CN103325601A - 按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种按键结构，其包含具有第一垂直结合机构和第一垂直/水平转换机构的键帽、具有第二垂直结合机构的底板、具有第二垂直/水平转换机构的滑动件以及回复装置，其中藉由第二垂直结合机构和第一垂直结合机构结合，以限制键帽仅能相对于底板沿Z轴运动。藉由第二垂直/水平转换机构和第一垂直/水平转换机构结合，当键帽接受按压动作沿着Z轴朝底板移动时，滑动件相应地进行第一运动，其至少具有X轴的正方向位移。当按压动作释放时，回复装置提供水平恢复力使滑动件进行第二运动，其至少具有X轴的负方向位移，以驱动键帽沿Z轴朝远离底板移动。本发明的按键结构能显著地降低按键结构整体高度，同时又能满足使用者的按压段落感。

Description

按键结构

技术领域

本发明关于一种按键结构，具体而言，本发明关于一种键帽沿Z轴垂直位移、导引件于XY平面滑动及磁吸水平推动导引件的按键结构。

背景技术

习知按键结构通常利用弹性体提供键帽按压后上升回复的动力并藉由剪刀式支撑件支撑键帽升降的稳定性。然而，随着轻薄化的要求越来越高，习知按键结构受限于弹性体的体积及剪刀式支撑件的升降特性而达到了尺寸限缩的极限。此外，剪刀式支撑件组装时，必须将剪刀式支撑件的四个支承端分别连接键帽及底板，因此导致组装作业非常复杂。

再者，如何在轻薄化的要求下还能达到使用者熟悉的按压手感亦成为现今按键结构研发的重点。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种按键结构，其可平稳升降并且组装容易。

本发明的另一目的在于提供一种按键结构，其藉由垂直/水平转换机构的设计，使得键帽的垂直移动及滑动件的水平移动可相互转换，以有效降低按键结构的整体高度并简化组装复杂度。

本发明的又一目的在于提供一种按键结构，其藉由垂直结合机构的设计，限制键帽仅能相对于底板进行垂直移动，以在有效降低按键结构整体高度的效果下同时能满足使用者的按压习惯。

本发明的再一目的在于提供一种按键结构，其利用磁力而免除弹性体的设置，有效简化按键结构并能缩小按键结构的尺寸。

于一实施例，本发明的按键结构包含键帽、底板、滑动件以及回复装置。键帽供接受按压动作，并具有第一垂直结合机构和第一垂直/水平转换机构。底板相对于键帽设置，并具有第二垂直结合机构。藉由第二垂直结合机构和第一垂直结合机构结合，限制键帽仅能相对于底板沿Z轴运动。滑动件设置于键帽及底板之间，且滑动件具有第二垂直/水平转换机构。藉由第二垂直/水平转换机构和第一垂直/水平转换机构结合，当键帽接受按压动作沿着Z轴朝底板移动时，滑动件相应地进行第一运动，其中第一运动至少具有X轴的正方向位移。回复装置设置于滑动件的侧面，并用于对滑动件提供水平恢复力。当按压动作释放时，水平恢复力使滑动件进行第二运动，其中第二运动至少具有X轴的负方向位移，以驱动键帽沿Z轴朝远离底板移动。

于一实施例，第一垂直/水平转换机构包含第一斜面，且第二垂直/水平转换机构包含第二斜面。藉由第一斜面可相对移动地抵接第二斜面，以使键帽沿Z轴的移动可驱动滑动件朝向X轴的正方向移动，或者滑动件朝向X轴的负方向移动可驱动键帽沿Z轴移动。

于一实施例，第一垂直/水平转换机构及第二垂直/水平转换机构分别包含至少一倾斜槽道及至少一倾斜突柱对应倾斜槽道，或者于另一实施例，第一垂直/水平转换机构及第二垂直/水平转换机构分别包含至少一倾斜突柱及至少一倾斜槽道对应至少一倾斜突柱。藉由倾斜突柱沿倾斜槽道相对移动，以达到键帽的垂直移动及滑动件的水平移动间的相互转换。

于一实施例，键帽为四边形，且键帽具有第一边和相邻的第二边，其中X轴平行于键帽的第一边，且Y轴平行于键帽的第二边。当键帽接受按压动作而沿Z轴朝底板移动时，第一运动兼具有X轴的正方向位移及Y轴的正方向位移，且当按压动作释放时，第二运动兼具有X轴的负方向位移及Y轴的负方向位移。

于一实施例，第一垂直/水平转换机构包含第一曲面，且第二垂直/水平转换机构包含第二曲面。藉由第一曲面与第二曲面保持弧线接触，以达到键帽的垂直移动及滑动件的水平移动间的相互转换。

于一实施例，第一曲面及第二曲面分别为弧形凸面及弧形凹面，或者于另一实施例，第一曲面及第二曲面分别为弧形凹面及弧形凸面，其中弧形凸面的曲率半径小于弧形凹面的曲率半径。

于一实施例，回复装置包含复数磁性元件，且利用磁力驱动滑动件进行第二运动。此外，本发明的按键结构还包含框架，其中回复装置包含第一磁性元件及第二磁性元件分别对应地设置于框架及滑动件的相对侧。

于一实施例，框架具有第一按键开口，其中第一按键开口具有第一侧壁，键帽在第一按键开口中进行沿Z轴的移动，且第一磁性元件设置于框架的下方并暴露在第一侧壁上。于另一实施例，框架还具有第二按键开口，其中第二按键开口具有第二侧壁，且第一按键开口与第二按键开口保持预设距离。于此实施例，第一磁性元件设置于框架的下方，且第一磁性元件的两端点分别暴露在第一侧壁和第二侧壁上。

于一实施例，框架还具有第一定位部面对第一按键开口，且键帽还具有第二定位部可滑动地耦接第一定位部。当键帽沿Z轴移动时，第二定位部相对于第一定位部移动。

于一实施例，底板具有限位部，滑动件具有卡合部与限位部可移动地卡合，其中限位部用于限制滑动件沿X轴的移动范围。于一实施例，键帽具有第一接触面作为第一垂直结合机构，而限位部具有第二接触面朝键帽延伸于Z轴以作为第二垂直结合机构，且当键帽沿Z轴移动时，第一接触面及第二接触面保持可相对移动地接触。于另一实施例，第一垂直结合机构包含第一接触面自键帽延伸于Z轴方向，而第二垂直结合机构包含第二接触面，且当键帽沿Z轴移动时，第一接触面及第二接触面保持可相对移动地接触。

再者，于一实施例，本发明的按键结构还包含至少一连杆可转动地连接键帽及底板，以使键帽以平行于X轴及Y轴所定义的XY平面的方式平稳地沿Z轴移动。于一实施例，本发明的按键结构还包含开关层，其中开关层设置于滑动件及底板之间，并因应键帽的按压动作用于控制按键结构的启动。

相较于传统的按键结构，本发明的按键结构藉由第一及第二垂直结合机构的结合，使得键帽仅能沿Z轴进行垂直位移，以符合使用者的按压习惯。再者，本发明的按键结构更藉由第一及第二垂直/水平转换机构的结合，使得键帽的垂直位移与滑动件沿XY平面的水平位移得以转换，以利用滑动件的厚度尺寸有效控制按键的高度，使按键结构可更加轻薄。此外，本发明的按键结构藉由回复装置的磁力作用而免除习知弹性体的设置，可有效简化按键结构并能缩小按键结构的尺寸。

附图说明

图1为本发明一实施例的按键结构的爆炸图。

图2A至图2C分别为沿图1的A-A’线、B-B’线及C-C’线的截面示意图。

图3A及图3B为显示本发明其他实施例的第一垂直/水平转换机构及第二垂直/水平转换机构的示意图。

图4A至图4C为说明本发明一实施例的按键结构的作动及其框架与回复装置配置的示意图。

图5为本发明另一实施例的按键结构的爆炸图。

图6A至图6B为说明本发明另一实施例的按键结构的作动及其框架与回复装置配置的示意图。

图7A及图7B为本发明另一实施例的按键结构的作动及其框架与回复装置配置的示意图。

图8A至图8C为本发明另一实施例的按键结构的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种按键结构，其可应用于任何按压式输入装置，例如键盘，以达到有效降低按键高度、简化组装复杂度并能满足使用者的按压习惯。于后参考图式，详细说明本发明实施例的按键结构各元件的结构及操作。

图1为本发明一实施例的按键结构爆炸图，图2A为沿图1的A-A’线于组装后的按键结构截面图，图2B为沿图1的B-B’线于组装后的按键结构截面图，而图2C为沿图1的C-C’线于组装后的按键结构截面图。如图1及图2A-2C所示，本发明的按键结构100包含键帽110、底板120、滑动件130、开关层140以及回复装置150。具体而言，按键结构100为底板120、开关层140、滑动件130及键帽110由下而上依序叠置，回复装置150设置于滑动件130的侧面。此外，本发明的按键结构100还包含框架160，其中框架160具有按键开口162，且框架160对应设置为容许键帽110在按键开口162中进行沿Z轴的移动(即相对于底板120的上/下移动)。在此需注意，于实施例中虽仅以单一按键结构100进行说明，但当复数个按键结构100组合成键盘时，各按键结构100的部分元件(例如底板120、开关层140、框架160)可整合成单一部件，以达到降低制造成本与组装成本的效益。此外，为便于说明，图2A-2C的按键结构并未绘示回复装置150及框架160，有关按键结构100的回复装置150及框架160的设置请参考图4A-4C。

于此实施例中，键帽110为四边形，且键帽110相邻的两侧边(例如第一边110a及第二边110b)的延伸方向分别定义为X轴及Y轴。亦即，键帽110的第一边110a实质平行于X轴，键帽110的第二边110b实质平行于Y轴，且键帽110的表面实质平行于X轴及Y轴所形成的XY平面。键帽110供接受按压动作，以因应按压动作朝底板120移动而致动开关层140。如图2A-2C所示，键帽110具有第一垂直结合机构112，而底板120相应地具有第二垂直结合机构122，以藉由第二垂直结合机构122和第一垂直结合机构112结合，限制键帽110仅能相对于底板120沿Z轴运动。举例而言，第一垂直结合机构112较佳包含自键帽110朝底板120延伸于Z轴方向的第一接触面，而第二垂直结合机构122较佳包含自底板120朝键帽110延伸于Z轴方向的第二接触面。于此实施例中，第一垂直结合机构112可为自键帽110内面朝底板120方向与Z轴平行延伸的凸柱112a，且凸柱112a沿Z轴延伸的侧表面作为第一垂直结合机构112。相对于键帽110的第一垂直结合机构112，底板120的第二垂直结合机构122可为自底板120表面朝键帽110方向与Z轴平行延伸的第二接触面。在此需注意，底板120上作为第二垂直结合机构122的第二接触面，可为对应于第一垂直结合机构112位置，例如是朝键帽110方向突出的独立元件的侧表面，或者是与底板120的其他部件整合而仅为某个部件的部分表面。于此实施例，如图2A所示，第二垂直结合机构122较佳为底板120的限位部124，而第二接触面较佳为限位部124的端面，如后详述。

再者，如图2B所示，键帽110还具有第一垂直/水平转换机构114，而滑动件130具有第二垂直/水平转换机构132，以藉由第二垂直/水平转换机构132和第一垂直/水平转换机构114结合，当键帽110接受按压动作沿着Z轴朝底板120移动时，滑动件130相应地进行第一运动，其中第一运动至少具有X轴的正方向位移(例如图面的右方)。举例而言，第一垂直/水平转换机构114较佳包含自键帽110延伸于Z轴方向且相对于底板120表面倾斜的第一斜面，而第二垂直/水平转换机构114则包含与第一斜面对应的第二斜面。藉由第一斜面可相对移动地抵接第二斜面，以使键帽110沿Z轴的垂直位移与滑动件130沿X轴的水平位移可相互转换。于此实施例，因应滑动件130沿X轴水平位移的设计，第一斜面及第二斜面与XY平面相交且夹有倾斜角。在此需注意，藉由改变第一斜面及第二斜面的倾斜角度，可改变当键帽110沿着Z轴运动时，滑动件130的水平移动量。

如图2B所示，第一垂直/水平转换机构114较佳为具有第一斜面的倾斜突柱114a，而第二垂直/水平转换机构132则为具有相应第二斜面的倾斜槽道132a，且藉由倾斜突柱114a沿倾斜槽道132a相对移动，而达到键帽110沿Z轴的垂直位移与滑动件130沿X轴的水平位移的相互转换，如后详述。在此需注意，于其他实施例中，倾斜突柱及倾斜槽道的设置位置可互换或第一及第二垂直/水平转换机构114、132可具有不同型态，如图3A-3B所示，其中图3A-3B仅例示键帽110的第一垂直/水平转换机构114及滑动件130的第二垂直/水平转换机构132的变化实施例而省略其他元件细节。于图3A中，键帽110的第一垂直/水平转换机构114包含复数倾斜槽道，而滑动件130的第二垂直/水平转换机构132包含对应的个别倾斜突柱。于图3B中，键帽110的第一垂直/水平转换机构114包含复数倾斜突柱，而滑动件130的第二垂直/水平转换机构132设计成包含复数的第二斜面，亦即滑动件130可设计为具有开口的框架形式，而开口相对侧的侧壁可作为对应的第二斜面。

此外，按键结构100较佳具有复数个第一垂直/水平转换机构114及对应的第二垂直/水平转换机构132，以平均分散按压动作所施加的作用力，进而增加键帽110相对于底板120移动的稳定性。在此需注意，若设置复数个第一及第二垂直/水平转换机构114、132时，每个第一及第二垂直/水平转换机构114、132的倾斜方向相同。如图1所示，四个第二垂直/水平转换机构132相应地设置于滑动件130的四个角落，但不以此为限。

再者，滑动件130具有第二垂直/水平转换机构132外，还具有卡合部134。如图1、图2A及图2C所示，滑动件130设置于键帽110及底板120之间，且卡合部134较佳为自滑动件130于Y轴方向的相对侧突出的一对卡勾。相对于滑动件130的卡合部134，底板120较佳具有一对限位部124直立设置于底板120表面且位于相对侧(例如沿Y轴的相对两侧)。于此实施例，底板120可由金属板或其他习知材料所形成。举例而言，限位部124可为一体成型的金属底板向上弯折的部分，其中限位部124可为门架形式，并形成有沿X轴方向延伸的限位孔124a。当滑动件130设置于底板120上时，滑动件130的卡合部134与相应的限位部124可移动地卡合，亦即卡合部134收纳在限位孔124a内，而仅能于限位孔124a预定范围内运动，进而限制滑动件130于X轴方向的位移范围。此外，如前所述，底板120的第二垂直结合机构122可包含自底板120表面延伸于Z轴方向的第二接触面。于较佳实施例中，限位部124朝X轴方向的相对两端面作为限制键帽110仅能相对于底板120沿Z轴运动的第二垂直结合机构122。再者，当滑动件130沿X轴位移时，限位部124于Y轴方向相互面对的侧面124b可作为滑动件130的滑动导引面。

于此实施例，底板120可设计为具有多个升降导引孔126a及多个避让孔126b。如图所示，升降导引孔126a与限位部124作为第二垂直结合机构122的端面连续的贯穿孔，用于提供键帽110的第一垂直结合机构112朝底板120移动时的下降空间(参见图2A)。避让孔126b对应第二垂直/水平转换机构132设置，用于提供键帽110的第一垂直/水平转换机构112朝底板120移动时的下降空间(参见图2B)，而使键帽110能下降到与开关层140表面实质抵接的位置。

再者，对应于底板120的限位部124、升降导引孔126a及避让孔126b的设计，开关层140较佳具有开口142，其中开口142与升降导引孔126a及避让孔126b于Z轴方向连通。亦即，开关层140设置于底板120时，限位部124通过开口142而沿Z轴朝键帽110延伸，升降导引孔126a及避让孔126b于开口142中露出。

如图1所示，回复装置150设置于滑动件130的侧面，用于对滑动件130提供水平恢复力。当按压动作释放时，水平恢复力使滑动件130进行第二运动，且第二运动至少具有X轴的负方向位移(即正方向的反向位移)，以驱动键帽110沿Z轴朝远离底板120移动。于此实施例，回复装置150包含复数磁性元件150a、150b，利用磁力驱动滑动件130进行第二运动。如图1所示，回复装置150包含第一磁性元件150a及第二磁性元件150b分别对应地设置于框架160及滑动件130的相对侧。具体而言，第一磁性元件150a较佳设置于框架按键开口162的侧壁上，以对应设置在滑动件130侧边的第二磁性元件150b，藉此利用磁力使得滑动件130于按压动作释放时可朝X轴的负方向位移，进而驱动键帽110沿Z轴朝远离底板120移动。在此需注意，第一磁性元件150a及第二磁性元件150b可直接贴附在框架160及滑动件130的相应侧壁上，或者框架160及滑动件130的侧壁上对应于第一磁性元件150a及第二磁性元件150b的设置位置可设计成具有容置部，而使磁性元件150a、150b分别嵌合或贴合在框架160及滑动件130的对应侧壁上。于此实施例，框架160较佳具有第一容置部168，其是自框架下表面朝上表面凹陷预定深度，供容置第一磁性元件150a。如图1所示，第一容置部168为框架160下方的凹陷缺口，其形状可对应于第一磁性元件150a的形状，以供至少部分第一磁性元件150a嵌合或贴于其中，而使第一磁性元件150a的磁极面对滑动件130上的第二磁性元件150b的相同或不同磁极。在此需注意，视框架160于Z轴方向上的厚度，第一磁性元件150a设置于框架160下方时，可突出于框架160底面或与底面齐平，本发明不以此为限。再者，类似地，滑动件130较佳具有第二容置部138，其是自滑动件130的侧面向内凹陷，以供容置第二磁性元件150b。如图1所示，第二容置部138为滑动件130侧面的凹陷缺口，其形状可对应于第二磁性元件150b的形状，以供第二磁性元件150b嵌合或贴于其中，而使第二磁性元件150b的磁极面对框架160上的第一磁性元件15ab相同或不同的磁极。于此实施例，第二磁性元件150b较佳完全容置于第二容置部138中，以使第二磁性元件150b的表面与滑动件130的表面实质为共平面。利用第一容置部168及第二容置部138的设置，可最小化设置回复装置150所需的容置空间，有利于进一步缩小按键结构的尺寸。于后参考图4A-4C说明回复装置150的磁性元件150a、150b的磁极依据滑动件130的移动方向设置的实施例。

图4A为复数按键结构100以阵列方式配置成键盘的示意图，图4B及图4C分别为图4A沿I-I’线显示按键结构100组装后于接受按压动作前/后的截面示意图。图4A是用于说明复数按键结构100的磁性元件150a、150b的配置方式，为简明的原故仅示意地绘示其中一个按键结构100，其余按键结构100虽未绘示但应了解其具有相同结构。于此实施例，框架160具有复数个按键开口162(例如四个)分别容置对应的按键结构100。复数个第一磁性元件150a设置于各按键开口162的侧壁。具体而言，以滑动件130移动于X轴方向为例，成对的第一磁性元件150a较佳分别设置于各按键开口162在X轴方向上相互面对的侧壁。再者，如图4B所示，框架160在X轴方向具有相邻的两个按键开口，例如第一按键开口162a及第二按键开口162b，且第一按键开口162a及第二按键开口162b保持预设距离并分别具有第一侧壁164a及第二侧壁164b。于较佳实施例中，第一磁性元件150a设置于框架160的下方，使得第一磁性元件150a的两端点分别暴露在第一侧壁164a和第二侧壁164b上。亦即，框架160藉由相互交错的复数框条164划分成复数个按键开口162a、162b，而第一按键开口162a及第二按键开口162b间的预设距离即为框条164于X轴方向的宽度，且第一侧壁164a和第二侧壁164b则为框条164的相对两侧壁。第一磁性元件150a较佳设置于使其相对两磁极分别面对两个相邻的按键开口162a、162b，且与设置于滑动件130相应两侧的第二磁性元件150b相互作用而分别提供磁吸力及磁斥力。

举例而言，如图4B所示，当键帽110未接受按压动作时，位于按键结构100左侧的回复装置150藉由磁吸力使滑动件130定位在预设位置；当键帽110接受按压动作克服此磁吸力并藉由第一接触面(即第一垂直结合机构112)沿第二接触面(即第二垂直结合机构122)相对移动地接触而仅能沿Z轴朝底板120移动时，藉由第一斜面(即第一垂直/水平转换机构114)及第二斜面(即第二垂直/水平转换机构132)可相对移动地抵接作用驱动滑动件130朝X轴的正方向(即图面的右方)位移，进而致动开关层140，如图4C所示。而当按压动作释放时，左侧的回复装置150提供磁吸力且相对侧(即右侧)的回复装置150提供磁斥力，使滑动件130朝X轴的负方向位移(即图面的左方)，以驱动键帽110沿Z轴朝远离底板120移动而回复到按压前的位置。于此实施例中，各按键结构100的第一磁性元件150a及左侧的第二磁性元件150b可设置成S极在左而N极在右，使得键帽110左方的回复装置150提供滑动件130磁吸力的水平恢复力。再者，各按键结构100右侧的第二磁性元件150b可设置成N极在左而S极在右，使得键帽110右方的回复装置150提供滑动件130磁斥力的水平恢复力。亦即，当第一磁性元件150a设置于框架160下方且其两相异磁极分别与左右相邻两个按键结构100的滑动件130上的第二磁性元件150b相互作用时，所有第一磁性元件150a的磁极方向均设置成相同方式，例如S极在左而N极在右。相应于此，设置于各滑动件130左右两侧的第二磁性元件150b的磁极方向则相反，例如左侧为S极在左而N极在右，且右侧为N极在左而S极在右。在此需注意，于其他实施例，第一磁性元件150a的磁极方向亦可设置成N极在左而S极在右，且第二磁性元件150b的磁极方向则相应地设置成左侧第二磁性元件150b为N极在左而S极在右，且右侧第二磁性元件150b为S极在左而N极在右。藉由上述配置方式，相邻按键结构100共享一个第一磁性元件150a，而可简化磁性元件的数目，同时提升组装效率。

再者，于其他实施例中，藉由变化第一垂直/水平转换机构第二垂直/水平转换机构的设计，可使得滑动件的第一运动兼具有X轴的正方向位移及Y轴的正方向位移，且其第二运动兼具有X轴的负方向位移及Y轴的负方向位移。如图5所示，于另一实施例的按键结构200包含键帽210、底板220、滑动件230、开关层240、回复装置250以及框架260，其中按键结构200的各元件配置与上述按键结构100的各元件类似，其不同之处主要在于第一垂直/水平转换机构214及第二垂直/水平转换机构232的设计。因此，于后的说明着重在于按键结构200与按键结构100不同之处，其他类似的结构及连接关系可参考上述实施例的说明。于此实施例，第一垂直/水平转换机构214包含第一曲面，而第二垂直/水平转换机构232包含第二曲面，其中藉由第一曲面与第二曲面保持弧线接触，当键帽210接受按压动作而沿Z轴朝底板220移动时，滑动件230的第一运动兼具有X轴的正方向位移及Y轴的正方向位移，且当按压动作释放时，滑动件230的第二运动兼具有X轴的负方向位移及Y轴的负方向位移。具体而言，类似于键帽110，键帽210为实质四边形，且键帽210具有第一边210a和相邻的第二边210b，其中X轴实质平行于键帽第一边210a，而Y轴实质平行于键帽第二边210b。于此实施例，第一曲面及第二曲面分别为弧形凸面及弧形凹面，且弧形凸面的曲率半径小于弧形凹面的曲率半径。亦即，键帽210的第一垂直/水平转换机构214可为弧形凸块，例如球体或其他弧形侧面(如球面)的任意形状，且分别邻近键帽210的四个角落，而滑动件230的第二垂直/水平转换机构232为弧形凹槽，且分别位于第一垂直/水平转换机构214相应位置的下方。当弧形凸面的曲率半径略小于弧形凹面的曲率半径时，第一垂直/水平转换机构214与第二垂直/水平转换机构232保持较长弧线接触。相对地，当弧形凸面的曲率半径远小于弧形凹面的曲率半径时，第一垂直/水平转换机构214与第二垂直/水平转换机构232保持较短弧线接触。藉此设计，因为弧形凸面及弧形凹面的接触面积相当小，摩擦力因而较小，故能增进按压动作的顺畅度。再者，因为第一垂直/水平转换机构214及第二垂直/水平转换机构232的弧面设计，可使得滑动件230进行水平斜向位移，即滑动件230在X轴及Y轴分别具有位移分量。再者，为最小化设置回复装置250所需的空间，框架260及滑动件230较佳分别具有第一容置部268及第二容置部238供容置第一磁性元件250a及第二磁性元件250b，其细节类似于上述图1的实施例所述，于此不再赘述。

如图6A-6B所示，为说明目的仅于图式中绘示X轴方向的示意图，且第一曲面及第二曲面的方位绘示成键帽210朝底板220移动时滑动件130朝沿X轴朝图面的右方位移，其中图6A为图5中沿A-A’线显示第一及第二垂直/水平转换机构的示意图，而图6B为图5中沿B-B’线显示第一及第二磁性元件的示意图。再者，为便于说明第一及第二磁性元件设置的磁极方向及按键结构的作动，绘示两个相邻的按键结构分别处于待按压状态(右侧)及受按压状态(左侧)。于此实施例，回复装置250的设置与图4B-4C的回复装置150相同。亦即，回复装置250包含复数第一磁性元件250a及相应的第二磁性元件250b，其分别设置于框架260及滑动件230于X轴方向的相对侧。如上所述，相邻按键结构200设计成共享一个第一磁性元件250a，当第一磁性元件250a设置于框架260下方且其两相异磁极分别与左右相邻两个按键结构200的滑动件230上的第二磁性元件250b相互作用时，所有第一磁性元件250a的磁极方向均设置成相同方式(例如S极在左而N极在右)，而设置于各滑动件230左右两侧的第二磁性元件250b的磁极方向则相反(例如键帽左侧的第二磁性元件250b为S极在左而N极在右，且键帽右侧第二的磁性元件250b为N极在左而S极在右)。

当键帽210接受按动作沿着Z轴朝底板220移动时，藉由第一垂直/水平转换机构214(例如弧形凸面)即可沿第二垂直/水平转换机构232(例如弧形凹面)向下滑动，驱动滑动件230产生包含X轴及Y轴正方向的水平位移，如此键帽210沿着Z轴下降进而抵接致动开关层240。当按压动作释放时，左侧的回复装置250a-250b之间提供磁吸力，且相对侧(即右侧)的回复装置250a-250b之间提供磁斥力，使滑动件230朝X轴的负方向及Y轴的负方向位移，以驱动键帽210沿Z轴朝远离底板220移动而回复到按压前的位置。

于此需注意，键帽210及底板220亦可于相应位置分别设置第一垂直结合机构212及第二垂直结合机构222，以限制键帽210仅能沿Z轴相对于底板220移动，亦即键帽210仅能相对于底板220垂直上、下位移。于此实施例中，类似于上述图1和2A的配置，第一垂直结合机构212及第二垂直结合机构222可为分别自键帽210及底板220沿Z轴朝彼此延伸并保持可相对移动的接触面。再者，如图6A-6B所示，框架260还具有第一定位部266面对按键开口262，且键帽210还具有第二定位部216可滑动地耦接第一定位部266。当键帽210沿Z轴移动时，第二定位部216相对于第一定位部266移动。举例而言，第一定位部266可为形成于框架按键开口262的侧壁264上的导槽，而第二定位部216则为自键帽210对应侧壁朝框架260突出的导引柱，其中导槽沿Z轴方向具有预定长度，使得键帽210的导引柱于导槽中具有预定的移动范围，进而限制键帽210于Z轴方向的移动范围。于此实施例，藉由框架260的第一定位部266与键帽210的第二定位部216的设置，亦可限制键帽210仅能沿Z轴方向相对于底板220移动。

再者，于其他实施例中，弧形凸面及弧形凹面的设置位置可互换，如图7A-7B所示，第一垂直/水平转换机构314包含弧形凹面，而第二垂直/水平转换机构332包含对应的弧形凸面，且弧形凸面的曲率半径小于弧形凹面的曲率半径。相关于弧形凸面及弧形凹面的作用类似于上述说明，于此不再赘述。在此需注意，为便于说明图7A-图7B的绘制方式与图6A-6B类似(左侧为待按压状态，右侧为受按压状态)，且于图7A-7B的按键结构300中，弧形凹面的方位与图6A-6B相反，因此当键帽310接受按压动作沿Z轴朝底板320移动时，滑动件330受驱动的水平位移方向相反，例如于X轴方向即为由右至左，而非由右至左，因此回复装置350的设置需要相应地改变。举例而言，各按键结构300所有的第一磁性元件350a及右侧的第二磁性元件350b可设置成S极在左而N极在右，使得键帽110右方的回复装置350提供滑动件330磁吸力的水平恢复力。再者，各按键结构300左侧的第二磁性元件350b可设置成N极在左而S极在右，使得键帽310左方的回复装置350提供滑动件330磁斥力的水平恢复力。亦即，当第一磁性元件350a设置于框架360下方且其两相异磁极分别与左右相邻两个按键结构300的滑动件330上的第二磁性元件350b相互作用时，所有第一磁性元件350a的磁极方向均设置成相同方式，例如S极在左而N极在右。相应于此，设置于各滑动件330左右两侧的第二磁性元件350b的磁极方向则相反，例如键帽310右侧的第二磁性元件350b为S极在左而N极在右，且键帽310左侧的第二磁性元件350b为N极在左而S极在右。

再者，本发明的按键结构应用于大尺寸时，亦可加设支承机构以增进按键位移的稳定性。于一实施例，如图8A-8C所示，按键结构400还包含至少一连杆470可转动地连接键帽110及底板120，以使键帽110以平行于X轴及Y轴所定义的XY平面的方式平稳地沿Z轴移动。按键结构400除了具有连杆470且在Y轴方向的长度大于图1的按键结构100外，其余具有相同功能的元件以相同符号表示而省略重复的说明，例如第一及第二垂直结合机构112、212、第一及第二垂直/水平结合机构114、132等。对应于连杆470的设置，于此实施例中，键帽110还具有第一支承接合部118，而底板120则具有第二支承接合部128。底板120的第二支承接合部128较佳设置于Y轴方向的相对两侧且位于限位部124的外侧。连杆470的两端分别连接键帽110的第一支承接合部118及底板120的第二支承接合部128。于此实例中，连杆470与键帽110的第一支承接合部118以可转动的方式连接(参见图8B)，而连杆470与底板120的第二支承接合部128以可位移的方式连接(参见图8C)。当键帽110相对于底板120沿Z轴垂直位移时，连杆470则相应地沿X轴水平位移，而使键帽110藉由第一垂直/水平转换机构114及第二垂直/水平转换机构132的作用可在保持平行于XY平面的状态下进行升降，进而藉由连杆460的支承而使得在Y轴方向具有较大尺寸的键帽110能以更加稳定的方式升降。再者，藉由修改对应元件(例如键帽210、底板220)的设计，图5的按键结构200亦可加设连杆而应用于较大尺寸的按键，于此不再赘述。

相较于传统的按键结构，本发明的按键结构藉由第一及第二垂直结合机构的结合，使得键帽仅能沿Z轴进行垂直位移，以符合使用者的按压习惯。再者，本发明的按键结构更藉由第一及第二垂直/水平转换机构的结合，使得键帽的垂直位移与滑动件沿XY平面的水平位移得以转换，以利用滑动件的厚度尺寸有效控制按键的高度，使按键结构可更加轻薄。此外，本发明的按键结构藉由回复装置的磁力作用而免除习知弹性体的设置，可有效简化按键结构并能缩小按键结构的尺寸。

本发明已由上述实施例加以描述，然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。熟此技艺者当知在不悖离本发明精神下，于此特别说明的实施例可有例示实施例的其他修改。因此，本发明范畴亦涵盖此类修改且仅由所附权利要求限制。

Claims (16)

1.一种按键结构，其特征在于包含：

键帽，供接受按压动作，其具有第一垂直结合机构和第一垂直/水平转换机构；

底板，相对于该键帽设置，其具有第二垂直结合机构，藉由该第二垂直结合机构和该第一垂直结合机构结合，限制该键帽仅能相对于该底板沿Z轴运动；

滑动件，设置于该键帽及该底板之间，该滑动件具有第二垂直/水平转换机构，藉由该第二垂直/水平转换机构和该第一垂直/水平转换机构结合，当该键帽接受该按压动作沿着该Z轴朝该底板移动时，该滑动件相应地进行第一运动，该第一运动至少具有X轴的正方向位移；

回复装置，设置于该滑动件的侧面，用于对该滑动件提供水平恢复力，当该按压动作释放时，该水平恢复力使该滑动件进行第二运动，该第二运动至少具有该X轴的负方向位移，以驱动该键帽沿该Z轴朝远离该底板移动。

2.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：该第一垂直/水平转换机构包含第一斜面，该第二垂直/水平转换机构包含第二斜面，且藉由该第一斜面可相对移动地抵接该第二斜面，以使该键帽沿该Z轴的移动可驱动该滑动件朝向该X轴的正方向移动，或者该滑动件朝向该X轴的负方向移动可驱动该键帽沿该Z轴移动。

3.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：该第一垂直/水平转换机构及该第二垂直/水平转换机构分别包含至少一倾斜槽道及至少一倾斜突柱对应该倾斜槽道，或者该第一垂直/水平转换机构及该第二垂直/水平转换机构分别包含至少一倾斜突柱及至少一倾斜槽道对应该至少一倾斜突柱，且藉由该倾斜突柱沿该倾斜槽道相对移动，以使该键帽沿该Z轴的移动可驱动该滑动件朝向该X轴的正方向移动，或者该滑动件朝向该X轴的负方向移动可驱动该键帽沿该Z轴移动。

4.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：该键帽为四边形，该键帽具有第一边和相邻的第二边，该X轴平行于该键帽第一边，Y轴平行于该键帽第二边，当该键帽接受该按压动作而沿该Z轴朝该底板移动时，该第一运动兼具有该X轴的正方向位移及该Y轴的正方向位移，且当该按压动作释放时，该第二运动兼具有该X轴的负方向位移及该Y轴的负方向位移。

5.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：该第一垂直/水平转换机构包含第一曲面，该第二垂直/水平转换机构包含第二曲面，且藉由该第一曲面与该第二曲面保持弧线接触。

6.如权利要求5所述的按键结构，其特征在于：该第一曲面及该第二曲面分别为弧形凸面及弧形凹面，或者该第一曲面及该第二曲面分别为弧形凹面及弧形凸面，且该弧形凸面的曲率半径小于该弧形凹面的曲率半径。

7.如权利要求1或4所述的按键结构，其特征在于：该回复装置包含复数磁性元件，利用磁力驱动该滑动件进行该第二运动。

8.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：还包含框架，其中该回复装置包含第一磁性元件及第二磁性元件分别对应地设置于该框架及该滑动件的相对侧。

9.如权利要求8所述的按键结构，其特征在于：该框架具有第一按键开口，该第一按键开口具有第一侧壁，该键帽在该第一按键开口中进行沿该Z轴的移动，且该第一磁性元件设置于该框架的下方并暴露在该第一侧壁上。

10.如权利要求9所述的按键结构，其特征在于：该框架还具有第二按键开口，该第二按键开口具有第二侧壁，该第一按键开口与该第二按键开口保持预设距离，且该第一磁性元件设置于该框架的下方，且该第一磁性元件的两端点分别暴露在该第一侧壁和该第二侧壁上。

11.如权利要求9所述的按键结构，其特征在于：该框架还具有第一定位部面对该第一按键开口，且该键帽还具有第二定位部可滑动地耦接该第一定位部，当该键帽沿该Z轴移动时，该第二定位部相对于该第一定位部移动。

12.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：该底板具有限位部，该滑动件具有卡合部与该限位部可移动地卡合，该限位部用于限制该滑动件沿该X轴的移动范围。

13.如权利要求12所述的按键结构，其特征在于：该键帽具有第一接触面作为该第一垂直结合机构，该限位部具有第二接触面朝该键帽延伸于该Z轴以作为该第二垂直结合机构，且当该键帽沿该Z轴移动时，该第一接触面及该第二接触面保持可相对移动地接触。

14.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：该第一垂直结合机构包含第一接触面，自该键帽延伸于该Z轴方向，该第二垂直结合机构包含第二接触面，且当该键帽沿该Z轴移动时，该第一接触面及该第二接触面保持可相对移动地接触。

15.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于：还包含至少一连杆，该至少一连杆可转动地连接该键帽及该底板，以使该键帽以平行于该X轴及该Y轴所定义的XY平面的方式平稳地沿该Z轴移动。

16.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于：还包含开关层，其中该开关层设置于该滑动件及该底板之间，并因应该键帽的按压动作用于控制该按键结构的启动。

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