CN204927131U - 按键开关、按键单元及键盘 - 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、第二金属弹簧和设于所述固定架外侧的薄膜开关层。所述操作体包括相对间隔设置的导程柱和限位套管，所述导程柱设于所述限位套管内。所述固定架包括导程管和设于所述导程管外侧的限位槽，所述导程管和所述限位槽分别对应所述导程柱和所述限位套管设置。所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，并收容于所述限位槽内，且所述第一金属弹簧的两端分别抵接所述限位套管和所述薄膜开关层。所述第二金属弹簧套设于所述导程柱外侧，且收容于所述导程管内。

Description

按键开关、按键单元及键盘

技术领域

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

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，其按键是通过弹性件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，也有一种弹性件和塑胶颗粒的混合型的按键，即通过弹性件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，弹性件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键盘及键盘用的按键单元。

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，所述按键开关包括操作体、固定架、第一金属弹簧、第二金属弹簧和设于所述固定架外侧的薄膜开关层。所述操作体包括相对间隔设置的导程柱和限位套管，所述导程柱设于所述限位套管内。所述固定架包括导程管和设于所述导程管外侧的限位槽，所述导程管和所述限位槽分别对应所述导程柱和所述限位套管设置。所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，并收容于所述限位槽内，且所述第一金属弹簧的两端分别抵接所述限位套管和所述薄膜开关层。所述第二金属弹簧套设于所述导程柱外侧，且收容于所述导程管内。

在本实用新型一较佳实施例中，所述限位套管的末端设有抵接部，所述第一金属弹簧抵接所述抵接部。

在本实用新型一较佳实施例中，所述限位套管的内径大于所述导程管的外径，并部分插设于所述限位槽内。

在本实用新型一较佳实施例中，所述固定架还包括限位壁，所述限位壁包围所述导程管，并与所述导程管同心相对间隔设置，所述限位槽形成于所述导程管和所述限位壁之间，并贯穿所述固定架。

在本实用新型一较佳实施例中，所述操作体包括本体，所述导程柱其自所述本体中心延伸形成，所述导程柱与所述本体的连接处设有凹槽，所述第二金属弹簧的一端嵌设于所述凹槽内。

在本实用新型一较佳实施例中，所述凹槽环绕所述导程柱，且所述第二金属弹簧的一端卡设于所述凹槽内。

在本实用新型一较佳实施例中，所述导程管一端为封闭结构，另一相对端开口朝向所述导程柱。

在本实用新型一较佳实施例中，所述固定架还包括相对设置的第一止挡部和第二止挡部，所述操作体包括挡块和限位突起，当所述操作体被释放时，所述挡块与所述第一止挡部对应抵接，当所述操作体被按压时，所述限位突起与所述第二止挡部对应抵接。

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、第二金属弹簧和设于所述固定架外侧的薄膜开关层。所述操作体包括相对间隔设置的导程柱和限位套管，所述导程柱设于所述限位套管内。所述固定架包括导程管和限位槽，所述导程管和所述限位槽分别对应所述导程柱和所述限位套管设置。所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，并收容于所述限位槽内，且所述第一金属弹簧的两端分别抵接所述限位套管和所述薄膜开关层。所述第二金属弹簧套设于所述导程柱外侧，且收容于所述导程管内。

一种键盘，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、第二金属弹簧和设于所述固定架外侧的薄膜开关层。所述操作体包括相对间隔设置的导程柱和限位套管，所述导程柱设于所述限位套管内。所述固定架包括导程管和限位槽，所述导程管和所述限位槽分别对应所述导程柱和所述限位套管设置。所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，并收容于所述限位槽内，且所述第一金属弹簧的两端分别抵接所述限位套管和所述薄膜开关层。所述第二金属弹簧套设于所述导程柱外侧，且收容于所述导程管内。

本实用新型的按键、按键单元及采用所述按键单元的键盘中，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，同时利用所述第一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，既结合机械键盘的线性按压触感，又整合薄膜开关键盘的结构简单、成本低的特点，而且所述固定架的导程管和限位槽与所述操作体的导程柱和限位套管相互套设，便于按键开关的组装。

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是本实用新型实施例提供的键盘的立体分解示意图；

图3是图2所示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；及

图7是图3所示按键开关的压力行程曲线图。

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。

请同时参阅图2和图3，其中图2是本实用新型实施例提供的键盘的立体分解示意图，图3是图2所揭示键盘的按键单元的立体分解示意图。本实用新型实施例公开了一种键盘1，所述键盘1包括上盖11、下盖13、控制电路板15、支撑板17及多个按键单元2。所述按键单元2包括键帽20和按键开关21。所述按键开关21包括操作体211、固定架213、第一金属弹簧215、第二金属弹簧217和薄膜开关层219。

所述上盖11配合所述下盖13围成一端开口的收容空间。所述控制电路板15、支撑板17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17上设置有多个安装孔171以对应嵌套固定所述按键单元2。所述按键单元2部分贯穿所述安装孔171，另一部分对应收容在所述上盖11的中空区域并裸露上表面。所述控制电路板15与所述按键开关21的薄膜开关层219的电连接，且所述薄膜开关层219夹设于所述支撑板17和所述下盖13之间。

所述按键单元2的结构如图3所示，所述按键单元2包括键帽20及按键开关21。所述键帽20盖设所述按键开关21一端，并随所述按键开关21同步上下移动。

所述键帽20包括顶壁201及四侧壁203。所述键帽20的顶壁201用于用户触碰按压操作。所述顶壁201与所述侧壁203相接设置。所述四侧壁203首尾相接，并设于所述顶壁201同一侧，由此所述顶壁201配合所述四侧壁203围成一端开口的收容空间。所述按键开关21抵接所述键帽20的内侧表面。

再请结合参阅图4，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2的按键开关21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2的键帽20的顶壁201时，所述按键开关21对应开启，对应将用户施加至所述键帽20的机械压力使所述按键开关21导通，此导通信号传递至键盘1的控制电路板15，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21包括操作体211、固定架213、第一金属弹簧215、第二金属弹簧217和薄膜开关层219。所述操作体211部分收容于所述固定架213内，所述薄膜开关层219设于所述固定架213的外侧。所述第一金属弹簧215收容于所述固定架213内，且所述第一金属弹簧215的两端分别抵接所述操作体211和所述薄膜开关层219；所述第二金属弹簧217的两端分别弹性抵接所述操作体211和所述固定架213。

所述操作体211包括按压端2111、本体2112、挡块2113、滑条2114、限位突起2115、导程柱2116及限位套管2117。

所述按压端2111自所述本体2112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20的内侧表面。所述本体2112整体呈方形中空结构。所述挡块2113分别设于所述本体2112的二相对侧表面，且所述挡块2113成对设置，即：每二挡块2113对称设于所述本体2112的二相对侧表面，并相对所述本体2112对称。

所述滑条2114设有四个，是形成在所述本体2112外侧表面的长条形结构。所述四个滑条2114相对于所述本体2112呈中心对称。

所述限位突起2115设于所述本体2112的下表面，其与所述本体2112一体结构。

所述导程柱2116整体呈圆柱体结构，其自所述本体2112中心朝远离所述按压端2111的方向延伸形成，即所述导程柱2116与所述按压端2111分别设于所述本体2112的二相对侧。其中，所述导程柱2116与所述本体2112的连接处设有凹槽2118，所述凹槽2118为环形凹槽，环绕所述导程柱2116的一端。

所述限位套管2117与所述导程柱2116相对间隔设置，且包围所述导程柱2116。所述限位套管2117设于所述本体2112的中空区域内，其自所述本体2112中心朝远离所述按压端2111的方向延伸形成。所述限位套管2117一端与所述操作体211连接，另一相对末端悬空设置并设有抵接部2119。所述限位套管2117与所述导程柱2116之间存在间隙。

所述固定架213具有顶部开口的收容空间，其收容所述所述操作体211的本体2112、挡块2113、滑条2114、限位突起2115、导程柱2116及限位套管2117。

所述固定架213包括四侧壁2131、弹性卡勾2132、环台2133、第一止挡部2134a、第二止挡部2134b、滑槽2136、导程管2137、限位壁2138和限位槽2139。

所述四侧壁2131依次首尾相接设置，配合围成顶部呈开口状的收容空间。所述弹性卡勾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外侧延伸。

所述环台2133设于所述侧壁2131的外围，其自所述侧壁2131向远离所述侧壁2131的方向垂直延伸形成，用于实现当所述按键开关21组装于键盘1时，其与所述弹性卡勾2132一起将按键单元21贯穿所述安装孔171，卡合固定在所述支撑板17上。

所述第一止挡部2134a位于所述固定架213的内侧上端位置，所述第二止挡部2134b位于所述固定架213的内侧下端位置，二者相对间隔设置。其中，所述第一止挡部2134a设于所述侧壁2131的内侧，所述第二止挡部2134b设于所述限位壁2138的外侧。所述操作体211的挡块2113与所述第一止挡部2134a相对应，当所述挡块2113与所述第一止挡部2134a相抵接时，则所述操作体211没有被按压；另一方面，所述操作体211的限位突起2115与所述第二止挡部2134b相对应，当所述限位突起2115与所述第二止挡部2134b相抵接时，则所述操作体211被按压至最大行程。

所述滑槽2136设于所述固定架213的内侧，并临近所述二相邻侧壁2131相接处。所述滑槽2136与所述操作体211的滑条2114相互嵌套配合，使得所述操作体211能够相对所述固定架213沿竖直方向在设定行程内自由上下滑动。

所述导程管2137为中空圆柱结构，其一端为封闭结构，另一相对端开口朝向所述导程柱2116。所述导程管2137与所述导程柱2116对应设置，所述导程柱2116可以于所述导程管2137内往复运动。

所述限位壁2138整体呈中空圆柱结构，其与所述导程管2137同心相对间隔设置。所述限位壁2138与所述固定架213为一体结构。其中，所述限位壁2138包围所述导程管2137，并与所述导程柱2137开口的一端相连接。

所述限位槽2139形成于所述导程管2137和所述限位壁2138之间，并贯穿所述固定架213。所述限位槽2139与所述限位套管2117对应设置，所述限位套管2117的外径大于所述导程柱2137，并部分插设于所述限位槽2139内，且可以于所述限位槽2139内部往复运动。

所述第一金属弹簧215套设于所述固定架213的导程管2137的外侧，其一端弹性抵接于所述操作体211的限位套管2117，另一相对端与所述薄膜开关层219表面相弹性接触。其中，所述第一金属弹簧215抵接所述限位套管2117的抵接部2119。所述第一金属弹簧215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217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217套设于所述导程柱2116外侧，并部分收容于所述导程管2137内。所述第二金属弹簧117两端分别弹性抵接所述导程管2137和所述操作体211的本体2111。其中，所述第二金属弹簧117的一端卡设于所述凹槽2118内而抵接所述操作体211的本体2111。

所述薄膜开关层219夹设于所述支撑板17和所述下盖13之间。且所述薄膜开关层219是一表面阵列设置多个薄膜开关2191的薄膜层，其设于所述固定架213外侧。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2191包括相对间隔设置的第一电极2191a、第二电极22191b，在压力作用下，所述第一电极2191a与所述第二电极2191b对应接触实现导通；当取消施加压力时，则所述第一电极2191a与所述第二电极2191b对应分离实现断开。

当组装所述按键开关21时，首先，提供固定架213和第一金属弹簧215，将所述第一金属弹簧215放入所述固定架213的限位槽2139内而套设在所述导程管2137的外侧。

其次，提供所述操作体211和所述第二金属弹簧217，将所述第二金属弹簧217的一端套设在所述操作体211的导程柱2116外侧，且与所述凹槽2118相抵接固定，所述第二金属弹簧217的另一相对端插入所述导程管2137内，并抵接所述导程管2137具有封闭结构的一端；同时，所述操作体211的限位套管2117部分插入所述限位槽2139内，且所述限位套管2117的抵接部2119抵接所述第一金属弹簧215一端。相应地，所述操作体211的滑条2114与所述固定架213的滑槽2136对应嵌套配合，所述挡块2113卡设在所述第一止挡部2134a与所述第二止挡部2134b之间。

接着，将所述按键开关21的弹性卡勾2132和环台2133与所述支撑板17的安装孔171相配合，夹设所述支撑板17实现卡合固定，使得所述按键开关21的固定架213相对所述支撑板17静止。

最后，提供键帽20盖设于所述操作体211的上端，所述薄膜开关层219夹设于所述支撑板17和所述下盖13之间，所述第一金属弹簧215与所述薄膜开关层219表面相接触。如此，完成所述按键开关21的组装。

所述按键开关21的工作原理如下：

首先，用户施加压力至所述键帽20；

接着，所述键帽20推动所述操作体211朝所述薄膜开关层219方向移动，缩短二者之间的间距。

具体而言，所述操作体211向下移动，压缩所述第二金属弹簧217，带动所述操作体211的滑条2114沿所述固定架213的滑槽2136相对向下滑动。同时，所述限位套管2117压缩所述第一金属弹簧215，使得所述第一金属弹簧215对应产生压缩形变并抵压作用于所述薄膜开关层219，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15。

最后，用户释放压力，则所述第二金属弹簧217因自身恢复形变作用，而产生反作用力推动所述操作体211向上移动，带动所述导程柱2116同步向上移动，使得所述限位套管2117对所述第一金属弹簧215的抵压力逐渐减弱直至消失，同时，所述第一金属弹簧215同样根据自身恢复形变特性，使得所述第一金属弹簧215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，是图2所示按键开关21的压力行程曲线图，其中，曲线line1是所述按键开关21被按压时的压力行程曲线，曲线line2是所述按键开关21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21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中，设置按键开关21，利用第一金属弹簧215、第二金属弹簧217和操作体211配合所述固定架213实现机械按压的传递，同时利用所述第一金属弹簧215直接正面与所述薄膜开关层219的弹性抵压与分离实现所述薄膜开关层219的薄膜开关2191的导通与断开，使得所述按键开关21具有两个工作状态，既结合机械键盘的线性按压触感，又整合薄膜开关键盘的结构简单、成本低的特点，而且所述固定架213的导程管2137和限位槽2139与所述操作体211的导程柱2116和限位套管2117相互套设，便于按键开关21的组装。

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、第二金属弹簧和设于所述固定架外侧的薄膜开关层，

所述操作体包括相对间隔设置的导程柱和限位套管，所述导程柱设于所述限位套管内；

所述固定架包括导程管和设于所述导程管外侧的限位槽，所述导程管和所述限位槽分别对应所述导程柱和所述限位套管设置；

所述第一金属弹簧套设于所述导程管外侧，并收容于所述限位槽内，且所述第一金属弹簧的两端分别抵接所述限位套管和所述薄膜开关层；

所述第二金属弹簧套设于所述导程柱外侧，且收容于所述导程管内。

2.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述限位套管的末端设有抵接部，所述第一金属弹簧抵接所述抵接部。

3.根据权利要求2所述的按键开关，其特征在于，所述限位套管的内径大于所述导程管的外径，并部分插设于所述限位槽内。

4.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述固定架还包括限位壁，所述限位壁包围所述导程管，并与所述导程管同心相对间隔设置，所述限位槽形成于所述导程管和所述限位壁之间，并贯穿所述固定架。

5.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述操作体包括本体，所述导程柱其自所述本体中心延伸形成，所述导程柱与所述本体的连接处设有凹槽。

6.根据权利要求5所述的按键开关，其特征在于，所述凹槽环绕所述导程柱，且所述第二金属弹簧的一端卡设于所述凹槽内。

7.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述导程管一端为封闭结构，另一相对端开口朝向所述导程柱。

8.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述固定架还包括相对设置的第一止挡部和第二止挡部，所述操作体包括挡块和限位突起，当所述操作体被释放时，所述挡块与所述第一止挡部对应抵接，当所述操作体被按压时，所述限位突起与所述第二止挡部对应抵接。

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。