CN106486311A - 开关及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种开关和制造该开关的方法。在一个实施例中,开关包括按钮;位于该按钮下面的薄膜;位于按钮与薄膜之间的第一弹性构件和第二弹性构件。薄膜在被第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活。第一弹性构件可操作为响应于在第一方向上施加在按钮上的力而被形变,并且防止第二弹性构件与薄膜接触,直到该力的大小超过阈值。开关提供了快速反应又耐用的输入机构,并且允许平滑的敲击体验。也提供了键盘。
Description
背景技术
开关可以被用在诸如键盘之类的许多输入设备以接收用户输入。开关应当被提供有具有鲁邦性的且耐用的机构,其被设计用于允许数百万次输入。此外,开关的敲击优选为平滑且快速反应的,以便于提供终端用户改进的敲击体验。
发明内容
本文描述主题的示例实施例提出了开关、键盘以及制造该开关的方法。
在一个方面,本文描述主题的示例实施例提供了开关。开关包括按钮;位于该按钮下面的薄膜;位于按钮与薄膜之间的第一弹性构件和第二弹性构件。薄膜在被第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活。第一弹性构件可操作为响应于在第一方向上施加在按钮上的力而被形变,并且防止第二弹性构件与薄膜接触,直到该力的大小超过阈值。
在另一个方面,本文描述主题的示例实施例提供了键盘。该键盘包括多个按钮;位于该按钮下面的多个薄膜;位于按钮与薄膜的每一对之间的第一弹性构件和第二弹性构件。薄膜中的每个薄膜在被对应的第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活。第一弹性构件可操作为响应于在第一方向上施加在对应的按钮上的力而被形变,并且防止第二弹性构件与对应的薄膜接触,直到该力的大小超过阈值。
在另一个方面,本文描述主题的示例实施例提供了制造开关的方法。该方法包括提供按钮;提供位于该按钮下面的薄膜;提供位于按钮与薄膜之间的第一弹性构件和第二弹性构件。薄膜在被第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活。第一弹性构件可操作为响应于在第一方向上施加在按钮上的力而被形变,并且防止第二弹性构件与薄膜接触,直到该力的大小超过阈值。
通过以下描述,将理解的是根据本文描述的主题的实施例的开关能够提供平滑且快速反应的敲击动作,以便于改进输入体验以及耐用性。
附图说明
图1图示了根据本文描述的主题的一种实施例的开关的示意图;
图2图示了根据本文描述的主题的一种实施例的开关的剖视图;
图3图示了图2的开关的分解图;
图4图示了根据本文描述的主题的另一种实施例的开关的剖视图;
图5图示了图4的开关的分解图;
图6图示了根据本文描述的主题的一个实施例的键盘的框图;以及
图7图示了根据本文描述的主题的各种实施例的开关的制造方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考数个示例实施例对本文描述的主题进行讨论。这些实施例仅出于使得本领域技术人员更好地理解本文描述的主题的目的而进行讨论,而不是对本主题的范围做出任何限制。
术语“包括”和其变体应被认为是开放性术语,其意味着“包括但不限于”。术语“或”应被认为是“和/或”,除非上下文另有明确说明。术语“基于”应被认为是“至少部分基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”应被认为是“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被认为是“至少一个其它实施例”。除非另外指定或限制,术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦接”及其变体被广义地使用并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和耦接。此外,“连接”和“耦接”并不限于物理或机械的连接或耦接。在以下描述中,相同的附图标记和标注被用来描述在图1至7的多个视图中相同的、相似的或对应的部分。其它明确的和隐含的定义会包含在下文中。
开关被广泛使用在各种设备中。例如,键盘通常使用多于一百个键以用于输入各种字符。每个键或开关对应于特定的字符,使得一旦该键或开关被闭合则将生成对应的信号。这样的开关可以以机械或电子的方式被实现。机械开关被广泛地选择,因为终端用户可以实际感受到开关是否已经被按下,这加快了打字速度。由于它们机械结构的影响,不同的开关提供不同的敲击动作。精巧设计的开关允许快速的响应以及平滑的敲击动作,因而可实现有利的产品。
图1图示了根据本文描述的主题的一种实施例的开关100的示意图。开关100仅被描述为用于说明的目的,而不是对本文描述的主题的范围作出任何限制。具有不同结构的不同实施例可以实现本文描述的主题的目的和概念。
如图所示,开关100包括按钮110和位于按钮110下面的薄膜120。按钮110被用来接受施加在其上的力,以便于相对于薄膜120进行往复移动。当其被形变到某程度时,薄膜120可以被激活。换言之,薄膜120的形变可以被用来控制开关100的接通或关断。开关100进一步包括第一弹性构件130和第二弹性构件140,其两者均被布置在按钮110与薄膜120之间。随着按钮110向着薄膜120移动,第一弹性构件130可以被压缩,并且作用在按钮110上的反作用力可以逐渐增大。第二弹性构件140被连接至按钮110,并且如果按钮110未向薄膜120移动足够的距离则第二弹性构件140不在薄膜120上施力。有鉴于此,在一个实施例中,当按钮110不被按压时第二弹性构件140并不接触按钮110。
在该配置中,薄膜120在被第二弹性构件140在第一方向D1上形变到预定义的程度时被激活。第一弹性构件130可操作为响应于在第一方向D1上施加在按钮110上的力而被形变,并且防止第二弹性构件140与薄膜120接触,直到该力的大小超过阈值。第一弹性构件130可以在任何时间都不与薄膜120接触。其结果是,第一弹性构件130将不会导致薄膜120的形变。换言之,薄膜120可以仅被第二弹性构件140形变。
当按钮110初始地向薄膜120移动时(即在第一方向D1)仅第一弹性构件130提供反作用力并且抵抗按钮110。在第一弹性构件130已经被按钮110在第一方向D1上压缩预定距离的情况下,第二弹性构件140将与薄膜120接触。当第二弹性构件140与薄膜120接触时,第二弹性构件140开始在第一方向D1上形变薄膜120。然后,随着按钮110在第一方向D1上保持移动,第二弹性构件140被压缩并且薄膜120被弯曲。
两个弹性构件130、140的布置方式允许两步敲击动作,其中第一步表示第一弹性构件130被压缩但不形变薄膜120,并且第二步表示第一弹性构件130和第二弹性构件140被一起压缩,造成薄膜120的形变。
参照图2,示出了根据本文描述的主题的一个实施例的开关100的实施方式的剖视图。图3图示了图2的开关100的分解图。在该实施例中,底壳160被设置在开关100的底部处以用于支撑整个结构。薄膜120在底壳160上被放平。薄膜120可以包含多层。多层中的两层在接受足够大的力以将薄膜120弯曲到某程度时可以与彼此接触。换言之,薄膜120可以被布置为形成可以被闭合(薄膜120被形变到某程度)或断开(薄膜120并未被足够形变)的开关机构。
附加地,提供了顶壳150。在一些实施例中,顶壳150可以被放置在薄膜120的不会致使薄膜120的激活的位置上。可替代地,顶壳150可以被直接放置在底壳160的省略薄膜120或者不存在薄膜120的位置上,使得顶壳150直接与底壳160接合。在该实施例中,开关100被示出为在底部包括底壳160。
如图2所示,支撑基底152可以在薄膜120上方被布置在顶壳150上,以便于支撑第一弹性构件130,并且防止第一弹性构件130与薄膜120接触。阻挡部151还可以被设置在顶壳150上,其能够与按钮110上的钩部111接触,以便于响应于钩部111与阻挡部151接触而防止按钮110在与第一方向相反的第二方向上移动。当开关110被翻转时,钩部111可以防止按钮110从开关100脱落。
第一弹性构件130与按钮110接触,因而第一弹性构件130被困在由顶壳150与按钮110形成的腔以内。第一弹性构件130可以是在该腔以内可压缩的。在一个实施例中,响应于钩部111与阻挡部151接触,第一弹性构件130是预压缩的,因而终端用户需要施加足够大的力从而开始按钮110在第一方向上的移动。
在一个实施例中,第一弹性构件130可以是螺旋弹簧,因为其提供了对施加在按钮110上的力的快速响应。然而,也可以使用向敲击动作提供响应的反作用力的任何其它弹性构件。第一弹性构件130可以是能够被线性压缩的,因而敲击动作是平滑的。
孔153可以被形成在顶壳150上并且被支撑基底所围绕。因为该配置,薄膜120能够由第二弹性构件140通过孔153接近。换言之,薄膜120通过孔153被暴露至第二弹性构件140。第二弹性构件140可以被布置为使得其被第一弹性构件130围绕。第二弹性构件140可以是螺旋弹簧,并且其可以通过被布置在按钮110的内表面上的柱112被固定至按钮110,使得第二弹性构件140相对于薄膜120被保持直立并且可以与第一弹性构件130同心。
如图2和图3所示,第二弹性构件140可以是螺旋弹簧,其两端具有较小的直径以便于形成与柱112的过盈配合。第二弹性构件140被适配为穿过孔153或者部分穿过孔153。随着按钮110在第一方向上移动,第二弹性构件140和薄膜120将接触并且一起形变。因为第二弹性构件140是可压缩的,其对薄膜120的冲击将比刚性构件对薄膜120的冲击小得多。其结果是,改进了开关的耐用性。敲击动作也被平滑化。平滑化的敲击动作导致更满意的且精确的用户体验。防止按钮110进一步在第一方向上移动的附加的机构(未示出)可以被提供。
参照图4,示出了根据本文描述的主题的另一个实施例的开关200的实施方式的剖视图。图5图示了图4的开关200的分解图。在该实施例中,底壳260、薄膜220、顶壳250、支撑基底252、孔253、阻挡部251、按钮210、钩部211和第一弹性构件230可以与根据之前的实施例的对应的部件相似地设置。因此,具体的描述将被省略。
第二弹性构件240可以被设置在与按钮210一体成型的柱212的端部处。第二弹性构件240可以是橡胶圆点(rubber dome),其在接受足够大的力时是可压缩的。在按钮210已经向底壳260行进了某距离的情况下,第二弹性构件240被适配为穿过孔253。允许第二弹性构件240接触薄膜220以便于形变或者弯曲薄膜220是可能的。虽然橡胶圆点或由软性材料形成的其它结构与螺旋弹簧相比提供了相对较慢的响应,其对薄膜220的冲击可以进一步被减小。
两个弹性构件230、240的布置方式允许两步敲击动作,其中第一步表示第一弹性构件230被压缩但不形变薄膜220,并且第二步表示第一弹性构件230被进一步压缩,使得薄膜220被第二弹性构件240形变。
针对本文描述的主题的实施例,第一弹性构件130、230的数量并不被限制。可以如以上所述使用单个螺旋弹簧,同时还可以使用多个弹簧作为第一弹性构件130、230。类似地,第二弹性构件140、240的数量也不被限制。每个弹性构件的弹性或弹簧常数并不被限制。
如以上所述,根据本文描述的主题的实施例的开关提供两步的敲击动作,其能够提供平滑的以及快速响应的敲击动作,以便于改进输入体验以及耐用性。同时,开关的相对简单的结构导致有成本效益的制造以及简单的组装。
以上示例仅被描述为用于说明的目的,而不是对本文描述的主题的范围作出任何限制。任何附加的或可替代材料可以被用来制作开关的部件。
应当理解的是,“顶”、“底”、“前”、“后”、“侧”等等仅被用来描述附图中部件之间的关系,而不是限制它们的定向或定位。例如,在图2中,顶壳150可以被视为位于底壳160之上,也可以被视为位于底壳160之下。
根据本文描述的主题的实施例的另一个方面,图6中示出了键盘300。键盘300包括多个按钮310;位于按钮下面的多个薄膜320;位于按钮310和薄膜320中的每一对之间的第一弹性构件330和第二弹性构件340,其中薄膜320中的每个薄膜在第一方向上被对应的第二弹性构件340形变到预定义的程度时被激活,并且其中第一弹性构件330可操作为响应于在第一方向上施加在对应的按钮310上的力而被形变,并且防止第二弹性构件340与对应的薄膜320接触,直到该力的大小超出阈值。
在一个实施例中,键盘300可以进一步包括位于薄膜中的每个薄膜的上面的顶壳350,其中顶壳350支撑第一弹性构件330并且防止第一弹性构件330与对应的薄膜320接触。
参照图7,其图示了根据本文描述的主题的各种实施例的开关100的制造方法700的框图。方法700在步骤S701进入,其提供了按钮。
在步骤S702,提供了位于按钮下面的薄膜。然后,在S703提供位于按钮与薄膜之间的第一弹性构件和第二弹性构件。薄膜在被第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活。第一弹性构件可操作为响应于在第一方向上施加在按钮上的力而被形变,并且防止第二弹性构件与薄膜接触,直到该力的大小超过阈值。
在一个实施例中,该方法可以进一步包括提供位于薄膜的上面的顶壳,其中该顶壳支撑第一弹性构件并且防止第一弹性构件与薄膜接触。
在进一步的实施例中,该方法可以进一步包括提供被布置在按钮上的钩部;以及提供被布置在顶壳上的阻挡部,其中响应于钩部与阻挡部接触,该阻挡部防止按钮在与第一方向相反的第二方向上移动。
在又一实施例中该方法可以进一步包括响应于钩部与阻挡部接触而被预压缩的所述第一弹性构件。
在另一个实施例中,第一弹性构件可以是螺旋弹簧。
附加地或可替代地,该方法可以包括提供被第一弹性构件围绕、并且可操作为通过形成在顶壳上的孔与薄膜接触的第二弹性构件。
在另一个实施例中,第二弹性构件可以是螺旋弹簧。附加地或可替代地,该方法可以进一步包括提供被布置在按钮上以保持第二弹性构件相对于薄膜直立并且与第一弹性构件同心的柱。
在又一个实施例中,第二弹性构件可以是橡胶圆点。
尽管在以上说明书中操作以特定顺序被描绘,但这并不应该被理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成,或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下,多任务或并行处理可能是有利的。同样地,尽管上述讨论包含了某些细节,但这并不应解释为限制本文描述的主题的的范围,而应解释为对可以针对特定实施例的特征的描述。在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施在单个实施例中。另一方面,在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个实施例或者在任意合适的子组合中实施。
虽然本主题已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言进行了描述,但是应当理解,在所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反,上述具体特征和动作被公开作为实现权利要求的示例形式。
Claims (20)
1.一种开关(100、200),包括:
按钮(110、210);
薄膜(120、220),位于所述按钮的下面;
第一弹性构件(130、230)和第二弹性构件(140、240),位于所述按钮与所述薄膜之间,
其中所述薄膜在被所述第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活,并且
其中所述第一弹性构件可操作为响应于在所述第一方向上施加在所述按钮上的力而被形变,并且可操作为防止所述第二弹性构件与所述薄膜接触,直到所述力的大小超过阈值。
2.根据权利要求1所述的开关,进一步包括:
顶壳(150、250),位于所述薄膜的上面,其中所述顶壳支撑所述第一弹性构件并且防止所述第一弹性构件与所述薄膜接触。
3.根据权利要求2所述的开关,进一步包括:
钩部(111、211),被布置在所述按钮上;以及
阻挡部(151、251),被布置在所述顶壳上,其中响应于所述钩部与所述阻挡部接触,所述阻挡部防止所述按钮在与所述第一方向相反的第二方向上移动。
4.根据权利要求3所述的开关,其中响应于所述钩部与所述阻挡部接触,所述第一弹性构件是预压缩的。
5.根据权利要求2所述的开关,其中所述第一弹性构件是螺旋弹簧。
6.根据权利要求5所述的开关,其中所述第二弹性构件被所述第一弹性构件围绕,并且可操作为通过形成在所述顶壳上的孔与所述薄膜接触。
7.根据权利要求6所述的开关,其中所述第二弹性构件(140)是螺旋弹簧。
8.根据权利要求7所述的开关,进一步包括:
柱(112、212),被布置在所述按钮上以保持所述第二弹性构件相对于所述薄膜直立并且与所述第一弹性构件同心。
9.根据权利要求6所述的开关,其中所述第二弹性构件(240)是橡胶圆点。
10.一种键盘(300),包括:
多个按钮(310);
多个薄膜(320),位于所述按钮的下面;
第一弹性构件(330)和第二弹性构件(340),位于所述按钮与所述薄膜中的每一对之间,
其中所述薄膜中的每个薄膜在被对应的所述第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活,并且
其中所述第一弹性构件可操作为响应于在所述第一方向上施加在对应的所述按钮上的力而被形变,并且可操作为防止所述第二弹性构件与对应的所述薄膜接触,直到所述力的大小超过阈值。
11.根据权利要求10所述的键盘,进一步包括:
顶壳(350),位于所述薄膜中的每个薄膜的上面,其中所述顶壳支撑所述第一弹性构件并且防止所述第一弹性构件与对应的所述薄膜接触。
12.一种制造开关的方法,包括:
提供按钮;
提供位于所述按钮的下面的薄膜;以及
提供位于所述按钮与所述薄膜之间的第一弹性构件和第二弹性构件,
其中所述薄膜在被所述第二弹性构件在第一方向上形变到预定义的程度时被激活,并且
其中所述第一弹性构件可操作为响应于在所述第一方向上施加在所述按钮上的力而被形变,并且可操作为防止所述第二弹性构件与所述薄膜接触,直到所述力的大小超过阈值。
13.根据权利要求12所述的方法,进一步包括:
提供位于所述薄膜的上面的顶壳,其中所述顶壳支撑所述第一弹性构件并且防止所述第一弹性构件与所述薄膜接触。
14.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
提供被布置在所述按钮上的钩部;以及
提供被布置在所述顶壳上的阻挡部,其中响应于所述钩部与所述阻挡部接触,所述阻挡部防止所述按钮在与所述第一方向相反的第二方向上移动。
15.根据权利要求14所述的方法,进一步包括:
提供响应于所述钩部与所述阻挡部接触而被预压缩的所述第一弹性构件。
16.根据权利要求13所述的方法,其中所述第一弹性构件是螺旋弹簧。
17.根据权利要求16所述的方法,进一步包括:
提供被所述第一弹性构件围绕、并且可操作为通过形成在所述顶壳上的孔与所述薄膜接触的所述第二弹性构件。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第二弹性构件是螺旋弹簧。
19.根据权利要求18所述的方法,进一步包括:
提供被布置在所述按钮上以保持所述第二弹性构件相对于所述薄膜直立并且与所述第一弹性构件同心的柱。
20.根据权利要求17所述的方法,其中所述第二弹性构件是橡胶圆点。
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