TWI428945B - 按鍵裝置、支撐座與按鍵蓋板之組合及製造方法 - Google Patents

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Description

按鍵裝置、支撐座與按鍵蓋板之組合及製造方法
本發明是有關於一種按鍵裝置，特別是指一種以精簡的元件達到穩定且降低高度的按鍵裝置。
參閱圖1，個人數位助理、筆記型電腦及鍵盤等電子產品9，都具有用來輸入指令的按鍵裝置90。現有按鍵裝置90包括一支撐座91、一供按壓的按鍵蓋板92、樞接於支撐座91與按鍵蓋板92之間的一第一平衡桿93與一第二平衡桿94、一電路板95，及安裝於電路板95上的帽體96。帽體96頂面接觸按鍵蓋板92的底面。
為了限制按鍵蓋板92相對於支撐座91在平面方向的位移，確保按鍵蓋板92直上直下，支撐座91設有一限位套筒911及一對限位壁912，而按鍵蓋板92設有一供對應穿設於該限位套筒911的凸柱921，及一供對應夾設於該對限位壁912之間的凸塊922。為了限制按鍵蓋板92相對於支撐座91在垂直方向的位移而脫離支撐座91，支撐座91還設有多數個直立且在末端設有倒鉤的第一鉤體913，按鍵蓋板92也對應地設有多數個分別與各該第一鉤體913相互卡鉤的第二鉤體923。
當使用者按壓按鍵蓋板92，帽體96間接被按壓而觸壓電路板95，使電路板95產生對應訊號。第一平衡桿93與第二平衡桿94則是在按鍵蓋板92上、下作動時，減少在長邊方向與短邊方向的傾斜度。
基於前述現有按鍵裝置90的支撐座91及按鍵蓋板92的設計，只能利用塑膠射出成型或金屬壓鑄成型的方式製造。然而，以塑膠射出成型來說，由於容易有強度不足的問題，必須使各元件維持一定厚度，導致用料成本及按鍵裝置90整體高度無法下降。若為了提高強度，在塑膠成型之支撐座91底部黏合鐵件，則會增加鐵件成本及耗費組裝人力成本，並且提高按鍵裝置90整體高度。以金屬壓鑄成型來說，則有開模及用料成本過高的問題。
因此，本發明之目的，即在提供一種簡化結構設計而能達到維持強度以及降低成本之優點的按鍵裝置及其中支撐座與按鍵蓋板之組合。
於是，本發明按鍵裝置，包含一支撐座、一按鍵蓋板、一設置於該支撐座上的電路板，及一設置於該按鍵蓋板與電路板之間彈性帽體。
支撐座包括一金屬材料且呈薄板狀的基板，及一對利用金屬沖壓製程相間隔地形成於該基板的第一限位件，各該第一限位件具有一沿一水平之第一方向延伸的第一擋止部、二分別自該第一擋止部的兩端沿一水平之垂直該第一方向之第二方向延伸的第二擋止部，及一設置於該第一擋止部與第二擋止部上方的第三擋止部，該第一擋止部、第二擋止部與第三擋止部共同界定出一具開口的容置空間，成對的兩個第一限位件的開口相對或背對。
按鍵蓋板包括一板本體，及一對位置與該支撐座之第 一限位件相配合的第一卡鉤，各該第一卡鉤具有一自該板本體的下表面向下凸伸的延伸部，及一自該延伸部末端側向凸伸的卡制部，成對的兩個第一卡鉤的卡制部容置於對應之第一限位件的容置空間內並與該第一限位件相互卡抵，限制該按鍵蓋板相對該支撐座在水平方向上的位移，並容許該按鍵蓋板在該第一擋止部高度距離間垂直位移。
當該按鍵蓋板向下位移，該彈性帽體變形而觸壓電路板以產生對應訊號。
較佳地，該第一方向與該按鍵蓋板的一長邊夾θ度角，0°<θ<90°。更佳地，θ=45°。
較佳地，該支撐座還包括一對利用金屬沖壓製程相間隔地形成於該基板且形狀相同於該第一限位件的第二限位件，各該第二限位件的第一擋止部延該第二方向延伸，第二擋止部延該第一方向延伸；該按鍵蓋板還包括一對位置與該第二限位件相配合且形狀相同於該第一卡鉤的第二卡鉤。
較佳地，該按鍵裝置還包含一呈長框形的第一平衡桿，具有二位在其中一長邊的自由端；該支撐座還包括一對利用金屬沖壓製程相間隔地自該基板朝上延伸且末端水平彎折的第一樞轉件；該按鍵蓋板還包括一對相間隔地設置於該板本體的下表面的第二樞轉件；該第一平衡桿是以其另一長邊安裝於該第二樞轉件而作為樞轉支軸，其兩個自由端分別穿置於該第一樞轉件，並可在該第一樞轉件容許範圍內小幅位移。
更佳地，該按鍵裝置還包含一呈短於該第一平衡桿之框形的短框形的第二平衡桿，具有二位在其中一側邊的自由端；該支撐座還包括一對利用金屬沖壓製程形成且相間隔地自該基板朝上延伸且末端水平彎折的第三樞轉件；該按鍵蓋板還包括一對相間隔地設置於該板本體的下表面的第四樞轉件；該第二平衡桿是以其另一側邊安裝於該第四樞轉件而作為樞轉支軸，其兩個自由端分別穿置於該第三樞轉件，並可在該第三樞轉件容許範圍內小幅位移。
本發明之另一目的，在於提供一種按鍵裝置的支撐座的製造方法，該支撐座是以金屬件沖壓而成，能維持強度並降低製作成本。
本發明之功效在於，藉由改變結構設計，並搭配金屬件沖壓製程製作支撐座，獲得的按鍵裝置具有結構精簡、降低高度且降低製作成本的優點。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖3、圖4、圖5及圖6，本發明按鍵裝置1之實施例包含一支撐座2、一按鍵蓋板3、一設置於該支撐座2上的電路板4、一設置於該按鍵蓋板3與電路板4之間彈性帽體5、一呈長框形的第一平衡桿6，及一呈短框形的第二平衡桿7。
支撐座2是利用金屬件沖壓成型，包括一金屬薄板狀 之基板21，以及利用金屬沖壓製程形成之相間隔地形成於該基板21的一對第一限位件22與一對第二限位件23，及相間隔地自該基板21朝上延伸且末端水平彎折的一對第一樞轉件24與一對第三樞轉件25。
本實施例中，各該第一限位件22具有一沿一水平之第一方向D1 延伸的第一擋止部221、二分別自第一擋止部221的兩端沿一水平之垂直該第一方向D1 之第二方向D2 延伸的第二擋止部222，及一設置於該第一擋止部221與第二擋止部222上方的第三擋止部223。該第一擋止部221、第二擋止部222與第三擋止部223共同界定出一具開口220的容置空間，成對的兩個第一限位件22的開口220相背對。第一方向D1 與該按鍵蓋板3的一長邊夾θ度角(本實施例的支撐座2輪廓與按鍵蓋板2對應，也可說是與支撐座2的長邊夾θ度角)，θ=45°。也就是說，第一限位件22與第二限位件23是斜設於基板21上，在下述的位移及受力過程中同時可承受平面座標系統中X及Y方向的分力。但設置方向不以此為限，可以是任何斜角，且即便是夾0度角、90度角，也能藉由尺寸的配合設計而達到限位效果。
按鍵蓋板3是利用塑膠射出成型，包括一板本體31、一對位置與該支撐座2之第一限位件22相配合的第一卡鉤32、一對位置與該第二限位件23相配合的第二卡鉤33，及相間隔地設置於該板本體31的下表面的一對第二樞轉件34與一對第四樞轉件35。
各該第一卡鉤32具有一自該板本體31的下表面向下 凸伸的延伸部321，及一自該延伸部321末端側向凸伸的卡制部322，成對的兩個第一卡鉤32的卡制部322容置於對應之第一限位件22的容置空間內。
在本實施例，第一卡鉤32的卡制部322相向延伸，且是由外向內接觸該第一限位件22，藉此限制第一卡鉤32在第一方向D1 上之位移；但第一卡鉤32與第一限位件22的配合關係不以此為限，也可以是第一限位件22界定出之容置空間的開口220相向，而第一卡鉤32的卡制部322相反延伸，而由內向外推抵而定位於該第一限位件22。
由於該對第一限位件22的第二擋止部222已有限制第一卡鉤32在第二方向D2 之位移的功能，因此原則上，僅有第一限位件22與第一卡鉤32的配合已可達到限制該按鍵蓋板3相對該支撐座2在水平方向上的位移的基本功能，並容許該按鍵蓋板3在該第一擋止部221高度距離間垂直位移。但本實施例還進一步利用角度正交的第二限位件23與第二卡鉤33，達到較佳的限制水平位移之功能。
詳細來說，第二限位件23形狀相同於該第一限位件22，具有一第一擋止部231、二分別自第一擋止部231的兩端延伸的第二擋止部232，及一設置於該第一擋止部231與第二擋止部232上方的第三擋止部233。但第一擋止部231是沿第二方向D2 延伸，第二擋止部232沿第一方向D1 延伸。第二卡鉤33同樣具有一自該板本體31的下表面向下凸伸的延伸部331，及一自該延伸部331末端側向凸伸的卡制部332，與第二限位件23配合的模式與前述第一卡鉤32與第 一限位件22配合的模式相同，因此不予贅述。
參閱圖3、圖4、圖7及圖8，第一平衡桿6是透過第一樞轉件24及第二樞轉件34而樞裝於支撐座2與按鍵蓋板3之間，並具有二位在其中一長邊的自由端61。該支撐座2的第一樞轉件24是相間隔地自該基板21朝上延伸且末端水平彎折。第二樞轉件34則是相間隔地設置於該按鍵蓋板3的板本體31的下表面。該第一平衡桿6以其不具有自由端61的長邊安裝於第二樞轉件34而作為樞轉支軸，其兩個自由端61分別穿置於該第一樞轉件24，並可在該第一樞轉件24容許範圍內小幅位移。
第二平衡桿7所呈框形短於該第一平衡桿6之框形，透過第三樞轉件25及第四樞轉件35而樞裝於支撐座2與按鍵蓋板3之間，並且具有二位在其中一側邊的自由端71。該第三樞轉件25相間隔地自該基板21朝上延伸且末端水平彎折。第四樞轉件35相間隔地設置於該板本體31的下表面。第二平衡桿7是以其不具有自由端71的側邊安裝於該第四樞轉件35而作為樞轉支軸，其兩個自由端71分別穿置於該第三樞轉件25，並可在該第三樞轉件25容許範圍內小幅位移。
參閱圖3、圖9及圖10，當該按鍵蓋板3向下位移，第一卡鉤32及第二卡鉤33相對第一限位件22及第二限位件23垂直向下位移，彈性帽體5變形而觸壓電路板4以產生對應訊號。過程中第一平衡桿6提供該鍵盤裝置1長邊方向的穩定度，而第二平衡桿7則提供短邊方向的穩定度 。
綜上所述，本發明鍵盤裝置1利用創新結構設計並搭配金屬件沖壓製程製作支撐座2，支撐座2的高度可以低於現有塑膠射出成型者，或者貼覆鐵件者，並結構強度表現良好，具有結構精簡、降低高度且降低製作成本的優點，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
 [先前技術]
9‧‧‧電子產品
90‧‧‧按鍵裝置
91‧‧‧支撐座
911‧‧‧限位套筒
912‧‧‧限位壁
913‧‧‧第一鉤體
92‧‧‧按鍵蓋板
921‧‧‧凸柱
922‧‧‧凸塊
923‧‧‧第二鉤體
93‧‧‧第一平衡桿
94‧‧‧第二平衡桿
95‧‧‧電路板
96‧‧‧帽體
[本發明]
1‧‧‧鍵盤裝置
2‧‧‧支撐座
21‧‧‧基板
22‧‧‧第一限位件
23‧‧‧第二限位件
220、230‧‧‧開口
221、231‧‧‧第一擋止部
222、232‧‧‧第二擋止部
223、233‧‧‧第三擋止部
24‧‧‧第一樞轉件
25‧‧‧第三樞轉件
3‧‧‧按鍵蓋板
31‧‧‧板本體
32‧‧‧第一卡鉤
33‧‧‧第二卡鉤
321、331‧‧‧延伸部
322、332‧‧‧卡制部
34‧‧‧第二樞轉件
35‧‧‧第四樞轉件
4‧‧‧電路板
5‧‧‧彈性帽體
6‧‧‧第一平衡桿
61‧‧‧自由端
7‧‧‧第二平衡桿
71‧‧‧自由端
D1 ‧‧‧第一方向
D2 ‧‧‧第二方向
圖1是一立體圖，說明一種具有按鍵裝置的電子產品；圖2是一立體分解圖，說明一種現有的按鍵裝置內部結構；圖3是一立體分解圖，說明本發明按鍵裝置的實施例的內部結構；圖4是一立體圖，說明圖3中的支撐座上下翻轉後的視角；圖5、圖6及圖7分別是圖3組合後的俯視圖、側視圖及仰視圖；圖8是一示意圖，說明該按鍵裝置的內部組合關係；及圖9及圖10是一剖視示意圖，說明該鍵盤裝置按壓前 及按壓後的高度變化。
1．．．鍵盤裝置
2．．．支撐座
21．．．基板
22．．．第一限位件
23．．．第二限位件
24．．．第一樞轉件
25．．．第三樞轉件
3．．．按鍵蓋板
31．．．板本體
32．．．第一卡鉤
33．．．第二卡鉤
321、331．．．延伸部
322、332．．．卡制部
34．．．第二樞轉件
35．．．第四樞轉件
4．．．電路板
5．．．彈性帽體
6．．．第一平衡桿
61．．．自由端
7．．．第二平衡桿
71．．．自由端
D1 ．．．第一方向
D2 ．．．第二方向

Claims (8)

  1. 一種按鍵裝置，包含：一支撐座，包括一金屬材料且呈薄板狀的基板，及一對利用金屬沖壓製程相間隔地形成於該基板的第一限位件，各該第一限位件具有一沿一水平之第一方向延伸的第一擋止部、二分別自該第一擋止部的兩端沿一水平之垂直該第一方向之第二方向延伸的第二擋止部，及一設置於該第一擋止部與第二擋止部上方的第三擋止部，該第一擋止部、第二擋止部與第三擋止部共同界定出一具開口的容置空間，成對的兩個第一限位件的開口相對或背對；一按鍵蓋板，包括一板本體，及一對位置與該支撐座之第一限位件相配合的第一卡鉤，各該第一卡鉤具有一自該板本體的下表面向下凸伸的延伸部，及一自該延伸部末端側向凸伸的卡制部，成對的兩個第一卡鉤的卡制部容置於對應之第一限位件的容置空間內並與該第一限位件相互卡抵，限制該按鍵蓋板相對該支撐座在水平方向上的位移，並容許該按鍵蓋板在該第一擋止部高度距離間垂直位移；一電路板，設置於該支撐座上；及一彈性帽體，設置於該按鍵蓋板與電路板之間，當該按鍵蓋板向下位移，該彈性帽體變形而觸壓電路板以產生對應訊號。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之按鍵裝置，其中，該第 一方向與該按鍵蓋板的一長邊夾θ度角，0°<θ<90°。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之按鍵裝置，其中，θ=45°。
  4. 依據申請專利範圍第1至3項中任一項所述之按鍵裝置，其中，該支撐座還包括一對利用金屬沖壓製程相間隔地形成於該基板且形狀相同於該第一限位件的第二限位件，各該第二限位件的第一擋止部延該第二方向延伸，第二擋止部延該第一方向延伸；該按鍵蓋板還包括一對位置與該第二限位件相配合且形狀相同於該第一卡鉤的第二卡鉤。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之按鍵裝置，還包含一呈長框形的第一平衡桿，具有二位在其中一長邊的自由端；該支撐座還包括一對利用金屬沖壓製程相間隔地自該基板朝上延伸且末端水平彎折的第一樞轉件；該按鍵蓋板還包括一對相間隔地設置於該板本體的下表面的第二樞轉件；該第一平衡桿是以其另一長邊安裝於該第二樞轉件而作為樞轉支軸，其兩個自由端分別穿置於該第一樞轉件，並可在該第一樞轉件容許範圍內小幅位移。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之按鍵裝置，還包含一呈短於該第一平衡桿之框形的短框形的第二平衡桿，具有二位在其中一側邊的自由端；該支撐座還包括一對利用金屬沖壓製程形成且相間隔地自該基板朝上延伸且末端水平彎折的第三樞轉件；該按鍵蓋板還包括一對相間隔地設置於該板本體的下表面的第四樞轉件；該第二平衡 桿是以其另一側邊安裝於該第四樞轉件而作為樞轉支軸，其兩個自由端分別穿置於該第三樞轉件，並可在該第三樞轉件容許範圍內小幅位移。
  7. 一種按鍵裝置中的支撐座與按鍵蓋板之組合，該按鍵裝置還包含一電路板及一彈性帽體，該組合包括：一支撐座，包括一金屬材料且呈薄板狀的基板，及一對利用金屬沖壓製程相間隔地形成於該基板的第一限位件，各該第一限位件具有一沿一水平之第一方向延伸的第一擋止部、二分別自該第一擋止部的兩端沿一水平之垂直該第一方向之第二方向延伸的第二擋止部，及一設置於該第一擋止部與第二擋止部上方的第三擋止部，該第一擋止部、第二擋止部與第三擋止部共同界定出一具開口的容置空間，成對的兩個第一限位件的開口相對或背對；所述電路板設置於該支撐座上；及一按鍵蓋板，包括一板本體，及一對位置與該支撐座之第一限位件相配合的第一卡鉤，各該第一卡鉤具有一自該板本體的下表面向下凸伸的延伸部，及一自該延伸部末端側向凸伸的卡制部，成對的兩個第一卡鉤的卡制部容置於對應之第一限位件的容置空間內並與該第一限位件相互卡抵，限制該按鍵蓋板相對該支撐座在水平方向上的位移，並容許該按鍵蓋板在該第一擋止部高度距離間垂直位移；所述彈性帽體設置於該按鍵蓋板與電路板之間，當該按鍵蓋板向下位移，該彈性帽體變形而觸壓電路板以產生對應訊號。
  8. 一種按鍵裝置的支撐座之製造方法，以金屬件沖壓成如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之按鍵裝置的支撐座。
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