CN110828216B - 具有静音功能的键盘及其按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有静音功能的键盘及其按键结构。该按键结构包含一键帽、一缓冲层、一平衡组件以及一承板。该键帽具有一底面与一凸缘，该凸缘形成于该底面的周围。该缓冲层设置于该底面与该凸缘上，该缓冲层并具有一平面部、一凸出部与多个自该底面伸出的结合部。该平衡组件设置于该键帽下方并与该些结合部形成枢转结合。该承板设置于该键帽下方，该承板并具有一键座、一承载面与多个凹槽，该些凹槽相应于该些结合部。其中当该键帽向该承板移动时，该缓冲层于该平面部、该凸出部或该些结合部上分别对该键座、该承载面或该些凹槽产生碰撞而造成形变。

Description

具有静音功能的键盘及其按键结构

技术领域

本发明涉及一种具静音功能的键盘及其按键结构，尤其是有关于一种使用以弹性材质的缓冲层作为接触缓冲以达成静音、减震的键盘及其按键结构。

背景技术

现代人于日常生活里常会使用到电脑，而无论是台式电脑(或称个人电脑(PC))或是笔记本电脑，键盘皆是其中重要的角色，以提供使用者进行字元输入或操作控制。一般来说，键盘是由许多按键所组成，各按键并被配置在特定的位置上。此外，许多电子装置或是电机操作设备也都设置有相关的按键，用以作为各种指定功能的操作界面。

为了提供使用者输入与操控，此类按键的特性在于需使其进行一次性的键帽按压之后可恢复其原始位置，并同时能因应按压而产生触发信号。如此，除了能让使用者可对同一按键进行下一次的按压之外，还在于能通过其按键的压缩回弹机制增加使用者触压成功的手感。

以目前技术来说，不同类型的按键的设计是以其内部的开关(Switch)型式作分类，大致可分为机械式(Mechanical)、薄膜式(Membrane)、导电橡胶式(ConductiveRubber)及无接点静电容量式(Capacitive)等。不同类型的按键在使用寿命、触压感受或制作成本上都不尽相同。

此外，在键帽下方设置一剪刀脚结构的设计能平均使用者按压时的施力方向，同时以一弹性元件(例如弹簧或橡胶圆点(Rubber Dome))所产生的回弹功能来搭配剪刀脚结构的设计能让按键重复被操作。若不设置剪刀脚结构而仅利用弹性元件的回弹，便容易因施力不均而不利于构成键盘上具有较大键帽面积的按键，例如空白键(Space)、输入键(Enter)、移位键(Shift)、大小写转换键(Caps Lock)等此类的倍数键。

另一方面，针对较长或较大尺寸的按键也可利用一平衡杆来搭配剪刀脚结构。平衡杆为一长形杆轴，相应地设置于键帽下方与剪刀脚结构周围，可因应上方的按压而带动键帽整体平均地下移以避免出现倾斜的一边高一边低的按偏情形。

请参见图1A与图1B，为现有的一按键结构10的剖视示意图，其中图1A呈现按键结构10未被按压的状态，而图1B则呈现按键结构10被按压的状态。按键结构10设有一平衡杆13，并以一键帽11下方的一卡勾15加以枢转结合。按键结构10的一承板12设有相应于卡勾15的一凹槽14，用以容置键帽11下移时的卡勾15。此外，键帽11下方的一按压柱17是相应于该承板12的一键座16，键座16内设有一弹性元件与一按键开关(未显示于附图)，按压柱17可于键帽11下移时触发按键开关，并由弹性元件产生回弹。

然而，由于上述相关结构多半是以较硬的材料加以制成，所以具有这些结构的键盘在按压其键帽以进行操作或输入时，都无法避免造成结构之间的撞击而产生噪音或声响；例如图1B的键帽11的一底面110与键座16之间、卡勾15与凹槽14之间、键帽11的一凸缘111与承板12之间等的接触、抵挡或碰撞。若是在需要保持安静的环境中使用此类键盘装置时，例如图书馆或办公室，所产生的噪音将会影响到其他人，造成自己与他人的困扰与不便。此外，结构之间的碰撞也容易产生磨损，从而让按键的操作功能无法正常运作。

因此，如何解决此一现有技术问题，便为本发明发展的主要目的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有静音功能的键盘及其按键结构。该键盘及其按键结构的特征在于使用以弹性材质的缓冲层作为接触缓冲，也就是能因应按压而产生形变，进而能达成静音、减震的使用需求。

本发明的一个方面，提供一种按键结构，设置于一键盘上，该按键结构包含一键帽、一缓冲层、一平衡组件以及一承板。该键帽用以提供按压，该键帽并具有一底面与一凸缘，该凸缘形成于该底面的周围。该缓冲层设置于该底面与该凸缘上，该缓冲层并具有一平面部、一凸出部与多个自该底面伸出的结合部。该平衡组件设置于该键帽下方并与该些结合部形成枢转结合。该承板设置于该键帽下方，该承板并具有一键座、一承载面与多个凹槽，该些凹槽相应于该些结合部。其中当该键帽向该承板移动时，该缓冲层于该平面部、该凸出部或该些结合部上分别对该键座、该承载面或该些凹槽产生碰撞而造成形变。

本发明另一方面，还提供一种具有静音功能的键盘，具有多个按键结构，其中每一该按键结构包含一键帽、一缓冲层、一平衡组件以及一承板。该键帽用以提供按压，该键帽并具有一底面与一凸缘，该凸缘形成于该底面的周围。该缓冲层设置于该底面与该凸缘上，该缓冲层并具有一平面部、一凸出部与多个自该底面伸出的结合部。该平衡组件设置于该键帽下方并与该些结合部形成枢转结合。该承板设置于该键帽下方，该承板并具有一键座、一承载面与多个凹槽，该些凹槽相应于该些结合部。其中当该键帽向该承板移动时，该缓冲层于该平面部、该凸出部或该些结合部上分别对该键座、该承载面或该些凹槽产生碰撞而造成形变。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例并配合所附附图进行详细说明。

附图说明

图1A为现有的按键结构10于未被按压的状态的剖视示意图。

图1B为现有的按键结构10于被按压的状态的剖视示意图。

图2A为本发明所提出的键盘2的组合示意图。

图2B为本发明所提出的按键结构20的立体示意图。

图3A为本发明所提出的按键结构20于未被按压的状态的剖视示意图。

图3B为本发明所提出的按键结构20于被按压的状态的剖视示意图。

附图标记说明

10、20：按键结构 11、21：键帽

110、210：底面 111、211：凸缘

12、22：承板 13：平衡杆

14、24：凹槽 15：卡勾

16、26：键座 17、27：按压柱

2：键盘 2a：壳体

220：承载面 23：平衡组件

25：缓冲层 251：平面部

252：凸出部 253：结合部

具体实施方式

以下是提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的附图是省略不必要或以通常技术即可完成的元件，以清楚显示本发明的技术特点。

现以一实施例进行本发明所提出的具静音功能的键盘及其按键结构的实施说明。请同时参见图2A与图2B，其中图2A为本发明的一具有静音功能的键盘2的组合示意图；图2B为本发明的一按键结构20的立体示意图。如图2A所示，该键盘2具有多个按键结构20，且各按键结构20可依字元或功能配置于指定的位置上。

此实施例的该键盘2是以搭配一台式电脑(或称个人电脑(PC))的独立键盘的周边装置进行说明，但本发明不限于此。意即，本发明所提出的具有静音功能的键盘及其按键结构的概念亦可应用于笔记本电脑上的键盘及其按键结构。

如图2A与图2B所示，该键盘2还具有一壳体2a，而各按键结构20分别具有一承板22，该些承板22的组合即构成该壳体2a，即各承板22是该壳体2a的一部分。各按键结构20分别组装在该壳体2a内的指定位置上，且每一按键结构20各具有一键帽21，分别呈现露出以提供按压。须注意的是，各按键结构20的尺寸与形状可根据需求而制作成相应的设计，即图2B中的该按键结构20仅是以一般字元的尺寸进行示意，但亦可为其他较大尺寸的按键；例如空白键的倍数键。

另外，依不同按键的设置位置的不同，甚或是视所应用的独立键盘或键盘模块的不同，其键帽21周围不一定会如图2B所示的由该承板22所包围。但相对来说，各承板22是设置于每一键帽21的下方，图2B中的该按键结构20的该承板22的设置仅为其一实施例的示意说明。

请同时参见图3A与图3B，为该按键结构20的剖视示意图，其中图3A呈现该按键结构20未被按压的状态，而图3B则呈现该按键结构20被按压的状态。如图3A与图3B所示，该键帽21具有一底面210与一凸缘211，其中该凸缘211形成于该底面210的周围。其次，该按键结构20还具有一缓冲层25及一平衡组件23，其中该缓冲层25是设置于该底面210与该凸缘211上，而该平衡组件23是设置于该键帽21下方。

详细来说，该缓冲层25具有一平面部251、一凸出部252与多个自该底面210伸出的结合部253，该平面部251的分布相应于该底面210的分布，该凸出部252的分布相应于该凸缘211的分布，而该平衡组件23与该些结合部253形成枢转结合。在图3A与图3B中示意的仅为该按键结构20的其中一半的剖面而已，故仅以其中一个结合部253进行示意。可以理解的是，该些结合部253为对称的设计，因此于另一半的剖面亦有相同的结构。

另一方面，本发明的该平衡组件23可为一剪刀脚结构或一平衡杆，或为一剪刀脚结构与一平衡杆的搭配设置。在图3A与图3B中仅示意了其中一种平衡组件(且仅示意了其中做结合的一部分横杆而已)，也就是该些结合部253可应用在对剪刀脚结构的枢转结合，或是对平衡杆的枢转结合。可以理解的是，一般的按键中多设置有剪刀脚结构来平均使用者按压时的施力。若按键的尺寸较大时，例如空白键的倍数键，就可于键帽下方与剪刀脚结构周围再搭配设置一平衡杆。同时，结合部的数目也就相应地增加。

其次，该按键结构20还具有一按压柱27、一弹性元件(未显示于附图)及一按键开关(未显示于附图)，而该承板22具有一键座26、一承载面220与多个凹槽24。详细来说，该按压柱27是设置于该底面210下方并相应于该键座26，该弹性元件是设置于该按压柱27下方，且该弹性元件能因应一施力形成压缩形变，并因应该施力的解除而形成一恢复力以解除形变。因此，该按压柱27能相对于该键座26在一原始位置(例如图3A)与一按压位置(例如图3B)之间进行往返移动，而该些凹槽24能容置下移的该些结合部253。

承上所述，本发明的该弹性元件可为一弹簧、一弹片或一橡胶圆点作为其按键的回弹机制。换句话说，本发明的该按键结构20可应用于一般机械式或薄膜式等多种不同类型的按键或键盘上。此外，该按键开关则是设置于该按压柱27下方，能因应该按压柱27的按压触发而产生信号。于一实施例中，该弹性元件与该按键开关是设置于该键座26内。但依按键或键盘类型的不同，其下层的电路或按键开关的设计也不同，然此为一般现有的技术，故不多赘述。

本发明的其一特征在于在该按键结构20中，特别是在该键帽21的下方(即该底面210)使用了具弹性特质的该缓冲层25以达到静音、减震的功能与目的。如图3A与图3B所示，在相对位置上，该些凹槽24是相应于该些结合部253，该键座26是相应于该平面部251，而该承载面220则是相应于该凸出部252，也就是该缓冲层25是介于该键帽21与该承板22之间，并会随着该键帽21上下往返移动。

详细来说，在相关元件具有特定尺寸的设计下，当该键帽21向该承板22移动时，也就是从一原始位置(例如图3A)至一按压位置(例如图3B)时，该缓冲层25于该平面部251、该凸出部252或该些结合部253上就能分别对该键座26、该承载面220或该些凹槽24产生碰撞而造成形变。如此，通过该缓冲层25作为各元件或结构之间的接触缓冲，其所产生的形变将可有效地减弱撞击的力度并减少其所带来的噪音或声响。

本发明的该缓冲层25可采用诸如橡胶、硅胶、聚酯或树脂的弹性材质所制成，或一般通称的TPE(热塑性弹性体)等相关材料。其一特征在于此类材料可利用模具射出成型方式形成所需的样式，并能依需求调整出适合的硬度。可以理解的是，为使该缓冲层25有适当的弹性以达静音、减震的功能与目的，该缓冲层25须设计成较软。另外，此类材料还具有抗磨损、耐用、抗变形(不可恢复)等特性。

须注意的是，虽然在图3B中的该凸出部252较未明显对该承载面220发生碰撞，但考量该些结合部253对该些凹槽24碰撞时所造成形变的程度，以及按压该键帽21仍可能会有些微的按偏情况，可知该凸出部252仍可能会对该承载面220发生碰撞。图3A和图3B所示意的相关元件的尺寸仅为一种特定设计，但本发明并不限于此。可以理解的是，相关元件的尺寸与该缓冲层25的各部位的可能形变程度应设计成不妨碍对该按键开关的按压触发。

另外，该键帽21与该缓冲层25可为相同材质，例如橡胶，并分别为两种硬度的材料，也就是设计所形成的该缓冲层25的硬度小于该键帽21的硬度。因此，工艺上可在模具中先射出较硬的材料以形成该键帽21，待该键帽21制成之后，可在同一模具中再射出较软的材料以形成该缓冲层25。如此，该键帽21与该缓冲层25的整体便可直接形成，也就是使该平面部251形成于该底面210上，该凸出部252形成于该凸缘211上，而其间并形成该些结合部253。

当然，本发明的概念亦不限于此。举例来说，可设计该键帽21与该缓冲层25为不同材质，但相对来说，该缓冲层25的硬度仍须设计成小于该键帽21的硬度。其次，射出成型的方式也可采用不同模具而分别制造出该键帽21与该缓冲层25。之后，可再采用粘贴方式将该缓冲层25设置于该键帽21的该底面210与该凸缘211上。

另一方面，上述的该按压柱27可与该键帽21为一体成型，也就是该按压柱27与该键帽21为相同材质，并可使用同一模具在同一射出工艺中同时形成。在图3A与图3B中还示意了该缓冲层25并未分布至该按压柱27上，故可以理解的是，分布在整个该底面210上的该平面部251会在中央形成有一穿孔，以利该按压柱27穿过来接触该弹性元件。或者，于另一实施例中，按压柱与键帽为分离设置，也就是可先将按压柱设置于相应的弹性元件上后通过其弹性来抵挡于键帽的底面。

再者，就目前技术来说，使用热塑性材料进行模具射出所产生的元件的厚度会较大，至少约在0.6毫米(mm)左右。因此，以此方式所产生的缓冲层及其所构成的按键结构可能较不适合一般的薄型键盘。有鉴于此，本发明便进一步设计以其他方式来形成与设置其缓冲层。

承上所述，于一实施例中可使用例如硅胶的材料来形成缓冲层，并以热压包覆方式将缓冲层设置于底面与凸缘上。详细来说，工艺上可在模具中先射出较硬的材料以形成键帽，而硅胶材料则再在具有相应模具的热压机中进行热压以形成出所需的平面部、凸出部与结合部，并同时与键帽相互熔接以完成缓冲层的设置。硅胶的缓冲层可具有较薄的厚度，例如平面部约在0.3毫米(mm)左右。

若以热压方式所形成的缓冲层仍太厚时，于另一实施例中还可使用例如橡胶的材料来形成缓冲层，并以喷涂方式将缓冲层设置于底面与凸缘上。详细来说，工艺上同样可在模具中先射出较硬的材料以形成键帽，而橡胶的材料则以液态制备，并加以喷涂在键帽的底面与凸缘上以形成出所需的平面部与凸出部。而结合部则因其尺寸较长，故可另外利用模具加以成型后再与平面部、凸出部相互黏合，从而完成缓冲层的设置。橡胶漆喷涂的缓冲层可具有更薄的厚度，例如平面部约在0.1～0.2毫米(mm)左右。

综上所述，本发明所提出的具有静音功能的键盘及其按键结构有效利用了缓冲层的弹性材质的特性，也就是能因应按压时所产生的形变而作为接触缓冲，进而达成了静音、减震的功能与目的。此外，缓冲层的弹性材质还具有抗磨损、耐用、抗变形等特性，使得所设置的相关元件不易因碰撞造成损坏。因此，本发明能有效解决现有技术中所提出的相关问题，而能成功地达到本发明发展的主要目的。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求书的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种按键结构，设置于一键盘上，该按键结构包含：

一键帽，用以提供按压，所述键帽具有一底面与一凸缘，该凸缘形成于所述底面的周围；

一缓冲层，设置于所述底面与所述凸缘上，所述缓冲层具有一平面部、一凸出部与多个自所述底面伸出的结合部，其中所述平面部的分布相应于所述底面的分布，所述凸出部的分布相应于所述凸缘的分布，且所述凸出部直接接触并覆盖所述凸缘的侧表面与底表面；

一平衡组件，设置于所述键帽下方并与多个所述结合部形成枢转结合；以及

一承板，设置于所述键帽下方，所述承板具有一键座、一承载面与多个凹槽，多个所述凹槽相应于多个所述结合部，其中当所述按键结构处于未被按压的状态时，所述缓冲层与所述承板之间具有一间距；

其中当所述键帽向所述承板移动时，所述缓冲层于所述平面部对所述键座产生碰撞而造成形变、所述凸出部对所述承载面产生碰撞而造成形变或多个所述结合部上对多个所述凹槽产生碰撞而造成形变。

2.如权利要求1所述的按键结构，其中所述按键结构还包含：

一按压柱，设置于所述底面下方并相应于所述键座；

一弹性元件，设置于所述按压柱下方，用以因应一施力形成压缩形变，并因应该施力的解除而形成一恢复力以解除形变；以及

一按键开关，设置于所述按压柱下方，用以因应所述按压柱的按压触发而产生信号；其中所述按压柱能相对于所述键座在一原始位置与一按压位置之间进行往返移动。

3.如权利要求2所述的按键结构，其中所述弹性元件为一弹簧或一橡胶圆点。

4.如权利要求3所述的按键结构，其中所述弹簧为弹片。

5.如权利要求2所述的按键结构，其中所述按压柱与所述键帽为一体成型，或者所述按压柱是设置于所述弹性元件上后抵挡于所述键帽的所述底面。

6.如权利要求2所述的按键结构，其中所述弹性元件与所述按键开关设置于所述键座内。

7.如权利要求1所述的按键结构，其中所述平衡组件为一剪刀脚结构或一平衡杆，或为一剪刀脚结构与一平衡杆的搭配设置。

8.如权利要求1所述的按键结构，其中所述缓冲层是以橡胶、硅胶、聚酯或树脂的弹性材质所制成。

9.如权利要求1所述的按键结构，其中所述键帽与所述缓冲层为相同材质或不同材质，且所述缓冲层的硬度小于所述键帽的硬度，并以射出成型方式制成。

10.如权利要求1所述的按键结构，其中所述缓冲层以粘贴方式设置于所述底面与所述凸缘上。

11.如权利要求1所述的按键结构，其中所述缓冲层以热压包覆方式设置于所述底面与所述凸缘上。

12.如权利要求1所述的按键结构，其中所述缓冲层以喷涂方式设置于所述底面与所述凸缘上。

13.一种具有静音功能的键盘，具有多个按键结构，其中每一所述按键结构包含：

一键帽，用以提供按压，所述键帽具有一底面与一凸缘，该凸缘形成于所述底面的周围；

一缓冲层，设置于所述底面与所述凸缘上，所述缓冲层具有一平面部、一凸出部与多个自所述底面伸出的结合部，其中所述平面部的分布相应于所述底面的分布，所述凸出部的分布相应于所述凸缘的分布，且所述凸出部直接接触并覆盖所述凸缘的侧表面与底表面；

一平衡组件，设置于所述键帽下方并与多个所述结合部形成枢转结合；以及

一承板，设置于所述键帽下方，所述承板具有一键座、一承载面与多个凹槽，多个所述凹槽相应于多个所述结合部，其中当所述按键结构处于未被按压的状态时，所述缓冲层与所述承板之间具有一间距；

其中当所述键帽向所述承板移动时，所述缓冲层于所述平面部对所述键座产生碰撞而造成形变、所述凸出部对所述承载面产生碰撞而造成形变或多个所述结合部上对多个所述凹槽产生碰撞而造成形变。

Images