CN101866769A

CN101866769A - 弹性关节连臂结构

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Publication number: CN101866769A
Application number: CN200910058992A
Authority: CN
Inventors: 陈�峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-10-20

Abstract

本发明公开了一种用于进行敲键操作的键开关装置，具有制作成本低的特点。该弹性关节连臂结构包括有键滑动部24的键帽1、塑料薄膜开关组3、支承板4、其上端与键滑动部24滑动连接并左右对称的支撑臂板13，其特征是：在其上端均向内倾斜的支撑臂板13的下端有弹性下关节19。在弹片板上一次成型一批左右对称的支连臂、复位动作部件，在安装工装配合下，其安装工效提高几十倍，安装工艺已接近台式机键盘的安装工艺的生产效率。采用本发明后，大幅简化了键开关装置，具有组装简单、易于批量生产，生产工艺成本及材料成本低的特点。使薄形、手感好目前主要应用于笔记本电脑的键盘全面应用于台式机键盘成为可能。该弹性关节连臂结构可广泛应用于计算机键盘、各类嵌入式键盘及进行敲键操作的键开关装置。

Description

弹性关节连臂结构

所属技术领域

本发明涉及进行敲键操作的键开关装置，特别涉及装载在作为电子仪器的输入装置的键盘中的键开关装置。本发明还涉及设有多个这种键开关装置的键盘。

背景技术

现有的键开关装置参见图22、图23、图24均主要由键帽1、硅橡胶弹圈I、塑料薄膜开关组3、支承板4等构成。，圆拱状动作部件

最常见的键开关装置参见图24，键帽1由与键帽1连接成一体的导向柱V及挂钩VII构成，键帽1的导向柱V与上面板的导向孔VI间隙配合，呈圆拱状动作部件--硅橡胶弹圈I将键帽1向上顶起至挂钩VII挂在上面板的下表面，此类键开关装置最大优点是便于生产及组装、生产成本较低，目前广泛应用于台式机电脑键盘等开关装置。此类键开关装置最大缺点是击打键帽四个角部时，一致性较差，手感也相对较差、键开关装置厚度较大。

在装配于笔记本型或掌上型计算机等便携式电子装置中的薄型，即低高度型键盘中，要求促进进行击打操作的键开关装置的低高度化，并且提高其操作性即手感好-----。一般情况下，能够在低高度型键盘中使用的键开关装置设有：支承板(例如，金属薄板或键盘的下部底板)，设置在支承板上方的键帽，相互连动以在支承板的上方朝升降方向导引支承键帽的一对连杆部件，对应于键帽的升降运动开闭电路的触点部的开关机构。通过一对连杆部件相互连动，键帽能够相对于支承板、朝实质上垂直方向保持规定的姿态，同时进行升降运动。键开关装置的敲键操作特性会受到所述键帽的升降动作的行程量以及伴随升降动作中所谓敲键感觉的敲键操作特性的影响。

最早出现在笔记本型或掌上型计算机等便携式电子装置中的薄型X键开关装置。参见图22此装置用二个通过中部铰轴II铰连的铰板III形成X构架键装置，并通过呈圆拱状动作部件--硅橡胶弹圈I将键帽1向上顶起。此X构架键装置实现了薄型即低高度化、手感一致性好，但其组装较为困难，要将数量众多的微小尺寸(6mmX10mm)的铰板III铰连组装成X构架，并将其与键帽与与支承板连接，组成连接均手工完成，生产效率非常低。详见200520129247.X专利

近年日本富士通推出的八型构架键装置较X构架键装置组装方便一些，参见图23此装置用二个顶部有齿的两个连杆IV分别与键帽1及支承板4连接，并通过呈圆拱状动作部件--硅橡胶弹圈I将键帽1向上顶起。但该八形构架键装置要将数量众多的微小尺寸(8mmX10mm)的铰板III组装成八构架，并将其分别与键帽与与支承板连接，组成连接均手工完成，生产效率非常低。

详200510078691.8专利

以90键位的笔记本电脑键盘为例，每个键位有一对支连臂即连杆，一个笔记本键盘共计需注塑生产180个耐磨且有强度的支连臂。

安装时需将有180个尺寸微小的支连臂的一端分别与90个键帽或滑动连接或转动连接，支连臂的另一端分别与支承板或滑动连接或转动连接，所有安装工作需手工安装，尺寸微小的支连臂安装工作量大且安装困难，生产效率非常低。

为实现键帽的低高度化，支连臂往往被设计成很薄的小尺寸零件，同时支连臂需沉受几百万次的冲击，支连臂的材料一般均采用高性能的工程塑料，导致材料成本的上升。

呈圆拱状动作部件即键帽的复位零件，也必须沉受几百万次的冲击，呈圆拱状动作部件一般均采用材料成本较高的硅橡胶材料，进一步导致材料成本的上升。

单个的支连臂、呈圆拱状动作部件导致笔记本电脑键盘工艺成本、材料成本居高不下，影响了笔记本电脑成本的进一步降低，同时严重影响了该类手感好、超薄的键结构在台式机键盘的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制作成本低的弹性关节连臂结构。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括有键滑动部24的键帽1、塑料薄膜开关组3、支承板4、其上端与键滑动部24滑动连接并左右对称的支撑臂板13，其特征是：在其上端均向内倾斜的支撑臂板13的下端有弹性下关节19。

采用的技术方案是：包括键帽1、塑料薄膜开关组3、支承板4、支撑臂板13，其特征是：对称分布的同步调节臂15的一端通过弹性上关节18分别与支撑臂板13的上部连接，同步调节臂15的另一端在位于对称分布的支撑臂板13的中部铰接形成调节臂铰连部21；键帽1上的键中部导向部25与同步调节臂15上的调节臂铰连部21滑动配合。

进一步的是：在支撑臂板13两侧并位于支连板贯穿孔11边缘的弹性体支连板2的水平连接板上有支连板叠褶部22。

进一步的是：有其上端与弹性下关节19连接，其下端与弹性体支连板2的水平板面连接的左右对称的支撑臂竖板12。

进一步的是：调节臂铰孔16、调节臂铰轴17是在左右同步调节臂15的悬臂边分别通过褶边形成，调节臂铰孔16与调节臂铰轴17转动配合形成同步调节臂15的调节臂铰连部21，左右同步调节臂15以调节臂铰连部21为中心左右对称。

进一步的是：左右对称的支撑臂轴台14的中心连线高于调节臂铰连部21的中心。

更进一步的是：其特征在于所说的弹性关节连臂结构的支承板限位部6穿过塑料薄膜开关组3上的薄膜开关贯穿孔5分别与左右支撑臂竖板12配合。

本发明的积极效果是：

本发明的弹性关节连臂结构具有：在弹片板上一次成型一批左右对称的支连臂、复位动作部件，在安装工装配合下，其安装工效提高几十倍，安装工艺已接近台式机键盘的安装工艺的生产效率。

以90键位的现有笔记本电脑键盘为例，需注塑生产180个耐磨且有强度的支连臂，需将180个尺寸微小的支连臂分别与键帽、支承板连接安装；同时需要呈圆拱状动作部件即键帽的复位零件90个。

采用本发明后，180个支连臂及动作部件均用冲压模具一体成型在一张板金薄片上，用一个薄片零并代替几百个零件，省去了数量众多且尺寸微小的一对支连臂(180个)的注塑生产；同时取消了呈圆拱状的动作部件--硅橡胶弹圈(90个)，大幅降低了材料成本；省去了数量众多且尺寸微小的支连臂分别与键帽、支承板的连接安装，大幅降低了工艺成本。

大幅简化了键开关装置，具有组装简单、易于批量生产，生产工艺成本及材料成本低的特点。使薄形、手感好目前主要应用于笔记本电脑的键盘全面应用于台式机键盘成为可能。该弹性关节连臂结构可广泛应用于计算机键盘、各类嵌入式键盘及进行敲键操作的键开关装置。

附图说明

图1是本发明弹性关节连臂结构的总体结构图；

图2是本发明的弹性体支连板的板金展开图；

图3是本发明的的弹性体支连板的冲压成型后的结构图；

图4是本发明的弹性体支连板的冲压成型支连板叠褶部后的结构图；

图5是本发明的弹性体支连板的府视图；

图6是本发明的弹性体支连板的侧视图；

图7是本发明的键帽的结构示意图；

图8是本发明的键帽处于上限位置的总装结构府视图；

图9是图8的A-A剖视示意图；

图10是图8的B-B剖视图；

图11是图8的C-C剖视图；

图12是图9的键帽处于下限位置的结构图；

图13是图10的键帽处于下限位置的结构图；

图14是在一张板金上成型多个弹性关节连臂结构的示意图、

图15是调节臂铰连部的安装工装I；

图16是推压叠褶完后调节臂铰连部的位置图

图17是图16的局部放大图；

图18是调节臂铰连部的推压安装工装II；

图19是图18的局部放大图；

图20是推压安装工装II推压调节臂铰连部安装到位的位置图；

图21是键帽的安装工装III。

具体实施方式

如图1～图21所示

其特征是：在其上端均向内倾斜的支撑臂板13的下端有弹性下关节19。

其特征是：对称分布的同步调节臂15的一端通过弹性上关节18分别与支撑臂板13的上部连接，同步调节臂15的另一端在位于对称分布的支撑臂板13的中部铰接形成调节臂铰连部21；键帽1上的键中部导向部25与同步调节臂15上的调节臂铰连部21滑动配合。

在支撑臂板13两侧并位于支连板贯穿孔11边缘的弹性体支连板2的水平连接板上有支连板叠褶部22。

有其上端与弹性下关节19连接，其下端与弹性体支连板2的水平板面连接的左右对称的支撑臂竖板12。

调节臂铰孔16、调节臂铰轴17是在左右同步调节臂15的悬臂边分别通过褶边形成，调节臂铰孔16与调节臂铰轴17转动配合形成同步调节臂15的调节臂铰连部21，左右同步调节臂15以调节臂铰连部21为中心左右对称。

左右对称的支撑臂轴台14的中心连线高于调节臂铰连部21的中心。

其特征在于所说的弹性关节连臂结构的支承板限位部6穿过塑料

实施例1

图1～图14是弹性关节连臂结构的示意图。

参见图1、本发明由键帽1、支承板4、塑料薄膜开关组3、由在一张有弹性的金属薄片上成型的对称分布的支撑臂板13、对称分布的同步调节臂15构成的弹性体支连板2等构成。

键帽1位于弹性体支连板2上方，塑料薄膜开关组3位于弹性体支连板2下方，支承板4位于塑料薄膜开关组3下方。在支承板4的上表面有四个向上延伸的支承板限位部6，在塑料薄膜开关组3上有四个与支承板限位部6相对应的薄膜开关贯穿孔5，在塑料薄膜开关组3上有开关电气触点(图中未表示)。

参见图2、在一张有弹性的金属薄片上，通过冲模成型贯穿板面的贯穿孔：下关节贯穿槽8、上关节贯穿槽9、支连板贯穿槽11；冲压成型：左右对称的支撑臂内凹部7、调节臂内凹部10，形成弹性体支连板2的板金展开结构。

参见图3、通过冲模褶边成型：支撑臂轴台14、调节臂铰孔16、调节臂铰轴17；通过冲模分别成型：左右对称的支撑臂竖板12、左右对称的支撑臂板13、左右对称的同步调节臂15。

参见图4、通过冲模叠褶边成型：通过在支撑臂板13两侧，并位于支连板贯穿孔11边缘的连接板上成型支连板叠褶部22，使左在对称的调节臂铰孔16、调节臂铰轴17相互靠近，再通过工装将调节臂铰轴17压入调节臂铰孔16内形成调节臂铰连部21。(压入工装见后)

参见图2、图3、图4、应确保支撑臂板13左右对称，调节臂铰连部21位于左右支撑臂轴台14的中部。

参见图2、图3、左右对称的支撑臂内凹部7、左右对称的调节臂内凹部10分别加强了支撑臂板13、同步调节臂15的刚度，同时在两个折弯处的下关节贯穿槽8、上关节贯穿槽9削弱了上下折弯处的刚度，从而在上下折弯处形成弹性上关节18、弹性下关节19。使支撑臂板13、同步调节臂15分别可绕弹性下关节19、弹性上关节18小角度转动。

参见图3、图4、支撑臂竖板12呈竖立状，其下端与弹性体支连板2的水平板面连接，其上端通过弹性下关节19与支撑臂板13的下端连接，支撑臂板13的上端通过弹性上关节18与同步调节臂15的一端连接。

参见图3、图4、左同步调节臂15的末端的调节臂铰轴17与同步调节臂15的末端的右调节臂铰孔16铰接形成调节臂铰连部21。

参见图5、支撑臂板13与同步调节臂15连接在一起，分别在左右两边形成两个倒置的凸形，在左部的凸形的左右上角分别有大于左同步调节臂15宽度的右调节臂铰孔16，在右部的凸形的中部附近有调节臂铰轴17，在上下两调节臂铰轴17中部、上下两调节臂铰孔16中部分别有贯穿圆弧缺口，两圆弧缺口相对应形成键触发部过孔20。在左右凸形的四个肩部分别有支撑臂轴台14，在四个支撑臂轴台14的下部均有一个贯穿缺口。

参见图6、支撑臂板13呈类似的八形左右对称，应确保左右两支撑臂轴台14圆心的连线高于调节臂铰连部21的圆心。

参见图7、在键帽1的键内凹底面23的中部附近有呈圆柱形的键开关触发部26，键中部导向部25位于键开关触发部26两侧并左右对称，在键中部导向部25相向的表面上有键中部导向槽27。键滑动部24左右对称并位于键内凹底面23的左右边缘，键滑动部24由上下、左右对称的四个导向槽安装缺口28、导向槽挡块29构成。

参见图8、图9、图示为键帽1处于上限位置，将四个支撑臂轴台14从键滑动部24上的导向槽安装缺口28压入导向槽挡块29，应使左右支撑臂轴台14可在键内凹底面23与导向槽挡块29之间的空间内相向自由滑动；应使调节臂铰连部21可沿键中部导向槽27向下滑动。四个支承板限位部6与左右支撑臂竖板12配合。

参见图9、图示为键帽1处于上限位置，应确保键中部导向槽27位于键滑动部24的左右端面的中部，

参见图10、图示为键帽1处于上限位置，应确保键开关触发部26与塑料薄膜开关组3上的开关电气触点(图中未表示)相对应，为使击键时有较好的手感也可在键开关触发部26与塑料薄膜开关组3的开关电气触点(图中未表示)之间加设橡胶缓冲片。

参见图11、图示为键帽1处于上限位置时，左右撑臂轴台14在键滑动部24内的位置图，四个支承板限位部6穿过薄膜开关贯穿孔5与左右支撑臂竖板12配合。

参见图12、图示为键帽1处于下限位置时，左右撑臂轴台14在键滑动部24内的位置及调节臂铰连部21的位置图。

参见图13、图示为键帽1处于下限位置时，键开关触发部26与塑料薄膜开关组3的开关电气触点(图中未表示)接触的位置图。

参见图14、在一张有弹性的金属薄片上成型多个弹性体支连板2的结构图。

参见图15、图示为将调节臂铰轴17置于有调节臂铰孔16的同步调节臂15上表面的上顶工装30。

在压合支连板叠褶部22时，用上顶工装30将有调节臂铰轴17的同步调节臂15顶起，必须确保将有调节臂铰轴17的同步调节臂15的顶起高度高于相对应的调节臂铰孔16的外圆表面，在压合支连板叠褶部22过程中，调节臂铰轴17越过调节臂铰孔16的外圆表面，至压合支连板叠褶部22完成，调节臂铰轴17被置于有调节臂铰孔16的同步调节臂15上表面。

参见图16、图17、调节臂铰轴17被置于有调节臂铰孔16的同步调节臂15上表面的位置图。

参见图18、图19、通过下支承工装33及有梯形钭面32的合拢压头31，将有弹性的调节臂铰轴17压入有弹性的调节臂铰孔16内。

参见图19、合拢压头31在外力F作用下梯形钭面32向下移动的同时，梯形钭面32的左右斜面推动调节臂铰轴17、调节臂铰孔16相向移动，调节臂铰轴17、调节臂铰孔16产生弹性变形，调节臂铰轴17逐步进入调节臂铰孔16内。

参见图20、梯形钭面32向下移动至调节臂铰轴17进入调节臂铰孔16内的位置图。

参见图21、将通弹性体支连板2置于键下支承工装34上，键下支承工装34的上表面与通弹性体支连板2的左右对称的同步调节臂15下表面、左右支撑臂板13下表面吻合，将四个支撑臂轴台14与键帽1键滑动部24上的导向槽安装缺口28对准，通过在键帽1施加外力F，导向槽安装缺口28挤压四个支撑臂轴台14，支撑臂轴台14产生弹性变形而缩小，支撑臂轴台14被压入导向槽挡块29内。

当键帽1在外力作用下被按下时，键帽1通过键滑动部24给支撑臂板13上的左右撑臂轴台14向下推力，在该推力作用下左右支撑臂板13分别绕弹性下关节19转动，左右撑臂轴台14在键滑动部24内相向移动，同时左右对称的同步调节臂15绕弹性上关节18转动，同步调节臂15的调节臂铰轴17在调节臂铰孔16转动，由调节臂铰轴17与调节臂铰孔16铰接形成调节臂铰连部21沿键中部导向部25上的键中部导向槽27向下移动，键帽1在被压下的过程中，左边的同步调节臂15同左边的支撑臂板13形成的夹角与右边的同步调节臂15同右边的支撑臂板13形成的夹角始终相等，确保了左右撑臂轴台14在键滑动部24内同步相向移动，从而确保键帽1平行于弹性体支连板2的水平板面向下移动，键帽1克服弹性上关节18、弹性下关节19的弹力向下移动，至键开关触发部26与塑料薄膜开关组3的开关电气触点(图中未表示)接触。

当键帽1的外力被去掉时，键帽1在弹性上关节18、弹性下关节19的弹力作用下向上移动，至左右撑臂轴台14在键滑动部24内相反移动，左右撑臂轴台14至键滑动部24的左右端面而被阻挡时，键帽1复位。

Claims

1.本发明的一种敲击键装置的弹性关节连臂结构，包括有键滑动部(24)的键帽(1)、塑料薄膜开关组(3)、支承板(4)、其上端与键滑动部(24)滑动连接并左右对称的支撑臂板(13)，其特征是：在其上端均向内倾斜的支撑臂板(13)的下端有弹性下关节(19)。

2.本发明的一种敲击键装置的弹性关节连臂结构，包括键帽(1)、塑料薄膜开关组(3)、支承板(4)、支撑臂板(13)，其特征是：对称分布的同步调节臂(15)的一端通过弹性上关节(18)分别与支撑臂板(13)的上部连接，同步调节臂(15)的另一端在位于对称分布的支撑臂板(13)的中部铰接形成调节臂铰连部(21)；键帽(1)上的键中部导向部(25)与同步调节臂(15)上的调节臂铰连部(21)滑动配合。

3.根据权利要求1或2、所述的弹性关节连臂结构，其特征在于所说的弹性关节连臂结构的在支撑臂板(13)两侧并位于支连板贯穿孔(11)边缘的弹性体支连板(2)的水平连接板上有支连板叠褶部(22)。

4.根据权利要求1或2、或3、所述的弹性关节连臂结构，其特征在于所说的弹性关节连臂结构有其上端与弹性下关节(19)连接，其下端与弹性体支连板(2)的水平板面连接的左右对称的支撑臂竖板(12)。

5.根据权利要求1或2、或3、或4、所述的弹性关节连臂结构，其特征在于所说的弹性关节连臂结构的调节臂铰孔(16)、调节臂铰轴(17)是在左右同步调节臂(15)的悬臂边分别通过褶边形成，调节臂铰孔(16)与调节臂铰轴(17)转动配合形成同步调节臂(15)的调节臂铰连部(21)，左右同步调节臂(15)以调节臂铰连部(21)为中心左右对称。

6.根据权利要求1或2、或3、或4、或5、所述的弹性关节连臂结构，其特征在于所说的弹性关节连臂结构的左右对称的支撑臂轴台(14)的中心连线高于调节臂铰连部(21)的中心。

7.根据权利要求1或2、或3、或4、或5、或6、所述的弹性关节连臂结构，其特征在于所说的弹性关节连臂结构的支承板限位部(6)穿过塑料薄膜开关组(3)上的薄膜开关贯穿孔(5)分别与左右支撑臂竖板(12)配合。