹簧31的丝线的按压方向D1侧上的端部31a(参看图3A)位于接线端接触弹簧31的周向上的位置处,在该位置中,端部31a不与接线端41的弹簧接触表面44接触。
因此,在接合凹槽26与接合侧32接合的状态下,在构成接线端接触弹簧31的丝线的按压方向D1侧上的端部可设置在接线端接触弹簧31的周向上的位置处,在该位置中,端部不与接线端41接触。
因此,在上述端部31a以外的线圈部分处,接线端接触弹簧31可与接线端41接触,因此,接线端接触弹簧31可与接线端41稳定地接触,从而可确保优异的导电性。
而且,接线端接触弹簧31可容易地在无需很多注意力的情况下与柱塞21附接,从而不会将构成接线端接触弹簧31的丝线的按压方向D1侧上的端部设置在接线端接触弹簧31的周向的位置处,在该位置中不与接线端41接触。
而且,如上所述,在将接合侧32装配入接合凹槽26内以便与其接合的状态下,进一步,通过将复位弹簧35的复位方向D2侧部分装配入弹簧管状装配部分25内,通过复位弹簧35的在复位方向D2侧上的端部,可在压力下将接线端接触弹簧31的接合部固定到柱塞21(参看图1B)。
同样,通过将接线端接触弹簧31附接到柱塞21,接线端接触弹簧31可牢固地附接到柱塞21。
而且,通过将复位弹簧35附接到柱塞21,可实现接线端接触弹簧31与柱塞21的上述坚固附接,因此,不需要用于在压力下将接合部固定到柱塞21的单独结构,从而可实现简单的结构,并且可通过更少的步骤实现其组装。
接下来,将描述第二实施例的开关1A。
然而,在下面所描述的开关1A的构成元件之间,与根据第一实施例的上述开关1的构成元件相似的构成元件将由相同的参考符号表示,并且省略对这些构成元件的说明。
如图6A、图6B、和图6C以及图7中所示,在第二实施例的开关1A中,在柱塞21处形成弹簧压缩保持部60,该弹簧压缩保持部将接线端接触弹簧31保持在压缩状态之下。
要注意的是,图6A为开关1A的平面图,图6B为沿着图6A的C-C线的放大剖视图,并且图6C为沿着图6A的D-D线的放大剖视图。图7为开关1A的分解透视图。
如图6A、图6B、和图6C以及图7中所示,形成一对弹簧压缩保持部60,其形成为在弹簧安装部23外面在柱塞21的下部处彼此相对。弹簧压缩保持部60形成为具有臂部61和弹簧接合爪形部62。
臂部61形成为向下突出。接合爪形部62形成在臂部61的前端部处,以便以彼此相对的方式突出,从而接线端接触弹簧31可与其接合。
根据上述结构,弹簧压缩保持部60将接线端接触弹簧31保持在弹簧邻接部24的下表面和弹簧接合爪形部62的上表面之间的压缩状态下。
接下来,将参看图8A1、图8A2、图8B1、和图8B2以及图9A和9B,来描述由第二实施例的开关1A执行的功能和有利效果。
要注意的是,图8A1、图8A2、图8B1、和图8B2为功能解释图,其示出了按压根据第二实施例的开关1A的柱塞21的状态,其与图4A1、图4A2、图4B1、以及图4B2对应。图9A为示出根据第二实施例的开关1A的F-S性能的视图,并且图9B为示出根据第二实施例的开关1A的C-S性能的视图。
第二实施例的开关1A通过弹簧压缩保持部60保持接线端接触弹簧31,因此,如图6B和图6C中所示,在柱塞21处于FP处的状态下,即,在接线端接触弹簧31与接线端41进行接触之前的状态下,可使接线端接触弹簧31进入压缩状态。
由此,如图8A1和图8B1中所示,通过柱塞21沿按压方向D1的滑动,在压缩接线端接触弹簧31的状态下,可使接线端接触弹簧31与接线端41进行接触,因此,从柱塞21到达OP的时刻开始,可将处于压缩状态下的接线端接触弹簧31的偏压力施加给接线端41。
因此,如图9B中所示,从接线端接触弹簧31刚刚与接线端41进行接触之后开始,接线端接触弹簧31和接线端41之间的接触压力可立即增强,并且即使在接线端41等上具有异物(比如,氧化膜),也可使接触之后的导电性稳定。
而且,比如,在将外力(比如,振动或冲击)施加给开关1A时,接线端接触弹簧31不会根据柱塞21沿滑动方向的按压而意外地延展和收缩。因此,具体而言,在柱塞21与OP相邻的状态中,不会发生由于接线端接触弹簧31与接线端41反复地接触并与其分离的状态而使得在进行接触时的导电性将变得不稳定的情况。由此,可使接触时的导电性稳定。
而且,接线端接触弹簧31可限于柱塞21的基底部的下表面与弹簧接合爪部62的上表面之间的预定长度,并且因此,可使接线端接触弹簧31与接线端41稳定地进行接触,而不受到接线端接触弹簧31的尺寸误差的影响。
而且,在由整体地串联形成的大直径部分和小直径部分构成的常规弹簧的情况中,比如,日本实用新型公开No.4-22500的“微型开关”,由于处理而造成的尺寸误差变大,因此,发生了OP在旋转(rots)(参看图12A中与OP相邻的箭头)之间发生变化的问题。
另一方面,在第二实施例的开关1A中,可通过弹簧压缩保持部60将接线端接触弹簧31限制于预定压缩长度,因此,在柱塞21沿按压方向D1滑动时,直到接线端接触弹簧31与接线端41进行接触时的柱塞21的按压量(即,直到柱塞21到达OP位置时的柱塞21的按压量)在旋转之间不发生变化,从而可获得稳定的导电性。
而且,如上所述,在柱塞21到达OP的时刻,可通过弹簧压缩保持部60将保持压缩状态的接线端接触弹簧31的偏压力施加给接线端41。
因此,如图9A中所示,在柱塞21到达OP的时刻,可将压缩的接线端接触弹簧31的偏压力反馈给操作员,以作为操作员所接收的按压负荷。
因此,在操作员按压柱塞21的过程中,接线端接触弹簧31与接线端41彼此进行接触,因此,能够允许操作员察觉到开关1A被致动,从而可增强按压操作的感觉。
第二实施例的开关1A可另外执行以下功能和有利效果。
接线端接触弹簧31的直径从复位方向D2侧上的端部朝着按压方向D1逐渐增大,以便形成为锥形,因此,可通过弹簧压缩保持部60牢固且容易地保持接线端接触弹簧31。
具体而言,例如,如图10B中所示,在圆柱形接线端接触弹簧31X(该圆柱形接线端接触弹簧形成为沿着长度方向具有大致相同的线圈直径)保持在弹簧压缩保持部60处的情况下,接线端接触弹簧31X的复位方向D2上的端部会干扰接合爪形部62。因此,具有以下问题:弹簧压缩保持部60不能平稳地保持接线端接触弹簧31X。
另一方面,如图10A中所示,在由弹簧压缩保持部60保持接线端接触弹簧31(该接线端接触弹簧形成为具有圆锥形)的情况下,接线端接触弹簧31的复位方向D2上的小直径端部侧不会干扰接合爪部62。因此,可朝着弹簧安装部分23侧平稳地按压接线端接触弹簧31。
因此,在由弹簧管状装配部25引导接线端接触弹簧31的状态下,可实现与接合爪部62的接合。
因此,通过将接线端接触弹簧31形成为使得其直径从沿复位方向D2的端部朝着按压方向D1逐渐增大并且具有圆锥形,弹簧压缩保持部60可牢固且平稳地保持接线端接触弹簧31。
虽然本发明的接合容许部与本实施例的接合凹槽26对应,并且同样地,所述接合部与接合侧32对应,但是本发明不限于上述实施例,并且可产生其他各种实施例。
例如,接线端接触弹簧不限于圆锥形,并且可形成为各种结构,并且作为提供给图11A、图11B、以及图11C中所示的开关1B的接线端接触弹簧31Y,接线端接触弹簧可形成为管状,其沿着弹簧的轴向方向具有大致相同的直径。
要注意的是,图11A为开关1B的平面图,图11B为沿着图11A的E-E线的放大剖视图,并且图11C为沿着图11A的F-F线的放大剖视图。
因此,已经显示和描述了这样一种开关,其实现了所寻求的所有目标和优点。然而,在考虑本说明书以及披露其优选实施例的附图之后,对于本领域的技术人员而言,本发明显然可具有多种变化、修改、改变、以及其他使用和应用。不背离本发明的精神和范围的所有这种变化、修改、改变、以及其他使用和应用都被认为被本发明涵盖,本发明的范围仅由所附权利要求限定。
虽然已经处于说明性的目的、基于目前被视为最实际和优选的实施例对本发明进行了详细说明,但是要理解的是,这种细节仅仅用于这个目的,并且本发明不限于所披露的实施例,相反地,本发明意在涵盖在所附权利要求的精神和范围内进行的修改和等同设置。例如,要理解的是,本发明设想在可能的程度上,任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征相结合。
Claims (6)
1.一种开关,包括:
壳体;
柱塞,所述柱塞适合于相对于所述壳体沿按压方向或复位方向滑动;
复位弹簧,所述复位弹簧适合于沿所述复位方向偏压所述柱塞并且通过所述柱塞沿所述按压方向的滑动而压缩;
多个接线端,所述多个接线端适合于根据所述柱塞的按压而进入导电状态;以及
接线端接触弹簧,所述接线端接触弹簧适合于与所述接线端进行接触,以便通过所述柱塞沿所述按压方向的滑动而使所述接线端进入导电状态;
其中,所述接线端接触弹簧被设置成在与所述接线端进行接触的接触状态下根据所述柱塞沿所述按压方向的滑动而压缩。
2.根据权利要求1所述的开关,其中,在所述柱塞处提供弹簧压缩保持部,所述弹簧压缩保持部将所述接线端接触弹簧保持在压缩状态下。
3.根据权利要求2所述的开关,其中,所述接线端接触弹簧被配置成其直径从所述复位方向侧上的端部朝着所述按压方向逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的开关,其中,所述接线端接触弹簧被配置成其直径从所述复位方向侧上的端部朝着所述按压方向逐渐增大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的开关,其中,所述接线端接触弹簧的在所述复位方向侧上的端部设有接合部,所述接合部适合于使所述接线端接触弹簧在周向方向上与所述柱塞接合,并且所述柱塞设有适合于与所述接合部接合的接合容许部,并且
其中,构成所述接线端接触弹簧的丝线的在所述按压方向侧上的端部被设置在避免在所述接线端接触弹簧的周向方向上与所述接线端接触的位置处。
6.根据权利要求5所述的开关,其中,所述接线端接触弹簧的接合部在压力下通过所述复位弹簧的在所述复位方向侧上的端部固定至所述柱塞。
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