CN205016398U - 升降弹性体及按键 - Google Patents

Abstract

一种升降弹性体及按键，其中的升降弹性体包括第一、第二底座，一对结构件和弹力环，第二底座上带有开孔并能在第一底座上表面滑动，该对结构件前后排列并分别与第一、第二底座连接，弹力环两端连接在该对结构件上；第二底座的前后滑动能够带动至少一个结构件转动翘起或下降，基于该升降弹性体的按键还包括键帽和一对矩形支架，升降弹性体安装在键帽下方，一对矩形支架能够转动并保证键帽的稳定升降，第二底座未滑动时，矩形支架、结构件、键帽均平躺，第二底座的向前滑动能带动结构件升起，结构件抬升并对键帽产生支持力，击键时，作用与键帽的压力会压迫键帽，结构件、矩形支架下降，并导通键位。

Description

升降弹性体及按键

技术领域

本实用新型关于一种按键内置的弹性体及基于这种弹性体的按键，特别的，本实用新型关于一种能够动态改变自身高度的升降弹性体及基于这种弹性体的键盘。

背景技术

目前主流键盘上普遍安装的是硅胶帽按键，其中内置的硅胶帽作为键盘的弹性体，当指尖不用力或者轻微用力时，硅胶帽能够支撑住指尖，当指尖施加的压力超过其支撑力的时候才会突然被按下，并在压力消失后回弹，因此该类按键能够产生良好的击键和回弹手感，被消费者普遍接受。

但是由于硅胶帽的厚度过大，约3毫米，直接导致了该类按键乃至键盘的厚度无法降低，不适合目前电子产品比如ipad、超极本电脑等的轻薄化趋势。

因此，目前急需一种新型弹性体及新型按键，既能够产生硅胶帽按键的手感，又能大大降低自身厚度。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种升降弹性体，其包括第一、第二底座，一对结构件和弹力环，第二底座上带有开孔并能在第一底座上表面滑动，其中，

该对结构件前后平行排列并分别与第一、第二底座连接，弹力环两端连接在该对结构件上；

第二底座的前后滑动能够带动至少一个结构件转动翘起或下降。

因为该对结构件与第一、第二底座连接方式的不同，该升降弹性体具有三种结构，第一结构，两个结构件均铰接在第一、第二底座上，两者都能实现转动翘起；第二结构，任一结构件固接在第二底座上，另一个结构件铰接在第一底座上；第三结构，任一结构件铰接在第二底座上，另一个结构件固接在第一底座上。

结构件至少具有第一、第二横梁，且第一、第二横梁与第二底座的滑动方向垂直，优选的，结构件一般是由0.3毫米左右的钢轴弯折形成的矩形钢环，弯折后的第二横梁一般不封闭。

弹力环是具有弹性的封闭圆环，弹力环的两端通过绕住第一横梁实现其与结构件的连接，优选的，弹力环的宽度不小于3毫米，厚度不超过0.8毫米。

该开孔的形状为U形，U形开口三面围住的是第二底座上的第一面域，与第二底座连接的结构件位于该面域上，与第一底座连接的结构件位于U形开孔的范围内，该对结构件处于上述位置可以更好的保证升降弹性体能够处于键帽下方并被键帽遮盖住，不至于裸露在外。

结构件与第一、第二底座的连接方式包括固接和铰接，通过直接焊接的方式就可以实现其与第一、第二底座的固接；通过预先在结构件的第二横梁上套接可以自由转动的轴套，再焊接轴套的方式就可以实现其与第一、第二底座的铰接，当然，在第二、第三结构中，可以通过直接焊接的方式将结构件焊接到第一、第二底座上，应当注意的是，无论第一、第二还是第三结构，该对结构件中至少有一个是被铰接的。

第一、第二底座之间还具有锁定机构和咬合机构，锁定机构包括锁扣，锁眼和弹簧，其中弹簧连接第一、第二底座，当第二底座向前滑动到位后，锁扣和锁眼相互卡制将其锁定，弹簧蓄能；解除卡制后，弹簧能够推动第二底座向后滑动复位，咬合机构包括滑槽和扣板，扣板在滑槽中滑动能够防止第一、第二底座的相对滑动出现偏移。

以下以第一结构为例说明该升降弹性体的结构与原理，

第二底座未滑动时，该对结构件，弹力环平躺，弹力环未被拉伸，整个升降弹性体的厚度最小；

第二底座的向前滑动时，能直接带动与其铰接的结构件的底部向前运动，造成该结构件整体偏转翘起，并通过弹力环拉动与第一底座铰接的结构件也转动翘起，直至第二底座停止滑动并被锁定，该对结构件均翘起并被弹力环从中间拉住，弹力环也被该对结构件抬升。

如果此时该升降弹性体已被安装到了键帽下方，那么该对结构件就会抬升键帽并对键帽产生支持力，该支持力的大小取决于结构件与第一底座的夹角，优选的，该夹角角度为45至80度，施加在键帽上的外压力小于该支持力时，键帽不会被按下；当外压力大于该支持力时，由于第二底座已被锁定，所以外力会压迫该对结构件逆向转动下降，该逆向转动下降的动作同时会拉伸弹力环，键帽被按下；撤销外压力后，该对结构件被弹力环重新拉回到翘起状态，键帽重新被抬升。

解除锁定后，第二底座向后滑动并直接带动与其连接的结构件同步向后运动，造成其整体偏转下降，与第一底座连接的结构件在失去拉力的作用下自然转动下降，整个升降弹性体恢复到第二底座未滑动时的状态，该第二底座向后滑动的过程相当于逆向重复了第二底座向前滑动时整个动作。

当升降弹性体为第二、第三结构时，其整个运动过程基本与第一结构相似，区别在于第二底座的向前、向后滑动仅能造成一个结构件翘起，也仅能造成弹力环的一端翘起，外压力的压迫也仅能造成一个结构件转动下降。

由于该升降弹性体应用在键盘的每个按键下方，所以并不是每个按键都需要单独的锁定、咬合机构，一般单个键盘只需要一个锁定机构和若干组咬合机构即可。

本实用新型的另一目的是提供一种基于该种升降弹性体的按键，包括升降弹性体，键帽，一对矩形支架和电路板，其中，

该升降弹性体包括第一、第二底座，一对结构件和弹力环，第二底座上带有开孔并能在第一底座上表面滑动，该对结构件前后平行排列并分别与第一、第二底座连接，弹力环两端连接在该对结构件上；第二底座的前后滑动能够带动至少一个结构件转动翘起或下降；

键帽平置于弹力环，结构件上方，该对矩形支架前后平行布置，并平行铰接在键帽和第一底座之间；该对矩形支架能自由转动并带动键帽升降。

矩形支架是钢轴弯折形成的具有敞口的不封闭矩形环，其尺寸大于结构件的尺寸，单个矩形支架平躺时，其前后长度不小于4毫米，左右宽度不小于10毫米，优选的，应保证当矩形支架平躺时敞口朝前。

该对矩形支架铰接在键帽和第一底座之间以后，从侧面看，键帽、一对矩形支架，第一底座形成一个不稳定的菱形结构，在该结构下，不管外力压迫键帽上的哪个位置，整个键帽都能稳定的升降，在转动过程中，矩形支架与第一底座的夹角度数始终相同，键帽也始终与第一、第二底座平行。

第一底座上还具有若干焊接孔，安装矩形支架时，预先套接可以自由转动的轴套，再焊接轴套实现其与键帽的铰接，并以同样方式实现其与第一底座的铰接，应当注意的是，因为该对矩形支架位于键帽和第一底座之间，所以需要在从下面穿过焊接孔来将轴套焊接到键帽上。

电路板与第二底座下表面固接，电路板上的键位位于该按键对应的开孔范围内，优选的，该键位位于开孔的中后部。

第二底座上表面固接面板；当第二底座未滑动时，面板遮盖在前置矩形支架上，优选的，一个键盘应该具有一整块的面板，并按照上述位置关系整体固接在整个第二底座的上表面。

在该对前后布置的矩形支架中，弹力环从前置的矩形支架内穿过，后置的矩形支架上固接横杆，该横杆能够导电。

该按键具有工作、非工作两种状态，

第二底座未发生滑动时，按键处于非工作状态，该对矩形支架，弹力环，两个结构件平躺在第一、第二底座上，面板遮盖在前置矩形支架上，与第一底座连接的结构件压住横杆上，键帽覆盖在最上方，此时整个按键的厚度最小。

第二底座向前滑动后，带动面板、电路板向前运动，面板脱离前置矩形支架，升降弹性体升高并同步推动键帽上升，前置矩形支架脱离了面板的遮盖后，两个矩形支架就能够转动翘起并保证键帽的稳定上升，电路板上的键位向前运动到横杆下方，之后第二底座被锁定，整个按键进入工作状态，可以被击键。

击键时，指尖的动作会压迫键帽，结构件，矩形支架，造成其同步转动下降，并拉伸弹力环，直至横杆导通键位，按键被识别；指尖抬升后，键帽压力消失，弹力环回缩，拉动结构件重新转动翘起，并同时造成键帽，一对矩形支架同步转动上升，恢复到工作状态，击键动作完成。

之后，解除锁定机构的卡制，弹簧推动第二底座向后滑动，面板随着第二底座也向后滑动并推倒前置矩形支架，该对矩形支架带动键帽下降，最后使得键帽，矩形支架，结构件，弹力环重新平躺，按键恢复到非工作状态。

第一、第二底座之间还安装一个识别装置，第二底座没有发生滑动时，识别装置断开，键盘芯片不工作，此时即使键位被导通，该按键也不会被识别，第二底座被锁死后，识别装置工作，键盘芯片才开始识别击键动作。

利用该种按键生产成品键盘时，每个按键下方至少对应一个升降弹性体，某些特殊的比如空格键，回车键等还可以对应多个升降弹性体，当第二底座滑动时，整个键盘上的矩形支架和结构件的转动方向都相同。

本实用新型的优点与效益：首先，该种升降弹性体及按键的结构简单，生产成本低廉；其次，当第二底座未滑动时，按键处于非工作状态时，整个弹性体平躺，其厚度小于0.8毫米，整个按键的厚度小于1.2毫米，远低于目前硅胶帽按键4至6毫米的厚度；当第二底座滑动后，按键升起处于工作状态，又能产生2.5至3.5毫米的键程；第三，该按键处于工作状态时，升降弹性体能够替代硅胶帽，结构件会通过键帽对指尖产生一个支持力，当指尖压力大于该支持力时，按键才会被突然按下，然后弹力带回缩拉动键帽升起，因此整个按键能够产生等同于硅胶帽按键的击键手感；

所以，该种按键在不降低按键舒适度，不增加成本的情况下，大大降低键盘的携带厚度，增加了便携性，非常适合安装到类似ipad、超极本等的电子产品上，适应未来轻薄化的趋势，解决了长期以来困扰本技术领域研发人员的难题，具有广阔的市场前景和巨大的推广优势。

附图说明

下面结合附图详细描述本实用新型的实施方式：

图1A为该升降弹性体的结构之一；

图1B为该升降弹性体的结构之二；

图1C为该升降弹性体的结构之三；

图2为以上任意结构下，结构件与弹力环的连接方式；

图3A该升降弹性体结构之一的侧视图，且此时第二底座未发生滑动；

图3B该升降弹性体结构之一的侧视图，且此时第二底座滑动到位并被锁定；

图3C该升降弹性体结构之一的侧视图，且此时按键被按下；

图4利用该升降弹性体制造出的部分半成品键盘；

图5基于该升降弹性体的单个按键；

图6利用该按键制造出的部分键盘。

具体实施方式

参见附图1A、1B、1C所示，在该对结构件中，位于前部的是前置结构件301，位于后部的是后置结构件302，

一种升降弹性体，其包括第一底座1，第二底座2，前置结构件301，后置结构件302和弹力环4，第二底座2上带有开孔201并能在第一底座1上表面滑动，其中，

前置结构件301和后置结构件302前后平行排列并分别与第一底座1、第二底座2连接，弹力环4两端连接在前置结构件301和后置结构件302上；

第二底座2的前后滑动能够带动前置结构件301或后置结构件302中至少一个转动翘起或下降。

因为前置结构件301与后置结构件302与第一底座1、第二底座2连接方式的不同，该升降弹性体具有三种结构，附图1A所示的第一结构，前置结构件301和后置结构件302均铰接在第一底座1、第二底座2上，两者都能实现转动翘起；附图1B所示的第二结构，前置结构件301固接在第二底座2上，后置结构件302铰接在第一底座1上；附图1C所示的第三结构，前置结构件301铰接在第二底座2上，后置结构件302固接在第一底座1上。

在这三种结构中，以下以第一结构为例来介绍该升降弹性体，

参见附图1A和附图2所示，

前置结构件301和后置结构件302都至少具有第一横梁304、第二横梁305，且第一横梁304、第二横梁305与第二底座2的滑动方向垂直，优选的，前置结构件301和后置结构件302一般是由0.3毫米左右的钢轴弯折形成的矩形钢环，弯折后的第二横梁305一般不封闭。

弹力环4是具有弹性的封闭圆环，弹力环4的两端通过绕住第一横梁304实现其与前置结构件301或后置结构件302的连接，优选的，弹力环4的宽度不小于3毫米，厚度不超过0.8毫米。

该开孔201的形状为U形，U形开口三面围住的是第二底座2上的第一面域202，前置结构件301与该第一面域202连接，后置结构件302与第一底座1连接后，位于该U形开孔201的范围内，前置结构件301和后置结构件302处于上述位置可以更好的保证升降弹性体能够处于键帽5下方并被键帽5遮盖住，不至于裸露在外。

前置结构件301或后置结构件302与第一底座1、第二底座2的连接方式包括固接和铰接，通过直接焊接的方式就可以实现其与第一底座1、第二底座2的固接；通过预先在前置结构件301和后置结构件302的第二横梁305上套接可以自由转动的轴套303，再焊接轴套303的方式就可以实现其与第一底座1、第二底座2的铰接，当然，在第二、第三结构中，可以通过直接焊接的方式将前置结构件301或后置结构件302焊接到第一或第二底座上，应当注意的是，无论第一、第二还是第三结构，前置结构件301或后置结构件302中，至少有一个是被铰接的。

参见附图4所示，

第一底座1、第二底座2之间还具有锁定机构和咬合机构，锁定机构包括锁扣102，锁眼203和弹簧104，其中弹簧104连接第一底座1和第二底座2，当第二底座2向前滑动到位后，锁扣102和锁眼203相互卡制将其锁定，弹簧104蓄能；解除卡制后，弹簧104能够推动第二底座2向后滑动复位。咬合机构包括滑槽105和扣板204，扣板204在滑槽105中滑动能够防止第一底座1、第二底座2的相对滑动出现偏移。

因为附图3A、3B、3C为侧视图，所以在这三个图中，左就是前，右就是后，向前滑动就相当于向左滑动；

参见附图3A所示，第二底座2未滑动时，前置结构件301，后置结构件302，弹力环4平躺，弹力环4未被拉伸，整个升降弹性体的厚度最小，为了更好的说明该升降弹性体的工作过程，附图3A、3B、3C中均额外增加一个键帽5，平置于升降弹性体上方。

参见附图3B所示，第二底座2的向前滑动时，能直接带动前置结构件301的底部向前运动，造成其整体偏转翘起，并通过弹力环4拉动后置结构件302也转动翘起，直至第二底座2停止滑动并被锁定，前置结构件301和后置结构件302均翘起并被弹力环4从中间拉住，弹力环4也被前置结构件301和后置结构件302抬升。

如果此时该升降弹性体已被安装到了键帽5下方，那么前置结构件301和后置结构件302就会抬升键帽5并对键帽5产生支持力，该支持力的大小取决于前置结构件301、后置结构件302与第一底座1的夹角，优选的，该夹角角度为45至80度，施加在键帽5上的外压力小于该支持力时，键帽5不会被按下；参见附图3C所示，当外压力大于该支持力时，由于第二底座2已被锁定，所以外力会压迫前置结构件301和后置结构件302逆向转动下降，该逆向转动下降的动作同时会拉伸弹力环4，键帽5被按下；撤销外压力后，前置结构件301和后置结构件302被弹力环4重新拉回到翘起状态，键帽5重新被抬升。

解除第二底座2的锁定并使其向后滑动时，能够直接带动前置结构件301同步向后运动，造成其整体偏转下降，后置结构件302在失去拉力的作用下自然转动下降，整个升降弹性体恢复到第二底座2未滑动时的状态，该第二底座2向后滑动的过程相当于逆向重复了第二底座2向前滑动时整个动作。

参见附图1A、1B所示，

当升降弹性体为第二、第三结构时，其整个运动过程或原理基本与第一结构相似，区别在于第二底座2的向前、向后滑动仅能造成前置结构件301或后置结构件302其中之一翘起，也仅能造成弹力环4的一端翘起，外压力的压迫也仅能造成前置结构件301或后置结构件302其中之一转动下降。

由于该升降弹性体应用在键盘的每个按键下方，所以并不是每个按键都需要单独的锁定、咬合机构，一般单个键盘只需要一个锁定机构和若干组咬合机构即可。

参见附图5和附图6所示，在该对矩形支架中，位于前部的是前置矩形支架601，位于后部的是后置矩形支架602，

一种基于升降弹性体的按键，包括升降弹性体，键帽5，前置矩形支架601，后置矩形支架602和电路板205，其中，

该升降弹性体包括第一底座1，第二底座2，前置结构件301，后置结构件302和弹力环4，第二底座2上带有开孔201并能在第一底座1上表面滑动，其中，前置结构件301和后置结构件302前后平行排列并分别与第一底座1、第二底座2连接，弹力环4两端连接在这前置结构件301和后置结构件302上；第二底座2的前后滑动能够带动前置结构件301或后置结构件302中至少一个转动翘起或下降；

键帽5平置于弹力环4，前置结构件301和后置结构件302的上方，前置矩形支架601和后置矩形支架602前后平行布置，并平行铰接在键帽5和第一底座1之间；前置矩形支架601和后置矩形支架602能自由转动并带动键帽5升降。

前置矩形支架601和后置矩形支架602是钢轴弯折形成的具有敞口的不封闭矩形环，其尺寸均大于前置结构件301和后置结构件302的尺寸，任一前置矩形支架601或后置矩形支架602平躺时，其前后长度不小于4毫米，左右宽度不小于10毫米，优选的，应保证当前置矩形支架601或后置矩形支架602在平躺时敝口朝前。

前置矩形支架601或后置矩形支架602铰接在键帽5和第一底座1之间以后，从侧面看，键帽5、前置矩形支架601，后置矩形支架602，第一底座1形成一个不稳定的菱形结构，在该结构下，不管外力压迫键帽5上的哪个位置，整个键帽5都能稳定的升降，在转动过程中，前置矩形支架601或后置矩形支架602与第一底座1的夹角度数始终相同，键帽5也始终与第一底座1、第二底座2平行。

第一底座1上还具有若干焊接孔101，安装前置矩形支架601或后置矩形支架602时，预先套接可以自由转动的轴套604，再焊接轴套604实现其与键帽5的铰接，并以同样方式实现其与第一底座1的铰接，应当注意的是，因为前置矩形支架601或后置矩形支架602位于键帽5和第一底座1之间，所以需要在从下面穿过焊接孔101来将轴套604焊接到键帽5上。

电路板205与第二底座2下表面固接，电路板205上的键位206位于该按键对应的开孔201范围内，优选的，该键位206位于开孔201的中后部。

第二底座2上表面固接面板204；当第二底座2未滑动时，面板204遮盖在前置矩形支架601上，一般来说，一个键盘应该具有一整块的面板204，并按照上述位置关系整体固接在整个第二底座2的上表面，但是在本实施例中，为了更清楚的展示按键的其他部分，所以在图中只展示了部分面板204。

弹力环4从前置矩形支架601内穿过，后置矩形支架602上固接横杆603，该横杆603能够导电。

该按键具有工作、非工作两种状态，

第二底座2未发生滑动时，按键处于非工作状态，前置矩形支架601，后置矩形支架602，弹力环4，前置结构件301，后置结构件302均平躺在第一底座1或第二底座2上，面板204遮盖在前置矩形支架601上，后置结构件302压住横杆603上，键帽5覆盖在最上方，此时整个按键的厚度最小。

第二底座2向前滑动后，带动面板204、电路板205向前运动，面板204脱离前置矩形支架601，升降弹性体升高并同步推动键帽5上升，前置矩形支架601脱离了面板204的遮盖后，前置矩形支架601和后置矩形支架602能够转动翘起并保证键帽5的稳定上升，电路板205上的键位206向前运动到横杆603下方，之后第二底座2被锁定，整个按键进入工作状态，可以被击键。

击键时，指尖的动作会压迫键帽5，前置结构件301，后置结构件302，前置矩形支架601，后置矩形支架602，造成其同步转动下降，并拉伸弹力环4，直至后置矩形支架602上的横杆603导通键位206，按键被识别；指尖抬升后，键帽压力消失，弹力环4回缩，拉动前置结构件301和后置结构件302重新转动翘起，并同时造成键帽5，前置矩形支架601，后置矩形支架602三者同步转动上升，恢复到工作状态，击键动作完成。

之后，解除锁定机构的卡制，弹簧104推动第二底座2向后滑动，面板204随着第二底座2也向后滑动并推倒前置矩形支架601，被推倒的前置矩形支架601带动键帽5下降，最后使得键帽5，前置矩形支架601，后置矩形支架602，弹力环4，前置结构件301，后置结构件302重新平躺，按键恢复到非工作状态。

参见附图6所示，

第一底座1、第二底座2之间还安装一个识别装置106，第二底座2没有发生滑动时，识别装置106断开，键盘芯片不工作，此时即使键位206被导通，该按键也不会被识别，第二底座2被锁死后，识别装置工作，键盘芯片才开始识别击键动作。

利用该种按键生产成品键盘时，每个按键下方至少对应一个升降弹性体，某些特殊的比如空格键，回车键等还可以对应多个升降弹性体，当第二底座2滑动时，整个键盘上的前置矩形支架601、后置矩形支架602和前置结构件301、后置结构件302的转动方向都相同。

以上为实用新型的主要内容，凡根据其构思进行的修改和变换，均应落在其保护范围之内。

Claims (9)

1.一种升降弹性体，包括第一、第二底座，一对结构件和弹力环，第二底座上带有开孔并能在第一底座上表面滑动，其特征在于，

该对结构件前后平行排列并分别与第一、第二底座连接，所述弹力环两端连接在该对结构件上；

所述第二底座的前后滑动能够带动至少一个结构件转动翘起或下降。

2.根据权利要求1所述的升降弹性体，其特征在于，所述结构件至少具有第一、第二横梁，且第一、第二横梁与第二底座的滑动方向垂直。

3.根据权利要求1所述的升降弹性体，其特征在于，所述弹力环是具有弹性的封闭圆环，所述弹力环的两端通过绕住第一横梁实现其与结构件的连接。

4.根据权利要求1所述的升降弹性体，其特征在于，所述开孔的形状为U形，所述U形开孔三面围住的是第二底座上的第一面域，与第二底座连接的结构件位于该面域上，与第一底座连接的结构件位于U形开口的范围内。

5.根据权利要求1所述的升降弹性体，其特征在于，所述第二底座未滑动时，该对结构件，弹力环平躺，弹力环未被拉伸。

6.一种按键，包括升降弹性体，键帽，一对矩形支架和电路板，其特征在于，

所述升降弹性体包括第一、第二底座，一对结构件和弹力环，第二底座上带有开孔并能在第一底座上表面滑动，该对结构件前后排列并分别与第一、第二底座连接，弹力环两端连接在该对结构件上；第二底座的前后滑动能够带动至少一个结构件转动翘起或下降；

所述键帽平置于弹力环，结构件上方，所述该对矩形支架前后平行布置，并平行铰接在键帽和第一底座之间；所述该对矩形支架能自由转动并带动键帽升降。

7.根据权利要求6所述的按键，其特征在于，所述矩形支架是钢轴弯折形成的具有敞口的不封闭矩形环，其尺寸大于结构件的尺寸。

8.根据权利要求6所述的按键，其特征在于，所述电路板与第二底座下表面固接，所述电路板上的键位位于该按键对应的开孔范围内。

9.根据权利要求6所述的按键，其特征在于，所述第二底座上表面固接面板；当第二底座未滑动时，所述面板遮盖在前置矩形支架上。