CN106997820B - 防水防尘且可换轴体的机械键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及键盘的技术领域，提供了一种防水防尘且可换轴体的机械键盘，包括具有多个键孔的面盖板、底盖板、电路板、多个空心轴开关、中板、第一保护膜以及第二保护膜。多个空心轴开关装配在中板上，中板固设在面盖板与电路板之间，中板上开设装配孔。第一保护膜包括贴设在中板顶面上的基膜和罩设在空心轴开关顶部的多个套膜，套膜凸设在基膜上且以可撕拆的方式连接于基膜，各套膜与基膜之间均设置有撕拆线。第二保护膜贴设于电路板的顶面，键孔的断面尺寸大于装配孔的断面尺寸，各空心轴开关均包括用于卡合在中板上的至少一个卡勾。与现有技术对比，当空心轴开关机械磨损损坏，可自行换取新的轴体，大大提升了机械键盘使用寿命。

Description

防水防尘且可换轴体的机械键盘

技术领域

本发明涉及键盘的技术领域，尤其是涉及一种防水防尘且可换轴体的机械键盘。

背景技术

机械键盘是一种键盘的类型，从结构来说，机械键盘的每一颗按键都有一个单独的是开关来控制闭合，这个开关也被称为“轴”，依照微动开关的分类，机械键盘可分为茶轴、青轴、白轴、黑轴以及红轴。正是由于每一个按键都由一个独立的微动组成，因此按键段落感较强，从而产生适于游戏娱乐的特殊手感，故而通常作为比较昂贵的高端游戏外设，亦是程序员的理想设备。

目前，市面上的机械键盘中最容易坏的是机械轴，一个机械轴损坏，会影响整个键盘的正常使用，导致键盘损坏的主要原因有灰尘杂物、液体的入侵及自身的机械磨损。由于机械键盘的成本昂贵，为了避免内部进入灰尘和液体，传统的保护方式是在每个机械轴的表面照射有防水的硅胶罩，如中国专利ZL201520010505.6公开的“一种具有防尘防水及发光功能的五金面板机械键盘”，其包括由下而上依此设置的底板、发光板、线路板、五金面板、机械开关、硅胶罩及按键。该硅胶罩将机械开关罩盖在其内部，从而起到防尘防水的作用。但是，上述结构仅能对各机械开关进行防水防尘保护，而键盘内部的电路板却不能得到较好的保护，若硅胶罩破损，则外部的灰尘和液体容易进入键盘内部以电路板造成破坏；另外，由于设置有硅胶罩，机械开关不可取出，这样，若机械开关因自身的机械磨损而损坏时，则需要将整个机械键盘进行更换，严重浪费社会资源，损害消费者利益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种防水防尘且可换轴体的机械键盘，旨在解决现有技术中，键盘的防水防尘性能不佳，且机械开关不可更换的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种防水防尘且可换轴体的机械键盘，包括具有多个键孔的面盖板、与所述面盖板连接的底盖板和安装在所述面盖板与所述底盖板之间的电路板，其中，还包括：

多个空心轴开关；

中板，其固设在所述面盖板与所述电路板之间，所述中板的顶面上开设有供所述空心轴开关的底部向下置入的多个装配孔，所述空心轴开关装配在所述中板上面；

第一保护膜，包括贴设在所述中板顶面上的基膜和罩设在空心轴开关顶部的所述多个套膜，多个套膜与多个键孔一一对应，所述套膜凸设在所述基膜上且以可撕拆的方式连接于所述基膜，各套膜与基膜之间均设置有撕拆线；以及

第二保护膜，贴设于所述电路板的顶面并向上弹性支撑位于所述第二保护膜上的所述空心轴开关；

所述键孔的断面尺寸大于所述装配孔的断面尺寸；

各所述空心轴开关均包括壳体，所述壳体包括用于卡合在所述中板上的至少一个卡勾，所述壳体的侧壁上开设有用于容置所述卡勾的容置槽，所述卡勾与所述容置槽的底面之间留有在所述卡勾受挤压后供所述卡勾向内弹性形变的间隙。

进一步地，所述壳体包括相互连接的上壳和下壳，所述卡勾的数量为两个，分别位于所述上壳的相对两侧，所述卡勾包括从所述上壳的底部向下且向外倾斜延伸的悬臂和用于与所述中板配合卡合的倒勾结构，所述倒勾结构位于悬臂底端；所述下壳的侧壁上开设有与所述卡勾对应的容置槽。

进一步地，所述上壳与所述下壳之间围合形成内部空间，所述空心轴开关还包括以上下移动的方式设置在所述内部空间中的开关轴；所述开关轴包括自上而下连接的安装部、衔接部和导向部，所述安装部由所述上壳的顶面伸出并用于连接键帽；所述下壳的底部中央且于该内部空间中形成有向上凸起的导台，所述导台的顶面开设有供所述导向部向下伸出所述下壳的贯通槽；所述导向部上套设有使其向上复位的弹性元件，所述弹性元件的一端抵接于所述衔接部，另一端抵接于所述导台。

进一步地，所述下壳的底面上设置有用于将其支撑在所述第二保护膜上的围板，所述围板围合形成安装空间。

进一步地，所述电路板上于各所述安装空间中分别设置有一对发光对管，每对所述发光对管均包括光敏元件和与所述光敏元件相对设置的发光元件，光敏元件与发光元件形成供开关轴下移时阻断以形成信号输入的光路。

进一步地，所述下壳的底面中央凸设有向下伸出的定位柱，所述电路板上开设有供所述定位柱插入的定位孔；所述定位柱具有与所述贯通槽连通的凹腔，所述定位柱的侧壁上开设有供所述光路穿过的通光槽，所述通光槽连通所述凹腔。

进一步地，所述电路板上于各所述空心轴开关的下方分别设置有一LED灯，所述第二保护膜上形成有用于罩设所述LED灯的上凸结构，所述上凸结构向上凸设于所述第二保护膜。

进一步地，所述撕拆线形状为方形、圆形、椭圆形。

进一步地，所述中板的底面于各装配孔的周边开设有与所述卡勾配合卡接的卡槽。

进一步地，所述中板的顶面于各装配孔的周边开设有导向槽，所述导向槽具有与所述卡勾配合滑动的斜面。

与现有技术对比，本发明提供的防水防尘且可换轴体的机械键盘，采用第一保护膜、第二保护膜，第一保护膜对各空心轴开关及键盘内部进行防水防尘保护，第二保护膜对电路板进行缓冲和进一步提高电路板的防水防尘性能，第一保护膜上设置的撕拆线和空心轴开关上壳体的卡勾设计，以实现空心轴开关的取出和更换，这样，大大提升了键盘的防水防尘性能，使键盘具有较长的使用寿命，在具有较佳防水防尘性能的同时，可对损坏的空心轴开关取出并更换，以避免因个别空心轴开关的损坏而影响键盘的工作性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的防水防尘且可换轴体的机械键盘与取键器的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的防水防尘且可换轴体的机械键盘的分解示意图；

图3是本发明实施例提供的防水防尘且可换轴体的机械键盘的立体简化示意图；

图4是本发明实施例提供的防水防尘且可换轴体的机械键盘的分解简化示意图；

图5为图3中I-I面的剖视示意图；

图6为图3中II-II面的剖视示意图。

主要元件符号说明

100：防水防尘且可换轴体的 1：面盖板机械键盘

11：键孔 2：底盖板

3：电路板 4：空心轴开关

5：中板 6：第一保护膜

7：第二保护膜 51：装配孔

61：基膜 62：套膜

63：撕拆线 41：壳体

42：卡勾 43：容置槽

31：电子传输线 32：定位孔

33：发光对管 34：发光元件

35：光敏元件 200：取键器

201：夹板 44：开关轴

45：上壳 46：下壳

4a：内部空间 441：安装部

442：衔接部 443：导向部

8：键帽 461：导台

462：贯通槽 47：弹性元件

463：定位柱 464：凹腔

465：通光槽 466：围板

467：安装空间 451：上通孔

452：取键缺口 421：悬臂

422：倒勾结构 d1：间隙

48：弹片 49：滑块

442a：环形槽 621：上部

622：下部 623：安装孔

71：插入孔 72：上凸结构

52：卡槽 53：导向槽

531：斜面 36：LED灯

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。

如图1至图6所示，为本发明提供的一较佳实施例。

本实施例提供的防水防尘且可换轴体的机械键盘100，包括具有多个键孔11的面盖板1、与面盖板1连接的底盖板2、安装在面盖板1与底盖板2之间的电路板3、多个空心轴开关4、中板5、第一保护膜6以及第二保护膜7。多个空心轴开关4装配在中板5上，中板5固设在面盖板1与电路板3之间，中板5的顶面上开设有供空心轴开关4的底部向下置入的多个装配孔51。第一保护膜6包括贴设在中板5顶面上的基膜61和罩设在空心轴开关4顶部的多个套膜62，多个套膜62与多个键孔11分别一一对应，套膜62凸设在基膜61上且以可撕拆的方式连接于基膜61，各套膜62与基膜61之间均设置有撕拆线63。第二保护膜7贴设于电路板3的顶面并向上弹性支撑位于第二保护膜7上的空心轴开关4。键孔11的断面尺寸大于装配孔51的断面尺寸。各空心轴开关4均包括壳体41，壳体41包括用于卡合在中板5上的至少一个卡勾42，壳体41的侧壁上开设有用于容置卡勾42的容置槽43，卡勾42与容置槽43的底面之间留有在卡勾42受挤压后供卡勾42向内弹性形变的间隙。

上述的防水防尘且可换轴体的机械键盘100，采用第一保护膜6、第二保护膜7，第一保护膜6对各空心轴开关4及键盘内部进行防水防尘保护，第二保护膜7对电路板3进行缓冲和进一步提高电路板3的防水防尘性能，第一保护膜6上设置的撕拆线63和空心轴开关4上壳体41的卡勾42设计，以实现空心轴开关4的取出和更换，这样，大大提升了键盘的防水防尘性能，使键盘具有较长的使用寿命，在具有较佳防水防尘性能的同时，可对损坏的空心轴开关4取出并更换，以避免因个别空心轴开关4的损坏而影响键盘的工作性能；并且，上述结构很好保护机械键盘的功能，实现整体保护机械键盘寿命，提升实用效率，降低售后退货率，以达到节省社会资源，维护消费者利益的目的。

为叙述方便，下文中所称的“左”“右”“上”“下”与附图本身的左、右、上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。

参见图1至图6，在本实施例中，防水防尘且可换轴体的机械键盘100，包括面盖板1、底盖板2以及安装在面盖板1与底盖板2之间的电路板3、多个空心轴开关4、中板5、第一保护膜6和第二保护膜7。面盖板1和底盖板2采用螺钉固定连接，面盖板1上开设有多个键孔11。

电路板3，在本实施例中，电路板3为PCB板，其通过螺钉固定安装在底盖板2上，电路板3上布设有电源电路、控制电路和信号处理电路，且该电路板3上电性连接有一电子传输线31，以通过该电子传输线31向外接的电脑传输信号和给该键盘供电。在电路板3的表面开设有多个定位孔32，以用于与空心轴开关4配合定位，多个定位孔32与多个键孔11分别一一对应，且在电路板3上于各定位孔32的两侧分别安装有一对发光对管33，发光对管33通过SMT贴片工艺安装在电路板3的上表面，再通过流焊或浸焊等方法加以焊接组装。从图4可以看出，每对发光对管33分别包括一个发光元件34和一个光敏元件35，发光元件34和光敏元件35相对设置在定位孔32的左右两侧。发光元件34可以是红外线发射管，光敏元件35可以是光敏接收管(或者是红外线接收管)。红外线发射管与光敏接收管之间于通电时形成光路，在空心轴开关4未被按压时，光接受器件接受光信号并转换成电信号，然后将电信号直接输出。

参见图3至图6，中板5，用于与空心轴开关4装配配合并对空心轴开关4进行固定，中板5通过螺钉固定在底盖板2上且位于电路板3上方，中板5与电路板3基本平行，且间隔设置。中板5的顶面上开设有用于固定空心轴开关4的多个装配孔51，多个装配孔51与多个键孔11分别一一对应，且键孔11的断面尺寸大于装配孔51的断面尺寸。键孔11边缘与装配孔51边缘之间形成一个取键间距，取键间距的大小为至少能够使取键器200的夹板201伸入即可。

空心轴开关4，用于在按压时实现信号输出，其装配在电路板3上与中板5固定。空心轴开关4均包括壳体41和以上下移动的方式设置在内部空间中的开关轴44(该开关轴44可以是黑轴、青轴、茶轴或红轴等)。如图4至6所示，在本实施例中，壳体41包括相互连接的上壳45和下壳46，上壳45与下壳46之间围合形成用于安装开关轴44的内部空间4a。开关轴44包括安装部441、导向部443和连接在两者之间的衔接部442。安装部441的截面大致为十字形，其由上壳45的顶面伸出并用于连接键帽8。导向部443的截面大致为圆形，下壳46的底部中央且于该内部空间4a中形成有向上凸起的圆形的导台461，导台461的顶面开设有供导向部443伸入的贯通槽462，在开关轴44被按下时，导向部443的底端部向下伸出下壳46，并切断位于其下方的光路，发光元件34与光敏元件35之间的光路被阻断后，在该处的发光对管33之间仅发射而无接收，信号处理电路发送输入信号给控制电路，以实现按键的输入。导向部443上套设有使其向上复位的弹性元件47，弹性元件47为但不局限于弹簧，弹性元件47的一端抵接于衔接部442，另一端抵接于导台461，在下压力消除后，弹性元件47推动开关轴44向上复位。

当然，信号输入结构也可以采用霍尔开关方式，即在电路板3上安装有与空心轴开关4分别对应的霍尔元件，于开关轴44中导向部443的底端部安装有磁性件，在开关轴44被压下时，磁性件与对应的所述霍尔元件配合感应以形成信号输入。

当然，电路板3也可以是薄膜电路板，通过开关轴44的下压，实现信号的输入。

下壳46的底部向下穿过中板5并装配到电路板3上。下壳46的底面中央凸设有向下伸出的定位柱463，通过定位柱463与电路板3的对应的定位孔32配合，以避免空心轴开关4左右晃动，提高其稳定性。定位柱463具有与贯通槽462连通的凹腔464，定位柱463的侧壁上开设有供光路穿过的通光槽465，通光槽465连通凹腔464，开关轴44下移时，导向部443的底端部能够伸入在凹腔464中。下壳46的底面边缘上设置有围板466，围板466围合形成安装空间467，各对发光对管33分别位于对应的安装空间467中，这样能够避免各对发光对管33之间的相互干扰，提高了各对发光对管33形成的光路的稳定性。

上壳45固定连接在下壳46的上方，且顶面开设有供开关轴44的安装部441向上穿出的上通孔451，在弹性元件47的作用下，未按压时，安装部441外露在上壳45外部，且衔接部442抵顶在上壳45的内壁上以防止开关轴44向上移出该上壳45。上壳45上形成有用于卡合在中板5上的卡勾42，卡勾42的数量为但不局限于两个，两个卡勾42分别位于上壳45的相对两侧。该上壳45的相对两侧的下边缘中央分别开设有一个取键缺口452，卡勾42包括从上壳45的取键缺口452处向下且向外倾斜延伸的悬臂421和用于与中板5配合卡合的倒勾结构422，倒勾结构422位于悬臂421外侧的底端。下壳46的侧壁上开设有与卡勾42对应的两个容置槽43，两个容置槽43分别位于下壳46的相对两侧，卡勾42与对应的容置槽43的底面之间留有上小下大的间隙d1，在卡勾42受挤压后，可供卡勾42向内弹性形变。在空心轴开关4装入中板5内后，卡勾42上倒勾结构422卡合在中板5的下表面上，从而限制空心轴开关4向上移动，要将空心轴开关4取离该键盘时，需通过取键器200由取键缺口452伸入，同时将两侧的卡勾42向内(即向容置槽43的底面)压入，在倒勾结构422与中板5分离且位于装配孔51于电路板3上投影内时，则可将整个空心轴开关4向上取出，以便于空心轴开关4的清洗、维护和更换。

为使按压时具有较佳的手感，内部空间4a内设置有弹片48，弹片48上靠近开关轴44的一侧形成有凸包。衔接部442上套设有滑块49，衔接部442的外周开设有一环形槽442a，滑块49以上下滑动的方式活动连接于衔接部442的环形槽442a上，滑块49具有在开关轴44上下相对移动时与凸包相抵接的斜壁结构，斜壁结构由滑块49的一侧向下且向外延伸形成。在开关轴44上下移动时，通过滑块49的分段式移动，斜壁结构与凸包的触碰形成了较佳的机械手感。

参见图4至图6，第一保护膜6，采用硅胶、热塑胶、弹性橡胶等防水材料一体成型制成，其包括贴设在中板5顶面上的基膜61和多个套膜62，多个套膜62与多个键孔11分别一一对应。套膜62凸设在基膜61上且以可撕拆的方式连接于基膜61，各套膜62与基膜61之间均设置有撕拆线63。在本实施例中，各套膜62均包括相互连接的上部621和下部622，撕拆线63形成在下部622的下周边，撕拆线63沿其下部622的整个周向延伸，其形状大致呈方形(当然也可以是圆形、椭圆形等其他形状)。下部622的形状与上壳45的形状相匹配，套膜62下部622罩设在上壳45的外壁上，上部621大致为倒置的碗状结构，在未按压时上部621的内壁与上壳45底面非接触，并在两者间形成一缓冲空间，上部621的顶端面上开设有供键帽8与安装部441连接的安装孔623，安装孔623与安装部441的顶端部大致平齐。这样，当某个空心轴开关4损坏需要更换时，先将罩设于该空心轴开关4外部的套膜62撕离基膜61，再通过取键器200将该空心轴开关4拔起，以实现空心轴开关4的更换和维修。

第二保护膜7，可采用与第一保护膜6相同的材料一体成型制成，贴设于电路板3的上面并向上弹性支撑位于第二保护膜7上的空心轴开关4。在本实施例中，第二保护膜7上开设有多个插入孔71，多个插入孔71与多个定位孔32分别一一对应，插入孔71的尺寸与定位孔32基本相同或略小于该定位孔32，且两者中心对齐，由于围板466的底部抵接在第二保护膜7上，因此安装空间467具有一定的密封性。空心轴开关4通过围板466底部弹性支撑在第二保护膜7上，这样，在按压时，能够对空心轴开关4起到缓冲的作用，以减少对电路板3的压力，从而对电路板3起到防水、防尘和抗压的保护，使电路板3具有较高的使用寿命。

为提高空心轴开关4的装配后的牢固性，中板5的底面于各装配孔51的周边开设有与卡勾42配合卡接的卡槽52，中板5的底面于各装配孔51的周边均开设有两个卡槽52，卡槽52的宽度与倒勾结构422的宽度基本相同，卡槽52位于装配孔51的侧边中央位置，这样，当倒勾结构422卡入对应的卡槽52后，在前后左右方向对上壳45进行限位，能进一步空心轴开关4固定后的稳定性。

为便于空心轴开关4的装配，从图4和图6可以看出，中板5的顶面于各装配孔51的周边开设有导向槽53，导向槽53具有与倒勾结构422配合滑动的斜面531，这样，空心轴开关4安装时能够快速插入对应的装配孔51能。

在本实施例中，从图4和图5可以看出，电路板3上于每个空心轴开关4的下方还安装有LED灯36，且该LED灯36位于安装空间467外侧，第二保护膜7上还凸设有用于将LED灯36包罩设在其内的上凸结构72，上凸结构72向上凸设于第二保护膜7，套膜62上于下部622与LED灯36对应的位置采用透光的硅胶材料。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防水防尘且可换轴体的机械键盘，包括具有多个键孔的面盖板、与所述面盖板连接的底盖板和安装在所述面盖板与所述底盖板之间的电路板，其特征在于，还包括：

多个空心轴开关；

中板，其固设在所述面盖板与所述电路板之间，所述中板的顶面上开设有供所述空心轴开关的底部向下置入的多个装配孔，所述空心轴开关装配在所述中板上面；

第一保护膜，包括贴设在所述中板顶面上的基膜和罩设在空心轴开关顶部的多个套膜，多个所述套膜与多个所述键孔一一对应，所述套膜凸设在所述基膜上且以可撕拆的方式连接于所述基膜，各所述套膜与所述基膜之间均设置有撕拆线；以及

第二保护膜，贴设于所述电路板的顶面并向上弹性支撑位于所述第二保护膜上的所述空心轴开关；

所述键孔的断面尺寸大于所述装配孔的断面尺寸；

各所述空心轴开关均包括壳体，所述壳体包括用于卡合在所述中板上的至少一个卡勾，所述壳体的侧壁上开设有用于容置所述卡勾的容置槽，所述卡勾与所述容置槽的底面之间留有在所述卡勾受挤压后供所述卡勾向内弹性形变的间隙；

所述壳体包括相互连接的上壳和下壳，所述下壳的底面上设置有用于将其支撑在所述第二保护膜上的围板，所述围板围合形成安装空间；

所述下壳的底面中央凸设有向下伸出的定位柱，所述电路板上开设有供所述定位柱插入的定位孔；所述第二保护膜上开设有多个插入孔，多个所述插入孔与多个所述定位孔分别一一对应，所述插入孔的尺寸与所述定位孔基本相同或略小于所述定位孔，且两者中心对齐。

2.根据权利要求1所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述卡勾的数量为两个，分别位于所述上壳的相对两侧，所述卡勾包括从所述上壳的底部向下且向外倾斜延伸的悬臂和用于与所述中板配合卡合的倒勾结构，所述倒勾结构位于悬臂底端；所述下壳的侧壁上开设有与所述卡勾对应的容置槽。

3.根据权利要求2所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述上壳与所述下壳之间围合形成内部空间，所述空心轴开关还包括以上下移动的方式设置在所述内部空间中的开关轴；所述开关轴包括自上而下连接的安装部、衔接部和导向部，所述安装部由所述上壳的顶面伸出并用于连接键帽；所述下壳的底部中央且于该内部空间中形成有向上凸起的导台，所述导台的顶面开设有供所述导向部向下伸出所述下壳的贯通槽；所述导向部上套设有使其向上复位的弹性元件，所述弹性元件的一端抵接于所述衔接部，另一端抵接于所述导台。

4.根据权利要求3所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述电路板上于各所述安装空间中分别设置有一对发光对管，每对所述发光对管均包括光敏元件和与所述光敏元件相对设置的发光元件，光敏元件与发光元件形成供开关轴下移时阻断以形成信号输入的光路。

5.根据权利要求4所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述定位柱具有与所述贯通槽连通的凹腔，所述定位柱的侧壁上开设有供所述光路穿过的通光槽，所述通光槽连通所述凹腔。

6.根据权利要求1所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述电路板上于各所述空心轴开关的下方分别设置有一LED灯，所述第二保护膜上形成有用于罩设所述LED灯的上凸结构，所述上凸结构向上凸设于所述第二保护膜。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述撕拆线形状为方形、圆形、椭圆形。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述中板的底面于各装配孔的周边开设有与所述卡勾配合卡接的卡槽。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的防水防尘且可换轴体的机械键盘，其特征在于，所述中板的顶面于各装配孔的周边开设有导向槽，所述导向槽具有与所述卡勾配合滑动的斜面。

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