CN108172438A - 一种磁性按键及其键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种键盘输入设备，具体地说涉及一种磁性按键及其键盘，及应用该键盘的手机保护外壳。所述按键包括底板、感应元件、中板、磁性元件、金属键帽、软性字体。本发明解决了现有技术中键盘较厚，磁吸键盘结构复杂、手感差的技术问题，特别适用于薄型键盘，如超极本、平板电脑及手机键盘。

Description

一种磁性按键及其键盘

技术领域

本发明涉及一种键盘输入设备，具体地说涉及一种磁性按键及其键盘，及应用该键盘的手机保护外壳。

背景技术

键盘是当前最常用也是最主要的输入设备，通过键盘可以将英文字母、数字、标点符号等输入到计算机中，从而向计算机发出命令、输入数据等，被广泛应用于各种终端设备上。随着技术的发展，出现了声控输入，手写输入和触摸或点击输入等多种非键盘输入方式，但由于键盘作为具有良好手感的输入方式，仍然被多数人所采用。

随着消费性电子产品逐渐轻薄化的发展趋势，键盘也相应地被设计为更轻更薄的结构，如磁吸式键盘，以适用于薄型电子产品。如中国专利文献CN202601435公开了一种磁性按键组合，该磁性按键组合包含键帽、支撑板、开关元件、框体。键帽具有支点，且该支点为该键帽的转动轴，所述键帽具有第一磁性元件。支撑板用于承载所述支点，所述支撑板具有空间，第二磁性元件嵌设于该空间内，所述第二磁性元件与所述第一磁性元件极性互斥。开关元件位于所述键帽下方。其中，当所述键帽未受力时，所述第一磁性元件排斥所述的第二磁性元件，使所述磁性按键组合处于断开态，当所述键帽所受向下压力超过一预定值时，所述键帽向下运动而致动所述开关元件。上述技术中的磁性按键结构复杂，以转动轴为支点的滑动吸附效果不稳定，与传统键盘输入手感有偏差。

如中国专利文献CN103065846公开了一种磁吸式按键及键盘，该磁吸式按键包含底板、支撑架、第一磁吸单元、键帽以及第二磁吸单元，支撑架设置于该底板上，且该支撑架具有开孔，该第一磁吸单元设置于该支撑架，该键帽以可活动方式设置于该支撑架与该底板的间，该键帽沿着预设方向相对该底板移动。该第二磁吸单元设置于该键帽的底部，该第二磁吸单元与该第一磁吸单元产生平行于该预设方向的磁性吸附力，用以驱动该第二磁吸单元抵靠于该开孔的周缘，且驱动该键帽穿出该开孔。

上述技术中的磁吸式按键结构利用磁吸单元的磁性吸附力，使得使用者在按压键帽时，施加外力克服磁性吸附力以提供较佳的操作手感。但是上述磁吸式按键结构由于设置有支撑架，从而到导致磁吸式按键的厚度较大，限制了按键向更薄的方向发展。因此，如何提供一种结构简单、手感良好且更薄的键盘，是现有技术中尚未解决的技术难题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中键盘较厚，磁吸键盘结构复杂、手感差的问题，从而提出一种结构简单、薄型、手感好的按键及键盘。

本发明还提供一种具有上述键盘的手机保护外壳。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种磁性按键，包括：

底板； 感应元件，设置在所述底板上方；还设置有：中板，位于所述感应元件的上方，所述中板上设置有贯穿上表面和下表面的按键孔和容置槽；磁性元件，置于所述中板的容置槽内； 金属键帽，包括帽体和与所述帽体连接设置的帽檐。

所述帽体置于中板的所述按键孔中，贯穿所述帽体的上下表面设置有通孔。

所述帽檐设置在所述中板下表面和所述感应元件之间，且延伸至所述中板容置槽下方。

所述帽体未受外力挤压时，所述磁性元件吸合所述金属键帽的帽檐。

软性字体，所述软性字体下表面具有凸起，所述凸起穿过所述金属键帽帽体的通孔，位于感应元件的上方。 所述按键孔为四边形或多边形或圆形通孔。

所述中板的容置槽对称设置在所述中板按键孔的外围。

所述磁性元件为永久磁铁。

所述磁性元件为钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的任意一种。

所述金属键帽为可导磁金属材料制备的键帽，优选不锈铁键帽。

所述软性字体由TPU或PU或硅橡胶等软性材料制备成型，紧贴所述中板上表面和/或下表面具有贴膜层。

一种键盘，包括复数个任意一项所述的磁性按键。

所述键盘还包括电路板和用于装配所述磁性按键和电路板的外壳，所述电路板与每个所述磁性按键的感应元件连接设置。

所述键盘的复数个磁性按键的底板为一体成型的整体式底板结构；所述键盘的复数个磁性按键的感应元件为连接成一体的整体式感应元件；所述键盘的复数个磁性按键的软性字体为连接成一体的整体式软性字体结构；所述所述键盘的复数个磁性按键的中板为连接成一体的整体式中板结构。

一种手机保护外壳，设置有上述键盘；还设置有：

手机背壳，在所述手机背壳的底面上成型有手机置放槽；

转动轴，靠近所述键盘的一侧设置，与所述键盘固定连接。

卡套装置，所述卡套装置与所述手机置放槽的一边固定连接；所述转动轴适宜于胀紧嵌套在所述卡套装置内，且沿轴向与所述卡套装置进行相对旋转。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的磁性按键，包括底板、感应元件、中板、磁性元件、金属键帽、软性字体；感应元件，设置在所述底板上方；中板，位于所述感应元件的上方，所述中板上设置有贯穿上表面和下表面的按键孔和容置槽；,磁性元件置于中板的容置槽内；金属键帽，包括帽体和与所述帽体连接设置的帽檐，所述帽体置于中板的所述按键孔中，贯穿所述帽体的上下表面设置有按键孔；所述帽檐设置在所述中板下表面和所述感应元件之间，且延伸至所述中板容置槽下方；所述帽体未受外力挤压时，所述磁性元件吸合所述金属键帽的帽檐；软性字体下表面具有凸起，凸起穿过金属键帽帽体的通孔，位于感应元件的上方。本发明的磁性按键的金属键帽与磁性元件间产生磁性吸附力。使用者在对按键受力时，软性字体及金属键帽向下移动，软性字体的凸起触碰感应元件输出信号，金属键帽的帽檐与磁性元件在外力作用下克服磁性吸附力分离，具有较佳的操作手感；在移除对按键的受力后，磁性吸附力可吸引键帽上升复位。本发明提供的磁性按键在具有较佳手感的同时，大幅缩减按键回弹所占的空间，有利于应用在薄型键盘中，且所述磁性按键结构简单、用料少。

2、本发明所述的磁性按键，紧贴中板上表面和/或下表面具有贴膜层，贴膜层起固定磁性元件的作用，防止磁性元件松动及从中板上脱落；另一作用是隔离金属键帽帽檐与磁性元件表面直接接触，消除磁性元件与金属键帽吸合时产生的噪音；

3、本发明所述的键盘，包括复数个上述任意一项所述的磁性按键。所述键盘还包括电路板和用于装配所述磁性按键和电路板的外壳，电路板与每个所述磁性按键的感应元件连接设置。该键盘结构简单、组装方便，触感较佳，且键盘厚度可以控制在2.5mm以下。键盘的薄型设计将进一步使得应用的电子产品轻薄化，可广泛用于超极本电脑、平板电脑、手机键盘等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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他的附图。

图1是本发明实施例1所述磁性按键在未受力状态下的模拟状态图；

图2是本发明实施例1所述磁性按键在受力状态下的模拟状态图；

图3是本发明实施例1所述中板的示意图；

图4是本发明实施例1所述金属键帽的示意图；

图5是本发明实施例1所述金属键帽A-A＇面剖面图；

图6是本发明实施例2所述中板的示意图；

图7是本发明实施例2所述金属键帽的示意图；

图8是本发明实施例3所述键盘的示意图；

图9是本发明实施例3所述键盘的分解图；

图10是本发明实施例4所述手机保护外壳的示意图；

图11是本发明实施例4所述手机背壳的结构图；

图12是本发明实施例4所述键盘的示意图。

其中，附图标记为：

1-底板；2-感应元件；

3，3＇-金属键帽；31，31＇-帽体；311，311＇-凹槽；312，312＇-通孔；32，32＇-帽檐；

4-磁性元件；

5，5＇-中板；51，51＇-按键孔；52，52＇-容置槽；

6-软性字体；61-凸起；

7-贴膜；

8-手机置放槽；81-过渡面；82-限位面； 821-限位凹槽； 83-盖板；831-扣接槽；

9-转动轴；91-固定杆；92-连接杆。

具体实施方式

本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。

本发明所述的磁性按键如图1所示，该按键包括：底板1、感应元件2、金属键帽3、磁性元件4、中板5和软性字体6。

其中，作为可选择的实施方式，底板1可以选择不锈钢或铝合金材质，起保护感应元件2的作用。所述感应元件2上具有薄膜电路，设置在所述底板1上方。

所述中板5如图3所示，所述中板5具有上、下表面，位于所述感应元件2的上方，中板5上设置有贯穿上表面和下表面的按键孔51和容置槽52，容置槽52位于按键孔51的外围。本实施例中每个按键孔51四周相应的具有以按键孔51轴心为对称点的两个容置槽52。中板5可以选择本领域常用的板材，作为优选方式，中板5为0.3~0.8mm厚的ABS树脂板，所述感应元件2和底板1依次用螺钉固定于中板5的下表面。

本实施例中所述磁性元件4优选为永久磁铁，例如可以为钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的任意一种。作为可选择的实施方式，磁性元件4的表面可进行镀层处理，本实施例中磁性元件4表面镀锌。磁性元件4置于中板5的容置槽52中，作为可选择的实施方式，沿所述容置槽52的四周设置有向容置槽内延伸的槽边，所述槽边壁薄且短，磁性元件4紧密嵌合于容置槽52中。作为可选择的实施方式，在中板5的上和/或下表面上还贴有贴膜7，如PET贴膜，可进一步防止磁性元件4松动或脱落。PET膜层应尽可能的薄，例如可以为0.05~0.1mm厚。

所述金属键帽3如图4、图5所示，包括帽体31和与帽体连接设置的帽檐32。在所述帽体31的下表面上设置有凹槽311，在所述帽体的上表面上设置有通孔312，所述通孔312贯穿所述凹槽311的上顶面设置。所述帽檐32与所述帽体31的下端侧壁连接设置，沿所述帽体31的下端侧壁向外延伸。所述帽体31置于中板5的按键孔51中，所述按键孔51的横截面积不小于金属键帽3的最大横截面积。帽檐32位于中板5的下表面和感应元件2之间，帽檐32延伸至容置槽52下方，即帽檐32延伸至磁性元件4下方，在帽体31未受力时，金属帽檐32与磁性元件4吸合。作为优选的实施方式，所述金属键帽3为不锈铁键帽。所述感应元件2与底板1设置有通孔,所述通孔位于帽檐32下方，在帽体31受力后，金属帽檐32可穿过所述感应元件2与底板1的通孔。

所述软性字体6采用软硬度适中的TPU或PU或硅橡胶材料制备成型，本实施例优选邵氏硬度为90度的PU材料。在软性字体6的上表面可印刷各国文字及字符，下表面中心位置设置有凸起61，所述凸起61穿过所述金属键帽帽体31的通孔，位于感应元件2的上方。在对按键受力时，按键向下移动，凸起触碰到感应元件2，感应元件2输出信号。本发明所述技术方案中，按键行程与凸起的长度、中板的厚度、磁性吸附力等因素有关，且为控制好按键的手感，按键行程要控制在1.2mm以上，因此作为优选的实施方式，所述凸起的高度设置在0.3-0.6mm之间。

如图1、2所示，使用者在对按键施力时，挤压所述软性字体6，所述软性字体6上的凸起61及金属键帽3向下移动，软性字体6的凸起61触碰感应元件2输出信号，金属键帽的帽檐32与磁性元件4在外力作用下克服磁性吸附力分离，具有较佳的操作手感;在移除对按键的受力后，磁性吸附力可吸引键帽3上升复位。本发明的键帽3受磁性吸附力的驱动方向平行于键帽3相对感应元件2的运动方向，磁性吸附力为支撑键帽3上升的动力机制，即本发明按键的原理是：键帽3在磁性吸附力大于外部受力时上升，在外部受力大于磁性吸附力时下降。

实施例2

本实施例中所述的磁性按键包括：底板1、感应元件2、金属键帽3＇、磁性元件4、中板5＇和软性字体6。作为实施例1的一种变形，如图6所示，本实施例中的中板5＇具有上、下表面，中板5＇上设置有贯穿上表面和下表面的按键孔51＇和容置槽52＇，按键孔51＇为长方形孔，容置槽52＇位于按键孔51＇的四侧。中板5＇为0.4~0.6mm厚的ABS树脂板。所述中板5＇下表面具有热熔柱，感应元件2和底板1依次穿过所述热熔柱，将感应元件2和中板5＇热熔焊接固定在底板1上。所述磁性元件4紧密嵌合于所述容置槽52＇中。

所述金属键帽3＇如图7所示，包括帽体31＇和与帽体一体连接的帽檐32＇。所述帽体31＇为长方体形，在所述帽体31＇的下表面上设置有凹槽，在所述帽体31＇的上表面上设置有通孔312＇，所述通孔312＇贯穿所述凹槽的上顶面设置。所述帽檐32＇与所述帽体31＇的下端侧壁连接设置，沿所述帽体31＇的四侧下端侧壁向外延伸。帽体31＇置于中板5＇的按键孔51＇中，按键孔51＇的横截面积不小于金属键帽3＇的最大横截面积。帽檐32＇位于中板5＇下表面和感应元件2之间，帽檐32＇延伸至容置槽52＇下方，即帽檐32＇延伸至磁性元件4下方。在按键未受力时，每个按键的金属帽檐32＇与四个磁性元件4吸合。

所述软性字体6的上表面印刷各国文字及字符，下表面中心位置设置有凸起61，所述凸起61穿过所述金属键帽帽体31＇的通孔，位于感应元件2的上方。

实施例3

本实施例提供了一种键盘，如图8、图9所示，所述键盘包括复数个本发明所述的磁性按键。本实施例中，所述键盘还包括电路板和用于装配所述磁性按键和电路板的外壳，电路板与每个所述磁性按键的感应元件连接设置。

作为优选的实施方式，所述键盘的复数个按键、中板、感应元件、底板、软性字体可以分别设置为整体式结构。其中，中板的按键孔按照所需字键个数及排列方式设置。为尽可能的简化键盘结构，同样作为优选的实施方式，所述整体式键盘中板的每相邻两个按键孔间设置有一个容置槽。考虑到影响金属按键与磁性元件间磁吸力度大小的因素之一即为两者的接触面积，作为优选的实施方式，所述金属键帽的帽檐延伸至容置槽下方接近一半（延伸方向的长度）处。

实施例4

本实施例还提供了一种使用上述键盘的手机保护外壳。如图10所示，包括手机背壳和上述任一项键盘。在所述手机背壳的底面上成型有手机置放槽8。作为可选择的实施方式，所述手机置放槽8的尺寸可以与手机电池盖的尺寸设置相同，在使用时将手机电池盖卸下再装上手机置放槽8；也可以将手机置放槽8的内部尺寸设置成与所述手机的外壳尺寸相一致，将手机直接置于手机置放槽8内。本实施例中所述手机置放槽的槽边的厚度适宜为0.5mm-1.5mm。

如图11所示，与所述手机置放槽8的一边还连接设置有两个连接件，作为优选的实施方式，本实施例中所述两个连接件分别与所述手机置放槽8一边的两个角连接，其中每个所述连接件包括：

过渡面81，垂直于所述底面设置，所述过渡面81为沿所述手机置放槽8的侧壁延伸成型的曲面；

限位面82，与所述过渡面81连接设置，同时垂直于所述底面且与所述手机置放槽8的侧壁相互平行，所述限位凹槽821设置在所述限位面82上；

盖板83，位于所述过渡面81和限位面82之间且与所述底面平行，所述盖板83与所述过渡面81和限位面82远离所述底面的侧边连接设置，贯穿所述盖板83和所述限位面82设置有扣接槽831，所述扣接槽831与所述限位凹槽821连通设置，所述扣接槽831与所述限位凹槽821连接处的开口宽度小于所述限位凹槽821的宽度。作为可选择的实施方式，本实施例中所述连接件也可以设置成分别与所述手机置放槽一边连接设置的两个平行壁面，在所述两个壁面上分别设置一个限位凹槽821即可。

本实施例所述的手机保护外壳，与所述键盘还固定连接设置有转动轴9，如图12所示，所述转动轴9靠近所述键盘下盖的一侧设置，作为可选择的实施方式，本实施例中的所述转动轴9包括两个固定杆91和两个连接杆92，其中所述两个固定杆91与所述键盘下盖的一侧对称固定连接；所述两个连接杆92分别与所述两个固定杆91的相背一侧连接且与所述固定杆91同轴设置，所述两个连接杆92分别嵌套在所述两个限位凹槽821内；所述连接杆92的直径小于所述固定杆91的直径。

Claims (10)

1.一种磁性按键，包括：底板；感应元件，设置在所述底板上方；

其特征在于，还设置有：

中板，位于所述感应元件的上方，所述中板上设置有贯穿上表面和下表面的按键孔和容置槽；

磁性元件，置于所述中板的容置槽内；

金属键帽，包括帽体和与所述帽体连接设置的帽檐，所述帽体置于中板的所述按键孔中，贯穿所述帽体的上下表面设置有通孔；所述帽檐设置在所述中板下表面和所述感应元件之间，且延伸至所述中板容置槽的下方；所述帽体未受外力挤压时，所述磁性元件吸合所述金属键帽的帽檐；

软性字体，所述软性字体下表面具有凸起；所述凸起穿过所述金属键帽帽体的通孔，位于感应元件的上方；

所述按键孔为四边形或多边形或圆形通孔；

所述中板的容置槽对称设置在所述中板按键孔的外围。

2.根据权利要求1所述的一种磁性按键，其特征在于：所述磁性元件为永久磁铁。

3.根据权利要求2所述的一种磁性按键，其特征在于：所述磁性元件为钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的任意一种。

4.根据权利要求3任一所述的一种磁性按键，其特征在于：所述金属键帽为可导磁金属材料制备的键帽。

5.根据权利要求4任一所述的一种磁性按键，其特征在于：所述软性字体由TPU或PU或硅橡胶等软性材料制备成型。

6.根据权利要求5任一所述的一种磁性按键，其特征在于：紧贴所述中板上表面和/或下表面具有贴膜层。

7.一种键盘，其特征在于：包括复数个如权利要求6中任意一项所述的一种磁性按键。

8.根据权利要求7所述的一种键盘，其特征在于：所述键盘还包括电路板和用于装配所述磁性按键和电路板的外壳，所述电路板与每个所述磁性按键的感应元件连接设置。

9.根据权利要求8所述的一种键盘，其特征在于：所述键盘的复数个磁性按键的底板为一体成型的整体式底板结构；所述键盘的复数个磁性按键的感应元件为连接成一体的整体式感应元件；所述键盘的复数个磁性按键的软性字体为连接成一体的整体式软性字体结构；所述所述键盘的复数个磁性按键的中板为连接成一体的整体式中板结构。

10.一种手机保护外壳，其特征在于，设置有权利要求1-9所述的键盘；还设置有：

手机背壳，在所述手机背壳的底面上成型有手机置放槽；

转动轴，靠近所述键盘的一侧设置，与所述键盘固定连接；

卡套装置，所述卡套装置与所述手机置放槽的一边固定连接；所述转动轴适宜于胀紧嵌套在所述卡套装置内，且沿轴向与所述卡套装置进行相对旋转。