CN113571356A - 按压开关 - Google Patents

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CN113571356A CN202110417179.0A CN202110417179A CN113571356A CN 113571356 A CN113571356 A CN 113571356A CN 202110417179 A CN202110417179 A CN 202110417179A CN 113571356 A CN113571356 A CN 113571356A
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金子晃
舂井克敏
小原启志
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Abstract

本发明提供一种在不使金属接触件小型化的情况下缩短按压操作的行程量的按压开关。按压开关具备：壳体，具有上部开口的收容空间；固定触点，设于壳体的收容空间的底部；可动触点部件，配置于收容空间内，具有圆顶状，受到来自上方的按压力而进行翻转动作，由此使中央部与固定触点接触；以及按压部件，设于比可动触点部件靠上侧的位置，受到来自操作体的按压力而直接地或经由其他部件按压可动触点部件，按压部件直接地或经由其他部件按压可动触点部件的比中央部靠外侧的部分。

Description

按压开关
技术领域
本发明涉及按压开关。
背景技术
在下述专利文献1中，公开了一种带照明开关装置，其构成为，具备金属制的圆顶状的可动触点以及用于照明的光源，在可动触点的顶部设置孔，并且在印刷基板上，在与孔对置的位置设置贯通孔，第一固定触点位于该贯通孔的外周部，并且使光源从贯通孔露出，光源朝向所述可动触点的所述孔进行照明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－260479号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往，在构成为通过金属接触件进行翻转动作而使金属接触件与固定触点接触的开关装置中，提出了用按压部件来按压金属接触件的顶部(中央部)的技术。然而，在这种现有技术中，为了缩短按压操作的行程量需要使金属接触件小型化。在仅使金属接触件小型化的情况下，非按压操作时的金属接触件与固定触点的触点间距离接近，因此耐电压降低，存在产生绝缘破坏的隐患。
用来解决课题的手段
一实施方式的按压开关具备：壳体，具有上部开口的收容空间；固定触点，设于壳体的收容空间的底部；可动触点部件，配置于收容空间内，具有圆顶状，受到来自上方的按压力而进行翻转动作，由此使中央部与固定触点接触；以及按压部件，设于比可动触点部件靠上侧的位置，受到来自操作体的按压力而直接地或经由其他部件按压可动触点部件，按压部件直接地或经由其他部件按压可动触点部件的比中央部靠外侧的部分。
发明效果
根据一实施方式，能够在不使金属接触件小型化的情况下缩短按压操作的行程量。
附图说明
图1是一实施方式的按压开关的外观立体图。
图2是一实施方式的按压开关的分解立体图。
图3是一实施方式的按压开关的YZ平面的剖面图。
图4是示意地表示一实施方式的按压开关的动作的图。
图5是表示一实施方式的按压开关的FS特性的图。
图6是表示一实施方式的按压开关所具备的金属接触件的变形量的图。
图7是第一变形例的按压开关的外观立体图。
图8是第一变形例的按压开关的分解立体图。
图9是第一变形例的按压开关的YZ平面的剖面图。
图10是第二变形例的按压开关的外观立体图。
图11是第二变形例的按压开关的分解立体图。
图12是第二变形例的按压开关的YZ平面的剖面图。
图13是第三变形例的按压开关的外观立体图。
图14是第三变形例的按压开关的分解立体图。
图15是第四变形例的按压开关的外观立体图。
图16是第四变形例的按压开关的分解立体图。
图17是第四变形例的按压开关的YZ平面的剖面图。
附图标记说明
100、100A、100B、100C、100D 按压开关
110 壳体
110A 收容空间
111 第一固定触点
112 第二固定触点
120 金属接触件
121 中央部
122 曲线状缘部
123 直线状缘部
124 倾斜部
130 按压部件
130A 底面
131 按压部
140 盖片
150 间隔件
160 间隔件
160A 底面
161 按压部
170 按压部件
170A 底面
170B 上表面
171 按压部
172 操作部
具体实施方式
以下，参照附图对一实施方式进行说明。另外，在以后的说明中，为了方便，将图中Z轴方向设为上下方向。另外，将图中Y轴方向设为左右方向。另外，图中X轴方向设为前后方向。
(按压开关100的概要)
图1是一实施方式的按压开关100的外观立体图。如图1所示，按压开关100整体上具有在上下方向(Z轴方向)上呈薄型的立方体形状。如图1所示，按压开关100在壳体110的收容空间110A内收容有金属接触件120。另外，按压开关100由盖片140覆盖壳体110的收容空间110A的上部开口。在盖片140的背面且中央部设有向上方(Z轴正方向)呈凸状的按压部件130。
按压开关100通过朝向按压部件130的下方(Z轴负方向)的按压操作，能够在接通状态与断开状态之间进行切换。具体而言，按压开关100在按压部件130未被向下方按压的状态下，成为断开状态，设于壳体110的收容空间110A内的第一固定触点111(参照图2)与第二固定触点112(参照图2)成为非导通状态。
另一方面，按压开关100通过按压部件130被向下方按压，金属接触件120因弹性变形而发生翻转，由此成为接通状态，第一固定触点111与第二固定触点112经由金属接触件120而成为导通状态。另外，当从操作部141的按压操作释放时，按压开关100通过金属接触件120的弹性恢复力而恢复到原来的状态。由此，按压开关100恢复到断开状态。
(按压开关100的构成)
图2是一实施方式的按压开关100的分解立体图。如图2所示，按压开关100从图中下侧(Z轴负侧)起依次具备壳体110、两个金属接触件120、按压部件130以及盖片140而构成。
壳体110是具有在上下方向(Z轴方向)上呈薄型的立方体形状的、容器状的部件。壳体110在从上方俯视时，具有以左右方向(Y轴方向)为长边方向、以前后方向(X轴方向)为短边方向的长方形状。壳体110具有上部开口的收容空间110A。收容空间110A在从上方俯视时，具有以左右方向(Y轴方向)为长边方向、以前后方向(X轴方向)为短边方向的长条形状。在收容空间110A内收容金属接触件120。收容空间110A的形状为与金属接触件120的形状大致相同的形状。例如，壳体110使用相对硬质的绝缘性原材料(例如，硬质树脂等)，通过嵌入成型而形成。
在壳体110中的收容空间110A的底部设有两个第一固定触点111和两个第二固定触点112。两个第一固定触点111在收容空间110A的底部设于左右方向(Y轴方向)的两端部。通过在收容空间110A配置金属接触件120，两个第一固定触点111分别与金属接触件120的周缘部(后述的曲线状缘部122)接触，并与金属接触件120电连接。两个第二固定触点112设于收容空间110A的底部的中央。两个第二固定触点112在金属接触件120的中央部变形为凹状时，与金属接触件120的中央部的背面部分接触，从而与金属接触件120电连接。由此，两个第二固定触点112经由金属接触件120而与两个第一固定触点111的每一个导通。例如，第一固定触点111以及第二固定触点112通过对金属板进行加工而形成，之后，通过嵌入成型成为埋入壳体110的状态。
金属接触件120是“可动触点部件”的一个例子。金属接触件120是由薄的金属板形成的、向上方(Z轴正方向)呈凸状的圆顶状的部件。金属接触件120收容于壳体110的收容空间110A内。金属接触件120具有以中央部121为顶部的圆顶状，所述中央部121从上方俯视时具有圆形形状。另外，金属接触件120在中央部121的周围具有环状的倾斜部124。
金属接触件120的外形形状为，在从上方俯视时，在左右方向(Y轴方向)上具有一对曲线状缘部122，并且在前后方向(X轴方向)上具有一对直线状缘部123。曲线状缘部122是沿着具有规定的半径的圆周上呈曲线状延伸的部分。直线状缘部123是沿着左右方向(Y轴方向)呈直线状延伸的部分。金属接触件120相对于从上方俯视时具有圆形形状的部件，前后方向(X轴方向)这两方的侧部被沿着左右方向(Y轴方向)以直线状切边(side cut)，由此成型为具有一对曲线状缘部122以及一对直线状缘部123的外形形状。即，金属接触件120具有以左右方向(Y轴方向)为长边方向、以前后方向(X轴方向)为短边方向的长条形状。
金属接触件120通过收容于壳体110的收容空间110A内，在其一对曲线状缘部122的每一个中与设于收容空间110A的底部的两个第一固定触点111分别接触，并与两个第一固定触点111分别电连接。金属接触件120在操作部141的按压操作被进行后，中央部121被按压部件130向下方按压，当超过规定的操作载荷时，中央部121急剧地弹性变形(翻转动作)为凹状。由此，金属接触件120通过中央部121的里侧的部分与设于收容空间110A的底部的第二固定触点112接触，与第二固定触点112电连接。金属接触件120在从来自按压部件130的按压力释放时，通过弹力而恢复到原来的凸状。
按压部件130是配置于金属接触件120上的向上方(Z轴正方向)呈凸状的部件。按压部件130使用PET等树脂原材料而形成。如图2所示，在本实施方式中，按压部件130具有圆盘状。按压部件130在其上表面部分通过任意的粘接方法(例如激光焊接等)而与盖片140的背面且中央部粘接。
盖片140是配置于壳体110的上表面的薄的片状的部件。盖片140使用PET等树脂原材料而形成。盖片140在从上方俯视时，具有以左右方向(Y轴方向)为长边方向、以前后方向(X轴方向)为短边方向的长方形状。即，盖片140在从上方俯视时，具有与壳体110的上表面大致相同的形状。盖片140在覆盖壳体110的上表面的状态下，通过任意的粘接方法(例如激光焊接等)而与壳体110的上表面粘接。盖片140通过封堵壳体110的收容空间110A的上侧开口来密封收容空间110A。在盖片140的背面且中央部粘接有向上方(Z轴正方向)呈凸状的按压部件130。
图3是一实施方式的按压开关100的YZ平面的剖面图。如图3所示，按压部件130的直径比金属接触件120的中央部121的直径大、且比金属接触件120的倾斜部124的直径小。另外，如图3所示，在按压部件130的圆形形状的底面130A的外周缘部设有向下方(Z轴负方向)突出的环状的按压部131。按压部131与金属接触件120中的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124抵接。
(按压开关100的动作)
图4是示意地表示一实施方式的按压开关100的动作的图。如图4所示，在一实施方式的按压开关100中，当按压部件130受到来自操作体的按压力时，通过环状的按压部131来按压金属接触件120的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124。由此，金属接触件120进行翻转动作，如图4中虚线所示，中央部121变形为凹状。其结果，金属接触件120通过中央部121的里侧的部分与设于收容空间110A的底部的第二固定触点112接触，与第二固定触点112电连接。金属接触件120在从来自按压部件130的按压力释放时，通过弹力恢复到原来的凸状。另外，如图4所示，设于收容空间110A的底部的第一固定触点111成为始终抵接于金属接触件120的外周缘部的状态。
如图4所示，金属接触件120的倾斜部124朝向上下方向(Z轴方向)的移动量D2比金属接触件120的中央部121朝向上下方向(Z轴方向)的移动量D1小。因此，一实施方式的按压开关100通过采用利用按压部件130的环状的按压部131来按压金属接触件120的倾斜部124的构成，与按压金属接触件120的中央部121的构成相比，能够减小按压部件130的上下方向(Z轴方向)的行程量。即，一实施方式的按压开关100能够以更短的操作行程量切换为接通状态。
(比较例)
图5是表示一实施方式的按压开关100的FS特性的图。在图5所示的图表中，纵轴表示操作载荷，横轴表示操作行程量。另外，在图5所示的图表中，实线表示一实施方式的按压开关100的FS特性，虚线表示比较用的按压开关的FS特性。另外，在本比较例中，作为比较用的按压开关，使用将一实施方式的按压开关100变形为利用按压部件来按压金属接触件的中央部的构成的按压开关。
如图5所示，比较用的按压开关的金属接触件的翻转动作开始时的行程量为“0.06mm”，金属接触件的翻转动作结束时的行程量为“0.115mm”。
另一方面，一实施方式的按压开关100的金属接触件120的翻转动作开始时的行程量为“0.04mm”，金属接触件120的翻转动作结束时的行程量为“0.055mm”。
这样，一实施方式的按压开关100通过按压部件130的环状的按压部131来按压金属接触件120的倾斜部124。由此，一实施方式的按压开关100能够以比比较用的按压开关短的行程量，使金属接触件120翻转，将该按压开关100切换为接通状态。因而，根据一实施方式的按压开关100，能够在不使金属接触件120小型化的情况下缩短按压操作的行程量。
图6是表示一实施方式的按压开关100所具备的金属接触件120的变形量的图。一实施方式的按压开关100通过按压部件130的环状的按压部131来按压金属接触件120中的比第二固定触点112靠外侧的部分。由此，如图7所示，对于一实施方式的按压开关100，在从金属接触件120发生了翻转的状态起按压部件130被进一步向下方压入的情况下，金属接触件120中的比第二固定触点112靠外侧的部分能够向下方弹性变形，因此能够使按压部件130进一步向下方移动。即，一实施方式的按压开关100能够实现按压部件130的超程(overstroke)。
另外，一实施方式的按压开关100通过进一步在外侧设置按压部131，能够进一步缩短按压操作的行程量。但是，随着按压部131的按压位置向外侧移动，操作载荷增加。因此，一实施方式的按压开关100能够考虑按压操作的行程量和操作载荷来设定按压部131的适当的按压位置。
(第一变形例)
图7是第一变形例的按压开关100A的外观立体图。图8是第一变形例的按压开关100A的分解立体图。图9是第一变形例的按压开关100A的YZ平面的剖面图。
第一变形例的按压开关100A在按压部件130的底面130A不具有按压部131。即，第一变形例的按压开关100A的按压部件130的底面130A为平面。
另外，第一变形例的按压开关100A在按压部件130与金属接触件120之间设有间隔件150。间隔件150是由薄的金属板形成的向上方(Z轴正方向)呈凸状的圆顶状的部件。
间隔件150的外形形状与金属接触件120的外形形状大致相同。间隔件150重叠设置于金属接触件120的上侧。但是，间隔件150的厚度比金属接触件120的厚度大。由此，间隔件150具有比金属接触件120的强度高的强度。另外，间隔件150也可以通过由与金属接触件120不同的原材料形成而具有比金属接触件120的强度高的强度。
在间隔件150的中央部形成有圆形形状的开口部150A。开口部150A的直径比金属接触件120的中央部121的直径大。开口部150A的内周缘部150Aa的下侧部分与金属接触件120的倾斜部124接触。另外，开口部150A的内周缘部150Aa的上侧部分与按压部件130的底面130A接触。
在第一变形例的按压开关100A中，当按压部件130受到来自操作体的按压力时，经由形成于间隔件150的开口部150A的环状的内周缘部150Aa按压金属接触件120的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124。
由此，第一变形例的按压开关100A能够以比以往的按压开关短的行程量使金属接触件120翻转，将该按压开关100A切换为接通状态。因而，根据第一变形例的按压开关100A，能够在不使金属接触件120小型化的情况下缩短按压操作的行程量。
特别是，第一变形例的按压开关100A不易产生间隔件150相对于金属接触件120的偏移，因此能够通过形成于间隔件150的开口部150A的环状的内周缘部150Aa，更可靠地按压金属接触件120的倾斜部124的规定的位置。
(第二变形例)
图10是第二变形例的按压开关100B的外观立体图。图11是第二变形例的按压开关100B的分解立体图。图12是第二变形例的按压开关100B的YZ平面的剖面图。
第二变形例的按压开关100B在按压部件130的底面130A不具有按压部131。即，第二变形例的按压开关100B的按压部件130的底面130A为平面。
另外，第二变形例的按压开关100B的金属接触件120在从上方俯视时具有圆形形状。即，在第二变形例的按压开关100B中，金属接触件120未进行所谓的切边。伴随着该变更，在第二变形例的按压开关100B中，壳体110的收容空间110A在从上方俯视时具有圆形形状。
另外，第二变形例的按压开关100B在按压部件130与金属接触件120之间设有间隔件160。间隔件160是由金属板形成的水平的圆盘状的部件。间隔件160的直径与金属接触件120的直径相同。间隔件160重叠设置于金属接触件120的上侧。但是，间隔件160的厚度比金属接触件120的厚度大。由此，间隔件160具有比金属接触件120的强度高的强度。另外，间隔件160也可以通过由与金属接触件120不同的原材料形成而具有比金属接触件120的强度高的强度。
在间隔件160的底面160A设有向下方(Z轴负方向)突出的环状的按压部161。按压部161通过对间隔件160进行冲压加工而形成。按压部161的直径比金属接触件120的中央部121的直径大。由此，按压部161与金属接触件120中的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124抵接。
在第二变形例的按压开关100B中，当按压部件130受到来自操作体的按压力时，间隔件160的按压部161按压金属接触件120的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124。
由此，第二变形例的按压开关100B能够以比以往的按压开关短的行程量使金属接触件120翻转，将该按压开关100B切换为接通状态。因而，根据第二变形例的按压开关100B，能够在不使金属接触件120小型化的情况下缩短按压操作的行程量。
特别是，第二变形例的按压开关100B的金属接触件120以及间隔件160这两方朝向水平方向(X轴方向以及Y轴方向)的移动被壳体110的收容空间110A的内壁面限制，因此不易产生间隔件160相对于金属接触件120的偏移。因此，第二变形例的按压开关100B通过形成于间隔件160的环状的按压部161，能够更可靠地按压金属接触件120的倾斜部124的规定的位置。
(第三变形例)
图13是第三变形例的按压开关100C的外观立体图。图14是第三变形例的按压开关100C的分解立体图。
另外，第三变形例的按压开关100C与第二变形例的按压开关100B的不同之处在于，间隔件160的按压部161具有圆环状的一部分被切除的形状(即，大致圆环状)。即，第三变形例的按压开关100C的间隔件160具有两个圆弧状的按压部161。
在第三变形例的按压开关100C中，当按压部件130受到来自操作体的按压力时，间隔件160的按压部161按压金属接触件120的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124。
由此，第三变形例的按压开关100C能够以比以往的按压开关短的行程量使金属接触件120翻转，将该按压开关100C切换为接通状态。因而，根据第三变形例的按压开关100C，能够在不使金属接触件120小型化的情况下缩短按压操作的行程量。
(第四变形例)
图15是第四变形例的按压开关100D的外观立体图。图16是第四变形例的按压开关100D的分解立体图。图17是第四变形例的按压开关100D的YZ平面的剖面图。
第四变形例的按压开关100D代替按压部件130而具备按压部件170。即，第四变形例的按压开关100D在盖片140与金属接触件120之间设有按压部件170。按压部件170是由金属板形成的水平的平板状的部件。
按压部件170的直径与金属接触件120的直径相同。按压部件170重叠设置于金属接触件120的上侧。但是，按压部件170的厚度比金属接触件120的厚度大。由此，按压部件170具有比金属接触件120的强度高的强度。另外，按压部件170也可以通过由与金属接触件120不同的原材料形成而具有比金属接触件120的强度高的强度。
在按压部件170的底面170A设有向下方(Z轴负方向)突出的环状的按压部171。按压部171的直径比金属接触件120的中央部121的直径大。由此，按压部171与金属接触件120中的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124抵接。
另外，在按压部件170的上表面170B，在由按压部171包围的区域内(即，按压部件170的中央部)设有向上方(Z轴正方向)突出的圆顶状的操作部172。操作部172以及按压部171通过对按压部件170进行冲压加工而与按压部件170一体地形成。
在第四变形例的按压开关100D中，当按压部件170受到来自操作体的按压力时，按压部件170的按压部171按压金属接触件120的比中央部121靠外侧的部分即倾斜部124。
由此，第四变形例的按压开关100D能够以比以往的按压开关短的行程量使金属接触件120翻转，将该按压开关100D切换为接通状态。因而，根据第四变形例的按压开关100D，能够在不使金属接触件120小型化的情况下缩短按压操作的行程量。
特别是，第四变形例的按压开关100D在按压部件170一体地形成有操作部172以及按压部171，因此与采用将操作部172以及按压部171设于不同的部件的构成的情况相比，能够减少部件数量。
以上，对本发明的一实施方式进行了详细叙述，但本发明并不限定于这些实施方式，在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内，能够进行各种变形或变更。
例如按压部不限于环状。按压部只要是至少按压可动触点部件的比中央部靠外侧的部分的形状，则可以是任意的形状。例如，按压部也可以是具有环状的一部分被切除的形状(即，大致环状)的部件。
另外，例如，金属接触件120也可以是未进行切边的部件(即，不具有一对直线状缘部的、在俯视时为圆形形状的部件)。

Claims (8)

1.一种按压开关，其特征在于，具备：
壳体，具有上部开口的收容空间；
固定触点，设于所述壳体的所述收容空间的底部；
可动触点部件，配置于所述收容空间内，具有圆顶状，受到来自上方的按压力而进行翻转动作，由此使中央部与所述固定触点接触；
按压部件，设于比所述可动触点部件靠上侧的位置，受到来自操作体的按压力而直接地或经由其他部件按压所述可动触点部件，
所述按压部件直接地或经由其他部件按压所述可动触点部件的比中央部靠外侧的部分。
2.如权利要求1所述的按压开关，其特征在于，
所述按压部件在与所述可动触点部件对置的面具有向下方突出的按压部，通过该按压部，直接地按压所述可动触点部件的比所述中央部靠外侧的部分。
3.如权利要求2所述的按压开关，其特征在于，
所述按压部具有大致环状。
4.如权利要求1所述的按压开关，其特征在于，
所述按压开关还具备间隔件，该间隔件设于所述按压部件与所述可动触点部件之间，
所述按压部件经由所述间隔件按压所述可动触点部件的比中央部靠外侧的部分。
5.如权利要求4所述的按压开关，其特征在于，
所述间隔件在与所述可动触点部件的中央部重叠的位置具有圆形形状的开口部，通过该开口部的内周缘部，按压所述可动触点部件的比中央部靠外侧的部分。
6.如权利要求4所述的按压开关，其特征在于，
所述间隔件在与所述可动触点部件对置的面具有向下方突出的按压部，通过该按压部，按压所述可动触点部件的比所述中央部靠外侧的部分。
7.如权利要求4至6中任一项所述的按压开关，其特征在于，
所述间隔件的强度比所述可动触点部件的强度高。
8.如权利要求1至7中任一项所述的按压开关，其特征在于，
所述按压部件直接地或经由其他部件按压所述可动触点部件的比所述中央部靠外侧且比所述固定触点靠外侧的部分。
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