按键开关、按键单元及电脑键盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种按键开关、按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘。所述按键开关包括按压支架、固定本体、第一弹性支架、按压体及薄膜开关层，所述按压支架和所述按压体收容于所述固定本体内，所述按压支架包括一导程柱，所述第一弹性支架一端与所述导程柱相抵接，另一相对端与所述按压体相抵接，所述薄膜开关层设于所述固定本体外侧，所述按压体末端与所述薄膜开关层表面相接触。本实用新型的按键单元及电脑键盘具有手感佳、成本低的优势。
【专利说明】按键开关、按键单元及电脑键盘
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子设备输入装置，尤其涉及一种电脑键盘的按键开关、按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘。
【背景技术】
[0002]随着现代电子技术的发展，各种电子产品不断被研发出来，而作为电子设备的主要输入装置，尤其是电脑等设备的键盘也越来越重要。
[0003]键盘是通过用户按压操作，进而按压对应的按键单元以实现向电子设备等硬件输入信号的输入装置，如今键盘被广泛使用。
[0004]舒适的手感对于键盘的使用非常重要。按照控制按键上下移动装置的材料，现在市场上大致有两种方式。
[0005]其中一种是由硅胶等塑胶材料制成的弹性体式键盘，所述弹性体安置在键帽的正下方，与键帽下表面接触。在按键单元被按下的时候，所述弹性体被挤压，将开关触发，对应的薄膜开关电路板将信号传输给对应键盘的中央处理器。由于此方式将弹性体安置在键帽的正下方，如此使得按下按键单元的手感由塑胶弹性体控制，塑料材质在回弹方面的特性导致手感一般，但是廉价的弹性体以及薄膜开关电路板使得键盘的成本较低，具有较佳的价格优势。
[0006]另一种方式是通过机械弹簧完成按键上下移动键盘，同时配有硬质的电路板，用于将包含机械弹簧的按键单元及其相关的电子元器件焊接在上面。当按键单元的键帽被按下的时候，弹簧受到挤压，将开关触发，对应驱动硬质的电路板上的电路动工作，将开关信号传输至键盘的中央处理器。此方式是通过机械弹簧完成按键的上下移动，按键移动过程细腻一致，手感很好，但是机械弹簧和硬质的电路板及其元器件使得成本上升，无法在市场上普及。
实用新型内容
[0007]本实用新型主要解决的技术问题是现有电脑键盘手感不佳或者成本高的问题。针对上述问题，本实用新型提供一种手感佳、成本低的按键开关、电脑键盘及电脑键盘用的按键单元。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了一种按键开关，包括按压支架、固定本体、第一弹性支架、按压体及薄膜开关层，所述按压支架和所述按压体收容于所述固定本体内，所述按压支架包括一导程柱，所述第一弹性支架一端与所述导程柱相抵接，另一相对端与所述按压体相抵接，所述薄膜开关层设于所述固定本体外侧，所述按压体末端与所述薄膜开关层表面相接触。
[0009]在本实用新型的一较佳实施例中，所述按键开关还包括第二弹性支架，所述第二弹性支架套设在所述导程柱外侧。
[0010]在本实用新型的一较佳实施例中，所述固定本体包括相对设置的第一限位端及第二限位端，所述按压支架包括挡块及限位突起，当所述按压支架被释放时，所述第一限位端与所述挡块对应抵接，当所述按压支架被按压时，所述第二限位端与所述限位突起对应抵接。
[0011]在本实用新型的一较佳实施例中，所述导程柱包括相接设置的本体部和连接端，所述连接端自所述本体部末端垂直延伸形成，所述第一弹性支架一端套设于所述连接端且与所述本体部相抵接。
[0012]在本实用新型的一较佳实施例中，所述按压体包括凸台，所述第一弹性支架另一相对端套设于所述按压体且与所述按压体的凸台相抵接。
[0013]在本实用新型的一较佳实施例中，所述固定本体包括导程管，所述导程管内侧设有限位台阶，所述第一弹性支架和所述按压体收容于所述导程管内，当所述按压支架被按压时，所述按压体的凸台与所述限位台阶对应抵接。
[0014]在本实用新型的一较佳实施例中，所述薄膜开关层包括薄膜开关，所述按压体正面按压所述薄膜开关。
[0015]在本实用新型的一较佳实施例中，所述薄膜开关包括相对间隔设置的第一电极和第二电极，当所述按压支架被按压时，所述按压体抵压作用于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极相接触，实现导通，当所述按压支架被释放时，所述按压体无抵压力于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极分离，实现断开。
[0016]一种按键单元，其包括键帽及按键开关，所述键帽套设于所述按键开关上，所述按键开关包括按压支架、固定本体、第一弹性支架、按压体及薄膜开关层，所述按压支架和所述按压体收容于所述固定本体内，所述按压支架包括一导程柱，所述第一弹性支架一端与所述导程柱相抵接，另一相对端与所述按压体相抵接，所述薄膜开关层设于所述固定本体外侧，所述按压体末端与所述薄膜开关层表面相接触。
[0017]一种电脑键盘，其包括多个阵列设置的按键单元，所述按键单元包括键帽及按键开关，所述键帽套设于所述按键开关上，所述按键开关包括按压支架、固定本体、第一弹性支架、按压体及薄膜开关层，所述按压支架和所述按压体收容于所述固定本体内，所述按压支架包括一导程柱，所述第一弹性支架一端与所述导程柱相抵接，另一相对端与所述按压体相抵接，所述薄膜开关层设于所述固定本体外侧，所述按压体末端与所述薄膜开关层表面相接触。
[0018]本实用新型的按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘中，利用第一弹性支架和按压体配合所述按压支架实现机械按压的传递，同时利用按压体直接正面与所述薄膜开关层的弹性抵压与分离实现所述薄膜开关层的薄膜开关的接通与断开，使得所述按键开关具有两个工作状态，既结合机械键盘的按压触感，又整合薄膜开关键盘的结构简单、成本低的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中:
[0020]图1是本实用新型一较佳实施方式所揭示电脑键盘的立体分解示意图；
[0021]图2是图1所示电脑键盘的按键单元的立体分解示意图；
[0022]图3是图2所示按键开关组装后立体剖视图；
[0023]图4是图3所示按键开关导通状态的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]本实用新型实施例公开了一种电脑键盘，如图1所示，所述电脑键盘I包括上盖11、下盖13、控制电路板15、支撑板17及多个按键单元2。所述按键单元2包括键帽20和按键开关21。所述按键开关21是由由按压支架211、第一弹性支架212、第二弹性支架213、按压体214、固定本体215及薄膜开关层216组成。
[0026]所述上盖11配合所述下盖13围成一端开口的收容空间。所述控制电路板15、支撑板17及按键单元2对应收容在所述收容空间内。所述按键单元2阵列设置，所述支撑板17上设置有多个通孔171以对应嵌套固定所述按键单元2。所述按键单元2部分贯穿所述通孔171，另一部分对应收容在所述上盖11的中空区域并裸露上表面。所述按键开关21的薄膜开关层216夹设于所述支撑板17和所述下盖13之间。
[0027]再请参阅图2，是图1所揭示电脑键盘的按键单元的立体分解示意图。所述按键单元2包括键帽20及按键开关21。所述键帽20盖设于所述按键开关21 —端，并随所述按键开关21同步上下移动。
[0028]所述键帽20包括顶壁201及四侧壁203。所述键帽20的顶壁201用于实现操作人员触碰按压的输入操作。所述顶壁201与所述侧壁203相接设置。所述四侧壁203首尾相接，并位于所述顶壁201的同侧，由此所述顶壁201配合所述四侧壁203围成一端开口的收容空间。所述按键开关21的端部直接抵接所述键帽20的顶壁201内侧表面。
[0029]再请结合参阅图3，其中图3是图2所示按键开关组装后的立体剖视图。所述按键单元2的按键开关21是一实现物理按压输入信号转换为电信号的开关转换元件。当用户按压所述按键单元的键帽20的顶壁201时，所述按键开关21对应开启，对应将用户施加至所述键帽20的机械压力传输至电脑键盘I的控制电路板15，以产生电输入信号，实现信号输入。当用户取消按压所述按键单元的键帽20时，则所述按键开关21关闭，对应停止产生电输入信号。
[0030]所述按键开关21包括按压支架211、第一弹性支架212、第二弹性支架213、按压体214、固定本体215及薄膜开关层216。
[0031]所述按压支架211包括抵接端2111、本体2112、挡块2113、四滑条2114、限位突起2115及导程柱2116。
[0032]所述抵接端2111自所述本体2112上表面延伸形成，整体呈“十”字柱状，其直接嵌套抵接所述键帽20的顶壁201的内侧表面设置。所述本体2112整体截面呈“工”字型的柱体。所述挡块2113分别设于所述本体2112的二相对侧表面，且所述挡块2113成对设置，即:每二挡块2113对称设于所述本体2112的二相对侧表面,并相对所述本体2112对称。
[0033]所述滑条2114是一形成在所述本体2112外侧表面的长条形结构。所述四滑条2114相对于所述本体2112呈中心对称。
[0034]所述限位突起2115设于所述本体2112的下表面，其与所述本体2112 —体结构。
[0035]所述导程柱2116设于所述本体2112的远离所述抵接端2111侧表面，且自所述本体2112中心延伸形成。所述导程柱2116包括相接设置的本体部2117和连接端2118。所述连接端2118自所述本体部2117末端垂直延伸形成，且所述连接端2118横截面尺寸小于所述本体部2117横截面尺寸。
[0036]所述第一弹性支架212是一压缩弹簧，其在弹性形变范围内，受外力按压后对应产生形变，同时，产生反作用弹力。组装后，所述第一弹性支架212夹设于所述导程柱2116与所述按压体214之间，其一端套设于所述导程柱2116的连接端2118且与所述导程柱2116的本体部2117相抵接固定，另一相对端套设于所述按压体214且与其相抵接固定。
[0037]所述第二弹性支架213同样是一压缩弹簧，其在弹性形变范围内，受外力按压后对应产生形变，同时，产生反作用弹力。组装后，所述第二弹性支架213套设在所述套管2155及所述导程柱2116的外侧，。
[0038]所述按压体214是由硅胶材料加工而成的弹性体。所述按压体214包括侧壁2141和凸台2142。所述凸台2124环绕于所述侧壁2141外侧表面设置，其自所述侧壁2141朝远离所述侧壁2141方向延伸形成。
[0039]所述固定本体215包括四侧壁2150、弹性卡勾2151、突起2152、第一限位端2153a、第二限位端2153b、滑槽2154、套管2155及导程管2156。
[0040]所述四侧壁2150首尾相接围成中空区域，所述弹性卡勾2151设于所述其中二相对侧壁2150外侧表面，且向远离所述中空区域外侧延伸。
[0041]所述突起2152设于所述侧壁2151的外围，用于实现当所述按键开关21组装于电脑键盘I时，其与所述弹性卡勾2151 —起将按键单元21贯穿所述通孔171，卡合固定在所述支撑板17上。
[0042]所述第一限位端2153a位于所述固定本体215的内侧上端位置，所述第二限位端2153b位于所述固定本体215的内侧下端位置，二者相对间隔设置。同时，所述按压支架211的挡块2113与所述第一限位端2153a相对应，当所述挡块2113与所述第一限位端2153a相抵接时，则所述按压支架211没有被按压；另一方面，所述按压支架211的限位突起2115与所述第二限位端2153b相对应，当所述限位突起2115与所述第二限位端2153b相抵接时，则所述按压支架211被按压至最大行程。
[0043]所述滑槽2154设于所述固定本体215的内侧，并临近所述二相邻侧壁2150相接处。所述滑槽2154与所述按压支架211的滑条2114相互嵌套配合，使得所述按压支架211能够相对所述固定本体215沿竖直方向在设定行程内自由上下滑动。
[0044]所述套管2155设于所述固定本体215内侧，当组装时，所述按压支架211的导程柱2116贯穿所述套管2155，所述第二弹性支架213直接套设在所述套管2155及所述导程柱2116的外侧。
[0045]所述导程管2156与所述套管2155同心设置，其设于所述固定本体215外侧。所述导程管2156自所述套管2155末端朝远离所述中空区域延伸形成，且与所述套管2155相互贯通。所述导程管2156临近末端处的内侧设有限位台阶2157。组装时，所述第一弹性支架212和所述按压体214收容于所述导程管2156内。所述限位台阶2157可以阻挡所述按压体214完全滑出所述导程管2156。当所述按压支架211被按压时，所述按压体214的凸台2142与所述限位台阶2157对应抵接，且所述按压体214末端伸出所述导程管2156并抵压作用于所述薄膜开关层216。
[0046]本实施方式的按键开关21工作时，所述固定本体215的第二限位端2153b与上端的第一限位端2153a之间的距离决定所述按压支架211竖直方向的最大行程。同时，所述固定本体215的侧壁2150支撑并避免所述按压支架211在水平方向上晃动，进一步提高产品可靠度。
[0047]所述薄膜开关层216是一表面阵列设置多个薄膜开关2161的薄膜层。所述薄膜开关2161包括相对间隔设置的第一电极2161a、第二电极2161b。当所述按压支架211被按压时，在压力作用下，所述第一弹性支架212和所述第二弹性支架213产生压缩形变，所述按压体214被迫伸出所述导程管2156，且抵压作用于所述薄膜开关层216，使得所述第一电极2161a与所述第二电极2161b对应接触实现导通；当取消施加压力时，所述第一弹性支架212和所述第二弹性支架213恢复形变，继而所述按压体214跟随所述第一弹性支架212同步向上移动，所述按压体214作用于所述薄膜开关层216的抵压力消失，所述第一电极2161a与所述第二电极2161b对应分离实现断开。
[0048]当组装所述按键开关21时，首先，所述按压体214和所述第一弹性支架212自下而上依次叠设于所述固定本体215的导程管2156内，所述第一弹性支架212的一端部套设于所述按压体214上且与所述按压体214的凸台2142相抵接固定。
[0049]其次，提供所述第二弹性支架213，将所述第二弹性支架213套设在所述固定本体215的套管2155外侧，并收容于所述固定本体215内。
[0050]然后，提供所述按压支架211，所述按压支架211的导程柱2116收容于所述第二弹性支架213和所述固定本体215的套管2155内，且所述导程柱2116的连接端2118收容于所述第一弹性支架212内。所述滑条2114与所述固定本体215的滑槽2154对应嵌套配合，所述挡块2113卡设在所述第一限位端2153a与所述第二限位端2153b之间。
[0051]接着，将所述按键开关21的弹性卡勾2151和突起2152与所述支撑板17的通孔171相配合，夹设所述支撑板17实现卡合固定，使得所述按键开关21的固定本体215相对所述支撑板17静止。
[0052]最后，提供键帽20盖设于所述按压支架211的上端，所述薄膜开关层216夹设于所述支撑板17和所述下盖13之间，所述按压体214与所述薄膜开关层216表面相接触。如此，完成所述按键开关21的组装。
[0053]再请同时参阅图3及图4，分别代表所述按键开关21工作时的两种工作状态，其中图3是所述按键开关3断开状态的示意图，图4是所述按键开关4导通状态的示意图。所述按键开关21的工作原理如下:
[0054]首先，用户施加压力至所述键帽20 ；
[0055]接着，所述键帽20传递压力推动所述按压支架211朝所述薄膜开关层216方向移动，缩短二者之间的间距。
[0056]具体而言，所述按压支架211向下移动，压缩所述第二弹性支架213，带动所述按压支架211的滑条2114沿所述固定本体215的滑槽2154相对向下滑动，所述导程柱2116同步向下位移，压缩所述第一弹性支架212，继而抵压所述按压体214，所述按压体214的端部穿过所述固定本体215的导程管2156，从正面按压所述薄膜开关层216，以致所述薄膜开关2161的第一电极2151a、第二电极2151b接触导通，从而实现开关触发导通，产生电信号传递至所述控制电路板15。
[0057]最后，用户释放压力，则所述第一弹性支架212和所述第二弹性支架213因自身恢复形变作用，而产生反作用力推动所述按压支架211向上移动，带动所述导程柱2116同步向上移动，使得所述第一弹性支架212对所述按压体214的抵压力消失或大幅降低，所述按压体214的端部对所述薄膜开关层216表面的抵压力小于所述薄膜开关层216所需的触发力，所述第一电极2161a、第二电极2161b非接触断开，从而实现开关闭合，结束产生输入信号。此时，按压体214与薄膜开关层216表面接触，但是由于按压体214的重量很轻，其自身的重量无法触发薄膜开关。
[0058]相较于现有技术，在本实施方式的按键单元中，设置按键开关21，利用第一弹性支架212、第二弹性支架213和按压体214配合所述按压支架211实现机械按压的传递，同时利用按压体214正面与所述薄膜开关层216的弹性抵压与分离实现所述薄膜开关层216的薄膜开关2161的导通与断开，使得所述按键开关21具有两个工作状态，既结合机械键盘的按压触感，又整合薄膜开关键盘的结构简单、成本低的特点。
[0059]作为上述实施方式的改进，可以省略使用第二弹性支架213，适量增大所述第一弹性支架212的弹性力。当所述按压支架211被按压时，所述导程柱2116随所述按压支架211向下移动，抵压所述第一弹性支架212使其压缩变形，进而所述第一弹性支架212抵压所述按压体214使其末端伸出所述导程管2156，所述按压体214对应抵压所述薄膜开关2161，实现导通；当所述按压支架211被释放时，所述第一弹性支架212因自身恢复形变作用而产生反作用力推动所述按压支架211向上移动，使得所述按压体214的端部对所述薄膜开关层216表面的抵压力小于所述薄膜开关层216所需的触发力，所述第一电极2161a、第二电极2161b实现断开。
[0060]相较于现有技术，在本实施方式中，取消使用第二弹性支架213，简化元件结构，减少元件数量，进一步方便组装且降低成本。
[0061]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种按键开关，其特征在于，包括按压支架、固定本体、第一弹性支架、按压体及薄膜开关层，所述按压支架和所述按压体收容于所述固定本体内，所述按压支架包括一导程柱，所述第一弹性支架一端与所述导程柱相抵接，另一相对端与所述按压体相抵接，所述薄膜开关层设于所述固定本体外侧，所述按压体末端与所述薄膜开关层表面相接触。
2.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述按键开关还包括第二弹性支架，所述第二弹性支架套设在所述导程柱外侧。
3.根据权利要求2所述的按键开关，其特征在于，所述固定本体包括相对设置的第一限位端及第二限位端，所述按压支架包括挡块及限位突起，当所述按压支架被释放时，所述第一限位端与所述挡块对应抵接，当所述按压支架被按压时，所述第二限位端与所述限位突起对应抵接。
4.根据权利要求3所述的按键开关，其特征在于，所述导程柱包括相接设置的本体部和连接端，所述连接端自所述本体部末端垂直延伸形成，所述第一弹性支架一端套设于所述连接端且与所述本体部相抵接。
5.根据权利要求4所述的按键开关，其特征在于，所述按压体包括凸台，所述第一弹性支架另一相对端套设于所述按压体且与所述按压体的凸台相抵接。
6.根据权利要求5所述的按键开关，其特征在于，所述固定本体包括导程管，所述导程管内侧设有限位台阶，所述第一弹性支架和所述按压体收容于所述导程管内，当所述按压支架被按压时，所述按压体的凸台与所述限位台阶对应抵接。
7.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述薄膜开关层包括薄膜开关，所述按压体正面按压所述薄膜开关。
8.根据权利要求7所述的按键开关，其特征在于，所述薄膜开关包括相对间隔设置的第一电极和第二电极，当所述按压支架被按压时，所述按压体抵压作用于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极相接触，实现导通，当所述按压支架被释放时，所述按压体无抵压力于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极分离，实现断开。
9.一种按键单元，其包括键帽及按键开关，所述键帽套设于所述按键开关上，其特征在于，所述按键开关是如权利要求1-8中任意一项所述的按键开关。
10.一种电脑键盘，其包括多个阵列设置的按键单元，其特征在于，所述按键单元是如权利要求9中所述的按键单元。
【文档编号】G06F3/02GK204088135SQ201420234352
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】张文嵛, 黄俭安 申请人:张文嵛, 黄俭安