TW202215468A - 按鍵結構及其鍵帽組件 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種按鍵結構，其包括一殼體、一復位件以及一鍵帽組件。殼體具有一開口。復位件設置於殼體內。鍵帽組件包括一鍵帽及一基座。鍵帽包括一按壓部、一中心軸及至少一第一卡勾。按壓部具有一底面。中心軸與第一卡勾連接於底面。中心軸具有一球形部，球形部靠近於底面。基座自開口置入殼體，並與復位件接觸。基座包括一軸孔。軸孔具有一弧形槽。中心桿穿過軸孔而與復位件接觸，球形部容置於弧形槽。

Description

按鍵結構及其鍵帽組件

本發明是關於一種按鍵結構。

目前電腦的使用習慣而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一。不論是電腦本身或是其周邊產品，皆朝著輕、薄、短、小的設計理念發展，鍵盤亦從早期的大型架構，轉變為薄型的鍵盤。薄型的鍵盤通常採用薄膜式電路板，又被稱為薄膜式鍵盤。薄膜式鍵盤的主要構件包括薄膜式電路板、復位件（或稱彈性件）及鍵帽。藉由按壓鍵帽而觸發薄膜式電路板的開關，而復位件提供鍵帽回復原位的力量。

另外，常見輔助鍵帽升降的機構包括火山口結構及剪刀式結構。以火山口結構而言，是在鍵盤的殼體形成複數凸起的開口，用以安裝鍵帽。對應的，鍵帽具有導引柱及卡勾。導引柱可沿著開口的內壁而將卡勾導引至殼體（開口）內，卡勾與開口的底緣卡合，而完成鍵帽的安裝。當鍵帽升降時，導引柱與開口內壁的限位作用，可使鍵帽垂直地移動而不偏斜。

然而，按壓鍵帽的角落（即鍵帽的四角之一）時，卻也因導引柱與開口內壁的限位作用，使得鍵帽及其導引柱可活動的空間受限，而更容易發生卡住（或稱卡鍵）的現象，必須施加更多的按壓力量，實有改良之必要。

有鑑於上述課題，本發明之主要目的係在提供一種按鍵結構及其鍵帽組件，藉由鍵帽組件包括鍵帽與基座，且鍵帽與基座的新穎結構設計，以解決習知採用火山口結構之按鍵結構容易發生卡鍵的問題。

為達成上述之目的，本發明提供一種按鍵結構，其包括一殼體、一復位件以及一鍵帽組件。殼體具有一開口。復位件設置於殼體內。鍵帽組件包括一鍵帽及一基座。鍵帽包括一按壓部及一中心軸。按壓部具有一底面。中心軸連接於底面。中心軸具有一球形部，球形部靠近於底面。基座自開口置入殼體，並與復位件接觸。基座包括一軸孔。軸孔具有一弧形槽。中心桿穿過軸孔而與復位件接觸，球形部容置於弧形槽。

為達成上述之目的，本發明另提供一種鍵帽組件，應用於一按鍵結構。按鍵結構包括一殼體及一復位件。殼體具有一開口，復位件設置於殼體內。鍵帽組件包括一鍵帽以及一基座。鍵帽包括一按壓部及一中心軸。按壓部具有一底面。中心軸連接於底面。中心軸具有一球形部，球形部靠近於底面。第一卡勾連接於底面。基座自開口置入於殼體，並與復位件接觸。基座包括一軸孔。軸孔具有一弧形槽。中心桿穿過軸孔而與復位件接觸，球形部容置於弧形槽。

根據本發明之一實施例，當按壓部被按壓時，球形部於弧形槽內位移。

根據本發明之一實施例，當按壓部的一邊緣被按壓時，球形部與弧形槽的接觸點形成一抗力點。

根據本發明之一實施例，中心軸更具有一軸部，軸部自球形部往遠離底面的方向延伸。

根據本發明之一實施例，軸部與軸孔分別為一非圓形結構。

根據本發明之一實施例，軸部具有一第一平面，基座的軸孔具有一第二平面，第一平面對應於第二平面，以限制軸部於軸孔內轉動。

根據本發明之一實施例，基座更包括一導引柱，其與開口的一內壁接觸，且導引柱的一頂面與按壓部不接觸。

根據本發明之一實施例，導引柱對應於開口的其中一夾角，且基座藉由導引柱導引置入殼體。

根據本發明之一實施例，導引柱具有一弧形側面，弧形側面與開口的內壁為線接觸。

根據本發明之一實施例，導引柱的頂面為向外且往殼體方向延伸的一斜面。

根據本發明之一實施例，鍵帽包括至少一第一卡勾，其連接於底面，第一卡勾自開口置入殼體，並卡合至殼體。

根據本發明之一實施例，基座更包括至少一第二卡勾，第二卡勾自開口置入殼體，並卡合至殼體。

承上所述，依據本發明之按鍵結構及其鍵帽組件，件帽組件包括鍵帽及基座。其中，鍵帽的中心軸具有球形部，而基座的軸孔對應具有弧形槽。中心桿穿過軸孔時，球形部容置於弧形槽。藉由球形部與弧形槽相互配合的結構，使球形部可於弧形槽內位移，以增加鍵帽的活動空間。簡言之，鍵帽組件為二件式結構（即鍵帽及基座）、以及相互配合之球形部與弧形槽，可增加鍵帽的活動空間，進而可達到避免卡鍵的效果。

另外，基座具有導引柱，藉由導引柱與鍵帽的按壓部不接觸的設計，更可確保按壓部具有偏移或傾斜的空間，不會被導引柱所限制，以達到前述避免卡鍵的效果。

為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。

圖1為本發明之一實施例之按鍵結構的分解示意圖，圖2為圖1所示之按鍵結構應用在鍵盤的示意圖，圖3為圖1所示之鍵帽的示意圖，圖4為圖1所示之基座的示意圖，圖5為圖1所示之按鍵結構組裝後於A-A線的剖面示意圖，圖6為圖1所示之按鍵結構組裝後於B-B線的剖面示意圖，以下說明請搭配參考前述圖式所示。在本實施例中，按鍵結構1包括一殼體10、一復位件20以及一鍵帽組件30。如圖2所示，殼體10為中空的槽體，並具有一開口11，使復位件20及鍵帽組件30的部分結構可自開口11置入殼體10。須說明的是，按鍵結構1可應用於一鍵盤100，而按鍵結構1的殼體10與鍵盤100的本體101可以為一體的結構，亦可以不同構件組裝而成，本發明並不限制。

請參考圖1、圖5及圖6所示，復位件20設置於殼體10內，且對應於開口11，使鍵帽組件30的部分結構自開口11置入殼體10可與復位件20接觸。復位件20為可提供彈力的元件，其可例如但不限於橡膠彈性件、金屬彈簧、彈片、微動開關、磁性件等，以提供被按壓的鍵帽組件30回復至原位的彈力。

本實施例之鍵帽組件30包括一鍵帽40及一基座50。請參考圖1及圖3所示，鍵帽40包括一按壓部41及一中心軸42。按壓部41具有一底面411，中心軸42連接於底面411。換言之，中心軸42自底面411往遠離按壓部41的方向延伸。

本實施例之中心軸42具有一球形部421，且球形部421靠近於按壓部41的底面411。換言之，於中心軸42與按壓部41的連接處形成球形部421。如圖3所示，球形部421為半圓球體。半圓球體（球形部421）的圓形平面連接於底面411，球面則朝向遠離底面411的方向。又，中心軸42更具有一軸部422，軸部422連接於球形部421的球面，且自球形部421往遠離底面411的方向延伸。本實施例之鍵帽40可以射出成型的方式製成。較佳地，為避免球形部421及軸部422成型時有外觀縮水的情形，球形部421及軸部422設計有挖空結構，如圖3所示。例如，球形部421與底面411的連接處具有間隔設置的凹部423，而軸部422的中心為中空結構424，本發明不以此為限。

如圖3及圖5所示，本實施例之鍵帽40更包括至少一第一卡勾43，本實施例以二個第一卡勾43為例說明。中心軸42與第一卡勾43皆連接於底面411，且中心軸42及第一卡勾43皆自底面411往遠離按壓部41的方向延伸。其中，第一卡勾43的一端連接於底面411，另一端則為勾狀結構。於組裝時，可先將基座50自開口11置入殼體10，且基座50與復位件20接觸。接著，將鍵帽40的第一卡勾43對應至開口11，並施力使第一卡勾43自開口11置入殼體10。此時，需施力將鍵帽40向下壓。停止施力後，復位件20可提供鍵帽40及基座50回復原位的彈力，進而使第一卡勾43卡合至殼體10。具體而言，第一卡勾43勾住開口11的內緣，進而卡合至殼體10。

請先參考圖1、圖2及圖4所示，基座50包括至少一導引柱51及一軸孔52。基座50可藉由導引柱51導引置入殼體10，並可導引基座50在殼體10內移動。具體而言，將導引柱51對應至開口11的內壁111，並使導引柱51與內壁111接觸，以導引基座50置入殼體10。在本實施例中，殼體10的開口11為四邊形。對應的，基座50可具有四個導引柱51。導引柱51可對應於開口11的其中一夾角112（如圖2所示），使導引柱51可沿著夾角112而導引基座50往殼體10內移動。

如圖4所示，較佳的，導引柱51具有一弧形側面511，弧形側面511與開口11的內壁111為線接觸。換言之，弧形側面511與內壁111接觸的區域為線形（線狀），使弧形側面511與內壁111接觸的區域縮減至最小。藉由前述結構，以避免鍵帽40被按壓而往下移動時，內壁111會對導引柱51產生過多的摩擦力。換言之，藉由弧形側面511與內壁111為線接觸的設計，可達到省力的效果。

又，軸孔52位於基座50的中央區域，用以容置鍵帽40的中心軸42。軸孔52具有一弧形槽521，用以容置中心軸42的球形部421。球形部421與弧形槽521的結構相互配合。具體而言，本實施例之球形部421為半圓球體，而弧形槽521對應為半圓球形的凹槽。當中心軸42的軸部422穿過軸孔52時，球形部421的球面即可容置於弧形槽521。若按壓部41被按壓而傾斜時，球形部4211可在弧形槽521內位移，以形成類似萬向接頭的結構。

具體而言，組裝時，先將基座50置入殼體10，再將鍵帽40的中心軸42對準軸孔52，並使中心軸42穿過軸孔52。如圖5及圖6所示，中心軸42的軸部422穿過軸孔52而與復位件20接觸，而球形部421容置於弧形槽521。

另外，請搭配參考圖5所示，導引柱51的一頂面512與按壓部41的底面411不接觸。具體而言，本實施例之導引柱51的頂面512為向外且往殼體10方向延伸的一斜面。換言之，頂面512是向基座50的外側且向下延伸的斜面。因此，當鍵帽40的中心軸42置入軸孔52時，由弧形槽521支撐中心軸42及其球形部421，而導引柱51與按壓部41不接觸。

當按壓部41被按壓時，尤其是按壓部41的邊緣或邊角被按壓時，按壓部41的整體偏移、傾斜，進而使中心軸42也隨之偏移。藉由球形部421與弧形槽521相互配合的結構，使球形部421可於弧形槽521內位移（形成類似萬向接頭的結構），以增加鍵帽40的活動空間。又，由於導引柱51與按壓部41不接觸的結構，更可確保按壓部41具有偏移或傾斜的空間，不會被導引柱51所限制。因此，鍵帽組件30為二件式結構（即鍵帽40及基座50）、相互配合之球形部421與弧形槽521、以及導引柱51與按壓部41不接觸的結構，可增加鍵帽40的活動空間，進而可達到避免卡鍵的效果。

圖7為圖5所示之按鍵結構用以說明抗力點的示意圖，請搭配參考圖7所示。當按壓部41的邊緣或邊角被按壓時，施力點位於按壓處，而支點位於中心軸42的中心，施力臂D1則為施力點至支點的距離。由於按壓部41的邊緣或邊角被按壓時，球形部421與弧形槽521會相互接觸，使得球形部421與弧形槽521的接觸點形成一抗力點R。抗力臂D2即為抗力點R至支點的距離。

以習知的按鍵結構而言，鍵帽組件30（鍵帽40與基座50）為單一構件。換言之，習知的鍵帽具有導引柱。因此，按壓習知鍵帽的邊緣或邊角，抗力點會是在導引柱與殼體之開口的接觸點。以習知單一構件的鍵帽而言，抗力臂D3為抗力點（導引柱與開口的接觸點）至支點（中心軸的中心）的距離。須說明的是，為便於說明，將按壓習知鍵帽所產生的抗力臂D3標示於圖7，而此段內容是描述習知鍵帽，故元件未使用標號說明。

如圖7所示，按壓本實施例之鍵帽組件30所產生的抗力臂D2小於按壓習知鍵帽所產生的抗力臂D3，而抗力臂D2較小可以達到省力的效果。因此，本實施例之鍵帽組件30相較於習知單一構件的鍵帽，可達到更為省力的效果。

除了達到省力的效果以外，本實施例之鍵帽40與基座50亦可採用不同材質，以達到低成本即可增加按鍵結構1之外觀變化的效果。舉例而言，基座50可使用塑膠材質，例如摩擦係數低、剛性佳的聚甲醛（Polyoxymethylene，POM）材質。鍵帽40則可依據所欲呈現的外觀採用塑膠、陶瓷、木質等材料。

請參考圖3及圖4所示，較佳的，本實施例之中心軸42的軸部422與軸孔52分別為一非圓形結構。非圓形結構可以避免軸部422於軸孔52內轉動，進而造成鍵帽40整體的晃動。具體而言，軸部422的兩側具有第一平面4221，基座50的軸孔52則對應具有第二平面522。鍵帽40組裝至基座50時，以第一平面4221對應於該第二平面522，進而可限制軸部422於軸孔52內轉動。

另須說明的是，本實施例之按鍵結構1的組裝順序是先將基座50置入殼體10後，再將鍵帽40組裝至基座50，亦即，使鍵帽40的中心軸42組裝至基座50的軸孔52。如前述，鍵帽40組裝至殼體10後，第一卡勾43可卡合至殼體10。此時，鍵帽40可限制位於下方的基座50，使基座50無法從開口11脫落，同時將基座50固定於殼體10內。

如圖4及圖6所示，為了便於自動化組裝程序，較佳的，本實施例之基座50更可包括至少一第二卡勾53。具體而言，當基座50置入殼體10時，第二卡勾53連同基座50自開口11置入殼體10。由於基座50與復位件20接觸，使復位件20可提供基座50回復原位的彈力，進而可使第二卡勾53卡合至殼體10，如圖6所示。此時，即便尚未組裝鍵帽40，仍可藉由第二卡勾53將基座50固定於殼體10內，以避免基座50自開口11脫落。因此，將基座50置入殼體10後，即可移動鍵盤100的本體101（如圖2所示）至組裝鍵帽40的工作區，且無需擔心移動時會造成基座50的脫落。

綜上所述，依據本發明之按鍵結構及其鍵帽組件，件帽組件包括鍵帽及基座。其中，鍵帽的中心軸具有球形部，而基座的軸孔對應具有弧形槽。中心桿穿過軸孔時，球形部容置於弧形槽。藉由球形部與弧形槽相互配合的結構，使球形部可於弧形槽內位移，以增加鍵帽的活動空間。簡言之，鍵帽組件為二件式結構（即鍵帽及基座）、以及相互配合之球形部與弧形槽，可增加鍵帽的活動空間，進而可達到避免卡鍵的效果。

另外，基座具有導引柱，藉由導引柱與鍵帽的按壓部不接觸的設計，更可確保按壓部具有偏移或傾斜的空間，不會被導引柱所限制，以達到前述避免卡鍵的效果。

應注意的是，上述諸多實施例係為了便於說明而舉例，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:按鍵結構 10:殼體 11:開口 111:內壁 112:夾角 20:復位件 30:鍵帽組件 40:鍵帽 41:按壓部 411:底面 42:中心軸 421:球形部 422:軸部 4221:第一平面 423:凹部 424:中空結構 43:第一卡勾 50:基座 51:導引柱 511:弧形側面 512:頂面 52:軸孔 521:弧形槽 522:第二平面 53:第二卡勾 100:鍵盤 101:本體 A:A線 B:B線 D1:施力臂 D2、D3:抗力臂 R:抗力點

圖1為本發明之一實施例之按鍵結構的分解示意圖。 圖2為圖1所示之按鍵結構應用在鍵盤的示意圖。 圖3為圖1所示之鍵帽的示意圖。 圖4為圖1所示之基座的示意圖。 圖5為圖1所示之按鍵結構組裝後於A-A線的剖面示意圖。 圖6為圖1所示之按鍵結構組裝後於B-B線的剖面示意圖。 圖7為圖5所示之按鍵結構用以說明抗力點的示意圖。

1:按鍵結構

10:殼體

20:復位件

30:鍵帽組件

40:鍵帽

41:按壓部

411:底面

42:中心軸

421:球形部

43:第一卡勾

50:基座

51:導引柱

52:軸孔

53:第二卡勾

A-A:線

B-B:線

Claims (24)

1. 一種按鍵結構，包括： 一殼體，具有一開口； 一復位件，設置於該殼體內；以及 一鍵帽組件，包括： 一鍵帽，包括一按壓部及一中心軸，該按壓部具有一底面，該中心軸連接於該底面，該中心軸具有一球形部，該球形部靠近於該底面；及 一基座，自該開口置入該殼體，並與該復位件接觸，該基座包括一軸孔，該軸孔具有一弧形槽，該中心桿穿過該軸孔而與該復位件接觸，該球形部容置於該弧形槽。
2. 如請求項1所述之按鍵結構，其中當該按壓部被按壓時，該球形部於該弧形槽內位移。
3. 如請求項1所述之按鍵結構，其中當該按壓部的一邊緣被按壓時，該球形部與該弧形槽的接觸點形成一抗力點。
4. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該中心軸更具有一軸部，該軸部自該球形部往遠離該底面的方向延伸。
5. 如請求項4所述之按鍵結構，其中該軸部與該軸孔分別為一非圓形結構。
6. 如請求項5所述之按鍵結構，其中該軸部具有一第一平面，該基座的該軸孔具有一第二平面，該第一平面對應於該第二平面，以限制該軸部於該軸孔內轉動。
7. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該基座更包括一導引柱，其與該開口的一內壁接觸，且該導引柱的一頂面與該按壓部不接觸。
8. 如請求項7所述之按鍵結構，其中該導引柱對應於該開口的其中一夾角，且該基座藉由該導引柱導引置入該殼體。
9. 如請求項8所述之按鍵結構，其中該導引柱具有一弧形側面，該弧形側面與該開口的該內壁為線接觸。
10. 如請求項7所述之按鍵結構，其中該導引柱的該頂面為向外且往該殼體方向延伸的一斜面。
11. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該鍵帽包括至少一第一卡勾，其連接於該底面，該第一卡勾自該開口置入該殼體，並卡合至該殼體。
12. 如請求項1所述之按鍵結構，其中該基座更包括至少一第二卡勾，該第二卡勾自該開口置入該殼體，並卡合至該殼體。
13. 一種鍵帽組件，應用於一按鍵結構，其包括一殼體及一復位件，該殼體具有一開口，該復位件設置於該殼體內，該鍵帽組件包括： 一鍵帽，包括： 一按壓部，具有一底面；及 一中心軸，連接於該底面，該中心軸具有一球形部，該球形部靠近於該底面；以及 一基座，自該開口置入於該殼體，並與該復位件接觸，該基座包括： 一軸孔，其具有一弧形槽，該中心桿穿過該軸孔而與該復位件接觸，該球形部容置於該弧形槽。
14. 如請求項13所述之鍵帽組件，其中當該按壓部被按壓時，該球形部於該弧形槽內位移。
15. 如請求項13所述之鍵帽組件，其中當該按壓部的一邊緣被按壓時，該球形部與該弧形槽的接觸點形成一抗力點。
16. 如請求項13所述之鍵帽組件，其中該中心軸更具有一軸部，該軸部自該球形部往遠離該底面的方向延伸。
17. 如請求項16所述之鍵帽組件，其中該軸部與該軸孔分別為一非圓形結構。
18. 如請求項17所述之鍵帽組件，其中該軸部具有一第一平面，該基座的該軸孔具有一第二平面，該第一平面對應於該第二平面，以限制該軸部於該軸孔內轉動。
19. 如請求項13所述之鍵帽組件，其中該基座更包括一導引柱，其與該開口的一內壁接觸，且該導引柱的一頂面與該按壓部不接觸。
20. 如請求項19所述之鍵帽組件，其中該導引柱對應於該開口的其中一夾角，且該基座藉由該導引柱導引置入該殼體。
21. 如請求項20所述之鍵帽組件，其中該導引柱具有一弧形側面，該弧形側面與該開口的該內壁為線接觸。
22. 如請求項19所述之鍵帽組件，其中該導引柱的該頂面為向外且往該殼體方向延伸的一斜面。
23. 如請求項13所述之鍵帽組件，其中該鍵帽包括至少一第一卡勾，其連接於該底面，該第一卡勾自該開口置入該殼體，並卡合至該殼體。
24. 如請求項13所述之鍵帽組件，其中該基座更包括至少一第二卡勾該第二卡勾自該開口置入該殼體，並卡合至該殼體。

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