圆顶致动器结构与包括该结构的圆顶开关

摘要

本发明提出一种用于在圆顶开关(200)中使用的圆顶致动器结构(10)，所述圆顶致动器结构(10)包括：下部的大致水平的下部圆顶(12)；上部致动器部分(14)，所述上部致动器部分(14)附接至所述下部圆顶(12)并且竖直地定位于所述下部圆顶(12)上方，以使得对所述致动器部分(14)的按压导致按压所述下部圆顶(12)；以及将所述致动器部分(14)联接至所述下部圆顶(12)的侧臂(36)，其中所述侧臂(36)和所述下部圆顶(12)由一块共同的材料形成，并且其中所述致动器部分为固定至所述侧臂(36)的、由塑料材料或合成材料制成或由天然弹性体或合成弹性体制成的致动块(14)。

说明书

技术领域

本公开涉及一种适合于在电气或电子装置中使用的圆顶开关。

背景技术

圆顶开关为众所周知的，并且经常被用于消费电子产品中以实现按钮。例如，各种电子装置通常包含按钮，使用者可以按下所述按钮以调用关于这样的装置的各种操作。这样的按钮例如可以被用于功能按钮。

圆顶开关由导电开关或跳闸元件组成，其具有由金属或塑料制成的圆顶的一般形状，可以通过使用者按压而使所述圆顶暂时地变形以引起开关动作，亦即建立一开关方式，该开关方式先前为“断开”的。

当使用者对按钮的按压被移除时，圆顶返回至它的原始形状，并且开关方式返回至它的“断开”状态。

有利地，圆顶开关可以为使用者提供触觉反馈。

由圆顶开关实现的按钮的常规的组装如下。

例如，必须将圆顶放置于基板上，并且相对应的结构通常提供按钮或致动器结构，所述按钮或致动器结构可以被向下按压以在按钮或按键按压期间接合圆顶。

在EP1884971A1中示例说明这样的布置。

按钮的形成是繁琐且耗时的单独的制造步骤。另外，按钮相对于圆顶的放置需要如所期望的那样精确，并且要求提供插置于侧向按钮与圆顶装置之间的另外的按压构件。

然后将致动按钮和圆顶集成于具有电连接接片或引脚的壳体结构中，然后可以例如通过将开关壳体的连接接片或引脚焊接于PCB(印刷电路板)的上表面上而将开关构件集成于设备中。

为了简化圆顶开关的结构和组装，在US-B2-7.687.734(US2009/314619A1)中提出一种带有集成式致动器的圆顶开关的一般概念。

该文献提出一种用于在圆顶开关中使用的圆顶致动器结构，所述圆顶致动器结构具有单件式构造，所述圆顶致动器结构包括圆顶和致动器元件，所述致动器元件附接至所述圆顶并且定位于所述圆顶之上，以使得对所述致动器的按压导致按压圆顶，并且其中所述圆顶和所述致动器由金属板一体地形成。

固定(通过胶接或焊接)于具有电接触件的基板(比如PCB)的表面上的这种单件式结构允许获得没有任何壳体结构的开关结构。

然而，关于圆顶和致动器的集成式设计的这样的概念，需要用来将这种设计集成于电子设备中的解决方案，在所述电子设备中可能：需要沿着各个方向致动开关，包含可能的预行进；和/或需要在工业上将圆顶致动器结构固定于基板上同时保持圆顶的开关特征，包含触觉反馈。

发明内容

本发明提出一种用于在圆顶开关中使用的圆顶致动器结构，所述圆顶致动器结构包括：

-大致水平的下部圆顶；

-上部致动器部分，所述上部致动器部分附接至所述圆顶并且竖直地定位于所述圆顶之上，以使得对所述致动器的按压导致按压所述圆顶；

-以及将所述致动器部分联接至所述圆顶的侧臂，

所述侧臂和所述圆顶由一块共同的材料形成，

其中所述上部致动器部分为固定至所述侧臂的、由塑料材料或合成材料制成或由天然弹性体或合成弹性体制成的致动块。

本发明还提出一种用于在圆顶开关中使用的圆顶致动器结构，所述圆顶致动器结构包括：

-下部的大致水平的圆顶；

-上部致动器部分，所述上部致动器部分附接至所述圆顶并且被竖直地定位于所述圆顶之上，以使得对所述致动器的按压导致按压所述圆顶；

-以及将所述致动器部分联接至所述圆顶的侧臂，所述侧臂和所述圆顶由一块共同的材料形成，

其中所述侧臂通过一个径向连接接片连接至所述圆顶的外围边缘，所述径向连接接片容许通过焊接或胶接将所述圆顶致动器结构固定于比如PCB的基板的表面上。

在所附权利要求中具体地阐述本发明的新颖特征。当结合附图阅读时，根据以下描述将最好地理解本发明。

附图说明

图1为根据本发明的圆顶致动器结构的顶视立体图；

图2为图1的圆顶致动器结构的底视立体图；

图3为图1的圆顶和圆顶致动器结构的分解图；

图4为图1的圆顶致动器结构的侧视图；

图5为图1的圆顶致动器结构的底视图；

图6为图1的圆顶致动器结构的端视图；以及

图7为图1的圆顶致动器结构的沿着图5的线7-7的剖视图。

具体实施方式

为了对本发明的描述和权利要求的理解，根据附图(它们的纵向轴L和横向轴T在水平面中延伸)中所示的参考标记V、L、T的竖直取向、纵向取向以及横向取向应当被作为非限制性的采用并且与地球重力无关。

在下面的描述中，将通过相同的附图标记表示相同的、相似的或类似的元件或构件。

附图中所示的圆顶致动器结构10包含下部圆顶12和附接至圆顶12的上部致动器块14。

因此，圆顶致动器结构10为单件式构件，所述单件式构件被固定于基板100的上表面102上以提供圆顶开关组件200。

图6和图7示出印刷电路板100的一部分，圆顶致动器结构10安装于所述印刷电路板100上。例如，圆顶致动器结构10的下部圆顶12被焊接于印刷电路板100的上表面102上。

下部圆顶12整体上在水平面中延伸。

下部圆顶12包含凸面向上定向的主要的中心圆顶形部分16以及中间上部顶点部分17。

下部圆顶12还包含从中心部分16径向向外延伸的四个外围分支或臂。

非限制性地，下部圆顶12包含以90度成角度地分布的四个外围分支。

所述四个外围分支包含两个在直径方向相对的纵向地延伸的外围分支18和20以及两个在直径方向相对的横向地延伸的外围分支22。

每个外围分支18、20和22分别包括分别具有外围边缘30、32和34的外围接触远侧部分24、26和28。

外围远侧部分24、26和28以及它们的外围边缘30、32和34分别形成下部圆顶12的外围。

为了支撑上部致动块14并且将其联接至下部圆顶12，圆顶致动器结构10包含侧臂36。

侧臂36和下部圆顶12由共同的一块材料形成，并且例如由切割并且压合的金属导电板一体地形成。

侧臂36为直线的，并且非限制性地，侧壁竖直地延伸。

侧臂36从下部边缘38朝向上部自由边缘40竖直地延伸。

侧臂36的大约三分之二组成侧臂36的上部部分42。

根据本发明的所示实施例，致动块14被模制于侧臂36的上部部分42之上，这确保致动块14相对于圆顶致动器结构10的下部圆顶12的固定和定位。

因此，如在图7中可以看到的，侧臂36的上部部分42看起来像被接收于致动块14的内部狭槽44中。

用于将致动块14附接于侧臂36的上部部分42上的包覆模制(over molding)技术特别地适合于大规模生产非常小的尺寸的圆顶致动器结构10，特别地是通过在切割的金属板的折叠操作之前执行上部部分42的模制操作。

根据未示出的变型，致动块14可以被单独地在其中模制有接收狭槽44，并且侧臂36的上部部分42可以被压配合于其中。

侧臂36的下部水平边缘38通过弯曲的肘部46和水平的连接水平接片48连接至下部圆顶12的外围分支18的外围边缘30。

连接接片48在连接肘部46与外围边缘30之间纵向地延伸。

侧臂36与下部圆顶12之间的连接的设计容许侧臂36通过围绕下部横向的且大致水平的枢转轴线A的弹性变形、主要通过弯曲的肘部46的弹性变形而相对于下部圆顶12沿两个方向枢转。

在附图中，侧臂36被显示为圆顶致动器结构10处于未变形状态中，其中侧臂36竖直地延伸。

水平的连接接片48在外围分支18的外围边缘30与侧臂36的下端之间在外围分支18的延伸部中径向地延伸。

径向连接接片48具有在基板100的上表面102之上延伸的平坦的水平的下侧50。

该下侧50提供重要的区域，所述重要的区域提供稳定性。

可以使用下侧表面50来固定圆顶致动器结构10，例如通过将圆顶致动器结构10焊接或胶接于基板100的上表面102上。

两个横向外围分支22的远侧部分28也以整体水平的取向终止，并且各自具有平坦的水平的下侧29，所述下侧29可以用于将圆顶致动器结构10固定于基板100的上表面102上。

并且，为了提供圆顶致动器结构10在基板100的上表面102上的稳定性，下部圆顶12可以包含具有平坦的水平的下侧54的另一个径向连接接片52。

该下侧54具有重要的区域，所述重要的区域提供稳定性。

可以使用下侧表面54来固定圆顶致动器结构10，例如通过将圆顶致动器结构10焊接或胶接于基板100的上表面102上。

另一个水平的连接接片52从远侧部分26在外围分支20的延伸部中径向地延伸。

因此，两个连接接片48和52在直径方向上相对，并且四个下侧48、29和54为共面的。

上部致动块14至少由大致上水平的上表面60、大致上水平的下面62以及整体上凸形的后端横向面64界定。

上部致动块14从它的后端面64朝向它的弓形前端66在下部圆顶12之上纵向地且整体上水平地延伸。

块14的后端被布置成靠近于侧臂36，并且悬臂式地在下部圆顶12的中心部分16之上延伸。

如例如在图7中可以看到的，致动块14的前端或前鼻部的下部呈围绕水平的横向轴线定中的圆状凸形致动部分68的形式。

该致动部分68大致上竖直地定位于下部圆顶12的中心部分16之上，并且大致上与顶点17对准，以使得对致动块14的按压导致按压下部圆顶12。

这样的按压引起下部圆顶的状态的改变，以在基板100的上表面102上的未示出的电接触迹线之间建立接触。

这种状态的改变可以有利地提供触感。

致动块的设计允许整体竖直地或整体侧向地在其上施加致动力，以引起其围绕轴线A的枢转运动，当考虑图7时，所述枢转运动如通过箭头F所表示的沿顺时针方向。

可以将整体竖直的致动力施加于上表面60上，并且可以将侧向水平力施加于后端面64上。

在休止位置中并且如在图4、图6以及图7中可以看到的，在下面62与下部圆顶12的顶点17之间存在竖直的空间或“气隙”70。

这在致动部分68与下部圆顶12的中心部分16之间的接触之前提供预行进的能力。