CN105185636B - 一种键盘按键及键盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种键盘按键及键盘，包括键帽、基座以及电路板，键盘按键还包括：键帽、支架、杠杆、扭簧及支撑柱；支架固定于键帽的键柱上；杠杆设置于键帽与基座之间，杠杆包含左臂、右臂以及枢接部，枢接部位于左臂与右臂之间且套设于支架上；扭簧包含第一、第二子扭簧以及驱动杆，驱动杆抵接于右臂上朝向电路板的第一侧；支撑柱固定于电路板或基座上且抵接于第一侧。当键帽沿第一方向朝基座运动时，键帽带动右臂抵压支撑柱，支撑柱对右臂施加相反于第一方向的压力以带动右臂、左臂围绕支架朝第三方向旋转，右臂朝第三方向旋转带动驱动杆朝第三方向旋转进而带动第一子扭簧、第二子扭簧发生弹性形变，直至左臂抵压电路板，电路板导通。

Description

一种键盘按键及键盘

技术领域

本发明涉及键盘技术领域，尤其涉及一种包含扭簧的键盘按键及使用该键盘按键的键盘。

背景技术

随着人们对日常用品的要求的升高，人们对电脑特别是操作电脑时常用的电脑键盘的要求也越来越高。

图1为现有技术中的一种键盘按键处于自由状态时的剖面图，如图1所示，键盘按键200包括键帽201、橡胶圆顶202、电路板203以及基座204，其中，橡胶圆顶202用于支撑键帽201且用于当使用者按压键帽201时提供弹性回复力。橡胶圆顶202通常是由硅橡胶(Silicon Rubber)射出成型整片或者通过一模多穴的工艺将硅橡胶黏贴于塑料上。但硅橡胶成本较高、一模多穴或整片射出边角的工艺制造的硅胶圆顶202的边角与中心材质有差异导致手感偏差，另外黏贴的精度只可控制在正/负0.3mm(毫米)导致精度较低。

发明内容

本发明提供一种键盘按键及键盘，以解决上述问题。

第一方面，本发明提供一种键盘按键，包括键帽、基座以及电路板，该键盘按键还包括：键帽、支架、杠杆、扭簧以及支撑柱；该键帽包含键柱；该支架固定于该键柱上；该杠杆设置于该键帽与该基座之间，该杠杆包含左臂、右臂以及枢接部，该枢接部连接该左臂与该右臂且位于该左臂与该右臂之间，该枢接部套设于该支架上，以使该左臂及该右臂位于该支架两侧并且以该枢接部为轴心进行旋转；该扭簧包含第一子扭簧、第二子扭簧以及驱动杆，该第一子扭簧套设于该支架上，该第二子扭簧套设于该支架上，该第一子扭簧、该第二子扭簧分别位于该枢接部的两端，该驱动杆连接该第一子扭簧、该第二子扭簧且位于该第一子扭簧与该第二子扭簧之间，且该驱动杆至少有一部分延伸出该支架外以使该驱动杆抵接于该右臂上；该支撑柱固定于该电路板或该基座上且凸出于该电路板，并抵接于该右臂的第一侧。其中，当该键帽沿第一方向朝该基座运动时，该键帽带动该右臂抵压该支撑柱，该支撑柱对该右臂施加相反于该第一方向的压力以带动该右臂、该左臂围绕该支架朝第三方向旋转，该右臂朝该第三方向旋转带动该驱动杆朝该第三方向旋转进而带动该第一子扭簧、该第二子扭簧发生弹性形变，直至该左臂抵压该电路板，该电路板导通；其中该第一子扭簧、该第二子扭簧发生该弹性形变以产生驱动该键帽复位的弹性回复力。

较佳的，于该左臂抵压该电路板后，当取消沿该第一方向的该作用力时，藉由该驱动杆及该支撑柱对该右臂的合力的作用，使该支架产生沿该第二方向的运动及使该右臂产生以该支架为旋转轴的沿第四方向的旋转运动，从而使该左臂脱离该电路板及使该键帽沿该第二方向运动远离该基座，其中该第四方向与该第三方向相反，该第二方向与该第一方向相反。

较佳的，该支架固定于该键柱的第一侧壁以及第二侧壁上，该第一侧壁与该第二侧壁相对。

较佳的，该第一子扭簧的第一端、该第二子扭簧的第三端分别固定于该键柱的该第一侧壁与该第二侧壁上，该第一端与该第三端相对。

较佳的，该驱动杆为U型杆，该U型杆的中间部抵接于该右臂上，自该中间部延伸的两端分别连接该第一子扭簧的第二端、该第二子扭簧的第四端，该第二端与该第四端相邻。

较佳的，该键柱的第一侧壁、第二侧壁上设置有相对应的两个孔，以固定该支架至该键柱上，该第一侧壁与该第二侧壁相对。

较佳的，该电路板上设置有导通引脚，该左臂接触该导通引脚以抵压该电路板进而使得该电路板导通。

较佳的，该键柱包括第一侧壁、第二侧壁，该第一侧壁与该第二侧壁相对，该第一侧壁的内侧与该第二侧壁的内侧上分别设置有用以固定该第一子扭簧的第一端、该第二子扭簧的第三端的凹槽，该第一端与该第三端相对。

较佳的，该枢接部的两端分别设置有与该支架匹配的卡勾或套接环，以套设该枢接部于该支架上。

较佳的，定义该电路板所在的平面为基准平面；于该基准平面上，该支架与该支撑柱具有第一间距；该支撑柱与该基准平面之间具有第一高度；于自由状态时该支架与该基准平面之间具有第二高度，该支架被按压到底时该支架与该基准平面之间具有第三高度，该第一高度大于该第三高度，该第二高度大于该第三高度。

第二方面，本发明提供一种键盘，包括多个键盘按键，该多个键盘按键中的至少一个为上述第一方面所述的键盘按键。

与现有技术相比，本发明提供的键盘按键及键盘，当对键帽施加朝向基座的作用力时，利用扭簧与杠杆相配合，使得扭簧发生弹性形变、杠杆左臂抵押电路板，实现键盘按键的电性导通，且利用扭簧发生弹性形变产生的弹性回复力驱动键帽复位，这样，利用了廉价的扭簧及杠杆(属于钣金件)代替成本相对较高的橡胶圆顶结构，成本降低，提高了使用者的手感以及精度，且避免了手感偏差。

附图说明

图1为现有技术中的一种键盘按键处于自由状态时的剖面图；

图2为本发明实施例提供的一种键盘按键的立体结构示意图；

图3为图2所述的键盘按键的爆炸结构示意图；

图4为图2所述的键盘按键处于自由状态时沿A-A′方向的剖面结构示意图；

图5a至图5b为本发明实施例沿第一方向按压键帽的过程示意图；

图6a至图6b为本发明实施例取消按压键帽时键盘按键恢复至自由状态的过程示意图；

图7为本发明实施例提供的支架与支撑杆的位置关系示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图2为本发明实施例提供的一种键盘按键的立体结构示意图；图3为图2所述的键盘按键的爆炸结构示意图；图4为图2所述的键盘按键处于自由状态时沿A-A′方向的剖面结构示意图。如图2至图4所示，键盘按键100包括：键帽1、基座2、电路板3、支架4、杠杆5、扭簧6以及支撑柱7。键帽1包含键柱11，支架4固定于键柱11上。杠杆5设置于键帽1与基座2之间，杠杆5包含左臂51、右臂52以及枢接部53，枢接部53连接左臂51与右臂52且位于左臂51与右臂52之间，枢接部53套设于该支架4上以使得左臂51与右臂52位于支架4的两侧并且以枢接部53为轴心进行旋转，较佳的，如图3所示，枢接部53的两端设置有两个与支架4匹配的卡勾，当然，枢接部53的两端也可以设置有两个与支架4匹配的套接环，以套设杠杆5的枢接部53于支架4上。扭簧6包含第一子扭簧61、第二子扭簧62以及驱动杆63，较佳的，扭簧6为一体成型的，第一子扭簧61、第二子扭簧62均套设于支架4上且分别位于枢接部53的两端，驱动杆63连接第一子扭簧61、第二子扭簧62且位于第一子扭簧61、第二子扭簧62之间，且驱动杆63至少有一部分延伸出支架4外以使得驱动杆63抵接于右臂52。支撑柱7固定于电路板3或基座2上且凸出于电路板3，并且支撑柱7抵接于右臂52的第一侧521。当按压键帽1时，键帽1沿第一方向D1朝基座2运动，键帽1带动右臂52抵压支撑柱7，支撑柱7对右臂52施加相反于第一方向D1压力(即支撑柱7对右臂52施加沿第二方向D2的压力)以带动右臂52、左臂51围绕支架4朝第三方向D3旋转，右臂52朝第三方向D3旋转带动驱动杆63朝第三方向D3旋转进而带动第一子扭簧61、第二子扭簧62发生弹性形变，直至左臂51抵压电路板3，电路板3按键导通，以实现信号输入；进一步，电路板3上设置有导通引脚31，左臂51接触导通引脚31以抵压电路板3进而使得电路板3导通。其中，第一子扭簧61、第二子扭簧62发生弹性形变以产生驱动键帽1复位的弹性回复力。

较佳的，第一子扭簧61、第二子扭簧62套设于支架4上的部分的内径与枢接部53套设于支架4上的部分的内径大小基本相同，第一子扭簧61、第二子扭簧62套设于支架4上的部分的外径与枢接部53套设于支架4上的部分的外径大小基本相同；或者，第一子扭簧61、第二子扭簧62套设于支架4上的部分的内径大小大于枢接部53套设于支架4上的部分的内径，第一子扭簧61、第二子扭簧62套设于支架4上的部分的外径小于枢接部53套设于支架4上的部分的外径，以避免第一子扭簧61或第二子扭簧62在运动过程中卡于枢接部53上。较佳的，第一子扭簧61套设于支架4上的部分的长度、第二子扭簧62套设于支架4上的部分的长度以及枢接部53套设于支架4上的部分的长度之和与支架4的长度基本相等。

基座2具有上盖21与支撑盖22，上盖21与支撑盖22配合以使电路板3夹设于上盖21与支撑盖22之间。上盖21具有基板211与固定部212，基板211具有第二表面2111，第二表面2111垂直于中心轴线Z，固定部212为一柱状体结构，固定部212设置于上盖21的第二表面2111侧。较佳的，固定部212垂直于第二表面2111设置，固定部212沿该中心轴线Z的方向设置有键孔2121。支撑盖22具有第一表面221，第一表面221垂直于中心轴线Z。

键帽1还包括按压部12，按压部12的一侧提供给使用者按压，按压部12的另一侧设置键柱11，键柱11沿该中心轴线Z的方向设置且朝向固定部212。

支架4固定于键柱11的第一侧壁111以及第二侧壁112上，第一侧壁111与第二侧壁112相对；进一步，键柱11的第一侧壁111、第二侧壁112上设置有相对应的两个孔1112，以固定支架4至键柱11上。第一子扭簧61的第一端611、第二子扭簧62的第三端621分别固定于键柱11的第一侧壁111与第二侧壁112上，第一端611与第三端621相对，进一步，第一侧壁111的内侧与第二侧壁112的内侧上分别设置有用以固定第一子扭簧61的第一端611、第二子扭簧62的第三端621的凹槽。较佳的，驱动杆63为U型杆，U型杆的中间部抵接于右臂上，自U型杆的中间部延伸的两端分别连接第一子扭簧61的第二端612、第二子扭簧62的第四端622，第二端612与第四端622相邻。

定义键帽1朝向基座2运动的方向为第一方向D1,于键盘按键100组装完成时,键柱11可滑动地固定于键孔2121中；键柱11可于键孔2121内沿该第一方向D1上运动，以实现对键盘按键100的按压操作。第一子扭簧61、第二子扭簧62发生的弹性形变可以提供弹性回复力以供键帽1恢复至未被按压的状态。

参见图4，键盘按键100组装完成时，当处于自由状态时，支撑柱7抵接右臂52，使得按键处于预压状态。且于自由状态时，左臂51与电路板3上的导通引脚31的表面相距第一距离H，以保证不按压键帽1时，左臂51无法与电路板3干涉，电路板3对应的触点未被导通，即处于截止状态。进一步，驱动杆63的U型部分的中间部固定于右臂52上，以保证驱动杆63无法脱离右臂52。较佳的，驱动杆63的U型部分的中间部抵接于右臂52上的第二侧522，第二侧522与第一侧521相对。

图5a至图5b为本发明实施例沿第一方向按压键帽1的过程示意图，其中，图5a为键帽1被按压但键盘按键100未导通的一位置的剖面图，图5b为键盘按键100处于导通状态的剖面图。参见图4、图5a至图5b，当对键帽1的按压部12施加一沿该第一方向D1的作用力时，键柱11于键孔2121内由初始位置沿该第一方向D1朝向基座2的支撑盖22的第一表面221运动，亦即朝向电路板3运动，键帽1带动右臂52抵压支撑柱7，当该右臂52抵压支撑柱7时，固定于基座2上的支撑柱7对右臂52施加相反于键帽1下行方向的压力(即第二方向的压力)以带动右臂52、左臂51围绕支架4朝第三方向D3(即逆时针方向)旋转，右臂52朝第三方向D3旋转会带动驱动杆63朝第三方向D3旋转进而带动第一子扭簧61、第二子扭簧62发生弹性形变，直至键帽1由图4所示的初始位置经由图5a所示的位置运动至图5b所示的第一位置，此时，左臂51接触导通引脚31使得电路板3导通，以实现信号输入控制。

图7为本发明实施例提供的支架4与支撑杆7的位置关系示意图。如图7所示，X轴、Y轴、Z轴相互垂直，定义电路板3所在的平面为基准平面，图7中以X轴、Z轴构成的平面表示基准平面，以Y轴、Z轴构成的平面表示平行于键帽1运动方向的平面，实线所示的支架4表示键盘按键100处于自由状态时的支架4位置，当键盘按键100处于自由状态时，支架4在Y轴上相对于电路板3的高度为G2；虚线所示的支架4表示键帽1被按压且电路板3导通时支架4的位置(即支架4按压到底时支架4的位置)，当电路板3导通时，支架4在Y轴上相对于电路板的高度为G1；支撑柱7在Y轴上相对于电路板3的高度始终为F；支架4与支撑柱7在X轴上具有一距离E，以保证支撑柱7能够相对于支架4对右臂52施加压力。需要说明的是，为了保证键盘按键100的手感，当键盘按键100处于自由状态时，支架4在Y轴上相对于电路板3的高度G2大于支撑柱7在Y轴上相对于电路板3的高度F，而当电路板3导通，支架4在Y轴上相对于电路板3的高度G1小于支撑柱7在Y轴上相对于电路板3的高度F；由于支架4固定于键帽1上，支架4随着键帽1运动，键盘按键100的按键行程为G2与G1之差。

图6a至图6b为本发明实施例取消按压键帽1时键盘按键100恢复至自由状态的过程示意图。进一步参见图6a至图6b，于左臂51抵压电路板后，当取消对键帽1的按压部12施加的沿该第一方向D1的作用力时，藉由驱动杆63及支撑柱7对右臂52的合力的作用，使支架4产生沿第二方向D2(即向上)的运动及使右臂52产生以支架4为旋转轴的沿第四方向D4(即顺时针方向)的旋转运动，从而使左臂51脱离电路板3及使键帽1沿该第二方向D2运动远离电路板3及基座2，直至键盘按键100恢复自由状态(即键帽1复位)，其中，第四方向D4与第三方向D3相反，第二方向D2与第一方向D1的方向相反。在此需要说明的是，支架4之所以产生沿该第二方向D2的运动，主要是因为支撑柱7对支架4的向上的力矩作用及键孔2121对键柱11的空间上的限位作用；右臂52产生以支架4为旋转轴的沿第四方向D4的旋转运动，主要是因为驱动杆63对右臂52产生的向下的作用以及支撑柱7对右臂52的向上的力作用；左臂51脱离电路板3并以支架4为旋转轴的沿第四方向D4的旋转运动，主要是因为左臂51相对于右臂52的位置始终不变，而右臂52以支架4为旋转轴的沿第四方向D4的旋转会带动左臂51以相同的方向运动；键帽1沿该第二方向D2运动，主要是因为支架4固定于键帽1的键柱11上，支架4沿第二方向D2的运动会带动键帽1沿第二方向D2运动。

本发明一实施例中，键柱11上可以具有至少一个第一凸缘114，基座2上具有与至少一个第一凸缘114对应的至少一个限制部，此限制部可以为凹槽、凸缘或卡钩等。其中，当键盘按键100处于自由状态时，至少一个限制部与对应的至少一个凸缘114相互抵压；当键帽1沿第一方向D1运动时，至少一个限制部与对应的至少一个凸缘114分离；当第一子扭簧61、第二子扭簧62的弹性回复力使得键帽1沿第二方向D2运动时，至少一个限制部对对应的至少一个凸缘114产生沿第一方向D1的阻力，以防止键帽1飞出去且使得键盘按键100重新处于自由状态。较佳的，键柱11上具有两个第一凸缘114，且两个凸缘114分别设置于键柱11的第三侧壁与第四侧壁，第三侧壁、第四侧壁与第一侧壁111、第二侧壁112相邻，第三侧壁与第四侧壁相对。

本发明实施例还提供了一种键盘，包括多个键盘按键100，该多个键盘按键100中的至少一个为上述实施例所述的键盘按键100。

本发明实施例提供的键盘按键及键盘，当对键帽施加朝向基座的作用力时，利用扭簧与杠杆相配合，使得扭簧发生弹性形变、杠杆左臂抵押电路板，实现键盘按键的电性导通，当取消对键帽施加的作用力时，利用扭簧弹性形变产生的弹性回复力使得键盘按键恢复自由状态，这样，利用了廉价的扭簧及杠杆(属于钣金件)代替成本相对较高的橡胶圆顶结构，成本降低，提高了使用者的手感以及精度，且避免了手感偏差。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (11)

1.一种键盘按键，包括键帽、基座以及电路板，其特征在于，该键盘按键还包括：

键帽，包含键柱；

支架，固定于该键柱上；

杠杆，设置于该键帽与该基座之间，该杠杆包含：

左臂；

右臂；以及

枢接部，连接该左臂与该右臂且位于该左臂与该右臂之间，该枢接部套设于该支架上，以使该左臂及该右臂位于该支架两侧并且以该枢接部为轴心进行旋转；

扭簧，包含：

第一子扭簧，套设于该支架上；

第二子扭簧，套设于该支架上，该第一子扭簧、该第二子扭簧分别位于该枢接部的两端；以及

驱动杆，连接该第一子扭簧、该第二子扭簧且位于该第一子扭簧与该第二子扭簧之间，且该驱动杆至少有一部分延伸出该支架外以使该驱动杆抵接于该右臂上；以及

支撑柱，固定于该电路板或该基座上且凸出于该电路板，并抵接于该右臂的第一侧；

当对该键帽施加沿第一方向的作用力而使得该键帽沿该第一方向朝该基座运动时，该键帽带动该右臂抵压该支撑柱，该支撑柱对该右臂施加相反于该第一方向的压力以带动该右臂、该左臂围绕该支架朝第三方向旋转，该右臂朝该第三方向旋转带动该驱动杆朝该第三方向旋转进而带动该第一子扭簧、该第二子扭簧发生弹性形变，直至该左臂抵压该电路板，该电路板导通；其中该第一子扭簧、该第二子扭簧发生该弹性形变以产生驱动该键帽复位的弹性回复力。

2.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，于该左臂抵压该电路板后，当取消沿该第一方向的该作用力时，藉由该驱动杆及该支撑柱对该右臂的合力的作用，使该支架产生沿第二方向的运动及使该右臂产生以该支架为旋转轴的沿第四方向的旋转运动，从而使该左臂脱离该电路板及使该键帽沿该第二方向运动远离该基座，其中该第四方向与该第三方向相反，该第二方向与该第一方向相反。

3.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，该支架固定于该键柱的第一侧壁以及第二侧壁上，该第一侧壁与该第二侧壁相对。

4.如权利要求3所述的键盘按键，其特征在于，该第一子扭簧的第一端、该第二子扭簧的第三端分别固定于该键柱的该第一侧壁与该第二侧壁上，该第一端与该第三端相对。

5.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，该驱动杆为U型杆，该U型杆的中间部抵接于该右臂上，自该中间部延伸的两端分别连接该第一子扭簧的第二端、该第二子扭簧的第四端，该第二端与该第四端相邻。

6.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，该键柱的第一侧壁、第二侧壁上设置有相对应的两个孔，以固定该支架至该键柱上，该第一侧壁与该第二侧壁相对。

7.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，该电路板上设置有导通引脚，该左臂接触该导通引脚以抵压该电路板进而使得该电路板导通。

8.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，该键柱包括第一侧壁、第二侧壁，该第一侧壁与该第二侧壁相对，该第一侧壁的内侧与该第二侧壁的内侧上分别设置有用以固定该第一子扭簧的第一端、该第二子扭簧的第三端的凹槽，该第一端与该第三端相对。

9.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，该枢接部的两端分别设置有与该支架匹配的卡勾或套接环，以套设该枢接部于该支架上。

10.如权利要求1所述的键盘按键，其特征在于，定义该电路板所在的平面为基准平面；于该基准平面上，该支架与该支撑柱具有第一间距；该支撑柱与该基准平面之间具有第一高度；于自由状态时该支架与该基准平面之间具有第二高度，该支架被按压到底时该支架与该基准平面之间具有第三高度，该第一高度大于该第三高度，该第二高度大于该第三高度。

11.一种键盘，其特征在于，包括多个键盘按键，该多个键盘按键中的至少其中之一为权利要求1-10任一项所述的键盘按键。