CN219202996U

CN219202996U - 按钮开关用部件

Info

Publication number: CN219202996U
Application number: CN202223345787.4U
Authority: CN
Inventors: 平谷光利
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2022-12-13
Filing date: 2022-12-13
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2032-12-13

Abstract

本实用新型提供能够放大开关整体的按下感觉且在圆顶部的变形完成后也能够维持可靠的按压，从而实现正常的开关动作的按钮开关用部件。本实用新型涉及的按钮开关用部件，具备连接键顶的侧面与基座部的薄壁状的第一圆顶部，键顶是将其顶面开口且具备向内方凹陷的凹部的杯形状的部件，且具备被键顶的外壁和凹部的内壁夹着的薄壁状的第二圆顶部，第二圆顶部是在第一圆顶部的变形之后通过来自键顶的顶面的按压而发生压曲变形并且通过该按压的解除而弹性恢复为原来的形状的圆顶部，且具有使基座部侧的厚度比键顶的顶面侧的厚度大的逐渐扩展形状，第二圆顶部产生压曲变形时的圆顶负荷为1.5N以上。

Description

按钮开关用部件

技术领域

本实用新型涉及按钮开关用部件。

背景技术

以往，作为车载设备、通信设备、音频设备、家庭用电气设备等多种多样的设备的开关，已知有使用具备按压部、圆顶部以及基座部的按钮开关用部件的开关(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-76959号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的课题

图3表示本申请人的发明人在本实用新型之前试制的按钮开关用部件的纵剖视图及从上方观察的俯视图。

按钮开关用部件100具备：环状的基座部110；键顶112，其配置于基座部110的径向内侧；以及第一圆顶部111，其从键顶112的上下方向中途的位置与基座部110连接。按钮开关用部件100由导电性的橡胶状弹性体构成。在橡胶状弹性体中混入有例如石墨等导电性填料。第一圆顶部111是向外侧突出的碗状的圆顶。键顶112是具备从其顶面朝向下方凹陷的凹部113的杯状的部件。按钮开关用部件100在第一圆顶部111的径向内侧，在键顶112的外壁与凹部113之间具备形成为薄壁状的第二圆顶部114。第二圆顶部114位于键顶112的下方，在纵剖视下为直线状的圆顶部。键顶112在其底面具备推压部115。推压部115配置于基座部110的底面的上方。通过这样的结构，键顶112被第一圆顶部111保持在基座部110的径向内侧的上方。当将键顶112从其顶面向下方按压时，推压部115下降，与配置于推压部115的下方的基板上的多个触点(未图示)接触，能够使开关接通或断开。

图4表示压入图3的按钮开关用部件的键顶时的行程与圆顶负荷的关系的F-S曲线的图表。图5表示图4的P1、P2以及P3的各点处的按钮开关用部件的状态的纵剖视图。图6表示在图5的图表上重叠了表示行程和与基板等接地时产生的接触压力负荷的关系的F-S曲线。图7表示在图5的图表中重叠了推压部的底面与基板接触而导通的状况下的电阻值的图表。

如图4以及图5所示，在按钮开关用部件100中，随着键顶112压入，外侧的第一圆顶部111变形，推压部115的底面与基板接地(P1→P2)。因为第一圆顶部111不发生压曲变形，所以用户不会产生点击感。在推压部115接地后，第二圆顶部114承受按压，达到一定负荷(也称为峰值负荷)时发生压曲变形(P2以后到P3之间)。因此，用户产生点击感。第一圆顶部111和第二圆顶部114发生变形后，随着压入的行程的增大，圆顶负荷急剧上升(P3以后)。

但是，如图6所示，在P3以后，即使圆顶负荷急剧上升，也可观察到接触压力负荷持续下降的状况。其结果是，如图7所示，在P3以后电阻值上升，导通变得不稳定。这会导致开关故障，因此不优选。对其原因进行了研究，结果可知其原因是由于键顶112是具有凹部113的中空结构，因此不能充分地对基板施加压力。但是，凹部113具有以下这样的较大的优点。该优点是，通过在键顶112形成凹部113而在键顶112自身上形成第二圆顶部114，键顶的下部(推压部115)能够延长接地后的行程而放大开关整体的按下感觉。因此，无法将键顶112简单地形成为实心状。

为了解决上述课题，本实用新型的目的在于提供一种按钮开关用部件，其能够放大开关整体的按下感觉，并且在圆顶部的变形完成后也能够维持可靠的按压，从而实现正常的开关动作。

用于解决课题的技术方案

(1)用于实现上述目的的一个实施方式所涉及的按钮开关用部件具备：基座部；键顶，其在俯视时配置于所述基座部的内侧且比所述基座部的底面靠上方处；以及薄壁状的第一圆顶部，其连接所述键顶的侧面与所述基座部，

所述键顶是将其顶面开口且具备向内方凹陷的凹部的杯形状的部件，并具备被所述键顶的外壁和所述凹部的内壁夹着的薄壁状的第二圆顶部，

所述第二圆顶部是在所述第一圆顶部的变形之后通过来自所述键顶的顶面的按压而发生压曲变形并且通过该按压的解除能够弹性恢复为原来的形状的圆顶部，且具有使所述基座部侧的厚度比所述键顶的顶面侧的厚度大的逐渐扩展形状，

所述第二圆顶部产生压曲变形时的圆顶负荷为1.5N以上。

(2)在其他实施方式所涉及的按钮开关用部件中，优选地，所述按钮开关用部件中的所述凹部的内底面形成为弧状，

所述第二圆顶部形成为其内壁比外壁呈弧状。

(3)在其他实施方式所涉及的按钮开关用部件中，优选地，所述按钮开关用部件的任意一项中的所述第一圆顶部是通过来自所述键顶的顶面的按压而逐渐变形并且通过该按压的解除而能够弹性恢复为原来的形状的圆顶部。

(4)在其他实施方式所涉及的按钮开关用部件中，优选地，所述按钮开关用部件的任意一项中的所述第二圆顶部在所述键顶的下方侧能够形成为朝向所述键顶的底面缩窄的形状。

(5)在其他实施方式所涉及的按钮开关用部件中，优选地，所述按钮开关用部件的任意一项中的所述第二圆顶部能够配置于所述第一圆顶部的径向内侧。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供一种放大开关整体的按下感觉且在圆顶部的变形完成后也能够维持可靠的按压，从而实现正常的开关动作的按钮开关用部件。

附图说明

图1表示本实用新型的实施方式所涉及的按钮开关用部件的纵剖视图及从上方观察的俯视图。

图2表示将表示压入图1的按钮开关用部件的键顶时的行程与圆顶负荷的关系的F-S曲线、和表示行程与接地于基板等时产生的接触压力负荷的关系的F-S曲线重叠的图表。

图3表示本申请人的发明人在本实用新型之前试制的按钮开关用部件的纵剖视图以及从上方观察俯视图。

图4示出表示压入图3的按钮开关用部件的键顶时的行程与圆顶负荷的关系的F-S曲线的图表。

图5表示图4的P1、P2以及P3的各点处的按钮开关用部件的状态的纵剖视图。

图6表示在图5的图表上重叠了表示行程和与基板等接地时产生的接触压力负荷的关系的F-S曲线的图表。

图7表示在图5的图表上重叠了推压部的底面与基板接触而导通的状况下的电阻值的图表。

符号说明

1···按钮开关用部件，10···基座部，11···第一圆顶部，12···键顶，13···凹部，13a···内底面，14···第二圆顶部，14a···外壁，14b···内壁。

具体实施方式

接下来，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。此外，以下说明的实施方式并不限定权利要求书所涉及的实用新型，另外，在实施方式中说明的各要素及其组合的全部并不一定是本实用新型的解决手段所必须的。

本实施方式所涉及的按钮开关用部件1具备基座部10、键顶12以及第一圆顶部11。在本实施方式中，基座部10是圆环状的板部件，但也可以是2根以上的脚体。键顶12在俯视时配置于基座部10的内侧且比基座部10的底面靠上方处。键顶12在其底面具备推压部15。第一圆顶部11是连接键顶12的侧面和基座部10的薄壁状的圆顶部。键顶12是将其顶面开口且具备向内方凹陷的凹部13的杯形状的部件。

另外，键顶12在第一圆顶部11的径向内侧具备被键顶12的外壁14a和凹部13的内壁14b夹着的薄壁状的第二圆顶部14。优选地，第二圆顶部14的平均壁厚大于第一圆顶部11的平均壁厚。第二圆顶部14构成键顶12的一部分。因此，与将第二圆顶部14如第一圆顶部11那样向键顶12的径向外侧较大地延伸出来形成的情况相比，能够减小按钮开关用部件1的宽度。这样，通过将第二圆顶部14配置在第一圆顶部11内的空间中，能够构筑有效利用该空间的小型的按钮开关用部件1。

在本实施方式中，第一圆顶部11是通过来自键顶12的顶面的按压而逐渐变形并且通过该按压的解除而能够弹性恢复为原来的形状的圆顶部。另外，在本实施方式中，第二圆顶部14是在第一圆顶部11的变形之后通过来自键顶12的顶面的按压而发生压曲变形并且通过该按压的解除而能够弹性恢复为原来的形状的圆顶部。

第二圆顶部14具有使基座部10侧(即，将按钮开关用部件1固定于基板上时的下方向)的厚度T2比键顶12的顶面侧(即，将按钮开关用部件1固定于基板上时的上方向)的厚度T1大的逐渐扩展形状(参照图1)。厚度T1及厚度T2是相对于第二圆顶部14的外壁14a垂直地延伸至内壁14b的长度。本实施方式所涉及的按钮开关用部件1中，第二圆顶部14产生压曲变形时的圆顶负荷为1.5N以上。其结果是，能够使在第一圆顶部11和第二圆顶部14的变形结束后圆顶负荷急剧上升的时间点的接触压力负荷为1N以上，能够降低开关的不良风险。这会在后面详细说明。

凹部13的内底面13a形成为弧状。第二圆顶部14能够形成为与其外壁14a相比内壁14b更呈弧状。即，外壁14a为直线(平面或接近平面)形状，且相对于铅垂方向倾斜。内壁14b与外壁14a相比为曲线(曲面)形状，其外切线相对于铅垂方向的倾斜角度大于外壁14a相对于相同方向的倾斜角度。

在本实施方式中，第二圆顶部14在键顶12的下方侧即推压部15侧具有朝向键顶12的底面缩窄的形状即漏斗形状。因此，能够进一步减小按钮开关用部件1的宽度。

在本实施方式中，按钮开关用部件1其整体由橡胶状弹性体构成。作为橡胶状弹性体，优选地，可以例示硅橡胶、聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶、乙烯丙烯橡胶、天然橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶、丁腈橡胶(NBR)或丁苯橡胶(SBR)等热固化性弹性体、聚氨酯系、酯系、苯乙烯系、烯烃系、丁二烯系、氟系等热塑性弹性体或上述物质的复合体等。在这些例示的橡胶状弹性体中，特别优选硅橡胶。另外，橡胶状弹性体为了使其自身成为导电性高的部件，优选地，含有石墨的填料或铝、SUS等导电性优异的金属的填料。该导电性高的填料例如相对于按钮开关用部件的体积占5～50体积％，优选占10～30体积％。

在橡胶状弹性体中不含有导电性高的填料的情况下，优选将石墨或金属等的板作为触点(开关用触点)固定在固定推压部15的底面上。由此，通过开关用触点与基板上的多个触点(基板用触点)接触，能够使开关接通或断开。

图2表示将表示压入图1的按钮开关用部件的键顶时的行程与圆顶负荷的关系的F-S曲线、和表示行程与接地于基板等时产生的接触压力负荷的关系的F-S曲线相重叠的图表。作为比较，也示出本申请人的发明人在本实用新型之前试制的按钮开关用部件100的F-S曲线(在图2中表示为“以往”。)。在图2的图表中，“圆顶F-S”表示按钮开关用部件1的圆顶负荷的动作。“接触压力F-S”表示按钮开关用部件1的接触压力负荷的动作。“以往圆顶F-S”表示按钮开关用部件100的圆顶负荷的动作。“以往接触压力F-S”表示按钮开关用部件100的接触压力负荷的动作。“圆顶峰值”表示按钮开关用部件1的第二圆顶部14发生压曲变形时的圆顶负荷。“接触压力峰值”表示按钮开关用部件1的第二圆顶部14发生压曲变形时的接触压力负荷。

在本申请中，“圆顶负荷”是指在开关按下动作中施加于键顶顶面的负荷。另外，“接触压力负荷”是指在开关按下动作中施加于第二圆顶部14下方的突起物(推压部15)的下表面的负荷。

从按钮开关用部件1的动作进行说明。当将处于非按压状态即P1时的键顶12从其顶面按压，则首先，第一圆顶部11逐渐变形，推压部15与固定按钮开关用部件1的基板接触，成为P2的状态。从P1到P2之间，圆顶负荷相对于行程的上升较小，因此能够在压入阻力较小的状态下进行按压操作。推压部15与基板接触后，第二圆顶部14抵抗持续的按压，当超过给定的按压(在本实施方式中，为1.5N)时，则发生压曲变形(图2的圆顶峰值的位置)。该压曲变形给操作者带来点击感。当第二圆顶部14的变形完成时，圆顶负荷急剧变大。

基本上，按钮开关用部件100的动作与前面所述的按钮开关用部件1的动作类似。两个开关用部件1、100的不同点在于以下的2点。第一，第一圆顶部11的变形结束后(P2以后)，到第二圆顶部14发生压曲变形为止的圆顶负荷比按钮开关用部件100大。第二，第二圆顶部14压曲变形后的圆顶负荷的减少与按钮开关用部件100相比缓和。这样的不同起因于第二圆顶部14、114的形态的不同。

而且，上述的圆顶负荷的不同带来接触压力负荷的不同。如图2所示，若比较2个接触压力F-S曲线，则可知都显示出类似的举动。但是，按钮开关用部件1的接触压力负荷整体上更高。更具体而言，在按钮开关用部件1中，接触压力负荷的峰值(接触压力峰值)为1.3～1.4N，与此相对，在按钮开关用部件100中，接触压力峰值约为0.9N。另外，当成为第二圆顶部14的压曲变形结束而圆顶负荷急剧上升的时间点，则在按钮开关用部件1中，接触压力负荷为1.1～1.2N，与此相对，在按钮开关用部件100中，接触压力负荷为约0.5N。可知按钮开关用部件1即使在压曲变形后的圆顶负荷急剧上升时，也显示出比按钮开关用部件100的接触压力峰值(约0.9N)高的接触压力负荷(1.1～1.2N)。这样，通过如上述那样变更第二圆顶部14以及凹部13的形态，能够得到充分的接触压力负荷，能够减轻或消除产生触点不良的风险。

其他实施方式

如上所述，对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本实用新型不限于此，可以进行各种变形来实施。

在上述实施方式中，凹部13的内底面13a形成为弧状，但也可以将内底面13a的中央形成为平面。第一圆顶部11是通过来自键顶12的顶面的按压而逐渐变形的圆顶部，但也可以是在剖视下直线地倾斜的压曲变形型的圆顶部。但是，将第一圆顶部11设为通过来自键顶12的顶面的按压而逐渐变形的圆顶部在能够延长压入的行程、之后得到点击感这一点上是优选的。

在上述实施方式中，第二圆顶部14在键顶12的下方侧，具有朝向键顶12的底面缩窄的形状，但不限于该形状。只要能够通过来自键顶12的顶面的按压而使第二圆顶部14变形，也可以是朝向键顶12的底面稍微扩展的形状。

另外，在上述实施方式中，第二圆顶部14配置于第一圆顶部11的径向内侧，但也可以不配置于第一圆顶部11的径向内侧，而配置于第一圆顶部11的上方。

上述的按钮开关用部件1的各构成要素可以任意组合。特别是，对于技术方案1的按钮开关用部件1，可以追加技术方案1的下位的技术方案记载的构成要素中的1个或任意2个以上的构成要素。

产业上的可利用性

本实用新型能够利用于使用开关的产业。

Claims

1.一种按钮开关用部件，其特征在于，所述按钮开关用部件具备：

基座部；

键顶，其在俯视时配置于所述基座部的内侧，且配置于比所述基座部的底面靠上方处；以及

薄壁状的第一圆顶部，其连接所述键顶的侧面和所述基座部，

所述键顶是将其顶面开口且具备向内方凹陷的凹部的杯形状的部件，且具备被所述键顶的外壁和所述凹部的内壁夹着的薄壁状的第二圆顶部，

所述第二圆顶部是在所述第一圆顶部的变形之后通过来自所述键顶的顶面的按压而发生压曲变形并且通过该按压的解除而能够弹性恢复为原来的形状的圆顶部，且具有使所述基座部侧的厚度比所述键顶的顶面侧的厚度大的逐渐扩展形状，

所述第二圆顶部产生压曲变形时的圆顶负荷为1.5N以上。

2.根据权利要求1所述的按钮开关用部件，其特征在于，

所述凹部的内底面形成为弧状，

所述第二圆顶部形成为其内壁比外壁呈弧状。

3.根据权利要求1或2所述的按钮开关用部件，其特征在于，

所述第一圆顶部是通过来自所述键顶的顶面的按压而逐渐变形并且通过该按压的解除而能够弹性恢复为原来的形状的圆顶部。

4.根据权利要求1或2所述的按钮开关用部件，其特征在于，

所述第二圆顶部在所述键顶的下方侧具有朝向所述键顶的底面缩窄的形状。

5.根据权利要求1或2所述的按钮开关用部件，其特征在于，

所述第二圆顶部配置于所述第一圆顶部的径向内侧。