CN110767487A - 一种键盘装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种键盘装置，其包含有键盘主体和多个键帽，该键盘主体包括基板，以及设置在基板上且位于相应键帽下方的多个相互独立的弹性体，该弹性体具有穹顶结构，该穹顶结构底部的相邻斜壁通过一圆弧过度，且弹性体的俯视结构与键帽的导向孔的截面结构相匹配，以维持弹性体与键帽之间的相对位置关系。本申请利用一个圆弧过度，增多了键帽与弹性体之间的接触点数量，大大减小了键帽使用过程中的晃动幅度，提高了键帽使用过程中的稳定性，能够使得键盘使用者使用更加舒适，缓解了使用者的操作疲劳。

Description

一种键盘装置

技术领域

本申请主要涉及计算机设备周边设备，更具体地说是涉及一种键盘装置。

背景技术

目前很多电子设备往往配置有输入设备，如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、移动电脑及个人数字助理等电子设备中均具有按键结构的键盘，以方便使用者输入各种信息，如文字、指令等。

然而，现有的这种具有按键结构的机械式键盘在实际操作过程中，往往会因各按键自身的结构，导致按压过程不够流畅，很容易使键盘的使用者操作疲劳。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种键盘装置，包括以下技术方案：

本申请实施例提出了一种键盘装置，包括键盘主体和多个键帽；

所述键帽包括键顶及位于所述键顶下方的导向孔；

所述键盘主体包括基板，以及设置在所述基板上且位于相应键帽下方的、多个相互独立的弹性体；

所述弹性体具有穹顶结构，所述穹顶结构底部的相邻斜壁通过一圆弧过度，且所述弹性体的俯视结构与所述键帽的导向孔的截面结构相匹配，以维持所述弹性体与所述键帽之间的相对位置关系。

在一些实施例中，所述穹顶结构底部的截面形状与所述导向孔的边界形状均呈方形，所述导向孔的相邻侧壁内表面通过斜面过度，且所述穹顶结构底部的相邻斜壁之间的过度圆弧，与所述键帽的导向孔内侧相应位置的所述斜面接触。

在一些实施例中，所述穹顶结构的键高位于第一数值范围、底部外径位于第二数值范围、顶部外径位于第三数值范围；

其中，所述第一数值范围、所述第二数值范围以及所述第三数值范围均是在多个按键各自的按压回弹曲线的变化趋势满足条件时确定的，所述按键由相应的所述弹性体及所述键帽构成。

在一些实施例的实现方式中，所述按压回弹曲线的变化趋势满足条件具体为：多条按压回弹曲线的变化趋势一致；

所述按压回弹曲线基于自动曲线荷重仪对采集到的相应按键的操作参数生成。

在一些实施例的实现方式中，所述第一数值范围依据4.5毫米和误差值确定，所述第二数值范围依据6.8毫米和所述误差值确定，所述第三数值范围依据4.2毫米和所述误差值确定。

在一些实施例的实现方式中，所述键帽的导向孔内侧与所述弹性体的穹顶结构底部呈12点式接触，且所述键帽的导向孔内侧与所述弹性体的穹顶结构底部之间的间隙大于第一数值，以减小所述键帽与所述弹性体之间的摩擦度。

在一些实施例中，所述键帽利用第一后模镶件与所述第二后模镶件拼接而成的模具制成，其中，所述第一后模镶件的拼接面与所述第二后模镶件的拼接面相互拼接后，具有与所述键帽的导向孔结构匹配的模具胶位。

在一些实施例中，所述键帽的导向孔具体通过放电加工工艺对所述模具胶位进行处理制成。

在一些实施例中，所述第一后模镶件的第一端面与所述第二后模镶件的第一端面，均与所述键顶的第一面的结构相匹配，以利用所述第一后模镶件与所述第二后模镶件拼接后的模具的第一端面的结构，通过放电加工工艺制成所述键顶。

在一些实施例中所述键帽的导向孔中，与所述弹性体穹顶结构的顶部结构相匹配的腔型结构，利用多个后膜卡针制成，其中，所述后膜卡针与所述导向孔的腔型结构能够插拔连接。

本申请提供了一种键盘装置，其包含有键盘主体和多个键帽，该键盘主体包括基板，以及设置在基板上且位于相应键帽下方的多个相互独立的弹性体，该弹性体具有穹顶结构，该穹顶结构底部的相邻斜壁通过一圆弧过度，且弹性体的俯视结构与键帽的导向孔的截面结构相匹配，以维持弹性体与键帽之间的相对位置关系。本申请利用一个圆弧过度，增多了键帽与弹性体之间的接触点数量，大大减小了键帽使用过程中的晃动幅度，提高了键帽使用过程中的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了现有的机械键盘的按压回弹曲线示意图；

图2示出了本申请提出的键盘装置的按压回弹曲线示意图；

图3示出了本申请提出的键盘装置的一可选示例的结构示意图；

图4示出了本申请提出的键盘装置中，键盘主体中弹性体的剖面示意图；

图5示出了本申请提出的键盘装置中，键盘主体中弹性体的俯视图；

图6示出了本申请提出的键盘装置中，键盘主体中弹性体的印刷电路图；

图7a示出了现有的机械键盘装置中，制作键帽的后膜镶件示意图；

图7b示出了现有的机械键盘装置中，制作键帽的后膜卡针示意图；

图8a示出了本申请提出的键盘装置中，制作键帽的后膜镶件示意图；

图8b示出了本申请提出的键盘装置中，制作键帽的第二后膜镶件的结构示意图；

图8c示出了本申请提出的键盘装置中，制作键帽的第一后膜镶件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应当理解，本申请中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。以下术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

针对背景技术部分描述的现有的机械式键盘，因各按键自身的结构，如图1所示的不同按键的按压回弹曲线(曲线的纵坐标单位1gf＝9.8mN(毫牛))，不同按键的力量回馈往往是不一致的，导致按压过程不够流畅，按键手感较差，容易使得键盘使用者操作疲劳。其中，该按压回弹曲线可以基于自动曲线荷重仪对采集到的相应按键的操作参数生成，具体生成过程不做详述。

为了改善上述问题，本申请提出一种新的键盘装置，通过改变按键中弹性体与键帽各自的结构，以增大两者之间的接触点、接触间隙，来提高键帽使用过程中的稳定性，并使得不同按键的按压回弹更加流畅，回弹曲线更加一致，如图2所示，从而提高了键盘使用者的使用舒适度，缓解使用者的操作疲劳。

参照图3，示出了本申请提出键盘装置的一种可选示例的结构图，该键盘装置可以包括键盘主体100及多个键帽200，其中：

键帽200可以包括键顶210及位于键顶210下方的导向孔220，如图3中上方所示的键帽的局部俯视图，图3示出的仅是该键帽200结构的一种示意图，并不局限于图3所示的结构。

在实际应用中，键顶210的上方界面通常标记有数字、字符及符号，以表示相应按键所能够输入的内容，本申请对该键顶210上方界面中标记内容，及其生成方式不做限定。

关于键帽200的导向孔220的结构，可以依据键盘主体100中相应位置的弹性体的结构确定，即该键帽与相应位置的弹性体的结构相匹配，以使得该键帽能够安装到该弹性体上，并维持该键帽与弹性体之间的相对位置关系，具体结构可以参照下文有关弹性体部分的描述。

键盘主体100可以包括基板110，以及设置在基板110上且位于相应键帽200下方的、多个相互独立的弹性体120。

需要说明，对于基板110上多个弹性体的布局，并不局限于图1中下方图所示的布局方式，且处于基板110不同位置的弹性体120的机械结构，如整体形状、尺寸等，可以根据实际需求进行灵活调整，图1仅是键盘中多个弹性体结构及布局关系的示意图，但并不局限于图1所示的结构。

本实施例中，参照图4所示的弹性体的剖面图以及图5所示的弹性体的俯视图，弹性体120可以具有穹顶结构，且穹顶结构底部的相邻斜壁可以通过一圆弧过度，且弹性体120的俯视结构与键帽200的导向孔220的截面结构相匹配，以维持弹性体120与键帽200之间的相对位置关系不变。

其中，穹顶结构就像一个倒扣的碗，该穹顶结构的底部可以是碗开口端，穹顶结构的顶部可以是碗底座，可以是如图4所示的柱形结构，键帽200可以通过该穹顶结构底部两侧的锯齿卡扣，维持与该弹性体120之间的相对位置关系不变，但并不局限于这种锯齿卡扣连接方式。

为了使得多个按键各自的按压回弹曲线的变化趋势满足条件，提高键盘装置使用过程中，键帽与弹性体之间的相对稳定性，本实施例可以通过不断调整弹性体的穹顶结构的各参数实现，关于该参数的调整实现过程不做详述。经过调整，得知要使得多个按键各自的按压回弹曲线的变化趋势满足条件，弹性体120的穹顶结构的键高H位于第一数值范围、底部外径R位于第二数值范围、顶部外径r位于第三数值范围，本申请对该第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围的具体数值范围不做限定。

本实施例中，上述第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围均可以是在多个按键各自的按压回弹曲线的变化趋势满足条件时确定的，需要说明，本申请提及的按键可以是由相应的弹性体120及键帽200构成，如键盘装置中的各种字母按键、字符按键以及其他功能按键等等。

在一些实施例中，上述按压回弹曲线的变化趋势满足条件可以指：多条按压回弹曲线的变化趋势一致，如上图2所示，每一条按压回弹曲线，可以基于自动曲线荷重仪对采集到的相应按键的操作参数生成，具体过程不做详述。

对于上述第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围，按照上述实施例描述的方式，经不断调整试验，可以确定出上述第一数值范围可以依据4.5毫米和误差值确定，上述第二数值范围可以依据6.8毫米和该误差值确定，上述第三数值范围依据4.2毫米和该误差值确定，但并不局限于本实施例给出的各数值访问的基础数值，如4.5毫米、6.8毫米、4.2毫米等，可以根据实际试验结果确定，且该误差值通常是一个较小的数值，如0.1毫米。

因此，参照图4所示的弹性体的剖面图，本实施例可以按照如下表1所示的实测FAI(first article inspection，首件校验)尺寸，制作键盘装置中大部分按键(如数字按键、字母按键、字符按键等)中的弹性体120，具体制作过程不做详述。

图档标号	测量内容	规格(mm)	force中限	force下限
					H	键高	4.5±0.1	4.56	4.51
R	键外径	6.8±0.1	6.72	6.75
					r	胶头外径	4.2±0.1	4.2	4.2
n	斜壁厚度	/	0.42	0.38

表1

其中，在上表1中，弹性体120底部的碗口角度α可以是80°，但并不局限于此。另外，弹性体120中各参数对应的force中限数值可以表示相应结构位置参数，实际制作所得到的较大的数值，相应地force下限数值即为相应位置的最小的数值，如弹性体的制作过程中，键高通常会在4.56mm～4.51mm之间，但并不局限于此。

基于表1中参数，进行按压回弹曲线的测试，可以得到如下表2所示的曲线数据：

Curve(曲线)	force中限	force下限
			FP(g)	54.59	45.97
RB(g)	19.57	15.05
			Click(％)	57.7	62.9

表2

继上文分析，本申请可以利用自动曲线荷重仪，来测试键盘中各按键的按压手感，具体可以对案件进行按压力和回弹力进行测试，具体测试过程不做详述，测试所得参数可以参照上表1和表2所示的数据，但并不局限于上表给出的数据。在上表2中，FP可以表示相应按压回弹曲线Curve中波峰点，如上图2中的P点、M点；相应地，RB可以表示相应按压回弹曲线Curve中波谷点，上图2中的B点、R点，force中限和force下限可以表示相应点的数值；Click(％)可以表示按键的手感，通常情况下，相应的数值越大表示相应按键的手感越好，force中限和force下限的数值差距越小，可以表示键盘中不同按键的手感差距越小，用户使用该键盘的舒适度相对越高。

参照图5中右侧所示的弹性体的俯视图，以及图6右侧示出的弹性体的印刷电路图，结合上述实施例的描述，该弹性体120的穹顶结构底部的相邻斜壁通过一个大的圆弧过度，相对于图5中左侧以及图6左侧所示的另一种类型弹性体中，相邻斜壁则是通过两个小圆弧过度，增加弹性体120与键帽200之间的接触点的数量，提高了由键帽和弹性体构成的按键的稳定性，减小了键盘装置的使用过程中，键帽相对于弹性体的晃动幅度。

在一些实施例中，参照上图5和图6中的右侧图，弹性体120的穹顶结构底部的截面形状与导向孔220的边界形状均可以呈方形，导向孔220的相邻侧壁内表面通过斜面过度，且穹顶结构底部的相邻斜壁之间的过度圆弧，与键帽200的导向孔220内侧相应位置的斜面接触，使得该弹性体120与键帽200之间的接触点由现有的8点式，增加至12点式，即现有弹性体120与键帽200的每个顶点处会出现2个接触点，本申请由一个大圆弧替代两个小圆弧后，弹性体120与键帽200的每个顶点处会出现3个接触点，达到了增加弹性体120与键帽200之间的接触点的数量的目的。

而且，本实施例通过将键帽200的导向孔220内侧与弹性体120的穹顶结构底部斜壁，从现有技术的8点式接触，调整为12点式接触后，会使得键帽200的导向孔220内侧与弹性体120的穹顶结构底部斜壁之间的间隙变大，如从0.02mm增大至0.06mm的间隙，从而增加按键的使用流畅性，降低使用者的使用疲劳。

需要说明，弹性体120的穹顶结构底部的截面形状与导向孔220的边界形状往往是一致的，但并不局限于上文描述的方形，还可以是其他多边形，对于其他形状下，弹性体与键帽之间的结构及其接触方式，与上述实施例类似，本申请不再一一详述。

对于上述各实施例描述的键盘装置中键帽，其结构需要与相应位置的弹性体的结构相匹配，而在制作键帽过程中，如图7a所示的后模镶件的结构示意图，现有技术通常是由一体式的后模镶件作为模具，来制作键帽的导向孔的边界结构，精度往往会比较低，进而影响了按键使用的流畅度。且，还需要利用如图7b所示的后模卡针作为导向孔内部结构的模具，实现对导向孔内部结构的制作，这就需要预先制作多个后模卡针，也会影响键帽结构的精度，进而在将键帽安装到相应的弹性体上后，会影响按键使用的流畅度，导致使用者的使用疲劳。

为了改善上述问题，本申请提出采用可拼接的后模镶件，来构成制作键帽的模具300，参照图8a所示的制作键帽的模具示意图，键帽200可以利用第一后膜镶件310与第二后模镶件320拼接而成的模具300制成，其中，该第一后模镶件310的拼接面311与第二后模镶件320的拼接面321相互拼接后，具有与键帽200的导向孔220结构匹配的模具胶位330。

需要说明，对于本申请提出的用于制作键帽200的模具300包含的能够拼接的后模镶件的数量不做限定，并不局限于本实施例给出的两个后膜镶件，可以根据实际需求确定，本申请仅以由两个后膜镶件拼接成模具300为例进行说明。

其中，上述模具胶位330可以指模具型腔部位可以填充塑胶料的地方。本实施例中，键帽200的模具胶位330可以通过放电加工工艺制成，也就是说，键帽200的导向孔220具体通过放电加工工艺对模具胶位330进行处理制成，本申请对该工艺的具体制作过程不做详述。

本实施例中，参照图8a、图8b和图8c，第一后模镶件310的第一端面312与第二后模镶件320的第一端面322，均与键顶210的第一面230的结构相匹配，以利用第一后模镶件310与第二后模镶件320拼接后的模具300的第一端面的结构，通过放电加工工艺制成键顶210，具体制作过程不做详述。

在一些实施例中，上述键帽200的导向孔220中，与弹性体120穹顶结构的顶部结构相匹配的腔型结构，可以利用多个后膜卡针制成，其中，该后膜卡针与导向孔的腔型结构能够插拔连接，本申请对上述如何利用后膜镶件、后膜卡针，通过放电加工工艺制成键帽的过程不做详述。

综上所述，本申请的键盘主体中，设置在基板上且位于相应键帽下方的多个相互独立的弹性体，设置成穹顶结构，且该穹顶结构底部的相邻斜壁通过一个圆弧过度，相对于设置两个小圆弧，增加了弹性体与键帽之间的接触点的数量，并增大了间隙，从而在键盘使用过程中，减小了键帽与弹性体之间的晃动感，按键使用过程中更加稳固，且提高了流畅度，使得用户使用键盘更加舒适，缓解了操作疲劳。

本申请实施例提出了一种电子设备，该电子设备可以具有上述各实施例描述的键盘装置，本申请对该电子设备的产品类型不做限定，如笔记本电脑、台式电脑、一体式服务机等等。

应该理解，对于该电子设备的结构组成，除了上文给出的键盘装置，还可以包括显示器、各种传感器、电源装置等等，可以根据该电子设备的产品类型确定，本申请不做一一列举。

最后，需要说明，本说明书中各个实施例采用递进或并列的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种键盘装置，包括键盘主体和多个键帽；

所述键帽包括键顶及位于所述键顶下方的导向孔；

所述键盘主体包括基板，以及设置在所述基板上且位于相应键帽下方的、多个相互独立的弹性体；

所述弹性体具有穹顶结构，所述穹顶结构底部的相邻斜壁通过一圆弧过度，且所述弹性体的俯视结构与所述键帽的导向孔的截面结构相匹配，以维持所述弹性体与所述键帽之间的相对位置关系。

2.根据权利要求1所述的键盘装置，所述穹顶结构底部的截面形状与所述导向孔的边界形状均呈方形，所述导向孔的相邻侧壁内表面通过斜面过度，且所述穹顶结构底部的相邻斜壁之间的过度圆弧，与所述键帽的导向孔内侧相应位置的所述斜面接触。

3.根据权利要求1所述的键盘装置，所述穹顶结构的键高位于第一数值范围、底部外径位于第二数值范围、顶部外径位于第三数值范围；

其中，所述第一数值范围、所述第二数值范围以及所述第三数值范围均是在多个按键各自的按压回弹曲线的变化趋势满足条件时确定的，所述按键由相应的所述弹性体及所述键帽构成。

4.根据权利要求3所述的键盘装置，所述按压回弹曲线的变化趋势满足条件具体为：多条按压回弹曲线的变化趋势一致；

所述按压回弹曲线基于自动曲线荷重仪对采集到的相应按键的操作参数生成。

5.根据权利要求3所述的键盘装置，所述第一数值范围依据4.5毫米和误差值确定，所述第二数值范围依据6.8毫米和所述误差值确定，所述第三数值范围依据4.2毫米和所述误差值确定。

6.根据权利要求2所述的键盘装置，所述键帽的导向孔内侧与所述弹性体的穹顶结构底部呈12点式接触，且所述键帽的导向孔内侧与所述弹性体的穹顶结构底部之间的间隙大于第一数值，以减小所述键帽与所述弹性体之间的摩擦度。

7.根据权利要求1～6任一项所述的键盘装置，所述键帽利用第一后模镶件与所述第二后模镶件拼接而成的模具制成，其中，所述第一后模镶件的拼接面与所述第二后模镶件的拼接面相互拼接后，具有与所述键帽的导向孔结构匹配的模具胶位。

8.根据权利要求7所述的键盘装置，所述键帽的导向孔具体通过放电加工工艺对所述模具胶位进行处理制成。

9.根据权利要求8所述的键盘装置，所述第一后模镶件的第一端面与所述第二后模镶件的第一端面，均与所述键顶的第一面的结构相匹配，以利用所述第一后模镶件与所述第二后模镶件拼接后的模具的第一端面的结构，通过放电加工工艺制成所述键顶。

10.根据权利要求8所述的键盘装置，所述键帽的导向孔中，与所述弹性体穹顶结构的顶部结构相匹配的腔型结构，利用多个后膜卡针制成，其中，所述后膜卡针与所述导向孔的腔型结构能够插拔连接。

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