在用于打开或关闭诸如便携式电话之类的各种电子设备的按钮开 关中使用了圆顶形弹簧。为了通过操作开关实现与固定触点的接触， 在压力载荷的作用下，圆顶形弹簧的形状必需发生多次变形。因此， 在这种圆顶形弹簧中使用了薄的不锈钢片。
图1图示了按钮开关的一种实施例。在这里，对于按钮开关或者 开关板101，圆顶形弹簧102固定在印刷布线基板105的环形固定触 点106上，通过粘结剂103与塑料片104粘结在一起。圆顶形弹簧102 通常由薄的不锈钢板制成。当通过位于圆顶形弹簧102中心上方的致 动器107并经过塑料片104按下弹簧102时，弹簧102向内变形与电 路导体108接触，从而导致固定触点106和电路导体108之间通电。 这种技术在2002-216582号日本专利公开中有所披露。
对于这种开关，优选地，当反复执行这种开关操作时，致动器107 按下圆顶形弹簧102的中心区域。然而，很容易发生致动器107的位 置无法相对圆顶形弹簧102对齐的情况。使用的设备越小，这种现象 越容易发生。因此有必要考虑适于日益增多的微型设备的解决方法。 由于位置无法对齐的这种原因，当使用电子设备(例如便携式电话) 时就能够感受到非平滑的触觉反应，因而有一种不舒服的感觉。手指 不能感受到开关被按下的独特感觉。这种现象称作按下感觉，可以用 按下比例来表示。按下比例表示为(P1-P2)/P1×100，其中(P1)是 图3中图示的圆顶形弹簧的载荷-位移曲线中的最大值a的载荷，而 (P2)是最小值b的载荷。这个表达式显示了按下感觉。当按下比例 降低时，按下感觉随之降低。优选情况下按下比例为30％或者略大一 点。
已经研究了实现高的按下比例的不同结构。然而，到目前为止， 还没有取得满意的效果。(例如，参见2001-135189号日本专利公开和 2000-188036号日本专利公开)。进一步，如上面提及，随着电子设备 (例如便携式电话)越来越小，圆顶形弹簧也相应减小。同样，所含 的致动器的最大精度约为0.5毫米。这使得由于圆顶形弹簧和致动器 之间的不对齐而导致的按下感觉降低的问题更难以解决。进一步，形 成圆顶形弹簧的零件必需更耐用、寿命更长。所以需要解决这些问题 的技术。
图2A和2B图示了圆顶形弹簧102的实施例的一个放大视图。
图2A中的弹簧是所使用的更为标准的一个。图2B中的弹簧具有一个 向上突出物109。包括这种向上的突出物形式的开关是这样一种开关， 其中当从偏离中心的一点向下压时，按下感觉相对来说比较难以进一 步变差。众所周知，这种开关装入电子设备后，当致动器按下后，如 果按下的位置指向偏离圆顶形弹簧中心的位置，不会导致按下操作的 感觉变差。然而，包括图2B所示的圆顶形弹簧的开关经常会出现向 上突出物109被埋藏在塑料片104中(图1)，导致圆顶形弹簧102的 按下偏离位置。
在上述的开关中，有一种可多向操纵的开关，它具有方向键和执 行键。通过一个致动器，这种可以多向操纵的开关可以在十字形或者 中心零件的各个方向上按下。这种多向操纵开关在11-331329号日本 专利公开的图1、3、4和5中有图示，被称作多功能键。
同样是这种多功能键，当按照所述反复执行按下操作时，同样会 产生位置偏离的问题，并导致不舒服的按下感觉。仍然需要满足这些 日益增加的微型设备的需求的技术，目前来说还没有满意的答案。

本发明解决了上述这些影响在先技术工艺的问题。本发明的目的 是实现一种用于使用弹簧元件的开关板的结构，其中即使对于微型设 备，弹簧元件也可以确定地在中心零件上完全按下。进一步，本发明 的目的是提供一种开关板以及使用这种开关板的一种开关，除了耐用 和使用寿命长以外，在对开关进行操作时，可以使微型设备实现改进 的按下比例和很好的按下感觉。
本发明的另一个目的是实现一种用于使用弹簧元件的可多向操纵 的开关板的结构，其中即使对于微型设备，弹簧元件也可以确定地在 中心零件上完全按下。进一步，本发明的目的是提供一种可多向操纵 的开关板以及使用这种开关板的一种可多向操纵的开关，这种开关使 得诸如便携式电话之类的电子设备在对开关进行操作时，具备改进了 的按下比例和良好的按下感觉。
按照本发明的一个方面，为了实现这些目的，本发明提供了一种 开关板，该开关板包括一个弹簧元件；一个由所述弹簧元件的外表面 支撑的树脂板；和一个邻近所述树脂板的高刚性元件，该元件包括一 个向着所述弹簧元件的中心部分突出的突出部分。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常是圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在所述弹簧元件之上，突出部分与所述树脂 板接触，突出部分与所述树脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过 粘结剂粘结在所述弹簧元件上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一个开关板，该开关板包括 一个弹簧元件，一个由所述弹簧元件的外表面支撑的树脂板，和一个 邻近所述树脂板的高刚性元件，该元件包括一个向着所述弹簧元件的 中心部分突出的突出部分和一个邻近所述树脂板的圆周部分。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常是圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在所述弹簧元件之上，突出部分与所述树脂 板接触，突出部分与所述树脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过 粘结剂粘结在所述弹簧元件上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种开关板，该开关板包括 多个按照确定间隔布置的弹簧元件，一个由所述弹簧元件的外表面支 撑的树脂板，和一个邻近所述树脂板的高刚性元件，该元件包括多个 突出部分，每个突出部分向着每个所述弹簧元件的中心部分突出。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常是圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在多个所述弹簧元件中的每个之上，多个突 出部分中的每个与所述树脂板接触，多个突出部分中的每个与所述树 脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过粘结剂粘结在多个所述弹簧 元件上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种开关板，该开关板包括 一个树脂板，一个在外表面上支撑所述树脂板的弹簧元件，所述弹簧 元件包括一个转动对称轴，和一个在所述树脂板附近的高刚性元件， 其中所述树脂板包括一个围绕由所述弹簧元件支撑的部分的平坦部 分，所述高刚性元件进一步包括一个向着所述弹簧元件突出的突出部 分和一个固定在所述树脂板的平坦部分上的圆周部分，和沿着所述突 出部分的伸展方向的一根轴线，该轴线与弹簧元件的所述转动对称轴 对齐。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常为圆顶形，所述弹簧元件 的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述突 出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，树脂板完全覆盖所述 弹簧元件，树脂板向外伸展并超出所述弹簧元件的外圆周，所述高刚 性元件的圆周部分和所述树脂板相互固定在一起，所述高刚性元件的 圆周部分和所述树脂板通过一个它们之间的塑料板相互固定，所述高 刚性元件的突出部分的远端与覆盖所述弹簧元件的树脂板接触，高刚 性元件由金属片制成，突出部分通常为直径在0.5到3.0毫米之间的 圆柱形，所述突出部分的横截面形状是盘底形、梯形、矩形、圆柱形 或者三角形，金属片构成的高刚性元件的形状是通过对金属片进行挤 压加工而成形的，突出部分与所述树脂板隔开一个预定的距离，树脂 板通过粘结剂粘结在所述圆顶形弹簧上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种用于具有一个执行键和 一个方向键的可多向操纵的开关的开关板，该开关板包括多个定位为 与执行键和方向键对应的弹簧元件，一个由所述弹簧元件的外表面支 撑的树脂板，和一个邻近所述树脂板的高刚性元件，该元件包括多个 突出部分，形成每个突出部分的位置对应于每个所述弹簧元件的中心 部分，和一个连接到所述树脂板上的圆周部分。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常是圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在多个所述弹簧元件中的每个之上，多个突 出部分中的每个与所述树脂板接触，多个突出部分中的每个与所述树 脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过粘结剂粘结在多个所述弹簧 元件上，弹簧元件通常以十字形配置，其中所述弹簧元件中的一个位 于所述十字形的中心，而所述弹簧元件中的其它几个位于离开中心的 四个方向的指定位置上，高刚性元件形成一种具有两条线的正方形配 置，所述两条线相互垂直并在所述正方形的中心交叉，而且高刚性元 件只在所述具有两条线的正方形配置的四个角上与树脂板连接，并且 在它们之间配置有一个塑料板。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种开关，该开关包括一个 基板，该基板包括一个固定触点和一个配置在基板上的电路，一个弹 簧元件通过所述固定触点放置在所述基板的表面上，一个由所述弹簧 元件的外表面和所述基板的表面支撑的树脂板，一个邻近所述树脂板 放置并且由一个支撑元件支撑的高刚性元件，该元件包括一个向着所 述弹簧元件中心部分突出的突出部分，以及一个邻近高刚性元件的致 动器，这样该致动器就可以通过所述高刚性元件压下所述弹簧元件的 中心部分使其通电。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常为圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在所述弹簧元件之上，突出部分与所述树脂 板接触，突出部分与所述树脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过 粘结剂粘结在所述弹簧元件上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种开关，该开关包括一个 基板，该基板包括一个固定触点和一个配置在基板上的电路，多个弹 簧元件通过所述固定触点放置在所述基板的表面上，一个由所述弹簧 元件的外表面和所述基板的表面支撑的树脂板，一个邻近所述树脂板 放置并且由一个支撑元件支撑的高刚性元件，该元件包括多个向着所 述弹簧元件突出并且分别对应于每个所述弹簧元件的中心部分的突出 部分，以及一个邻近高刚性元件的致动器，这样该致动器就可以通过 所述高刚性元件压下所述弹簧元件的中心部分使其通电。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常为圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在多个所述弹簧元件的每个之上，所述多个 突出部分中的每个与所述树脂板接触，所述多个突出部分中的每个与 所述树脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过粘结剂粘结在多个所 述弹簧元件上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种开关，该开关包括一个 基板，该基板包括一个固定触点和一个配置在基板上的电路，一个具 有一个转动对称轴的弹簧元件，并且配置在所述基板上以便一个外圆 周与所述基板的表面接触，一个由所述弹簧元件的外表面和所述基板 的表面支撑的树脂板，一个邻近所述树脂板并且由一个支撑元件支撑 的高刚性元件，一个邻近所述高刚性元件并且完全沿着所述转动对称 轴的致动器，其中如果所述致动器沿所述转动对称轴移动，所述弹簧 元件通过所述高刚性元件压下并接触所述电路，所述树脂板具有一个 与所述基板表面连接的平坦部分，所述高刚性元件进一步包括一个向 着弹簧元件突出的圆柱形突出部分和一个与所述树脂板的平坦部分连 接的圆周部分，其中所述圆柱形突出部分的轴线与所述圆顶形弹簧的 转动对称轴对齐。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常是圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在所述弹簧元件之上，突出部分与所述树脂 板接触，突出部分与所述树脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过 粘结剂粘结在所述弹簧元件上。
按照本发明的另一方面，本发明提供一种可多向操纵的开关，该 开关包括一个印刷布线基板，该基板具有一个固定触点和一个配置在 基板上面的电路；多个通常配置形成一个十字形并通过所述固定触点 连接在所述印刷布线基板上的弹簧元件，该元件还在外表面上支撑着 一个树脂板；一个邻近所述弹簧元件并且通过塑料板连接在所述树脂 板上的高刚性元件，所述刚性元件包括多个向着所述弹簧元件突出并 对应于每个所述弹簧元件的中心部分的突出部分；以及一个放置在所 述刚性元件的与所述突出部分相对的一侧上的致动器。
按照本发明的另一方面，弹簧元件通常是圆顶形的，所述弹簧元 件的外表面是所述圆顶形的凸起侧，高刚性元件是完全平坦的，所述 突出部分从所述高刚性元件上完全垂直地突出来，高刚性元件由金属 片制成，树脂板完全覆盖在多个所述弹簧元件中的每个之上，多个突 出部分中的每个都与所述树脂板接触，多个突出部分中的每个与所述 树脂板隔开一个预定的距离，而树脂板通过粘结剂粘结在所述弹簧元 件上。

通过参照附图对按照本发明的合适的实施例进行解释，将更加清 楚本发明的上面所描述的和其它的目的和结构，其中：
图1是按照在先技术的一种开关的示意性横截面视图；
图2A和图2B是按照在先技术用在开关板中的圆顶形弹簧的示 意性横截面视图；
图3是一个图表，显示在先技术中圆顶形弹簧的载荷-位移曲 线；
图4A是按照本发明的开关的第一示范性实施例的示意性横截面 视图；
图4B是图4A中所示开关的开关板的示意性横截面视图；
图5是一个图表，显示按下比例和通过示范性的对照刚性元件完 成的按键频率之间的关系；
图6是一个图表，显示按下比例和一种示范性刚性元件的突出部 分的直径之间的关系；
图7A、7B和7C是按照本发明的刚性元件的示范性突出部分的 示意性横截面视图；
图8是按照本发明的开关的第二示范性实施例的透视图；
图9A是图8中所示的开关沿A-A线的示意性横截面视图；
图9B是图9A中所示示范性开关板的示意性横截面视图；
图10A是按照本发明的示范性可多向操纵开关的示意性横截面视 图；
图10B是图10A所示开关的示范性开关板的示意性横截面视图；
图11是按照十字形配置的圆顶形弹簧从下方看的示意性视图；
图12是按照具有两条线的正方形配置的示范性金属片元件从下 方看的示意性视图，两条线中的一条水平延伸，一条垂直延伸，相交 于正方形的中心；
图13A是一个图表，显示按照本发明第一示范性实施例实验测量 的结果；
图13B和图13C是显示对照例子的实验结果的图表；
图14是一个图表，显示中心键和侧键的按下比例。

现在将参照附图描述本发明的示范性实施例。所描述的示范性实 施例是为了帮助理解本发明，而不准备在任何方面限制本发明的范 围。所使用的相同数字代表相同的零件。
现在将描述按照本发明的开关的第一示范性实施例。通常，在第 一实施例的开关中，一个开关板包括一个圆顶形弹簧(弹簧元件)， 弹簧上面通过粘结剂粘结有树脂薄板(树脂板)，该弹簧通过基板上 的一个固定触点配置在基板的表面上，而在它的上面配置一个致动 器，该致动器可以按下圆顶形弹簧的中心部分从而使之导电。在这种 开关中开关板包括一个圆顶形弹簧，粘结在圆顶形弹簧上的薄板，和 固定在确定位置上的金属片元件(高刚性元件)，该元件在与圆顶形 弹簧的中心部分对应的部分上具有一个向下的突出部分。在这种结构 中，致动器可以确定地按下圆顶形弹簧的中心部分，使之与电路的触 点接触而导致通电。进一步，这使得具有改进的按下比例和良好的按 下感觉的电子设备更适合于实现微型化的设备，并且针对完成按下操 作的频率提供了优越的耐用性。
特别是，如图4A所示，开关200具有一个开关板1，开关板具 有圆顶形弹簧2，弹簧上具有通过粘结剂3粘结的树脂板4；圆顶形 弹簧2放置在基板5的固定触点6之上。致动器7配置在开关板1的 上端部分上，这样致动器可以按下弹簧2的中心部分，导致触点6和 基板5上的电路导体8之间通电。特别是，在这种开关200中，开关 板1包括圆顶形弹簧2，粘结在弹簧2上的树脂板4和固定在确定位 置上的金属片元件9。这个金属片元件9加工后具有向下的突出部分 10，该部分精确地位于弹簧2的上方。在这种结构中，致动器7将确 定地按下弹簧2的中心部分，导致与电路导体8的接触并导致固定触 点6和电路导体8之间的接触。进一步，这使得电子设备具有改进的 按下比例和按下感觉，适于实现微型化的设备，并针对完成按下操作 的频率提供优越的耐用性。
甚至当致动器导致位置偏离的情况下，突出部分10也会确定地 按下圆顶形弹簧2的中心部分，并导致电路导体8通电。这使得诸如 便携式电话之类的微型设备能够实现改进的按下比例和按下感觉。进 一步，当具有突出部分10的金属片元件9固定在圆周部分上后，通 过两个表面上都具有粘结剂层11的塑料薄板粘结在树脂板4上，就 可以形成占用小的空间并具有高度灵敏性的开关。还有，从生产成本 的角度来看，使用挤压工艺进行加工即具有成本效益，又很实际。
圆顶形弹簧2可以由金属片制成，并且可以在中心区域具有一个 圆顶形的零件，还可以具有至少一对相对的圆形突出部分，该部分或 者平行突出或者在每个圆顶零件的底部外圆周区域略微向上的方向上 突出。在使用这种结构的圆顶形弹簧2的开关板1中，即使弹簧2微 型化使其外径约为3到4毫米，也不会在按下时由于形状改变而导致 扭曲，并且在完成按下操作的频率方面其耐用性不会变差。基本上， 即使其外径为4毫米或者更小，在载荷P1为2.0牛顿或者更大的情况 下进行多大一百万次的按下，也不会出现撕裂。使用这种圆顶形弹簧 2的开关板2具有优越的耐用性。再者，在这种实施例中，圆形突出 部分高度为200微米或者更小，宽度为0.3到1.0毫米。进一步，在 这种实施例中，在布线基板5上的固定触点6的侧面的加工过程中， 突出的圆形部分不会出现毛刺。具有这些尺寸不会出现大的变形，因 此针对按下次数的耐用性不会变差。
现在将对按照本发明的开关板的第一示范性实施例进行描述。通 常，这种开关板具有一个圆顶形弹簧，树脂板通过粘结剂粘结在这个 圆顶形弹簧的外表面上，金属片元件位于这个树脂板的外侧，并且具 有一个与圆顶形弹簧的中心部分对应的向下的突出部分。特别是，在 这种实施例中，开关板具有一个一个圆顶形弹簧，树脂板粘结在弹簧 的表面上，金属片元件位于上方并且在精确地位于圆顶形弹簧的中心 部分上方的位置上具有一个向下的突出部分，金属片元件的圆周部分 通过塑料薄板和粘结剂固定在围绕圆顶形弹簧的树脂板的一部分上。 这种结构即使在微型圆顶形弹簧中也能有效地进行操作。进一步，圆 顶形弹簧可以确定地按下中心部分。再者，这种实施例实现了一种适 于使用在微型设备中的开关板，另外还具有高的耐用性和长的使用寿 命，具有改进的按下比例和良好的按下感觉。
现在将参照图4B详细描述这种实施例。在图4B中，例如，开 关板2适于安装在印刷布线基板5的固定触点6上。基本上，可以由 某种树脂材料加工的树脂板4通过粘结剂3粘结在圆顶形弹簧2的外 表面上。圆顶形弹簧2可以通过凸起侧的整个外表面粘结在树脂板4 上。金属片元件9在对应于圆顶形弹簧2的中心部分的位置上形成一 个突出部分10，它本身的配置便于致动器7能够确定地按下圆顶形弹 簧2的中心部分。在这种实施例中，金属片元件9的圆周部分通过塑 料薄板12和粘结剂11粘结并固定在树脂板4上的确定位置上。在使 用这种结构的开关板2的开关中，圆顶形弹簧2的中心部分可以确定 地被致动器按下。因此，圆顶形弹簧2与电路导体8接触，导致在固 定触点6和电路导体8之间通电。
特别是，通常由于其稳定性，在圆顶形弹簧2中使用厚度为40 到80微米的不锈钢薄板。树脂板4，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)制成，粘结在弹簧2的表面上，其厚度为25到100微米。这 个树脂板4通过粘结剂3粘结在圆顶形弹簧2上，其圆周部分固定在 基板5和固定触点6上。对于粘结剂3没有特殊的要求，任何通常这 样使用的物质都可接受。金属片元件9具有一个向下形成的突出部分 10，安装在树脂板4的上方，并且其突出部分10位于弹簧2的中心 部分的上方。这个金属片元件9，例如由不锈钢制成，厚度为30到100 微米。
制造这种金属片元件9的一种合适的材料是高刚性材料，基本上 是杨氏模量在70到200GPa之间的金属。具有这种杨氏模量的金属包 括不锈钢和铜合金，例如黄铜或者磷青铜、铝或者铝合金。为了向开 关板提供所需的按下感觉、耐用性和耐腐蚀性，可以使用不锈钢。
图5显示所用不锈钢的耐用性。所进行的按键试验显示了按键次 数(按下频率)和按下比例之间的关系，其中金属片9为厚50微米 的不锈钢薄板，它的上面形成一个高0.14毫米直径为2.0毫米的突出 部分，与热硬化树脂的薄板元件形成的相同尺寸的突出部分一致。使 用直径为2毫米的铝棒(致动器)来按键，重复的按下载荷为5牛顿。 图5显示的结果表示使用不锈钢金属片元件9，即使在按下频率为一 百万次时按下比例也不会变差。这是一个非常高的值。与此相比，所 测试的热硬化树脂在按下频率增加时按下比例会变差，当超过一百万 次时，按下比例降低到35％。这是因为突出部分的直径与按下频率的 增加相一致，其高度的降低会产生形状的改变。然而与此相比，当测 试不锈钢金属片元件时，不会出现明显的形状改变，这表明这是一种 具有优越的耐用性的材料。
在这种实施例中，金属片元件的突出部分10具有1毫米的直径 和0.2到1.0毫米的高度。在这种尺寸下，可以获得舒适的按下感觉， 即使在致动器为1.5到2.0毫米、由硅胶或者聚碳酸酯制成的情况下。 使用具有直径指定为这些尺寸的突出部分10的金属片元件，即使当 致动器按下的位置没有与圆顶形弹簧2的中心部分对齐的情况下，由 于金属片元件9的刚性，突出部分10也会按下弹簧2的中心部分。 这意味着使用这些尺寸的元件，可以获得一种具有良好按下感觉和高 的按下比例的舒适开关。
图6显示使用外径为4毫米的圆顶形弹簧2时按下比例和突出部 分10的直径之间的关系。如果突出部分的直径小于0.5毫米或者大于 3毫米，按下比例将降低到35％，表示按下特性或者按下感觉变差。 当突出部分的直径小于0.5毫米时，除了突出部分具有较低的耐用性 外，生产工艺也变得困难。当突出部分的直径超过3.0毫米时，围绕 并支撑突出部分10的金属片元件9的基础部分9a将过度小，耐用性 程度也将变差。因此，使用的金属片元件的突出部分10的直径为0.5 到3.0毫米。
金属片元件9的突出部分10的横截面可以是盘底形、梯形、矩 形、圆柱形和三角形的。按照这种样式成形后，致动器的按下将确定 地按在圆顶形弹簧2的圆顶的顶部上。所使用的基本形状显示在图 4A、7A和7B中。
通过金属挤压的工艺成形金属片元件9是很实际的。例如，所希 望的具有向下的突出部分10的金属片元件9可以通过挤压工艺完成， 该工艺中使用具有凹坑的底模和具有对应于凹坑的突出部分的顶模。 这种挤压工艺不需要复杂形状的模具，因而在生产成本方面具有优 势。例如，在图7C中显示的突出部分的形式可以通过机械加工成形。 因此，成形这种金属片元件9的方法不需要只限制为挤压工艺。
现在将再次参照图4B对圆顶形弹簧2和粘结在弹簧2的外表面 上的树脂板4进行详细描述。在这种实施例中，圆顶形弹簧的粘结剂 3和树脂板4伸展超过圆顶形弹簧2的外边缘而到达外部区域。当按 照这种方式构造时，树脂板4可以粘结在基板5上以便即使当通过致 动器进行反复按下时，圆顶形弹簧2都很难脱离固定触点6的位置。
在这种实施例中，金属片元件9和树脂板4的圆周部分相互固定 在一起。这就为开关板1提供了一种稳定的机构，其中突出部分10 不会由于致动器的反复按下而发生从圆顶形弹簧2的圆顶的中心部分 偏离到没有对齐的位置，因而允许开关板1实现高的按下比例。使用 具有这种形式的开关1，即使致动器导致了位置的偏差，突出部分10 仍然能够确定地按下弹簧2的中心部分，发生与电路导体8的接触。 在这种方式中，诸如便携式电话之类的微型设备具有良好的按下感 觉，并且能够实现改进的按下比例。
金属片元件9和树脂板4在圆周部分的固定可以通过在两个表面 上都具有粘结剂11的塑料薄板12来实现。按照这种方式，除了突出 部分10和圆顶形弹簧2的顶点部分之间的间隙即使在致动器反复按 下的情况下也保持不变以外，还能实现具有良好按下比例的开关板1 和更稳定的结构。具有这种类型的开关板，即使致动器导致位置的偏 离，突出部分10仍然能够确定地按下弹簧2的中心部分，导致与电 路导体8之间通电。按照这种方式，可以实现诸如便携式电话之类的 微型设备具有良好的按下感觉和改进的按下比例。进一步，通过由PET 制成的、两面上都具有粘结剂层11的薄的塑料薄板12形成的粘结， 使得能够实现占用空间小、灵敏度高的开关板。
金属片元件9的向下突出部分10的尖端可以与覆盖圆顶形弹簧 2的树脂板4接触。这是因为当金属片元件9的突出部分10与弹簧2 上面的弧线接触时，可以完成稳定的按下。进一步，因为在每次按下 中存在一个微小的空行程距离，因而可以获得快速移动的感觉。自然 地，突出部分不必与施加在弹簧2上的树脂板4接触，但是这是可以 按照欲实现的目的选择的。
按照所描述的本发明第一实施例的开关板，当装配成一个开关 后，圆顶形弹簧2的中心部分确定地被按下，与电路导体8发生接触 和导电，甚至当致动器导致位置偏离时也是如此。这使得诸如便携式 电话之类的微型设备能够具有良好的按下感觉。另外，因为具有突出 部分10的金属片元件9通过在两面上都具有粘结剂层11的塑料薄板 12粘结在树脂板4上，因此通过围绕着圆顶形弹簧2的部分4a固定 树脂板4，可以实现占有空间小、灵敏度高的开关板。同样，使用高 刚性金属片元件9意味着开关板1具有良好的按下感觉、高度耐用并 且具有很高的抗腐蚀性。除了这些，使用挤压工艺生产金属片元件9 意味着可以使用非常实际的方法，并且按照一种在生产成本的角度来 看具有优势的方式来生产薄板。
现在将描述按照本发明的开关的第二种实施例。通常，在第二种 实施例的开关中，开关板包括多个圆顶形弹簧，圆顶形弹簧具有通过 粘结剂粘结在上面的树脂板，开关板通过基板上的固定触点配置在基 板的表面上，同时致动器的配置方式便于它们按下圆顶形弹簧的中心 部分并导电。特别是，在这种开关中，开关板包括多个圆顶形弹簧， 树脂板粘结在那些弹簧的表面上并且金属片元件固定在确定的位置 上，形成一个具有向下突出部分的集合体，该突出部分对应于每个圆 顶形弹簧的中心部分。在这种结构下，可以实现具有良好的按下感觉 和改善的按下比例的微型设备。这是因为这种结构使圆顶形弹簧的中 心部分能够被确定地按下。基本上，因为金属片元件具有多个对应于 每个圆顶形弹簧的向下突出部分，该元件形成一个集合体，因此所有 开关零件的按下感觉是一样的。另外，这种开关针对所完成的按下次 数具有优良的耐用性，因而开关零件的偏移降到最小。
现在参考图8和图9A来解释这种实施例。图8提供了一个在便 携式电话中使用的开关板1的透视图。图9A提供了图8中沿线A-A 剖开的横截面图。如图9A所示，开关300具有一个开关板，该开关 板具有多个圆顶形弹簧2，圆顶形弹簧具有通过粘结剂粘结在上面的 树脂板，开关板通过基板上的固定触点配置在基板的表面上。致动器 7配置在开关板1的上端部分，这样就能按下弹簧2的中心部分，使 固定触点6和基板5的电路导体产生电流。特别是，在这种开关中， 开关板1包括多个圆顶形弹簧2，树脂板4粘结在那些弹簧2和位于 上面的金属片元件的表面上。金属片元件9形成一个集合体，该集合 体包括多个分别对应于每个弹簧2的向下的突出部分。因为这种结构 使圆顶形弹簧的中心部分能够确定地按下，因此，这种结构使微型设 备具有改善的按下比例和舒适的按下感觉。基本上，因为金属片元件 形成一个集合体，该集合体具有多个对应于每个圆顶形弹簧的向下突 出部分，因此所有开关零件的按下感觉是一样的。另外，这种开关针 对所完成的按下次数具有优良的耐用性，因而开关零件的偏移降到最 小。
另外，当具有金属片元件9的开关板1形成一个具有向下突出部 分的集合体并用于便携式电话中时，例如，通过将金属片元件9接到 基板地面，可以防止从基板5产生的电磁波的辐射。这抑制了影响外 部设备的干扰，由于电磁波，相似的信息损失或干扰增加。
现在参考图9A进行更加详细的解释。这种开关300能够通过使 用如下的开关板1得到实现。开关板安装在印刷布线基板5的固定触 点上。由薄金属片形成的金属片元件的集合体固定并配置在圆顶形弹 簧2上，其连接方式是，通过粘结剂3和某种合适的树脂材料制成的 树脂板4进行粘结。在金属片元件9上，形成多个对应于圆顶形弹簧 2的向下突出部分10，这样弹簧2的中心部分可以被致动器7按下。 这样构成一个开关后，致动器7精确地按下弹簧2的中心部分能使电 路导体8产生电流。
特别是，由于稳定性的考虑，使用厚度为40-80微米的不锈钢薄 片制成圆顶形弹簧2。粘结在弹簧2的表面上的树脂板4，例如PET， 厚度为25-100微米。树脂板4通过粘结剂3粘结在圆顶形弹簧2上， 它的圆周部分固定在基板5的固定触点6上。对粘结剂3没有什么特 殊的要求，可以接受任何正常使用的物质。具有向下形成的突出部分 10并配置在树脂板4上的金属片元件9是一个集合体，该集合体是由 厚度为30-100微米的不锈钢形成的。金属片元件9对应于每个弹簧2 的中心部分，具有向下形成的突出部分10。在图9A所示的横截面A- A中，金属片元件9对应于圆顶形弹簧2提供一系列突出部分。总体 上，金属片元件9具有突出部分10。突出部分10的直径大约为1毫 米，高度大约为0.2毫米。使用这种结构，可以实现确定地按下，甚 至在致动器为大约1.5-2.0的硅胶或聚碳酸酯的情况下，也可以实现确 定的按下，并且具有良好的按下感觉。
由于金属片元件9的刚性，当致动器7进行按下操作时，总是偏 离圆顶形弹簧2的中心部分，突出部分10确定地按下弹簧2的中心 部分，因而实现良好的按下感觉。因此，使用这些尺寸的元件，可以 获得具有良好按下感觉和改进的按下比例的微型装置，例如便携式电 话。另外，由于具有突出部分10的金属片元件9的集合体的圆周部 分通过例如PET制成的塑料薄板12粘结并固定在确定位置上，塑料 薄板的两个表面都具有粘结剂层11，因此可以获得占用空间小并且提 供高灵敏度的开关。
金属片元件9的向下突出部分10的尖端能够与覆盖着圆顶形弹 簧2的树脂板相互接触。这意味着，即使圆顶形弹簧2从中心部分发 生弯曲，当金属片元件9的突出部分10与弹簧2接触时，仍然可以 实现稳定的按下。另外，因为存在着每次按下的空行程距离，所以能 够获得边缘清晰的感觉。当然，对于突出部分10，不必与弹簧2上的 树脂板4相互接触，但是这是可以根据预期目标进行选择的。
现在将描述按照本发明的开关板的第二种实施例。一般地，这个 开关板具有多个按确定的间隔布置的圆顶形弹簧、通过粘结剂粘结在 圆顶形弹簧外表面上的树脂板和位于树脂板外侧上的金属片元件，该 金属片元件具有多个对应于圆顶形弹簧的中心部分形成的向下突出部 分。这个结构能够使开关板实现良好的按下感觉并对所有的圆顶形弹 簧能实现改进的按下比例。另外，诸如使用了这种开关板的便携式电 话之类的微型装置，具有优良的按下感觉。
在这种实施例中，开关板具有圆顶形弹簧、粘结在弹簧表面上的 树脂板和金属片元件，在金属片元件的上面，形成了包括多个对应于 圆顶形弹簧的中心部分的向下突出部分的集合体。对于这种结构，甚 至当圆顶形弹簧微型化时，在金属片元件的突出部分和圆顶形弹簧之 间也存在着充分的关系。这样，因为这种结构使圆顶形弹簧的中心部 分能够被确定地按下，所以能够实现具有改进的按下比例和良好的按 下感觉的微型装置。基本上，因为对应于每个圆顶形弹簧形成突出部 分的金属片元件形成了一个集合体，所以所有的开关部件的按下感觉 是一样的。另外，这种开关板具有良好的耐用性并且开关部件的偏离 最小。
进一步，当在便携式电话中使用具有形成一个集合体并包含向下 突出部分的金属片元件的开关板时，可以通过将金属片元件连接到基 板地面来防止从基板传来的电磁波的辐射。这样，这就抑制了影响外 部设备的干扰，就像信息损失或由于这种电磁波导致的噪声。
现在将参考图9B解释这种实施例。金属片元件9通过挤压形成 一个集合体，该集合体具有分别对应于每个圆顶形弹簧2的向下突出 部分，金属片元件粘结并配置在树脂板4上。如描述中所述，通常由 于稳定性考虑，圆顶形弹簧2通常用厚度为40-80微米的不锈钢薄板 制成。树脂板4由例如厚度为25-100微米的PET制成，并使用在弹 簧2表面上的。树脂板4通过粘结剂3粘结在圆顶形弹簧2上。对于 粘结剂3没有特殊的要求，任何适用的材料都可以。
金属片元件9配置在树脂板4上。金属片元件9具有多个对应于 多个圆顶形弹簧2的每个中心部分的向下突出部分10，并且金属片元 件是由厚度为30-100微米的不锈钢制成的。金属片元件9使用金属薄 片通过挤压工艺形成。因为，为了提供对应于每个圆顶形弹簧2的突 出部分，金属片元件9由一片金属薄片形成，因此所有的开关部件的 按下感觉是一样的。这些开关部件具有良好的耐用性并且不易于发生 位置偏移。另外，开关部件还提供了改进的按下比例，当用于微型装 置时，可以实现良好的按下感觉。并且，具有突出部分10的金属片 元件9的集合体的圆周部分粘结并通过塑料薄板12固定在树脂板4 上，例如固定在PET上，PET在两个表面具有粘结剂层11，这样开 关板自身只占据很小的空间并且提供高灵敏度。
不论具有多个向下突出部分10的金属片元件9是否由单个部件 或一个集合整体形成，在本实施例中，它都是由刚性很高的材料形成 的。当金属片元件9由刚性很高的材料形成时，按下比例都不会变差， 即使在按下百万次后，因为随着按下次数的增加，突出部分的形状不 会发生变化，例如突出部分的直径的增加和随之产生的高度的减小。
金属片元件9的突出部分的直径可以是厚度为0.5到3.0。当使 用本说明书的具有突出部分10的金属片元件9时，即使致动器的按 下位置偏离圆顶形弹簧2的中心部分，由于金属片元件9的刚度，突 出部分10仍可以按下弹簧2的中心部分。因此，开关板1可以实现 高按下比例和良好的按下感觉。
金属片元件9的突出部分10的横截面形状可以是盘底形、梯形、 矩形、圆柱形和三角形。当形成这些形状时，致动器的按下可以在圆 顶形弹簧2的上部产生确定的按下。
在这种实施例中，金属片元件9具有多个由压紧处理而形成的向 下突出部分10。这样不需要复杂形状的冲模就能形成具有预期突出部 分的金属片元件，并且从生产成本的角度来说具有优越性。
现在将描述按照本发明的开关的第三种实施例。第三种实施例的 开关是一种可多向操纵的开关。一般地，这种多方向可操作的开关包 括多个形成十字形状的圆顶形弹簧，该弹簧通过一个固定触点放置在 金属线的基板上，并具有粘结在表面上的树脂板层，开关还包括一个 通过两个表面上都具有粘结剂的塑料薄板粘结在圆顶形弹簧上的金属 片元件，金属片元件对应于圆顶形弹簧的每个中心部分形成多个向下 突出部分，该开关还包括一个位于突出部分相对端的致动器。在这种 结构下，即使致动器的按下有些偏离圆顶形弹簧的中心部分，金属片 元件的突出部分也会确定地按下圆顶形弹簧的中心部分。用于微型装 置例如用于便携式电话的可多向操纵的开关具有很高的按下比例并且 因此能够取得良好的按下感觉。另外，即使致动器产生位置偏离，因 为圆顶形弹簧可以被确定地按下，在致动器的位置和可多向操纵的开 关板之间具有足够大的容许量，因此成本降低并带来经济效益。
尤其是，如图10A所示，多个在表面上具有树脂板层4的圆顶形 弹簧2(2a和2b)通过固定触点6配置在布线基板的十字形上。代替 多个圆顶形弹簧2，此处使用金属弹簧，该弹簧具有多个整体形成的 圆顶形部分。对应于圆顶形弹簧2的每个中心部分形成向下突出部分 10(10a和10b)的金属片元件9通过两个表面都有粘结剂的塑料薄 板12固定在上面。致动器7放置在突出部分10的相对端。这种可多 向操纵的开关400具有很高的按下比例，当按下圆顶形弹簧2的中心 部分时，与电路导体8相接触，导致与电路导体8通电，诸如便携式 电话之类的微型装置能够获得良好的按下感觉。这是因为可以在这种 设备中使用可多向操纵的开关400，这种开关的结构允许确定地按下 圆顶形弹簧2的中心部分。
基本上，在这种实施例中，如图11所示，十字形配置的圆顶形 弹簧2a和2b与金属片元件9结合在一起，形成一个其中具有两条线 的正方形，一条线水平延伸和一条线垂直延伸，这样就在正方形的中 心相交，如图12所示。另外，形成这个正方形结构的金属片元件9 通过正方形结构的4个边角部分粘结并固定在树脂板4上。这种结构， 除了可以实现可多向操纵开关中的圆顶形弹簧2a或2b的中心部分可 以被致动器确定地按下，由于金属片元件9的柔性，还可以实现良好 的按下感觉。
尤其是，正常地，由于它的稳定性，使用厚度为40-80微米的不 锈金属薄板来制造十字形排列的圆顶形弹簧2a和2b。粘结弹簧2a和 2b的树脂板层由厚度为25-100微米的PET制成。在树脂板层上，安 装着金属片元件9，该金属片元件9的结构是具有两条线的正方形， 一条线水平延伸和一条线垂直延伸，在正方形的中心相交，金属片元 件具有对应于圆顶形弹簧的中心部分的向下突出部分。如描述中的正 方形结构的金属片元件9可以由厚度为30-100微米的不锈钢制成，而 突出部分10的直径大约为1毫米，高度大约为0.2-1.0毫米。经过这 样的加工，就可以实现舒适的按下感觉和确定的按下，即使致动器7 由1.5-2.0毫米的硅胶或聚碳酸酯制成。另外，如前所述，金属片元件 安装在可多向操纵的开关400中，即使只是微型化的圆顶形弹簧2， 也能够进行有效操作。
圆顶形弹簧2由金属薄板形成，并且具有在中心区域形成的圆顶 形部分，另外还具有至少一对相对的圆形突出部分，该突出部分在每 个圆顶部件的底部的外部周围区域水平方向或者略向上方伸出。这个 开关使用圆顶形弹簧的结构，即使弹簧微型化，其外径只有3-4毫米， 由于按下导致的形状变化也不会产生影响很大的扭曲，耐用性不会随 着按下频率而变差。基本上，即使外径是4毫米或更小，在P1载荷 为2.0或更大的情况下达到一百万次按下后，也不会发生破裂。使用 这种圆顶形弹簧的开关具有良好的耐用性。此外，在这种实施例中， 圆形突出部分的高度等于或小于200微米，宽度为0.3-1.0毫米。另外， 在这种实施例中，经过制造工艺后，这些圆形突出部分，在布线基板 的固定触点的一侧不存在毛刺。使用中心尺寸，不会产生实际的形状 扭曲并且随着按下次数的增加，其耐用性不会随之变差。
现在将描述按照本发明的开关板的第三种实施例。第三种实施例 的开关板是可多向操纵的开关板。一般地，这种可多向操纵开关板包 括多个对应于可多向操纵开关的方向键和执行键而配置的圆顶形弹 簧，其表面上使用了树脂板层，金属片元件配置在上面，该金属片元 件具有与圆顶形弹簧对应的向下突出部分，金属片元件的圆周部分通 过两面都有粘结剂的塑料薄板粘结在薄板层上。在这种结构中，即使 致动器执行按下操作时发生位置偏离，因为用于金属片元件的金属薄 板具有很好的刚性，因此就可以按下圆顶形弹簧的中心部分。因为圆 顶形部分的中心部分可以被确定地按下，可多向操纵的开关用于一些 装置，例如用于便携式电话中，可以实现很高的按下比例并且具有良 好的按下感觉。除了已经描述的十字形结构，圆顶形弹簧的配置也可 以考虑三角形结构，其中方向键按照位于三角形的顶点上的结构配 置；或者八角形结构，其中方向键按照位于八角形的顶点的结构配置。
现在将参考图10B描述这种实施例。此处，例如，将可多向操纵 的开关板安装在印刷布线基板5的固定触点6上。这种可多向操纵的 开关板1包括多个圆顶形弹簧2，该弹簧的表面通过粘结剂3与例如 由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的树脂板层4粘结在一起，金属片元件 9形成向下的突出部分10，数量与圆顶形弹簧2的数量相同，位置对 应于每个圆顶形弹簧2的中心部分。圆顶形弹簧2和金属片元件9通 过在两个表面上都具有粘结剂11的塑料薄板12相互固定在一起。这 种塑料薄板23使用材料与树脂板4所示用的相同。圆顶形弹簧2由 金属薄板制成。致动器7配置在可多向操纵的开关板1上，位于金属 板元件9的突出部分10的对面侧，从而可以执行多向按下操作。这 就允许圆顶形弹簧2的中心部分被按下，从而导致与电路导体8通电， 并实现可多向操纵的开关400的功能。
特别是，通常由于其稳定性，厚度为40到80微米的不锈钢薄板 被用来制造圆顶形弹簧2。粘结在弹簧2的表面上的树脂板4由例如 厚度为25到100微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。除了通 过粘结剂3粘结在圆顶形弹簧2上以外，这种树脂板4通过粘结剂3 在固定触点6的附近粘接在布线基板5的圆周部分的下侧。对于粘结 剂3没有特殊的要求，任何通常适于这种用途的材料都可以接受。金 属片元件9具有向下形成的突出部分，例如由不锈钢制成，厚度为30 到100微米。金属片元件9通过在两个表面上都具有粘结剂11的塑 料薄板12粘结并固定在树脂板4上。
对于这种结构的可多向操纵的开关板1来说，除了致动器7可以 确定地按下圆顶形弹簧2的中心部分以外，还可以获得良好的按下感 觉，即使在例如致动器7导致位置偏离的情况下也是如此。因为圆顶 形弹簧的中心部分可以被确定地按下，在致动器的位置和可多向操纵 的开关板之间具有相当大的容许量，因而可以降低成本并获得经济效 益。
金属片元件9的一个突出部分10可以具有1毫米的直径和0.2 到1.0毫米的高度。具有这些尺寸可以获得一种舒适的按下感觉，甚 至在使用由例如硅胶或者聚碳酸酯制成的1.5到2.0毫米的致动器7 时也是如此。这是因为即使致动器7的按下偏离了圆顶形弹簧2的中 心部分，由于金属片元件9的刚性，突出部分10仍然能够按下圆顶 形弹簧2的中心部分。按照这种方式，即使使用微型圆顶形弹簧2， 这种可多向操纵开关板1仍可有效操作。因此，安装这种开关板的设 备可以获得良好的按下感觉。
使用下面所述的结构可以获得一种更为适合的可多向操纵开关 板。在这种实施例中，圆顶形弹簧基本上配置成十字形，在其中心(十 字交叉点)包括一个位于中心的圆顶形弹簧，其它圆顶形弹簧位于十 字上各个必需的位置。这使得这种十字形配置的圆顶形弹簧可以用作 4个方向键和执行键。同样，对于这种圆顶形弹簧，考虑到稳定性， 通常使用薄的金属板，例如40到80微米厚的不锈钢板。树脂板通过 例如由PET制成的厚度为25到100微米的粘结剂粘结在弹簧表面上。 对于粘结剂没有特殊的要求，通常使用的各种材料都可以接受。采用 这种结构，即使圆顶形弹簧的直径为4毫米或者更小，可多项操纵的 开关板仍然可以有效操作。
图11从后侧显示形成十字形配置的圆顶形弹簧2。圆顶形弹簧2a 位于十字构成物的中心，作为前面所述的执行键，在图示的十字构成 物中十字的端部附近的圆顶形弹簧2b用作方向键。配置在十字构成 物上的圆顶形弹簧2a和2b的尺寸大约为10毫米。在圆顶形弹簧2a 和2b的树脂板4的上方安装着金属片元件9，该元件具有如图10B所 示的向下的突出部分10，因而形成了可多向操纵的开关板1。这种可 多向操纵的开关板1可以获得高的按下比例和更为舒适的按下感觉。 即使图10A中所示的致动器7的按下导致相对于圆顶形弹簧2a或2b 的中心部分的位置偏离，圆顶形弹簧2a或者2b的中心部分仍然能够 确定地按下并导致电路导体的通电。因此，可以使诸如便携式电话之 类的微型设备实现改进的按下比例和良好的按下感觉。
在这种实施例中，金属片元件可以形成一种具有两条线的正方形 配置，一条线水平延伸而另一条线垂直延伸，以便相交于正方形的中 心，并于十字形配置的圆顶形弹簧2a和2b连接在一起。在这种结构 的可多向操纵开关板1中，即使圆顶形弹簧是微型的，也可以有效地 操作，每个圆顶形弹簧的中心区域可以被确定地按下。进一步，这使 得诸如便携式电话之类的设备具有改进的按下比例和良好的按下感 觉。因为在按照前述工艺的可多向操纵开关中圆顶形弹簧邻近布置， 并且完全使用金属片元件，因而结构刚性更大，使得按下感觉变差， 并且不同于所按下的弹簧的相邻弹簧也会被同时按下。然而在形成与 如上所述的构成物相似的正方形的金属片元件中，可以维持适度的刚 性，并且可以实现具有良好按下感觉的可多向操纵开关板。进一步， 由于圆顶形弹簧的中心部分可以确定地按下，在致动器和可多向操纵 的开关板的位置之间可以存在相当大的误差，因此可以降低成本，提 高经济效益。
图12是一个外轮廓视图，其视角为突出部分10a和10b在金属 片元件9上形成的方向，该金属片元件配置成具有两条线的正方形， 一条在水平方向上延伸，一条在垂直方向上延伸，以便在正方形的中 心相交。突出部分10a和10b的配置对应于十字形配置的圆顶形弹簧 2a和2b。突出部分10a和10b以及圆顶形弹簧2a和2b都通过在两个 表面上都具有粘结剂11的塑料薄板12粘结在树脂板4，如图10B所 示。使用按照这种方式固定的零件，可以实现占用空间小、灵敏度高 的可多向操纵开关。
通常，金属片元件9配置成具有两条线的正方形，一条在水平方 向上延伸，一条在垂直方向上延伸，以便在正方形的中心相交。所提 供的向下成形的突出部分10a和10b具有1毫米的直径和0.2毫米的 高度。使用这些尺寸可以获得一种舒适的按下感觉，即使使用由例如 硅胶或者聚碳酸酯制成的1.5到2.0毫米的致动器时也是如此。这是 因为即使当致动器7的按下位置偏离圆顶形弹簧2a或2b的中心，突 出部分10a或10b仍然可以确定地按下圆顶形弹簧2a或2b的中心部 分。由于在致动器导致位置偏离时仍然能够提供高的按下比例和良好 的按下感觉，因此，使用这种可多向操纵的开关板的开关适于使用在 诸如便携式电话之类的微型设备中。
在这种实施例中，金属片元件9可以配置成具有两条线的正方 形，一条在水平方向上延伸，一条在垂直方向上延伸，以便在正方形 的中心相交；该元件只在正方形结构的四个角上通过两个表面上都具 有粘结剂的塑料薄板12固定在圆顶形弹簧2a和2b上。这使得金属 片元件9具有适当的柔性，改善了按下根绝。基本上，上述正方形配 置的金属片元件9通过在两个表面上都具有粘结剂的塑料薄板12，粘 结并固定在十字形配置的圆顶形弹簧2a和2b上，粘结并固定的位置 只是在图12中17所表示的四个边角部分。这是因为如果在如上所述 的正方形配置中的金属片元件9通过其圆周部分的更大区域固定在圆 顶形弹簧2a和2b上，将会降低元件9的柔性，导致较差的按下感觉。
现在将参照实施例描述本发明的效果。
实施例1
在实施例1中制造一种开关，该开关使用下文中描述的开关板， 然后对其按下比例进行测量。如图4A所示的开关板结构按如下的方 式制造。如图2A所示，由厚度2为0.05毫米的不锈钢板制成的圆顶 形弹簧2配置在柔性印刷布线基板5上。50微米厚的聚对苯二甲酸乙 二醇酯薄板4通过3，40微米厚的丙烯酸的粘结剂粘结在弹簧2的表 面上。使用50微米厚的不锈钢薄板来制造具有向下突出部分10的金 属片元件9，突出部分高度为0.15毫米直径为1毫米，在对应于圆顶 形弹簧2的中心部分的位置成形。通过在圆周部分上使用在两个表面 上都具有200微米厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄板，金属片元件9粘 结并固定在薄板4上。使用这种开关板1的开关生产出来后，通过使 用尺寸为直径2毫米的致动器来测量压力载荷，从而对按下比例进行 测量。从测量最大载荷和圆顶形弹簧2发生接触时的载荷而获得的值 中，可以计算出按下比例。其结果显示在图13A中。
制造如图1所示结构的开关，以提供可以比较的示例。换句话说， 使用不锈钢制造如图2A和2B所示形式的圆顶形弹簧。所制造的使用 这种圆顶形弹簧的开关板具有与实施例1的开关板完全相同的尺寸。 如图2所示的圆顶形弹簧的突出部分109的高度为0.025毫米，直径 为0.6毫米。这种比较示例的开关板以与实施例1的装配相同的方式 装配，这些示例的按下比例都通过相同的测试进行测量。使用如图2A 所示的圆顶形弹簧所获得的结果显示在图1 3B中，如图2B所示的圆 顶形弹簧的结果显示在图13C中。
正如从图13A、13B和13C中可以看到，最好的结果是图13A 中显示的图表，该图表中显示由实施例1所获得的结果。这就是说， 不管按下的位置如何，所获得的按下比例值都为40％或者更大。进一 步，不管偏离中心的距离(偏离所按下的圆顶形弹簧的中心部分的距 离)如何，按下比例均可以保持恒定。这与图13B和13C所显示的比 较示例所获得的结果差别很大。换句话说，在这两种示例中，在按下 比例的变差和执行按下的点与中心的距离之间具有对应关系，这表示 没有实现确定性的按下。因此，按照本发明的描述，将具有向下的特 定高度的突出部分的金属片元件配置在对应的圆顶形弹簧的中心位置 的上方，使得致动器能够执行确定性的按下，从而得到性能优越的开 关板，并获得具有良好按下感觉的开关。
实施例2
在实施例2中制造一种如下文所描述的开关板，并对其按下比例 进行测量。对按下比例的测量按照与实施例1相同的方式进行，从通 过测量最大载荷和圆顶形弹簧发生接触时的载荷所获得的值，计算按 下比例。基本上，这种实施例中的开关板按如下方式加工。0.05毫米 厚的不锈钢圆顶形弹簧2配置在用于便携式电话的印刷布线基板5上 的固定触点6上。这种圆顶形弹簧2的圆顶形部分的高度为0.2毫米。 50微米厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂板4通过丙烯酸粘结剂3粘结 在上面，粘结剂的厚度为40微米。使用50微米厚的不锈钢薄板通过 挤压工艺来制造形成一个集合体的金属片元件9，向下突出部分10的 高度为0.15毫米直径为1.0毫米，对应于每个圆顶形弹簧2的中心部 分。这里，在金属片元件9上加工15个突出部分。通过在圆周部分 上使用200微米厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄板12，金属片元件9粘 结并固定在树脂板4的上方，其中薄板12的两个表面上都具有粘结 剂。
测试的结果显示按下比例可以获得40％或者更大的值。再者， 不管偏离中心的距离(偏离所按下的圆顶形弹簧的中心部分的距离) 如何，按下比例均可以保持恒定。因此，进一步，对具有一个集合体、 形成突出部分10的金属片元件9进行配置，意味着通过所有开关零 件可以获得相同的按下感觉，并且可以获得良好的耐用性，经受三百 万次的按下。这表示实施例2提供了一个优良的开关板，其中致动器 可以确定地按下，并且具有良好的按下感觉。
实施例3
在实施例3中制造一种可多向操纵的开关板400，并且对执行键 (中心键)和方向键(侧键)进行测量。这种可多向操纵开关板400 具有图10A所示的结构，通过挤压工艺成形，并包括形成十字形的圆 顶形弹簧2a和2b，如图11所示，该开关板配置在柔性的印刷布线基 板5之上；金属片元件9按照图12所示的正方形进行配置，该正方 形具有两条线，一条水平延伸，一条垂直延伸，相交于正方形的中心。 更特别的是，十字配置的圆顶形弹簧2a和2b由厚度为0.05毫米的不 锈钢制成，并且通过厚度为40微米的丙烯酸粘结剂3在其表面上粘 结50微米厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂板4。在树脂板4的上方配 置如上所述的正方形结构金属片元件9，该元件具有现下的突出部分 10，突出部分高度为0.15毫米，直径为1.0毫米，在对应于每个圆顶 形弹簧2a和2b的中心部分的位置上形成。金属片元件9使用在两个 表面上都有粘结剂层11的20微米厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄板 12，在其四个边角部分17上粘结并固定在树脂板4上。十字形配置 的圆顶形弹簧2a和2b的圆顶零件的高度大约为0.2毫米。直径为2 毫米的致动器配置在可多向操纵的开关板1的上方，从而形成了可多 向操纵开关400。
接下来，使用这种可多向操纵开关400，并通过测量压下载荷对 其按下比例进行测量。从测量最大载荷和圆顶形弹簧2的中心键和侧 键发生接触时的载荷而获得的值中，可以计算出按下比例。测量结果 显示在图14中，由圆圈○表示。
为了提供比较示例，制造了一种按照在先技术的可多向操纵开关 板，该开关板使用如图2B所示形式的圆顶形弹簧。这种结构中的每 个零件的尺寸刚好与实施例3中所示用的结构相同。圆顶形弹簧的突 出部分的高度为0.025毫米，直径为0.6毫米。按照与实施例所进行 的相同的测试方式，对这种可多向操纵开关的中心键和侧键进行了测 量。测量结果显示在图14中，以黑圆圈●表示。
从图14中可以清楚地看到，实施例3具有高的稳定的按下比例。 在图表中与黑圆圈相比，清楚地表明，比较示例中所使用的可多向操 纵开关的中心键和侧键，在中心部分之外的区域按下圆顶形弹簧时， 其按下比例具有大幅的变化，按下的感觉很差。特别是，对于实施例 3来说，当中心键和侧键的按下发生在偏离圆顶中心的更广的范围之 内时，仍然具有40％的稳定按下比例。这表明具有突出部分的金属片 元件9是非常有效的，其中该元件按照具有两条线的正方形配置，一 条线水平延伸，一条线垂直延伸，并相交于正方形的中心。就是说， 实施例3提供一种优良的开关板和开关，能够保证致动器完成确定的 按下，并且具有良好的按下感觉。与此相反，当可多向操纵开关按照 所测试的在先技术加工时，当在偏离圆顶中心区域的位置按下时，中 心键和侧键都具有相对较低的按下比例。这说明没有发生确定的按 下，因而没有良好的按下感觉。
所描述的按照本发明的开关板和按照这些实施例使用这种开关板 的开关的实施例具有如下的特征和效果。
其中，开关板1包括一个具有位于凸起侧的外表面的圆顶形弹簧 2；具有第一和第二表面并且通过其第一表面粘结在所述圆顶形弹簧2 的外表面上的树脂板4；以及一个位于所述树脂板4上的金属片元件 9，该元件具有向下的、与所述圆顶形弹簧2的中心部分相对的突出 部分10。
金属片元件9的一个圆周部分通过塑料薄板12粘结在所述树脂 板4上。
另外，开关板1包括多个按照确定的间隔布置并且具有位于凸起 侧上的外表面的圆顶形弹簧2；具有第一和第二表面并且通过其第一 表面粘结在所述圆顶形弹簧2的外表面上的树脂板4；以及多个位于 所述树脂板4上的金属片元件9，该元件具有多个向下的突出部分10， 每个突出部分与每个所述圆顶形弹簧2的中心部分相对。
另外，开关板1包括具有第一和第二表面的树脂板4；一个具有 凸起表面的圆顶形弹簧2，该凸起表面的整个表面粘结在所述树脂板 4的第一表面上，圆顶形弹簧2具有一个可转动的对称轴；以及通过 塑料薄板在所述树脂板4的第二表面上提供的一个金属片元件9，其 中所述树脂板4具有一个平坦部分4a，该部分围绕着粘结在所述圆顶 形弹簧2上的部分，所述金属片元件9具有圆柱形的突出部分10，该 部分向着所述圆顶形弹簧2突出，圆柱形突出部分10的轴线与所述 圆顶形弹簧2的转动对称轴对齐，所述金属片元件9通过突出部分10 的圆周部分固定在所述树脂板4的平坦部分4a上。
这种开关即使在圆顶形弹簧2微型化的情况下也可以进行有效的 操作，因为可以确定地按下弹簧2的近似中心部分。进一步，除了高 度耐用并且寿命长久以外，这种开关板还使得微型设备具有改进的按 下比例和良好的按下感觉。因此，这种设备的使用者可以用手指按下 开关。
树脂板4向外伸展超出所述圆顶形弹簧2的外边缘。所述金属片 元件9和所述树脂板4的圆周部分相互固定在一起。这种结构，即使 通过致动器进行反复按下，也不会发生突出部分10相对于圆顶形弹 簧2的中心部分的位置偏离，从而可以获得一种具有稳定结构和高的 按下比例的开关板。在这种实施例中，所述金属片元件9和所述树脂 板4的圆周部分可以通过塑料薄板进行固定。这种结构，即使通过致 动器进行反复按下，突出部分10和圆顶形弹簧2的圆顶顶部之间的 空间保持恒定，因而可以获得一种具有稳定结构和良好按下比例的开 关板。
具有这种开关板，即使致动器导致位置偏离，圆顶形弹簧2的中 心部分仍然可以被确定地按下，导致与电路导体8通电。以这种方式， 诸如便携式电话之类的微型设备具有良好的按下感觉和改进的按下比 例。进一步，金属片元件9和树脂板4之间通过由PET制成的、两个 表面上都具有粘结剂层11的塑料薄板12进行的粘结和固定，从而获 得占用空间小、灵敏度高的开关板。
所述金属片元件9的向下的突出部分10的尖端与所述覆盖在所 述圆顶形弹簧2上的树脂板4接触。因为弹簧2的中心部分在金属片 元件9的突出部分10上是弯曲的，因而可以与弹簧2接触并实现稳 定的按下。进一步，因为在每次按下时不存在空闲的空间距离，因而 可以获得一种良好的停止感觉。
金属片元件9由刚性材料制成。例如由不锈钢制成的金属片元件 基本上不会出现按下比例变差，即使完成一百万次的按下后仍然如 此。向下的突出部分10具有圆柱形状，向下突出部分10的直径在0.5 到3毫米之间。因此，即使致动器的按下位置与圆顶形弹簧2的中心 部分存在偏差，由于金属片元件9的刚性，突出部分10仍然可以按 下圆顶形弹簧2的中心部分，因而使得开关板具有高的按下比例和良 好的按下感觉。
所述金属片元件9的突出部分10的横截面形状是盘底形、梯形、 矩形、圆柱形或者三角形。这种形式使得圆顶形弹簧2的圆顶顶部可 以致动器按下后，被确定地按下。金属片元件9由金属薄板挤压工艺 加工，因而在生产成本方面具有优势，并且能获得一种实用的开关板。
另外，开关板1是一种用于可多向操纵开关的开关板，这种开关 具有执行键和方向键，并且包括多个位置对应于执行键和方向键的圆 顶形弹簧2，具有凸起的表面；还包括树脂板4，该薄板具有第一和 第二表面，并且第一表面粘结在所述圆顶形弹簧2的凸起表面上；以 及一个位于所述树脂板4的第二表面上方的金属片元件9，该元件具 有多个向下的突出部分10，每个突出部分10的成形位置对应于每个 圆顶形弹簧2的中心部分，金属片元件9的圆周部分通过塑料薄板12 粘结在所述树脂板4上。这种结构，即使致动器的按下导致位置发生 了偏离，由于金属片元件9的刚性，每个圆顶形弹簧2仍然可以确定 地按下。因此，仍然可以实现确定的按下，这样就可以提供具有高的 按下比例和良好的按下感觉的可多项操纵开关板。基本上，即使出现 了这种位置偏离，按下比例仍然为40％或者更大。因此，在致动器的 位置和多向操纵开关板之间的容许量仍然很大，因而可以降低成本， 在经济上受益。
金属片元件9的突出部分的直径为1毫米，高度为0.2到1.0毫 米。这种结构，即使在致动器为1.5到2.0毫米、并且由例如硅胶或 者聚碳酸酯制成的情况下，也可以获得舒适的按下感觉。即使在使用 微型圆顶形弹簧2的情况下，这种多向操纵开关板1还可以有效操纵， 使得诸如便携式电话之类的微型设备具有高的按下比例和良好的按下 感觉。
圆顶形弹簧2配置形成一个基本的十字形，包括一个位于所述十 字形中心的圆顶形弹簧2a和位于离开中心的四个方向上的制定位置 的圆顶形弹簧2b。因此除了能够实现上述效果之外，不管是在每个十 字形构成物还是在十字形中心的方向上按下，这种开关零件均可以使 方向键和执行键有效地运作。进一步，金属片元件9形成一个具有两 条线的正方形配置，一条水平延伸，一条垂直延伸，并在正方形的中 心相交。具有这种结构的可多向操纵的开关板具有高的按下比例和更 稳定的按下感觉。使用这种可多向操纵的开关，每个圆顶形弹簧2的 中心部分仍然可以确定地按下，即使由于致动器的按下导致位置偏离 也是如此，因此，通过提供高的按下比例和良好的按下感觉，使得这 种可多现操纵的开关板适于诸如便携式电话之类的微型设备。
金属片元件9形成一个具有两条线的正方形配置，其中一条线水 平延伸，一条线垂直眼神，两者在正方形的中心相交，该金属片元件 9只通过所述的塑料薄板12，在所述具有两条线的正方形配置的四个 角上粘结在圆顶形弹簧之上，其中正方形配置的两条线中，一条线水 平延伸，一条线垂直延伸，两者相交于正方形的中心。这就提供了一 种可多向操纵的开关板，它具有高的按下比例和稳定的按下感觉，其 中即使由于致动器的按下导致了位置偏离，每个圆顶形弹簧的中心仍 然可以确定地按下。因此可以实现具有改进的按下比例和良好的按下 感觉的诸如便携式电话之类的微型设备。
在上面描述的结构中，金属片元件9具有足够的刚性，并且具有 适当的柔性，从而可以提供一种改进的按下比例。进一步，这种结构 适于圆顶形弹簧是微型的情况。可多向操纵的开关板完全适合于上面 描述的结构，可以更加广泛地实现希望的效果。
这种结构，即使圆顶形弹簧2微型化，在金属片元件9的突出部 分10和圆顶形弹簧2之间仍然具有故构的关联。这使得微型设备能 够实现改进的按下比例和良好的按下感觉。
开关包括一个具有固定触点6和配置在上面的电路8的基板5； 一个通过固定触点6放置在所述基板5的上表面上的圆顶形弹簧2； 粘结在所述圆顶形弹簧2的上表面和所述基板5的上表面上的树脂板 4；一个通过制成元件12固定并配置在树脂板4的上方的金属片元件 9，所述金属片元件9具有一个向下的突出部分10，该突出部分所形 成的位置与所述圆顶形弹簧2的中心部分对应；以及一个位于所述金 属片元件9的上方的致动器7，这样致动器7可以通过所述金属片元 件9按下所述圆顶形弹簧2的中心部分使之通电。在这种结构中，致 动器可以确定地按下圆顶形弹簧2的中心部分，使其与电路导体8接 触，从而导致在固定触点6和电路导体8之间通电。进一步，这使得 电子设备具有改进的按下比例和良好的按下感觉，适于使用在微型设 备中，并且针对完成的按下操作的频率，提高了耐用性。
另外，开关包括一个具有固定触点6和配置在上面的电路8的基 板5；多个通过固定触点6放置在所述基板5的上表面上的圆顶形弹 簧2；粘结在所述圆顶形弹簧2的上表面和所述基板5的上表面上的 树脂板4；一个通过制成元件12固定并配置在树脂板4的上方的金属 片元件9，所述金属片元件9具有多个向下的突出部分10，每个突出 部分分别与每个所述圆顶形弹簧2的中心部分对应；以及一个位于所 述金属片元件9的上方的致动器7，这样致动器7可以通过所述金属 片元件9按下所述圆顶形弹簧2的中心部分使之通电。在这种结构中， 可以获得具有改进的按下比例和良好的按下感觉的微型设备。这是因 为这种结构使得每个圆顶形弹簧2的中心部分可以被确定地按下。基 本上，由于金属片元件9形成一个具有向下突出部分10的集合体， 这些突出部分与每个圆顶形弹簧2的中心部分相对应，通过所有开关 零件感受到的按下感觉是相同的，并且针对完成的按下操作的频率， 具有良好的耐用性。进一步降低了开关零件的位置偏差。
再者，例如如果这种开关使用在便携式电话中，金属片元件9作 为一个集合体形成并具有向下的突出部分10，这意味着可以通过将金 属片元件9连接到基板5的地面上而防止基板5引起的电磁波辐射。 这就抑制了影响外部设备的干扰，例如信息损失或者由这些电磁波引 起的噪声。
另外，开关包括一个具有固定触点6和配置在上面的电路8的基 板5；一个具有转动对称轴的圆顶形弹簧2，该弹簧配置在所述基板5 上，这样其外圆周与固定触点6接触，而所述电路8位于转动对称轴 的下方；粘结在所述圆顶形弹簧2的上表面和所述基板5的上表面上 的树脂板4；一个通过制成元件12固定并配置在树脂板4的上方的金 属片元件9；以及一个位于所述金属片元件9的上方并且完全沿着所 述转动对称轴的致动器7，这样如果致动器向下移动，通过所述金属 片元件9压下所述圆顶形弹簧2，使之与所述电路导体8接触，其中 所述树脂板4具有一个平坦部分4a，该部分粘结在所述基板5的上表 面上；所述金属片元件9具有一个向着所述圆顶形弹簧2突出的圆柱 形突出部分10，圆柱形突出部分10的轴线与所述圆顶形弹簧2的转 动对称轴对齐；所述金属片元件9的所述突出部分10的圆周部分固 定在所述树脂板4的平坦部分4a上。
另外，开关包括一个具有固定触点6和配置在上面的电路8的基 板5；多个通过固定触点6按照基本上为十字形配置在所述印刷布线 基板5上的圆顶形弹簧2，具有粘结在其上表面上的树脂板4；一个 通过支撑元件12粘结在圆顶形弹簧2的上方的金属片元件9，所述金 属片元件9具有多个向下的突出部分10，每个突出部分10在对应于 每个所述圆顶形弹簧2的中心部分的位置上形成；一个位于所述突出 部分10的相对侧的致动器7。
这种开关适于作为可多向操纵的开关用在微型设备中，例如便携 式电话，以提供高的按下比例和良好的按下感觉。就是说，圆顶形弹 簧2的中心部分可以由致动器7确定地按下，由于金属片元件9具有 柔性，所提供的按下感觉是良好的，这种可多向操纵的开关是非常好 的。进一步，由于即使致动器7为1.5到2.0毫米时也可以实现确定 的按下，所以甚至当使用微型圆顶形弹簧2时，这种可多向操纵的开 关也可以有效地操作。基本上，可以实现40％或者更大的按下比例， 因而能够提供良好的按下感觉。再者，通过圆顶形弹簧2的所有开关 零件感受到的按下感觉是相同的。
对于本领域中一般技术人员来说，很显然存在多种修改并且容易 实现，而不会偏离本发明的范围和精神。另外，并不试图由这里所作 的描述来限制所附权利要求的范围，而只是对权利要求进行广泛的解 释。
相关申请交叉引用
本申请要求2002年8月9日提交的申请号为2002-23381 6的日 本专利申请、2003年1月27日提交的申请号为2003-17136的日本专 利申请、2003年4月4日提交的申请号为2003-101522的日本专利申 请以及2003年4月24日提交的申请号为2003-120279的日本专利申 请的优先权，这些专利的全部内容都作为参考并入此处。