CN1221903A - 键盘 - Google Patents

Abstract

一键盘,包括一在其表面上装有许多弹性构件的下层框架,一装在下层框架上通过弹性构件的弹力能上升或下降的举升板,一对分开装在举升板的上面能在水平方向相互移近或移开,并有许多键孔和导向部的导向板,分别装在下层框架上、举升板上及导向板的底部表面上的转换开关,一键座组件链当被导向板的导向部导引时每一个都安装成能压缩或扩展,有一键用来直接或通过插入导向板的键孔来操作转换开关。

Description

键盘

本发明涉及一种键盘，确切地说是键之间空间可以被调节的一种键盘。

通常，键盘是用作计算机、文字处理器及便携式信息终端的一种输入设备。键盘包括大量的键和对应于键的电子开关。当用户用手指按下一个键时，装在一键内部的一电子开关动作产生对应的电子信号。当按下的键被释放时，此键回复到初始位置和回到信号待机状态。

采用键盘的设备必须按人类工程学方法来设计，考虑用户手指的结构和操作。但是，象笔记本计算机这类便携式设备，为了用户携带容易和方便，按小体积制造，键盘自身的体积是紧密的，没有考虑用户手的大小和操作。虽然紧凑型键盘容易携带，由于键自身太小，键间空间太窄，键盘在实际使用时可能不方便。因此，便携式设备的键盘一直在开发来满足既携带方便又便于使用。

附图1是美国专利NO-5,141,343公开的传统技术的键盘透视图。

参照上图，外壳2有一条能滑插入固定角边3的角边4。同样，每一条角边6,7,8和9互相之间至少两两可伸缩或插入，以便外壳2能被扩展或收缩。由开关支持部13支撑的开关15安装在每一个键11和12的下面，开关支持部13通过框架14与邻近的开关支持部13相连。框架14有一种结构能使开关支持部13互相接近或后退。在键盘内，由于有上述结构，角边6,7,8和9从固定角边3扩展以便整个键盘的体积能被扩展。这时，键11和12之间的空间变大。

然而，上述键盘存在键盘的伸展和收缩结构复杂和键盘使用的可靠性无保障的缺点。也就是说，由于所有按水平方向排列的开关支持部13互相靠框架14来连接，键盘的结构变得复杂，重量增加。此外，由于角边3,4,6,7,8和9在键盘使用时必须互相分离开，当携带时要插入其它角边里，如此重复操作导致框架14受压力，键盘快速磨损。

为了解决上述问题，本项发明的目的之一是提供一种键能展开和收回的键盘。

本发明的另一个目的是提供一种结构简单的键盘。

本发明的再一个目的是提供一种可靠性和寿命得到提高的键盘。

因此，要达到上述目的，提供一种键盘，包括在其表面安装了弹性构件的一下层框架，通过弹性构件的弹力作用能上升和下降的装在下层框架上的一举升板，一对分开安装在举升板上能在水平方向互相靠近或分开并有大量键孔和导向条的导向板，转换开关分别装在下层框架上、举升板上及导向板的底部表面上，键盘组件链通过导向板的导向每一个都安装成互相能收缩和扩展，并有一键用来直接或通过插入导向板的键孔来操作转换开关的开关。

最好，下层框架有凸起部在两侧，一个中间凸起部和形成于两则凸起部和中间凸起部分之间的一凹下部，安装在下层框架上的转换开关被装在中间凸起部上。

最好，安装在下层框架上的转换开关与安装在导向板底部表面上的转换开关保持在同一平面上。

最好，有大量平行的槽形成于下层框架上的两侧凸起部，大量对应于槽的平行凸条形成在导向板底部的转换开关上，以便当导向板沿水平方向运动时凸条通过槽来导向。

最好，有一形成于下层框架水平面上的导向部用来防止举升板和导向板向上脱离，并引导导向板作水平运动。

最好，有一检测下层框架上水平方向运动的开关被安装在下层框架上的导向部一侧。

最好，形成于导向板上的导向部外形是T形。

最好，当导向板互相分开时，安装在举升板上的转换开关暴露于安装在下层框架上和导向板上的转换开关之间的空间里，并上升排列在与下层框架上和导向板底部的转换开关相同的平面上。

最好，转换开关包括一形成底部表面的底部表面板，一由底部表面板支撑的印刷电路板，上面有印刷电路和操作印刷电路的接触开关，一用来保护印刷电路板的橡胶板，局部有大量的凸起部用来操作印刷电路板上的接触开关。

最好，键孔形成在对应橡胶板上凸起部位置的导向板上。

最好，键座组件包括一具有形成在外部表面相反方向的连接部和插入部的外壳，一阻止器形成于它内部，一键座有一能穿过外壳底部的键，一钩用来锁住阻止器，键和钩是一体形成的，一弹簧相对外壳为键提供一弹性偏压。

最好，键座组件的连接是通过将键座组件的连接部插入另一个相邻键座组件的插入部来形成。

最好，一钩形成于连接部的末端用来阻止连接部从插入部中脱离。

最好，一隔离部形成在外壳的一侧以便在键座组件互相靠近时维持一定的距离。

最好，一凸条形成在外壳相对的两个侧表面上以便被导向板的导向部导引。

最好，对应位于导向板两侧端部的键孔和下层框架的转换开关的键座组件维持在一种固定状态，其它键座组件当导向板相互分开或靠近时，对应在不同位置的键孔或开关。

最好，对应下层框架转换开关的键座组件包括一外部表面有一插入部和在内部边缘有一阻止部的外壳，一键座有一能穿过外壳底部的键，一钩用来锁住阻止器，键和钩是一体形成的，一弹簧相对外壳为键提供一弹性偏压。

通过参照附图对优选实施例的描述，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚：

附图1是现有技术的键盘透视图；

附图2是依照本发明的键盘组件之间的空间被压缩时的键盘透视图；

附图3是依照本发明的键盘组件之间的空间被扩展时的键盘透视图；

附图4是依照本发明的键座组件被取掉时的分解透视图；

附图5是描述键座组件和导向板的透视图；

附图6是描述键座组件的分解透视图；

附图7是描述安装在导向板内的键座组件的剖视图；

附图8A和8B是描述键座组件连接的底部视图；

附图9A和9B是依照本发明另一实施例描述键座组件连接的底部视图；

附图2是图示依照本发明描述键之间的空间被压缩时的键盘。参照附图，键盘20由大量排在预定位置的键座组件组成。键座组件按组分为分布在键盘20两侧的固定键座组件21,21＇,22,22＇,23,23＇,24,24＇,25和25＇，分布在键盘20中部的固定键座组件26,27,28,29和30，及其它键座组件35。参考标号43是一个边侧导向部，用来引导在水平方向的转换开关，稍后将会描述。

附图3所示是附图2的扩张状态。参照附图，键座组件互相间以较大分隔空间排列。每一个键座组件通过连接器31和32与邻近的键座组件相连。如附图3所示，由于键座组件之间的空间扩展，用户可以容易地使用键盘。如附图2和附图3所示，基于本发明的键盘能在扩张状态和收缩状态间转换。

附图4示出键座组件被取下状态的键盘。参照附图，键盘包括一下层框架41，一举升板46，一转换开关410，一导向板420和一中间转换开关425。举升板46被安装成能从下层框架41到预定高度上升或下降。同样，导向板420被安装成能沿下层框架41的上表面水平运动。转换开关410被安装在导向板420的底部表面，从而随导向板420一起运动。中间转换开关425固定在形成于下层框架41上的中间凸起部上。另一个转换开关47固定在举升板46的中部。

边侧导向部34形成于下层框架41的上侧表面和下侧表面。边侧导向部34用来引导导向板420在水平方向的运动，同时阻止导向板420从下层框架41向上脱离。中间凸起部45形成于下层框架41的中部，边侧凸起部42形成于下层框架41的边侧部。一个相当大的凹下部480形成于中间凸起部45和边侧凸起部42之间，举升板46放置在凹下部480上。举升板46被分成两部分，其形状与凹下部480相对应。槽43平行延伸在相邻的边侧凸起部42之间。

许多叶片式弹簧44被安装在凹下部480上使举升板46向上偏压。在图示实施例中，叶片式弹簧44是被安装在凹下部480内特殊切割而成的开放腔内。

导向板420被安装在举升板46上。导向板被分成两部分，安装成能与中间转换开关425接近或分离。许多键座组件被安装在导向板420上，键座组件能沿导向板420被扩展或收缩(详细描述稍后将会说明)。转换开关410被安装在导向板420的底部表面上。参考标号435和445表示形成于导向板420上的键孔，用来插入键座组件的键(键将在稍后描述)。凸条440被插入形成于下层框架41的边侧凸起部42上的导向部43中，当导向板420在水平方向移动时此凸条由导向部43定向。

安装在举升板46上的转换开关47依照导向板420的位置被排列在键的底部表面(没图示)或导向板420底部表面。例如，在压缩状态，如附图2示，导向板420的两部分靠近中间转换开关425排列。此时，举升板46排在导向板420的底部表面下，举升板46在叶片式弹簧44的偏压力作用下被压在凹下部480内。也就是说，偏心力的反作用力推着导向板420和举升板46向上，边侧导向部43阻止导向板420向上的运动。键座组件(没图示)排在导向板420和中间转换开关425的上面。

在扩展状态，如附图3示，导向板420的两部分彼此远离中间转换开关425排列。此时，安装在举升板46上的转换开关46暴露在键座组件底部表面下(没图示)。也就是说，当导向板420离开中间转换开关425时，适合举升板46上的转换开关47向上运动的空间在导向板420的两部分之间被形成，所以，中间转换开关425，举升板46上的转换开关47和导向板420被安排在扩展状态下的键座组件下的同一个平面内。

排列在导向板420的底部表面下的转换开关410，中间转换开关425，和安装在举升板46上的转换开关47具有相似的结构，稍后将会描述。键座组件上的键通过导向板420上的键孔435操作转换开关410上的开关，或直接操作转换开关47,425和455。

附图5用示意图表示了参照附图4描述的导向板，转换开关和键座组件。

参照附图，导向板420有许多导向部422与一底板421平行。导向部422按“T”型结构形成，以便键座组件550的凸条554能被插入相邻的导向部。键座组件550可以沿导向部422轴向移动。

许多键孔426形成在导向部422之间，一个完整的键孔426如附图5所示。键座组件550的键560用插入键孔426。依照此结构和键座组件550的操作，稍后将会描述，键560压下一个橡胶板的凸起部564，从而一个由凸起部564封闭的接触开关可以操作。

转换开关410安装在基座421的底部表面上。转换开关410由底板51，印刷电路板52和橡胶板53组成。底板51维持转换开关410的刚度并同时保护转换开关410。开关电路和接触开关(没图示)形成于由底板51支撑的印刷电路板52上。开关电路被安装在开关电路上的橡胶板53保护着。装在凸起部564下的接触开关(没图示)通过按下凸起部来操作。如图4所示的其它转换开关47和425的结构与参照附图5所描述的转换开关410是相似的。

键座组件550包括一键座552和一外壳540。一凸条554，一连接器562和一连接器插入部556形成在外壳540的侧表面上。键座552装在外壳540内，键座552和外壳540互相相对运动。键560与键座552整体形成，以便当键座552被按下时键560按下橡胶板53上的凸部564。凸条558形成于外壳540的底部表面并插入形成于导向板42上的轨道428内。当键座组件550沿导向部422水平移动时，凸条558被轨道428导引。

连接器562插入外壳540的连接器插入部556以便形成一系列键座组件链。也就是说，一键座组件550将连接器562插入邻近键座组件550的连接器插入部556，所以连接了许多键座组件。当键座组件如附图2所示互相靠近时，连接器562完全插入外壳540的连接器插入部556。此时，一隔离块566维持键座组件间的空间。当键座组件如附图3所示互相扩展开时，连接器562离开其它键座组件的外壳540。

附图6示意附图5中的键座组件。参照图示，一钩62和键560形成于键座552上，钩62和键560插入外壳540内。钩62被形成于外壳540内的阻止器65锁住。一螺旋弹簧61通过插在键560周围然后放入外壳540内，并给键座组件552向上的弹性偏心力。凸条554，隔离块566及连接器562的形状与参照附图5描述的相同。参照附图6显示可以明白，键座组件的连接是通过将一键座组件的连接器562插入邻近其它键座组件的连接器插入部556来形成。为了阻止连接器562从插入部556脱离，一钩63形成在连接器562的底部表面。

附图7示意，参照附图5和附图6描述的键座组件550，装在参照附图4和附图5描述的导向板420的上部。参照图示，导向板420的导向部423与键外壳540的凸条啮合以便键座组件550不从导向板420上分离。同样，形成于键座552的钩62与形成在外壳540的阻止器65啮合，以便阻止键座552因为弹簧61的偏压力而造成的分离。键560穿过形成于外壳540底部表面的孔，从而可压缩橡胶板53的凸起部564。附图7右边示意的键座组件550是压缩状态，而左边的一个不是压缩状态。当键座552被按下时，键560穿过形成于导向板420上的孔按压凸起部564。从而，安装在电路板52上的开关可以操作。

附图8A和8B示意成链条连接的多个键座组件的底部表面。参照附图8A，键座组件类似于附图2所示的状态互相靠近。连接器562通过邻近键座组件的插入部566完全插入外壳。此时，隔离块566维持键座组件间的空间。参考标号82示意特殊切割而成的外壳底部表面。

参照附图8B，连接器562与外壳540分开，形成在连接器562的底部表面的钩63被插入部556的内部锁住以便键座组件保持预定距离。

附图8A和8B所示的键座组件的排列相似于附图2和3边侧键座组件的结构。也就是说，分布在附图8A和8B所示最右边的键座组件对应于附图2和3所示的固定键座组件21至25或21＇至25＇。所以，在最右边的键座组件在键盘边上维持固定状态，其它临近键座组件依照导向板的扩展或压缩而移动(见附图4)。

附图9A和9B示意不同的键座组件排列。参照图示，中心键座组件仅有插入部，在左边或在右边的键座组件相应在不同方向有连接器。附图9A示意键座组件互相靠近的状态，附图9B示意键座组件彼此分离的状态。

附图9A和9B示意的中心键座组件对应附图2和3所示的中心固定键座组件26,27,28,29和30。也就是说，附图2和3所示的中心固定键座组件26,27,28,29和30可以通过附图9A和9B所示的固定中心固定键座组件，连接其它的键座组件在两侧来具体实现。

在附图4，当导向板420被压缩或扩展时，键座组件对应于转换开关47和425和410不同的位置。例如，当导向板420被压缩时，由于举升板46上的转换开关47没暴露在键座组件下，安装在举升板46上的转换开关47没有被键操作。反之，当导向板420扩展时，由于所有转换开关47,410和425都暴露在键座组件下，转换开关47的开关接收到键的操作。

由于键座组件550(见附图5)的数量有限，虽然所有的转换开关47,410和425都暴露在键座组件下，形成于转换开关上的开关不能都被操作。因此，电路板52上的开关依照键座组件和开关，既凸起部564的相对位置而被设定为工作和非工作。

例如，当导向板420被压缩时，中间转换开关425和导向板420的转换开关410暴露在键座组件下。此时，键座组件的键没有插入导向板420的所有键孔。

参照附图4，附图2和3中的中心固定键座组件26,27,28,29和30对应形成于被固定的中间转换开关425的开关。附图2和3中的固定键座组件21＇对应装在最右边键孔里的开关。同样，其它固定键座组件21至25和22＇至25＇对应固定的键孔。

然而，不在固定状态的键座组件对应在扩展和压缩时的其它键孔。也就是说，当导向板420被压缩时，键560插入邻近键孔420的另一个键孔435，然而当导向板420被扩展时，键孔435没有对应的键座组件。换句话说，在压缩时键孔435对应的键座组件，由于当导向板420被扩展时键座组件间的空间变宽，移到对应的另一个邻近键孔445。也就是说，通过导向板420在压缩或扩展时在导向板420上各对应键处形成附加键孔，键能选择对应的键孔。如上所述，由于举升板46上的转换开关47分布在中间转换开关425和导向板420之间，对应键560的开关数量增加。因此，对应转换开关47的开关的一部分键，在压缩时通过导向板420的键孔，对应键盘在扩展时举升板46的转换开关47的开关。在这种情况下，一种分别接通工作或非工作的转换方法是需要的。需要的操作可以通过安装一个附加开关较容易实现。例如，决定导向板420是扩展或压缩的开关490是装在下层框架41的边侧导向部的边上。

依照本发明的键盘结构和操作现在将参照附图来描述。

参照附图4，装有许多键座组件在上面的导向板420可以同举升板46一道被放在下层框架41上。举升板46被放在凹下区域480内，导向板420可以沿着边侧导向部34在水平方向移动。

在压缩状态，导向板420趋进中间转换开关425，因此安装在举升板46上的转换开关47被排在导向板420下。反之，当导向板420与中间转换开关425分开时，转换开关47升到导向板420和中间转换开关425之间形成的空间。

附图5示的键座组件550的连接器52通过7插入邻近键座组件的插入部556，因此形成一键座组件链。键座组件链被安装在导向板420的导向部422之间。如附图2和3所示，边侧固定键座组件21-25和21＇-25＇及中间固定键座组件26-30分别对应装在导向板420底部表面的转换开关410和中间转换开关425。然而，连接在固定键之间的其它键座组件，当它们象参照附图8A至9B所描述的那样彼此接近或离开时，可以在压缩状态或扩展状态之间被转换。

对应键座组件550的键560的开关依照键盘的扩展状态和压缩状态变化。键盘是被扩展还是被压缩可以通过附加开关490(见附图4)确定。用户通过简单在水平方向移动导向板420可以使键盘在扩展状态或压缩状态。

如上所述，在依照本发明的键盘里，键间的空间可以自由扩展或压缩以便为象笔记本计算机这样的便携式设备所用。同样，由于整个键盘的结构被简化，键盘的制造变得容易，寿命增加。

Claims (18)

1．一种键盘，包括：

一下层框架，有许多弹性构件装在其表面；

一装在下层框架上的举升板，通过弹性构件的一弹性力能上升或下降；

一对分开装在举升板上的导向板，能在水平方向互相接近或离开，并有许多键孔和导向部；

转换开关，分别安装在下层框架上面，举升板上方和导向板的底部表面；

一键座组件链，彼此都安装成通过导向板的导向部的导引能压缩或扩展，有一键用来直接或通过插入导向板的键孔来操作转换开关的开关。

2．如权利要求1所述的键盘，其中下层框架在它两边有凸部，一中间凸部和在凸部和中间凸部之间形成的一凹下区域，装在下层框架上的转换开关被装在中间凸部上。

3．如权利要求1所述的键盘，其中装在下层框架上的转换开关，与装在导向板底部表面上的转换开关维持在同一平面上。

4．如权利要求2所述的键盘，其中装在下层框架上的转换开关，与装在导向板底部表面上的转换开关维持在同一平面上。

5．如权利要求2所述的键盘，其中许多平行的槽被形成在下层框架的两侧凸部上，许多平行的对应槽凸条被形成在导向板底部表面上的转换开关上，以便当导向板在水平方向移动时，凸条被槽导引。

6．如权利要求1所述的键盘，其中用来阻止下层框架和导向板向上分离和引导导向板水平移动的导向部沿轴向形成在下层框架上。

7．如权利要求6所述的键盘，其中检测下层框架水平移动的开关被装在下层框架上的导向部的一边。

8．如权利要求1所述的键盘，其中形成在导向板上的导向部的形状是T形。

9．如权利要求1所述的键盘，其中装在举升板上的转换开关，暴露在装在下层框架和导向板上的转换开关之间形成的空间内，当导向板互相分离时，上升到与下层框架和导向板底部表面的转换开关相同的平面内。

10．如权利要求1所述的键盘，其中转换开关包括：

形成在底部表面的底部面板；

一印刷电路板被底部面板支撑，并具有印刷电路和用来操作印刷电路的接触开关；

一橡胶板用来保护印刷电路板，并有许多形成于局部的凸部用来操作印刷电路板上的接触开关。

11．如权利要求10所述的键盘，其中键孔被形成在对应于橡胶板的凸部的导向板上。

12．如权利要求1所述的键盘，其中键座组件包括：

一个外壳，具有一形成于相反两外部表面上的连接器和插入部，及一形成于其内侧的阻止器；

一键座，有一键穿过外壳的底部表面，一钩用来锁住阻止器，键和钩被整体形成；

一弹簧，弹性地使所述键偏压在外壳上。

13．如权利要求1 2所述的键盘，其中键座组件链通过将键座组件的连接器插入另一个邻近键座组件的插入部而形成。

14．如权利要求13所述的键盘，其中一钩被形成在所谓连接器的一末端，以阻止所谓连接器从插入部脱离。

15．如权利要求12所述的键盘，其中一隔离部被形成在外壳的一侧面上，以便当互相靠近时在键座组件之间能维持一定的距离。

16．如权利要求12所述的键盘，其中一凸条被形成在外壳的相反的侧面上，以被导向板的导向部导引。

17．如权利要求1所述的键盘，其中对应形成在导向板两端部的键孔和下层框架的转换开关的键座组件，被维持在固定状态，当导向板做互相靠近运动或分离运动时，其它键座组件对应不同位置的键孔或开关。

18．如权利要求17所述的键盘，其中对应下层框架的转换开关的键座组件包括：

一外壳，具有一插入部形成在外侧表面上，一阻止器形成在其内侧；

一键座，有一键穿过外壳的底部表面，一钩用来锁住阻止器，键和钩被整体形成；

一弹簧，弹性地使所述键偏压在外壳上。

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