一种按键弹性元件的制作方法

1.本发明应用于键盘按键的技术领域,特别涉及一种按键弹性元件。


背景技术：

2.随着信息技术的不断发展键盘也因作为笔记本电脑、平板电脑、手机等电子产品的一种典型的输入设备被广泛地使用。按键响应速度快，手感好，是消费者不断的追求。其中，按键由按键壳体、弹性元件和薄膜线路板组成，弹性元件决定了按键操作时的响应速度快慢，手感好坏，是按键必不可少的重要配件之一。目前市场上的快速响应的键盘按键弹性元件，虽然响应速度较快，但是在按压按键时，会出现两次段落感的影响使用者的体感。
3.如公开号为109935489a的中国专利文献1，其公开了一种用于按键的弹性体，以及公开号为111696811 a的中国专利文献2，其公开了一种弹性体，专利文献1和2均通过凹陷部的角度设计和设置排气孔结构实现按键接触点后产生缓接触(soft landing)效果，实现提供舒适的敲击手感；如公开号为212625293u的的中国专利文献3，其提供了一种按键用弹性元件，通过在凹陷部的内沿轴向设置的半圆形筋条，实现增加按键按压后半程手感距离，改善按键使用后半程手感；如公开号为108695096a的中国专利文献4，其公开了一种反作用力产生构件，通过半球形的碗状部分使其按压时具有较长的按压区间实现获得更舒服的操作感受。
4.专利文献1、2、3公开的结构中顶部凹陷空间均为锥形结构，专利文献4公开的结构中顶部虽非锥型结构，但它的运动受力情况基本一样。此结构减少导通行程，让段落感提前出现，增加总行程。专利文献1、2、3与专利文献4公开的结构中顶部的受力状况基本相同。其中，传统弹性元件的斜壁受力变化如图1和图2所示。如图3和图4所示，当我们对导通柱施加向上力时，顶部的斜壁或半球壁给导通柱施加向下的反作用力，当到达b1点时，斜壁或半球壁的反作用力最大，当到达b2点时，反作用力由原来的向下推力变成水平的挤压力，此时的反作用力最小。当导通柱越过b2点时，反作用力逐渐由水平的挤压力改成向下的拉力，且反作用力也随着作用力方向的改变逐渐增加，如b3点所示。
5.当我们在按压键帽时，弹性元件先受到斜壁变形的作用力影响，当按压柱向下运动，按压柱底部与导电膜接触后按压柱受力，斜壁的受力与按压柱的受力叠加，结合图1和图3以及图2和图4，可得出如图5和图6所示的组合过程示意图以及组合受力曲线图。如图5和图6所示，按压过程中，按压力曲线出现两次波峰c1和c3和两波谷c2和c4。两次波峰的出现很容易给使用者造成二次按压按键的错觉，严重影响使用者操作的体感。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种响应速度快、缓冲感好且不会有二次按压错觉的按键弹性元件。
7.本发明所采用的技术方案是：本发明包括按键和弹性元件，所述弹性元件包括一体成型的顶部直壁、斜壁围以及导通柱，所述斜壁围与所述顶部直壁的外缘相连接，所述导
通柱设置在所述顶部直壁内并通过连接壁与所述顶部直壁的内缘连接，所述斜壁围的底部设置有底部直壁，所述顶部直壁与所述按键的底部相配合，所述导通柱通过弧形顶壁与所述顶部直壁的内缘连接，所述弧形顶壁与所述顶部直壁配合形成上收纳空间，所述弧形顶壁与所述斜壁围配合形成下收纳空间，所述按键和所述底部直壁上均设置有若干排气槽，所述排气槽将所述上收纳空间和所述下收纳空间与外界连通，所述弧形顶壁的中部设置有与所述按键底部配合的凸台，所述凸台与所述按键底部之间设有间隙。
8.由上述方案可见，所述顶部直壁用于与所述按键配合，接触并受力压缩所述斜壁围，所述斜壁围用于在所述按键受力下压时提供一次按压反馈的力。所述导通柱按压在薄膜线路板上时，使得线路导通，离开薄膜线路时，线路断开，实现开关功能。通过设置所述排气槽将所述上收纳空间和所述下收纳空间与外界连通，进而增加所述按键按压触发按压反馈后的行程，让触发按压反馈后的受力变化不过于激烈，进而增加按压所述按键时的缓冲感，减少按压所述按键时的反作用；同时在撤消对所述按键的作用力时，起到吸气的作用，让所述弹性元件变形复位。通过采用弧形的顶壁结构连接所述导通柱和所述顶部直壁，进而增加所述弧形顶壁的变形量，减少因变形量增加而导致受力变化过大的作用，起到触发按压反馈后的行程以及降低该过程中受力变化，提高按压手感的效果。通过设置所述凸台实现当弧形顶壁受力达在到峰值，进行受力补充，进而防止弹性元件出现两次波峰波谷的现象，达到消除二次按压错觉的效果。
9.一个优选方案是，所述凸台与所述导通柱同轴设置，所述凸台的顶部呈圆弧状。
10.由上述方案可见，通过圆弧状的顶部结构实现所述凸台与所述按键的底部接触时进行缓冲过渡，进而降低受力变化。
11.一个优选方案是，所述斜壁围的顶部厚度小于所述斜壁围的底部厚度；所述斜壁围的顶部厚度是所述斜壁围的底部厚度的0.7-0.9倍；所述斜壁围的底部厚度为0.25mm至0.4mm。
12.由上述方案可见，当所述斜壁围的顶部直径尺寸d1固定时，所述斜壁围的底部直径尺寸d2需要尽可能大以增加所述弧形顶壁变形量，能够增加所述斜壁围的弹性变形量，让触发按压反馈后的受力曲线波谷更低，使触发按压反馈前后的段落感更大，同时也利于使所述按键的行程更短提高所述按键的响应速度。
13.一个优选方案是，若干所述排气槽呈圆周阵列式分布在所述底部直壁上，若干所述排气槽均沿连接圆周阵列的径向设置。
14.由上述方案可见，通过采用圆周阵列的形式进行排布，进而使得所述下收纳空间的排气和吸气更均匀平稳，采用沿圆周阵列的径向设置保证气流通过时的流畅性，进而提高按压手感。
15.一个优选方案是，所述底部直壁上的所述排气槽厚度为所述底部直壁厚度的0.2-0.5倍。
16.由上述方案可见，该比例下能保证所述底部直壁的结构强度以及排气的顺畅度，且不影响整体结构强度。
17.一个优选方案是，所述导通柱的端部呈圆弧状。
18.一个优选方案是，所述弹性元件由硅胶材料制成。
19.由上述方案可见，采用的材质为硅胶，主要作用是在按键操作时，能实现弹性变形
和复位。
附图说明
20.图1是传统弹性元件结构斜壁的按压过程示意图；图2是传统弹性元件结构斜壁的受力曲线图；图3是传统弹性元件结构按压柱的按压过程示意图；图4是传统弹性元件结构按压柱的受力曲线图；图5是传统弹性元件结构侧壁与按压柱的组合按压过程示意图；图6是传统弹性元件结构侧壁与按压柱的组合受力曲线图；图7是本发明的剖视图；图8是所述弹性元件的立体局部剖结构示意图；图9是所述弹性元件的剖视图；图10是所述按键的底面立体结构示意图；图11是本发明所述导通柱和所述凸台的按压过程示意图；图12是本发明所述导通柱和所述凸台的受力曲线图；图13是本发明的组合按压过程示意图；图14是本发明的组合受力曲线图。
具体实施方式
21.如图7至图10所示，在本实施例中，本发明包括按键和弹性元件，所述弹性元件包括一体成型的顶部直壁1、斜壁围2以及导通柱3，所述斜壁围2与所述顶部直壁1的外缘相连接，所述导通柱3设置在所述顶部直壁1内并通过连接壁与所述顶部直壁1的内缘连接，所述斜壁围2的底部设置有底部直壁4，所述顶部直壁1与所述按键的底部相配合，所述导通柱3通过弧形顶壁5与所述顶部直壁1的内缘连接，所述弧形顶壁5与所述顶部直壁1配合形成上收纳空间6，所述弧形顶壁5与所述斜壁围2配合形成下收纳空间7，所述按键和所述底部直壁4上均设置有若干排气槽8，所述排气槽8将所述上收纳空间6和所述下收纳空间7与外界连通，所述弧形顶壁5的中部设置有与所述按键底部配合的凸台9，所述凸台9与所述按键底部之间设有间隙。所述导通柱3的端部呈圆弧状。所述弹性元件由硅胶材料制成。
22.在本实施例中，所述凸台9与所述导通柱3同轴设置，所述凸台9的顶部呈圆弧状。
23.在本实施例中，所述斜壁围2的顶部厚度a小于所述斜壁围2的底部厚度b。所述斜壁围2的顶部厚度a是所述斜壁围2的底部厚度b的0.7-0.9倍。所述斜壁围2的底部厚度b为0.25mm至0.4mm。
24.在本实施例中，若干所述排气槽8呈圆周阵列式分布在所述底部直壁4上，若干所述排气槽8均沿连接圆周阵列的径向设置。所述底部直壁4上的所述排气槽8厚度为所述底部直壁4厚度的0.2-0.5倍。
25.在本实施例中，所述按键底部的所述排气槽8呈十字形或一字型或米字形或呈圆周阵列分布的若干直线槽。
26.在本实施例中，所述凸台9的直径小于所述导通柱3的直径。
27.本发明的工作原理：
当所述导通柱3与导电膜接触后受力产生形态变化，在持续受力的过程中所述，按压柱向下运动，当按压柱底部与导电膜接触后，按压柱受力产生形态变化如图11和图12所示，通过所述凸台9进行受力补充，进而防止弹性元件出现两次波峰波谷的现象，达到消除二次按压错觉的效果。
28.如图13和图14所示，g0状态所示按压所述按键时，所述按键受力下移并施加压力在所述顶部直壁1上，如g1状态所示所述顶部直壁1将压力传递至所述斜壁围2，压力达到最大承受时所述斜壁围2向水平方向发生变形，在变形过程中所述下收纳空间7通过所述底部直壁4上的所述排气槽8进行排气形成缓冲且反作用力逐渐减小，并在此过程中形成段落感反馈至使用者。在所述导通柱3与导电膜接触时所述斜壁围2的反作用力达到最小。如g2状态但所述导通柱3与导电膜接触后发生形变且反作用力缓慢增大，如g3状态所示当所述导通柱3和所述弧形顶壁5形变到达极限时，所述按键压缩所述顶部直壁1，所述上收纳空间6通过所述按键上的所述排气槽8进行排气形成缓冲，所述顶部直壁1发生形变且所述按键底部与所述凸台9之间的间距减小。如g4状态所示当所述凸台9与所述按键底部接触后进行受力补充，使得触发按压反馈后得到缓冲，使手感更佳。