CN1264490A - 机壳和驱动钮装置 - Google Patents

Abstract

致动钮(12)利用固定连接在扭转梁(36)的中间部分上的悬臂梁(38)安装在机壳(10)上。扭转梁的两端(44)相对于机壳不可转动地固定。致动钮(12)相对于安置在机壳(10)中的开关保持在通常的隔开位置。致动钮(12)向开关的移动使悬臂梁(38)中产生弯曲应力和扭转梁(36)中产生扭转应力。致动钮装置能够将致动钮直接竖直插入机壳中,不需要任何第二次装配操作,并具有一个单元式的结构。

Description

机壳和驱动钮装置

技术领域

本发明一般涉及一种机壳和通过该机壳中的孔伸出的致动钮，更具体地涉及这样一种机壳和致动钮装置，其中该致动钮包括一个安装在该机壳上的扭转梁。

发明背景

致动钮，诸如安装在蜂窝式电话机和类似通讯仪表上的功能键是众所周知的和广泛使用的器件，用来致动安置在仪表内部的电开关。所有这些键或钮与一个电开关配合，用来闭合仪表中的预选电路。这些电开关可以有若干不同形式中的一种。例如，一种安装在板上的分立部件或一种覆盖印刷电路板上图案的卡扣拱盖。

最好是，致动钮对开关提供可靠的、界限清楚的行程或闭合，在按压之后能使其返回初始位置，并提供对操作者的接触反馈。许多致动钮装置通过使用悬壁梁设计或利用模制的橡胶垫片来完成这些目的。如果部件安装在机壳的侧壁中，它们通常需要一种第二机构如胶粘剂、超声焊接或附加件来将其定位。此外，这些方法通常要求X和/或Y轴的装配，也即相对于竖直的Z轴的侧向移动。无论是第二固定机构还是X是Y轴装配，都不容易采用自动工具来装配。

用于提供可以仪表外部接触的致动钮的另一种装置采用一种在板上直接装有卡扣拱盖的印刷电路板(PCB)。PCB通常通过挠性电缆连接在主板上。该卡扣拱盖通常用橡胶键驱动。在此种仪表的装配中，必须先插入橡胶键，然后在胶钮之后安装PCB。这通常要求或者是将橡胶钮沿侧向滑入在机壳中形成的腔内，或者是将钮胶粘地连接在机壳的内部或印刷电路板的表面上。

因此希望有一种致动钮，它做成一个单独的部件，能通过简单的直线式机壳装配而与机壳直接装配，不需要第二连接机构或过程如胶粘连接或超声焊接来装配这两个部件。其次，最好有这样一种驱动钮，这种驱动钮体积小，在机壳内要求尽可能小的空间。

发明概要

在本发明的一个方面中，一种机壳装置包括一个具有内外表面的机壳、一个延伸在内外表面之间的孔和一个具有第一部分的致动钮，当该驱动钮与机壳装配时，该第一部分通过机壳中的孔伸出。驱动钮的第一部分有一有触感的表面，该有触感的表面设置成与机壳的外表面基本上齐平。驱动钮的第二部分包括一个底部和一个与底部隔开的细长的扭转梁，驱动钮的第一部分从该底部上伸出。该细长的扭转梁有一对隔开的端部，每个端部可以安装在一个机构中，该机构设置在机壳的内表面上，用于与机壳以固定关系不可转动地固定扭转梁的隔开的两端。该细长的扭转梁还有一个位于梁的隔开的两端之间的中间部分。驱动钮还包括一个悬臂梁，延伸在扭转梁中部和驱动钮底部之间，以相应的固定关系连接在扭转梁中部和驱动钮底部上。

体现本发明的机壳装置组件的其它特点包括致动钮的第一和第二部分是整体制成为一个单件。此外，扭转梁的隔开的两端的截面形状至少部分由多个基本上正交设置的平面限定，而相对于机壳不可转动地固定扭转梁两端用的机构包括一对凹口，每个凹口有多个平面，这些平面配置成与扭转梁相应端部上的平面互相配合。

体现本发明的机壳组件的其它特点包括该机壳在其内表面上设有一对防转平台，它们互相间隔的距离基本上等于扭转梁两端的间隔距离。扭转梁还可以包括一个从每个间隔端部沿径向向外伸出的臂并且以一个角度沿径向安置，由此按压驱动钮的有触感的表面可推动扭转梁的臂而偏置压靠机壳的一个相应的防转平台，并防止扭转梁端部沿向着防转平台的方向转动。该机壳和驱动钮组件特别适合于根据手动按压驱动钮而按操作关系驱动远距离通讯仪表的至少一个按钮或微动开关。

在本发明的另一方面中，驱动钮包括第一和第二部分。该第一部分可以通过机壳中的孔伸出并有一个有接触感的外表面。驱动钮的第二部分有一底部，钮的第一部分从底部上伸出，而一个细长的扭转梁与底部隔开。该细长的梁有一对隔开的端部，每个端部可以与机壳固定地安装。该细长的扭转梁还包括一个设置在间隔的两端之间的中间部分。驱动钮的第二部分还有一个悬臂梁，在细长扭转梁的中间部分和驱动钮第二部分的底部之间延伸。该悬臂梁以相应的固定关系连接在扭转梁中间部分和驱动钮底部上。

体现本发明的驱动钮的其它特点包括驱动钮的第一和第二部分是整体制成为一个单件，而扭转梁的隔开的两端每个的截面形状至少部分由多个基本上正交的平面限定。其余特点包括该扭转梁有一个从每个间隔的端部以径向角度向外伸出的臂，由此按压驱动钮的有触感的表面可推动扭转梁的臂而偏置压靠机壳的内置表面。其余特点还包括驱动钮的第二部分的底部有一第一表面，驱动钮的第一部分就从该第一表面上伸出。体现本发明的驱动钮特别适用于根据手动按压按钮的有触感的表面来按操作关系控制远距离通讯仪表的至少一个电路。

附图简述

结合附图参考下列详述可以更完全地理解本发明的结构和操作，其中：

图1是体现本发明的一种机壳和致动钮组件的透视图，表示其中安装驱动钮的机壳部分；

图2是体现本发明的一种机壳和致动钮组件的透视图，表示在装配之前与机壳隔开的致动钮。

图3是直线式竖直装配动作的示意图，致动钮通过该动作与机壳装配在一起；

图4是体现本发明的机壳和致动钮组件的平面图，表示当与机壳装配期间致动钮的扭转梁处于偏转位置中。

图5是沿图1中线5-5截取的截面图；

图6是体现本发明的机壳和致动钮组件的截面图，用平面图表示安装在机壳中的印刷电路板，其上安装一个压力致动开关，其位置使其操作受致动钮控制。

详细描述

在本发明的优选实施例中，一种机壳和致动钮组件包括一个机壳10和一个致动钮12，机壳的一部分用透视图示于图1和2中。在图示的优选实施例中，机壳10是蜂窝式电话机外壳的一部分，其内表面14部分地限定蜂窝式电话机的界限。机壳10还有一个通常提供多个键的出入口的外表面16、一个液晶显示板和/或其它信息传递或功能控制键或钮。机壳10有至少一个孔18，形成于机壳10的一侧或端部上，该孔延伸于机壳10的内表面14和外表面16之间。机壳10还包括一个机构20，用于以相对机壳10不可转动的方式固定一个扭转梁，后者在下面更详细地说明。

如图2-4和6中所示，致动钮12有一第一部分22，它延伸通过机壳10中的孔18。致动钮12的第一部分22有一有触感的表面24，当致动钮12装入机壳10中时，该有触感的表面24邻接机壳10的外表面16，或从其稍许凸出。有触感的表面24通常具有功能符号或其它美观装饰，它们提供钮12的目视功能识别。如果需要，有触感的表面24可以用硅橡胶之类弹性材料制成，或是作为与机壳10组装之前结合到钮12上的镶嵌件，或是作为与致动钮12模制的镶嵌件。

如图1中最清楚地表示，驱动钮12还有一个第二部分26，它完全设置在机壳10内。第二部分26包括一个底部28，该底部支承驱动钮12的第一部分22。底部28有一第一表面30和第二表面32，分别设置在底部28的相对两侧上。驱动钮12的第一部分22从第一表面30伸出，而垫片34设置在底部28的第二表面32上。按下钮12时，垫片34接触至少一个压力致动开关60，如设置在机壳内的按钮开关，如图6中所示。

重要的是，体现本发明的致动钮12有一细长的扭转梁36，该扭转梁36与底部28隔开，用悬臂梁38连接在底部28上，悬臂梁28一端连接在扭转梁36的中间部分40上，另一端连接在驱动钮12的可动底部28上。细长的扭转梁36有一对隔开的端部42，每个端部42可以安装在上述机构20中，以便以相对于机壳10不可转动的方式固定扭转梁的两端。在此处图示和描述的优选实施例中，扭转梁36的隔开的两端部42具有这样一种截面形状，如图5中最清楚地看到的，该截面形状的三个侧面由多个平面表面44限定，这些平面表面44互相成近似的正交关系。

用于使相对于机壳10不可转动的扭转梁的两端部发生转动的机构20包括一对凹口46，这一对凹口46形成于机壳10的内表面14上。在图2最清楚地示出的实施例中，每个凹口46是由凸块48下方的槽形成的，凸块48设置在机壳10中的孔18的两侧上。更具体地说，每个凸块48有一下平面49，该下平面49从机壳10的内表面14的一部分上以基本上垂直的方向向外伸出。每个凸块48还有一个上表面51，该上表面51从机壳10的内表面14的邻接部分以向下的角度方向向着凸块48的下平面49延伸。

凹口46基本上由凸块48的下平面49和附加的邻接设置的平面50限定，如图5中最清楚地示出的，平面50与凸块48的下平面49配合，与扭转梁36的两端42上限定的平面44相啮合。

一对臂52进一步提供扭转梁36相对于机壳10的转动的阻力，该对臂中的每一个分别设置在扭转梁36的每个端部42的一个位置上，它从每个隔开的端部42沿径向向外伸出。臂52以这样一个角度分别从扭转梁36沿径向向外伸出，在该处这些臂与机壳10的表面相接触，由此防止如图1中从扭转梁右端看到的端部42沿逆时针方向的转动。

在优选实施例中，可以提供一种在机壳10的底部内表面14上形成的防转平台54，作为臂52的反作用表面。另一种方式是，臂52的形状可以做成直接紧靠机壳10的底部表面14。当安装时，如下面更详细地叙述的，当驱动钮12的接触表面24没有按下时，防转平台54紧靠相应的一个臂52的下表面。对驱动钮12的接触表面24的按下或推动动作，迫使底部28从机壳10的外表面16向内移动。通过以挠性弯曲方式部分偏转的悬臂梁38和通过扭转梁中间部分40沿上述相对于扭转梁36的端部42的逆时针方向的扭动，产生对驱动钮12的向内移动的阻力。因此，由悬臂梁38提供的弯曲力和由扭转梁36提供的扭力两者在臂52和防转平台54之间产生一个偏压力，该偏压力是以在释放时使驱动钮返回到其初始位置。在初始位置或正常位置，底部28的第一表面30直接偏压紧靠机壳10的内表面14。

最好，驱动钮12的第一和第二部分22、26整体制成一个单件。更具体地说，驱动钮12的底部28、扭转梁36和悬臂梁38各部件是用一种合适的塑料注入模制的。如上所述，第一部分22的有触感的表面24可用不同材料如硅橡胶制成，而在模制扭12期间或之后作为镶嵌件固定在底部28上。

体现本发明的机壳和驱动钮装置的一个重要特点是两个部件的装配很容易。如图2中用虚线表示，沿三维直角坐标系中的Z轴的负方向即竖直向下下降钮12就可以装配驱动钮12，在该三维直角坐标系中，X轴和Y轴设置在垂直于Z轴的水平面中，如图2中所示。当竖直下降时，驱动钮12压靠在机壳10的内表面14上。驱动钮12沿负Z方向的连续移动将扭转梁36的平面44和臂52放入位置，在那里，沿规定的X轴互相隔开的扭转梁36的两端部42卡入凹口46中的位置。更具体地说，如图3中所示，驱动钮12沿负Z方向下降，使驱动钮12的第一部分22的有触感的表面24与机壳10的内表面14的顶部或前部偏压接触。当驱动钮沿负Z方向行进时，驱动钮12沿负Y方向偏离内表面14，直到驱动钮12的第一部分22与机壳10的孔18对准。这一特点能使驱动钮12自动地装入机壳10中。

如图4中最清楚地示出的，后止动块56从机壳10的内表面14向外伸出，在装配期间起前沿部件的作用，并在装配期间和装配之后当驱动钮12的有触感的表面24向内按压时限制扭转梁36沿Y方向移动离开机壳10的内表面14。当向下降低时，由于凸块48的斜面，扭转梁36的端部42沿Y方向偏转，离开机壳10的内表面14。当驱动钮12的第一部分22适当地定中心于机壳10的孔18中时，扭转梁36的端部42卡入凹口46，这在图2和5中最清楚地示出，由此扭转梁36与机壳10保持固定关系。

在本发明的图示实施例中，如图6中所示，机壳10有一印刷电路板58，其上安装电开关60，靠近驱动钮12的垫片34在正常状况下与其隔开。按压驱动钮12的第一部分22的有触感的表面24，就使印刷电路板58的压力驱动电开关60和驱动钮12的垫片34互相接触。

使驱动钮12的底部28与扭转梁36相连接的悬臂梁38的组合，使钮12能够在极小的有限空间中操作。由于悬臂一扭转组合，钮的行程更大，因为偏转应力分布在扭转应力和弯曲应力之间。因为一般的电子器件特别是远距离通讯装置如蜂窝式电话机变得越来越小，所以悬臂设计可以利用的空间大大受到限制。对于仪表设计来说，内部包围空间的节省极为重要，在某些用途中甚至是关键的。在悬壁设计中，外力和应力是梁长度的函数。利用希望的外力，为了获得在特定材料的应力限度内的所需偏转，要求梁有一定长度。经常是，特别当仪表规定有给定的几何尺寸时，悬臂设计没有足够的空间。扭转元件36和悬臂梁38的组合使用，使钮12能够在较小的空间内设计，例如，短的悬臂梁长度，而同时获得所需的偏转、外力和应力。

驱动钮12的一件式设计和装配期间不需要第二次操作导致一种不复杂和不贵的驱动钮装置。由于在装配期间不需要转动或沿侧向移动相应的部件，当不使用机器人时，驱动钮12沿Z轴卡入机壳10使得能够自动地装配和更容易地装配。

再回到图6，可以容易地看出，底部28上的垫片34向着印刷电路板58上的压力致动的电力开关60的移动是通过在悬臂梁38中产生弯曲应力和在扭转梁36中产生扭转应力来完成的。扭转力在扭转梁36中发展，因为梁36可以沿中间部件40的整个长度自由转动；而端部42受凹口46和防转平台54的限制。

体现本发明的机壳和驱动钮装置提供垫片34与开关60的可靠接触，驱动钮12通过由于弯曲应力和扭转应力两者产生的偏压力而返回其初始位置，并提供指示电开关60的致动的有触感的反馈。此外，驱动钮12是有利的一件式构造，它可以竖直下降而与机壳10啮合，不需要附加的连接器件来将驱动钮固定在其相对于机壳10的所要位置中。

虽然本发明是按照具有特定的图示关键结构和形状的优选示范实施例来描述的，但该技术的专业人员应当理解，可以改变悬臂梁38、扭转梁36、凹口46和防转平台54的结构和形状而并不偏离本发明的精神。此类变化预定落入下列权利要求书的范围。研究本公开内容和附图及附属的权利要求书，可以了解本发明的其它方面、特点和优点。

Claims (17)

1.一种机壳组件，包括：

一个机壳，具有一个内表面和一个外表面、至少一个在上述内表面和外表面之间延伸的孔和一对凹口，这对凹口设置在该机壳的内表面上并适于保持一个扭转梁的相应隔开的端部；以及

一个致动钮，有一个穿过机壳中所述孔延伸的第一部分和一个配置在所述机壳中的第二部分，所述第二部分有一个从其中伸出驱动钮第一部分的底部、一个与该底部隔开的细长的扭转梁和一个悬臂梁，该细长的扭转梁有一对隔开的端部和一个配置在该对端部之间的中间部分，每个端部适于安装在机壳内表面上所述一对凹口中的一个相应凹口中，该悬臂梁在扭转梁中部和致动钮底部之间延伸，并以相应的固定关系连接在扭转梁中部和致动钮底部上。

2.一种如权利要求1中所述的机壳组件，其特征在于，该致动钮的第一和第二部分整体形成为一个单件。

3.一种如权利要求1中所述的机壳组件，其特征在于，该扭转梁的每个隔开的端部的截面形状至少部分由多个互相以预定关系配置的基本上正交的平面限定，而在所述机壳内表面上形成的一对凹口中的每一个凹口有多个平面，它们配置成与扭转梁相应端部上限定的平面互相配合。

4.一种如权利要求1中所述的机壳组件，其特征在于，所述机壳包括一对设置在机壳内表面上的防转平台，这一对平台互相间隔的距离基本上等于扭转梁两端部之间间隔的距离，而所述扭转梁从间隔的两端部在经向位置处沿径向向外伸出一个臂，使得每个所述臂紧靠一个相应的防转平台。

5.一种如权利要求1中所述的机壳组件，其特征在于，所述机壳包括一对设置在机壳内表面上的防转平台，这一对平台互相间隔的距离基本上等于扭转梁两端部之间间隔的距离，而所述扭转梁从间隔的两端部在经向位置处沿经向向外伸出一个臂，使得每个所述臂随着按压致动钮的有触感的表面而受到推动而偏压紧靠一个相应的防转平台。

6.一种如权利要求1中所述的机壳组件，其特征在于，所述致动钮的第二部分的底部有一个第一表面和第二表面，分别设置在底部的对置两侧上，致动钮的所述第一部分设置在底部的所述第一表面上，而底部的所述第二表面上设置一个电开关接触垫片。

7.一种如权利要求6中所述的机壳组件，其特征在于，所述机壳包括一个印刷电路板，该电路板上设置一个可用压力致动的电开关，该电开关与设置在致动钮底部上的电开关接触垫片靠近，且通常隔开，随着按压致动钮第一部分的有触感的表面，所述底部上的垫片与印刷电路板上的电开关成压力接触。

8.一种如权利要求7中所述的机壳组件，其特征在于，所述机壳构成一个远距离通讯仪表外壳的一个部件，随着手动按压致动钮，印刷电路板上的所述电开关控制远距离通讯仪表的至少一个电路的操作。

9.一种如权利要求1中所述的机壳组件，其特征在于，所述设置在机壳内表面上并适于保持扭转梁两端部的一对凹口由一对凸块、一对防转平台和相应一个所述凸块的内表面的一部分所限定，每个凸块有一个从机壳内表面的一部分向外伸出的下表面，每个防转平台与相应的一个所述凸块的下表面竖直对准并隔开，而所述机壳内表面的一部分在每个凸块的下表面和相应的竖直对准的防转平台之间延伸。

10.一种如权利要求9中所述的机壳组件，其特征在于，每个所述凸块有一上表面，设置成以一定角度离开机壳内表面的邻接部分并朝向凸块的下表面，随着致动钮从所述一对凹口竖直上方间隔的位置向下移动到这样一个位置，在该位置处扭转梁的每个端部与相应一个凸块成角度的上表面相接触，使所述致动钮与所述机壳装配，继续该向下移动，使扭转梁的每个端部沿离开所述凸块的方向弯曲，再继续该向下移动到这样一个位置，在该位置处扭转梁的一对端部与所述凹口竖直对准，由此扭转梁的每个端部卡入相应的一个凹口，而致动钮的所述第一部分位于机壳中所述孔内。

11.一种致动钮，包括：

一个第一部分，适用穿过机壳中的孔，并有一个能触感的外表面；以及

一个第二部分，有一个从其中伸出致动钮第一部分的底部、一个与该底部隔开的细长的扭转梁和一个悬臂梁，该细长的扭转梁有一对隔开的端部和一个配置在该对端部之间的中间部分，每个端部适于以固定关系安装在所述机壳上，该悬臂梁在扭转梁中部和致动钮底部之间延伸，并以相应固定关系连接在扭转梁中部和致动钮底部上。

12.一种如权利要求11中所述的致动钮，其特征在于，该致动钮的第一和第二部分整体形成为一个单件。

13.一种如权利要求11中所述的致动钮，其特征在于，该扭转梁的每个隔开的端部的截面形状至少部分由多个互相以预定关系配置的大致正交的平面限定。

14.一种如权利要求11中所述的致动钮，其特征在于，所述扭转梁有一臂，从每个隔开的端部在经向位置处沿经向向外伸出，在该经向位置处每个所述臂适于紧靠机壳的一个预定部分。

15.一种如权利要求14中所述的致动钮，其特征在于，随着按压致动钮的有触感的表面，每个所述臂被推动而偏置紧靠机壳的相应预定部分。

16.一种如权利要求11中所述的致动钮，其特征在于，所述致动钮的第二部分的底部有一个第一表面和第二表面，分别设置在底部的对置两侧上，所述致动钮的第一部分从所述底部的第一表面向外伸出，而所述底部的第二表面上设置一个电开关接触垫片。

17.一种如权利要求11中所述的致动钮，其特征在于，随着手动按压致动钮的第一部分的有触感的表面，所述致动钮按操作关系控制远距离通讯仪表的至少一个电路。

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