专利名称：开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关装置，特别是一种通过按压可动触点体操作的按钮开关。
背景技术：
以前的开关装置，如图11(俯视图)和图12(剖视图)所示，包括将圆形金属板加工成圆顶状的可动触点体51。由绝缘性合成树脂形成的基体52上面设置了能够收容上述可动触点体51的凹陷的收容部52a。中央固定触点53嵌入形成在基体52上，从收容部52a的中央露出。一对侧部固定触点54嵌入形成在基体52上，不与上述中央固定触点53接触，位于夹持上述中央固定触点53的位置上，从基体52露出。
一对侧部固定触点54上形成有分别从基体52上凸出的凸起部54a，凸起部54a的上表面位于比中央固定触点53的上表面高的位置。
可动触点体51将凹部侧与中央固定触点53相对，被收容在基体52的收容部52a内，边缘51a、51a支持在一对上述侧部固定触点54的凸起部54a上。
当用操作键55从上方挤压这样的可动触点体51时，可动触点体51凸状顶部向下翻转成为凹状，与中央固定触点53接触。中央固定触点53与一对侧部固定触点54通过可动触点体51电气连接，开关装置处于接通状态。并且，当操作键55的压力除去时，可动触点体51利用自身的弹性恢复力返回到图12所示的初始状态。
但是如图12所示，从前的开关装置虽然可动触点体51的边缘51a、51a支持在上述侧部固定触点54、54的凸起部54a、54a上，但未支持在上述凸起部54a、54a部分的边缘51b、51b与上述收容部52a的底面之间隔开间隔δ1，因此上述边缘51b、51b在收容部52a内处于自由状态。
因此，用操作键55挤压可动触点体51变形时，可动触点体51的上述自由状态的上述边缘51b、51b上下移动，其结果使可动触点体51在上述边缘51b、51b及其附近产生扭曲变形。由于该扭曲变形的内部应力，反复变形使可动触点体51疲劳、弹力下降，或者在边缘51b、51b的部分地方可动触点体51产生龟裂，存在可动触点体51不能返回到如图10所示的初期状态等动作不良的情况。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种降低可动触点体由于应力振幅产生的疲劳、使寿命长的开关装置。
本发明的开关装置包括基体和可动触点体，基体包括位于中央的中央固定触点和一对位于夹着上述中央固定触点的位置上的支持体，可动触点体用能够弹性变形的导电性板材形成、向中央弯曲成凸状；上述一对支持体中至少一个作为侧部固定触点；上述可动触点体这样配置边缘支持在一对支持体上，凹部侧与上述中央固定触点相对；其特征在于上述基体上不存在支持体的区域设置了与上述可动触点体的边缘相对的绝缘性支持部，上述可动触点体被从基体上方挤压变形时，在上述可动触点体的中央部与上述中央固定触点接触之前，可动触点体的边缘用上述支持部支持。
这样的开关装置，由于没有支持在可动触点体的支持体上的边缘通过与支持部接触被支持，能够抑制可动触点体变形时上述边缘的上下移动，因此能够减轻可动触点体的疲劳，使开关装置的寿命变长。
支持部只要能够与可动触点体的边缘接触，无论什么样的形状都可以，支持边缘的范围狭也可以宽也可以。当支持体的高度低时，支持部位于中央固定触点的同一平面上也可以，位于比中央固定触点低的位置也可以。
并且，上述绝缘性支持部位于夹着上述中央固定触点的位置，当假设一对通过上述中央固定触点的中心且正交的虚线时，最好是上述支持体的一部分处在一根虚线上，上述支持部的一部分处在另一根虚线上。
这样的开关装置，由于位于与用可动触点体的支持体支持着的部分相正交的方向上的上述边缘用支持部支持，因此能够有效地抑制可动触点体的变形。
而且，本发明的开关装置，上述支持部的上表面可以位于与上述支持体的上表面同一平面的位置，也可以位于比上述支持体的上表面低但比上述中央固定触点的上表面高的位置。
这样的开关装置，由于可动触点体与作为支持体的固定触点的接触不会被支持部妨碍，因此固定触点与可动触点体的电气连接可靠。并且，能够在可动触点体与中央固定触点接触之前，使可动触点体的边缘与支持部接触。支持部相对于支持体的最合适的高度随可动触点体的大小和特性而变化。
并且，在从上述可动触点体的上述边缘与上述支持部接触后，到上述可动触点体被挤压、可动触点体的中央部与上述中央固定触点接触的过程中，最好是使上述边缘与上述支持部的接触状态持续。
即，如果使支持部具有一定高度，当可动触点体变形时，能够使上述边缘与支持部接触后维持其接触状态。因此，在可动触点体变形与中央固定触点接触期间，能够防止上述边缘上下移动，由此能够防止可动触点体的疲劳。
图1本发明的开关装置的俯视2表示给本发明的开关装置的可动触点体施加压力时其反作用力，以及与此相对应的可动触点体的边缘的举动的示意3沿图1的3-3线切断的剖视图，表示本发明的开关装置的可动触点体被压下去的过程图4沿图1的3-3线切断的剖视图，表示本发明的开关装置的可动触点体被压下去的过程图5沿图1的3-3线切断的剖视图，表示本发明的开关装置的可动触点体被压下去的过程图6沿图1的6-6线切断的剖视图，表示本发明的开关装置的可动触点体被压下去的过程图7沿图1的6-6线切断的剖视图，表示本发明的开关装置的可动触点体被压下去的过程图8沿图1的6-6线切断的剖视图，表示本发明的开关装置的可动触点体被压下去的过程图9表示本发明的开关装置的其他实施形态的剖视10表示本发明的开关装置的其他实施形态的剖视11以前的开关装置的俯视12用于说明以前的开关装置的动作的图。
具体实施例方式
图1为本发明的开关装置的俯视图，图2为给本发明的开关装置中的可动触点体施加压紧力时反作用力的变化以及与此相对应的可动触点体的边缘的举动的示意图。图3、图4、图5为沿图1的3-3线切断的剖视图，表示可动触点体被压下去的过程，图6、图7、图8为沿图1的6-6线切断的剖视图，表示同一可动触点体被压下去的过程，图9和图10为表示本发明的其他实施形态的剖视图。
该实施形态的开关装置，可动触点体1能够弹性变形并且有导电性，为圆形金属板弯曲成向中央凸起的所谓圆顶形状。该可动触点体1在没有施加力的时候具有在其中心部凸起的顶部1a。通过从凸状侧按压可动触点体1，顶部1a能够由凸状变形为凹状。
基体2为具有电气绝缘性的合成树脂的成型体。基体2上形成有能够收容可动触点体1的圆形凹陷的收容部2a。在收容部2a的外侧，在收容部2a的直径方向的两侧形成有一对与收容部2a一体凹陷的固定触点形成部2b。收容部2a的底面与固定触点形成部2b的底面为同一平面。
在收容部2a的内侧，沿未设置固定触点形成部2b的周边缘的一定的角度范围设置了一对从收容部2a的底面向上凸出的支持部2c。
中央固定触点3嵌入形成在基体2上，从基体2的收容部2a的中央稍稍弯曲地露出。中央固定触点3的上表面3a从收容部2a的底面少量隆起，上述上表面3a的位置比支持部2c的上表面2c1低。
一对侧部固定触点4嵌入形成在基体2上，不与中央固定触点3接触。一对侧部固定触点4在固定触点形成部2b上从基体2露出。
侧部固定触点4上设置了向上方凸出的凸起部4a。设置在一对固定触点4上的凸起部4a的位置比上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1的高。
如图1所示，在设定通过中央固定触点3的中心(顶部1a)互相正交的虚线X0和Y0时，上述侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1其一部分处在一根虚线X0上，上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1其一部分处在另一根虚线Y0上。在图1所示的实施形态中，上述侧部固定触点4、4的中点位于上述虚线X0上，上述支持部2c、2c的中点位于虚线Y0上。但是，上述侧部固定触点4、4的中心或者支持部2c、2c的中心也可以不位于上述虚线X0、Y0上。
并且如图3所示，上述中央固定触点3的上表面3a到侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1的高度尺寸为h1，中央固定触点3的上表面3a到支持部2c、2c的上表面2c1、2c1的高度尺寸为h2，h2＜h1，并且0＜h2。
基体2上嵌入形成有与侧部固定触点4、4连接的导电性端子6及与中央固定触点3连接的导电性端子(图中没有示出)，引出到基体2的外面。
在该开关装置中，可动触点体1被收容在基体2的收容部2a内，将其凹部侧向着中央固定触点3，覆盖在中央固定触点3的上方。可动触点体1的顶部1a与中央固定触点3相对。可动触点体1的边缘1b中的支持边缘1b1接触并支持在侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1上。在该实施形态中，上述侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1起到支持作为可动触点体1的边缘1b的一部分的支持边缘1b1的作用。
并且，在可动触点体1的边缘1b中，没有放在上述侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1上的部分为自由边缘1b2。如图3或者图6所示，在可动触点体1没有被按压的状态，上述自由边缘1b2与上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1相对，隔开间隔δ1。上述间隔δ1为(h1-h2)。
操作键5用绝缘性合成树脂形成，包括从平板状的基部5a凸出的操作部5b和在操作部5b的内侧、从基部凸出的凸起部5c。操作键5保持在可动触点体1的上方，覆盖基体2的收容部2a；操作键5的凸起部5c与可动触点体1的顶部相对。上述基体2的上面固定着盖体8。在上述可动触点体1没有变形的状态或者可动触点体1的顶部1a被稍微向下侧按压的状态下，上述操作键5以夹在上述可动触点体1与上述盖体8之间的状态被保持着。
下面说明上述开关装置的动作。该开关装置，如果从上方按压操作键5的操作部5b，通过操作键5的凸起部5c挤压可动触点体1的顶部1a，可动触点体1如图4所示被压垮，然后如图5所示，可动触点体1的顶部1a翻转，位置比侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1的还低，上述可动触点体1的中央部分与中央固定触点3接触，中央固定触点3与侧部固定触点4、4处于导通状态。
在图5的状态中，由于可动触点体1的弹性恢复力的作用，操作键5总是被挤向上方。因此在图5的状态下如果解除操作键5的按压力，可动触点体1复原，操作键5恢复到图3所示的状态。此时，中央固定触点3与侧部固定触点4、4的导通被断开。
图6、图7、图8说明了在操作键5被按压、可动触点体1变形到可动触点体1的中央部与中央固定触点3接触的过程中，可动触点体1的自由边缘1b2的举动。
在图6的状态下，可动触点体1的自由边缘1b2离开了支持部2c、2c的上表面2c1、2c1。如图7所示，在可动触点体1变形到近似于平面体的形状时，可动触点体1的自由边缘1b2与支持部2c、2c的上表面2c1、2c1接触。然后，如图8所示，直到可动触点体1的中央部(顶部1a)与中央固定触点3接触，上述自由边缘1b2继续支持在支持部2c、2c的上表面2c1、2c1上。
因此，在从图7到图8的过程中，可动触点体1的自由边缘1b2不产生上下运动，能够抑制可动触点体1由于反复变形而产生疲劳。并且如图6所示，在该实施形态中，在可动触点体1变形之前的状态下，可动触点体1的自由边缘1b2与支持部2c、2c的上表面2c1、2c1之间空开了间隔δ1。因此能够防止在可动触点体1从图6开始变形时，可动触点体1给操作键5施加的反作用力过大，能够降低按压操作键5时初期的操作负荷。并且，通过空开间隔δ1、使支持部2c、2c的位置比侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1的位置低，能够使可动触点体1的支持边缘1b1确实地与侧部固定触点4的上表面4a1接触。
图2为用于说明上述间隔δ1的适当的范围及上述支持部2c、2c的适当的高度h2的示意图。
在图2中横轴表示按压操作操作键5的时间。实线的曲线α表示在可动触点体1变形时给操作键5施加的反作用力，从0点开始越向上上述反作用力越大。虚线的曲线β表示图12所示的没有设置上述支持部2c、2c的以前的例子，即可动触点体的自由边缘51b与收容部52a的底面之间空开大的间隔时上述自由边缘51b的举动。上述曲线β意味着从0点开始越向下，上述自由边缘51b越向下方移动。
在本发明的实施形态中，点划线的曲线γ表示设置了高度为h2的支持部2c、2c时，可动触点体1的自由边缘1b2的位置变化。
首先，说明上述反作用力α。如果开始按压操作键5，圆顶状的可动触点体1被挤垮逐渐成平坦的形状。此时可动触点体1给操作键5的反作用力如用α曲线所示的那样逐渐变大，到达第1顶点α1。此后可动触点体1翻转，顶部1a向比侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1还低的方向移动。
在该翻转时，如用α2所示的那样，反作用力逐渐变小。于是在可动触点体1的顶部1a顶到中央固定触点3的上表面3a时，操作键5的移动停止，反作用力变为α3。操作键5的移动一停止，可动触点体1的变形也停止，反作用力变为一定(α3)。
当除去操作键5的按压力时，由于可动触点体1的反作用力的作用，操作键5被向上推，经过与按压操作键5时大概相对称的反作用力的变化，如图3所示恢复完了。
以前例中的上述自由边缘51b的举动β，可动触点体1从初始状态开始到被压垮近似于平面体的形状，上述自由边缘51b持续下降。此时的下降点用β1表示。此后，与圆顶状的可动触点体的翻转举动相对应，自由边缘51b突然上升到上位位置β2，当可动触点的中央部压住中央固定触点时，自由边缘51b的上下移动停止。
并且如果除去操作键的按压力，在可动触点体返回的过程中，自由边缘51b显示着与按压时差不多对称的举动。即在图12所示的以前的例中，可动触点体的自由边缘51b如曲线β中的β1、β2那样反复上下变动。这是由于可动触点体产生弹性变形的结果，由于该反复的弹性变形，可动触点体疲劳了。
因此如果像本发明的实施形态那样，用支持部2c、2c的上表面2c1、2c1支持可动触点体1的自由边缘1b2，则如图2中用曲线γ所表示的那样，自由边缘1b2只在到达与上述上表面2c1、2c1接触的过程中移动，此后不再向下移动，因此能够防止曲线β那样的上下移动，其结果能够防止可动触点体1的弹性变形。
这里，中央固定触点3的上表面3a到上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1的高度h2虽然能在到上述侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1的高度h1的范围内设定，但如果上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1处在比曲线β的上位位置β2高的位置，则可动触点体1的自由边缘1b2不离开上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1，基本上不上下移动。
但是，随着上述支持部2c、2c的上表面2c1、2c1与侧部固定触点4、4接近，即随着上述间隙δ1变小，不能确实地保持可动触点体1的边缘1b与侧部固定触点体4a、4a的接触，使可动触点体1变形时的初始按压负荷变高。
因此，支持部2c、2c的上述上表面2c1、2c1与其在与上述上位位置β2一致的位置附近，还不如在上面并且靠近上述β2的位置。如果这样设定，能够在可动触点体1开始被挤压、自由边缘1b2与支持部2c、2c的上表面2c1、2c1接触后，到可动触点体1与中央固定触点3接触为止，保持上述接触状态。
但是，上述上表面2c1、2c1的位置即使在比上述上位位置β2稍微低的位置，也能够发挥控制自由边缘1b2起伏的作用。
支持部2c、2c的上表面2c1、2c1的高度h2最合适的值虽然随着可动触点体1的大小和弹力变化，但最好在侧部固定触点4、4的上表面4a1、4a1的高度h1的50％～80％的范围内。
另外，虽然在上述实施形态中2个支持体都为侧部固定触点4、4，但也可以是一个支持体为侧部固定触点4，而位于与此相对位置的另一个支持体用与上述侧部固定触点同样高度的绝缘体形成。
图9与图10表示本发明的其他实施形态。该实施形态中，可动触点体11的边缘11b不弯曲，伸出为平板状。
侧部固定触点14、14的凸起部14a、14a向外侧倾斜，越到外侧上表面14a1、14a1的高度越低。上表面14a1、14a1这样的倾斜与可动触点体11的支持边缘11b1的倾斜一致。因此，由于侧部固定触点14、14的凸起部14a、14a的上表面14a1、14a1差不多与可动触点体11的支持边缘11b1全面接触，因此可动触点体11稳定地支持在固定触点14的凸起部14a上。
并且，支持部12c、12c向外侧倾斜，越到外侧上表面12c1、12c1的高度越低。上表面12c1、12c1这样的倾斜与可动触点体11的自由边缘11b2的倾斜一致。因此，支持部12c、12c的上表面12c1、12c1能够与可动触点体11的自由边缘11b2差不多全面地接触，可动触点体11的自由边缘11b2稳定地支持在支持部12c、12c的上表面12c1、12c1上。
发明效果本发明的开关装置，可动触点体用支持体支持，可动触点体变形时，由于可动触点体的没有被支持体支持的边缘部用支持部支持，因此抑制了可动触点体的边缘上下移动。由于这样的可动触点体应力振幅产生的疲劳小，因此能够使开关装置的寿命变长。
权利要求
1.一种开关装置，包括基体和可动触点体，基体包括位于中央的中央固定触点和一对位于夹持上述中央固定触点的位置上的支持体，可动触点体用能够弹性变形的导电性板材形成、向中央弯曲成凸状；上述一对支持体中至少一个作为侧部固定触点；上述可动触点体被配置成其边缘支持在一对支持体上，凹部侧与上述中央固定触点相对；其特征在于在上述基体上的不存在支持体的区域设置了与上述可动触点体的边缘相对的绝缘性支持部，上述可动触点体被从基体上方挤压变形时，在上述可动触点体的中央部与上述中央固定触点接触之前，可动触点体的边缘用上述支持部支持。
2.如权利要求1所述的开关装置，上述绝缘性支持部位于夹持上述中央固定触点的位置，当假设有通过上述中央固定触点的一对正交的虚线时，上述支持体的一部分处在一根虚线上，上述支持部的一部分处在另一根虚线上。
3.如权利要求1或者2所述的开关装置，上述支持部的上表面位于与上述支持体的上表面同一平面的位置，或者位于比上述支持体的上表面低但比上述中央固定触点的上表面高的位置。
4.如权利要求1或者2所述的开关装置，在上述可动触点体的上述边缘与上述支持部接触后，到上述可动触点体被挤压、可动触点体的中央部与上述中央固定触点接触期间，使上述边缘与上述支持部的接触状态持续。
全文摘要
本发明提供一种降低可动触点体由于应力振幅产生的疲劳、寿命长的开关装置。设置能够与可动触点体(1)的边缘(1b)接触的支持部(2c)，在可动触点体(1)被从上方挤压而变形时，在可动触点体(1)的顶部(1a)与中央固定触点(3)接触之前可动触点体(1)的边缘(1b)与支持部(2c)的上表面接触，然后，在解除从上方压紧可动触点体(1)的力之前一直使可动触点体(1)的边缘(1b)与支持部(2c)接触，使可动触点体(1)的边缘(1b)即使由于可动触点体(1)的变形也不在上下有大的移动。
文档编号H01H13/52GK1427433SQ0215702
公开日2003年7月2日 申请日期2002年12月18日 优先权日2001年12月18日
发明者高桥一成, 佐藤秀隆 申请人:阿尔卑斯电气株式会社