CN111696811B - 弹性体及键盘结构 - Google Patents

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Abstract

一种弹性体及其键盘结构，其中弹性体包括顶部、底部、导通柱以及环壁。顶部包括第一侧壁以及第一底面，当弹性体未被按压时，第一侧壁与第一底面间形成夹角，其中夹角>90°。底部包括第二底面。导通柱位于第一底面下方。环壁两端分别连接顶部及底部，借此，当弹性体被按压时，弹性体的触发点提前至弹性体的触底点之前。

Description

弹性体及键盘结构
技术领域
本发明关于一种弹性体及键盘结构，特别是关于一种在弹性体移动总行程不变的情况下，延后弹性体触底点并让触发点提前以便为使用者创造舒适敲击手感之弹性体及键盘结构。
背景技术
随着科技进步，桌面计算机或笔记本电脑已成为人们不可或缺的工具，而实体键盘则为桌上型或笔记本电脑主要的输入设备，不论是工作或休闲，现代人已习惯长时间使用计算机，若因敲击手感不佳让用户觉得键盘不够灵敏，则使用者直觉上会施加更大的敲击力道才能确保键盘输入跟上系统接收，在此情况下，若当使用者长时间使用此类键盘，很容易造成手指疲劳的情况，在使用上仍有待改进之处，因此有必要提供一种手感舒适的弹性体以及与之搭配的键盘，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种在弹性体移动总行程不变的情况下，延后弹性体触底点并让触发点提前以便为使用者创造舒适的敲击手感的弹性体。
本发明的另一主要目的在于提供一种在弹性体移动总行程不变的情况下，延后弹性体触底点并让触发点提前以便为使用者创造舒适的敲击手感的键盘结构。
为达成上述的目的，本发明的弹性体包括顶部、底部、导通柱以及环壁。顶部包括第一侧壁以及第一底面，当弹性体未被按压时，第一侧壁与第一底面间形成夹角，其中夹角>90°。底部包括第二底面。导通柱位于第一底面下方。环壁两端分别连接顶部及底部，借此，当弹性体被按压时，弹性体的触发点(fire point)提前至弹性体的触底点(bottom point)之前。
在一些实施例中，导通柱包括导通柱底面，第二底面与导通柱底面间具有导通行程T1，导通行程T1<0.6mm。
在一些实施例中，导通柱包括导通柱底面，第二底面与导通柱底面间具有导通行程T1，导通行程T1<1.5mm。
在一些实施例中，导通柱包括导通柱底面，第二底面与导通柱底面间具有导通行程T1，顶部包括顶面以及连接面，顶面与第一底面间具有第一行程T2，且第二底面与连接面间具有总行程T3，其中T1+T2<T3。
在一些实施例中，连接面的两端分别连接第一侧壁以及环壁，且环壁不与连接面连接的一端连接底部。
在一些实施例中，第一行程T2的范围为0.5mm至1mm，总行程T3的范围为1.5mm至3mm。
在一些实施例中，第一行程T2 的范围为0.5mm至1mm，总行程T3的范围为1mm至3mm。
在一些实施例中，夹角的范围为100度至170度。
在一些实施例中，第一侧壁的厚度范围为0.2mm至0.8mm。
在一些实施例中，第一侧壁的厚度范围为0.3mm至0.5mm。
在一些实施例中，导通柱呈圆锥型。
在一些实施例中，导通柱的直径范围为0.5mm至2.5mm。
在一些实施例中，顶部包括至少一个第一排气孔，第一排气孔设于顶面。
在一些实施例中，底部包括至少一个第二排气孔，第二排气孔设于第二底面。
本发明另提供一种键盘结构，其包括键帽、如前段所述的弹性体以及底板，其中弹性体设置于键帽以及底板之间。
本发明另提供一种弹性体，用于键盘结构。键盘结构包括键帽以及底板，底板包括薄膜开关。弹性体设置于键帽与底板之间，且弹性体包括顶部、底部、导通柱以及环壁。顶部包括第一侧壁以及第一底面，当弹性体未被按压时，第一侧壁与第一底面间形成夹角，其中夹角>90°。底部包括第二底面。导通柱位于第一底面下方。环壁两端分别连接顶部及底部。借此，当弹性体被按压时，在第一底面与键帽相互接触之前，导通柱触发薄膜开关。
本发明的弹性体及键盘结构借由限制第一侧壁与第一底面间的夹角>90°以及导通行程的结构设计特征，让本发明的弹性体在移动总行程不变的情况下，弹性体触底点得以延后且输入信号触发点提前，为使用者提供灵敏且舒适的敲击手感。
附图说明
图1为本发明的弹性体的一实施例的立体示意图。
图2为本发明的键盘结构的一实施例的剖面示意图。
图3为本发明的弹性体的一实施例受外力变形的剖面示意图。
图4为本发明的弹性体的一实施例的外力行程曲线图。
其中附图标记为：
弹性体1 顶部10
顶面11 第一侧壁12
第一底面13 连接面14
第二侧壁15 第一排气孔16
底部20 第二底面21
第二排气孔22 导通柱30
导通柱底面31 环壁40
键盘结构100 凹陷空间S
第一行程T2 总行程T3
导通行程T1 键帽110
底板120 夹角θ
厚度W 薄膜开关121
曲线L0、L1
具体实施方式
为能让贵审查委员能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。以下请一并参考图1至图4关于本发明的弹性体的一实施例的立体示意图、键盘结构的一实施例的剖面示意图、弹性体的一实施例受外力变形的剖面示意图以及弹性体的一实施例的外力行程曲线图。
如图1与图2所示，根据本发明的一实施例，本发明的键盘结构100包括键帽110、弹性体1以及底板120，其中弹性体1设置于键帽110以及底板120 之间，底板120包括至少一个薄膜开关121。在本实施例中，如图1与图2所示，弹性体1包括顶部10、底部20、导通柱30、以及环壁40，其中环壁40 连接顶部10和底部20，且导通柱30位于顶部10下方。
当弹性体1未被按压时，顶部10为侧壁具有夹角的碗形，其中顶部10包括顶面11、第一侧壁12、第一底面13、连接面14以及第二侧壁15，并于顶面 11、第一侧壁12、第一底面13以及第二侧壁15形成凹陷空间S，其中第一底面13连接第一侧壁12，而顶面11连接第二侧壁15。连接面14的两端分别连接第一侧壁12以及环壁40，且环壁40不与连接面14连接的一端连接底部20。
承上所述，当弹性体1未被按压时，第一侧壁12与第一底面13间具有一夹角θ，其中夹角θ>90°。如图2与图3所示，借由夹角θ>90°的设计，当弹性体1被按压时，第一侧壁12与第一底面13间夹角θ>90°的特征能为导通柱30 提供更多的缓冲空间，借此让弹性体1的触底点(bottom point)延后。根据本发明的一具体实施例，夹角θ的范围为100度至170度，但本发明不以此范围为限。此外，在本实施例中，第一侧壁12的厚度范围为0.3mm至0.5mm，借由限制第一侧壁12的厚度减少弹性体1形变的阻力，为使用者创造轻巧灵敏的敲击手感，此外，借由限制第一侧壁12的厚度，本发明的弹性体1在触发点P2 前，有一个拐点(点P1a)，于后段配合图4进一步说明之。
如图1与图2所示，顶面11为弹性体1邻近键帽110的一面，其中顶面 11与第一底面13间具有第一行程T2，第一行程T2亦即顶部10的凹陷空间S 的深度。根据本发明的一具体实施例，第一行程T2的范围为0.5mm至1mm，然本发明不以此范围为限。
如图1与图2所示，底部20包括第二底面21，其中第二底面21为弹性体 1的最低点，且第二底面21为弹性体1邻近底板120的一面。第二底面21与连接面14间具有一总行程T3。
如图1与图2所示，导通柱30位于第一底面13下方且导通柱30与第一底面13的中心线重叠。用户敲击键帽110而下压弹性体1，能使导通柱30抵接薄膜开关121，进而产生一对应的输入信号。本发明的导通柱30呈圆锥型，导通柱30包括导通柱底面31，第二底面21与导通柱底面31间具有一导通行程T1，其中根据本发明的一具体实施例，总形程T3的范围为1mm至3mm，且导通行程T1<0.6mm；根据本发明的一具体实施例，总行程T3的范围为1.5mm 至3mm，且导通行程T1<1.5mm，以便达到弹性体1提早抵达触发点(fire point) 的目的，让使用者能在使用上感觉快速地、提前地输入信息。
根据本发明的一具体实施例，弹性体1的高度的范围为1.5mm至4mm。根据本发明的一具体实施例，底部20的高度的范围为0.4mm至0.8mm。
根据本发明的一具体实施例，顶部10的外径的范围为2mm至4.5mm，顶部10的内径的范围为1.5mm至3.5mm。根据本发明的一具体实施例，底部20 的外径的范围为3.5mm至8mm，底部20的内径的范围为2mm至7mm。
此外，借由导通柱30呈圆锥型的设计，当使用者敲击键帽110的边角，即使被下压的导通柱30带角度地往下位移，仍能确保被下压的导通柱30与薄膜开关121间有足够的接触面积与触发力道而产生输入信号，让本发明的弹性体 1达到输入(key-in)稳定的效果。再者，借由顶部10为侧壁具有夹角的碗形的设计，能确保弹性体1被下压时顶部10不易偏移，让本发明的弹性体1达到输入 (key-in)稳定的效果。
根据本发明的一具体实施例，导通柱30的直径范围为0.5mm至2.5mm。根据本发明的一具体实施例，呈圆锥型的导通柱30的顶端的直径的范围为 0.5mm至3mm，呈圆锥型的导通柱30的底面31的直径的范围为0.3mm至 2.5mm。
再者，为了让本发明的弹性体1达到触底点延后且触发点提前的功效，其中除了夹角θ>90°与导通行程T1的限制条件外，弹性体1的设计结构上需进一步需满足导通行程T1+第一行程T2<总行程T3的限制条件。
根据本发明的一具体实施例，如图1所示，顶部10包括至少一个第一排气孔 16，其中第一排气孔16设于顶面11。底部20包括至少一个第二排气孔22，其中第二排气孔22设于第二底面21。在此须注意的是，在本实施例中，第一排气孔 16的数目为两个，第二排气孔22的数目为四个，但本发明对于第一排气孔16与第二排气孔22的设置数量并没有特别限制，只要第一排气孔16与第二排气孔22 的数量能实现排气功能。基于第一排气孔16、第二排气孔22，可以减少用户敲击键盘结构100时，弹性体1产生的噪音即可。
本发明的弹性体1与现有技术弹性体的效果差异请参考图4。图4用以说明经由按压键帽110对弹性体1所施加的外力(下推力)与按压行程(下推量)的关系。如图2至图4所示，当本发明的弹性体1开始受力，随着施力增加，键帽110及弹性体1的顶部10和导通柱30逐渐朝下方移动(朝薄膜开关121所在位置)，因弹性体1自身的弹性以及键盘内部空间限制，使得第一侧壁12与环壁 40因受力发生相应的形变，当外力解除后，借由弹性体1的弹性恢复力，让弹性体1回复如图2所示的状态。
如图4所示，曲线L0(如图4由虚线绘示的曲线)为现有技术的弹性体的外力行程曲线，且曲线L0由点P1’、点P2’、点P3’以及点P4所形成；曲线L1(如图4由实线绘示的曲线)为本发明的弹性体1的外力行程曲线，且曲线L1由点 P1、点P1a、点P2、点P3以及点P4所形成。如图4所示，曲线L0与曲线L1 具有相同的外力行程终止点P4，亦即两者的总行程相同。点P1’与点P1为外力行程曲线的峰值点(peak point)。点P2’与点P2为触发点(fire/contactpoint)，也就是俗称的输入(key-in)点，此时薄膜开关被触发。点P3’与点P3为触底点(bottom point)，此时弹性体1非常靠近底板120，此点也是弹性体1受力向下移动的位置最低点，此时受力最小也是外力行程曲线中的波谷，点P4为外力行程终止点。此外，本发明的弹性体1在触发点P2前，有一个拐点(点P1a)，此点为本发明特有的设计，现有技术弹性体没有此点。以下将进一步说明本发明之弹性体1于曲线L1中P1、P1a、P2、P3以及P4点的细节。
如图4所示，现有技术弹性体与弹性体1于P1’与P1时，现有技术弹性体与弹性体1承受最大的下压力，本发明的弹性体1按压行程通过峰值点P1后，侧壁40会开始弯曲(如图3所示)。本发明的弹性体1按压行程通过拐点P1a后，顶部10会开始弯曲。本发明的弹性体1按压行程到达触底点P3时，顶部10 的第一底面13与键帽110的底面相互接触。由图4可看出，本发明的弹性体1 的总行程与现有的弹性体的总行程相同，本发明的弹性体1由峰值点P1到触底点P3的行程s1明显大于现有的弹性体由峰值点P1’到触底点P3’的行程。本发明的弹性体1的触底点P3延后，使得由峰值点P1到触底点P3的行程s1拉长，借以缩短触底点P3到外力行程终止点P4的按压行程。触底点P3到外力行程终止点P4的此段行程，施力伴随行程的增加而急速地增加，亦即，触底点P3之后使用者会有费力的按压手感。本发明的弹性体1缩短触底点P3到外力行程终止点P4的行程距离，可以缩短费力的手感体验，让使用者体验敲击的舒适感。现有的弹性体设计，按压时，在一段第一次施力增加(按压行程开始到峰值点P1’)之后，仍需一段第二次的施力增加(触底点P3’到行程终止点P4)。本发明的弹性体1在第一次施力增加(按压行程开始到峰值点P1)之后，具有一段长的按压行程是处于不费力的手感(即，施力伴随行程的增加而减少)。让使用者可以感觉第一次施力可以作用的比较久。
此外，本发明的弹性体1的按压行程在触发点P2之前具有拐点P1a，在拐点P1a时，弹性体1的第一侧壁12开始发生形变，因为第一侧壁12与第一底面间13的夹角θ>90°与第一侧壁12的厚度设计而形成段差，让使用者感受到敲击的段落感。由图4可看出，峰值点P1到拐点P1a的此段行程，施力伴随行程的增加而急速地下降；拐点P1a到触发点P2的此段行程施力伴随行程的增加而平稳地下降。
同时，由图4可看出，本发明的弹性体1的触发点P2发生于触底点P3之前，亦即，当弹性体1被按压时，在第一底面13与键帽110相互接触之前，导通柱30触发薄膜开关121。也就是说当导通柱30触碰到薄膜开关121时，本发明的弹性体1并未到达触底点P3，此时第一侧壁12与环壁40仍有可形变的空间，借由第一侧壁12与第一底面13间呈钝角的特征以及弹性体1的设计结构上导通行程T1+第一行程T2<总行程T3的特征，让导通柱30触碰到薄膜开关121时，本发明的弹性体1仍有可向下压缩的缓冲空间，让导通柱30触碰薄膜开关121后，弹性体1仍可继续被压缩，而达到将触底点P3延后的目的。比起同等行程键盘，设有本发明的弹性体1的键盘的按键手感会更长，而功能键入速度及位置更快，符合薄型化键盘的趋势。
由图4可看出，本发明的弹性体1的触发点P2明显早于现有的弹性体的触发点P2’，此外，现有的弹性体的触发点P2’乃位于触底点P3’之后，换句话说，使用者敲击装有现有的弹性体的键盘时，当现有的弹性体已抵达触底点P3’，但薄膜开关121却未被触发，因此使用者需要施加更大的敲击力道才能让现有的弹性体触发薄膜开关121，若长时间使用此类键盘会造成手指疲劳。反观本发明的弹性体1的触发点P2早于触底点P3，也就是说，使用者使用装有本发明的弹性体1的键盘时，稍加施力就可触发键盘且弹性体1通过触发点P2后，弹性体1仍继续向下移动，因弹性体1下移的行程变长且触发点P2提早，而本发明的弹性体1与键盘结构100产生敲击灵敏且舒适的敲击手感效果，解决的现有技术所存在的问题。
综上所述，本发明的弹性体1与键盘结构100借由限制第一侧壁12与第一底面间13的夹角θ>90°以及导通行程的结构设计特征，让本发明的弹性体1在移动总行程不变的情况下，弹性体1的触底点P3得以延后，且输入信号的触发点P2早于触底点P3，借此为使用者提供灵敏且舒适的敲击手感。
应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种弹性体，用于一键盘结构，其特征在于，该弹性体包括：
一顶部，其为碗形且包括一第一侧壁以及一第一底面，其中当该弹性体未被按压时，该第一侧壁与该第一底面间具有一夹角，其中该夹角>90°；
一底部，其包括一第二底面；
一导通柱，其位于该第一底面下方且该导通柱与该第一底面的中心线重叠，该导通柱包括一导通柱底面，该第二底面与该导通柱底面间具有一导通行程T1，该顶部包括一顶面以及一连接面，该顶面与该第一底面间具有一第一行程T2，且该第二底面与该连接面间具有一总行程T3，其中T1+T2< T3；以及
一环壁，其中该环壁的两端分别连接该顶部及该底部；
当该弹性体被按压时，该弹性体的一触发点提前至该弹性体的一触底点之前。
2.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该导通柱包括一导通柱底面，该第二底面与该导通柱底面间具有一导通行程T1，该导通行程T1<0.6mm。
3.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该导通柱包括一导通柱底面，该第二底面与该导通柱底面间具有一导通行程T1，该导通行程T1<1.5mm。
4.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该连接面的两端分别连接该第一侧壁以及该环壁，且该环壁不与该连接面连接的一端连接该底部。
5.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该第一行程T2的范围为0.5 mm至1mm，该总行程T3的范围为1.5 mm至3mm。
6.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该第一行程 T2的范围为0.5 mm至1mm，该总行程T3的范围为1mm至3mm。
7.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该夹角的范围为100度至170度。
8.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该第一侧壁的厚度范围为0.2 mm至0.8mm。
9.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该第一侧壁的厚度范围为0.3 mm至0.5mm。
10.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该导通柱呈圆锥型。
11.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该导通柱的直径范围为0.5 mm至2.5mm。
12.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该顶部包括至少一个第一排气孔，该至少一第一排气孔设于该顶面。
13.如权利要求1所述的弹性体，其特征在于，该底部包括至少一个第二排气孔，该至少一第二排气孔设于该第二底面。
14.一种弹性体，用于一键盘结构，其特征在于，该键盘结构包括键帽以及一底板，该底板包括一薄膜开关，该弹性体设置于该键帽与该底板之间，该弹性体包括：一顶部，其为碗形且包括一第一侧壁以及一第一底面，其中当该弹性体未被按压时，该第一侧壁与该第一底面间具有一夹角，其中该夹角>90°；一底部，其包括一第二底面；一导通柱，其位于该第一底面下方且该导通柱与该第一底面的中心线重叠，该导通柱包括一导通柱底面，该第二底面与该导通柱底面间具有一导通行程T1，该顶部包括一顶面以及一连接面，该顶面与该第一底面间具有一第一行程T2，且该第二底面与该连接面间具有一总行程T3，其中T1+T2<T3；以及一环壁，其中该环壁的两端分别连接该顶部及该底部； 当该弹性体被按压时，在该第一底面与该键帽相互接触之前，该导通柱触发该薄膜开关。
15.一种键盘结构，其特征在于，包括：
一键帽；
一底板；以及
如权利要求1至13任一项所述的弹性体，其中该弹性体设置于该键帽以及该底板之间。
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