CN1797631A - 按钮开关 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种可提供舒适和自然的单击接触的按钮开关。为了达到该目的，按钮绕在后表面处连接弯曲壁和基座的点向下转动。因此，当按下按钮时在弯曲壁上不会产生拉力。因此，需要用户施加的压力较小，并可感觉到清晰而又相当自然的单击接触。

Description

按钮开关

技术领域

本发明涉及一种用于诸如电子词典和带式打印机、以及键盘之类移动电子装置的按钮开关。

背景技术

通常，按钮具有一键顶，该键顶由手指按动而工作，并由一诸如弹簧之类的弹性支承体支承。将键顶克服弹性支承体的支承力下压，以使与键顶一体形成的可移动触片与一固定触片接触，从而使电路导通。

最近，移动电子装置上设有许多用于输入操作的开关机构。如图7A所示，开关机构包括按钮开关，其中由诸如硅橡胶之类制成的按钮101在其下部与一弯曲壁103一体形成，并由弯曲壁103弹性支承。

这样，按钮101通过形成于盖体109的通孔8向外突起，在通孔108和按钮101的外围之间设置一预定的间隙。当直接从上方按下按钮101时，按钮101沿其轴移动，且可移动的触片116与固定触片105、106可靠地接触(见图7B)。然而，当用户按下按钮101的边缘或盖部时，按钮101会如图7C所示的那样倾斜，且可移动的触片116只与固定触片105、106的一部分接触。这会导致接触不良的状态。当将按钮101按下而呈倾斜状态时，按钮101的外缘会与盖体9中的通孔8的内圆周接触，从而会阻碍按钮101顺利回复。

为了解决上述问题，日本已审查实用新型公开S63(1988)-43715公开了一种如下布置的按钮开关：在按钮的下侧设置一旋转支承部件，用以防止沿按钮的周长形成的回复弹性体的四个面中的一个面由于按钮上的作用力而变形，该旋转支承部件的底端一直与一块板接触，或者其上端与按钮的底端在一起。工作时，该按钮倾斜，其一侧支承在旋转支承体上。

然而，由于’715公开的按钮开关倾斜成其一侧被支承成如上所述的那样，因此该按钮开关会有一些问题。具体地说，当用户在与旋转支承部件对置的一侧按动按钮的顶面时，在旋转支承部件侧会在回复弹性体上形成按钮的拉力。由于该作用力，用户就需要用更大的力来按动按钮，并且对开关的单击接触(click touch)的感觉也会变差。在对按钮的持续按动时，回复弹性体会破损。

发明内容

本发明是在上述情况下做出的，且其目的是为了解决上述问题，并提供一种可提供舒适和自然的单击接触的按钮开关。

为了达到上述目的，设置了：一基座；一弯曲壁，它延伸自基座；一按钮，它与弯曲壁连接，并设置有前表面、后表面、左侧面和右侧面；一板，基座放置在该板上；一盖体，该盖体设置有通孔，按钮通过该通孔突出，同时相对于按钮的前表面保持一间隙；一肋条，该肋条形成为在按钮的底面上、后表面附近的突起，在未按动按钮时该肋条与板分离，而在按下按钮时该肋条与板接触并防止弯曲壁在后表面侧的纵向弯曲；一可移动触片，该可移动触片形成为在按钮底面上的突起，比肋条更靠近前表面，从而面对设置在板上的固定触片，当未按下按钮时可移动触片与固定触片分离，而在按下按钮时使弯曲壁在前表面侧纵向弯曲变形；以及一支承点，该支承点为在后表面侧连接基座和按钮的弯曲壁的点，其中，当按下按钮时按钮绕该点转动。

在上述按钮开关中，按钮绕连接弯曲壁和后表面侧的基座的点向下旋转。因此，当按下按钮时在弯曲壁上不会产生拉力。因此，与肋条从一开始就与板接触的情况相比，需要用户施加的压力较小，并可感觉到清晰而又相当自然的单击接触。

另外，在按下按钮时，在后表面侧的弯曲壁没有受到弯曲壁在后侧的变形而带来的负载。因此，弯曲壁绝对不会因为变形负载而破裂。

附图说明

图1是第一个实施例中本发明的按钮开关的截面图，示出了其未被压下的状态；

图2示出了该按钮开关的操作件；

图3A示出了一个单位尺寸的固定触片；

图3B示出了长尺寸的固定触片；

图4A是示出按钮未被按下时按钮工作状态的说明图；

图4B是示出将按钮按下时按钮工作状态的说明图；

图4C是示出可移动的触片与板上的固定触片接触时按钮工作状态的说明图；

图5示出了按动按钮较薄部分时的按钮开关；

图6A是第二个实施例中本发明按钮开关的截面图，示出了其未被压下的状态；

图6B是第二个实施例中本发明按钮开关的截面图，示出了按钮的可移动触片与板上的固定触片接触的状态；

图7A是传统的按钮开关在未被按下时的截面图；

图7B是传统的按钮开关在按钮顶面的中心被按下时的截面图；以及

图7C是传统的按钮开关在按钮顶面的边缘被按下时的截面图。

具体实施方式

将结合附图对实施本发明的按钮开关的第一个优选实施例进行详细描述。首先，将结合图1到5说明第一个实施例中的按钮开关的示意性结构。图1是第一个实施例中本发明的按钮开关在按钮未被压下时的截面图。图2示出了该按钮开关的操作件。图3A示出了一个单位尺寸的固定触片。图3B示出了长尺寸的固定触片。图4A是示出按钮未被按下时按钮工作状态的说明图。图4B是示出将按钮按下时按钮工作状态的说明图。图4C是示出可移动的触片与板上的固定触片接触时按钮工作状态的说明图。图5示出了按动按钮较薄部分时的按钮开关。

如图1和2所示，按钮开关1上主要设有按钮2、薄纵向弯曲或压曲壁(buckling wall)3、基座4、板7和盖体9。弯曲壁3与按钮2一体模制而成为向下、向外围绕按钮2的底端延伸。基座4通过与弯曲壁3一体模制而成。其上放置基座4的板7形成有固定触片5、6和印刷电路。盖体9固定板7，绕按钮2的外围保持预定的间隙，并具有通孔8，按钮2通过该通孔向上突起。

除了板7和盖体9以外，按钮开关1由诸如硅橡胶和EPDM(乙烯-丙烯橡胶)之类的合成橡胶制成。可以用打印、雕刻或其它方法在按钮2的顶面(外表面)上施加包括数字、字母在内的字符和记号。按钮2形成类似于矩形的突起，该突起包括前表面10、后表面11、左侧面12和右侧面13。弧面14从上端向下延伸到前表面10的中间。弧面14形成为具有半径R1、圆心在点S上的弧，点S连接后表面11上的弯曲壁3与基座4。弧面14可从按钮2的前表面10的上端到底端而形成。

向下突出的突起15形成于前表面10附近的按钮2的底面上。突起15的前表面侧小于其后表面侧。在突起15的端部，用于进行开-关操作的矩形可移动触片16面向板7上的固定触片5、6设置。突起15的高度(长度)足以使前表面10上的弯曲壁3在可移动触片16与固定触片5、6接触时纵向弯曲变形或翘曲变形(buckling deformation)。

另外，在按钮2的底面上靠近横切面11处形成肋条17。肋条17形成狭长矩形，从左侧面12附近下方延伸到右侧面13附近下方。当肋条17与板7接触时，肋条17的高度(长度)足以防止弯曲壁3的纵向弯曲变形。

按钮2具有：在后表面11侧上的较薄部分18，以及在前表面10侧、比较薄部分18要厚的较厚部分19。通常，用户会按动较厚部分19。矩形肋条17提高较薄部分18的刚性。

一体模制成按钮2和基座4之间的薄壁的弯曲壁3形成为具有适于提供理想的单击接触的倾斜度和厚度。基座4也与弯曲壁3的底端一体模制而成，并作为基础，以形成理想的单击接触。当设置多个连续按钮开关1时，用于各个按钮开关1的基座4模制成一整块。按钮2、弯曲壁3和基座4组成按钮开关1的功能件20(见图2)。

板7使其上由铜箔形成的固定触片5、6和印刷电路粘附于诸如酚醛纸、环氧纸和环氧玻璃之类的基座上，并用蚀刻、或者用导电墨水印刷和烘培的方法进行处理。如上所述，在板7上，固定触片5、6和印刷电路对应于可移动触片16的位置而形成。当按下按钮2时，可移动触片16与固定触片5、6接触，随后，固定触片5、6通过可移动触片16互相电气连接，从而举例来说将来自固定触片5的信号传送到固定触片6。当设置有多个连续按钮开关1时，在一块板7上形成有多对固定触片5、6。固定触片5、6的形状在图3A和3B中示出。图3A示出了一个单位尺寸的固定触片5、6。图3B示出了长尺寸的固定触片5、6。每个固定触片5、6都形成类似梳子的齿。固定触片5、6互相不接触地排列，且将一个触片的每个齿置于另一个触片的齿之间。另外，将固定触片5、6的齿布置成与矩形可移动触片16的纵向呈直角。结果，可移动触片16将肯定与固定触片5、6接触。

盖体9上设有通孔8，如上所述，该通孔具有壁面21。按钮2从通孔8中突起，在前表面10、后表面11、左侧面12、右侧面13和壁面21之间保持预定的间隙。当设有多个连续按钮开关1时，在单个盖体9中形成多个通孔8。

如上所述构造的按钮开关1通过将所有部件颠倒过来而组装。首先将盖体9顶部向下放置。在盖体9上放置功能件20，其中按钮2穿过盖体9的通孔8。在盖体9和功能件20上放置板7，同时将板7上的固定触片5、6对准按钮2的可移动触片16放置。最后，将板7固定到盖体9上，通过螺丝钉(未示出)插在盖体与功能件20之间，从板7的后表面将该螺丝钉旋紧到从盖体9延伸出的凸起(未示出)中，这样就完成了按钮开关1。固定板7的另一个方法是推动板7并将它弹性锁定到从盖体9延伸出的凸起(未示出)的钩子上。如刚刚所述而组装的按钮开关1是用于诸如电子词典和带式打印机、以及键盘之类移动电子装置的输入装置的。

下面将结合图4A、4B和4C说明对如上所述而组装的按钮开关1的操作。图4A示出了处于未被按下的状态时的按钮。在该状态中，弯曲壁3还没有纵向弯曲，且可移动触片16和肋条17不与板7接触。

图4B示出了在被按下时的按钮2。用户用他的手指主要在为按钮2的最高点的较厚部分19处按下按钮2。因此，基于受压点、按钮2的刚度、以及左侧壁12与右侧壁13(见图2)之间的平衡和后表面11侧的平衡，按钮2绕点S向下转动，点S将弯曲壁3连接到后表面11处的基座4。在图4B中，在按钮2的前表面10处的弯曲壁3开始被受压的按钮2压缩并变形。而此时，在后表面11处的弯曲壁3并不发生纵向弯曲变形。在操作过程中，可移动触片16和肋条17都仍旧与板7分离。

随着被压得更深，按钮2绕将弯曲壁3连接到后表面11处的基座4的点S进一步地转动。在前表面10侧的弯曲壁3纵向弯曲并变形，从而提供单击接触，而同时在后表面11侧的弯曲壁3并不纵向弯曲或变形，随后，可移动触片16与板7上的固定触片5、6接触。这一状态在图4C中示出。此时，举例来说，固定触片5、6通过可移动触片16互相电气连接，且将来自固定触片5的信号传到固定触片6。同时，可移动触片16和肋条17一起与板7接触，这就产生了可更加顺滑地按下按钮2、以及更好的单击接触的特征。在这些操作中，如果由于按钮2的侧对侧的倾斜使肋条17在可移动触片16接触固定触片5、6之前与板7接触，肋条17就可通过与板7的接触纠正该倾斜。另外，当肋条17已经与板7接触而按下按钮2时，就会在肋条17侧的弯曲壁3上产生拉力，而引起加大的压力和较小的单击接触。然而，可移动触片16和肋条17同时分别与固定触片5、6和板7接触，这可防止在肋条17侧的弯曲壁3上产生拉力，甚至在压下按钮2时也是如此。

弧面14设置在按钮2的前表面10上。弧面14形成为具有半径R1(见图4A)，中心在将弯曲壁3连接到后表面11侧的基座4上的点S处的圆弧形，它从前表面10的上端向下延伸到其中部。在按钮2的弧面14与盖体9的壁面21之间存在间隙(见图4A)，从而在按钮2绕点S转动时弧面14不会接触盖体9的壁面21。因此，保持在按钮2的弧面14和盖体9的壁面21之间的间隙可以做得最小。

图5示出了按下按钮2的较薄部分18时的按钮开关1的按钮2。当按下按钮2的较薄部分18时，肋条17与板7接触，而不会造成按钮2的后表面11侧的弯曲壁3纵向弯曲或变形。这就可防止按钮2倾斜或粘着。此外，按钮2的后表面11侧的弯曲壁3也不会产生纵向弯曲变形或拉长变形，因此弯曲壁3不受变形负载。用户通常按动较厚部分19，此时用户可得到较好的单击接触。

如上所详细描述的那样，在第一个实施例的按钮开关1中，向下突出的突起15形成于按钮2的底面、前表面10的附近，且面对板7上的固定触片5、6的可移动触片16设置在突起15的末端。此外，向下突出的肋条17形成于按钮2的后表面11附近。在未按下按钮2时肋条17与板7分离。当按下按钮2时，肋条17防止后表面11侧的弯曲壁3纵向弯曲。在没有按下按钮2时，突起15也与固定触片5、6分离。当按下按钮2时，可移动触片16与固定触片5、6接触，且在前表面10处的弯曲壁3发生纵向弯曲变形。

因此，按钮2绕将弯曲壁3连接到后表面11侧的基座4的点S向下转动，且不产生作用在弯曲壁3上的拉力，需要用户施加的压力更小。结果，当按下按钮2时，用户可感觉到非常自然的单击接触。

另外，由于在按下按钮时，避免了后表面11侧的弯曲壁3的纵向弯曲变形，且弯曲壁3上并不产生拉力，因此在后表面11侧的弯曲壁3并不受由后表面11侧的弯曲壁3的变形而带来的负荷。

当按下按钮2时，在肋条17与板7接触的同时，可移动触片16与固定触片5、6接触。即使在它们接触后继续向下按动按钮2，弯曲壁3也不会进一步变形，且在肋条17与板7接触时保持原状。因此可防止按钮2的起伏跳动。

肋条17形成为自左侧面12附近下方延伸到右侧面13附近下方的矩形。因此，即使错误地将按钮2上的按动位置变到左面或右面，与板7接触的肋条17可纠正按钮2的倾斜，并防止按钮2的左侧面12和右侧面13撞击通孔8的壁面21。可防止按钮2粘附在盖体9上。也可加强按钮2的后表面11侧的较薄部分18的刚度。

弧面14形成为具有半径R1(见图4A)、中心在将弯曲壁3连接到后表面11侧的基座4上的点S处、且从前表面10的上端向下延伸到其中部的圆弧形。按钮2被按动并绕点S向下转动，从而使按钮2的前表面不会接触通孔8的壁面21，且用户在按下按钮2时可获得舒适和自然的单击接触。由于按钮2的前表面10不与盖体9中的通孔8的壁面21接触，因此还可防止按钮2与盖体9粘附。另外，按钮2和盖体9之间的间隙可以更小，从而可以减少盖体9的内部的外露部分。这就给设计提供了灵活性。

其次，将结合附图来说明本发明的第二个实施例。第二个实施例的按钮开关几乎与第一个实施例的按钮开关1相同，但盖体9的结构部分不同。图6A为第二个实施例中本发明的按钮开关未被压下时的截面图。图6B是第二个实施例中本发明的按钮开关在按钮的可移动触片与板上的固定触片接触时的截面图。如上所述，第二个实施例差不多与第一个实施例相同。在功能上与第一个实施例中的那些部件相同的部件用与第一个实施例中相同的标号表示，从而可省略重复的解释而只解释要点。

如图6A和6B所示，要点在于盖体9中通孔8与按钮2的前表面10相对的、半径为R2的弧面22。弧面22的中心在将弯曲壁3连接到后表面11侧的基座4的点S处。两半径(R2-R1)的差对应于通孔8的壁面21与按钮2的前表面10之间的间隙。如图6B所示，即使按钮2的弧面14绕将弯曲壁3连接到后表面11侧的基座4的点S转动，设置在盖体9中通孔8的壁面21中的弧面22可保持相同的间隙，且弧面14绝对不会与弧面22接触。

如上所说明的那样，在第二个实施例的按钮开关1中，在盖体9中形成通孔8且面对按钮2的前表面10的壁面21，沿半径为R2、中心在将弯曲壁3连接到后表面11侧的基座4的点S处的弧面22形成。这样，在盖件9中通孔8的壁面21中的弧面22与按钮2的前表面10中的弧面14之间始终保持固定的间隙，且两个面绝对不会互相接触。另外，按钮2与盖体9之间在通孔8中的间隙也可始终一致，从而用户看不到盖体9的内部，并可为设计提供灵活性。

本发明并不只限于第一和第二个实施例，而是可以在本发明的范围内以各种方式进行改变和修改。

比如，第一和第二个实施例采用由粘贴在诸如酚醛纸、环氧纸、环氧玻璃和其它之类的基座上的铜箔制成的板7，并用蚀刻、用导电墨水印刷和烘培的方法进行处理。可以将由比如金属制成的支承板与由聚酯薄膜制成、放置在支承板上的膜片开关一起使用来替代板7，这就可有效地减小厚度。

为了增强按钮2的刚度，可通过在按钮2的顶部夹物模制而形成具有不同硬度的合成橡胶。还可以在按钮2的顶面上粘结诸如ABS之类的树脂。

在板7上可设置形状与按钮2中的肋条17一样的部件。可用由金属板制成的膜片开关、聚酯薄膜等的组合来替代板7，从而可在冲模(冲压)加工的金属支承板上加工出一肋条。

虽然已经示出并说明了目前的优选实施例，可以理解的是，本说明只是为了说明的目的，还可以进行多种变化和变型而不背离由所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (8)

1、一种按钮开关，包括：

一基座；

一弯曲或压曲壁，它延伸自基座；

一按钮，它与弯曲壁连接，并设置有前表面、后表面、左侧面和右侧面；

一板，基座放置在该板上；

一盖体，该盖体设置有通孔，按钮通过该通孔突出，同时相对于按钮的前表面保持一间隙；

一肋条，该肋条形成为在按钮的底面上、后表面附近的突起，在未按动按钮时该肋条与板分离，而在按下按钮时该肋条与板接触并防止弯曲壁在后表面侧的弯曲；

一可移动触片，该可移动触片形成为在按钮底面上的突起，比肋条更靠近前表面，从而面对设置在板上的固定触片，当未按下按钮时可移动触片与固定触片分离，而在按下按钮时使弯曲壁在前表面侧弯曲变形；以及

一支承点，该支承点为在后表面侧连接基座和按钮的弯曲壁的点，其中，当按下按钮时按钮绕该点转动。

2、如权利要求1所述的按钮开关，其特征在于，

当按下按钮时，在可移动触片1与固定触片接触的同时，肋条与板接触。

3、如权利要求1所述的按钮开关，其特征在于，

肋条形成为从左侧面附近下方延伸到右侧面附近下方的矩形。

4、如权利要求1所述的按钮开关，其特征在于，

按钮包括：一较薄部分，该较薄部分形成于后表面侧；一较厚部分，该较厚部分比较薄部分要厚，且形成于前表面侧；并且按钮的前表面形成为弧面，该弧面的中心为在后表面侧连接基座和按钮的弯曲壁的点，同时，当按下按钮时，在通孔的壁面和按钮的前表面之间保持一预定的间隙。

5、如权利要求4所述的按钮开关，其特征在于，

面对按钮前表面的通孔壁面形成为一弧面，该弧面圆弧中心为在后表面侧连接基座和按钮的弯曲壁的点。

6、如权利要求1所述的按钮开关，其特征在于，

可移动触片设置在按钮的前表面侧的较厚部分中。

7、如权利要求1所述的按钮开关，其特征在于，

可移动触片形成为从左侧面附近下方延伸到右侧面附近下方的矩形。

8、如权利要求1所述的按钮开关，其特征在于，

诸固定触片互相面对且形状类似于梳齿，并且一个触片的每一个齿排列在另一个触片的诸齿之间，且固定触片每一个齿的互相啮合的长度比可移动触片的宽度要长。

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