CN1311515A - 多向开关 - Google Patents

Abstract

一种多向开关,其设置有中心开关和围绕它布置的周边开关,且其中,按压键顶(40)以致动所需的一个开关,推杆(50)的臂(52)固定到键顶(40)的下边,框架(70)的中心板部分(71)支承在键顶(40)的下边与推杆(50)的底座(51)之间,以形成一个间隙(4G),在其中键顶(40)能相对于框架(70)转动。

Description

多向开关

本发明涉及移动电话等的输入操作部分中用的多向开关。

这类多向开关中例如有带中心定位销(click)的四向开关。四向开关总共有设在中心和四周的四个位置。即，前、后、左、右四个位置上的五个开关触点，而且，设计成用手在其中心压键顶来操作中心开关触点，按对应四个周边开关触点的方向倾斜键顶来操作其它四个周边开关触点之一。

图1A是例如日本特许公开11-331329中公开的带中心定位销的四向开关。该现有技术的实施例中，中心可移动触点12和周边可移动触点13设在其上已形成有多对彼此隔开但邻近的静止触点(未示出)的印刷电路板11上方。键顶14盖在可移动触点12和13上。

由压制成拱形的弹性金属片制成中心可移动触点12。当从顶部压键时，中心可移动触点12转换成和与它对应的一对静止触点接触，在它们之间建立电连接。结果，中心开关导通。用定位销的轻按动作(flipping action)提供良好的触觉响应。

另一方面，用两端固定到印刷电路板11上而中间部分与一对静止触点按平行的面对面的关系隔开规定的距离的金属片条构成周边的每个可移动触点13。当按压时，中间部分弹性变形而与一对静止触点接触。用单面胶带15从上面把中心可移动触点12和周边可移动触点13固定到印刷电路板11上。

键顶14放在外壳17的开口19中，键顶14具有与其下边缘连续的横向的周边凸缘16，用来与外壳17的啮合部分啮合，以防止键顶14脱落。

键顶14的下边上设置有对应中心可移动触点12的中心加压凸头21和对应各个周边可移动触点13的周边加压凸头22。如图1A所示，当不按压键顶14时，中心加压凸头21与中心可移动触点12弹性接触。由此使凸缘16弹性抵压啮合部分18。中心加压凸头21距键顶14的底表面向下得比各周边加压凸头22的高。

在上述结构的传统的多向开关中，键顶14在其中心部分加压使中心可移动触点12转换成与下面的静止触点对接触，使中心开关接通。此时，由于周边加压凸头22低于中心凸头21，因此，没有周边可移动触点13与静止触点对接触，即，没有周边开关接通。

但是，当键顶14在它的边缘处被按压而使一个所需的周边开关接通时，键顶14倾斜或者围绕与键顶14的此受压边缘相反的一侧的外壳17的啮合部分18转动。结果，相应的周边加压凸头22对此受压边缘侧上的周边可移动触点13加压，但同时，中心加压凸头21也对中心可移动触点12加压，并且如果变形太大，中心可移动触点12会被压下并因此接通中心开关。

这就导致了对中心开关的不必要操纵，相应地要用更大的力来压键顶14而产生跳动感觉，造成不好的操作感觉，并因此产生使用不便的问题。

本发明的目的是提供一种多向开关，其防止了在手动操作周边开关使其接通的同时可能使中心开关也接通的问题，因此，它有优良的可使用性。

根据本发明，提供一种设有中心开关和位于所述中心开关周围的多个周边开关的多向开关，其中通过按压键顶来操作所述开关中所要求的一个开关，所述多向开关包括：

印刷电路板，其上形成有中心静止触点和设置在所述中心静止触点周围的多个周边静止触点；

拱形的中心可移动触点，以与其相对关系位于所述中心静止触点之上，并与所述中心静止触点一起构成所述中心开关；

多个周边可移动触点，每个周边可移动触点以与其相对的关系位于所述周边静止触点中的一个触点的上方，并与对应的所述周边可移动触点之一一起构成所述多个周边开关之一；

框架，具有设在所述中心可移动触点上方的中心板部分，从所述中心板部分周边朝印刷电路板弯曲的多条腿以及设在所述中心板部分下边的支点部分，所述框架要固定到所述印刷电路板上；

键顶，位于所述框架上方；

外壳，具有容纳所述键顶的开口，并固定到所述印刷电路板上；以及

推杆，具有对着所述键顶下边的基座，所述框架的所述中心板部分被夹置在它们之间；从基座伸出的并固定到所述键顶的下边的多个臂；在所述基座的顶表面中心形成的啮合部分，用于与所述框架的所述支点部分可转动的啮合；以及中心加压凸头，它设在所述基座下表面中心与所述中心可移动触点相对；

其中，所述推杆的所述基座的顶表面与所述键顶的底表面在其间界定有间隙，用于以允许所述键顶能转动的方式接收所述框架的所述中心板部分。

采用上述的结构，键顶基本上绕框架与推杆啮合处的键顶中心转动，而不像现有技术中那样绕与受压边缘相反的键顶的边缘转动，因此，中心开关和周边开关不会同时接通。

上述的多向开关中，周边加压凸头可设置在推杆的每个臂的下边或键顶的下边，并与周边可移动触点之一相对。

上述的多向开关中，多个固定件，突出地设置在外壳的开口的周边内表面上，框架的多条腿呈L形向外弯曲，并且框架的多条腿的末端牢牢地固定在多个固定件与印刷电路板之间。

或者，在外壳与印刷电路板之间固定安装板，该安装板中心有切通的用于接收推杆基座的槽，并且通过框架的多条腿横跨槽固定框架的中心板部分。且设在键顶下边的周边加压凸头通过安装板的槽设置为与周边可移动触点相对。该结构可以减小多向开关的厚度。

或者，外壳与印刷电路板之间固定一个弹簧片，该弹簧片的中心有一钻通的用于接收推杆的开口，并且沿开口的边缘形成有一个环形脊，该环形脊插入键顶下边切制成的环形槽中。这种结构能防止外来物质进入转动机构中。

或者，设置一个安装板，它具有环形部分；从环形部分内周边向其中心伸出的多个框架支承凸头，用于支承位于安装板中心的框架基座，框架的多条腿固定到多个框架支承凸头；以及切去了中心部分的双面胶带，它用于将安装板的环形部分粘接到印刷电路板上，键顶的周边加压凸头和推杆放在双面胶带切去的面积中。这种结构使多向开关容易组装。

图1A是说明传统的多向开关的操作的剖视图；

图1B是沿与图1A所示剖视图相隔45°的线剖切的剖视图；

图2是根据本发明第一实施例的多向开关的透视图；

图3是图2所示多向开关的分解透视图；

图4A是沿图2中4A-4A线的剖视图；

图4B是沿图2中4B-4B线的剖视图；

图5A是沿图2中4A-4A线的剖视图，用于说明第一实施例的操作；

图5B是沿图2中4A-4A线的剖视图，用于说明第一实施例的操作；

图5C是沿图2中4A-4A线的剖视图，用于说明第一实施例的操作；

图6是沿图2中4A-4A线的剖视图，示出了第一实施例的改进形式；

图7是根据本发明第二实施例的多向开关的透视图；

图8是用图7所示实施例的分解透视图；

图9A是沿图7中9-9线的剖视图，用于解释第二实施例的操作；

图9B是沿图7中9-9线的剖视图，用于解释第二实施例的操作；

图9C是沿图7中9-9线的剖视图，用于解释第二实施例的操作；

图10是沿图7中10-10线的剖视图；

图11是根据本发明第三实施例的多向开关的透视图；

图12是图11所示实施例的分解透视图；

图13A是沿图11中13-13线的剖视图，用于解释第三实施例的操作；

图13B是沿图11中13-13线的剖视图，用于解释第三实施例的操作；

图13C是沿图11中13-13线的剖视图，用于解释第三实施例的操作；

图13D是沿图11中13-13线的剖视图，用于解释第三实施例的操作；

图14是沿图11中14-14线的剖视图；

图15是根据本发明第四实施例的多向开关的透视图；

图16是图15所示实施例的部分的分解透视图；

图17A是沿图15中17-17线的剖视图，用于解释第四实施例的操作；

图17B是沿图15中17-17线的剖视图，用于解释第四实施例的操作；

图17C是沿图15中17-17线的剖视图，用于解释第四实施例的操作；

图17D是沿图15中17-17线的剖视图，用于解释第四实施例的操作；

图18A是沿图15中18-18线的剖视图，用于解释第四实施例的操作；

图18B是沿图15中18-18线的剖视图，用于解释第四实施例的操作。

第一实施例

参见图2至5说明根据本发明第一实施例的多向开关。此后，将以四向开关作为多向开关加以描述。图2是设有中心开关的四向开关的透视图；图3是图2所示四向开关的分解透视图。图4A和图4B分别是沿图2中4A-4A线和4B-4B线的剖视图；图5A-5C是用于解释四向开关的操作的剖视图。

如图3所示，印刷电路板31有形成在其顶表面上的中心静止触点32和四个周边静止触点33。四个周边静止触点33按相等的角间距设在中心静止触点32的周围。中心静止触点32包括部分切掉的环形电极32a和在环形电极32a里边形成的与它同心的圆形电极32b。每个周边静止触点33包括U形电极33a和形成在U形电极33a里边的杆形电极33b。附图标记34是指连接到上述电极的导电线路。

拱形的中心可移动触点35定位于中心静止触点32上方，且四个周边可移动触点36定位于四个静止触点33上方，通过在一个基本上是正方形的弹性金属片37的邻近四个角的部位冲出四个孔38并进行压力加工，可移动触点35和36形成在一个构件中。中心可移动触点35位于弹性金属片37的中心，并由从金属片37的四个角部对角线延伸的四个桥37B支承。每个周边可移动触点36沿弹性金属片37的一边设置。即，每个周边可移动触点36是平的带形，且它的中间部分36b由两个端部36a支承，并相对于弹性金属片37顶表面处于预定高度处。弹性金属片37是用铍铜或不锈钢制成的弹簧片。中心静止触点32和拱形的中心可移动触点35构成中心开关320，周边静止触点33和周边可移动触点36构成周边开关330。

方形的单面胶带39是涂满粘接剂的薄片，用它把弹性金属片37固定到印刷电路板31的顶表面上，使中心和周边可移动触点35和36固定在印刷电路板表面上的预定位置。

键顶40基本上是盘形。方形扁平结构的外壳10有容纳键顶40的开口10H。从开口10H的周边内表面向里朝其中心延伸的是固定件11与框架70的腿72的末端啮合，这在以后还会说明。

用合成树脂材料模制成的推杆50安装到键顶40的下边。推杆50由与中心可移动触点32同轴的基座51和从基座51按90°的等角间距径向延伸出的四个臂42构成。推杆50的基座51的顶表面构成相对于臂52的凹下部分51R。基座51的底表面上设有与中心可移动触点35对应的中心加压凸头5CP如图4A和4B所示。每个臂52的底表面上在它的末端也设有对应每个周边可移动触点36的周边加压凸头5PP，如图4A所示。中心加压凸头5CP相对于推杆50的下边的高度被选择成高于周边加压凸头5PP的高度。

如图3所示，框架70有中心板部分71，有从中心板部分71按90°的等角间距但在与推杆50的臂52成45°处径向延伸出的四个腿72，腿72有向下的中间部分，并形成有向外的端部。中心板部分71的下边上设有支点部分71P，如图4A所示。本实施例中支点部分71P设成球形凸头。框架70为从弹性金属片如不锈钢片冲压并压力加工的形状。框架70用作键顶40的转动中心，当在它的边缘部分加压时它倾斜。

基座51的顶表面其中心形成啮合部分50R，它与框架70的支点部分71P啮合和脱开。本实施例中啮合部分50R设置成球形凹坑，它接纳球形支点凸头71P。

下面将主要参见图3说明多向开关的组装。

组装以把弹性金属片37安装并定位在印刷电路板31的顶表面上开始，随后，用单面胶带39覆盖金属片37将它固定到印刷电路板31上。另一方面，用夹在键顶40与推杆50之间的框架70把键顶40与推杆50装在一起。这种情况下，框架70具有中心板部分71，其位于推杆50的凹下部分51R上，且它的支点凸头71P置入凹坑50A中，且推杆50的臂52的顶表面粘接到分别凸起地设在键顶40的下边与臂52相对的四个支承部分41P上。结果，框架70的中心板部分71固定在由推杆50的凹下部分51R与键顶40的下表面界定的间隙4G中。如此装有框架70和推杆50的键顶40从上面插入外壳10的开口10H中，再转动到使框架70的腿72与固定件11的底表面啮合。之后，装有键顶40的外壳10放在单面胶带39上并例如用螺钉(未示出)固定到印刷电路板31上，框架70的腿72固定在固定件11和单面胶带39之间。

以上述方式组装的四向开关具有如图2所示的外形，及图4A和4B剖视图所示的结构。该四向开关中，如图4A和4B所示，框架70的中心板部分71位于中心可移动触点35上方，而中心可移动触点35又与中心加压凸头5CP，啮合凹坑50R和球形支承凸头71P同轴地定位。中心可移动触点35与中心加压凸头5CP相互弹性接触，当不对键顶40加压时，使啮合凹坑50R弹性地接纳支点凸头71P。

图5A、5B和5C用于解释上述四向开关的操作。图5A和5B分别示出在键顶40左、右边缘上加压的情形，图5C示出在键顶40中心加压的情形。

如图5A和5B所示，当对键顶40的边缘加压使它倾斜时，对应受压边缘的周边加压凸头5PP对周边可移动触点36加压，由此周边可移动触点36弹性变形而与相应的周边静止触点33接触，从而在电极33a和33b之间建立电连接(见图3)。

本例中，如图所示，由于键顶40在框架70的支点凸头71P上转动，下压键顶40的边缘部分时，中心可移动触点35上基本上没有力，即，中心可移动触点35不会按动；因而，中心开关320保持断开。

另一方面，在中心下压键顶40时，如图5C所示，中心加压凸头5CP对中心可移动触点35施压，使其与中心静止触点32接触，因而在电极32a与32b之间提供了电连接。这种情况下，由于从推杆50的底表面到周边加压凸头5PP的高度小于中心加压凸头5CP的高度，所以周边电极33a和33b之间不会建立电连接。任何情况下，键顶40不受压时，可移动触点返回到其原始位置。

为了防止框架70的中心板部分71妨碍键顶40和推杆50的转动，应使推杆50的中心部分与键顶40的下表面之间的间隙4G足够宽，其中，在上述的各个操作中键顶40和推杆50构成为一体结构。本例中，用于容纳框架70的中心板部分71的间隙4G是由在推杆50的顶表面中形成的凹下部分51R提供的(见图3)。

尽管本例中是通过在推杆50的顶表面中形成凹下部分51R来提供间隙4G，但是，例如，也可以通过按要求增大键顶40的支承部分41P的高度来代替在推杆50的顶表面中设置凹下部分51R的方法来构成间隙4G。

本例中，用单个弹性金属片37把中心和周边可移动触点35和36构成为一个整体构件，这可以减少所用零件的数量，并因此使装配简化。

而且，由于在外壳10牢固地安装到印刷电路板31上的同时，用在外壳10的开口10H中设置的固定件11把框架70固定到印刷电路板31，因此，不需要特别的零件来把框架70固定到印刷电路板31。本例中框架70用金属制成，但它也可以用树脂材料模制而成。不过，从机械强度(硬度)的角度来考虑，优选地是用金属制造框架70。

图6示出上述实施例的一种改型，其中，把每个周边可移动触点36的中间部分36b升高到一较高的高度，使得当键顶40不受压时，其接近相应的周边加压凸头5PP。当在键顶40的中心下压时，该结构能抑制键顶40操作的颤动，并从而使键顶40稳定。

体现本发明特征的一种结构是，推杆50固定到键顶40，且腿72从夹置在键顶40与推杆50之间的框架70的中心板部分71伸出并被固定到印刷电路板31上，以此连接其到键顶40上。此外，键顶40与推杆50之间设置间隙4G，使键顶40的底表面(或推杆50的上表面)相对于固定到印刷电路板31的框架70的中心板部分71可转动。

上述的根据本发明第一实施例的多向开关中，如图4A和4B所示，由中心可移动触点35朝框架70的底表面的弹力使推杆50弹性偏移，引起在框架70的中心板部分71的下边上的球形支点凸头71P弹性地容纳于啮合凹坑50R中。为了设置一个间隙g，在其内推杆50能在此间隙中在框架70的中心板部分71的下边和与它相对的推杆50的上表面之间的理想角度转动，球形支点凸头71P距框架70的中心板71的底表面的高度h和啮合凸坑50R距推杆50的凹下部分51R的上表面的深度d确定成d+g=h，式中g＞0。本例中，在中心板部分71的上表面和与它相对的键顶40的底表面之间也设有一个间隙，且该间隙的大小选择成能使推杆50经过最大角度转动，而且间隙大于用于键顶40在其中心加压而使中心开关320接通时键顶40向下的最小行程。

上述的基本结构和要求对后面要说的所有其它实施例同样存在。

第一实施例中，可移动触点已被描述为形成一个构件，但也可以把周边可移动触点与拱形的中心可移动触点分开构成，并且，用拱形的可移动触点用作周边可移动触点，或者，在周边可移动触点处设金属拱顶，使它们有良好的触觉反馈。

第2实施例

上述结构的第一实施例可以通过下压键顶40而获得中心开关320和四个周边开关330的单独致动。但是，第一实施例的缺点是，因为推杆50相当厚，因而整个开关结构也厚，并且，由于用夹在中间的胶带39把框架70的腿72置放在固定件11的底表面与印刷电路板31之间是一个很费时的步骤，因此使得装配效率差。而且，由于中心和周边可移动触点35和36是被模制成一片弹性金属片，当将键顶过分地向下压使多个开关同时接通时会导致多个开关短路，这就对使用多向开关的电路的设计造成了限制。以下将说明能够克服这些缺点的实施例。

图7-10是本发明的第二实施例。在第二实施例的多向开关中，如图7所示，印刷电路板31由衬底31B和粘在衬底表面上的印刷布线层31A构成，如图8所示，图8是根据本实施例的多向开关的分解透视图。印刷布线层31A的顶表面上形成中心静止触点32和四个周边静止触点33。四个周边静止触点33围绕中心静止触点32均匀地间隔开。中心和周边静止触点32和33每个都由中心圆形电极和与它同心形成的环形电极形成。附图标记34是指导电布线，用作连接到静止触点32和33的引线。

拱形的中心可移动触点35和四个拱形的周边可移动触点36被单独提供，且它们都具有“卡搭”感觉的轻按的轻按触点。中心静止触点32和拱形的中心可移动触点35构成中心开关320，而周边静止触点33和拱形的周边可移动触点36构成周边开关330。

背面有粘接剂的方形单面胶带39被用于把中心可移动触点35和四个周边可移动触点36分别牢固地定位在印刷布线层31A的顶表面上形成的中心静止触点32和四个周边静电触点33的电极对上方。附图标记31H是指通过印刷电路板31钻的通孔。

用于推动拱形的中心可移动触点35的推杆50是由金属片冲压并然后压力加工而成的。推杆50有中心扁平底座51和从底座51交叉沿径向延伸出的臂52，臂52的端部垂直于底座51向上翻卷，以构成安装突缘53。本实施例中，推杆50也具有通过在中心挤压底座51形成的向下的球形加压凸头5CP。

框架70是从金属片冲压且压力加工而成，并具有中心板部分71和在四个角向下翻卷的四个定向腿72(见图10)。框架70也具有通过在它的中心板部分71的中心压力加工形成的向下的球形支点部分71P。

框架70的四个定向腿72插入并固定在通过安装板60钻的通孔61H中(见图10)，定向腿72进一步伸过单面胶带39的通孔39A并向下进入印刷电路板31中制成的孔31H中。在安装板60的中心按与四个通孔61H的对角线方向成45°角的方向形成有厚的十字形槽60S。推杆50的底座51位于十字形槽60S下面其的中心处，臂52伸进十字形槽60S的四个槽部分。如图9和10所示，推杆50的底座51很薄、足以被容纳于安装板60的十字形槽60S的厚度之内，安装板60起到推杆50与框架70之间的垫片的作用。

如在第一实施例的情况，为了在键顶40的底表面与推杆50的上表面之间提供间隙4G，在键顶40的下边的中心形成有基本上是矩形的槽41R，框架70的中心板部分71不紧固地配装在其中(见图9A)，且在矩形槽41R各边的外侧，在键顶40中形成有槽41S，其中配装入推杆50的安装突缘53(见图9A)。此外，本实施例中，在键顶40的下面与围绕中心开关320均匀地间隔开的相邻周边开关330之间的圆周方向的中间对应的位置处凸起地设置凸台41B(见图10)。这些凸台41B被用来防止相邻开关同时接通。而且，本实施例中，用推杆50的中心加压凸头5CP，中心可移动触点35被压在中心静止触点32上，而用设在键顶40下边分别与周边可移动触点36对应的位置上的周边加压凸头4PP把周边可移动的触点36直接压在相应的周边静止触点36上(见图9A)。

外壳10具有居中设置的开口10H，其中放置键顶40。

以下将说明根据本实施例的四向开关的组装。首先，相对于粘在衬底31B的顶表面上的印刷布线层31A中形成的中心静止触点32和四个周边静止触点33，定位拱形的可移动触点35和四个拱形的周边可移动触点36，之后，从上面把单面胶带39粘到印刷布线层31A上。

如图10所示，框架70的定向腿插入通孔61H，直到框架70的中心板部分71的底表面到达安装板60的顶表面为止，并随后，用粘接剂把腿72固定到安装板60。或者，把通孔61的直径做小并把腿72压进孔中。

用来装在键顶40的下边与推杆50之间的安装板60上的框架70的中心板部分71，把推杆50的安装突缘53压进键顶40的底表面中的槽41S中，由此把键顶40、框架70和推杆50组装成一个整体构件。结果，框架70的中心板部分71以相对于键顶40可转动的方式被容纳在键顶40的下边形成的中心槽41R中。随后，向下伸出安装板60的框架70的定向腿72，穿过单面胶带39的通孔39H并插入印刷电路板31的通孔31H，以使安装板60定位在单面胶带39上，之后，用螺丝钉或其它方式把叠在一起的衬底31B、安装板60和外壳10机械连接成一个构件。

由于在键顶40的下边与推杆50之间设置有间隙4G，以满足前面参考第一实施例所提出的要求，固定到印刷电路板31的框架70的中心板部分71不能构成在需要按压键顶40时对键顶40的转动的阻碍。通过将推杆50的安装突缘53压装进键顶40下边切出的槽41S中，使键顶40的下边与推杆50连接在一起，但也可以代替为它们直接粘在一起。

安装板60中心切出的十字形槽60S恐怕会使灰尘和水珠经过槽60S从键顶40与外壳的开口10H之间进入开关结构中。在安装板60的底表面上粘上防尘防水的胶带可防止灰尘和水珠进入。也可以在安装板60的底表面的覆盖槽60S的区域上固定安装一密封圈，来防止灰尘和水珠进入开关。

如第一实施例一样，如此组装的四向开关能够通过按压键顶40单独致动每个中心开关320和周边开关330。

本实施例采用金属片制成的推杆替代实施例1中采用合成树脂材料模制的推杆，并因此提供了较小外形的开关结构。另外，由于各个可移动触点设置成与其它可移动触点无关，因此，多个开关同时接通不会使其间短路。另外，如上所述，键顶40下边凸起地设置了凸台41B防止相邻的周边开关同时受压。

第三实施例

以下以参见图11至14说明本发明的第三实施例。

印刷电路板31有通过其钻的通孔31H。印刷布线层31A的顶表面上形成有中心静止触点32和四个周边静止触点33。静止触点32和33以及与其对应的可移动触点35和36的结构和设置方式与第二实施例相同，而且，按照与第二实施例相同的方式，用单面胶带39把可移动触点35和36定位和固定到印刷布线层31A上，因此，下面不再对它们进行说明。

如图8所示的第二实施例中的推杆50那样，由金属片制成十字形推杆50，它给拱形的中心可移动触点35加压，它具有从底座51按十字形伸出的四个臂52，且臂52的端部向上翻卷以形成安装突缘53。而且在由在其中心压力加工形成的底座51内具有向下的球形加压凸头5CP。

由金属片制成的框架70具有从基本上矩形的中心板部分71的四个角按直角伸向印刷电路板31的四个腿72，并且在腿72的端部有定向部分72G。每个腿72在它长度的中间位置有台阶形部分，以使中心板部分71固定在印刷电路板31上方所需的高度位置。中心板部分71具有在其中心压力加工而成的向下的球形支点部分71P。

由软的或可弯曲的橡胶片构成的矩形弹性片80有沿其边缘形成的较厚的边缘框81，以支承可弯曲的中心部分。弹性橡胶片80的中心部分有开口80H，开口80H的直径小于键顶40的直径但大于设在键顶下边的中心槽41R的直径。开口80H被沿其的边缘形成的较厚的环形脊82包围。

键顶40和环绕它展宽的键顶片40A整体形成。如图12所示，键顶片40A中构成有围绕键顶40的四个圆弧形切口40C，以使它可以朝任何周边开关倾斜。弹簧片80夹在键顶片40A与单面胶带39之间，弹性片80的环形脊82弹性地装入键顶40的下边切出的环形槽41G中(见图13A)，环形槽41G位于中心槽41R之外，框架70不紧固地装在中心槽41R中。

推杆50和框架70设在弹簧片80的开口80H内。且如第2实施例中的情况那样、在与围绕中心开关320均匀地间隔开的相邻周边开关330之间的圆周方向的中间位置对应的位置上，键顶40下边设有凸出的凸台41B(见图14)。外壳10有居中设置的开口10H，开口10H中设置键顶40。键顶40可在位于外壳10下面的弹簧片80和键顶40通过环形脊82与环形槽41G的弹性啮合而连接在一起的状态下操作，因而，可以保护开关加压机构不被灰尘、液体和其它外来物质侵入。

以下说明根据第三实施例的四向开关的组装。首先，把推杆50的四个安装突缘53压装进键顶40的下边切出的槽41S中，安装突缘53在其间将框架70的中心板部分71固定在基座51上。之后，通过将弹性片80的环形脊82压装进键顶40的下边切出的环形槽41G中，框架70和推杆50被容纳在弹性片80的开口80H中，把键顶40连接到弹性片80。之后，弹簧片80被定位在单面胶带39上，随后，框架70的腿72的定向部分72G穿过单面胶带39的通孔39H和印刷电路板31的通孔31H，直到腿72的台阶部分72S抵靠单面胶带39为止，并且挤压定向部分72G的延伸端部，由此把框架70、十字形推杆50和键顶40牢固地安装在印刷电路板31上。

结果，十字形推杆50和框架70可以定位在印刷布线层31A上形成的中心开关320上方。最后，外壳10放在键顶片40A上，键顶40放入开口10H中，衬底31B、弹性片80和键顶片40A叠在一起用螺钉或其它方式牢固地连接。本实施例中用弹性片80固定键顶40，但也可以仅通过中心可移动触点35的弹力而不设安装突缘53来把推杆50的臂52抵压到键顶40的下边。

上述的第三实施例也实现了一小外形的四向开关结构，是因为由金属片制成的框架70的中心板部件71容纳在键顶40的下边形成的中心槽41R中，并且用于对拱形的中心可移动触点35加压的也由金属片制成的十字形推杆50合并在键顶40中。此外，如上所述，凸起地设在键顶40的下边的凸台41B能防止相邻的周边开关同时受压。

第四实施例

上述实施例的缺点是组装复杂，是因为框架70的腿72的定向部分72G要穿过印刷电路板31的通孔31H并挤压其来把框架固定到印刷电路板上。以下参见图15至18，说明能克服该缺陷的实施例。

本实施例中，用图17A中的虚线标示的形成键顶40的顶部的顶面41A是与键顶基体分开设置的，使键顶40的设计(形状和颜色)可容易地改变，以满足消费者的要求，并且按要求设计的顶面41A安装在键顶基体上。相应地，在图15中所示的是本实施例的四向开关的透视图，图中没画出顶面41A。图16中所示的本实施例的零件可用图8所示的第二实施例中的键顶40、安装板60、框架70和推杆50代替；在图16中只显示出键顶40、框架70、推杆50和双面胶带80。如图17A-17D所示，设置有外壳10、印刷电路板31、中心和周边可移动触点35和36以及单面胶带39，但图16中没示出这些零件。

本实施例中，如图16所示，合成树脂制成的键顶40有环形部分41和四个间隔90°从环形部分41的内圆周向其中心伸出的支承凸头42。本实施例中，在键顶40的环形部分41内，通过向后安装的顶面41F的底表面和推杆50的顶表面确定了间隙4G，间隙4G中容纳和固定框架70的中心板部分71。且本实施例与第二和第三实施例不同，没有在键顶40的下边设置的凸台41B(见图10和14)来防止两个相邻的周边可移动触点同时致动，但本实施例中允许两个相邻的周边可移动触点同时致动。但是，这个第四实施例也可以设凸有台41B，相反，第二和第三实施例也可采用以允许相邻的周边可移动触点同时致动。

每个支承凸头42具有通过其钻的槽42S。如图8所示第2实施例中的情况那样，安装突缘53从推杆50的四个臂52按直角直立，并将框架70的中心板部分71的每边固定两个相邻突缘53之间，安装突缘53穿过键顶40的槽42S，并且突缘53的伸出端折弯并固定到支承凸头42上，如图17A-17D所示。本实施例中，推杆50的加压凸头5CP有一个平面，如图17A至17D所示，以防止在个别位置上对中心可移动触点35过分加压达到永久变形的程度。推杆50的加压凸头5CP的平面结构也可用于所有其它实施例。

合成树脂材料模制成的环形安装板60有环形部分61和按90°间隔从环形部分61的内圆周朝其中心部分伸出的四个支承凸头62。如图18A和18B所示，框架70的腿穿过安装板60的支承凸头62中的切出的槽62S，并且腿的伸出端向外折弯，由此，把框架70牢固地安装到安装板60上。在支撑框架70的中心板部分71的推杆50固定到键顶40的状态下，键顶40的支承凸头42和安装板60的支承凸头62设置成相互隔开45°，在径向相对的一对支承凸头42之间键顶40的直径方向与相应的一对周边可移动触点36的连线对准。

安装板60的下边凸出地设置安装销柱61P，如图18A和18B所示，且这些销柱61P穿过双面胶带80的孔81H并插入和固定在印刷电路板31的孔31H中。于是，框架70的腿不是直接地而是通过安装板60间接地固定在印刷电路板31的孔31H中。

用圆形双面胶带80被用于把安装板60粘到如图8所示的单面胶带39上，且在其中心形成有大的十字形切口81C，以便推杆50的基座51和四个臂52以及在键顶40的下边设置的四个加压凸头4PP不粘到双面胶带80上(见图17A)。

本实施例中，框架70固定到安装板60上，之后，其中心板部分71由推杆50的臂52的安装突缘53支承的框架70由推杆50从下面合并入键顶40中，并通过将突缘53穿过键顶40的槽42S且使突缘53的端部向外弯，而固定到键顶40上。

双面胶带80在预定位置粘到图8所示的单面胶带39上，以便四个周边开关330中的每一个放在胶带80的十字形切口81C的四个臂形区中的一个对应区中。

图17A是在键顶40没有受压时四向开关处于断开状态时沿图15中17-17线切开的四向开关的剖视图。在键顶40的左边缘被按压时，键顶40绕框架70的支点部分71P转动，使键顶40下边的凸头4PP给相应的周边可移动触点36加压，使可移动触点36与下边的周边静止触点33接触，如图17B所示。此时，中心可移动触点35上基本没有压力。图17C示出对键顶40的右边缘加压的情况。图17D示出对键顶40中心加压的情况。由于框架70固定到印刷电路板31，推杆50脱离框架70，并加压凸头5CP把中心可移动触点35压到与中心静止触点32接触。

第一实施例中形成一体结构的中心和周边可移动触点，但在第二、第三和第四实施例中用单独的可移动触点来代替；相反，第二、第三和第四实施例中单独的可移动触点也可由第一实施例中的单一构件来代替。

尽管上面本发明是以带中心定位销的四向开关来描述的，但本发明并不限于四向开关，也可以用于例如带中心定位销的八向开关。

如上所述，根据本发明，具有固定到印刷电路板31上的腿的框架70的中心板部分71置放在由键顶40的下边和推杆50确定的间隙4G中，推杆50具有与其固定的臂52，并且键顶40绕其中心处的框架70的支点部分71P转动。在图1示出的传统的多向开关中，当下压它的边缘时，键顶14围绕外壳17的凸缘18转动，而接触与受压点正对的边缘，但本发明中键顶40不进行这样的转动。因此，中心可移动触点和周边可移动触点之一不容易同时接通。

在不脱离本发明的新构思的范围的情况下还会有很多改进和变化。

Claims (26)

1．一种多向开关，设有中心开关和布置在所述中心开关周围的多个周边开关，其中通过按压键顶以致动所需的一个开关，所述的多向开关包括：

印刷电路板，上面形成有中心静止触点和在所述中心静止触点周围布置的多个周边静止触点；

拱形的中心可移动触点，位于所述中心静止触点上方，并与所述中心静止触点一起构成所述中心开关；

周边可移动触点，其的每一个位于一个所述周边静止触点上方，并与所述的多个周边静止触点中对应的一个一起构成所述的多个周边开关中的一个；

框架，它具有位于所述中心可移动触点上方的中心板部分，从所述中心板部分的周边朝所述印刷电路板弯曲的多条腿，以及设在所述中心板部分下边的支点部分，所述的框架要固定到所述的印刷电路板上；

键顶，它位于所述框架上方；

外壳，具有用于容纳所述键顶的开口，并固定到所述印刷电路板；以及

推杆，具有与所述键顶的下边相对的底座，所述框架的所述中心板部分夹于其间；多个臂，从所述底座径向伸出并固定到所述键顶的下边；所述底座的顶表面居中地形成的啮合部分，用于与所述框架的所述支点部分进行可转动的啮合；以及居中设置在所述底座的下边并与所述中心可移动触点相对的中心加压凸头。

其中，所述推杆的所述底座的顶表面与所述键顶的底表面之间确定一其间的间隙，用于以允许所述键顶转动的方式容纳所述框架的所述中心板部分。

2．如权利要求1所述的多向开关，其特征在于，所述推杆有周边加压凸头，其设在每个所述多个臂的下边与所述的多个周边可移动触点之一相对。

3．如权利要求2所述的多向开关，其特征在于，当不按压所述键顶时，所述中心可移动触点与所述中心加压凸头弹性接触，且所述支点部分与所述啮合部分弹性接触。

4．如权利要求1所述的多向开关，其特征在于，所述键顶具有设在其下边的周边加压凸头，它们与所述周边可移动触点相对。

5．如权利要求4所述的多向开关，其特征在于，当不按压所述键顶时，所述中心可移动触点与所述中心加压凸头弹性接触，且所述支点部分与所述啮合部分弹性接触。

6．如权利要求2所述的多向开关，其特征在于，多个固定件凸起地设置在所述外壳的所述开口的周边内表面上；所述框架的所述多个腿按L形朝外弯曲；且所述框架的所述多个腿的末端牢固地固定在所述多个固定件与所述印刷电路板之间。

7．如权利要求6所述的多向开关，其特征在于，所述推杆用合成树脂材料模制而成。

8．如权利要求4所述的多向开关，其特征在于，安装板支承在所述外壳与所述印刷电路板之间，该安装板有在中心切通的槽，用于接纳所述推杆的所述底座，并通过所述框架的所述多个腿横跨所述槽固定所述框架的所述中心板部分到该安装板上；且设置在所述键顶的下边的所述周边加压凸头被设置成通过所述安装板的所述槽与所述周边可移动触点相对。

9．如权利要求4所述的多向开关，其特征在于，弹性片被支承在所述外壳与所述印刷电路板之间，该弹性片具有在其中心钻通的开口，用于容纳所述推杆；并且具有沿所述开口边缘形成的环形脊，所述环形脊配装所述键顶下边切出的环形槽中。

10．如权利要求9所述的多向开关，其特征在于，键顶片支承在所述外壳与所述弹簧片之间，该键顶片从所述键机的外圆周伸出，并与所述键顶一体地形成。

11．如权利要求4所述的多向开关，其特征在于，设置有安装板，其具有环形部分和从所述环形部分的内边缘朝其中心伸出的多个框架支承凸台，用于支承位于所述安装板中心的所述框架的所述底座，所述框架的所述多个腿固定到所述多个支承凸台，并且还有双面胶带，它的中心部分切去，用于把所述安装板的所述环形部分粘接到所述印刷电路板，所述键顶的周边加压凸头和所述推杆位于所述双面胶带的所述切去区域中。

12．如权利要求11所述的多向开关，其特征在于，所述键顶具有环形部分和从所述环形部分的内边缘朝其中心伸出的多个推杆支承凸台，且所述推杆固定到所述键顶的所述推杆支承凸台上，所述框架的所述中心板部分固定在所述推杆的所述臂之间。

13．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述框架由金属片制成。

14．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，每个所述周边可移动触点置于所述印刷电路板上方，所对应的周边静止触点位于所述的每个周边可移动触点的两端之间，所述的每个周边可移动触点与所对应的周边静止触点相对固定，它们之间界定有预定的间隙。

15．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述中心和周边可移动触点形成在一片弹性金属片中。

16．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，当不按压所述键顶时，所述的每个周边可移动触点与所对应的一个所述周边加压凸头抵靠。

17．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述框架的所述支点部分是凸头，所述啮合部分是凹坑。

18．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述周边静止触点每个都由一对相对的电极构成。

19．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述周边静止触点、所述推杆的臂和所述框架的腿的数量全是四个。

20．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，单面胶带从上面粘到所述印刷电路板上覆盖包括所述中心可移动触点和所述周边可移动触点的顶表面的整个面积，并从而使所述中心和周边可移动触点定位和固定，所述推杆被固定到所述单面胶带上。

21．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述推杆由金属片制成。

22．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述印刷电路板是其上印有所述中心和周边静止触点和与它们相连的导线的印刷电路板。

23．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述印刷电路板由衬底和印刷布线层构成，在所述印刷布线层上印有所述中心和周边静止触点，所述印刷布线层粘接在所述衬底上。

24．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，在与围绕所述中心开关均匀间隔开的相邻周边开关之间的圆周中间对应的位置处，在所述键顶的下边凸出地设置有凸台。

25．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，键顶片支承在所述外壳与所述印刷电路板之间，所述键顶片从所述键顶的外圆周伸出并与其一体地形成。

26．如权利要求2、4、6、8、9和11中任一项所述的多向开关，其特征在于，所述推杆的所述加压凸头的凸起端是平的。

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