按键结构和按键系统的制作方法

1.本实用新型总体上涉及键盘。更具体的说，涉及一种可更换键帽的键盘。


背景技术：

2.随着计算机技术的普及，计算机越来越深入到生产生活的各个方面。在计算机为数众多的外设中，键盘占据着非常重要的地位。作为使用者与计算机交互最主要的外设，其坚固性和耐用性一直受到业界和用户的关注。对于重度键盘使用者，如文字工作者、游戏玩家等，他们的键盘可能短时间内就会磨损严重。可更换键帽的键盘，方便了使用者更换键帽以延长键盘的使用寿命。
3.对于可更换键帽的键盘，目前业界的通用的安装方式是键帽与键杆通过卡扣的形式结合在一起。在需要更换键帽时，使用夹子施加作用力将键帽从键杆上拔起。然后将新的键帽按压在键杆上。这样做的缺点是，频繁的操作会导致键帽上应力集中的部分发生断裂。
4.鉴于可更换键帽的键盘日益受到使用者的青睐，业界需要对键盘的结构进行改进，以获得一种更加坚固和耐用的键盘。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个方面提供一种按键结构，包括：壳体；键杆，其配置成在所述壳体内沿着由所述键杆限定的纵轴线垂直下压，所述键杆包括由四个翅片限定的顶端，所述四个翅片径向突出并且与所述轴线正交，从而形成十字形布置，所述四个翅片的每一个翅片进一步包括两个彼此相对且大致垂直的细长面部，所述四个翅片的至少一个翅片包括水平突出的凸起，所述凸起穿过对应的所述垂直的细长面部以垂直于所述轴线的角度纵向延伸，而且所述键杆的所述顶端配置成通过互补配合关系插入键帽中。
6.根据本实用新型的一种实施方式，所述按键结构包括配置在径向相对的所述翅片上的两个水平凸起。
7.根据本实用新型的一种实施方式，至少一个所述水平凸起纵向配置成半柱状。
8.根据本实用新型的一种实施方式，所述四个翅片的至少一个翅片包括与所述轴线共线延伸的突出的垂直凸起。
9.根据本实用新型的一种实施方式，至少一个所述垂直凸起纵向配置成半柱状。
10.根据本实用新型的一种实施方式，所述按键结构进一步包括：偏压机构，所述偏压机构配置成在所述键杆垂直下压时施加回复力，使得所述键杆返回到休止位置。
11.本实用新型的另一个方面提供一种按键系统，包括：按键，其包括：壳体；键杆，其配置成在所述壳体内沿着由所述键杆限定的纵轴线垂直下压，所述键杆包括由四个翅片限定的顶端，所述四个翅片径向突出并且与所述轴线正交，从而形成十字形布置，所述四个翅片的每一个翅片进一步包括两个彼此相对且大致垂直的细长面部，所述四个翅片的至少一个翅片包括水平突出的凸起，所述凸起穿过所述垂直的细长面部纵向延伸，和键帽，其包括：顶部表面，和接收壳体，其配置成通过摩擦配合接收并固紧所述键杆的所述顶端。
12.根据本实用新型的一种实施方式，所述接收壳体具有十字形凹腔，所述十字形凹腔配置成接收并固紧所述键杆的所述顶端，所述十字形凹腔大于所述键杆的所述十字形顶端，和所述十字形凹腔小于所述键杆的所述十字形顶端与所述水平凸起之和。
13.根据本实用新型的一种实施方式，所述键杆由比所述接收壳体更硬的材料构成，和在所述接收壳体的所述十字形凹腔固紧到所述键杆的所述十字形顶端时，所述水平凸起导致所述接收凹腔变形，以使所述水平凸起在形成摩擦配合的同时还用作卡钩。
14.根据本实用新型的一种实施方式，所述键杆由聚甲醛(pom)构成，所述键帽由热塑性聚合物构成。
15.本实用新型的实施方式相对于现有技术提供了显著的改进。例如，水平凸起增加了键杆和接收壳体之间的摩擦配合的强度，防止键帽与按键意外脱离。另外，水平凸起改善了键帽与按键之间的固紧作用，防止键帽相对于按键产生松旷而发出噪音。本领域技术人员应该理解，本实用新型的技术进步不仅限于上述内容。本领域技术人员在阅读本实用新型的说明书、权利要求书以及附图的同时，可以理解本实用新型的其他有益效果。
附图说明
16.图1是根据本实用新型一种具体实施方式的按键系统的分解立体图；
17.图2是根据本实用新型一种实施方式的按键的局部立体图，示出了键杆结构；
18.图3是根据本实用新型一种实施方式的键帽的局部底视图，示出了键帽底部的接收壳体；
19.图4是根据本实用新型一种具体实施方式的按键系统的顶视图，示出了键帽与按键的配合关系；和
20.图5是沿着图4中所示的a-a方向的截面图，具体示出了按键的第一翅片的水平凸起与键帽的接收壳体的第一开口的配合关系。
具体实施方式
21.在本部分中描述了根据本技术的方法和装置的代表性应用。提供这些示例仅是为了增加情境内容并帮助理解所描述的实施方式。因此对于本领域技术人员而言明显的是，可以在没有这些具体细节中的一些或所有具体细节的情况下实践所描述的实施方式。在其他情况下，没有详细描述公知的处理步骤，以避免不必要地混淆所描述的实施方式。其他应用也是可能的，因此以下示例不应视为限制。
22.应理解，本技术实施方式中“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或者两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，以及单独存在b的情况，其中a、b可以是单数或者复数。符号“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。文中的“至少一(项)个”或其他类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a、b或c中的至少一项(个)，k可以表示a；b；c；a和b；a和c；b和c；或者 a，b和c，其中a、b、c可以是单个，也可以是多个。
23.在下文详细描述中，参考了附图，这些附图形成了描述的一部分，并且在附图中以图示的方式示出了根据所描述的实施方式的特定实施方式。尽管足够详细地描述了这些实
施方式以使本领域技术人员能够实践所描述的实施方式，但是应当理解的是，这些示例不是限制性的；因此，可以使用其他实施方式，并且可以在不脱离所描述的实施方式的精神和范围的情况下进行改变。
24.图1是根据本实用新型一种具体实施方式的按键系统10的分解立体图。如图1所示，按键系统10包括按键100和键帽200。按键100可以通过摩擦配合与键帽200配合在一起。在需要更换键帽200时，使用者可以利用夹子卡住键帽200边缘向上拉拔键帽200，使得键帽200从按键100脱离。然后使用者可以将新的键帽200按压在按键100上，以使两者通过摩擦配合固紧在一起。如图1所示，键帽200包括顶部和底部，其中所述顶部包括顶部表面210，而所述底部包括设置在所述键帽200底部中心的接收壳体220(见图3)。
25.如图1所示，按键100包括大致矩形的基座110，从基座110中部沿着纵轴线l0向上延伸的壳体120，和位于壳体120内、大致呈十字形的键杆130。可以理解的是，这里所述的纵轴线l0指的是垂直于基座110表面112的轴线。换句话说，纵轴线l0由键杆 130的长度所限定。在一些实施方式中，壳体120配置成圆筒状，具有一定的壁厚，例如 0.8-1.2毫米(mm)。在按键100与键帽200配合在一起时，按压键帽200可以使得键杆 130连同壳体120沿着其纵轴线垂直下压，完成击键动作。根据本实用新型未示出的实施方式，按键100包括设置在壳体120下方的偏压机构。所述偏压机构配置成在键杆130垂直下压时向其施加回复力，使得键杆130在下压的力消失后返回到休止位置。如图1所示，键杆130包括由4个翅片134a、134b、134c和134d所限定的顶端132。这4个翅片134a
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134d从纵轴线l0径向向四周突出并且与纵轴线l0正交，形成十字形布置。在按键100与键帽200配合时，键杆130的顶端132配置成通过互补配合关系插入键帽200中。更具体的说，键杆130的顶端132配置成通过互补配合关系插入键帽200的接收壳体220中。为了方便描述，翅片134a又称为第一翅片134a，翅片134b又称为第二翅片134b，翅片134c 又称为第三翅片134c，和翅片134d又称为第四翅片134d。
26.图2是根据本实用新型一种实施方式的按键100的局部立体图，示出了键杆130的结构。图2中浅色的阴影示出了键帽200配合在键杆130上。如图2所示，每一个翅片134a
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134d包括彼此相对且大致垂直的细长面部135a和135b。为方便描述，以下以第一翅片 134a为例进行说明。垂直的细长面部135a和135b从键杆130的顶部沿着纵轴线l0延伸到键杆130的底部。根据本实用新型的一种实施方式，四个翅片134a-134d中的至少一个翅片，例如第一翅片134a，包括水平突出的凸起136。根据本实用新型的一种实施方式，如图2所示，凸起136穿过对应的垂直的细长面部135b以垂直于纵轴线l0的角度延伸。在一种实施方式中，凸起136沿着平行于键杆130的顶部的方向延伸。或者说，凸起136 沿着水平方向延伸。因此，在以下说明中，凸起136又称为水平凸起136。在本实用新型的一种实施方式中，凸起136沿着其纵向设置成半柱状。这里应该理解，所谓凸起136沿着其纵向设置为半柱状，指的是水平凸起136沿着水平方向设置为半柱状，其沿着纵轴线 l0方向的横截面为半圆形。本领域技术人员可以理解，本实用新型并不限制于横截面为半柱状的凸起136。横截面为其他形状的凸起136，例如三角形、矩形、梯形等，也落入本实用新型的保护范围。
27.在本实用新型的一种实施方式中，第一翅片134a相对的两个细长面部135a和135b 都设置有凸起136。在本实用新型的另一种实施方式中，径向相对的两个翅片各自的一个细长面部设置有凸起136。例如，第一翅片134a和第三翅片134c位于同一侧的细长面部设置有
凸起136，或者第一翅片134a和第三翅片134c位于不同侧的细长面部设置有凸起 136。例如，第二翅片134b和第四翅片134d位于同一侧的细长面部设置有凸起136，或者第二翅片134b和第四翅片134d位于不同侧的细长面部设置有凸起136。在本实用新型的另一种实施方式中，径向相对的两个翅片134a和134c各自的相对的两个细长面部上都设置有凸起136。例如，第一翅片134a和第三翅片134c各自的相对的两个细长面部设置有凸起136，或者第二翅片134b和第四翅片134d各自的相对的两个细长面部设置有凸起136。根据本实用新型的一种实施方式，在键杆130包括多个凸起136时，至少其中一个凸起 136纵向配置成半柱状。
28.如图2所示，在本实用新型的一种实施方式中，翅片134a-134d的至少一个翅片，例如第二翅片134b，包括与纵轴线l0共线延伸的突出的垂直凸起137。这里应该理解，所谓与纵轴线l0共线延伸，指的是垂直凸起137沿着与纵轴线l0平行的方向延伸。根据本实用新型的一种实施方式，第二翅片134b的相对的两个细长面部可以都包括垂直凸起137，如图2所示。根据本实用新型的一种实施方式，径向相对的翅片各自的一个细长面部可以包括垂直凸起137。例如，第二翅片134b和第四翅片134d各自的其中一个细长面部可以包括垂直凸起137。如图2所示，根据本实用新型的另一种实施方式，径向相对的第二翅片134b和第四翅片134d各自的两个相对的细长面部都可以包括垂直凸起137。根据本实用新型的一些实施方式，至少一个垂直凸起137沿着其纵向配置成半柱状。这里应该理解，所谓垂直凸起137沿着其纵向配置成半柱状，指的是垂直凸起137沿着与纵轴线l0平行的方向配置成半柱状，而其沿着水平方向的横截面为半圆形。本领域技术人员可以理解，本实用新型并不限制于横截面为半圆形的垂直凸起137。横截面为其他形状的垂直凸起 137，例如三角形、矩形、梯形等，也落入本实用新型的保护范围。
29.在另一种未示出的实施方式中，至少其中一个翅片，例如第一翅片134a，可以在其细长面部135a包括垂直凸起137，而在其细长面部135b包括水平凸起136。或者相反，第一翅片134a可以在其细长面部135b包括垂直凸起137，而在其细长面部135a包括水平凸起136。
30.图3是根据本实用新型一种实施方式的键帽200的局部底视图，示出了键帽200底部的接收壳体220。为了清晰起见，图3中省略了键帽200的顶部表面210。如图3所示，接收壳体220包括相对于纵轴线l0(图3中沿着进入纸面的方向)正交的四个开口222a、 222b、222c和222d。这四个开口222a-222d形成具有共同中心的十字形凹腔。所述共同中心与键杆130的中心重合。在键帽200与按键100配合时，所述十字形凹腔配置成通过摩擦配合接收并固紧键杆130的顶端132。根据本实用新型的一种实施方式，键帽200的接收壳体220的所述十字形凹腔构造轮廓以使四个开口222a-222d的每一个开口的近端比所述十字形凹腔的四个开口222a-222d的每一个开口的远端狭窄。为了方便描述，开口220a 又称为第一开口222a，开口222b又称为第二开口222b，开口222c又称为第三开口222c，和开口222d又称为第四开口222d。具体来说，以第一开口222a为例说明。第一开口222a 包括近端224和远端226。本领域技术人员应该理解，这里所述的近端和远端是相对于所述四个开口222a-222d的共同中心而言的。第一开口222a的近端224宽度为w1，而远端 226的宽度为w2。在本实用新型的一种实施方式中，w1小于w2。根据本实用新型的一种实施方式，第一开口222a的远端226的轮廓构造为曲线形状，例如扁平的椭圆弧状。第一开口222a的形状构造成，在键杆130的第一翅片134a与接收壳体220的第一开口 222a配合时，第一翅片134a的直角拐角不接触第一开口222a的轮廓，以下有详细描述。根据一种实施方式，第一翅片134a的直角拐角的顶点距离
第一开口222a的轮廓的距离可以设置为0.1-0.3毫米。如此设置的第一开口222a的形状类似于花瓣状。第二开口222b、第三开口222c和第四开口222d可以类似于第一开口222a设置为同样的花瓣状。如此设置的开口222a-222d所形成十字形凹腔从图3的底视图上来看，形成大致四片花瓣状。
31.所述四个开口222a-222d均类似于开口222a的构造，因此在键杆130的四个翅片 134a-134d分别与键帽200的接收壳体220的四个开口222a-222d各自配合时，各个翅片 134a-134d的直角拐角顶点均不接触相对应的开口222a-222d的轮廓。
32.以下参照图4具体说明键帽200与按键100的配合关系。图4是根据本实用新型一种具体实施方式的按键系统10的顶视图，示出了键帽200与按键100的配合关系。为了图示清晰起见，图4中省略了键帽200的顶部表面210以及按键100的底座110。
33.如图4所示，键帽200的接收壳体220的十字形凹腔配合在按键100的键杆130上，且接收壳体220的所述十字形凹腔大于键杆130的十字形顶端132。开口222a-222d通过摩擦配合分别接收并固紧键杆130的翅片134a-134d。即，第一开口222a通过摩擦配合接收并固紧第一翅片134a，第二开口222b通过摩擦配合接收并固紧第二翅片134b，第三开口222c通过摩擦配合接收并固紧第三翅片134c，和第四开口222d通过摩擦配合接收并固紧第四翅片134d。具体来说，以第一翅片134a为例进行说明。第一翅片134a包括线性面部137a和直角拐角138a。根据本实用新型的一种实施方式，直角拐角138a不接触第一开口222a。具体的说，直角拐角138a的顶点不接触开口222a的轮廓，两者之间的距离可以设置为0.1-0.3毫米。其他的翅片134b-134d也类似于第一翅片134a这样设置。如此设置的键帽200在更换过程中，键杆130的翅片134a-134d的直角拐角不会对键帽200的接收壳体220的开口222a-222d施加作用力，可以减轻甚至避免更换键帽200导致开口222a
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222d的轮廓发生开裂。
34.如图4所示，键帽200的各个开口222a-222d的尺寸针对键杆130的翅片134a-134d 进行设计，使得接收壳体220的所述十字形凹腔的尺寸小于键杆130的顶端132与水平凸起136的尺寸之和。因此，在键帽200的接收壳体220的十字形凹腔配合按键100的键杆 130时，第一翅片134a上的水平凸起136接触第一开口222a并且抵靠第一开口222a的轮廓使其发生弹性变形，以使水平凸起136在与第一开口222a的轮廓形成摩擦配合的同时还用作卡钩。在一种实施方式中，水平凸起136可以与第一开口222a的近端224接触并与之形成摩擦配合。水平凸起136与第一开口222a的摩擦配合以及卡钩作用，可以进一步防止键帽200从按键100意外脱落，并且增加了键帽200与按键100之间的固紧作用，防止键帽200相对于按键100产生松旷而发出噪音。本领域技术人员可以理解，在键杆 130的翅片134a-134d包括多个水平凸起136的情况下，各个翅片134a-134d上的水平凸起 136均分别与其对应的开口222a-222d的轮廓形成摩擦配合。根据本实用新型的一种实施方式，为了让水平凸起136导致第一开口222a的轮廓发生弹性形变，键杆130用比接收壳体220更硬的材料制成。例如，在一种实施方式中，键杆130用聚甲醛(pom)制成，而接收壳体220用热塑性聚合物制成。在另一种替代实施方式中，按键100整体用聚甲醛制成，而键帽200整体用热塑性聚合物制成。
35.如图4所示，在键帽200的接收壳体220的各个开口222a-222d分别与键杆130的各个翅片134a-134d相互配合时，设置在第四翅片134d上的垂直凸起137与第四开口222d 接触并抵靠第四开口222d的轮廓使其发生弹性变形，以进一步增加第四翅片134d与第四开口222d之间的摩擦力，提供进一步的固紧作用。在第二翅片134b上也包括垂直凸起 137的情
况下，该垂直凸起137与第二开口222b接触并抵靠第二开口222b的轮廓使其发生弹性变形，以进一步增加第二翅片134b与第二开口222b之间的摩擦力，提供进一步的固紧作用。
36.图5是沿着图4中所示的a-a方向的截面图，具体示出了按键100的第一翅片134a 上的水平凸起136与键帽200的接收壳体220的第一开口222a的配合关系。如图5所示，水平凸起136在该实施方式中构造成直角梯形形状，且该梯形中与上下底边垂直的腰(沿着水平方向)位于水平凸起136的下部。如此设置的水平突起136的卡钩作用更为明显，在键帽200与按键100配合之后，可以进一步防止键帽200与按键100意外脱离并且进一步防止两者之间产生松旷。
37.出于说明的目的，前文描述使用特定术语来提供对所描述的实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，为了实践所描述的实施方式，不需要特定细节。因此，出于说明和描述的目的，给出了特定实施方式的前文描述。特定实施方式的前文描述不旨在排他性的或不旨在将所描述的实施方式限制为所公开的精确形式。对于本领域普通技术人员而言将明显的是，鉴于上述教示，许多改型和变型是可能的。