專利名稱：按鈕開關(guān)罩組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按鈕開關(guān)罩組件(push button switch covering assembly)，更具體地說，涉及一種按鈕開關(guān)罩組件，它包括一按鈕開關(guān)罩元件(push buttonswitch covering member)和一位于其下的卡搭元件(clicking member)，當(dāng)按下開關(guān)的按鈕閉合電路時，除了很小的開關(guān)撞擊外，它能將一尖銳但令人愉快的卡搭的感覺傳遞給操作者的指尖。這樣的按鈕開關(guān)罩組件用于許多電氣和電子儀器中，諸如便攜式計算器、電氣和電子設(shè)備的遙控器、電話面板等，用于向儀器輸入操作信號。
附圖7以一垂直剖面圖的形式示出了現(xiàn)有技術(shù)的按鈕開關(guān)單元的一典型例子，它由一按鈕開關(guān)罩元件21和一用于輸入信號的底板28組成。按鈕開關(guān)罩元件21是由橡膠材料(如硅橡膠)整體成型。按鈕開關(guān)罩元件是一整體件，它包括一按鍵蓋(key top)22，一基座(base plate)24和一薄壁縮頸部分(riser part)23，它連接按鍵蓋22和基座24，并且，當(dāng)操作者的指尖按下按鍵蓋22，使得按鍵蓋21上向下伸出的部分27的下表面上的可移動觸點25與開關(guān)單元的底板28上的一對固定觸點29接觸，以閉合固定觸點29間的電路時，縮頸部分23能彈性變形。在這一組件中，縮頸部分23的彈性變形最好與由彎曲引起的卡搭同時發(fā)生，以便于操作者的指尖接受到一明確的與開關(guān)接觸的感覺。通常，按鍵蓋22的上表面有一薄層26，在上面印刷或附著一印記或耐磨標記的標簽，如數(shù)字、符號和圖案等形成。
在上述由橡膠材料(如硅橡膠)制成的按鈕開關(guān)罩元件21中存在的一個問題在于由于橡膠材料與傳統(tǒng)的塑料樹脂相比，具有較高的可塑性，由彎曲引起的卡搭現(xiàn)象僅在下按的撞擊足夠大時才能發(fā)生，而這又只能通過增大開關(guān)單元的按鍵蓋22和底板28間的距離來實現(xiàn)，即使卡搭現(xiàn)象發(fā)生了，傳遞到操作者指尖的感覺也會很弱且相當(dāng)模糊。不用說，上面提到的按鍵蓋22和底板28間的大距離是與現(xiàn)代電子儀器中按鈕開關(guān)單元的厚度盡可能小的便攜性設(shè)計要求相反的。
附圖8通過一垂直剖視圖示出了一現(xiàn)有技術(shù)的按鈕開關(guān)罩組件的改進實施方案，其中，按鍵蓋22的下按中擊相當(dāng)小，按鈕罩元件21的縮頸部分23不再是造成在按下按鍵蓋22中通過彎曲產(chǎn)生卡搭現(xiàn)象的主要原因。取而代之的是一卡搭元件32，它是由一相當(dāng)堅硬的塑料樹脂(如聚對苯二甲酸乙二醇酯)制成，它具有一朝下的凹槽型卡嗒聲膜片30；位于按鍵蓋22之下，與向下突出的壓緊器33接觸?？ù钤?2和按鈕開關(guān)罩元件21通常通過粘膠粘接在一起。通過在與壓緊器33正對的卡搭膜片30的下表面上印上包含碳顆粒的導(dǎo)電印墨，而形成一可移動的接觸點25。當(dāng)操作者的指尖按下按鍵蓋22時，卡搭膜片30也通過其上的壓緊器33被按下，因此，卡搭膜片30的下表面上的固定觸點25與底板上的固定觸點(圖8中未顯示)接觸。此時，即使當(dāng)下按沖程小于0.5至0.7mm時，卡搭膜片30仍能產(chǎn)生彈性彎曲變形，從而將一尖銳且明確的卡搭感覺傳遞到操作者的指尖。
在圖7和圖8中所示的按鈕開關(guān)罩組件的每個實施方案中的問題在于由于按鈕開關(guān)罩元件21的按鍵蓋22的下表面上提供有一朝下的凸緣27或向下延伸的壓緊器33，按鍵蓋22的下表面不能用于印刷標記，標記層26只能設(shè)置于按鍵蓋22的上表面。不用說，按鍵蓋22上表面上的標記層26的這種設(shè)計是有缺點的，因為操作者的指尖的磨擦或反復(fù)下按，標記受到磨擦后，經(jīng)過一段時間以后，會被磨損或褪色。
作為上述形成于按鈕開關(guān)罩元件21的按鍵蓋22的上表面上的標記的磨損或褪色問題的一個解決辦法，提出了對圖8所示實施方案的一個改進，其中，如在圖9由垂直剖視圖所示，位于按鍵蓋22上表面的標記層26受到粘接于其上的由一透明材料制成的按鍵蓋保護層22A的保護。在該實施方案中，標記層26是不會受到磨損的，因為標記層26未被暴露，而是夾在按鍵蓋22和按鍵蓋保護層22A之間。

圖10所示的實施方案是對圖9所示的實施方案的進一步改進，其中，按鍵蓋22是一易于變形的薄膜形，省去了圖8所示的縮頸部分23。然而，圖9和圖10所示的每一實施方案仍是有缺陷的，因為透明材料制成的按鍵蓋保護層22A必須與按鈕開關(guān)罩元件21分開準備，且分開準備的各按鍵蓋保護層22A必須能一個接一個地以確切的位置與每一個按鍵蓋22用粘合劑粘接在一起，從而大大增加了按鈕開關(guān)罩組件的生產(chǎn)成本。
因此，本發(fā)明的目的是提供一新穎的改進型按鈕開關(guān)罩組件，它由一按鈕開關(guān)罩元件和一卡搭元件組成，沒有上述現(xiàn)有技術(shù)的組件中存在的問題和缺陷，并能以一極低的成本進行生產(chǎn)。
這樣，本發(fā)明的按鈕開關(guān)罩組件包括(A)由一透光橡膠材料形成一整體構(gòu)型的一按鈕開關(guān)罩元件，包括(a)一按鍵蓋，其下表面是平的。
(b)一基座，和(c)一薄壁縮頸部分，它連接按鍵蓋和基座，置于按鍵蓋的平整的下表面上，且?guī)в幸粚语@示標記；和(B)一由塑料樹脂制成的卡搭元件，它有一向上凸出的卡搭膜片，面朝著按鈕開關(guān)罩元件中按鍵蓋的平整下表面，在向上凸出的卡搭膜片的中央，卡搭元件有一向上伸出的部分或凸緣，朝向按鍵蓋的下表面。
圖1A和圖1B分別是本發(fā)明的按鈕開關(guān)罩組件處于正常狀態(tài)和按下狀態(tài)的垂直剖視圖。
圖2A和圖2B分別是本發(fā)明的按鈕開關(guān)罩組件中按鈕開關(guān)罩元件和卡搭元件的垂直剖視圖。
圖3A和圖3B分別是按鈕開關(guān)罩組件處于一正常狀態(tài)和一按下狀態(tài)的垂直剖視圖，該按鈕開關(guān)罩組件中沒有向下突出的壓緊器，在卡搭膜片的中央也沒有向上伸出部分。
圖4是一平整型、沒有向上突出的按鍵蓋的按鈕開關(guān)罩元件的垂直剖視圖。
圖5是一不同的平坦型按鈕開關(guān)罩元件實施方案的垂直剖視圖，它沒有向上突出的按鍵蓋，但有一向下伸出的部分。
圖6是一具有一向上突出的按鍵蓋和一向下伸出部分的按鈕開關(guān)罩元件的垂直剖視圖。
圖7和8分別是一現(xiàn)有技術(shù)的按鈕開關(guān)罩組件沒有和有一卡搭元件的垂直剖視圖。
圖9和10分別是不同類型的現(xiàn)有技術(shù)的按鈕開關(guān)罩組件的垂直剖視圖，它們具有一卡搭元件且在按鈕罩元件上有一按鍵蓋保護層。
如上所述，圖1A和1B所示的本發(fā)明按鈕開關(guān)罩組件最顯著的特征是代替向下突出的壓緊器33(見圖8)，施加于按鍵蓋3上表面的下按力P通過形成于卡搭膜片7上表面上向上伸出部分或凸緣8傳遞給卡搭膜片7。向上伸出部分或凸緣8最好是使用一粘結(jié)劑通過粘著力粘接到卡搭膜片7的上表面，取代帶有伸出部分或凸緣8的卡搭膜片7；如圖6所示，如通過印刷在按鍵蓋3的平整下表面上形成標記層6之后，考慮到簡化生產(chǎn)過程和在從背側(cè)光照明情況下可見度的較小不均勻性，通過粘結(jié)劑粘接的辦法在罩元件1的按鍵蓋3上提供一向下伸出部分或凸緣8是可選的。
按鈕開關(guān)罩元件1的材料最好是一具有透明性的硅橡膠，盡管也可以使用其它透光的橡膠和合成橡膠樹脂，包括聚酰胺聚醚共聚物、聚酯、聚酯-聚醚共聚物、聚氨酯、聚烯烴、苯乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。
另一方面，卡搭元件2的材料是一塑料樹脂，它應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性，同時具有高耐熱性，高玻璃化轉(zhuǎn)變點，低熱膨脹系數(shù)和與拉伸強度相關(guān)的良好的機械特性，極限伸長和揚氏模數(shù)，以及在壓模(compression molding)和拉模(draw molding)時的良好可塑性?？紤]到要具有足夠的硬度和彈性模數(shù)，合適的樹脂材料的例子包括具有聚酯鏈的聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對萘二甲酸乙二醇酯。其它具有110℃或更高的玻璃化轉(zhuǎn)變點的塑料樹脂，如聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚砜和聚對苯二甲酸丁二醇酯等也能用作卡搭元件2的材料。
下面，將通過參考附圖，詳細描述本發(fā)明的幾個實施方案。
圖1A和1B分別通過一垂直剖視圖示出了本發(fā)明一典型實施方案的按鈕開關(guān)罩組件處于正常狀態(tài)和下按狀態(tài)的情況，在下按狀態(tài)中用按鍵蓋3上的箭頭P表示向下的力。
如圖1A所示，罩元件1，包括一按鍵蓋3；基座10；縮頸部分4和卡搭元件2，它們由基座10下面的一粘接層5粘接在一起。罩元件1的按鍵蓋3有一平整的下表面，其上形成顯示標記圖案的涂層6，如通過印刷?？ù钤?的中央部分形成一圓拱形膜片，它向下凹進或向上凸出，起著卡搭膜片7的作用。在卡搭膜片7頂部有一突起或向上的凸緣8，面對著按鍵蓋3的下表面。突起部分8可通過整體塑模與卡搭膜片7整體形成，也可使用粘結(jié)劑通過粘接一分開制備的圓盤形片形成。在卡搭膜片7的下表面上有一可移動觸點9，正好與突起部分8相對。
當(dāng)通過操作者的指尖給按鍵蓋3的上表面施加一向下壓的負荷P時，如圖1B所示，在每個連接按鍵蓋3和罩元件1的基座10的薄壁縮頸部分4中產(chǎn)生一彎曲現(xiàn)象，且卡搭膜片7將一清晰、確切的卡搭感覺傳遞到操作者的指尖，卡搭膜片7的下表面上的可移動觸點9與開關(guān)單元的底板上的固定觸點(圖中未顯示)間足夠的接觸壓力使它們互相接觸，從而閉合了電路。
圖2A和2B分別通過一垂直剖視圖示出了罩元件1和卡搭元件2。圖1A所示的本發(fā)明組件是通過在其基座10處將罩元件1固定在卡搭元件2上，且利用一粘接劑層5將它們粘接在一起構(gòu)成的。與圖1A所示的實施方案不同，圖2B所示的卡搭元件2的與底板(圖中未顯示)接觸的下表面有一墊片12，以調(diào)整可移動觸點9到其下的固定觸點間的開關(guān)中程。這種帶有墊片12的卡搭元件2是有利的，因為卡搭元件2可用一具有均勻厚度的薄塑料片形成，從而大大降低了卡搭元件2的制造成本。在墊片12可以提供一通道，也可以沒有，當(dāng)卡搭膜片7向下壓時用于排放空氣。墊片12的厚度的選擇應(yīng)使用移動觸點9和底板上的固定觸點間可得到足夠的接觸壓力，但它通常應(yīng)比卡搭膜片7頂部的突起部分8的厚度小一些。
與圖1A和1B所示的實施方案相比，圖3A和3B用一垂直剖視圖示出了該組件一類似但不同的實施方案，其中，卡搭膜片7的中央沒有一圖1A和1B所示的向上突起部分或凸緣8，按鍵蓋3的下表面是平的。當(dāng)按鍵蓋3由一負荷P按下時，在卡搭膜片7中產(chǎn)生一相反的彎曲，從而在卡搭膜片7的中央和按鍵蓋3的下表面的中央形成一間隙，如圖3B所示，因此，在觸點間得不到明確的接觸壓力，卡搭的感覺不能傳遞到操作者的指尖。這一缺陷的原因大概是在按鍵蓋3的下表面和卡搭膜片7的上表面間的初始接觸面積太大的緣故。這一問題可通過減小按鍵蓋3可與卡搭膜片7接觸的下表面的面積來解決。為獲得一具有足夠大中擊的確切的卡搭感覺，卡搭膜片7的直徑最好要小于6mm，另一方面，是在設(shè)計具有較小尺寸的下表面的按鍵蓋3時碰到困難。
因此，卡搭膜片7的上表面上向上突起部分8的直徑小于卡搭膜片7本身。向上突起部分8的表面積最好在卡搭膜片7的表面積的15％到50％范圍之內(nèi)。
取代在卡搭膜片7頂部形成一向上突起部分8的另一方法，如圖6的一垂直剖視所示，在按鍵蓋3的下表面上形成一標記層6之后，例如，通過使用一紫外可固化的樹脂(ultraviolet-curable resin)在按鍵蓋3的下表面的中心形成一向下凸緣8。
圖4示出了一不同類型的按鈕開關(guān)罩元件1，稱為平板型，它沒有圖1A所示的薄壁縮頸部分4和重按鍵蓋3，但這兩部分集成為一薄的可彈性變形薄膜，從而即使這一罩元件與一圖2B所示的卡搭元件裝配在一起，也能使該按鈕開關(guān)單元的總體厚度大大降低。如圖5的垂直剖視圖所示，圖4所示的板型罩元件1的下表面的中央可提供一向下的凸緣8，取代在將與平板型罩元件1裝配在一起的卡搭元件7的上表面形成一向上突起部分。在具有這種平板型罩元件的組件中也可以將一尖銳且確切的卡搭感覺傳遞到操作者的指尖。
不用說，描述附圖中所示的各種實施方案的目的是為了舉例而不是限制。盡管每個圖只示出了一單個罩元件，一單個卡搭無件或它們的組合，習(xí)慣上都是將多個這樣的單個罩元件和卡搭元件以不同結(jié)構(gòu)組合起來，使一多按鍵按鈕開關(guān)單元與它們的罩元件在基座處連接在一起。
下面，用一個實施例詳細說明本發(fā)明的優(yōu)點。
實施例通過將100份重量的一種硅橡膠(KE-951U,Shin-Etsu Chemical Co.的一種產(chǎn)品)與0.5份重量的一種硫化劑(C-8A,Shin-Etsu Chemical Co的一種產(chǎn)品)均勻混合制成一種透光硫化硅橡膠原料。將該硅橡膠原料引入到一金屬模具中，在180℃的溫度和200kgf/cm2的壓力下壓塑成一硫化硅橡膠按鈕開關(guān)罩元件，它包括一0.5mm厚的基座、0.2mm厚的薄壁縮頸部分和一具有平整下表面的按鍵蓋，如圖2A中的垂直剖視圖所示。接著，使用一硅酮基印墨通過網(wǎng)板印刷在按鍵蓋的平整下表面形成一標記層。
用一0.1mm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂片通過拉模單獨制備圖2B所示的一卡搭元件，它具有一向下凹進的5mm直徑的卡搭膜片。通過使用一含碳的導(dǎo)電墨水在于卡搭膜片下表面的中央形成一用作可移動觸點的3mm直徑的導(dǎo)電層。接著，通過滴幾點紫外可固化的液體樹脂(Seikabeam SCR-SP-1,Dainichi Seika Kogyo Co.的一種產(chǎn)品)在卡搭膜片中央形成直徑為2.5mm，高度為0.15mm的向上突起部分并且用高壓汞燈發(fā)出的紫外線照射該樹脂，從而使樹脂固化。為使空氣排出，使用一粘結(jié)劑將一0.025mm厚的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜粘接到卡搭膜片周圍的卡搭元件下表面。這樣，卡搭膜片的開關(guān)沖程被調(diào)整到0.5mm。
通過使用一種粘結(jié)劑將這樣制出的卡搭元件和罩元件粘接在一起形成示于圖1A的一個組件。該粘結(jié)劑是通過將100份重量的一種硅橡膠(KE)106LTV,Shin-Etsu Chemical Co.的一種產(chǎn)品)與10份重量的一種硫化劑(Catalyst RG,Shin-Etsu Chemical Co.的一種產(chǎn)品)混合制成。
這樣制出的罩元件和卡搭元件的組件除按鍵蓋之外總厚度為0.95mm，當(dāng)按下按鍵蓋用于開關(guān)時，盡管0.5mm的很小開關(guān)沖程，該組件仍能將一尖銳且令人愉快的卡搭感覺傳遞到操作者的指尖。
權(quán)利要求
1．一按鈕開關(guān)罩組件，它包括(A)一按鈕開關(guān)罩元件，由一透光橡膠材料形成一整體結(jié)構(gòu)，它包括(a)一按鍵蓋，其下表面是平的，(b)一基座，和(c)一薄壁縮頸部分，它連接按鍵蓋和基座，且在按鍵蓋的平整下表面上有一層顯示標記；和(B)一由塑料樹脂制成的卡搭元件，有一向上凸出的卡搭膜片，朝向按鈕開關(guān)罩元件的按鍵蓋的平整下表面，卡搭元件在向上凸出的卡搭膜片上表面中央有一向上突出部分，該向上突起部分朝著按鍵蓋的平整下表面，在卡搭膜片的下表面上有一可移動的觸點。
2．如權(quán)利要求1所述的按鈕開關(guān)罩組件，其中，形成按鈕開關(guān)罩元件的透光橡膠材料是一種硅橡膠。
3．如權(quán)利要求1所述的按鈕開關(guān)罩組件，其中，形成卡搭元件的塑料樹脂是一種聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂或是聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂。
4．如權(quán)利要求1所述的按鈕開關(guān)罩組件，其中，向上凸出的卡搭膜片的上表面上向上突起部分的表面積在卡搭膜片的表面積的15％到50％范圍內(nèi)。
5．如權(quán)利要求1所述的按鈕開關(guān)罩組件，其中，按鍵蓋和按鈕開關(guān)罩元件的薄壁縮頸部分被組合成一平整薄膜形式。
全文摘要
本發(fā)明的按鈕開關(guān)罩組件包括一由一透明橡膠材料制成的按鈕開關(guān)罩元件和一卡搭元件,罩元件下有一卡搭膜片,當(dāng)罩元件的按鍵蓋被按下時,該卡搭膜片將一尖銳的卡搭感覺傳遞到操作者的指尖。與傳統(tǒng)的這種類型的按鈕開關(guān)罩組件不同,傳統(tǒng)按鈕開關(guān)罩組件中按鍵蓋上的下按負荷是通過按鍵蓋下表面上的向下凸緣傳遞到卡搭膜片的頂部,而在本發(fā)明中按鍵蓋上的下按負荷是通過形成于向上凸出的卡搭膜片的上表面頂部上的向上突起部分傳遞到卡搭膜片的,因此該按鍵蓋的平整下表面可完全用來形成一標記層,用于通過透明的按鍵蓋指示該按鈕開關(guān)的特定功能,而沒有在標記層形成于按鍵蓋的上表面時,會使標記受到磨損的缺陷。
文檔編號H01H13/14GK1224906SQ9810403
公開日1999年8月4日 申請日期1998年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月24日
發(fā)明者宮島賢一, 佐藤博英 申請人:信越聚合物株式會社