CN204144118U - 按键开关、按键单元及电脑键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种按键开关、按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘。所述按键开关包括操作体、固定架、第一金属弹簧、第二金属弹簧和薄膜开关层，所述操作体包括一导程柱，所述固定架包括导程管，所述导程柱部分插入所述导程管且弹性抵接所述第二金属弹簧，所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，所述第二金属弹簧收容于所述导程管内，且其一端与所述导程柱弹性抵接，另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触或者间隙设置，所述薄膜开关层设于所述固定架外侧。

Description

按键开关、按键单元及电脑键盘

技术领域

本实用新型涉及一种电子设备输入装置，尤其涉及一种电脑键盘的按键开关、按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘。 

背景技术

随着现代电子技术的发展，各种电子产品不断被研发出来，而作为电子设备的主要输入装置，尤其是电脑设备的键盘也越来越重要。 

键盘是通过用户敲击操作，进而按压对应的按键单元以实现向电子设备等硬件输入信号的输入装置，如今键盘被广泛使用。 

舒适的手感对于键盘的使用非常重要。按照控制按键上下移动装置的材料，现在市场上主要是由硅胶等塑胶材料制成的弹性体式键盘，所述弹性体安置在键帽的正下方，与键帽下表面接触。在按键单元被按下的时候，所述弹性体被挤压，将开关触发，对应的薄膜开关线路板将信号传输给对应键盘的中央处理器。由于此方式按下按键单元的手感由塑胶弹性体控制，塑胶弹性体的力量行程曲线是波浪形的，如图1所示，曲线line1是被按压时的压力行程曲线，曲线line2是被释放时的压力行程曲线，因此，按压手感不佳。另外一种键盘是机械键盘，其按键是通过金属弹簧的压缩及其相关结构使金属开关弹片接触或者断开，来实现按键开关功能。这样的机械按键的力量行程曲线在绝大部分行程内是线性的，从而提供了优异的手感。但是由于机械按键价格昂贵，还需要焊接至线路板上，成本高，无法普及。当然，也有一种金属弹簧和塑胶颗粒的混合型的按键，即通过金属弹簧带动导柱进行上下移动去挤压塑胶颗粒，实现开关功能，但是一旦导柱接触到了塑料颗粒，金属弹簧的线性曲线被塑胶颗粒的回弹力破坏，无法实现类似机械按键的线性力量行程曲线，因而更加难以普及。 

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是现有电脑键盘手感不佳的问题。针对上述问题，本实用新型提供一种手感佳的电脑键盘及电脑键盘用的按键单元。 

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了一种按键开关，包括操作体、固定架、第一金属弹簧、第二金属弹簧和薄膜开关层，所述操作体包括一导程柱，所述固定架包括导程管，所述导程柱部分插入所述导程管且弹性抵接所述第二金属弹簧，所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，所述第二金属弹簧收容于所述导程管内，且其一端与所述导程柱弹性抵接，另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触或者间隙设置，所述薄膜开关层设于所述固定架外侧。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述薄膜开关层包括薄膜开关，所述薄膜开关包括相对间隔设置的第一电极和第二电极，当所述操作体被按压时，所述第二金属弹簧抵压作用于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极相接触，实现导通，当所述第二金属弹簧被释放时，所述第二金属弹簧无抵压力或减少抵压力于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极分离，实现断开。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述导程柱包括相接设置的主体部和延伸端，所述延伸端自所述主体部末端垂直延伸形成，所述第二金属弹簧一端套设于所述延伸端且与所述主体部相抵接，其另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述操作体包括按压端及本体，所述按压端与所述导程柱分别设于所述本体的二相对侧，所述按压端裸露于所述固定架外，所述本体及所述导程柱对应收容于所述固定架内。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述操作体还包括侧壁及滑条，所述滑条设于所述侧壁外侧表面，所述固定架包括滑槽，所述滑槽与所述滑条对应嵌套设置，且所述操作体能够相对所述固定架沿所述滑槽延伸方向往返滑动。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述固定架包括侧壁，所述侧壁围成收容空间，所述操作体的本体及导程柱对应收容于所述固定架的收容空间内。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述固定架还包括止挡部，所述止挡部一端设于所述固定架内侧的下端，其配合所述固定架的上端限定所述操作体在竖直方向的最大行程。 

在本实用新型的一较佳实施例中，所述固定架包括相互配合的第一固定架及第二固定架，所述第一固定架包括多个卡钩，所述第二固定架包括多个突起，所述突起与所述卡钩对应配合固定所述第一固定架于所述第二固定架。 

一种按键单元，其包括键帽及按键开关，所述键帽套设于所述按键开关上，所述按键开关包括操作体、固定架、第一金属弹簧、第二金属弹簧和薄膜开关层，所述操作体包括一导程柱，所述固定架包括导程管，所述导程柱部分插入所述导程管且弹性抵接所述第二金属弹簧，所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，所述第二金属弹簧收容于所述导程管内，且其一端与所述导程管弹性抵接，另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触或者间隙设置，所述薄膜开关层设于所述固定架外侧。 

一种电脑键盘，其包括多个阵列设置的按键单元，所述按键单元包括键帽及按键开关，所述键帽盖设所述按键开关，所述按键开关包括操作体、固定架、第一金属弹簧、第二金属弹簧和薄膜开关层，所述操作体包括一导程柱，所述固定架包括导程管，所述导程柱部分插入所述导程管且弹性抵接所述第二金属弹簧，所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，所述第二金属弹簧收容于所述导程管内，且其一端与所述导程管弹性抵接，另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触或者间隙设置，所述薄膜开关层设于所述固定架外侧。 

本实用新型的按键按键单元及采用所述按键单元的电脑键盘中，利用所述第一金属弹簧、第二金属弹簧和操作体配合所述操作体实现机械按压的传递，同时利用所述第二金属弹簧直接正面与所述薄膜开关层的弹性抵压实现所述薄膜开关层的薄膜开关的接通与断开，使得所述按键 开关具有两个工作状态，既结合机械键盘的按压触感，又整合薄膜开关键盘的结构简单、成本低的特点，而且所述第一金属弹簧、第二金属弹簧的力量行程曲线为线性曲线，按压手感更佳。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图，其中： 

图1是现有塑胶按键的压力行程曲线图； 

图2是本实用新型第一实施方式所揭示电脑键盘的立体分解示意图； 

图3是图2所示电脑键盘的按键单元的立体分解示意图； 

图4是图3所示按键开关组装后的立体剖视图； 

图5是图4所示按键开关断开状态的局部剖视图； 

图6是图4所示按键开关导通状态的局部剖视图； 

图7是图3所示按键开关的压力行程曲线图； 

图8是本实用新型第二实施方式所揭示电脑键盘立体分解结构示意图； 

图9是图8所示电脑键盘的按键单元的立体分解结构示意图； 

图10是图9所示按键开关组装后的立体剖视图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

本实用新型实施例公开了一种电脑键盘，如图2所示，所述电脑键 盘100包括上盖101、下盖103、控制电路板105、支撑板107及多个按键单元1。所述按键单元1包括键帽10和按键开关11。所述按键开关11是由操作体111、固定架113、第一金属弹簧115、第二金属弹簧117和薄膜开关层119组成。 

所述上盖101配合所述下盖103围成一端开口的收容空间。所述控制电路板105、支撑板107及按键单元1对应收容在所述收容空间内。所述按键单元1阵列设置，所述支撑板107设置有多个安装孔108以对应嵌套固定所述按键单元1。所述按键单元1部分贯穿所述安装孔108，部分对应收容在出所述上盖101的中空区域。所述按键开关11的薄膜开关层119夹设于所述支撑板107和所述下盖103之间。 

所述按键单元1的结构如图3所示，其中图3是图2所揭示电脑键盘的按键单元的立体分解示意图。所述按键单元1包括键帽10及按键开关11。所述键帽10盖设所述按键开关11一端，并随所述按键开关11同步上下移动。 

所述键帽10包括顶壁101及四侧壁103。所述键帽10的顶壁101用于用户触碰按压操作。所述顶壁101与所述侧壁103相接设置。所述四侧壁103首尾相接，并设于所述顶壁101同一侧，由此所述顶壁101配合所述四侧壁103围成一端开口的收容空间。所述按键开关11抵接所述键帽10的内侧表面。 

再请结合参阅图4，其中图4是图3所示按键开关组装后的立体剖视图。所述按键单元1的按键开关11是一实现物理按压输入信号转换为电信号的开关转换元件。当用户按压所述按键单元1的键帽10的顶壁103时，所述按键开关11对应开启，对应将用户施加至所述键帽10的机械压力传输至所述薄膜开关层119，使所述按键开关11导通，此导通信号传递至电脑键盘100的控制电路板105，以产生电输入信号。当用户取消按压所述按键单元1的键帽10时，则所述按键开关11关闭，对应停止产生电输入信号。 

所述按键开关11包括操作体111、固定架113、第一金属弹簧115、第二金属弹簧117和薄膜开关层119。所述固定架113包括配合设置的 第一固定架114及第二固定架116。 

所述操作体111包括按压端1111、本体1112、侧壁1113、滑条1114及导程柱1116。 

所述按压端1111自所述本体1112上表面延伸形成，整体呈十字柱状，其直接嵌套固定在所述键帽10的内侧表面。所述本体1112整体呈长方体型。所述二侧壁1113自所述本体1112边缘朝远离所述按压端1111侧延伸形成，且所述二侧壁1113相对设置。所述滑条1114是一形成在所述侧壁1113外侧表面的长条形突起。所述二滑条1114相较于所述本体1112呈中心对称。所述导程柱1116设于所述本体1112的远离所述按压端1111下表面，且自所述本体1112中心延伸形成。所述导程柱1116包括相接设置的本体部1117和延伸端1118。所述延伸端1118自所述本体部1117末端垂直延伸形成，且其横截面尺寸小于所述本体部1117横截面尺寸。组装后，所述导程柱1116收容于所述第一金属弹簧115内，且其末端部分插入所述导程管1163内。 

所述固定架113的第一固定架114包括四侧壁1141及卡钩1142。所述四侧壁1141依次首尾相接设置，围成一中空收容空间，所述操作体111的本体1112、侧壁1113、滑条1114及导程柱1116对应收容在所述收容空间内。所述卡钩1142自所述第一固定架114下侧表面延伸形成，且朝远离所述本体1112侧延伸形成。所述卡钩1142设有四个。所述四卡钩1142对称设置。 

所述第二固定架116与所述第一固定架114对应卡合组装固定。所述第二固定架116包括突起1161、二滑槽1162、导程管1163及底壁1164。 

所述突起1161设于所述第二固定架116的侧壁(未标示)上，其与所述第一固定架114的卡钩1142对应卡合设置固定在一起，使得所述第一固定架114与所述第二固定架116对应卡合组装在一起。 

所述二滑槽1162设于其中二相对侧壁上，且与所述操作体111的滑条1114相对应，所述滑槽1162与所述滑条1114相互装配形成滑轨滑条配合结构，所述滑条1114能够在所述滑槽1162内自由滑动，使得所述操作体111相对所述第二固定架116沿着所述滑槽1162延伸方向，在设 定行程范围内可以自由上下相对往返滑动。 

所述导程管1163是中空圆柱结构，其贯穿至所述底壁1164外侧表面。 

所述操作体111的导程柱1116部分插入所述第二固定架116的导程管1163的中空区域，且可相对所述第二固定架116自由上下滑动。 

所述第一金属弹簧115套设于所述固定架113的导程管1163外侧，其上端抵接于所述操作体111的本体1112下表面，下端抵接于所述第二固定架116的底壁1164内侧表面。所述第一金属弹簧115在弹性形变范围内，受外力按压后对应产生形变，同时，产生反作用弹力。 

所述第二金属弹簧117在弹性形变范围内，受外力按压后对应产生形变，同时，产生反作用弹力。组装后，所述第二金属弹簧117收容于所述导程管1163内，其一端套设于所述导程柱1116的延伸端1118且与所述导程柱1116的主体部1117相抵接固定，另一相对端与所述薄膜开关层119表面相接触或者间隙设置。当所述第二金属弹簧117受外力按压后产生收缩时，其弹性抵压作用于所述薄膜开关层119。 

所述薄膜开关层119是一表面阵列设置多个薄膜开关1191的薄膜层，其设于所述第二固定架1116外侧，与所述第二固定架116的底壁1164外侧表面相接触。请结合参阅图5和图6，其中，图5是图4所示按键开关断开状态的局部剖视图，图6是图4所示按键开关导通状态的局部剖视图。所述薄膜开关1191包括相对间隔设置的第一电极1191a、第二电极1191b，在压力作用下，所述第一电极1191a与所述第二电极1191b对应接触实现导通；当取消施加压力时，则所述第一电极1191a与所述第二电极1191b对应分离实现断开。 

再请参阅图4，是图3所示按键开关组装后的立体剖视图。当组装所述按键开关11时，首先，将所述第一金属弹簧115套设在所述固定架113的导程管1163外侧，将所述第二金属弹簧117过盈套设在所述操作体111的导程柱1116外侧。 

其次，所述操作体111的导程柱1116末端及其第二金属弹簧117插入所述第二固定架116的导程管1163内，同时所述滑条1114与所述第 二固定架116的滑槽1162对应嵌套配合，因为所述滑条1114能够相对所述滑槽1162在设定范围内自由上下滑动，所以所述操作体111相对所述第二固定架116在上下方向同样随着所述滑条1114相对所述滑槽1162同步上下相对滑动。 

接着，所述第一固定架114与所述第二固定架116之间通过所述卡钩1142与所述突起1161的卡合配合固定在一起，相应地，所述操作体111的本体1112、侧壁1113和滑条1114收容于所述第一固定架114的中空收容空间内。 

最后，将所述薄膜开关层119放置在所述第二固定架116的底壁1164外侧表面。 

所述按键开关11的工作原理如下： 

首先，用户施加压力至所述键帽10； 

接着，所述键帽10推动所述操作体111朝所述薄膜开关层119方向移动，缩短二者之间的间距。 

具体而言，所述操作体111向下移动，压缩所述第一金属弹簧115，带动所述操作体111的滑条1114沿所述第二固定架116的滑槽1162相对向下滑动，所述导程柱1116同步向下位移抵压所述第二金属弹簧117，使得所述第二金属弹簧117对应产生压缩形变并抵压作用于所述薄膜开关层119，实现所述第一电极1191a、第二电极1191b接触导通，从而实现开关导通，产生电信号传递至所述控制电路板105。 

最后，用户释放压力，则所述第一金属弹簧115因自身恢复形变作用，而产生反作用力推动所述操作体111向上移动，带动所述导程柱1116同步向上移动，使得所述导程柱1116对所述第二金属弹簧117的抵压力逐渐减弱直至消失，同时，所述第二金属弹簧117同样根据自身恢复形变特性，使得所述第二金属弹簧117对所述薄膜开关层119的抵压力消失，实现所述第一电极1191a、第二电极1191b非接触断开，从而实现开关闭合，结束产生输入信号。 

再请参阅图7，是所述按键开关11的压力行程曲线图，其中，曲线line1是所述按键开关11被按压时的压力行程曲线，曲线line2是所述 按键开关11被释放时的压力行程曲线，曲线line1和曲线line2均是线性的曲线，因此，所述按键开关11的按压手感极佳。 

相较于现有技术，在本实施方式的按键单元1中，设置按键开关11，利用所述第一金属弹簧115配合所述操作体111实现机械按压的传递，同时利用所述第二金属弹簧117对所述薄膜开关层119的弹性抵压实现所述薄膜开关1191的接通与断开，使得所述按键开关1191具有两个工作状态，既结合机械键盘的按压触感，又整合薄膜开关键盘的结构简单、成本低的特点，而且所述按键开关11的压力行程曲线为线性的曲线，按压手感更佳。 

同时，本实用新型再提供另一种电脑键盘，具体如图8所示。所述电脑键盘200包括上盖201、下盖203、控制电路板205、支撑板207及按键单元2。所述上盖201配合所述下盖203围成一端开口的收容空间。所述控制电路板205、支撑板207及按键单元2对应收容在所述收容空间内。所述按键单元2阵列设置，所述支撑板207上设置有多个安装孔208，所述支撑板207通过螺丝和所述下盖203固定，然后所述支撑板207通过固定架213的表面的弹性卡钩2132和突起2133完成对按键单元2的固定。所述按键单元2的固定架213贯穿所述安装孔208，所述弹性体与所述安装孔208相对应。所述键帽20对应暴露出所述上盖201的中空区域。 

所述电脑键盘200采用所述按键单元2的结构，其阵列设置在所述电脑键盘200的上盖201、下盖203围成的本体上。 

所述采用按键单元2的电脑键盘200，既保留机械键盘的较佳手感，同时简化元件结构，采用薄膜开关实现电信号的输入，进一步降低成本。 

再请参阅图9和图10，其中图9是图8所示电脑键盘的按键单元的立体分解结构示意图，图10是图9所示按键开关组装后的立体剖视图本实施方式的按键单元2与上一实施方式的按键单元1区别在于，所述按键开关21的固定架213是一体成型。 

具体而言，所述操作体211包括二侧壁2111、本体2112、二弹性支架2113。所述侧壁2111相对设置，且自所述本体2112侧面同侧延伸形 成。所述二弹性支架2113同样自所述本体2112的另二相对侧延伸形成。 

所述固定架213包括四侧壁2131、弹性卡钩2132、突起2133及第一止挡部2134a、第二止挡部2134b，所述四侧壁2131首尾垂直相接围成中空区域，所述弹性卡钩2132设于所述其中二相对侧壁2131外侧表面，且向远离所述收容空间侧延伸。所述突起2133设于所述侧壁2131的外围，用于实现当所述按键开关组装于电脑键盘200时，其与所述弹性卡钩2132一起将按键单元2贯穿所述安装孔208，卡合固定在所述支撑板207上。 

所述第二止挡部2134b设于所述侧壁2131临近所述固定架213内侧下部，其与所述侧壁2131的上端的第一止挡部2134a之间形成导程，供所述操作体211在竖直方向上沿所述导程上下移动。 

当组装所述按键开关21时，请结合参阅图4。所述按键开关21的弹性卡钩2132和突起2133与所述支撑板207的安装孔208相配合卡合固定，使得所述按键开关21的固定架213相对所述键盘的支撑板207静止。 

本实施方式的按键开关21工作时，所述固定架213的第二止挡部2134b与所述固定架上端的第一止挡部2134a之间的距离决定所述操作体211竖直方向的最大行程，同时，所述固定架213的侧壁2131支撑并避免所述操作体211在水平方向上晃动，进一步提高产品可靠度，其他工作原理与上一实施方式的工作原理趋于一致，在此不一一赘述。 

相较于现有技术，在本实施方式中，设置固定架213为一体成形结构，简化元件结构，减少元件数量，进一步方便组装且降低成本。 

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (10)

1.一种按键开关，其特征在于，包括操作体、固定架、第一金属弹簧、第二金属弹簧和薄膜开关层，所述操作体包括一导程柱，所述固定架包括导程管，所述导程柱部分插入所述导程管且弹性抵接所述第二金属弹簧，所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，所述第二金属弹簧收容于所述导程管内，且其一端与所述导程柱弹性抵接，另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触或者间隙设置，所述薄膜开关层设于所述固定架外侧。 

2.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述薄膜开关层包括薄膜开关，所述薄膜开关包括相对间隔设置的第一电极和第二电极，当所述操作体被按压时，所述第二金属弹簧抵压作用于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极相接触，实现导通，当所述第二金属弹簧被释放时，所述第二金属弹簧无抵压力或减少抵压力于所述薄膜开关层，所述第一电极与所述第二电极分离，实现断开。 

3.根据权利要求2所述的按键开关，其特征在于，所述导程柱包括相接设置的主体部和延伸端，所述延伸端自所述主体部末端垂直延伸形成，所述第二金属弹簧一端套设于所述延伸端且与所述主体部相抵接，其另一相对端与所述薄膜开关层表面相接触。 

4.根据权利要求2所述的按键开关，其特征在于，所述操作体包括按压端及本体，所述按压端与所述导程柱分别设于所述本体的二相对侧，所述按压端裸露于所述固定架外，所述本体及所述导程柱对应收容于所述固定架内。 

5.根据权利要求4所述的按键开关，其特征在于，所述操作体还包括侧壁及滑条，所述滑条设于所述侧壁外侧表面，所述固定架包括滑槽，所述滑槽与所述滑条对应嵌套设置，且所述操作体能够相对所述固定架沿所述滑槽延伸方向往返滑动。 

6.根据权利要求5所述的按键开关，其特征在于，所述固定架包括侧壁，所述侧壁围成收容空间，所述操作体的本体及导程柱对应收容于所述固定架的收容空间内。 

7.根据权利要求6所述的按键开关，其特征在于，所述固定架还包括止挡部，所述止挡部一端设于所述固定架内侧的下端，其配合所述固定架的上端限定所述操作体在竖直方向的最大行程。 

8.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述固定架包括相互配合的第一固定架及第二固定架，所述第一固定架包括多个卡钩，所述第二固定架包括多个突起，所述突起与所述卡钩对应配合固定所述第一固定架于所述第二固定架。 

9.一种按键单元，其包括键帽及按键开关，所述键帽套设于所述按键开关上，其特征在于，所述按键开关是如权利要求1-8中任意一项所述的按键开关。 

10.一种电脑键盘，其包括多个阵列设置的按键单元，其特征在于，所述按键单元是如权利要求9中所述的按键单元。