CN108346536A - 按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种按键结构，包括电路板、壳体、第一金属件、第二金属件、按键帽以及位于壳体内的导电弹片，且第一金属件以及第二金属件分别电性连接于电路板。壳体设置于电路板上，而按键帽被固定于壳体上。当按键帽被触压时，按键帽抵顶导电弹片的第一端，使导电弹片相对于壳体摆动，而导电弹片的第二端则撞击第二金属件，以触发按键结构。同时，撞击第二金属件可产生碰撞声响。

Description

按键结构

技术领域

本发明涉及一种按键结构，尤其涉及机械式按键结构。

背景技术

常见的电脑周边输入装置包括鼠标、键盘以及轨迹球等，其中键盘可直接键入文字以及符号予电脑，因此相当受到使用者以及输入装置厂商的重视。

接下来说明键盘中的按键结构的架构。请参阅图1，其为现有按键结构的剖面侧视示意图。现有按键结构1包括按键帽11、剪刀式连接元件12、弹性橡胶体13、薄膜开关电路14以及底板15，且底板15用以承载第二按键帽11、剪刀式连接元件12、弹性橡胶体13以及薄膜开关电路14。其中剪刀式连接元件12用以连接底板15与按键帽11。

薄膜开关电路14具有多个按键接点(未显示于图中)。该按键接点于被触发时输出相对应的按键信号。弹性橡胶体13设置于薄膜开关电路14上且一个弹性橡胶体13对应于一个按键接点，当弹性橡胶体13被触压时，弹性橡胶体13发生形变且触压薄膜开关电路14中相对应的按键接点而产生按键信号。

剪刀式连接元件12位于底板15以及按键帽11之间且分别连接两者。剪刀式连接元件12包括第一框架121以及第二框架122。第一框架121的第一端连接于按键帽11，而第一框架121的第二端则连接于底板15。弹性橡胶体13被剪刀式连接元件12环绕。此外，第一框架121包括第一按键帽轴柱1211以及第一底板轴柱1212。第一框架121通过第一按键帽轴柱1211而连接于按键帽11，且利用第一底板轴柱1212而连接于底板15。而第二框架122与第一框架121结合，且第二框架122的第一端连接于底板15，第二框架122的第二端则连接于按键帽11。其中，第二框架122包括第二按键帽轴柱1221以及第二底板轴柱1222。第二框架122通过其第二按键帽轴柱1221而连接于按键帽11，且利用第二底板轴柱1222而连接于底板15。

接下来说明现有按键结构1被使用者触压的运作情形。图1中，当使用者触压按键帽11时，按键帽11受力而推抵剪刀式连接元件12使其运动，故按键帽11可相对于底板15往下移动且触压相对应的弹性橡胶体13。此时，弹性橡胶体13发生形变且触压薄膜开关电路14以触发薄膜开关电路14的按键接点，使得薄膜开关电路14输出相对应的按键信号。而当使用者停止触压按键帽11时，按键帽11不再受力而停止触压弹性橡胶体13，使得弹性橡胶体13因应其弹性而恢复原状，同时提供往上的弹性恢复力，按键帽11因此而被推回被触压之前的位置。然而，现有按键结构1无法提供使用者已触压按键的回馈感。

因应科技的进步，市面上推出一种机械式按键结构。请参阅图2，其为现有机械式按键结构的结构爆炸示意图。现有机械式按键结构2包括按键帽(未显示于图中)、底座21、上盖22、推抵件23、连动件24、第一弹片25、第二弹片26以及电路板(未显示于图中)，上盖22覆盖底座21，且上盖22具有上盖开孔221，连动件24设置于底座21的中央处且可相对于底座21上下移动。第一弹片25设置于底座21上且接近于底座21的侧壁，而第二弹片26设置于底座21上且位于连动件24与第一弹片25之间。推抵件23与连动件24而与其共同被设置于底座21上，推抵件23穿过上盖开孔221而可与按键帽结合。其中，第一弹片25与第二弹片26分别电性连接于电路板。

图2中，连动件24具有凸出部241，其由连动件24的侧壁往第一弹片25的方向延伸而形成。另一方面，第一弹片25包括固定部251以及弹动部252，固定部251被固定于底座21上，而弹动部252由固定部251延伸而形成，弹动部252可与连动件24的凸出部241接触而相对于固定部251移动。

当使用者触压按键帽时，按键帽往下推动推抵件23，使得与其连接的连动件24往下移动，此时，连动件24的凸出部241与弹动部252接触且沿弹动部252往下移动。于连动件24因应使用者的触压力而快速移动的过程中，连动件24会快速地通过弹动部252且其凸出部241推抵弹动部252，使弹动部252相对于固定部251移动而撞击第二弹片26，通过第一弹片25与第二弹片26的接触，电路板输出相对应的按键信号。于第一弹片25与第二弹片26接触的同时，会发生声响，以提供使用者确实已触压的回馈感。

由于机械式按键结构2于触压按键帽时会发出碰撞的声响，其可给予回馈感，故机械式按键结构2受到某些使用者的喜爱。然而，现有机械式按键结构2中，由于推抵件23与连动件24连接，故推抵件23必须设置有限制连动件24移动的限位结构，其将造成推抵件23与连动件24两者的厚度无法缩小，使得机械式按键结构2的体积无法有效地缩小。

因此，需要一种可兼具低厚度以及回馈感的按键结构。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可兼具低厚度以及回馈感的按键结构。

于一较佳实施例中，本发明提供一种按键结构，包括一电路板、一壳体、一第一金属件、一第二金属件、一金属弹性元件、一按键帽以及一导电弹片。该壳体设置于该电路板上，该壳体具有一阻挡结构。该第一金属件位于该壳体的一第一侧且穿过该壳体的底部而电性连接于该电路板，而该第二金属件位于该壳体的一第二侧且该第二金属件的一第一端伸入该壳体内。该金属弹性元件设置于该壳体内且连接于该第一金属件，该按键帽设置于该壳体上且可相对于该壳体移动，该按键帽具有一触发部，可伸入该壳体内且位于该金属弹性元件的上方。该导电弹片设置于该壳体内，且该导电弹片的一第一端且位于该触发部以及该金属弹性元件之间，当该导电弹片的该第一端被该触发部触压时，该导电弹片相对于该壳体摆动，使该导电弹片的一第二端经过该阻挡结构且撞击该第二金属件，以产生声响；其中，该导电弹片的该第二端呈现弯折形状而接近于该阻挡结构，且当该导电弹片的第二端经过该阻挡结构时，该导电弹片摆动的加速度可被提升。

简言之，本发明按键结构的优点和有益效果在于：本发明按键结构采用无按键接点的电路板(亦即非薄膜开关电路)，且通过第一金属件以及第二金属件分别电性连接于电路板。而于电路板上方设置壳体，且设置弹性元件于壳体内，因此可设置按键帽于壳体上方。于壳体内设置导电弹片，当按键帽被触压时，按键帽的触发部可抵顶导电弹片的第一端，使导电弹片相对于壳体摆动，而导电弹片的第二端则撞击第二金属件，以建立第一金属件以及第二金属件之间的电性连接。同时，撞击第二金属件可产生碰撞声响，以提供使用者确实按压的回馈感。另一方面，由于本发明按键结构并非采用机械式按键结构的推抵件以及连动件的触发结构，故可降低按键结构的厚度，而解决现有技术的问题。

附图说明

图1为现有按键结构的结构侧视示意图。

图2为现有机械式按键结构的结构剖面侧视示意图。

图3为本发明按键结构于第一较佳实施例中的结构剖面侧视示意图。

图4为本发明按键结构于第一较佳实施例中被触压的结构剖面侧视示意图。

图5为本发明按键结构于第二较佳实施例中的结构剖面侧视示意图。

图6为本发明按键结构于第三较佳实施例中的结构剖面侧视示意图。

附图标记说明：

1、3、4、5 按键结构

2 机械式按键结构

11、21、35、45、55 按键帽

12 剪刀式连接元件

13 弹性橡胶体

14 薄膜开关电路

15、25 底板

21 底座

22 上盖

23 推抵件

24 连动件

25 第一弹片

26 第二弹片

30、40、50 电路板

31、41、51 壳体

32、42、52 第一金属件

33、43、53 第二金属件

34、44、54 金属弹性元件

36、46、56 导电弹片

37、47、57 弹性元件

48 支撑结构

58 发光元件

121 第一框架

122 第二框架

241 凸出部

251 固定部

252 弹动部

311、411、511 第一壳体开孔

312、412、512 第二壳体开孔

313、413、513 第一延伸壁

314、414、514 第二延伸壁

315、415、515 阻挡结构

351 触发部

352 固定凸块

361、461 导电弹片的第一端

362 导电弹片的第二端

516 转轴

1211 第一按键帽轴柱

1212 第一底板轴柱

1221 第二按键帽轴柱

1222 第二底板轴柱

B 光束

具体实施方式

本发明提供一种可解决现有技术问题的按键结构。请参阅图3，其为本发明按键结构于第一较佳实施例中的结构剖面侧视示意图。按键结构3包括电路板30、壳体31、第一金属件32、第二金属件33、金属弹性元件34、按键帽35、导电弹片36以及弹性元件37，壳体31设置于电路板30上，且壳体31包括第一壳体开孔311、第二壳体开孔312、第一延伸壁313、第二延伸壁314以及阻挡结构315。第一金属件32位于壳体31的第一侧且穿过壳体31的底部而电性连接于电路板30，第二金属件33位于壳体31的第二侧且第二金属件33的第一端伸入壳体31内，且第二金属件33的第二端穿过壳体31的底部且电性连接于电路板30。金属弹性元件34设置于壳体31内且连接于第一金属件32。于本较佳实施例中，电路板30为打印电路板(PCB)，金属弹性元件34为金属弹簧，而第一金属件32以及第二金属件33穿过电路板30且分别电性连接于电路板30。

图3中，按键帽35设置于壳体31上且可相对于壳体31上下移动，按键帽35包括触发部351以及固定凸块352，触发部351由按键帽35的内表面往下延伸而形成，触发部351可伸入壳体31的第二壳体开孔312内且位于金属弹性元件34的上方。固定凸块352设置于触发部351上，其可于触发部351伸入第二壳体开孔312的状态下与壳体31接触，而避免触发部351由第二壳体开孔312内脱出。换言之，按键帽35通过固定凸块352而被固定于壳体31上。其中，虽然触发部351以及固定凸块352的总宽度大于第二壳体开孔312，但于组装按键帽35于壳体31上的过程中，可因应按键帽35的材料弹性而使固定凸块352发生些微形变，使得触发部351以及固定凸块352可通过第二壳体开孔312。于触发部351以及固定凸块352通过第二壳体开孔312之后，固定凸块352则与壳体31接触而可阻止触发部351由第二壳体开孔312内脱出。

导电弹片36设置于壳体31内，且导电弹片36的第一端361且位于触发部351以及金属弹性元件34之间，当导电弹片36的第一端361被触发部351触压时，导电弹片36可相对于壳体31摆动，使导电弹片36的第二端362经过阻挡结构315且撞击第二金属件33，以产生碰撞声响。其中，导电弹片36的第二端362呈现弯折形状而接近于阻挡结构315，当导电弹片36的第二端362与阻挡结构315接触且经过阻挡结构315时，导电弹片36摆动的加速度可被提升，因此导电弹片36的第二端362撞击第二金属件33的力量亦可提升，故本发明按键结构3可提供较大音量的声响。于本较佳实施例中，导电弹片36以金属材料所制成，故可导电，且导电弹片36通过连接(例如焊接)导电弹片36的第一端361以及金属弹性元件34，而可被固定于壳体31内。因此，导电弹片36的第一端361位于触发部351以及金属弹性元件34之间。

壳体31中，第一壳体开孔311位于壳体31的上表面，第二壳体开孔312亦位于壳体31的上表面，且位于第一壳体开孔311的一侧，第二壳体开孔312可供触发部351穿过。第一延伸壁313壳体31往内延伸而形成，且接近于第一壳体开孔311，其可于导电弹片36摆动时与导电弹片36接触，而辅助导电弹片36的第二端362往阻挡结构315的方向摆动。第二延伸壁314壳体31往内延伸而形成且接近于壳体31的第二侧，而阻挡结构315设置于第二延伸壁314上。弹性元件37设置于壳体31内且伸出于第一壳体开孔311，而可与按键帽35的内表面接触，其可提供弹性力予按键帽35，使按键帽35相对于壳体31往上移动。于本较佳实施例中，弹性元件37为弹性塑胶体，而第一延伸壁313、第二延伸壁314以及阻挡结构315与壳体31一体成型，且以塑胶材料所制成。

接下来说明使用者触压本发明按键结构3的运作情形，请同时参阅图3以及图4，图4为本发明按键结构于第一较佳实施例中被触压的结构剖面侧视示意图。当使用者触压按键帽35时，按键帽35受力而相对于壳体31往下移动且抵顶弹性元件37，弹性元件37被按键帽37抵顶而发生形变。另一方面，触发件351随着按键帽35往下移动而抵顶导电弹片36的第一端361，导电弹片36的第一端361则抵顶金属弹性元件34，使金属弹性元件34变更为压缩状态。导电弹片36的第一端361往下移动，造成导电弹片36的第二端362往上翘起，亦即导电弹片36得以相对于壳体31摆动。于导电弹片36的摆动过程中，导电弹片36中接近于导电弹片36的第二端362的部分与第一延伸壁313接触，以辅助导电弹片36的第二端362往阻挡结构315的方向(图4中显示为顺时针方向)摆动。

当摆动的导电弹片36的第二端362的速度够快时，导电弹片36的第二端362与阻挡结构315接触且有足够的力量可经过阻挡结构315，此时，导电弹片36的第二端362与阻挡结构315之间所产生的摩擦力会提升导电弹片36摆动的加速度，亦即提升导电弹片36的第二端362摆动的力量，以提升使导电弹片36的第二端362撞击第二金属件33而产生的声响。其中，于导电弹片36的第二端362撞击第二金属件33的同时，第一金属件32可通过金属弹性元件34以及导电弹片36而与第二金属件33电性导通，因此按键结构3可输出一按键信号。

当使用者停止触压按键帽35时，按键帽35不再受力，使得被压缩的弹性元件37因应其弹性而由形变恢复原状，同时提供往上的弹性力予按键帽35，按键帽35因此被推回未触压之前的位置，亦即按键帽35完成复位。另一方面，触发件351亦停止抵顶导电弹片36的第一端361，金属弹性元件34因应其弹性而由形变恢复原状，同时提供往上的金属弹性力予导电弹片36的第一端361，使得导电弹片36恢复至摆动前的位置。

需特别说明的是，由于按键结构3的导通通过第一金属件32以及第二金属件33之间的导通所进行，故电路板30上不需设置有对应于按键帽35的按键接点，而弹性元件37内部亦不需设置有可触发按键接点的触发结构。

再者，本发明还提供与上述不同作法的第二较佳实施例。请参阅图5，其为本发明按键结构于第二较佳实施例中的结构剖面侧视示意图。按键结构4包括电路板40、壳体41、第一金属件42、第二金属件43、金属弹性元件44、按键帽45、导电弹片46、弹性元件47以及支撑结构48，且壳体41包括第一壳体开孔411、第二壳体开孔412、第一延伸壁413、第二延伸壁414以及阻挡结构415。按键结构4的各元件的结构以及功能大致上与前述较佳实施例相同，且相同的处不再赘述。本较佳实施例的按键结构4与前述较佳实施例的不同的处在于，按键结构4还包括支撑结构48。

由图5可知，支撑结构48设置于壳体41内，其可与导电弹片46接触而支撑导电弹片46，使导电弹片46被固定于壳体41内。由于导电弹片46通过支撑结构48而被固定，故导电弹片46的第一端461则可根据实际需求而选择是否连接于金属弹性元件44。换言之，无论导电弹片46的第一端461是否连接于金属弹性元件44，按键结构4皆可运作。当使用者触压按键帽45时，按键帽45受力而相对于壳体41往下移动，使得其他元件进行与上述较佳实施例相同的运作。其中，导电弹片46被支撑结构48固定于壳体41内，故导电弹片46可以支撑结构48为支点而进行相对于壳体41的摆动，使得导电弹片46的摆动更顺畅。至于按键帽45被触压的情形与前述较佳实施例为同理，故不再赘述。

需特别说明的是，本较佳实施例的按键结构可采用两种导电路径：第一，与前述较佳实施例相同：第一金属件42可通过金属弹性元件44以及导电弹片46而与第二金属件43电性导通。第二，第一金属件42可通过金属弹性元件44以及导电弹片46而与支撑结构48电性导通。其中，支撑结构48以金属材料所制成且穿过壳体41的底部而电性连接于电路板40，故可导电。而于此导电路径的作法中，第二金属件43则不需电性连接于电路板。

此外，本发明还提供与上述不同作法的第三较佳实施例。请参阅图6，其为本发明按键结构于第三较佳实施例中的结构剖面侧视示意图。按键结构5包括电路板50、壳体51、第一金属件52、第二金属件53、金属弹性元件54、按键帽55、导电弹片56、弹性元件57以及发光元件58，且壳体51包括第一壳体开孔511、第二壳体开孔512、第一延伸壁513、第二延伸壁514、阻挡结构515以及转轴516。按键结构5的各元件的结构以及功能大致上与前述较佳实施例相同，且相同之处不再赘述。本较佳实施例的按键结构5与前述较佳实施例的不同的处有二，第一，壳体51还包括转轴516。第二，按键结构5还包括发光元件58。

图6中，转轴516设置于第一延伸壁513上，而导电弹片56中接近于导电弹片56的第二端的部分可套设于转轴516上，以固定导电弹片56于壳体51内。因此，导电弹片56可以转轴516为轴心而进行相对于壳体51的摆动，转轴516亦可帮助导电弹片56的摆动更顺畅。

另外，发光元件58设置于壳体51内且电性连接于电路板50，其可产生光束B，光束B可投射至按键帽55，使按键帽55得以产生发光功

根据上述可知，本发明按键结构采用无按键接点的电路板(亦即非薄膜开关电路)，且通过第一金属件以及第二金属件分别电性连接于电路板。而于电路板上方设置壳体，且设置弹性元件于壳体内，因此可设置按键帽于壳体上方。于壳体内设置导电弹片，当按键帽被触压时，按键帽的触发部可抵顶导电弹片的第一端，使导电弹片相对于壳体摆动，而导电弹片的第二端则撞击第二金属件，以建立第一金属件以及第二金属件的间的电性连接。同时，撞击第二金属件可产生碰撞声响，以提供使用者确实按压的回馈感。另一方面，由于本发明按键结构并非采用机械式按键结构的推抵件以及连动件的触发结构，故可降低按键结构的厚度，而解决现有技术的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利范围，因此凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的申请保护范围内。

Claims (10)

1.一种按键结构，包括：

一电路板；

一壳体，设置于该电路板上，该壳体具有一阻挡结构；

一第一金属件，位于该壳体的一第一侧且穿过该壳体的底部而电性连接于该电路板；

一第二金属件，位于该壳体的一第二侧且该第二金属件的一第一端伸入该壳体内；

一金属弹性元件，设置于该壳体内且连接于该第一金属件；

一按键帽，设置于该壳体上且可相对于该壳体移动，该按键帽具有一触发部，可伸入该壳体内且位于该金属弹性元件的上方；以及

一导电弹片，设置于该壳体内，且该导电弹片的一第一端且位于该触发部以及该金属弹性元件之间，当该导电弹片的该第一端被该触发部触压时，该导电弹片相对于该壳体摆动，使该导电弹片的一第二端经过该阻挡结构且撞击该第二金属件，以产生声响；其中，该导电弹片的该第二端呈现弯折形状而接近于该阻挡结构，且当该导电弹片的第二端经过该阻挡结构时，该导电弹片摆动的加速度可被提升。

2.如权利要求1所述的按键结构，其中该导电弹片通过连接该导电弹片的该第一端以及该金属弹性元件，而被固定于该壳体内。

3.如权利要求1所述的按键结构，其中该壳体还包括：

一第一壳体开孔，位于该壳体的一上表面；

一第二壳体开孔，位于该壳体的该上表面，且可供该触发部穿过；

一第一延伸壁，由该壳体往内延伸而形成且接近于该第一壳体开孔，用以于该导电弹片摆动时与该导电弹片接触，而辅助该导电弹片的该第二端往该阻挡结构的方向摆动；以及

一第二延伸壁，由该壳体往内延伸而形成且接近于该壳体的该第二侧；其中，该阻挡结构设置于该第二延伸壁上。

4.如权利要求3所述的按键结构，其中该第一延伸壁、该第二延伸壁以及该阻挡结构与该壳体一体成型。

5.如权利要求3所述的按键结构，还包括一弹性元件，设置于该壳体内且伸出于该第一壳体开孔，而可与该按键帽接触，用以提供一弹性力予该按键帽，使该按键帽相对于该壳体移动；其中当该按键帽被触压而相对于该壳体移动时，该弹性元件被该按键帽抵顶而发生形变；而当该按键帽不再被触压时，该弹性元件因应该弹性力而由形变恢复，且施加该弹性力予该按键帽，使该按键帽复位。

6.如权利要求3所述的按键结构，其中该按键帽还包括一固定凸块，设置于该触发部上，用以与该壳体接触，而避免该触发部由该第二壳体开孔内脱出。

7.如权利要求3所述的按键结构，其中该第二金属件的一第二端穿过该壳体的底部且电性连接于该电路板，当该导电弹片的该第二端撞击该第二金属件时，该第一金属件通过该金属弹性元件以及该导电弹片而与该第二金属件电性导通，以输出一按键信号。

8.如权利要求3所述的按键结构，其中该壳体还包括一转轴，设置于该第一延伸壁上，该导电弹片套设于该转轴上，使该导电弹片被固定于该壳体内。

9.如权利要求1所述的按键结构，还包括一支撑结构，设置于该壳体内，用以与该导电弹片接触而支撑该导电弹片，使该导电弹片被固定于该壳体内。

10.如权利要求9所述的按键结构，其中该支撑结构穿过该壳体的底部且电性连接于该电路板，当该触发部与该导电弹片的该第一端接触，使该导电弹片的该第二端抵顶该金属弹性元件时，该第一金属件通过该金属弹性元件以及该导电弹片而与该支撑结构电性导通，以输出一按键信号。