CN106710919A - 一种防水按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防水按键结构，包括：按键主体、壳体和弹性体；所述按键主体包括键帽和连接于所述键帽的背部的推杆；所述壳体上设有开孔，所述按键主体能在所述开孔中往复运动；所述弹性体以盖住所述开孔的形式结合于所述壳体的内表面，且具备向所述开孔内突出并抵接于所述键帽的背部的凸台，所述凸台上设有贯通孔；所述推杆穿过所述贯通孔后突出于所述弹性体的背面。本发明的防水按键结构可在狭小空间实现按键功能并实现防水功能。

Description

一种防水按键结构

技术领域

本发明属于手持及穿戴设备防水领域，具体地，涉及一种防水按键结构。

背景技术

在现有的手持或穿戴设备中，按键的防水设计往往采用硅胶按键并结合背胶方案来实现。亦有采用双色注塑或二次注塑的方式来解决连接问题。而对于小尺寸及小空间的防水按键设计，如手表类产品的防水按键设计中，按键结构内部采用“O”形圈和弹簧的设计。

例如，在专利文献1中公开了一种按键防水结构，其中，键帽立柱顺序贯穿弹簧、垫片、防水圈和壳体的贯通孔后突出于壳体内表面，弹簧处于预压状态，以使防水圈被压紧于壳体的凹槽底部，从而达到防水目的。

另，专利文献2中公开了一种防水按钮总成，其中，按钮元件的组装轴设置于防水装置外壳的组装孔，作为第一密封元件的弹簧套设于组装轴，第二密封元件位于按键及外壳间。

又，专利文献3中公开了一种移动终端防水按键，其中，按键本体以往复移动的方式设置于环套的环孔内，按键本体上套设有弹簧，环套外周设置有第一防水密封圈，按键本体的末端设置有用于对环孔进行防水的第二防水密封圈。

上述这些现有的按键防水设计大多采用防水圈加弹簧的设计，但是，这类现有的设计往往存在组装复杂、空间占用大、制造成本高等缺陷，因而在狭小空间内难以同时实现按键功能及防水功能。

此外，在现有技术中，亦有采用电容式触摸按键的设计，无实体可运动按键。但是，这类设计必须增加振动马达产生振动反馈来替代实体按键的按压行程和压力反馈，亦或采用声音反馈来告知用户操作的执行情况。因此，此类设计需要增加电子器件来实现，软件设计也相应增加，因而设计复杂，制造成本也高。

现有技术：

专利文献1：中国专利公开CN 202616099 U；

专利文献2：中国专利公开CN105489424 A；

专利文献3：中国专利公开CN205376352U。

发明内容

鉴于以上所述，本发明所要解决的技术问题在于提供一种可在狭小空间实现按键功能并实现防水功能的防水按键结构。

为了解决上述技术问题，本发明的防水按键结构包括：按键主体、壳体和弹性体；所述按键主体包括键帽和连接于所述键帽的背部的推杆；所述壳体上设有开孔，所述按键主体能在所述开孔中往复运动；所述弹性体以盖住所述开孔的形式结合于所述壳体的内表面，且具备向所述开孔内突出并抵接于所述键帽的背部的凸台，所述凸台上设有贯通孔；所述推杆穿过所述贯通孔后突出于所述弹性体的背面。

根据本发明，按键主体可在壳体的开孔中往复运动，按键主体的推杆穿过弹性体的贯通孔后突出于弹性体的背面，进而可按动置于壳体内的电子按键开关工作，在无外力作用时该按键主体也可在电子按键开关的反推力作用以及弹性体的变形力作用下回复初始位置，从而实现本发明的防水按键结构的按键功能。与此同时，通过将弹性体以盖住开孔的形式结合于壳体的内表面，由此可通过该简单的结构实现本发明的防水按键结构的防水功能。

基于本发明的上述结构，可通过简单的结构，在狭小空间实现按键功能并实现防水功能，因而特别适用于小行程开关设计。

又，在本发明中，所述弹性体与所述按键主体之间可形成过盈配合。

根据本发明，弹性体与按键主体之间形成过盈配合，由此可有利于使弹性体与按键主体之间接触的部分形成对水的密封结构，从而进一步实现本发明的防水按键结构的防水功能。

又，在本发明中，所述凸台的外周面与所述开孔的内周面之间可存在间隙。

根据本发明，由于凸台的外周面与开孔的内周面之间存在一定间隙，可在凸台与开孔之间保留一定的变形空间，以利于在按压过程中弹性体有适量的变形量。

又，在本发明中，所述推杆的远离于所述键帽的梢端上可设有凸缘部，所述凸缘部抵接于所述弹性体的背面。

根据本发明，在推杆的远离于键帽的梢端上设置凸缘部，该凸缘部抵接于弹性体的背面，以此形成倒扣结构，且安装时可依靠弹性体的变形量过盈安装，该倒扣结构可确保推杆不会退出壳体。

又，在本发明中，所述推杆的远离于所述键帽的梢端上可设有环形的凹槽，在所述凹槽上卡入卡圈以固定所述推杆。

根据本发明，在推杆的远离于键帽的梢端上设置环形的凹槽，并将卡圈卡入该凹槽，以此可固定推杆，从而可确保推杆不会退出壳体。

又，在本发明中，所述弹性体可为热塑性弹性体。例如TPE、TPV等，由此可简化加工过程，降低制造成本。

优选地，所述弹性体可通过双射注塑或二次注塑与所述壳体一体成型。从而可高精度地成型防水所需的弹性体。

或者，所述弹性体也可由硅胶模压成型。

又，在本发明中，所述弹性体通过点胶贴合于所述壳体的内表面。

根据本发明，通过点胶将弹性体贴合于壳体的内表面，由此点胶区域可形成封闭结构，有利于实现开孔周围边界的防水功能。

本发明可包含权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构的任意组合。尤其是，本发明包含权利要求书的各项权利要求的两个以上的任意组合。

根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施形态的防水按键结构的安装示意图；

图2是从背面观察图1所示的防水按键结构的安装示意图；

图3示出了根据本发明第一实施形态的防水按键结构安装后的示意剖视图；

图4示出了根据本发明第二实施形态的防水按键结构的安装示意图；

图5是从背面观察图4所示的防水按键结构的安装示意图；

图6示出了根据本发明第二实施形态的防水按键结构安装后的示意剖视图；

附图标记：

1、壳体，1a、壳体内表面，2、键帽，3a/3b、推杆，4、弹性体，4a、弹性体背面，5、卡圈，6、开孔，6a、开孔内周面，7、凸台，7a、凸台外周面，8、贯通孔，9、凸缘部，10、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施形态对本发明的技术方案进行详细说明。应理解，附图及下述实施形态仅用于说明本发明，而非限制本发明。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。

本发明的防水按键结构可用于各类手持或穿戴设备，例如可以是防水手表、防水相机，或者诸如手机、PDA等各类移动终端。本发明的防水按键结构谋求在狭小空间内实现按键功能并实现防水功能。

该防水按键结构可包括按键主体、壳体和弹性体。壳体可以是各类手持或穿戴设备的壳体，该壳体例如可采用塑料或其他材质制成，尤其是硬塑料。按键主体可包括键帽和连接于键帽的背部的推杆。键帽的形状可以根据外观需要进行变化，例如可以形成为圆形等。推杆的尺寸可以根据空间大小进行相应的调整。该键帽和推杆可以由塑料制成，两者可以一体成型或者独立成型后相互组装在一起，方便加工和外观处理。壳体上可设有开孔，按键主体可在该开孔中往复运动，弹性体以盖住该开孔的形式结合于壳体的内表面。

该弹性体作为按键基材，其还具备向开孔内突出并抵接于键帽的背部的凸台，该凸台上设有贯通孔，推杆可穿过该贯通孔后突出于弹性体的背面。

该弹性体可为热塑性弹性体。例如TPE、TPV等，由此可简化加工过程，降低制造成本。优选地，该弹性体可通过双射注塑与壳体一体成型，例如可将分别用于制成壳体和弹性体的两种不同塑胶材料在同一台双射注塑机上注塑，通过双射注塑机上的转盘的转动，分两次成型。例如，可以是第一射注塑硬塑料，第二射注塑热塑性弹性体。或者该弹性体也可通过二次注塑与壳体一体成型，其通常由两套模具分两次成型。例如，可以是第一套模具注塑硬塑料，第二套模具注塑热塑性弹性体。通过采用双射注塑或二次注塑的方式来一体地形成防水的热塑性弹性体与壳体，可以提高弹性体的制造精度和粘合力。当然，该热塑性弹性体也可以独立于壳体单独注塑成型。此外，所述弹性体也可以是硅胶材料，可由硅胶模压的方法制成。

根据本发明的防水按键结构，在按压按键主体的键帽时，该按键主体在外力作用下向内运动，弹性体在按键主体的推动下变形，带动推杆按动置于壳体内的电子按键开关工作，而在外力移除后，该按键主体可在电子按键开关的反推力作用以及弹性体的变形力作用下回复初始位置，从而实现本发明的防水按键结构的按键功能。

与此同时，通过将弹性体以盖住开孔的形式结合于壳体的内表面，以此在结合区域形成封闭结构，实现开孔周围边界的防水功能。优选地，可通过点胶将弹性体贴合于壳体的内表面，由此点胶区域可形成封闭结构，有利于实现开孔周围边界的防水功能。此外，弹性体与按键主体之间形成过盈配合，由此可以使弹性体与按键主体之间接触的部分形成对水的密封结构，从而实现本发明的防水按键结构的防水功能。具体地，在凸台与推杆的轴向接触部分，以及凸台与推杆的端面处均可采用过盈配合，由此可分别形成对水的轴向密封结构和对水的端面密封结构。且，凸台的设置也可以增加有效密封距离，提高防水等级。

此外，在本发明的防水按键结构中，凸台的外周面与开孔的内周面之间还存在一定间隙，因此可在凸台与开孔之间保留一定的变形空间，以利于在按压过程中弹性体有适量的变形量。

基于本发明的上述结构，可通过简单的结构，在狭小空间实现按键功能并实现防水功能，因而特别适用于小行程开关设计。

如前所述，在本发明的防水按键结构中，推杆穿过弹性体的贯通孔后突出于弹性体的背面，为了确保推杆不会退出壳体，可将推杆固定于弹性体。为此，可以在推杆的远离于键帽的梢端上设置凸缘部，该凸缘部的尺寸可大于弹性体的贯通孔，由此该凸缘部可抵接于弹性体的背面，以此形成倒扣结构，且安装时依靠弹性体的变形量过盈安装，该倒扣结构可确保推杆不会退出壳体。该凸缘部的具体尺寸可结合弹性体材料硬度和厚度综合考虑。

或者，也可以在推杆的远离于键帽的梢端上设置环形的凹槽，并将卡圈卡入该凹槽，以此可固定推杆，从而可确保推杆不会退出壳体。

以下结合附图进一步详细说明本发明的防水按键结构的各示例实施形态。

（第一实施形态）

图1至图3示出了根据本发明第一实施形态的防水按键结构。其中，图1示出了根据本发明第一实施形态的防水按键结构的安装示意图；图2是从背面观察图1所示的防水按键结构的安装示意图，且图1和图2中均示出了组装前及组装后的防水按键结构示例；图3示出了根据本发明第一实施形态的防水按键结构安装后的示意剖视图。

如图1至图3所示，本实施形态的防水按键结构，包括按键主体、壳体1和热塑性弹性体或硅胶材料制成的弹性体4。按键主体包括键帽2和连接于键帽2背部的推杆3a。

在本实施形态中，壳体1为硬塑料壳体，在该壳体1内部采用双射注塑或二次注塑的方式一体地形成一层防水的热塑性弹性体4；亦或采用硅胶模压的方法制作硅胶弹性体4，作为按键基材。此外，在本实施形态中，可采用点胶的方法将弹性体4固定在壳体1的内表面1a（即内壁）上，并使该弹性体4盖住壳体1的开孔6。点胶区域可形成封闭结构，实现边界的防水功能。

在本实施形态中，弹性体4还具备向开孔6内突出并抵接于键帽2的背部的凸台7，该凸台7上可设有贯通弹性体4的贯通孔8。通过将推杆3a以过盈配合的方式穿过弹性体4的贯通孔8，实现防水功能。

如图3所示，弹性体4上的凸台7可以增加有效密封距离，提高防水等级。推杆3a穿过弹性体4上的贯通孔8，并由位于该推杆3a梢端处的凸缘部9固定在弹性体4的背面，由此形成倒扣结构，可以防止推杆3a由贯通孔8退出。推杆3a的凸缘部9的尺寸可结合弹性体材料硬度和厚度综合考虑。

推杆3a的长度可以进行控制，可使推杆3a的从与键帽2连接处至凸缘部9之间的间距略小于弹性体4上的凸台7的高度，推杆3a的凸缘部9将与弹性体4的背面4a产生一定量的端面过盈，进一步提高防水效果。

此外，键帽2和壳体1上的开孔6保持小间隙配合，保证键帽2在开孔6中运动顺畅无卡滞。

另外，还如图3所示，凸台7的外周面7a与开孔6的内周面6a之间还存在一定间隙，因此可在凸台7与开孔6之间保留一定的变形空间，以利于在按压过程中弹性体4有适量的变形量。

在本实施形态中，在按压键帽2时，键帽2在外力作用下向内运动，弹性体4在键帽2的推动下变形，带动推杆3a按动置于壳体内的电子按键开关（图示省略）工作。此时推杆3a直接作用于电子按键开关上，可获得清晰的接触感觉。在外力移除后，按键主体在电子按键开关和弹性体4两者的回复力作用下，恢复初始位置。

在本实施形态中，如图1至3所示，键帽2和推杆3a可制作成一个零件，但是亦可根据工艺要求分拆为两个零件，方便加工和外观处理。

（第二实施形态）

图4至图6示出了根据本发明的第二实施形态的防水按键结构。其中，图4示出了根据本发明第二实施形态的防水按键结构的安装示意图；图5是从背面观察图4所示的防水按键结构的安装示意图，且图4和图5中均示出了组装前及组装后的防水按键结构示例；图6示出了根据本发明第二实施形态的防水按键结构安装后的示意剖视图。本实施形态中与第一实施形态相同的部分不再赘述，以下就本实施形态与第一实施形态的不同之处进行详细说明。本实施形态与第一实施形态的不同之处主要在于按键主体的推杆的结构。

如图4至图6所示，本实施形态的防水按键结构，也包括按键主体、壳体1和热塑性弹性体或硅胶材料制成的弹性体4。按键主体包括键帽2和连接于键帽2背部的推杆3b。但在该推杆3b的梢端上设有环形的凹槽10，在该凹槽10上卡入卡圈5以固定所述推杆3b。该卡圈5可以是用于固定推杆3b的弹性卡圈5。推杆3b穿过弹性体4上的贯通孔8后，该推杆3b的梢端突出于弹性体4的背面4a，将卡圈5卡入推杆3b的梢端上的环形的凹槽10中。该卡圈5可以防止推杆3b由贯通孔8退出，由此可以确保推杆3b不会退出壳体1。

本发明的防水按键结构特别适用于小行程开关设计。在尺寸空间允许的条件下，也可运用于大尺寸按键的设计。

在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种防水按键结构，其特征在于，包括：按键主体、壳体和弹性体；所述按键主体包括键帽和连接于所述键帽的背部的推杆；所述壳体上设有开孔，所述按键主体能在所述开孔中往复运动；所述弹性体以盖住所述开孔的形式结合于所述壳体的内表面，且具备向所述开孔内突出并抵接于所述键帽的背部的凸台，所述凸台上设有贯通孔；所述推杆穿过所述贯通孔后突出于所述弹性体的背面。

2.根据权利要求1所述的防水按键结构，其特征在于，所述弹性体与所述按键主体之间形成过盈配合。

3.根据权利要求1所述的防水按键结构，其特征在于，所述凸台的外周面与所述开孔的内周面之间存在间隙。

4.根据权利要求1所述的防水按键结构，其特征在于，所述推杆的远离于所述键帽的梢端上设有凸缘部，所述凸缘部抵接于所述弹性体的背面。

5.根据权利要求1所述的防水按键结构，其特征在于，所述推杆的远离于所述键帽的梢端上设有环形的凹槽，在所述凹槽上卡入卡圈以固定所述推杆。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的防水按键结构，其特征在于，所述弹性体为热塑性弹性体。

7.根据权利要求6所述的防水按键结构，其特征在于，所述弹性体通过双射注塑或二次注塑与所述壳体一体成型。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的防水按键结构，其特征在于，所述弹性体由硅胶模压成型。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的防水按键结构，其特征在于，所述弹性体通过点胶贴合于所述壳体的内表面。

10.根据权利要求2所述的防水按键结构，其特征在于，所述凸台的外周面与所述开孔的内周面之间存在间隙。