CN108015968A - 按键结构、终端设备及按键结构的制造方法 - Google Patents

按键结构、终端设备及按键结构的制造方法 Download PDF

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CN108015968A CN201711227579.5A CN201711227579A CN108015968A CN 108015968 A CN108015968 A CN 108015968A CN 201711227579 A CN201711227579 A CN 201711227579A CN 108015968 A CN108015968 A CN 108015968A
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Abstract

本发明提供了一种按键结构、终端设备及按键结构的制造方法，所述按键结构包括壳体，所述壳体上开设有开槽，并通过所述开槽形成悬臂结构，所述悬臂结构的一端与所述壳体连接，另一端为用于供按压的按压端，在所述悬臂结构的按压端的内侧面设有与所述终端设备的主板上的锅仔片接触的按键触点结构，在所述开槽内填充有连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物。本发明将按键与终端设备的壳体集成一体，解决现有技术中侧键与壳体装配引起的离隙、卡键、弹性不良等功能问题，提升了终端设备防水、防尘等级，节省终端设备结构件数量，节省成本，整机简洁，提升了外观精致精细度及表现力，带来全新按键体验。

Description

按键结构、终端设备及按键结构的制造方法
技术领域
本发明涉及终端设备技术领域，尤其涉及一种按键结构、终端设备及按键结构的制造方法。
背景技术
当前手机等终端设备结构设计中，壳体与按键为拆件方式，通常组合为塑胶壳体上设置塑胶侧键，五金壳体上设置五金侧键，壳体与侧键两件独立加工后再组装在一起。侧键与壳体配合处需要通过单独装配硅胶密封圈、涂纳米涂层等工艺实现日常防水，同时侧键功能问题居高不下，在手机外观追求极致、防水要求越来越高的市场需求下，设计需要进步。
传统的这种壳体与侧键的装配结构存在以下问题：
1)、侧键与壳体配合处结构复杂，尺寸精度要求高，容易出现卡键、联动、弹性不良等功能问题；2)、侧键与壳体装配后有间隙，不能防水、防尘；3)、侧键独立加工工艺流程长，成本高；4)、侧键凸出，影响整机美观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种按键结构、终端设备及按键结构的制造方法，将按键与终端设备的壳体集成一体，解决现有技术中侧键与壳体装配引起的离隙、卡键、弹性不良的功能问题，提升了终端设备防水、防尘等级，节省终端设备结构件数量，节省成本，整机简洁，提升了外观精致精细度及表现力，带来全新按键体验。
本发明所提供的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种按键结构，应用于终端设备；所述按键结构包括壳体，所述壳体上开设有开槽，并通过所述开槽形成悬臂结构，所述悬臂结构的一端与所述壳体连接，另一端为用于供按压的按压端，在所述悬臂结构的按压端的内侧面设有与所述终端设备的主板上的锅仔片接触的按键触点结构，在所述开槽内填充有连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物。
进一步的，所述按键触点结构采用柔性材料制成。
进一步的，所述按键触点结构与所述柔性填充物采用相同的柔性材料一体成型。
进一步的，所述开槽的形状呈U字型，所述悬臂结构为与所述开槽形状匹配的U型条状结构。
另一方面，本发明提供一种终端设备，包括如上所述的按键结构，其中所述壳体为所述终端设备的外壳。
本发明还提供一种按键结构的制造方法，用于制造如上所述的按键结构，所述方法包括：
提供一壳体，在所述壳体上开设一开槽及通过所述开槽形成一悬臂结构，所述悬臂结构的一端与所述壳体连接一体，另一端为用于供按压的按压端；
在所述悬臂结构的按压端的内侧面设置一按键触点结构，及，在所述开槽内填充柔性材料，形成连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物。
进一步的，所述方法中，所述在所述悬臂结构的按压端的内侧面设置一按键触点结构，及，在所述开槽内填充柔性材料，形成连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物，具体包括：
采用相同的柔性材料通过注塑方式一体成型形成所述按键触点结构及所述柔性填充物。
进一步的，当所述壳体为金属壳体时，所述方法具体包括：
提供一金属板材；
通过机加工方式将所述金属板材粗铣形成壳体结构，其中在所述壳体上铣出有所述开槽，以形成所述悬臂结构；
将铣有开槽的壳体进行表面预处理，所述表面预处理用以提高所述壳体表面粘接性能；
将经表面预处理后的壳体加热，放入模具，采用柔性材料注塑成型，形成所述按键触点结构及所述柔性填充物；
将注塑后的壳体进行精加工；
将精加工后的壳体进行阳极氧化处理，得到所述按键结构。
进一步的，当所述壳体为塑胶壳体时，所述方法具体包括：
采用双色注塑方式，顺序注塑塑胶材料和柔性材料，其中通过所述塑胶材料注塑形成所述壳体，所述壳体上具有所述开槽及所述悬臂结构，通过所述柔性材料在所述悬臂结构的按压端的内侧面上注塑形成所述按键触点结构以及在所述开槽处注塑形成所述柔性填充物；
将注塑后得到的壳体进行精加工；
将精加工后的壳体进行喷涂处理，得到所述按键结构。
进一步的，在所述方法中，进行双色注塑时，注塑所述塑胶材料的工艺参数为：料温为270～290℃，模具温度为110～120℃，注射速度为45cm3/s，保压压力为130Kpa，保压时间为1s，注塑周期25S；注塑所述柔性材料时的工艺参数为：料温为270～290℃，模具温度为110～120℃，注射速度为30cm3/s，保压压力为120Kpa，保压时间为1s，注塑周期25S。
本发明的有益效果如下：
上述方案，通过在壳体上开设开槽，而在壳体上形成与壳体一体的悬臂结构，当按压悬臂结构的按压端时，悬臂结构的按压端会发生运动，其内侧面上的按键触点结构会接触主板上的锅仔片，以使得该悬臂结构起到按键功能，从而实现了将按键与终端设备的壳体集成为一体的目的，且该悬臂结构与壳体的缝隙处(即所述开槽)填充有柔性填充物，来连接悬臂结构和壳体，起到防水、防尘效果，从而，从根源上解决了现有技术中按键与壳体装配引起的离隙、卡键、弹性不良等功能问题，提升防水、防尘等级，节省终端设备结构件数量，省成本，且整机更为简洁，提升了终端设备外观精致精细度及表现力，带来全新按键体验。
附图说明
图1表示本发明提供的按键结构的第一种实施例的外侧结构示意图；
图2表示本发明提供的按键结构的第二种实施例的外侧结构示意图；
图3表示本发明提供的按键结构的内侧结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中终端设备上的按键与壳体为拆件装配方式，由于装配尺寸精度要求高，容易出现卡键、联动、弹性不良、存在间隙的问题，本发明提供了一种按键结构、终端设备及按键结构的制造方法，将按键与终端设备的壳体集成一体，解决现有技术中侧键与壳体装配引起的离隙、卡键、弹性不良等功能问题，提升了终端设备防水、防尘等级，节省终端设备结构件数量，节省成本，整机简洁，提升了外观精致精细度及表现力，带来全新按键体验。
如图1至图3所示，本发明实施例所提供的按键结构包括壳体100，所述壳体100上开设有开槽200，并通过所述开槽200形成悬臂结构300，所述悬臂结构300的一端与所述壳体100连接，另一端为用于供按压的按压端，在所述悬臂结构300的按压端的内侧面设有与所述终端设备的主板上的锅仔片接触的按键触点结构400，在所述开槽200内填充有连接所述悬臂结构300与所述壳体100的柔性填充物500。
上述方案中，所述壳体100即为终端设备的外壳，通过在所述壳体100上开设开槽200，该开槽200至少一部分的形状呈半环绕状，以使在所述壳体100上由所述开槽200限定形成至少一个悬臂结构300，该悬臂结构300的一端与壳体100一体连接，另一端为按压端，能够在受到外力作用下弹性运动，其中当按压悬臂结构300的按压端时，悬臂结构300的按压端会在按压方向上发生运动，而使得其内侧面上的按键触点结构400接触主板上的锅仔片，从而，该悬臂结构300起到按键功能，实现将按键与终端设备的壳体100集成为一体的目的，且该悬臂结构300与壳体100的缝隙处(即所述开槽200)填充有柔性填充物500，来连接悬臂结构300和壳体100，该柔性填充物500一方面不会限制按压端运动，另一方面起到防水、防尘效果，从而，从根源上解决了现有技术中按键与壳体100装配引起的离隙、卡键、弹性不良等功能问题，提升防水、防尘等级，节省终端设备结构件数量，省成本，且整机更为简洁，提升了终端设备外观精致精细度及表现力，带来全新按键体验。
本发明实施例所提供的按键结构中，优选的，所述按键触点结构400采用柔性材料制成。
采用上述方案，所述按键触点结构400采用柔性材料制成，具有弹性，在按压悬臂结构300时，在悬臂结构300与主板上的锅仔片之间起到弹性缓冲作用。
并且，进一步优选的，所述按键触点结构400与所述柔性填充物500采用相同的柔性材料一体成型。采用上述方案，所述按键触点结构400与所述柔性填充物500可以采用注塑等方式一体成型，简化制造工艺。
当然可以理解的是，在本发明的其他实施例中，所述按键触点结构400与所述柔性填充物500也可以根据不同需求，选择不同材质，例如，所述按键触点结构400还可以是与所述悬臂结构300一体成型。
此外，本发明实施例所提供的按键结构中，所述开槽200的形状至少一部分应为半环绕状，以使得能够由所述开槽200的形状来限定出悬臂结构300。
优选的，如图1和图2所示，所述开槽200的形状呈U字型，所述悬臂结构300为与所述开槽200形状匹配的U型条状结构。
需要说明的是，对于所述开槽200的具体形状并不进行局限。以下说明该开槽200的形状的两种优选实现方式。
图1所示为本发明所提供的按键结构的第一种实施例的结构示意图。
如图1所示，在本发明所提供的第一种实施例中，壳体100上设有两个U型开槽200，且两个U型开槽200的开口相向，从而在两个U型开槽200内形成两个U型条状悬臂结构300，这两个U型条状悬臂结构300可以作为终端设备中的按键，实现按键功能，例如，一个U型条状悬臂结构300作为音量“+”按键，另一个U型条状悬臂结构300作为音量“－”按键，实现音量“+”、“-”及开关功能。
图2所示为本发明所提供的按键结构的第二种实施例的结构示意图。
如图2所示，在本发明所提供的第二种实施例中，在壳体100上设有相向设置的两个U型开槽200，且两个U型开槽200的其中一个U型开槽200的一个边和另一个U型开槽200的相对侧的边连接而形成，其中两个U型开槽200的形状限定出两个U型条状悬臂结构300，同样地，这两个U型条状悬臂结构300可以作为终端设备中的按键，实现按键功能，例如，一个U型条状悬臂结构300作为音量“+”按键，另一个U型条状悬臂结构300作为音量“－”按键，实现音量“+”、“-”及开关功能。
应当理解的是，对于所述开槽200的形状及所述悬臂结构300的形状并不进行限定，例如，当终端设备上需要设计上、下、左、右四个按键时，可以是由4个U型开槽200按照上、下、左、右的位置来分别布局实现。
在本发明实施例所提供的按键结构中，所述壳体100可以选用金属壳体100或塑胶壳体100；所述柔性填充物500可以选用液态硅胶或热塑性弹性体材料，制成柔性填充物500。
优选的，当所述壳体100为金属壳体100时，所述柔性填充物500为液态硅胶制成，便于工艺制造；所述壳体100为塑胶壳体100时，所述柔性填充物500采用热塑性弹性体制成，便于工艺制造。
其中所述金属壳体100优选为铝合金材质；所述热塑性弹性体优选地选用TPU(Thermoplastic polyurethanes，名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶)。
需要说明的是，本发明实施例所提供的按键结构中，所述壳体100的材质并不仅限于铝合金和塑胶，还可以选用玻璃、陶瓷、不锈钢、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrenecopolyme，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等金属及非金属材料。
此外，本发明所提供的优选实施例中，单个所述悬臂结构300的设计长度优选为5～20mm，宽度优选为1～5mm、厚度优选为0.4～1.0mm；所述开槽200的设计宽度优选为0.3～1.0mm，按压所述悬臂结构300的按压端时，所述悬臂结构300在按压方向上的运动行程为0.1～0.3mm。
进一步优选的，当所述壳体100选用金属壳体时，例如，铝合金壳体，单个所述悬臂结构300的设计长度优选为10mm，宽度优选为1.5mm、厚度优选为0.5mm；所述开槽200的设计宽度优选为0.5mm，按压所述悬臂结构300的按压端时，所述悬臂结构300在按压方向上的运动行程为0.15mm。
当所述壳体100为塑胶壳体时，单个所述悬臂结构300的设计长度优选为6mm，宽度优选为1mm、厚度优选为0.6mm；所述开槽200的设计宽度优选为0.6mm，按压所述悬臂结构300的按压端时，所述悬臂结构300在按压方向上的运动行程为0.1mm。
当然可以理解的是，对于所述开槽200及所述悬臂结构300的具体尺寸也不进行局限，可以根据所述壳体100的材料性能而适应性地调整，以使所述悬臂结构300能够实现按压运动的功能，其中壳体100为硬质金属材料时，所述悬臂结构300的尺寸可以相应设计的较大，壳体100为韧性塑胶材料时，所述悬臂结构的尺寸可适当减小。
此外，在本发明的实施例中还提供了一种终端设备，该终端设备包括本发明实施例所提供的按键结构，其中该终端设备的主板上的锅仔片与所述按键结构中所述悬臂结构300上的按键触点结构400对应设置。
需要说明的是，所述终端设备可以为手机、平板电池盖、电视、遥控器等各类需要按键功能的设备上。
还需要说明的是，所述按键结构可以设置在手机等终端设备的侧面，作为侧按键使用，还可以设置在终端设备的正面等其他位置实现按键功能，对此并不进行限定。
本发明的实施例中，还提供了上述按键结构的制造方法。所述方法包括：
提供一壳体100，在所述壳体100上开设一开槽200及通过所述开槽200形成的一悬臂结构300，所述悬臂结构300的一端与所述壳体100连接一体，另一端为用于供按压的按压端；
在所述悬臂结构300的按压端的内侧面设置一按键触点结构400，及，在所述开槽200内填充柔性材料，形成连接所述悬臂结构300与所述壳体100的柔性填充物500。
在所述方法中，优选的，采用相同的柔性材料通过注塑方式一体成型形成所述按键触点结构400及所述柔性填充物500。
以下分别以所述按键结构的壳体100为金属壳体100和塑胶壳体100两种方式，来说明本发明实施例中提供的按键结构的两种优选制造方法。
实施例1
本实施例所提供的方法用于制造采用金属壳体100的按键结构。
所述方法具体包括以下步骤：
步骤S11、提供一金属板材；
步骤S12、通过机加工方式将所述金属板材粗铣形成壳体100结构，其中在所述壳体100上铣出有所述开槽200，以形成所述悬臂结构300；
步骤S13、将铣有开槽200的壳体100进行表面预处理，所述表面预处理用以提高所述壳体100表面粘接性能；
步骤S14、将经表面预处理后的壳体100加热，放入模具，采用柔性材料注塑成型，形成所述按键触点结构400及所述柔性填充物500；
步骤S15、将注塑后的壳体100进行精加工；
步骤S16、将精加工后的壳体100进行阳极氧化处理，得到所述按键结构。
在上述方法中，所述金属板材可以选用铝合金板材，如，AL 6063铝合金。
在步骤S12中，可以通过对所述金属板材进行CNC粗铣，在需要设置按键的部位，加工出开槽200，以形成悬臂结构300。
在步骤S13中，对粗铣之后形成的壳体100的表面需要进行表面预处理，以提升表面粘结效果，为后续注塑柔性材料做准备，以提高柔性材料与金属壳体100之间的接合力。其中，该表面预处理可以通过两种方式实现：
第一种方式，通过在进行CNC粗铣时，在壳体100内腔加工拉胶结构；
第二种方式，通过“T处理”工艺，具体包括以下步骤：
首先，将粗铣好的壳体100放入碱液中浸泡脱脂；
其次，将壳体100放入纯水中冲洗，之后，干燥处理；
然后，将壳体100放入酸液中，使其表面腐蚀，形成纳米孔洞；
然后，将壳体100放入T处理剂中浸泡，使得T处理剂中物质附着在纳米孔洞内，其中，T处理剂为含有胺的溶液，例如，T处理剂可以选用RambowT-1451、Primer CY 303活化剂、微孔处理剂(T-1等)。
最后，将壳体100放入纯水中冲洗，之后，干燥处理。
需要说明的是，在实际应用中，对金属壳体100进行表面预处理的实现方式可以并不仅局限于以上两种方式。
在步骤S14中，通过注塑方式，将柔性材料与金属壳体100结合，其中该柔性材料优选采用液态硅胶，一种具体的注塑过程为：
使用200T卧式注塑机，将壳体100加热至180℃，通过机械手放入模具内，进行注塑、保压，再使用机械手取出，并进行退火去应力，退火温度120℃。
在步骤S15中，需要对注塑好的壳体100放入CNC机台，通过治具定位好，精加工壳体100的外形、内腔结构、外观弧面等，以及对注塑好的柔性材料进行精加工，以形成所述按键触点结构400及所述柔性填充物500，使各结构满足设计标准值。
在步骤S16中、将精加工后的壳体100进行阳极氧化处理时，通过对壳体100依次进行脱脂、化抛、酸洗、阳极氧化、染色、封孔、烘干，而最终得到本发明实施例提供的按键结构。
需要说明的是，本发明所提供的按键结构在制造完成之后，还需要对其进行检验，其中，检验时，采用图像处理装置(CCD)检验按键触点结构400的高度，采用气密性测试仪器检测所述柔性填充物500与所述壳体100结合处粘接效果，要求所述柔性填充物500与所述壳体100接合处的气密性＞15Kpa。
实施例2
本实施例所提供的方法用于制造采用塑胶壳体100的按键结构。
所述方法具体包括以下步骤：
步骤S21、采用双色注塑方式，顺序注塑塑胶材料和柔性材料，其中通过所述塑胶材料注塑形成所述壳体100，所述壳体100上具有所述开槽200及所述悬臂结构300，通过所述柔性材料在所述悬臂结构300的按压端的内侧面上注塑形成所述按键触点结构400以及在所述开槽200处注塑形成所述柔性填充物500；
步骤S22、将注塑后得到的壳体100进行精加工；
步骤S23、将精加工后的壳体100进行喷涂处理，得到所述按键结构。
其中步骤S21中，进行双色注塑时，采用180T注塑机进行双色注塑，注塑塑胶材料的工艺参数为：料温为270～290℃，模具温度为110～120℃，注射速度为45cm3/s，保压压力为130Kpa，保压时间为1s，注塑周期25S；注塑所述柔性材料时的工艺参数为：料温为270～290℃，模具温度为110～120℃，注射速度为30cm3/s，保压压力为120Kpa，保压时间为1s，注塑周期25S。
步骤S22中，将注塑好的壳体100进行精加工时，将壳体100放入CNC机台，通过治具定位好，加工二次注塑水口及壳体100的内腔结构，使各结构满足设计标准值。
本实施例中，所述柔性材料优选为热塑性弹性体。进一步优选的，所述柔性材料选用TPU(Thermoplastic polyurethanes，名称为热塑性聚氨酯弹性体橡胶)。
需要说明的是，本发明所提供的按键结构在制造完成之后，还需要对其进行检验，其中，检验时，采用图像处理装置(CCD)检验按键触点结构400的高度，采用气密性测试仪器检测所述柔性填充物500与所述壳体100结合处粘接效果，要求所述柔性填充物500与所述壳体100接合处的气密性＞15Kpa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种按键结构，应用于终端设备；其特征在于，所述按键结构包括壳体，所述壳体上开设有开槽，并通过所述开槽形成悬臂结构，所述悬臂结构的一端与所述壳体连接，另一端为用于供按压的按压端，在所述悬臂结构的按压端的内侧面设有与所述终端设备的主板上的锅仔片接触的按键触点结构，在所述开槽内填充有连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物。
2.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，
所述按键触点结构采用柔性材料制成。
3.根据权利要求2所述的按键结构，其特征在于，
所述按键触点结构与所述柔性填充物采用相同的柔性材料一体成型。
4.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，
所述开槽形状呈U字型，所述悬臂结构的为与所述开槽形状匹配的U型条状结构。
5.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的按键结构，其中所述壳体为所述终端设备的外壳。
6.一种按键结构的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1至4任一项所述的按键结构，所述方法包括：
提供一壳体，在所述壳体上开设一开槽及通过所述开槽形成一悬臂结构，所述悬臂结构的一端与所述壳体连接一体，另一端为用于供按压的按压端；
在所述悬臂结构的按压端的内侧面设置一按键触点结构，及，在所述开槽内填充柔性材料，形成连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法中，所述在所述悬臂结构的按压端的内侧面设置一按键触点结构，及，在所述开槽内填充柔性材料，形成连接所述悬臂结构与所述壳体的柔性填充物，具体包括：
采用相同的柔性材料通过注塑方式一体成型形成所述按键触点结构及所述柔性填充物。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述壳体为金属壳体时，所述方法具体包括：
提供一金属板材；
通过机加工方式将所述金属板材粗铣形成壳体结构，其中在所述壳体上铣出有所述开槽，以形成所述悬臂结构；
将铣有开槽的壳体进行表面预处理，所述表面预处理用以提高所述壳体表面粘接性能；
将经表面预处理后的壳体加热，放入模具，采用柔性材料注塑成型，形成所述按键触点结构及所述柔性填充物；
将注塑后的壳体进行精加工；
将精加工后的壳体进行阳极氧化处理，得到所述按键结构。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述壳体为塑胶壳体时，所述方法具体包括：
采用双色注塑方式，顺序注塑塑胶材料和柔性材料，其中通过所述塑胶材料注塑形成所述壳体，所述壳体上具有所述开槽及所述悬臂结构，通过所述柔性材料在所述悬臂结构的按压端的内侧面上注塑形成所述按键触点结构以及在所述开槽处注塑形成所述柔性填充物；
将注塑后得到的壳体进行精加工；
将精加工后的壳体进行喷涂处理，得到所述按键结构。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述方法中，进行双色注塑时，注塑所述塑胶材料的工艺参数为：料温为270～290℃，模具温度为110～120℃，注射速度为45cm3/s，保压压力为130Kpa，保压时间为1s，注塑周期25S；注塑所述柔性材料时的工艺参数为：料温为270～290℃，模具温度为110～120℃，注射速度为30cm3/s，保压压力为120Kpa，保压时间为1s，注塑周期25S。
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