CN109036926B - 键盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种键盘，其包括按键、开关电路板、弹性盖以及密封元件。开关电路板具有一开孔区域，而弹性盖设置于开关电路板上且覆盖开孔区域，以避免外来液体进入开关电路板内。密封元件设置于开关电路板的侧壁，使开关电路板以及弹性盖之间形成一密封区域。当位于密封区域中的内部气体的的体积变化时，弹性盖进行膨胀或收缩，使开关电路板不因内部气体的体积变化而形变。

Description

键盘

技术领域

本发明涉及一种输入装置，尤其涉及包含有多个按键结构的键盘。

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。其中，较为常见的是一种包含有多个按键结构的键盘。

接下来说明键盘中的按键结构的架构，以包含有剪刀式连接元件的按键结构为例说明。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。

剪刀式连接元件12位于底板15以及按键帽11之间且分别连接二者。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，而薄膜开关电路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。

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。

另外，为了避免外来液体进入薄膜开关电路内部所造成的短路情形，会将薄膜开关电路中设计为密封的结构，以具有防水功能。然而，密封的薄膜开关电路中存在有内部气体，其内部气体会因应气温变化而膨胀及收缩。当气温升高时，内部气体的体积增加，造成薄膜开关电路中的按键接点不易导通。反之，当气温降低时，内部气体的体积减少，造成薄膜开关电路中的按键接点容易接触而导通。因此，某些制造厂会于薄膜开关电路中设置有逃气道，以排出内部气体，而避免影响薄膜开关电路的导通。然而，亦由于逃气道的设置，使得薄膜开关电路不再密封，而难以防水。

因此，需要一种可具备防水功能且克服导通误动作的键盘。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可具备防水功能且克服导通误动作的键盘。

于一较佳实施例中，本发明提供一种键盘，包括多个按键、一开关电路板、一弹性盖以及一密封元件。该多个按键显露于该键盘之外，该开关电路板位于该多个按键的下方，用以被该多个按键触发，而产生相对应的一按键信号，该开关电路板具有一开孔区域。该弹性盖设置于该开关电路板上且覆盖该开孔区域，用以避免一外来液体进入该开关电路板内。该密封元件设置于该开关电路板的侧壁，使该开关电路板以及该弹性盖之间形成一密封区域，且可避免该外来液体进入该开关电路板内；其中，当位于该密封区域中的一内部气体的体积增加时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而膨胀，而当该内部气体的体积减少时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而收缩。

简言之，本发明键盘设置弹性盖于开关电路板上，而不设置逃气道于开关电路板中，以维持开关电路板的内部为密封区域，故本发明键盘具有防水功能。当气温变化时，位于开关电路板内部的内部气体的体积随之变化，使得弹性盖因应内部气体的体积变化以及本身的弹性而进行膨胀或收缩，以维持开关电路板中的第一接点与第二接点之间的距离，因此可解决按键接点不易导通或容易发生误动作的问题。

附图说明

图1为现有按键结构的剖面侧视示意图。

图2为本发明键盘于第一较佳实施例中的外观结构示意图。

图3为本发明键盘于第一较佳实施例中的局部结构分解示意图。

图4为本发明键盘于第一较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。

图5为本发明键盘的弹性盖于第一较佳实施例中发生膨胀的局部结构剖面侧视示意图。

图6为本发明键盘的弹性盖于第一较佳实施例中发生收缩的局部结构剖面侧视示意图。

图7为本发明键盘于第二较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。

图8为本发明键盘于第三较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。

图9为本发明键盘的弹性盖于第三较佳实施例中发生膨胀的局部结构剖面侧视示意图。

【符号说明】

1 按键结构

2、3、4 键盘

11、201 按键帽

12、202 剪刀式连接元件

13 弹性橡胶体

14 薄膜开关电路

15、21 底板

20、20’、30’、40’ 按键

22、32、42 开关电路板

23、33、43 弹性盖

24 密封元件

25、45 密封区域

121 第一框架

122 第二框架

203、303、403 弹性元件

204、304、404 平衡杆

220、320、420 开孔区域

221、321、421 上线路板

222、322、422 下线路板

223、323、423 隔离层

224、324、424 按键接点

431 排气细孔

2211、3222、4211 第一开孔

2212、3211、4212 第一接点

2221、3221、4221 第二接点

2231、3231、4231 第二开孔

2232、3232、4232第三开孔

A 外来液体

L 按键的长度

W 按键的宽度

具体实施方式

鉴于现有技术的问题，本发明提供一种可解决现有技术问题的键盘。首先说明本发明键盘的结构，请参阅图2，其为本发明键盘于第一较佳实施例中的外观结构示意图。首先说明本发明键盘的结构，请参阅图6，其为本发明键盘于一较佳实施例中的外观结构示意图。本发明键盘2包括多个按键20、20’，其显露于键盘2之外，多个所述按键20、20’可供使用者以手指触压而产生相对应的信号予连接于键盘2的电脑(未显示于图中)，使电脑执行被触压的按键功能。其中，按键20的长度略大于其宽度，而按键20’的长度L则远大于其宽度W，故按键20’俗称为倍数键。

接下来说明本发明键盘2的内部结构，以按键20’为例说明。请参阅图3，其为本发明键盘于一较佳实施例中的局部结构分解示意图。键盘2除了多个按键20、20’的外还包括底板21、开关电路板22、弹性盖23以及密封元件24，底板21设置于按键20’的下方，其可连接按键20’。开关电路板22位于按键20’以及底板21之间，其功能为被按键20’触发而输出相对应的按键信号，且开关电路板22的开孔区域220显露于外。弹性盖23设置于开关电路板22上且对应于开孔区域220，弹性盖23覆盖相对应的开孔区域220，以避免外来液体A(请参照图4)进入开关电路板22内。密封元件24设置于开关电路板22的侧壁，使开关电路板22以及弹性盖23之间形成密封区域25(请参照图4)，且可避免外来液体A进入开关电路板22内。

键盘2中，每一按键20’包括有按键帽201、至少一剪刀式连接元件202、弹性元件203以及多个平衡杆204。剪刀式连接元件202连接于相对应的按键帽201以及底板21，其可固定按键帽201于底板21上，且使按键帽201相对于底板21移动。弹性元件203位于相对应的按键帽201以及开关电路板22之间，其功能为被相对应的按键帽201推抵而抵顶开关电路板22。而多个平衡杆204连接于相对应的按键帽201以及底板21，其功能为摆动而辅助按键帽201的移动，以提升按键帽201的移动稳定度。于本较佳实施例中，底板21以及多个平衡杆204以金属材料制成，而弹性元件203为弹性橡胶体，而剪刀式连接元件202以塑胶材料所制成。

请同时参阅图3以及图4，图4为本发明键盘于一较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。开关电路板22包括上线路板221、下线路板222、隔离层223以及按键接点224，上线路板221包括第一开孔2211以及第一接点2212，下线路板222位于上线路板221的下方，且其具有对应于第一接点2212的第二接点2221。隔离层223位于上线路板221以及下线路板222之间，且隔离层223包括第二开孔2231以及第三开孔2232，其中，第一开孔2211以及第二开孔2231共同形成开孔区域220，而第一接点2212、第二接点2221以及第三开孔2232共同形成按键接点224。于本较佳实施例中，开关电路板22为薄膜开关电路，而密封元件24为防水胶。

另一方面，密封元件24包覆上线路板221的侧壁、隔离层223的侧壁以及下线路板222的侧壁而设置于开关电路板22的侧壁上。开关电路板22中，上线路板221、下线路板222以及隔离层223之间皆存在有气体，而于密封元件24设置于开关电路板22的侧壁之后，该气体仍存在于开关电路板22的密封区域25内。由图4可看出，弹性盖23由上线路板221的上方覆盖第一开孔2211，且弹性盖23通过热压或贴合等方式固定于上线路板221上，由此可确保外来液体A不会进入开关电路板22的密封区域25。于本较佳实施例中，弹性盖23以硅橡胶(Silicone Rubber)材料所制成，其仅为例示之用，而非以此为限。

接下来说明按键20’被触压的运作情形：当使用者触压任一按键20’的按键帽201时，按键帽201相对于底板21往下移动，使得剪刀式连接元件202以及平衡杆204被推抵而摆动，且往下移动的按键帽201推抵弹性元件203。弹性元件203被抵顶而发生形变且触压开关电路板22的按键接点224。其中，当弹性元件203按键接点224中的第一接点2212时，第一接点2212伸入第三开孔2232内而与相对应的第二接点2221接触，使第一接点2212与第二接点2221导通，亦即按键接点224被触发，以产生相对应的按键信号。而当使用者不再触压按键20’时，其按键帽201会因应弹性元件203由形变状态恢复所产生的弹性力而相对于底板21往上移动，以带动剪刀式连接元件202以及平衡杆204摆动而由叠合状态恢复为开合状态，且按键帽201会恢复至被触压前的位置。

请同时参阅图4以及图5，图5为本发明键盘的弹性盖于第一较佳实施例中发生膨胀的局部结构剖面侧视示意图。当气温升高时，开关电路板22的密封区域25的内部气体受热而膨胀，由于弹性盖23以及密封元件24的设置，使得内部气体不会被排出，且内部气体的体积增加，故上线路板221、下线路板222以及隔离层223会因内部气体的体积增加而发生形变，亦即上线路板221与下线路板222之间的距离增大。另一方面，弹性盖23因应内部气体的体积增加以及本身的弹性，弹性盖23发生膨胀，以增加密封区域25的空间，而可容纳体积增加的内部气体于其中，如图5所示。通过弹性盖23的设置，可避免上线路板221、下线路板222以及隔离层223发生形变，以维持第一接点2212与第二接点2221之间的距离，故可解决按键接点不易导通的问题。

请同时参阅图4以及图6，图6为本发明键盘的弹性盖于第一较佳实施例中发生收缩的局部结构剖面侧视示意图。当气温降低时，开关电路板22的密封区域25的内部气体因冷却而收缩，使得内部气体的体积减少，故上线路板221、下线路板222以及隔离层223会因内部气体的体积增加而发生形变，亦即上线路板221与下线路板222之间的距离缩小。另一方面，弹性盖23因应内部气体的体积减少以及本身的弹性，弹性盖23发生收缩，以减少密封区域25的空间，由此可补偿开关电路板22的形变，如图6所示。因此，弹性盖23的设置可避免上线路板221、下线路板222以及隔离层223发生形变，以维持第一接点2212与第二接点2221之间的距离，故可解决按键接点容易误触而发生误动作的问题。

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7，其为本发明键盘于第二较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。键盘3包括按键30’、底板(未显示于图中)、开关电路板32、弹性盖33以及密封元件，按键30’包括有按键帽(未显示于图中)、剪刀式连接元件(未显示于图中)、弹性元件303以及多个平衡杆(未显示于图中)，本较佳实施例的键盘3中的各元件的结构以及功能大致上与上述第一较佳实施例相同，而不再赘述。该两者之间的不同之处在于，开关电路板32的结构以及弹性盖33的设置方式。

图7中，开关电路板32包括上线路板321、下线路板322、隔离层323以及按键接点324，上线路板321具有第一接点3211，下线路板322具有对应于第一接点3211的第二接点3221以及第一开孔3222。隔离层323位于上线路板321以及下线路板322之间，且隔离层323包括第二开孔3231以及第三开孔3232，其中，第一接点3211、第二接点3221以及第三开孔3232共同形成按键接点324，而第一开孔3222以及第二开孔3231共同形成开孔区域320，亦即开孔区域320位于开关电路板32的下表面上。由图7可看出，弹性盖33由下线路板322的下方覆盖第一开孔3222，且弹性盖33通过防水胶而固定于下线路板322上。而弹性盖33的运作情形与上述第一较佳实施例相同，故不再赘述。

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8，其为本发明键盘于第三较佳实施例中的局部结构剖面侧视示意图。键盘4包括按键40’、底板(未显示于图中)、开关电路板42、弹性盖43以及密封元件，且按键40’包括有按键帽(未显示于图中)、剪刀式连接元件(未显示于图中)、弹性元件403以及多个平衡杆(未显示于图中)。开关电路板42包括上线路板421、下线路板422、隔离层423以及按键接点424，上线路板421包括第一开孔4211以及第一接点4212，下线路板422具有对应于第一接点4212的第二接点4221。隔离层423位于上线路板421以及下线路板422之间，且隔离层423包括第二开孔4231以及第三开孔4232，其中，第一开孔4211以及第二开孔4231共同形成开孔区域420，而第一接点4212、第二接点4221以及第三开孔4232共同形成按键接点424。本较佳实施例的键盘4中的各元件的结构以及功能大致上与上述第一较佳实施例相同，而不再赘述。该两者之间的不同之处在于，弹性盖43的结构。

请同时参阅图8以及图9，图9为本发明键盘的弹性盖于第三较佳实施例中发生膨胀的局部结构剖面侧视示意图。弹性盖43具有排气细孔431，贯穿弹性盖43，于内部气体的体积未超过预设的临界值时，排气细孔431因应弹性盖43的弹性而被覆盖，亦即排气细孔431处于关闭状态，如图8所示。当气温剧烈升高时，开关电路板42的密封区域45的内部气体受热而膨胀，使得内部气体的体积剧烈增加，故上线路板421、下线路板422以及隔离层423会因内部气体的体积增加而发生形变。另一方面，弹性盖43因应内部气体的体积增加以及本身的弹性，弹性盖43发生膨胀。当内部气体增加的体积至超过临界值时，弹性盖43因应其弹性以及该内部气体的体积而再度膨胀，弹性盖43中接近于排气细孔431的区域被撑开，以开启排气细孔431，如图9所示。

由此，内部气体可经由排气细孔431而被排出于密封区域45。当内部气体持续被排出，且内部气体的体积减少至未超过临界值时，排气细孔431则被关闭，此时，弹性盖43的功能则与图5中弹性盖23相同。需特别说明的是，本较佳实施例中的弹性盖43可提供泄气阀的功能，以提升补偿开关电路板42发生形变的能力。而于排气细孔431被开启的过程中，由于开关电路板42内部的压力大于开关电路板42外部的压力，故外来液体亦无法由排气细孔431进入开关电路板42内。因此，具有排气细孔431的弹性盖43仍然具有防水功能。

需特别说明的是，本发明键盘中的开关电路板并非限定上述三层的形式，弹性盖亦可应用于二层的形式的开关电路板。此外，本发明仅公开弹性盖设置于开关电路板的上线路板以及下线路板上，其仅为例示之用，并非以此为限。例如：弹性盖亦可设置于隔离层上，且弹性盖穿过上线路板的第一开孔，如此结构亦可于开关电路板内形成密封区域。同理，弹性盖亦可以倒置方式设置于隔离层上，且弹性盖穿过下线路板的第一开孔，以于开关电路板内形成密封区域。

根据上述可知，本发明键盘设置弹性盖于开关电路板上，而不设置逃气道于开关电路板中，以维持开关电路板的内部为密封区域，故本发明键盘具有防水功能。当气温变化时，位于开关电路板内部的内部气体的体积随的变化，使得弹性盖因应内部气体的体积变化以及本身的弹性而进行膨胀或收缩，以维持开关电路板中的第一接点与第二接点之间的距离，因此可解决按键接点不易导通或容易发生误动作的问题。

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权利要求，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，均应包含于本案的权利要求内。

Claims (8)

1.一种键盘，其特征在于，包括：

多个按键，显露于该键盘之外；

一开关电路板，位于多个所述按键的下方，用以被多个所述按键触发，而产生相对应的一按键信号，该开关电路板具有一开孔区域；

一弹性盖，设置于该开关电路板上且覆盖该开孔区域，用以避免一外来液体进入该开关电路板内；以及

一密封元件，设置于该开关电路板的侧壁，使该开关电路板以及该弹性盖之间形成一密封区域，且可避免该外来液体进入该开关电路板内；其中，当位于该密封区域中的一内部气体的体积增加时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而膨胀，而当该内部气体的体积减少时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而收缩；其中，该开关电路板包括：

一上线路板，包括一第一开孔以及一第一接点；

一下线路板，位于该上线路板的下方，且具有对应于该第一接点的一第二接点；以及

一隔离层，位于该上线路板以及该下线路板之间，且包括一第二开孔以及一第三开孔，该第一开孔以及该第二开孔共同形成该开孔区域，而该第一接点、该第二接点以及该第三开孔共同形成一按键接点。

2.如权利要求1所述的键盘，其中，该密封元件包覆该上线路板的侧壁、该隔离层的侧壁以及该下线路板的侧壁而设置于该开关电路板的侧壁上，而该密封元件为一防水胶。

3.如权利要求1所述的键盘，其中，该弹性盖由该上线路板的上方覆盖该第一开孔，且该弹性盖通过热压方式或贴合方式而固定于该上线路板上。

4.如权利要求1所述的键盘，其中，该弹性盖还包括一排气细孔，贯穿该弹性盖，用以于该内部气体的体积至超过一临界值时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而膨胀，且该排气细孔被开启，使该内部气体经由该排气细孔而被排出于该密封区域；其中，该内部气体的体积未超过该临界值时，因应该弹性盖的弹性，该排气细孔处于一关闭状态。

5.如权利要求1所述的键盘，其中该弹性盖以硅橡胶材料所制成。

6.如权利要求1所述的键盘，还包括一底板，设置于该开关电路板的下方且连接于多个所述按键，用以承载多个所述按键以及该开关电路板。

7.如权利要求6所述的键盘，其中，该按键包括：

一按键帽，显露于该键盘之外；

一剪刀式连接元件，连接于该按键帽以及该底板，用以固定该按键帽于该底板上，且使该按键帽相对于该底板移动；以及

一弹性元件，位于该按键帽以及该开关电路板之间且对应于该按键接点，用以被该按键帽推抵而抵顶该开关电路板；其中，当该弹性元件不再被该按键帽推抵时，该弹性元件提供一弹性力予该按键帽。

8.一种键盘，其特征在于，包括：

多个按键，显露于该键盘之外；

一开关电路板，位于多个所述按键的下方，用以被多个所述按键触发，而产生相对应的一按键信号，该开关电路板具有一开孔区域；

一弹性盖，设置于该开关电路板上且覆盖该开孔区域，用以避免一外来液体进入该开关电路板内；以及

一密封元件，设置于该开关电路板的侧壁，使该开关电路板以及该弹性盖之间形成一密封区域，且可避免该外来液体进入该开关电路板内；其中，当位于该密封区域中的一内部气体的体积增加时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而膨胀，而当该内部气体的体积减少时，该弹性盖因应其弹性以及该内部气体的体积而收缩；其中，该开关电路板包括：

一下线路板，具有一第一开孔以及一第二接点；

一上线路板，位于该下线路板的上方，且具有对应于该第二接点的一第一接点；以及

一隔离层，位于该上线路板以及该下线路板之间，且包括一第二开孔以及一第三开孔，该第一开孔以及该第二开孔形成该开孔区域，而该第一接点、该第二接点以及该第三开孔共同形成一按键接点；以及该弹性盖由该下线路板的下方覆盖该第一开孔，且该弹性盖通过一防水胶而固定于该下线路板上。

Images