CN201936793U - 键盘用金属穹顶形开关 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种键盘用金属穹顶形开关，该金属穹顶形开关具有从穹顶形金属板的顶部突出并具有上升部和压力表面的压力集中突出部，其中，所述压力集中突出部的上升部具有由多个上升表面和多个阶梯表面形成的阶梯形，该阶梯形利用冲头和冲模通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序形成。当所述压力集中突出部通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序冲压形成时，通过在保持上升部的结构强度的同时形成更大高度的上升部，并在使所述金属开关的外观和尺寸的变形最小的同时增大从穹顶形金属板的顶部向上突出的压力集中突出部的高度，该键盘用金属穹顶形开关能够将对按键的按压操作的点击手感维持在最佳状态。

Description

键盘用金属穹顶形开关
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年5月11日提交的韩国专利申请No.20-2010-0004934的优先权和利益，该申请的公开内容通过参考而整体结合到本申请中。
技术领域
本实用新型涉及一种键盘用金属穹顶形开关，更具体地，涉及一种键盘用金属穹顶形开关，该键盘用金属穹顶形开关即使是在安装在移动终端等的键盘上的按键的中间部位时被误触的情况下，穹顶形金属板的顶部能够正常弹性地形成为凹陷，以始终准确地实现开关功能，并最理想地保持点击灵敏度。
背景技术
一般来说，如图1和2所示，用于移动终端(如手机)的键盘包括：上壳体1和壳体2，该上壳体1和下壳体2以预定的距离相互垂直间隔；印刷电路板3，该印刷电路板3安装在所述下壳体2上并具有上表面，在该上表面上形成有连接端子3a；多个金属穹顶形开关4，该多个金属穹顶形开关4布置在所述印刷电路板3上，通过与所述连接端子3a选择性地连接或断开，从而实现开关功能；隔板5，该隔板5设置在所述印刷电路板3上，并且在其上安装有所述金属穹顶形开关4；胶带6，该胶带6粘贴在所述隔板5上，以固定所述金属穹顶形开关4；导光板7，该导光板7安装在所述金属穹顶形开关4上，将从指示灯(未示出)接收到的光发射到它的表面；上部弹片8，该上部弹片8由合成树脂制成，并布置在所述导光板7上；以及按键9，该按键9安装在上壳体1上，用于对所述金属穹顶形开关4加压并使其弹性变形。
因此，当使用者用他/她的手指按下并松开所述按键9时，如图3A所示，所述金属穹顶形开关4的顶部弹性地变形形成凹陷，与所述连接端子3a连接或断开，以实现开关功能。
另外，在布置有所述金属穹顶形开关4的所述上部弹片8的底面形成有压力集中突出部8a。所述压力集中突出部8a使得通过所述按键9的按压操作所施加的压力集中在所述金属穹顶形开关4的顶部，以使所述金属穹顶形开关4正常地发生弹性变形，准确地实现开关功能，并改善所述键盘9的按压操作的点击手感。
不过，在传统的手机用键盘中，如图2所示，只有当使用者沿箭头方向a准确地按下所述按键9的中心部位时，所述上部弹片8的压力集中突出部8a才会沿箭头方向a’对所述金属穹顶形开关4的中心部位施加压力。从而，如图3A所示，所述穹顶形金属板的顶部弹性地向下变形，以实现正常的开关功能，从而改善点击手感。但是，当使用者不小心沿箭头方向b或c按压所述按键9的周边部位而非其中心部位时，所述上部弹片8的压力集中突出部8a也会沿斜箭头方向b’或c’对所述金属穹顶形开关4的周边部位而非其中心部位施加压力。
在这种情况下，如图3B所示，由于所述金属穹顶形开关4的顶部具有穹顶形曲面，所述金属穹顶形开关4的施加压力的部分产生较大程度的弹性变形，并且没有施加压力的相反部分产生较小程度的弹性变形。
因此，所述金属穹顶形开关4的顶部偏向一侧弹性变形，使得所述顶部不与所述连接端子3a接触的误操作，使用者需要再次按下所述按键9，这样相当地麻烦。此外，即便所述金属穹顶形开关4与所述连接端子3a接触，实现开关功能，点击手感也可能会明显降低。
而且，当所述上部弹片8在键盘上移动并且所述压力集中突出部8a偏离所述金属穹顶形开关4的中心部位即便是很小的程度时，也难以准确地按下所述按键9的中心部位以使所述金属穹顶形开关4的顶部正常弹性变形为凹陷，从而弱化开关功能。为了解决所述问题，在传统领域中，虽然所述上部弹片8牢固地固定在所述印刷电路板3等上，以防止所述上部弹片8的运动，但是键盘的组装工序会变得麻烦，并且由于组装工序的增加，组装性和生产性也会降低。
如图4所示，这些问题可以通过如下方法解决：去除在上部弹片18上形成的压力集中突出部，并设置从金属穹顶形开关14的顶部向上凸出的压力集中突出部14a，使得按键19的压力通过该压力集中突出部14a集中于所述金属穹顶形开关14的顶部。
金属穹顶形开关14必须具有压力集中突出部14a，该压力集中突出部14a具有足以将所述键盘19的按压操作的点击手感维持在最佳状态的预定高度。不过，由于所述压力集中突出部14a的高度有限，因此点击手感无法维持在最佳状态。
传统的金属穹顶形开关14由具有高弹性的薄不锈钢板形成。如图5A所示，所述压力集中突出部14a包括从穹顶形金属板凸出的上升部14a-1和从该上升部14a-1水平延伸的冲压面14a-2。所述压力集中突出部14a通过如弯曲加工(bending process)或半落料加工(half-blanking process)的冲压成型工序形成，在该冲压成型工序中冲头直径与模孔之间的间隙c被设定为非常小的尺寸。
作为相似的冲压成型方法的弯曲加工和半落料加工之间的区别在于，冲头直径与模孔之间的间隙c相对于每种材料的厚度t设定为0.3至1t或者0.03至0.1t。当小的突出部(如压力集中突出部14a)形成于由具有高弹性的不锈钢材料制成的所述金属穹顶形开关，而不是另外一种冲压成型方法形成时，就可以在使所述金属穹顶形开关的外观和尺寸的变形减少到最小的同时，在预期的位置准确地形成所述压力集中突出部14a。然而，由于金属穹顶形开关的外观和尺寸的变形严重，因此难以将加工(forming)软金属材料的冲压成型工艺(如拉伸工艺(drawing process))应用于形成金属穹顶形开关的压力集中突出部14a，所述金属穹顶形开关由具有高弹性的不锈钢材料制成。
然而，如图5A和5B所示，在所述弯曲加工或所述半落料加工的情况下，所述上升部14a-1的厚度a与所述压力集中突出部14a的高度h成比例地减小形成。也就是说，如图5A所示，当所述上升部14a-1的高度h形成为金属板的厚度t的1/2t或更小时，所述上升部14a-1的厚度b的变化会减小，以将其结构强度维持在一定程度。但是，如图5B所示，当所述高度h形成为所述金属板的厚度t的1/2t或更大时，所述上升部14a-1的厚度a也会减小。在这种情况下，由于所述上升部14a-1的结构强度被削弱并会产生裂缝，因此基于所述金属穹顶形开关必须重复操作几十万次的特征，这样的压力集中突出部14a不能应用于键盘。特别是在半落料加工中，冲头直径与模孔之间的间隙尺寸设定为比弯曲加工的冲头直径与模孔之间的间隙小的情况下，所述上升部14a-1的厚度a会进一步减小，因此削弱结构强度，并且在严重的情况下，所述上升部可能会损坏，使所述压力集中突出部无法应用于键盘。
所以，由于通过如弯曲加工或半落料加工的传统冲压成型工序难以将所述压力集中突出部14a的上升部14a-1的高度形成为所述材料厚度的1/2t或更大，因此，所述压力集中突出部14a的突出厚度太小而不能达到键盘的按压操作的最佳点击手感。
实用新型内容
为解决上述问题，当所述压力集中突出部通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序冲压形成时，本实用新型通过在保持上升部的结构强度的同时形成更大高度的上升部，并在使所述金属穹顶形开关的外观和尺寸的变形最小的同时增大从穹顶形金属板的顶部向上突出的压力集中突出部的高度，提供一种键盘用金属穹顶形开关，该键盘用金属穹顶形开关能够将对按键的按压操作的点击手感维持在最佳状态。
根据本实用新型一方面的内容，提供一种键盘用金属穹顶形开关，该金属穹顶形开关具有从穹顶形金属板的顶部突出并具有上升部和压力表面的压力集中突出部，其特征在于，所述压力集中突出部的上升部具有由多个上升表面和多个阶梯表面形成的阶梯形，该阶梯形利用冲头和冲模通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序形成。
在此，所述上升部的总高度可以形成为金属板材料厚度的1.0至3.0倍，并且所述上升部的总高度可以通过设定所述上升表面的数目以及每个上升表面的高度来确定。所述多个上升表面可以由第一至第三上升表面构成，并且所述第一至第三上升表面中的每个的高度都可以形成为金属板材料厚度的1/3至1/2。
另外，所述多个阶梯表面可以在所述压力集中突出部的突出方向上倾斜。
而且，多个向下的接触凸起可以从所述压力集中突出部的周边向下突出，并且阶梯形的所述压力集中突出部可以以环状形式突出。
附图说明
通过结合附图详细地描述本实用新型的具体实施方式，本实用新型的上述和其它的目的、特征和优点对本领域的技术人员来说将会更加明显。在附图中：
图1为表示传统手机用键盘的主要部件的平面图；
图2为沿图1的剖面线A-A的剖视图；
图3A和3B为表示传统金属穹顶形开关的工作状态的放大剖视图；
图4为表示用于安装有另一种传统金属穹顶形开关的手机键盘的主要部件的结构剖视图；
图5A和5B为表示利用冲头和冲模通过冲压成型工序形成传统金属穹顶形开关的压力集中突出部的工序的放大剖视图；
图6为根据本实用新型的金属穹顶形开关的透视图；
图7为图6所示的金属穹顶形开关的剖视图；
图8为图6所示的压力集中突出部的修改的例子的剖视图；
图9为根据本实用新型的另一种典型实施方式的金属穹顶形开关的透视图；并且
图10为图9所示的金属穹顶形开关的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。
图6和图7为根据本实用新型的具体实施方式的键盘用金属穹顶形开关的透视图和剖视图。如图所示，本实用新型的金属穹顶形开关由穹顶形金属板110制成，所述穹顶形金属板110通过冲压具有高弹性的不锈钢薄板形成。在该金属穹顶形开关中，压力集中突出部120从所述穹顶形金属板110的顶部向上突出，并且多个接触凸起130从所述压力集中突出部120的周边向下突出，以改善与印刷电路板的连接端子的电连接功能。
因此，当按下按键(未示出)时，压力集中于所述压力集中突出部120，以使所述穹顶形金属板110的顶部在向下凹陷的方向上弹性地变形，从而接触所述印刷电路板的连接端子，实现开关功能。此时，多个接触凸起130诱导多个触点与所述连接端子接触，以防止存在于所述连接端子的外部杂质引起的接触故障的发生。
所述金属穹顶形开关的压力集中突出部120由上升部121和压力表面123构成，所述上升部121从所述金属板110的顶部向上突出。所述上升部121具有由多个上升表面121a、121b和121c以及从所述多个上升表面121a、121b和121c延伸的多个阶梯表面122a和122b形成的阶梯形。
阶梯形的所述压力集中突出部120使用冲头和冲模通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序形成。阶梯形的所述压力集中突出部120可以通过使用三组具有不同尺寸的冲头和冲模冲压每个台阶而形成，或者使用一组具有阶梯形的冲头和冲模一次冲压所有的台阶而形成。
当所述压力集中突出部120形成为上述的阶梯形时，在保持对应的上升表面121a、121b和121c的结构强度的同时，所述压力集中突出部120的总高度H可以形成为金属板材料厚度t的1.0t或更大，这种结构可以通过将所述冲头直径与模孔之间的间隙设定为很小尺寸的弯曲加工或半落料加工来实现。
例如，如本实施方式所述，当所述压力集中突出部120形成为具有第一至第三上升表面121a、121b和121c以及第一和第二阶梯表面122a和122b的三阶形时，如图7所示，所述压力集中突出部120设置为第一至第三上升表面121a、121b和121c的对应的高度h1、h2和h3相对于所述穹顶形金属板110的材料厚度t设定为1/3至1/2t，形成所述第一至第三上升表面121a、121b和121c的对应的厚度a1、a2和a3，以保持结构强度，并且所述第一至第三上升表面121a、121b和121c的总高度H形成为1至1.5t，以改善点击手感。
此外，图中未显示，当所述压力集中突出部120的上升部121以具有第一和第二上升表面以及第一阶梯表面的两阶形突出时，所述第一和第二上升表面的总高度H形成为1t。当所述上升部121以四阶至六阶形突出时，所述上升部121的总高度H可以形成为2.0至3.0t。
如上所述，当完成如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序，并且所述冲头直径与模孔之间的间隙设定为很小的尺寸时，通过设定所述上升表面和所述阶梯表面的数目以及每个上升表面的高度h，相对于所述金属板材料厚度t，加工过的所述压力集中突出部120的上升部121的总高度H可以形成为1t或更大。因此，所述压力集中突出部120的结构强度可以得到保持，并且与传统领域的压力集中突出部的高度相比，所述压力集中突出部的高度也可以达到更高的高度，以保持所述按键的按压操作的最佳点击手感。另外，当很小的突出部(如所述压力集中突出部120)在由具有高弹性的不锈钢材料形成的所述金属穹顶形开关上以阶梯形形成大的高度时，就可以在使所述金属穹顶形开关的外观和尺寸的变形减少到最小时，在预期的位置形成所述压力集中突出部。
此外，多个向下的接触凸起130从所述压力集中突出部120的周边向下突出。当所述金属穹顶形开关的顶部向下变形为凹陷，以电接触所述印刷电路板的连接端子时，所述向下的接触凸起130作用在于诱导多个触点与所述连接端子接触，以防止存在于所述连接端子的外部杂质引起的接触故障的发生。
如图6所示，三个向下的接触凸起130可以以120°的夹角形成，还可以通过附图中未图示的方式，四个向下的接触凸起可以以90°的夹角形成。
另外，图8为上述实施方式中的压力集中突出部120的修改的例子的剖视图。如图所示，所述压力集中突出部120具有构成所述上升部121的多个阶梯表面122a和122b，所述阶梯表面122a和122b在所述压力集中突出部120的突出方向上倾斜。根据上述构造，由于所述多个阶梯表面122a和122b在突出方向上倾斜，因此，与上述实施方式相比，所述压力集中突出部120的总高度可以进一步增加。
虽然本实用新型的实施方式图示了以圆形形式突出的阶梯形的所述压力集中突出部120，但所述突出部可以以三角形或矩形的形式突出。
此外，如图9和10所示，代替上述实施方式的阶梯形的压力集中突出部120，当该阶梯形的压力集中突出部220以环形的形式从所述穹顶形金属板110的顶部突出，所述突出部220也能够实现与上述实施方式相同的功能。此时，多个向下的接触凸起130可以在阶梯形的压力集中突出部220的内底面形成。
从前面的描述可以看出，在从穹顶形金属板的顶部向上突出并通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序形成的压力集中突出部中，所述压力集中突出部的上升部形成为具有多个上升表面和多个阶梯表面的阶梯形，并且相对于所述金属板的材料厚度t，每个上升表面的高度为1/3至1/2t，以在保持所述压力集中突出部的每个上升表面的结构强度的同时，使得所述上升部的总高度可以形成为所述材料厚度t的1.0t或更大，从而保持按键的按压操作的点击手感的最佳状态。此外，当很小的突出部(如所述压力集中突出部)以阶梯形在由具有高弹性的不锈钢材料形成的所述金属穹顶形开关上形成时，所述很小的突出部就可以在使所述金属穹顶形开关的外观和尺寸的变形减少到最小的同时，在预期的位置准确地形成。
显然，在不脱离本实用新型的思想和范围的前提下，本领域的技术人员可以对本实用新型的上述具体实施方式进行多种变形。因此，应当认为本实用新型包含所有这些变形，并且这些变形在权利要求及其等价物的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种键盘用金属穹顶形开关，该金属穹顶形开关具有从穹顶形金属板的顶部突出并具有上升部和压力表面的压力集中突出部，其特征在于，所述压力集中突出部的上升部具有由多个上升表面和多个阶梯表面形成的阶梯形，该阶梯形利用冲头和冲模通过如弯曲加工或半落料加工的冲压成型工序而形成。
2.根据权利要求1所述的键盘用金属穹顶形开关，其特征在于，所述上升部的总高度形成为金属板的材料厚度的1.0至3.0倍，并且所述上升部的总高度通过设定所述上升表面的数目以及每个上升表面的高度来确定。
3.根据权利要求1所述的键盘用金属穹顶形开关，其特征在于，所述多个上升表面包括第一上升表面至第三上升表面，并且所述第一上升表面至第三上升表面中的每个的高度都形成为金属板的材料厚度的1/3至1/2。
4.根据权利要求1所述的键盘用金属穹顶形开关，其特征在于，所述多个阶梯表面在所述压力集中突出部的突出方向上倾斜。
5.根据权利要求1或4所述的键盘用金属穹顶形开关，其特征在于，阶梯形的所述压力集中突出部以环状形式突出。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的键盘用金属穹顶形开关，其特征在于，所述金属穹顶形开关还包括多个向下的接触凸起，该接触凸起从所述压力集中突出部的周边向下突出。
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