TW201740408A - 按鍵結構 - Google Patents

Abstract

一種按鍵結構，包括一電路板、一底座、一上蓋、一柱塞、一鍵帽、一彈性體以及一對開關接點。底座設置於電路板上。底座包括一底板以及一下蓋，下蓋與底板一體成形。上蓋設置於下蓋上。上蓋設有一套筒，上蓋與下蓋圍成一容置空間。柱塞可滑動地插入於套筒中。鍵帽設置於柱塞上。彈性體設置於容置空間中，且彈性體連接於底座與柱塞之間，可使鍵帽由一較低位置上升到一較高位置。此對開關接點設置於容置空間中，並與電路板電性連接，當鍵帽由較高位置向下移動到較低位置時，鍵帽按壓而使此對開關接點導通。

Description

按鍵結構

本發明是有關於一種鍵盤，且特別是有關於一種易於組裝的按鍵結構。

目前按鍵多利用彈簧或矽膠圓凸提供鍵帽所需的回彈力。然而，無論是使用彈簧或矽膠圓凸，習知的按鍵均無法提供鍵帽迅速按壓、迅速回復之作動機制。此作動機制可減輕使用者於某些使用情境中操作按鍵時手指疲勞的程度，例如電子競技。

此外，習知的按鍵皆採用單一組件分開組裝的方式固定在底板上，因此增加了組裝的複雜度，並且需要較高的組裝精度，因而耗費較長工時。

本發明係有關於一種易於組裝的按鍵結構，且能兼顧按壓手感與迅速回復的設計要求。

根據本發明之一方面，提出一種按鍵結構，包括一電路板、一底座、一上蓋、一柱塞、一鍵帽、一彈性體以及一對開關接點。底座設置於電路板上。底座包括一底板以及一下蓋， 下蓋與底板一體成形。上蓋設置於下蓋上。上蓋設有一套筒，上蓋與下蓋圍成一容置空間。柱塞可滑動地插入於套筒中。鍵帽設置於柱塞上。彈性體設置於容置空間中，且彈性體連接於底座與柱塞之間，可使鍵帽由一較低位置上升到一較高位置。此對開關接點設置於容置空間中，並與電路板電性連接，當鍵帽由較高位置向下移動到較低位置時，鍵帽按壓而使此對開關接點導通。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧按鍵結構

111‧‧‧卡合結構

110‧‧‧電路板

112‧‧‧底座

113‧‧‧底板

114‧‧‧下蓋

115‧‧‧上蓋

116‧‧‧柱塞

117‧‧‧鍵帽

118‧‧‧彈性體

120‧‧‧開關接點

121‧‧‧固定接點件

122‧‧‧活動接點件

123‧‧‧發光源

1111‧‧‧第一卡合部

1112‧‧‧第二卡合部

1113‧‧‧第三側

1114‧‧‧第三凸塊

1115‧‧‧第三凹口

1116‧‧‧第三卡合面

1117‧‧‧前緣

1123‧‧‧第四側

1124‧‧‧第四凸塊

1125‧‧‧第四凹口

1126‧‧‧第四卡合面

1127‧‧‧斜面

1131‧‧‧開口

1141‧‧‧上表面

1143‧‧‧第二側

1144‧‧‧第二凸塊

1145‧‧‧第二凹口

1146‧‧‧第二卡合面

1147‧‧‧斜面

1153‧‧‧第一側

1154‧‧‧第一凸塊

1155‧‧‧第一凹口

1156‧‧‧第一卡合面

1157‧‧‧前緣

1151‧‧‧套筒

1152‧‧‧容置空間

1161‧‧‧觸發部

1162‧‧‧入光凹面

1171‧‧‧透光部

1181‧‧‧第一彈簧

1182‧‧‧第二彈簧

1211‧‧‧連接端

1221‧‧‧連接端

1231‧‧‧電極

第1圖繪示依照本發明一實施例之按鍵結構的立體示意圖。

第2圖繪示依照本發明一實施例之按鍵結構的分解示意圖。

第3A圖繪示第1圖之按鍵結構沿著X-X線的剖面示意圖。

第3B圖繪示第3A圖之按鍵結構被按壓至一觸發位置的剖面示意圖。

第4A圖繪示設置於上蓋與底座的下蓋之間的一卡合結構的分解示意圖。

第4B圖繪示第4A圖中卡合結構相互卡合的示意圖。

第5A圖繪示設置於上蓋與底座的下蓋之間的另一卡合結構的分解的示意圖。

第5B圖繪示第5A圖中另一卡合結構相互卡合的示意圖。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本發明欲保護之範圍。

請參照第1、2、3A及3B圖。依照本發明一實施例之按鍵結構100包括一電路板110、一底座112、一上蓋115、一柱塞116、一鍵帽117、一彈性體118、一對開關接點120以及一發光源123。底座112設置於電路板110上。上蓋115、柱塞116、彈性體118設置於鍵帽117與底座112之間。也就是說，鍵帽117設置於柱塞116之上。彈性體118連接於柱塞116與底座112之間。當鍵帽117受到按壓時，彈性體118提供一回復力，使設置於柱塞116上方的鍵帽117可由第3B圖中的一較低位置(即觸發位置)上升至第3A圖中的一較高位置(即初始位置)。按鍵結構100可選擇性加裝或不加裝發光源123，本發明對此不加以限制。

底座112包括一底板113以及一下蓋114。底座112例如以射出成型的方式製作，亦即利用模具開模，再將液態狀的射出材料(例如塑膠)填入模穴中，使下蓋114與底板113一體成形。待射出材料冷卻固化之後，進行脫模，以取出射出成品。由於底座112的下蓋114與底板113一體成形，故不需再進行精確對位的工序，也沒有對位公差產生，以減少組裝的複雜度，易於組裝。

此外，上蓋115具有一套筒1151，且套筒1151的中央形成的孔洞連通容置空間1152。柱塞116可滑動地插入於套筒1151中，且套筒1151的環狀內側壁可導引柱塞116相對於底座112上下移動。也就是說，當使用者按壓鍵帽117時，柱塞116可隨著鍵帽117由第3A圖中的較高位置(即初始位置)向下移動到第3B圖中的較低位置(即觸發位置)。

上蓋115設置於下蓋114上。上蓋115與下蓋114 例如為形狀相互配合的環狀結構，且上蓋115與下蓋114圍成一容置空間1152。彈性體118以及開關接點120設置於容置空間1152中。

另外，開關接點120包含一固定接點件121以及相對設置之一活動接點件122，其中固定接點件121直接固定於底板113上，固定接點件121固定於底板113上且由底板113向上延伸以形成一懸臂，而活動接點件122亦固定於底板113上且為一懸臂結構，但本發明不以此為限。此外，固定接點件121的連接端1211以及活動接點件122的連接端1221分別穿過底板113以與電路板110電性連接，藉此，此對開關接點120的導通、斷路作動即可為電路板110所感知。

再者，柱塞116包含一觸發部1161，觸發部1161位於容置空間1152內並與活動接點件122於常態下接觸，以使固定接點件121與活動接點件122於常態下被觸發部1161隔離一預定距離。當使用者按壓鍵帽117時，由於觸發部1161向下移動，不再與活動接點件122保持接觸，因而活動接點件122靠本身的彈性回復力與固定接點件121發生接觸而導通。因此，透過上述的作動方式，觸發部1161可以因應鍵帽117是否被按壓，而選擇性地使此對開關接點120導通(參見第3B圖)或斷路(參見第3A圖)。

在一實施例中，彈性體118可為一彈簧組合，其包含一第一彈簧1181及一第二彈簧1182，第一彈簧1181及第二彈簧1182串連並設置於底座112及柱塞116之間，其中第一彈簧1181之上端抵接柱塞116，第一彈簧1181之下端與第二彈簧1182 之上端連接，第二彈簧1182之下端抵接底座112。第一彈簧1181及第二彈簧1182均為線圈彈簧，分別包含複數個彈性圈。當鍵帽117自初始位置朝向底座112開始移動時，鍵帽117使第一彈簧1181及第二彈簧1182均變形。變形的第一彈簧1181及第二彈簧1182所產生的回彈力即作為鍵帽117的回復力。

在一實施例中，第一彈簧1181具有一第一彈簧常數，第二彈簧1182具有一第二彈簧常數，第一彈簧常數不同於第二彈簧常數，因此，在接收到相同按壓力時，第一彈簧1181與第二彈簧1182有不同的變形量，透過設計第一彈簧1181與第二彈簧1182的可變形量，彈簧組合之整體的彈性係數即為第一彈簧常數及第二彈簧常數之倒數和之倒數，故此時整體的彈性係數小於第一彈簧常數及第二彈簧常數，使用者於按壓鍵帽117時會感到較輕的手感(即較小的反饋力)，可容易且迅速地按壓鍵帽117。當第二彈簧1182已被壓實時，故整體的彈性係數等於第一彈簧常數；此時，使用者於按壓鍵帽117時會感到較重的手感(即較大的反饋力)，回彈力大。因此，於使用者按壓鍵帽117的過程中，使用者將感覺到先輕後重的手感。

此外，發光源123例如是發光二極體，其設置於柱塞116與電路板110之間。發光源123之一端的多個電極1231(例如四個)與電路板110電性連接，另一端經由底板113的開口1131而進入到容置空間1152中，且位於彈性體118的內部。此發光源123正對於柱塞116的下方，且一入光凹面1162(參見第3A圖)設置於柱塞116的下方。鍵帽117具有一透光部1171，柱塞116以一導光材料製成，當發光源123朝柱塞116發射一光線時，光 線經由入光凹面1162進入柱塞116，再經由柱塞116導出並射向透光部1171。入光凹面1162有助於光線發散，可使光線以更多的方向射出柱塞116，亦有助於鍵帽117受光均勻。

請參照第4A及4B圖。在一實施例中，上蓋115覆蓋在下蓋114之一上表面1141上，上蓋115具有垂直上表面1141之一第一側1153，且第一側1153上設有一第一凸塊1154以及一第一凹口1155。第一凸塊1154例如為U型懸臂結構或口字形懸臂結構，第一凹口1155位於U型懸臂結構或口字形懸臂結構之中，也就是被U型懸臂結構或口字形懸臂結構圍繞的中空區域。

此外，下蓋114具有垂直上表面1141之一第二側1143。第二側1143平行於第一側1153，且第二側1143上設有一第二凸塊1144以及一第二凹口1145。第二凹口1145例如為U型開口結構或口字形開口結構，第二凸塊1144位於U型開口結構或口字形開口結構之中，也就是被U型開口結構或口字形開口結構圍繞的島狀區域。

如第4B圖所示，第一凸塊1154容置於第二凹口1145中，且第二凸塊1144容置於第一凹口1155中，以構成一第一卡合部1111。因此，上蓋115與下蓋114之間可藉由上述的卡合結構111(1111)相互卡合。卡合結構111可具有單一個第一卡合部1111或多個第一卡合部1111，本發明對此不加以限制。

此外，第一凸塊1154於第一凹口1155之中設有平行上表面1141之一第一卡合面1156，第二凸塊1144容置於第一凹口1155之中且設有平行上表面1141之一第二卡合面1146，第一卡合面1156與第二卡合面1146接觸並且相互卡合，以使上蓋 115與下蓋114在垂直方向上呈現卡合的狀態。再者，第二凸塊1144設有傾斜於第二卡合面1146之一斜面1147，當第一凸塊1154之前緣1157垂直於上表面1141往下而接觸到斜面1147時，前緣1157被稍微往外推移使前緣1157有足夠的空間順著斜面1147往下移動，當第一凸塊1154之前緣1157通過斜面1147之後、第一凸塊1154靠本身的彈力使前緣1157回復至第二凸塊1144的正下方，並使第二凸塊1144容置於第一凹口1155中時，第一卡合面1156與第二卡合面1146接觸而相互卡合。

接著，請參照第5A及5B圖。如同上述的卡合結構111，上蓋115具有垂直上表面1141之一第三側1113，第三惻與第一側1153例如位於上蓋115之相對兩側，且第三側1113上設有一第三凸塊1114以及一第三凹口1115。第三凸塊1114例如為U型結構或口字形結構，第三凹口1115位於U型結構或口字形結構之中，也就是被U型結構或口字形結構圍繞的中空區域。

此外，下蓋114具有垂直上表面1141之一第四側1123，第四側1123與第二側1143位於下蓋114之相對兩側。第四側1123平行於第三側1113，且第四側1123上設有一第四凸塊1124以及一第四凹口1125。第四凹口1125例如為U型開口結構或口字形開口結構，第四凸塊1124位於U型開口結構或口字形開口結構之中，也就是被U型開口結構或口字形開口結構圍繞的島狀區域。

如第5B圖所示，第三凸塊1114容置於第四凹口1125中，且第四凸塊1124容置於第三凹口1115中，以構成一第二卡合部1112。因此，上蓋115與下蓋114之間可藉由上述的卡 合結構111(1112)相互卡合。卡合結構111可具有單一個第二卡合部1112或多個第二卡合部1112，本發明對此不加以限制。

此外，第三凸塊1114於第三凹口1115之中設有平行上表面1141之一第三卡合面1116，第四凸塊1124容置於第三凹口1115之中且設有平行上表面1141之一第四卡合面1126，第三卡合面1116與第四卡合面1126接觸並且相互卡合，以使上蓋115與下蓋114在垂直方向上呈現卡合的狀態。再者，第四凸塊1124設有傾斜於第四卡合面1126之一斜面1127，當第三凸塊1114之前緣1117垂直於上表面1141往下而接觸到斜面1127時，前緣1117被稍微往外推移使前緣1117有足夠的空間順著斜面1127往下移動，當第三凸塊1114之前緣1117通過斜面1127之後、第三凸塊1114靠本身的彈力使前緣1117回復至第四凸塊1124的正下方，並使第四凸塊1124容置於第三凹口1115中時，第三卡合面1116與第四卡合面1126接觸而相互卡合。

本發明上述實施例所揭露之按鍵結構，係利用一體成形的方式製作底座，再將上蓋與底座的下蓋相互緊密扣合，故不需進行精確對位的工序，也沒有對位公差產生，以減少組裝的複雜度，易於組裝。此外，按鍵結構利用多個彈簧串連的彈簧組合提供先輕後重的反饋力，使得使用者能輕鬆地迅速按壓鍵帽，且於按壓完後，鍵帽可迅速回彈，故能兼顧按壓手感與迅速回復的設計要求。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧按鍵結構

110‧‧‧電路板

112‧‧‧底座

113‧‧‧底板

114‧‧‧下蓋

115‧‧‧上蓋

116‧‧‧柱塞

117‧‧‧鍵帽

118‧‧‧彈性體

120‧‧‧開關接點

121‧‧‧固定接點件

122‧‧‧活動接點件

123‧‧‧發光源

1131‧‧‧開口

1151‧‧‧套筒

1161‧‧‧觸發部

1181‧‧‧第一彈簧

1182‧‧‧第二彈簧

1211‧‧‧連接端

1221‧‧‧連接端

1231‧‧‧電極

Claims (11)

1. 一種按鍵結構，包括：一電路板；一底座，設置於該電路板上，該底座包括一底板以及一下蓋，該下蓋與該底板一體成形；一上蓋，設置於該下蓋上，該上蓋設有一套筒，該上蓋與該下蓋圍成一容置空間；一柱塞，可滑動地插入於該套筒中；一鍵帽，設置於該柱塞上；一彈性體，設置於該容置空間中，且該彈性體連接於該底座與該柱塞之間，可使該鍵帽由一較低位置上升到一較高位置；以及一對開關接點，設置於該容置空間中，並與該電路板電性連接，當該鍵帽由該較高位置向下移動到該較低位置時，該鍵帽按壓而使該對開關接點導通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該上蓋與該下蓋之間以一卡合結構相互卡合。
3. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵結構，其中該上蓋覆蓋在該下蓋之一上表面上，該上蓋具有垂直該上表面之一第一側，且該第一側上設有一第一凸塊以及一第一凹口，該下蓋具有垂直該上表面之一第二側，且該第二側上設有一第二凸塊以及一第二凹口，其中該第一側平行於該第二側，該第一凸塊容置於該第二凹口中，且該第二凸塊容置於該第一凹口中，以構成該卡合結構中之一第一卡合部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之按鍵結構，其中該第一凸塊於該第一凹口之中設有平行該上表面之一第一卡合面，該第二凸塊容置於該第一凹口之中且設有平行該上表面之一第二卡合面，該第一卡合面與該第二卡合面接觸並且相互卡合。
5. 如申請專利範圍第4項所述之按鍵結構，其中該第二凸塊設有傾斜於該第二卡合面之一斜面，該第一凸塊之前緣垂直該上表面通過該斜面使該第二凸塊容置於該第一凹口中，且使該第一卡合面與該第二卡合面接觸而相互卡合。
6. 如申請專利範圍第3項所述之按鍵結構，其中該上蓋具有垂直該上表面之一第三側，且該第三側上設有一第三凸塊以及一第三凹口，該下蓋具有垂直該上表面之一第四側，且該第四側上設有一第四凸塊以及一第四凹口，其中該第三側平行於該第四側，該第三凸塊容置於該第四凹口中，且該第四凸塊容置於該第三凹口中，以構成該卡合結構中之一第二卡合部。
7. 如申請專利範圍第6項所述之按鍵結構，其中該第三凸塊於該第一凹口之中設有平行該上表面之一第三卡合面，該第四凸塊容置於該第三凹口之中且設有平行該上表面之一第四卡合面，該第三卡合面與該第四卡合面接觸並且相互卡合。
8. 如申請專利範圍第7項所述之按鍵結構，其中該第四凸塊設有傾斜於該第四卡合面之一斜面，該第三凸塊之前緣垂直該上表面通過該斜面使該第四凸塊容置於該第三凹口中，且使該第三卡合面與該第四卡合面接觸而相互卡合。
9. 如申請專利範圍第4項所述之按鍵結構，其中該第一側與該第三側位於該上蓋之相對兩側，該第二側與該第四側位於該下 蓋之相對兩側。
10. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，更包括一發光源，該發光源設置於該柱塞與該電路板之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之按鍵結構，其中該鍵帽具有一透光部，該柱塞以一導光材料製成，該發光源朝該柱塞發射一光線，該光線進入該柱塞，再經由該柱塞導出並射向該透光部。