TWI423291B - 旋鈕機構 - Google Patents

Description

旋鈕機構

本發明係關於一種旋鈕機構，尤其係關於一種二層式旋鈕機構。

旋鈕機構可被設置於，例如電腦週邊裝置，用以產生控制訊號，提供，如音量控制等功能。

請參照圖1，其為一種習知旋鈕機構之爆炸圖，由美國專利公告號US7750256號專利所揭露。圖1的旋鈕機構1包括一旋轉元件12、一按鍵13、一轉動開關14、一彈性元件15以及五個按壓開關161-165以及電路板17。

其中旋轉元件12包括複數個齒部121，按鍵13包括一中央按鈕131以及一圍繞該中央按鈕131並與其連接之圓環132，其中圓環132更具有一固定部133，用以卡合於電路板17之孔洞171。

當轉動旋轉元件12時，複數個齒部121與轉動開關14之撥桿141相互作動，使撥桿141朝順時針或逆時針方向轉動，以產生不同之轉動訊號來調控一特定之功能，同時彈性元件15提供旋轉元件12一反饋力以產生旋轉段落感。而當按壓中央按鈕131時則觸發按壓開關161產生一按壓訊號以控制另一特定之功能。按壓旋轉元件12之表面使圓環132觸發按壓開關162-165則可控制另二種功能。

綜合以上所述可知，此旋鈕機構1可控制至多四組功能，例如以旋轉元件12進行目錄的選擇，按壓開關163及按壓開關165用於調整音量，而按壓開關162及按壓開關164則用於曲目切換，並以按鍵13啟動或暫停撥放音樂等。

習知旋鈕機構雖然可用以控制四種功能，但在電子產品所提供的功能日益多樣化的情況下，四種功能的控制有時還是不能滿足使用者的需求。此外，旋鈕機構1使用了多個按壓式開關作為控制手段，然而，在某些特定的控制功能中，例如畫面的縮放或是圖像的旋轉等，使用按壓式的手勢來控制該等功能時無法提供使用者直覺式的操控手感。再者，旋鈕機構1之旋轉元件12直接與按鍵13接觸，因此當轉動旋轉元件12時，旋轉元件12與按鍵13會互相摩擦，長期使用將對二者造成磨損而降低旋鈕機構1之使用壽命。此外，若使用者操作旋轉元件12時施力不均，將使旋轉元件12朝向某一方向傾斜而誤觸按壓開關162-165，造成旋轉元件12的誤動作。

因此需要一種改良的旋鈕機構以克服習知旋鈕機構的問題。

本發明之目的在於提供一種具有多種控制功能之旋鈕機構。

本發明之另一目的在提供一種降低磨損之旋鈕機構。

本發明之又一目的在提供一種能提示控制模式之旋鈕機構。

本發明之主要目的在於提供一種旋鈕機構，包括：一軸筒，具有一中空之軸心；一基座，係設置於該軸筒下方，具有一穿孔；一按鍵，包括一按壓部以及自該按壓部延伸之一壓桿，其中該按壓部設置於該軸筒上方，該壓桿穿過該軸筒以及該基座之該穿孔並突出於該基座之底部；一第一旋轉元件，套設於該軸筒並相對該軸筒自由轉動；一第二旋轉元件，套設於該第一旋轉元件並相對該第一旋轉元件自由轉動；一第一開關，係設置於該第一旋轉元件之側邊，當該第一旋轉元件轉動時，該第一旋轉元件與該第一開關相互作動以產生第一轉動訊號；一第二開關，係設置於該第二旋轉元件之側邊，當該第二旋轉元件轉動時，該第二旋轉元件與該第二開關相互作動以產生第二轉動訊號；以及一第三開關，係設置於該基座下方之一第一電路板上，當按壓該按鍵時，該壓桿觸發該第三開關以產生按壓訊號。

於一較佳實施例中，更包括一第二電路板，設置於該基座上方，其中該第一開關係設置於該第二電路板之一下表面，該第二開關係設置於該第二電路板之一上表面。

於一較佳實施例中，其中該第一旋轉元件為一中空之柱狀體，具有一上柱狀體以及一下柱狀體，其中該上柱狀體之直徑大於該下柱狀體之直徑，且該下柱狀體之底部之外圓周具有複數個連續之齒部，而該第一開關係位於該齒部之側邊。

於一較佳實施例中，其中該第二旋轉元件為一中空之環狀體，套設於該第一旋轉元件之該下柱狀體，具有一上環狀體以及一下環狀體，其中該上環狀體之直徑大於該下環狀體之直徑，且該上環狀體以及該下環狀體之外圓周皆具有複數個連續之齒部，而該第二開關係位於該下環狀體之側邊。

於一較佳實施例中，其中該第一開關為一撥動式開關或一紅外線開關或一磁性開關。

於一較佳實施例中，其中該第二開關為一撥動式開關或一紅外線開關或一磁性開關。

於一較佳實施例中，更包括一承載座設置於該基座上方，用以分隔該第一旋轉元件以及該第二旋轉元件，其中該第一旋轉元件係穿設於該承載座，該第二旋轉元件係套設於該承載座，該承載座更包括一第一推抵部位於該第二旋轉元件之該下環狀體之側邊，用以產生旋轉段落感，具有一推桿、一彈性體以及一固定元件。

於一較佳實施例中，其中該基座更包括一第二推抵部，位於該第一旋轉元件之該齒部之側邊，用以產生旋轉段落感，具有一推桿、一彈性體以及一固定元件。

於一較佳實施例中，其中該基座為一透明材質，且該旋鈕機構更包括一發光元件以及一導光件，其中該發光元件係設置於該基座下方，而該導光件為一套設於該軸筒之筒狀體。

依據本發明之一具體實施例提供一種旋鈕機構，可應用於各種電子產品。

圖2係顯示本發明旋鈕機構21設置於輸入裝置2之一較佳實施例示意圖。於圖2實施例中，輸入裝置2係一電腦鍵盤。

接下來參照至圖3A以及圖3B以詳細說明旋鈕機構21之結構。旋鈕機構21包括按鍵211、軸筒212、導光件213、第一旋轉元件214、第二旋轉元件215、承載座216、第一推抵部217、基座218、第二推抵部219、第一開關220、第二電路板221、第二開關222、第三開關223以及第一電路板224。

其中按鍵211包含按壓部211a以及壓桿211b。軸筒212具有中空之軸心。導光件213為一筒狀體。第一旋轉元件214具有一直徑較大之上柱狀體214a以及一直徑較小之下柱狀體214b，且下柱狀體214b之底部之外圓周具有複數之齒部214ba。第二旋轉元件215具有一直徑較大之上環狀體215a以及一直徑較小之下環狀體215b，且上環狀體215a以及下環狀體215b之外圓周皆具有複數之齒部。承載座216具有中空之環狀凸起部216a、自環狀凸起部216a向外延伸且與其垂直之邊緣216b以及位於邊緣216b之凹槽216c。第一推抵部217具有推桿217a、彈性體217b以及固定元件217c。基座218為透明材質製成，包含位於基座218中央之穿孔218a以及位於基座218邊緣之凹槽218b及容置空間218c。第二推抵部219具有推桿219a、彈性體219b以及固定元件219c。第一開關220係撥動式開關且包含第一撥桿220a，第二開關222亦為撥動式開關並包含第二撥桿222a，第三開關223為具有復位機制的按壓式開關。第一電路板224則包含複數發光元件224a。在另一實施例中，第一開關220與第二開關222可為紅外線開關或磁性開關。

接下來說明本發明之旋鈕機構21之組裝順序。首先將導光件213套設於軸筒212，再將第一旋轉元件214套設於導光件213，使第一旋轉元件21可相對於導光件213自由轉動。接著將承載座216套設於第一旋轉元件214之下柱狀體214b之外圍而分隔第一旋轉元件214與第二旋轉元件215，第二旋轉元件215則套設於承載座216之環狀凸起部216a，使第二旋轉元件215可相對於承載座216自由轉動。而第一推抵部217之推桿217a穿設於彈性體217b後置於承載座216之凹槽216c並藉由固定元件217c固定於承載座216，使得推桿217a凸出於第二旋轉元件215之下環狀體215b側邊。接下來以螺絲將基座218鎖固於軸筒215下方用以支撐固定整體結構。第二推抵部219之推桿219a則先穿設於彈性體219b後置於基座218之凹槽218b並藉由固定元件219c固定於基座218，使得推桿219a凸出於第一旋轉元件214之下柱狀體214b之齒部214ba側邊。此外，第二電路板221係設置於基座218邊緣之容置空間218c，第一開關220則設置於第二電路板221之下表面且第一撥桿220a位於第一旋轉元件214之齒部214ba側邊，第二開關222則設置於第二電路板221之上表面且第二撥桿222a位於第二旋轉元件215之下環狀體215b側邊，而第一電路板224係設置於基座218下方，第三開關223則設置於第一電路板224之上表面。最後將按鍵211之按壓部211a設置於軸筒212上方，使壓桿211b穿過軸筒212以及基座218之穿孔218a，因此令按鍵211得以觸發第三開關223。

以下說明圖2實施例的運作，請先參照至圖4，其為圖2實施例之旋鈕機構21之外觀示意圖。圖4表示圖2實施例之旋鈕機構21包括按鍵211、導光件213、第一旋轉元件214以及第二旋轉元件215。

當使用者將輸入裝置2連結至電腦時，即可使用旋鈕機構21操控電腦的多種功能，於本實施例中，長按按鍵211五秒鐘可啟動旋鈕機構21，短按按鍵211則可以開始或暫停音樂撥放，導光件213具有提醒及警示之作用，第一旋轉元件214係用於音量控制，而第二旋轉元件213則用於縮放顯示畫面。

請同時參照至圖5及圖6。當使用者欲使用本發明之旋鈕機構21時，首先長按按鍵211以啟動旋鈕機構21。接著若需調整音量大小，則以順時針方向轉動第一旋轉元件214之上柱狀體214a，此時第一旋轉元件214之齒部214ba推動第一開關220之第一撥桿220a朝逆時針方向轉動，於是第一開關220產生第一轉動訊號以提高音量，當停止轉動第一旋轉元件214時，第一撥桿220a不再受齒部214ba之推力影響，此時第一撥桿220a會自動回復至原本位置，故不再產生第一轉動訊號，即完成音量的調整。相反的，若是以逆時針方向轉動第一旋轉元件214，齒部214ba會推動第一撥桿220a朝順時針方向轉動，此時第一開關220產生另一第一轉動訊號以降低音量。此外，轉動第一旋轉元件214的同時，使用者必須先克服複數齒部214ba間之凹部與推桿219a之抵擋力，而後推桿219a即可滑動於齒部214ba邊緣，此時彈性體219b呈現壓縮狀態，當第一旋轉元件214繼續轉動而使得下一個複數齒部214ba間之凹部轉動至推桿219a側邊時，推桿219a會因為彈性體219b之彈性恢復力而卡合於複數齒部214ba間之凹部，於是便能產生旋轉段落感，以利使用者感知其操控的幅度。同樣的，若使用者欲進行顯示畫面的縮放，則以順時針或逆時針方向轉動第二旋轉元件215之上環狀體215a，此時其下環狀體215b之齒部推動第二開關222之第二撥桿222a朝逆時針或順時針方向轉動，以產生第二轉動訊號以放大或縮小顯示畫面。而轉動第二旋轉元件215時同樣能藉由第一推抵部217產生旋轉段落感。本較佳實施例中第二旋轉元件215之上環狀體215a之表面具有複數個連續之齒部，故使用者操作時不須看著旋鈕機構21亦可明顯區別第一旋轉元件214以及第二旋轉元件215，以增加使用上的便利性並減少錯誤的發生。再者，當使用者欲撥放音樂時，可按壓按鍵211，使壓桿211b對第三開關223施以一向下之作用力以觸發第三開關223產生按壓訊號來控制音樂開始撥放，停止按壓按鍵211後，第三開關223會自動回復至原本的位置，不再產生按壓訊號。

此外，設置於第一電路板224之複數發光元件224a可發出各種顏色之光線，而光線經由基座218傳送至導光件213使其形成一光環以達到提醒及警示之目的。舉例來說，當使用者欲使用此旋鈕機構21時，先觸壓按鍵211直至導光件213形成一光環，此時即代表旋鈕機構21啟動完成，若使用者緊接著利用第一旋轉元件214進行音量調整，導光件213可形成另一種顏色之光環，以利使用者辨識目前進行調整的模式，若音量過大，導光件213更可以透過形成，例如紅色光環等方式，以利提醒使用者。

需要注意的是，本發明之旋鈕機構21之第一旋鈕214、第二旋鈕215以及按鍵211皆各自獨立不受其他元件影響，故不僅能藉由第一旋鈕214、第二旋鈕215以及按鍵211各自操控不同之功能，更可以同時操作第一旋鈕214、第二旋鈕215或按鍵211以達到控制其他功能之目的，例如，藉由同時按壓按鍵211並轉動第一旋鈕214以旋轉畫面或者同時按壓按鍵211並轉動第二旋鈕215則可以進行前後頁面的切換。

由以上較佳實施例可知，本發明藉由旋鈕機構21將第一開關220以及第二開關222設置於第二電路板221的上下表面，以達到設置雙層旋轉元件之目的。軸筒212將第一旋轉元件214、第二旋轉元件215與按鍵211分離，於是第一旋轉元件214、第二旋轉元件215與按鍵211皆可獨立操作，故可以同時控制其中兩個元件以對應不同之功能，使得旋鈕21不侷限於本身具有的控制件數目，增加可操控之功能。而第一旋轉元件214、第二旋轉元件215與按鍵211各自獨立更可以降低旋轉元件與按鍵互相磨損的機會，進而增加使用的壽命。再者，導光件213可以讓使用者清楚得知目前操控的模式及狀態，更增加使用上的方便性。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想與特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1．．．旋鈕機構

12．．．旋轉元件

121．．．齒部

13．．．按鍵

131．．．中央按鈕

132．．．圓環

133．．．固定部

14．．．轉動開關

141．．．撥桿

15．．．彈性元件

161-165．．．按壓開關

17．．．電路板

171．．．孔洞

2．．．輸入裝置

21．．．旋鈕機構

211．．．按鍵

211a．．．按壓部

211b．．．壓桿

212．．．軸筒

213．．．導光件

214．．．第一旋轉元件

214a．．．上柱狀體

214b．．．下柱狀體

214ba．．．齒部

215．．．第二旋轉元件

215a．．．上環狀體

215b．．．下環狀體

216．．．承載座

216a．．．環狀凸起部

216b．．．邊緣

216c．．．凹槽

217．．．第一推抵部

217a．．．推桿

217b．．．彈性體

217c．．．固定元件

218．．．基座

218a．．．穿孔

218b．．．凹槽

218c．．．容置空間

219．．．第二推抵部

219a．．．推桿

219b．．．彈性體

219c．．．固定元件

220．．．第一開關

220a．．．第一撥桿

221．．．第二電路板

222．．．第二開關

222a．．．第二撥桿

224．．．第一電路板

224a．．．發光元件

圖1係習知旋鈕機構之爆炸圖。

圖2係本發明旋鈕機構於第一較佳實施例中之實施例示意圖。

圖3A及圖3B係本發明旋鈕機構於第一較佳實施例中之爆炸圖。

圖4係本發明旋鈕機構於第一較佳實施例中之旋鈕機構之外觀示意圖。

圖5及圖6係本發明旋鈕機構於第一較佳實施例中之剖面圖。

21．．．旋鈕機構

211．．．按鍵

211a．．．按壓部

211b．．．壓桿

212．．．軸筒

213．．．導光件

214．．．第一旋轉元件

214a．．．上柱狀體

214b．．．下柱狀體

214ba．．．齒部

215．．．第二旋轉元件

215a．．．上環狀體

215b．．．下環狀體

216．．．承載座

216a．．．環狀凸起部

216b．．．邊緣

216c．．．凹槽

217．．．第一推抵部

217a．．．推桿

217b．．．彈性體

217c．．．固定元件

218．．．基座

218a．．．穿孔

218b．．．凹槽

218c．．．容置空間

219．．．第二推抵部

219a．．．推桿

219b．．．彈性體

219c．．．固定元件

220．．．第一開關

220a．．．第一撥桿

221．．．第二電路板

222．．．第二開關

222a．．．第二撥桿

223．．．第三開關

224．．．第一電路板

2241．．．發光元件

Claims (8)

1. 一種旋鈕機構，包括：一軸筒，具有一中空之軸心；一基座，係設置於該軸筒下方，具有一穿孔；一按鍵，包括一按壓部以及自該按壓部延伸之一壓桿，其中該按壓部設置於該軸筒上方，該壓桿穿過該軸筒以及該基座之該穿孔並突出於該基座之底部；一第一旋轉元件，套設於該軸筒並相對該軸筒自由轉動；一第二旋轉元件，套設於該第一旋轉元件並相對該第一旋轉元件自由轉動；一第一開關，係設置於該第一旋轉元件之側邊，當該第一旋轉元件轉動時，該第一旋轉元件與該第一開關相互作動以產生第一轉動訊號；一第二開關，係設置於該第二旋轉元件之側邊，當該第二旋轉元件轉動時，該第二旋轉元件與該第二開關相互作動以產生第二轉動訊號；一第三開關，係設置於該基座下方之一第一電路板上，當按壓該按鍵時，該壓桿觸發該第三開關以產生按壓訊號；以及 一第二電路板，設置於該基座上方，其中該第一開關係設置於該第二電路板之一下表面，該第二開關係設置於該第二電路板之一上表面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之旋鈕機構，其中該第一旋轉元件為一中空之柱狀體，具有一上柱狀體以及一下柱狀體，其中該上柱狀體之直徑大於該下柱狀體之直徑，且該下柱狀體之底部之外圓周具有複數個連續之齒部，而該第一開關係位於該齒部之側邊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之旋鈕機構，其中該第二旋轉元件為一中空之環狀體，套設於該第一旋轉元件之該下柱狀體，具有一上環狀體以及一下環狀體，其中該上環狀體之直徑大於該下環狀體之直徑，且該上環狀體以及該下環狀體之外圓周皆具有複數個連續之齒部，而該第二開關係位於該下環狀體之側邊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之旋鈕機構，其中該第一開關為一撥動式開關或一紅外線開關或一磁性開關。
5. 如申請專利範圍第1項所述之旋鈕機構，其中該第二開關為一撥動式開關或一紅外線開關或一磁性開關。
6. 如申請專利範圍第1項所述之旋鈕機構，更包括一承載座設置於該基座上方，用以分隔該第一旋轉元件以及該第二旋轉元件，其中該第一旋轉元件係穿設於該承載座，該第二旋轉元件係套設於該承載座，該承載座更 包括一第一推抵部位於該第二旋轉元件之該下環狀體之側邊，用以產生旋轉段落感，具有一推桿、一彈性體以及一固定元件。
7. 如申請專利範圍第1項所述之旋鈕機構，其中該基座更包括一第二推抵部，位於該第一旋轉元件之該齒部之側邊，用以產生旋轉段落感，具有一推桿、一彈性體以及一固定元件。
8. 如申請專利範圍第1項所述之旋鈕機構，其中該基座為一透明材質，且該旋鈕機構更包括一發光元件以及一導光件，其中該發光元件係設置於該基座下方，而該導光件為一套設於該軸筒之筒狀體。