CN1119824C

CN1119824C - 按键开关

Info

Publication number: CN1119824C
Application number: CN 97115426
Authority: CN
Inventors: 林山峰
Original assignee: Acer Computer Co Ltd
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: CN1188976A

Abstract

一种具有剪刀型支臂元件的按键开关，其包括：一基板，其上成型有一对收受槽道及一单独的承接部；一开关元件，其可相对于键帽的上下动作而做选择性地接电导通；一封闭形状的内支臂元件，其下缘可滑动旋转地容置在该基板的承接部内；一U型的外支臂元件，其下端旋转或滑动旋转地容置在该对收受槽道内，单独的承接部与内支臂元件结合于封闭框体的中央，使内、外支臂元件具有更大的支撑底面积，改善了字键上下运动时的稳定度。

Description

按键开关

本发明涉及一种按键开关，尤指一种具有剪刀型支臂元件的按键开关。

具有剪刀型支臂元件的按键开关已广泛地应用在笔记型电脑上；如美国专利第5,512,719号，第5,457,297号，第4,433,225号，第4,580,022号，第4,902,862号，第5,280,147号，第5,329,084号，第5,382,762号，第5,399,822号，第5,463,195号，第5,466,901号，第5,504,283号，第5,519,569号，第5,512,719号，第5,278,371号，第5,278,372号，第5,278,374号；台湾专利申请第237991号“架桥式电脑按键开关”，第282857号“键盘字键结构”，第286794号“按键开关”分别揭示了具有剪刀型柱杆的按键开关。

在台湾专利申请第237991号“架桥式电脑按键开关”中，(1)将榫框设计成框体，于两榫杆间连结两平行的榫梁；但因此榫框欠缺弹性难以变形，所以板突上必需开设板槽供下方榫轴嵌穿，否则即无法组合榫框与板突，这样要在细小的板突上开设板槽，不但增加制作成本，且板突结构强度会因此较差；(2)另外其桥板置于键环板上方，因此桥板上所垂直形成的板突与板钩并不能固定键环板。

在台湾专利申请第282857号“键盘字键结构”中，在欲装设字键的预定位置处的定位板的一侧对称地设有二枢接部，另一侧则设有预定长度的二导引部；另外该结构中设置均为U型的第一、第二框架，且第一、第二框架的榫轴均匀向外突出；因此该二枢接部、二导引部均分置于第一、第二框架的外侧。参照其说明书中的图4，当字键下压时，因为该二框架向外突出的榫轴会上下重叠，因此当该字键被压到底时，其字键高度包括第一、第二框架加上键帽的高度。

在台湾专利申请第286794号“按键开关”中，在欲装设字键的预定位置处的定位板的一侧对称地设有二枢接部，另一侧则设有预定长度的二导引部；另外该结构中也设置均为U型的内、外部连杆，参照其说明书中的图8，得知其外部连杆的榫轴向外突出，而内部连杆的榫轴则向内突出；因此二旋转固定部设置于外部连杆的外侧，而二滑动固定部设置于内部连杆的内侧。这样虽然可避免台湾专利申请第282857号中内、外部连杆上下重叠的缺点，降低字键被压到底时的高度，但是欲组合该字键时，必需运用工具先将内部连杆向外张开，才能嵌入滑动固定部，因此组合较困难。

本发明的目的在于提供一种具有剪刀型支臂元件的按键开关，可避免上述各种缺点。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种按键开关，它包括：一键帽，其具有顶平面及底平面，所述底面上成型有一对间隔开的第一对承接部及一对间隔开的第二对承接部；一基板，其主平坦表面上成型有一对收受槽道及一单独的承接部，所述承接部与所述一对收受槽道中的每一收受槽道的距离相等；一开关元件，其可相对于所述键帽的上下动作而做选择性地接电导通；一封闭形状的内支臂元件，其第一端具有一第一轴杆，所述第一轴杆可旋转地连接至所述第一对承接部，所述内支臂元件的第二端包括一第二轴杆，其可滑动旋转地容置在所述基板的承接部内，所述内支臂元件还包括一第一侧架及一第二侧架分别由其第一端部及第二端部连结所述第一轴杆及第二轴杆；一U型的外支臂元件，其一端具有一轴杆，所述轴杆可旋转地连接至所述第二对承接部，所述外支臂元件包括一第一侧架及一第二侧架分别由其第一端部连结至所述轴杆上，所述第一及第二侧架上相对于所述第一端部的第二端部设置有一凸销，所述凸销滑动旋转地容置在所述一对收受槽道内。

本发明也提供一种按键开关，它包括：一键帽，其具有顶平面及底平面，所述底平面上成型有一对间隔开的第一对承接部及一对间隔开的第二对承接部；一基板，其主平坦表面上成型有一对收受槽道及一单一的承接部，所述承接部与所述一对收受槽道中的每一收受槽道的距离相等；一开关元件，其可相对于所述键帽的上下动作而做选择性地接电导通；一封闭形状的内支臂元件，第一端具有一第一轴杆，所述第一轴杆可旋转地连接至所述第一对承接部，所述内支臂元件的第二端包括一第二轴杆，其可滑动旋转地容置在所述基板的承接部内，所述内支臂元件还包括一第一侧架及一第二侧架分别由其第一端部及第二端部连结所述第一轴杆及第二轴杆；一U型的外支臂元件，其一端具有一轴杆，所述轴杆可滑动旋转地连接至所述第二对承接部，所述外支臂元件包括一第一侧架及一第二侧架分别由其一第一端部连结至所述轴杆上，所述第一及第二侧架上相对于所述第一端部的第二端部设置有一凸销，所述凸销旋转地容置在所述一对收受槽道内。

本发明装置的优点在于，本发明的外支臂元件(榫框)为U形，因此外支臂元件稍具弹性；组合时，只需稍微施压，即可使U形外支臂元件向内变形，易于使下方凸销嵌入板孔，所以板突并不需要开设板槽供嵌穿；易于组合按键，且板突制作容易；无桥板，而是直接将内外支臂元件设置于底板上；可以降低成本，且该板突及板钩结构除了支撑内、外支臂元件外，向上贯穿弹性元件(键环板)，因此兼具有固定键环板的作用，可防止弹性元件左右移动。本发明的基板之上仅设置有一单一承接部，然后将内支臂元件的封闭框体下缘的中央嵌置于该承接部内；因此内支臂元件并没有向外突出的凸销，内框架并不会与外框架的凸销上下重叠，因此当字键被压到底时，其字键高度仅为键帽的高度。

本发明的内支臂元件为封闭框体，且基板上仅设置有单一的承接部，只先将内支臂元件封闭框体下缘的中央部置于单一的承接部中，再将U型外支臂元件套入底板的板突孔中，然后将U型外支臂元件向下压至内支臂元件中，因此组合时不需要任何工具。

本发明另有其他优点：

(1)该内支臂元件的第二轴杆的下端可滑动旋转卡扣在相对应的承接部内，并不会在移动中与基板的主平坦表面接触；因此，仅需考虑第二轴杆一个方向上的尺寸公差。

(2)基板上仅开孔三处，因此基板强度较佳，可承受使用者较大的压力，适合应用于若干笔记型电脑键盘中央设置小型摇杆时的需求。

(3)支臂元件的承接部必需设置在字键相对应的有限的基板面积上，而现有技术的承接部又都设置在内、外支臂元件的外侧，因此导致基板面积限制承接部的间距，承接部的间距再限制内、外支臂元件向外侧延伸的面积，而本发明因为单一承接部与内支臂元件结合于封闭框体的中央，因此并会如现有技术一般限制内、外支臂元件向外侧延伸，因此本发明的内、外支臂元件具有比现有技术更大的支撑底面积，也因此改善了字键上下运动时的稳定度。

以下结合附图，描述本发明的具体实施例，其中：

图1为本发明按键开关的立体分解图；

图2为本发明的键帽的第一实施例立体图；

图3为本发明的内支臂元件的第一实施例立体图；

图4为本发明的外支臂元件的第一实施例的立体图；

图5为本发明按键开关的第一实施例的组合剖视图；

图6为本发明按键开关的第二实施例的组合剖视图；

图7A为本发明的内支臂元件的第三实施例立体图；

图7B为本发明的外支臂元件的第三实施例立体图；

图8A至8D为由图7A及图7B所示的支臂元件构成的剪刀型柱杆的动作示意图；

图9为本发明的内支臂元件的第四实施例立体图；

图10为本发明按键开关位于未下压状态的组合剖视图，其中该按键开关由图9所示的内支臂元件的第四实施例及图5所示的外支臂元件、键帽及收受槽道的第一实施例所构成；

图11为本发明按键开关位于未下压状态的组合剖视图，其中该按键开关由图9所示的内支臂元件的第四实施例及图6所示的外支臂元件、键帽及收受槽道的第二实施例所构成；

图12为本发明的内支臂元件的第五实施例立体图；

图13为本发明按键开关位于未下压状态的组合剖视图，其中该按键开关由图12所示的内支臂元件的第五实施例及图5所示的外支臂元件、键帽及收受槽道的第一实施例所构成；

图14为本发明按键开关位于未下压状态的组合剖视图，其中该按键开关由图12所示的内支臂元件的第五实施例及图6所示的外支臂元件、键帽及收受槽道的第二实施例所构成；

请参阅图1，本发明按键开关包括一键帽11、一内支臂元件19、一外支臂元件17、一弹性元件13、一薄膜式开关15及一基板18。封闭形状的内支臂元件19及U型的外支臂元件17可滑动且可旋转地连结在一起以形成按键开关的剪刀型柱杆。该基板18具有一主平坦表面185，其上成型有一对收受槽道183及一承接部181。

请参阅图2，该键帽11具有一底平面111。在该底平面111上成型有一对间隔开的第一对承接部113及一对间隔开的第二对承接部115。

如图3所示，该内支臂元件19的第一端具有第一轴杆193，该第一轴杆193可旋转地连结至该键帽11的第一对承接部113。该内支臂元件19的第二端包括一第二轴杆195，该第二轴杆195则可滑动旋转地容置在该基板18的承接部181。在该开关操作时，该第二轴杆195的上表面195a则滑动旋转地接触该承接部181的内表面187。但是，该第二轴杆195的下端在开关操作期间则不会与基板18的主平坦表面185接触，如图5所示。该内支臂元件19包括第一及第二侧架191分别在其第一端部及第二端部与第一轴杆193及第二轴杆195连结。一朝下的凸起部197a成型在该侧架191的第二端部，该凸起部197a在按键开关操作期间，与该基板18的主平坦表面185滑动地接触，如图5所示，总而言之，在开关操作期间，该第二轴杆195的上表面195a滑动旋转地与该承接部181的内表面187接触，该朝下的凸起部197a则滑动地与基板18的主平坦表面185接触。

根据本发明，该第二轴杆195相对于该承接部181仅有一项尺寸公差需要被考虑。再者，对于每一朝下的凸起部197a，其需要与基板18的主平坦表面185保持紧密接触，也仅需要考虑到一项尺寸公差。这种改良对设计及制造都提供了相当的优点。

如图4所示，该外支臂元件17的一端具有一轴杆173，该轴杆173可旋转地连结至该键帽11的第二对承接部115。该外支臂元件17包括一对第一及第二侧架171，二者分别以其第一端部连结至该轴杆173处。在每一第一及第二侧架171相对于第一端部的第二端部设置有一凸销174a，其分别可滑动旋转地容置在成型于基板18上的一对收受槽道183的相对应槽道内，如图5所示。

参阅图3、4所示，该内支臂元件19的第一及第二侧架191上设有凸轴192a，而该外支臂元件17的第一及第二侧架171上设有弧型槽道172a，该内支臂元件19及外支臂元件17可滑动及可旋转地利用凸轴192a及相对应的弧形槽道172a连结在一起，从而构成剪刀型柱杆。

在图5所示的第一实施例中，该弹性元件13设置在键帽11的下方，并且根据键帽11的上下移动而变形。

该薄膜式开关15用于一电子设备(图中未示)的开启-关闭控制，从而以传统的方式针对弹性元件13的变形状态做出反应。

以下说明本发明的第二实施例的内支臂元件29及外支臂元件27，其分别与图3及图4所示的内、外支臂元件19、17相同，仅在于其间的连接关系不同而已。该内支臂元件29及外支臂元件27利用凸轴292a及相对应的圆形槽道272a旋转地连结在一起，且在其间以无相对移动的方式构成了剪刀型柱杆，即利用凸轴而可枢转地连接，如图6所示。

如图6所示本发明的第二实施例，该内支臂元件29的第一端具有一第一轴杆293，其可旋转地连接至键帽21的一对间隔开的第一对承接部213。该内支臂元件29的第二端包括一第二轴杆295，其可滑动旋转地容置在该基板28的单独的承接部281内。在开关操作期间，该第二轴杆295的上表面滑动旋转地与该承接部281的内表面接触，而该第二轴杆295的下端并不会与该基板28的主平坦表面285接触。该内支臂元件29包括一第一及第二侧架291分别在其第一端部及第二端部连结该第一轴杆293及第二轴杆295。如图6所示，每一侧架291的第二端部设有一朝下的凸起部297a，以在开关操作期间与基板28的主平坦表面285接触。

与图5所示不同的是，设置在该外支臂元件27的第一端的轴杆273可滑动且可旋转地连结至键帽21的一对间隔开的第二对承接部215。该外支臂元件27包括一第一及第二侧架271，二者的第一端部分别连结至轴杆273，第一及第二侧架271在相对于第一端部的第二端部各设置有一凸销274a，其分别可旋转地枢接在成型于该基板28上的一对收受槽道283相对应槽道内，并且不会发生滑动移动。

要注意的是，与图5所揭示的第一实施例相同，该第二轴杆295相对于承接部281仅有一项尺寸公差需要被考虑。再者，对于每一朝下的凸起部297a，其需要与基板28的主平坦表面285保持紧密接触，也仅需要考虑到一项尺寸公差。这种改良对设计及制造都提供了相当的优点。

在以下的说明中，将揭示内、外支臂元件间的不同连接部份及配合弹性元件作用的不同机制。

根据图7A所揭示的内支臂元件的第三实施例，在侧架71的外侧上成型有一对心型凸起部731、732。于是，在外支臂元件的侧架72的内侧上成型有一对相对应的心型凸起部741、742，如图7B所示。当该内、外支臂元件组合在一起以构成剪刀型柱杆时，该凸起部731的下表面则与凸起部741的上表面交叉，而该凸起部742的下表面则与凸起部732的上表面交叉。图8A至8D则揭示了由图7A及7B所示的内、外支臂元件构成的剪刀柱杆在操作上的状态。

与图3所示的内支臂元件的第一实施例相比较，图9所示的内支臂元件的第四实施例具有一横轴杆992跨过内支臂元件的宽度。该横轴杆992的两端992a及992c做为图3所示的内支臂元件的第一实施例中的凸轴。当该剪刀型柱杆朝下移动时，该横轴杆992的中间区段992b则将弹性元件压在其下。

由图9所示的内支臂元件的第四实施例及图5所示的外支臂元件17、键帽11及收受槽道183的第一实施例构成图10所示的按键开关；该按键开关的未下压状态显示在图10中，其中揭示了横轴杆992的中间区段992b的功能。在此实施例中，在开关操作期间，每一侧架171的凸销174a滑动旋转地容置在成型于基板18上的一对收受槽道183内。该凸轴992a、992c可滑动及旋转地将内、外支臂元件连结在一起。当键帽11被压下时，该横轴杆992即相对应地朝下移动，而该横轴杆992的中间区段992b则压迫该弹性元件13，以操作位于其下的薄膜式开关。

由图9所示的内支臂元件的第四实施例及图6所示的外支臂元件27、键帽21及收受槽道283的第二实施例构成图11所示的按键开关，该按键开关的未下压状态揭示在图11中，其中揭示了横轴杆992的功能。在此实施例中，在开关操作期间，轴杆273滑动旋转地连结至键帽21的一对间隔开的第二对承接部215。该凸轴992a、992c可旋转地将内、外支臂元件连结在一起。当键帽21被压下时，该横轴杆992即相对应地朝下移动，而该横轴杆992的中间区段992b则压迫该弹性元件13，以操作位于其下的薄膜式开关。

与图3所揭示的内支臂元件的第一实施例相比较，图12揭示的内支臂元件的第五实施例具有一操作元件121，其第一端固定在连结至内支臂元件的第一轴杆193上。该操作元件121包括第二端部120，其可接触该弹性元件13的上表面。在该键帽下压时，该操作元件121的第二端120便压迫该弹性元件13，以操作该开关元件通电导通。

由图12所示的内支臂元件的第五实施例及图5所示的外支臂元件17、键帽11及收受槽道183的第一实施例构成图13所示的按键开关，该按键开关的未下压状态揭示在图13中。在此实施例中，在开关操作期间，每一侧架171的凸销174a滑动旋转地容置在成型于基板18上的一对收受槽道183内。当键帽11被压下时，该操作元件121的第二端120便压迫该弹性元件13，以操作位于其下的薄膜式开关。

由图12所示的内支臂元件的第五实施例及图6所示的外支臂元件27、键帽21及收受槽道283的第二实施例构成图14所示的按键开关，该按键开关的未下压状态揭示在图14中。在此实施例中，在开关操作期间，轴杆273滑动旋转地连结至键帽21的一对间隔开的第二对承接部215。当键帽11被压下时，该操作元件121的第二端120便压迫该弹性元件13，以操作设置在其下的薄膜式开关。

本发明中，该封闭形状的内支臂元件的第二端包括一第二轴杆，沿第二轴杆的轴向，该第二轴杆具有较大径向尺寸的二端部199或299，及具有较小径向尺寸的中央部195或295，该中央部的宽度约等于基板的承接部181的预定宽度，且可滑动旋转地容置在该承接部181内。这样，本发明利用此结构即能防止该内支臂元件在基板上做侧面移动。

本发明中，该朝下的凸起部分197a成型在该第一及第二侧架191的第二端部，仅为设计上的选择；也可使该第二轴杆195的下表面直接与基板18的主平坦表面185接触。只要单独的承接部与内支臂元件结合于封闭框体的中央，就不会如现有技术一般限制内、外支臂元件向外侧延伸，而本发明的内、外支臂元件具有比现有技术更大的支撑底面积，也因此改善了字键上下运动时的稳定度。

Claims

1.一种按键开关，其特征在于，它包括：一键帽，其具有顶平面及底平面，所述底面上成型有一对间隔开的第一对承接部及一对间隔开的第二对承接部；一基板，其主平坦表面上成型有一对收受槽道及一单独的承接部，所述承接部与所述一对收受槽道中的每一收受槽道的距离相等；一开关元件，其可相对于所述键帽的上下动作而做选择性地接电导通；一封闭形状的内支臂元件，其第一端具有一第一轴杆，所述第一轴杆可旋转地连接至所述第一对承接部，所述内支臂元件的第二端包括一第二轴杆，其可滑动旋转地容置在所述基板的承接部内，所述内支臂元件还包括一第一侧架及一第二侧架分别由其第一端部及第二端部连结所述第一轴杆及第二轴杆；一U型的外支臂元件，其一端具有一轴杆，所述轴杆可旋转地连接至所述第二对承接部，所述外支臂元件包括一第一侧架及一第二侧架分别由其第一端部连结至所述轴杆上，所述第一及第二侧架上相对于所述第一端部的第二端部设置有一凸销，所述凸销滑动旋转地容置在所述一对收受槽道内。

2.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件与外支臂元件之间以两对相对应的心型凸起部可滑动地及可旋转地连接在一起。

3.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件与外支臂元件之间以成型在其中一支臂元件上的一对凸轴及成型在另一支臂元件上的相对应的弧型槽道可滑动地及可旋转地连结在一起。

4.根据权利要求2或3所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件具有一横轴杆连结所述第一、第二侧架，所述横轴杆与所述基板之间设置有一弹性元件，在所述键帽被下压时，所述横轴杆压迫在所述弹性元件上，操作所述开关元件通电导通。

5.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述键帽与所述基板之间设置有一弹性元件，当所述键帽下压时，所述键帽压迫所述弹性元件以操作所述开关元件通电导通。

6.根据权利要求1所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件还包括一操作元件，其第一端连结在所述内支臂元件上，所述操作元件与所述基板之间设置有一弹性元件，所述操作元件的第二端接触所述弹性元件的上表面，在所述键帽下压时，所述操作元件的第二端压迫所述弹性元件以操作所述开关元件通电导通。

7.一种按键开关，其特征在于，它包括：一键帽，其具有顶平面及底平面，所述底平面上成型有一对间隔开的第一对承接部及一对间隔开的第二对承接部；一基板，其主平坦表面上成型有一对收受槽道及一单一的承接部，所述承接部与所述一对收受槽道中的每一收受槽道的距离相等；一开关元件，其可相对于所述键帽的上下动作而做选择性地接电导通；一封闭形状的内支臂元件，第一端具有一第一轴杆，所述第一轴杆可旋转地连接至所述第一对承接部，所述内支臂元件的第二端包括一第二轴杆，其可滑动旋转地容置在所述基板的承接部内，所述内支臂元件还包括一第一侧架及一第二侧架分别由其第一端部及第二端部连结所述第一轴杆及第二轴杆；一U型的外支臂元件，其一端具有一轴杆，所述轴杆可滑动旋转地连接至所述第二对承接部，所述外支臂元件包括一第一侧架及一第二侧架分别由其一第一端部连结至所述轴杆上，所述第一及第二侧架上相对于所述第一端部的第二端部设置有一凸销，所述凸销旋转地容置在所述一对收受槽道内。

8.根据权利要求7所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件与外支臂元件之间以成型在一支臂元件上的一对凸轴及成型在另一支臂元件上的相对应的圆形槽道可枢转地连接在一起。

9.根据权利要求7所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件与外支臂元件之间以两对相对应的的心型凸起部可旋转地连结在一起。

10.根据权利要求8或9所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件具有一横轴杆连结所述第一、第二侧架，所述横轴杆与所述基板之间设置有一弹性元件，在所述键帽被下压时，所述横轴杆压迫在所述弹性元件上，操作所述开关元件通电导通。

11.根据权利要求7所述的按键开关，其特征在于，所述键帽与所述基板之间设置有一弹性元件，当所述键帽下压时，所述键帽压迫所述弹性元件以操作所述开关元件通电导通。

12.根据权利要求7所述的按键开关，其特征在于，所述内支臂元件还包括一操作元件，其第一端连结在所述内支臂元件上，所述操作元件与所述基板之间设置有一弹性元件，所述操作元件的第二端接触所述弹性元件的上表面，在所述键帽下压时，所述操作元件的第二端压迫所述弹性元件以操作所述开关元件通电导通。

13.如权利要求1所述的按键开关，其特征在于，沿所述第二轴杆的轴向，所述第二轴杆具有较大径向尺寸的二端部及具有较小径向尺寸的中央部，所述中央部的宽度约等于所述基板的承接部的预定宽度，且可滑动旋转地容置在所述承接部内，以防止所述内支臂元件在所述基板上做侧面移动。

14.如权利要求7所述的按键开关，其特征在于，沿所述第二轴杆的轴向，所述第二轴杆具有较大径向尺寸的二端部及具有较小径向尺寸的中央部，所述中央部的宽度约等于所述基板的承接部的预定宽度，且可滑动旋转地容置在所述承接部内，以防止所述内支臂元件在所述基板上做侧面移动。