TW201926394A - 按鍵模組 - Google Patents

Abstract

一種按鍵模組，包括鍵帽、底板以及剪刀結構。剪刀結構具有第一支撐件與第二支撐件，分別樞接於鍵帽與底板。第一支撐件具有多個凸軸，第二支撐件具有多個軸孔，凸軸可移動地樞接於軸孔。

Description

按鍵模組

本發明是有關於一種按鍵模組。

就目前個人電腦而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字、符號或數字。然，隨著鍵盤朝向輕薄化趨勢發展，其內部空間愈趨不足，因而傳統用以平衡受力的平衡桿結構愈發不足以安置在所述內部空間，且也無法據以提供按鍵受壓時所需的結構強度。

再者，所述輕薄化趨勢也導致鍵盤的按鍵在受到按壓時的作動行程明顯不足，因此也造成現有輕薄式鍵盤的按鍵不易提供使用者足夠的按壓手感。

因此，如何在有限空間下提供具備足夠作動行程的按鍵模組，同時兼具其結構強度及受力平衡性，實為本領域的相關人員所需思考解決的課題。

本發明提供一種按鍵模組，用以在輕薄式鍵盤所需的內部空間需求下提供足夠的結構強度與受力平衡性。

本發明的按鍵模組，包括鍵帽、底板以及剪刀結構。剪刀結構具有第一支撐件與第二支撐件，分別樞接於鍵帽與底板。第一支撐件具有多個凸軸，第二支撐件具有多個軸孔，凸軸可移動地樞接於軸孔。

在本發明的一實施例中，上述的按鍵模組還包括薄膜電路板及彈性件，薄膜電路板設置於底板。彈性件位於鍵帽與薄膜電路板之間，第一支撐件的局部與第二支撐件的局部分別樞接於底板。

在本發明的一實施例中，上述的第一支撐件具有第一本體與多個第一延伸部，第一本體樞接於鍵帽，第一延伸部從第一本體朝向第二支撐件延伸且樞接於底板。第二支撐件具有第二本體與多個第二延伸部，第二本體樞接於鍵帽，第二延伸部從第二本體朝向第一支撐件延伸且樞接於底板。第一延伸部與第二延伸部彼此呈交叉狀態。

在本發明的一實施例中，上述的第一延伸部具有上述的凸軸，第二延伸部具有上述的軸孔。第一延伸部與第二延伸部藉由凸軸與軸孔而在彼此交叉處可滑移地樞接在一起。

在本發明的一實施例中，上述軸孔的延伸軸向與第一延伸部的延伸軸向或第二延伸部的延伸軸向一致。

在本發明的一實施例中，上述的第一支撐件與第二支撐件各具有至少一透光孔。

在本發明的一實施例中，上述剪刀結構與鍵帽、底板之間以相同軸向樞接，且處於無位移的樞接狀態。

在本發明的一實施例中，上述剪刀結構分別與鍵帽、底板的樞接處相對於凸軸或軸孔而呈對稱配置。

在本發明的一實施例中，上述第一支撐件與第二支撐件的至少其一包括可磁吸件，而底板還包括磁產生件，磁產生件與可磁吸件彼此對應。

在本發明的一實施例中，上述第一支撐件與第二支撐件分別具有第一材質與第二材質，且第一材質部份包覆第二材質或第一材質環繞設置於第二材質。

在本發明的一實施例中，上述第一材質是彈性材質，上述第二材質是可磁吸材質。

在本發明的一實施例中，上述按鍵模組是倍數按鍵。

基於上述，按鍵模組通過其剪刀結構的第一支撐件與第二支撐件分別與鍵帽、底板處於樞接狀態，而讓第一支撐件與第二支撐件彼此藉由凸軸與軸孔的搭配而彼此結合，以在剪刀結構改變狀態的過程中，第一支撐件與第二支撐件藉由凸軸、軸孔而同時進行樞轉及滑移動作。據此，藉由將第一支撐件與第二支撐件彼此於中間段的部分進行樞接及滑移，而剪刀結構分別與鍵帽、底板的樞接處位於所述中間段的相對兩側，亦即剪刀結構分別與鍵帽、底板樞接處是相對於中間段呈對稱，因此無論鍵帽的何處受壓，皆能因上述配置而產生相對於中間段且相同的扭矩，故能維持剪刀結構在改變狀態過程中的動態平衡狀態而避免歪斜，且有效地在有限的空間及按壓行程的前提下，提供使用者足夠的按壓手感。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1A是依據本發明一實施例的按鍵模組的爆炸圖。圖2以另一視角繪示圖1A的按鍵模組。圖3是圖1A的按鍵模組於組裝狀態的俯視圖，其中將鍵帽予以透視虛線化以利於辨識被其遮蔽的其他構件。請同時參考圖1A、圖2與圖3，在本實施例中，按鍵模組100是倍數按鍵，其包括鍵帽120、基底130以及剪刀結構110。剪刀結構110包括第一支撐件112與第二支撐件114，各分別樞接於鍵帽120與基底130，其中第一支撐件112具有凸軸112c，第二支撐件114具有軸孔114c，且凸軸112c可移動地樞接於軸孔114c。鍵帽120適於藉由受力與否而移向基底130或遠離基底130，以改變剪刀結構110的狀態，且在剪刀結構110改變狀態的過程中，由於凸軸112c與軸孔114c的相互搭配，第一支撐件112與第二支撐件114彼此相對地樞轉及滑移。

此外，按鍵模組100還包括彈性件140，例如是橡膠彈性體（rubber dome）。基底130包括相互疊置的薄膜電路板132與底板134。彈性件140位於鍵帽120與薄膜電路板132之間，第一支撐件112的局部與第二支撐件114的局部分別樞接於底板134。當鍵帽120受力被按壓時，鍵帽120會移向基底130並以其驅動凸肋123抵壓且變形彈性件140，以讓變形的彈性件140能進一步地抵接薄膜電路132，進而觸發薄膜電路132的觸發電耦132a，而使該按鍵模組100的作動能產生電信號至控制系統，達到按鍵模組100的既定功能，一旦所述受力解除，即代表觸發電耦132a的觸發狀態也隨之解除，而彈性件140以其彈力驅動鍵帽120復位。

進一步地說，如圖1A與圖2所示，第一支撐件112與第二支撐件114分別呈柵狀分支結構，第一支撐件112具有第一本體B1與至少一第一延伸部（本實施例繪示多個第一延伸部B2為例，但不以此為限），第一本體B1設置有多個樞軸112a，其用以樞接至鍵帽120的多個卡扣部121。第一延伸部B2從第一本體B1朝向第二支撐件114延伸，且藉由多個樞軸112b而樞接於基底130的多個限制部134a。據此，鍵帽120的一側便能藉由第一支撐件112結合至基底130而形成連桿機構。相對地，第二支撐件114具有第二本體B3與至少一第二延伸部（本實施例繪示多個第二延伸部B4為例，但不以此為限），第二本體B3設置有多個樞軸114a，其用以樞接至鍵帽120的多個卡扣部122。第二延伸部B4從第二本體B3朝向第一支撐件112延伸，且藉由多個樞軸114b樞接於基底130（底板134）的多個限制部134b。據此，鍵帽120的另一側便能藉由第二支撐件114結合至基底130而形成另一連桿機構，其中第一延伸部B2與第二延伸部B4彼此呈交叉狀態。

再者，底板134例如是以金屬板製成，限制部134a與限制部134b例如是金屬板沖壓彎折而成，且彼此呈開口背對的倒L形卡勾輪廓，分別穿過薄膜電路132的開口而分別對第一支撐件112的樞軸112b、第二支撐件114的樞軸114b提供樞接及限位效果。

圖4與圖5是按鍵模組於不同狀態的局部剖視圖。請再參考圖1A、圖4與圖5，其中圖4與圖5分別是圖3沿著剖線A-A’的剖視圖，在此同時提供直角座標X-Y-Z，以利於構件描述。在本實施例中，第一延伸部B2具有凸軸112c，位於第一延伸部B2的中間段，而第二延伸部B4具有軸孔114c，位於第二延伸部B4的中間段，且軸孔114c的延伸方向與第二延伸部B4的延伸軸向一致。據此，第一延伸部B2與第二延伸部B4在彼此交叉處能藉由凸軸112c與軸孔114c而可滑移地樞接在一起。

換句話說，第一支撐件112與第二支撐件114所構成的剪刀結構110，其與鍵帽120、基底130之間實質上是以相同軸向（皆沿X軸）進行樞接，且處於無位移的樞接狀態，亦即剪刀結構110與鍵帽120之間，以及剪刀結構110與基底130之間僅存在單一自由度（僅沿X軸樞轉）。取而代之的，是以所述凸軸112c與軸孔114c搭配而產生在樞轉時也會存在橫向滑移（在圖5的按壓狀態，軸孔114c實質上沿Y軸延伸，），據此使剪刀結構110得以順利地運作。

如圖1A所示，為利於組裝，本實施例的第二支撐件114還具有設置在第二延伸部B4上的導引部114e，連通於軸孔114c，以讓凸軸112c能在組裝時通過導引部114e而順利地移入軸孔114c中。

同時，從圖4及圖5還可得知，剪刀結構110分別與鍵帽120、基底130的樞接處相對於凸軸112c或軸孔114c而呈對稱配置。如此一來，當鍵帽120被按壓時，其皆能對第一支撐件112與第二支撐件114在中間段的樞接處形成一致的扭矩，而讓剪刀結構110得以在狀態變化的過程中的受力處於動態平衡，因而避免因受力不均而產生的歪斜現象。尤其在按鍵模組100是應用於某些長度較長甚或不規則形狀之倍數按鍵（如：SPACE、SHIFT、BACKSPACE 及ENTER等功能鍵），其更能因上述結構配置而提高運動時的穩定性，相較於現有技術皆須靠額外加裝平衡桿來克服所述問題，本實施例僅以所述剪刀結構即能達到相同效果，因此有效地省卻不必要的構件（平衡桿），而得以降低按鍵模組100的空間需求與製作成本，同時，此舉也有利於將按鍵模組100應用在輕薄式鍵盤。

圖6A是本發明另一實施例的按鍵模組的俯視圖，其中將鍵帽局部予以透視虛線化以利於辨識被其遮蔽的其他構件。圖7是圖6A的按鍵模組的局部剖視圖，其是沿剖線B-B’而形成。在本實施例中，按鍵模組200包括剪刀結構210、鍵帽220、基底230與彈性件240，其中剪刀結構210包括第一支撐件212與第二支撐件214，基底230包括薄膜電路板232與底板324，第一支撐件212藉由其樞軸212a樞接於鍵帽220的卡扣部221，且藉由樞軸212b樞接於限制部234a。第二支撐件214藉由其樞軸214a樞接於鍵帽220的卡扣部222，且藉由樞軸214b樞接於限制部234b。同時，第一支撐件212與第二支撐件214藉由凸軸212c與軸孔214c的搭配而得以彼此可滑移地樞接在一起。換句話說，本實施例的按鍵模組200實質上與前述實施例具有相同的結構連接關係，而從圖6A可知，與前述實施例不同的是，本實施例的剪刀結構210的第一支撐件212與第二支撐件214相當於前述實施例具有較少數量的延伸部。

換句話說，從前述所示兩個實施例能清楚得知，本發明的按鍵模組100或200能適用於不同長度的倍數按鍵，設計者可依據需求而調整其長度。

還需提及的是，第一支撐件112、212與第二支撐件114、214分別還具有透光孔112d、212d、114d與214d，其用以讓基底130、230上設置的光源（未繪示）所產生光線能經由這些透光孔112d、212d、114d與214d而穿出並投射至鍵帽120、220，以提供可發光的按鍵模組100、200。

圖6B是本發明又一實施例的按鍵模組的俯視圖。與前述實施例不同的是，第一支撐件212與第二支撐件214各僅具有一個透光孔212e與214e，其實質上分別位於第一支撐件212的第一本體以及位於第二支撐件214的第二本體。

圖8是本發明另一實施例的按鍵模組的爆炸圖。圖9以另一視角繪示圖8的鍵帽。在本實施例中，按鍵模組300包括剪刀結構310、鍵帽320、基底330與彈性件340，其中剪刀結構310包括第一支撐件312與第二支撐件314，基底330包括薄膜電路板332與底板324，第一支撐件312藉由其樞軸312a樞接於鍵帽320的卡扣部321，且藉由樞軸312b樞接於限制部334a。第二支撐件314藉由其樞軸314a樞接於鍵帽320的卡扣部322，且藉由樞軸314b樞接於限制部334b。同時，第一支撐件312與第二支撐件314藉由凸軸312c與軸孔314c的搭配而得以彼此可滑移地樞接在一起。屆此可清楚得知，本實施例的構件及連接關係實質上與前述實施例相同。

但，有別於圖1A至圖7的實施例中，第一支撐件112、212與第二支撐件114、214分別是以塑膠材質藉由射出成型而製成，本實施例的第一支撐件312與第二支撐件314分別是由材質相異的不同部分所製作而成，其中第一支撐件312包括彼此相異的部分A1與部分A2，而第二支撐件314包括彼此相異的部分A3與部分A4。在此，部分A1與部分A3例如是金屬材質，其藉由埋入射出的製程而被例如是塑膠材質的部分A2與部分A4所環繞。也就是說，通過剛性及結構強度較佳的部分A1、A3作為主結構，而包覆以彈性及撓性較佳的部分A2、A4作為表面結構，因此能使第一支撐件312與第二支撐件314同時兼具上述材質特點。如此一來，即使應用於長度加長的倍數按鍵，也能因此維持其結構強度，進而無論使用者在鍵帽320的任意處施力，皆能通過剪刀結構310而使鍵帽320平穩地移向基底330，從而避免鍵帽320歪斜現象的產生。同時，由於以彈性及撓性較佳的部分A2、A4作為支撐件的表面結構，因此有利於構件的組裝作業，避免因剛性佳的部分A1、A3彼此直接接觸、干涉而導致磨損。

本實施例並未因此限制支撐件的結構。圖1B是本發明另一實施例的按鍵模組的支撐件的示意圖。請參考圖1B，在本實施例中，第二支撐件514的軸孔114c具備封閉輪廓，而由於塑膠材質具備較佳的彈性與撓性，因此凸軸112c仍能順利地扣入軸孔114c。換句話說，本實施例的第二支撐件514與圖1A的實施例的第二支撐件114相較，第二支撐件514並沒有設置導引部。

此外，本實施例的按鍵模組300還包括結構件350，其組裝於鍵帽320的卡扣部324，以加強鍵帽320的結構強度。

圖10是本發明另一實施例的按鍵模組的其中一支撐件的俯視圖。與前述實施例不同的是，本實施例的支撐件包括不連續的部分A6a與A6b，其相當於前述部分A1、A3，是屬於剛性較佳的材質，而部分A5一如前述的部分A2、A4，是屬於彈性較佳的材質，用以包覆環繞在部分A6a與A6b的外圍，因此本實施例仍能達到前述實施例所述的效果。同時，由圖8至圖10所述兩個實施例也能進一步推知，設計者可依據使用需求，而進一步適當地調整材質相異部分的比例與相對關係。

圖11與圖12是本發明另一實施例的按鍵模組於不同狀態的局部剖視圖。需先說明的是，本實施例的按鍵模組一如前述圖8、圖9所示，其中差異是在於支撐件的組成部分及相關構件的配置關係。

在此，剪刀結構410包括第一支撐件412與第二支撐件414，第一支撐件412以其樞軸412a樞接於鍵帽320的卡扣部321，並以其樞軸412b樞接於基底330的限制部334a。相對地，第二支撐件414以其樞軸414a樞接於鍵帽320的卡扣部322，並以其樞軸414b樞接於基底330的限制部334b。同時，第一支撐件412與第二支撐件414通過凸軸312c與軸孔314c而彼此可滑移地樞接在一起。換句話說，鍵帽320、剪刀結構310與基底330之間的連接關係一如前述實施例。

進一步地說，本實施例的支撐件也是以材質相異的部分所組成，第一支撐件412是由材質相異的部分A13與部分A14所構成，而第二支撐件414是由材質相異的部分A11與部分A12所構成，其中部分A13與部分A11例如是金屬且具磁吸特性的材質，而部分A12與部分A14則一如前述的部分A2、A4，是屬於具有較佳彈性及撓性的材質（例如塑膠），而以埋入射出的製程將部分A14包覆環繞部分A13，且將部分A12包覆環繞部分A11。因此，本實施例的剪刀結構410也能達到與前述實施例的相同效果。

需注意的是，由於第一支撐件412與第二支撐件414是彼此對稱的結構，因此下述以第二支撐件414為例進行相關說明，第一支撐件412因具備相同結構配置便不再贅述。

在本實施例中，如圖11與圖12的右側，按鍵模組還包括磁產生件360，例如是永久性磁鐵或電磁鐵，其配置在基底330的薄膜電路板332與底板334處，沿Z軸位於第二支撐件414的下方，並對應第二支撐件414中具有磁吸特性的部分A11（視為可磁吸件）。據此，如圖11所示，當鍵帽320未受力被按壓時，部分A11延伸至樞軸414b右側的局部會磁吸於磁產生件360，而如圖12所示，當鍵帽320受力被按壓時，部分A11延伸至樞軸414b右側的局部會遠離磁產生件360。由此可知，磁產生件360與部分A11的磁吸作用將提供使用者對按鍵模組施行按壓時的阻力，據以讓使用者對於按壓按鍵能有較佳的手感。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，按鍵模組通過其剪刀結構的第一支撐件與第二支撐件分別與鍵帽、基底處於樞接狀態，而讓第一支撐件與第二支撐件彼此藉由凸軸與滑槽的搭配而彼此結合，以在剪刀結構改變狀態的過程中，第一支撐件與第二支撐件藉由凸軸、軸孔而同時進行樞轉及滑移動作。據此，無論鍵帽的何處受壓，皆能因上述配置而維持剪刀結構在改變狀態過程中的動態平衡狀態而避免歪斜，且有效地在有限的空間及按壓行程的前提下，提供使用者足夠的按壓手感。

再者，剪刀結構除以單一結構製成之外，還包括以相異材質共同組成，即，以剛性及結構強度較佳的部分作為主結構，而讓彈性及撓性較佳的部分以埋入射出製程包覆環繞在前述主結構外，如此一來，既能讓支撐件在鍵帽受力按壓時因剛性及結構強度而達到平穩移動且不歪斜，也能藉由表面結構的彈性與撓性，而讓按鍵模組在進行組裝作業時得以順利，而避免構件彼此接觸干涉而導致磨損。

此外，按鍵模組的底板處還能配置有磁產生件，其位於支撐件的下方且對應支撐件中具有磁吸特性的部分。如此一來，在按鍵模組未受力被按壓時，讓可磁吸件與磁產生件彼此吸附，故而當使用者按壓鍵帽時，勢必克服所述磁吸力方能順利地將鍵帽壓下，進而提供使用者在按壓按鍵模組時的手感。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200、300‧‧‧按鍵模組

110、210、310、410‧‧‧剪刀結構

112、212、312、412‧‧‧第一支撐件

112a、112b、114a、114b、212a、212b、214a、214b、312a、312b、314a、314b、412a、412b、414a、414b‧‧‧樞軸

112c、212c、312c‧‧‧凸軸

114、214、314、414、514‧‧‧第二支撐件

114c、214c、314c‧‧‧軸孔

112d、114d、212d、214d、212e、214e‧‧‧透光孔

114e‧‧‧導引部

120、220、320‧‧‧鍵帽

121、122、221、222、321、324‧‧‧卡扣部

123‧‧‧驅動凸肋

130、230、330‧‧‧基底

132、232、332‧‧‧薄膜電路板

132a‧‧‧觸發電耦

134、234、334‧‧‧底板

134a、134b、234a、234b、334a、334b‧‧‧限制部

140、240、340‧‧‧彈性件

350‧‧‧結構件

360‧‧‧磁產生件

A1、A2、A3、A4、A5、A6a、A6b、A11、A12、A13、A14‧‧‧部分

B1‧‧‧第一本體

B2‧‧‧第一延伸部

B3‧‧‧第二本體

B4‧‧‧第二延伸部

A-A’、B-B’‧‧‧剖線

X-Y-Z‧‧‧直角座標

圖1A是依據本發明一實施例的按鍵模組的爆炸圖。 圖1B是本發明另一實施例的按鍵模組的支撐件的示意圖。 圖2以另一視角繪示圖1A的按鍵模組。 圖3是圖1A的按鍵模組於組裝狀態的俯視圖。 圖4與圖5是按鍵模組於不同狀態的局部剖視圖。 圖6A是本發明另一實施例的按鍵模組的俯視圖。 圖6B是本發明又一實施例的按鍵模組的俯視圖。 圖7是圖6A的按鍵模組的局部剖視圖。 圖8是本發明另一實施例的按鍵模組的爆炸圖。 圖9以另一視角繪示圖8的鍵帽。 圖10是本發明另一實施例的按鍵模組的其中一支撐件的俯視圖。 圖11與圖12是本發明另一實施例的按鍵模組於不同狀態的局部剖視圖。

Claims (12)

1. 一種按鍵模組，包括： 一鍵帽； 一底板；以及 一剪刀結構，具有一第一支撐件與一第二支撐件，該第一支撐件與該第二支撐件分別樞接於該鍵帽與該底板，其中該第一支撐件具有多個凸軸，該第二支撐件具有多個軸孔，該些凸軸分別可移動地樞接於該些軸孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，還包括一薄膜電路板及一彈性件，該薄膜電路板設置於該底板，該彈性件位於該鍵帽與該薄膜電路板之間，該第一支撐件的局部與該第二支撐件的局部分別樞接於該底板。
3. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，其中該第一支撐件具有一第一本體與多個第一延伸部，該第一本體樞接於該鍵帽，該些第一延伸部從該第一本體朝向該第二支撐件延伸且樞接於該底板，該第二支撐件具有一第二本體與多個第二延伸部，該第二本體樞接於該鍵帽，該些第二延伸部從該第二本體朝向該第一支撐件延伸且樞接於該底板，該些第一延伸部與該些第二延伸部彼此呈交叉狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所述的按鍵模組，其中該些第一延伸部分別具有該些凸軸，該些第二延伸部分別具有該些軸孔，該些第一延伸部與該些第二延伸部藉由該些凸軸與該些軸孔而在彼此交叉處可滑移地樞接在一起。
5. 如申請專利範圍第4項所述的按鍵模組，其中該些軸孔分別具有一延伸方向，且該延伸方向與該些第一延伸部的延伸軸向或該些第二延伸部的延伸軸向一致。
6. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，其中該第一支撐件與該第二支撐件各具有至少一透光孔。
7. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，其中該剪刀結構與該鍵帽、該底板之間以相同軸向樞接，且處於無位移的樞接狀態。
8. 如申請專利範圍第7項所述的按鍵模組，其中該剪刀結構分別與該鍵帽、該底板的樞接處相對於該凸軸或該軸孔而呈對稱配置。
9. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，其中該第一支撐件與該第二支撐件的至少其一包括一可磁吸件，而該底板還包括一磁產生件，該磁產生件與該可磁吸件彼此對應。
10. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，其中該第一支撐件與該第二支撐件分別具有一第一材質及一第二材質，且該第一材質部份包覆該第二材質或該第一材質環繞設置於該第二材質。
11. 如申請專利範圍第10項所述的按鍵模組，其中該第一材質是彈性材質，該第二材質是可磁吸材質。
12. 如申請專利範圍第1項所述的按鍵模組，其中該按鍵模組是倍數按鍵。