TWM482153U - 按鍵結構 - Google Patents

Description

按鍵結構

本創作關於一種按鍵結構，尤指一種利用彈片提供按壓手感之按鍵結構。

於一般鍵盤，觸發按鍵開關多利用鍵帽擠壓橡膠圓突或金屬圓突來實現。橡膠材料相較金屬材料來得軟(或謂彈性係數較小)，欲提供按壓鍵帽相當的反饋力特性(亦即使用者於按壓過程中，施力的大小有明顯的落差手感)，則需增加厚度，則橡膠圓突整體體積亦增加，常用於使用交叉式升降支架的按鍵結構中，此類按鍵結構通常具有較大的按壓行程及容置空間。當橡膠圓突用於較薄的鍵盤中，由於按鍵結構的按壓行程及可提供的容置空間均較小，橡膠圓突難以提供令人滿意的反饋力特性。金屬材料相較橡膠材料來得硬(或謂彈性係數較大)，可於較小的行程及配置空間中保持提供較大的反饋力，故金屬圓突常用於薄形鍵盤，但由於金屬圓突結構(圓盤突出狀)的特性，金屬圓突不適於直接提供高行程的反饋力。此外，結構尺寸些微的差異即足使反饋力產生不小的變化，不利產品製造的控制。金屬圓突經長時間使用而後亦會產生彈性疲乏現象，甚至結構產生部分永久變形，使得可提供的反饋力降低，皆會影響使用者使用者的手感。因此，目前用於觸發按鍵開關的圓突件難以兼顧按壓行程及適當的按壓力特性之需求。

鑑於先前技術中的問題，本創作的目的之一在於提供一種按鍵結構，其使用之彈片可兼顧按壓行程及適當的按壓力特性之需求。

本創作之按鍵結構包含一鍵帽、一底板及一彈片。該底板設置於 該鍵帽之下。該彈片設置於該鍵帽及該底板之間並包含一按壓部及複數個支架。該按壓部具有一周圍，每一支架具有一固定端及一連接端，該固定端固定設置，該連接端連接於該周圍。當該鍵帽被按壓而擠壓該彈片時，該按壓部朝向該底板移動且該支架彈性變形。其中，由於該按壓部之剛性(或謂結構剛性)大於該複數個支架之剛性，故於該彈片被該鍵帽擠壓時，該彈片的變形量絕大部分地由該複數個支架的變形決定。藉此，按壓該彈片的力量大小可透過設計該支架之剛性而獲得控制，可解決習知圓突狀彈片無法兼顧按壓行程及適當的按壓力的困境。另外補充說明的是，實際上，雖然該按壓部受力時亦會產生彈性變形，但可透過結構設計(包含該支架之厚度、結構輪廓等)以使該按壓部之剛性遠大於該複數個支架之剛性，使得於前述該彈片被擠壓變形的過程中，該按壓部的變形量遠小於該複數個支架之變形量；其中，前述剛性的差異可由產品規格、使用環境等因素而決定，不以特定比例或量值差為限。此時，於工程應用上，該按壓部可視為剛體，而該複數個支架則可視為彈性體，提供彈性變形。

關於本創作之優點與精神可以藉由以下的創作詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

1、3、5‧‧‧按鍵結構

10‧‧‧鍵帽

12‧‧‧底板

14‧‧‧升降機構

16、26、27、36‧‧‧彈片

18、38、58‧‧‧開關

39‧‧‧薄膜電路板

60‧‧‧電路板

122‧‧‧插槽

162、362‧‧‧按壓部

162a‧‧‧周圍

164、264、274‧‧‧支架

1642‧‧‧固定端

1644‧‧‧連接端

1646‧‧‧本體部

3622‧‧‧突出部

2642、2742‧‧‧彎曲輪廓

2642a、2742a‧‧‧彎曲部

第1圖為根據本創作之一實施例之按鍵結構之剖面圖。

第2圖為第1圖中按鍵結構之彈片之示意圖。

第3圖為第1圖中按鍵結構於鍵帽被按壓後的剖面圖。

第4圖為根據另一實施例之彈片之剖面圖。

第5圖為根據另一實施例之彈片之剖面圖。

第6圖為根據另一實施例之按鍵結構之剖面圖。

第7圖為根據另一實施例之按鍵結構之剖面圖。

請參閱第1圖及第2圖，第1圖為根據本創作之一實施例之按鍵結構1之剖面圖，第2圖為按鍵結構1之彈片16之示意圖。按鍵結構1包含一鍵帽10、一底板12、一升降機構14、一彈片16及一開關18。底板12設置於鍵帽10之下，升降機構14設置於鍵帽10及底板12之間，使得鍵帽10透過升降機構14而能相對於底板12上下移動。彈片16設置於鍵帽10及底板12之間，彈片16包含一按壓部162及複數個支架164，按壓部162位於鍵帽10之下且具有一周圍162a，每一支架164具有一固定端1642、一連接端1644及連接固定端1642與連接端1644之一本體部1646，固定端1642相對於底板12固定設置，連接端1644連接於周圍162a，每一個支架164的本體部1646彼此間均不直接相連。開關18設置於按壓部162之下且正對按壓部162設置於底板12上。當鍵帽10被按壓而向下(即朝向底板12)移動，鍵帽10擠壓彈片16使其彈性變形，變形的彈片16的按壓部162即能觸發開關18；於按壓鍵帽10的外力(即使用者的按壓力)消失後，變形的彈片16即可因之前儲存的彈性變形能釋放而將鍵帽10向上(即背離底板12)反推回去並回復原形。此即完成按鍵結構1的一次按壓操作。

於本實施例中，彈片16共具有四個支架164，相對按壓部162對稱設置，但本創作不以此為限。於實作上，彈片亦可僅採用兩個或三個支架164，同樣是相對於按壓部162對稱設置或謂於周圍162a平均設置，有助於彈片本身於底板12上平穩的設置及增加彈片變形時之結構平衡性，但本創作不以此為限。使用更多數量的支架164亦是可行，不待贅述。另外，於本實施例中，按壓部162呈圓形輪廓，但本創作不以此為限，例如方形、矩形、多邊形或其他幾何形狀亦可適用。此外，於本實施例中，固定端1642係固定銲於底板12上，但本創作不以此為限；例如，將固定端1642卡入形成於底板12上之插槽122(如第1圖中虛線所示者)，亦可達到將固定端1642相對於底板12固定的目的。補充說明的是，前述固定端1642的固定設置非限於相對於底板12完全不動的設置方式，原則上，僅需於彈片16受力變形的過程 中，固定端1642得均保持相對於底板12不動即可；因此，於實作上，因為彈片16下壓時會促使固定端1642向外滑動(相對於按壓部162)，故固定端1642亦可僅藉由固定設置於底板12上之一擋塊結構(例如前述插槽122之自底板12垂直延伸的部分)來防止固定端1642於彈片16受力變形的整個過程中向外滑動，即可達到前述對固定端1642固定設置的要求。

請併參閱第3圖，其為按鍵結構1於鍵帽10被按壓後的剖面圖。於根據本創作之彈片16中，按壓部162之剛性大於該複數個支架164整體之剛性，亦即該複數個支架164整體結構上受力時比按壓部162容易產生變形(或產生較較大的變形量)，其受力方向基於按鍵結構1之使用(即按壓鍵帽10)，大致上為向下，經由按壓部162對彈片16施力，底板12對彈片16之反作用力則經由固定端1642施加。於實作上，可設計使按壓部162之剛性遠大於該複數個支架164整體之剛性，使得彈片16受力時，主要由該複數個支架164彈性變形以吸收外力作工，而按壓部162的彈性變形則相對十分微小或可忽略不計。例如，透過結構設計(包含支架164之厚度、結構輪廓等)以使按壓部162之剛性遠大於該複數個支架164整體之剛性，使得於前述彈片16被擠壓變形的過程中，按壓部162的變形量遠小於該複數個支架164之變形量。前述剛性的差異可由產品規格、使用環境等因素而決定，不以特定比例或量值差為限。此時，於工程應用上，按壓部162可視為剛體，而該複數個支架164則可視為彈性體，提供彈性變形。

於本實施例中，彈片16為一體成形，例如透過金屬板件衝壓成形，按壓部162與支架164之厚度相等，但本創作不以此為限；例如，彈片16仍為一體成形，但按壓部162的板厚大於支架164之板厚。此外，於實作上，按壓部162亦不以板狀為限，且按壓部162與鍵帽10亦不以平面接觸為限。於本實施例中，於鍵帽10下壓致彈片16變形時，按壓部162保持大致水平地緊抵鍵帽10的底表面並隨鍵帽10下移直至觸發開關18，彈片16的彈性變形由該複數個支架164負擔，故彈片16施加於鍵帽10的反作用力(亦 即使用者按壓鍵帽10時感受的反饋力來源)將主要由該複數個支架164之剛性(或應力-應變關係)而決定。於根據本創作之彈片16中，支架164的變形主要發生在本體部1646，由每一個本體部1646彼此無直接連接，故每一個本體部1646得僅受與其連接的固定端1642及連接端1644的拘束而自由變形；換言之，彈片16可提供之反饋力即可由改變支架164設置數量或設計支架164之結構特性(包含厚度、輪廓、材質等)而獲得控制，尤其是本體部1646之結構特性。於本實施例中，支架164整體為一矩形板件，可透過改變其寬度以進一步控制其剛性，但本創作不以此為限。例如，將支架164的本體部1646形成多處鏤空，可降低其剛性。又例如，於另一實施例中，如第4圖所示，彈片26的支架264為大致於底板12的投影方向(即如第1圖中彈片16於底板12的投影方向)上具有彎曲輪廓2642之板件，且此彎曲輪廓2642具有複數個彎曲部2642a，支架264整體呈S形延伸，此支架264相較於支架164亦具有較低的剛性。又例如，於另一實施例中，如第5圖所示，彈片27的支架274亦為大致於底板12的投影方向上具有彎曲輪廓2742之板件，且此彎曲輪廓2742具有複數個彎曲部2742a，支架274整體亦呈S形延伸，惟主要於縱向延伸(支架274主要於橫向延伸)，但支架274同樣相較於支架164亦具有較低的剛性。另外補充說明的是，於支架164中，其本體部1646本身雖呈直板狀，但於實作上亦可呈微彎曲狀，其凹口朝向底板12，有助於本體部1646彈性變形時的穩定性。

如前述說明，彈片16之剛性並非主要決定於彈片16的高度，故相較於習知淺碟形的金屬圓突結構，本創作之彈片透過對支架的設計，使得彈片整體結構具有彈性，故本創作之彈片具有剛性容易控制、尺寸設計彈性等優點，進而能解決習知圓突件難以兼顧按壓行程及適當的按壓力特性之困境。此外，彈片的剛性能透過支架的結構、配置設計而輕易控制，有助於降低彈片設置空間對剛性的高度影響，增加彈片製程的可靠度；亦有助於延緩或避免彈片彈性疲乏，進而增加彈片的使用壽命。

請回到第1圖及第3圖。於本實施例中，鍵帽10與按壓部162接觸區域夠大而能使鍵帽10的重心於按鍵結構1的按壓操作循環中亦能穩定保持落於按壓部162之投影區域內，彈片16則能以按壓部162支撐鍵帽10於底板12上。此時，於本實施例中，主要作為穩定鍵帽10升降作用的升降機構14亦得省略。另外，於本實施例中，開關18為一觸動開關，經由按壓部162的接觸而觸發，但本創作不以此為限。請參閱第6圖，其為根據另一實施例之按鍵結構3之剖面圖。按鍵結構3與按鍵結構1結構大致相同，按鍵結構3相同之構件仍沿用按鍵結構1之元件符號，按鍵結構3各部件之說明可參閱按鍵結構3之相關說明，不另贅述。按鍵結構3與按鍵結構1主要不同之處在於按鍵結構3之開關38由薄膜電路板39實現，開關38主要由兩個相正對設置的接點組成，按鍵結構3之彈片36之按壓部362對應開關38更包含一突出部3622，例如透過對按壓部362衝壓形成，或是透過額外構件附著於按壓部362上而形成。當彈片36受到鍵帽10的擠壓而使按壓部362朝向底板12移動時，按壓部362之突出部3622能擠壓開關38，使其接點接觸而實現開關38的觸發操作。補充說明的是，於本實施例中，突出部3622為按壓部362之局部突出結構，但本創作不以此為限；例如將按壓部362整體朝向底板12突出，有如形成朝向底板12之弧面，亦能實現前述開關38的觸發操作。

於前述開關18、38的情形中，按壓部162及突出部3622無需具有導電性，但本創作不以此為限。請參閱第7圖，其為根據另一實施例之按鍵結構5之剖面圖。按鍵結構5與按鍵結構3結構大致相同，按鍵結構5相同之構件仍沿用按鍵結構3之元件符號，按鍵結構5各部件之說明可參閱按鍵結構3之相關說明，不另贅述。按鍵結構5與按鍵結構3主要不同之處在於按鍵結構5之開關58主要由一電路板60實現，開關58主要由在一電路板60上兩個鄰近設置的接點組成，電路板60可為但不限於軟性電路板。因開關58外露，故按鍵結構5之按壓部362之突出部3622需具有導電性，例如 突出部3622材質本身即具導電性，或是於突出部3622上披覆一層導電物質，則突出部3622基材無需為導電材質，藉此，突出部3622均能短路開關58而實現開關58的觸發操作。另外，於本實施例中，若按壓部362本身即有效且可靠地能短路開關58，則突出部3622亦可無需設置。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

16‧‧‧彈片

162‧‧‧按壓部

162a‧‧‧周圍

164‧‧‧支架

1642‧‧‧固定端

1644‧‧‧連接端

1646‧‧‧本體部

Claims (10)

1. 一種按鍵結構，包含：一鍵帽；一底板，設置於該鍵帽之下；以及一彈片，設置於該鍵帽及該底板之間，該彈片包含：一按壓部，具有一周圍；以及複數個支架，每一支架具有一固定端及一連接端，該固定端固定設置，該連接端連接於該周圍；其中，該按壓部之剛性大於該複數個支架之剛性，當該鍵帽被按壓而擠壓該彈片時，該按壓部朝向該底板移動且該支架彈性變形。
2. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該支架之該固定端固定於該底板上。
3. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該支架為一矩形板件。
4. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該支架為具有一彎曲輪廓之板件。
5. 如請求項4所述之按鍵結構，其中該彎曲輪廓包含複數個彎曲部。
6. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該複數個支架之數量大於3，該複數個支架於該周圍平均設置。
7. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該彈片由同一金屬板件成形。
8. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該按壓部與該支架材質相同且該按壓部之厚度大於該支架之厚度。
9. 如請求項1所述之按鍵結構，更包含一開關，設置於該按壓部之下，其中當該鍵帽被按壓而擠壓該彈片時，該按壓部朝向該底板移動以觸發該開關。
10. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該彈片支撐該鍵帽於該底板之上。