メカニカル キーボードで入力したり、電子レンジのボタンを押したり、POS 端末で署名したりしたことがあるなら、メタル ドーム スイッチを使用したことがあるでしょう。その満足のいく「クリック音」の背後には、力が加わると潰れ、反発するスプリングステンレス鋼の精密に形成されたディスクがあります。しかし、これらのコンポーネントを指定するエンジニアにとって、データシートの数値 - 操作力、トラベル、スナップ比、公差 - は混乱を招く可能性があります。このガイドでは、各パラメータが実際に何を意味するのか、またドームをアプリケーションに適合させる方法について説明します。
メタルドームスイッチとは何ですか？
メタルドームスイッチ（メタルドームスイッチとも呼ばれます）スナップドーム）は、キーパッド用途に使用されるばね鋼 - のほとんどの場合、SUS301 半硬質ステンレス鋼で作られた浅い凹面ディスクです。-。中心を押すと、ドームがカチッと音を立てて反転し、下のプリント基板のトレースに接触して回路が閉じます。手を放すと、バネの力で元に戻ります。機構全体が機械的であるため、ドームは接点自体が摩耗することなく、数百万回の作動に耐えることができます。{6}}
ドームには、円形、四本足の十字、三角形、長方形などがあります。{0}最も一般的なのは丸いドーム型で、直径は - 6mm、8.4mm、12mm、20mm で、民生用、産業用、医療用のキーパッドの大部分をカバーしています。
力-変位曲線を読む
すべてのドームには力-変位曲線-があります。これは、加えた力とドームがたわむ距離を示すグラフです。この曲線を理解することは、ドームを選択する際の最も重要なスキルです。 3 つの数字がそれを定義します。
- 操作力(Fo):ドームが割れる前のピーク力。これは指が抵抗として感じるものです。一般的な値の範囲は、180g (軽いタッチ、民生用リモコン) から 500g (工業用キーパンツ、手袋操作) です。
- 接触力 (Fc):ドームが完全に反転して PCB に接触するときのスナップの底部にかかる力。これは Fo - よりも低く、その差により「クリック」感覚が生じます。
- 移動距離:中心が静止状態から完全に崩壊するまでの距離。丸いドームの移動量は通常 0.25 ～ 0.6 mm です。短い移動ではサクサクと軽い感触が得られます。長い旅行は意図的に行われているように感じます。
(Fo − Fc) / Fo の比は、スナップレシオ。高いスナップ率 (40 ～ 60%) により、大きなクリック感が得られます。- 音による確認が必要な産業機械や屋外のキーパッドに最適です。低いスナップ率 (20 ～ 30%) は静かで滑らかな印象を与えます - 医療機器や静かなオフィス環境に適しています。
なぜSUS301ステンレスなのか？
事実上、すべての標準ドームは SUS301 (AISI 301) の半硬質ばねステンレス鋼を使用しています。{2}この合金は、高い引張強度 (約 1,500 MPa)、良好な耐食性、繰り返しサイクル後の一貫したバネ特性の組み合わせにより理想的なものとなっています。ドームは精密なスタンピングによって形成され、応力が緩和されることで温度やライフサイクル全体にわたって力の特性が安定します。{7}}
要求の厳しい環境では、ドームを使用できます。金-メッキまたはニッケル-メッキを施し、接触抵抗を低減し、耐食性を向上させます。金メッキは、10+ 年間にわたる接触安定性が必要とされる医療用途や高信頼性の用途で一般的です。-のC-シリーズ ラウンド ドームたとえば、SUNAURA の接触面にオプションで金フラッシュメッキを施した製品も用意されています。
用途に適したドームの選択
家庭用電化製品（リモコン、テレビ、セットトップ ボックス）:{0}軽い操作力 (180 ～ 250g)、小さな直径 (6 ～ 8.4mm)、低いスナップ率。コスト重視。-標準的なメッキなしのSUS301で十分です。私たちのを参照してくださいリモコンドームアレイ.
産業用 HMI および機械パネル:中程度の力 (300 ～ 400g)、中程度のスナップ比で可聴フィードバック。ドームは 100 万回から 500 万回の作動に耐え、極端な温度に耐える必要があります。考慮する工業用ドーム層ESDシールド付き。
医療機器:一定の力（許容差±15g）、生体適合性素材、クリーンルームでの組み立て。-医療グレードのドーム-多くの場合、金メッキと完全なトレーサビリティが付いています。とペアリングする医療機器パネルPCB統合アセンブリ向けのソリューション。
自動車内装スイッチ:高温耐性（-40度～85度）、耐振動性、10年の耐久性。カードームアレイ特殊な接着剤と保持設計を使用して、振動下でのドームの移動を防ぎます。
ドーム選択でよくある間違い
OEM エンジニアリング チームと何十年も協力してきた私たちは、同じ落とし穴を繰り返し目にします。
- サイズだけで選んでください。2 つの 8.4 mm ドームは、素材の質とスナップ比によってまったく異なる感触になります。サイズのデータシートだけでなく、必ずフォース カーブをリクエストしてください。
- 寛容性を無視します。ドームの定格が 300g ±50g であるということは、実際の力が製造ごとに 250g から 350g まで変化することを意味します。消費者向け製品で一貫した感触を得るには、±15g の許容差を指定してください。
- 見渡す温度。高温になるとバネ力が低下します。 25 度では適切に感じられるドームでも、85 度では柔らかく感じる場合があります。自動車および産業用途の場合は、最大動作温度での力を検証してください。
- 理由なくメッキを指定する。金メッキはコストがかかります。低い接触抵抗、長期耐食性、または医療グレードの信頼性が必要な場合にのみ指定してください。-
ドームと適切な基材の組み合わせ
ドームは単独では機能しません。それは上に座っていますドームシートアレイPET またはポリイミドのキャリア、接着層、および場合によっては FPC コネクタを使用します。基材の厚さ、接着剤の種類、保持リングの設計はすべて、最終的な感触に影響します。大量生産製品の場合は、設計を確定する前に、実際の基板上で 2 ～ 3 つのドーム オプションを使用してプロトタイプを作成することをお勧めします。-
完全なキーパッド アセンブリの場合は、カスタムメンブレンスイッチドーム、オーバーレイ グラフィックス、LED バックライト、コネクタを単一のサブアセンブリに統合し、アセンブリ コストを削減し、一貫性を向上させます。
あなたの設計に適したドームを入手
SUNAURA は、SUS301 ステンレス鋼から円形、十字形、三角形、長方形のドームを製造しており、個別のドームまたは組み立て済みのドーム シート アレイとして利用できます。-無料のサンプル、フォース カーブ データ シート、カスタム レイアウトのエンジニアリング サポートを提供します。運営要員、移動距離、ライフサイクル要件について青島エンジニアリング チームにお問い合わせください。お客様の用途に最適なドームを推奨いたします。{4}}
SUNAURA（山陽精密電子）について：中国の青島に本拠を置くSUNAURAは、メタルドーム、ドームアレイ、FPC回路、シリコンキーパッド、メンブレンスイッチのIATF 16949およびISO 13485認定メーカーであり、世界中の医療、自動車、産業用および家庭用電子機器のOEMにサービスを提供しています。
