TWI523055B - 按鍵 - Google Patents

Description

按鍵

本發明關於一種按鍵，尤指一種利用頂蓋與底板上之磁性區的磁吸力驅動頂蓋加速移動至按壓位置以及利用回彈裝置驅動頂蓋回到未按壓位置之按鍵。

就目前個人電腦的使用習慣而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字、符號或數字。不僅如此，舉凡日常生活所接觸的消費性電子產品或是工業界使用的大型加工設備，皆需設有按鍵結構作為輸入裝置，以操作上述之電子產品與加工設備。

請參閱第1圖，其為先前技術之按鍵1的剖面示意圖。如第1圖所示，按鍵1包含底板10、鍵帽12、電路板14、支撐裝置16以及彈性件18。電路板14設置於底板10上。支撐裝置16設置於鍵帽12與底板10之間，用以支撐鍵帽12。彈性件18亦設置於鍵帽12與底板10之間，當鍵帽12被使用者按壓後，彈性件18提供鍵帽12一彈性回復力，使鍵帽12可回復至按壓前之位置。

然而，由於支撐裝置16所採用之剪刀腳機構設計係會導致其需要較大的高度空間，從而進一步地增加了按鍵1的整體高度，因此不利於鍵盤薄型化的應用。此外，彈性件18往往是橡膠製成，橡膠 於長期使用之下會有疲勞狀況，進而使按鍵1的使用壽命減短。

本發明之目的之一在於提供一種利用頂蓋與底板上之磁性區的磁吸力驅動頂蓋加速移動至按壓位置以及利用回彈裝置驅動頂蓋回到未按壓位置之按鍵，以解決上述之問題。

根據一實施例，本發明之按鍵包含一底板、一頂蓋、一支撐裝置，以及一回彈裝置。該底板具有一第一磁性區。該頂蓋具有一第二磁性區，該第一磁性區之位置對應該第二磁性區之位置。該支撐裝置設置於該底板與該頂蓋之間，該頂蓋相對該支撐裝置於一未按壓位置與一按壓位置之間移動。該回彈裝置設置於該底板與該頂蓋之間。當該頂蓋被一外力按壓導致該第一磁性區與該第二磁性區接近時，該第二磁性區與該第一磁性區之間之一磁吸力使得該頂蓋加速移動至該按壓位置；當該外力釋放時，該回彈裝置使該頂蓋回到該未按壓位置。

根據另一實施例，本發明之按鍵包含一底板、一頂蓋，以及一支撐裝置。該底板具有一第一磁性區。該頂蓋具有一第二磁性區，該第一磁性區之位置對應該第二磁性區之位置。該支撐裝置設置於該底板與該頂蓋之間，該頂蓋伴隨該支撐裝置於一未按壓位置與一按壓位置之間移動，該支撐裝置包括一導磁區。當該頂蓋被一外力按壓導致該第一磁性區與該第二磁性區接近時，該第二磁性區與該第 一磁性區之間之磁吸力使得該頂蓋加速移動至該按壓位置；當該外力釋放時，該導磁區與該第一磁性區之間之磁吸力使得該頂蓋回到該未按壓位置。

相較於先前技術，本發明係利用頂蓋與底板上之磁性區的磁吸力以驅動頂蓋在被外力向下按壓時會加速移動至按壓位置的設計，以及利用回彈裝置以驅動頂蓋在外力釋放時回到未按壓位置的設計，藉以產生明顯的段落感，從而在使用者按壓與釋放頂蓋的過程中提供良好的按鍵操作手感。除此之外，由於本發明之按鍵不需安裝習知按鍵中的剪刀腳機構，因此可有效地縮減按鍵整體所需佔用的空間以利後續鍵盤薄型化之應用。另外，在利用支撐件上之導磁區與底板上之磁性區間之磁吸力以驅動頂蓋自動回位的實施例中，由於按鍵不需安裝彈性件，故亦可有效地延長按鍵之使用壽命。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第2圖至第5圖，第2圖為根據本發明之一第一實施例所提出之按鍵3的立體示意圖，第3圖為第2圖之按鍵3的爆炸示意圖，第4圖為第2圖之按鍵3沿剖面線A-A’的剖面示意圖，第5圖為第4圖之頂蓋32被按壓時的剖面示意圖。如第2圖至第5圖所示，按鍵3包含底板30、頂蓋32、支撐裝置34以及電路板36。於實際 應用中，電路板36係設置於底板30上且可為一薄膜電路板，但不以此為限。

支撐裝置34係設置於底板30與頂蓋32之間，且分別與頂蓋32以及底板30可轉動地連接。在此實施例中，支撐裝置34可包含第一支撐件38以及第二支撐件40。第一支撐件38具有第一支撐部42，第二支撐件40具有第二支撐部44，其中第一支撐部42以及第二支撐部44均可活動地連接底板30以及頂蓋32。在此實施例中，第一支撐部42具有至少一第一連接軸46以及至少一第一樞接軸48(於第3圖中各顯示二個)，第二支撐部44具有至少一第二連接軸50以及至少一第二樞接軸52(於第3圖中各顯示二個)，底板30具有相對應之第一連接座54以及第二連接座56，第一樞接軸48係可轉動地連接底板30之第一連接座54，第二樞接軸52係可轉動地連接底板30之第二連接座56，且第一連接軸46以及第二連接軸50係以抵接的方式可轉動地連接頂蓋32。

綜上所述，在此實施例中，第一連接軸46以及第二連接軸50可視為支撐裝置34之第一端，而第一樞接軸48以及第二樞接軸52則是可視為支撐裝置34之第二端，如此一來，透過支撐裝置34之第一端以及第二端分別與頂蓋32及底板30可活動地連接的設計，頂蓋32即可伴隨支撐裝置34於如第4圖所示之未按壓位置以及如第5圖所示之按壓位置之間移動，但不受此限，換句話說，只要是利用支撐裝置之第一端以及第二端分別與頂蓋及底板可活動地連接 之方式以使頂蓋可相對支撐裝置移動的設計，均可為本發明所採用之。此外，第一支撐件38另具有至少一第一連動部58且第二支撐件40另具有至少一第二連動部60(於第3圖中各顯示二個)。第一連動部58係與第二連動部60抵接，以在頂蓋32被外力按壓或外力被釋放時，使第一支撐件38與第二支撐件40產生連動。

底板30具有第一磁性區62，支撐裝置34具有第二磁性區64，且第一磁性區62之位置對應第二磁性區64之位置，於此實施例中，第一磁性區62可為磁性件(例如，磁鐵)，且第二磁性區64可為導磁性材料(例如，鐵或其它金屬)。於實際應用中，支撐裝置34可另包含一導磁區66，其係由導磁性材料(如鐵或其它金屬)製成，藉此，當按壓於頂蓋32之外力被釋放時，導磁區66與第一磁性區62之間的磁吸力會使得頂蓋32回到如第4圖所示之未按壓位置。更詳細地說，導磁區66可包含第一導磁部68以及第二導磁部70，在此實施例中，第一導磁部68係連接於第一支撐部42以使第一支撐件38形成一V字型結構，第二導磁部70係連接於第二支撐部44以使第二支撐件40形成一V字型結構，其中第一支撐部42與第一導磁部42之間的夾角可大於90度，且第二支撐部44與第二導磁部70之間的夾角可大於90度。另外，電路板36可具有至少一開關72(於第3圖中顯示二個)，第一支撐件38以及第二支撐件40於對應開關72之位置上均相對應地形成有凸點74，當頂蓋32被按壓而處於如第5圖所示之按壓位置時，可利用第一支撐件38之凸點74與第二支撐件40之凸點74觸發電路板36上的開關72，以執行對應 的輸入功能。

透過上述配置，當頂蓋32未被按壓時，第一磁性區62吸附住第一導磁部68以及第二導磁部70，也就是說，第一磁性區62與導磁區66之間的磁吸力使頂蓋32維持於如第4圖所示之未按壓位置。另一方面，當頂蓋32被外力按壓，且此外力足夠克服第一磁性區62與導磁區66之間的磁吸力而導致第二磁性區64與第一磁性區62接近時，第一導磁部68以及第二導磁部70分別以第一樞接軸48以及第二樞接軸52為支點轉動而遠離第一磁性區62，而隨著頂蓋32向下移動，第一磁性區62與第二磁性區64之間的磁吸距離也會隨之減小，跟據磁力與距離平方成反比之物理特性，第一磁性區62以及第二磁性區64之間的磁吸力就會快速地增強而驅動頂蓋32從如第4圖所示之未按壓位置加速移動至如第5圖所示之按壓位置。當此外力被釋放時，第一磁性區62與導磁區66之間的磁吸力會驅動第一導磁部68以及第二導磁部70分別帶動支撐裝置34之第一支撐件38與第二支撐件40分別以第一樞接軸48以及第二樞接軸52為支點轉動，使得頂蓋32伴隨支撐裝置34由如第5圖所示之按壓位置移動回如第4圖所示之未按壓位置。

如此一來，透過第一磁性區62以及第二磁性區64之間的磁吸力在頂蓋32被外力向下按壓時會驅動頂蓋32加速移動至如第5圖所示之按壓位置，以及第一磁性區62與導磁區66之間的磁吸力在外力被釋放時驅動頂蓋32回到如第4圖所示之未按壓位置的設計，按 鍵3即可產生明顯的段落感，從而在使用者按壓與釋放頂蓋32的過程中提供良好的操作手感。除此之外，由於按鍵3不需安裝習知按鍵中的剪刀腳機構以及彈性件，故亦可有效地縮減按鍵3整體所需佔用的空間以利後續鍵盤薄型化之應用，並且有效地延長按鍵3之使用壽命。

值得一提的是，用來觸發電路板36上之開關72的設計係可不限於上述實施例，其亦可採用以頂蓋上之凸點觸發的設計，舉例來說，請參閱第6圖至第9圖，第6圖為根據本發明之一第二實施例所提出之按鍵3’之立體示意圖，第7圖為第6圖之按鍵3’的爆炸示意圖，第8圖為第6圖之按鍵3’沿剖面線B-B’的剖面示意圖，第9圖為第8圖之頂蓋32被按壓時的剖面示意圖。此實施例與上述實施例之元件符號相同者，代表其具有相同之功能或結構，故其相關說明於此不再贅述，按鍵3’與按鍵3主要不同之處在於凸點之設計。簡言之，如第6圖至第9圖所示，按鍵3’包含底板30、頂蓋32、支撐裝置34以及電路板36，相較於第一實施例之第一支撐件38以及第二支撐件40於對應開關72之位置上均形成有凸點74之配置，在本實施例中，頂蓋32係在對應開關72之位置上形成有凸點76，如此一來，由上述可知，由於底板30之第一磁性區62以及頂蓋32之第二磁性區64之間的磁吸力在頂蓋32被外力向下按壓時會驅動頂蓋32從如第8圖所示之未按壓位置加速移動至如第9圖所示之按壓位置，再加上凸點76設置於頂蓋32上之設計，頂蓋32上之凸點76即可藉由外力輔以底板30與頂蓋32間之磁吸力的驅動而確實地觸發電路 板36上的開關72，以執行對應的輸入功能。

除此之外，本發明之按鍵所採用的頂蓋回位設計係可不限於上述實施例利用第一導磁部以及第二導磁部之配置(可視為本發明用來使頂蓋回位之回彈裝置)以透過與第一磁性區之間的磁吸力帶動頂蓋從按壓位置移回未按壓位置的設計，其亦可採用其他可驅動頂蓋回位之設計。

舉例來說，請參閱第10圖以及第11圖，第10圖為根據本發明之一第三實施例所提出之按鍵100未按壓時之剖面示意圖，第11圖為第10圖之按鍵100被按壓時的剖面示意圖。此實施例與上述實施例之元件符號相同者，代表其具有相同之功能或結構，故其相關說明於此不再贅述。如第10圖以及第11圖所示，按鍵100包含底板30、頂蓋102、支撐裝置104、電路板106，以及回彈裝置108。底板30具有第一磁性區64，頂蓋102具有第二磁性區103，第二磁性區103係自頂蓋102朝第一磁性區64延伸形成以穿設於回彈裝置108中，其中第一磁性區62及第二磁性區103的其中之一可為一磁性件(例如，磁鐵)，第一磁性區62及第二磁性區103的其中另一可為一磁性件(例如，磁鐵)或一導磁性材料(例如，鐵或其它金屬)。支撐裝置104係設置於底板30與頂蓋102之間，頂蓋102相對支撐裝置104於如第10圖所示之未按壓位置與如第11圖所示之按壓位置之間移動，電路板106係設置於底板30上且具有開關107，藉此，當頂蓋102移動至如第11圖所示之按壓位置時，第二 磁性區103可觸發開關107，以執行對應的輸入功能。

在此實施例中，回彈裝置108係設置於底板30與頂蓋102之間且可為一彈簧。當頂蓋102被外力按壓導致第一磁性區62與第二磁性區103接近時，第二磁性區103與第一磁性區62之間的磁吸力使得頂蓋102加速移動至如第11圖所示之按壓位置，此時，回彈裝置108處於壓縮狀態；當外力被釋放時，處於壓縮狀態之回彈裝置108即可提供彈性回復力至頂蓋102，藉以使頂蓋102回到如第10圖所示之未按壓位置，從而達到回位之目的。至於其他相關說明，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。

在另一實施例中，回彈裝置係可為一橡膠墊圈(rubber dome)，舉例來說，請參閱第12圖以及第13圖，第12圖為根據本發明之一第四實施例所提出之按鍵200未按壓時之剖面示意圖，第13圖為第12圖之按鍵200被按壓時的剖面示意圖。此實施例與上述實施例之元件符號相同者，代表其具有相同之功能或結構，故其相關說明於此不再贅述。簡言之，如第12圖以及第13圖所示，按鍵200包含底板30、頂蓋102、支撐裝置104、電路板106，以及回彈裝置202。底板30具有第一磁性區64，頂蓋102之第二磁性區103係自頂蓋102朝第一磁性區64延伸形成以穿設於回彈裝置202中，其中第一磁性區62及第二磁性區103的其中之一可為一磁性件(例如，磁鐵)，第一磁性區62及第二磁性區103的其中另一可為一磁性件(例如，磁鐵)或一導磁性材料(例如，鐵或其它金屬)。回彈裝置202 係設置於底板30與頂蓋102之間且可為一橡膠墊圈。當頂蓋102被外力按壓導致第一磁性區62與第二磁性區103接近時，第二磁性區103與第一磁性區62之間的磁吸力使得頂蓋102加速移動至如第13圖所示之按壓位置(此時，回彈裝置202係處於壓縮變形狀態)，藉此，第二磁性區103即可觸發開關107，以執行對應的輸入功能；當外力被釋放時，處於壓縮變形狀態之回彈裝置202即可提供彈性回復力至頂蓋102，藉以使頂蓋102回到如第12圖所示之未按壓位置，從而達到回位之目的。至於其他相關說明，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。

相較於先前技術，本發明係利用頂蓋與底板上之磁性區的磁吸力以驅動頂蓋在被外力向下按壓時會加速移動至按壓位置的設計，以及利用回彈裝置以驅動頂蓋在外力被釋放時回到未按壓位置的設計，藉以產生明顯的段落感，從而在使用者按壓與釋放頂蓋的過程中提供良好的按鍵操作手感。除此之外，由於本發明之按鍵不需安裝習知按鍵中的剪刀腳機構，因此可有效地縮減按鍵整體所需佔用的空間以利後續鍵盤薄型化之應用。另外，在利用支撐件上之導磁區與底板上之磁性區間之磁吸力以驅動頂蓋自動回位的實施例中，由於按鍵不需安裝彈性件，故亦可有效地延長按鍵之使用壽命。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、30‧‧‧底板

12‧‧‧鍵帽

14、36、106‧‧‧電路板

16、34、104‧‧‧支撐裝置

18‧‧‧彈性件

32、102‧‧‧頂蓋

38‧‧‧第一支撐件

40‧‧‧第二支撐件

42‧‧‧第一支撐部

44‧‧‧第二支撐部

46‧‧‧第一連接軸

48‧‧‧第一樞接軸

50‧‧‧第二連接軸

52‧‧‧第二樞接軸

54‧‧‧第一連接座

56‧‧‧第二連接座

58‧‧‧第一連動部

60‧‧‧第二連動部

62‧‧‧第一磁性區

64、103‧‧‧第二磁性區

66‧‧‧導磁區

68‧‧‧第一導磁部

70‧‧‧第二導磁部

72、107‧‧‧開關

74、76‧‧‧凸點

108、202‧‧‧回彈裝置

1、3、3’、100、200‧‧‧按鍵

第1圖為先前技術之按鍵的剖面示意圖。

第2圖為根據本發明之第一實施例所提出之按鍵的立體示意圖。

第3圖為第2圖之按鍵的爆炸示意圖。

第4圖為第2圖之按鍵沿剖面線A-A’的剖面示意圖。

第5圖為第4圖之頂蓋被按壓時的剖面示意圖。

第6圖為根據本發明之第二實施例所提出之按鍵之立體示意圖。

第7圖為第6圖之按鍵的爆炸示意圖。

第8圖為第6圖之按鍵沿剖面線B-B’的剖面示意圖。

第9圖為第8圖之頂蓋被按壓時的剖面示意圖。

第10圖為根據本發明之第三實施例所提出之按鍵未按壓時之剖面示意圖。

第11圖為第10圖之按鍵被按壓時的剖面示意圖。

第12圖為根據本發明之第四實施例所提出之按鍵未按壓時之剖面示意圖。

第13圖為第12圖之按鍵被按壓時的剖面示意圖。

3‧‧‧按鍵

30‧‧‧底板

32‧‧‧頂蓋

34‧‧‧支撐裝置

36‧‧‧電路板

38‧‧‧第一支撐件

40‧‧‧第二支撐件

42‧‧‧第一支撐部

44‧‧‧第二支撐部

54‧‧‧第一連接座

56‧‧‧第二連接座

58‧‧‧第一連動部

60‧‧‧第二連動部

62‧‧‧第一磁性區

64‧‧‧第二磁性區

66‧‧‧導磁區

68‧‧‧第一導磁部

70‧‧‧第二導磁部

Claims (7)

1. 一種按鍵，包含：一底板，具有一第一磁性區；一頂蓋，具有一第二磁性區，該第一磁性區固定於該底板對應該第二磁性區之位置上；以及一支撐裝置，設置於該底板與該頂蓋之間，該頂蓋伴隨該支撐裝置於一未按壓位置與一按壓位置之間移動，該支撐裝置包括一導磁區、一第一支撐件，以及一第二支撐件，該導磁區包含一第一導磁部以及一第二導磁部，該第一支撐件具有一第一支撐部，該第二支撐件具有一第二支撐部，該第一支撐部以及該第二支撐部均可活動地連接於該頂蓋及該底板，該第一導磁部連接於該第一支撐部，該第二導磁部連接於該第二支撐部；其中當該頂蓋未被按壓時，該第一磁性區吸附住該第一導磁部以及該第二導磁部，以使該頂蓋維持於該未按壓位置；當該頂蓋被一外力按壓且該外力足夠克服該第一磁性區與該第一導磁部以及該第二導磁部之間的一磁吸力時，該第一導磁部以及該第二導磁部分別伴隨該第一支撐部以及該第二支撐部的樞轉而遠離該第一磁性區，且該第二磁性區與該第一磁性區之間之一磁吸力使得該頂蓋加速移動至該按壓位置；當該外力釋放時，該第一磁性區與該第一導磁部以及該第二導磁部之間的該磁吸力克服該第二磁性區與該第一磁性區之間之該 磁吸力以帶動該第一導磁部以及該第二導磁部分別伴隨該第一支撐部以及該第二支撐部的樞轉以吸附住該第一磁性區，且該頂蓋伴隨該支撐裝置由該按壓位置移動回該未按壓位置。
2. 如請求項1所述之按鍵，其中該第一支撐件另具有至少一第一連動部，該第二支撐件另具有至少一第二連動部，該第一連動部與該第二連動部抵接，以在該頂蓋被按壓或該外力被釋放時，使該第一支撐件與該第二支撐件產生連動。
3. 如請求項1所述之按鍵，其中該第一支撐件以及該第二支撐件係為一V字型結構。
4. 如請求項3所述之按鍵，其中該第一支撐部與該第一導磁部之間的一夾角大於90度，且該第二支撐部與該第二導磁部之間的一夾角大於90度。
5. 如請求項1所述之按鍵，其中該底板具有至少一第一連接座以及至少一第二連接座，該第一支撐部另具有一第一連接軸以及一第一樞接軸，該第二支撐部另具有一第二連接軸以及一第二樞接軸，該第一端包含該第一連接軸以及該第二連接軸，該第二端包含該第一樞接軸以及該第二樞接軸，該第一連接軸以及該第二連接軸分別可活動地設置於該頂蓋，該第一樞接軸以及該第二樞接 軸分別樞接於該第一連接座以及該第二連接座。
6. 如請求項1所述之按鍵，其另包含：一電路板，設置於該底板上且具有至少一開關，該支撐裝置於對應該觸發開關之位置上形成有一凸點，當該頂蓋移動至該按壓位置時，該凸點觸發該開關。
7. 如請求1所述之按鍵，其另包含：一電路板，設置於該底板上且具有至少一開關，該頂蓋於對應該觸發開關之位置上形成有一凸點，當該頂蓋移動至該按壓位置時，該凸點觸發該開關。