4)导电橡胶尺寸导电橡胶尺寸大小同样影响操作手感,因为导电橡胶尺寸大,其四周斜壁面积大,操作力越大。据统计,实现相同操作力,采用大小不同的导电橡胶,手感会有不同,且操作力与接触力落差不同。如图9所示,大的导电橡胶的落差力约大,手感越好。
1.2.2导电橡胶行程对手感的影响分析
导电橡胶接触行程设计应考虑其斜壁长度。理想状态,斜壁长度等于接触行程,如图10所示,导电橡胶按压后开关触点接通。
若接触行程小于导电橡胶斜壁长度,在按压开关时,斜壁可能在压垮前即已经与PCB板接触,这时并没有产生手感,如图11所示。反之,若导电橡胶斜壁小于接触行程,则会出现开关按压后,导电橡胶触点没有与PCB板接触,导致开关失效。
因此,在设计开关行程时,应充分考虑其斜壁长度,应满足斜壁长度近似等于接触行程。
2 结论
前面提到F1与F2落差越大,手感越好,用公式表示手感=(F1-F2) /F1×100%。但此比值受其它条件限制不可能达到100%。
以F1=3N为例:理论上为保证按键顺利回弹,f2需大于0.5N,F2与f2之间能量损耗为(0.5~0.7)N,取F2=1.2N,而手感=(F1-F2) /F1= (3-1.2)/3×100%=60%。
但实际中,由于按键还需克服与胶壳之间的摩擦力避免卡滞,取f2大于1N,取F2= (1.5~1.7) N,所以手感=(F1-F2)/F1=[3-(1.5~1.7)]/3×100%=43.3%~50%。一般取0.4~0.6之间。
据统计,当手感在30%~40%时,绝大部分人可以感觉到有手感,但不太好;当手感大于40%时,绝大部分人可以感觉到手感较好。
按键的行程和恢复力是呈反比的,按键的行程越大,恢复力会越小;而按键的行程越小,则恢复力会越大,一般取行程S1/S2=0.4~0.6。
综合以上操作力行程曲线影响因素,定义操作手感应参照以下原则:①确保按键座、主壳体间导向槽与导向筋尺寸公差控制,一般取间隙(0.035~0.05)mm。。②确保按键座与导电橡胶上表面设计预压行程。③保证(F1-F2) /F1=0.5,考虑批产尺寸波动,取公差±0.1;S1/S2=0.5,考虑批产尺寸波动,取公差±0.1;S2/S3=0.80.9④导电橡胶斜壁角度取θ=45°。⑤导电橡胶斜壁厚度须根据具体材料硬度选择不同的厚度。⑥导电橡胶斜壁长度应接近或等于接触行程。
根据以上选取原则,得出操作力F1=3N,S2=1 .3 mm,(F1-F2)/F1=50%,其中F2=1.5N,f2=1 N、S1== 0.65 mm;S1/S2=0.65/1.3=0.5。通过主观操作评价手感较好,力行程曲线如图12所示。