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JP2001006489A - スイッチの接点構造 - Google Patents

スイッチの接点構造

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Publication number
JP2001006489A
JP2001006489A JP11172880A JP17288099A JP2001006489A JP 2001006489 A JP2001006489 A JP 2001006489A JP 11172880 A JP11172880 A JP 11172880A JP 17288099 A JP17288099 A JP 17288099A JP 2001006489 A JP2001006489 A JP 2001006489A
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JP
Japan
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contact
shaped
diaphragm
switch
center
Prior art date
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Pending
Application number
JP11172880A
Other languages
English (en)
Inventor
Seishi Nakanishi
清史 中西
Takao Kadota
隆夫 門田
Sadatomo Ishikawa
禎友 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11172880A priority Critical patent/JP2001006489A/ja
Priority to PCT/JP2000/003938 priority patent/WO2000079553A1/ja
Priority to GB0103538A priority patent/GB2356492B/en
Priority to CN00801129.XA priority patent/CN1222967C/zh
Priority to US09/763,123 priority patent/US6573467B1/en
Publication of JP2001006489A publication Critical patent/JP2001006489A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H2227/018—Printed contacts; Metal foil
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H2231/022—Telephone handset

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  • Push-Button Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯電話等のテンキー部分に用いられる小型
電子機器のスイッチの接点構造について、小型軽量化と
省資源化を極限的なものにし得るスイッチの接点構造を
提供する。 【解決手段】 第一の接点１と、第一の接点１とを囲む
ドーナツ状をした一以上の第二の接点２とを有し、第二
の接点２には第一の接点１と反対側に延長する一以上の
帯状接点部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設けたことによ
り、第二の接点２の金属パターン部分の面積を従来に比
べて少なくしている。帯状接点部３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄはドーナツ状接点２によって連結される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話装置等の
テンキー部分に用いられる小型電子機器のスイッチの接
点構造に関し、特に小型軽量化と省資源化を極限的なも
のにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からＯＡ機器、ＡＶ機器などのデー
タ入力装置や、ファクシミリや図９のような携帯電話装
置を含む電話端末装置のテンキー部分には、ばね性を有
する金属や導電プラスチックなどの導電体で形成された
ほぼ皿状のダイヤフラムを用いたキーボードスイッチが
採用されている。
【０００３】図９の携帯電話装置を例として説明する
と、筐体27の中に破線で示すプリント基板26があり、プ
リント基板26には同じく破線で示す、第一の接点である
円形接点21と図示しない第二の接点である馬蹄形接点ま
たはドーナツ接点を導通する破線で示したダイヤフラム
25が載置されている。
【０００４】筐体27にはキー20が押下可能に設けてあ
り、キー20を押下することによってダイヤフラム25の中
心部を押して円形接点21と図示しない馬蹄形接点または
ドーナツ接点を導通するようにしている。
【０００５】キーボードスイッチの接点構造の詳細につ
いては、特開平５−７４２６７号公報に開示されている
ように、例えば図１０に示すようにプリント基板26の上
に、第一の接点である円形接点21を配置し、円形接点21
の周囲を第二の接点である馬蹄形接点22で囲み、ダイヤ
フラム25を馬蹄形接点22の上に載せ、片面粘着シート28
でプリント基板26上に固定している。
【０００６】そして、図１１の断面図に示すように、キ
ー20で導電体のダイヤフラムの中央25ａを押して変形さ
せ、第一の接点である円形接点21と第二の接点である馬
蹄形接点22を導通させるようにしていた。
【０００７】接点の形状については、特開平３−２３０
４３１号公報のように、馬蹄形接点をドーナツ状接点と
したものもあった。図１２は図９の携帯電話装置の筐体
27に収納されているプリント基板26の円形接点21とドー
ナツ状接点22を模式的に示したものである。
【０００８】しかし、これら従来の接点構造では、導電
体のダイヤフラムの中央を押して変形させ中央の円形接
点と馬蹄形接点を導通し、ダイヤフラムの復元力で接点
の導通を切断させているため、ダイヤフラムの外形をあ
る程度大きくしておく必要があった。仮に中央の円形接
点を小さくしたとしても、馬蹄形接点の大きさはダイヤ
フラム外周部の大きさに対応させた大きさにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで昨今の携帯電
話装置などの小型電子機器では、機器全体の重量が携帯
性の重要指標として評価されるため、１グラム単位で軽
量化を競うためにあらゆる部品について軽量化しなけれ
ばならないという要求がある。
【００１０】そのため金属材料を用いている接点部分に
ついても極限的な小型軽量化方法が求められている。性
能を向上あるいは維持したまま、いかに軽量化設計をす
るかが大きな課題になっている。また一方では、資源の
有効活用やリサイクルが社会的に重要視されるようにな
り稀少金属である金などの金属についての節約設計が求
められている。
【００１１】本発明は、このような携帯電話装置等のテ
ンキー部分に用いられる小型電子機器のスイッチの接点
構造について、小型軽量化と省資源化を極限的なものに
成し得るスイッチの接点構造を提供することを目的とす
るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の発明は、第一の接点と、前
記第一の接点を囲む馬蹄形またはドーナツ状をした一以
上の第二の接点とで接点部を構成し、前記第二の接点に
は前記第一の接点と反対側に延長する一以上の帯状接点
部を設けるようにしたものである。
【００１３】また請求項２に記載の発明は、請求項１の
帯状接点部を第一の接点の中心に対して放射状に延長す
る形に配置したものである。
【００１４】また請求項３に記載の発明は、請求項１の
帯状接点部を第一の接点の中心に対して扇型状に延長す
る形に配置したものである。
【００１５】また請求項４に記載の発明は、第一の接点
と、前記第一の接点を囲む一以上の第二の接点と、導電
体からなる皿状のダイヤフラムとでスイッチ部分を構成
し、前記第二の接点には前記第一の接点と反対側に延長
する一以上の帯状接点部を設け、前記皿状のダイヤフラ
ムの外周部を前記第二の接点に延長させて設けた帯状接
点部の上に載置して導通させ、前記皿状のダイヤフラム
の中央を押下してたわませ、前記皿状のダイヤフラムの
中央を前記第一の接点に接触させ導通してスイッチを導
通させるようにしたものである。
【００１６】また請求項５に記載の発明は、請求項４の
帯状接点部を第一の接点の中心に対して放射状に延長す
る形に配置したものである。
【００１７】また請求項６に記載の発明は、請求項４の
帯状接点部を第一の接点の中心に対して扇型状に延長す
る形に配置したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、第一の接点を囲む馬蹄形またはドーナツ状をした一
以上の第二の接点には前記第一の接点と反対側に延長す
る一以上の帯状接点部を設けたことにより、第二の接点
の金属パターン部分の面積を従来に比べて少なくするこ
とができるという作用を有する。
【００１９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
の帯状接点部を第一の接点の中心に対して放射状に延長
する形に配置しているので、帯状接点部を幅が狭い多数
の帯にすることができるという作用を有する。
【００２０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
の帯状接点部を第一の接点の中心に対して扇型状にして
いるので、第一の接点の中心から離れるにつれて第二の
接点の金属パターン部分の面積を広くすることができる
という作用を有する。
【００２１】また、請求項４に記載の発明は、第一の接
点と、前記第一の接点を囲む一以上の第二の接点と、導
電体からなる皿状のダイヤフラムとでスイッチ部分を構
成し、前記第二の接点には前記第一の接点と反対側に延
長する一以上の帯状接点部を設け、前記皿状のダイヤフ
ラムの外周部を前記第二の接点に延長させて設けた帯状
接点部の上に載置して導通させ、前記皿状のダイヤフラ
ムの中央を押下してたわませ、前記皿状のダイヤフラム
の中央を前記第一の接点に接触させ導通してスイッチを
導通させるようにしているので、第二の接点がダイヤフ
ラムの外周部の全ての部分に対応していなくてもスイッ
チとしての導通が得られるという作用を有する。
【００２２】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
の帯状接点部を第一の接点の中心に対して放射状に延長
する形に配置しているので、帯状接点部を幅が狭い多数
の帯にすることができるという作用を有する。
【００２３】また、請求項６に記載の発明は、請求項４
の帯状接点部を第一の接点の中心に対して扇型状にして
いるので、第一の接点の中心から離れるにつれて第二の
接点の金属パターン部分の面積を広くするようにことが
できるという作用を有する。
【００２４】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図８を用いて説明する。
【００２５】（第１の実施の形態）図１（ａ）は、本発
明の第１の実施形態における接点の形状を示したもの
で、図１（ａ）には、第一の接点である円形接点１と、
第二の接点であるドーナツ状接点２と、第二の接点であ
るドーナツ状接点部に延設した帯状接点部３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄとが示されている。帯状接点部３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄはドーナツ状接点２によって相互に連結して
いる。
【００２６】なお、図中の４は接点ではないが、あえて
説明のために、ダイヤフラム５の外周部分が接触する位
置が分かるように破線で図示している。
【００２７】図１（ｂ）は、図１（ａ）の接点の形状を
テンキーと特殊キーの計12ケに用いた携帯電話装置のプ
リント基板を例示したものである。そして図１（ｂ）に
は、プリント基板６および携帯電話装置の筐体７が想像
線で示されている。
【００２８】前記各接点１、２、３とダイヤフラム５と
の関係を、図２の断面図に示す。図２（ａ）で、プリン
ト基板６は筐体７ａ、７ｂに挟持されている。プリント
基板６には図１で説明した第一の接点である円形接点１
が設けられ、円形接点１を取り巻く第二の接点で図示し
ないドーナツ状接点で結合された帯状接点部３ａ、３ｃ
が設けられている。
【００２９】導電体であるダイヤフラム５の外周部分５
ａは、円形接点１の両側にあるドーナツ状接点２に延設
した帯状接点部３ａ、３ｃの上に載っており、電気的に
導通している。
【００３０】ダイヤフラム５は、片面粘着シート８でプ
リント基板６上に固定してある。筐体７ａには穴９があ
り、穴９にはキー10が上下動自在に設けてある。キー10
の下面には凸部10ａが設けられ、ダイヤフラムの中央５
ｂに当接している。
【００３１】図２（ｂ）、図２（ｃ）のようにキー10を
矢印Ａのように押圧するとキーの凸部10ａがダイヤフラ
ムの中央部５ｂを押し下げ、ついにはダイヤフラムの中
央部５ｂが円形接点１と接触し導通する。すなわちダイ
ヤフラム５により円形接点１とドーナツ状接点２に延設
した帯状接点部３が導通してスイッチがＯＮになる。
【００３２】ダイヤフラム５は、図２の断面図に示すよ
うに一定の変形量を確保するためには、ダイヤフラムの
外形をある程度大きくしておかなければならないのであ
るが、ドーナツ状接点部の内径を従来のようにダイヤフ
ラム５の外周部分と対応させずに、ドーナツ状接点から
円形接点１と反対側に延設した帯状接点部３ａ、３ｃに
ダイヤフラムを当接しているので、ドーナツ状接点の内
径は円形接点１の外形より少し大きくしておくだけで済
んでいる。
【００３３】電気的に見れば、従来のドーナツ状接点
も、帯状接点部があるドーナツ状の第二の接点も第一の
接点を囲んでいることには変りがない。電気的に等価な
図１２と図１（ｂ）を対比すると、ドーナツ状接点の平
面的な占有面積が小さくなっただけ軽量化や省資源化の
目的が達せられることが一目瞭然である。
【００３４】（第２の実施の形態）図３は、本発明の第
２の実施の形態を示すもので、第二の接点２には第一の
接点１の反対側に、前記第一の接点の中心に対して放射
状に延長する帯状接点部３を設けている。帯状接点部３
を幅が狭い多数の帯にすることができるので、ダイヤフ
ラム５の外周部５ａの形状が生産のばらつきにより、多
少うねっていたとしても、多数の帯のいずれかとダイヤ
フラムの外周が接触して導通を確保することができる。
【００３５】(第３の実施の形態)図４は、本発明の第３
の実施の形態を示すもので、第二の接点２には第一の接
点１の反対側に、前記第一の接点の中心に対して扇型状
に延長する帯状接点部３を設けている。扇型状にしてい
るので、第一の接点の中心から離れるにつれて第二の接
点の金属パターン部分の面積が広くなっている。そのた
め、ダイヤフラム５の外周部５ａの形状が生産のばらつ
きにより、多少うねっていたとしても、多数の帯のいず
れかとダイヤフラムの外周が接触して導通を確保するこ
とができる。帯状接点部を放射状に延長する多数の帯に
するか、扇型状にするかはダイヤフラムの生産の実状に
合わせて予め定めておくことができる。
【００３６】(第４の実施の形態)図５は、本発明の第４
の実施の形態を示すもので、第二の接点として二つのド
ーナツ状接点２ａと２ｂを同心円として設けている。プ
リント基板６の配線のリードの幅を細く、０．１ミリメ
ートルから０．２ミリメートルというように細くしたと
しても、ドーナツ状接点を複数にしたことにより、一つ
のドーナツ状接点が断線しても、スイツチとしての導通
を確保することができる。
【００３７】(第５の実施の形態)図６は、本発明の第５
の実施の形態を示すもので、第二の接点のドーナツ状接
点２に対して帯状接点部が交差した形になっている。第
二の接点のドーナツ状接点２の内側、つまり円形接点側
にも帯状接点部が延びている形状であるが、図１２の従
来例と比較してドーナツ状接点部の平面的な占有面積が
小さくなっただけ軽量化や省資源化の目的が達せられる
ことは一目瞭然である。
【００３８】（第６の実施の形態）図７は、本発明の第
６の実施の形態を示すもので、図７には、第一の接点で
ある円形接点１と、円形接点から引き出した引き出し配
線11と、第二の接点である馬蹄形接点12と、馬蹄形接点
部12に延設した帯状接点部13ａ、13ｂ、13ｃ、13ｄと、
馬蹄形接点12から引き出した引き出し配線14とが示され
ている。
【００３９】そして帯状接点部13ａ、13ｂ、13ｃ、13ｄ
は、第二の接点である馬蹄形接点12によって連結されて
いる。なお、図中の４は接点ではないが、あえて説明の
ためにダイヤフラムの外周部分が接触する位置が分かる
ように破線で図示したものである。また、ダイヤフラム
を図７の４の位置に載置したときに円形接点から引き出
される引き出し配線11とダイヤフラムの下面部が接触し
ないように、実際にプリント基板上に接点を形成すると
きには、多層プリント基板を用いるようにする。実際図
８において図７の接点構造を携帯電話装置のテンキー部
に用いた多層のプリント基板を例示するように、円形接
点１から引き出される引き出し配線11を下層に配置して
いる。
【００４０】なお、上記の発明の実施の形態の説明にお
いて、第一の接点の例としては円形接点のみを例示した
が、ダイヤフラムの中央が押下したときに接触するもの
であればかならずしも円形に限定しなくとも、三角形、
四角形、星型などの多角形であっても瓢箪型であっても
よい。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明から明らかように、本発明の
請求項１に記載の発明は、第一の接点と第一の接点を囲
む馬蹄形またはドーナツ状をした一以上の第二の接点に
は前記第一の接点と反対側に延長する一以上の帯状接点
部を設けたスイッチの接点構造にしたことにより、第二
の接点の金属パターン部分の面積を従来に比べて大幅に
減少させて接点部の小型軽量化と省資源化を実現するこ
とができるという利点がある。
【００４２】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１の帯状接点部を第一の接点の中心に対して放射
状に延長する形に配置しているので、帯状接点部を幅を
狭い多数の帯にして第二の接点の金属パターン部分の面
積を従来に比べて少なくしているにもかかわらず、従来
とほぼ同じ領域に第二の接点の金属パターン部分を網羅
できるという利点がある。
【００４３】また、本発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１の帯状接点部を第一の接点の中心に対して扇型
状にしているので、第一の接点の中心から離れるにつれ
て第二の接点の金属パターン部分の面積を広くしている
ので、第二の接点の金属パターン部分の面積を従来に比
べて少なくしているにもかかわらず、帯状接点部につい
ては従来と同じ第二の接点の金属パターン部分を設ける
ことができるという利点がある。
【００４４】また、本発明の請求項４に記載の発明は、
第一の接点と、前記第一の接点を囲む一以上の第二の接
点と、導電体からなる皿状のダイヤフラムとでスイッチ
部分を構成し、前記第二の接点には前記第一の接点と反
対側に延長する一以上の帯状接点部を設け、前記皿状の
ダイヤフラムの外周部を前記第二の接点に延長させて設
けた帯状接点部の上に載置して導通させ、前記皿状のダ
イヤフラムの中央を押下してたわませ、前記皿状のダイ
ヤフラムの中央を前記第一の接点に接触させ導通してス
イッチを導通させるようにしているので、第二の接点が
ダイヤフラムの外周部の全ての部分に対応していなくて
もスイッチとしての導通が得られるようにしているの
で、第二の接点の金属パターン部分の面積を従来に比べ
て少なくできる利点がある。
【００４５】また、本発明の請求項５に記載の発明は、
請求項４の帯状接点部を第一の接点の中心に対して放射
状に延長する形に配置しているので、帯状接点部を幅が
狭い多数の帯にすることができる。そのため、第二の接
点の金属パターン部分の面積を従来に比べて大幅に減少
させて接点部の小型軽量化と省資源化を実現している利
点がある。更にダイヤフラム５の外周部５ａの形状が生
産のばらつきにより、多少うねっていたとしても、多数
の帯のいずれかとダイヤフラムの外周が接触して導通が
確保される利点がある。
【００４６】また、本発明の請求項６に記載の発明は、
請求項４の帯状接点部を第一の接点の中心に対して扇型
状にしているので、第一の接点の中心から離れるにつれ
て第二の接点の金属パターン部分の面積を広くしている
ので、第二の接点の金属パターン部分の面積を従来に比
べて少なくしているにもかかわらず、帯状接点部につい
ては従来と同じ第二の接点の金属パターン部分を設ける
ことができるという利点がある。またダイヤフラム５の
外周部５ａの形状が、生産のばらつきにより多少うねっ
ていたとしても、多数の帯のいずれかとダイヤフラムの
外周が接触して導通が確保されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態のスイッチの
接点構造の平面図、（ｂ）本発明の第１の実施の形態の
スイッチの接点構造を有する携帯電話装置のプリント基
板を模式的に示した平面図、
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態のスイッチの
接点構造の押下前の様子を示す断面図、（ｂ）本発明の
第１の実施の形態のスイッチの接点構造の押下動作中の
様子を示す断面図、（ｃ）本発明の第１の実施の形態の
スイッチの接点構造の押下動作完了の様子を示す断面
図、
【図３】本発明の第２の実施の形態のスイッチの接点構
造の平面図、
【図４】本発明の第３の実施の形態のスイッチの接点構
造の平面図、
【図５】本発明の第４の実施の形態のスイッチの接点構
造の平面図、
【図６】本発明の第５の実施の形態のスイッチの接点構
造の平面図、
【図７】本発明の第６の実施の形態のスイッチの接点構
造の平面図、
【図８】本発明の第６の実施の形態のスイッチの接点構
造を有する携帯電話装置の多層プリント基板を模式的に
示した平面図、
【図９】従来例の携帯電話装置の平面図、
【図１０】従来例のスイッチの接点構造を示す分解斜視
図、
【図１１】従来例のスイッチの接点構造の断面図、
【図１２】従来例の携帯電話装置のプリント基板を模式
的に示した平面図である。
【符号の説明】
１ 第一の接点 ２ 第二の状接点 ３ 帯状接点部 ４ ダイヤフラムを載置する位置を示す破線 ５ ダイヤフラム ６ プリント基板 ７ 筐体 ８ 片面粘着シート ９ 穴 10 キー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 禎友 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G006 AA02 AB25 AC07 AZ02 BA01 BA02 BB03 BC04 CD03 CD05 DB03 FB04 5G051 AA27 AC20 AC24 AC30 HA05 HA22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一の接点と、前記第一の接点を囲む一
    以上の第二の接点とを有し、前記第二の接点には前記第
    一の接点と反対側に延長する一以上の帯状接点部を設け
    たことを特徴とするスイッチの接点構造。
  2. 【請求項２】 第二の接点には第一の接点の反対側に、
    前記第一の接点の中心に対して放射状に延長する帯状接
    点部を設けたことを特徴とする請求項１記載のスイッチ
    の接点構造。
  3. 【請求項３】 第二の接点には第一の接点の反対側に、
    前記第一の接点の中心に対して扇型状に延長する帯状接
    点部を設けたことを特徴とする請求項１記載のスイッチ
    の接点構造。
  4. 【請求項４】 第一の接点と、前記第一の接点を囲む一
    以上の第二の接点と、導電体からなる皿状のダイヤフラ
    ムとを有し、前記第二の接点には前記第一の接点と反対
    側に延長する一以上の帯状接点部を設け、前記皿状のダ
    イヤフラムの外周部を前記第二の接点に延長させて設け
    た帯状接点部の上に載置して導通させ、前記皿状のダイ
    ヤフラムの中央を押下してたわませ、前記皿状のダイヤ
    フラムの中央を前記第一の接点に接触させ導通してスイ
    ッチを導通させるようにしたことを特徴とするスイッチ
    の接点構造。
  5. 【請求項５】 第二の接点には第一の接点の反対側に、
    前記第一の接点の中心に対して放射状に延長する帯状接
    点部を設けたことを特徴とする請求項４記載のスイッチ
    の接点構造。
  6. 【請求項６】 第二の接点には第一の接点の反対側に、
    前記第一の接点の中心に対して扇型状に延長する帯状接
    点部を設けたことを特徴とする請求項４記載のスイッチ
    の接点構造。
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