TW202034361A

TW202034361A - 彈性體及鍵盤結構

Info

Publication number: TW202034361A
Application number: TW108108441A
Authority: TW
Inventors: 吳飛武; 陳宗民; 楊亮元
Original assignee: 群光電子股份有限公司
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-16

Abstract

一種彈性體及其鍵盤結構，其中彈性體包括頂部、底部、導通柱以及環壁。頂部包括第一側壁以及第一底面，當彈性體未被按壓時，第一側壁與第一底面間形成夾角，其中夾角＞90^。。底部包括第二底面。導通柱位於第一底面下方。環壁兩端分別連接頂部及底部，藉此，當彈性體被按壓時，彈性體的觸發點提前至彈性體的觸底點之前。

Description

彈性體及鍵盤結構

本發明係關於一種彈性體及鍵盤結構，特別是關於一種在彈性體移動總行程不變的情況下，延後彈性體觸底點並讓觸發點提前以便為使用者創造舒適敲擊手感之彈性體及鍵盤結構。

隨著科技進步，桌上型電腦或筆記型電腦已成為人們不可或缺的工具，而實體鍵盤則為桌上型或筆記型電腦主要的輸入裝置，不論是工作或休閒，現代人已習慣長時間使用電腦，若因敲擊手感不佳讓使用者覺得鍵盤不夠靈敏，則使用者直覺上會施加更大的敲擊力道才能確保鍵盤輸入跟上系統接收，在此情況下，若當使用者長時間使用此類鍵盤，很容易造成手指疲勞的情況，在使用上仍有待改進之處，因此有必要提供一種手感舒適的彈性體以及與之搭配的鍵盤，以解決現有技術所存在的問題。

本發明之主要目的係在提供一種在彈性體移動總行程不變的情況下，延後彈性體觸底點並讓觸發點提前以便為使用者創造舒適的敲擊手感之彈性體。

本發明之另一主要目的係在提供一種在彈性體移動總行程不變的情況下，延後彈性體觸底點並讓觸發點提前以便為使用者創造舒適的敲擊手感之鍵盤結構。

為達成上述之目的，本發明之彈性體包括頂部、底部、導通柱以及環壁。頂部包括第一側壁以及第一底面，當彈性體未被按壓時，第一側壁與第一底面間形成夾角，其中夾角＞90^。。底部包括第二底面。導通柱位於第一底面下方。環壁兩端分別連接頂部及底部，藉此，當彈性體被按壓時，彈性體的觸發點(fire point)提前至彈性體的觸底點之前。

本發明另提供一種鍵盤結構，其係包括鍵帽、如前段所述之彈性體以及底板，其中彈性體設置於鍵帽以及底板之間。

本發明另提供一種彈性體，用於鍵盤結構。鍵盤結構包括鍵帽以及底板，底板包括薄膜開關。彈性體設置於鍵帽與底板之間，且彈性體包括頂部、底部、導通柱以及環壁。頂部包括第一側壁以及第一底面，當彈性體未被按壓時，第一側壁與第一底面間形成夾角，其中夾角＞90^。。底部包括第二底面。導通柱位於第一底面下方。環壁兩端分別連接頂部及底部。藉此，當彈性體被按壓時，在第一底面與鍵帽相互接觸之前，導通柱觸發薄膜開關。

本發明之彈性體及鍵盤結構係藉由限制第一側壁與第一底面間之夾角＞90^。以及導通行程的結構設計特徵，讓本發明之彈性體在移動總行程不變的情況下，彈性體觸底點得以延後且輸入訊號觸發點提前，為使用者提供靈敏且舒適的敲擊手感。

為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。以下請一併參考圖1至圖4關於本發明之彈性體之一實施例之立體示意圖、鍵盤結構之一實施例之剖面示意圖、彈性體之一實施例受外力變形之剖面示意圖以及彈性體之一實施例之外力行程曲線圖。

如圖1與圖2所示，根據本發明之一實施例，本發明之鍵盤結構100包括鍵帽110、彈性體1以及底板120，其中彈性體1設置於鍵帽110以及底板120之間，底板120包括至少一個薄膜開關121。在本實施例中，如圖1與圖2所示，彈性體1包括頂部10、底部20、導通柱30、以及環壁40，其中環壁40連接頂部10和底部20，且導通柱30位於頂部10下方。

當彈性體1未被按壓時，頂部10為側壁具有夾角的碗形，其中頂部10包括頂面11、第一側壁12、第一底面13、連接面14以及第二側壁15，並於頂面11、第一側壁12、第一底面13以及第二側壁15形成凹陷空間S，其中第一底面13連接第一側壁12，而頂面11連接第二側壁15。連接面14的兩端分別連接第一側壁12以及環壁40，且環壁40不與連接面14連接的一端連接底部20。

承上所述，當彈性體1未被按壓時，第一側壁12與第一底面13間具有一夾角θ，其中夾角θ＞90^。。如圖2與圖3所示，藉由夾角θ＞90^。的設計，當彈性體1被按壓時，第一側壁12與第一底面13間夾角θ＞90^。的特徵能為導通柱30提供更多的緩衝空間，藉此讓彈性體1的觸底點(bottom point)延後。根據本發明之一具體實施例，夾角θ的範圍為100度至170度，但本發明不以此範圍為限。此外，在本實施例中，第一側壁12的厚度範圍為0.3 mm至0.5mm，藉由限制第一側壁12的厚度減少彈性體1形變的阻力，為使用者創造輕巧靈敏的敲擊手感，此外，藉由限制第一側壁12的厚度，本發明之彈性體1在觸發點P2前，有一個拐點(點P1a)，於後段配合圖4進一步說明之。

如圖1與圖2所示，頂面11為彈性體1鄰近鍵帽110之一面，其中頂面11與第一底面13間具有第一行程T2，第一行程T2亦即頂部10之凹陷空間S的深度。根據本發明之一具體實施例，第一行程T2的範圍為0.5 mm至1mm，然本發明不以此範圍為限。

如圖1與圖2所示，底部20包括第二底面21，其中第二底面21為彈性體1的最低點，且第二底面21為彈性體1鄰近底板120之一面。第二底面21與連接面14間具有一總行程T3。

如圖1與圖2所示，導通柱30位於第一底面13下方且導通柱30與第一底面13的中心線重疊。使用者敲擊鍵帽110而下壓彈性體1，能使導通柱30抵接薄膜開關121，進而產生一對應的輸入訊號。本發明之導通柱30呈圓錐型，導通柱30包括導通柱底面31，第二底面21與導通柱底面31間具有一導通行程T1，其中根據本發明之一具體實施例，總形程T3的範圍為1mm至3mm，且導通行程T1＜0.6mm；根據本發明之一具體實施例，總行程T3的範圍為1.5mm至3mm，且導通行程T1＜1.5mm，以便達到彈性體1提早抵達觸發點(fire point)之目的，讓使用者能在使用上感覺快速地、提前地輸入訊息。

根據本發明之一具體實施例，彈性體1之高度的範圍為1.5mm至4 mm。根據本發明之一具體實施例，底部20之高度的範圍為0.4mm至0.8mm。

根據本發明之一具體實施例，頂部10之外徑的範圍為2 mm至4.5mm，頂部10之內徑的範圍為1.5mm至3.5mm。根據本發明之一具體實施例，底部20之外徑的範圍為3.5mm至8 mm，底部20之內徑的範圍為2 mm至7 mm。

此外，藉由導通柱30呈圓錐型的設計，當使用者敲擊鍵帽110的邊角，即使被下壓的導通柱30帶角度地往下位移，仍能確保被下壓的導通柱30與薄膜開關121間有足夠的接觸面積與觸發力道而產生輸入訊號，讓本發明之彈性體1達到輸入(key-in)穩定的效果。再者，藉由頂部10為側壁具有夾角的碗形的設計，能確保彈性體1被下壓時頂部10不易偏移，讓本發明之彈性體1達到輸入(key-in)穩定的效果。

根據本發明之一具體實施例，導通柱30直徑範圍為0.5 mm至2.5mm。根據本發明之一具體實施例，呈圓錐型的導通柱30之頂端之直徑的範圍為0.5mm至3 mm，呈圓錐型的導通柱30之底面31之直徑的範圍為0.3mm至2.5mm。

再者，為了讓本發明之彈性體1達到觸底點延後且觸發點提前的功效，其中除了夾角θ＞90^。與導通行程T1之限制條件外，彈性體1的設計結構上需進一步需滿足導通行程T1+第一行程T2＜總行程T3的限制條件。

根據本發明之一具體實施例，如圖1所示，頂部10包括至少一第一排氣孔16，其中第一排氣孔16設於頂面11。底部20包括至少一第二排氣孔22，其中第二排氣孔22設於第二底面21。在此須注意的是，在本實施例中，第一排氣孔16的數目為兩個，第二排氣孔22的數目為四個，但本發明對於第一排氣孔16與第二排氣孔22的設置數量並沒有特別限制，只要第一排氣孔16與第二排氣孔22的數量能實現排氣功能。基於第一排氣孔16、第二排氣孔22，可以減少使用者敲擊鍵盤結構100時，彈性體1產生的噪音即可。

本發明之彈性體1與現有技術彈性體的效果差異請參考圖4。圖4用以說明經由按壓鍵帽110對彈性體1所施加的外力(下推力)與按壓行程(下推量)之關係。如圖2至圖4所示，當本發明之彈性體1開始受力，隨著施力增加，鍵帽110及彈性體1之頂部10和導通柱30逐漸朝下方移動(朝薄膜開關121所在位置)，因彈性體1自身的彈性以及鍵盤內部空間限制，使得第一側壁12與環壁40因受力發生相應的形變，當外力解除後，藉由彈性體1的彈性恢復力，讓彈性體1回復如圖2所示的狀態。

如圖4所示，曲線L0(如圖4由虛線繪示的曲線)為現有技術之彈性體之外力行程曲線，且曲線L0由點P1’、點P2’、點P3’以及點P4所形成；曲線L1(如圖4由實線繪示的曲線)為本發明之彈性體1之外力行程曲線，且曲線L1由點P1、點P1a、點P2、點P3以及點P4所形成。如圖4所示，曲線L0與曲線L1具有相同的外力行程終止點P4，亦即兩者的總行程相同。點P1’與點P1為外力行程曲線的峰值點(peak point)。點P2’與點P2為觸發點(fire/contact point)，也就是俗稱的輸入(key-in)點，此時薄膜開關被觸發。點P3’與點P3為觸底點(bottom point)，此時彈性體1非常靠近底板120，此點也是彈性體1受力向下移動的位置最低點，此時受力最小也是外力行程曲線中的波谷，點P4為外力行程終止點。此外，本發明之彈性體1在觸發點P2前，有一個拐點(點P1a)，此點為本發明特有的設計，現有技術彈性體沒有此點。以下將進一步說明本發明之彈性體1於曲線L1中P1、P1a、P2、P3以及P4點的細節。

如圖4所示，現有技術彈性體與彈性體1於P1’與P1時，現有技術彈性體與彈性體1承受最大的下壓力，本發明之彈性體1按壓行程通過峰值點P1後，側壁40會開始彎曲(如圖3所示)。本發明之彈性體1按壓行程通過拐點P1a後，頂部10會開始彎曲。本發明之彈性體1按壓行程到達觸底點P3時，頂部10之第一底面13與鍵帽110之底面相互接觸。由圖4可看出，本發明之彈性體1的總行程與現有之彈性體的總行程相同，本發明之彈性體1由峰值點P1到觸底點P3的行程s1明顯大於現有之彈性體由峰值點P1’到觸底點P3’的行程。本發明之彈性體1之觸底點P3延後，使得由峰值點P1到觸底點P3的行程s1拉長，藉以縮短觸底點P3到外力行程終止點 P4的按壓行程。觸底點P3到外力行程終止點P4的此段行程，施力伴隨行程之增加而急速地增加，亦即，觸底點P3之後使用者會有費力的按壓手感。本發明之彈性體1縮短觸底點P3到外力行程終止點P4的行程距離，可以縮短費力的手感體驗，讓使用者體驗敲擊的舒適感。現有的彈性體設計，按壓時，在一段第一次施力增加 (按壓行程開始到峰值點P1’)之後，仍需一段第二次的施力增加(觸底點P3’到行程終止點P4)。本發明之彈性體1在第一次施力增加(按壓行程開始到峰值點P1)之後，具有一段長的按壓行程是處於不費力的手感(即，施力伴隨行程之增加而減少)。讓使用者可以感覺第一次施力可以作用的比較久。

此外，本發明之彈性體1之按壓行程在觸發點P2之前具有拐點P1a，在拐點P1a時，彈性體1之第一側壁12開始發生形變，因為第一側壁12與第一底面間13之夾角θ＞90^。與第一側壁12之厚度設計而形成段差，讓使用者感受到敲擊的段落感。由圖4可看出，峰值點P1到拐點P1a的此段行程，施力伴隨行程之增加而急速地下降；拐點P1a到觸發點P2的此段行程施力伴隨行程之增加而平穩地下降。

同時，由圖4可看出，本發明之彈性體1的觸發點P2發生於觸底點P3之前，亦即，當彈性體1被按壓時，在第一底面13與鍵帽110相互接觸之前，導通柱30觸發薄膜開關121。也就是說當導通柱30觸碰到薄膜開關121時，本發明之彈性體1並未到達觸底點P3，此時第一側壁12與環壁40仍有可形變的空間，藉由第一側壁12與第一底面13間呈鈍角的特徵以及彈性體1的設計結構上導通行程T1+第一行程T2＜總行程T3的特徵，讓導通柱30觸碰到薄膜開關121時，本發明之彈性體1仍有可向下壓縮的緩衝空間，讓導通柱30觸碰薄膜開關121後，彈性體1仍可繼續被壓縮，而達到將觸底點P3延後之目的。比起同等行程鍵盤，設有本發明之彈性體1之鍵盤的按鍵手感會更長，而功能鍵入速度及位置更快，符合薄型化鍵盤的趨勢。

由圖4可看出，本發明之彈性體1的觸發點P2明顯早於現有之彈性體的觸發點P2’，此外，現有之彈性體的觸發點P2’乃位於觸底點P3’之後，換句話說，使用者敲擊裝有現有之彈性體的鍵盤時，當現有之彈性體已抵達觸底點P3’，但薄膜開關121卻未被觸發，因此使用者需要施加更大的敲擊力道才能讓現有之彈性體觸發薄膜開關121，若長時間使用此類鍵盤會造成手指疲勞。反觀本發明之彈性體1的觸發點P2早於觸底點P3，也就是說，使用者使用裝有本發明之彈性體1的鍵盤時，稍加施力就可觸發鍵盤且彈性體1通過觸發點P2後，彈性體1仍繼續向下移動，因彈性體1下移的行程變長且觸發點P2提早，而本發明之彈性體1與鍵盤結構100產生敲擊靈敏且舒適的敲擊手感效果，解決的現有技術所存在的問題。

綜上所述，本發明之彈性體1與鍵盤結構100藉由限制第一側壁12與第一底面間13之夾角θ＞90^。以及導通行程的結構設計特徵，讓本發明之彈性體1在移動總行程不變的情況下，彈性體1的觸底點P3得以延後，且輸入訊號的觸發點P2早於觸底點P3，藉此為使用者提供靈敏且舒適的敲擊手感。

應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1:彈性體 10:頂部 11:頂面 12:第一側壁 13:第一底面 14:連接面 15:第二側壁 16:第一排氣孔 20:底部 21:第二底面 22:第二排氣孔 30:導通柱 31:導通柱底面 40:環壁 100:鍵盤結構 S:凹陷空間 T2:第一行程 T3:總行程 T1:導通行程 110:鍵帽 120:底板 θ:夾角 W:厚度 121:薄膜開關 L0、L1:曲線

圖1係本發明之彈性體之一實施例之立體示意圖。圖2係本發明之鍵盤結構之一實施例之剖面示意圖。圖3係本發明之彈性體之一實施例受外力變形之剖面示意圖。圖4係本發明之彈性體之一實施例之外力行程曲線圖。

1:彈性體

10:頂部

11:頂面

12:第一側壁

13:第一底面

14:連接面

15:第二側壁

20:底部

21:第二底面

30:導通柱

31:導通柱底面

40:環壁

100:鍵盤結構

S:凹陷空間

T2:第一行程

T3:總行程

T1:導通行程

110:鍵帽

120:底板

θ:夾角

W:厚度

121:薄膜開關

Claims

一種彈性體，用於一鍵盤結構，該彈性體包括：一頂部，其係包括一第一側壁以及一第一底面，其中當該彈性體未被按壓時，該第一側壁與該第一底面間具有一夾角，其中該夾角＞90^。；一底部，其係包括一第二底面；一導通柱，其係位於該第一底面下方；以及一環壁，其中該環壁的兩端分別連接該頂部及該底部；當該彈性體被按壓時，該彈性體的一觸發點(fire point)提前至該彈性體的一觸底點(bottom point)之前。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該導通柱包括一導通柱底面，該第二底面與該導通柱底面間具有一導通行程T1，該導通行程T1＜0.6mm。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該導通柱包括一導通柱底面，該第二底面與該導通柱底面間具有一導通行程T1，該導通行程T1＜1.5mm。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該導通柱包括一導通柱底面，該第二底面與該導通柱底面間具有一導通行程T1，該頂部包括一頂面以及一連接面，該頂面與該第一底面間具有一第一行程T2，且該第二底面與該連接面間具有一總行程T3，其中T1+T2＜ T3。
如申請專利範圍第4項所述之彈性體，其中該連接面的兩端分別連接該第一側壁以及該環壁，且該環壁不與該連接面連接的一端連接該底部。
如申請專利範圍第4項所述之彈性體，其中該第一行程T2的範圍為0.5 mm至1mm，該總行程T3的範圍為1.5 mm至3mm。
如申請專利範圍第4項所述之彈性體，其中該第一行程L2的範圍為0.5 mm至1mm，該總行程T3的範圍為1mm至3mm。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該夾角θ的範圍為100度至170度。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該第一側壁的厚度範圍為0.2 mm至0.8mm。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該第一側壁的厚度範圍為0.3 mm至0.5mm。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該導通柱呈圓錐型。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該導通柱直徑範圍為0.5 mm至2.5mm。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該頂部包括至少一第一排氣孔，該至少一第一排氣孔設於該頂面。
如申請專利範圍第1項所述之彈性體，其中該底部包括至少一第二排氣孔，該至少一第二排氣孔設於該第二底面。
一種彈性體，用於一鍵盤結構，該鍵盤結構包括鍵帽以及一底板，該底板包括一薄膜開關，該彈性體設置於該鍵帽與該底板之間，該彈性體包括：一頂部，其係包括一第一側壁以及一第一底面，其中當該彈性體未被按壓時，該第一側壁與該第一底面間具有一夾角，其中該夾角＞90^。；一底部，其係包括一第二底面；一導通柱，其係位於該第一底面下方；以及一環壁，其中該環壁的兩端分別連接該頂部及該底部；當該彈性體被按壓時，在該第一底面與該鍵帽相互接觸之前，該導通柱觸發該薄膜開關。
一種鍵盤結構，包括：一鍵帽；一底板；以及如申請專利範圍第1項至第14項任一項所述之一彈性體，其中該彈性體設置於該鍵帽以及該底板之間。