一种霍尔按键开关及电子设备

技术领域

本发明涉及到霍尔开关技术领域，特别是涉及到一种霍尔按键开关及电子设备。

背景技术

目前，市面上的机械键盘上的按键开关，如机械按键开关、磁按键开关(又称霍尔按键开关)等，对于霍尔按键开关而言，因霍尔按键开关的原理为通过按挚驱动磁铁移动与霍尔元件发生霍尔效应，实现开关逻辑功能的切换，而磁铁(磁性单元)则由复位弹簧带动按挚自行复位，也即是，霍尔元件与磁性单元导通发生霍尔效应之后，磁性单元的复位需要依赖复位弹簧自行复位，如中国专利(公告号：CN208226984U)公开的一种线性霍尔开关。

但是，霍尔按键开关通过复位弹簧使磁性单元自行复位时，复位弹簧因受到磁铁的影响，使得复位弹簧总是偏向一边与塑胶壳体摩擦，极大的影响了按键开关的寿命，且手感变得很不好，此外由于磁铁的磁力作用，使复位弹簧的回弹力不够，容易出现故障，从而影响按键开关的功能。

发明内容

本发明的主要目的之一在于提供一种霍尔按键开关及电子设备，其采用异性磁极相互磁吸的原理实现自动复位，避免使用弹簧自动复位，旨在解决现有的霍尔按键开关在霍尔元件与磁性单元导通发生霍尔效应之后需通过复位弹簧使磁性单元自行复位，存在使用寿命短及容易出现故障的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明的第一方面提出一种霍尔按键开关，包括基座，所述基座上设置有第一支点和第二支点，基座上还设置有可绕第一支点转动的第一磁性单元和可绕第二支点转动的第二磁性单元，所述第一磁性单元与第二磁性单元的磁极相反而使第一磁性单元与第二磁性单元磁吸成一体，所述基座上还设有霍尔元件，用于感应所述第一磁性单元或第二磁性单元的磁感应强度变化而产生触发信号；所述基座上还活动设置有用于驱动第一磁性单元和/或第二磁性单元的驱动部，当通过外力驱使所述驱动部时，所述第一磁性单元与第二磁性单元产生接触分离，当撤销所述外力时，所述第一磁性单元与第二磁性单元在异性磁极相吸的作用力下自行复位。

进一步地，所述第一支点为固定于所述基座上的第一支撑杆，所述第二支点为固定于所述基座上且与所述第一支撑杆平行的第二支撑杆，所述第一磁性单元的一端的端面与第二磁性单元的一端端面磁吸在一起，所述第一磁性单元的另一端和所述第二磁性单元的另一端分别由所述第一支撑杆和所述第二支撑杆支撑。

进一步地，所述霍尔元件位于所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间，并对应所述第一磁性单元和/或所述第二磁性单元的位置；所述驱动部活动设置于所述基座上，并可沿所述第一磁性单元的厚度方向移动，所述驱动部与所述第一磁性单元和/或所述第二磁性单元背向所述霍尔元件的一侧接触。

进一步地，所述驱动部与所述第一磁性单元和所述第二磁性单元的磁吸贴合位置接触。

进一步地，所述基座上设有容置腔，所述第一磁性单元、第二磁性单元、第一支点和第二支点均位于所述容置腔内，所述驱动部的一端滑动穿设于所述容置腔的一侧壁并与所述磁吸贴合位置接触，所述驱动部的另一端延伸至所述容置腔外。

进一步地，所述第一支点为固定于所述基座上的第一支撑杆，所述第二支点为固定于所述基座上的枢接轴，所述枢接轴枢接有连接件，所述连接件与所述第二磁性单元连接固定，所述第二磁性单元背向所述连接件的一端的端面与所述第一磁性单元的一端的端面磁吸在一起，所述第一磁性单元的另一端由所述第一支撑杆支撑。

进一步地，所述连接件作为所述驱动部；或者，所述驱动部固定在所述连接件上。

进一步地，所述霍尔元件位于所述第一磁性单元背向所述第二磁性单元的一侧。

进一步地，所述霍尔元件位于所述第一磁性单元或第二磁性单元复位方向相反的一侧。

本发明的第二方面提出一种电子设备，包括本发明的霍尔按键开关。

相比于现有技术，本发明的霍尔按键开关及电子设备的有益效果：

1、本发明的霍尔按键开关在使用时，通过外力按压驱动部，如此驱动部就会驱动第一磁性单元和/或第二磁性单元，使得第一磁性单元与第二磁性单元产生接触分离，此时霍尔元件感应第一磁性单元或第二磁性单元的磁感应强度变化，如霍尔元件感应到的磁感应从有到无的变化就会产生触发信号，从而使得与霍尔元件电连接的控制电路就会输出开或关的信号，从而实现开或关的功能；当撤销按压在驱动部的外力之后，接触性分离状态下的第一磁性单元和第二磁性单元会在异性磁极相吸的作用力下自行复位，避免使用复位弹簧进行复位，从而可以提高了按键开关的寿命，可以保持按键开关的手感，解决现有霍尔按键开关在霍尔元件与磁性单元导通发生霍尔效应之后需通过复位弹簧使磁性单元自行复位，存在使用寿命短及容易出现故障的缺陷。

2、本发明的霍尔按键开关在使用过程中，由于在移除按压驱动部的外力之后，第一磁性单元和第二磁性单元之间会在异性磁极相吸的作用力下自行复位吸合，而第一磁性单元和第二磁性单元之间的磁极接合过程会产生额外的反馈力给予驱动部，从而提升按压驱动部的手感。

3、本发明的电子设备在使用时，由于应用了本发明的霍尔按键开关，因此可以提升本发明电子设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一涉及霍尔按键开关在初始状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例一涉及霍尔按键开关在触发状态下结构示意图；

图3为本发明实施例一涉及霍尔按键开关复位状态下的结构示意图；

图4为本发明实施例二涉及霍尔按键开关在初始状态下的结构示意图；

图5为本发明实施例二涉及霍尔按键开关在触发状态下结构示意图；

图6为本发明实施例二涉及霍尔按键开关复位状态下的结构示意图；

图7为本发明实施例三涉及霍尔按键开关在初始状态下的结构示意图；

图8为本发明实施例三涉及霍尔按键开关在触发状态下结构示意图；

图9为本发明实施例三涉及霍尔按键开关复位状态下的结构示意图。

10、基座；101、容置腔；11、第一支撑杆；12、第二支撑杆；13、枢接轴；20、第一磁性单元；30、第二磁性单元；40、霍尔元件；41、PCB板；50、驱动部；60、连接件。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参照图1-图3，本发明第一方面提出了一种霍尔按键开关，包括基座10，基座10上设置有第一支点和第二支点，基座10上还设置有可绕第一支点转动的第一磁性单元20和可绕第二支点转动的第二磁性单元30，第一磁性单元20与第二磁性单元30的磁极相反而使第一磁性单元20与第二磁性单元30磁吸成一体；基座10上还设有霍尔元件40，霍尔元件40用于感应第一磁性单元20或第二磁性单元30的磁感应强度变化而产生触发信号；基座10上还活动设置有用于驱动第一磁性单元20和/或第二磁性单元30的驱动部50，当通过外力驱使所述驱动部50时，第一磁性单元20与第二磁性单元30产生接触分离，当撤销外力时，第一磁性单元20与第二磁性单元30在异性磁极相吸的作用力下自行复位。由此可知，本发明的霍尔按键开关在使用时，通过外力按压驱动部50，如此驱动部50就会驱动第一磁性单元20和/或第二磁性单元30，使得第一磁性单元20与第二磁性单元30产生接触分离，此时霍尔元件40感应第一磁性单元20或第二磁性单元30的磁感应强度变化，如霍尔元件40感应到的磁感应从有到无的变化就会产生触发信号，从而使得与霍尔元件40电连接的控制电路就会输出开或关的信号，从而实现开或关的功能；当撤销按压在驱动部50的外力之后，接触性分离状态下的第一磁性单元20和第二磁性单元30会在异性磁极相吸的作用力下自行复位，避免使用复位弹簧进行复位，从而可以提高了按键开关的寿命，可以保持按键开关的手感，以解决现有霍尔按键开关在霍尔元件40与磁性单元导通发生霍尔效应之后需通过复位弹簧使磁性单元自行复位，存在使用寿命短及容易出现故障的缺陷。

在一实施例中，参照图2，示例性的，第一磁性单元20与第二磁性单元30磁吸成一体状态下为初始状态，在初始状态下，设定霍尔元件40感应到第一磁性单元20的磁场强度为零；当通过外力按压驱动部50时，在外力的驱使下，第一磁性单元20与第二磁性单元30形成接触分离状态，同时第一磁性单元20与霍尔元件40接触，使得霍尔元件40感应到第一磁性单元20的磁感应变化，也即是第一磁性单元20的磁场与霍尔元件40的触点有所感应，触发了霍尔元件40的触点，霍尔元件40感应到的磁场从无到有的变化，从而产生触发信号。由上可知，第一磁性单元20与第二磁性单元30之间的接触分离状态也即是霍尔元件40的触发状态。

在其他实施例中，示例性的，在初始状态下，设定霍尔元件40感应到第二磁性单元30的磁场强度为零；当通过外力按压驱动部50时，在外力的驱使下，第一磁性单元20与第二磁性单元30形成接触分离状态，同时第二磁性单元30与霍尔元件40接触，使得霍尔元件40感应到第二磁性单元30的磁感应变化，也即是第二磁性单元30的磁场与霍尔元件40的触点有所感应，触发了霍尔元件40的触点，霍尔元件40感应到的磁场从无到有的变化，从而产生触发信号。

在一实施例中，示例性的，霍尔按键开关应用于控制灯的开关，当霍尔按键开关的霍尔元件40产生触发信号给予外围的控制电路时，控制电路就会控制灯打开，而当撤销用于驱使驱动部50的外力，使得第一磁性单元20与第二磁性单元30之间在异性磁极相互吸附的作用力下，实现自动复位之后，该控制电路会继续控制灯处于打开状态；当需要控制灯关闭时，则可以再次按压驱动部50，使得第一磁性单元20与第二磁性单元30属于接触分离状态，此时第一磁性单元20或者第二磁性单元30的磁强强度又触发霍尔元件40产生触发信号给予该控制电路，此时该控制电路就可以根据霍尔元件40的第二次触发信号控制灯的关闭。综上可知，霍尔元件40只是给予控制电路一个用于控制灯打开或者关闭的信号。当然，霍尔按键开关也可以应用但不包括于键盘、鼠标等电子设备上。

当然，本发明的霍尔按键开关还包括有PCB板41，PCB板41可以固定于基座10上，霍尔元件40贴装于PCB板41的上表面；霍尔元件40受控于PCB板41，PCB板41为用于接收霍尔元件40的触发相互而产生输出开信号或关信号的控制电路的电路板。

在一实施例中，第一支点为固定于基座10上的第一支撑杆11，第二支点为固定于基座10上且与第一支撑杆11平行的第二支撑杆12，第一磁性单元20的一端的端面与第二磁性单元30的一端端面磁吸在一起，第一磁性单元20的另一端和第二磁性单元30的另一端分别由第一支撑杆11和第二支撑杆12支撑，如此即可使得第一磁性单元20和第二磁性单元30磁吸成一体，同时磁吸连接的第一磁性单元20和第二磁性单元30分别由第一支撑杆11和第二支撑杆12支撑，使得第一磁性单元20能够绕着第一支撑杆11转动，第二磁性单元30能够绕着第二支撑杆12接触点转动。

在一实施例中，霍尔元件40位于第一支撑杆11与第二支撑杆12之间，并对应第一磁性单元20和/或第二磁性单元30的位置；驱动部50活动设置于基座10上，并可沿第一磁性单元20或第二磁性单元30的厚度方向移动，驱动部50与第一磁性单元20和/或第二磁性单元30背向霍尔元件40的一侧接触，如此通过外力按压驱动部50，即可使得第一磁性单元20或第二磁性单元30与霍尔元件40发生霍尔效应，也即是第一磁性单元20或第二磁性单元30的磁场强度能够与霍尔元件40的触点有所感应，触发了霍尔元件40的触点而产生触发信号。示例性的，霍尔元件40位于第一磁性单元20的底部且对应第一磁性单元20的位置，当驱动部50驱使第一磁性单元20与第二磁性单元30处于接触分离状态时，第一磁性单元20与霍尔元件40发生霍尔效应；在其他实施例中，示例性的，霍尔元件40位于第二磁性单元30的底部且对应第二磁性单元30的位置，当驱动部50驱使第一磁性单元20与第二磁性单元30处于接触分离状态时，第二磁性单元30与霍尔元件40发生霍尔效应。当然，霍尔元件40也可以位于第一磁性单元20背向第二磁性单元30的一侧，或者位于第二磁性单元30背向第一磁性单元20的一侧，在此处不做限定，因此对于本领域技人员而言，只要在确保霍尔元件40能够与第一磁性单元20或第二磁性单元30发生霍尔效应的前提下，通过合理地变更霍尔元件40的位置，其也应当落入本发明的保护范围之内。

在一实施例中，驱动部50与第一磁性单元20和第二磁性单元30的磁吸贴合位置接触，驱动部50为按压杆，按压杆的一端与第一磁性单元20和第二磁性单元30的磁吸贴合位置接触，霍尔元件40位于按压杆的下端，霍尔元件40位于第一支撑杆11和第二支撑杆12之间，且对应第一磁性单元20的位置，如此通过外力按压按压杆即可使得第一磁性单元20和第二磁性单元30之间处于接触分离状态，从而使得第一磁性单元20与霍尔元件40发生霍尔效应；当第一磁性单元20与霍尔元件40发生霍尔效应之后，由于第一磁性单元20和第二磁性单元30没有完全分离，因此第一磁性单元20和第二磁性单元30在异性磁极相互吸附的作用下即可自动恢复至初始状态。

在一实施例中，参照图1，基座10上设有容置腔101，也即可以理解，基座10为霍尔按键开关的壳体，壳体的内部形成有容置腔101，第一磁性单元20、第二磁性单元30、第一支撑杆11和第二支撑杆12均位于容置腔101内，驱动部50的一端滑动穿设于容置腔101的一侧壁并与第一磁性单元20和第二磁性单元30的磁吸贴合位置接触，驱动部50的另一端延伸至容置腔101外，供外力驱使按压，如此可以避免灰尘等杂物落入到霍尔元件40或第一磁性单元20或第二磁性单元30上，起到防尘的效果。

在一实施例中，第一磁性单元20可以由单个磁体形成，也可以由多个磁体组合形成，同理，第二磁性单元30可以由单个磁体形成，也可以由多个磁体组合形成。由此可知，第一磁性单元20的最小单元为单个磁体；第二磁性单元30的最小单元为单个磁体，磁体可以为磁铁。需要说明的是，磁体可以是方形磁体，也可以是环形磁体，在此处不做限定，对于本领域技术人员而言，通过合理地变更磁体的结构，其也应当落入本发明的保护范围之内。

本发明的第二方面提出一种电子设备，包括本发明的霍尔按键开关，本发明的电子设备可以是键盘、鼠标等电子设备。由于本发明的电子设备应用了本发明的霍尔按键开关，因此可以提升本发明电子设备的使用寿命。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：第二支点的结构和驱动结构的不同。

参照图4-图6，在本实施例中，第二支点为固定于基座10上的枢接轴13，枢接轴13枢接有连接件60，连接件60与第二磁性单元30连接固定，第二磁性单元30背向连接件60的一端的端面与第一磁性单元20的一端的端面磁吸在一起，第一磁性单元20的另一端由第一支撑杆11支撑，如此同样可以使得第一磁性单元20和第二磁性单元30磁吸成一体，并且第一磁性单元20同样能够绕着第一支点转动，第二磁性单元30同样能够绕着第二支点转动。当然，在其他实施例中，第一磁性单元20绕第一支点转动的结构也可以采用第二磁性单元30绕枢接轴13转动的结构，在此处不做限定。

在本实施例中，霍尔元件40位于第一磁性单元20背向第二磁性单元30的一侧，在初始状态下，示例性的，设定霍尔元件40感应到第一磁性单元20的磁场强度为1500高斯，当通过外力驱动连接件60下压时，第一磁性单元20和第二磁性单元30处于接触分离状态，此时霍尔元件40感应到第一磁性单元20的磁场强度为零，也即是霍尔元件40感应到第一磁性单元20的磁场从有到无的变化，从而产生触发信号。

在本实施例中，连接件60可以作为驱动部50，如此通过外力按压连接件60即可驱动连接件60下压。当然，在其他实施例中，也可以将驱动部50固定在连接件60上，在此处不做限定。也即可以理解，本实施例的连接件60可以作为驱动部50，也可以通过额外的驱动部50与连接件60固定连接，实现连接件60的下压。

实施例三

本实施例与上述实施例的区别在于：霍尔元件40的设置位置不同。

参照图7-图9，在本实施例中，霍尔元件40位于第一磁性单元20或第二磁性单元30复位方向相反的一侧，示例性的，第一磁性单元20或第二磁性单元30复位方向向上，将霍尔元件40设置在第二磁性单元30的下方，并对应第二磁性单元30与第一磁性单元20磁吸的端部位置，如此通过外力按压连接件60即可使得第一磁性单元20和第二磁性单元30处于接触分离，此时第二磁性单元30与第一磁性单元20磁吸的一端即可靠近霍尔单元，使得霍尔单元感应到第二磁性单元30的磁感应强度增强，也即可以理解为霍尔单元感应到第二磁性单元30的磁感应从无到有的变化，从而产生触发信号。当然，在其他实施例中，霍尔元件40也可以位于第一磁性单元20的下方，并对应第一磁性单元20与第二磁性单元30磁吸的端部位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。