专利名称：按钮组件的制作方法
公开的
背景技术：
领域本发明一般涉及按钮组件。更具体地说，本发明涉及具有板件的按钮组件，该板件具有至少一个加载部件，该加载部件向该组件加载以防止使该组件保持在一起的多个锁闭件脱离接合。
背景技术：
用于根据部件的手动开动而可选择地致动开关闭合的组件，例如多功能按钮组件，已见日益被使用并常常可在这些种装置中发现如计算机接口、操纵杆、自动调镜控制器等。多功能按钮组件的一个用途是在远程通信装置方面，例如电视机及相关的周边设备(控制盒、遥控器、视频放映机等)。包含在这些装置中的多功能按钮可以使用户用最少量的用户接口以快捷和有效的方式对菜单提示符作出选择反应。
多功能按钮组件一般包括三个基本元件，用于与使用者联系的按钮或操纵杆致动器；用于使致动器返回非偏置位置的运动使能装置；以及含有微型开关等的印刷电路板。这些组件共有的一个问题是致动器与微型开关之间的定位精度。运动使能装置中的不希望有的平移运动会导致致动器够不着对应的开关，或造成“中止”，即因为开关或其它的周围结构而卡住。另外，立桩、热立桩、加压、超声波焊接等常用于把印刷电路板紧固在多功能按钮组件上的方法常常会施加作用力(和热量)，这些作用力(和热量)会盖过定位装置的作用和使定位装置失效，该定位装置用于使致动器与微型开关对准，或者防止该组件与印刷电路板保持预定距离以形成致动器。这两种定位缺点可导致多功能按钮组件的严重损坏。其它形式的不易使定位装置失效的组装方法，例如螺纹连接及铆接需要附加的元件和必然更多的组装步骤来实现该方法。
因此，在本领域需要一种多功能按钮组件，它使印刷电路板以良好的定位精度保持与相关的致动器的关系。另外，这种多功能按钮组件应有最少数量的元件，因此提高了制造效率及使材料成本最少。
发明内容
本发明的按钮组件克服了现有技术的有关缺点。该按钮组件包括壳体、板件、至少一个按钮及布置成与板件具有预定距离的印刷电路板。壳体具有把板件保持在壳体与印刷电路板之间的保持装置。板件具有冲击壳体的至少一个加载装置，该加载装置产生使保持装置与印刷电路板维持接合的作用力。该至少一个按钮联接在板件上，部分地突出穿过壳体并可有选择地偏压至少一个开关，该至少一个开关安装在印刷电路板上。
通过联系附图来考虑下列详细说明就能容易地理解本发明的教导，其中图1是描绘本发明的按钮组件的分解等角视图；图2是描绘图1的按钮组件的壳体的正视图；图3是描绘图1的按钮组件的壳体的平面图；图4是沿剖面线4到4截取的描绘图2的组装导向器的正视图；图5是描绘图1的按钮组件的选择器按钮的透视图；图6是描绘图1的按钮组件的板件第一侧面的透视图；图7是描绘图6的板件第二侧面的透视图；图8是图7的板件的万向架组件的详细视图；图9是有作用在选择器按钮上的偏压力时的图1按钮组件的剖视图；图10是撤去偏压力的图1按钮组件的剖视图；图11是按钮组件的第二实施例的分解等角视图；和图12是图11的按钮组件的板件的分解视图。
为易于理解，在可能之处使用了相同的标号来标示相同的元件，这些元件在各图中是共有的。
具体实施例方式
图1描绘的开关组件100包括壳体102，板件106，至少一个按钮103以及印刷电路板108。板件106布置在壳体102与印刷电路板108之间。壳体102具有多个保持装置119，保持装置119与印刷电路板108接合并使开关组件100保持在一起。
在图2及图3中更详细描绘了壳体102。为了最佳地理解壳体102，鼓励阅读者同时参考图1、图2及图3。
壳体102最好由可模压的塑料材料制成。壳体102具有第一表面110，第一表面110成角度地过渡到第二表面112。保持装置119、接头片124、销126以及一对组装导向器200从第二表面110突出。保持装置119最好是多个锁闭件120(例如4个)。每个锁闭件120包括柔性件208及锁舌210。锁闭件120直观地布置在围绕孔118的矩形队列中，孔118通常位于第二表面112的中央。可任选地应用其它的保持装置119，例如柱及螺钉、热立桩(heat staking)、超声波焊接件、推压连接器、铆钉等。本领域普通技术人员也会理解仅需要使壳体102相对于板件106及印刷电路板108保持在预定位置。照这样，其它的结构可用来保持这种定位。
孔118、接头片124及销126沿壳体102的中心线300布置。孔118布置在接头片124与销126之间。轴向中心线174穿过孔118的中心而与中心线300相交。接头片124连接于第一表面110及第二表面112。接头片124及销126用于使板件106相对于壳体102定位。因此，本领域普通技术人员将会设计出接头片124及销126的替代的几何结构及位置，而它们将提供相同的定位关系。
组装锁闭件114从壳体102沿中心线300在第一表面112的对面延伸。组装锁闭件114包括柔性件115及锁舌116。
在关于中心线300的两个镜像位置上定位的两个组装导向器200中的每一个包括支柱201，支柱201把对齐表面202及导向表面402联接在壳体102的第二表面112上。对齐表面202的排列方向构成基本平行于中心线300的假想线302。导向表面402定向成与假想线302形成如箭头304描绘的锐角。对齐表面202与导向表面402共用唇部204，唇部204相对于第二表面112构成锐角，如箭头206所示。唇部204位于组装导向器200的外侧。
组装锁闭件114及组装导向器200可使按钮组件100容易地装入外壳内，例如电视机、电视机遥控器、有线控制盒等(未图示)的外壳。组装锁闭件114的锁舌116接合外壳中的表面，把按钮组件100保持在其位置上的该外壳最好使第一表面110与外壳的外部平齐。组装导向器200应用导向表面402使按钮组件100粗略地对准外壳，然后对齐表面202连同唇部204一起与外壳内的相配表面对接，而使按钮组件100相对于外壳处在便利的位置上。
在一个实施例中，详细显示于图5的选择器按钮104包括至少一个按钮103。为了最佳地理解选择器按钮104，鼓励阅读者同时参考图1及图5两个图。阅读者应该注意虽然优选实施例应用了其功能如多功能选择器(即按钮可有选择地致动超过一个的开关)的选择器按钮104，但很容易替换为单作用按钮，例如下面讨论的第二实施例中描述的按钮。
选择器按钮104最好用可模压塑料或弹性体(例如聚碳酸酯)制成。选择器按钮104具有第一侧面122及第二侧面510。多个致动器(162、164、166及168)绕选择器按钮104的周边在第二侧面510上以极线排列的方式等距离地布置。每个致动器具有支柱504，支柱504把向外弯的垫片506与选择器按钮104相连接。垫片506具有基本上垂直于中心线174的接触表面508。
凸台128布置在选择器按钮104的第二侧面510的中央。凸台128具有沿凸台128的周边轴向地布置的多个凸脊(flute)502。
在图6及图7中更详细地描绘了板件106。为了最佳地理解板件106，鼓励阅读者同时参考图1、图6及图7。
板件106具有第一侧面602和第二侧面702，它们汇交于第一边缘604及第二边缘606。板件106最好用可模压的弹性体或塑料制成。材料选择，以及下面讨论的某些部件的截面面积应选择成在致动期间能产生所需的感觉以及能提供合理的工作寿命。本发明者们已明确地发现由聚碳酸酯模压而成的板件106在按钮组件100致动期间产生了“确实的”感觉，而同时显示了良好的工作寿命。
板件106具有多个第一托脚704、多个第二托脚706以及至少一个加载部件608。第一托脚704从板件106伸出以便使印刷电路板108与板件106保持预定距离。第二托脚706协助使印刷电路板108与板件106保持预定距离。每个第二托脚706具有销708，销708与印刷电路板108上的对应孔140相配，由此使印刷电路板108相对于板件106定位。销708及对应孔140可容易地设置或由本领域公知的其它形式的定位结构取代。
第一接头片716及第二接头片718从第二边缘606向外突出。沿中心线710位于中央的槽720由第一接头片716及第二接头片718限定。与中心线174相交的中心线710另外还穿过万向架组件130及孔726，孔726贯穿板件106。槽720及孔726分别地与壳体102的接头片124及销126相配合，由此使板件106相对于壳体102定位。这些安放装置(即接头片124及销126)可放置在其它的位置来实现相似的结果。
至少一个加载部件608包括柔性臂610，柔性臂610使接触部件612与板件106联接。接触部件612在第一侧面602的表面上方延伸。接触部件612的高度及柔性臂610的截面几何形状选择成，当如下面进一步描述的组装时，至少有最小量的载荷被施加在板件106上。在优选实施例中，两个加载部件608关于万向架组件130对称地布置(即每侧一个)。
万向架组件130布置在板件106的中央。同时参考图1及图8，万向架130具有第一横向部件832、第二横向部件834、外圈836及内圈838。外圈836沿中心线174与内圈838同心地对准。第一横向部件832在两个相对的位置上把外圈836联接在板件106上。第二横向部件834也在两个相对的位置上把外圈836联接在内圈838上。第一横向部件832最好布置得与第二横向部件834成正交方位。第一横向部件832及外圈836构造得在外圈836与板件106之间形成多个通道840。当选择器按钮104以下面描述的方式连接在万向架130上时，通道158允许致动器162到168穿过板件106。阅读者将会理解本领域普通技术人员将会设计出万向架130的若干个变型，它们能使致动器(162、164、166及168)穿过板件106而仍保留在本文描述的教导范围内。
第一横向部件832限定第一转动轴线802。与板件106的材料选择关联的第一横向部件832的截面积允许第一横向部件832沿第一轴线802弯曲(即扭转)，以便允许外圈836如箭头804所示地转动。第二横向部件834同样地限定第二转动轴线806。阅读者应该注意由于第二横向部件834是，并且因此第二轴线806也是保持在由外圈836限定的平面内。与板件106的材料选择关联的截面积允许第二横向部件834沿第二轴线806弯曲，即扭转，以便允许内圈838相对于外圈836如箭头808所示地转动。绕轴线802及806的复合转动导致内圈838获得绕枢转点842相对于板件106的枢转运动，枢转点842由第一轴线802、第二轴线806与中心线174相交而限定。因此，基本上防止了内圈838相对于板件106的平移运动。
内圈838具有多个突出的指形件844，指形件844绕内直径846以极线排列方式布置。凸台128穿过内直径846，使得凸脊502对准于多个突出的指形件844之间，使选择器按钮104在板件106上定位。凸台128及突出的指形件844被构造得产生干涉配合，因此使选择器按钮104保持在万向架组件130上。
返回来参考图1，印刷电路板108包含至少一个开关。该至少一个开关最好包括多个开关(即分别是4个微型开关132到138)。虽然优选的微型开关数是4个，但本领域普通技术人员可容易地修改选择器按钮104及万向架130以适应补加的(或更少的)微型开关。微形开关132到138绕中心线174以极线排列方式布置。多个定位孔140与销708相配合，并使印刷电路板108保持定位，使得微型开关148到154与对应的选择器按钮104的致动器162到168保持对准。
印刷电路板108具有第一边缘142及相对的第二边缘160。第一边缘142分别具有第一、第二及第三突出接头片144、146及148。第一凹口152限定于突出接头片144与146之间，而第二凹口150限定于突出接头片146与148之间。第二边缘160具有突出的中心区域158，区域158把第三凹口156与第四凹口154分隔开。凹口150、152、156及158布置成使得当如假想线176所描绘那样装配时，壳体176的锁闭件120接合并保持印刷电路板108。
通过首先将选择器按钮104与板件106的万向架组件130联接使按钮组件100装在一起。板件106被置入壳体102内，使得选择器按钮104部分地突出穿过壳体102的孔118而接头片124及销128与板件106上的对应槽720及孔726相配合。通过使各销708对准成分别与各孔140相配合(沿假想线172)，然后印刷电路板108被布置成接近板件106，并且印刷电路板108在其各个棱边(150到156)上扣合从壳体120突出的各锁闭件120的锁舌210(例如，如用假想线176在四个位置其中之一所描绘的)。第一及第二托脚(704及706)使印刷电路板104与板件106保持预定距离。加载部件608的接触部件612冲击壳体102的第二表面112，导致柔性臂610偏转并施加作用力，该作用力导致锁闭件120的锁舌210与印刷电路板108的接合得以保持，因此，防止了不希望的部件移动及可能的脱离接合。
当参考图9及图10时就能最佳地理解按钮组件100的操作。按钮组件100能让使用者有选择地致动在印刷电路板108上的想致动的开关，例如，为了获得所需的结果，通过菜单选项的一个选择来引导。例如，利用偏压力900，即通过按压选择器按钮104的被选区域来操作选择器按钮104。根据力900，选择器按钮104如箭头902所描绘的绕枢转点842转动，促使致动器168压下，即致动连接到印刷电路板108上的微型开关136。一旦力900撤去，横向部件(832及834，如图8中所见)的弹性使选择器按钮104返回至非偏置位置，如箭头1002所示，使微型开关136解除致动。通过把力900施加到要致动的微型开关上方的选择器按钮104，选择器按钮104可被偏置以便致动任何单个的微型开关。另一种办法是，通过把力900施加到要致动的各微型开关之间的选择器按钮104上，任何相邻的一对微型开关(即132与134，134与136，136与138，以及138与132)都可以被偏压。
图11及图12中描绘了按钮组件100的第二实施例。特别地，第二实施例包括壳体102、板件106、选择器按钮104以及印刷电路板108。板件106布置在壳体102与印刷电路板108之间。壳体102具有多个保持装置119，保持装置119与印刷电路板108接合并把开关组件100保持在一起。第二实施例与第一实施例的区别是有多个按钮1104(例如4个)环绕着选择器按钮104。按钮1104经过对应的开口1102突出穿过壳体102。按钮1104致动印刷电路板108上的对应的微型开关1106(沿假想线1108)。
每个按钮1104通过双悬臂铰链1202与板件106联接。铰链1202包括“U”形件1204，“U”形件1204具有把铰链1202连接到板件106上的端部1206及1208。铰链中心1210与悬臂件1212联接，悬臂件1212与按钮中心1214联接。按钮中心1214具有内法兰1216，当按钮1104受到偏压力时，内法兰1216致动相应的微型开关。另外，每个按钮1104包括加载部件608，具体表现为周边法兰1105。周边法兰1105冲击壳体102的第二表面112，使铰链1202弯曲并产生使锁闭件120与印刷电路板108保持接合的力。
按钮1214的替代实施例包括具有底部1220的中空体1218。通道1222位于底部1222的中央。具有凸块1226的半透明(translucent)塞1224插入中空体1218内，使得凸块1226与通道1222相配合。照此，印刷电路板108上的LED或类似装置(未图示)将照亮塞1224，因此使用者可看见被照亮的凸块1226。
因为已显示及详细描述了包含本发明教导的实施例，本领域普通技术人员可容易地设计出仍含有这些教导的许多其它已变化的实施例而不脱离本发明的精神。
权利要求
1.一种用于致动至少一个开关的设备，其包括具有保持装置的壳体；与所述壳体相邻设置的板件，所述板件具有与所述壳体接触的至少一个加载装置；与所述板件联接并部分地突出穿过所述壳体的至少一个按钮；和设置成与所述板件相距预定距离的印刷电路板，所述印刷电路板通过所述保持装置与所述壳体联接，所述印刷电路板具有至少一个微型开关，该至少一个微型开关可由所述至少一个按钮施以偏压。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个按钮还包括具有多个致动器的选择器按钮。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述印刷电路板还包括由所述选择器按钮有选择地致动的四个微型开关。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该保持装置还包括多个锁闭件，所述多个锁闭件中的每一个具有与所述印刷电路板接合的锁舌。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该板件还包括万向架组件。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，该万向架还包括与所述板件联接的第一横向部件；与所述第一横向部件联接的外圈；与所述外圈同心地对准的内圈，所述内圈具有多个指形件，利用所述指形件把所述至少一个按钮保持在所述万向架上；和与所述外圈及所述内圈联接的第二横向部件。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，该第二横向部件设置成与所述第一横向部件成正交。
8.根据权利要求7所述的设备，其还包括限定所述板件上的多个通道的所述第一横向部件、所述外圈及所述板件；所述多个致动器分别穿过所述多个通道。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个加载装置是两个加载部件。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，每个所述加载部件还包括与所述壳体接触的接触部件；使所述接触部件与所述板件联接的柔性臂。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述选择器按钮有选择地单独致动所述微型开关其中之一，或有选择地致动相邻的一对所述微型开关。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述板件是聚碳酸酯的。
13.根据权利要求1所述的设备，其还包括包括选择器按钮的至少一个按钮，该选择器按钮被多个按钮所围绕。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述多个按钮是四个按钮。
15.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述多个按钮经过双悬臂铰链与所述板件联接。
16.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述板件还包括多个销，每个所述销与所述印刷电路板上的对应孔相配合；和限定槽的第一及第二突出的接头片，所述槽与从所述壳体突出的接头片相配合。
17.一种用于致动至少一个开关的设备，其包括具有凸台及多个突出的致动器的选择器按钮；具有孔及多个锁闭件的壳体，所述选择器按钮部分地设置于所述突出的致动器中；具有万向架、多个托脚、至少一个加载部件的板件，所述万向架与所述至少一个加载部件连接，所述至少一个加载部件和所述壳体接触；和设置成靠在所述板件的所述多个托脚上的印刷电路板，多个开关与所述多个突出的致动器对准，其中所述选择器按钮可被偏压，以便有选择地使所述多个致动器中的至少一个去致动至少一个所述开关。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述选择器按钮有选择地单独致动所述微型开关其中之一，或有选择地致动相邻的一对所述微型开关。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述板件还包括围绕所述万向架设置的多个按钮。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述印刷电路板还包括第二多个微型开关，其中所述多个按钮可被施以偏压，以便分别致动所述第二多个开关中的对应微型开关。
21.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述多个按钮是四个。
22.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述至少一个加载部件还包括与所述壳体接触的接触部件；使所述接触部件与所述板件联接的柔性臂。
23.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述板件还包括多个销，每个所述销与所述印刷电路板上的对应孔相配合；和限定槽的第一及第二突出的接头片，所述槽与从所述壳体突出的接头片相配合。
全文摘要
一种按钮组件具有至少一个按钮,该至少一个按钮根据偏压力可有选择地致动安装在印刷电路板上的一个或多个微型开关。该至少一个按钮与包括加载部件的板件联接。该加载部件与壳体接触。该壳体具有与该印刷电路板接合的多个锁闭件,使该按钮组件保持在一起。
文档编号H01H25/00GK1379910SQ00814311
公开日2002年11月13日 申请日期2000年8月10日 优先权日1999年8月13日
发明者D·B·里特, M·A·卡蒂奥, W·H·波斯 申请人:汤姆森许可公司