迅速且精准 触点更加均匀、耐用

东成专利 | 用双行程按键,提升按压体验

  你是否好奇,一个按键如何在轻轻一按和深深一压之间,完成截然不同的操作?就像相机的“对焦+拍照”,或者游戏手柄的“轻按跑动、重按冲刺”,这些熟悉的功能背后,正是双行程按键在发挥魔力。它通过两段触发行程,不仅让操作变得更加灵活,还赋予了设备更高的功能性。

  随着现代技术的不断进步,用户对电子设备的操作体验提出了更高的要求——按键设计从单一功能逐渐进化为多功能、高效率的触发方式。作为设备交互的核心部件,按键不仅影响产品的易用性,更直接决定用户的操作流畅度,而双行程按键正是在这样的背景下脱颖而出。

  东成硅胶自2004年成立以来,持续协助各行业专业客户,提供关键解决方案与优化建议推动技术进步、提升按压体验。

01 双行程开关按键的介绍

  双行程开关按键是一种特殊设计的按键,在操作时会经历两段行程,每段行程会触发一个独立的动作或状态。相比普通单行程按键,它具备更高的操作功能性和精确控制能力,是现代工业、电子设备和汽车领域的重要组件。

  这种按键的核心价值在于通过一个按键实现两种功能,操作直观且节省空间。其工作原理可分为两个阶段:在第一行程轻按时,触点1被触发,完成第一动作;第二行程继续加压,触点2被触发,完成第二动作。

  通常用户在按下每段行程时,会感受到明显的阻力变化和反馈,如轻微的“咔哒”声或震动,以增强操作的精准性。

02 双行程开关按键的分类

2.1、机械式双行程按键

* 原理:依靠物理触点完成分段触发,每段行程有明确的触觉反馈。

* 优点:

/ 成本相对低,易于制造;

/ 触觉反馈强,操作直观;

/ 高可靠性,适合频繁按压的场景。

* 常见应用产品:

相机快门、游戏手柄、工业设备(控制台按钮、机械臂控制器等)、汽车方向盘多媒体按键、洗衣机功能键、微波炉启动键等。

游戏手柄按键(机械式双行程按键)

2.2、电容式双行程按键

* 原理:通过检测压力或触摸位置的变化,实现两段触发。

* 优点:

/ 灵敏度高,适合轻触操作;

/ 无机械磨损,寿命长;

/ 适合智能设备和现代化触控设计。

* 常见应用产品:

智能耳机按键、笔记本电脑触控板(如笔记本电脑的按键)、智能冰箱控制面板、灯光控制面板等。

无线蓝牙耳机(电容式双行程按键)

2.3、光学/磁感应式双行程按键

* 原理:利用光学传感器或磁场变化检测按压深度,实现分段触发。

* 优点:

/ 无机械磨损,适合高频使用;

/ 精度高,可感应按压力度;

/ 适用于高端设备或对操作精度要求极高的场景。

* 常见应用产品:

汽车加速踏板、方向盘触控按钮、手术控制面板、智能手机压力感应屏(如3D Touch功能)。

03 东成硅胶相关专利解读

在音乐的世界里,每一个音符的轻重缓急、每一次触键的灵动节奏,都是演奏者表达情感的重要方式。电子琴作为现代乐器的代表,为了贴近传统钢琴的真实手感,同时满足多样化的功能需求,部分中高端的电子琴产品会采用双行程按键结构,使其在功能切换、特效触发等方面提供更多可能性,为电子琴的创意表达拓展了无限空间。

3.1、客户最初定制难点

一压一控式的单行程按键结构,不能满足产品需求,当原按键下按力度太大时,经力度的调整也无法实现回弹。同时,客户希望下按到底后,硅胶还需回弹顶住塑胶键帽,保证塑胶键与机壳持平。应客户需求,原单行程的按键结构设计,需改良为双行程的按键结构。

更改前视图

3.2、东成硅胶解决方案

针对以上问题,东成硅胶工程师在评估过程中反复测试,最终制定出最大化满足客户需求的可行方案(详见下图):

/ 内外壁、接触凸点等全方位采用硅胶制成,确保良好的弹性;

/ 结构上,内壁、外壁均与基片相垂直;

/ 接触凸点底部与基片底部垂直距离为0.6mm。

更改后视图

与传统单行程开关按键相比,此款硅胶按键采用了双直壁结构设计,能实现双行程功能,进而达到按键一次下压即可完成两种不同功能的技术效果;同时利用硅胶斜壁自身的挤压作用,确保按键回弹的流畅;在按压力度的灵敏性、按压手感以及按键寿命等方面得到了很大的提升。待客户装机测试后,效果良好。协助客户确认解决方案后,东成硅胶还为此款按键申请了国家实用新型专利项。

东成硅胶专利号:CN202020656248.4

04 核心技术参数与注意事项

4.1、按键行程

从按键静止位置到触点被触发的位移距离。

* 标准参数:

第一行程:0.5mm~1.5mm(轻按触发)

第二行程:1.5mm~3mm(深按触发)

*具体行程取决于按键设计和用途。参考工业按键的标准,如 IEC 61058-1(开关标准)。

4.2、按压力(触发力)

每段行程触发所需的按压力,通常以克力(gf)为单位。

* 标准参数:

第一段按压力:20gf~50gf(轻按)

第二段按压力:50gf~100gf(深按)

*按压力测试可参考 ISO 15223 和 IEC 60068-2-75,这两项标准规定了按压力度和按键耐用性的测试方法。

4.3、触点寿命

定义:按键的总使用次数。

* 标准参数:

机械式按键:10万~100万次

电容式/光学按键:>500万次(无机械接触)

*开关元件的可靠性测试通常基于 MIL-STD-202 或 GB/T 5095。

4.4、电气性能

按键作为电路开关的工作能力。

* 标准参数:

额定电压:5V~24V(消费级),24V~250V(工业级)

额定电流:10mA~500mA

*可参考依据 IEC 60947-5-1和 GB/T 14048开关设备标准。

4.5、工作环境

按键的使用温度和湿度范围。

* 标准参数:

温度:-20℃~80℃

湿度:10%~90% RH

*电子设备环境适应性标准可参考 IEC 60721。

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