-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kleinen Drucktastenschalter,
der durch Drücken
einer Steuertaste zu betätigen
ist.
-
Ein
allgemein bekannter Typ eines Drucktastenschalters ist im Allgemeinen
gebildet aus einem Gehäuse
mit einem feststehenden Kontakt auf dem inneren Boden gegenüber einer Öffnung desselben, einer
beweglichen Kontakteinrichtung, die auch als Metallkontakt bezeichnet
wird und die im Inneren des Gehäuses
untergebracht ist und in Berührung
mit dem feststehenden Kontakt sowie von diesem weg beweglich ist,
einem vertikal beweglichen Schaft, der auf der beweglichen Kontakteinrichtung
angeordnet ist, sowie aus einem Metallgehäuseteil, das auf dem Gehäuse derart
angeordnet ist, dass es die Öffnung überdeckt
und dadurch die nach oben gehende Bewegung des Schafts regelt.
-
Wenn
ein Betätigungsvorsprung
des Schafts, der einer Steuertaste in Druckbeaufschlagungsrichtung
gegenüber
liegt und durch eine Öffnung
des Gehäuses
hindurch nach außen
ragt, durch die Bodenfläche
der Steuertaste mit einer vorbestimmten Hubbewegungsstrecke gedrückt wird,
wird der zentrale Bereich der bogenförmigen beweglichen Kontakteinrichtung
unter Erzeugung eines spürbaren Gefühls invertiert
und mit dem feststehenden Kontakt in Berührung gebracht, wodurch der
Drucktastenschalter eingeschaltet wird. Wenn die auf die Steuertaste
ausgeübte
Drückkraft
im eingeschalteten Zustand aufgehoben wird, erfolgt aufgrund der
Tatsache, dass die invertierte bewegliche Kontakteinrichtung durch
ihre Eigenelastizität
in ihre ursprüngliche bogenförmige Gestalt
zurückkehren
kann, ein Trennen der Kontakteinrichtung von dem feststehenden Kontakt
sowie eine Rückkehr
derselben in den ausgeschalteten Zustand. Ferner wird der Schaft
in seine Ausgangsposition nach oben bewegt, indem er durch diese
bewegliche Kontakteinrichtung nach oben gedrückt wird. Die Ausgangsposition
des Schafts ist definiert durch die Berührung mit dem Metallrahmen, und
der Schaft ist durch den Metallrahmen auch daran gehindert, aus
dem Gehäuse
heraus zu fallen.
-
Bei
dem vorstehend genannten herkömmlichen
Drucktastenschalter wird bei Ausübung
einer exzessiven Drückkraft
auf die Steuertaste das vordere Ende des Schafts, das eine Reaktionskraft
von der beweglichen Kontakteinrichtung aufnimmt, in eine zusammengedrückte Formgebung
verformt, und dadurch wird der Arbeitshub beeinträchtigt,
und ferner erleidet die bewegliche Kontakteinrichtung eine plastische
Verformung, so dass sie nicht in der normalen Weise invertiert werden
kann, wobei dies die Gefahr einer Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit
mit sich bringt. Aus diesem Grund sind zum Beispiel Studien hinsichtlich
des Ausmaßes
angestellt worden, in dem Spannungen durch Ausbilden des vorderen
Endes des Schafts nach Art eines Zylinders eliminiert werden können. Da
in diesem Fall kein positives spürbares
Gefühl
auf den Finger der Bedienungsperson übertragen wird, wird jedoch
die Betätigbarkeit
merklich beeinträchtigt.
Ferner ist es zwar möglich,
die mechanische Festigkeit durch Verwendung größerer Teile für den Schaft
und die bewegliche Kontakteinrichtung zu erhöhen, jedoch ist dies nicht
bevorzugt, da dies die Miniaturisierung des Drucktastenschalters
behindert.
-
Ein
herkömmlicher
Drucktastenschalter ist in dem europäischen Patent Nr. EP-A-0423924 offenbart.
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines
kleinen Drucktastenschalters mit hoher Zuverlässigkeit, bei dem ein Schaft
und eine bewegliche Kontakteinrichtung selbst dann keine elastische
Verformung erleiden, wenn eine übermäßige Drückkraft
auf eine Steuertaste ausgeübt
wird.
-
Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Drucktastenschalter
geschaffen, mit einem Gehäuse
mit einem feststehenden Kontakt auf dem inneren Boden gegenüber einer Öffnung desselben,
mit einer beweglichen Kontakteinrichtung, die im Inneren des Gehäuses untergebracht ist
und in Berührung
mit dem feststehenden Kontakt sowie von diesem weg beweglich ist,
und mit einem vertikal beweglichen Schaft, der auf der beweglichen Kontakteinrichtung
angeordnet ist und einen Betätigungsvorsprung
aufweist, der durch die Öffnung
hindurch von dem Gehäuse
nach oben ragt, wobei die be wegliche Kontakteinrichtung mit dem
feststehenden Kontakt in Berührung
gebracht wird, indem der Betätigungsvorsprung
des Schafts durch eine Steuertaste mit einer vorbestimmten Hubbewegungsstrecke
gedrückt
wird, wobei das Gehäuse
mit einem Anschlagbereich versehen ist, der von dem Rand der Öffnung in
Richtung auf die Steuertaste ragt, und wobei der Anschlagbereich
mit der Steuertaste in Berührung
gebracht wird, wenn der Schaft für
ein erforderliches Ausmaß von
der Steuertaste gedrückt
wird; wobei ein Metallrahmen zum teilweisen Überdecken der Öffnung und
Begrenzen der nach oben gehenden Bewegung des Schafts an dem Gehäuse angebracht ist
und der äußere Bereich
des Anschlagbereichs von der Außenfläche der
Seitenwand des Gehäuses
vorsteht und eine Montageöffnung
des Metallrahmens festhält.
-
Bei
dem auf diese Weise ausgebildeten Drucktastenschalter kann aufgrund
der Tatsache, dass der Schaft nicht weiter nach innen gedrückt werden
kann, nachdem die Steuertaste mit dem Anschlagbereich des Gehäuses in
Berührung
tritt, der tiefste zu drückende
Punkt der Steuertaste bzw. die tiefste durch Drücken zu erreichende Position
derselben durch den Anschlagbereich definiert werden. Es besteht
somit keine Gefahr, dass der Schaft und die bewegliche Kontakteinrichtung
eine plastische Verformung erleiden, wenn eine übermäßige Drückkraft auf die Steuertaste
ausgeübt
wird, so dass es möglich
wird, eine hohe Zuverlässigkeit
ohne Behinderung der Miniaturisierung des Drucktastenschalters zu
erzielen. Da ferner der Anschlagbereich, der in integraler Weise
mit dem Gehäuse
ausgebildet ist, mit hoher Positioniergenauigkeit in Bezug auf den
feststehenden Kontakt und die bewegliche Kontakteinrichtung in dem
Gehäuse
festgelegt werden kann, lässt
sich der tiefste Punkt der Steuertaste durch den Anschlagbereich
exakt auf eine derartige Höhe
einstellen, dass ein angemessenes Drücken des Schafts ermöglicht ist.
-
Ferner
kann der Anschlagbereich mit einer Funktion zum Definieren der tiefsten
Stelle der Steuertaste ausgestattet werden sowie auch mit einer Funktion,
bei der er als Hakenbereich bzw. Einhakbereich für die Anbringung des Metallrahmens
dient.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf
einen Drucktastenschalter, der nicht gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgebildet ist.
-
2 zeigt eine Seitenansicht
des in 1 gezeigten Drucktastenschalters.
-
3 zeigt eine Schnittdarstellung
entlang der Linie A-A der 1.
-
4 zeigt eine Schnittdarstellung
entlang der Linie B-B der 1.
-
5 zeigt eine auseinandergezogene
Perspektivansicht des Drucktastenschalters gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden lediglich anhand eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
-
Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt
eine Draufsicht auf einen Drucktastenschalter, der nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist, 2 zeigt
eine Seitenansicht des in 1 gezeigten
Drucktastenschalters, 3 zeigt eine
Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 1, und 4 zeigt
eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B der 1.
-
Der
in diesen Figuren dargestellte Drucktastenschalter besitzt in erster
Linie ein Gehäuse 1,
das in einem Stück
durch Formen gebildet ist und einen feststehenden Kontakt 2,
der sich auf dem inneren Boden gegenüber einer Öffnung 1a befindet,
sowie von den Seiten des Gehäuses 1 nach
außen
geführte Anschlüsse 3 aufweist,
eine bewegliche Kontakteinrichtung 4, die auch als Metallkontakt
bezeichnet wird und die im Inneren des Gehäuses 1 untergebracht
ist und in Berührung
mit dem feststehenden Kontakt 2 sowie von diesem weg beweglich
ist, sowie einen vertikal beweglichen Schaft 5, der auf
der beweglichen Kontakteinrichtung angeordnet ist und einen Betätigungsvorsprung 5a aufweist,
der durch die Öffnung 1a hindurch
von dem Gehäuse 1 nach
oben ragt. Der Drucktastenschalter ist in Drückrichtung einer Steuertaste 7 gegen überliegend
angeordnet. Ein Paar ein Herausfallen verhindernder Bereiche 1b zum
Verhindern eines Herausfallen des Schafts 5 durch Begrenzen
der nach oben gehenden Bewegung des Schafts 5 sowie ein
Paar Anschlagbereiche 1c zum in Berührung Treten mit der Steuertaste 7, wenn
die Steuertaste 7 den Schaft 5 in einem erforderlichen
Ausmaß drückt, ragen
von dem die Öffnung 1a umschließenden oberen
Endbereich des Gehäuses 1 weg,
und zwar unter der Voraussetzung, dass die Höhe der oberen Oberflächen der
Anschlagbereiche 1c im Konstruktionsstadium des Gehäuses 1 exakt
auf einer gewünschten
Höhe platziert
wird, so dass die Bodenfläche
der Steuertaste 7 den Betätigungsvorsprung 5a des
Schafts 5 in angemessener Weise drücken kann. Das heißt, da der
tiefste zu drückende
Punkt der Steuertaste 7 durch die Höhe der oberen Oberflächen der
Anschlagbereiche 1c geregelt wird, wird die Höhe der Anschlagbereiche 1c passend
eingestellt, so dass die bewegliche Kontakteinrichtung 4 in
sicherem Kontakt mit dem feststehenden Kontakt 2 steht,
ohne dass irgendeine Spannungskonzentration auf dem Schaft 5 und
der beweglichen Kontakteinrichtung 4 hervorgerufen wird, wenn
die Oberseite des Schafts 5 auf ihre tiefste Position nach
unten gedrückt
wird.
-
Im
Folgenden wird die Arbeitsweise dieses Drucktastenschalters beschrieben.
In dem in den 3 und 4 dargestellten ausgeschalteten
Zustand wird dann, wenn der Betätigungsvorsprung 5a des Schafts 5 durch
die Bodenfläche
der Steuertaste 7 mit einer vorbestimmten Hubbewegungsstrecke
gedrückt
wird, der zentrale Bereich der bogenförmigen beweglichen Kontakteinrichtung 4 unter
Erzeugung eines spürbaren
Gefühls
invertiert bzw. umgekehrt und mit dem feststehenden Kontakt 2 in
Berührung gebracht.
Das spürbare
Gefühl
wird zu der Bedienungsperson übertragen,
die die Steuertaste 7 mit einem Finger drückt, und
gleichzeitig wird der Drucktastenschalter eingeschaltet. Wenn die
auf die Steuertaste 7 ausgeübte Drückkraft im eingeschalteten Zustand
aufgehoben wird erfolgt aufgrund der Tatsache, dass die invertierte
bewegliche Kontakteinrichtung 4 durch ihre Eigenelastizität in ihre
ursprüngliche
gekrümmte
Formgebung zurückkehren
kann, ein Trennen der Kontakteinrichtung 4 von dem feststehenden
Kontakt 2 sowie eine Rückkehr
derselben in den ausgeschalteten Schalterzustand. Ferner wird der
Schaft 5 durch die bewegli che Kontakteinrichtung 4 nach
oben gedrückt
und dadurch in seine in den 3 und 4 dargestellte Ausgangsposition
nach oben bewegt.
-
Gemäß der Konstruktion
dieses Drucktastenschalters kann der Schaft 5 nicht weiter
eingedrückt
werden, nachdem die Steuertaste 7 mit den Anschlagbereichen 1c des
Gehäuses 1 in
Berührung tritt,
d. h. der tiefste zu drückende
Punkt der Steuertaste 7 wird durch die Anschlagbereiche 1c geregelt. Da
ferner die Höhe
der oberen Oberflächen
der Anschlagbereiche 1c, die in integraler Weise mit dem Gehäuse 1 ausgebildet
sind, in Bezug auf den feststehenden Kontakt 2 und die
bewegliche Kontakteinrichtung 4 in dem Gehäuse 1 mit
hoher Positioniergenauigkeit festgelegt werden kann, wird der tiefste Punkt
der Steuertaste 7 durch die Anschlagbereiche 1c exakt
auf eine derartige Höhe
gesetzt, dass der Schaft 5 angemessen gedrückt werden
kann, wie dies vorstehend erläutert
worden ist. Selbst wenn eine exzessive Drückkraft auf die Steuertaste 1 aufgebracht
wird, besteht somit aufgrund der Tatsache, dass die Steuertaste
von dem Gehäuse 1 über das Paar
der Anschlagbereiche 1c aufgenommen ist, keine Gefahr,
dass der Schaft 5 und die bewegliche Kontakteinrichtung 4 eine
plastische Verformung erleiden, die aus einer solchen übermäßigen Kraft
resultiert. Ferner kann bei dieser Konstruktion, bei der die Anschlagbereiche 1c von
dem Gehäuse 1 weg ragen,
die nach oben und unten gehende Bewegung des Betätigungsvorsprungs 5a des
Schafts 5 durch die Anschlagbereiche 1c geführt werden,
wie dies in 4 gezeigt
ist. Somit ist der Schaft 5 selbst dann an einem Kippen
gehindert, wenn die Steuertaste 7 an ihrem Rand gedrückt wird,
wobei dies die Zuverlässigkeit
steigert.
-
5 zeigt eine auseinandergezogene
Perspektivansicht eines Drucktastenschalters gemäß der vorliegenden Erfindung.
Komponenten, die in den 1 bis 4 dargestellten Komponenten
entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
Bei
dem in 5 gezeigten Drucktastenschalter
ist an dem Gehäuse 1 ein
Metallrahmen 6 angebracht, der die Öffnung 1a teilweise überdeckt, um
die nach oben gehende Bewegung des Schafts 5 zu begrenzen.
Die ein Herausfallen verhindernden Bereiche 1b der vorstehend
erläuterten
Ausführungsform
sind weggelassen, und die Anschlagbereiche 1c sind in ihrer
Formgebung etwas anders ausgebildet als die der vorstehenden Ausführungsform. Das
heißt,
die äußeren Bereiche
der Anschlagbereiche 1c sind in Form von Hakenbereichen 10c ausgebildet,
die von den Außenflächen der
Seitenwände des
Gehäuses 1 unter
Bildung von Überhängen hervorstehen,
und eine Montageöffnung 6a des
Metallrahmens 6 ist durch die Hakenbereiche 10c festgehalten.
Selbst wenn eine Biegelänge
L des Metallrahmens 6 beträchtlich kürzer gewählt ist als die normale Länge, kann
der Metallrahmen 6 sicher an dem Gehäuse 1 angebracht werden.
Da ferner die Distanz zwischen einem Schaltungssubstrat, auf dem
der Drucktastenschalter in Oberflächenmontage angebracht wird,
und dem Metallrahmen 6 unter Verkürzung der Biegelänge L und
dadurch erfolgende Vergrößerung der
Distanz zwischen dem unteren Ende des Metallrahmens 6 und
der Bodenfläche
des Gehäuses 1 erhöht wird,
können
ein Versagen der Isolierung und das Eintreten von Flussmittel in
zuverlässigerer
Weise verhindert werden.
-
Während die
vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist,
versteht es sich, dass sich dem Fachmann Modifikationen erschließen, ohne
dass dieser den Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert
ist, verlässt.