CN103744529B - 用于电脑键盘的按键单元及电脑键盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘。所述按键单元包括键帽及按键开关，所述键帽盖设所述按键开关，所述按键开关包括按压支架、固定本体、弹性支撑体及薄膜开关层，所述按压支架包括一导程柱，所述导程柱贯穿所述固定本体，所述弹性支撑体夹设于所述按压支架与所述固定本体之间，所述薄膜开关层包括薄膜开关，所述弹性支撑体控制所述导程柱侧面与所述薄膜开关之间在弹性抵接与分离两个状态之间切换，对应实现所述按键单元在导通与非导通之间切换。本发明的按键单元及电脑键盘具有手感佳、成本低的优势。

Description

用于电脑键盘的按键单元及电脑键盘

技术领域

本发明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单元及采用所述按键单元的电脑键盘。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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，本发明提供一种手感佳、成本低的电脑键盘及电脑键盘用的按键单元。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种用于电脑键盘的按键单元，所述键帽盖设所述按键开关，所述按键开关包括按压支架、固定本体、弹性支撑体及薄膜开关层，所述按压支架包括一导程柱，所述导程柱贯穿所述固定本体，所述弹性支撑体夹设于所述按压支架与所述固定本体之间，所述薄膜开关层包括薄膜开关和通孔，所述通孔与所述薄膜开关相对应，所述弹性支撑体控制所述导程柱侧面与所述薄膜开关之间在弹性抵接与分离两个状态之间切换，对应实现所述按键单元在导通与非导通之间切换，所述薄膜开关是自所述薄膜开关层裁切形成的悬置片状结构，当所述导程柱的一端贯穿所述通孔，并侧面抵接所述薄膜开关时，所述按键单元导通，当所述导程柱的侧面与所述薄膜开关相互分离时，所述按键单元非导通。

在本发明的一较佳实施例中，所述薄膜开关垂直于所述薄膜开关层设置。

在本发明的一较佳实施例中，所述按键单元还包括垫片层，所述垫片层夹设于所述薄膜开关层与所述固定本体之间，所述垫片层包括收容孔、片体及弹性突起，，所述片体自所述垫片层延伸设置，所述弹性突起设于所述片体表面，并与所述薄膜开关相对应，所述导程柱贯穿所述收容孔，所述导程柱贯穿所述固定本体及所述垫片层后，侧面选择性弹性抵接所述弹性突起。

在本发明的一较佳实施例中，所述片体与所述垫片层相互垂直设置。

在本发明的一较佳实施例中，所述片体夹设于所述薄膜开关与所述导程柱侧面之间，当所述导程柱侧面抵压所述片体的弹性突起时，所述片体同时传输压力至所述薄膜开关。

在本发明的一较佳实施例中，所述薄膜开关层及所述垫片层均包括多个位置相对应的透光孔，光线穿过所述透光孔贯穿所述按键单元。

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，所述键帽盖设所述按键开关，所述按键开关包括按压支架、固定本体、弹性支撑体及薄膜开关层，所述按压支架包括一导程柱，所述导程柱贯穿所述固定本体，所述弹性支撑体夹设于所述按压支架与所述固定本体之间，所述薄膜开关层包括薄膜开关，所述弹性支撑体控制所述导程柱侧面与所述薄膜开关之间在弹性抵接与分离两个状态之间切换，对应实现所述按键单元在导通与非导通之间切换。

本发明的按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘中，设置所述导程柱直接侧面弹性或者间接抵压所述薄膜开关，所述弹性支撑体控制所述导程柱侧面与所述薄膜开关之间在弹性抵接与分离两个状态之间切换，对应实现所述按键单元在导通与非导通之间切换，简化结构，且降低成本，同时保证机械键盘的较佳手感。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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：

图1是本发明一较佳实施方式所揭示电脑键盘的立体分解示意图。

图2是图1所示电脑键盘的一组按键单元的立体分解示意图。

图3是图2所示按键开关立体分解示意图。

图4是图3所示按键开关组装后的的立体剖视图。

图5是图3所示垫片层的局部侧面剖视图。

图6是图3所示薄膜开关层的侧面意图。

图7是图6所示薄膜开关的侧面剖视图。

图8是图3所示按键开关其中一种工作状态示意图。

图9是图3所示按键开关其中另一种工作状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种电脑键盘，如图1所示，所述电脑键盘1包括具中空区域的盖体11、底板13、控制电路板15、固定板16、支撑板19及多个键帽20和按键单元21的按压支架211、弹性支撑体213、固定本体215、薄膜开关层219，其中所述键帽20和按键开关21组成所述按键单元。所述按键开关21是由按压支架211、弹性支撑体213、固定本体215配合所述垫片层217、所述薄膜开关层219组成而成。

所述盖体11配合所述底板13围成一端开口的收容空间。所述控制电路板15、固定板16、支撑板19及按键开关21对应收容在所述收容空间内。所述多个按键单元阵列设置，所述固定板16及支撑板19夹设在所述盖板11与所述底板13之间。所述固定板16上设置有多个通孔160以对应嵌套固定所述按键开关21。所述按键开关21部分收容于所述通孔160，另一部分则对应收容在所述盖体11的中空区域并裸露上表面。

再请参阅图2，是图1所揭示电脑键盘的按键单元与固定板配合的立体分解示意图。所述按键单元包括键帽20及按键开关21(参阅图3)。所述键帽20盖设于所述按键开关21一端，并随所述按键开关21同步上下移动。

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。

再请结合参阅图3及图4，其中图3是图2所示按键单元其中一组按键开关的立体分解示意图，图4是图3所示按键开关组装后的立体剖视图。所述按键单元的按键开关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1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。

所述按键开关21包括按压支架211、弹性支撑体213、固定本体215、垫片层217及薄膜开关层219。

所述按压支架211包括抵接端2111、本体2113、挡块2115、滑槽2117、定位突起2118及导程柱2119。

所述抵接端2111自所述本体2113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2113整体截面呈“工”字型的柱体。所述挡块2115分别设于所述本体2113的二相对侧表面，且所述挡块2115成对设置，即：每二挡块2115对称设于所述本体的二相对侧表面，并相对所述本体2113对称。

所述滑条2117是一形成在所述本体2113外侧表面的长条形结构。所述四滑条2117相对于所述本体2113呈中心对称。

所述定位突起2118设于所述本体2113的下表面，其与所述本体2113一体结构。

所述导程柱2119设于所述本体2113的远离所述抵接端2111侧表面，且自所述本体2113中心延伸形成。

所述弹性支撑体213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，所述弹性支撑体213套设于所述按压支架211的导程柱2119上。

所述固定本体215包括四侧壁2150、弹性卡勾2151、第一限位端2153a、第二限位端2153b、滑槽2154及套管2155。

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。

所述突起2152设于所述侧壁2150的外围，用于实现当所述按键开关21组装于电脑键盘1时，其与所述弹性卡勾2151一起将按键单元21贯穿所述通孔160，卡合固定在所述固定板16上。

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2115与所述第一限位端2153a相对应，当所述挡块2115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2118与所述第二限位端2153b相对应，当所述限位突起2118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。

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2117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。

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2119贯穿所述套管2155，所述弹性支撑体213直接套设在所述套管2155及所述导程柱2119的外侧。

本实施方式的按键开关21工作时，所述固定架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。

所述垫片层217是硅胶材料加工而成的薄膜层，具体如图5所示。所述垫片层217包括多个悬设的片体2171、弹性突起2172及收容孔2173。所述片体2171分别与所述收容孔2173相对应，其自所述收容孔2173的边缘朝垂直于所述垫片层217的方向延伸悬置。所述片体2171自所述垫片层217的收容孔2173经注塑工艺一体加工形成。所述弹性突起2172形成在所述片体2171表面，且高出所述片体2171的表面。

所述薄膜开关层219是一表面阵列悬置多个薄膜开关2191的薄膜层，具体如图6所示。所述薄膜开关层219包括多个薄膜开关2191及通孔2193。所述通孔2193阵列设于所述薄膜开关层219表面。所述薄膜开关2191与设于所述垫片层217的片体2171上的弹性突起2172分别相对应。所述薄膜开关2191悬设于所述薄膜开关层219的通孔2193边缘。所述薄膜开关2191自所述薄膜开关层219的通孔2193处裁切形成。

所述薄膜开关2191包括相对间隔设置的第一电极2191a及第二电极2191b，具体如图7所示。在压力作用下，所述第一电极2191a与所述第二电极2191b对应接触实现导通；当取消施加压力时，则所述第一电极2191a与所述第二电极2191b对应分离实现断开。

当组装所述按键开关21时，首先，所述垫片层217与所述薄膜开关层219叠合设置，且所述片体2171的弹性突起2172与所述薄膜开关层219的薄膜开关2191对应叠设。所述弹性突起2172的另一侧表面抵接所述薄膜开关2191所在位置。

其次，提供所述弹性支撑体213套设于所述固定本体215的套管2155上，并收容于所述固定本体215内。

然后，所述按压支架211的导程柱2119、所述弹性支撑体213收容于所述固定本体215的中空收容空间内。所述滑条2117与所述固定本体215的滑槽2154对应嵌套配合，所述挡块2115卡设在所述第一限位端2153a与所述第二限位端2153b之间时，所述导程柱2119对应贯穿所述套管2155，所述弹性支撑体213套设在所述导程柱2119及所述套管2155外侧。

接着，将所述按键开关21的弹性卡勾2151和突起2152与所述固定板16的通孔160相配合，夹设所述固定板16实现卡合固定，使得所述按键开关21的固定本体215相对所述固定板16静止。

最后，提供键帽20盖设于所述按压支架211的上端。

如此，完成所述按键开关21的组装。

请同时参阅图8及图9，分别是所述按键开关工作时的两种工作状态示意图。所述按键开关21的工作原理如下：

首先，用户施加压力至所述键帽20；

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219方向移动，缩短二者之间的间距。

具体而言，所述按压支架211向下移动，带动所述按压支架211的滑条2117沿所述固定本体215的滑槽2154相对向下滑动，所述导程柱2119同步向下位移，其端部穿过所述固定本体215的套管2155，从侧面抵压所述垫片层217的片体2171的弹性突起2172。

再者，通过所述片体2171的弹性突起2172自身的弹性结构，传递侧面弹力抵压所述薄膜开关层219的薄膜开关2191，以致所述第一电极2191a、第二电极2191b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。

最后，用户释放压力，则所述弹性支撑体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2119同步向上移动，使得所述导程柱2119的侧部与所述垫片层217的片体2171的弹性突起2172相互分离，同时，带动所述片体2171停止挤压，所述薄膜开关2191相分离，实现所述第一电极2191a、第二电极2191b非接触断开，从而实现开关闭合，结束产生输入信号。

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，利用弹性支撑体213配合所述按压支架211实现机械按压的传递，同时利用导程柱2119侧面与所述垫片层217、所述薄膜开关层219的弹性抵压与停止抵压触发所述薄膜开关2191的接通与断开，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。

作为上实施方式的进一步改进，设置所述片体2171与所述垫片层217相互垂直设置，所述薄膜开关2191与所述薄膜开关层219相互垂直设置，进而将所述垫片层217的片体2173直接与所述薄膜开关2191叠合设置，通过所述导程柱2119侧面弹性抵压实现按键开关，其中所述垫片层为多个弹性颗粒组成的阵列，可以采用塑胶材料直接注塑成型，进一步简化结构和工艺。

当然，作为上述实施方式的改进，还可以省略使用垫片层217，将所述导程柱2119的侧面直接抵接悬置的薄膜开关2191。当所述导程柱2119随所述滑动支架211上下移动过程中，当所述导程柱2119向下移动时，则对应抵压所述薄膜开关2191，实现导通；当所述导程柱2119向上移动时，则所述导程柱2119与所述薄膜开关2191相互分离，对应的薄膜开关2191位置的压力消失，实现断开。

在本实施方式中，同时还在所述垫片层217与所述薄膜开关层219表面设置多个透光孔(图未示)，光线经过所述透光孔可以贯穿所述按键开关21投射至所述键帽20。

相较于现有技术，在本实施方式中，取消使用垫片层217，简化元件结构，减少元件数量，进一步方便组装且降低成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于电脑键盘的按键单元，其包括键帽及按键开关，所述键帽盖设所述按键开关，所述按键开关包括按压支架、固定本体、弹性支撑体及薄膜开关层，所述按压支架包括一导程柱，所述导程柱贯穿所述固定本体，所述弹性支撑体夹设于所述按压支架与所述固定本体之间，其特征在于，所述薄膜开关层包括薄膜开关和通孔，所述通孔与所述薄膜开关相对应，所述弹性支撑体控制所述导程柱侧面与所述薄膜开关之间在弹性抵接与分离两个状态之间切换，对应实现所述按键单元在导通与非导通之间切换，所述薄膜开关是自所述薄膜开关层裁切形成的悬置片状结构，当所述导程柱的一端贯穿所述通孔，并侧面抵接所述薄膜开关时，所述按键单元导通，当所述导程柱的侧面与所述薄膜开关相互分离时，所述按键单元非导通。

2.根据权利要求1所述的用于电脑键盘的按键单元，其特征在于，所述薄膜开关垂直于所述薄膜开关层设置。

3.根据权利要求2所述的用于电脑键盘的按键单元，其特征在于，所述按键单元还包括垫片层，所述垫片层夹设于所述薄膜开关层与所述固定本体之间，所述垫片层包括收容孔、片体及弹性突起，所述片体自所述垫片层延伸设置，所述弹性突起设于所述片体表面，并与所述薄膜开关相对应，所述导程柱贯穿所述收容孔，所述导程柱贯穿所述固定本体及所述垫片层后，侧面选择性弹性抵接所述弹性突起。

4.根据权利要求3所述的用于电脑键盘的按键单元，其特征在于，所述片体与所述垫片层相互垂直设置。

5.根据权利要求3所述的用于电脑键盘的按键单元，其特征在于，所述片体夹设于所述薄膜开关与所述导程柱侧面之间，当所述导程柱侧面抵压所述片体的弹性突起时，所述片体同时传输压力至所述薄膜开关。

6.根据权利要求5所述的用于电脑键盘的按键单元，其特征在于，所述薄膜开关层及所述垫片层均包括多个位置相对应的透光孔， 光线穿过所述透光孔贯穿所述按键单元。

7.一种电脑键盘，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1-6中任意一项所述的按键单元。