CN115312343A - 升降机构及按键结构 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种升降机构及按键结构，包括底板、键帽及升降机构。底板包括第一底墙。键帽与底板相对配置且包括第一帽墙。升降机构可活动地连接在键帽与底板之间，使键帽可相对于底板往复移动，且升降机构包括第一下轴部及第一上轴部，分别可活动地连接在底板与键帽的同一侧。当键帽处于释放状态时，第一上轴部抵接于第一帽墙，但第一下轴部与第一底墙间隔一保留间隙。本发明的按键结构处于释放状态时，升降机构的下轴部与底板的底墙间隔一保留间隙。如此，即使下轴部具有磨损量，由于在释放状态时下轴部与底墙彼此间隔，磨损量也不会影响(改变)键帽的默认的升降行程和按键高度。因此，本发明的按键结构特别能符合短行程的薄型化按键的设计要求。

Description

升降机构及按键结构

技术领域

本发明涉及一种升降机构及按键结构，尤其涉及一种下轴部与底板的底墙间隔一保留间隙的升降机构及按键结构。

背景技术

习知按键结构包含键帽、升降机构及底板。采自动化组装时，升降机构必须先组装连接到底板上，再将键帽组装连接到底板上的升降机构，使升降机构连接在键帽与底板之间。然，电子装置长年追求薄型化的趋势，让键帽、升降机构及底板间的连接部件的尺寸退无可退。再者，升降机构的自动化组装涉及多种设计需求及复杂变量，例如键帽的高度控制、键帽直上直下不能偏斜、升降机构与底板间的抗拉拔力、防止升降机构脱出、防止升降机构结构损伤形变。这些设计需求及变量都会影响按键结构强度、按键运作，以及自动化组装动作与工序、组装时程与产能。尤其，升降机构与底板在组装时所发生的磨损量会改变按键结构的默认升降行程，导致按键高度控制不精确的问题。因此，如何提出一种适当设计的按键结构以改善前述问题是本技术领域业者重要的议题。

发明内容

本发明提出一种按键结构，可改善上述问题。

根据本发明的一方面，本发明提出一种按键结构，包括：

底板，包括第一底墙；

键帽，与该底板相对配置且包括第一帽墙；

升降机构，可活动地连接在该键帽与该底板之间，使该键帽可相对于该底板往复移动，且该升降机构包括第一下轴部及第一上轴部，分别可活动地连接在该底板与该键帽的同一侧；

其中，当该键帽处于释放状态时，该第一上轴部抵接于该第一帽墙，但该第一下轴部与该第一底墙间隔一保留间隙。

作为可选的技术方案，该升降机构包括内圈侧臂及外圈侧臂，该内圈侧臂与该外圈侧臂枢接于一枢接轴向，该第一下轴部及该第一上轴部位于该枢接轴向的同一侧。

作为可选的技术方案，该底板的该第一底墙的硬度大于该升降机构的该第一下轴部的硬度。

作为可选的技术方案，该升降机构的该第一上轴部的材质与该键帽的该第一帽墙的材质皆为聚合物。

作为可选的技术方案，该第一下轴部面向该第一底墙的表面具有一磨损量，该保留间隙大于该磨损量。

作为可选的技术方案，该键帽还包括第二帽墙，该第一帽墙与该第二帽墙之间的距离的公差的绝对值小于该保留间隙。

作为可选的技术方案，该第一下轴部与该第一底墙间隔一底墙间隙，该第一上轴部与第一帽墙间隔一帽墙间隙，并且该帽墙间隙小于该底墙间隙。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种升降机构，可活动地连接在键帽与底板之间，使该键帽可相对于该底板往复移动，该升降机构包括：

彼此相对活动的一对支架，该对支架包含第一上轴部与第一下轴部，分别可活动地连接在该键帽与该底板的同一侧；

其中，当该键帽处于释放状态时，该第一上轴部抵接于该键帽的第一帽墙，但该第一下轴部与该底板的第一底墙间隔一保留间隙。

作为可选的技术方案，该对支架彼此枢接。

作为可选的技术方案，该第一上轴部与该第一下轴部分别可活动地连接在该键帽与该底板的第一侧；该对支架还包括第二上轴部与第二下轴部，该第二上轴部与该第二下轴部分别枢接在该键帽与该底板的第二侧，该第二侧位于该第一侧的相对侧。

作为可选的技术方案，该对支架包括内圈侧臂及外圈侧臂，该内圈侧臂与该外圈侧臂枢接于一枢接轴向，该第一下轴部及该第一上轴部位于该枢接轴向的同一侧。

作为可选的技术方案，该对支架还包括第二上轴部与第二下轴部，该第二下轴部及该第二上轴部位于该枢接轴向的该同一侧的相对侧。

作为可选的技术方案，该第一下轴部面向该第一底墙的表面具有一磨损量，该保留间隙大于该磨损量。

作为可选的技术方案，该键帽还包括第二帽墙，该第一帽墙与该第二帽墙之间的距离的公差的绝对值小于该保留间隙。

作为可选的技术方案，该第一下轴部与该第一底墙间隔一底墙间隙，该第一上轴部与第一帽墙间隔一帽墙间隙，并且该帽墙间隙小于该底墙间隙。

综上所述，本发明的按键结构包括键帽、升降机构及底板，当键帽处于释放状态时，升降机构的下轴部与底板的底墙间隔一保留间隙。如此，即使下轴部具有磨损量，由于在释放状态时下轴部与底墙彼此间隔，磨损量也不会影响(改变)键帽的默认的升降行程和按键高度。因此，本发明实施例的按键结构特别能符合短行程的薄型化按键的设计要求。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为依照本发明一实施例的按键结构处于释放状态的组合图。

图2及图3为图1中按键结构于不同视角的分解图。

图4为图1中按键结构(未绘示键帽)的俯视图。

图5为图4中按键结构沿方向5-5’的剖面图。

图6为图1中按键结构处于按压状态的组合图。

图7为图6中按键结构的剖面图。

具体实施方式

请参照图1～图7，图1～图5为依照本发明一实施例的按键结构100处于释放状态的示意图，而图6～图7为图1中按键结构100处于按压状态的示意图，其中图1为依照本发明一实施例的按键结构100处于释放状态的组合图，图2及图3为图1中按键结构100于不同视角的分解图，图4为图1中按键结构100(未绘示键帽120)的俯视图，图5为图4中按键结构100沿方向5-5’的剖面图，图6为图1中按键结构100处于按压状态的组合图，而图7为图6中按键结构100的剖面图。

如图1～图3及图5所示，按键结构100包括底板110、键帽120、升降机构130、弹性体150(图5)及薄膜开关层140。键帽120与底板110相对配置，升降机构130可活动地连接在键帽120与底板110之间，使键帽120可相对于底板110往复移动。虽然未在所有图式绘示，然按键结构100更包括弹性体150(见图5)，其配置于键帽120与底板110之间，穿过升降机构130。在键帽120处于按压状态(图7中的下极限位置PL)，弹性体150形变而储存弹性位能。在释放键帽120后，弹性体150释放弹性位能而驱使键帽120回复至释放状态(图5中的上极限位置PU)。薄膜开关层140配置于底板110上。薄膜开关层140包括至少一开关(未绘示)，当键帽120处于按压状态，弹性体150触发薄膜开关层140的开关而发出一触发讯号。处理器(未绘示)收到触发讯号后，据以执行对应功能。

本发明揭露的各实施例主要涉及键帽120高度控制结构的调整。键帽高度是按键结构100和键帽120处于释放状态时，键帽120位于最高点位置时相对于底板110的高度。所谓高度控制，是通过重新设计按键结构100的元件结构，来控制键帽120在升降行程中的最高点位置；当键帽120达到最高点位置时，剪刀式升降机构130也展开来达到最高点。不过，由于设计上的复杂性，厘清本发明实施例的发明思路极其重要。

首先，由于经金属加工的底板110具有较高精度与准确性，底板110的连接部件普遍被用来设计高度控制机制。再者，剪刀式升降机构130的两个互连支架(两个互连支架分别为外圈支架130X及内圈支架130Y)，要能确保键帽120从释放状态到按压状态都能稳定平直的上升下降。底板110上与键帽120上的连接部件，要能确实抓持升降机构130的转轴(例如第二下轴部131B、第一下轴部131A、第一上轴部132A、第二上轴部132B)，以避免升降机构130的转轴脱出，又要在升降行程中确保升降机构130的转轴能有进行转动及/或移动的裕度。自动组装过程中，若欲提高升降机构130分别与键帽120、底板110的连接强度、减少组装间隙、又能加快组装速度，可将干涉组装列为优先选项。但是，干涉组装也使得塑料支架130X/130Y受金属底板110的连接部件边缘切割缺损，形成新的元件间隙。因此，若要沿用过往方式以底板110的连接部件来设计高度控制机制，就要一并解决底板110这一侧的元件间隙问题。

从剖面图来看，例如图5所示，剪刀式升降机构120概呈中央枢转的X形架构；为使键帽120在升降过程顺畅稳定的运动，升降机构120的X形架构与键帽120及底板110分别连接的上下左右四个连接处，通常要有2个转动侧和2个滑动侧。本发明较佳实施例需要在这四个连接处中，选定一个最佳者作为滑动侧来设计高度控制机制。如前述，若要沿用过往方式以底板110的连接部件来设计高度控制机制，就要一并解决底板110这一侧的元件间隙问题。但是随着按键薄型化趋势的演进，键帽120和升降机构130的最高点越来越低，使得惯用方式遭遇到新的问题。例如图5中，假设该实施例选择右下角的第一底墙111作为高度控制机制，为了一并解决因为前述干涉组装、元件损伤造成的元件间隙问题，就需要再由底板110延伸额外的限制结构，将升降机构130的第二下轴部131B挡在更右侧位置，才能将键帽120和升降机构130的最高点保持在更低的位置。但是第一底墙111是位于内圈支架130Y的内侧，其L型钩部的侧钩段111h长度若要兼顾干涉组装、避免过长干涉到外圈支架130X、按键薄型化与按键高度降低等等的设计限制，会得到一个侧钩段111h过短的第一底墙111，导致第一下轴部131A滑动空间不足，且第一下轴部131A容易从第一底墙111的侧钩段111h脱出。或者，在此多变量系统中，改以第一底墙111本身加工限制、第一下轴部131A滑动空间为重，确保第一底墙111的侧钩段111h有足够长度，结果又会发生干涉组装的干涉量过大、元件损伤造成间隙过大、按键高度控制失准；如此一来，底板110的额外限制结构又需再向右移，造成第一下轴部131A或第一底墙111的侧钩段111h可能跟外圈支架130X干涉，或者第一下轴部131A的滑动空间不足以让键帽120被完全按压、到达最低点。

因此，本发明的实施例选择以升降机构130与键帽120连接的连接处中的滑动侧，作为高度控制的目标结构，如此可以避免干涉组装/元件损伤/元件间隙等因果变量造成高度控制的不必要干扰，进而解决干涉组装/元件损伤/元件间隙导致的高度控制不准确的问题。

如图1～图5所示，升降机构130包括彼此相对活动的一对支架，即内圈支架130Y和围绕在内圈支架130Y之外的外圈支架130X。此对支架130X、130Y包含前述第一下轴部131A、第一上轴部132A、第二下轴部131B及第二上轴部132B。其中第一上轴部132A及第二下轴部131B位于外圈支架130X上，而第二上轴部132B与第一下轴部131A则位于内圈支架130Y上。在实施例中，升降机构130还包括一对内圈侧臂133及一对外圈侧臂134。其中第一上轴部132A及第二下轴部131B位于一对外圈侧臂134之间的相对两侧而构成一个完整的外圈支架130X；至于第二上轴部132B与第一下轴部131A则位于一对内圈侧臂133之间的相对两侧而构成一个完整的内圈支架130Y。此外，内圈侧臂133与外圈侧臂134枢接于一枢接轴向P1(枢接轴向P1绘示于图1)。在实施例中，内圈侧臂133与外圈侧臂134以纯转动的方式枢接。如图所示，第一下轴部131A及第一上轴部132A位于枢接轴向P1的第一侧S1，而第二下轴部131B及第二上轴部132B位于枢接轴向P1的第二侧S2，其中第一侧S1与第二侧S2分别为枢接轴向P1的相对两侧。

键帽120还包括至少一对第二帽墙122。升降机构130的第二上轴部132B位于内圈支架130Y上、相对于第一下轴部131A的另一侧(第二侧S2)；第二上轴部132B受两个第二帽墙122夹持而枢接于键帽120上，使第二上轴部132B成为升降机构130在键帽120方向的转动侧。底板110更包括一个或多个第二底墙112(见图1、图2、图3及图5)，升降机构130的第二下轴部131B位于外圈支架130X上、相对于第一上轴部132A的另一侧(第二侧S2)；第二下轴部131B受至少两个第二底墙112夹持而枢接于底板110上，使第二下轴部131B成为升降机构130在底板110方向的转动侧。

在底板110与升降机构130的组装过程中，升降机构130的第二下轴部131B先套入底板110的第二底墙112，然后升降机构130绕第二底墙112旋转，直到将第一下轴部131A扣入第一底墙111。在一实施例中，第一底墙111的硬度例如是大于升降机构130的第一下轴部131A的硬度。以材质来说，底板110例如是以金属制成，如不锈钢或铝合金，而升降机构130例如是以聚合物制成，如塑料或合成树脂。由于第一底墙111的硬度大于第一下轴部131A的硬度，因此在第一下轴部131A与第一底墙111的扣合过程中，第一下轴部131A面向第一底墙111的侧钩段111h会发生磨损量w。由于本发明实施例的第一下轴部131A与第一底墙111在释放状态时彼此间隔(未相抵接)，因此磨损量w不影响键帽120的升降行程。当然，升降机构130也可以采用垂直组装，在第二下轴部131B对准套入底板110的第二底墙112的同时，第一下轴部131A对第一底墙111的侧钩段111h进行干涉组装，也会发生磨损量w。

就键帽120的高度控制机制，主要与键帽120及底板110上对升降机构130的连接部件相关。请参考图1～图5所示，底板110包括第一底墙111，且键帽120包括至少一个第一帽墙121。剪刀式升降机构130的第一上轴部132A及第一下轴部131A，其分别可活动地连接在键帽120与底板110的同一侧，其中，同一侧例如为第一侧S1(即，剪刀式升降机构130的第一下轴部131A可活动的连接在底板110的第一侧S1，而第一上轴部132A可活动的连接在键帽120的第一侧S1)，第一下轴部131A及第一上轴部132A都作为滑动侧。相对的在第二侧S2，升降机构130则包括第二下轴部131B与第二上轴部132B作为转动侧。请参考图6～图7所示，在键帽120处于按压状态、位于最低点时(如图7的下极限位置PL)时，第一下轴部131A与第一底墙111间隔一底墙间隙Gb，第一上轴部132A与第一帽墙121间隔一帽墙间隙Gh，并且帽墙间隙Gh小于底墙间隙Gb。帽墙间隙Gh关乎第一上轴部132A在第一帽墙121的横向段121h内缘的可滑动范围，底墙间隙Gb则关乎第一下轴部131A在第一底墙111的侧钩段111h内缘的可滑动范围；换言之，第一上轴部132A受限于第一帽墙121的可滑动距离，小于第一下轴部131A受限于第一底墙111的可滑动距离。

请参考图1～图5所示，并同时参考图6～图7所示，当键帽120由按压状态(如图7所示，此时键帽120位于最低点的下极限位置P)朝释放状态(即朝键帽120最高点的上极限位置PU)上升时，第二下轴部131B与第二上轴部132B作为转动侧并不移动(如，不平移)，而作为滑动侧的第一下轴部131A及第一上轴部132A都由外向内(于图5、图7中是由右向左)逐渐滑动。由于第一上轴部132A与第一帽墙121间的帽墙间隙Gh较短，第一下轴部131A才移动到与第一底墙111间隔一保留间隙G时，第一上轴部132A已抵接于第一帽墙121，此时键帽120到达最高点的上极限位置PU。实务上在设计保留间隙G时，其数值可以趋近于帽墙间隙Gh与底墙间隙Gb间的差值。

键帽120处于释放状态(如图5所示)时，也就是键帽120到达上极限位置PU，同时按键结构100与升降机构130将整体向上完全展开。由于第一下轴部131A与第一底墙111间隔一保留间隙G，即使第一下轴部131A具有些微的磨损量w，但保留间隙G远大于磨损量w，第一下轴部131A并不会受到第一底墙111干涉限位，而改变键帽120的预设升降行程。

虽然一般而言，塑料的键帽120采模具制造，会产生一定的公差d，但是此公差d并不影响前述的键帽高度控制。如图5所示，第一帽墙121与第二帽墙122之间的距离D的公差d小于第一下轴部131A的磨损量w的尺寸。公差d例如是制造及/或组装公差。公差d比第一下轴部131A的磨损量w还小，保留间隙G也大于公差d的绝对值。因此相较于磨损量w，公差d对于升降行程的影响(改变量)较小；再者，即使键帽120在生产制造过程真的产生公差d，由于预设的保留间隙G将大于公差d的绝对值，会确保底墙间隙Gb不会反过来大于帽墙间隙Gh，也就是不会变成受损的第一下轴部131A先被第一底墙111限位而导致键帽120有一个失准的最高点。在一实施例中，公差d例如是0.03毫米，而磨损量w例如是0.05毫米。然公差d的数值及/或磨损量w的数值视实际情况而定，本发明实施例不加以限定。

在一实施例中，升降机构130的第一上轴部132A的材质与键帽120的第一帽墙121的材质相同，例如都为聚合物，如塑料。由于第一上轴部132A与第一帽墙121的材质相同，因此当第一上轴部132A与第一帽墙121扣合时，第一上轴部132A与第一帽墙121仅形变而不磨损，或仅发生一微小磨损量。此微小磨损量(若有的话)不足以改变键帽120的升降行程。

在上述实施例中，是以图5中的外圈支架130X在键帽120方向的滑动侧(即，第一上轴部132A)与第一帽墙121彼此限位而由外圈支架130X控制键帽120的高度。但是在另一实施例中，也可以用内圈支架130Y在键帽120方向的一端(即，第二上轴部132B)作为滑动侧，并与第二帽墙122彼此限位(第二帽墙122改为第一帽墙121的L型结构)而由内圈支架130Y控制键帽120的高度。

换言之，虽然上述实施例是以外圈支架130X的第一上轴部132A与第一帽墙121、内圈支架130Y的第一下轴部131A与第一底墙111作为滑动侧为例进行阐述，但是在其他实施例可以反置。也就是，前述第一上轴部可以隶属内圈支架的靠键帽的一端，第一帽墙可以隶属键帽对应内圈支架的第一上轴部。同理，前述第一下轴部可以隶属外圈支架靠底板的一端，第一底墙可以隶属底板对应外圈支架的第一下轴部。意即，就剪刀式升降机构而言，只要有同侧的一对滑动侧、并选择键帽端的滑动侧作为高度控制机制，都能达到本发明思想所能实现的特殊功效。

综上，本发明实施例提出一种按键结构。按键结构包括键帽、升降机构及底板。当键帽处于释放状态时，升降机构的下轴部与底板的底墙间隔一保留间隙。如此，即使下轴部具有磨损量，由于在释放状态时下轴部与底墙彼此间隔，磨损量也不会影响(改变)键帽的默认的升降行程和按键高度。因此，本发明的按键结构特别能符合短行程的薄型化按键的设计要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种按键结构，其特征在于，包括：

底板，包括第一底墙；

键帽，与该底板相对配置且包括第一帽墙；

升降机构，可活动地连接在该键帽与该底板之间，使该键帽可相对于该底板往复移动，且该升降机构包括第一下轴部及第一上轴部，分别可活动地连接在该底板与该键帽的同一侧；

其中，当该键帽处于释放状态时，该第一上轴部抵接于该第一帽墙，但该第一下轴部与该第一底墙间隔一保留间隙。

2.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该升降机构包括内圈侧臂及外圈侧臂，该内圈侧臂与该外圈侧臂枢接于一枢接轴向，该第一下轴部及该第一上轴部位于该枢接轴向的同一侧。

3.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该底板的该第一底墙的硬度大于该升降机构的该第一下轴部的硬度。

4.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该升降机构的该第一上轴部的材质与该键帽的该第一帽墙的材质皆为聚合物。

5.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该第一下轴部面向该第一底墙的表面具有一磨损量，该保留间隙大于该磨损量。

6.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该键帽还包括第二帽墙，该第一帽墙与该第二帽墙之间的距离的公差的绝对值小于该保留间隙。

7.根据权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该第一下轴部与该第一底墙间隔一底墙间隙，该第一上轴部与第一帽墙间隔一帽墙间隙，并且该帽墙间隙小于该底墙间隙。

8.一种升降机构，可活动地连接在键帽与底板之间，使该键帽可相对于该底板往复移动，其特征在于，该升降机构包括：

彼此相对活动的一对支架，该对支架包含第一上轴部与第一下轴部，分别可活动地连接在该键帽与该底板的同一侧；

其中，当该键帽处于释放状态时，该第一上轴部抵接于该键帽的第一帽墙，但该第一下轴部与该底板的第一底墙间隔一保留间隙。

9.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，该对支架彼此枢接。

10.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，该第一上轴部与该第一下轴部分别可活动地连接在该键帽与该底板的第一侧；该对支架还包括第二上轴部与第二下轴部，该第二上轴部与该第二下轴部分别枢接在该键帽与该底板的第二侧，该第二侧位于该第一侧的相对侧。

11.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，该对支架包括内圈侧臂及外圈侧臂，该内圈侧臂与该外圈侧臂枢接于一枢接轴向，该第一下轴部及该第一上轴部位于该枢接轴向的同一侧。

12.根据权利要求11所述的升降机构，其特征在于，该对支架还包括第二上轴部与第二下轴部，该第二下轴部及该第二上轴部位于该枢接轴向的该同一侧的相对侧。

13.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，该第一下轴部面向该第一底墙的表面具有一磨损量，该保留间隙大于该磨损量。

14.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，该键帽还包括第二帽墙，该第一帽墙与该第二帽墙之间的距离的公差的绝对值小于该保留间隙。

15.根据权利要求8所述的升降机构，其特征在于，该第一下轴部与该第一底墙间隔一底墙间隙，该第一上轴部与第一帽墙间隔一帽墙间隙，并且该帽墙间隙小于该底墙间隙。

Images