TWM569061U - Photoelectric mechanical switch and keyboard button - Google Patents

Abstract

本創作係為一種光電式機械開關，包括上下蓋、按軸和主彈簧，包括一副彈簧、一沖錘、一沖錘限位導槽和一引導支架的發聲光路徑機構，引導支架與按軸聯動；引導支架上設有斜槽；沖錘的上端部設有設置在斜槽內可沿斜槽自由活動的凸條；引導支架上下移動時，凸條受斜槽的限位而驅動沖錘的自身旋轉；沖錘的下端部置於沖錘限位導槽內，導槽上設有用於凸條滑入的凹槽；沖錘的下端部設有光路徑結構。採用獨立的發聲光路徑機構，使其在按壓按軸時能夠呈現出更明顯乾脆的按觸段落感和按鍵聲，且能實現很好的光路徑通斷功能；此外開關和PCB板的插接方式及PCB板使用貼片生產工藝加工光電電路，可大大提升加工效率和良品率，降低材料成本和生產成本，實用性強。

Description

光電式機械開關及鍵盤按鍵組成

本創作係有關一種屬於機械鍵盤開關按鍵技術領域，特別是指一種光電式機械開關及鍵盤按鍵組成。

鍵盤按鍵一般分為機械觸點式和光電開關式，其中光電開關式鍵盤按鍵利用光電耦技術，替代機械觸點式結構，其利用光學原理和光電耦合技術，由發射元件和接收元件形成光的通路，阻光件在進行光路的切斷與導通以改變電路阻抗實現電路開關。相比於其他鍵盤，光電開關式鍵盤按鍵壽命長，使用長時間之後按鍵手感變化很小。

但正是因為觸點改由光電之變換，致使原有觸點開關所具有的按觸手感和聲音缺失或不易於實現，尤其是目前的光電開關式鍵盤按鍵由於僅僅具有一個按軸，在按壓時很難產生按觸手感和聲音，對按鍵的按觸感官不明顯，而且在按壓時，也沒有其他觸發的提示。針對該技術缺陷，需要對開關按鍵進行結構改進，以實現按觸手感和聲音，且易於實現低成本高效率的工業製造。

有鑑於此，本創作遂針對上述習知技術之缺失，提出一種光電式機械開關及鍵盤按鍵組成，以有效克服上述之該等問題。

針對上述問題，本創作旨在提供按壓時具有明顯段落按觸手感和聲音的光電式機械開關，並提供一種在此基礎上更易於安裝製造的鍵盤按鍵組成。

為實現上述技術目的，本創作的提供一種光電式機械開關，包括上蓋、下蓋、按軸和主彈簧，上蓋和下蓋相配合形成中空的容置腔，按軸和主彈簧位於容置腔內，容置腔內毗鄰主彈簧還設有發聲光路徑機構，發聲光路徑機構包括一副彈簧、一沖錘、一沖錘限位導槽和一引導支架，引導支架與按軸聯動，隨按軸的上下動作而上下移動；引導支架上設有斜槽；沖錘的上端部設有凸條，凸條設置在斜槽內可沿斜槽自由活動；引導支架上下移動時，凸條受斜槽的限位而驅動沖錘的自身旋轉；副彈簧安裝在沖錘於凸條的上部並止於引導支架的頂部；沖錘和副彈簧與主彈簧為軸向平行關係；沖錘的下端部置於沖錘限位導槽內，導槽上設有用於凸條滑入的凹槽；沖錘的下端部設有光路徑結構。光路徑結構為設置在沖錘下端部的透光孔。

其中沖錘的頂端止於副彈簧的底部，沖錘頂端與引導支架的頂部無接觸。

其中引導支架的頂部設有通孔，沖錘的頂端穿過副彈簧進而穿過通孔。

其中沖錘上與凸條對應的另一側設有小凸起，導槽相應的設有用於小凸起滑入的凹槽。

另外，本創作更提供一種光電式機械鍵盤按鍵組成，包括光電式機械開關和PCB板，光電式機械開關包括上蓋、下蓋、按軸和主彈簧，上蓋和下蓋相配合形成中空的容置腔，按軸和主彈簧位於容置腔內，容置腔內毗鄰主彈簧還設有發聲光路徑機構，發聲光路徑機構包括一副彈簧、一沖錘、一沖錘限位導槽和一引導支架，引導支架與按軸聯動，隨按軸的上下動作而上下移動；引導支架上設有斜槽；沖錘的上端部設有凸條，凸條設置在斜槽內可沿斜槽自由活動；引導支架上下移動時，凸條受斜槽的限位而驅動沖錘的自身旋轉；副彈簧安裝在沖錘於凸條的上部並止於引導支架的頂部；沖錘的下端部置於沖錘限位導槽內，導槽上設有用於凸條滑入的凹槽；沖錘的下端部設有光路徑結構；PCB板上設有由發光器IR和光接收器PT組成的光電電路；光電式機械開關安裝在PCB板上，沖錘下端部所設的光路徑結構與開關對應PCB板上的光電電路形成工作關係，沖錘的上下移動及旋轉可截止或導通由發光器IR和光接收器PT組成的光電電路。

其中發光器IR和光接收器PT於PCB板上形成對管關係，光路徑結構為設置在沖錘下端部的透光孔，沖錘置於對管中間；當按軸按壓下時，沖錘下行並旋轉使得通孔對向發光器IR和光接收器PT，使光電電路導通；當鬆開按壓時沖錘上行且通孔旋轉使得光電電路截斷。

其中下蓋上設有一組伸出的掛鉤， PCB相應的位置設有與掛鉤匹配的插孔，光電式機械開關通過掛鉤和插孔固定在PCB板上。

其中PCB對應於沖錘的位置設有防撞孔，沖錘下行時可伸入防撞孔。

與現有技術相比，本創作具有如下有益效果：採用獨立的發聲光路徑機構，使其在按壓按軸時能夠呈現出更明顯乾脆的按觸段落感和按鍵聲，且能實現很好的光路徑通斷功能；此外開關和PCB板的插接方式及PCB板使用貼片生產工藝加工光電電路，可大大提升加工效率和良品率，降低材料成本和生產成本，實用性強。

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本創作。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本創作的某些示範性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本創作的精神和範圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用於限制申請專利範圍的保護範圍。

本創作首先保護的是一種光電式機械開關和一種基於該種開關的鍵盤按鍵組成，兩者在開關的結構上是同一個技術創新。

如第1-6圖所示，這種創新的光電式機械開關是在主體結構上包括上蓋2、下蓋3、按軸1和主彈簧4，上蓋2和下蓋3相配合形成中空的容置腔，按軸1和主彈簧4位於容置腔內，主彈簧4用於按軸1的復位，這些都屬於現有技術，在此不再贅述。本創新的獨特之處主要在於容置腔內毗鄰主彈簧4的旁邊還設有獨立的發聲光路徑機構，該機構不但能夠實現光路徑的通斷功能，還能產生出按鍵的聲音和段落感，有利於提高用戶體驗。如第4圖、第5圖、第6圖所示的，本創作的發聲光路徑機構包括一副彈簧5、一沖錘6、一沖錘限位導槽7和一引導支架8，其中：

引導支架8與按軸1聯動，引導支架8可隨按軸1的上下動作而上下移動；如第5圖所示的，引導支架8上設有斜槽81，斜槽81的作用是將引導支架8的上下移動轉換成沖錘6的旋轉，這在後面會詳細介紹；

沖錘6的上端部設有凸條61，凸條61設置在斜槽81內可沿斜槽81自由活動；引導支架8上下移動時，凸條61受斜槽81的限位而驅動沖錘6的繞自身軸線旋轉；副彈簧5安裝在沖錘6於凸條61的上部並止於引導支架8的頂部；沖錘6和副彈簧5與主彈簧4為軸向平行關係；沖錘6的下端部置於沖錘限位導槽7內，導槽7上設有用於凸條61滑入的凹槽71；副彈簧5的作用是產生下壓力使得沖錘6的凸條61在滑入凹槽71時突然彈發出聲音。在最佳的實施中，沖錘6的頂端止於副彈簧5的底部，沖錘6頂端與引導支架8的頂部無接觸；當然也可以在實施例中採用引導支架8的頂部設通孔的方案，沖錘6上端設計的較長，沖錘6的頂端穿過副彈簧5進而穿過引導支架8頂部的通孔。

沖錘6的下端部設有光路徑結構，在最佳的實施例中，光路徑結構為設置在沖錘6下端部的透光孔63。當然，為了實現光路徑的通斷，可以根據設計需要，路徑結構可設計為反光鏡片或是其他方式。

為了沖錘6動作的穩定性，沖錘6上與凸條61對應的另一側設有小凸起62，沖錘限位導槽7相應的設有用於小凸起62滑入的凹槽71，如第6圖所示出的。

本創作的另一方案是一種基於上述光電式機械開關的鍵盤按鍵組成，該組成包括光電式機械開關和PCB板9，PCB板9上設有由發光器IR 10和光接收器PT 11組成的光電電路，在具體實施例中，通過貼片工藝將上述元器件設置於PCB板上，便於加工製造，降低製造成本。

光電式機械開關獨立製作好之後，可直接安裝在PCB板9上，沖錘6下端部所設的光路徑結構與開關對應PCB板9上的光電電路形成工作關係，沖錘6的上下移動及旋轉可截止或導通由發光器IR 10和光接收器PT 11組成的光電電路，產生按鍵信號。在優選的實施例中，發光器IR 10和光接收器PT 11於PCB板9上形成對管關係，光路徑結構為設置在沖錘6下端部的透光孔63，沖錘6置於對管中間；當按軸1按壓下時，沖錘6下行並旋轉使得通孔對向發光器IR 10和光接收器PT 11，使光電電路導通；當鬆開按壓時沖錘6上行且通孔旋轉使得光電電路截斷。

為確保安裝的穩定性和安裝的便捷性，下蓋2上設有一組伸出的掛鉤31，PCB板9相應的位置設有與掛鉤31匹配的插孔91，光電式機械開關通過掛鉤31和插孔91可插拔的固定在PCB板9上。

為了防止沖錘6撞擊PCB板9，保障PCB板9的安全，對應於沖錘6的位置設有防撞孔92，沖錘6下行時其底端可伸入防撞孔92中。

以上顯示和描述了本創作的基本原理、主要特徵及本創作的優點。本行業的技術人員應該瞭解，本創作不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本創作的原理，在不脫離本創作精神和範圍的前提下，本創作還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本創作範圍內。本創作要求保護範圍由所附的申請專利範圍及其等效物界定。

1‧‧‧按軸

2‧‧‧上蓋

3‧‧‧下蓋

4‧‧‧主彈簧

5‧‧‧副彈簧

6‧‧‧沖錘

7‧‧‧沖錘限位導槽

8‧‧‧引導支架

9‧‧‧PCB板

10‧‧‧發光器IR

11‧‧‧光接收器PT

12‧‧‧LED燈珠

13‧‧‧導光塊

31‧‧‧掛鉤

61‧‧‧凸條

62‧‧‧小凸起

63‧‧‧透光孔

71‧‧‧凹槽

81‧‧‧斜槽

91‧‧‧插孔

92‧‧‧防撞孔

第1圖為本創作之鍵盤按鍵組成具體實施例的結構爆炸圖。 第2圖為本創作之鍵盤按鍵組成具體實施例的底部結構示意圖。 第3圖為本創作之鍵盤按鍵組成具體實施例的頂部結構示意圖。 第4圖為本創作之沖錘的結構示意圖。 第5圖為創作之按軸及引導支架的結構示意圖。 第6圖為創作之下蓋及限位元導槽的結構示意圖。

Claims (8)

1. 一種光電式機械開關，包括一上蓋、一下蓋、一按軸和一主彈簧，該上蓋和該下蓋相配合形成中空的一容置腔，該按軸和該主彈簧位於該容置腔內，其特徵在於： 該容置腔內毗鄰該主彈簧還設有一發聲光路徑機構，該發聲光路徑機構包括一副彈簧、一沖錘、一沖錘限位導槽和一引導支架，其中該引導支架與一按軸聯動，隨該按軸的上下動作而上下移動；該支架上設有一斜槽； 該沖錘的上端部設有一凸條，該凸條設置在該斜槽內可沿該斜槽自由活動；該引導支架上下移動時，該凸條受該斜槽的限位而驅動該沖錘的自身旋轉； 該副彈簧安裝在該沖錘於該凸條的上部並止於該引導支架的頂部；該沖錘和該副彈簧與該主彈簧為軸向平行關係； 該沖錘的下端部置於該沖錘限位導槽內，該導槽上設有用於該凸條滑入的一凹槽；該沖錘的下端部設有一光路徑結構；以及 該光路徑結構為設置在該沖錘下端部的一透光孔。
2. 如請求項1所述之光電式機械開關，其中該沖錘的頂端止於該副彈簧的底部，該沖錘頂端與該引導支架的頂部無接觸。
3. 如請求項1所述之光電式機械開關，其中該引導支架的頂部設有一通孔，該沖錘的頂端穿過該副彈簧進而穿過該通孔。
4. 如請求項1至3中任一項所述之光電式機械開關，其中該沖錘上與該凸條對應的另一側設有一小凸起，該導槽相應的設有用於該小凸起滑入的該凹槽。
5. 一種光電式機械鍵盤按鍵組成，包括一光電式機械開關和一PCB板，其特徵在於： 該光電式機械開關包括一上蓋、一下蓋、一按軸和一主彈簧，該上蓋和該下蓋相配合形成中空的一容置腔，該按軸和該主彈簧位於該容置腔內，該容置腔內毗鄰該主彈簧還設有一發聲光路徑機構，該發聲光路徑機構包括一副彈簧、一沖錘、一沖錘限位導槽和一引導支架，該引導支架與一按軸聯動，隨該按軸的上下動作而上下移動；該支架上設有一斜槽；該沖錘的上端部設有一凸條，該凸條設置在該斜槽內可沿該斜槽自由活動；該引導支架上下移動時，該凸條受該斜槽的限位而驅動該沖錘的自身旋轉；該副彈簧安裝在該沖錘於該凸條的上部並止於該引導支架的頂部；該沖錘的下端部置於該沖錘限位導槽內，該導槽上設有用於該凸條滑入的一凹槽；該沖錘的下端部設有一光路徑結構； 該PCB板上設有由一發光器IR和一光接收器PT組成的光電電路；以及 該光電式機械開關安裝在該PCB板上，該沖錘下端部所設的該光路徑結構與該開關對應該PCB板上的光電電路形成工作關係，該沖錘的上下移動及旋轉可截止或導通由該發光器IR和該光接收器PT組成的光電電路。
6. 如請求項5所述之光電式機械鍵盤按鍵組成，其中該發光器IR和該光接收器PT於該PCB板上形成對管關係，該光路徑結構為設置在該沖錘下端部的該透光孔，該沖錘置於對管中間；當該按軸按壓下時，該沖錘下行並旋轉使得該引導支架之一通孔對向該發光器IR和該光接收器PT，使光電電路導通；當鬆開按壓時該沖錘上行且該通孔旋轉使得光電電路截斷。
7. 如請求項5或6所述之光電式機械鍵盤按鍵組成，其中該下蓋上設有一組伸出的掛鉤，該PCB板相應的位置設有與該掛鉤匹配的一插孔，該光電式機械開關通過該掛鉤和該插孔固定在該PCB板上。
8. 如請求項5或6所述之光電式機械鍵盤按鍵組成，其中該PCB板對應於該沖錘的位置設有一防撞孔，該沖錘下行時可伸入該防撞孔。