JP2006012678A - Pushing switch and its moving contact - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、押圧スイッチ及びその可動接点に係り、特に、携帯電話機等の電子機器に使用されるドーム状可動接点内蔵タイプの押圧スイッチ及びその可動接点の改良に関する。 The present invention relates to a pressure switch and a movable contact thereof, and more particularly, to a dome-shaped movable contact built-in type pressure switch used in an electronic device such as a mobile phone and an improvement of the movable contact.
近年、携帯電話機等の電子機器の分野等では小形、薄形、軽量化が要求され、これらの機器に使用される押圧スイッチの構造にも同様な要求が益々高まってきている。この要求に応えるものの一例として、従来からドーム状可動接点内蔵タイプの押圧スイッチが開発されてきた。 In recent years, in the field of electronic devices such as mobile phones, there has been a demand for miniaturization, thinness, and weight reduction, and the same requirements are increasingly increasing in the structure of the pressure switch used in these devices. As an example of one that meets this requirement, a dome-shaped movable contact built-in type pressure switch has been developed.
この種の一般的な押圧スイッチの従来技術(第1従来例)について説明すると、このスイッチは円環状の第1固定接点、その内側に並置された円盤状の第2固定接点及びこれらに対面するように配置された例えば円形ドーム状の可動接点を組合せて形成されている。そして前記可動接点のドーム周縁部は前記第1固定接点の円環上面に重ね合わせて接触されており、前記可動接点のドーム頂点部は第2固定接点方向に押圧して凹ませることによってその内壁の一部が第2固定接点に接触させられて、第1固定接点−第2固定接点間が導通状態(オン)となる。次に前記押圧を解除すると前記可動接点は元の状態に戻り、第1固定接点−第2固定接点間は非導通状態(オフ)となる。 The prior art (first conventional example) of this type of general pressing switch will be described. This switch is an annular first fixed contact, a disk-shaped second fixed contact juxtaposed inside thereof, and the two facing each other. For example, a circular dome-shaped movable contact arranged in such a manner is combined. The peripheral edge of the dome of the movable contact is in contact with the upper surface of the annular ring of the first fixed contact, and the dome apex of the movable contact is pressed and recessed in the direction of the second fixed contact so that its inner wall Is brought into contact with the second fixed contact, and the first fixed contact and the second fixed contact are in a conductive state (ON). Next, when the pressing is released, the movable contact returns to the original state, and the first fixed contact and the second fixed contact are in a non-conductive state (off).
この種スイッチはそのオン/オフ操作が頻繁に繰り返され、前記可動接点のドーム内空間と外部との間で外気の流出及び流入を無数なほどに多数回繰り返すために、外気中の導電性の低い又は絶縁性の粉塵等の塵埃をドーム内に寄せ集め、固定接点と可動接点との接触不良を起こす問題がある。その塵埃は、特に第2固定接点の中央部に集積し易い傾向があり、第2固定接点と可動接点のドーム頂点部との接触不良を起こし易い問題がある。 This type of switch is frequently turned on and off, and since the inflow and outflow of the outside air are repeated numerous times between the space inside the dome of the movable contact and the outside, the conductivity of the outside air is reduced. There is a problem that dust such as low or insulating dust gathers in the dome and causes contact failure between the fixed contact and the movable contact. The dust tends to accumulate particularly in the central portion of the second fixed contact, and there is a problem that a contact failure is likely to occur between the second fixed contact and the dome apex portion of the movable contact.
また、ドーム状可動接点の頂点部(中央部)に比較的大きな開口を設けて、この開口の周縁を固定接点に押圧接触させるようにし、可動接点外壁に粘着剤で接着された可撓性カバーフィルムにより可動接点を保持するようにした従来技術(第2従来例)がある(例えば特許文献1の図9参照)。この従来技術にあっては、このような比較的大きな開口を有する可動接点は繰返し押圧に対する耐久性が低下し易く、前記比較的大きな開口を通して、カバーフィルムの粘着剤が固定接点に付着或いは転着する恐れがある。この粘着剤を、カバーフィルムの前記孔に対応する部分には予め塗布しないでおくことが考えられるが、カバーフィルムへの粘着剤の塗布パターンを予め定め、組立て時にカバーフィルムの粘着剤の無い部分と可動接点との位置合わせをする必要があり、その製造が煩雑となり易い。 Also, a flexible cover that is provided with a relatively large opening at the apex (center) of the dome-shaped movable contact, and the periphery of this opening is brought into press contact with the fixed contact, and is adhered to the outer wall of the movable contact with an adhesive. There is a conventional technique (second conventional example) in which a movable contact is held by a film (see, for example, FIG. 9 of Patent Document 1). In this prior art, the movable contact having such a relatively large opening is liable to be less durable against repeated pressing, and the adhesive of the cover film adheres to or is transferred to the fixed contact through the relatively large opening. There is a fear. Although it is conceivable that this adhesive is not applied in advance to the portion of the cover film corresponding to the hole, the adhesive film application pattern to the cover film is determined in advance, and the portion of the cover film without the adhesive during assembly And the movable contact need to be aligned, and its manufacture tends to be complicated.
更に、本願出願人により、前記塵埃の固定接点中央部への集積の問題解決を図るために、ドーム状可動接点の頂点部(中央部)を避けてその頂点部を囲むようにドーム内壁に環状突起部を設けた可動接点及びこれを用いた押圧スイッチに関する特許出願がなされている(特許文献2参照)。
本発明は、前記特許文献2に示された発明の改良に関すると共に、前記第1及び第2従来例に示されたような問題点を解決するためになされたものであり、オン操作時の固定接点と可動接点との良好な接触状態を確保し、安定したスイッチング機能を有する押圧スイッチ及びその可動接点を提供することを目的とする。
The present invention relates to the improvement of the invention disclosed in
請求項1に記載の発明の押圧スイッチ用可動接点は、ドーム状の可撓性導電性板材からなり、環状の第1固定接点の上面に重ね合わせて接触させるためのドーム周縁部と、前記第1固定接点の環内に配置される第2固定接点の中央部に対向させるためのドーム頂点部と、この頂点部を囲むようにドーム内壁に形成された環状の突起部と、前記環状突起部の板材部分に貫通形成された複数の接触孔と、これら接触孔の各内周縁から前記ドーム内方に向けてそれぞれほぼ枠状に突出され先端が鋭角とされた複数の付加突起部とを備えてなることを特徴とするものである。 The movable contact for a pressure switch according to the first aspect of the present invention comprises a dome-shaped flexible conductive plate material, and a dome peripheral portion for overlapping and contacting the upper surface of the annular first fixed contact; A dome apex for facing the central portion of the second fixed contact disposed in the ring of the one fixed contact, an annular projection formed on the inner wall of the dome so as to surround the apex, and the annular projection A plurality of contact holes formed through the plate portion, and a plurality of additional protrusions protruding substantially in a frame shape from the inner peripheral edges of the contact holes toward the inside of the dome and having sharp edges at the tips. It is characterized by.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の可動接点において、前記環状の第1固定接点の外周縁及び可動接点のドーム外壁面を覆って接着されこの可動接点を前記第1固定接点上に保持する可撓性カバーフィルムを備えてなることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the movable contact according to the first aspect, the outer peripheral edge of the annular first fixed contact and the dome outer wall surface of the movable contact are bonded and the movable contact is attached to the first fixed contact. It is characterized by comprising a flexible cover film held on top.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の可動接点において、前記環状の突起部は複数の環状突起部を同軸的に並設した構成とされていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the movable contact according to the first or second aspect of the present invention, the annular protrusion is configured by coaxially arranging a plurality of annular protrusions. To do.
請求項4に記載の発明の押圧スイッチは、支持体上に配置された環状の第1固定接点と、この固定接点の環内にこれと離間して前記支持体上に配置された第2固定接点と、これら固定接点に対向して配置されたドーム状の可動接点とを備え、前記可動接点は請求項1乃至3のいずれか一の請求項に記載の可動接点の構成を備えていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pressure switch according to a fourth aspect of the present invention, comprising: an annular first fixed contact disposed on a support; A contact point and a dome-shaped movable contact point disposed opposite to the fixed contact point, and the movable contact point has the configuration of the movable contact point according to any one of
本発明の押圧スイッチ及び可動接点によれば、ドーム状の導電性板材からなる可動接点のドーム内壁に環状突起部を設けてスイッチオン時の固定接点との接触面積を大きくすると共に、この環状突起部の板材部分に貫通形成された複数の接触孔の各内周縁から前記ドーム内方に向けてそれぞれほぼ枠状に突出され先端が鋭角とされた複数の付加突起部により固定接点への接触性が高められ、そのスイッチング機能が安定し周辺機器に対する確実なオン、オフの信号伝達ができるという効果を奏する。 According to the pressing switch and the movable contact of the present invention, the annular projection is provided on the inner wall of the movable contact made of the dome-shaped conductive plate material to increase the contact area with the fixed contact when the switch is turned on. The contact to the fixed contact by a plurality of additional protrusions projecting substantially in a frame shape from the inner peripheral edges of the plurality of contact holes formed in the plate material portion of the section toward the inside of the dome and having sharp edges at the tips. The switching function is stabilized and the on / off signal can be reliably transmitted to peripheral devices.
図1は本発明の押圧スイッチ及び可動接点の一実施形態を示すものであり、図1(a)はその可動接点の上平面図、図1(b)はその押圧スイッチの縦断面図である。また、図1(b)に示された可動接点は図1(a)におけるA−A線に沿う断面図で表されている。 FIG. 1 shows an embodiment of a pressure switch and a movable contact according to the present invention. FIG. 1 (a) is a top plan view of the movable contact, and FIG. 1 (b) is a longitudinal sectional view of the pressure switch. . Further, the movable contact shown in FIG. 1B is represented by a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
例えばプリント配線基板に用いられる絶縁基板のような支持体1上に例えば円形環状の第1固定接点2が配置されており、更に、その支持体1上には例えば円板状の第2固定接点3が前記第1固定接点2の内側壁から離間して相互に同軸的に並置され、これら固定接点2、3は例えば金メッキが施された銅層で形成されている。
For example, a circular annular first fixed
また、前記第1及び第2固定接点2、3に対向して相互に同軸的関係位置に配置された可動接点41は、平面形状が例えば円形状の反転可能なドーム状に形成されており、前記第1固定接点の上面に重ね合わせて接触される円形のドーム周縁部41a、前記第2固定接点3の中央部に対向するドーム頂点部41b及びこの頂点部を囲むようにドーム内壁に形成された円環状の突起部51を有している。
Further, the
前記可動接点41は可撓性及び弾性を有するステンレスやりん青銅などの金属導電性板材が用いられ、ここでは板厚約50μmのSUS301板材を例えばプレス加工によりドーム状に成形され、前記環状突起部51も前記ドームの外側に環状溝51aを、ドームの内側に環状突端部51bを有するように例えば縦断面円弧状に彎曲成形されている。
The
この環状突起部51の環に沿った複数箇所例えばほぼ90度間隔の4箇所には、その板材部分に複数の円形の接触孔52a、52b、52c及び52dがそれぞれ貫通形成されている。これら各接触孔52a乃至52dの内周縁には前記突起部51の突端部51bからドーム内方に突出する円形の枠状の付加突起部53a、53b、53c及び53dが形成されている。これら付加突起部53a乃至53dは、いずれも例えば90度以下の鋭角に形成され、鋭い先端を有する形状となっていて、その素材である板材同様に押圧力に応じた弾性変形も可能である。そして、付加突起部53a乃至53dの突出高さは、前記可動接点の押圧時に、付加突起部53a乃至53dが先に前記第2固定接点3に接触し、次いで前記環状突起部51の環状突端部51bの稜線が前記第2固定接点3に接触できるような高さに設定されている。
A plurality of
前記支持体1及び第1固定接点2の各外周縁及び可動接点41のドーム外壁面を覆って接着された可撓性カバーフィルム54は、予め片面全体に粘着剤が一様に塗布されたものが用意され、その粘着剤による接着により可動接点41が前記第1固定接点上に保持されている。
The
ここで、前記可動接点41の形状及び寸法の一例を示すと、円形状ドーム周縁部41aの外径は約4mm、円環状突起部51はその環の内径が約0.6mmで外径が約1.4mm、縦断面が円弧状の環状突端部51bの環径が1.0mm程度となるように形成されている。従って、円環状突起部51は、その環幅が約0.4mmとされ、前記特許文献2に示されたもの(環幅約0.1mm)に比してかなり大きな幅となっているため、押圧荷重に対して撓み易くなっている。また、環状突端部51bの高さは約13μmとされている。更に前記各接触孔52a乃至52dの孔径は約0.2mmで、前記各付加突起部53a乃至53dの高さは約10μm以下に形成されている。
Here, as an example of the shape and dimensions of the
そこでスイッチング機能について説明すると、無操作時は付加突起部53a乃至53dは第2固定接点3上面から離間しており、第1固定接点2−第2固定接点3間はオフ状態にあるが、前記可動接点41の頂点部41b或いはその近傍をドームの外方から内方に向けて例えば指によって又は押しボタンを介して押圧すると、ドーム外壁が撓んで凹み、まず、付加突起部53a乃至53dが前記第2固定接点3に接触され、次いでその押圧進行中に、前記環状突起部51の環状突端部51bの稜線が前記第2固定接点3に押圧接触されて、第1固定接点2−第2固定接点3間がオン状態になる。この押圧が解除されると前記可動接点41は元のドーム状に復元してオフ状態に戻る。
Therefore, the switching function will be described. When no operation is performed, the
前記第2固定接点3の表面が金メッキなどによる柔軟性を有していれば、付加突起部53a乃至53dの押圧を柔軟に受入れ、前記環状突端部51bの稜線の第2固定接点3への接触性を高めることができる。また、メンブレンスイッチのように固定接点が柔軟性のある導電性樹脂で形成されている場合でも、押圧により付加突起部がその導電性樹脂に沈み込んで環状突端部51bの稜線部分を含めて全体が接触し信頼性が向上する。
If the surface of the second fixed
この実施形態の発明によれば、前記突起部51の突端部51bはドーム頂点部41bの中心から半径約0.3mmの位置にあり、塵埃の集積し易い第2固定接点3の中央部を避けた位置にあるために、第2固定接点3との接触状態が塵埃の影響を受け難いことは勿論のこと、前記突起部51が環状であるために、第2固定接点3との接触面積が前述の従来例に比して遥かに大きくなるため、確実かつ安定なスイッチングオン特性が得られる。
According to the invention of this embodiment, the
その上、前記各付加突起部53a乃至53dが、塵埃を突き通して第2固定接点3に確実に接触するため、従来技術に比較して塵埃による影響が軽減され、確実かつ安定したスイッチング機能が得られる。
In addition, since each of the
また、環状突端部51b稜線の複数箇所(例えば4箇所)の部分に代わって、枠状の前記付加的突起部53a乃至53dが配置されているため、これらの枠状の部分が固定接点へ接触し、環状突端部51bの稜線部分のみの接触よりも更に接触面積を大きくできる。
Moreover, since the frame-like
そこで、このような利点について理解をより深めるために、前記実施形態及び従来例の押圧スイッチにおける粉塵等の塵埃に対するスイッチング特性の比較実験結果について説明する。 Therefore, in order to deepen the understanding of such advantages, a comparison experiment result of switching characteristics with respect to dust such as dust in the press switch of the embodiment and the conventional example will be described.
この実験では、可動接点を押圧するための用具として先端曲率が0.2mmの直径1mmの押圧棒を用意し、その押圧棒の先端部で前記可動接点の頂点部を押圧することによって行われ、その際、可動接点のドーム内に絶縁性の粉塵等の塵埃としてここではガラスクロス片を用い、粉塵が存在する場合でオン状態を得るに必要な押圧荷重Pa(N)と粉塵が存在しない場合で同じくオン状態を得るに必要な押圧荷重Pb(N)との押圧荷重差△P(=Pa−Pb)が測定された。 In this experiment, as a tool for pressing the movable contact, a pressure rod having a tip curvature of 0.2 mm and a diameter of 1 mm is prepared, and by pressing the apex of the movable contact with the tip of the pressure rod, At this time, when a glass cloth piece is used as the dust such as insulating dust in the dome of the movable contact, and there is dust, there is no pressing load Pa (N) and dust necessary for obtaining the ON state. The pressure load difference ΔP (= Pa−Pb) with the pressure load Pb (N) necessary for obtaining the ON state was measured.
そして、下記の表1には、前記第1従来例(ドーム頂点部開口無し)、第2従来例(ドーム頂点部開口有り)及び本発明(実施形態)を比較対象とし、前記ガラスクロス片を可動接点のドーム内の中央部に集積させた場合、全体的に散乱させた場合の分布状態ついて、前記押圧荷重差△P(N)を測定した結果が示されている。
この実験結果からみても、前記実施形態の本発明スイッチでは、その押圧荷重差△P(N)は、中央集積の場合でほぼ零、全体散乱で約0.195(N)と小さい値を示し、第1及び第2従来例に比して粉塵の分布状態に拘わらず、粉塵の影響を受け難く安定したスイッチングオン特性が得られていることが理解される。 Also from this experimental result, in the switch of the present invention of the above embodiment, the pressure load difference ΔP (N) shows a small value of about zero in the case of central integration and about 0.195 (N) in the total scattering. It is understood that stable switching-on characteristics are obtained that are less affected by the dust, regardless of the dust distribution state, as compared with the first and second conventional examples.
また、表1に第1従来例の前記押圧荷重差△Pが0.513及び0.543と示されているように、粉塵によって接点接触がし難くなる場合は、オン状態を得るための前記押圧荷重Paを大きくしなければならず前記押圧荷重差△P値が大きくなると共に、クリックによって通常オンする荷重値が不所望に大きない値にずれ込むために、良好なスイッチ応答が得られず、クリック感触(スイッチ操作性)が低下するが、前記実施形態の本発明スイッチでは、前述のように、押圧荷重差△Pが小さく、前記従来例よりもクリック感触が改善される。 Further, as shown in Table 1, the pressure load difference ΔP of the first conventional example is 0.513 and 0.543, and when the contact is difficult due to dust, The pressing load Pa must be increased, the pressing load difference ΔP value increases, and the load value that is normally turned on by clicking shifts to an undesirably large value, so that a good switch response cannot be obtained, Although the click feeling (switch operability) is lowered, the switch according to the embodiment of the present invention has a small pressing load difference ΔP as described above, and the click feeling is improved as compared with the conventional example.
更に、前記第2従来例との比較において、前記実施形態の可動接点は、その頂点部が存在し局所的な応力集中が避けられ耐久性が高く、接触孔52a乃至52dが環状突起部51の底部に設けられているので、カバーフィルムが貼り付けられても粘着剤と固定接点との間に隙間があり、粘着剤が固定接点に付着することがない。この粘着剤の固定接点への付着有無に関しては、前記比較実験の際に、前記第2従来例品では付着が起こり、前記実施形態品では付着が起こらないことが確認された。また、カバーフィルムへの粘着剤の塗布パターンについて格別に手を加える必要もなく、その製造上の煩雑さを招く恐れが少ない。
Further, in comparison with the second conventional example, the movable contact of the above embodiment has a vertex portion, which avoids local stress concentration and has high durability, and the contact holes 52a to 52d are formed of the
また、可動接点41の中心を外れた位置で部分的に押圧(偏心押圧)された場合においても、前記環状突起部51の形成により可動接点の頂点部41b及びその近傍が加工硬化されるため、中心軸に沿った方向の押圧力が突起部51の環全体にほぼ一様に伝達され、環状突起部全体がほぼ一様に下方に変位するので、可動接点41の変形挙動が中心部を押圧した時と同様な結果をもたらし、従来例よりも操作感触が著しく向上する。
In addition, even when it is partially pressed (eccentrically pressed) at a position off the center of the
前記実施形態では、環状突起部51は単一の環状に形成されているが、複数の環状突起部を同軸的に並設した構成、言い換えると相互に同軸的配置の2重或いは3重などの多重環状となるような構成にしてもよく、この場合は第2固定接点3への接触面積が増加しスイッチングオン特性が更に向上する。
In the above-described embodiment, the
なお、前記実施形態では第1及び第2固定接点や可動接点は平面形状が円形になっているが、楕円、樽状、コーナーを弧状にしたほぼ矩形状など用途に応じた種々の形状にしても良い。可動接点の形状についてはドーム状との表現をしているが、皿状、椀状或いはダイヤフラム状等と表現するも自由であり、本発明の目的及び効果に照らして同様な形状や機能をもつものを総称してドーム状と表現した。 In the above-described embodiment, the first and second fixed contacts and the movable contact have a circular planar shape. However, various shapes such as an ellipse, a barrel shape, and a substantially rectangular shape with corners in an arc shape can be used. Also good. Although the shape of the movable contact is expressed as a dome shape, it can be freely expressed as a dish shape, a bowl shape, a diaphragm shape, etc., and has the same shape and function in light of the objects and effects of the present invention. The thing was generically expressed as a dome shape.
そして、前記実施形態において表現された中心、中心点、中心軸或いは中央部等の用語は、各種部品の外形が円形でなく部分的に変形している場合もあり得るので、その場合は厳密な幾何学的位置にこだわることなく、押圧スイッチ操作上、機能的に最良の押圧位置を表すものとして解すればよく、頂点部と言う用語もその部分の断面形状が弧状に限らずフラットになる場合もあり得るので、この場合も機能的に最良の押圧位置に存在する部分として解して良い。 The terms such as the center, the center point, the center axis, or the central portion expressed in the above embodiment may not be circular but may be partially deformed. It can be understood that it represents the best pressing position in terms of the operation of the pressing switch without being particular about the geometric position, and the term apex part is not limited to the arc shape, but may be flat. In this case as well, it may be interpreted as a portion that exists in the best pressing position functionally.
また、一般的には前記押圧スイッチの固定接点や可動接点等はハウジング(図示せず)内に収められ、可動接点に対する押圧操作は押しボタン或いはステム(図示せず)を介して行われる。 In general, the fixed contact and the movable contact of the pressing switch are housed in a housing (not shown), and the pressing operation on the movable contact is performed via a push button or a stem (not shown).
1 支持体
2 第1固定接点
3 第2固定接点
41 可動接点
41a ドーム周縁部
41b ドーム頂点部
51 環状突起部
51a 環状溝
51b 環状突端部
52a乃至52d 接触孔
53a乃至53d 付加突起部
54 可撓性カバーフィルム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
An annular first fixed contact disposed on the support, a second fixed contact disposed on the support spaced apart from the first fixed contact in a ring of the fixed contact, and opposed to the fixed contacts A dome-shaped movable contact, and the movable contact has the movable contact configuration according to any one of claims 1 to 3.
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