CN1462050A - 信号输入用开关 - Google Patents

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Abstract

一种信号输入用开关，在可发音的半球形接点弹簧的内侧中央部分设为可动接点部，此可动接点部预设一凹陷部，在此凹陷部周围则形成边缘部，以线接触固定接点部表面；而接点弹簧半球形部的外周缘部形成一圆锥面保护部，使半球形部与保护部相接构成一环状屈曲部；从而改善可动接点部与固定接点部的电气接触安定性，延长使用寿命，并且确保按押的移动距离。

Description

信号输入用开关
技术领域
本发明涉及一种信号输入用开关，尤指一种适用于音响再生机器、闭路机器、移动电话等通讯机器，以及测定机器等类的信号输入用开关，特别是改进的可发音半球形可动接点弹簧。
背景技术
电气电子机器类所使用的传统信号输入用开关，是在可发音的半球形接点弹簧内侧预设可动接点部，以对应固定接点部，而可动接点部与固定接点部为避免发生接触面不良情况，大多使用多孔的可动接点。
一般的接点弹簧在开关操作时，是按压接点弹簧的顶部产生弹性变形，以反转变形而发音，在其反转时，可动接点部的孔外围边缘部与固定接点部产生线接触的＂开＂状态，而发出＂开＂用途的信号。如此依可动接点部的多孔设计，使可动接点部的边缘部与固定接点部由面接触转为线接触，由于边缘部的接触力能够克服尘埃等阻碍，而改善可动接点部与固定接点部的电气接触安定性。
制造接点弹簧时，必须在可动接点部打孔，并且将板状弹簧片材冲制成半球形状，但是因为材料弹性回复现象，以致接点弹簧不能成为均等的球状，使其动作特性的移动量变大。并且反复使用时对于孔周围的拉力及压缩应力变大，孔周围容易产生裂痕，以致缩短制品的使用寿命。尤其目前倾向使用小尺寸接点弹簧时，此等不良影响越来越高。
发明内容
所以本发明的第一目的为：可发音的半球形接点弹簧在反复多次使用时不会缩短寿命，使可动接点部与固定接点部达到优良的电气接触安定性。
另一方面可发音的半球形接点弹簧，在移动电话等方面与印刷基板一起使用时，该印刷基板的开关用导电系统通常位于同一平面上，其具有对应上述接点弹簧外周部分的接触片，以及对应上述接点弹簧内侧中央部分可动接点部的固定接点部。半球形接点弹簧的外周部分平常接置于接触片，在＂开＂操作时接点弹簧反转，使可动接点部压接在导电系统的固定接点部，而电气导通导电系统的接触片与固定接点部。
＂开＂操作暨接点弹簧反转时，接点弹簧外周部分必须确实的压接于接触片，使半球形接点弹簧外周缘部的圆锥面成为保护部，以确保有效功能。同时在接点弹簧反转时，其保护部并不反转，使外周缘部保持压接在接触片。
此保护部依其形成方式而会有行程的增减，当按押位置偏离接点弹簧的中心点时，反转荷重与复归荷重也变大，并且越偏离中心位置时，发音动作的触感也会劣化。
所以本发明的第二目的为：半球形接点弹簧被偏心按押时还能保持必要的行程作用，大幅度减少现有的偏心按押所产生的不良现象。
本发明在上述第一目的原则下，将半球形接点弹簧内侧中央部分的可动接点部形成一凹陷部，在凹陷部周围形成一对应于固定接点部表面的边缘部，通过线接触确保彼此间电气接触的安定性，同时于可动接点部不打孔的情形下，防止接点弹簧的寿命降低。
本案在上述第二目的原则下，半球形接点弹簧在中央部分形成一半球形部，而半球形部的外周缘部以一或二段以上的圆锥面构成保护部，同时上述半球形部与保护部相接构成环状屈曲部，使按押半球形接点弹簧时可确保必要的行程距离，同时减少因偏心按押所引起的不良现象。
更具体进行阐述说明，本发明开关在可发音的半球形接点弹簧的内侧中央部分设为可动接点部，此可动接点部系对应固定接点部进行接触或脱离，使可动接点部与固定接点部之间进行电气＂开＂或＂关＂状态；依上述可动接点部预设一凹陷部，在此凹陷部周围则形成边缘部，以接触固定接点部表面。
另外，本发明开关系在开关盒内收纳一可发音的半球形接点弹簧，以及一压接于接点弹簧顶部且可沿其弹性变形方向自由位移的操作钮，此接点弹簧的外周部分接置于接触片，而接点弹簧的内侧中央部分设为可动接点部，此可动接点部系对应开关盒内的固定接点部进行接触或脱离，使可动接点部与固定接点部之间进行电气＂开＂或＂关＂状态；依上述可动接点部预设一凹陷部，在此凹陷部周围则形成边缘部，以接触固定接点部表面。
在较佳实施例中，该可发音的半球形接点弹簧的中央部分设为半球形部，再由此半球形部的外周缘部形成一或二段圆锥面保护部，使半球形部与保护部相接构成一环状屈曲部。
在可行实施例中，该可动接点部的凹陷部可设为圆形、椭圆形、多角形或星形。
附图说明
图1为本发明实施例开关及开关盒在＂关＂状态下的断面图；
图2为图1在＂开＂状态下的开关及开关盒的断面图；
图3为图1接点弹簧的俯视图；
图4为图1接点弹簧的结构图；
图5为图4接点弹簧的往复动作荷重表；
图6为图2接点弹簧的可动接点部与固定接点部接触的局部放大断面图；
图7为图4接点弹簧其它形状凹陷部的平面图；
图8为又一种凹陷部之局部放大断面图；
图9为另一种接点弹簧的俯视图；
图10为图9接点弹簧的正视图；
图11A、B、C、D为本发明接点弹簧的动作图；
图12为图11A、B、C、D接点弹簧的往复动作荷重表；
图13为本发明接点弹簧组立在移动电话用开关板的后视图；
图14为图13接点弹簧组立在移动电话状态下的局部放大断面图。
具体实施方式
图1表示本发明开关1的关状态，而图2则是表示开状态。由这些图面可以了解开关1是在开关盒2内预设一可发音的半球形接点弹簧3，以及收纳一可沿着接点弹簧3的弹性变形方向进行位移的操作钮4，供压触接点弹簧3的顶部。
在图1～4所示的接点弹簧3，以其厚度0.06mm，直径3.5mm的不锈钢板为例，基本上其为一体成型的半球形状，同时在中央部分所设定的曲率或椭圆形球面形成一半球形部5，以及在此半球形部5的外周缘部形成一圆锥面保护部6，并且两者间相接构成一环状的屈曲部7，同时保护部6的圆锥面顶点位于半球形部5的顶点侧凸侧。而接点弹簧3的内侧中央镀银部分(即是半球形部5的凹侧中央部分)的可动接点部8制设一凹陷部9，同时此凹陷部9周围形成一行程作用边缘部10。此接点弹簧3内侧在冲压加工同时制成凹陷部9，所以会相对制出外侧面的突部11。
接点弹簧3的保护部6位于开关盒2内部，因此其与埋入开关盒2底部的环状接触片12保持接触，而成为电气导电状态。同时，可动接点部8的行程作用边缘部10为朝向一埋在开关盒2底部中央的固定接点部13，然后可经由接触产生电气导电状态。上述接触片12及固定接点部13分别与露出开关盒2外部的接续端子14、15成为一体。
操作钮4配置在开关盒2内部，藉其一端突部17接触接点弹簧3的半球形部5顶部，同时操作钮4可沿着接点弹簧3的弹性变形方向活动位移，而其一端凸缘部16则被开关盒2的开关盖18所限制，使操作钮4保持一段外露部分。
图5表示接点弹簧3往复行程的移动距离S(横轴)与动作荷重N(纵轴)的特性表。如图所示对于接点弹簧3的半球形部5的中心方向施加动作荷重N时，可动接点部8(边缘部10)的行程移动距离S会比例增加，但当动作荷重N1使往复行程超过移动距离S1时，接点弹簧3由于反转反向弯曲而发出声音，因此比现在更小的动作荷重N2、N3会使其继续移动至相应的行程移动距离S2、S3，而维持反转反向弯曲状态。如无动作荷重N3时，接点弹簧3即重新回复原本正向弯曲状态。
当操作者将操作钮4往下按押时，接点弹簧3根据图5的特性表，随着动作荷重N而弹性变形成为扁平状态。在接点弹簧3通过行程移动距离S1而发出声音时，接点弹簧3的半球形部5会成为图2、图6所示形状，以屈曲部7作为屈曲线而反转反向弯曲，同时可动接点部8的边缘部10接触固定接点部13，而成为导电的＂开＂状态。在半球形部5反转时，保护部6仍然维持原本方向，以接触压靠于接触片12上，而保持导电状态。
在此＂开＂状态中，可动接点部8的边缘部10成环状线接触固定接点部13的表面。即使接触部分有微细的尘埃，但因可动接点部8的边缘部10线接触压力升高，所以对固定接点部13产生极大力量，而使可动接点部8的边缘部10与固定接点部13间的接触安定性大幅度改善，因此电气性特也更为良好。
虽然在冲压加工凹陷部9时会残留变形应力，但凹陷部9的变形应力小于传统打孔时产生的剪断变形应力，并且接点弹簧3在弹性变形时，其凹陷部9周围的伸张应力及压缩应力均小于传统打孔构造，因此接点弹簧3的凹陷部9不容易产生裂痕，而具有更长使用寿命。同时半球形部5没有打孔，因此不会有尘埃侵入。同时为避免凹陷部9的深度影响接点弹簧3的特性，因此最好设为接点弹簧3板厚的三分之二。
凹陷部9的形状除了圆形之外，也可如图7所示设为椭圆形、多角形、星形等形状。在图8所示实施例中，可动接点部8的凹陷部9外周可形成隆起状边缘部10，此时凹陷部9也可采用半球面状，其边缘部10一般而言设成连续环状，但也可设成不连续状态。
图3、图4所示接点弹簧3在半球形部5的外周缘部形成一段圆锥面保护部6。而图9、图10所示的接点弹簧3实施例中，其两段式保护部6是由不同的圆锥面保护段6a、6b所构成，因此在半球形部5与保护段6a之间形成一屈曲部7a，而保护段6a与保护段6b之间则形成另一屈曲部7b。同时，保护部6不限定于二段，也可设成三段或更多段。
图11A、B、C所示接点弹簧3，即是对应图3、图4中设有一段保护部6的接点弹簧3。而图11D则是对应图9、图10中具有二段保护部6的接点弹簧3。如图面所示，接点弹簧3都放置在印刷电路基板19的表面上，使接点弹簧3的可动接点部8对应基板19的固定接点部13，而保护部6的端边则接触基板19的接触片12。
如图11A所示的开关点灭操作，也就是动作荷重N作用于半球形部5的中心时，接点弹簧3会沿着屈曲部7产生变形反转，如果动作荷重N由半球形部5的中心往外偏移时，会使接点弹簧3反转的动作荷重N′力量增加，因此复归荷重也变大，所以发音感觉也会劣化。又如动作荷重N′的作用位置靠近半球形部5的外周部时，复归荷重会快速上升，但反而使动作荷重N的作用范围缩小。如果此范围相对缩小，则接点弹簧3配置在移动电话基板19时，基板19与接点弹簧3的位置缺少精密度，以致移动电话的开关键会成为不稳状态。所以在必须要求极高精度的位置时，相对使组立、检查等作业极费时间，尤其接点弹簧3的尺寸最近已倾向小型化。按例，对于保护部6的角度设为α25度(圆锥面底角)。
如图11B中为了降低复归荷重，将保护部6的角度(圆锥面底角)设为α15度；或如图11C所示将其半径方向长度缩短，以使复归荷重变小；但相对导致接点弹簧3完全反转所必要的移动距离变大。结果，开关操作时，在接点弹簧3完全反转之前，其边缘部10会碰到基板19的平面上，以致移动距离不足，而使发音动作不完全，甚至劣化它的触感。
在图11D中采用二段式保护部6，以充分确保移动距离，如此可以把第二段的弯曲角度(α-α′)，即屈曲部7a、7b的弯曲角度变小。结果虽然动作荷重N由半球形部5的中心稍为偏移位置，也不会使反转时的动作荷重N′力量变大，同时复归荷重也变小，让动作荷重N的操作范围广，发音动作的触感也比较良好。尤其保护部6设为两保护段6a、6b，各屈曲部7a、7b的角度也能较小，因此接点弹簧3在冲压加工工艺中，可以减少模具的损耗，并且荷重特性变化缩小，又无不稳状态，而能保持优秀的量产安定性。
图12表示图11A、B、C、D中接点弹簧3往复行程的移动距离S(横轴)与动作荷重N(纵轴)的特性表，其中图11B、C的接点弹簧3在完全反转以前，边缘部10已碰到基板19的平面上，以致移动距离不足，发音动作不完全。因此图11A、D的接点弹簧3是能充分的确保移动距离S，又能达到完全的发音动作。
在图13、图14所示实施例中，将多个接点弹簧3组立在移动电话，该等接点弹簧3的半球形部5凸侧面黏接有黏着膜20，使其凹侧对着印刷电路基板21表面，每个接点弹簧3的可动接点部8是对应印刷电路基板21的固定接点部13，而保护部6的端边则接触印刷电路基板21的接触片12。然后在此印刷电路基板21的平面上，由固定接点部13及接触片12构成导电系统。
本发明在接点弹簧可动接点部的凹陷部周围形成一边缘部，以线接触于固定接点部的表面，即使有微细尘埃附着，也由于接触压力大，而能确保电气性的安定接触状态，同时接点弹簧的可动接点部没有打孔，所以根本没有尘埃的侵入，尤其对于凹陷部周围会发生的拉力及压缩应力都比较能够控制，因此其边缘部不易产生裂痕，延长接点弹簧的寿命，所以能长时间保持安定的开关机能。
更可将接点弹簧的外周缘设制一段圆锥面保护部，使其在半球形部反转时，也保持反转前的型态，所以保护部的端边与接触片之间的电气性接触相当确实，电气特性安定。如保护部由二段以上形成的话，虽然屈曲部的角度小也能确保必要的行程移动距离，尤其按押处偏离半球形部的中心时，其往复动作触感不会劣化，同时由于外周部的二段弯曲形状因素，弯曲部分的压力也缩小，同时也减少接点弹簧的不稳状态。

Claims (5)

1.一种信号输入用开关，其特征在于：在可发音的半球形接点弹簧的内侧中央部分设为可动接点部，此可动接点部对应固定接点部进行接触或脱离，使可动接点部与固定接点部之间进行电气＂开＂或＂关＂状态；依上述可动接点部预设一凹陷部，在此凹陷部周围则形成边缘部，以接触固定接点部表面。
2.一种信号输入用开关，其特征在于：在开关盒内收纳一可发音的半球形接点弹簧，以及一压接于接点弹簧顶部且可沿其弹性变形方向自由位移的操作钮，此接点弹簧的外周部分接置于接触片，而接点弹簧的内侧中央部分设为可动接点部，此可动接点部对应开关盒内的固定接点部进行接触或脱离，使可动接点部与固定接点部之间进行电气＂开＂或＂关＂状态；依上述可动接点部预设一凹陷部，在此凹陷部周围则形成边缘部，以接触固定接点部表面。
3.如权利要求1或2所述的信号输入用开关，其特征在于：该可发音的半球形接点弹簧的中央部分设为半球形部，再由此半球形部的外周缘部形成一圆锥面保护部，使半球形部与保护部相接构成一环状屈曲部。
4.如权利要求3所述的信号输入用开关，其特征在于：该保护部至少由两组不同圆锥面形成两组保护段，使两组保护段之间及其与半球形部之间各相接构成一环状屈曲部。
5.如权利要求1或2所述的信号输入用开关，其特征在于：该可动接点部的凹陷部可设为圆形、椭圆形、多角形或星形。
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