CN205921577U - 机械开关和机械键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种机械开关和一种机械键盘，其中，该机械开关包括轴芯、弹性件、第一透镜、第二透镜、底座、PCB板以及相对设置于PCB板的光发射元件与光接收元件；PCB板可拆卸安装于底座的下端，轴芯下端活动套接于底座，弹性件一端抵接于轴芯的下端，另一端与底座抵接，第一透镜和第二透镜安装于底座且分别正对光发射元件与光接收元件，光发射元件与光接收元件之间形成光路，轴芯设有阻挡筋条，阻挡筋条设于第一透镜与第二透镜之间，当弹性件处于初始状态时，光路不导通，当弹性件处于压缩状态时，光路导通。本实用新型技术方案通过光作为信号传输实现按键的信号的输入，可以做到干脆利落、零延时，且不会产生任何信号抖动，杂讯，延时，且响应快。

Description

机械开关和机械键盘

技术领域

本实用新型涉及键盘技术领域，特别涉及一种机械开关和机械键盘。

背景技术

随着游戏的广泛流行，人们对键盘等配件的要求也普遍提高，比如键盘输入时信号反馈的速度，使用键盘时的手感，及键盘的美感，都是客户评判的标准。

其中，键盘的每一颗按键都有一个单独的机械开关来控制闭合，目前常规键盘的机械开关是通过下压结构件使金属触点张开/闭合的方式产生信号，然而金属触点为金属材质，其表面会产生氧化现象(使用环境会有水分和灰尘)，此时金属触点接触时就会产生信号抖动、延时现象，这迫使程序设计时处理信号要加延时防抖动，响应速度变慢，否则就会产生信号输入错误，或者信号反应迟钝。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种机械开关，旨在通过光作为信号传输可以做到干脆利落、零延时，不会产生抖动，杂讯，且响应快。

为实现上述目的，本实用新型提供的机械开关，包括轴芯、弹性件、第一透镜、第二透镜、底座、PCB板以及相对设置于所述PCB板的光发射元件与光接收元件；

所述PCB板可拆卸安装于所述底座的下端，所述轴芯下端活动套接于所述底座，所述弹性件一端抵接于所述轴芯的下端，另一端与所述底座抵接，

所述第一透镜和所述第二透镜安装于所述底座，所述第一透镜正对于所述光发射元件，所述第二透镜正对于所述光接收元件，所述光发射元件与所述光接收元件之间形成光路；

所述轴芯设有阻挡筋条，当所述弹性件处于自然伸长状态时，所述阻挡 筋条位于所述第一透镜与第二透镜之间以阻挡所述光路；当所述弹性件处于压缩状态时，所述第一透镜与所述第二透镜之间的光路导通。

优选地，所述机械开关还包括第一面盖和弹片，所述第一面盖安装于所述底座，所述第一面盖设有供所述轴芯穿过的通孔；

所述弹片设有凸起部，所述凸起部于所述弹性件处于自然伸长状态时，抵接于所述第一面盖的内壁；所述弹片朝向所述轴芯延伸有倒勾，所述倒勾弹性连接于所述轴芯的侧壁。

优选地，所述弹片包括主体板和自所述主体板的一侧壁折弯设置的折弯部，所述主体板的背离所述折弯部的板面设有所述凸起部，所述折弯部的自由端延伸有所述倒勾。

优选地，所述第一透镜具有入光面和折射面，所述第二透镜具有出光面和折射面，所述光发射元件的发射光从入光面射入且与所述入光面垂直，经第一透镜和第二透镜的折射面折射后从出光面射出且与所述出光面垂直被所述光接收元件接收，所述第一透镜的折射面与所述入光面的夹角为45°，所述第二透镜的折射面与所述出光面的夹角为45°，所述第一透镜的折射面与所述第二透镜的折射面朝向相反。

优选地，所述底座设有凹槽，所述第一透镜和第二透镜安装于所述凹槽内。

优选地，所述底座对应所述光发射元件和所述光接收元件还凹设有安装槽，所述光发射元件和所述光接收元件位于所述安装槽内，所述光发射元件和所述光接收元件采用四周带围墙白色支架封装。

优选地，所述第一透镜、第二透镜和所述底座采用双色模具一体注塑而成。

优选地，所述轴芯上端可拆卸连接有键帽，所述键帽下表面凹设有异型槽，所述异型槽内形成有凸柱，所述轴芯的上端面凹设有插孔，所述凸柱插设于所述插孔。

优选地，所述机械开关还包括第二面盖和底盖，所述第二面盖可拆卸安装于所述底盖上，所述第二面盖与所述底盖之间形成容置腔，所述底座部分容置于该容置腔内。

优选地，所述背光灯与所述PCB板电性连接，所述第二面盖的侧壁设有 限位缺口，所述背光灯安装于所述限位缺口。

本实用新型还提出一种机械键盘，该机械键盘包括轴芯、弹性件、第一透镜、第二透镜、底座、PCB板以及相对设置于所述PCB板的光发射元件与光接收元件；

所述PCB板可拆卸安装于所述底座的下端，所述轴芯下端活动套接于所述底座，所述弹性件一端抵接于所述轴芯的下端，另一端与所述底座抵接，

所述第一透镜和所述第二透镜安装于所述底座，所述第一透镜正对于所述光发射元件，所述第二透镜正对于所述光接收元件，所述光发射元件与所述光接收元件之间形成光路；

所述轴芯设有阻挡筋条，当所述弹性件处于自然伸长状态时，所述阻挡筋条位于所述第一透镜与第二透镜之间以阻挡所述光路；当所述弹性件处于压缩状态时，所述第一透镜与第二透镜之间的光路导通。

本实用新型技术方案通过以光作为信号传输实现按键的信号的输入，可以做到干脆利落、零延时，衡量他的标准只有导通或不导通，不会产生抖动，杂讯，且响应快，其中，通过设置第一透镜和第二透镜进行控制光的路径传输，如此使得结构简单、控制方便且便于减少干扰，而将光发射元件和光接收元件独立设于PCB板，底座与PCB板可分离设置，维修方便，有利于降低成本。

具体地，在PCB板上设有光发射元件和光接收元件，光发射元件的发射光通过第一透镜和第二透镜进行光路传输后，被光接收元件接收，达到电性性能要求，而将轴芯活动套接于底座，将轴芯设有的阻挡筋条设置于两透镜之间，当按压轴芯时光信号导通，通过弹性件的弹性作用下，轴芯回弹为原状态时，光信号隔断，如此实现了按键的信号的输入。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例机械开关的***结构示意图；

图2为图1中机械开关处于未按压状态的正视剖面结构示意图；

图3为图1中机械开关处于按压状态的正视剖面结构示意图；

图4为一实施例光路传输示意图；

图5为本实用新型实施例中弹片的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中第一透镜和第二透镜的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中底座的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中部件的组装结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种机械开关100。

参照图1至4，本实用新型技术方案提出一种机械开关100，包括轴芯2、弹性件3、第一透镜4、第二透镜5、底座6、PCB板9以及相对设置于所述PCB板9的光发射元件7与光接收元件8；

所述PCB板9可拆卸安装于所述底座6的下端，所述轴芯2下端活动套接于所述底座6，所述弹性件3一端抵接于所述轴芯2的下端，另一端与所述底座6抵接，

所述第一透镜4和所述第二透镜5安装于所述底座6，所述第一透镜4正对于所述光发射元件7，所述第二透镜5正对于所述光接收元件8，所述光发射元件7与所述光接收元件8之间形成光路；

所述轴芯2设有阻挡筋条200，当所述弹性件3处于自然伸长状态时，所述阻挡筋条200位于所述第一透镜4与第二透镜5之间以阻挡所述光路；当所述弹性件3处于压缩状态时，所述第一透镜4与第二透镜5之间的光路导通。

本实用新型技术方案通过以光作为信号传输实现按键的信号的输入，可以做到干脆利落、零延时，衡量他的标准只有导通或不导通，不会产生抖动，杂讯，且响应快，其中，通过设置第一透镜4和第二透镜5进行控制光的路径传输，如此使得结构简单、控制方便且便于减少干扰，而将光发射元件7和光接收元件8独立设于PCB板9，底座6与PCB板9可分离设置，维修方便，有利于降低成本。

具体地，参照图8，在PCB板9上设有光发射元件7和光接收元件8，光发射元件7的发射光通过第一透镜4和第二透镜5进行光路传输后，被光接收元件8接收，达到电性性能要求，而将轴芯2活动套接于底座6，将轴芯2设有的阻挡筋条200设置于两透镜之间，当按压轴芯2时光信号导通，通过弹性件3的弹性作用下，轴芯2回弹为原状态时，光信号隔断，如此实现了按键的信号的输入。

其中，所述弹性件3优选为弹簧，当然还可以为弹性金属片、空气弹簧等；所述光发射元件7和光接收元件8优选为红外线发射管和红外线接收管。

优选地，所述轴芯2下端设有凹孔201，所述轴芯2位于凹孔201的下表面向下延伸设有凸台202，弹簧3一端套入凹孔201与轴芯2位于凹孔201的下表面抵接，该凸台202***弹簧3中，而所述底座6也对应该弹簧3设有柱体602套入弹簧3中，与所述凸台202一起固定弹簧3，防止其偏移。

在本实施例中，参照图1、图2和图5，或图3和图5，所述机械开关100还包括第一面盖10和弹片11，所述第一面盖10安装于所述底座6，所述第一面盖10设有供所述轴芯2穿过的通孔203；

所述弹片11设有凸起部110，所述凸起部110于所述弹性件3处于自然伸长状态时，抵接于所述第一面盖10的内壁；所述弹片11朝向所述轴芯2延伸有倒 勾111，所述倒勾11弹性连接于所述轴芯2的侧壁。

优选地，所述第一面盖10采用卡扣连接的方式与所述底座6配合安装。所述第一面盖10优选为塑料材质，如PP(聚丙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PS(聚苯乙烯)、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等，以便于开模，节省成本。

进一步地，所述弹片11包括主体板112和自所述主体板112的一侧壁折弯设置的折弯部113，所述主体板112的背离所述折弯部113的板面设有所述凸起部110，所述折弯部113的自由端延伸有所述倒勾111。

具体地，弹片11的主体板112的下端固定在底座6上，下压轴芯2时，折弯部113延伸的R形倒勾111处会被轴芯2的底部挂住，瞬间力向下时，折弯部113拉过主体板112的上端向轴芯2的中间部位摆动，积聚一定弹性势能，当轴芯2下压一定行程时，弹片11瞬间回弹到原始位置，则凸起部110撞击到第一面盖10的内壁上，发出的清脆“哒哒”声音，从而给用户愉悦的使用体验。

其中，弹片11可以制作为大致为“V”型、“U”型、“M”型等形状，可充分利用弹片11自身结构的产生较大的弹性性能，并且结构简单节省空间。而主体板112与折弯部113之间的折弯角度可调节以到达控制的段落手感为最佳。

优选地，所述弹片11为金属弹片，当然该弹片11也可以为塑料、橡胶等材料，其中，该弹片11的凸起部110可以金属、塑料还可以是陶瓷或玻璃，该第一面盖10对应该凸起部110的部位也可以设有金属、陶瓷、玻璃被敲击部，当所述凸起部110撞击该敲击部时能带来清脆悦耳的声音，且还可以产生动听的旋律，根据材质的不同该旋律也可不同。

在本实施例中，具体参照图1、图4和图6，所述第一透镜4具有入光面400和折射面450，所述第二透镜5具有出光面500和折射面450，所述光发射元件7的发射光从入光面400射入且与所述入光面400垂直，经第一透镜4和第二透镜5的折射面450折射后从出光面500射出且与所述出光面500垂直被所述光接收元件8接收，所述第一透镜4的折射面450与所述入光面400的夹角为45°，所述第二透镜5的折射面450与所述出光面500的夹角为 45°，所述第一透镜4的折射面450与所述第二透镜5的折射面450朝向相反。如此设置使得红外发射管7的发射光产生“n”形光路，达到红外发射管7和红外接收管8朝正上方都能起到发射接收光源，产生电性信号源的效果；有效地控制了光的传输路径，有利于解决自然光及其它带有红外波长的光源带来杂讯、误触发信号的影响。

在本实施例中，参照图1、图2和图7，所述底座6设有凹槽600，所述第一透镜4和第二透镜5安装于所述凹槽600内。

其中，该凹槽600具体地分为第一凹槽603和第二凹槽604，第一凹槽603容置第一透镜4，第二凹槽604容置第二透镜5，而凹槽600正对且邻近所述轴芯2的槽壁开有开口，供阻挡筋条200***，且可上下移动，当***阻挡筋条200时，该阻挡筋条200正好位于第一凹槽603和第二凹槽604中间位置。

进一步地，所述底座6对应所述光发射元件7和所述光接收元件8还设有安装槽(图未示)，所述光发射元件7和所述光接收元件8位于所述安装槽(图未示)内，所述光发射元件6和所述光接收元件7采用四周带围墙白色支架封装。通过将两元件罩设于安装槽(图未示)，使其发射源和接收源都不会受到干扰，通过采用四周带围墙白色支架封装，迫使发射光只朝正上方发射，其中，白色起反光聚光作用。

进一步地，所述第一透镜4、第二透镜5和所述底座6采用双色模具一体注塑而成。如此无需装配透镜，一次性完成产品需求的性能，可避免装配期间透镜磨花，也可提高生产效率及保证产品品质。

其中，该机械开关100给零部件之间的装配，会有装配缝隙，此时就会有光通过缝隙进行干扰，优选地采用双色注塑技术对产生的缝隙进行密封，使得透镜折射面450以最小面积进行光源导通，使杂讯光源干扰降到最低。

进一步地，为了便于手指操作，在所述轴芯2上端可拆卸连接有键帽1，所述键帽1下表面凹设有异型槽101，所述异型槽101内形成有凸柱102，所述轴芯2的上端面凹设有插孔103，所述凸柱102插设于所述插孔103。如此设置，使得机械开关100单元的整体高度降低，还能使机械开关100制作的更加小巧， 节省可利用空间，通过键帽1的异型槽101结构，还可阻挡大部分的灰尘或水雾。其中，键帽1的外表面优选为曲面，并采用人体工程学设计，使手指敲击在键帽1时，接触感增强，不突兀。

在本实施例中，参照图1至图3，该机械开关100还包括第二面盖12和底盖13，所述第二面盖12可拆卸安装于所述底盖13上，所述底座6与所述第二面盖12配合安装，且部分容置于所述第二面盖12。优选地，所述第二面盖12粘结在所述底盖13上，便于拆卸维修，通过设置第二面盖12，其一是用于装配底座6，其二是与底座6等其它配件形成封闭空间，可防止灰尘和水。

进一步地，还包括背光灯14，所述背光灯14与所述PCB板9电性连接，所述第二面盖12的侧壁设有限位缺口120，所述背光灯14安装于所述限位缺口120。

其中，所述背光灯14优选RGB型的LED灯，由于键帽1上端面一般设有便于操作的字符，背光灯14透过键帽1可使字符发光，当选用RGB型的LED灯时，字符的光线更加丰富多彩，背光灯14与PCB板9电性连接，可以设置为按一定规律闪动等；在所述第二面盖12的侧壁设有限位缺口120，用于放置背光灯14，能充分合理利用空置空间，并保证背光灯14在竖直方向上不任意偏摆，不妨碍轴芯2的上下移动。

进一步地，该机械开关100还包括第三盖面15，所述第三盖面15与所述第二面盖12盖合。所述第三盖面15优选为铝合金材料，起装饰美观作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种机械开关，其特征在于，包括轴芯、弹性件、第一透镜、第二透镜、底座、PCB板以及相对设置于所述PCB板的光发射元件与光接收元件；

所述PCB板可拆卸安装于所述底座的下端，所述轴芯下端活动套接于所述底座，所述弹性件一端抵接于所述轴芯的下端，另一端与所述底座抵接，

所述第一透镜和所述第二透镜安装于所述底座，所述第一透镜正对于所述光发射元件，所述第二透镜正对于所述光接收元件，所述光发射元件与所述光接收元件之间形成光路；

所述轴芯设有阻挡筋条，当所述弹性件处于自然伸长状态时，所述阻挡筋条位于所述第一透镜与第二透镜之间以阻挡所述光路；当所述弹性件处于压缩状态时，所述第一透镜与所述第二透镜之间的光路导通。

2.如权利要求1所述的机械开关，其特征在于，所述机械开关还包括第一面盖和弹片，所述第一面盖安装于所述底座，所述第一面盖设有供所述轴芯穿过的通孔；

所述弹片设有凸起部，所述凸起部于所述弹性件处于自然伸长状态时，抵接于所述第一面盖的内壁；所述弹片朝向所述轴芯延伸有倒勾，所述倒勾弹性连接于所述轴芯的侧壁。

3.如权利要求2所述的机械开关，其特征在于，所述弹片包括主体板和自所述主体板的一侧壁折弯设置的折弯部，所述主体板的背离所述折弯部的板面设有所述凸起部，所述折弯部的自由端延伸有所述倒勾。

4.如权利要求1至3任一所述的机械开关，其特征在于，所述第一透镜具有入光面和折射面，所述第二透镜具有出光面和折射面，所述光发射元件的发射光从入光面射入且与所述入光面垂直，经第一透镜和第二透镜的折射面折射后从出光面射出且与所述出光面垂直被所述光接收元件接收，所述第一透镜的折射面与所述入光面的夹角为45°，所述第二透镜的折射面与所述出光面的夹角为45°，所述第一透镜的折射面与所述第二透镜的折射面朝向 相反。

5.如权利要求1至3中任一所述的机械开关，其特征在于，所述底座设有凹槽，所述第一透镜和第二透镜安装于所述凹槽内。

6.如权利要求5所述的机械开关，其特征在于，所述底座对应所述光发射元件和所述光接收元件还凹设有安装槽，所述光发射元件和所述光接收元件对应安装于所述安装槽内，所述光发射元件和所述光接收元件采用四周带围墙白色支架封装。

7.如权利要求5所述的机械开关，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜和所述底座采用双色模具一体注塑而成。

8.如权利要求2所述的机械开关，其特征在于，所述机械开关还包括第二面盖和底盖，所述第二面盖可拆卸安装于所述底盖上，所述第二面盖与所述底盖之间形成容置腔，所述底座部分容置于该容置腔内。

9.如权利要求8所述的机械开关，其特征在于，所述机械开关还包括背光灯，所述背光灯与所述PCB板电性连接，所述第二面盖的侧壁设有限位缺口，所述背光灯安装于所述限位缺口。

10.一种机械键盘，其特征在于，该机械键盘包括如权利要求1至9任一所述的机械开关。