CN114446693A - 按键结构及其键帽组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种按键结构，其包括壳体、复位件以及键帽组件。壳体具有开口。复位件设置于壳体内。键帽组件包括键帽及基座。键帽包括按压部、中心轴及至少一第一卡勾。按压部具有底面。中心轴与第一卡勾连接于底面。中心轴具有球形部，球形部靠近于底面。基座从开口置入壳体，并与复位件接触。基座包括轴孔。轴孔具有弧形槽。中心杆穿过轴孔而与复位件接触，球形部容置于弧形槽。

Description

按键结构及其键帽组件

技术领域

本发明是关于一种按键结构。

背景技术

目前就计算机的使用习惯而言，键盘为不可或缺的输入设备之一。不论是计算机本身或是其周边产品，皆朝着轻、薄、短、小的设计理念发展，键盘也从早期的大型架构，转变为薄型的键盘。薄型的键盘通常采用薄膜式电路板，又被称为薄膜式键盘。薄膜式键盘的主要构件包括薄膜式电路板、复位件(或称弹性件)及键帽。借由按压键帽而触发薄膜式电路板的开关，而复位件提供键帽回复原位的力量。

另外，常见辅助键帽升降的机构包括火山口结构及剪刀式结构。以火山口结构而言，是在键盘的壳体形成多个凸起的开口，用以安装键帽。对应的，键帽具有导引柱及卡勾。导引柱可沿着开口的内壁而将卡勾导引至壳体(开口)内，卡勾与开口的底缘卡合，而完成键帽的安装。当键帽升降时，导引柱与开口内壁的限位作用，可使键帽垂直地移动而不偏斜。

然而，按压键帽的角落(即键帽的四角之一)时，却也因导引柱与开口内壁的限位作用，使得键帽及其导引柱可活动的空间受限，而更容易发生卡住(或称卡键)的现象，必须施加更多的按压力量，实有改良的必要。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明之主要目的在于提供一种按键结构及其键帽组件，借由键帽组件包括键帽与基座，且键帽与基座的新颖结构设计，以解决现有采用火山口结构的按键结构容易发生卡键的问题。

为达成上述目的，本发明提供一种按键结构，其包括壳体、复位件以及键帽组件。壳体具有开口。复位件设置于壳体内。键帽组件包括键帽及基座。键帽包括按压部及中心轴。按压部具有底面。中心轴连接于底面。中心轴具有球形部，球形部靠近于底面。基座自开口置入壳体，并与复位件接触。基座包括轴孔。轴孔具有弧形槽。中心杆穿过轴孔而与复位件接触，球形部容置于弧形槽。

为达成上述目的，本发明另提供一种键帽组件，应用于按键结构。按键结构包括壳体及复位件。壳体具有开口，复位件设置于壳体内。键帽组件包括键帽以及基座。键帽包括按压部及中心轴。按压部具有底面。中心轴连接于底面。中心轴具有球形部，球形部靠近于底面。第一卡勾连接于底面。基座从开口置入于壳体，并与复位件接触。基座包括轴孔。轴孔具有弧形槽。中心杆穿过轴孔而与复位件接触，球形部容置于弧形槽。

根据本发明的一实施例，当按压部被按压时，球形部于弧形槽内位移。

根据本发明的一实施例，当按压部的一边缘被按压时，球形部与弧形槽的接触点形成抗力点。

根据本发明的一实施例，中心轴还具有轴部，轴部从球形部往远离底面的方向延伸。

根据本发明的一实施例，轴部与轴孔分别为非圆形结构。

根据本发明的一实施例，轴部具有第一平面，基座的轴孔具有第二平面，第一平面对应于第二平面，以限制轴部于轴孔内转动。

根据本发明的一实施例，基座还包括导引柱，其与开口的内壁接触，且导引柱的顶面与按压部不接触。

根据本发明的一实施例，导引柱对应于开口的其中一夹角，且基座借由导引柱导引置入壳体。

根据本发明的一实施例，导引柱具有弧形侧面，弧形侧面与开口的内壁为线接触。

根据本发明的一实施例，导引柱的顶面为向外且往壳体方向延伸的斜面。

根据本发明的一实施例，键帽包括至少一第一卡勾，其连接于底面，第一卡勾从开口置入壳体，并卡合至壳体。

根据本发明的一实施例，基座还包括至少一第二卡勾，第二卡勾从开口置入壳体，并卡合至壳体。

承上所述，依据本发明的按键结构及其键帽组件，件帽组件包括键帽及基座。其中，键帽的中心轴具有球形部，而基座的轴孔对应具有弧形槽。中心杆穿过轴孔时，球形部容置于弧形槽。借由球形部与弧形槽相互配合的结构，使球形部可于弧形槽内位移，以增加键帽的活动空间。简言之，键帽组件为两件式结构(即键帽及基座)、以及相互配合的球形部与弧形槽，可增加键帽的活动空间，进而可达到避免卡键的效果。

另外，基座具有导引柱，借由导引柱与键帽的按压部不接触的设计，还可确保按压部具有偏移或倾斜的空间，不会被导引柱所限制，以达到前述避免卡键的效果。

附图说明

图1为本发明的一实施例的按键结构的分解示意图。

图2为图1所示的按键结构应用在键盘的示意图。

图3为图1所示的键帽的示意图。

图4为图1所示的基座的示意图。

图5为图1所示的按键结构组装后于A-A线的剖面示意图。

图6为图1所示的按键结构组装后于B-B线的剖面示意图。

图7为图5所示的按键结构用以说明抗力点的示意图。

附图标记说明：

按键结构 1

壳体 10

开口 11

内壁 111

夹角 112

复位件 20

键帽组件 30

键帽 40

按压部 41

底面 411

中心轴 42

球形部 421

轴部 422

第一平面 4221

凹部 423

中空结构 424

第一卡勾 43

基座 50

导引柱 51

弧形侧面 511

顶面 512

轴孔 52

弧形槽 521

第二平面 522

第二卡勾 53

键盘 100

本体 101

A-A 线

B-B 线

施力臂 D1

抗力臂 D2、D3

抗力点 R

具体实施方式

为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。

图1为本发明的一实施例的按键结构的分解示意图，图2为图1所示的按键结构应用在键盘的示意图，图3为图1所示的键帽的示意图，图4为图1所示的基座的示意图，图5为图1所示的按键结构组装后于A-A线的剖面示意图，图6为图1所示的按键结构组装后于B-B线的剖面示意图，以下说明请搭配参考前述图式所示。在本实施例中，按键结构1包括壳体10、复位件20以及键帽组件30。如图2所示，壳体10为中空的槽体，并具有开口11，使复位件20及键帽组件30的部分结构可从开口11置入壳体10。须说明的是，按键结构1可应用于键盘100，而按键结构1的壳体10与键盘100的本体101可以为一体的结构，也可以不同构件组装而成，本发明并不限制。

请参考图1、图5及图6所示，复位件20设置于壳体10内，且对应于开口11，使键帽组件30的部分结构从开口11置入壳体10可与复位件20接触。复位件20为可提供弹力的元件，其可例如但不限于橡胶弹性件、金属弹簧、弹片、微动开关、磁性件等，以提供被按压的键帽组件30回复至原位的弹力。

本实施例的键帽组件30包括键帽40及基座50。请参考图1及图3所示，键帽40包括按压部41及中心轴42。按压部41具有底面411，中心轴42连接于底面411。换言之，中心轴42从底面411往远离按压部41的方向延伸。

本实施例的中心轴42具有球形部421，且球形部421靠近于按压部41的底面411。换言之，于中心轴42与按压部41的连接处形成球形部421。如图3所示，球形部421为半圆球体。半圆球体(球形部421)的圆形平面连接于底面411，球面则朝向远离底面411的方向。此外，中心轴42还具有轴部422，轴部422连接于球形部421的球面，且从球形部421往远离底面411的方向延伸。本实施例的键帽40可以射出成型的方式制成。较佳地，为避免球形部421及轴部422成型时有外观缩水的情形，球形部421及轴部422设计有挖空结构，如图3所示。例如，球形部421与底面411的连接处具有间隔设置的凹部423，而轴部422的中心为中空结构424，本发明不以此为限。

如图3及图5所示，本实施例的键帽40还包括至少一第一卡勾43，本实施例以两个第一卡勾43为例说明。中心轴42与第一卡勾43皆连接于底面411，且中心轴42及第一卡勾43皆从底面411往远离按压部41的方向延伸。其中，第一卡勾43的一端连接于底面411，另一端则为勾状结构。于组装时，可先将基座50从开口11置入壳体10，且基座50与复位件20接触。接着，将键帽40的第一卡勾43对应至开口11，并施力使第一卡勾43从开口11置入壳体10。此时，需施力将键帽40向下压。停止施力后，复位件20可提供键帽40及基座50回复原位的弹力，进而使第一卡勾43卡合至壳体10。具体而言，第一卡勾43勾住开口11的内缘，进而卡合至壳体10。

请先参考图1、图2及图4所示，基座50包括至少一导引柱51及轴孔52。基座50可借由导引柱51导引置入壳体10，并可导引基座50在壳体10内移动。具体而言，将导引柱51对应至开口11的内壁111，并使导引柱51与内壁111接触，以导引基座50置入壳体10。在本实施例中，壳体10的开口11为四边形。对应的，基座50可具有四个导引柱51。导引柱51可对应于开口11的其中一夹角112(如图2所示)，使导引柱51可沿着夹角112而导引基座50往壳体10内移动。

如图4所示，较佳的，导引柱51具有弧形侧面511，弧形侧面511与开口11的内壁111为线接触。换言之，弧形侧面511与内壁111接触的区域为线形(线状)，使弧形侧面511与内壁111接触的区域缩减至最小。借由前述结构，以避免键帽40被按压而往下移动时，内壁111会对导引柱51产生过多的摩擦力。换言之，借由弧形侧面511与内壁111为线接触的设计，可达到省力的效果。

此外，轴孔52位于基座50的中央区域，用以容置键帽40的中心轴42。轴孔52具有弧形槽521，用以容置中心轴42的球形部421。球形部421与弧形槽521的结构相互配合。具体而言，本实施例的球形部421为半圆球体，而弧形槽521对应为半圆球形的凹槽。当中心轴42的轴部422穿过轴孔52时，球形部421的球面即可容置于弧形槽521。若按压部41被按压而倾斜时，球形部4211可在弧形槽521内位移，以形成类似万向接头的结构。

具体而言，组装时，先将基座50置入壳体10，再将键帽40的中心轴42对准轴孔52，并使中心轴42穿过轴孔52。如图5及图6所示，中心轴42的轴部422穿过轴孔52而与复位件20接触，而球形部421容置于弧形槽521。

另外，请搭配参考图5所示，导引柱51的顶面512与按压部41的底面411不接触。具体而言，本实施例的导引柱51的顶面512为向外且往壳体10方向延伸的斜面。换言之，顶面512是向基座50的外侧且向下延伸的斜面。因此，当键帽40的中心轴42置入轴孔52时，由弧形槽521支撑中心轴42及其球形部421，而导引柱51与按压部41不接触。

当按压部41被按压时，尤其是按压部41的边缘或边角被按压时，按压部41的整体偏移、倾斜，进而使中心轴42也随之偏移。借由球形部421与弧形槽521相互配合的结构，使球形部421可于弧形槽521内位移(形成类似万向接头的结构)，以增加键帽40的活动空间。此外，由于导引柱51与按压部41不接触的结构，还可确保按压部41具有偏移或倾斜的空间，不会被导引柱51所限制。因此，键帽组件30为两件式结构(即键帽40及基座50)、相互配合的球形部421与弧形槽521、以及导引柱51与按压部41不接触的结构，可增加键帽40的活动空间，进而可达到避免卡键的效果。

图7为图5所示的按键结构用以说明抗力点的示意图，请搭配参考图7所示。当按压部41的边缘或边角被按压时，施力点位于按压处，而支点位于中心轴42的中心，施力臂D1则为施力点至支点的距离。由于按压部41的边缘或边角被按压时，球形部421与弧形槽521会相互接触，使得球形部421与弧形槽521的接触点形成抗力点R。抗力臂D2即为抗力点R至支点的距离。

以现有的按键结构而言，键帽组件30(键帽40与基座50)为单一构件。换言之，现有的键帽具有导引柱。因此，按压现有键帽的边缘或边角，抗力点会是在导引柱与壳体的开口的接触点。以现有单一构件的键帽而言，抗力臂D3为抗力点(导引柱与开口的接触点)至支点(中心轴的中心)的距离。须说明的是，为便于说明，将按压现有键帽所产生的抗力臂D3标示于图7，而此段内容是描述现有键帽，故元件未使用标号说明。

如图7所示，按压本实施例的键帽组件30所产生的抗力臂D2小于按压现有键帽所产生的抗力臂D3，而抗力臂D2较小可以达到省力的效果。因此，本实施例的键帽组件30相较于现有单一构件的键帽，可达到更为省力的效果。

除了达到省力的效果以外，本实施例的键帽40与基座50也可采用不同材质，以达到低成本即可增加按键结构1的外观变化的效果。举例而言，基座50可使用塑胶材质，例如摩擦系数低、刚性佳的聚甲醛(Polyoxymethylene，POM)材质。键帽40则可依据所欲呈现的外观采用塑胶、陶瓷、木质等材料。

请参考图3及图4所示，较佳的，本实施例的中心轴42的轴部422与轴孔52分别为非圆形结构。非圆形结构可以避免轴部422于轴孔52内转动，进而造成键帽40整体的晃动。具体而言，轴部422的两侧具有第一平面4221，基座50的轴孔52则对应具有第二平面522。键帽40组装至基座50时，以第一平面4221对应于该第二平面522，进而可限制轴部422于轴孔52内转动。

另须说明的是，本实施例的按键结构1的组装顺序是先将基座50置入壳体10后，再将键帽40组装至基座50，也即，使键帽40的中心轴42组装至基座50的轴孔52。如前述，键帽40组装至壳体10后，第一卡勾43可卡合至壳体10。此时，键帽40可限制位于下方的基座50，使基座50无法从开口11脱落，同时将基座50固定于壳体10内。

如图4及图6所示，为了便于自动化组装程序，较佳的，本实施例的基座50还可包括至少一第二卡勾53。具体而言，当基座50置入壳体10时，第二卡勾53连同基座50从开口11置入壳体10。由于基座50与复位件20接触，使复位件20可提供基座50回复原位的弹力，进而可使第二卡勾53卡合至壳体10，如图6所示。此时，即便尚未组装键帽40，仍可借由第二卡勾53将基座50固定于壳体10内，以避免基座50从开口11脱落。因此，将基座50置入壳体10后，即可移动键盘100的本体101(如图2所示)至组装键帽40的工作区，且无需担心移动时会造成基座50的脱落。

综上所述，依据本发明的按键结构及其键帽组件，件帽组件包括键帽及基座。其中，键帽的中心轴具有球形部，而基座的轴孔对应具有弧形槽。中心杆穿过轴孔时，球形部容置于弧形槽。借由球形部与弧形槽相互配合的结构，使球形部可于弧形槽内位移，以增加键帽的活动空间。简言之，键帽组件为两件式结构(即键帽及基座)、以及相互配合的球形部与弧形槽，可增加键帽的活动空间，进而可达到避免卡键的效果。

另外，基座具有导引柱，借由导引柱与键帽的按压部不接触的设计，还可确保按压部具有偏移或倾斜的空间，不会被导引柱所限制，以达到前述避免卡键的效果。

应注意的是，上述诸多实施例是为了便于说明而举例，本发明所主张的权利范围应以本发明的权利要求书所限定的范围为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (24)

1.一种按键结构，包括：

壳体，具有开口；

复位件，设置于该壳体内；以及

键帽组件，包括：

键帽，包括按压部及中心轴，该按压部具有底面，该中心轴连接于该底面，该中心轴具有球形部，该球形部靠近于该底面；以及

基座，从该开口置入该壳体，并与该复位件接触，该基座包括轴孔，该轴孔具有弧形槽，该中心杆穿过该轴孔而与该复位件接触，该球形部容置于该弧形槽。

2.根据权利要求1所述的按键结构，其中当该按压部被按压时，该球形部于该弧形槽内位移。

3.根据权利要求1所述的按键结构，其中当该按压部的边缘被按压时，该球形部与该弧形槽的接触点形成抗力点。

4.根据权利要求1所述的按键结构，其中该中心轴还具有轴部，该轴部从该球形部往远离该底面的方向延伸。

5.根据权利要求4所述的按键结构，其中该轴部与该轴孔分别为非圆形结构。

6.根据权利要求5所述的按键结构，其中该轴部具有第一平面，该基座的该轴孔具有第二平面，该第一平面对应于该第二平面，以限制该轴部于该轴孔内转动。

7.根据权利要求1所述的按键结构，其中该基座还包括导引柱，其与该开口的内壁接触，且该导引柱的顶面与该按压部不接触。

8.根据权利要求7所述的按键结构，其中该导引柱对应于该开口的其中一夹角，且该基座借由该导引柱导引置入该壳体。

9.根据权利要求8所述的按键结构，其中该导引柱具有弧形侧面，该弧形侧面与该开口的该内壁为线接触。

10.根据权利要求7所述的按键结构，其中该导引柱的该顶面为向外且往该壳体方向延伸的斜面。

11.根据权利要求1所述的按键结构，其中该键帽包括至少一第一卡勾，其连接于该底面，该第一卡勾从该开口置入该壳体，并卡合至该壳体。

12.根据权利要求1所述的按键结构，其中该基座还包括至少一第二卡勾，该第二卡勾从该开口置入该壳体，并卡合至该壳体。

13.一种键帽组件，应用于按键结构，其包括壳体及复位件，该壳体具有开口，该复位件设置于该壳体内，该键帽组件包括：

键帽，包括：

按压部，具有底面；以及

中心轴，连接于该底面，该中心轴具有球形部，该球形部靠近于该底面；以及

基座，从该开口置入于该壳体，并与该复位件接触，该基座包括：

轴孔，其具有弧形槽，该中心杆穿过该轴孔而与该复位件接触，该球形部容置于该弧形槽。

14.根据权利要求13所述的键帽组件，其中当该按压部被按压时，该球形部于该弧形槽内位移。

15.根据权利要求13所述的键帽组件，其中当该按压部的边缘被按压时，该球形部与该弧形槽的接触点形成抗力点。

16.根据权利要求13所述的键帽组件，其中该中心轴还具有轴部，该轴部从该球形部往远离该底面的方向延伸。

17.根据权利要求16所述的键帽组件，其中该轴部与该轴孔分别为非圆形结构。

18.根据权利要求17所述的键帽组件，其中该轴部具有第一平面，该基座的该轴孔具有第二平面，该第一平面对应于该第二平面，以限制该轴部于该轴孔内转动。

19.根据权利要求13所述的键帽组件，其中该基座还包括导引柱，其与该开口的内壁接触，且该导引柱的顶面与该按压部不接触。

20.根据权利要求19所述的键帽组件，其中该导引柱对应于该开口的其中一夹角，且该基座借由该导引柱导引置入该壳体。

21.根据权利要求20所述的键帽组件，其中该导引柱具有弧形侧面，该弧形侧面与该开口的该内壁为线接触。

22.根据权利要求19所述的键帽组件，其中该导引柱的该顶面为向外且往该壳体方向延伸的斜面。

23.根据权利要求13所述的键帽组件，其中该键帽包括至少一第一卡勾，其连接于该底面，该第一卡勾从该开口置入该壳体，并卡合至该壳体。

24.根据权利要求13所述的键帽组件，其中该基座还包括至少一第二卡勾，该第二卡勾从该开口置入该壳体，并卡合至该壳体。

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