TWI475585B - 按鍵及應用其之鍵盤 - Google Patents

Description

按鍵及應用其之鍵盤

本發明是有關於一種按鍵及應用其之鍵盤，且特別是有關於一種利用磁力產生按壓段落感之按鍵及應用其之鍵盤。

即使觸控面板已經廣泛在各種電子裝置上使用，然就一般的使用習慣而言，鍵盤仍為電子裝置不可或缺的輸入設備之一。而隨著可攜式電子裝置薄型化的趨勢，鍵盤亦隨之產生薄型化的需求。

習知的鍵盤按鍵內常設置有橡膠碗體(rubber dome)之類的彈性元件，壓下時能觸發開關送出電訊號，還能提供一按壓段落感(tactile)，讓使用者知道按鍵已被致動。然而，橡膠碗體具有一定的體積，需設計較大的按鍵高度以提供空間容納。同時，橡膠的壽命有限，經過一定次數的形變後容易彈性疲乏，使按鍵失去效用。

本發明係有關於一種按鍵及應用其之鍵盤，按鍵體積較小且具有較長的壽命。

根據本發明之一方面，提出一種按鍵。按鍵包括基座、鍵帽、支撐結構、第一磁性元件、第二磁性元件以及開關元件。鍵帽設置於基座之上。支撐結構的一端可活動的與鍵帽連接，另一端可活動的與基座連接，用以帶動鍵帽相對於基座上下運動。第一磁性元件設置於基座上。第二磁性元件可與第一磁性元件相互吸引，且具有一凸點。第二磁性元件之一端連接於鍵帽或支撐結構。開關元件位於基座之下。當鍵帽未受按壓時，第一磁性元件吸附第二磁性元件，當鍵帽受按壓而向下運動時，第一磁性元件與第二磁性元件分開，使凸點接觸開關元件。

根據本發明之另一方面，提出一種鍵盤。鍵盤包括殼體、底板與多個按鍵。按鍵設置於殼體上，且此些按鍵其中之一包括基座、鍵帽、支撐結構、第一磁性元件、第二磁性元件以及開關元件。基座位於底板之上。鍵帽設置於基座之上。支撐結構的一端可活動的與鍵帽連接，另一端可活動的與基座連接，用以帶動鍵帽相對於基座上下運動。第一磁性元件設置於基座上。第二磁性元件可與第一磁性元件相互吸引，且具有一凸點。第二磁性元件之一端連接於鍵帽或支撐結構。開關元件位於基座之下。當鍵帽未受按壓時，第一磁性元件吸附第二磁性元件，當鍵帽受按壓時，第一磁性元件與第二磁性元件分開，使凸點接觸開 關元件。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

100‧‧‧鍵盤

110‧‧‧殼體

120、220、320‧‧‧按鍵

121、221、321‧‧‧基座

122、222、322‧‧‧鍵帽

123、223、323‧‧‧支撐結構

123a‧‧‧內圈

123b‧‧‧外圈

124、224、324、324’‧‧‧第一磁性元件

125、225、325、325’‧‧‧第二磁性元件

126‧‧‧開關元件

127、227‧‧‧凸點

T‧‧‧接觸點

第1圖繪示依照本發明一實施例之鍵盤的示意圖。

第2A圖繪示第1圖中其中一個按鍵120的立體分解圖；第2B圖繪示第2A圖之按鍵120中支撐元件123的底部視圖。

第3A圖繪示第2A圖之按鍵120未受按壓時的剖面圖，第3B圖繪示按鍵120受按壓時的剖面圖。

第4A圖繪示依照本發明另一實施例之按鍵220未受按壓時的剖面圖；第4B圖繪示按鍵220受按壓時的剖面圖。

第5圖繪示依照本發明又一實施例之按鍵320未受按壓時的剖面圖。

請參照第1圖，其繪示根據本發明一實施例之鍵盤100的示意圖。鍵盤100包括殼體110、底板(未繪示)以及多個按鍵120。底板設置於殼體110內，按鍵120設置於殼體110上。

請參照第2A圖，其繪示第1圖之鍵盤100中其中一個按鍵120的立體分解圖。按鍵120由基座121、鍵帽122、支撐結構123、第一磁性元件124、第二磁性元件125組成。鍵帽122設置於基座121之上，用以供使用者按壓。支撐結構123 位於基座121與鍵帽122之間，兩端分別可活動的連接基座121與鍵帽122，可帶動鍵帽122相對於基座121上下移動。第一磁性元件124設置於基座121上，而第二磁性元件125之一端連接於支撐結構123。開關元件126設置於基座121之下，當按鍵觸發時用以送出電訊號。

請參照第2B圖，其繪示第2A圖中支撐元件123的底部視圖。本例中支撐元件123為一剪刀腳結構，包括一內圈123a及外圈123b，而第二磁性元件125係連接在剪刀腳結構的內圈123a。第二磁性元件125並非直線型，而具有一彎折形狀，其與基座121上的第一磁性元件124(第2A圖)可相互吸引。本實施例中，係利用兩磁性元件的吸引力取代傳統橡膠碗體，讓使用者按壓按鍵時產生段落感。以下用第3A及第3B圖說明按鍵120如何做動。

第3A圖繪示第2A圖之按鍵120未受按壓時的剖面圖，第3B圖則繪示按鍵120受按壓時的剖面圖。如第3A圖所示，支撐結構123的內圈123a與外圈123b可交叉，變成類似英文字母X的形狀。支撐結構123的上端可活動的連接鍵帽122，而下端可活動的連接基座121，可帶動鍵帽122相對於基座121上下移動。此處的「可活動」例如是滑動或轉動，而本例中係以上端可轉動的連接鍵帽122，且下端可滑動的連接基座121為例，但在其他實施例中，也可以是支撐結構的上端可滑動的連接鍵帽，而下端可轉動的連接基座，並不侷限於此。

如第3A圖所示，第二磁性元件125的一端連接於支撐結構 123的內圈123a，可與其連動。當按鍵120未受按壓時，第二磁性元件125的另一端則吸附設置於基座上的第一磁性元件124，如此可維持鍵帽122於一固定位置。第一磁性元件124與第二磁性元件125可分別為極性相反的永久磁鐵，或一者為磁鐵，另一者以磁鐵可吸引的材質製成，以使兩者能互相吸引。在其他實施例中，第二磁性元件125則可分為連接部與磁性部，連接部用以連接支撐結構，而與第一磁性元件124接觸的部份為磁性部，用磁鐵或可被磁鐵吸附的材質製成，已與第一磁性元件124相互吸附，磁性部與連接部具有一不為0或180的夾角，以使第二磁性元件125具有彎折形狀。

請參照第3B圖，由於鍵帽122、支撐結構123與第二磁性元件125三者連動，當鍵帽122受到一外力(例如是使用者按壓)時，必須克服第一磁性元件124與第二磁性元件125間的吸引力，才可使鍵帽122繼續向下移動。詳細的說，當鍵帽受到向下的壓力時，會在第一磁性元件124與第二磁性元件125的邊緣接觸點T產生一順時鐘力矩，當此順時針力矩大於第一磁性元件124與第二磁性元件125間的吸引力產生的逆時針力矩時，便可分開第一磁性元件124與第二磁性元件125，使鍵帽122向下移動。而當第一磁性元件124與第二磁性元件125分開時，磁力造成的逆時針力矩會隨著距離增大越來越小，產生一下墜的段落感，讓使用者感覺到按鍵120已被按下。而當使用者放開鍵帽時，第一磁性元件124與第二磁性元件125間的吸引力可使兩者再次吸附，同時帶動鍵帽122復位，回到未受按壓時的初始位置 (第3A圖)。

此外，第二磁性元件125上更可設置一凸點127。如第3B圖所示，當鍵帽122帶動第二磁性元件125向下移動一定程度時，凸點127接觸基座121下的開關元件(未繪示)，送出按鍵120代表的電訊號。

另外，第二磁性元件125與支撐結構123間可為固定連接或可轉動的連接。當第二磁性元件125與支撐結構123間採用可轉動的連接時，可用例如是凸軸的限制機構限制第二磁性元件125的轉動角度。如此一來，當支撐結構123移動時，第二磁性元件125與支撐結構123的連接處會先開始轉動，直至無法轉動時便開始移動，藉由控制轉動角度，能夠調整按鍵120的行程，以及按壓時的手感。

第4A圖繪示依照本發明另一實施例之按鍵220未受按壓時的剖面圖，第4B圖繪示按鍵220受按壓時的剖面圖。按鍵220與前述按鍵120的差異之處主要在於第二磁性元件225的形狀與設置位置不同，其餘相同之處不再贅述。

如第4A圖所示，第二磁性元件225為直線條狀，其一端樞接於支撐結構223連接於基座221的部份，兩者間具有一固定夾角θ，此夾角度數不為0或180度，也就是第二磁性元件225不會與支撐結構223平行。當按鍵220未受按壓時，第二磁性元件225的另一端吸附基座221上的第一磁性元件224，可固定支撐結構223的位置而使鍵帽222維持特定高度。而當鍵帽 222受到外力按壓時，產生的力矩可分開第一磁性元件224與第二磁性元件225，如第4B圖所示。如此產生一段落感，讓使用者得知按鍵已被按下。另外，可設置凸點227於支撐結構223與第二磁性元件225的連接處，當按下按鍵220使第一磁性元件224與第二磁性元件225分開時，便能使凸點220接觸底下的開關元件(未繪示)，進而送出訊號。而當按鍵220不受外力時，第一磁性元件224與第二磁性元件225間的吸引力使兩者再度吸附，可帶動支撐結構223與鍵帽222回到第4A圖所示的初始位置。

第5圖繪示根據本發明又一實施例之按鍵320的剖面圖。按鍵320與前述之按鍵主要的差異之處在於磁性元件的設置位置及數量，其餘相似之處不再贅述。

第5圖所示的按鍵320中具有兩個相對設置的第二磁性元件325,325’，以及對應的兩個第一磁性元件324,324’，此對稱的設計可以使按壓段落感更為平均的分散在整個按鍵320上。值得注意的是，本例中第二磁性元件325,325’係設置在支撐結構323之內，且與鍵帽322相連接，而不是與支撐結構323相連接，然在其他實施例中，第一磁性元件324與第二磁性元件325的設置位置可自由調整，只要不要干擾到支撐結構323的做動即可。

本發明上述實施例之按鍵，藉由磁性元件的吸附與分開產生按壓段落感，並作為鍵帽復位的驅動力。能在降低按鍵高度及體積的同時保持一定的按壓手感。此外，由於磁力沒有彈 性疲乏的問題，上述實施例之按鍵相較於橡膠碗體之類的彈性元件還可大幅延長其壽命。

綜上所述，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。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

120‧‧‧按鍵

121‧‧‧基座

122‧‧‧鍵帽

123‧‧‧支撐結構

124‧‧‧第一磁性元件

125‧‧‧第二磁性元件

126‧‧‧開關元件

Claims (15)

1. 一種按鍵，包括：一基座；一鍵帽，設置於該基座之上；一支撐結構，該支撐結構的一端可活動的與該鍵帽連接，另一端可活動的與該基座連接，用以帶動該鍵帽相對於該基座上下運動；一第一磁性元件，設置於該基座上；一第二磁性元件，可與該第一磁性元件相互吸引，該第二磁性元件具有一凸點，且該第二磁性元件之一端連接於該鍵帽或該支撐結構；以及一開關元件，位於該基座之下其中，當該鍵帽未受按壓時，該第一磁性元件吸附該第二磁性元件，當該鍵帽受按壓而向下運動時，該第一磁性元件與該第二磁性元件分開，使該凸點接觸該開關元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵，其中該支撐結構為一剪刀腳結構。
3. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵，其中該剪刀腳結構具有一內圈與一外圈，該第二磁性元件之一端係可轉動的連接於該內圈。
4. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵，其中該第二磁性元件樞接於該剪刀腳結構連接於該基座的位置，該第二磁性元件與該 剪刀腳結構間的夾角度數不為0或180。
5. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵，其中該第二磁性元件包括一連接部與一磁性部，該連接部可轉動的連接於該鍵帽或該支撐結構，該磁性部可與該第一磁性元件相互吸引，該連接部與該磁性部間的夾角度數不為0或180。
6. 如申請專利範圍第5項所述之按鍵，其中該凸點位於該連接部與該磁性部的連接處。
7. 如申請專利範圍第3或5項所述之按鍵，其中該第二磁性元件具有一限制機構，用以限制該第二磁性元件的轉動角度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵，其中該第一磁性元件為一磁鐵。
9. 一種鍵盤，包括：一殼體；一底板；以及複數個按鍵，設置於該殼體上，該些按鍵其中之一按鍵包括：一基座，位於該底板之上；一鍵帽，設置於該基座之上；一支撐結構，該支撐結構的一端可活動的與該鍵帽連接，另一端可活動的與該基座連接，用以帶動該鍵帽相對於該基座上下運動；一第一磁性元件，設置於該基座上； 一第二磁性元件，可與該第一磁性元件相互吸引，該第二磁性元件具有一凸點，且該第二磁性元件之一端連接於該鍵帽或該支撐結構；及一開關元件，位於該基座之下其中，當該鍵帽未受按壓時，該第一磁性元件吸附該第二磁性元件，當該鍵帽受按壓時，該第一磁性元件與該第二磁性元件分開，使該凸點接觸該開關元件。
10. 如申請專利範圍第9項所述之鍵盤，其中該支撐結構為一剪刀腳結構。
11. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤，其中該剪刀腳結構具有一內圈與一外圈，該第二磁性元件之一端係可轉動的連接於該內圈。
12. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤，其中該第二磁性元件樞接於該剪刀腳結構連接於該基座的位置，該第二磁性元件與該剪刀腳結構間的夾角度數不為0或180。
13. 如申請專利範圍第9項所述之鍵盤，其中該第二磁性元件包括一連接部與一磁性部，該連接部可轉動的連接於該鍵帽或該支撐結構，該磁性部可與該第一磁性元件相互吸引，該連接部與該磁性部間的夾角度數不為0或180。
14. 如申請專利範圍第13項所述之按鍵，其中該凸點位於該連接部與該磁性部的連接處。
15. 如申請專利範圍第11或13項所述之鍵盤，其中該第二 磁性元件具有一限制機構，用以限制該第二磁性元件的轉動角度。