TW201916074A - 機械式按鍵結構 - Google Patents

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李佳峰
潘錦松
蔡磊龍
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Abstract

本發明係關於一種機械式按鍵結構，包括支撐板、觸發開關、按鍵帽以及軟性元件。觸發開關位於支撐板之上方，而按鍵帽位於觸發開關之上方，其可接收外力而推抵觸發開關。軟性元件設置於按鍵帽之一內表面上，且可與觸發開關接觸而發生形變。當軟性元件與觸發開關接觸時，觸發開關部份伸入發生形變之軟性元件內，以限制觸發開關之滑動。因此，機械式按鍵結構可提供較佳的觸壓手感。

Description

機械式按鍵結構
本發明係關於一種按鍵結構，尤其係有關於利用剪刀式連接元件之按鍵結構。
常見的電腦週邊輸入裝置包括滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，其中鍵盤可直接鍵入文字以及符號予電腦，因此相當受到使用者以及輸入裝置廠商之重視。其中，較為常見的是一種包含有剪刀式連接元件的鍵盤。
接下來說明包含有剪刀式連接元件的鍵盤之架構，以鍵盤中之按鍵結構為例來說明。請參閱圖1，其為習知按鍵結構之剖面側視示意圖。習知按鍵結構1包括按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13、薄膜開關電路14以及底板15，且底板15用以承載按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13以及薄膜開關電路14。其中剪刀式連接元件12係用以連接底板15與按鍵帽11。
薄膜開關電路14具有複數按鍵接點(未顯示於圖中)。該按 鍵接點於被觸發時輸出相對應之按鍵訊號。彈性橡膠體13設置於薄膜開關電路14上且一個彈性橡膠體13係對應於一個按鍵接點，當彈性橡膠體13被觸壓時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14中相對應之按鍵接點而產生按鍵訊號。
剪刀式連接元件12位於底板15以及按鍵帽11之間且分別連接二者。剪刀式連接元件12包括第一框架121以及第二框架122。第一框架121之第一端連接於按鍵帽11，而第一框架121之第二端則連接於底板15。彈性橡膠體13被剪刀式連接元件12環繞。此外，第一框架121包括第一按鍵帽軸柱1211以及第一底板軸柱1212。第一框架121係藉由第一按鍵帽軸柱1211而連接於按鍵帽11，且利用第一底板軸柱1212而連接於底板15。而第二框架122與第一框架121結合，且第二框架122之第一端連接於底板15，第二框架122之第二端則連接於按鍵帽11。其中，第二框架122包括第二按鍵帽軸柱1221以及第二底板軸柱1222。第二框架122係藉由其第二按鍵帽軸柱1221而連接於按鍵帽11，且利用第二底板軸柱1222而連接於底板15。
接下來說明習知按鍵結構1被使用者觸壓之運作情形。圖1中，當使用者觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11受力而推抵剪刀式連接元件12使其運動，故按鍵帽11可相對於底板15往下移動且觸壓相對應的彈性橡膠體13。此時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14以觸發薄膜開關電路14之按鍵接點，使得薄膜開關電路14輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11不再受力而停止觸壓彈性橡膠體13，使得彈性橡膠體13因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的彈性恢復力，按鍵帽11因此而被推回被觸壓之前的位置。
除了前述的使用剪刀式連接元件之鍵盤之外，習知還包括具 有機械式按鍵結構的鍵盤。請參閱圖2，其為習知機械式按鍵結構之結構爆炸示意圖。習知機械式按鍵結構2包括按鍵帽21、剪刀式連接元件22、觸發開關23、電路板24以及底板25，且底板25可藉由剪刀式連接元件22而連接於按鍵帽21。電路板24設置於底板25之下方，其可承載觸發開關23且與觸發開關23電性連接，而觸發開關23穿過底板25以及剪刀式連接元件22而與按鍵帽21接觸。上述各元件結合之後，按鍵結構2之各元件由上往下依序為按鍵帽21、剪刀式連接元件22、底板25以及電路板24，而觸發開關23設置於按鍵帽21與電路板24之間。其中，習知機械式按鍵結構2係以觸發開關23以及電路板24取代彈性橡膠體13以及薄膜開關電路14。
由於觸發開關23被按鍵帽21觸發時會發出碰撞的聲響，其可給予使用者確實觸壓的回饋感，故觸發開關23受到某些使用者的喜愛。然而，當觸壓按鍵帽21時，觸發開關23之內部的金屬材料以及塑膠材料碰撞，使得習知機械式按鍵結構2會給予使用者僵硬的觸壓手感。另外，於習知機械式按鍵結構2運作之過程中，觸發開關23之上半部會發生滑動之情形，其會進一步影響習知機械式按鍵結構2之觸壓手感，且降低其碰撞聲響。
因此，需要一種可改善觸壓手感之機械式按鍵結構。
本發明之目的在於提供一種可改善觸壓手感之機械式按鍵結構。
於一較佳實施例中，本發明提供一種機械式按鍵結構，包括 一支撐板、一觸發開關、一按鍵帽以及一軟性元件。該觸發開關位於該支撐板之上方，用以因應一外力而被觸發，而該按鍵帽位於該觸發開關之上方，用以接收該外力而推抵該觸發開關。該軟性元件設置於該按鍵帽之一內表面上，且可與該觸發開關接觸而發生形變；其中，當該軟性元件與該觸發開關接觸時，該觸發開關部份伸入發生形變之該軟性元件內，以限制該觸發開關之滑動。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種機械式按鍵結構，包括一支撐板、一觸發開關以及一按鍵帽。該觸發開關位於該支撐板之上方，用以因應一外力而被觸發。該按鍵帽位於該觸發開關之上方且與該觸發開關接觸，用以接收該外力而推抵該觸發開關。其中，該按鍵帽具有一凹陷部，設置於該按鍵帽之一內表面上，且可與該觸發開關接觸，而該觸發開關部份伸入該凹陷部內，以限制該觸發開關之滑動。
簡言之，本發明機械式按鍵結構設置對應於凸點部之軟性材料於按鍵帽以及觸發開關之間，或者，於按鍵帽之內表面上設置對應於凸點部之凹陷部，以限制觸發開關之凸點部僅可於軟性材料或凹陷部之範圍內垂直移動，故可改善觸發開關發生滑動之情形。因此，本發明機械式按鍵結構可提供良好的觸壓手感。
1‧‧‧按鍵結構
2、3、4‧‧‧機械式按鍵結構
11、21、31、41‧‧‧按鍵帽
12、22、32、42‧‧‧剪刀式連接元件
13‧‧‧彈性橡膠體
14‧‧‧薄膜開關電路
15、25‧‧‧底板
23、33、43‧‧‧觸發開關
24、34、44‧‧‧電路板
35、45、55‧‧‧支撐板
36‧‧‧軟性元件
121、321、421‧‧‧第一框架
122、322、422‧‧‧第二框架
311、412‧‧‧按鍵帽之內表面
331‧‧‧凸點部
351‧‧‧支撐板開孔
411‧‧‧凹陷部
1211‧‧‧第一按鍵帽軸柱
1212‧‧‧第一底板軸柱
1221‧‧‧第二按鍵帽軸柱
1222‧‧‧第二底板軸柱
3211、4211‧‧‧框架開孔
圖1係習知按鍵結構之剖面側視示意圖。
圖2係習知機械式按鍵結構之結構分解示意圖。
圖3係本發明機械式按鍵結構於第一較佳實施例中之結構分解示意圖。
圖4係本發明機械式按鍵結構於第一較佳實施例中局部結構剖面側視示意圖。
圖5係本發明機械式按鍵結構於第二較佳實施例中之結構分解示意圖。
圖6係本發明機械式按鍵結構於第二較佳實施例中之局部結構分解示意圖。
圖7係本發明機械式按鍵結構於第一較佳實施例中局部結構剖面側視示意圖。
本發明提供一種可改善觸壓手感之機械式按鍵結構，以解決習知技術問題。請參閱圖3，其為本發明機械式按鍵結構於第一較佳實施例中之結構分解示意圖。機械式按鍵結構3包括按鍵帽31、剪刀式連接元件32、觸發開關33、電路板34、支撐板35以及軟性元件36，觸發開關33位於支撐板35之上方，其可以因應一外力而被觸發，以產生一按鍵訊號，觸發開關33具有凸點部331，其設置於觸發開關331之頂端上。按鍵帽31位於觸發開關33之上方，且可相對於支撐板35上下移動，其可接收外力而推抵觸發開關33。支撐板35具有支撐板開孔351，對應於觸發開關331，而可供觸發開關331穿過。電路板34設置於支撐板35之下方且電性連接於觸發開關33，其中，當觸發開關33被觸發時，觸發開關33所輸出之按鍵訊號被傳輸至電路板34。於本較佳實施例中，電路板34係為印刷電路板(PCB)。
剪刀式連接元件32連接於按鍵帽31以及支撐板35，且其包括第一框架321以及第二框架322。第一框架321之第一端連接於按鍵帽31，且第一框架321之第二端連接於支撐板35，而第一框架321具有框架開孔3211，使得觸發開關331可穿過框架開孔3211而分別與軟性元件36以及電路板34接觸。第二框架322與第一框架321結合，且可相對於第一框架321擺動，第二框架322之第一端連接於支撐板35，而第二框架322之第二端則連接於按鍵帽31。
請同時參閱圖3以及圖4，圖4係為本發明機械式按鍵結構於第一較佳實施例中局部結構剖面側視示意圖。軟性元件36設置於按鍵帽31之內表面311上，且可與觸發開關33之凸點部331接觸而發生形變。其中，當軟性元件36與觸發開關33接觸時，觸發開關33之凸點部331伸入發生形變的軟性元件36內，以限制觸發開關33之滑動情形。其中，軟性元件36之尺寸略大於凸點部331之尺寸。於本較佳實施例中，軟性元件36係以橡膠材料或海棉材料所製成，且軟性元件36係以黏著方式而固定於按鍵帽31之內表面311上。
請同時參閱圖3以及圖4，本發明機械式按鍵結構3被使用者施力觸壓的運作情形如下：當使用者觸壓按鍵帽31時，按鍵帽31受力而往下推抵剪刀式連接元件32使其作動，故按鍵帽31可相對於支撐板35往下移動，使得位於按鍵帽31之內表面311上的軟性元件36可觸壓觸發開關33之凸點部331。此時，觸發開關33被觸發而輸出按鍵訊號至電路板34。其中，觸發開關33之內部的金屬彈性材料(未顯示於圖中)以及塑膠材料(未顯示於圖中)碰撞，以產生碰撞聲響。當使用者停止觸壓按鍵帽31時，按鍵帽31不再受力，使軟性元件36停止觸壓觸發開關33，故觸發開關33內部的金屬彈性材料可因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的推抵力， 按鍵帽31因此而被推回未觸壓之前的位置。
於按鍵帽31往下移動之過程中，觸發開關33之凸點部331抵頂軟性材料36，使軟性材料36發生形變而容納凸點部331於其中，藉此可透過軟性材料36限制觸發開關33僅可進行垂直方向的移動，而改善觸發開關33發生滑動之情形。另外，由於軟性材料36之柔軟特性，可緩和觸發開關33所帶來之僵硬的觸壓手感，而有助改善觸壓手感。
此外，本發明更提供與上述不同作法之第二較佳實施例。請同時參閱圖5以及圖6，圖5係為本發明機械式按鍵結構於第二較佳實施例中之結構分解示意圖，而圖6係為本發明機械式按鍵結構於第二較佳實施例中之局部結構分解示意圖。機械式按鍵結構4包括按鍵帽41、剪刀式連接元件42、觸發開關43、電路板44以及支撐板45，剪刀式連接元件42包括第一框架421以及第二框架422，且第一框架421具有框架開孔4211。觸發開關43具有凸點部431，而支撐板45具有對應於觸發開關43之支撐板開孔451。按鍵結構4之各元件之結構以及功能大致上與前述較佳實施例相同，且相同之處不再贅述。本較佳實施例之按鍵結構4與前述較佳實施例的不同之處有二，第一，按鍵結構4未設置軟性元件於其中。第二，按鍵帽41之結構。
接下來說明按鍵帽41之結構。請同時參閱圖5、圖6以及圖7，圖7係為本發明機械式按鍵結構於第一較佳實施例中局部結構剖面側視示意圖。由圖6以及圖7可看出，按鍵帽41具有凹陷部411，設置於按鍵帽41之內表面412上，且可與觸發開關43接觸，而觸發開關43之凸點部431伸入凹陷部411內，以限制觸發開關43之滑動情形。
本發明機械式按鍵結構4被使用者施力觸壓的運作情形如下：當使用者觸壓按鍵帽41時，按鍵帽41受力而往下推抵剪刀式連接元 件42使其作動，故按鍵帽41可相對於支撐板45往下移動，同時使得位於按鍵帽41之內表面412上的凹陷部411可觸壓觸發開關43之凸點部431。此時，觸發開關43被觸發而輸出按鍵訊號至電路板44。其中，觸發開關43之內部的金屬彈性材料(未顯示於圖中)以及塑膠材料(未顯示於圖中)碰撞，以產生碰撞聲響。當使用者停止觸壓按鍵帽41時，按鍵帽41不再受力而停止觸壓觸發開關43，使得觸發開關43內部的金屬彈性材料因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的推抵力，按鍵帽41因此而被推回未觸壓之前的位置。
於按鍵帽41往下移動之過程中，觸發開關43之凸點部431伸入按鍵帽41之凹陷部411，使凹陷部411容納凸點部431於其中，藉此可限制觸發開關43僅可進行垂直方向的移動，而改善觸發開關43發生滑動之情形。其中，凹陷部411之尺寸係與凸點部431之尺寸互相匹配。
根據上述可知，本發明機械式按鍵結構設置對應於凸點部之軟性材料於按鍵帽以及觸發開關之間，或者，於按鍵帽之內表面上設置對應於凸點部之凹陷部，以限制觸發開關之凸點部僅可於軟性材料或凹陷部之範圍內垂直移動，故可改善觸發開關發生滑動之情形。因此，本發明機械式按鍵結構可提供良好的觸壓手感。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種機械式按鍵結構，包括：一支撐板；一觸發開關，位於該支撐板之上方，用以因應一外力而被觸發；一按鍵帽，位於該觸發開關之上方，用以接收該外力而推抵該觸發開關；以及一軟性元件，設置於該按鍵帽之一內表面上，且可與該觸發開關接觸而發生形變；其中，當該軟性元件與該觸發開關接觸時，該觸發開關部份伸入發生形變之該軟性元件內，以限制該觸發開關之滑動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之機械式按鍵結構，更包括：一剪刀式連接元件，連接於該按鍵帽以及該支撐板，包括：一第一框架，該第一框架之一第一端連接於該按鍵帽，且該第一框架之一第二端連接於該支撐板；以及一第二框架，與該第一框架結合，且可相對於該第一框架擺動，該第二框架之一第一端連接於該支撐板，而該第二框架之一第二端連接於該按鍵帽；以及一電路板，設置於該支撐板之下方且電性連接於該觸發開關；其中，當該觸發開關被觸發時，該觸發開關輸出一按鍵訊號至該電路板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之機械式按鍵結構，其中，該第一框架具有一框架開孔，該觸發開關穿過該框架開孔而分別與該軟性元件以及該電路板接觸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之機械式按鍵結構，其中，該觸發開關具有一凸點部，設置於該觸發開關之一頂端，該凸點部伸入發生形變之該軟性元件內，以限制該觸發開關之滑動。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之機械式按鍵結構，其中，該軟性元件係以黏著方式固定於該按鍵帽之該內表面上。
  6. 一種機械式按鍵結構，包括：一支撐板；一觸發開關，位於該支撐板之上方，用以因應一外力而被觸發；以及一按鍵帽，位於該觸發開關之上方且與該觸發開關接觸，用以接收該外力而推抵該觸發開關；其中，該按鍵帽具有一凹陷部，設置於該按鍵帽之一內表面上，且可與該觸發開關接觸，而該觸發開關部份伸入該凹陷部內，以限制該觸發開關之滑動。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之機械式按鍵結構，更包括：一剪刀式連接元件，連接於該按鍵帽以及該支撐板，包括：一第一框架，該第一框架之一第一端連接於該按鍵帽，且該第一框架之一第二端連接於該支撐板；以及一第二框架，與該第一框架結合，且可相對於該第一框架擺動，該第二框架之一第一端連接於該支撐板，而該第二框架之一第二端連接於該按鍵帽；以及一電路板，設置於該支撐板之下方且電性連接於該觸發開關；其中，當該觸發開關被觸發時，該觸發開關輸出一按鍵訊號至該電路板。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之機械式按鍵結構，其中，該第一框架具 有一框架開孔，該觸發開關穿過該框架開孔而分別與該按鍵帽以及該電路板接觸。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之機械式按鍵結構，其中，該支撐板具有一支撐板開孔，使該觸發開關穿過該支撐板開孔，而電性連接於該該電路板。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之機械式按鍵結構，其中，該觸發開關具有一凸點部，設置於該觸發開關之一頂端，該凸點部伸入該凹陷部內，以限制該觸發開關之滑動。
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