TW202008411A - 按鍵 - Google Patents

Abstract

一種按鍵包含具有觸發開關之電路板、設置於電路板上之底板、設置於底板上方之鍵帽、支撐裝置、設置於電路板上之底座、連接於底座之上蓋、彈簧及彈性結構體。支撐裝置設置於底板及鍵帽之間且包含第一及第二支撐件，第一及第二支撐件可活動地連接鍵帽及底板且彼此交叉樞接，以使鍵帽隨第一及第二支撐件之交叉樞轉在按壓位置與未按壓位置之間上下移動。彈簧穿設於第一及第二支撐件中且抵接鍵帽，用來驅動鍵帽回位至未按壓位置。彈性結構體設置於對應觸發開關之位置，用來於鍵帽被按壓至按壓位置時下壓觸發開關。

Description

按鍵

本發明關於一種按鍵，尤指一種使用彈性結構體下壓導通觸發開關以及使用彈簧驅動鍵帽回位之按鍵。

就目前個人電腦的使用習慣而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字、符號或數字。不僅如此，舉凡日常生活所接觸的消費性電子產品或是工業界使用的大型加工設備，皆需設有按鍵結構作為輸入裝置，以操作上述之電子產品與加工設備。

傳統機械式按鍵按壓觸發設計係使用金屬彈片做為開關導通元件，其通常會有製造成本較高以及彈片元件配置所需空間較大的問題，然而若是改採用其他觸發設計（例如以橡膠墊圈（rubber dome）觸發薄膜開關（membrane switch）之設計），則又會出現按鍵之操作手感不佳的情況。因此，如何兼顧按鍵操作手感與按鍵薄型化設計，其係為目前按鍵在按壓觸發設計上的重要課題之一。

因此，本發明的目的之一在於提供一種使用彈性結構體下壓導通觸發開關以及使用彈簧驅動鍵帽回位之按鍵，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之按鍵包含一電路板、一底板、一鍵帽、一支撐裝置、一底座、一上蓋、一彈簧，以及一彈性結構體。該電路板具有一觸發開關。該底板設置於該電路板上。該鍵帽設置於該底板上方。該支撐裝置設置於該底板以及該鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可活動地連接該鍵帽以及該底板且彼此交叉樞接，以使該鍵帽隨著該第一支撐件以及該第二支撐件之交叉樞轉相對於該底板於一按壓位置與一未按壓位置之間上下移動。該底座設置於該電路板上。該上蓋連接於該底座。該彈簧穿設於該第一支撐件以及該第二支撐件中且抵接該鍵帽，用來驅動該鍵帽回位至該未按壓位置。該彈性結構體設置於對應該觸發開關之位置，用來於該鍵帽被按壓至該按壓位置時下壓觸發該觸發開關。

綜上所述，由於本發明採用觸發開關以下壓彈性結構體變形之方式被觸發的設計以取代傳統機械式按鍵使用金屬彈片做為開關導通元件之設計，本發明係可有效地解決先前技術中提到之傳統機械式按鍵製造成本較高以及彈片元件配置所需空間較大的問題，除此之外，上述使用彈簧驅動鍵帽回位之設計亦可進一步地保有機械式按鍵所提供之機械式回彈手感，從而大大地改善按鍵之操作手感。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為根據本發明之一實施例所提出之按鍵10之立體示意圖，第2圖為第1圖之按鍵10之***示意圖，其中為了清楚地顯示按鍵10之內部結構，鍵帽16係以透視虛線簡示之。按鍵10係可應用在一般具有由上蓋與下殼體組成之開合機構之可攜式電子裝置上（如筆記型電腦鍵盤或折疊式鍵盤裝置）以供使用者按壓而執行使用者所欲輸入之功能，但不以此為限。如第1圖以及第2圖可知，按鍵10包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體26。電路板12可具有觸發開關13，其中電路板12可較佳地為薄膜電路板（membrane）且觸發開關13為薄膜開關（membrane switch）。底板14係設置於電路板12上，鍵帽16係設置於底板14上方，且支撐裝置18係設置於底板14以及鍵帽16之間，支撐裝置18包含第一支撐件28以及第二支撐件30，第一支撐件28以及第二支撐件30係可活動地連接鍵帽16以及底板14且彼此交叉樞接，藉此，鍵帽16即可透過第一支撐件28以及第二支撐件30之剪刀腳連接設計而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之交叉樞轉相對於底板14於按壓位置與未按壓位置之間上下移動。底座20係設置於電路板12上，上蓋22係連接於底座20，彈簧24係穿設於第一支撐件28以及第二支撐件30中並且抵接鍵帽16（例如彈簧24可抵接底座20（或是其他可撐抵彈簧24之按鍵元件，如電路板12、上蓋22等）且穿過上蓋22以抵接至鍵帽16，但不以此為限）以驅動鍵帽16可自動回位至未按壓位置。

在按鍵10之按壓觸發設計方面，其可參閱第3圖以及第4圖，第3圖為第1圖之按鍵10沿著剖面線A-A之剖面示意圖，第4圖為第3圖之鍵帽16被按壓至按壓位置之剖面示意圖，如第3圖以及第4圖所示，在此實施例中，觸發開關13位於底座20之外，彈性結構體26係可較佳地為橡膠墊圈（rubber dome）且設置於電路板12上對應觸發開關13之位置，第一支撐件28可較佳地朝彈性結構體26延伸形成有施力臂32，藉此，當鍵帽16從如第3圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第4圖所示之按壓位置時，施力臂32係可隨著第一支撐件28之樞轉下壓彈性結構體26變形以進行觸發開關13之觸發，從而使按鍵10可據以執行使用者所欲輸入之功能。另一方面，當上述外力釋放時，彈簧24係可驅動鍵帽16從如第4圖所示之按壓位置回位至如第3圖所示之未按壓位置而產生自動回位的功效，以便使用者進行後續按壓操作。

如此一來，由於本發明採用觸發開關以支撐件下壓彈性結構體變形之方式被觸發的設計以取代傳統機械式按鍵使用金屬彈片做為開關導通元件之設計，本發明係可有效地解決先前技術中提到之傳統機械式按鍵製造成本較高以及彈片元件配置所需空間較大的問題，除此之外，上述使用彈簧驅動鍵帽回位之設計亦可進一步地保有機械式按鍵所提供之機械式回彈手感，從而大大地改善按鍵之操作手感。

在實際應用中，本發明係可選擇性地採用按鍵發光設計且可更進一步地採用薄膜電路板與發光二極體電路板整合設計以縮減按鍵之整體高度而有利於按鍵薄型化設計，舉例來說，如第2圖、第3圖以及第4圖所示，按鍵10可另包含發光二極體34，電路板12可包含基材層36、隔墊層38，以及發光二極體電路層40。發光二極體34係設置於發光二極體電路層40對應彈簧24之位置以發射光線穿過彈簧24入射至鍵帽16，從而達到按鍵發光效果。觸發開關13可包含第一觸發電路42以及第二觸發電路44，第一觸發電路42係設置於基材層36，第二觸發電路44係設置於發光二極體電路層40，隔墊層38連接於基材層36以及發光二極體電路層40之間，以使第一觸發電路42以及第二觸發電路44彼此隔開相對，藉此，當鍵帽16被按壓至如第4圖所示之按壓位置時，彈性結構體26下壓基材層36凹陷變形以使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13。

值得一提的是，彈性結構體之配置係可不限於上述實施例，舉例來說，請參閱第5圖以及第6圖，第5圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵100於鍵帽16未被按壓時之剖面示意圖，第6圖為第5圖之按鍵100於鍵帽16被按壓時之剖面示意圖，在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，代表其具有相同之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。如第5圖以及第6圖所示，按鍵100包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體102。在此實施例中，觸發開關13係設置於對應彈簧24之位置，彈性結構體102係可較佳地為橡膠墊圈且容置於彈簧24中，鍵帽16係可朝彈性結構體102突出形成有凸點104，藉此，當鍵帽16從如第5圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第6圖所示之按壓位置時，凸點104係可抵壓彈性結構體102變形以下壓基材層36凹陷變形，從而使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13，如此一來，按鍵100係可據以執行使用者所欲輸入之功能。

除此之外，彈性結構體之結構設計係可不限於上述實施例，舉例來說，請參閱第7圖以及第8圖，第7圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵150於鍵帽16未被按壓時之剖面示意圖，第8圖為第7圖之按鍵150於鍵帽16被按壓時之剖面示意圖，在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，代表其具有相同之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。如第7圖以及第8圖所示，按鍵150包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體152，在此實施例中，觸發開關13係位於底座20之外，彈性結構體152係可較佳地為從底板14突出形成之彎折施力臂，且鍵帽16係可朝彈性結構體152突出形成有凸點154，藉此，當鍵帽16從如第7圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第8圖所示之按壓位置時，凸點154係可下壓彎折施力臂抵壓基材層36凹陷變形，從而使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13，如此一來，按鍵150係可據以執行使用者所欲輸入之功能。

在實際應用中，彎折施力臂之形成位置係可不限於上述實施例，其係可根據按鍵之實際應用需求而有所變化，舉例來說，請參閱第9圖以及第10圖，第9圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵200於鍵帽16未被按壓時之剖面示意圖，第10圖為第9圖之按鍵200於鍵帽16被按壓時之剖面示意圖，在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，代表其具有相同之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。如第9圖以及第10圖所示，按鍵200包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體202，在此實施例中，觸發開關13係位於底座20之外，彈性結構體202係可較佳地為從鍵帽16朝觸發開關13延伸形成之彎折施力臂，藉此，當鍵帽16從如第9圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第10圖所示之按壓位置時，彎折施力臂下壓基材層36凹陷變形以使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13，如此一來，按鍵200係可據以執行使用者所欲輸入之功能。

另外，請參閱第11圖以及第12圖，第11圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵250於鍵帽16未被按壓時之剖面示意圖，第12圖為第11圖之按鍵250於鍵帽16被按壓時之剖面示意圖，在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，代表其具有相同之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。如第11圖以及第12圖所示，按鍵250包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體252，在此實施例中，觸發開關13係位於底座20之外，彈性結構體252係可較佳地為從第一支撐件28朝觸發開關13延伸形成之彎折施力臂（但不受此限，其亦可採用彈性結構體為從第二支撐件朝觸發開關延伸形成之彎折施力臂的設計），藉此，當鍵帽16從如第11圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第12圖所示之按壓位置時，彎折施力臂下壓基材層36凹陷變形以使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13，如此一來，按鍵250係可據以執行使用者所欲輸入之功能。

另外，請參閱第13圖以及第14圖，第13圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵300於鍵帽16未被按壓時之剖面示意圖，第14圖為第13圖之按鍵300於鍵帽16被按壓時之剖面示意圖，在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，代表其具有相同之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。如第13圖以及第14圖所示，按鍵300包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體302，在此實施例中，觸發開關13係位於底座20之外，彈性結構體302係可較佳地為從上蓋22朝觸發開關13延伸形成之彎折施力臂，且鍵帽16係可朝彈性結構體302突出形成有凸點304，藉此，當鍵帽16從如第13圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第14圖所示之按壓位置時，凸點154係可下壓彎折施力臂抵壓基材層36凹陷變形，以使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13，如此一來，按鍵300係可據以執行使用者所欲輸入之功能。

另外，請參閱第15圖以及第16圖，第15圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵350於鍵帽16未被按壓時之剖面示意圖，第16圖為第15圖之按鍵350於鍵帽16被按壓時之剖面示意圖，在此實施例與上述實施例中所提到之元件具有相同編號者，代表其具有相同之結構或功能，其相關描述於此不再贅述。如第15圖以及第16圖所示，按鍵350包含電路板12、底板14、鍵帽16、支撐裝置18、底座20、上蓋22、彈簧24，以及彈性結構體352，在此實施例中，觸發開關13係位於底座20之外，彈性結構體352係可較佳地為從底座20朝觸發開關13延伸形成之彎折施力臂，且鍵帽16係可朝彈性結構體352突出形成有凸點354，藉此，當鍵帽16從如第15圖所示之未按壓位置被外力按壓而隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之相對樞轉向下移動至如第16圖所示之按壓位置時，凸點354係可下壓彎折施力臂抵壓基材層36凹陷變形，以使第一觸發電路42以及第二觸發電路44接觸導通觸發開關13，如此一來，按鍵350係可據以執行使用者所欲輸入之功能。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

12‧‧‧電路板13‧‧‧觸發開關14‧‧‧底板16‧‧‧鍵帽18‧‧‧支撐裝置20‧‧‧底座22‧‧‧上蓋24‧‧‧彈簧28‧‧‧第一支撐件30‧‧‧第二支撐件32‧‧‧施力臂34‧‧‧發光二極體36‧‧‧基材層38‧‧‧隔墊層40‧‧‧發光二極體電路層42‧‧‧第一觸發電路44‧‧‧第二觸發電路10、100、150、200、250、300、350‧‧‧按鍵26、102、152、202、252、302、352‧‧‧彈性結構體104、154、304、354‧‧‧凸點

第1圖為根據本發明之一實施例所提出之按鍵之立體示意圖。 第2圖為第1圖之按鍵之***示意圖。 第3圖為第1圖之按鍵沿著剖面線A-A之剖面示意圖。 第4圖為第3圖之鍵帽被按壓至按壓位置之剖面示意圖。 第5圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵於鍵帽未被按壓時之剖面示意圖。 第6圖為第5圖之按鍵於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。 第7圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵於鍵帽未被按壓時之剖面示意圖。 第8圖為第7圖之按鍵於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。 第9圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵於鍵帽未被按壓時之剖面示意圖。 第10圖為第9圖之按鍵於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。 第11圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵於鍵帽未被按壓時之剖面示意圖。 第12圖為第11圖之按鍵於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。 第13圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵於鍵帽未被按壓時之剖面示意圖。 第14圖為第13圖之按鍵於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。 第15圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵於鍵帽未被按壓時之剖面示意圖。 第16圖為第15圖之按鍵於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。

10‧‧‧按鍵

12‧‧‧電路板

13‧‧‧觸發開關

14‧‧‧底板

16‧‧‧鍵帽

18‧‧‧支撐裝置

20‧‧‧底座

22‧‧‧上蓋

24‧‧‧彈簧

26‧‧‧彈性結構體

28‧‧‧第一支撐件

30‧‧‧第二支撐件

32‧‧‧施力臂

34‧‧‧發光二極體

36‧‧‧基材層

38‧‧‧隔墊層

40‧‧‧發光二極體電路層

42‧‧‧第一觸發電路

44‧‧‧第二觸發電路

Claims (10)

1. 一種按鍵，其包含： 一電路板，其具有一觸發開關； 一底板，其設置於該電路板上； 一鍵帽，其設置於該底板上方； 一支撐裝置，其設置於該底板以及該鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可活動地連接該鍵帽以及該底板且彼此交叉樞接，以使該鍵帽隨著該第一支撐件以及該第二支撐件之交叉樞轉相對於該底板於一按壓位置與一未按壓位置之間上下移動； 一底座，其設置於該電路板上； 一上蓋，其連接於該底座； 一彈簧，其穿設於該第一支撐件以及該第二支撐件中且抵接該鍵帽，用來驅動該鍵帽回位至該未按壓位置；以及 一彈性結構體，其設置於對應該觸發開關之位置，用來於該鍵帽被按壓至該按壓位置時下壓觸發該觸發開關。
2. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關位於該底座之外，該彈性結構體為一橡膠墊圈（rubber dome）且設置於該電路板上對應該觸發開關之位置，該第一支撐件朝該彈性結構體延伸形成有一施力臂，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該施力臂隨著該第一支撐件之樞轉下壓該彈性結構體變形以觸發該觸發開關。
3. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關設置於對應該彈簧之位置，該彈性結構體為一橡膠墊圈且容置於該彈簧中，該鍵帽朝該彈性結構體突出形成有一凸點，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該凸點下壓該彈性結構體變形以觸發該觸發開關。
4. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關位於該底座之外，該彈性結構體為從該底板突出形成之一彎折施力臂，該鍵帽朝該彈性結構體突出形成有一凸點，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該凸點下壓該彎折施力臂抵接觸發該觸發開關。
5. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關位於該底座之外，該彈性結構體為從該鍵帽朝該觸發開關延伸形成之一彎折施力臂，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該彎折施力臂下壓觸發該觸發開關。
6. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關位於該底座之外，該彈性結構體為從該第一支撐件朝該觸發開關延伸形成之一彎折施力臂，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該彎折施力臂隨著該第一支撐件之樞轉下壓觸發該觸發開關。
7. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關位於該底座之外，該彈性結構體為從該上蓋朝該觸發開關延伸形成之一彎折施力臂，該鍵帽朝該彈性結構體突出形成有一凸點，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該凸點下壓該彎折施力臂抵接觸發該觸發開關。
8. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發開關位於該底座之外，該彈性結構體為從該底座朝該觸發開關延伸形成之一彎折施力臂，該鍵帽朝該彈性結構體突出形成有一凸點，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該凸點下壓該彎折施力臂抵接觸發該觸發開關。
9. 如請求項1所述之按鍵，其中該電路板為一薄膜電路板（membrane），該觸發開關為一薄膜開關（membrane switch）。
10. 如請求項1所述之按鍵，其中該按鍵另包含一發光二極體，該電路板包含一基材層、一隔墊層，以及一發光二極體電路層，該發光二極體設置於該發光二極體電路層對應該彈簧之位置以發射光線穿過該彈簧入射至該鍵帽，該觸發開關包含一第一觸發電路以及一第二觸發電路，該第一觸發電路設置於該基材層，該第二觸發電路設置於該發光二極體電路層，該隔墊層連接於該基材層以及該發光二極體電路層之間以使該第一觸發電路以及該第二觸發電路彼此隔開相對，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該彈性結構體下壓該基材層以使該第一觸發電路以及該第二觸發電路接觸導通而觸發該觸發開關。

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