电子产品弹性橡胶按键的典型结构设计

电子产品弹性橡胶按键的典型结构举例

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电子产品弹性橡胶按键型结构设计的典宋景邵红艳。(.贵州大学，州贵阳 5 0 0;.贵阳学院，州贵阳 5 0 0 ) 1贵 50 0 2贵 5 0 0

: 按键曲.Lc】 LN摘萋 e IK F E IG特性作为设计考虑的主要因素 阐述了电产品弹橡胶按键的典型结辆设计方案， 子： -}生 具,

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Ab ta t s r c:Th a e s b s d o h l k f ei g c a a t rs i a i a t r De c i e t et p c lsr c u e d sg c e e p p r i a e n t e ci e l h r ce it saman fc o . s rb h y ia t u t r e i n s h me c n c f rea t ii n r b e e fee to i r d c s I h v e t i l cia a u o ls i sl o u b rk y o lc r nc p o u t. t a e c r an p lc lv l e c c a Ke r s ea t ic n r b e e y wo d: ls i sl o u b r k y;ci k f ei g c a a t rs i;s r c u ed sg c i l e l h r c e it c n c t u t r e in

1引言 电子产品的按键多为两种结构型式，一是操作键和弹

感。

从弹力曲线看，头从接触按键到下行至导电碳面压测向P CB板为按键的下行过程，放测头让按键弹回原位释为回弹过

程。在下行过程中，行程的增大，头受到按随测键弹力的反作用力逐渐增大，行程的一半时，到弹力达最大值 ( , F )这时按键的弹性变形达到最大，按键的进一随

性键分离的结构，中操作键由硬塑料制成，其弹性键用作弹力及导电零件；二是操作键和弹性键制成一体。电子产品的弹性键 (电胶 )用硅橡胶注塑成型，作为数据输导多它入和操作的关键零件，被广泛用于电子产品。但在实际应

步下行，弹力下降，因为此时弹性变形部位回缩，力变弹小。当下行到导电碳面即将接触到 P B板时，力达到 C弹最低 (^, F )紧接着导电碳面压向 P B板时， C由于 P CB板的

用中许多电子产品的按键在使用中却很容易出现缺陷，比如弹力过大操作费力，力过小出现塌陷， L C E—弹 C IK F L I NG特性差，寿命短等，些现象多是由弹性按键的结构这

反作用力，使测头受力迅速增大，曲线几乎成直线上升，按键下行过程结束。随即测头释放，按键开始回弹，作用反

设计缺陷所造成的。在进行弹性按键的结构设计时，应将按键的 C I E L NG特性作为重要内容予以考虑。 L CK F E I C IK F E 1 L C E L NG特性，指操作手感，是通过按键下是它行到回弹全过程中弹力变化的特征曲线反映出来的。

于测头的弹力迅速下降到最低 (…)随着回弹行程的增 F,加，弹到行程的一半时，回回弹力达到最大，回弹行程的随

增大，键逐步恢复到原位，按弹力重新回到零。实践证明，当弹性按键弹力特性曲线所反映的C I K E LI ATE ( F ) F× 1 0一 5~ L C F E NG R≥ F一/ 0 0

2 C I K F E N弹力特性曲线 LC E L G该曲线是用弹性按键弹力测量仪器绘制的，量仪的测测头模拟人的手指操作按键击压和释放回弹的全过程，按

6时，作手感最好，压力适中，的手指不易疲倦， 0操击人当回弹力度大小合适，回弹力也完全可以顶回操作键，即 C I K E I特性最佳，键的抗疲劳能力最强， L C F EL NG按使用寿命长。在进行结构

设计时，根据这一要求考虑相关应

键的弹力反作用于测头上，弹力的变化通过传感器传给将输出端，绘图笔在座由标纸上绘制出弹力随按键行程变化的曲线 (如图 1)弹性按键的， C I K F EL NG特性 LC E I

部位的结构方案和尺寸，能使弹性按键的设计尽量避免才缺陷，提高使用寿命。

3弹性橡胶按键的典型结构弹性橡胶按键的结构设计，了像其它塑料零件及橡除胶零件的结构设计中应考虑的模具加工的工艺性及注塑

就是通过弹力特性曲线反映出来的，过结构通设计控制 C I L CKF E I E L NG RATE的范

成形的工艺性条件以外，弹性变形部位的尺寸及结构型式图1弹力曲线 的设计直接影响按键的 C I E L NG特性， 2为某 L CK F E I图电子产品弹性按键的典型结构设计局部，它反映了关键部

围以获取良好的操作手

作者简介：宋景 ( 9 9 )女，械工程在读硕士， 17一，机主要从事机械及汽车技术方面的研究设计及教学工作。收稿日期：0 6 4 O 2 0——1

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位的结构特征，按键结构通过多次修模试验后定型，该不仅 C I K F E I特性能满足要求，承受了 10万次 L C E L NG还 0以上的寿命击压试验，不蹋陷破坏，个结构可以通过而这局部结构尺寸的更改，推广用于同类弹性按键的设计。

特性。该圆角太大会影响与其它零件的装配，小则成型太工艺性又会变差。由于内表面受拉力要大，内表面两端连接处的圆角可稍取大一些，图示按键的圆角取 R0 4mm, . 效果较好。

4变形部位锥形结构的厚度的考虑尤为重要， )直接影

响和关系到 F和 F及按键寿命、型特性和操作手… 成感。经过实验，小按键将该厚度取 0 2mm较合适，中 .不仅成型后的零件变形不会太大，且从弹力曲线反映的而 CL C E L NG特性也能达到要求。尺寸较大的按键， IK F E I

变形部位锥形结构的厚度也不宜超过 0 3mm, .否则会使按键弹力过大，作费劲，操手感变差。为了保证变形部位的强度，厚

度一般不要低于 0 2mm。该 . 5在按键零件整体底面上，出连通各键位的凹槽， )开图2按键局部结构

该槽宽度取 2mm, 深度取为 0 3mm。该结构一方面可以 .改善成型特性，小成型后零件的变形，可在操作击压减还按键时，空腔内的空气即时排出，以避免操作时空气的干

该弹性按键的结构设计特点： i变形部位圆锥形结构的锥度取 9。 ) O比较合适，即变

涉而引起变形，使操作手感变差。有的电子产品将该零件底面设计成平面就不尽合理了。

形部位的剖面斜度为 4。 5。取该角度有利于按键下行和回弹过程中，弹力最大部位位于行程中部附近。使操作时最初击压按键和导电面即将接触到 P B时的弹力小，合 C适

6当该结构型式用于较大按键结构设计时，变形部 )除位的厚度尺寸和行程稍作调整增加 (程在 1mm以内较行

人的手感需要。若变形部位锥度太小，最初击压按键及导电面即将接触到 P B时的弹力大，不仅使手指容易疲 C这劳，而且导电面即将接触到 P CB板时正需要较大的压力压向 P B板，以最初击压按件及导电面接触到 P B时 C所 C

合适 )其它尺寸可以参照该结构放大，,效果同样较好。当操作键和弹性按键制成一体时，弹性部位及其以下结构不

变，只需将上部尺寸加高即可，一体按键一般用于按键但较小的电子产品。

按键反作用于手指上的弹力越小越好；但若变形部位锥度太大也不好，按键容易出现塌陷，则回弹力量不足，弹力而曲线所反映的 C I K F L NG特性达不到要求。 L C EE 1

4结论 电子产品弹性按键的结构设计，于其对产品的功能由性质量不致造成严重影响， C I K F E I特性往其 L C E L NG往容易被忽视，该特性的考虑与否却对按键的寿命等方但面产生综合影响，最终影响产品的总体质量，应将其而故引入设计的关注点予以考虑，产品更趋完善。使参考文献

变形部位圆锥形的高度 h不宜太大，以通过其它尺可寸的改变使 h略大于或等于尺寸 c即可。 2导电面距 P B的行程，根据按键的整体尺寸， ) C应一般取 0 5 1mm

较为合适。有的电子产品为了防止按键 .~

弹力下降或疲劳塌陷，而将行程取得过大，忽视了从手却感特性为要点来考虑，而恰恰手感特性的考虑会使按键的

综合性能变得较好，因此，没有必要将行程取得过大。该结构尺寸中，行程取为 0 7mm,中小按键的设计是比将 .对较合适的。1霍玉云.胶制品设计与制造 .高等教育出版社， 98 4橡 1 9一O

2A. Ge t美]橡胶工程一如何设计橡胶配件 .化学工业出版 N. n[ . -社， 0 2一 l 20 1

3变形部位圆锥面的内、两表面上下连接部位必须 )外进行圆角处理，这有利于提高按键的寿命，并改善了成型

3张岩梅 .橡胶制品工艺 .化学工业出版社，0 5 0 20— 2

(接第 7上 2页)

亦可采用其他的绘图软件。

参考文献1Unga he ouin n. AM实用教程( irp i S lt sIeUG C s o第一版) M].[清华大学出版社，0 3年 .— 1 20 1 O

6结束语 一

切事物都是在不断发展的，对事物的描述和表达方

法随着计算机技术的发展将更加完善和便捷。上述改革的实施必将在很大程度上节约人力资源，并将促进计算机

2GB T1 1 19 .表面粗糙度的代号及标注[] / 3— 93 S 3GB T1 8— 19 .符号及框格标注法[] / 12 96 S 4王冰 .械制图(机第二版 ) M]高等教育出版社，0 5年 .— 1[ . 20 9 O

软件的进一步发展 (三维图上的技术要求的标注等功如能)。使工程设计与制造更便捷高效。

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