淺談汽車音響導(dǎo)電橡膠按鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

【摘要】按鍵在汽車音響產(chǎn)品中尤為重要，它影響到整個(gè)產(chǎn)品的品質(zhì)以及用戶的體驗(yàn)，目前汽車音響按鍵多為兩種結(jié)構(gòu)形式，一是塑膠按鍵和導(dǎo)電橡膠鍵分離的組合結(jié)構(gòu)；二是塑膠按鍵和輕觸開(kāi)關(guān)分離的組合結(jié)構(gòu)；其中塑膠按鍵和導(dǎo)電橡膠鍵分離的組合結(jié)構(gòu)，具有成本低、裝配簡(jiǎn)單、手感好等特點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用。導(dǎo)電橡膠鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理將會(huì)影響到按鍵的功能和手感，本文從導(dǎo)電橡膠按鍵的外形尺寸、行程、回彈壁、導(dǎo)電盤、排氣槽、與塑膠按鍵的預(yù)壓量、定位等分析了汽車音響按鍵中導(dǎo)電橡膠按鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)導(dǎo)電橡膠按鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】汽車音響；按鍵；導(dǎo)電橡膠；設(shè)計(jì)

一、引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車音響產(chǎn)品正在演變?yōu)槿藗兩畹囊徊糠郑蔀槠囮P(guān)鍵的設(shè)備，汽車音響對(duì)于汽車整體品質(zhì)以及用戶體驗(yàn)都有著較為重要的影響，尤其是汽車音響的按鍵設(shè)計(jì)，將汽車音響的按鍵與面板完美結(jié)合在一起，并保證按鍵手感良好，讓用戶在使用過(guò)程中感覺(jué)非常舒適，因此汽車音響按鍵的合理分布和設(shè)計(jì)對(duì)提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有一定的作用。汽車音響中的按鍵設(shè)計(jì)尤為重要，特別是導(dǎo)電橡膠鍵的設(shè)計(jì)，要保證其在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)比如彈力過(guò)大，操作費(fèi)力；彈力過(guò)小，出現(xiàn)塌陷，手感差，壽命短、功能失效等缺陷。

二、導(dǎo)電橡膠按鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在汽車音響按鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保證按鍵的平穩(wěn)以及到達(dá)按鍵操作力的要求，一般通過(guò)兩顆導(dǎo)電橡膠按鍵和塑膠按鍵組合，其中塑膠按鍵為硬塑膠制成，用于操作，導(dǎo)電橡膠鍵用于彈力和導(dǎo)電部件，如圖1所示。對(duì)于汽車音響中導(dǎo)電橡膠按鍵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們首先需要了解其主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素，包括外形尺寸、行程、回彈壁、導(dǎo)電盤、排氣槽、與塑膠按鍵的預(yù)壓量、定位。

（一）導(dǎo)電橡膠按鍵的外形結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)如圖2所示。

1、B為橡膠斜壁下圓的寬度，一般比A大2.0mm至2.5mm。2、C為兩個(gè)橡膠斜壁下圓之間的距離，最小值為1.0mm。3、D為定位孔到橡膠斜壁邊緣的距離，最小為1.0mm或者更多。4、E為定位孔的直徑，最小直徑為2.0mm。5、R為鍵頂頂部邊緣最小半徑為0.2mm。6、H為導(dǎo)電膠按鍵連體片的厚度，一般取1.0mm或者1.2mm

（二）導(dǎo)電橡膠按鍵的行程設(shè)計(jì)

按鍵的行程為導(dǎo)電橡膠按鍵的碳粒表面到PCB的距離，按鍵的行程設(shè)計(jì)需要考慮其可靠性，手感以及速度，汽車音響中到導(dǎo)電橡膠按鍵的行程設(shè)計(jì)一般取1.00mm～1.30mm。如果行程設(shè)計(jì)過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致按鍵手感不好，按鍵操作慢；如果行程設(shè)計(jì)過(guò)小，會(huì)降低按鍵的可靠性，手感不良，還會(huì)導(dǎo)致誤操作等現(xiàn)象。

（三）導(dǎo)電橡膠按鍵的回彈壁設(shè)計(jì)

按鍵在按動(dòng)和復(fù)位過(guò)程中要求有良好的手感，無(wú)阻、滯、澀的感覺(jué)，所以在設(shè)計(jì)按鍵回彈壁時(shí)，需要考慮按鍵的手感，按鍵的壽命以及回彈力大小等，按鍵的回彈力主要與按鍵回彈壁的角度、厚度和材料的硬度有關(guān)，回彈壁角度的設(shè)計(jì)一般為45?～60?，通常取50?；壁厚根據(jù)回彈力的要求，一般設(shè)計(jì)按鍵的壁厚為0.2mm～0.3mm，為保證按鍵的強(qiáng)度，壁厚不適宜小于0.2mm，同時(shí)壁厚也不適宜超過(guò)0.3mm，壁厚過(guò)大會(huì)導(dǎo)致按鍵力過(guò)大而影響手感；材料的硬度一般取50?～60?

（四）導(dǎo)電橡膠按鍵的導(dǎo)電盤設(shè)計(jì)

按鍵導(dǎo)電盤的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)一般有圓形、方形、橢圓形等，如圖3所示。其導(dǎo)電面工藝通常為：（1）導(dǎo)電碳粒和硅橡膠成型在一起；（2）在硅橡膠面絲印導(dǎo)電油墨。圓形導(dǎo)電盤一般是導(dǎo)電碳粒和硅橡膠成型在一起，其優(yōu)點(diǎn)為附著性好，電阻小；但是受到碳點(diǎn)尺寸及形式的限制，碳點(diǎn)尺寸規(guī)格一般有：?2、?2.5、?3、?3.5、?4、?4.5、?5、?6、?7、?8.0。在汽車音響導(dǎo)電橡膠按鍵中通常取?2.5或?3，碳粒厚度一般取0.5～0.6mm，厚度偏小會(huì)使電阻偏高。方形和橢圓形導(dǎo)電盤一般適用于絲印導(dǎo)電油墨，尺寸不受限制，但是其電阻值較大，同時(shí)導(dǎo)電油墨易脫落。因此在設(shè)計(jì)按鍵導(dǎo)電盤時(shí)一般優(yōu)先考慮采用圓形盤，其直徑需大于或等于2.0mm。

（五）排氣槽的設(shè)計(jì)

導(dǎo)電橡膠按鍵與PCB板組裝配合后，按鍵回彈部分的圓錐體就會(huì)和PCB板形成一個(gè)真空室，如果導(dǎo)電膠按鍵底部未開(kāi)排氣槽，那么按鍵空腔內(nèi)的空氣無(wú)法及時(shí)排出，引起按鍵無(wú)法回彈。因此按鍵底部需開(kāi)排氣槽，按鍵才能夠運(yùn)動(dòng)自如，同時(shí)還能夠改善成型特征，減小成型后產(chǎn)品的變形。排氣槽設(shè)計(jì)一般為寬2.0mm，深為0.3mm。

（六）導(dǎo)電橡膠鍵與塑膠按鍵的預(yù)壓量的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)導(dǎo)電橡膠按鍵時(shí)，必須考慮其與塑膠按鍵配合的預(yù)壓量，即導(dǎo)電橡膠受壓部位的高度必須大于塑膠按鍵與PCB板的距離，以使按鍵在常態(tài)時(shí)不至于晃動(dòng)。預(yù)壓量需合理設(shè)計(jì)，若預(yù)壓量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致行程偏小，按鍵手感不良；預(yù)壓量（下轉(zhuǎn)301頁(yè)）（上接299頁(yè)）過(guò)小，按鍵晃動(dòng)，異響，手感不良。預(yù)壓量的設(shè)計(jì)一般取0.2mm。

（七）導(dǎo)電橡膠按鍵的定位設(shè)計(jì)

導(dǎo)電膠按鍵的定位設(shè)計(jì)，一般常用的有兩種方式：1、采用拉腳固定。將按鍵的拉腳拉入PCB板的定位孔中進(jìn)行固定，拉腳與PCB板之間采用過(guò)盈配合，一般過(guò)盈量取單邊0.15mm，拉腳過(guò)盈部分高度取2.0mm，如圖4所示。2、采用柱子固定。將導(dǎo)電膠按鍵的定位孔裝入塑膠面板的定位柱，用PCB板將導(dǎo)電橡膠按鍵壓在塑膠面板上。導(dǎo)電橡膠按鍵上的定位孔直徑?A大于或等于2.0mm，與塑膠面板定位柱子的配合采取間隙配合，一般取單邊間隙0.15mm，PCB板相應(yīng)位置沖孔與定位柱子也采用間隙配合，一般取單邊間隙0.25mm或以上，如圖5所示。

三、結(jié)束語(yǔ)

汽車音響導(dǎo)電橡膠按鍵作為輸入和操作的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的整體質(zhì)量有較大的影響，需要設(shè)計(jì)者充分了解其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素，認(rèn)真分析，并結(jié)合具體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和要求，在科學(xué)設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出合理的方案，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)操作舒適可靠、低成本的導(dǎo)電橡膠按鍵，從而提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量，提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]王文英.橡膠加工工藝[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]霍玉云.橡膠制品設(shè)計(jì)與制造[M].化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[3]林榮德.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)務(wù)實(shí)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2012.

作者簡(jiǎn)介

李陳業(yè)（1984.09--），男，大專，廣西扶綏人，現(xiàn)于柳州航盛科技有限公司，主要從事汽車音響、組合儀表等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的工作。