具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方案进行说明。
(实施方案1)
图1是基于本发明的实施方案1的按钮开关的正面剖面图。
图2是同外观立体图。图3是同分解立体图。图4是同开关盒11的俯视图。
绝缘树脂制的开关盒11,形成有上面具有开口的凹部11A。在开关盒11的凹部11A的内底面上,配置有中央固定接点2A、及位于中央固定接点2A两端的点对称位置的电性独立的两个固定接点2B和2C。在开关盒11的外侧,配置有分别与固定接点12A~12C导通的连接用端子13A~13C。从上面看凹部11A呈长方形状。
另外,从上方看开关盒11呈细长方形形状。
图5是本实施例的第一可动接点14的俯视图。如图5所示,弹性金属薄板制成的第一可动接点14具有在中央形成有中央孔15B的环状部15A及突出部16、17。环状部15A的直径与周边固定接点12B和12C的中心间隔大约相同。突出部16、17是由从环状部15A的上方和下方向左右对称延伸的两对脚部16A、17A、和与上下脚部的端部相连接的连结部16B、17B构成。
并且,脚部16A、17A中的每一个在其中间位置上具有向同一个方向的弯曲。
如图5所示,由于突出部16、17的各自的宽度(W),被设定为与环状部15A的直径(D)相同,所以第一可动接点14的外形,从上面看近似为长方形。连结部16B、17B的端部16C、16D及17C、17D,放置在设在开关盒11内的长方形凹部11A的四个角的台部18A~18D上。第一可动接点14能收放在开关盒11内。其结果,环状部15A的下面与周边固定接点12B、12C的上面保持规定的间隔地呈对峙状态。也就是说,第一可动接点14的中央孔15B和中央固定接点12A的中心位置大致一致。此外,环状部15A的中央孔15B的直径比中央固定接点12A的直径大。
另外,第一可动接点14的突出部16、17的各宽度尺寸也可以比环状部15B的直径小。本实施例中,因为加大第一可动接点14整体的宽度尺寸可以提高配置时的稳定性,所以将其宽度设定为与环状部15A的直径相等。
另外,也可以将连结部16B、17B直接置于开关盒11内底面上。即便在这种情况下,因为脚部16A,17A在中间位置向下方弯曲,所以也可以确保第一可动接点14的环状部15A与周边固定接点12B和12C的距离。
具有中央向上方弯曲呈球面状的穹顶部34A的第二可动接点34,装载在第一可动接点14的环状部15A的平面部分上。并且,第一可动接点14和第二可动接点34处于导通状态。
另外,第二可动接点的34的中央位置和中央孔15B的中央位置大致一致。
另外,绝缘树脂制成的驱动体19,可上下移动地收放于开关盒11的凹部11A内,其作用是用于按压操作按钮开关。驱动体19包括按压部19A、操作部19B和中间部19C。下方的按压部19A与第二可动接点34的穹顶部34A上面的中央部接触。上方的操作部19B从覆盖凹部11A的开口部的盖子20的贯通孔20A中突出来。
介于按压部19A和操作部19B之间的中间部19C,是与凹部11A内壁保持规定缝隙的、从上方观察呈长方形的板状。这个中间部19C上面与盖子20保持接触状态。
也就是说,驱动体19被夹持在第二可动接点34的穹顶部34A上面与盖子20下面之间。
用于覆盖凹部11A的开口部的盖子20,是对金属薄板冲切弯曲加工而形成的。盖子20是通过将其弯曲部的四个爪20B挂在开关盒11外周侧面的四个突起11B上来进行固定的。
另外,盖子20不一定必须用金属薄板制作,也可用树脂材料制作。另外,将有贯通孔的薄膜等贴在凹部11A的开口部的周围,也能起到同样的效果。
另外,也可以去掉驱动体19的操作部19B,贴上薄膜等堵住开关盒11的凹部11A的开口部。
对如上所述构成的按钮开关的动作原理进行说明。
在图1所示的开关断开状态中,如果压下驱动体19的操作部19B,则中间部19C的外周部在开关盒11的凹部11A的内壁引导下向下方移动,使下方的按压部19A向下方压下第二可动接点34的中央。
这时,如图6所示,第二可动接点34的穹顶部34A维持着原来的形状。也就是维持向上弯曲的球面穹顶形状。维持这种状态,第一可动接点14的两个突出部16、17的脚部16A,17A有手感地弹性变形。
此外,第一可动接点14在脚部16A、17A的弹性变形时,也可以没有手感。
这样,环状部15A向下方移动,它的下面接触到周边固定接点12B和12C上。其结果,连接端子13B和13C(在图6中没有表示连接端子13B)成为导通状态。即第一开关接通。
此时,由于环状部15A的中央孔15B的直径比中央固定接点12A的直径大且它们的中心位置相同,所以环状部15A和中央固定接点12A不相接触。而且,因为第二可动接点34也保持向上方的穹顶状地置于环状部15A上,所以中央固定接点12A维持电性独立状态。
接下来,当从这种状态开始进一步按下驱动体19时,如图7所示,穹顶部34A的中央有手感地弹性翻转呈向下膨胀状态。这样,穹顶部34A的中心部下面从中央15B中表露出来,接触到中央固定接点12A。其结果,中央固定接点12A与呈导通状态的固定接点12B、12C成为导通状态。即第二开关接通,使连接端子13A、13B和13C之间成为导通状态。
接下来,当解除对驱动体19的操作部19B按压力后,首先,第二可动接点34的穹顶部34A的中心部因弹性恢复力有手感地恢复成为向上的穹顶状。这样,它的中心部离开中央固定接点12A使第二开关返回切断状态。接下来,第一可动接点14的脚部16A、17A的顶端部弹性恢复到向下倾斜的原来的状态。其结果,环状部15A的下面离开固定接点12B、12C,第一开关也回到断开状态。
另外,如图3所示,在第一可动接点14和第二可动接点34上,分别设有突起部15C及34B。第一可动接点14和第二可动接点34,通过使突起部15C及34B受到设在开关盒11上的内壁槽部11C的引导而组装入开关盒11。这样,容易限制第一可动接点14和第二可动接点34的位置,并使其配置精度稳定。而且,还能稳定在开关接通和切断操作时的可动接点14和34的行动。
另外,第一可动接点14的突起部15C,若以与突出部16及17的延伸方向正交的方向,设置在穿过环状部15A的中心轴线上时稳定性好。
并且,最好使第一可动接点14的突起部15C与第二可动接点34的突起部34B做成相同形状,这样可以使通过开关盒11的内壁槽部11C的限制程度处于相同状态。另外,在这种情况下,在使第一可动接点14和第二可动接点34预先处于重叠的状态下,可以方便地将突起部15C和34B同时插入内壁槽部11C。
从上述说明可知,由于第一可动接点14的宽度尺寸与环状部15A及穹顶部34A的直径大致相同,所以能使收放它的开关盒11的宽度变窄。这样,就可实现窄幅的两段动作的按钮开关。
下面就第一开关处于切断的状态,而第一可动接点14与公共连接端子始终导通时的按钮开关的构成进行说明。
图8是开关盒的俯视图。如图8所示,在开关盒21的凹部21A内的四个台部22A~22D中,在第一可动接点14中的一个突起部17中的连结部17B的端部17C所搭载的台部22C上,设有公共接点23(图中,用阴影线表示。)。
这种情况的开关盒21与开关盒11不同,与中央固定接点25A导通的连接端子24A是一个,并具有与公共接点23导通的公共连接端子24D。
另外,设在开关盒21上的两个周边固定接点25B、25C及与它们连通的连接端子24B、24C的构成,与开关盒11所述的情况是相同的。
图9表示在开关盒21内收容第一可动接点14的状态的俯视图。如图9所示,在开关盒21的凹部21A内收放第一可动接点14,然后,与上述的情况相同,与第一可动接点14重叠地收放第二可动接点34等(图中没表示)。
这样构成的按钮开关的第一可动接点14的一个突出部17的端部17C始终与公共接点23即公共连接端子24D导通。当按压操作驱动体19(图中没表示)时,首先,如图10所示,作为第一开关动作,公共连接端子24D与连接端子24B及24C导通。其次,如图11所示,进行作为第二开关的动作,连接端子24A与上述三个连接端子导通。
另外,并不一定必须使开关盒21内的周边固定接点25B、25C事先为电性独立。根据情况也可以是电性始终连接。
其次,用图12A~C的印象曲线图对各开关的操作力等的设定方法进行说明。
图12A是第一可动接点14的印象曲线,图12B是第二可动接点34的印象曲线。图12C是本开关的印象曲线。
本实施例的按钮开关是在第一可动接点14的上面,叠置第二可动接点34的结构。这样,当第一开关动作时,第二可动接点34只是保持穹顶形状地向下方移动。因此,第一开关动作时的操作力和动作行程就是第一可动接点14的操作力和动作行程。
因此,变更第一开关的操作力和动作行程的情况时,通过变更第一可动接点14的形状和材料等可以进行调整及设定。
第二开关动作时的操作力及动作行程,如图12C所示,是第一可动接点14与第二可动接点34的合成。变更第二开关的上述参数时,通过变更第一可动接点14或第二可动接点34中的一个的形状及材料等就可进行调整及设定。
此外,按钮开关的产品寿命主要与第一可动接点14和第二可动接点34的动作寿命特性相关。因而根据第一可动接点14和第二可动接点34的形状和材质可方便地实现长寿命。
如上所述,通过使第一可动接点14和第二可动接点34具有独立的结构,从而可以方便地分别单独调整与设定第一开关和第二开关的操作力、动作行程及动作寿命特性。
另外,也可以将第一可动接点14的突出部16、17的宽度尺寸(W)设定为环状部15A的直径。另外,第一可动接点也可以是没有连结部16B、17B的形状。
(实施方案2)
图13是基于本发明的实施方案2的按钮开关的侧面剖面图。图14是同外观立体图。图15是同要部的开关盒的俯视图。另外,与实施方案1的构成相同部分用同一符号表示,省略其详细说明。
本实施方案的按钮开关与实施方案1相比,是从开关盒引出的连接端子的引出方向不同。
如图15所示,开关盒26的凹部26A的内底面形状呈长方形,并且在连接配设在以中央固定接点27A为中心的点对称的位置上的两个周边固定接点27B、27C的方向上较长。另外,开关盒26的平行的侧壁部28A、28B的外面是横长的平面。成为开关盒26高度方向的壁部28A和28B的外面间距离,设定得尽量短。
与中央固定接点27A及周边固定接点27B、27C导通的连接端子29A及29B、29C,由壁部28B与其垂直地突出来。
与实施方案1的情况相同,在开关盒26的凹部26A内,收放有第一可动接点14、第二可动接点34和驱动体19。盖子30在它的弯曲处有四个爪30A。四个爪30A挂在设在开关盒26的壁部28C、28D的外面的四个突起26B上,开关盒26的上面开口部被盖子30所覆盖。
本实施例的按钮开关,与实施方案1的操作是相同的,因此,省略其说明。
图16是将本实施例的按钮开关装配在电子机器的布线基板上的部分剖面图。如图16所示,开关盒26以壁部28B作为安装面,将连接端子29A~29C分别插入布线基板31的三个孔31A中并焊接。也就是说,是沿着平行于布线基板31的面方向按压操作的类型。这样构成的本实施例可以实现高度低的安装基板。
另外,如图16所示,通过在开关盒26的底面与开关盒26一体地设置与壁部28B具有同一平面的扩大部28E,可以防止在操作按压部19时,开关盒26向后倾斜。
在上述实施例中,虽然表示了使连接端子29A~29C从壁部28B中突出来,并使连接端子29A~29C分别插入布线基板31的三个孔31A中进行焊接的类型,但也可以将连接端子29A~29C做成表面安装类型的连接端子。
(实施方案3)
实施方案3与上述的实施方案1的按钮开关相比,具有不同构成的接点部等。与实施方案1的构成相同部分用同一符号表示,省略其详细说明。
图17是基于本发明的实施方案3的按钮开关的侧面剖面图。图18是同分解立体图。
如图所示,开关盒41与实施方案1相同,从上面看呈长方形形状,并且在连接配在凹部41A内底面的中央固定接点12A及分设在其两边的点对称位置上的两个周边固定接点12B、12C的方向较长。另外,各固定接点12A~12C的连接端子13A~13C从开关盒41的外周面露出。
配置有固定接点12A~12C的开关盒41的内底面的周边上,设置了中间台部42。
在中间台部42上,在与开关盒41的短边的侧边部正交的方向上形成有槽部42A。槽部42A形成在连接固定接点12A~12C的同一直线上。槽部42A的底面处于比开关盒41底面高的位置。
弹性金属板制的第一可动接点43是由环状部43A、和以环状部43A的中心为点对称的位置从环状部43A向左右延伸的突出部44、45构成的。突出部44、45中的每一个是具有固定宽度大小的单一脚部状。另外,由环状部43A及突出部44、45构成的第一可动接点43呈平板状。
突出部44、45由槽部42A引导,第一可动接点43收放在开关盒41中。
在这种状态下,第一可动接点43的环状部43A的下面,保持规定间隔地与周边固定接点12B、12C形成对峙。
环状部43A的中央孔43B的直径比中央固定接点12A的大。当第一可动接点收放在开关盒41中时,环状部43A的中心和固定接点12A的中心大致一致。
第一可动接点43因可以只通过对金属薄板进行冲切加工而形成,所以可以简便且高精度地形成。
而第二可动接点34配载在环状部43A上收放在开关盒41内的凹部41A内,构成了开关接点部。
另外,在上述配置状态下,两可动接点43和34处于电导通状态。第一可动接点43的突出部44、45,在比第二可动接点34的反转操作力弱的操作力下产生挠曲。
当第二可动接点收放在开关盒41中时,其中央位置与中央孔43B的中央位置大致一致。并且第二可动接点34与其下方的中央固定接点12A对峙。
另外,本实施例的第二可动接点34,是没有实施例1中表示的突起部34B的类型。第二可动接点34的外周部,在水平方向受到开关盒41的中间台部42的内壁的位置限制。
第二可动接点34的顶点部,被定位粘贴在背面带粘接层的可挠性绝缘薄板50的中央背面上。并且,薄板50的外周部分的背面贴在开关盒41的中间台部42上,从而固定在开关盒41上。其结果,薄板50覆盖开关接点部。
绝缘薄板50使开关接点部处于密封状态,能防止尘土进入开关接点部。
另外,在绝缘薄板50的上面,配置有能有手感反转动作的弹簧体51。通过该弹簧体51使驱动体52向上的趋势。
也就是,弹簧体51是用规定宽度的弹性金属薄板形成的侧面看呈圆弧状的拱形状。弹簧体51两端的下端部51A载置在开关盒41的中间台部42上。另外,驱动体52的按压部52A,在弹簧体51的顶点部51B上为弹性接触。
弹簧体51的顶点部51B,驱动体52的按压部52A及环状部43A的中心大致在一直线上。
驱动体52的操作部52B,从盖子20的贯通孔20A起向上方突出。并且,通过上述弹簧体51向上的作用力,驱动体52的中间部52C的上面与盖子20的下面接触。
驱动体52的中间部52C具有与开关盒41的凹部41A的内侧壁保持规定间隔的尺寸,其形状为长方形的板状。另外,中间部52C的外周受到开关盒41的凹部41A的内壁的引导。也就是,驱动体52可上下移动。
覆盖开关盒41的凹部41A的盖子20,是通过将四个爪20B挂在开关盒41的外侧面的突起41B(参照图18)上,来进行固定的。
下面对本实施方案的按钮开关的操作原理做进行说明。
在如图17所示的开关处于断开的状态中,当对驱动体52的操作部52B进行按压操作时,驱动体52在中间部52C的外周受开关盒41的凹部41A的内壁的引导下向下方移动。其结果,按压部52A在弹簧体51的顶点部51B上,施加向下的压下力。
弹簧体51在当上述的压下力超过规定的力量时,有手感地反转动作。另外,顶点部51B的下面,通过绝缘薄板50将第二可动接点34的穹顶部34A的中央上面向下按压。
施加在第二可动接点34上的压下力,也同时施加在第一可动接点43上。依据施加在可动接点43和34压下力,第一可动接点43的突出部44、45向下方弹性变形,环状部43A向下下降。此时,因第一可动接点43的突出部44、45会在比第二可动接点34的反转动作力弱的力下产生弹性变形,所以第二可动接点34不反转动作,维持向上膨胀状态的穹顶状。
另外,如图19所示,环状部43A下面接触到两个周边固定接点12B和12C。即上述连接端子13B和13C之间(在图19上连接端子13B没有图示出来。)导通,第一开关接通。
此时,因为第二可动接点34保持向上膨胀的穹顶形状,所以上述中央固定接点12A维持着电性独立状态。
在上述的第一段的按压操作过程中,第一可动接点43的突出部44、45因以较小的力产生弹性变形,所以因弹簧体51的反转动作而产生的手感感觉,与周边固定接点12B和12C之间的导通时刻几乎是同时的。
其次,当从这种状态开始进一步对驱动体52施加压下力时,该压下力通过弹簧体51和绝缘薄板50施加在穹顶部34A中央上面。另外,如图20所示,第二可动接点34有手感地反转成向下膨胀的状态。
其结果,第二可动接点34的中央下面接触到中央固定接点12A上,周边固定接点12B、12C与中央固定接点12A导通。即第二开关接通。
此时,由于弹簧体51已经处于反弹状态,所以第二段的手感感觉在第二可动接点34的反转动作时得到。
当解除对驱动体52的操作部52B的压下力时,穹顶部34A中央依据弹性恢复力,恢复到原来的球面穹顶形状。另外,弹簧体51也回到原来的上方凸形的拱形状,将驱动体52上推到原来的位置。
这样,第二可动接点34的穹顶部34A的中央下面,离开中央固定接点12A的同时,第一可动接点43的环状部43A下面也离开周边固定接点12B和12C,从而使各固定接点12A~12C恢复到电性独立的状态。即如图17所示,第一和第二开关回到切断状态。
另外,通过适当地选择使用弹簧体51,能方便地使第一开关的手感感觉不同、也就是第一段操作时的操作力不同。
另外,由于驱动体52因弹簧体51而具有向上的趋势,并被弹簧体51和盖子20所夹,所以在非操作状态下驱动体52的哐动少。
在本实施方案中,将驱动体52配置于弹簧体51的上方位置上。因此,可以防止当因不小心接触到驱动体52时,驱动体52的按压部52A经绝缘薄板50压下第二可动接点34,造成因没有手感感觉的较小的力会产生弹性变形的第一可动接43使周边固定接点12B、12C误接触。
另外,采用较大的第二可动接点34的反转操作力,采用较大的弹簧体51与动作力间的比率(例如,1.5倍以上),可以实现易用的按钮开关。
(实施方案4)
本实施方案4,与实施方案3相比,使用了不同形状的弹簧体。
另外,在实施方案4中,与实施方案1和3的构成相同部分用同一符号表示,省略其详细说明。
图21是基于本发明的实施方案4的按钮开关的侧剖面图。图22是同分解立体图。
如图所示,在实施方案4中,通过周边固定接点12B、12C、中央固定接点12A、平板状的第一可动接点43、载置在第一可动接点43的环状部43A上的第二可动接点34,与实施方案3同样地构成开关接点部。
与实施方案3相同,第一可动接点43,在设在开关盒41的中间台部42的槽部42A内,配置有突出形成在环状部43A的侧方的突出部44、45,并定位。第二可动接点34的形状与实施方案3的相同。
第二可动接点34中央的顶点部贴在规定的位置上并被保持的绝缘薄板50覆盖开关接点部,贴在开关盒41的中间台部42上。
弹簧体61经薄板50配置在开关盒41的中间台部42上。驱动体52上下可动地配置在弹簧体61上。驱动体52的中间部52C上面,接触到与开关盒41配合的盖子20的下面并覆盖开关盒41的凹部41A。这样,驱动体52向上方的位置被限制。在这种状态下,驱动体52的按压部52A的下端和绝缘薄板50保持规定间隔。
开关盒41、第一、第二可动接点43、34、以及驱动体52的形状或构成及配置状态与实施方案3相同。
弹簧体61收容配置在开关盒41的凹面部41A内,与实施方案1和2的第一可动接点14具有大致相同的形状。
即弹簧体61与实施方案1和2的第一可动接点同样,中央处具有环状部61A,设置在环状部61A侧方上的突出部62,63的中间向下弯曲。但是,动作时没有手感感觉。
弹簧体61的环状部61A和第一可动接点43的环状部43A,夹住绝缘薄板50和第二可动接点34,对向配置着。
另外,弹簧体61,在环状部61A的外周的对向位置上,设置有一对支持部64。这对支持部64分别向上弯曲。驱动体52的中间部52C的下面,载置在支持部64的顶端上。
驱动体52的按压部52A,穿插在环状部61A的中央孔61B中。其下端虽然位于环状部61A的下方,但其下端部与绝缘薄板50的上面部之间,维持着如上所述规定间隔。
另外,驱动体52的按压部52A位于第二可动接点34的中央部的上方。
对上述的实施方案的按钮开关的操作原理做以下说明。
首先,在图21所示的状态下,当压下驱动体52上方的操作部52B时,驱动体52,在中间部52C外周部受到开关盒41的凹部41A内壁的引导下,向下方移动。与此同时,该中间部52C压下弹簧体61的支持部64。
其次,如图23所示,因设置在弹簧体61的环状部61A侧方的突出部62挠曲,首先驱动体52的按压部52A接触到绝缘薄板50上。
从这种状态开始,对驱动体52的压下力,经绝缘薄板50施加到可动接点43和34上。其次,在比第二可动接点34的反转动作力弱的力产生弹性变形的第一可动接点43的突出部44、45开始产生弹性变形。然后如图24所示,第一可动接点43的环状部43A向下下降。然后,环状部43A的下面接触到两个周边固定接点12B、12C上,使两者间导通。即第一开关接通。
此时,中央固定接点12A维持着电性独立状态。
接着,当进一步向驱动体52施加压下力时,这种压下力通过绝缘薄板50就加到穹顶部34A中央上面。并且,当这种压下力超过规定的大小时,如图25所示,第二可动接点34有手感地反转到向下膨胀的状态。其结果,第二可动接点34的中央下面接触到中央固定接点12A上,中央固定接点12A和两个周边固定接点12B、12C呈导通状态。即第二开关接通。
在第二开关处于接通状态时,弹簧体61除去支持部64大致挠曲呈平板状。
另外,第一可动接点43和弹簧体61,由于在动作时都没有手感感觉,所以在上述的第一段的操作时,不会有手感感觉。这种情况,例如适用于照相机的快门部分。
本实施方案,在实施方案1的基础上,增加了弹簧体61,第二可动接点34,平板状的第一可动接点43的弹性变形力的操作力。
当解除对驱动体52的操作部52B的压下力后,第二可动接点34,第一可动接点43,弹簧体61回到原来的形状,并将驱动体52推到原来的位置。结果,第二和第一开关回到断开状态。
这样本实施方案4的按钮开关也可二段操作且细窄防尘性能高,而且在非操作状态下,当不小心触到驱动体52时,因在按压部52A的下方保持有规定的间隙,所以不易发生误操作。
通过用本实施方案的弹簧体61代替实施方案3的弹簧体51,可以方便地实现第一段操作时没有手感感觉的按钮开关。即依据本发明,从实施方案3和实施方案4的说明中可知,可以实现弹簧体以外的部件的共用,可以通过弹簧体的变更对应多种产品,其结果,可以实现降低产品成本的按钮开关。