TWI524367B - 鍵盤之按鍵結構及其製造方法 - Google Patents

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Description

鍵盤之按鍵結構及其製造方法
本發明為一按鍵結構及其製作方法，特別是指一種鍵盤的按鍵結構及其製造方法。
在現今的人機介面及系統中，鍵盤為一不可或缺的輸入裝置。隨著移動裝置及筆電的普及，一般消費者對於鍵盤的要求，除了使用上能更貼近人體工學的需求以外，更須符合輕薄化的要求。此外，更希冀可以在生產流程上達到組裝簡便及節省用料之目標。
概略而言，一般習知鍵盤的結構，主要為由具有卡槽的支撐鐵板、電路板及設置於卡槽內的各個按鍵所組成。製作之流程為先在支撐鐵板沖孔，各沖孔形成複數卡槽。接著在複數個卡槽上射出成形複數個剪刀腳後，再將按鍵組裝於剪刀腳之上，最後再將支撐鐵板與電路板結合。雖可依據不同設計，其組裝的順序略有不同，但主要的鍵盤結構組成大略相同，皆為先將支撐鐵板上之按鍵結構組裝完畢後，再與電路板結合。為了降低整體鍵盤的重量，雖可將原本的支撐鐵板直接置換成塑膠，但在基本的製作流程不變的情況下，很難有效降低成本及達成鍵盤薄型化之目標。
因此，如何設計出一可簡易組裝、輕薄且具有較低成本之鍵盤之按鍵結構及其製造方法，乃為此業界亟需努力之目標。
本發明為一種鍵盤之按鍵結構，包含一電路板、一彈性體、一 鍵帽及一支撐結構。詳細而言，電路板具有複數個穿孔，且彈性體則設於電路板上，而鍵帽設於彈性體之上。其中，支撐結構部分樞設於穿孔內及鍵帽之下，用以提供鍵帽相對於電路板之一上下線性運動。
詳細而言，當鍵帽自一初始位置向下位移，可觸發電路板，再藉由彈性體所提供之一回彈力，使得鍵帽向上恢復到初始位置。
本發明更包含一種鍵盤之按鍵結構的製造方法，先於電路板上形成複數個穿孔，接著樞設支撐結構於穿孔內。再著，設置一彈性體於電路板上，並將一鍵帽設置於彈性體之上，即可形成如上述之一鍵盤結構。
本發明之一目的為提供設計出一可簡易組裝的按鍵結構。
本發明的又一目的為提供一輕薄且具有較低成本之按鍵結構。
為了讓上述的目的、技術特徵和優點能夠更為本領域之人士所知悉並應用，下文係以本發明之數個較佳實施例以及附圖進行詳細的說明。
以下將透過實施方式來解釋本發明內容。需說明者，在下述實施態樣以及附圖中，關於實施方式之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以直接限制本發明，同時，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件均已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例及實際大小。
請先參考第1圖，為本發明之按鍵結構之第一實施例剖面圖。 按鍵結構1包含一電路板12、一彈性體14、一鍵帽16及一支撐結構18。且電路板12具有複數個穿孔，本實施例以四個穿孔124為例(圖中僅示二穿孔的剖面)。彈性體14則設於電路板12上，且該等穿孔124設置於彈性體14四周，而鍵帽16則設於彈性體14之上。其中，支撐結構18具有四第一端部182及四第二端部184(圖中僅示意二第一端部182及二第二端部184之剖面)，且第一端部182樞設於穿孔124內，並固定於電路板12上。須說明的是，雖本實施例例示之第一端部182的數量與穿孔124之數量相同，但不以為限。第二端部184為一剪刀式支撐件且樞設於鍵帽16之下，其第二端部184之作用為使鍵帽16相對於電路板12可產生一上下線性運動。
當鍵帽16自一初始位置，受到一向下的外力時(如箭頭方向)，則鍵帽16可從初始位置向下位移，並觸發電路板12，再藉由彈性體14所提供之一回彈力，使得鍵帽16向上恢復到初始位置。電路板12被觸發後，可向與本發明之按鍵結構1相接之裝置(圖未示出)輸出一訊號。
詳細而言，本實施例之按鍵結構為一電容式按鍵，當鍵帽16至初始位置向下移動時，與電路板12之間的距離縮短，使得電容值增加，並導通該電路板12，電路板12視為被觸發，並輸出一訊號。
以上及以下所指之「觸發」係指當電路板12與其配合之電子元件為一導通、且可傳遞一訊號之狀態。
本實施例，亦可具有一應用實施態樣，將複數個按鍵相鄰或矩陣排列設置，當於相鄰之按鍵被觸發後，可產生一連續的訊號， 例如觸發相鄰按鍵可被視為一方向動作指示(例如向右或向上)，或可讓使用者定義不同的按鍵按壓或觸模順序，可被視為不同的動作指令(例如鎖定按鍵)。換言之，可利用按鍵結構被觸發的順序使鍵盤可做為一簡易的人機介面操控之方式，使得鍵盤可被更靈活的運用。
其中，本實施例之彈性體14可由乙烯丙烯橡膠(EPDM rubber)或矽膠所製成，亦可為一圓頂橡膠、一捲簧、一彈簧或其他等效構件。本實施例之電路板12可為一整合式印刷電路板(printed circuit board assembly，PCBA)、一FPC軟性電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)、一PET軟性電路板、一單面電路板、一雙面電路板、一薄膜電路板、一陶瓷電路板或其他等效結構。
須說明的是，本實施例僅為例示性質，亦可具有一實施態樣之彈性體內更包含一導電線路或該彈性體由一導電橡膠(conductive ruber)所製成，換言之，可利用導電線路或彈性體本身與電路板電性連結，使鍵帽觸發電路板。
請繼續參考第2圖，為本發明之按鍵結構之第二實施例之剖面圖。按鍵結構2包含一電路板22、一彈性體24、一鍵帽26及一支撐結構28。與第一實施例相異處在於：本實施例中，按鍵結構2之支撐結構28具有一第一端部282和一第二端部284，且第一端部282包含一平板2822，且平板2822設置於電路板22與該彈性體24之間。詳細而言，具有一平板態樣2822之第一端部282可直接樞設於電路板22之穿孔224之上。
須說明的是，本實施例之第一端部282涵蓋一平板2822之配 置，可緊密地包覆電路板22上之電子元件(例如線路、處理器等)，並進一步達到防塵及防水的功能。
與前述實施例相似，第二實施例亦為一電容式鍵盤結構。詳言之，使用者之手指可視為一導體，且與電路板22之導體形成一電容，當鍵帽26自一初始位置向下位移，手指與電路板22之間的距離縮短，造成電容值增加，產生一暫態電流，進而觸發電路板22，最後，再藉由彈性體24所提供之一回彈力，使得鍵帽26向上恢復到初始位置。
且本實施例亦可具有一種將按鍵結構設計成電感式按鍵之實施態樣。此時，鍵帽上需設置有電磁導材料，當使用者按壓鍵帽時，電磁導結構可與電路板內之線路配合，觸發電路板。
此處需特別說明的是，本說明書所指之支撐結構之第一端部，泛指任何可以直接扣合、射出、耦合或黏合於電路板之穿孔之結構，換言之，不以本說明書所揭示之實施態樣為限。且支撐結構之第一端部可由同一種材質一體成形，抑或可採用兩段式，依據不同強度需求，使用兩種以上的材質製成各部分，不應以本說明書為限。
本實施例之其他元件運作方式與前述實施例相似，故於此省略而未說明之。
請參考第3圖，為本發明之按鍵結構之第三實施例之剖面圖。按鍵結構3包含一電路板32、一彈性體34、一鍵帽36及一支撐結構38，且支撐結構38具有一第一端部382和一第二端部384。 在本實施例中與第二實施例相異處在於：本發明之按鍵結構3之第一端部382之平板3822為一導光板，且平板3822中設置至少一光源3824(本實施態樣以二光源為例)，或可於平板3822的兩側設置分別二側向光源模組(圖未示出)。可利用平板3822內部設置的二光源3824，可使鍵帽36上鏤空的花紋(圖未示出)或是文字(圖未示出)凸顯，且可以省略原本需要額外增設背光模組之結構，且平板3822係利用複數個穿孔324與電路板32結合，藉此減少製成步驟，有效的降低成本。
此外，本實施例更包含一強化板39，且電路板32係設置於強化板39之上。需特別指出的是，本實施例的強化板39可與第一端部382一起射出成形，完整的包覆電路板32，強化板39除了可以增加按鍵結構3整體的強度以外，更可形成一完全包覆電路板32與部分第一端部382之平板3822的態樣，使電路板32形成與外界隔絕之狀態，此種實施態樣的優點在於可以達到防水、防塵的效果。
本實施例之其他元件運作方式與前述其他實施例相似，故於此省略而未說明之。
請接續參考第4圖，為本發明之按鍵結構之第四實施例之剖面圖。按鍵結構4包含一電路板42、一彈性體44、一鍵帽46及一支撐結構48，且支撐結構48具有一第一端部482和一第二端部484。與第二實施例相異處在於，彈性體44更包含一突出部442，第一端部482之一平板4822包含一開孔4826，開孔4826使電路板42露出，且彈性體44之突出部442對應開孔4826設置。
與前述實施例相似地，當鍵帽46自一初始位置向下位移，可使突出部442通過開孔4826觸發電路板42，再藉由彈性體44所提供之一回彈力，使得鍵帽46向上恢復到初始位置。
請接續參考第5圖，為本發明之按鍵結構之第五實施例之剖面圖。與前述實施例相似地，按鍵結構5包含一電路板52、一彈性體54、一鍵帽56及一支撐結構58。與前述實施例相異處在於，本實施例之支撐結構58為一中空殼體(未標示出)，且本實施例之電路板52為一薄膜開關片，且可為一三層式薄膜開關片或如第1圖所示之電路架構。
詳細而言，本發明之支撐結構58具有至少一端部582、一容置空間(未標示出)及一開口(未標示出)。本實施例以四端部582搭配四穿孔524為例(圖中僅示二穿孔及二端部的剖面)。其中，支撐結構58係藉由四端部582樞設於四穿孔524內，且鍵帽56設置於支撐結構58之開口內，彈性體54則設置於支撐結構58之容置空間中。
當鍵帽56自一初始位置，受到一向下的外力時，則鍵帽56可從初始位置向下位移，電路板52(薄膜電路板)被擠壓後形成一通路，換言之，電路板52被觸發，再藉由彈性體54所提供之一回彈力，使得鍵帽56向上恢復到初始位置。電路板52被觸發後，可向與本發明之按鍵結構5相接之裝置(圖未示出)輸出一訊號。
此外，在本實施例中採用將支撐結構58採用中空殼體之設計優點在於，此中空殼體可直接射出成型於電路板52之穿孔524上，換言之，可節省工序且降低成本。
請繼續參考第6圖，為本發明之按鍵結構之第六實施例之剖面圖。與第五實施例相似地，按鍵結構6包含一電路板62、一彈性體64、一鍵帽66及一支撐結構68。與前述實施例相異處在於，本實施例之支撐結構68為一中空殼體(未標示出)，且本實施例之電路板62上設置有一薄膜開關片622，在其他實施態樣可直接為一電路板，且彈性體64更包含一突出部642，對應薄膜開關片622設置。彈性體64之突出部642更包含一導體644。當鍵帽66自該初始位置向下位移時，即可觸發電路板62之薄膜開關片622。
本實施例之其他元件運作方式與前述其他實施例相似，故於此省略而未說明之。
最後，請再參考第7圖為本發明更包含一種鍵盤之按鍵結構的製造方法之流程圖。首先，於電路板上形成複數個穿孔(步驟S1)，設置一彈性體於電路板之上(步驟S2)，並將一鍵帽設置於彈性體之上(步驟S3)，接著，樞設支撐結構於穿孔內(步驟S4)。最後，電路板設置於一強化板(步驟S5)上最後即可形成如上述實施例之一鍵盤結構。此種鍵盤結構的製造方法除了可以形成上述的實施例以外，亦可以運用於其他欲於電路板上直接沖孔並產生穿孔的任何鍵盤結構，不應當以上述的實施態樣為限。
綜上所述，本發明為一種直接於電路板上形成複數個穿孔，並於穿孔上直接形成支撐結構之按鍵構造及方法，換言之，利用本發明，可免除習知需於一平板上沖孔並設置支撐結構，再將平板與電路板結合之步驟。藉由以上構造或方法，本發明可以提供設計出一組裝程序簡單、且可簡易組裝輕薄、防水及防塵的按鍵結 構。且亦可達到提供一輕薄且具有較低成本之按鍵結構。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
1、2、3、4、5、6‧‧‧按鍵結構
12、22、32、42、52、62‧‧‧電路板
124、224、324、524‧‧‧穿孔
14、24、34、44、54、64‧‧‧彈性體
16、26、36、46、56、66‧‧‧鍵帽
442、642‧‧‧突出部
18、28、38、48、58、68‧‧‧支撐結構
182、282、382、482‧‧‧第一端部
582‧‧‧端部
2822、3822、4822‧‧‧平板
3824‧‧‧光源
4826‧‧‧開孔
184、284、384、484‧‧‧第二端部
39‧‧‧強化板
第1圖為本發明之按鍵結構之一第一實施例之剖面圖；第2圖為本發明之按鍵結構之一第二實施例之剖面圖；第3圖為本發明之按鍵結構之第三實施例之剖面圖；第4圖為本發明之按鍵結構之第四實施例之剖面圖；第5圖為本發明之按鍵結構之第五實施例之剖面圖；第6圖為本發明之按鍵結構之第六實施例之剖面圖；以及第7圖為本發明更包含上述一種鍵盤之按鍵結構的製造方法之流程圖。
1‧‧‧按鍵結構
12‧‧‧電路板
124‧‧‧穿孔
14‧‧‧彈性體
16‧‧‧鍵帽
18‧‧‧支撐結構
182‧‧‧第一端部
184‧‧‧第二端部

Claims (11)

  1. 一種鍵盤之按鍵結構，包含：一電路板，具有複數個穿孔；一彈性體，設置於該電路板上；一鍵帽，設於該彈性體之上；一支撐結構，部分樞設於該等穿孔內及該鍵帽之下，該支撐結構用以輔助該鍵帽相對於該電路板之一上下線性運動，該支撐結構具有至少一第一端部及至少一第二端部，且該至少一第一端部樞設於該等穿孔內，該至少一第二端部則樞設於該鍵帽之下；以及一強化板，使該電路板設置於該強化板之上；其中，該支撐結構之該至少一第一端部更包含一平板，且該平板設置於該電路板與該彈性體之間，該強化板與該至少一第一端部一起射出成形，以完整的包覆該電路板，當一手指按壓該鍵帽自一初始位置向下位移時，該手指與該電路板之間適可形成一電容，且鍵帽與彈性體之間適可產生一暫態電流而觸發該電路板，以使該電路板輸出一訊號，並且當該手指釋放該鍵帽時，藉由該彈性體之一回彈力，使該鍵帽向上恢復到該初始位置。
  2. 如請求項1所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該支撐結構具有四第一端部，各自設置於該些穿孔內，並固定於該電路板上。
  3. 如請求項1所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該平板為一導光板，且該導光板中更包含至少一光源。
  4. 如請求項4所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該平板係包含至 少一開孔，該開孔係使該電路板露出，該彈性體更包含一突出部，並對應該開孔設置。
  5. 如請求項2所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該支撐結構之該第二端部為一剪刀式支撐件。
  6. 如請求項1所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該支撐結構為一中空殼體，且該支撐結構具有至少一端部、一容置空間及一開口，其中，該支撐結構係藉由該等端部樞設於該等穿孔內，該鍵帽設置於該開口內，且該彈性體設置於該容置空間中。
  7. 如請求項1所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該彈性體為一圓頂橡膠、一捲簧、一彈簧。
  8. 如請求項1所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該電路板更包含一薄膜開關片，其中，該鍵帽自該初始位置向下位移時，觸發該電路板之該薄膜開關片。
  9. 如請求項8所述之鍵盤之按鍵結構，其中，該彈性體更包含一突出部，設置有一導體，且該突出部對應該薄膜開關片設置。
  10. 如請求項1所述之鍵盤之按鍵結構，該電路板為一單面電路板、一雙面電路板、一薄膜開關片、一陶瓷電路板、一整合式印刷電路板、一FPC軟性電路板、一PET軟性電路板或一印刷電路板。
  11. 一種鍵盤之按鍵結構，包含：一電路板，具有複數個穿孔；複數彈性體，設置於該電路板上；複數鍵帽，彼此相鄰且陣列排列設置，並且各該鍵帽相 對設於各該彈性體之上；一強化板，使該電路板設置於該強化板之上；以及複數支撐結構，部分樞設於該電路板之該等穿孔內及該等鍵帽之下，該等支撐結構用以輔助該等鍵帽相對於該電路板之一上下線性運動，該等支撐結構各具有至少一第一端部及至少一第二端部，且該至少一第一端部樞設於該等穿孔內，該至少一第二端部則樞設於該等鍵帽之下；其中，該支撐結構之該至少一第一端部更包含一平板，且該平板設置於該電路板與該等彈性體之間，該強化板與該至少一第一端部一起射出成形，以完整的包覆該電路板，當一手指觸模相鄰的該等鍵帽並沿一方向移動時，該手指與該電路板之間適可形成一電容，且該等鍵帽與該等彈性體之間適可產生一暫態電流而觸發該電路板，以使該電路板輸出一連續訊號。
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