CN104282473B - 薄型按键结构及其按压模块 - Google Patents

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Abstract

一种薄型按键结构及其按压模块，薄型按键结构包括电路模块、框架、弹性件、及按压模块。框架内缘设有限位部，弹性件设于电路模块上且位于框架内。按压模块包含定位片体与按键。定位片体具有安装部、连接部、及相连于上述两者间的延伸部，安装部设于框架。按键包含键本体及自键本体周缘突出的挡止部，键本体固定于连接部且其对应于延伸部的部位凹设形成有凹陷部，挡止部可活动地容置于限位部所包围的空间。当键本体被按压于非中心部位时，距离按键被按压部位最远的挡止部区块顶抵于其相对应的限位部而作为支点，以使按键被按压的部位能转动压迫弹性件变形。

Description

薄型按键结构及其按压模块
技术领域
本发明涉及一种按键结构，且特别是涉及一种薄型按键结构及其按压模块。
背景技术
按键结构是一种常见的输入设备，被广泛应用于不同的电子装置中，例如手机、个人掌上电脑、及遥控器等。目前，随着各种电子装置的薄型化，按键结构的厚度也朝向薄型化发展。然而，现有的按键结构尚存在待克服的技术问题。
举例来说，一种习用的按键结构主要是由按键、弹性层、及电路板所组成。其中，弹性层布设于按键下方，并支撑于电路板上，且弹性层于对应按键处形成具有弹性的弹片。因此，于操作时向下按动按键而下压弹片，使弹片的中间部分产生下凹而弹性变形，从而触碰到电路板上的接点，藉此而使弹性层与电路板的接点导通，从而达成每次按动按键所对应产生的按键触发信号的传送。
然而，上述的设计，于按键每次下压弹片时，按键的移动路径或下降距离将随着使用者的按压位置而有所不同，使得按键所接触到的弹片位置不一定皆相同。进一步地说，若使用者按压于按键的非中心位置时，按键所接触到的弹片位置易偏离弹片的中心处，则使得弹片变形时易产生偏移，进而使弹片与电路板可能无法形成导通。
于是，本发明人有感上述缺陷的可改善，乃特潜心研究并配合学理的运用，终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本发明。
发明内容
本发明实施例在于提供一种薄型按键结构及其按压模块，其能使按键的非中心位置被按压时，确保弹性件与电路模块间的抵接。
本发明实施例提供一种薄型按键结构，包括：一电路模块；一框架，其设置于该电路模块上且包围界定有一容置空间，而该框架内缘凹设有一限位部；一弹性件，其设置于该电路模块上且容置于该框架的容置空间内；以及一按压模块，包含：一定位片体，其具有一安装部、一连接部、及一相连于该安装部与该连接部之间的延伸部，该安装部设于该框架，该连接部与该延伸部能相对于该安装部产生位移；及一按键，其包含有一键本体及自该键本体周缘突出延伸的一挡止部，该键本体固定于该定位片体的连接部且位在该弹性件的上方，该键本体对应于该延伸部的部位凹设形成有一凹陷部，该键本体通过该凹陷部而与该延伸部呈间隔设置，该挡止部可活动地容置于该限位部所包围的空间；其中，当该按键的键本体被按压于非中心部位时，距离该按键被按压部位最远的挡止部区块顶抵于其相对应的该框架限位部而用以作为至少一支点，以使该按键被按压的部位能以该支点为中心而转动，使该键本体压迫该弹性件变形而抵接于该电路模块。
本发明另提供一种薄型按键结构的按压模块，包括：一定位片体，其具有一安装部、一连接部、及一相连于该安装部与该连接部之间的延伸部；以及一按键，其包含有一键本体及自该键本体周缘突出延伸的一挡止部，该键本体固定于该定位片体的连接部，该键本体对应于该延伸部的部位凹设形成有一凹陷部，该键本体透过该凹陷部而与该延伸部呈间隔设置。
优选地，该键本体包含一方块状的按压块及自该按压块底部突出形成的一抵压柱，该按压块的底面固定于该定位片体的连接部，该抵压柱穿设于该连接部，该凹陷部位于该按压块底部的相邻两个角落之间，并且该凹陷部是由该按压块底部外缘朝内凹设且未及于该抵压柱。
综上所述，本发明实施例所提供的薄型按键结构通过按压模块及相搭配的框架形成支点转动设计，使按键被按压部位的下沉距离不会受到使用者的施力位置不同而有大幅地变化，进而确保弹性件与电路模块间的抵接。再者，按键通过形成有凹陷部，使使用者按压于按键邻近延伸部的部位时，延伸部能容置于凹陷部中，进而避免按键与延伸部相互干涉而无法转动。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。
附图说明
图1A为本发明薄型按键结构第一实施例的立体示意图。
图1B为图1沿A-A剖线的剖视示意图。
图1C为图1另一实施态样沿A-A剖线的剖视示意图。
图1D为图1的局部立体剖视示意图。
图1E为图1沿B-B剖线的剖视示意图。
图1F为图1另一实施态样沿B-B剖线的剖视示意图。
图2为本发明薄型按键结构第一实施例的局部分解示意图。
图3为本发明薄型按键结构第一实施例的分解示意图。
图4为本发明薄型按键结构第一实施例的另一视角分解示意图。
图5A为按压图1按键中心的立体示意图。
图5B为图5A沿A-A剖线的剖视示意图。
图6A为按压图1按键左侧角落的立体示意图。
图6B为图6A的局部立体剖视示意图。
图6C为图6A沿B-B剖线的剖视示意图。
图7A为按压图1按键右侧角落的立体示意图。
图7B为图7A的局部立体剖视示意图。
图7C为图7A沿B-B剖线的剖视示意图。
图8A为按压图1按键右侧边的立体示意图。
图8B为图8A沿A-A剖线的剖视示意图。
图9为本发明薄型按键结构第一实施例按键挡止部的另一实施态样的立体示意图。
图10为本发明薄型按键结构第一实施例按键凹陷部的另一实施态样的立体示意图。
图11为本发明薄型按键结构第二实施例的局部分解示意图。
【符号说明】
100薄型按键结构
1支撑板
2电路模块
21电路薄膜
211第一导电层
212第二导电层
2121容置口
213间隔层
2131容置孔
3框架
31支撑体
32外框体
33容置空间
34限位部
341限位槽
342支撑壁
4弹性件
41金属弹片
5按压模块
51定位片体
511安装部
512连接部
5121贯孔
513延伸部
514开孔
52按键
521键本体
5211按压块
5212抵压柱
5213凹陷部
522挡止部
5221挡止片
具体实施方式
为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明的权利要求范围作任何的限制。须先说明的是，下述将主要以单颗按键的构造作一举例说明之用，但于实际应用时，并不局限于此。
[第一实施例]
请参阅图1A和图1B，其为本发明的第一实施例，本实施例为一种薄型按键结构100，包括一支撑板1、一电路模块2、一框架3、一弹性件4、及一按压模块5。其中，上述弹性件4于本实施例是以一金属弹片（MetalDome）41作一举例说明，但于实际应用时，弹性件4并不局限于此，如：弹性件4也可以是橡胶垫圈（Rubber Dome）。
以下将先分别介绍上述薄型按键结构100的各元件构造及薄型按键结构100未被按压时的元件间连接关系（主要依据图1A至图1F进行说明，并请适时参酌图2至图4），而后再说明薄型按键结构100被按压时的元件间关系。
请参阅图1B所示，电路模块2包含一电路薄膜（Membrane）21，上述电路薄膜21为三层构造且具有一第一导电层211、一第二导电层212、及一设置于上述第一导电层211与第二导电层212之间的间隔层213，并且所述间隔层213的大致中央部位界定有一贯穿的容置孔2131。其中，上述第一导电层211设置于支撑板1上。
更详细地说，所述间隔层213隔离并支撑上述第一导电层211与第二导电层212，且第二导电层212对应于容置孔2131的部位能弹性地变形。其中，第一导电层211与第二导电层212对应于容置孔2131的部位呈间隔设置并分别设有相反电性的电极。当第二导电层212对应于容置孔2131的部位变形而抵接于第一导电层211时，第一导电层211与第二导电层212两者的电极相互抵接而达成电性导通。
再者，上述电路薄膜21也可以是双层构造，如图1C所示，所述电路薄膜21具有一第一导电层211与一设置于第一导电层211上的第二导电层212，且上述第二导电层212包围界定有一容置口2121。其中，所述第一导电层211设置于支撑板1上，且上述第一导电层211对应于容置口2121的部位经由容置口2121而显露于外。
更详细地说，所述第一导电层211与第二导电层212之间未形成电性导通。其中，第一导电层211显露于容置口2121的部位以及第二导电层212的外表面分别设有相反电性的电极，当一导通件（如：金属弹片41或设有导电材质的橡胶垫圈）设置于第二导电层212的电极上，且该导通件变形而抵接于第一导电层211的电极时，第一导电层211与第二导电层212将达成电性导通。
此外，于本实施例中，电路模块2虽以电路薄膜21为例，但于实际应用时，电路薄膜21也能以柔性印刷电路板（Flexible Printed Circuit，FPC）、柔性扁平电缆（Flexible Flat Cable，FFC）、或其他具有相同功能的物件取代。
请参阅图1D和图1E，所述框架3具有一支撑体31与一外框体32，上述支撑体31设置于电路薄膜21上，而外框体32设置于支撑体31上。其中，支撑体31内缘与外框体32内缘皆大致呈方形（长方形或正方形）且共同包围界定有一容置空间33，支撑体31内缘与外框体32内缘于彼此相对应的位置共同凹设有一限位部34。
进一步地说，上述限位部34于本实施例中为分别位在框架3内缘四个角落的四个限位槽341，并且每一限位槽341未贯穿其所对应的外框体32部位。换个角度来看，所述每一限位槽341具有一位于外框体32的支撑壁342，使这些限位槽341所包围的空间分别位于这些支撑壁342与电路薄膜21之间。
如图1E，所述金属弹片41设置于电路薄膜21上且容置于框架3的容置空间33内，进一步地说，金属弹片41的周缘抵接于电路模块2的第二导电层212，金属弹片41的大致中央部位对应于电路模块2的容置孔2131且与第二导电层212相隔有一特定距离。也即，金属弹片41的大致中央部位位于电路模块2容置孔2131的正上方，且金属弹片41大致中央部位所具备的弹性位移距离大于等于上述特定距离。
所述按压模块5包含一定位片体51与一按键52。其中，上述定位片体51于本实施例中具有硬与挺的特性，其优选是由如聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚乙烯对苯二甲酸酯（Polyethylene Terephthalate，PET）、或其他特性类似的硬材质所制成。但定位片体51的外型设计与材质并不受限于本实施例中所呈现的态样，有关定位片体51的其他可能外型设计与材质，将于下述的第二实施例中作一说明。
进一步言之，如图3和图4，所述定位片体51具有一安装部511、一连接部512、及一相连于上述安装部511与连接部512之间的延伸部513。换个角度来看，所述定位片体51形成有一大致呈U型的开孔514，而上述定位片体51被U型开孔514包围的部位即为连接部512与延伸部513，而定位片体51除了连接部512与延伸部513以外的其余部位即为安装部511。其中，所述定位片体51的U型开孔514外缘轮廓（即安装部511的内缘轮廓）大致对应于支撑体31的内缘轮廓，而连接部512的大致中央部位形成有一贯孔5121。
如图1D和图1E，所述安装部511夹设于上述支撑体31与外框体32之间，且安装部511的内缘轮廓大致切齐所述支撑体31的内缘轮廓与外框体32的内缘轮廓。所述定位片体51的安装部511、连接部512、及延伸部513大致呈共平面设置，并且所述连接部512的贯孔5121大致对应于金属弹片41的中央部位，而连接部512与延伸部能相对于安装部511产生位移。
此外，上述安装部511设置于框架3的方式，也可如图1F所示，所述外框体32设置于支撑体31上，而定位片体51的安装部511夹设于支撑体31与电路模块2之间，且安装部511与连接部512相距有一高度差。
如图1D和图1E，所述按键52包含有一键本体521及自键本体521周缘突出延伸的一挡止部522。上述键本体521包含一按压块5211及自按压块5211底部突出形成的一抵压柱5212，且按压块5211大致呈方块状，也即，按压块5211的截面大致呈方形（长方形或正方形），而按压块5211底部于其相邻两个角落之间凹设形成有一凹陷部5213。进一步地说，凹陷部5213是由按压块5211底部外缘朝内凹设且未及于抵压柱5212。所述挡止部522于本实施例中为分别自按压块5211四个角落向外突出延伸的四个挡止片5221。
所述键本体521的抵压柱5212穿出定位片体51的连接部512贯孔5121，且按压块5211底面固定（如：黏贴）于定位片体51的连接部512，以使键本体521位在金属弹片41的上方，抵压柱5212抵接于金属弹片41的中央部位，且键本体521的按压块5211凹陷部对应于延伸部513，以使键本体521通过凹陷部5213而与延伸部513呈间隔设置。
再者，挡止部522可活动地容置于限位部34所包围的空间，也即，上述四个挡止片5221正投影于电路薄膜21的路径上未被其他元件所遮蔽，以使所述四个挡止片5221分别可活动地容置于上述四个限位槽341内，但所述四个挡止片5221的移动分别受限于外框体32的支撑壁342，而无法移动出外框体32之外。更详细地说，每一挡止片5221的移动路径大致位于其所对应的支撑壁342与该电路薄膜21之间。
须说明的是，所述按键52大致容置于框架3所包围的容置空间33内，但键本体521的按压块5211顶部优选为突伸出外框体32之外，但不受限于此。
以上已介绍完薄型按键结构100的各元件的构造以及薄型按键结构100未被按压时的元件间连接关系，下述将接着说明薄型按键结构100被按压时的元件间关系（依据图5A至图8B进行说明，并请适时参酌图2至图4）。
请参阅图5A和图5B，当按键52的键本体521的按压块5211顶面被按压于中心部位时，按键52相对于框架3而铅直向下移动，且延伸部513容置于凹陷部5213中，以避免按键52的按压块5211与延伸部513相互干涉。藉此，使键本体521的抵压柱5212压迫金属弹片41变形抵接于电路薄膜21，进而令电路薄膜21的电路导通。而有关电路薄膜21的电路导通态样如同以上所述，在此不加以赘述。
请参阅图6A至图8B，当按键52的键本体521的按压块5211顶面被按压于非中心部位时，距离按键52被按压部位最远的挡止部522区块顶抵于其相对应的框架3限位部34而用以作为至少一支点，以使按键52被按压的部位能以支点为中心而转动，使键本体521的抵压柱5212压迫金属弹片41变形抵接于电路薄膜21，进而令电路薄膜21的电路导通。
更详细地说，上述按键52的按压情况可依据支点形成的多寡而可大致分为单支点按压（如图6A至图7C）与多支点按压（如图8A和图8B）。
若就单支点按压来说，请参阅图6A至图6C，当使用者按压于按键52按压块5211远离延伸部513的角落时（如图6A中的按压块5211左侧角落），按键52被按压的部位的对角位置的挡止片5221（如图6B中的右侧挡止片5221）顶抵于框架3支撑壁342而用以作为支点，以使按键52的按压块5211被按压的部位能以支点为中心而转动，使键本体521的抵压柱5212压迫金属弹片41变形抵接于电路薄膜21，进而使电路薄膜21的电路导通。
再者，请参阅图7A至图7C，当使用者按压于按键52按压块5211邻近延伸部513的角落时（如图7A中的按压块5211右侧角落），按键52被按压的部位的对角位置的挡止片5221（如图7B中的左侧挡止片5221）顶抵于框架3支撑壁342而用以作为支点，以使按键52被按压的部位能以支点为中心而转动，使键本体521的抵压柱5212压迫金属弹片41变形抵接于电路薄膜21，进而使电路薄膜21的电路导通。
其中，在按键52的按压块5211被按压部位（即按键52邻近延伸部513的角落）转动的过程中，由于按键52的按压块5211形成有凹陷部5213，使得延伸部513能容置于凹陷部5213中，进而避免按键52的按压块5211与延伸部513相互干涉而无法转动。
换个角度来看，若按键52没有形成凹陷部5213，则当使用者按压于按压块5211邻近延伸部513的部位时，按压块5211将受到延伸部513挡止，而使按压块5211被按压的部位无法下沉或转动，进而使按键52无法压迫金属弹片41。
若就双支点按压来说，请参阅图8A和图8B所示，当使用者按压于按键52按压块5211任两个相邻角落之间的部位时（如图8A中的按压块5211右方角落与下方角落之间的右下侧部位），按键52的按压块5211被按压的部位的两个斜对向位置（如图8A中的左侧与上侧）的挡止片5221顶抵于相对应的框架3支撑壁342而用以作为两支点，以使按键52的按压块5211被按压的部位能以该两个支点为中心而转动，使键本体521的抵压柱5212压迫金属弹片41变形抵接于电路薄膜21，进而使电路薄膜21的电路导通。
综合来说，当至少一个支点为邻近延伸部513的挡止片5221与支撑壁342所定义时，在按键52的按压块5211被按压部位转动的过程中，由于按键52的按压块5211形成有凹陷部5213，使得延伸部513能容置于凹陷部5213中，进而避免按键52的按压块5211与延伸部513相互干涉而无法转动。
此外，在符合上述支点转动设计的情况下，所述按键52的挡止部522也能设计为如图9所示的环形挡止片5221，进一步地说，按压块5211底部外缘在形成有凹陷部5213的部位之外区块，其向外突出延伸形成有上述环形挡止片5221。而环形挡止片5221所对应的框架3部位及定位片体51部位各形成能供环形挡止片5221移动通过的构造。
再者，本实施例的凹陷部5213设计精神在于提供延伸部513容置于其内，藉以避免按键52被按压时，按键52的按压块5211与延伸部513相互干涉。换言之，只要能符合上述设计精神，凹陷部5213也能形成图2以外的态样，在此不加以限制。举例来说，凹陷部5213可形成如图10的态样，凹陷部5213大致呈斜槽状，且凹陷部5213的斜面设计对应于按键52被按压时的延伸部513倾斜程度。
[第二实施例]
请参阅图11所示，其为本发明的第二实施例，本实施例与第一实施例类似，相同处则不再复述，而两者的差异主要在于定位片体51及其相对应的按键52构造。
具体来说，本实施例的定位片体51是以较为软性的材质所制成，如：聚胺脂胶粒（Thermoplastic Polyurethane，TPU）、橡胶（Rubber）、或其他特性相近的软材质，但不受限于此。因此，定位片体51的连接部512较不适合仅由一侧的延伸部513连接于安装部511。换言之，若以开孔方式形成连接部512，则连接部512与安装部511之间的延伸部513需要多处相连。
更详细地说，本实施例的定位片体51是以延伸部513相连于连接部512的四边与安装部511的四边为例，并且按键52的按压块5211底部则形成对应于上述延伸部513的凹陷部5213，但定位片体51与按压块5211的具体构造不局限于此。
[本发明实施例的可能效果]
综合来说，本发明实施例所提供的薄型按键结构透过支点转动设计，使按键被按压部位的下沉距离不会受到使用者的施力位置不同而有大幅地变化，进而确保弹性件与电路模块间的抵接。再者，按键通过形成有凹陷部，使得当使用者按压于按压块邻近延伸部的部位时，延伸部能容置于凹陷部中，进而避免按键的按压块与延伸部相互干涉而无法转动。
另，本实施例的定位片体是对应于单颗按键为单位作一介绍，但在相同的原理下，定位片体能形成对应多个按键的单片状构造，藉以同时应用于多个按键，进而达到快速组装与降低成本等效果。
以上所述仅为本发明的优选可行实施例，其并非用以局限本发明的专利范围，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种薄型按键结构，其特征在于，所述薄型按键结构包括：
一电路模块；
一框架，所述框架设置于所述电路模块上且包围界定有一容置空间，而所述框架的内缘凹设有一限位部；
一弹性件，所述弹性件设置于所述电路模块上且容置于所述框架的容置空间内；以及
一按压模块，所述按压模块包含：
一定位片体，所述定位片体具有一安装部、一连接部、及一相连于所述安装部与所述连接部之间的延伸部，所述安装部设置于所述框架上，所述连接部与所述延伸部能相对于所述安装部产生位移；及
一按键，所述按键包含有一键本体及自所述键本体的周缘突出延伸的一挡止部，所述键本体固定于所述定位片体的连接部且位于所述弹性件的上方，所述键本体的对应于所述延伸部的部位凹设形成有一凹陷部，所述键本体通过所述凹陷部而与所述延伸部呈间隔地设置，所述挡止部能活动地容置于所述限位部所包围的空间；
其中，当所述按键的键本体被按压于非中心部位时，距离所述按键被按压的部位最远的挡止部的区块顶抵于与所述挡止部相对应的所述框架的限位部而用以作为至少一支点，以使所述按键被按压的部位能以所述支点为中心而转动，使所述键本体压迫所述弹性件变形而使所述弹性件抵接于所述电路模块。
2.根据权利要求1所述的薄型按键结构，其特征在于，所述框架具有一支撑体与一外框体，所述支撑体设置于所述电路模块上，所述外框体位于所述支撑体上，且所述定位片体的安装部夹设于所述支撑体与所述外框体之间。
3.根据权利要求1所述的薄型按键结构，其特征在于，所述框架具有一支撑体以及一外框体，所述支撑体设置于所述电路模块上，所述外框体位于所述支撑体上，所述定位片体的安装部夹设于所述支撑体与所述电路模块之间，并且所述安装部与所述连接部相距有一高度差。
4.根据权利要求2或3所述的薄型按键结构，其特征在于，所述定位片体的安装部的内缘轮廓与所述框架的支撑体的内缘轮廓及所述外框体的内缘轮廓切齐。
5.根据权利要求1所述的薄型按键结构，其特征在于，所述键本体包含一方块状的按压块及自所述按压块的底部突出形成的一抵压柱，所述按压块固定于所述定位片体的连接部，所述抵压柱穿出所述连接部，且所述挡止部为分别自所述按压块的四个角落所突出延伸形成的四个挡止片，所述限位部为四个限位槽，且所述限位槽分别自所述框架的内缘凹设而形成且所述限位槽的位置对应于所述挡止片，所述挡止片分别能活动地容置于所述限位槽内。
6.根据权利要求5所述的薄型按键结构，其特征在于，所述凹陷部位于所述按压块的底部的相邻两个角落之间，且所述凹陷部是由所述按压块的底部外缘朝内凹设而形成且未接触于所述抵压柱。
7.根据权利要求6所述的薄型按键结构，其特征在于，所述按键的凹陷部位于所述容置空间内且未超出于所述框架的远离所述电路模块的表面之外。
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