CN103065846A - 磁吸式按键及其键盘 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种磁吸式按键及键盘，磁吸式按键包含底板、支撑架、第一磁吸单元、键帽以及第二磁吸单元。该支撑架设置于该底板上，且该支撑架具有开孔。该第一磁吸单元设置于该支撑架。该键帽以可活动方式设置于该支撑架与该底板的间，该键帽沿着预设方向相对该底板移动。该第二磁吸单元设置于该键帽的底部。该第二磁吸单元与该第一磁吸单元产生平行于该预设方向的磁性吸附力，用以驱动该第二磁吸单元抵靠于该开孔的周缘，且驱动该键帽穿出该开孔。本发明具有结构简单、操作容易的优点，并可大幅缩减所占的空间，有利于应用在薄型键盘。

Description

磁吸式按键及其键盘

技术领域

本发明关于一种按键及其键盘，尤指一种磁吸式按键及其键盘。

背景技术

就目前个人电脑的使用习惯而言，键盘为不可或缺的输入设备之一，用以输入文字、符号或数字。不仅如此，举凡日常生活所接触的消费性电子产品或是工业界使用的大型加工设备，皆需设有按键机构作为输入装置，以操作上述的电子产品与加工设备。随着科技的进步，消费性电子产品逐渐迈向轻薄化的设计趋势，因此按键机构也相应地设计出更轻更薄的结构，以适于应用在薄型电子产品。传统的按键大都以剪刀脚结构配合弹性体来执行键帽复位的功能，但其结构体积较为庞大，难以应用在超薄型电子产品中。因此，如何设计出一种可兼具高结构强度及轻薄造型的按键及其相关键盘，即为现今机构产业亟需努力的发展目标。

发明内容

本发明提供一种磁吸式按键及其键盘，以解决上述的问题。

本发明揭露一种磁吸式按键，其包含底板、支撑架、第一磁吸单元、键帽以及第二磁吸单元。该支撑架设置于该底板上，且该支撑架具有开孔。该第一磁吸单元设置于该支撑架。该键帽以可活动方式设置于该支撑架与该底板之间，该键帽沿着预设方向相对该底板移动。该第二磁吸单元设置于该键帽的底部。该第二磁吸单元与该第一磁吸单元产生平行于该预设方向的磁性吸附力，用以驱动该第二磁吸单元抵靠于该开孔的周缘，且驱动该键帽穿出该开孔。

本发明的申请专利范围另揭露一种键盘，其包含复数个上述的磁吸式按键。

本发明的申请专利范围另揭露一种磁吸式按键，其包含底板、支撑架、第一磁吸元件、第二磁吸元件、键帽、第三磁吸元件以及第四磁吸元件。该支撑架设置于该底板上，且该支撑架具有开孔。该支撑架具有第一轮廓的内侧壁，该内侧壁沿着预设方向线性延伸。该内侧壁具有第一侧壁和第二侧壁，该第一侧壁和该第二侧壁不相邻的相对两侧。该第一磁吸元件设置于邻近该第一侧壁的上端处，该第二磁吸元件设置于邻近该第二侧壁的上端处。该键帽具有键帽上部和键帽底部，该键帽底部大于该键帽上部，。该键帽底部具有第二轮廓的外侧壁，该外侧壁具有第三侧壁和第四侧壁，且该第三侧壁和该第四侧壁分别对应于该第一侧壁和该第二侧壁。该第三磁吸元件设置于邻近该第三侧壁处，该第一磁吸元件与该第三磁吸元件产生第一磁性吸附力。该第四磁吸元件设置于邻近该第四侧壁处，该第二磁吸元件与该第四磁吸元件产生第二磁性吸附力。该第二轮廓吻合该第一轮廓，且该第二轮廓略小于该第一轮廓，使得该键帽沿着该预设方向相对于该底板运动时，该键帽底部和该支撑架间不会发生干涉。该第一磁性吸附力和该第二磁性吸附力从不相邻两侧吸引该键帽，用以驱动该键帽上升，进而使该键帽上部穿出该开孔。

本发明的申请专利范围另揭露一种磁吸式按键，其包含底板、支撑架、第一磁吸元件、第二磁吸元件、键帽、第三磁吸元件以及第四磁吸元件。该支撑架设置于该底板上，且该支撑架具有开孔和限位部。该支撑架具有第一轮廓的内侧壁，该内侧壁沿着预设方向线性延伸。该内侧壁具有第一侧壁和第二侧壁，该第一侧壁和该第二侧壁不相邻的相对两侧。该限位部与该底板之间形成容置空间。该第一磁吸元件设置于邻近该第一侧壁的上端处，该第二磁吸元件设置于邻近该第二侧壁的上端处。该键帽具有键帽上部和键帽底部，且该键帽底部具有第二轮廓的外侧壁。该外侧壁具有第三侧壁和第四侧壁，该第三侧壁和该第四侧壁分别对应于该第一侧壁和该第二侧壁，且该键帽底部受到该限位部限制而无法脱离该容置空间。该第三磁吸元件设置于邻近该第三侧壁处，该第一磁吸元件与该第三磁吸元件产生第一磁性吸附力。该第四磁吸元件设置于邻近该第四侧壁处，该第二磁吸元件与该第四磁吸元件产生第二磁性吸附力。该容置空间具有垂直高度与水平宽度，该垂直高度与该水平宽度的比值小于0.3，如此该键帽在该容置空间内所能具有的倾斜角度的最大值小于17度。该第一磁性吸附力和该第二磁性吸附力从不相邻两侧吸引该键帽，用以驱动该键帽上升，进而使该键帽上部穿出该开孔。

本发明的磁吸式按键及其键盘利用复数个对应排列的磁吸单元或磁吸元件产生磁性吸附力。使用者在按压键帽时，施加外力克服磁性吸附力以提供较佳的操作手感；在移除外力后，磁性吸附力可吸引键帽上升而回到初始位置。本发明的键帽受磁性吸附力的驱动方向平行于键帽相对底板的运动方向，磁性吸附力为支撑键帽上升的机制，意即键帽在磁性吸附力大于施加外力时上升，在施加外力大于磁性吸附力时下降，其具有结构简单、操作容易的优点，并可大幅缩减所占的空间，有利于应用在薄型键盘。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为本发明实施例的键盘的示意图。

图2为本发明第一实施例的磁吸式按键的示意图。

图3与图4分别为本发明不同实施例的键帽的部分结构示意图。

图5为本发明第二实施例的磁吸式按键的示意图。

图6为本发明第三实施例的磁吸式按键的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明实施例的键盘10的示意图。键盘10包含有底板12以及复数个磁吸式按键14，复数个磁吸式按键14分别设置在底板12上的不同位置处。请参阅图2，图2为本发明第一实施例的磁吸式按键14的示意图。磁吸式按键14包含支撑架16、第一磁吸单元18、键帽20以及第二磁吸单元22。支撑架16具有开孔24，并且支撑架16设置于底板12上。键帽20以可活动方式设置在支撑架16与底板12之间。

键帽20可沿着预设方向D相对底板12移动，使得键帽20可凸出或缩入开孔24。预设方向D实质平行于底板12的平面法向量。第一磁吸单元18与第二磁吸单元22分别设置于的支撑架16及键帽20的底部。第一磁吸单元18与第二磁吸单元22用来相配合以产生磁性吸附力，磁性吸附力可用来驱动键帽20上升，使得第二磁吸单元22抵靠在开口24的周缘对应到第一磁吸单元18的位置，且同时造成键帽20部分穿出开孔24。其中，第一磁吸单元18与第二磁吸单元22可分别为磁性材料及导磁性材料，例如一个为磁铁另一个为导磁金属、或两个都是磁铁。

此外，支撑架16另包含数个限位部26。限位部26与底板12之间可形成容置空间28，且数个限位部26彼此环绕而形成开孔24。限位部26用来限制键帽20的移动行程，当键帽20被磁性吸附力驱动上升时，限位部26可止挡键帽20进行限位，以避免键帽20脱离容置空间28。如图2所示，第一磁吸单元18可设置在限位部26的下表面。第一磁吸单元18的下端可与第二磁吸单元22的上端作用产生磁性吸附力，因此磁性吸附力的作用方向实质平行于预设方向D，用来驱动键帽20相对底板12进行垂直的移动行程。

请参阅图3与图4，图3与图4分别为本发明不同实施例的键帽20的部分结构示意图。一般来说，第一磁吸单元18较佳地以环形方式设置在支撑架16的限位部26，第二磁吸单元22可包含复数个区段22A，且各个区段22A选择性以对称方式(如图3所示)或非对称方式(如图4所示)设置在键帽20底部，以配合第一磁吸单元18产生磁性吸附力，稳定地驱动键帽20相对支撑架16向上移动。

请参阅图5，图5为本发明第二实施例的磁吸式按键14’的示意图。第二实施例中，与第一实施例相同编号的元件具有相同的结构及功能，于此不再详述。第二实施例与第一实施例的差异在于，磁吸式按键14’的支撑架16具有第一轮廓的内侧壁161。内侧壁161沿着预设方向D线性延伸。内侧壁161具有第一侧壁162和第二侧壁163，且第一侧壁162与第二侧壁163为不相邻的相对两侧。此外，磁吸式按键14’的键帽20具有键帽上部30以及键帽底部32。键帽底部32实质大于键帽上部30，键帽底部32具有第二轮廓的外侧壁321，外侧壁321具有第三侧壁322和第四侧壁323，且第三侧壁322与第四侧壁323分别对应于第一侧壁162和第二侧壁163。磁吸式按键14’另包含开关42。开关42可为薄膜电路板，设置于底板12上且位于键帽20的下方。使用者施力克服磁吸元件的磁性吸附力，使得键帽20下移并触碰到开关42时，开关42才会被启动而输出电子信号。

磁吸式按键14’另包含第一磁吸元件34、第二磁吸元件36、第三磁吸元件38以及第四磁吸元件40。第一磁吸元件34设置于邻近第一侧壁162的上端处，第二磁吸元件36设置于邻近第二侧壁163的上端处，第三磁吸元件38设置于邻近第三侧壁322的位置，第四磁吸元件40设置于邻近第四侧壁323的位置。第一磁吸元件34与第三磁吸元件38沿着预设方向D相邻设置以产生第一磁性吸附力，且第二磁吸元件36亦与第四磁吸元件40沿着预设方向D相邻设置以产生第二磁性吸附力。第一磁性吸附力和第二磁性吸附力分别从不相邻的两侧吸引键帽20，用以于施加在键帽20的外力移除后驱动键帽20上升，进而可使键帽上部30穿出开孔24。

其中，第一磁吸元件34(或第二磁吸元件36)与第三磁吸元件38(或第四磁吸元件40)可分别为磁性材料及导磁性材料，例如一个为磁铁另一个为导磁金属，其组配方式如同第一实施例的磁吸单元所述，故此不再加以叙明。除此之外，第三磁吸元件38(或第四磁吸元件40)可包含复数个区段，且各区段如同第一实施例的第二磁吸单元22的区段22A环绕地设置在键帽底部32的周缘，以配合相应的第一磁吸元件34(或第二磁吸元件36)，提供稳定的磁性吸附力。

在第二实施例中，内侧壁161的第一轮廓可实质吻合外侧壁321的第二轮廓，且外侧壁321的第二轮廓略小于内侧壁161的第一轮廓，因此键帽20沿着预设方向D相对底板12垂直作动时，键帽底部32不会与支撑架16发生结构干涉。再者，键帽上部30和限位部26之间可具有预留间隙I，意即开孔24的孔径可略大于键帽上部30的尺寸，因此键帽20沿着预设方向D相对底板12运动时，键帽上部30和限位部26间不会发生结构干涉，使得本发明的磁吸式按键14’的操作更为流畅。

第二实施例的磁吸式按键14’另可包含第五磁吸元件。第三磁吸元件38、第四磁吸元件40与第五磁吸元件可呈三角形分布而围绕键帽上部30，如图3所示的三个区段22A。再者，磁吸式按键14’还可包含第五磁吸元件与第六磁吸元件。第三磁吸元件38、第四磁吸元件40、第五磁吸元件与第六磁吸元件可呈四边形分布而围绕键帽上部30，如图4所示的四个区段22A。

请参阅图6，图6为本发明第三实施例的磁吸式按键14”的示意图。第三实施例中，与前述实施例相同编号的元件具有相同的结构及功能，于此不再详述。第三实施例与前述实施例的差异在于，磁吸式按键14”的容置空间28为限位部26与底板12组成，用来防止键帽底部32脱离。容置空间28具有垂直高度H与水平宽度W，其中，键帽20沿着预设方向D相对底板12的移动行程实质接近容置空间28的垂直高度H，且容置空间28的水平宽度W实质接近但大于键帽底部32的上表面宽度，因此键帽20和支撑架16不会发生干涉。磁吸式按键14”的开关42可设置于键帽20的下方。使用者按压键帽20以驱动下移，键帽20触碰到开关42时，开关42才会被启动而输出电子信号。

第三实施例的磁吸式按键14”另可包含第五磁吸元件。第三磁吸元件38、第四磁吸元件40与第五磁吸元件可呈三角形分布而围绕键帽上部30，如图3所示的三个区段22A。再者，磁吸式按键14”还可包含第五磁吸元件与第六磁吸元件。第三磁吸元件38、第四磁吸元件40、第五磁吸元件与第六磁吸元件可呈四边形分布而围绕键帽上部30，如图4所示的四个区段22A。

此外，在第三实施例中，垂直高度H与水平宽度W的比值可实质小于0.3，使得键帽20在容置空间28内的最大倾斜角度可实质小于17度。如此一来，磁吸式按键14”虽使用磁吸元件提供键帽20复位的驱动力，键帽20未有实体的支撑机构，但藉由容置空间28的尺寸设计仍可确保键帽20在按压过程中不会过度倾斜。欲进一步将磁吸式按键14”应用在薄型键盘，可将垂直高度H与水平宽度W的比值设计为实质小于0.05，如此键帽20在容置空间28内的最大倾斜角度则会实质小于3度，以避免键帽20在按压过程有过大的倾斜翻转，进而可提高磁吸式按键14”的操作手感。

综上所述，本发明的磁吸式按键及其键盘利用复数个对应排列的磁吸单元或磁吸元件产生磁性吸附力。使用者在按压键帽时，施加外力克服磁性吸附力以提供较佳的操作手感；在移除外力后，磁性吸附力可吸引键帽上升而回到初始位置。本发明的键帽受磁性吸附力的驱动方向实质平行于键帽相对底板的运动方向，磁性吸附力为支撑键帽上升的机制，意即键帽在磁性吸附力大于施加外力时上升，在施加外力大于磁性吸附力时下降，其具有结构简单、操作容易的优点，并可大幅缩减所占的空间，有利于应用在薄型键盘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (24)

1.一种磁吸式按键，其特征在于包含：

底板；

支撑架，设置于该底板上，该支撑架具有开孔；

第一磁吸单元，设置于该支撑架上；

键帽，以可活动方式设置于该支撑架与该底板之间，该键帽沿着预设方向相对该底板移动；以及

第二磁吸单元，设置于该键帽的底部，该第二磁吸单元与该第一磁吸单元产生平行于该预设方向的磁性吸附力，用以驱动该第二磁吸单元抵靠于该开孔的周缘，且驱动该键帽穿出该开孔。

2.根据权利要求1所述的磁吸式按键，其特征在于：该支撑架包含限位部，该限位部与该底板之间形成容置空间，且该限位部用来限制该键帽脱离该容置空间。

3.根据权利要求2所述的磁吸式按键，其特征在于：该第一磁吸单元设置于该限位部的下表面，该第一磁吸单元的下端与该第二磁吸单元的上端作用，以产生该磁性吸附力。

4.根据权利要求1所述的磁吸式按键，其特征在于：该第一磁吸单元与该第二磁吸单元分别为磁性材料及导磁性材料。

5.根据权利要求1所述的磁吸式按键，其特征在于：该第二磁吸单元包含复数个区段，各区段环绕地设置在该键帽的该底部。

6.一种键盘，其特征在于包含：复数个如权利要求1至5中任意一项权利要求所述的磁吸式按键。

7.一种磁吸式按键，其特征在于包含：

底板；

支撑架，设置于该底板上，该支撑架具有开孔，该支撑架具有第一轮廓的内侧壁，该内侧壁沿着预设方向线性延伸，该内侧壁具有第一侧壁和第二侧壁，该第一侧壁和该第二侧壁为不相邻的相对两侧；

第一磁吸元件，设置于邻近该第一侧壁上端处；

第二磁吸元件，设置于邻近该第二侧壁上端处；

键帽，该键帽具有键帽上部和键帽底部，该键帽底部大于该键帽上部，该键帽底部具有第二轮廓的外侧壁，该外侧壁具有第三侧壁和第四侧壁，该第三侧壁和该第四侧壁分别对应于该第一侧壁和该第二侧壁；

第三磁吸元件，设置于邻近该第三侧壁处，该第一磁吸元件与该第三磁吸元件产生第一磁性吸附力；以及

第四磁吸元件，设置于邻近该第四侧壁处，该第二磁吸元件与该第四磁吸元件产生第二磁性吸附力，

其中该第二轮廓吻合该第一轮廓，且该第二轮廓略小于该第一轮廓，使得该键帽沿着该预设方向相对于该底板运动时，该键帽底部和该支撑架间不会发生干涉；

其中该第一磁性吸附力和该第二磁性吸附力从不相邻两侧吸引该键帽，用以驱动该键帽上升，进而使该键帽上部穿出该开孔。

8.根据权利要求7所述的磁吸式按键，其特征在于：该磁吸式按键另包含开关，设置于该底板上且位于该键帽下方，当使用者施力克服该第一磁性吸附力和该第二磁性吸附力，使该键帽向下移动接触该开关时，该开关被该键帽接触而启动。

9.根据权利要求7所述的磁吸式按键，其特征在于：该磁吸式按键另包含第五磁吸元件，该第三磁吸元件、该第四磁吸元件与该第五磁吸元件呈三角形分布而围绕该键帽上部；或者磁吸式按键另包含第五磁吸元件以及第六磁吸元件，该第三磁吸元件、该第四磁吸元件、该第五磁吸元件与该第六磁吸元件呈四边形分布而围绕该键帽上部。

10.根据权利要求7所述的磁吸式按键，其特征在于：该支撑架还具有限位部，该限位部与该底板之间形成容置空间，该限位部用来限制该键帽底部脱离该容置空间。

11.根据权利要求10所述的磁吸式按键，其特征在于：该键帽上部和该限位部间具有预留间隙，使得该键帽沿着该预设方向相对于该底板运动时，该键帽上部和该限位部间不会发生干涉。

12.根据权利要求7所述的磁吸式按键，其特征在于：该第一磁吸元件与该第三磁吸元件沿着该预设方向相邻设置以产生该第一磁性吸附力。

13.根据权利要求7所述的磁吸式按键，其特征在于：该第一磁吸元件与该第三磁吸元件分别为磁性材料及导磁性材料。

14.根据权利要求7所述的磁吸式按键，其特征在于：该第三磁吸元件包含复数个区段，各区段环绕地设置于该键帽底部。

15.一种磁吸式按键，其特征在于包含：

底板；

支撑架，设置于该底板上，该支撑架具有开孔和限位部，该支撑架具有第一轮廓的内侧壁，该内侧壁沿着预设方向线性延伸，该内侧壁具有第一侧壁和第二侧壁，该第一侧壁和该第二侧壁为不相邻的相对两侧，该限位部与该底板之间形成容置空间；

第一磁吸元件，设置于邻近该第一侧壁上端处；

第二磁吸元件，设置于邻近该第二侧壁上端处；

键帽，该键帽具有键帽上部和键帽底部，该键帽底部具有第二轮廓的外侧壁，该外侧壁具有第三侧壁和第四侧壁，该第三侧壁和该第四侧壁分别对应于该第一侧壁和该第二侧壁，且该键帽底部受到该限位部限制而无法脱离该容置空间；

第三磁吸元件，设置于邻近该第三侧壁处，该第一磁吸元件与该第三磁吸元件产生第一磁性吸附力；以及

第四磁吸元件，设置于邻近该第四侧壁处，该第二磁吸元件与该第四磁吸元件产生第二磁性吸附力，

其中该容置空间具有垂直高度与水平宽度，该垂直高度与该水平宽度的比值小于0.3，该键帽在该容置空间内所能具有的倾斜角度的最大值小于17度；

其中该第一磁性吸附力和该第二磁性吸附力从不相邻两侧吸引该键帽，用以驱动该键帽上升，进而使该键帽上部穿出该开孔。

16.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该磁吸式按键另包含开关，设置于该底板上且位于键帽下方，当使用者施力克服该第一磁性吸附力和该第二磁性吸附力，使该键帽向下移动接触该开关时，该开关被该键帽接触而启动。

17.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该磁吸式按键另包含第五磁吸元件，该第三磁吸元件、该第四磁吸元件与该第五磁吸元件呈三角形分布而围绕该键帽上部；或者该磁吸式按键另包含第五磁吸元件以及第六磁吸元件，该第三磁吸元件、该第四磁吸元件、该第五磁吸元件与该第六磁吸元件呈四边形分布而围绕该键帽上部。

18.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该键帽被按压以沿着该预设方向相对于该底板运动的行程接近该容置空间的该垂直高度，且该容置空间的该水平宽度接近但大于该键帽底部的上表面宽度。

19.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该垂直高度与该水平宽度比值小于0.05，该键帽在该容置空间内所能具有的倾斜角度的最大值小于3度。

20.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该第二轮廓吻合该第一轮廓，且该第二轮廓小于该第一轮廓，使得该键帽沿着该预设方向相对于该底板运动时，该键帽底部和该支撑架间不会发生干涉。

21.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该键帽上部和该限位部间具有预留间隙，使得该键帽沿着该预设方向相对于该底板运动时，该键帽上部和该限位部间不会发生干涉。

22.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该第一磁吸元件与该第三磁吸元件沿着该预设方向相邻设置以产生该第一磁性吸附力。

23.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该第一磁吸元件与该第三磁吸元件分别为磁性材料及导磁性材料。

24.根据权利要求15所述的磁吸式按键，其特征在于：该第三磁吸元件包含复数个区段，各区段环绕地设置于该键帽底部。

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