CN103208387A - 一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置包括键帽（1）、弹性体（11）、薄膜开关片（12）、支撑板（15）、一对连杆支撑（16），连杆支撑（16）上端与键帽形成转动连接或滑动连接，下端与支撑板形成转动连接或滑动连接，且一对连杆支撑（16）通过相互之间力的传递构成同步联动支撑结构，以确保键帽（1）平行于支撑板（15）升降运动，其特征是：同一张基板板料（17）经落料冲压分别成型有单独的连杆板料（18）、支撑板板料（19）；其中所述连杆支撑（16）由连杆板料（18）经冲压后成型而成；所述支撑板（15）由支撑板板料（19）成型而成。采用本发明的结构，能够省去连杆的材料成本、工艺成本，大幅降低键盘的生产成本。

Description

一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置

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。

背景技术

在装配于笔记本电脑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，在低高度型键盘中使用的键开关装置设有：支撑板(例如，金属薄板或键盘的下部底板)，设置在支撑板上方的键帽，相互联动并安装在支撑板的上方的朝竖直方向导引并支承键帽的一对塑料连杆部件，对应于键帽的升降运动开闭电路的触点部的开关机构，确保键帽能够恢复至高位的弹性结构（一般为橡胶弹圈）。通过一对塑料连杆部件相互联动，确保键帽能够相对于支撑板朝实质上垂直方向保持平行于支撑板的姿态进行升降运动。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、塑料连杆部件的刚性、塑料连杆部件与键帽配合间隙，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。

现有笔记本型或掌上型计算机等便携式电子装置中普遍采用薄型塑料X支撑结构装置。参见图1、图2现有键盘的键结构装置包括键帽1、弹性体11、薄膜开关片12、有配合部的支撑板15、有连杆配合部的一对塑料连杆支撑16，塑料连杆支撑16通过连杆配合部分别与键帽1、支撑板15的配合部转动或滑动连接。从侧面看呈X状安装的塑料连杆支撑16通过中部附近相互之间力的传递构成同步联动支撑结构，以确保键帽1平行于支撑板15升降运动。现阶段塑料连杆支撑16普遍采用内连杆4、外连杆8的搭配结构，其中一个连杆支撑连杆臂的中部附近成型有中枢轴，另一个连杆支撑连杆臂的中部附近成型有中枢孔，其中中枢轴与中枢轴形成转动配合，进而构成确保键帽1能够平行于支撑板15升降运动的同步联动支撑结构。

支撑板15的配合部由支撑板转动部13及支撑板滑动部14构成，连杆支撑16由内连杆4及外连杆8构成，连杆支撑16的连杆配合部分别由塑料外下铰轴9、塑料内下滑轴7及塑料上铰轴10。塑料外上滑轴6构成，同步联动支撑结构由内连杆4上的塑料中枢轴5与塑料外连杆8上的外框中枢孔铰接构成。

塑料内连杆4上的塑料中枢轴5与塑料外连杆8上的外框中枢孔铰接，塑料外下铰轴9及塑料内下滑轴7分别与支撑板15上的支撑板转动部13及支撑板滑动部14呈转动配合、滑动配合。塑料上铰轴10及塑料外上滑轴6分别与键帽1上的键帽滑动部3 及键帽转动部2呈滑动配合、转动配合。

弹性体11被安装固定在薄膜开关片12上表面并与键帽1的内凹下表面对应，薄膜开关片12被安装固定在支撑板15的上表面，支撑板15上的支撑板转动部13及支撑板滑动部14穿过薄膜开关片12上的相应贯穿孔，并位于薄膜开关片12上表面上方附近。

虽然由相互联动的塑料内连杆4、塑料外连杆8构成的连杆支撑部件（后简称为塑料连杆）广泛应用在低高度键盘中，但它一直存在以下几点不足：

1、 塑料连杆结构微小（6mm×10mm×0.7mm）、刚度要求高（塑料连杆臂的截面尺寸0.7 mm×1mm）。现阶段多采用高强塑料来生产仍不能满足刚度要求，且材料成本一直居高不下。

2、 塑料连杆结构比较小，并且存在孔轴结构，生产工艺比较复杂。现阶段生产使用的模具都存在侧抽芯（模具结构复杂，成本高，并且生产过程中容易出现注塑不足等缺陷），塑料连杆结构微小，而且大量生产必须采用热流道注塑成型（注塑机投入成本高、能耗高）。

3、 塑料注塑成型都有一定的保压时间（一般保证45秒以上的保压时间才能保证注塑质量）。为了保证生产，现阶段最大注塑模具已经是一次生产64个塑料连杆。如果要进一步提高生产效率，一次能够生产128的话，模具的设计制造成本均会大幅度增加。

4、 现有键盘各部件生产比较分散，周转成本相对较高，进而导致现有键盘的组装工艺效率低，成本高。键盘的生产、组装工艺包括：塑料连杆注塑生产、支撑板鈑金的冲压生产、将塑料连杆组装成塑料X支撑结构装置、将X支撑结构装置组装在支撑板。

5、 塑料连杆采用孔轴配合构成的联动支撑结构，导致塑料连杆的安装工艺复杂。现阶段的生产一般都是先将一对塑料连杆形成孔轴铰接的X结构，然后才将一对连杆安装在支撑板上；塑料连杆结构小，且容易断裂，现阶段无法实现自动化安装，安装成本一直居高不下。

6、 塑料连杆结构小，容易出现注塑缺陷。为保证产品质量，现阶段塑料连杆的生产过程中均采用全检测，质量检测的成本也非常高。

生产现有笔记本键盘所需设备：

生产键帽的注塑机

连杆注塑设备（精密高速注塑机）：优质的热流道注塑设备几十万/台

连杆注塑模具-----一次注塑能生产64个小连杆的热流道模具两付---模具成本100万---200万，一个键盘需90对连杆，假设模具使用寿命100万次，每个键盘的模具成本在1.2元/个---2.4元/个。

橡胶弹圈生产设备、金属支撑板中冲压设备、冲压模具

连杆支撑的材料成本及模具成本、生产工艺成本及将连杆支撑安装到支撑板上的安装成本居高不下，是笔记本电脑键盘成本远高于传统台式电脑键盘的主要因素。同时塑料连杆刚性差、配合间隙大，是笔记本电脑键盘急需解决的问题。

怎样效率生产连杆支撑并高效率安装，怎样降低有连杆支撑的笔记本电脑键盘成本，怎样提高笔记本电脑键盘的耐久性（也即提高结构纤细的塑科连杆支撑的耐久性），怎样提高连杆刚度并减少配合间隙，从而减少手指击打到键帽的边缘时，键帽被击打时的侧位移的空行程。已成为一直困扰笔记本电脑键盘厂商至今的老大难问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是利用现有键盘生产支撑板15的板料同时生产支撑板15与连杆支撑16，从而大幅度的减低键盘的生产成本，并在一定程度上提高键盘的使用寿命、手感等指标。本发明的一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置包括键帽1、弹性体11、薄膜开关片12、支撑板15、一对连杆支撑16，连杆支撑16上端与键帽形成转动连接或滑动连接，下端与支撑板形成转动连接或滑动连接，且一对连杆支撑16通过相互之间力的传递构成同步联动支撑结构，以确保键帽1平行于支撑板15升降运动，其特征是：同一张基板板料17经落料冲压分别成型有单独的连杆板料18、支撑板板料19；其中所述连杆支撑16由单独的连杆板料18经冲压后成型而成；所述支撑板15由单独的支撑板板料19成型而成。

进一步的特征是：所述基板板料17的大小、尺寸与支撑板15大小、尺寸相近。

进一步的特征是：支撑板板料19内的贯穿槽19a形状、尺寸与连杆板料18相同

进一步的特征是：支撑板板料（19）的贯穿槽（19a）尺寸与连杆板料（18）尺寸误差均为正负0.1mm。

本发明的积极效果

采用钣金冲压成型本发明的超小键结构装置还具以下优势：

1、  在现有的支撑板板料上直接取料生产连杆支撑，省去了连杆支撑的材料成本，同时在支撑板上取料最少，使成型后的支撑板强度较高。

2、  多个连杆支撑等距地连接在一起，连杆支撑可简单高效自动顶入支撑板上的连接部，并与支撑板上的连接部形成配合，连杆支撑的安装效率及安装效费比高于现有塑料连杆支撑的安装80—100倍。

3、  连杆支撑的结构强度及结构刚度大幅提高，生产能耗大幅降低、结构刚度高、结构强度高经久耐用，提高了连杆的耐久性及连杆的质量，连杆支撑材料在生产过程中损耗小，无注塑缺陷的隐患(造成连杆在使用过程中断裂等)。

4、  本发明直接用低廉的冲压设备及廉价的步进模在鈑料上连续高效成型连接在一起的连杆支撑，而不必另用高性能的工程塑料等生产连杆支撑，同时省去了用以生产连杆支撑的上百万高速注塑机、上百万开发高精度的热流道塑料模具。

5、  采用同一副模具冲压生产的连杆支撑结构一致性更好，在一定程度上能够改善现阶段键盘键帽高度不一致的问题。

6、  采用金属连杆支撑代替塑料连杆支撑，连杆刚度、耐久度进一步提高，能够提高键开关装置的使用寿命，在使用过程中的一致性也更好。

7、  支撑板和连杆支撑采用相同的工艺，可以在一个地方生产，这样大幅度的减少了生产占地，减少了搬运等物流过程，进一步降低生产成本。

8、  采用钣金冲压的工艺代替注塑成型的工艺，检验成本更低。一般钣金冲压采用抽检即可，注塑成型一般是全检。

9、  安装方便。

附图说明

图1是一个标准键的现有塑料连杆支撑结构装置的组成结构图；

图2是一个标准键的现有塑料连杆支撑结构装置的连接关系图；

图3是采用本发明的连杆支撑的键结构装置的组成关系图；

图4是本发明的基板板料的主视图；

图5是本发明基板板料落料后成型连杆板料与支撑板板料的示意图；

图6是本发明连杆板料的主视图；

图7是本发明的连杆支撑的立体图；

图8是本发明的支撑板板料的立主视图；

图9是本发明的支撑板的立体图；

图10是本发明的键帽的立体图；

图11是本发明的连杆支撑安装在支撑板上的立体图；

图12是本发明的键开关装置的主视图；

图13是本发明的键开关装置的剖视图；

图14是本发明的键开关装置的另一剖视图；

图15是本发明的键开关装置的另一剖视图。

具体实施方式

其特征是：同一张基板板料17经落料冲压分别成型有单独的连杆板料18、支撑板板料19；其中所述连杆支撑16由单独的连杆板料18经冲压后成型而成；所述支撑板15由单独的支撑板板料19成型而成。

进一步的特征是：所述基板板料17的大小、尺寸与支撑板15大小、尺寸相近。

进一步的特征是：支撑板板料19内的贯穿槽19a形状、尺寸与连杆板料18相同

进一步的特征是：支撑板板料（19）的贯穿槽（19a）尺寸与连杆板料（18）尺寸误差均为正负0.1mm。

实施例1

如图3所示，本发明的键开关装置包括键帽1、弹性体11、薄膜开关片12、支撑板15、一对连杆支撑16。连杆支撑16上端与键帽1转动连接或滑动连接，下端与支撑板15转动连接或滑动连接。在本发明中，连杆支撑16上端与键帽1形成转动连接，与支撑板14形成滑动连接。

如图4所示，本发明的基板板料17结构。图中虚线部分表示连杆板料18的成型形状、尺寸。

应确保基板板料17的尺寸、形状与支撑板15的尺寸、形状相似。

如图5所示，基板板料17经冲压落料后分别成型有连杆板料18与支撑板板料19。

应确保连杆板料18与支撑板板料19完全分开。

在生产过程中，支撑板板料19内的贯穿槽19a形状、尺寸与连杆板料18相同时，支撑板15的强度最好，材料基本上无浪费。

如图6、图7所示，连杆板料18经模具冲压后，成型为本发明键开关装置的连杆支撑16。连杆支撑16左侧连杆臂21上末端成型有连杆支撑16的上联动配合部20，右侧杆臂21上末端成型有连杆支撑16的下联动配合部24。两连杆臂21上分别成型有由连杆臂21板料折弯成型的折弯圆弧配合部25，折弯圆弧配合部25构成连杆支撑16与键帽1连接的连杆上配合部。连杆支撑16的连杆板面22上端成型有圆弧折弯边26，连杆板面22下端成型有半圆形配合部23，半圆形配合部23构成连杆支撑16与支撑板15连接的连杆下配合部。半圆形配合部23延伸超出两连杆臂21外侧。

如图8、图9所示，支撑板板料19经模具冲压后，成型为本发明键开关装置的支撑板15。支撑板15上成型有4个支撑板滑动部14。支撑板15贯穿槽19a之间成型有两个让位槽27。

如图10所示，本发明的键帽结构上成型有4个键帽转动部2。键帽转动部2由键帽凸包2a与键帽凹槽2b构成。

如图11所示，连杆支撑16安装在支撑板15上。连杆支撑16的半圆形配合部23与支撑板滑动部14形成滑动配合。左侧连杆支撑16的上联动配合部20、下联动配合部24分别与右侧连杆支撑16的下联动配合部24、上联动配合部20形成相互支撑的滑动配合，从而构成能确保键帽1平行于支撑板15升降运动的同步联动结构。

如图12、图13、图14、图15所示，连杆支撑16与键帽1形成转动配合。其中连杆支撑16的折弯圆弧配合部25的内表面与构成键帽转动部2的键帽凸包2a形成转动配合；折弯圆弧配合部25的外表面与构成键帽转动部2的键帽凹槽2b形成转动配合。左侧连杆支撑16的上联动配合部20、下联动配合部24分别与右侧连杆支撑16的下联动配合部24、上联动配合部20形成相互支撑的滑动配合，从而构成能确保键帽1平行于支撑板15升降运动的同步联动结构。

Claims (4)

1.本发明的一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置包括键帽（1）、弹性体（11）、薄膜开关片（12）、支撑板（15）、一对连杆支撑（16），连杆支撑（16）上端与键帽形成转动连接或滑动连接，下端与支撑板形成转动连接或滑动连接，且一对连杆支撑（16）通过相互之间力的传递构成同步联动支撑结构，以确保键帽（1）平行于支撑板（15）升降运动，其特征是：同一张基板板料（17）经落料冲压分别成型有单独的连杆板料（18）、支撑板板料（19）；其中所述连杆支撑（16）由单独的连杆板料（18）经冲压后成型而成；所述支撑板（15）由单独的支撑板板料（19）成型而成。

2.如权利要求1所述的一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置，其特征是：所述基板板料（17）的大小、尺寸与支撑板（15）大小、尺寸相近。

3.如权利要求1所述的一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置，其特征是：支撑板板料（19）的贯穿槽（19a）形状、尺寸与连杆板料（18）相同。

4.如权利要求3所述的一张板取料分开成型连杆和支撑板的键开关装置，其特征是：支撑板板料（19）的贯穿槽（19a）尺寸与连杆板料（18）尺寸误差均为正负0.1mm。

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