专利名称：按钮开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及在各种电子设备输入操作部中所使用的按钮开关。
背景技术：
在各种电子设备输入操作部中所使用的按钮开关要求小型并且耐久性优良，及需要具有规定大小的动作力，以防止在不注意地碰到操作部的情况下的误动作，并且要求伴有喀哒感动作。因此，按钮开关总是利用橡胶制的圆锥形弹性体。
对特开平10-92260号公报和特开平11-265634号公报所公开的现有技术的按钮开关进行说明。图7是现有技术按钮开关的正面剖面图，图8是其分解立体图。触点基板1具有周边固定触点2、中央固定触点3和与触点2、3分别导通的连接端子2A、3A。在触点基板1的上方设置有由环状部4A和舌片部4B构成的弹性金属薄板制的可动触点体4，所述环状部4A载置于周边固定触点2上；所述舌片部4B从内周向中心突出并在上方弯曲，触点基板1和可动触点体4形成开关触点部。
可动触点体4之上载置橡胶制的弹性体5。弹性体5具有中央的圆柱部5A；圆锥形部5B，其具有规定的厚度，从圆柱部5A的外周面的接合部5E向斜下方直线延伸；下端圆形环部5C，其载置于可动触点体4的环状部4A上；突起5D，其与圆柱部5A的下端部上设置的可动触点体4的舌片部4B对峙且比圆柱部5A直径小。圆锥形部5B具有圆锥台形，其中间是空的。
弹性体5的圆柱部5A的上面载置作为操作部的硬脂树脂构成的按钮6。壳7由触点基板1的爪部1A固定，以围在圆锥部5B的周围。按钮6通过壳7的导向槽7A可以上下移动地被支承。
图9是现有技术的按钮开关的操作时的正面剖面图。
在该按钮开关中，如果以规定的按压力F1按压按钮6上面，则通过按钮6把弹性体5的圆柱部5A和突起5D向下方按下。然后，如图9所示，圆锥形部5B以规定的行程伴有喀哒感向外方弹性变形，同时，突起5D的前端按压可动触点体4的舌片部4B，并且与中央固定触点3接触。因此，周边固定触点2和中央固定触点3之间导通，并且其信号通过连接端子2A、3A向使用电子设备的电路传递。
然后，如果解除施加在按钮6即弹性体5的圆柱部5A上的按压力，则圆锥形5B由于自身的弹性恢复力要恢复到圆锥台的形状，通过圆柱部5A推起按钮6。与此同时，可动触点体4的舌片部4B朝向上方，恢复到原来的形状而离开中央固定触点3。
现有技术的按钮开关在比常温极端高或低的严酷的温度下数万次的动作，有弹性体5的圆柱部5A的外周面与直线延伸的圆锥形部5B连接的连接部5E发生裂纹而耐久性不稳定的情况。
如实开平6-56929号公报所公开的，如果改变形成弹性体5的橡胶成分使硬度降低，则提高橡胶恶化后的耐久性。
但是，如果形成弹性体5橡胶的硬度降低，则圆锥部5B开始变形而使力减少，从而减少了按钮开关的动作力。
发明内容
本发明的按钮开关具有第一和第二触点的开关触点部，按压第一触点使第一和第二触点导通的弹性体。弹性体具有圆柱部，其为圆柱状，按压第一触点使第一和第二触点导通；圆锥形部，其从位于圆柱部的端部的接合部延伸，具有呈中空且大致圆锥台形状的外形；加厚部，其围绕接合部的全周设置。在加厚部中，从圆柱部的外面和圆锥部的外面的交点到圆柱部的外面和圆锥形部的外面的相交所成角的角平分线与接合部的外面的交点的距离是圆锥形部厚度的0.08倍～0.14倍。
该按钮开关以规定的力伴有喀哒感进行动作，即使是偏离常温的严酷温度也增加耐久动作的次数并稳定地动作。
图1是根据本发明实施例的的按钮开关的正面剖面图；图2是根据实施例的按钮开关的弹性体的放大剖面图；图3是根据实施例的按钮开关的正面剖面图；
图4A表示现有技术按钮开关弹性体的按压操作时的应力分布；图4B表示根据实施例的按钮开关弹性体的按压操作时的应力分布；图5A表示根据实施例的按钮开关弹性体的尺寸；图5B是图5A所示弹性体的局部放大图；图6是根据实施例的其他按钮开关的正面剖面图；图7是现有技术按钮开关的正面剖面图；图8是现有技术按钮开关的分解立体图；图9是现有技术按钮开关的正面剖面图。
具体实施例方式
图1是根据本发明实施例的的按钮开关的正面剖面图。该按钮开关的基本结构和外形尺寸与图7所示现有技术按钮开关相同。所以，与现有技术开关的结构相同的结构的部分标有相同的附图标记并且省略详细的说明。
触点基板1具有周边固定触点2、中央固定触点3、分别与触点2、3导通的连接端子2A和3A。触点基板1上载置由环状部4A和舌片部4B构成的弹性金属薄板制的可动触点4而形成开关触点部。触点基板1上载置橡胶制的弹性体11。弹性体11具有圆柱状的圆柱部11A；圆锥形部11B，其为中空圆锥台形状，从圆柱部11A的外周面的接合部11E向斜下方直线延伸；圆形环部11C，其在圆锥形部11B的下端；突起11D，其小于圆柱部11A下端部上所设置的圆柱部11A的直径。突起11D与可动触点4的舌片部4B对峙。圆锥形部11B是具有圆锥台形状并且中空。
该按钮开关与现有技术的按钮开关同样，在按压操作时，突起11D按压舌片部4B与中央固定触点3接触。
在弹性体11的圆柱部11A的上面载置作为操作部的硬质树脂部的按钮6。按钮6与图7所示的按钮开关同样，由固定在触点基板1上的壳7的导向槽7A支承并可以上下移动。
图2是弹性体11的放大剖面图。如图2所示，弹性体11在环绕圆锥形部11B和圆柱部11A交界的接合部11E的全周设置围绕规定半径圆弧12的加厚部12A。形成弹性体11橡胶的硬度比现有技术的按钮开关的弹性体5低。
图3是根据实施例的按钮开关动作时的正面剖面图。在根据具有弹性体11的实施例的按钮开关中，如果以规定的按压力F2按压按钮6的上面，则弹性体11的圆柱部11A和突起11D介助按钮6被按至下方。然后，如图3所示，以规定的行程圆锥形部11B伴有喀哒感向外方弹性变形。然后，突起11D按压可动触点体4的舌片部4B接触中央固定触点3，使周边固定触点2和中央固定触点3之间导通，其信号通过连接端子2A、3A传递给使用的电子设备的电路。
在按压时，图4A表示的是施加到现有技术的弹性体5的各部分上的应力，图4B表示的是施加到根据实施例的弹性体11的各部分上的应力。从被分割的网格可以看出，在弹性体5中极端变形的应力集中的部分在接合部5E的近旁。对此，根据在接合部11E设置的加厚部12A的实施例的弹性体11在接合部11E近旁的网格的变形变化缓和，并且应力比现有技术的弹性体5缓和。
下面，说明具有设置以各种硬度的橡胶材料并且各种大小加厚部12A的接合部11E的弹性体11的耐久性的测定结果。
图5A表示该测定中使用的弹性体11的尺寸。弹性体11由硅橡胶所形成，该硅橡胶的硬度利用JIS K6249中规定的JIS K6253的杜罗回跳式硬度计硬度试验，其硬度为A型杜罗回跳式硬度计硬度HA75(下面记为JIS硬度HA75)。圆柱体11A的直径D是2.2mm。圆锥形部11B从圆柱部11A的外周面向斜下方以θ＝25°延伸，并且具有厚度T＝0.45mm，行程S为1.3mm。
如图5A所示，设置具有各种曲率半径R和最大厚度t的加厚部12A的弹性体11在70□温度的条件下的按钮开关的圆锥部11B伴有喀哒感的变形动作力和喀哒感以及弹性体11的耐久次数表示于表1。并且分别准备八个曲率半径R的十个样件，动作力是其平均值。
图5B是图5A所示弹性体11的部分5B的放大图。如图5B所示，按以下方式定义加厚部12A的最大厚度t，在曲率半径R的加厚部12A中，定义由圆柱部11A的外侧面的延长线L1和圆锥形部11B的外侧面的延长线L2的交点P0形成角度的角平分线为L3。角平分线L3和加厚部12A的外周的交点P1和交点P0之间的距离定义为最大的厚度t。表1中的厚度t相对圆锥形部11B厚度T(＝0.45mm)的比率表示为t/T值。由于加厚部12A在围绕接合部11E的全周设置，所以交点P0、P1实际上是交线。
表1
喀哒感“A”是表示优良，其喀哒感最明确，“B”“C”次之，“D”表示几乎没有喀哒感。
如表1所示，虽然随着加厚部12A的曲率半径R加大，弹性体11的耐久次数提高，但是，按钮开关的动作力加大，并且喀哒感也逐渐减弱。而且，根据表1，曲率半径R为1.5～2.5mm的加厚部12A的弹性体11的耐久次数在超过10万次的同时，喀哒感明确，并且，动作力比没有加厚部12A的弹性体大10～20％。
在曲率半径R为1.5～2.5mm的范围，t/T的值为0.082～0.136的范围。
即，为了得到超过10万次的耐久次数和明确的喀哒感，只要以加厚部12A的最大厚度t是圆锥形部11B的0.08～0.14倍的方式设置加厚部12A的曲率半径R就可以。
但是，由于在上述条件下按钮开关的动作力加大，下面表2表示测定由硅橡胶构成具有各种硬度且具有上述条件的中央值的曲率半径R为2mm的加厚部12A的弹性体11在70℃温度条件下的动作力和耐久次数的结果。并且，对三个硬度分别准备了10个样件，动作力为其平均值。喀哒感“A”是表示优良，其喀哒感最明确。
如表2所示，设置具有2mm的曲率半径R的加厚部12A，JIS硬度HA70的硅橡胶的弹性体11能够与在表1中所示的没有加厚部12A的JIS硬度HA75的硅橡胶的弹性体11大致相等的动作力，还有在动作时的喀哒感几乎没有变化，而耐久性更加提高并且稳定。
表2
在圆锥形部11B侧面的直线部与圆柱部11A外周面的接合部11E，通过为使侧面视接合角的角平分线上的厚度t为圆锥形部11B厚度T的0.08倍～0.14倍进行倒角以增加厚度而得到期望的上述效果的弹性体11的尺寸范围，如果从对类似形状、尺寸的弹性体11进行的实验结果来推测，则推测为圆柱部11A的直径D＝2～5mm、圆锥形部11B的倾斜角度θ＝20～40度、圆锥形部11B的厚度T＝0.3～0.6mm、行程S＝0.5～2.5。
在以上说明中，在弹性体11的接合部11E设置侧面的剖面为圆弧的加厚部12A。加厚部12A能够得到与在其侧面的剖面即使是直线也具有相同最大厚度t的加厚部大致同样的效果。
如上所述，由加厚弹性体11的圆柱部11A的外周面与直线延伸的圆锥形部11B的分界的接合部11E的厚度的加厚部12A，能减轻在该部分集中而产生的应力。并且，由该加厚部12A加大操作圆柱部11A时的动作力，所以能够降低弹性体11的材料的橡胶硬度而提高耐久性，即使是在偏离常温的严酷的温度使用时，也能够得到10万次以上的稳定动作的按钮开关。
在上述的说明中，弹性体11的圆柱部11A通过由壳7支承并可上下移动的按钮6进行按压操作。这是为了在按压操作时稳定地向下方按下弹性体11的圆柱部11A使其不倾斜。因此，弹性体11上产生的应力在圆柱部11A的周围均等地产生而不集中与特定的方向，所以能够延长在弹性体11上在直到产生裂纹时的动作次数。
在使用的电子设备中的使用带铰链的操作钮等在稳定按压操作的情况下，也可以省略按钮6，电子设备的操作钮直接按压弹性体11的圆柱部11A的上面。
图6是根据实施例的其他按钮开关的正面剖面图。根据实施例的按钮开关的开关的触点部的弹性体11的突起11D按压触点基板1上的可动触点体4的舌片部4B，舌片部4B与中央固定触点3接触分离。开关触点部如图6所示，也可以使触点基板13上独立设置的固定触点14A、14B利用弹性体15的圆柱部15A的下端部的突起15B的前端上设置的导电部16短路。因此，该按钮开关的开关触点的结构简单，并且稳定地动作。
权利要求
1.一种按钮开关，其包括具有第一、第二触点的开关触点部和弹性体，该弹性体具有圆柱部，其为圆柱状，按压所述第一触点使所述第一和第二触点导通；圆锥形部，其从位于所述圆柱部的端部的接合部延伸具有中空且大致圆锥台形状的外形；加厚部，其设置在围绕所述接合部的全周上，在所述加厚部中，从所述圆柱部的外面延长线与所述圆锥形部的外面的延长线的交点，到所述圆柱部所述外面的所述延长线与所述圆锥形部的所述外面的所述延长线形成的角度的角平分线和所述接合部的外面的交点的距离是所述圆锥形部厚度的0.08～0.14倍。
2.如权利要求1所述的按钮开关，其中，所述弹性体还具有突起，其按压所述第一触点，设置在朝向所述圆柱部的所述圆锥形部的面上。
3.如权利要求2所述的按钮开关，其中，还具有导电部，其作为第一触点动作，设置在所述突起上。
4.如权利要求1所述的按钮开关，其中，所述加厚部的外周在所述角平分线上具有中心，并且具有连接所述圆锥形部的所述外面和所述圆柱部的所述外面形成线的圆弧形状。
5.如权利要求1所述的按钮开关，其中，还具有载置于所述圆锥形部的反对侧的所述圆柱部的面上可以向所述圆锥形部移动的按钮。
6.如权利要求5所述的按钮开关，其中，所述开关触点部具有支承所述第二触点的基板，还具有壳，其可以移动地支承所述按钮，固定于所述基板上。
7.如权利要求1所述的按钮开关，其中，还具有导电部，其作为所述第一触点动作，设置在朝向所述圆柱部的所述圆锥形部的面上。
全文摘要
一种按钮开关，其包括具有第一和第二触点的开关触点部，按压第一触点使第一和第二触点导通的弹性体。弹性体具有，圆柱状的圆柱部，其按压第一触点使第一和第二触点导通；圆锥形部，其从位于圆柱部的端部的接合部延伸具有中空且大致圆锥台形状的外形；加厚部，其在围绕接合部的全周上设置。在加厚部中，从圆柱部的外面和圆锥形部的外面的交点到圆柱部外面与圆锥形部外面的相交角度的角平分线和接合部的外面的交点的距离是圆锥形部厚度的0.08～0.14倍。该按钮开关以规定的力拌有喀哒感动作，即使偏离常温的严酷的温度也增加耐久动作的次数并且稳定地动作。
文档编号H01H13/12GK1519873SQ20041000149
公开日2004年8月11日 申请日期2004年1月9日 优先权日2003年1月30日
发明者河本桂子, 屋内康典, 典 申请人:松下电器产业株式会社