CN216162698U

CN216162698U - 一种超薄平衡按压光电按键结构

Info

Publication number: CN216162698U
Application number: CN202122203647.2U
Authority: CN
Inventors: 陈爱华
Original assignee: Guangdong Ruixun Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Ruixun Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2031-09-13

Abstract

本实用新型公开了一种超薄平衡按压光电按键结构，光栅结构为一耦合有联动翼的光栅翼，联动翼与光栅翼耦合为同步上下动作；联动翼与光栅翼之间设有具有两翘臂的复位扭簧，复位扭簧的一翘臂为联动翼提供向上弹力，另一翘臂为光栅翼提供向上弹力，所述键帽扣合在联动翼和光栅翼的上部；按压键帽任意位置均能驱动光栅翼下行进而使光敏元件接受的光量发生变化以产生按键信号。本方案采用相互耦合的光栅翼与联动翼，在确保按压平衡稳定的前提下进一步减小了上下移动行程，使按键结构能够做到更加轻薄；同时光栅翼具有触发光电信号的功能，联动翼具有按压发声的功能，光栅翼与联动翼之间行程限位，整体稳定，按压回复迅速，适合工业量产。

Description

一种超薄平衡按压光电按键结构

技术领域

本实用新型涉及开关装置，尤其是一种光电开关，具体涉及一种超薄平衡按压光电按键结构，主要用于键盘等信号输入的外设装置。

背景技术

输入设备是指向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁，诸如键盘等。键盘是由若干按键开关组合而成。

现有的电子设备越来越小型化，对键盘的轻薄要求也越来越高。以笔记本电脑为例，现在笔记本电脑重量只有1kg左右，整机厚度只有13mm左右，开关按键的键程只有1.5mm左右，为了满足电子设备的轻薄设计，影响厚度的最大障碍之一就是键盘的厚度，而影响键盘厚度的核心问题是按键开关的高度(厚度)，如何将按键开关做到超薄且不影响按压时候的平衡稳定性，确保使用者在按压键帽不同位置的时候都能准确稳定产生开关信号，这是本领域的技术难题。现有技术中，为了实现超薄按键开关的平衡稳定按压，基本上都采用键程较小的剪刀脚来实现，但剪刀脚本身的机构原理限制了无法再进一步的做到更薄。

此外，现有技术中，为了实现更长的按键开关寿命、防尘防水等技术效果，大量的采用光电开关以取代传统的金属触片、触点等开关。光电开关是通过光栅改变受光元件所接收到的来自于发光元件的光量，以形成开关信号的一种开关。

本实用新型的目的就是要将光电开关做到进一步的轻薄，使其按压的行程相对于剪刀脚进一步的缩小，且能满足平衡稳定的技术要求基于此目的而构设出一种全新适用于光电开关的结构。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型旨在提供一种有效降低按压距离的超薄平衡按压光电按键结构。

为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种超薄平衡按压光电按键结构，包括有键帽和设在PCB板上的发光元件及光敏元件，以及用于使光敏元件接收到发光元件的光量产生变量的光栅结构，其特征在于，所述光栅结构为一耦合有联动翼的光栅翼，联动翼与光栅翼耦合为同步上下动作；联动翼与光栅翼之间设具有两翘臂的复位扭簧，复位扭簧的一翘臂为联动翼提供向上复位弹力，另一翘臂为光栅翼提供向上复位弹力，所述键帽扣合在联动翼和光栅翼的上部；按压键帽任意位置均能驱动光栅翼下行进而使光敏元件接受的光量发生变化以产生按键信号。

作为优选，所述光栅翼和联动翼通过一联接座耦合，所述联动翼和光栅翼的两侧均延伸有耦合臂；耦合臂的一侧均凸出有防脱支点；所述联接座上对应于防脱支点的位置设置有支架，支架上设有容置槽口，所述防脱支点能够活动地嵌置于对应的容置槽口内并被上下限位。

作为优选，还包括有能固定在联接座上的限位盖板，所述限位盖板在对应于支架容置槽口的部位构设有防脱槽，防脱槽能防止嵌置于容置槽口内的支点脱离容置槽口。

作为优选，相互耦合的两耦合臂，其中一耦合臂的末端被构设为凹字形的耦合口，另一耦合臂的末端则被构设为可以伸入到所述耦合口内的耦合块。

作为优选，所述防脱槽之间形成有卡勾部，所述支架上在对应卡勾部的位置设有卡槽，所述限位盖板与支架之间通过卡勾部与卡槽扣接固定，所述限位盖板上还设有用于容置复位扭簧的扭簧槽。

作为优选，所述联动翼上设有发声蓄力部，所述发声蓄力部对应有一发声扭簧，限位盖板位于该发声扭簧的部位设有一固定容腔，所述发声扭簧被固定在该固定容腔内；所述发声蓄力部设有一圆弧倒角，所述发声扭簧的力臂延伸至该圆弧倒角位置；当按压键帽时圆弧倒角施加压力于力臂使其向下蓄力，键帽被按压至一定行程时力臂滑离圆弧倒角击打限位盖板发出敲击声；键帽被松开时圆弧倒角上移复位至力臂之上。

作为优选，所述光栅翼与其耦合臂同向地延伸出一光栅部，所述光栅部的末端向下延伸出一遮光板，所述发光元件及光敏元件位于该遮光板的两侧。

作为优选，所述联接座上还构设一限光板，所述限光板上设有通光孔，发光元件及光敏元件位于该限光板的两侧，所述遮光板位于该限光板的一侧；遮光板下行时能够逐渐以剪切方式遮蔽通光孔以使光敏元件接受到线性渐变的光通量。

作为优选，所述键帽上设有用于联接光栅翼和联动翼顶端的连接部，还设有防止键帽于光栅翼和联动翼顶端水平晃动的限位挡块。

作为优选，所述PCB板上设有用于固定安装联接座的组装卡座，所述组装卡座为中空框架结构，框架内的两侧设有翘起的卡压条，至少其中一侧的卡压条相邻的边框上镂空有收缩通槽。

本实用新型的有益效果是：采用相互耦合的光栅翼与联动翼，在确保按压平衡稳定的前提下进一步减小了上下移动行程，使按键结构能够做到更加轻薄；同时光栅翼具有触发光电信号的功能，联动翼具有按压发声的功能，光栅翼与联动翼之间行程限位，整体稳定，按压回复迅速，能够提供扁平的按压手感，且安装和拆卸非常方便，适合工业量产。

附图说明

图1为本实用新型的按键组装结构示意图；

图2为本实用新型的按键分解爆炸图；

图3为本实用新型中的联接座的结构示意图；

图4为本实用新型中的限位盖板的结构示意图；

图5为本实用新型中的组装卡座的结构示意图；

图6为本实用新型中的光栅翼与联动翼连接扭簧的结构示意图；

图7为本实用新型中的光栅翼与联动翼释放状态下的结构示意图；

图8为本实用新型中的光栅翼与联动翼按压状态下的结构示意图；

图9为本实用新型省略键帽和限位盖板的结构示意图；

图10为本实用新型光栅翼与联动翼的侧面结构示意图；

图11为图10中A的局部放大示意图之一；

图12为图10中A的局部放大示意图之二；

图13为本实用新型键帽底部的结构示意图。

图中：1、键帽；11、连接部；12、限位挡块；2、联接座；21、支架、22、容置槽口；23、卡槽；24、限光板；25、通光孔；3、限位盖板；31、防脱槽；32、卡勾部；33、扭簧槽；34、固定容腔；4、光栅翼；41、防脱支点；42、耦合口；43、耦合臂；44、光栅部；45；遮光板；5、联动翼；51、耦合块；52、发声扭簧；53、发声蓄力部；6、组装卡座；61、卡压条；62、收缩通槽；7、PCB板；71、发光元件；72、光敏元件；73、LED灯；8、复位扭簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1-13所示，本实用新型所述的具体实施例为一种超薄平衡按压光电按键结构，用于被布置成按键输出开关信号，多个按键可以用于组合形成键盘或是其他相关的输入设备等。

本实用新型的按键是通过按压键帽1来完成整个按键的动作，每个按键皆包括有键帽1和设在PCB板上的发光元件71及光敏元件72，以及用于使光敏元件72接收到发光元件71的光量产生变量的光栅结构，按压键帽1能够建立电连接以及实现光路径的变化，由此执行开关操作。

如图7-8所示，光栅结构为一耦合有联动翼5的光栅翼4，联动翼5与光栅翼4耦合为同步上下动作，键帽1扣合在联动翼5和光栅翼4的上部。在静止状态时，联动翼5与光栅翼4的耦合臂之间的静止角度呈钝角；在按压键帽1至底部时，联动翼5与光栅翼4之间的打开角度逐渐增大，耦合臂之间的最大角度能呈180度；释放时，联动翼5与光栅翼4之间设有一具有两翘臂的复位扭簧8，复位扭簧8的一翘臂为联动翼5提供向上弹力，另一翘臂为光栅翼4提供向上弹力，复位扭簧8提供使联动翼5与光栅翼4复位的向上弹力。

如图9所示，光栅翼4和联动翼5通过一联接座2耦合，联动翼5和光栅翼4的两侧均延伸有耦合臂43，在本实用新型中的具体实施例中总计四条耦合臂；每个耦合臂43的一侧均凸出有防脱支点41；联接座2上对应于防脱支点41的位置设置有支架21，在支架21上设有容置槽口22，防脱支点41能够活动地嵌置于对应的容置槽口22内并被上下限位。

容置槽口22对耦合臂43的上下进行限位，由于光栅翼和联动翼之间的耦合并非是相互锁定的关系(如图7所示的)，而是可以任意插拔的连接关系，为了防止耦合臂之间相互耦合的脱离，有必要对耦合臂进行水平位置方向的限位，因此，在本实用新型的具体实施例中，还设有能固定在联接座2上的限位盖板3，限位盖板3在对应于支架21容置槽口22的部位构设有防脱槽31，防脱槽31能防止嵌置于容置槽口22内的支点脱离容置槽口22，也就实现了防止相互耦合的两耦合臂之间相脱离。

本申请的限位盖板3与联接座2之间通过以下方式固定，在限位盖板3的防脱槽31之间形成有卡勾部32，联接座2的支架21上设有与卡勾部32对应的卡槽23，限位盖板3与支架21之间通过卡勾部32与卡槽23连接在一起，此外，限位盖板3上还设有用于容置复位扭簧8的扭簧槽33。

本申请按键结构中相互耦合的两耦合臂43，具体地，其中一耦合臂43的末端被构设为凹字形的耦合口42，另一耦合臂43的末端则被构设为可以伸入到所述耦合口42内的耦合块51，按压键帽1任意位置，其中一端耦合臂43向下位移，使耦合块51/耦合口42上升而另一端耦合臂43随着向下位移，释放键帽1时，两耦合臂43随扭簧一同复位向上，实现两耦合臂43同上同下。

如图10-12所示，作为触发光电信号的光栅翼4，光栅翼4与其耦合臂同向地延伸出一光栅部44，光栅部44的末端向下延伸出一遮光板45，发光元件及光敏元件位于该遮光板的两侧。联接座2上还构设一限光板24，限光板24上设有通光孔25，发光元件及光敏元件位于该限光板24的两侧，遮光板45位于该限光板24的一侧；遮光板45下行时能够逐渐以剪切方式遮蔽通光孔25以使光敏元件接受到线性渐变的光通量。

作为触发声音的联动翼5，联动翼5上设有发声蓄力部53，发声蓄力部53对应有一发声扭簧52，限位盖板3位于该发声扭簧52的部位设有一固定容腔54，发声扭簧52被固定在该固定容腔54内；发声蓄力部53设有一圆弧倒角，发声扭簧52的一力臂延伸至该圆弧倒角位置；当按压键帽1时圆弧倒角施加压力于力臂使其向下蓄力，键帽1被按压至一定行程时力臂滑离圆弧倒角击打限位盖板3发出敲击声；限位盖板上还设有对应凸出的受击部，使发声扭簧的中间段能打在受击部上，防止发声扭簧的端部击打而损坏限位盖板，释放键帽时圆弧倒角上移复位至力臂之上。

联动翼5上设有发声蓄力部53分，联动翼5的下部连接有一发声扭簧52，按压键帽1任意位置均能驱动联动翼5下行使发声扭簧52向下蓄力，松开键帽1时发声扭簧52回位敲打联动翼5发出声响。

如图5所示，PCB板7上设有用于固定安装联接座的组装卡座6，组装卡座6为中空框架结构，框架内的两侧设有翘起的卡压条61，安装时联接座2的边沿被卡压条61压住进而被固定.为了便于更换时取出联接座2，本实用新型在至少其中一侧的卡压条61相邻的边框上镂空有收缩通槽62，当需要取出联接座2时，采用压钳等工具夹压具有收缩通槽62的边框，能够使边框能够得以收缩进而使卡压条61远离联接座2，极大的方便了按键的拆除和更换，提高效率。如果不设置收缩通槽62，则整个边框为刚性的不具有被压缩的空间，无法达到上述技术效果。

此外，如图13所示，键帽1上设有用于联接光栅翼4和联动翼5顶端的连接部11，还设有防止键帽水平晃动的限位挡块12，该限位挡块12能够防止光栅翼4和联动翼5因复位上移后，两端部的距离变小导致的键帽在上面因活动间隙而发生左右晃动。

为了使得按键具有炫彩光效，在PCB板上还安装有LED灯73，该LED发出的光透过键帽使按键具有光效美感。

本申请不同于一般的剪刀脚按键结构，采用相互耦合的光栅翼与联动翼，在确保按压平衡稳定的前提下进一步减小了上下移动行程，使按键结构能够做到更加轻薄；同时光栅翼具有触发光电信号的功能，联动翼具有按压发声的功能，光栅翼与联动翼之间行程限位，整体稳定，按压回复迅速，能够提供扁平的按压手感，且安装和拆卸非常方便，适合工业量产。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种超薄平衡按压光电按键结构，包括有键帽和设在PCB板上的发光元件及光敏元件，以及用于使光敏元件接收到发光元件的光量产生变量的光栅结构，其特征在于，所述光栅结构为一耦合有联动翼的光栅翼，联动翼与光栅翼耦合为同步上下动作；联动翼与光栅翼之间设具有两翘臂的复位扭簧，复位扭簧的一翘臂为联动翼提供向上复位弹力，另一翘臂为光栅翼提供向上复位弹力，所述键帽扣合在联动翼和光栅翼的上部；按压键帽任意位置均能驱动光栅翼下行进而使光敏元件接受的光量发生变化以产生按键信号。

2.根据权利要求1所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述光栅翼和联动翼通过一联接座耦合，所述联动翼和光栅翼的两侧均延伸有耦合臂；耦合臂的一侧均凸出有防脱支点；所述联接座上对应于防脱支点的位置设置有支架，支架上设有容置槽口，所述防脱支点能够活动地嵌置于对应的容置槽口内并被上下限位。

3.根据权利要求2所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，还包括有能固定在联接座上的限位盖板，所述限位盖板在对应于支架容置槽口的部位构设有防脱槽，防脱槽能防止嵌置于容置槽口内的支点脱离容置槽口。

4.根据权利要求3所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，相互耦合的两耦合臂，其中一耦合臂的末端被构设为凹字形的耦合口，另一耦合臂的末端则被构设为可以伸入到所述耦合口内的耦合块。

5.根据权利要求3所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述防脱槽之间形成有卡勾部，所述支架上在对应卡勾部的位置设有卡槽，所述限位盖板与支架之间通过卡勾部与卡槽扣接固定，所述限位盖板上还设有用于容置复位扭簧的扭簧槽。

6.根据权利要求3所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述联动翼上设有发声蓄力部，所述发声蓄力部对应有一发声扭簧，限位盖板位于该发声扭簧的部位设有一固定容腔，所述发声扭簧被固定在该固定容腔内；所述发声蓄力部设有一圆弧倒角，所述发声扭簧的力臂延伸至该圆弧倒角位置；当按压键帽时圆弧倒角施加压力于力臂使其向下蓄力，键帽被按压至一定行程时力臂滑离圆弧倒角击打限位盖板发出敲击声；键帽被松开时圆弧倒角上移复位至力臂之上。

7.根据权利要求3所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述光栅翼与其耦合臂同向地延伸出一光栅部，所述光栅部的末端向下延伸出一遮光板，所述发光元件及光敏元件位于该遮光板的两侧。

8.根据权利要求7所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述联接座上还构设一限光板，所述限光板上设有通光孔，发光元件及光敏元件位于该限光板的两侧，所述遮光板位于该限光板的一侧；遮光板下行时能够逐渐以剪切方式遮蔽通光孔以使光敏元件接受到线性渐变的光通量。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述键帽上设有用于联接光栅翼和联动翼顶端的连接部，还设有防止键帽于光栅翼和联动翼顶端水平晃动的限位挡块。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的超薄平衡按压光电按键结构，其特征在于，所述PCB板上设有用于固定安装联接座的组装卡座，所述组装卡座为中空框架结构，框架内的两侧设有翘起的卡压条，至少其中一侧的卡压条相邻的边框上镂空有收缩通槽。