一種光電式機械開關及鍵盤按鍵組成的制作方法

本實用新型屬于機械鍵盤開關按鍵技術領域。

背景技術：

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。相比于其他鍵盤，光電開關式鍵盤按鍵壽命長，使用長時間之后按鍵手感變化很小。

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于實現，尤其是目前的光電開關式鍵盤按鍵由于僅僅具有一個按軸，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，且易于實現低成本高效率的工業制造。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型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，并提供一種在此基礎上更易于安裝制造的鍵盤按鍵組成。

為實現該技術目的，本實用新型的方案是：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，按軸和主彈簧位于所述容置腔內，所述容置腔內毗鄰主彈簧還設有發聲光路徑機構，所述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；所述支架上設有斜槽；沖錘的上端部設有凸條，該凸條設置在斜槽內可沿斜槽自由活動；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；副彈簧安裝在沖錘于該凸條的上部并止于所述支架的頂部；沖錘和副彈簧與主彈簧為軸向平行關系；沖錘的下端部置于沖錘限位導槽內，該導槽上設有用于凸條滑入的凹槽；沖錘的下端部設有光路徑結構。

作為優選的，所述光路徑結構為設置在沖錘下端部的透光孔。

作為優選的，所述沖錘的頂端止于副彈簧的底部，沖錘頂端與支架的頂部無接觸。

作為優選的，所述支架的頂部設有通孔，沖錘的頂端穿過副彈簧進而穿過所述通孔。

作為優選的，所述沖錘上與凸條對應的另一側設有小凸起，所述導槽相應的設有用于該小凸起滑入的凹槽。

為實現該技術目的，本實用新型的另一方案是：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，按軸和主彈簧位于所述容置腔內，所述容置腔內毗鄰主彈簧還設有發聲光路徑機構，所述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；所述支架上設有斜槽；沖錘的上端部設有凸條，該凸條設置在斜槽內可沿斜槽自由活動；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；副彈簧安裝在沖錘于該凸條的上部并止于所述支架的頂部；沖錘的下端部置于沖錘限位導槽內，該導槽上設有用于凸條滑入的凹槽；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，所述沖錘下端部所設的光路徑結構與該開關對應PCB板上的光電電路形成工作關系，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。

作為優選的，所述發光器IR和光接收器PT于PCB板上形成對管關系，所述光路徑結構為設置在沖錘下端部的透光孔，所述沖錘置于對管中間；當按軸按壓下時，沖錘下行并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；當松開按壓時沖錘上行且通孔旋轉使得光電電路截斷。

作為優選的，所述下蓋上設有一組伸出的掛鉤，所述PCB相應的位置設有與所述掛鉤匹配的插孔，光電式機械開關通過掛鉤和插孔固定在PCB板上。

作為優選的，所述PCB對應于所述沖錘的位置設有防撞孔，沖錘下行時可伸入該防撞孔。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：采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干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。

附圖說明

圖1為本實用新型的鍵盤按鍵組成具體實施例的結構爆炸圖；

圖2為本實用新型的鍵盤按鍵組成具體實施例的底部結構示意圖；

圖3為本實用新型的鍵盤按鍵組成具體實施例的頂部結構示意圖；

圖4為本實用新型中沖錘的結構示意圖；

圖5為本實用新型中按軸及引導支架的結構示意圖；

圖6為本實用新型中下蓋及限位導槽的結構示意圖。

其中: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。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，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，而不是用于限制權利要求的保護范圍。

本實用新型首先保護的是一種光電式機械開關和一種基于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。

如圖1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，上蓋和下蓋相配合形成中空的容置腔，按軸1和主彈簧4位于所述容置腔內，主彈簧4用于按軸1的復位，這些都屬于現有技術，在此不再贅述。本創新的獨特之處主要在于所述容置腔內毗鄰主彈簧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，有利于提高用戶體驗。如圖4、5、6所示的，本實用新型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；如圖5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的上下移動轉換成沖錘6的旋轉，這在后面會詳細介紹；

沖錘6的上端部設有凸條61，該凸條61設置在斜槽81內可沿斜槽自由活動；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于凸條61的上部并止于所述引導支架8的頂部；沖錘6和副彈簧5與主彈簧4為軸向平行關系；沖錘6的下端部置于沖錘限位導槽7內，該導槽7上設有用于凸條61滑入的凹槽71；副彈簧的作用是產生下壓力使得沖錘的凸條在滑入凹槽71時突然彈發出聲音。在最佳的實施中，沖錘6的頂端止于副彈簧5的底部，沖錘6頂端與支架的頂部無接觸；當然也可以在實施例中采用引導支架的頂部設通孔的方案，沖錘上端設計的較長，沖錘的頂端穿過副彈簧進而穿過所述引導支架頂部的通孔。

沖錘6的下端部設有光路徑結構，在最佳的實施例中，所述光路徑結構為設置在沖錘下端部的透光孔。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，所述沖錘限位導槽7相應的設有用于該小凸起62滑入的凹槽，如圖6所示出的。

本實用新型的另一方案是一種基于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，該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于PCB板上，便于加工制造，降低制造成本。

光電式機械開關獨立制作好之后，可直接安裝在PCB板9上，所述沖錘6下端部所設的光路徑結構與該開關對應PCB板9上的光電電路形成工作關系，沖錘6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，產生按鍵信號。在優選的實施例中，發光器IR和光接收器PT于PCB板上形成對管關系，所述光路徑結構為設置在沖錘下端部的透光孔63，所述沖錘置于對管中間；當按軸按壓下時，沖錘下行并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；當松開按壓時沖錘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，所述PCB相應的位置設有與所述掛鉤匹配的插孔91，光電式機械開關通過掛鉤和插孔可插拔的固定在PCB板上。

為了防止沖錘6撞擊PCB板，保障所述PCB的安全，對應于所述沖錘6的位置設有防撞孔92，沖錘6下行時其底端可伸入該防撞孔92中。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型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實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型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實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。