DE212019000160U1

DE212019000160U1 - Druckknopfschalterelement

Info

Publication number: DE212019000160U1
Application number: DE212019000160.2U
Authority: DE
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-03-05
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2029-02-07
Also published as: JPWO2019171863A1; TW201939548A; CN212625301U; JP6986620B2; WO2019171863A1

Abstract

Druckknopfschalterelement, das
einen kuppelförmigen beweglichen Kontakt, und
eine Betätigungstaste, die so angeordnet ist, dass sie der vorspringenden Seite des beweglichen Kontakts gegenüberliegt, umfasst, wobei der bewegliche Kontakt durch Drücken der Betätigungstaste in die Richtung des beweglichen Kontakts mit einem festen Kontakt auf einem Substrat, das sich an der zu der Betätigungstaste entgegengesetzten Seite befindet, in Kontakt gebracht wird,
wobei die Betätigungstaste
einen Tastenhauptkörper,
einen Kuppelabschnitt, der mit dem Außenumfang des Tastenhauptkörpers verbunden ist und durch Drücken des Tastenhauptkörpers zu der Seite des Substrats hin verformt werden kann,
Fußabschnitte, die mit dem Außenumfang des Kuppelabschnitts verbunden sind und auf dem Substrat fixiert sind, und
eine Rippe, die von unterhalb des Tastenhauptkörpers zu dem beweglichen Kontakt hin vorsteht,
umfasst,
wobei der bewegliche Kontakt
einen Tellerabschnitt, der das Eindrücken des Tastenhauptkörpers aufnimmt und mit dem festen Kontakt auf dem Substrat in Kontakt gelangt, und
äußere Fixierungsabschnitte, die sich an der Außenseite in der radialen Richtung des Tellerabschnitts befinden und in der radialen Richtung weiter außen als der Tastenhauptkörper der Betätigungstaste fixiert sind,
umfasst,
wobei die Rippe so gebildet ist, dass sie dann, wenn der Tastenhauptkörper zu dem beweglichen Kontakt hin eingedrückt wird, in einem Stadium, bevor sich der Tellerabschnitt biegt oder bevor er einknickt, in der Längsrichtung der Rippe zwischen der Rippe und dem Tellerabschnitt schrumpft.

Description

QUERVERWEIS
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 5. März 2018 in Japan eingereichten Patentanmeldung 2018-038190, und die in der betreffenden Anmeldung beschriebenen Inhalte werden in die vorliegende Beschreibung aufgenommen. Inhalte von Patenten, Patentanmeldungen und Literaturbeispielen, die in der vorliegenden Anmeldung angeführt sind, werden in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckknopfschalterelement.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elemente für Druckknopfschalter, bei denen von der Außenseite einer Metallkuppel her ein Druck auf ihren zentralen Scheitelbereich ausgeübt wird und der Schalter unter Benutzung einer Verformung der Metallkuppel eingeschaltet wird, sind bereits bekannt (siehe zum Beispiel das Patentliteraturbeispiel 1). Während in den letzten Jahren verbunden mit der Kleinformatigkeit der Geräte, in die Druckknopfschalterelemente eingebaut werden, die Kleinformatigkeit von Tasten und die Verengung des Abstands zwischen Tasten vorangetrieben werden, verstärkt sich der Wunsch nach einer hochpräzisen Positionsausrichtung zwischen jeder Taste und der Metallkuppel. Wenn zwischen der Druckposition der Taste und dem zentralen Scheitelbereich der Metallkuppel eine Positionsabweichung auftritt, wird keine gute Klickempfindung erhalten. Zur Lösung dieses Problems wurde auch ein Druckknopfschalterelement entwickelt, das so ausgeführt ist, dass der zentrale Scheitelbereich der Metallkuppel direkt unter der Taste festgeklebt ist (siehe zum Beispiel das Patentliteraturbeispiel 2). Da die Positionen der Taste und der Metallkuppel fixiert werden, wenn die Metallkuppel direkt unter der Taste festgeklebt wird, kann stets gegen den zentralen Scheitelbereich der Metallkuppel gedrückt werden und ergibt sich daher der Vorteil, dass eine gute Klickempfindung erhalten wird.
Wenn auf Seiten einer Leiterplatte in der Mitte der Metallkuppel ein kontaktierbarer erster fester Kontakt und an dem Außenumfang der Metallkuppel ein kontaktierbarer zweiter fester Kontakt gebildet werden und die Metallkuppel in einem von der Leiterplatte schwebenden Zustand mit der Taste verbunden wird, kann auch ein zweistufiger Schalter ausgeführt werden, bei dem durch Abwärtsdrücken der Metallkuppel von der Taste her der zweite feste Kontakt und der Außenumfang der Metallkuppel in Kontakt gelangen und der Schalter eingeschaltet wird, und anschließend der Mittelbereich der Metallkuppel und der erste feste Kontakt in Kontakt gelangen und der Schalter eingeschaltet wird (siehe zum Beispiel das Patentliteraturbeispiel 3).
Doch bei dem Druckknopfschalterelement, das in dem Patentliteraturbeispiel 1 offenbart ist, besteht das Problem, dass bei einem Drücken der Metallkuppel selbst der Bewegungsweg von dem Beginn des Drückens bis zum Erreichen der Spitzenbelastung kurz ist. Als Folge wird kein ergonomisch natürliches Betätigungsgefühl erhalten und wird der betätigenden Person leicht ein unangenehmes Gefühl vermittelt. Bei dem Druckknopfschalterelement, das in dem Patentliteraturbeispiel 1 offenbart ist, besteht ferner das Problem, dass eine Anpassung an hohe Belastungen schwierig ist. Zur Lösung dieses Problems ist vorstellbar, über der Metallkuppel einen Gummischalter anzuordnen, doch tritt das Problem auf, dass es leicht zu einer Positionsabweichung zwischen einem Stößel an der Unterseite des Gummischalters und dem Scheitelbereich der Metallkuppel kommt.
Da bei den Druckknopfschalterelementen, die in dem Patentliteraturbeispiel 2 und dem Patentliteraturbeispiel 3 offenbart sind, ein Stößel, der sich an einer Position direkt unter dem Gummischalter befindet, und der Scheitelbereich der Metallkuppel aneinandergeklebt sind, tritt das oben genannte Problem einer Positionsabweichung nicht auf. Doch durch Schwankungen bei der Dicke des Klebstoffs ist die Abmessungstoleranz in der Pressrichtung groß und wird es schwierig, ein gutes Betätigungsgefühl sicherzustellen. Da zudem in dem Bereich, in dem der Klebstoff vorhanden ist, nur schwer eine Verformung der Metallkuppel hervorgebracht wird, wird nur schwer eine starke Klickempfindung der Metallkuppel selbst erhalten.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat zur Lösung der oben beschriebenen Probleme vor der vorliegenden Erfindung ein Druckknopfschalterelement entwickelt, das kleinformatig ist und eine Anpassung an hohe Belastungen ermöglicht und leicht einen langen Bewegungsweg und eine starke Klickempfindung hervorbringt (siehe das Patentliteraturbeispiel 4).
9A zeigt eine teilweise durchsichtige Draufsicht auf das früher von dem vorliegenden Erfinder entwickelte Druckknopfschalterelement. 9B zeigt eine entlang der Linie X-X in der teilweise durchsichtigen Draufsicht auf das früher von dem vorliegenden Erfinder entwickelte Druckknopfschalterelement geschnittene X-X-Schnittansicht.
Das Druckknopfschalterelement 130 von 9A und 9B ist ein Element, das einen kuppelförmigen beweglichen Kontakt 120, und eine Betätigungstaste, die so angeordnet ist, dass sie der vorspringenden Seite des beweglichen Kontakts 120 in einem Abstand gegenüberliegt, umfasst und den beweglichen Kontakt 120 durch Drücken der Betätigungstaste 100 in Richtung des beweglichen Kontakts 120 mit festen Kontakten auf einem Substrat in Kontakt bringt. Die Betätigungstaste 100 umfasst einen Tastenhauptkörper 101, einen Kuppelabschnitt 102, der mit dem Außenumfang des Tastenhauptkörpers 101 verbunden ist und so ausgeführt ist, dass er durch Drücken dieses Tastenhauptkörpers 101 zu dem Substrat hin verformt werden kann, und einen Fußabschnitt 104, der mit dem Außenumfang des Kuppelabschnitts 102 verbunden ist und auf dem Substrat fixiert ist. Die Betätigungstaste 100 umfasst zwischen dem Kuppelabschnitt 102 und dem Fußabschnitt 104 zwei Zwischenabschnitte 103, die dem Substrat über einen Zwischenraum gegenüberliegen. Die beiden Zwischenabschnitte 103 sind an Positionen gebildet, die einander in einer Draufsicht auf die Betätigungstaste 100 über deren Mittelbereich gegenüberliegen, und bilden Verbindungsstellen mit dem beweglichen Kontakt 120.
Der bewegliche Kontakt 120 weist eine Kuppelform auf, deren Mittelbereich in einer Draufsicht zu dem Tastenhauptkörper 101 hin vorsteht. Der bewegliche Kontakt 120 ist in einer Draufsicht rechteckig (was auch eine quadratische Form beinhaltet) und umfasst äußere Fixierungsabschnitte 125, die von zwei gegenüberliegenden Seiten bandförmig radial nach außen verlaufen. Da die äußeren Fixierungsabschnitte 125 durch die Zwischenabschnitte 103 mit der Betätigungstaste 100 verbunden sind, kommt es kaum zu einer Positionsabweichung zwischen einem direkt unter dem Tastenhauptkörper 101 positionierten Stößel 106 und einem Scheitelbereich 121 des beweglichen Kontakts 120. Da der Stößel 106 und der Scheitelbereich 121 voneinander beabstandet sind und zwischen diesen beiden Elementen 106, 121 kein Klebstoff oder dergleichen vorhanden ist, ist das Druckknopfschalterelement 130 ein Element, das sowohl mit einem langen Bewegungsweg als auch mit einer guten Klickempfindung versehen ist.
LITERATUR DER VORLÄUFERTECHNIK
PATENTLITERATUR

Patentliteraturbeispiel 1: Patentoffenlegungsschrift H10-188728
Patentliteraturbeispiel 2: Patentoffenlegungsschrift 2007-52962
Patentliteraturbeispiel 3: Internationale Veröffentlichung WO 2012/153587
Patentliteraturbeispiel 4: Internationale Veröffentlichung WO 2017/018097

KURZ DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DIE ERFINDUNG LÖSEN SOLL
Das in 9A und 9B gezeigte Druckknopfschalterelement 130 weist zwar viele Vorteile wie Kleinformatigkeit, die Möglichkeit einer Anpassung an hohe Belastungen, einen langen Bewegungsweg und eine starke Klickempfindung auf, doch besteht noch Raum für eine hohe Funktionalität.
10 zeigt eine Belastungs-Verschiebungs-Kurve des Druckknopfschalterelements von 9A und 9B. Die Querachse stellt den Bewegungsweg beim Eindrücken des Tastenhauptkörpers 101 dar, und die Längsachse stellt die Belastung beim Eindrücken des Tastenhauptkörpers 101 dar. Wie aus der Kurve von 10 klar ist, ist in der Nähe des Verschiebungsausmaßes von 0,7 mm (der Bereich, der in der Figur durch P gezeigt ist) ein Punkt vorhanden, an dem sich die Belastung plötzlich verändert (als Wendepunkt P bezeichnet). Was diesen Wendepunkt P betrifft, wird ein Einfluss durch den vergleichsweise langen Zwischenraum, der zwischen dem Stößel 106 der Betätigungstaste 106 und dem Scheitelbereich 121 des beweglichen Kontakts 120 gebildet ist, um auf einen langen Bewegungsweg des Druckknopfschalterelements 130 abzuzielen, vermutet. Es wird angenommen, dass wegen dieses Zwischenraums die Belastung zu dem Zeitpunkt, zu dem der Stößel 106 mit dem Scheitelbereich 121 in Kontakt gelangt, plötzlich ansteigt und ein deutlicher Wendepunkt auftritt. Es wäre besser, dafür zu sorgen, dass die Belastung möglichst ohne Erzeugen eines Wendepunkts allmählich ansteigt, bevor sich der bewegliche Kontakt 120 stark verformt und die Klickempfindung hervorgerufen wird.
Die vorliegende Erfindung erfolgte, um diesem oben beschriebenen weiteren Wunsch nachzukommen, und hat die Aufgabe, ein Druckknopfschalterelement bereitzustellen, bei dem es in dem Stadium vor der mit der Verformung des beweglichen Kontakts verbundenen Klickempfindung nicht zu einer plötzlichen Schwankung der Belastung kommt, während ein langer Bewegungsweg beibehalten wird.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
(1) Ein Druckknopfschalterelement nach einer Ausführungsform zur Lösung der obigen Aufgabe ist ein Druckknopfschalterelement, das einen kuppelförmigen beweglichen Kontakt und eine Betätigungstaste, die so angeordnet ist, dass sie der vorspringenden Seite des beweglichen Kontakts gegenüberliegt, umfasst, wobei der bewegliche Kontakt durch Drücken der Betätigungstaste in die Richtung des beweglichen Kontakts mit einem festen Kontakt auf einem Substrat, das sich an der zu der Betätigungstaste entgegengesetzten Seite befindet, in Kontakt gebracht wird, wobei die Betätigungstaste einen Tastenhauptkörper, einen Kuppelabschnitt, der mit dem Außenumfang des Tastenhauptkörpers verbunden ist und durch Drücken des Tastenhauptkörpers zu der Seite des Substrats hin verformt werden kann, Fußabschnitte, die mit dem Außenumfang des Kuppelabschnitts verbunden sind und auf dem Substrat fixiert sind, und eine Rippe, die von unterhalb des Tastenhauptkörpers zu dem beweglichen Kontakt hin vorsteht, umfasst, wobei der bewegliche Kontakt einen Tellerabschnitt, der das Eindrücken des Tastenhauptkörpers aufnimmt und mit dem festen Kontakt auf dem Substrat in Kontakt gelangt, und äußere Fixierungsabschnitte, die sich an der Außenseite in der radialen Richtung des Tellerabschnitts befinden und in der radialen Richtung weiter außen als der Tastenhauptkörper der Betätigungstaste fixiert sind, umfasst, wobei die Rippe so gebildet ist, dass sie dann, wenn der Tastenhauptkörper zu dem beweglichen Kontakt hin eingedrückt wird, in einem Stadium, bevor sich der Tellerabschnitt biegt oder bevor er einknickt, in der Längsrichtung der Rippe zwischen der Rippe und dem Tellerabschnitt schrumpft.
(2) Bei dem Druckknopfschalterelement nach einer anderen Ausführungsform ist die Rippe vorzugsweise so unter dem Tastenhauptkörper gebildet, dass sie vor dem Eindrücken des Tastenhauptkörpers einen Abstand zu dem beweglichen Kontakt aufweist.
(3) Bei dem Druckknopfschalterelement nach einer anderen Ausführungsform ist die Rippe vorzugsweise so angeordnet, dass sie einer Position, die weiter als der Scheitelbereich des Tellerabschnitts in der radialen Richtung außen liegt, gegenüberliegt.
(4) Bei dem Druckknopfschalterelement nach einer anderen Ausführungsform sind vorzugsweise mehrere Rippen so unterhalb des Tastenhauptkörpers bereitgestellt, dass sie mehreren Positionen mit dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts als Zentrum oder als Schwerpunkt gegenüberliegen.
(5) Das Druckknopfschalterelement nach einer anderen Ausführungsform umfasst vorzugsweise eine zweite Rippe, die an der Seite der oberen Fläche des Tastenhauptkörpers vorsteht.
RESULTAT DER ERFINDUNG
Nach der vorliegenden Erfindung kann ein Druckknopfschalterelement bereitgestellt werden, bei dem es in dem Stadium vor der mit der Verformung des beweglichen Kontakts verbundenen Klickempfindung nicht zu einer plötzlichen Schwankung der Belastung kommt, während ein langer Bewegungsweg beibehalten wird.
Figurenliste

1A: 1A zeigt eine teilweise durchsichtige Draufsicht auf eine Betätigungstaste, die ein Druckknopfschalterelement nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
1B: 1B zeigt eine Draufsicht auf einen beweglichen Kontakt, der das Druckknopfschalterelement nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
2A: 2A zeigt eine teilweise durchsichtige Draufsicht auf das Druckknopfschalterelement in einem Zustand, in dem die Betätigungstaste von 1A und der bewegliche Kontakt fixiert wurden.
2B: 2B zeigt eine entlang der Linie A-A in der teilweise durchsichtigen Draufsicht auf das Druckknopfschalterelement geschnittene A-A-Schnittansicht in einem Zustand, in dem die Betätigungstaste von 1A und der bewegliche Kontakt fixiert wurden.
3: 3 zeigt die Belastungs-Verschiebungs-Kurve des Druckknopfschalterelements von 2A und 2B.
4: 4 zeigt eine entlang der gleichen Linie A-A wie bei der ersten Ausführungsform geschnittene A-A-Schnittansicht eines Druckknopfschalterelements nach einer zweiten Ausführungsform.
5: 5 zeigt eine entlang der gleichen Linie A-A wie bei der ersten Ausführungsform geschnittene A-A-Schnittansicht eines Druckknopfschalterelements nach einer dritten Ausführungsform.
6: 6 zeigt eine entlang der gleichen Linie A-A wie bei der ersten Ausführungsform geschnittene A-A-Schnittansicht eines Druckknopfschalterelements nach einer vierten Ausführungsform.
7A: 7A zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlungen der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
7B: 7B zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
7C: 7C zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
7D: 7D zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
7E: 7E zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
8A: 8A zeigt verschiedene Anordnungsbeispiele für Rippen, die an der Unterseite des Tastenhauptkörpers, der das Druckknopfschalterelement von 5 bildet, gebildet sind.
8B: 8B zeigt verschiedene Querschnittformen von Betätigungstasten mit Rippen, die an der Unterseite des Tastenhauptkörpers, der das Druckknopfschalterelement von 5 bildet, gebildet sind.
9A: 9A zeigt eine teilweise durchsichtige Draufsicht auf das früher von dem vorliegenden Erfinder entwickelte Druckknopfschalterelement.
9B: 9B zeigt eine entlang der Linie X-X in der teilweise durchsichtigen Draufsicht auf das früher von dem vorliegenden Erfinder entwickelte Druckknopfschalterelement geschnittene X-X-Schnittansicht.
10: 10 zeigt die Belastungs-Verschiebungs-Kurve des Druckknopfschalterelements von 9A und 9B.

Bezugszeichenliste

10, 10a, 10b, 10c: Betätigungstaste;
11: Tastenhauptkörper;
12: Kuppelabschnitt;
13: Fußabschnitt;
14: äußerer Fixierungsabschnitt;
16, 16a: Rippe;
19: zweite Rippe;
20, 20c: beweglicher Kontakt;
21: Tellerabschnitt;
30, 30a, 30b, 30c: Druckknopfschalterelement;
40: Substrat;
41, 41a, 42, 42a, 42b, 42c, 42d: fester Kontakt.

FORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Als nächstes werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Die einzelnen Ausführungsformen, die nachstehend erklärt werden, beschränken die Erfindung nach den Patentansprüchen nicht, und für das durch die vorliegende Erfindung gebotene Mittel zur Lösung sind nicht unbedingt alle verschiedenen Elemente, die bei den einzelnen Ausführungsformen erklärt sind, und ihre Kombinationen unerlässlich.
Erste Ausführungsform
1A zeigt eine teilweise durchsichtige Draufsicht auf eine Betätigungstaste, die ein Druckknopfschalterelement nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. 1B zeigt eine Draufsicht auf einen beweglichen Kontakt, der das Druckknopfschalterelement nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. 2A zeigt eine teilweise durchsichtige Draufsicht auf das Druckknopfschalterelement in einem Zustand, in dem die Betätigungstaste von 1A und der bewegliche Kontakt fixiert wurden. 2B zeigt eine entlang der Linie A-A in der teilweise durchsichtigen Draufsicht auf das Druckknopfschalterelement geschnittene A-A-Schnittansicht in einem Zustand, in dem die Betätigungstaste von 1A und der bewegliche Kontakt fixiert wurden.
Das Druckknopfschalterelement 30 nach der ersten Ausführungsform ist wie in 2B gezeigt ein Element, das einen kuppelförmigen beweglichen Kontakt 20 und eine der vorspringenden Seite des beweglichen Kontakts 20 gegenüberliegend angeordnete Betätigungstaste 10 umfasst und den beweglichen Kontakt 20 durch Drücken der Betätigungstaste 10 in die Richtung des beweglichen Kontakts 20 mit festen Kontakten 41, 42 auf einem Substrat 40 in Kontakt bringt. Nachstehend werden die Hauptaufbauelemente (die Betätigungstaste 10 und der bewegliche Kontakt 20) des Druckknopfschalterelements 30 und die weiteren Elemente (das Substrat 40 und dergleichen) erklärt.
Die Betätigungstaste
Die Betätigungstaste 10 umfasst einen Tastenhauptkörper 11, einen Kuppelabschnitt 11, der mit dem Außenumfang des Tastenhauptkörpers 11 verbunden ist und durch Drücken des Tastenhauptkörpers 11 zu dem Substrat 40 hin verformt werden kann, und Fußabschnitte 13, die mit dem Außenumfang des Kuppelabschnitts 12 verbunden sind und auf dem Substrat 40 fixiert sind. Die Betätigungstaste 10 umfasst ferner eine Rippe 16, die von unterhalb (kann auch als „Unterseite“ oder „Stößel“ bezeichnet werden) 15 des Tastenhauptkörpers 11 zu dem beweglichen Kontakt 20 hin vorsteht.
Der Tastenhauptkörper 11 ist ein Tastenkopf mit einer umgekehrt kegelstumpfförmigen Form. Der Kuppelabschnitt 12 ist ein dünnes Element, das die Form eines umgekehrten Napfs aufweist und sich von der Seitenfläche des Tastenhauptkörpers 11 bogenförmig erweitert. Die Fußabschnitte 13 sind Stellen, die die Betätigungstaste 10 auf dem Substrat 40 fixieren. Die Fußabschnitte 13 sind in der Draufsicht untere Positionen, die sich in der radialen Richtung weiter außen als der Kuppelabschnitt 12 befinden, und sind an den Spitzenenden einer Kreuzform mit der oberen Fläche des Tastenhauptkörpers 11 als Zentrum gebildet. Zwischen den Fußabschnitten 13 sind zwei Zwischenabschnitte 14 gebildet, die sich in zueinander entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Die Zwischenabschnitte 14 sind Stellen, die einen Teil des beweglichen Kontakts 20 fixieren, unabhängig davon, ob dieser Teil mit dem Substrat 40 in Kontakt steht oder nicht.
Die Unterseite 15 des Tastenhauptkörpers 11 umfasst mehrere Rippen 16, die sich in die Richtung des beweglichen Kontakts 20 erstrecken. Bei dieser Ausführungsform sind an der Unterseite 15 vier Rippen 16 gebildet, doch sind auch ein bis drei oder fünf oder mehr möglich. Die Rippen 16 sind so ausgeführt, dass sie dann, wenn der Tastenhauptkörper 11 zu dem beweglichen Kontakt 20 hin eingedrückt wird, in einem Stadium, bevor sich ein Tellerabschnitt 21 des beweglichen Kontakts 20 biegt oder bevor er einknickt, in der Längsrichtung der Rippen 16 zwischen den Rippen 16 und dem Tellerabschnitt 16 schrumpfen.
Die Rippen 16 sind bei dieser Ausführungsform so unterhalb des Tastenhauptkörpers 11 gebildet, dass sie vor dem Eindrücken des Tastenhauptkörpers 11 einen Abstand zu dem beweglichen Kontakt 20 aufweisen. Doch bei einer später beschriebenen anderen Ausführungsform braucht dieser Abstand nicht vorhanden zu sein. Außerdem sind die Rippen 16 bei dieser Ausführungsform so angeordnet, dass sie Positionen, die weiter als der Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 in der radialen Richtung an der Außenseite liegen, gegenüberliegen. Doch es ist auch möglich, eine Rippe so an der Unterseite 15 anzuordnen, dass sie dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 gegenüberliegt.
Die Rippen 16 sind in einer Draufsicht so an der Unterseite 15 des Tastenhauptkörpers 11 bereitgestellt, dass sie mehreren Positionen mit dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 als Zentrum oder als Schwerpunkt, konkret vier Positionen, gegenüberliegen. Dadurch wird ein stabiles Pressen des Tellerabschnitts 21 möglich, ohne dass der bewegliche Kontakt 20 einseitig schräg gepresst wird. Es ist jedoch auch möglich, die Rippen 16 so an der Unterseite 15 zu bilden, dass sie anderen Positionen als jenen mit dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 als Zentrum oder als Schwerpunkt 21 gegenüberliegen.
Die Zwischenabschnitte 14 umfassen an ihrer Unterseite an Stellen, an denen der Kuppelabschnitt 12 nach unten verläuft, Vorsprünge 17, die zu dem Substrat 40 hin vorstehen. Die Vorsprünge 17 sind Stellen, an denen der bewegliche Kontakt 20 an der Unterseite der Zwischenabschnitte 14 fixiert wird. Doch die Vorsprünge 17 stellen keinen unbedingt nötigen Aufbau dar und müssen nicht gebildet sein. In diesem Fall kann ein Teil des beweglichen Kontakts 20 in einem Kontakt mit der Unterseite der Zwischenabschnitte 14 fixiert werden.
Für die Betätigungstaste 10 wird als Aufbaumaterial vorzugsweise ein gummiartiges elastisches Material wie etwa ein wärmehärtendes Elastomer wie Silikonkautschuk, Urethankautschuk, Isoprenkautschuk, Ethylenpropylenkautschuk, natürlicher Kautschuk, Ethylenpropylendienkautschuk oder Styrolbutadienkautschuk, ein thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis, Esterbasis, Styrolbasis, Olefinbasis, Butadienbasis oder Fluorbasis oder dergleichen, oder eine Zusammensetzung davon verwendet. Als anderes Aufbaumaterial für die Betätigungstaste 10 neben den oben genannten kann auch Nitrilkautschuk (NBR) verwendet werden. Silikonkautschuk mit seinen ausgezeichneten Temperatureigenschaften, Umwelteigenschaften und elektrischen Eigenschaften ist besonders ideal. Den oben genannten Aufbaumaterialien kann auch ein Füllmaterial, wofür Titanoxid und Ruß repräsentativ sind, beigemischt werden. Um wie bei einer später beschriebenen anderen Ausführungsform Licht, das von einer LED (ein Beispiel für ein Leuchtmittel) auf dem Substrat 40 ausgestrahlt wird, nach außerhalb der Betätigungstaste 10 passieren zu lassen, ist es günstig, wenigstens einen Teil der Betätigungstaste 10 lichtdurchlässig auszuführen. Wenn die gesamte Betätigungstaste 10 aus einem lichtdurchlässigen Material wie Silikonkautschuk gebildet wird, wird es möglich, Licht von der LED durch eine beliebige Stelle der Betätigungstaste 10 auszustrahlen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Betätigungstaste 10 zur Gänze aus einem oben genannten gummiartigen elastischen Material gebildet. Doch es ist auch möglich, wenigstens den Kuppelabschnitt 12 und die Rippen 16 aus einem oben genannten gummiartigen elastischen Material zu bilden und die anderen Teile wie den Tastenhauptkörper 11, die Fußabschnitte 13 und die Zwischenabschnitte 14 und dergleichen aus einem anderen Material als einem oben genannten gummiartigen elastischen Material zu bilden. Da es nötig ist, dass sich der Kuppelabschnitt 12 durch das Pressen des Tastenhauptkörpers 11 zu dem beweglichen Kontakt 20 hin und sein Freigeben elastisch verformt, wird er vorzugsweise aus einem genannten gummiartigen elastischen Material gebildet. Da es nötig ist, die Rippen 16 so auszuführen, dass ihr Schrumpfen und ihr Wiederherstellen in der Längsrichtung infolge des Pressens des Tastenhauptkörpers 11 zu dem beweglichen Kontakt 20 hin und sein Freigeben wiederholbar ist, werden sie vorzugsweise aus einem genannten gummiartigen elastischen Material gebildet.
Der bewegliche Kontakt
Der bewegliche Kontakt 20 umfasst den Tellerabschnitt 21, der durch Eindrücken des Tastenhauptkörpers 11 mit dem festen Kontakt 42 auf dem Substrat 40 in Kontakt gelangt, und äußere Fixierungsabschnitte 25, die sich radial an der Außenseite des Tellerabschnitts 21 befinden und in der radialen Richtung weiter außen als der Tastenhauptkörper 11 der Betätigungstaste 10 fixiert werden. Nachstehend erfolgt eine ausführlichere Erklärung.
Der bewegliche Kontakt 20 ist in einer Draufsicht rechteckig (was auch eine quadratische Form beinhaltet) und umfasst die bandförmigen äußeren Fixierungsabschnitte 25, die von zwei gegenüberliegenden Seiten bandförmig radial nach außen verlaufen. Außerdem weist der bewegliche Kontakt 20 den kuppelförmigen Tellerabschnitt 21 auf, für den der Mittelbereich in einer Draufsicht zu dem Tastenhauptkörper 11 hin vorsteht. Der bewegliche Kontakt 20 umfasst einen Stufenbereich 23, der an dem Außenumfang des Tellerabschnitts 21 in einer Draufsicht ringförmig gebildet ist und sich in einem spitzen Winkel nach unten biegt, und einen Leistenbereich 24, der mit der Außenseite in der radialen Richtung des Stufenbereichs 23 verbunden ist. Der Stufenbereich 23 kann den Drehpunkt für die Biegeverformung des Tellerabschnitts 21 bilden. Die später besprochenen äußeren Fixierungsabschnitte 25 erstrecken sich in der radialen Richtung weiter als der Leistenbereich 24 nach außen, befinden sich in der radialen Richtung weiter außen als der Tellerabschnitt 21, und werden in der radialen Richtung weiter außen als der Tastenhauptkörper 11 fixiert. Die äußeren Fixierungsabschnitte 25 sind so an dem beweglichen Kontakt 20 gebildet, dass sie an den Zwischenabschnitten 14 der Betätigungstaste 10 fixiert werden können. Daher sind es nur die äußeren Fixierungsabschnitte 25, die Verbindungsbereiche des beweglichen Kontakts 20 und der Betätigungstaste 10 bilden. Der Tellerabschnitt 21 bildet eine Stelle, die in einem Abstand von der unteren Fläche 15 (entspricht dem Stößel) des Tastenhauptkörpers 11 angeordnet ist, wenn der bewegliche Kontakt 20 unter der Betätigungstaste 10 fixiert wurde, und kann durch Eindrücken des Tastenhauptkörpers 11 mit dem festen Kontakt 42 in Kontakt treten.
Der bewegliche Kontakt 20 umfasst ferner äußere Kontaktbereiche 26, die sich in der radialen Richtung des beweglichen Kontakts 20 weiter außen als der Tellerabschnitt 21 befinden und dem anderen festen Kontakt 41, der radial an der Außenseite des festen Kontakts 42 angeordnet ist, so in einem Nichtberührungszustand oder einem Berührungszustand gegenüberliegen, dass sie durch das Eindrücken des Tastenhauptkörpers 11 mit dem festen Kontakt 41 in Kontakt gelangen können. Wenn zwischen den äußeren Kontaktbereichen 26 und dem festen Kontakt 41 ein Zwischenraum vorhanden ist, bestehen für diesen Zwischenraum keine wesentlichen Beschränkungen, solange die äußeren Kontaktbereiche 26 und der feste Kontakt 41 beim Eindrücken der Betätigungstaste in die Richtung zu dem Substrat 40 hin in Kontakt gelangen können. Bei dieser Ausführungsform ist der Zwischenraum zwischen den äußeren Kontaktbereichen 26 und dem festen Kontakt 41 auf einen Bereich von 0,03 bis 0,1 mm eingerichtet.
Die äußeren Kontaktbereiche 26 sind becherförmige Stellen, an denen der Leistenbereich 24 von der Oberseite zu der Unterseite hin vertieft ausgeführt ist. An jeder Ecke des Leistenbereichs 24 ist ein äußerer Kontaktbereich 26 gebildet, so dass insgesamt vier davon gebildet sind. Daher kann der bewegliche Kontakt 20 beim Eindrücken des Tastenhauptkörpers 11 an vier Stellen mit dem festen Kontakt 41 in Kontakt gelangen. Doch für die Anzahl der äußeren Kontaktbereiche 26 besteht keine wesentliche Beschränkung, solange sie wenigstens eins beträgt. Um dafür zu sorgen, dass sich der bewegliche Kontakt 20 zur Zeit des Kontakts des beweglichen Kontakts 20 und des festen Kontakts 41 nicht neigt, ist es bei Betrachtung von zwei äußeren Kontaktbereichen 26, die einander über die Mitte des beweglichen Kontakts 20 gegenüberliegen, als eine Gruppe besser, eine Gruppe oder zwei oder mehr Gruppen bereitzustellen. Vorzugsweise umfassen die äußeren Kontaktbereiche 26 einen Bodenbereich, der in einen Linienkontakt oder einen Flächenkontakt mit dem festen Kontakt 41 treten kann. Es ist auch möglich, dass ein Teil der äußeren Kontaktbereiche 26 oder alle davon oder von den äußeren Kontaktbereichen 26 gesondert ausgebildete kontaktierende äußere Kontaktbereiche im nichtgedrückten Zustand des Tastenhauptköpers 11 mit dem festen Kontakt 41 in Kontakt stehen. Es ist auch möglich, keine äußeren Kontaktbereiche 26 auszubilden und andere Stellen des Tellerabschnitts 21 oder dergleichen so auszuführen, dass sie mit dem festen Kontakt 41 in Kontakt treten können.
Als Aufbaumaterial für den beweglichen Kontakt 20 kann ein Metallmaterial, das über Leitfähigkeit verfügt, verwendet werden. Als Beispiele für Metallmaterialien können Edelstahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kohlenstoffstahl, Kupfer, Kupferlegierungen (Bronze, Phosphorbronze, Messing, Kupfernickel, Neusilber, und dergleichen), Silber oder Legierungen von zwei oder mehr Metallen, die aus den oben genannten gewählt wurde, angeführt werden. Ein besonders gutes Metallmaterial ist SUS301, doch kann auch ein anderer austenitischer Edelstahl als SUS301 oder ein martensitischer Edelstahl, ein ferritischer Edelstahl oder ein austenitisch-ferritischer Zweiphasen-Edelstahl oder dergleichen verwendet werden. Der bewegliche Kontakt 20 kann auch aus einem Material auf Harzbasis gebildet werden. Zum Beispiel kann der bewegliche Kontakt 20 durch Bilden eines Films aus Kohlenstoff, Silber oder Kupfer auf einer Fläche eines durchsichtigen Harzes wie Polypropylen, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid-6, Polyamid-66, Polyamid-610, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat oder Polymethylacrylat oder dergleichen und Vornehmen einer Formungsbearbeitung zu einer Form eines umgekehrten Napfs hergestellt werden.
Auch wenn der bewegliche Kontakt 20 aus einem beliebigen aus einem Metall oder einem Harz gebildet wurde, kann wenigstens an der Oberfläche des beweglichen Kontakts 20 an der Seite der festen Kontakte 41, 42 eine einschichtige oder mehrschichtige Oberflächenbehandlung durch Plattieren, Aufdampfen oder dergleichen vorgenommen werden, um die Korrosionsbeständigkeit, die Staubbeständigkeit oder die Leitfähigkeit zu stabilisieren. Als derartige Oberflächenbehandlung ist eine Goldplattierung besonders günstig. Was die Dicke der Goldplattierung betrifft, ist von dem Gesichtspunkt der Korrosionsbeständigkeit her der Theorie gemäß eine möglichst hohe Dicke erwünscht. Doch praktisch bestehen von dem Gesichtspunkt der Kosten her Beschränkungen und beträgt sie wenigstens 0,01 um bis höchstens 1,00 pm, noch besser wenigstens 0,05 µm bis höchstens 0,90 µm, und insbesondere wenigstens 0,10 µm bis höchstens 0,80 µm. Als andere beispielhafte Oberflächenbehandlungen neben der oben genannten können eine Goldplattierung und eine Lochversiegelungsbehandlung, eine Nickelplattierung und eine Goldplattierung und eine Lochversiegelungsbehandlung, eine Nickelplattierung und eine Goldplattierung, eine Nickelplattierung, eine Silberplattierung, eine Nickelplattierung und eine Silberplattierung, eine Silberplattierung und eine Lochversiegelungsbehandlung (Sulfurationsverhinderungsbehandlung (= Verfärbungsschutzbehandlung)), eine Nickelplattierung und eine Silberplattierung und eine Lochversiegelungsbehandlung (Sulfurationsverhinderungsbehandlung (= Verfärbungsschutzbehandlung)), oder das Auftragen einer leitenden Tinte auf Kohlenstoffbasis oder eines leitenden Auftragematerials auf Kohlenstoffbasis angeführt werden. Für die Oberflächenbehandlung können auch Goldlegierungen, Silberlegierungen, Vanadium, Vanadiumlegierungen, Wolfram oder Wolframlegierungen verwendet werden.
Das Substrat
Das Substrat 40 umfasst vorzugsweise sowohl den im Wesentlichen direkt unter dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 positionierten festen Kontakt 42 als auch den festen Kontakt 41 an dem Außenumfang des festen Kontakts 42. Der feste Kontakt 41 befindet sich an einer Position, mit der die durch das Abwärtsdrücken des Tastenhauptkörpers 11 nach unten sinkenden äußeren Kontaktbereiche 26 in Kontakt gelangen können. Der feste Kontakt 42 ist von dem festen Kontakt 41 beabstandet angeordnet und befindet sich an einer Position, mit der der Scheitelbereich oder die Umgebung des Scheitelbereichs des durch das Abwärtsdrücken des Tastenhauptkörpers 11 nach unten sinkenden Tellerabschnitts 21 in Kontakt gelangen kann. Bei dieser Ausführungsform wird der Schalter auch bei einem Kontakt der äußeren Kontaktbereiche 26 des beweglichen Kontakts 20 mit dem festen Kontakt 41 nicht eingeschaltet. Wenn der Tellerabschnitt 21 des beweglichen Kontakts 20 mit dem festen Kontakt 42 in Kontakt gelangt ist, ist ein Kreis gebildet, bei dem der bewegliche Kontakt 20 den festen Kontakt 41 und den festen Kontakt 42 verbindet, und kann der Schalter als Resultat eingeschaltet werden. Doch was die Form des festen Kontakts 41 und des festen Kontakts 42, den Aufbau für das Ein- oder Ausschalten des Schalters, und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der festen Kontakte 41, 42 betrifft, sind verschiedene Abwandlungen möglich. Repräsentative Abwandlungen werden später beschrieben werden. Der feste Kontakt 41 ist in einem solchen Zustand in das Substrat 40 eingebettet, dass seine Oberfläche an dem Substrat 40 frei liegt, und der feste Kontakt 42 ist auf dem Substrat 40 fixiert. Doch beide Arten von festen Kontakten 41, 42 können auch an der Oberfläche des Substrats 40 fixiert sein oder in einem solchen Zustand in das Substrat 40 eingebettet sein, dass ihre Oberfläche an dem Substrat 40 frei liegt.
Der feste Kontakt 41 und der feste Kontakt 42 werden ideal aus einem Material, das unter Metallen eine vergleichsweise hohe Leitfähigkeit aufweist, wie zum Beispiel Gold, Silber, Kupfer, Aluminiumbronze, Aluminiumlegierungen oder Legierungen aus zwei oder mehr Arten davon gebildet. Zur Stabilisierung der Korrosionsbeständigkeit und der Leitfähigkeit ihrer Oberflächen kann an dem festen Kontakt 41 und an dem festen Kontakt 42 eine einschichtige oder mehrschichtige Plattierung vorgenommen werden. Für die Plattierung kann beispielhaft eine Plattierung mit Gold, Silber, Nickel oder dergleichen oder eine Legierungsplattierung mit wenigstens einem davon als Hauptbestandteil angeführt werden.
3 zeigt die Belastungs-Verschiebungs-Kurve des Druckknopfschalterelements von 2A und 2B.
Bei dem herkömmlichen Druckknopfschalterelement 130 von 9A und 9B steigt die Belastung zu dem Zeitpunkt, zu dem die Unterseite (der Stößel) 106 des Tastenhauptkörpers 101 mit dem Scheitelbereich 121 des beweglichen Kontakts 120 in Kontakt gelangt ist, plötzlich an (siehe 10). Doch wie aus 3 klar ist, wird bei dem Druckknopfschalterelement 30 nach dieser Ausführungsform von dem Beginn des Pressens des Tastenhauptkörpers 11 bis zum Erreichen der Grenze der Druckwiderstandsbelastung des beweglichen Kontakts 20 kein Wendepunkt wie ein plötzlicher Anstieg der Belastung erkannt. Wenn der Tastenhauptkörper 11 nach unten gedrückt wird, treten zwar die Rippen 16 mit dem beweglichen Kontakt 20 in Kontakt, doch da sich die Rippen 16 komprimierend verformen, steigt die Belastung sanft an. Danach erreicht die Druckwiderstandsbelastung des beweglichen Kontakts 20 ihre Grenze, verformt sich der bewegliche Kontakt 20 stark, und nimmt die Belastung stark ab. Somit weist das Druckknopfschalterelement 30 bis zur Entstehung der Klickempfindung in Verbindung mit einer starken Verformung des beweglichen Kontakts 20 zusätzlich zu der Eigenschaft eines langen Bewegungswegs die Eigenschaft auf, dass kein Wendepunkt der Belastung vorhanden ist und die Belastung allmählich ansteigt.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird ein Druckknopfschalterelement nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Bei der zweiten Ausführungsform sind gleiche Aufbauelemente wie bei der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen und wird auf eine wiederholte Erklärung verzichtet.
4 zeigt eine entlang der gleichen Linie A-A wie bei der ersten Ausführungsform geschnittene A-A-Schnittansicht eines Druckknopfschalterelements nach der zweiten Ausführungsform.
Eine Betätigungstaste 10a, die das Druckknopfschalterelement 30a bildet, weist Rippen 16a auf, die länger als die Rippen 16 der Betätigungstaste 10 bei der ersten Ausführungsform sind, so dass sie vor dem Eindrücken des Tastenhauptkörpers 11 keinen Abstand zu dem beweglichen Kontakt 20 aufweisen. Auch wenn die Rippen 16a den beweglichen Kontakt 20 stets berühren, wird so wie bei dem Druckknopfschalterelement nach der ersten Ausführungsform bis zur Entstehung der Klickempfindung in Verbindung mit einer starken Verformung des beweglichen Kontakts 20 zusätzlich zu der Eigenschaft eines langen Bewegungswegs die Eigenschaft hervorgebracht, dass kein Wendepunkt der Belastung vorhanden ist und die Belastung allmählich ansteigt.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Druckknopfschalterelement nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Bei der dritten Ausführungsform sind gleiche Aufbauelemente wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen versehen und wird auf eine wiederholte Erklärung verzichtet.
5 zeigt eine entlang der gleichen Linie A-A wie bei der ersten Ausführungsform geschnittene A-A-Schnittansicht eines Druckknopfschalterelements nach der dritten Ausführungsform.
Eine Betätigungstaste 10b, die das Druckknopfschalterelement 30b bildet, umfasst an dem Tastenhauptkörper 11 zweite Rippen 19, die an der Seite seiner oberen Fläche vorstehen. Bei dieser Ausführungsform sind die zweiten Rippen 19 im Wesentlichen halbkugelförmig und sind insgesamt vier jeweils an den Spitzenenden einer Kreuzform mit der Mitte der oberen Fläche des Tastenhauptkörpers 11 als Zentrum bereitgestellt. Doch was die Anzahl der zweiten Rippen betrifft 19, besteht keine Beschränkung auf die oben angegebenen Positionen und die obige Anzahl, solange sie an Positionen und in einer Anzahl, bei denen sie beim Pressen des Tastenhauptkörpers 11 zusammengedrückt werden können, bereitgestellt sind. Zum Beispiel kann es sich bei den zweiten Rippen 19 auch um einen ringförmigen Vorsprungsbereich, der an der oberen Fläche des Tastenhauptkörpers 11 bereitgestellt ist, handeln. Die zweiten Rippen 19 werden vorzugsweise so wie die Rippen 16 aus einem bei der ersten Ausführungsform beispielhaft angeführten gummiartigen elastischen Material gebildet.
Wenn der Tastenhauptkörper 11d des Druckknopfschalterelements 30b gedrückt wird, kommt es nicht nur zu einer komprimierenden Verformung der Rippen 16, die mit dem beweglichen Kontakt 20 in Kontakt treten, sondern auch zu einer komprimierenden Verformung der zweiten Rippen 19, wodurch ein noch längerer Bewegungsweg und ein sanfter Anstieg der Belastung bis zu der starken Verformung des beweglichen Kontakts 20 erhalten werden können.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird ein Druckknopfschalterelement nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Bei der vierten Ausführungsform sind gleiche Aufbauelemente wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen mit gleichen Bezugszeichen versehen und wird auf eine wiederholte Erklärung verzichtet.
6 zeigt eine entlang der gleichen Linie A-A wie bei der ersten Ausführungsform geschnittene A-A-Schnittansicht eines Druckknopfschalterelements nach der vierten Ausführungsform.
Das Druckknopfschalterelement 30c nach der vierten Ausführungsform unterscheidet sich in den folgenden Punkten von dem Druckknopfschalterelement 30 nach der ersten Ausführungsform. Eine Betätigungstaste 10c umfasst eine Lichtsperrschicht 60, die ihre äußere Umfangsfläche abdeckt, und einen durchscheinenden Bereich 61, für den die Lichtsperrschicht 60 an einem Teil der oberen Fläche des Tastenhauptkörpers 11 beseitigt wurde. Ein beweglicher Kontakt 20c umfasst ungefähr in dem Mittelbereich des Tellerabschnitts 21 in einer Draufsicht eine Durchgangsöffnung 55, die durch den Tellerabschnitt 21 verläuft. Das Substrat 40 umfasst einen ringförmigen Kontakt 42, der mit dem Randbereich der Durchgangsöffnung 55 des Tellerabschnitts 21 in Kontakt gelangen kann, und an der Innenseite dieses ringförmigen Kontakts 42 eine LED 50 als ein Beispiel für ein Leuchtmittel. Der sonstige Aufbau des Druckknopfschalterelements 30c mit Ausnahme des Obigen entspricht dem Druckknopfschalterelement 30.
Bei dieser Ausführungsform befinden sich der durchscheinende Bereich 61, die Durchgangsöffnung 55 und die Leuchtfläche der LED 50 vertikal im Wesentlichen auf der gleichen Linie. Doch wenn die Leuchtfläche der LED 50 von der Horizontalen geneigt wird, ist es günstig, die Durchgangsöffnung 55 und den durchscheinenden Bereich 61 auf einer in Bezug auf diese Leuchtfläche vertikalen Linie anzuordnen. Die Durchgangsöffnung 55 weist die Funktion zur Übertragung des Lichts der LED 50 zu der Betätigungstaste 10c und die Funktion zur Verhinderung eines Kontakts zwischen dem Tellerabschnitt 21 und der LED 50 auf. Doch wenn der bewegliche Kontakt 20c durch ein hartes Harz mit einer hervorragenden Lichtdurchlässigkeit gebildet wird, außerhalb der Stelle der Durchgangsöffnung 55 eine Lichtsperrschicht gebildet wird, und die Leuchtfläche der LED 50 bis zu einer Höhe, an der sie nicht mit dem Tellerabschnitt 21 zusammenstößt, abgeflacht wird, stellt die Durchgangsöffnung 55 für den beweglichen Kontakt 20c kein unbedingt erforderliches Aufbauelement dar.
Der durchscheinende Bereich 61 kann auch eine beliebige Anzeigeform wie etwa einen Buchstaben, ein Symbol oder ein Bild oder dergleichen aufweisen. Wenn die Betätigungstaste 11c selbst nicht aus einem Material mit einer hervorragenden Lichtdurchlässigkeit gebildet ist, ist es auch möglich, in der Betätigungstaste 11c in dem Bereich direkt über der Durchgangsöffnung 55 eine zweite Durchgangsöffnung auszubilden und diese zweite Durchgangsöffnung mit einem Material mit einer hervorragenden Lichtdurchlässigkeit (Glas, Silikonharz, Acrylharz, oder dergleichen) zu verschließen. In diesem Fall braucht die an der Außenfläche der Betätigungstaste 10c gebildete Lichtsperrschicht 60 nicht ausgebildet zu werden.
Die LED 50 ist ein Beispiel für ein Leuchtmittel. Es können andere Leuchtmittel als die LED 50 verwendet werden. Zum Beispiel kann anstelle der LED 50 eine Glühlampe, die durch Bestromen eines Glühfadens leuchtet, oder ein plattenförmiges organisches EL-Element oder anorganisches El-Element verwendet werden.
Abwandlungen
7A zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. 7B zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. 7C zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. 7D zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. 7E zeigt eine Draufsicht auf eine Abwandlung der festen Kontakte, die bei den einzelnen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Das Substrat 40 von 7A ist das Substrat, das unter Bezugnahme auf 1A erklärt wurde. Daneben kann wie in 7B gezeigt auch ein Substrat 40 verwendet werden, bei dem an der Innenseite von zwei als Kreisringhälften geformten festen Kontakten 41a, 41a zwei als Kreisringhälften geformte feste Kontakte 42a, 42a angeordnet sind, und an deren Innenseite zudem eine LED 50 (nicht dargestellt) angeordnet ist. Wenn die äußeren Kontaktbereiche 26 des beweglichen Kontakts 20c mit den festen Kontakten 41a, 41a in Kontakt gelangt sind, ist ein Kreis gebildet, bei dem der bewegliche Kontakt 20c die festen Kontakte 41a, 41a verbindet, und kann als Folge der Schalter einer ersten Stufe eingeschaltet werden. Wenn dann der Tellerabschnitt 21 des beweglichen Kontakts 20c mit den festen Kontakten 42a, 42a in Kontakt gelangt ist, ist ein Kreis gebildet, bei dem der bewegliche Kontakt 20c die festen Kontakte 42a, 42a verbindet, und kann der Schalter einer zweiten Stufe eingeschaltet werden.
Das Substrat 40 von 7C ist ein Substrat, bei dem an der Innenseite des kreisringförmigen festen Kontakts 41 ein kreisringförmiger fester Kontakt 42b angeordnet ist. Der Schaltermechanismus entspricht dem von 7A. Das Substrat 40 von 7D ist ein Substrat, bei der an der Innenseite der beiden als Kreisringhälften geformten festen Kontakte 41a, 41a halbkreisförmige feste Kontakte 42c, 42c angeordnet sind. Der Schaltermechanismus entspricht dem von 7B. Das Substrat 40 von 7E ist ein Substrat, bei dem an der Innenseite der beiden als Kreisringhälften geformten festen Kontakte 41a, 41a zwei halbkreisförmige kammzahnartige feste Kontakte 42d, 42d in einem verzahnten Zustand voneinander beabstandet angeordnet sind. Wenn halbkreisförmige kammzahnartige feste Kontakte 42d, 42d angeordnet werden, können die festen Kontakte 42d, 42d noch sicherer leiten. Der Schaltermechanismus entspricht dem von 7B.
Andere Ausführungsformen
Im Vorhergehenden wurden verschiedene Ausführungsformen von Druckknopfschalterelementen nach der vorliegenden Erfindung und verschiedene Abwandlungen der festen Kontakte erklärt, doch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Sie kann unter Vornahme verschiedener Änderungen ausgeführt werden.
8A zeigt verschiedene Anordnungsbeispiele für Rippen, die an der Unterseite des Tastenhauptkörpers, der das Druckknopfschalterelement von 5 bildet, gebildet sind. 8B zeigt verschiedene Querschnittformen von Betätigungstasten mit Rippen, die an der Unterseite des Tastenhauptkörpers, der das Druckknopfschalterelement von 5 bildet, gebildet sind.
Die Rippen 16 können neben der wie in (a) von 8A gezeigten Bereitstellung von insgesamt vier Rippen jeweils an den Spitzenenden einer Kreuzform (an den Ecken eines Quadrats) an der Unterseite 15 in einer Form, bei der wie in (b) gezeigt an der Unterseite 15 insgesamt acht Rippen jeweils an den einzelnen Ecken eines regelmäßigen Achtecks bereitgestellt werden, oder einer Form, bei der wie in (c) gezeigt an der Unterseite 15 nur eine Rippe bereitgestellt wird, angeordnet werden. Ferner kann wie in (d) gezeigt auch eine ringförmige Rippe 16 bereitgestellt werden. Außerdem können auch in einer Draufsicht insgesamt zwei Rippen so an der Unterseite 15 ausgebildet werden, dass sie jeweils an den beiden Enden einer geraden Linie mit dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 als Zentrum in Kontakt gelangen können. Und wie in 8B gezeigt kann der Längsquerschnitt der Rippen 16 neben einer Kegelform mit einem verjüngten Spitzenende (a) auch rechteckig (b) oder ungefähr elliptisch (c) sein. Dies gilt auch für die Rippen 16a.
Die Rippen 16 sind vorzugsweise so an der Unterseite 15 des Tastenhauptkörpers 11 ausgebildet, dass sie zwischen dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts 21 und dem Stufenbereich 23 des beweglichen Kontakts 20 in Kontakt gelangen können. Außerdem können die Rippen 16 so an der Unterseite 15 des Tastenhauptkörpers 11 gebildet werden, dass sie in dem Bereich von der Durchgangsöffnung 55 zu dem Stufenbereich 23 des beweglichen Kontakts 20 in Kontakt gelangen können. Die Rippen werden noch besser so an der Unterseite 15 gebildet, dass sie an einer Position in Kontakt gelangen können, die sich näher als der Scheitelbereich (bei Vorhandensein der Durchgangsöffnung 55 der innerhalb der Durchgangsöffnung 55 vorhandene imaginäre Scheitelbereich) des Tellerabschnitts 21 an dem Stufenbereich 23 befindet. Die Rippen 16 können auch an anderen Stellen als an der Unterseite 15 des Tastenhauptkörpers 11 gebildet werden, zum Beispiel etwa so, dass sie sich von der Seitenfläche des Tastenhauptkörpers 11 abwärts gerichtet erstrecken. Dies gilt auch für die Rippen 16a.
Der Kuppelabschnitt 12 kann neben einer derart gebogenen Form, dass er nach außen vorsteht, auch eine derart gebogene Form, dass er nach innen vorsteht, oder eine derartige Form, dass er sich geradlinig von dem Tastenhauptkörper 11 zu den Fußabschnitten 13 neigt, aufweisen.
Die verschiedenen Ausführungsformen und die verschiedenen Abwandlungen, die oben beschrieben wurden, können beliebig kombiniert werden, außer, wenn ihre Kombination nicht möglich ist. Zum Beispiel können die Rippen 16a auch bei den Druckknopfschalterelementen 30b, 30c nach der dritten oder der vierten Ausführungsform verwendet werden. Die zweiten Rippen 19 können auch bei dem Druckknopfschalterelement 30c nach der vierten Ausführungsform verwendet werden.
GEWERBLICHES ANWENDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung kann bei verschiedenen Geräten, die mit Betätigungstasten versehen sind, wie zum Beispiel tragbaren Kommunikationsgeräten, PCs, Kameras, Fahrzeugbedienelementen, elektronischen Geräten in Fahrzeugen, Haushalts-Audiogeräten, Haushalts-Elektrogeräten, und dergleichen benutzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012/153587 [0010]
WO 2017/018097 [0010]

Claims

Druckknopfschalterelement, das einen kuppelförmigen beweglichen Kontakt, und eine Betätigungstaste, die so angeordnet ist, dass sie der vorspringenden Seite des beweglichen Kontakts gegenüberliegt, umfasst, wobei der bewegliche Kontakt durch Drücken der Betätigungstaste in die Richtung des beweglichen Kontakts mit einem festen Kontakt auf einem Substrat, das sich an der zu der Betätigungstaste entgegengesetzten Seite befindet, in Kontakt gebracht wird, wobei die Betätigungstaste einen Tastenhauptkörper, einen Kuppelabschnitt, der mit dem Außenumfang des Tastenhauptkörpers verbunden ist und durch Drücken des Tastenhauptkörpers zu der Seite des Substrats hin verformt werden kann, Fußabschnitte, die mit dem Außenumfang des Kuppelabschnitts verbunden sind und auf dem Substrat fixiert sind, und eine Rippe, die von unterhalb des Tastenhauptkörpers zu dem beweglichen Kontakt hin vorsteht, umfasst, wobei der bewegliche Kontakt einen Tellerabschnitt, der das Eindrücken des Tastenhauptkörpers aufnimmt und mit dem festen Kontakt auf dem Substrat in Kontakt gelangt, und äußere Fixierungsabschnitte, die sich an der Außenseite in der radialen Richtung des Tellerabschnitts befinden und in der radialen Richtung weiter außen als der Tastenhauptkörper der Betätigungstaste fixiert sind, umfasst, wobei die Rippe so gebildet ist, dass sie dann, wenn der Tastenhauptkörper zu dem beweglichen Kontakt hin eingedrückt wird, in einem Stadium, bevor sich der Tellerabschnitt biegt oder bevor er einknickt, in der Längsrichtung der Rippe zwischen der Rippe und dem Tellerabschnitt schrumpft.
Druckknopfschalterelement nach Anspruch 1, wobei die Rippe so unter dem Tastenhauptkörper gebildet ist, dass sie vor dem Eindrücken des Tastenhauptkörpers einen Abstand zu dem beweglichen Kontakt aufweist.
Druckknopfschalterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippe so angeordnet ist, dass sie einer Position, die weiter als der Scheitelbereich des Tellerabschnitts in der radialen Richtung außen liegt, gegenüberliegt.
Druckknopfschalterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mehrere Rippen so unterhalb des Tastenhauptkörpers bereitgestellt sind, dass sie mehreren Positionen mit dem Scheitelbereich des Tellerabschnitts als Zentrum oder als Schwerpunkt gegenüberliegen.
Druckknopfschalterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das an dem Tastenhauptkörper eine zweite Rippe umfasst, die an der Seite der oberen Fläche des Tastenhauptkörpers vorsteht.