CN1423181A - 用于一电脑键盘的按键机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用键帽的上下运动来带动气体流动的按键机构。该按键机构包括有一键帽、一上盖、一下盖、一连接装置以及一散热元件。该上盖设于该键帽之下,该下盖设于该上盖之下,该连接装置连接于该键帽与该上盖之间,用来将该键帽以可上下活动的方式装置于该上盖上。该散热元件包括有一储气槽及一活塞,该储气槽的侧壁上设有至少一第一开孔及至少一第二开孔,介于该上盖及下盖之间,用来导通该上盖与该下盖之间的气体。

Description

用于一电脑键盘的按键机构

                       技术领域

本发明涉及一种按键机构，特别是涉及一种可利用键帽的上下运动来带动气体流动的按键机构。

                       背景技术

超大型集成电路的发展日益复杂，单位面积内所含晶体管数量与其操作频率也与日俱增，高耗电量和热量无可避免地也随之而来。可是高温使电子元件容易损坏，为了要延长电子元件的使用寿命，电子装置内的散热便成为一重要的研究课题。以笔记本电脑为例，由于笔记本电脑体积薄小，所以其内部的电子元件所产生的热量容易积聚，且热量不易排出，因此其内的散热便显得相当重要。

一般电子元件的散热方式可分为两种，即主动式散热(active cooling)和被动式散热(passive cooling)两种。常见的主动式散热为利用风扇把热空气带走，但风扇的运转将消耗大量的电能，且风扇的长时间运转将造成噪音，故此方法并非很好。而被动式散热则为以降低系统效能的方式来减少元件所产生的热能，虽然可达到减低热量的目的，但也相对地减低了工作效率，故并非是很好的散热方法。

请参考图1，图1为使用另一现有散热方法的笔记本电脑10的示意图。笔记本电脑10包括有一壳体12、一键盘14、一处理器(processor)16、一芯片组(chipset)18以及一导热管20。键盘14设于壳体12上，占壳体12的大部分面积。处理器16及芯片组18设于键盘14的下方，其在运作时将产生大量的热量。导热管20设于处理器16及芯片组18的下方，用来传导由处理器16及芯片组18所产生的热量。由于键盘14占有笔记本电脑10的大部分面积，且其不会产生热量，因此常被用作散热之用。一般的设计会在键盘14的最下方设置一导热管20，导热管20靠近处理器16及芯片组18的区域温度较高，而远离处理器16及芯片组18的区域温度则较低，由于导热管20为金属构造，其传导速度很快，故能很快地把温度较高的热气传导至温度较低的区域处，因此达到散热的效果。导热管20也可置换为其他可快速传导热量的散热元件(如金属散热片等)。但是此散热方法的效能并不理想，其无法有效地把处理器16及芯片组18等电子元件所产生的大量热量带走，因此常常也需开启主动式散热或被动式散热来增加散热的效果。

                       发明内容

本发明的目的在于提供一种可利用键帽的上下运动来带动气体流动以增加散热的按键机构，以解决上述问题。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种用于一电脑键盘的按键机构，其包括有：一键帽；一上盖，设于该键帽之下；一下盖，设于该上盖之下；一连接装置，连接于该键帽与该上盖之间，用来将该键帽以可上下活动的方式装置在该上盖上；一散热元件，其包括有一储气槽及一活塞，该活塞的上端固定于该键帽的底侧，下端以可上下移动的方式设于该储气槽上端的开口内，该储气槽的下端固定于该下盖上，其侧壁上设有至少一第一开孔及至少一第二开孔，介于该上盖及下盖之间，用来导通该上盖与该下盖之间的气体；其中当下压该键帽时，该活塞会于该储气槽上端的开口内随着该键帽向下移动来将该储气槽内的气体经由该第一开孔排出，当停止下压该键帽时，该活塞会于该储气槽上端的开孔内随着该键帽向上移动来将该储气槽外的气体经由该第二开孔吸入该储气槽内。

本发明还提供一种用于一电脑键盘的按键机构，其包括有：一键帽；一上盖，设于该键帽之下；一下盖，设于该上盖之下；一弹性薄膜，连接于该键帽与该下盖之间，用来将该键帽以可上下活动的方式装置于该上盖的上方，该弹性薄膜的侧壁上设有至少一第一开孔及至少一第二开孔，介于该上盖及下盖之间，用来导通该上盖与该下盖之间的气体；其中当下压该键帽时，该弹性薄膜内的气体会经由该第一开孔排出，当停止下压该键帽时，该键帽会带动该弹性薄膜的上端向上移动来将该弹性薄膜外的气体经由该第二开孔吸入该弹性薄膜内。

                       附图说明

图1为现有笔记本电脑的示意图；

图2为本发明按键机构的侧视图；

图3为图2连接装置的示意图；

图4为图2散热元件的示意图；

图5a为图2键帽被按下时的示意图；

图5b为图2键帽被停止按下时的示意图；

图6为电脑键盘内气体流动方向的示意图；

图7为本发明另一实施例按键机构的示意图；

图8a为图7键帽被按下时的示意图；

图8b为图7键帽被停止按下时的示意图。

                     具体实施方式

请参考图2，图2为本发明按键机构30的侧视图。按键机构30包括有一键帽32、一上盖34、一下盖36、一连接装置50以及一散热元件70。键帽32的底侧设有一弹性元件40，其可被压缩变形。上盖34设于键帽32的下方，其上设有一软式印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)38，软式印刷电路板38上设有一压力感测器42，当键帽32被压下时，弹性元件40会触压压力感测器42以产生相对应的按键信号。下盖36设于上盖34的下方。连接装置50连接于键帽32与上盖34之间，用来将键帽32以可上下活动的方式装置在上盖34上。散热元件70设于键帽32与下盖36之间，用来带动上盖34及下盖36之间的气体流动。

请参考图3，图3为图2连接装置50的示意图。连接装置50包括有一第一转臂52、一第二转臂54以及一转轴56。第一转臂52包括有一第一端60及一第二端62，第一端60及第二端62分别以可转动的方式连接于键帽32的底侧及转轴56上。第二转臂54同样包括有一第一端64及一第二端66，第一端64及第二端66也分别以可转动的方式连接于上盖34的上侧及转轴56上。第一转臂52及第二转臂54的中间处分别设有一开孔68，用来使弹性元件40穿过。转轴56上设有一弹簧58，用来弹性张开第一转臂52及第二转臂54，使第一转臂52及第二转臂54维持在原始位置上，由于第一转臂52的第一端60固定于键帽32的底侧，因此使键帽32也可维持在原始的位置上。当键帽32被按下时，第一转臂52的第二端62及第二转臀54的第二端66会转动，因而使弹簧58变形。当停止按下键帽32时，弹簧58会回弹以带动第一转臂52及第二转臂54回到原始的位置，同时第一转臀52的第一端60会向上推动键帽32使之回到原始的位置上。

请参考图4，图4为图2散热元件70的示意图。散热元件70包括有一储气槽72及一活塞74。储气槽72的下端固定于下盖36上，其上端设有一开口75 。活塞74的上端固定于键帽32的底侧，活塞74以可上下移动的方式设于储气槽72上端的开口75内。另外，储气槽72的侧壁上设有一第一开孔76、一第一匣门80、一第二开孔78以及一第二匣门82，其介于上盖34及下盖36之间。第一匣门80的上端以可转动的方式悬吊于第一开孔76的上端，由于第一开孔76的下方右侧有一凸块84，故使得第一匣门80仅可向储气槽72的外侧开启。同样地，第二匣门82的上端也以可转动的方式悬吊于该第二开孔78的上端，第二开孔78的下方右侧也有一凸块86，使第二匣门82仅可向储气槽72的内侧开启。

请参考图5a及图5b，图5a为图2键帽32被按下时的示意图。图5b为图2键帽32被停止按下时的示意图。当键帽32被按下时，固定于键帽32底侧的活塞74会于储气槽72的开口75内随着键帽32向下移动，因而将挤压储气槽72内的气体，由于第一匣门80仅能向储气槽72的外侧开启，而第二匣门82仅能向储气槽72的内侧开启，因此储气槽72内的气体仅能经由第一开孔76排出储气槽72外，而无法经由第二开孔78排出储气槽72外，如图5a中箭头81所示。同时，弹性元件36会向下触压压力感测器42，以产生一相对应的按键信号。相反地，当停止按下键帽32时，连接装置50将回弹而使得键帽32回到原始的位置上，因而使固定于键帽32底侧的活塞74于储气槽72的开口75内随着键帽32向上移动，键帽32的向上移动将对储气槽72内的气体造成一拉力，此时同样由于第一匣门80及第二匣门82仅能朝单方向开启，因而使得储气槽72外的气体仅能经由第二开孔78进入至储气槽72内，而无法经由第一开孔76进入到储气槽72内，如图5b中箭头83所示。同时，弹性元件40将停止触压压力感测器42，以停止产生按键信号。因此，键帽32的上下移动将使得储气槽72外的气体经由第二开孔78进入至储气槽72内，并使得储气槽72内的气体经由第一匣门80排出至储气槽72外。

请参考图6，图6为电脑键盘90内气体流动方向的示意图。键盘90内包括有一处理器(processor)92、一芯片组(chipset)94以及多个本发明的按键机构30。处理器92及芯片组94设于按键机构30的下盖36下，其运作时将产生大量的热量，故使得处理器92及芯片组94周围的空气温度很高，而距离处理器92及芯片组94愈远的区域，空气的温度则愈低。由于本发明按键机构30的键帽32的上下移动可使位于上盖34及下盖36之间的气体经由储气槽72的第二开孔78进入至储气槽72内，并使位于储气槽72内的气体经由第一开孔76排出至储气槽72外。因此，若邻近的数个键帽32分别被按下，那么便可使得上盖34及下盖36之间的空气被带动沿一方向流动，即如图上箭头96所示的方向。那么处理器92及芯片组94周围温度较高的空气将被导引至温度较低的区域，因此可达到散热的功能，且不需要再另外增加动力。当使用者在使用键盘90时即已开启散热的功能，其可靠性也高。

请参考图7，图7为本发明另一实施例按键机构100的示意图。按键机构100包括有一键帽102、一上盖104、一下盖106以及一弹性薄膜110。上盖104设于该键帽102之下。下盖106设于上盖104之下，其上包括有一软式刷印电路板108，软式刷印电路板108上设有一压力感测器114。弹性薄膜110连接于键帽102与下盖106之间，其顶端固定于键帽102的底侧，用来将键帽102以可上下活动的方式装置于上盖104的上方，弹性薄膜110的顶端底侧设有一弹性元件112。当键帽102被按下时，弹性元件112会触压软式印刷电路板108上的压力感测器114，以产生相对应的按键信号。当停止按下键帽102时，弹性薄膜110将回弹以使键帽102回复至原始的位置。

弹性薄膜110的侧壁上设有一第一开孔116、一第一匣门120、一第二开孔118以及一第二匣门122，其介于上盖104及下盖106之间。第一匣门120的上端以可转动的方式悬吊于第一开孔116的上端，且设置于弹性薄膜110的外侧，故使得第一匣门120仅可向弹性薄膜110的外侧开启。第二匣门122的上端以可转动的方式悬吊于该第二开孔118的上端，且设置于弹性薄膜110的内侧，故使得第二匣门122仅可向弹性薄膜110的内侧开启。

请参考图8a及图8b，图8a为图7键帽102被按下时的示意图。图8b为图7键帽102被停止按下时的示意图。当键帽102被按下时，弹性薄膜110内的气体会被挤压，由于第一匣门120及第二匣门122仅能朝单方向开启，因此弹性薄膜110内的气体仅能经由第一开孔116排出弹性薄膜110外，如图8a中箭头124所示。同时，弹性元件112会向下触压压力感测器114，以产生一相对应的按键信号。当停止按下键帽102时，弹性薄膜110会弹性地回复到原来的状态而使键帽102向上移动，此时弹性薄膜110外的气体仅能经由第二开孔118进入到弹性薄膜110内，如图8b中箭头126所示。因此，键帽102的上下移动将使得弹性薄膜110外的气体经由第二开孔118进入至弹性薄膜110内，并使得弹性薄膜110内的气体经由第一匣门120排出至弹性薄膜110外。

当多个邻近的键帽102被按下时，便可使得上盖104及下盖106之间的空气被导引沿一方向流动，因而可把温度较高区域的气体导引至温度较低的区域，以达到散热的目的。

以上所述的实施例中储气槽72及弹性薄膜110的侧壁上都分别设有一第一开孔76，116及一第二开孔78，118，然而本发明并不限于此，储气槽72及弹性薄膜110的侧壁上也可设有多个第一开孔76，116及多个第二开孔78，118，只要其开孔76、116、78、118可达到带动气体流动的目的，都属于本发明所揭露的技术内容。

与现有技术相比，本发明利用按键机构30、100利用键帽32、102的上下移动来带动上盖34、104及下盖36、106之间的流动，由于按键机构30、100内的第一匣门80、120及第二匣门82、122仅能朝一方向开启，故使得气体可从温度较高的区域被导向温度较低的区域，因而达到散热的目的，且并不需要另外再增加动能，可靠性又高。

以上所述仅本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种用于一电脑键盘的按键机构，其包括有：

一键帽；

一上盖，设于该键帽之下；

一下盖，设于该上盖之下；

一连接装置，连接于该键帽与该上盖之间，用来将该键帽以可上下活动的方式装置在该上盖上；

一散热元件，其包括有一储气槽及一活塞，该活塞的上端固定于该键帽的底侧，下端以可上下移动的方式设于该储气槽上端的开口内，该储气槽的下端固定于该下盖上，其侧壁上设有至少一第一开孔及至少一第二开孔，介于该上盖及下盖之间，用来导通该上盖与该下盖之间的气体；

其中当下压该键帽时，该活塞会于该储气槽上端的开口内随着该键帽向下移动来将该储气槽内的气体经由该第一开孔排出，当停止下压该键帽时，该活塞会于该储气槽上端的开孔内随着该键帽向上移动来将该储气槽外的气体经由该第二开孔吸入该储气槽内。

2.如权利要求1所述的按键机构，其中该连接装置包括有：

一第一转臂，其第一端连接于该键帽的底侧；

一第二转臂，其第一端连接于该上盖的上侧；以及

一转轴，连接于该第一转臂的第二端及该第二转臂的第二端，其上设有一弹性元件；

其中当下压该键帽时，该第一转臂的第二端及该第二转臂的第二端会转动并使该弹性元件变形，当停止按动该键帽时，该弹性元件会回弹以带动该第一转臀及该第二转臂以向上推动该键帽。

3.如权利要求2所述的按键机构，其中该弹性元件为一弹簧。

4.如权利要求1所述的按键机构，其中该散热元件另包括至少一第一匣门及至少一第二匣门，该第一匣门的上端以可转动的方式悬吊于该第一开孔的上端，且该第二匣门的上端以可转动的方式悬吊于该第二开孔的上端，当该活塞向下移动时，该第一匣门会开启以使该储气槽内的气体得以经由该第一开孔排出，当该活塞向上移动时，该第二匣门会开启以使气体得以经由该第二开孔进入该储气槽内。

5.如权利要求4所述的按键机构，其中该第一匣门悬吊于该储气槽的外侧，该第二匣门悬吊于该储气槽的内侧。

6.如权利要求1所述的按键机构，其另包括有一软式印刷电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)，设于该上盖上，用来于下压该键帽时产生相对应的按键信号。

7.如权利要求1所述的按键机构，其中该电脑键盘另包括有一处理器(processor)及一芯片组(chipset)，用来产生控制信号。

8.一种用于一电脑键盘的按键机构，其包括有：

一键帽；

一上盖，设于该键帽之下；

一下盖，设于该上盖之下；

一弹性薄膜，连接于该键帽与该下盖之间，用来将该键帽以可上下活动的方式装置于该上盖的上方，该弹性薄膜的侧壁上设有至少一第一开孔及至少一第二开孔，介于该上盖及下盖之间，用来导通该上盖与该下盖之间的气体；

其中当下压该键帽时，该弹性薄膜内的气体会经由该第一开孔排出，当停止下压该键帽时，该键帽会带动该弹性薄膜的上端向上移动来将该弹性薄膜外的气体经由该第二开孔吸入该弹性薄膜内。

9.如权利要求8所述的按键机构，其中该弹性薄膜另包括至少一第一匣门及至少一第二匣门，该第一匣门的上端以可转动的方式悬吊于该第一开孔的上端，且该第二匣门的上端以可转动的方式悬吊于该第二开孔的上端，当该键帽向下移动时，该第一匣门会开启以使该弹性薄膜内的气体得以经由该第一开孔排出，当该键帽向上移动时，该第二匣门会开启以使气体得以经由该第二开孔进入该弹性薄膜内。

10.如权利要求9所述的按键机构，其中该第一匣门悬吊于该弹性薄膜的外侧，该第二匣门悬吊于该弹性薄膜的内侧。

11.如权利要求8所述的按键机构，其另包括有一软式印刷电路板，设于该下盖上，用来于下压该键帽时产生相对应的按键信号。

12.如权利要求8所述的按键机构，其中该电脑键盘另包括有一处理器及一芯片组，用来产生控制信号。

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