TWI527073B - 按鍵結構 - Google Patents

Description

按鍵結構

本發明一般係關於一種按鍵結構，具體而言，本發明係關於一種鍵帽沿Z軸垂直位移、導引件於XY平面滑動及磁吸水平推動導引件之按鍵結構。

習知按鍵結構通常利用彈性體提供鍵帽按壓後上升回復的動力並藉由剪刀式支撐件支撐鍵帽升降的穩定性。然而，隨著輕薄化的要求越來越高，習知按鍵結構受限於彈性體的體積及剪刀式支撐件的升降特性而達到了尺寸限縮的極限。此外，剪刀式支撐件組裝時，必須將剪刀式支撐件的四個支承端分別連接鍵帽及底板，因此導致組裝作業非常複雜。

再者，如何在輕薄化的要求下還能達到使用者熟悉的按壓手感亦成為現今按鍵結構研發的重點。

本發明之一目的在於提供一種按鍵結構，其可平穩升降並且組裝容易。

本發明之另一目的在於提供一種按鍵結構，其藉由垂直/水平轉換機構之設計，使得鍵帽之垂直移動及滑動件之水平移動可相互轉換，以有效降低按鍵結構之整體高度並簡化組裝複雜度。

本發明之又一目的在於提供一種按鍵結構，其藉由垂直結合 機構之設計，限制鍵帽僅能相對於底板進行垂直移動，以在有效降低按鍵結構整體高度之效果下同時能滿足使用者的按壓習慣。

本發明之再一目的在於提供一種按鍵結構，其利用磁力而免除彈性體之設置，有效簡化按鍵結構並能縮小按鍵結構之尺寸。

於一實施例，本發明之按鍵結構包含鍵帽、底板、滑動件以及回復裝置。鍵帽係供接受按壓動作，並具有第一垂直結合機構和第一垂直/水平轉換機構。底板係相對於鍵帽設置，並具有第二垂直結合機構。藉由第二垂直結合機構和第一垂直結合機構結合，限制鍵帽僅能相對於底板沿Z軸運動。滑動件係設置於鍵帽及底板之間，且滑動件具有第二垂直/水平轉換機構。藉由第二垂直/水平轉換機構和第一垂直/水平轉換機構結合，當鍵帽接受按壓動作沿著Z軸朝底板移動時，滑動件相應地進行第一運動，其中第一運動至少具有X軸的正方向位移。回復裝置係設置於滑動件的側面，並用於對滑動件提供水平恢復力。當按壓動作釋放時，水平恢復力使滑動件進行第二運動，其中第二運動至少具有X軸的負方向位移，以驅動鍵帽沿Z軸朝遠離底板移動。

於一實施例，第一垂直/水平轉換機構包含第一斜面，且第二垂直/水平轉換機構包含第二斜面。藉由第一斜面可相對移動地抵接第二斜面，以使鍵帽沿Z軸之移動可驅動滑動件朝向X軸的正方向移動，或者滑動件朝向X軸的負方向移動可驅動鍵帽沿Z軸移動。

於一實施例，第一垂直/水平轉換機構及第二垂直/水平轉換機構分別包含至少一傾斜槽道及至少一傾斜突柱對應傾斜槽道，或者於另一實施例，第一垂直/水平轉換機構及第二垂直/水平轉換機構分別包含至少 一傾斜突柱及至少一傾斜槽道對應至少一傾斜突柱。藉由傾斜突柱沿傾斜槽道相對移動，以達到鍵帽之垂直移動及滑動件之水平移動間之相互轉換。

於一實施例，鍵帽為實質四邊形，且鍵帽具有第一邊和相鄰 的第二邊，其中X軸實質平行於鍵帽之第一邊，且Y軸實質平行於鍵帽之第二邊。當鍵帽接受按壓動作而沿Z軸朝底板移動時，第一運動兼具有X軸的正方向位移及Y軸的正方向位移，且當按壓動作釋放時，第二運動兼具有X軸的負方向位移及Y軸的負方向位移。

於一實施例，第一垂直/水平轉換機構包含第一曲面，且第 二垂直/水平轉換機構包含第二曲面。藉由第一曲面與第二曲面保持弧線接觸，以達到鍵帽之垂直移動及滑動件之水平移動間之相互轉換。

於一實施例，第一曲面及第二曲面係分別為弧形凸面及弧形 凹面，或者於另一實施例，第一曲面及第二曲面係分別為弧形凹面及弧形凸面，其中弧形凸面之曲率半徑小於弧形凹面之曲率半徑。

於一實施例，回復裝置包含複數磁性元件，且利用磁力驅動 滑動件進行第二運動。此外，本發明之按鍵結構更包含框架，其中回復裝置包含第一磁性元件及第二磁性元件分別對應地設置於框架及滑動件之相對側。

於一實施例，框架具有第一按鍵開口，其中第一按鍵開口具 有第一側壁，鍵帽係在第一按鍵開口中進行沿Z軸之移動，且第一磁性元件係設置於框架之下方並暴露在第一側壁上。於另一實施例，框架更具有第二按鍵開口，其中第二按鍵開口具有第二側壁，且第一按鍵開口與第二按鍵開口保持預設距離。於此實施例，第一磁性元件係設置於框架之下方， 且第一磁性元件的兩端點分別暴露在第一側壁和第二側壁上。

於一實施例，框架更具有第一定位部面對第一按鍵開口，且 鍵帽更具有第二定位部可滑動地耦接第一定位部。當鍵帽沿Z軸移動時，第二定位部相對於第一定位部移動。

於一實施例，底板具有限位部，滑動件具有卡合部與限位部 可移動地卡合，其中限位部係用於限制滑動件沿X軸的移動範圍。於一實施例，鍵帽具有第一接觸面作為第一垂直結合機構，而限位部具有第二接觸面朝鍵帽延伸於Z軸以作為第二垂直結合機構，且當鍵帽沿Z軸移動時，第一接觸面及第二接觸面保持可相對移動地接觸。於另一實施例，第一垂直結合機構包含第一接觸面自鍵帽延伸於Z軸方向，而第二垂直結合機構包含第二接觸面，且當鍵帽沿Z軸移動時，第一接觸面及第二接觸面保持可相對移動地接觸。

再者，於一實施例，本發明之按鍵結構更包含至少一連桿可 轉動地連接鍵帽及底板，以使鍵帽以平行於X軸及Y軸所定義之XY平面之方式平穩地沿Z軸移動。於一實施例，本發明之按鍵結構更包含開關層，其中開關層設置於滑動件及底板之間，並因應鍵帽之按壓動作用於控制按鍵結構之啟動。

100、200、300、400‧‧‧按鍵結構

110、210、310‧‧‧鍵帽

110a、210a‧‧‧第一邊

110b、210b‧‧‧第二邊

112、212‧‧‧第一垂直結合機構

112a‧‧‧凸柱

114、214、314‧‧‧第一垂直/水平轉換機構

114a‧‧‧傾斜突柱

118‧‧‧第一支承接合部

120、220、320‧‧‧底板

122、222‧‧‧第二垂直結合機構

124‧‧‧限位部

124a‧‧‧限位孔

124b‧‧‧側面

126a‧‧‧升降導引孔

126b‧‧‧避讓孔

128‧‧‧第二支承接合部

130、230、330‧‧‧滑動件

132、232、332‧‧‧第二垂直/水平轉換機構

132a‧‧‧傾斜槽道

134‧‧‧卡合部

138、238‧‧‧第二容置部140、240開關層

142‧‧‧開口

150、250、350‧‧‧回復裝置

150a、250a、350a‧‧‧第一磁性元件

150b、250b、350b‧‧‧第二磁性元件

160、260、360‧‧‧框架

162、162a、162b、262‧‧‧按鍵開口

164‧‧‧框條

164a‧‧‧第一側壁

164b‧‧‧第二側壁

168、268‧‧‧第一容置部

216‧‧‧第二定位部

266‧‧‧第一定位部

470‧‧‧連桿

圖1為本發明一實施例之按鍵結構之爆炸圖。

圖2A至圖2C分別為沿圖1之A-A’線、B-B’線及C-C’線之截面 示意圖。

圖3A及圖3B為顯示本發明其他實施例之第一垂直/水平轉 換機構及第二垂直/水平轉換機構之示意圖。

圖4A至圖4C為說明本發明一實施例之按鍵結構之作動及其框架與回復裝置配置之示意圖。

圖5為本發明另一實施例之按鍵結構之爆炸圖。

圖6A至圖6B為說明本發明另一實施例之按鍵結構之作動及其框架與回復裝置配置之示意圖。

圖7A及圖7B為本發明另一實施例之按鍵結構之作動及其框架與回復裝置配置之示意圖。

圖8A至圖8C為本發明另一實施例之按鍵結構之示意圖。

本發明提供一種按鍵結構，其可應用於任何按壓式輸入裝置，例如鍵盤，以達到有效降低按鍵高度、簡化組裝複雜度並能滿足使用者的按壓習慣。於後參考圖式，詳細說明本發明實施例之按鍵結構各元件之結構及操作。

圖1為本發明一實施例之按鍵結構爆炸圖，圖2A係沿圖1之A-A’線於組裝後之按鍵結構截面圖，圖2B係沿圖1之B-B’線於組裝後之按鍵結構截面圖，而圖2C係沿圖1之C-C’線於組裝後之按鍵結構截面圖。如圖1及圖2A-2C所示，本發明之按鍵結構100包含鍵帽110、底板120、滑動件130、開關層140以及回復裝置150。具體而言，按鍵結構100係為底板120、開關層140、滑動件130及鍵帽110由下而上依序疊置，回復裝置150係設置於滑動件130的側面。此外，本發明之按鍵結構100更包含框架160，其中框架160具有按鍵開口162，且框架160係對應設置為容許鍵帽110在按鍵開口162中 進行沿Z軸之移動(即相對於底板120之上/下移動)。在此需注意，於實施例中雖僅以單一按鍵結構100進行說明，但當複數個按鍵結構100組合成鍵盤時，各按鍵結構100之部分元件(例如底板120、開關層140、框架160)可整合成單一部件，以達到降低製造成本與組裝成本之效益。此外，為便於說明，圖2A-2C之按鍵結構並未繪示回復裝置150及框架160，有關按鍵結構100之回復裝置150及框架160的設置係參考圖4A-4C。

於此實施例中，鍵帽110係為實質四邊形，且鍵帽110相鄰之 兩側邊(例如第一邊110a及第二邊110b)之延伸方向係分別定義為X軸及Y軸。亦即，鍵帽110之第一邊110a係實質平行於X軸，鍵帽110之第二邊110b係實質平行於Y軸，且鍵帽110之表面係實質平行於X軸及Y軸所形成之XY平面。鍵帽110係供接受按壓動作，以因應按壓動作朝底板120移動而致動開關層140。如圖2A-2C所示，鍵帽110具有第一垂直結合機構112，而底板120相應地具有第二垂直結合機構122，以藉由第二垂直結合機構122和第一垂直結合機構112結合，限制鍵帽110僅能相對於底板120沿Z軸運動。舉例而言，第一垂直結合機構112較佳包含自鍵帽110朝底板120延伸於Z軸方向之第一接觸面，而第二垂直結合機構122較佳包含自底板120朝鍵帽110延伸於Z軸方向之第二接觸面。於此實施例中，第一垂直結合機構112可為自鍵帽110內面朝底板120方向與Z軸平行延伸之凸柱112a，且凸柱112a沿Z軸延伸之側表面係作為第一垂直結合機構112。相對於鍵帽110之第一垂直結合機構112，底板120之第二垂直結合機構122可為自底板120表面朝鍵帽110方向與Z軸平行延伸之第二接觸面。在此需注意，底板120上作為第二垂直結合機構122之第二接觸面，可為對應於第一垂直結合機構112位置，(1)朝鍵 帽110方向突出之獨立元件之側表面，或者(2)與底板120之其他部件整合而僅為某個部件的部分表面。於此實施例，如圖2A所示，第二垂直結合機構122較佳係為底板120之限位部124，而第二接觸面較佳係為限位部124的端面，如後詳述。

再者，如圖2B所示，鍵帽110更具有第一垂直/水平轉換機構 114，而滑動件130具有第二垂直/水平轉換機構132，以藉由第二垂直/水平轉換機構132和第一垂直/水平轉換機構114結合，當鍵帽110接受按壓動作沿著Z軸朝底板120移動時，滑動件130相應地進行第一運動，其中第一運動至少具有X軸的正方向位移(例如圖面的右方)。舉例而言，第一垂直/水平轉換機構114較佳包含自鍵帽110延伸於Z軸方向且相對於底板120表面傾斜的第一斜面，而第二垂直/水平轉換機構114則包含與第一斜面對應的第二斜面。 藉由第一斜面可相對移動地抵接第二斜面，以使鍵帽110沿Z軸之垂直位移與滑動件130沿X軸之水平位移可相互轉換。於此實施例，因應滑動件130沿X軸水平位移之設計，第一斜面及第二斜面係與XY平面相交且夾有傾斜角。在此需注意，藉由改變第一斜面及第二斜面之傾斜角度，可改變當鍵帽110沿著Z軸運動時，滑動件130的水平移動量。

如圖2B所示，第一垂直/水平轉換機構114較佳係為具有第一 斜面之傾斜突柱114a，而第二垂直/水平轉換機構132則為具有相應第二斜面的傾斜槽道132a，且藉由傾斜突柱114a沿傾斜槽道132a相對移動，而達到鍵帽110沿Z軸之垂直位移與滑動件130沿X軸之水平位移之相互轉換，如後詳述。在此需注意，於其他實施例中，傾斜突柱及傾斜槽道之設置位置可互換或第一及第二垂直/水平轉換機構114、132可具有不同型態，如圖3A-3B 所示，其中圖3A-3B僅例示鍵帽110之第一垂直/水平轉換機構114及滑動件130之第二垂直/水平轉換機構132的變化實施例而省略其他元件細節。於圖3A中，鍵帽110之第一垂直/水平轉換機構114係包含複數傾斜槽道，而滑動件130之第二垂直/水平轉換機構132係包含對應的個別傾斜突柱。於圖3B中，鍵帽110之第一垂直/水平轉換機構114係包含複數傾斜突柱，而滑動件130之第二垂直/水平轉換機構132係設計成包含複數的第二斜面，亦即滑動件130可設計為具有開口之框架形式，而開口相對側之側壁係可作為對應的第二斜面。

此外，按鍵結構100較佳具有複數個第一垂直/水平轉換機構 114及對應的第二垂直/水平轉換機構132，以平均分散按壓動作所施加的作用力，進而增加鍵帽110相對於底板120移動的穩定性。在此需注意，若設置複數個第一及第二垂直/水平轉換機構114、132時，每個第一及第二垂直/水平轉換機構114、132之傾斜方向係相同。如圖1所示，四個第二垂直/水平轉換機構132相應地設置於滑動件130的四個角落，但不以此為限。

再者，滑動件130具有第二垂直/水平轉換機構132外，更具 有卡合部134。如圖1、圖2A及圖2C所示，滑動件130係設置於鍵帽110及底板120之間，且卡合部134較佳為自滑動件130於Y軸方向之相對側突出之一對卡勾。相對於滑動件130之卡合部134，底板120較佳具有一對限位部124直立設置於底板120表面且位於相對側(例如沿Y軸之相對兩側)。於此實施例，底板120可由金屬板或其他習知材料所形成。舉例而言，限位部124可為一體成型之金屬底板向上彎折的部分，其中限位部124可為門架形式，並形成有沿X軸方向延伸之限位孔124a。當滑動件130設置於底板120上時，滑 動件130之卡合部134與相應的限位部124可移動地卡合，亦即卡合部134係收納在限位孔124a內，而僅能於限位孔124a預定範圍內運動，進而限制滑動件130於X軸方向的位移範圍。此外，如前所述，底板120之第二垂直結合機構122可包含自底板120表面延伸於Z軸方向之第二接觸面。於較佳實施例中，限位部124朝X軸方向之相對兩端面係作為限制鍵帽110僅能相對於底板120沿Z軸運動之第二垂直結合機構122。再者，當滑動件130沿X軸位移時，限位部124於Y軸方向相互面對的側面124b可作為滑動件130之滑動導引面。

於此實施例，底板120可設計為具有多個升降導引孔126a及 多個避讓孔126b。如圖所示，升降導引孔126a係與限位部124作為第二垂直結合機構122之端面連續的貫穿孔，用於提供鍵帽110之第一垂直結合機構112朝底板120移動時之下降空間(參見圖2A)。避讓孔126b係對應第二垂直/水平轉換機構132設置，用於提供鍵帽110之第一垂直/水平轉換機構112朝底板120移動時之下降空間(參見圖2B)，而使鍵帽110能下降到與開關層140表面實質抵接的位置。

再者，對應於底板120之限位部124、升降導引孔126a及避讓 孔126b的設計，開關層140較佳具有開口142，其中開口142與升降導引孔126a及避讓孔126b於Z軸方向連通。亦即，開關層140設置於底板120時，限位部124通過開口142而沿Z軸朝鍵帽110延伸，升降導引孔126a及避讓孔126b於開口142中露出。

如圖1所示，回復裝置150係設置於滑動件130的側面，用於 對滑動件130提供水平恢復力。當按壓動作釋放時，水平恢復力使滑動件130進行第二運動，且第二運動至少具有X軸的負方向位移(即正方向之反向位 移)，以驅動鍵帽110沿Z軸朝遠離底板120移動。於此實施例，回復裝置150包含複數磁性元件150a、150b，係利用磁力驅動滑動件130進行第二運動。如圖1所示，回復裝置150包含第一磁性元件150a及第二磁性元件150b分別對應地設置於框架160及滑動件130之相對側。具體而言，第一磁性元件150a較佳設置於框架按鍵開口162之側壁上，以對應設置在滑動件130側邊之第二磁性元件150b，藉此利用磁力使得滑動件130於按壓動作釋放時可朝X軸的負方向位移，進而驅動鍵帽110沿Z軸朝遠離底板120移動。在此需注意，第一磁性元件150a及第二磁性元件150b可直接貼附在框架160及滑動件130之相應側壁上，或者框架160及滑動件130之側壁上對應於第一磁性元件150a及第二磁性元件150b的設置位置可設計成具有容置部，而使磁性元件150a、150b分別嵌合或貼合在框架160及滑動件130之對應側壁上。於此實施例，框架160較佳具有第一容置部168，其係自框架下表面朝上表面凹陷預定深度，供容置第一磁性元件150a。如圖1所示，第一容置部168係為框架160下方之凹陷缺口，其形狀可對應於第一磁性元件150a的形狀，以供至少部分第一磁性元件150a嵌合或貼於其中，而使第一磁性元件150a之磁極面對滑動件130上之第二磁性元件150b之相同或不同磁極。在此需注意，視框架160於Z軸方向上的厚度，第一磁性元件150a設置於框架160下方時，可突出於框架160底面或與底面齊平，本發明不以此為限。再者，類似地，滑動件130較佳具有第二容置部138，其係自滑動件130之側面向內凹陷，以供容置第二磁性元件150b。如圖1所示，第二容置部138係為滑動件130側面的凹陷缺口，其形狀可對應於第二磁性元件150b的形狀，以供第二磁性元件150b嵌合或貼於其中，而使第二磁性元件150b之磁極面對框架160上之第一磁性 元件15ab相同或不同之磁極。於此實施例，第二磁性元件150b較佳完全容置於第二容置部138中，以使第二磁性元件150b的表面與滑動件130的表面實質為共平面。利用第一容置部168及第二容置部138之設置，可最小化設置回復裝置150所需的容置空間，有利於進一步縮小按鍵結構的尺寸。於後參考圖4A-4C說明回復裝置150之磁性元件150a、150b的磁極依據滑動件130之移動方向設置之實施例。

圖4A為複數按鍵結構100以陣列方式配置成鍵盤之示意 圖，圖4B及圖4C分別為圖4A沿I-I’線顯示按鍵結構100組裝後於接受按壓動作前/後之截面示意圖。圖4A係用於說明複數按鍵結構100之磁性元件150a、150b的配置方式，為簡明之故僅示意地繪示其中一個按鍵結構100，其餘按鍵結構100雖未繪示但應了解其係具有相同結構。於此實施例，框架160係具有複數個按鍵開口162(例如四個)分別容置對應的按鍵結構100。複數個第一磁性元件150a係設置於各按鍵開口162之側壁。具體而言，以滑動件130移動於X軸方向為例，成對的第一磁性元件150a較佳分別設置於各按鍵開口162在X軸方向上相互面對的側壁。再者，如圖4B所示，框架160在X軸方向具有相鄰的兩個按鍵開口，例如第一按鍵開口162a及第二按鍵開口162b，且第一按鍵開口162a及第二按鍵開口162b係保持預設距離並分別具有第一側壁164a及第二側壁164b。於較佳實施例中，第一磁性元件150a係設置於框架160之下方，使得第一磁性元件150a的兩端點分別暴露在第一側壁164a和第二側壁164b上。亦即，框架160係藉由相互交錯的複數框條164劃分成複數個按鍵開口162a、162b，而第一按鍵開口162a及第二按鍵開口162b間之預設距離即為框條164於X軸方向之寬度，且第一側壁164a和第二側壁 164b則為框條164的相對兩側壁。第一磁性元件150a較佳係設置為使其相對兩磁極分別面對兩個相鄰的按鍵開口162a、162b，且與設置於滑動件130相應兩側之第二磁性元件150b相互作用而分別提供磁吸力及磁斥力。

舉例而言，如圖4B所示，當鍵帽110未接受按壓動作時，位 於按鍵結構100左側之回復裝置150係藉由磁吸力使滑動件130定位在預設位置；當鍵帽110接受按壓動作克服此磁吸力並藉由第一接觸面(即第一垂直結合機構112)沿第二接觸面(即第二垂直結合機構122)相對移動地接觸而僅能沿Z軸朝底板120移動時，藉由第一斜面(即第一垂直/水平轉換機構114)及第二斜面(即第二垂直/水平轉換機構132)可相對移動地抵接作用驅動滑動件130朝X軸的正方向(即圖面的右方)位移，進而致動開關層140，如圖4C所示。而當按壓動作釋放時，左側之回復裝置150係提供磁吸力且相對側(即右側)之回復裝置150係提供磁斥力，使滑動件130朝X軸的負方向位移(即圖面的左方)，以驅動鍵帽110沿Z軸朝遠離底板120移動而回復到按壓前的位置。於此實施例中，各按鍵結構100之第一磁性元件150a及左側之第二磁性元件150b可設置成S極在左而N極在右，使得鍵帽110左方之回復裝置150係提供滑動件130磁吸力的水平恢復力。再者，各按鍵結構100右側之第二磁性元件150b可設置成N極在左而S極在右，使得鍵帽110右方之回復裝置150係提供滑動件130磁斥力的水平恢復力。亦即，當第一磁性元件150a設置於框架160下方且其兩相異磁極分別與左右相鄰兩個按鍵結構100之滑動件130上的第二磁性元件150b相互作用時，所有第一磁性元件150a之磁極方向均設置成相同方式，例如S極在左而N極在右。相應於此，設置於各滑動件130左右兩側之第二磁性元件150b之磁極方向則相反，例如左側為S極在左 而N極在右，且右側為N極在左而S極在右。在此需注意，於其他實施例，第一磁性元件150a之磁極方向亦可設置成N極在左而S極在右，且第二磁性元件150b之磁極方向則相應地設置成左側第二磁性元件150b為N極在左而S極在右，且右側第二磁性元件150b為S極在左而N極在右。藉由上述配置方式，相鄰按鍵結構100係共享一個第一磁性元件150a，而可簡化磁性元件之數目，同時提升組裝效率。

再者，於其他實施例中，藉由變化第一垂直/水平轉換機構 第二垂直/水平轉換機構之設計，可使得滑動件之第一運動兼具有X軸的正方向位移及Y軸的正方向位移，且其第二運動兼具有X軸的負方向位移及Y軸的負方向位移。如圖5所示，於另一實施例之按鍵結構200包含鍵帽210、底板220、滑動件230、開關層240、回復裝置250以及框架260，其中按鍵結構200之各元件配置與上述按鍵結構100的各元件類似，其不同之處主要在於第一垂直/水平轉換機構214及第二垂直/水平轉換機構232之設計。因此，於後的說明著重在於按鍵結構200與按鍵結構100不同之處，其他類似的結構及連接關係可參考上述實施例的說明。於此實施例，第一垂直/水平轉換機構214包含第一曲面，而第二垂直/水平轉換機構232包含第二曲面，其中藉由第一曲面與第二曲面保持弧線接觸，當鍵帽210接受按壓動作而沿Z軸朝底板220移動時，滑動件230之第一運動兼具有X軸的正方向位移及Y軸的正方向位移，且當按壓動作釋放時，滑動件230之第二運動兼具有X軸的負方向位移及Y軸的負方向位移。具體而言，類似於鍵帽110，鍵帽210為實質四邊形，且鍵帽210具有第一邊210a和相鄰的第二邊210b，其中X軸實質平行於鍵帽第一邊210a，而Y軸實質平行於鍵帽第二邊210b。於此實施例，第 一曲面及第二曲面係分別為弧形凸面及弧形凹面，且弧形凸面之曲率半徑小於弧形凹面之曲率半徑。亦即，鍵帽210之第一垂直/水平轉換機構214可為弧形凸塊，例如球體或其他弧形側面(如球面)的任意形狀，且分別鄰近鍵帽210的四個角落，而滑動件230之第二垂直/水平轉換機構232係為弧形凹槽，且分別位於第一垂直/水平轉換機構214相應位置的下方。當弧形凸面之曲率半徑略小於弧形凹面之曲率半徑時，第一垂直/水平轉換機構214與第二垂直/水平轉換機構232係保持較長弧線接觸。相對地，當弧形凸面之曲率半徑遠小於弧形凹面之曲率半徑時，第一垂直/水平轉換機構214與第二垂直/水平轉換機構232係保持較短弧線接觸。藉此設計，因為弧形凸面及弧形凹面之接觸面積相當小，摩擦力因而較小，故能增進按壓動作的順暢度。再者，因為第一垂直/水平轉換機構214及第二垂直/水平轉換機構232的弧面設計，可使得滑動件230進行水平斜向位移，即滑動件230在X軸及Y軸分別具有位移分量。再者，為最小化設置回復裝置250所需的空間，框架260及滑動件230較佳分別具有第一容置部268及第二容置部238供容置第一磁性元件250a及第二磁性元件250b，其細節類似於上述圖1之實施例所述，於此不再贅述。

如圖6A-6B所示，為說明目的僅於圖式中繪示X軸方向之示 意圖，且第一曲面及第二曲面之方位係繪示成鍵帽210朝底板220移動時滑動件130朝沿X軸朝圖面之右方位移，其中圖6A係為圖5中沿A-A’線顯示第一及第二垂直/水平轉換機構之示意圖，而圖6B係為圖5中沿B-B’線顯示第一及第二磁性元件之示意圖。再者，為便於說明第一及第二磁性元件設置之磁極方向及按鍵結構之作動，係繪示兩個相鄰的按鍵結構分別處於待按 壓狀態(右側)及受按壓狀態(左側)。於此實施例，回復裝置250之設置係與圖4B-4C之回復裝置150相同。亦即，回復裝置250包含複數第一磁性元件250a及相應的第二磁性元件250b，其分別設置於框架260及滑動件230於X軸方向之相對側。如上所述，相鄰按鍵結構200係設計成共享一個第一磁性元件250a，當第一磁性元件250a設置於框架260下方且其兩相異磁極分別與左右相鄰兩個按鍵結構200之滑動件230上的第二磁性元件250b相互作用時，所有第一磁性元件250a之磁極方向均設置成相同方式(例如S極在左而N極在右)，而設置於各滑動件230左右兩側之第二磁性元件250b之磁極方向則相反(例如鍵帽左側的第二磁性元件250b為S極在左而N極在右，且鍵帽右側第二的磁性元件250b為N極在左而S極在右)。

當鍵帽210接受按動作沿著Z軸朝底板220移動時，藉由第一 垂直/水平轉換機構214(例如弧形凸面)即可沿第二垂直/水平轉換機構232(例如弧形凹面)向下滑動，驅動滑動件230產生包含X軸及Y軸正方向的水平位移，如此鍵帽210沿著Z軸下降進而抵接致動開關層240。當按壓動作釋放時，左側之回復裝置250a-250b之間係提供磁吸力，且相對側(即右側)之回復裝置250a-250b之間係提供磁斥力，使滑動件230朝X軸的負方向及Y軸的負方向位移，以驅動鍵帽210沿Z軸朝遠離底板220移動而回復到按壓前的位置。

於此需注意，鍵帽210及底板220亦可於相應位置分別設置第 一垂直結合機構212及第二垂直結合機構222，以限制鍵帽210僅能沿Z軸相對於底板220移動，亦即鍵帽210僅能相對於底板220垂直上、下位移。於此實施例中，類似於上述圖1和2A之配置，第一垂直結合機構212及第二垂直 結合機構222係可為分別自鍵帽210及底板220沿Z軸朝彼此延伸並保持可相對移動的接觸面。再者，如圖6A-6B所示，框架260更具有第一定位部266面對按鍵開口262，且鍵帽210更具有第二定位部216可滑動地耦接第一定位部266。當鍵帽210沿Z軸移動時，第二定位部216係相對於第一定位部266移動。舉例而言，第一定位部266可為形成於框架按鍵開口262之側壁264上的導槽，而第二定位部216則為自鍵帽210對應側壁朝框架260突出的導引柱，其中導槽沿Z軸方向具有預定長度，使得鍵帽210之導引柱於導槽中具有預定的移動範圍，進而限制鍵帽210於Z軸方向的移動範圍。於此實施例，藉由框架260之第一定位部266與鍵帽210之第二定位部216的設置，亦可限制鍵帽210僅能沿Z軸方向相對於底板220移動。

再者，於其他實施例中，弧形凸面及弧形凹面之設置位置可 互換，如圖7A-7B所示，第一垂直/水平轉換機構314係包含弧形凹面，而第二垂直/水平轉換機構332係包含對應的弧形凸面，且弧形凸面之曲率半徑小於弧形凹面之曲率半徑。相關於弧形凸面及弧形凹面之作用類似於上述說明，於此不再贅述。在此需注意，為便於說明圖7A-圖7B之繪製方式與圖6A-6B類似(左側為待按壓狀態，右側為受按壓狀態)，且於圖7A-7B之按鍵結構300中，弧形凹面之方位與圖6A-6B相反，因此當鍵帽310接受按壓動作沿Z軸朝底板320移動時，滑動件330受驅動的水平位移方向係相反，例如於X軸方向即為由右至左，而非由右至左，因此回復裝置350之設置需要相應地改變。舉例而言，各按鍵結構300所有的第一磁性元件350a及右側之第二磁性元件350b可設置成S極在左而N極在右，使得鍵帽110右方之回復裝置350係提供滑動件330磁吸力的水平恢復力。再者，各按鍵結構300左側之第 二磁性元件350b可設置成N極在左而S極在右，使得鍵帽310左方之回復裝置350係提供滑動件330磁斥力的水平恢復力。亦即，當第一磁性元件350a設置於框架360下方且其兩相異磁極分別與左右相鄰兩個按鍵結構300之滑動件330上的第二磁性元件350b相互作用時，所有第一磁性元件350a之磁極方向均設置成相同方式，例如S極在左而N極在右。相應於此，設置於各滑動件330左右兩側之第二磁性元件350b之磁極方向則相反，例如鍵帽310右側之第二磁性元件350b為S極在左而N極在右，且鍵帽310左側之第二磁性元件350b為N極在左而S極在右。

再者，本發明之按鍵結構應用於大尺寸時，亦可加設支承機 構以增進按鍵位移的穩定性。於一實施例，如圖8A-8C所示，按鍵結構400更包含至少一連桿470可轉動地連接鍵帽110及底板120，以使鍵帽110以平行於X軸及Y軸所定義之XY平面之方式平穩地沿Z軸移動。按鍵結構400除了具有連桿470且在Y軸方向之長度大於圖1之按鍵結構100外，其餘具有相同功能之元件以相同符號表示而省略重複的說明，例如第一及第二垂直結合機構112、212、第一及第二垂直/水平結合機構114、132等。對應於連桿470的設置，於此實施例中，鍵帽110更具有第一支承接合部118，而底板120則具有第二支承接合部128。底板120之第二支承接合部128較佳設置於Y軸方向之相對兩側且位於限位部124的外側。連桿470的兩端分別連接鍵帽110之第一支承接合部118及底板120之第二支承接合部128。於此實例中，連桿470與鍵帽110之第一支承接合部118係以可轉動的方式連接(參見圖8B)，而連桿470與底板120之第二支承接合部128係以可位移的方式連接(參見圖8C)。當鍵帽110相對於底板120沿Z軸垂直位移時，連桿470則相應地沿X軸 水平位移，而使鍵帽110藉由第一垂直/水平轉換機構114及第二垂直/水平轉換機構132的作用可在保持平行於XY平面的狀態下進行升降，進而藉由連桿460的支承而使得在Y軸方向具有較大尺寸的鍵帽110能以更加穩定的方式升降。再者，藉由修改對應元件(例如鍵帽210、底板220)之設計，圖5之按鍵結構200亦可加設連桿而應用於較大尺寸的按鍵，於此不再贅述。

相較於傳統的按鍵結構，本發明之按鍵結構藉由第一及第二 垂直結合機構之結合，使得鍵帽僅能沿Z軸進行垂直位移，以符合使用者的按壓習慣。再者，本發明之按鍵結構更藉由第一及第二垂直/水平轉換機構之結合，使得鍵帽之垂直位移與滑動件沿XY平面之水平位移得以轉換，以利用滑動件的厚度尺寸有效控制按鍵的高度，使按鍵結構可更加輕薄。此外，本發明之按鍵結構藉由回復裝置的磁力作用而免除習知彈性體的設置，可有效簡化按鍵結構並能縮小按鍵結構之尺寸。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

100‧‧‧按鍵結構

110‧‧‧鍵帽

110a‧‧‧第一邊

110b‧‧‧第二邊

120‧‧‧底板

122‧‧‧第二垂直結合機構

124‧‧‧限位部

124a‧‧‧限位孔

124b‧‧‧側面

126a‧‧‧升降導引孔

126b‧‧‧避讓孔

130‧‧‧滑動件

132‧‧‧第二垂直/水平轉換機構

132a‧‧‧傾斜槽道

134‧‧‧卡合部

138‧‧‧第二容置部

140‧‧‧開關層

142‧‧‧開口

150‧‧‧回復裝置

150a‧‧‧第一磁性元件

150b‧‧‧第二磁性元件

160‧‧‧框架

162‧‧‧按鍵開口

168‧‧‧第一容置部

Claims (15)

1. 一種按鍵結構，包含：一鍵帽，供接受一按壓動作，其具有一第一垂直結合機構和一第一垂直/水平轉換機構；一底板，相對於該鍵帽設置，其具有一第二垂直結合機構，藉由該第二垂直結合機構和該第一垂直結合機構結合，限制該鍵帽僅能相對於該底板沿一Z軸運動；一滑動件，設置於該鍵帽及該底板之間，該滑動件具有一第二垂直/水平轉換機構，藉由該第二垂直/水平轉換機構和該第一垂直/水平轉換機構結合，當該鍵帽接受該按壓動作沿著該Z軸朝該底板移動時，該滑動件相應地進行一第一運動，該第一運動至少具有一X軸的正方向位移；一回復裝置，設置於該滑動件的側面，用於對該滑動件提供一水平恢復力，當該按壓動作釋放時，該水平恢復力使該滑動件進行一第二運動，該第二運動至少具有該X軸的負方向位移，以驅動該鍵帽沿該Z軸朝遠離該底板移動；以及一框架，其中該回復裝置包含一第一磁性元件及一第二磁性元件分別對應地設置於該框架及該滑動件之相對側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該第一垂直/水平轉換機構包含一第一斜面，該第二垂直/水平轉換機構包含一第二斜面，且藉由該第一斜面可相對移動地抵接該第二斜面，以使該鍵帽沿該Z軸之移動可驅動該滑動件朝向該X軸的正方向移動，或者該滑動件朝向該X軸的負方向移動可 驅動該鍵帽沿該Z軸移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該第一垂直/水平轉換機構及該第二垂直/水平轉換機構分別包含至少一傾斜槽道及至少一傾斜突柱對應該傾斜槽道，或者該第一垂直/水平轉換機構及該第二垂直/水平轉換機構分別包含至少一傾斜突柱及至少一傾斜槽道對應該至少一傾斜突柱，且藉由該傾斜突柱係沿該傾斜槽道相對移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該鍵帽為一實質四邊形，該鍵帽具有一第一邊和一相鄰的第二邊，該X軸實質平行於該鍵帽第一邊，一Y軸實質平行於該鍵帽第二邊，當該鍵帽接受該按壓動作而沿該Z軸朝該底板移動時，該第一運動兼具有該X軸的正方向位移及該Y軸的正方向位移，且當該按壓動作釋放時，該第二運動兼具有該X軸的負方向位移及該Y軸的負方向位移。
5. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該第一垂直/水平轉換機構包含一第一曲面，該第二垂直/水平轉換機構包含一第二曲面，且藉由該第一曲面與該第二曲面係保持弧線接觸。
6. 如申請專利範圍第5項所述之按鍵結構，其中該第一曲面及該第二曲面係分別為一弧形凸面及一弧形凹面，或者該第一曲面及該第二曲面係分別為一弧形凹面及一弧形凸面，且該弧形凸面之曲率半徑小於該弧形凹面之曲率半徑。
7. 如申請專利範圍第1或4項所述之按鍵結構，其中該回復裝置包含複數磁性元件，係利用磁力驅動該滑動件進行該第二運動。
8. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該框架具有一第一按鍵開 口，該第一按鍵開口具有一第一側壁，該鍵帽係在該第一按鍵開口中進行沿該Z軸之移動，且該第一磁性元件係設置於該框架之下方並暴露在該第一側壁上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之按鍵結構，其中該框架更具有一第二按鍵開口，該第二按鍵開口具有一第二側壁，該第一按鍵開口與該第二按鍵開口保持一預設距離，且該第一磁性元件係設置於該框架之下方，且該第一磁性元件的兩端點分別暴露在該第一側壁和該第二側壁上。
10. 如申請專利範圍第8項所述之按鍵結構，其中該框架更具有一第一定位部面對該第一按鍵開口，且該鍵帽更具有一第二定位部可滑動地耦接該第一定位部，當該鍵帽沿該Z軸移動時，該第二定位部相對於該第一定位部移動。
11. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該底板具有一限位部，該滑動件具有一卡合部與該限位部可移動地卡合，該限位部係用於限制該滑動件沿該X軸的移動範圍。
12. 如申請專利範圍第11項所述之按鍵結構，其中該鍵帽具有一第一接觸面作為該第一垂直結合機構，該限位部具有一第二接觸面朝該鍵帽延伸於該Z軸以作為該第二垂直結合機構，且當該鍵帽沿該Z軸移動時，該第一接觸面及該第二接觸面保持可相對移動地接觸。
13. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該第一垂直結合機構包含一第一接觸面自該鍵帽延伸於該Z軸方向，該第二垂直結合機構包含一第二接觸面，且當該鍵帽沿該Z軸移動時，該第一接觸面及該第二接觸面保持可相對移動地接觸。
14. 如申請專利範圍第4項所述之按鍵結構，更包含至少一連桿可轉動地連接該鍵帽及該底板，以使該鍵帽以平行於該X軸及該Y軸所定義之一XY平面之方式平穩地沿該Z軸移動。
15. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，更包含一開關層，其中該開關層設置於該滑動件及該底板之間，並因應該鍵帽之按壓動作用於控制該按鍵結構之啟動。