CN110047682B - 键盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种键盘包含上底板、按键、下底板、连杆机构、驱动马达及辅助马达装置。下底板可滑动地设置于上底板下具有固定结构件。连杆机构连接于下底板的边侧且可活动地设置于上底板下。驱动马达驱动连杆机构以使得下底板相对于上底板滑动。辅助马达装置连接于下底板的底侧以驱动下底板相对于上底板滑动。当驱动马达驱动连杆机构滑动至收合位置时，连杆机构驱动下底板滑动至使固定结构件压迫按键的位置，使得按键下降至收合高度，进一步地缩减整体高度，从而有利于便携式电子装置的薄型化设计并且有效地解决先前技术所提到的键帽伤及显示荧幕的问题。

Description

键盘

技术领域

本发明涉及一种键盘，尤指一种使用驱动马达以及辅助马达装置驱动按键的键帽下降至收合高度的键盘。

背景技术

就目前的笔记型计算机的使用习惯而言，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。近来，由于笔记型计算机薄型化的趋势，应用于笔记型计算机上的键盘亦随之有薄型化的需求。

传统键盘采用将剪刀脚支撑装置与弹性体的组装结构设置于键帽与底板之间的按压设计，藉此，当键帽被使用者按压后，弹性体提供弹性回复力至键帽，以驱动键帽随着剪刀脚支撑装置的机构作动回复至按压前的位置。然而，由于上述剪刀脚支撑装置所采用的剪刀脚支撑件交叉枢接设计会导致按键需要较大的高度空间，故当笔记型计算机的上盖与下壳体收合时，为了避免设置于下壳体上的键帽伤及设置于上盖的显示荧幕，上盖与下壳体之间常保留有余隙以容置键帽，如此即会限制笔记型计算机的外观尺寸设计，而不利于笔记型计算机的薄型化设计。

为了解决上述问题，通常会额外在键盘的上底板下配置可相对上底板滑动且在对应每一按键的剪刀脚支撑件的位置形成有固定结构件的下底板、连接于下底板边侧的连杆机构，以及连接于连杆机构以提供滑动驱动力的驱动马达，藉此，当驱动马达经由连杆机构驱动下底板相对于上底板滑动至收合位置时，每一固定结构件就会推压相对应按键的剪刀脚支撑件向下枢转，使得键帽下沉以避免上述伤及显示荧幕的问题发生，然而，上述单边驱动设计往往会导致下底板在相对于上底板滑动的过程中出现偏转卡死的情况，从而造成键盘元件损坏以及在控制键帽升降上的诸多不便。

发明内容

鉴于现有技术的问题，本发明提供一种使用驱动马达以及辅助马达装置驱动按键的键帽下降至收合高度的键盘以解决上述问题。因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种按键，该按键包含：

上底板；

复数个按键，该复数个按键设置于该上底板上，每一按键包含：

键帽；以及

支撑装置，该支撑装置可活动地连接于该上底板以及该键帽，以使该键帽相对于该上底板上下移动；

下底板，该下底板可滑动地设置于该上底板下，该下底板对应每一按键的支撑装置的位置具有至少一个固定结构件；

连杆机构，该连杆机构连接于该下底板的第一边侧且可活动地设置于该上底板下以相对于该上底板在未收合位置以及收合位置之间滑动；

驱动马达，该驱动马达连接于该连杆机构，该驱动马达提供第一驱动力驱动该连杆机构相对于该上底板滑动，使得该下底板随着该连杆机构相对于该上底板滑动；以及

辅助马达装置，该辅助马达装置邻近于该下底板的第二边侧且连接于该下底板的底侧，该辅助马达装置提供第二驱动力驱动该下底板相对于该上底板滑动，该第二边侧与该第一边侧相对，该第二驱动力与该第一驱动力同向；

其中当该驱动马达提供该第一驱动力驱动该连杆机构从该未收合位置滑动至该收合位置时，该连杆机构驱动该下底板相对于该上底板滑动至使该至少一个固定结构件压迫该支撑装置的位置，使得该键帽下降至收合高度；

在该驱动马达经由该连杆机构驱动该下底板相对于该上底板滑动的过程中，该辅助马达装置提供该第二驱动力以辅助驱动该下底板相对于该上底板的滑动。

作为可选的技术方案，该支撑装置包含第一支撑件，该第一支撑件可活动地连接该键帽以及该上底板，以使该键帽随着该第一支撑件枢转而相对于该上底板上下移动。

作为可选的技术方案，该第一支撑件对应该固定结构件的位置具有抵接面结构，该固定结构件随着该下底板的滑动而沿着该抵接面结构滑动，以驱动该键帽相对于该上底板上下移动。

作为可选的技术方案，该抵接面结构为斜面结构且以厚度渐减的方式延伸形成。

作为可选的技术方案，该抵接面结构为曲面结构且以厚度渐减的方式延伸形成。

作为可选的技术方案，该驱动马达提供该第一驱动力的第一初始时间与该辅助马达装置提供该第二驱动力的第二初始时间之间具有时间差。

作为可选的技术方案，该辅助马达装置包含：

底座，该底座固定于该上底板下；

辅助马达，该辅助马达具有斜齿轮传动轴，该斜齿轮传动轴可转动地设置于该底座上；以及

活动板，该活动板可活动地设置于该底座上且可活动地连接于该下底板，该活动板上形成有斜齿条结构以与该斜齿轮传动轴啮合；

其中当该辅助马达提供该第二驱动力转动该斜齿轮传动轴时，该斜齿轮传动轴经由该斜齿条结构与该斜齿轮传动轴之间的啮合驱动该活动板在该底座上移动，以辅助驱动该下底板相对于该上底板的滑动。

作为可选的技术方案，该下底板具有凸柱，该活动板对应该凸柱的位置具有从动槽孔，该凸柱可活动地穿设于该从动槽孔，当该活动板在该底座上移动时，该从动槽孔经由该凸柱驱动该下底板相对于该上底板滑动。

作为可选的技术方案，该辅助马达装置连接于该下底板的位置与该第二边侧沿着该底侧所相距的距离介于该底侧的边长的三分之一至四分之一的范围内。

作为可选的技术方案，该便携式电子装置包含权利要求1-9中任一项所述的键盘。

综上所述，当下底板相对于上底板滑动以压迫按键的支撑装置时，按键可处于键帽高度下降的状态以进一步地缩减整体高度，从而有利于便携式电子装置的薄型化设计并且有效地解决先前技术所提到的键帽伤及显示荧幕的问题。除此之外，透过上述驱动马达的边侧驱动设计以及辅助马达装置的底侧驱动设计，本发明可确实地解决先前技术中所提到的马达单边驱动设计会导致下底板在滑动过程中出现偏转卡死而造成键盘元件损坏的问题，并且大幅地提升键帽在升降过程中的作动平稳度。

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式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所提出的键盘的立体示意图。

图2为图1的按键的放大示意图。

图3为图1的键盘于另一视角的放大简示图。

图4为图3的连杆机构向下滑动至收合位置的示意图。

图5为图3的辅助马达装置连接下底板的立体示意图。

图6为图1的按键于键帽下降至收合高度时沿着剖面线A-A的剖面示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参阅图1、图2，以及图3，图1为根据本发明一实施例所提出的键盘10的立体示意图，图2为图1的按键16的放大示意图，图3为图1的键盘10于另一视角的放大简示图，其中为了清楚地显示按键16的内部结构，图2省略键帽24的绘示。键盘10可应用在一般具有由上盖与下壳体组成的开合机构的便携式电子装置上(如笔记型计算机或折叠式键盘装置)以供使用者按压而执行使用者所欲输入的功能(但不以此为限)。如图1至图3所示，键盘10包含上底板12、下底板14、复数个按键16、连杆机构18、驱动马达20，以及辅助马达装置22。下底板14可滑动地设置于上底板12下且对应每一按键16的支撑装置26的位置具有至少一个固定结构件32(于图2中显示二个，但不受此限)，固定结构件32可较佳地自下底板14往键帽24突出且穿过上底板12弯折形成，为求简化说明，以下针对其中之一具有键帽收合设计的按键16进行描述，至于其他采用相同设计的按键16的结构设计，其可根据以下描述类推，于此不再赘述。按键16设置于上底板12上，按键16包含键帽24以及支撑装置26，支撑装置26设置于上底板12以及键帽24之间且包含第一支撑件28以及第二支撑件30，第一支撑件28以及第二支撑件30活动地连接键帽24以及上底板12且彼此交叉枢接，以使键帽24可随着第一支撑件28以及第二支撑件30的交叉枢转相对于上底板12上下移动。在此实施例中，由图2可知，第一支撑件28对应固定结构件32的位置可具有抵接面结构34，抵接面结构34可较佳地为斜面结构且以厚度渐减的方式延伸形成(但不以此为限，举例来说，在另一实施例中，本发明可采用抵接面结构为曲面结构的设计)，藉此，固定结构件32随着下底板14的滑动而沿着抵接面结构34滑动，以驱动键帽24在下底板14滑动至收合位置的过程中下降至收合高度。

在实际应用中，按键16可较佳地采用弹性复位设计(但不受此限，也就是说，在另一实施例中，其可采用其他常见的键帽复位设计，例如磁吸复位设计等)，举例来说，如图2所示，按键16可还包含弹性体25，弹性体25可较佳地为橡胶垫圈(rubber dome)且分别抵接于键帽24以及上底板12，藉此，当按压键帽24的外力被释放时，弹性体25可驱动键帽24回位，从而产生键帽自动回位的功效，以便使用者进行连续按压操作。

以下针对驱动马达20的连杆驱动设计以及辅助马达装置22的辅助驱动设计进行详细的描述，请参阅图3、图4、图5，以及图6，图4为图3的连杆机构18向下滑动至收合位置的示意图，图5为图3的辅助马达装置22连接下底板14的立体示意图，图6为图1的按键16于键帽24下降至收合高度时沿着剖面线A-A的剖面示意图。由图3以及图4可知，连杆机构18连接于下底板14的第一边侧S1且可活动地设置于上底板12下以相对于上底板12在如图3所示的未收合位置以及如图4所示的收合位置之间滑动，在实际应用中，连杆机构18可采用常见应用在键帽下沉收合设计中的连杆连动设计，例如单一连杆连动设计或是多连杆省力连动设计等，其相关描述常见于先前技术中，于此不再赘述。驱动马达20采用常见的连杆往复驱动设计(例如驱动马达20可利用如图3所示的齿轮21啮合连杆机构18的齿条19的方式驱动连杆机构18滑动)以连接于连杆机构18，藉此，驱动马达20可提供第一驱动力f1驱动连杆机构18相对于上底板12滑动，使得下底板14可随着连杆机构18在未收合位置以及收合位置之间的滑动而相对于上底板12滑动。

另一方面，辅助马达装置22邻近于下底板14的第二边侧S2且连接于下底板14的底侧S3，辅助马达装置22可采用马达驱动板件的设计以提供第二驱动力f2(与上述第一驱动力f1同向)驱动下底板14相对于上底板12滑动，进而达到辅助驱动功效。更详细地说，在此实施例中，由图3、图4以及图5可知，辅助马达装置22可包含底座36、辅助马达38，以及活动板40，底座36固定于上底板12下，辅助马达38具有斜齿轮传动轴42，斜齿轮传动轴42可转动地设置于底座36上，活动板40可活动地设置于底座36上且可活动地连接于下底板14，活动板40上形成有斜齿条结构44以与斜齿轮传动轴42啮合，藉此，当辅助马达38提供第二驱动力f2转动斜齿轮传动轴42时，斜齿轮传动轴42可经由斜齿条结构44与斜齿轮传动轴42之间的啮合驱动活动板40在底座36上移动，从而达到辅助驱动下底板14相对于上底板12滑动的功效。

在实际应用中，上述下底板14与活动板40之间的连接可采用常见的活动连接设计，如凸柱与槽孔的连接设计(但不以此为限)，举例来说，如图5所示，下底板14可具有凸柱46，活动板40对应凸柱46的位置具有从动槽孔48，凸柱46可活动地穿设于从动槽孔48，藉此，当活动板40在底座36上移动时，从动槽孔48可经由凸柱46驱动下底板14相对于上底板12滑动。除此之外，从实务经验得知，辅助马达装置22连接于下底板14的位置与第二边侧S2沿着底侧S3所相距的距离d可较佳地介于底侧S3的边长D的三分之一至四分之一的范围内，借以达到使下底板14两侧受力更加均匀的目的。

透过上述设计，当驱动马达20透过齿轮21与齿条19之间的啮合连动以提供向下的第一驱动力f1驱动连杆机构18从如图3所示的未收合位置向下滑动至如图4所示的收合位置时，连杆机构18可相对应地驱动下底板14从如图3所示的位置向下滑动至如图4所示的位置，此时，由图2以及图6可知，随着下底板14的滑动，固定结构件32可相对应地沿着抵接面结构34滑动而压迫第一支撑件28，以驱动键帽24克服弹性体25的弹力且下降至如图6所示的收合高度。此外，在上述驱动马达20经由连杆机构18驱动下底板14相对于上底板12向下滑动的过程中，透过斜齿条结构44与斜齿轮传动轴42之间的啮合，辅助马达38可提供向下的第二驱动力f2驱动活动板40在底座36上从如图3所示的位置向下移动到如图4所示的位置，借以辅助驱动下底板14相对于上底板12向下滑动。

另一方面，当驱动马达20透过齿轮21与齿条19之间的啮合连动以提供向上的第一驱动力f1驱动连杆机构18从如图4所示的收合位置向上滑动回如图3所示的未收合位置时，连杆机构18可相对应地驱动下底板14从如图4所示的位置向上滑动至如图3所示的位置，在此过程中，随着下底板14的滑动，固定结构件32可相对应地离开抵接面结构34以释放第一支撑件28(如图2所示)，此时，由于固定结构件32已不再压迫第一支撑件28，因此，弹性体25提供回复弹力驱动键帽24上升至未收合高度的位置，以供使用者进行后续按压输入操作。相似地，在上述驱动马达20经由连杆机构18驱动下底板14相对于上底板12向上滑动的过程中，透过斜齿条结构44与斜齿轮传动轴42之间的啮合，辅助马达38可提供向上的第二驱动力f2驱动活动板40在底座36上从如图4所示的位置向上移动到如图3所示的位置，借以辅助驱动下底板14相对于上底板12向上滑动。需注意的是，在实际应用中，驱动马达20提供第一驱动力f1的初始时间与辅助马达38提供第二驱动力f2的初始时间之间可较佳地具有时间差，也就是说，辅助马达38可在驱动马达20提供第一驱动力f1驱动连杆机构18之后(如0.1秒后，但不以此为限)才接着提供第二驱动力f2辅助驱动下底板14滑动，借以使下底板14相对于上底板12的滑动可更加地平稳。

如此一来，当配置有按键16的键盘10应用于一般具有由上盖与下壳体组成的开合机构的便携式电子装置上(例如笔记型计算机)时，键盘10即可利用驱动马达20以及辅助马达装置22驱动下底板14随便携式电子装置的上盖相对下壳体闭合而相对于上底板12滑动，使得键帽24可随之下降至如图6所示的收合高度，借以达到键盘10可随着便携式电子装置的闭合而降低键帽高度的功效，换句话说，当下底板14相对于上底板12滑动以压迫按键16的支撑装置26时，按键16可处于键帽高度下降的状态以进一步地缩减整体高度，从而有利于便携式电子装置的薄型化设计并且有效地解决先前技术所提到的键帽伤及显示荧幕的问题。除此之外，透过上述驱动马达20的边侧驱动设计以及辅助马达装置22的底侧驱动设计，本发明可确实地解决先前技术中所提到的马达单边驱动设计会导致下底板在滑动过程中出现偏转卡死而造成键盘元件损坏的问题，并且大幅地提升键帽在升降过程中的作动平稳度。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种键盘，其特征在于，包括：

上底板；

复数个按键，该复数个按键设置于该上底板上，每一按键包含：

键帽；以及

支撑装置，该支撑装置可活动地连接于该上底板以及该键帽，以使该键帽相对于该上底板上下移动；

下底板，该下底板可滑动地设置于该上底板下，该下底板对应每一按键的支撑装置的位置具有至少一个固定结构件；

连杆机构，该连杆机构连接于该下底板的第一边侧且可活动地设置于该上底板下以相对于该上底板在未收合位置以及收合位置之间滑动；

驱动马达，该驱动马达连接于该连杆机构，该驱动马达提供第一驱动力驱动该连杆机构相对于该上底板滑动，使得该下底板随着该连杆机构相对于该上底板滑动；以及

辅助马达装置，该辅助马达装置邻近于该下底板的第二边侧且连接于该下底板的底侧，该辅助马达装置提供第二驱动力驱动该下底板相对于该上底板滑动，该第二边侧与该第一边侧相对，该第二驱动力与该第一驱动力同向；

其中当该驱动马达提供该第一驱动力驱动该连杆机构从该未收合位置滑动至该收合位置时，该连杆机构驱动该下底板相对于该上底板滑动至使该至少一个固定结构件压迫该支撑装置的位置，使得该键帽下降至收合高度；

在该驱动马达经由该连杆机构驱动该下底板相对于该上底板滑动的过程中，该辅助马达装置提供该第二驱动力以辅助驱动该下底板相对于该上底板的滑动。

2.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该支撑装置包含第一支撑件，该第一支撑件可活动地连接该键帽以及该上底板，以使该键帽随着该第一支撑件枢转而相对于该上底板上下移动。

3.如权利要求2所述的键盘，其特征在于，该第一支撑件对应该固定结构件的位置具有抵接面结构，该固定结构件随着该下底板的滑动而沿着该抵接面结构滑动，以驱动该键帽相对于该上底板上下移动。

4.如权利要求3所述的键盘，其特征在于，该抵接面结构为斜面结构且以厚度渐减的方式延伸形成。

5.如权利要求3所述的键盘，其特征在于，该抵接面结构为曲面结构且以厚度渐减的方式延伸形成。

6.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该驱动马达提供该第一驱动力的第一初始时间与该辅助马达装置提供该第二驱动力的第二初始时间之间具有时间差。

7.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该辅助马达装置包含：

底座，该底座固定于该上底板下；

辅助马达，该辅助马达具有斜齿轮传动轴，该斜齿轮传动轴可转动地设置于该底座上；以及

活动板，该活动板可活动地设置于该底座上且可活动地连接于该下底板，该活动板上形成有斜齿条结构以与该斜齿轮传动轴啮合；

其中当该辅助马达提供该第二驱动力转动该斜齿轮传动轴时，该斜齿轮传动轴经由该斜齿条结构与该斜齿轮传动轴之间的啮合驱动该活动板在该底座上移动，以辅助驱动该下底板相对于该上底板的滑动。

8.如权利要求7所述的键盘，其特征在于，该下底板具有凸柱，该活动板对应该凸柱的位置具有从动槽孔，该凸柱可活动地穿设于该从动槽孔，当该活动板在该底座上移动时，该从动槽孔经由该凸柱驱动该下底板相对于该上底板滑动。

9.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该辅助马达装置连接于该下底板的位置与该第二边侧沿着该底侧所相距的距离介于该底侧的边长的三分之一至四分之一的范围内。

10.一种便携式电子装置，其特征在于，该便携式电子装置包含权利要求1-9中任一项所述的键盘。

Images