专利名称：圆顶状弹簧及开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及圆顶状弹簧及具备圆顶状弹簧的开关。
背景技术：
以往，已知有如下结构，在便携式电话机等电子设备的操作部使用带有点击操作 部的按钮开关。带有点击操作部的按钮开关能够在进行下压操作时给予操作者卡搭感。带 有点击操作部的按钮开关具备圆顶状接点弹簧。作为上述按钮开关，已知具备整个面为球面的圆顶状接点弹簧的开关。参照图14， 说明以往的具备整个面为球面的圆顶状接点弹簧的开关100的装置结构。图14表示具备 圆顶状接点弹簧21的开关100的截面结构。如图14所示，开关100具备圆顶状接点弹簧21、基板3和固定接点4、5、6。圆顶 状接点弹簧21是由整个面为球面且圆顶形状的金属导体构成的接点用的弹簧。图14是通 过位于圆顶状接点弹簧21的平面中心的可动接点21a的面的剖视图。基板3是载置圆顶状接点弹簧21的基板。在基板3上设有固定接点4、5、6。固定 接点4、5、6是由金属导体构成的电接点。固定接点4、5总是与圆顶状接点弹簧21的端部 接触。固定接点6设在与圆顶状接点弹簧21的可动接点21a对应的位置上。参照图15，说明开关100的动作。图15表示动作载荷F相对开关100中的可动接 点21a的位移的特性。在开关100中，由操作者从上方下压圆顶状接点弹簧21。然后，若圆顶状接点弹 簧21的可动接点21a与固定接点6接触，则固定接点4、5通过圆顶状接点弹簧21与固定 接点6电导通。显示圆顶状接点弹簧21的下压的电信号通过该导通从具有开关1的操作 部输出。在这种开关100中，考虑操作者从上方以动作载荷F[gf]按压圆顶状接点弹簧21 的可动接点21a的情况。在未对可动接点21a加力的初始状态下，动作载荷F、和可动接点 21a相对基板3在垂直方向的位移[mm]设为0。在开关100的初始状态下，通过操作者的下压开始增加动作载荷F。于是，如图15 所示，动作载荷F从位移0至位移Sll大致成比例地增加。而且，利用与位移Sll对应的动 作载荷F11，圆顶状接点弹簧21产生压曲。于是，圆顶状接点弹簧21的中央部分翻转，利用 小于动作载荷Fll的动作载荷，可动接点21a位移。然后，动作载荷继续减少直至可动接点 21a到达与固定接点6接触的位移S12。而且，若与位移S12对应的动作载荷F12消失，则 圆顶状接点弹簧21向反方向翻转，返回到初始状态。另外，已知有具备具有球面的球面部和底座部的圆顶状接点弹簧的开关(例如， 参照专利文献1、2、3、4)。参照图16，说明具备具有球面部及底座部的圆顶状接点弹簧的开 关200。图16表示具备圆顶状接点弹簧22的开关200的截面结构。如图16所示，开关200具备圆顶状接点弹簧22、基板3和固定接点4、5、6。圆顶 状接点弹簧22具有球面部22A和底座部22B。球面部22A是由球面且圆顶状的金属导体构成的接点用的弹簧。底座部22B是与球面部22A连接的圆锥形状的金属导体。球面部22A 包含可动接点22a且是利用动作载荷可动的部分。底座部22B是利用动作载荷也几乎不动 的部分。在开关200中，与开关100相比，利用圆顶状接点弹簧22能够降低距基板3的高 度。因此，能够使开关200小型化。另外，在圆顶状接点弹簧22上通过制造时的冲压加工 施加了用于点击操作的残留应力。专利文献1 日本特许第4079431号公报。专利文献2 日本特许第3753676号公报。专利文献3 日本特开2004-139997号公报。专利文献4 日本特开2000-322974号公报。近年来，对于搭载开关的便携式设备等的电子设备，有进一步小型化的需求。但 是，在以往的开关200中，若进一步降低距基板3的高度，则即使施加动作载荷也不产生压 曲，无法得到点击操作。
发明内容
本发明的课题是将设有圆顶状弹簧的装置小型化，并且可靠地得到点击操作。为了解决上述课题，方案一记载的发明的圆顶状弹簧是通过下压而引起压曲的圆 顶状弹簧，该圆顶状弹簧的压曲时的可动部分的至少一部分的中性面为非球面形状。方案二记载的发明在方案一记载的圆顶状弹簧的基础上，上述非球面形状用六次 方以上的偶函数表示，在将与上述圆顶状弹簧的中心及外径之间的位置相对应的上述偶函 数的拐点上的该圆顶状弹簧与接触该圆顶状弹簧端部的基板之间的角度设为α，将与该圆 顶状弹簧的外径相对应的上述偶函数的拐点上的该圆顶状弹簧与上述基板之间的角度设 为β时，满足α < β。方案三记载的发明在方案一或二记载的圆顶状弹簧的基础上，具有上述圆顶状弹 簧的一部分被切掉的形状。方案四记载的发明的开关具备方案一至三中任一项记载的圆顶状弹簧；总是与 上述圆顶状弹簧接触的第一固定接点；在上述圆顶状弹簧压曲时接触可动接点的第二固定 接点；以及设有上述第一固定接点及上述第二固定接点的基板，上述圆顶状弹簧为导体，通 过因下压而压曲的上述圆顶状弹簧，使上述第一固定接点与上述第二固定接点电导通。方案五记载的发明是在方案四记载的开关的基础上，具备贴在上述圆顶状弹簧上 的弹簧按压片。方案六记载的发明是在方案四或五记载的开关的基础上，具备接受下压输入并传 递给上述圆顶状弹簧的操作按钮。本发明具有以下效果。根据本发明，能够将设有圆顶状接点弹簧的装置小型化并且可靠地得到点击操 作。
图1是本发明的实施方式的开关的剖视图。
图2是实施方式的圆顶状弹簧的俯视图。图3是表示实施方式的圆顶状弹簧的高度相对矢径的图。图4是表示实施方式的圆顶状弹簧的角度的剖视图。图5(a)是作为实施方式的一例的圆顶状弹簧的俯视图。图5(b)是作为实施方式 的一例的圆顶状弹簧的剖视图。图6(a)是作为以往一例的圆顶状弹簧的俯视图。图6(b)是作为以往的一例的圆 顶状弹簧的剖视图。图7是表示动作载荷相对实施方式的一例的圆顶状弹簧及以往的一例的圆顶状 弹簧的可动接点的位移的特性的图。图8是第一变形例的开关的剖视图。图9(a)是第二变形例的第一圆顶状弹簧的俯视图。图9(b)是第一变形例的第一 圆顶状弹簧的剖视图。图10(a)是第二变形例的第二圆顶状弹簧的俯视图。图10(b)是第一变形例的第 二圆顶状弹簧的侧视图。图11 (a)是第二变形例的第三圆顶状弹簧的俯视图。图11 (b)是第一变形例的第 三圆顶状弹簧的剖视图。图12是实施例1的开关的剖视图。图13是实施例2的开关的剖视图。图14是以往第一开关的剖视图。图15是表示在以往的第一开关中动作载荷相对可动接点的位移的特性的图。图16是以往的第二开关的剖视图。图中l、10、30、40-开关，2、2A、2B、2C、2D、2E-圆顶状弹簧，2a、2Aa、2Ba、2Ca、2Da、2Ea_ 可动接点，2b-中性面，2C1、2C2、2D 1、2D2、2D3、2D4-端部，3、3A、3B、3C-基板，4、5、6、4A、5A、6A、4C、5C、6C_ 固定接点，7-操作按钮，8-开关壳体，8a_固定部，9_弹簧按压片，100,200-开关，21,22,23-圆顶状接点弹簧，21a、22a、23a_可动接点，22A、23A-球面部，22B、23B-底座部。
具体实施例方式以下，参照附图依次详细说明本发明的实施方式、第一及第二变形例、以及实施例 1、2。但是，发明的范围并不限定于图示的例子。参照图1 图6、说明本发明的实施方式。首先，参照图1及图2，说明本实施方式 的开关1的装置结构。图1表示开关1的截面结构。图2表示圆顶状弹簧2的平面结构。 图1是包含图2的I - I线的圆顶状弹簧2的截面的开关1的剖视图。本实施方式的开关1是例如用于电子设备用的操作部的开关。该电子设备是具备 进行下压操作输入的操作部的电子设备，最好是便携式电话机、PHS(个人电话存取系统)、 PDA(个人数字助理)、可携带终端设备等的便携式设备。
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如图1所示，开关1具备圆顶状弹簧2、基板3和固定接点4、5、6。圆顶状弹簧2是 由整个面为非球面形状的圆顶形状的金属导体构成的接点用的弹簧。圆顶状弹簧2的材料 是SUS301(弹簧用不锈钢钢带)等的不锈钢、铍青铜、弹簧用磷青铜等的金属导体。但是， 并不限定于这些材料，一般来讲只要是作为弹簧用途使用的材料即可。另外，如图2所示，圆顶状弹簧2其平面形状为圆形。将圆顶状弹簧2的平面的中 心点作为可动接点2a。而且，将圆顶状弹簧2的剖面的中性面作为中性面2b。所谓中性面 是指位于压缩侧与拉伸侧的边界且没有伸缩的剖面。中性面2b为非球面形状。对于圆顶 状弹簧2的非球面形状，在后面详细叙述。另外，圆顶状弹簧2在与操作者的下压方向相反 的方向上具有凸形状。基板3是由玻璃_环氧树脂等构成的基板。在基板3上载置有圆顶状弹簧2。在 基板3上设有固定接点4、5、6。固定接点4、5、6是由铜箔等的金属导体构成的被固定的接 点。固定接点4、5总是与圆顶状弹簧2的端部接触。固定接点6设在与圆顶状弹簧2的可 动接点2a对应的位置上。固定接点6在圆顶状弹簧2未被下压的状态下不与圆顶状弹簧 2接触。接着，参照图3及图4，说明圆顶状弹簧2的非球面形状。图3表示圆顶状弹簧2 的相对于矢径P的高度。图4表示圆顶状弹簧2的角度。如图3及图4所示，圆顶状弹簧2设计成具有非球面形状。图3中圆顶状弹簧2的 高度是从基板3的表面到圆顶状弹簧2的下侧的面的垂直方向的长度。基板3的表面上的 以圆顶状弹簧2的中心点为中心的到端部的圆的外径设为外径D。基板2的表面上的距圆 顶状弹簧2的中心点的长度设为矢径P。换言之，与外径D对应的矢径P为D/2。而且， 将与圆顶状弹簧2的中心点对应的圆顶状弹簧2的高度设为高度h。就圆顶状弹簧2而言，上侧的面、中性面及下侧的表面具有同样的非球面形状。至 少圆顶状弹簧2的中性面为非球面形状即可。因此，将圆顶状弹簧2的下侧的面的形状当 作圆顶状弹簧2的中性面的形状进行以下说明。圆顶状弹簧2的非球面形状是以如下公式(1)的六次方偶函数的非球面方程式表 示的形状。f (p ) = a6 · P 6+b6 · P 4+c6 · ρ 2+h ... (1)但是，a6、b6、C6是任意系数。而且，在公式(1)中，与圆顶状弹簧2的拐点的位置对应的直径设为长度D1。公 式(1)具有三个拐点。三个拐点存在于与矢径P =0、Dl/2、D/2对应的位置上。将矢径 P =Dl/2中的圆顶状弹簧2与基板3之间的角度设为角度α。将矢径P = D/2中的圆 顶状弹簧2与基板3之间的角度设为角度β。在圆顶状弹簧2中作为由于动作载荷F而产生压曲的条件，需要满足以下公式 ⑵。α < β ... (2)在公式(1)中，决定满足公式(2)的a6、b6、c6。在公式(1)中，虽然将圆顶状弹簧2的非球面形状用六次方偶函数的非球面方程 式来表示，但也可以用八次方以上的偶函数来表示。换言之，是满足以下公式(3)、(4) 的 任一个的非球面形状。
f (p ) = a8 · P 8+b8 · P 6+c8 · P 4+d8 · P 2+h ... (3)f (p ) = a10 · P 10+b10 · P 8+c10 · P 6+d10 · P 4+e10 · P 2+h ... (4)S卩，本实施方式的非球面形状统一用以下公式(5)表示。f (p ) = anl · P n+bn · pn 2+cn · P n 4+. . . + γ n · P2+h ... (5)但是，η是六以上的任意偶数，Y是对应于二次方的系数。之所以使用六次方以上的偶函数，是为了得到包含矢径P = 0的三个以上的拐 点。三个以上的拐点之中，一个拐点对应于矢径P =0，另一个拐点对应于矢径P =圆顶 状弹簧2的外径，再一个拐点对应于满足0< P <外径的矢径P。在具有三个以上的拐点 的情况下，能够将圆顶状弹簧2做成引起压曲的形状。换言之，通过使用公式(5)的六次方 以上的偶函数来设计满足公式(2)的条件的圆顶状弹簧2，从而圆顶状弹簧2通过动作载荷 F而引起压曲。在设计圆顶状弹簧2的场合，越提高公式(5)的次方数η，则能够将非球面形状设 定为更理想的形状，但是计算量变多。因此，最好用六次方、八次方等适当的次方数的非球 面方程式来设计圆顶状弹簧2。接着，参照图5 图7，说明圆顶状弹簧2的一例中的动作。图5(a)表示作为本实 施方式的一例的圆顶状弹簧2Α的平面结构。图5(b)表示圆顶状弹簧2Α的剖面结构。图 6(a)表示作为以往一例的圆顶状接点弹簧23的平面结构。图6(b)表示圆顶状接点弹簧 23的剖面结构。图7表示相对于圆顶状弹簧2Α及圆顶状接点弹簧23的可动接点2Aa、23a 的位移的动作载荷的特性。图5 (a)、(b)所示的圆顶状弹簧2A是使用公式(2)及八次方的非球面方程式的公 式(3)设计的圆顶状弹簧2的一例。图5(b)是在图5(a)的圆顶状弹簧2A的V-V线处的 剖视图。图6(a)、(b)所示的圆顶状接点弹簧23是以往的圆顶状接点弹簧22的一例。作 为在圆顶状弹簧2A及圆顶状接点弹簧23上并没有通过冲压加工而施加用于点击操作的残 留应力。图6(b)是在图6(a)的圆顶状接点弹簧23的VI-VI线处的剖视图。圆顶状接点 弹簧23具有球面形状的球面部23A和圆锥形状的底座部23B。将圆顶状弹簧2A及圆顶状接点弹簧23的平面上的外径设为长度Li，将剖面上的 从基板到圆顶状弹簧2A及圆顶状接点弹簧23的上面的高度设为长度L2。在图7中，用实线表示在圆顶状弹簧2A相对基板3的垂直方向上的动作载荷 F[gf]相对可动接点2Aa的位移[mm]的曲线。同样，用虚线表示动作载荷F[gf]相对圆顶 状接点弹簧23的可动接点23a的位移[mm]的曲线。图7表示作为一例设为Ll = 4[mm]、 L2 = 0. 24[mm]的情况下的圆顶状弹簧2A及圆顶状接点弹簧23的特性。在具备圆顶状弹簧2A及圆顶状接点弹簧23的开关中，考虑由操作者从上方以动 作载荷F下压圆顶状弹簧2A或圆顶状接点弹簧23的中心的可动接点2Aa或23a的情况。 在未对可动接点2Aa或23a加力的初始状态下将动作载荷及位移为0。在开关的初始状态下，在对圆顶状接点弹簧23施加动作载荷F的情况下，首先，操 作者通过下压开始增加动作载荷F。如图7所示，动作载荷F在位移从0到位移量Sl大致 成比例地增加。但是，即使超过位移量Si，动作载荷也与位移增加的一起继续增加。因此， 以动作载荷Fl无法在圆顶状接点弹簧23上引起压曲。对此，在开关的初始状态下，在对圆顶状弹簧2A施加动作载荷F的情况下，如图7所示，动作载荷F在位移从0到位移量S 1大致成比例地增加。而且，利用与位移量Sl对 应的动作载荷F，圆顶状弹簧2A引起压曲。于是，圆顶状弹簧2A的中央部分翻转，以小于 动作载荷Fl的动作载荷使可动接点2Aa位移。然后，动作载荷继续减少直至到达可动接点 2Aa与固定接点5接触的位移量S2。而且，若与位移量S2对应的动作载荷F2消失，则圆顶 状弹簧2A向反方向翻转，返回到初始状态。以上，根据本实施方式，通过下压而引起压曲的圆顶状弹簧2的中性面2b为非球 面形状。而且，圆顶状弹簧2的非球面形状用公式(5)表示，并满足公式(2)。因此，能够减 少圆顶状弹簧2的高度，并使设有圆顶状弹簧2的开关1小型化，并且能可靠地得到点击操 作。即，能可靠给与操作者卡搭感。第一变形例参照图8，说明上述实施方式的第一变形例。图8表示本变形例的开关10的剖面 结构。上述实施方式的开关1是具备在与操作者的下压方向相反的方向上具有凸形状 的圆顶状弹簧2的结构。与此相对地，本变形例的开关10是具备在与操作者的下压方向相 同的方向上具有凸形状的圆顶状弹簧2B的结构。如图8所示，开关10具备圆顶状弹簧2B、基板3A、3B和固定接点4A、5A、6A。圆顶 状弹簧2B是由中性面为与圆顶状弹簧2同样的非球面形状的圆顶形状的不锈钢等的金属 导体构成的接点用的弹簧。而且，圆顶状弹簧2B其平面形状为圆形。将圆顶状弹簧2B的 平面的中心点设为可动接点2Ba。基板3A是设在圆顶状弹簧2B的上方且载置在圆顶状弹簧2B上的基板。基板3B 是设在圆顶状弹簧2B的下方且载置有圆顶状弹簧2B的基板。在基板3A上设有固定接点 4A、5A、6A。固定接点4A、5A、6A是由铜箔等的金属导体构成的电接点。固定接点4A、5A总 是与圆顶状弹簧2B的端部接触。固定接点6A设在与圆顶状弹簧2B的可动接点2Ba对应 的位置上。固定接点6A在圆顶状弹簧2B未被下压的状态下不与圆顶状弹簧2B接触。基 板3B在圆顶状弹簧2B未被下压的状态下与可动接点2Ba接触。在开关10中，与开关1同样，在没有动作载荷F的初始状态下，通过下压圆顶状弹 簧2B，将动作载荷F施加在可动接点2Ba上并逐渐增加，则在某一位移使圆顶状弹簧2B引 起压曲进而中央部分翻转，以小的动作载荷F使可动接点2Ba继续位移。然后，可动接点 2Ba与固定接点6A接触，动作载荷F继续减少。而且，若动作载荷F消失，则圆顶状弹簧2B 向反方向翻转，返回到初始状态。以上，根据本变形例，与上述实施方式同样，利用圆顶状弹簧2B能够使开关10小 型化，并且能可靠地得到点击操作。而且，固定接点4A、5A、6A设在基板3A上。因此，能够将固定接点4A、5A、6A设在 圆顶状弹簧2的上方。第二变形例参照图9 图11，说明上述实施方式的第二变形例。图9 (a)表示本变形例的圆顶 状弹簧2C的平面结构。图9(b)表示圆顶状弹簧2C的剖面结构。图10(a)表示本变形例 的圆顶状弹簧2D的平面结构。图10(b)表示圆顶状弹簧2D的侧面结构。图11(a)表示本 变形例的圆顶状弹簧2E的平面结构。图11 (b)表示圆顶状弹簧2E的剖面结构。
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上述实施方式的开关1是具备平面形状为圆形的圆顶状弹簧2的结构。与此相对 地，本变形例的开关是代替圆顶状弹簧2而具备圆顶状弹簧2的一部分被切掉的圆顶状弹 簧2C、2D或2E的结构。如图9(a)、(b)所示，圆顶状弹簧2C具有圆顶形状的上下的一部分被切掉的鼓形 (俵型)的圆顶形状。图9(b)是在图9(a)的圆顶状弹簧2C的:IX-IX线处的剖视图。圆顶 状弹簧2C通过将圆顶状弹簧2的上下的端部切掉而制造。因此，圆顶状弹簧2C具有与圆 顶状弹簧2相同的非球面形状。但是，在圆顶状弹簧2C中，在未切掉的端部之中的隔着中 心的可动接点2Ca对置的两个端部2C1、2C2与基板3的固定接点4、5接触。如图10(a)、(b)所示，圆顶状弹簧2D具有圆顶形状的四个局部被切掉的十字形的 圆顶形状。图10(b)是图10(a)的圆顶状弹簧2D的侧视图。圆顶状弹簧2D通过将圆顶状 弹簧2的四个端部切掉而制造。因此，圆顶状弹簧2D具有与圆顶状弹簧2相同的非球面形 状。但是，在圆顶状弹簧2D中，在未切掉的端部之中的隔着中心的可动接点2Da对置的两 个端部2D1、2D2或者2D3、2D4与基板3的固定接点4、5接触。如图11(a)、(b)所示，圆顶状弹簧2E具有圆顶形状的中央部被切掉的开孔形的 圆顶形状。图11 (b)是图11 (a)的圆顶状弹簧2E的XI - XI线处的剖视图。圆顶状弹簧2E 通过将圆顶状弹簧2的中心部切成圆形而制造。将圆顶状弹簧2E的孔侧的端部作为可动 接点2Ea。因此，圆顶状弹簧2E具有与圆顶状弹簧2相同的非球面形状。在圆顶状弹簧2E 中，与圆顶状弹簧2同样，隔着中心的可动接点2Ea对置的任意两个端部与基板3的固定接 点4、5接触。固定接点6形成及配置成在圆顶状弹簧2E压曲时与可动接点2Ea接触。以上，根据本变形例，与上述实施方式同样，利用圆顶状弹簧2C、2D或2E，能够使 开关小型化并且能可靠地得到点击操作。而且，圆顶状弹簧2C、2C或2E被切掉一部分。因此，能够减少圆顶状弹簧2C、2D 或2E的材料，能够实现圆顶状弹簧及开关的轻量化。实施例1参照图12，说明上述实施方式的开关1的作为第一实施例的开关30。图12表示 本实施例的开关30的剖面结构。开关30是设在便携式设备等的操作部等上的按钮开关。开关30具备圆顶状弹簧 2、基板3C、固定接点4C、5C、6C、操作按钮7和开关壳体8。基板3C、固定接点4C、5C、6C依 次对应于基板3、固定接点4、5、6。以下，对与实施方式相同的部件上标注相同的附图标记 并省略其说明。基板3C是由玻璃-环氧树脂等构成的基板。基板3C载置有与圆顶状弹簧2连接 的固定接点4C、5C、6C。固定接点4C、5C、6C是由铜箔等的金属导体构成的电接点。固定接 点4C、5C总是与圆顶状弹簧2的端部接触。固定接点6C设在与圆顶状弹簧2的可动接点 2a对应的位置上。固定接点6C在圆顶状弹簧2未被下压的状态下不与圆顶状弹簧2接触。操作按钮7由ABS树脂等的树脂等构成，是接受操作者的下压输入的操作按钮。操 作按钮7与圆顶状弹簧2的上方接触，接受操作者的下压输入，并按照该下压输入沿着开关 壳体8上下移动，将与该下压输入对应的动作载荷F传递给圆顶状弹簧2。开关壳体8是由 塑料等的树脂等构成的壳体。开关壳体8覆盖基板3C、固定接点4C、5C、6C和操作按钮7， 并且露出操作按钮7的一部分。而且，开关壳体8沿上下方向引导操作按钮7。
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另外，开关壳体8具有固定部8a。固定部8a固定从上面看到的圆顶状弹簧2的位 置。该位置是圆顶状弹簧2与固定接点4C、5C接触且圆顶状弹簧2的可动接点2Aa在压曲 时与固定接点6C接触的位置。以上，根据本实施例1，与上述实施方式同样，利用圆顶状弹簧2能够使开关30小 型化，能可靠地得到点击操作。而且，开关30具备操作按钮7。因此，利用操作按钮7能够 使操作者容易进行下压输入的操作。而且，开关30具备具有固定部8a的开关壳体8。因此，利用固定部8a能够将圆顶 状弹簧2可靠地配置在使圆顶状弹簧2总是与固定接点4C、5C接触且在压曲时与固定接点 6C接触的位置上。实施例2参照图13，说明上述实施方式的开关1的作为第二实施例的开关40。图13表示 本实施例的开关40的剖面结构。开关40是设在便携式设备等的操作部等上的按钮开关。开关40具备圆顶状弹簧 2、基板3、固定接点4、5、6和弹簧按压片9。弹簧按压片9是聚酯薄膜等的绝缘性薄片。弹簧按压片9贴在圆顶状弹簧2及基 板3的上面上。弹簧按压片9固定从上面看的圆顶状弹簧2的位置。该位置是圆顶状弹簧 2与固定接点4、5接触且圆顶状弹簧2的可动接点2Aa在压曲时与固定接点6接触的位置。以上，根据本实施例2，与上述实施方式同样，利用圆顶状弹簧2能够使开关40小 型化，能可靠地得到点击操作。而且，开关40具备弹簧按压片9。因此，利用弹簧按压片9 能够将圆顶状弹簧2可靠地配置在总是与固定接点4、5接触且在压曲时与固定接点6接触 的位置上。而且，利用弹簧按压片9，能够比实施例1的开关30进一步降低开关40的高度 并使其进一步小型化。另外，上述实施方式、各变形例及各实施例中的说明是本发明的圆顶状弹簧及开 关的一例，并不限定于此。例如，也可以将上述实施方式、各变形例及各实施例的结构的至少两个适当组合。 例如，可以做成将上述实施例1的开关30的圆顶状弹簧2替换成上述第二变形例记载的圆 顶状弹簧2C、2D、2E的结构。而且，例如，也可以做成在上述实施例1的开关30中，没有固 定部8a而是在圆顶状弹簧2上粘贴上述实施例2的弹簧按压片9来进行定位的结构。另外，上述实施方式、各变形例及各实施例的圆顶状弹簧做成整个面的中性面为 非球面形状的结构，但是并不限定于此。也可以做成圆顶状弹簧的压曲时的可动部分的至 少一部分为非球面的结构。例如，将圆顶状弹簧的中心的圆部分做成球面形状并将除此以 外的部分做成非球面形状。另外，在上述实施方式、各变形例及各实施例中，作为设置圆顶状弹簧的装置，说 明了开关，但并不限定于此。也可以将非球面的圆顶状弹簧设置在连接器等其他装置上。例 如，在将非球面的圆顶状弹簧用于连接器的结构中，将连接器的接点作为非球面的圆顶状 弹簧，当连接连接器时，利用圆顶状弹簧引起点击操作。换言之，当将连接器连接在连接对 象上时，通过圆顶状弹簧的压曲，引起点击操作，并且通过圆顶状弹簧将连接器的接点与该 连接对象的接点电导通。因此，能够使操作者感到卡搭感，并且使连接器小型化。而且，也可以将非球面的圆顶状弹簧不用作接点而设在连接器等的装置上。例如，
10在将非球面的圆顶状弹簧用于连接器的结构中，圆顶状弹簧设在连接器的外壳等上，当连 接连接器时，利用圆顶状弹簧引起点击操作。换言之，在连接连接器时，将连接器的接点与 其连接对象的接点电导通，并与此另外通过圆顶状弹簧的压曲而引起点击操作。因此，能够 给与操作者告知连接结束的卡搭感，并且能够使连接器小型化。 另外，对于上述实施方式、各变形例及各实施例中的圆顶状弹簧及开关的细节结 构及详细动作，在不脱离本发明的主要内容的范围内也可以进行适当变更。
权利要求
1.一种圆顶状弹簧，通过下压而引起压曲，其特征在于，该圆顶状弹簧的压曲时的可动部分的至少一部分的中性面为非球面形状。
2.根据权利要求1所述的圆顶状弹簧，其特征在于， 上述非球面形状用六次方以上的偶函数表示，在将与上述圆顶状弹簧的中心及外径之间的位置相对应的上述偶函数的拐点上的该 圆顶状弹簧与接触该圆顶状弹簧端部的基板之间的角度设为α，将与该圆顶状弹簧的外径相对应的上述偶函数的拐点上的该圆顶状弹簧与上述基板之间的角度设为β时，满足α < β。
3.根据权利要求1或2所述的圆顶状弹簧，其特征在于， 具有上述圆顶状弹簧的一部分被切掉的形状。
4.一种开关，其特征在于，具备权利要求1至3中任一项所述的圆顶状弹簧； 总是与上述圆顶状弹簧接触的第一固定接点； 在上述圆顶状弹簧压曲时接触可动接点的第二固定接点；以及 设有上述第一固定接点及上述第二固定接点的基板， 上述圆顶状弹簧为导体，通过因下压而压曲的上述圆顶状弹簧，使上述第一固定接点与上述第二固定接点电导
5.根据权利要求4所述的开关，其特征在于， 具备贴在上述圆顶状弹簧上的弹簧按压片。
6.根据权利要求4或5所述的开关，其特征在于，具备接受下压输入并传递给上述圆顶状弹簧的操作按钮。
全文摘要
本发明的课题是将设有圆顶状弹簧的装置小型化，并且可靠地得到点击操作。圆顶状弹簧(2)是通过下压而引起压曲的圆顶状弹簧，该圆顶状弹簧的压曲时的可动部分的至少一部分的中性面为非球面形状。该非球面形状用六次方以上的偶函数表示，在将与圆顶状弹簧(2)的中心及外径之间的位置相对应的上述偶函数的拐点上的圆顶状弹簧(2)与基板(3)之间的角度设为α，将与该圆顶状弹簧(2)的外径相对应的上述偶函数的拐点上的圆顶状弹簧(2)与基板(3)之间的角度设为β时，满足α＜β。
文档编号H01H13/52GK101996804SQ20101024845
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月5日 优先权日2009年8月6日
发明者关口力, 稻本繁典, 荒内正彦 申请人:三美电机株式会社