TWI545602B - 按鍵及其鍵盤 - Google Patents

Description

按鍵及其鍵盤

本發明關於一種按鍵及其鍵盤，尤指一種具有不同長度之連動桿之按鍵及其鍵盤。

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10的剖面示意圖。如第1圖所示，按鍵10包含底板12、鍵帽14、電路板16、升降支撐機構18以及彈性體20。升降支撐機構18設置於鍵帽14與底板12之間且包含第一連動桿17以及第二連動桿19，第一連動桿17以及第二連動桿19樞接於底板12以及鍵帽14，以用來於鍵帽14回位至釋放位置或被按壓至按壓位置時隨著鍵帽14之移動相對樞轉。電路板16設置於底板12上，且彈性體20設置於電路板16與鍵帽14之間，藉此，當鍵帽14被按壓至按壓位置時，彈性體20觸發電路板16以執行相對應之輸入功能，而當鍵帽14被釋放時，彈性體20提供彈性回復力至鍵帽14，使鍵帽14可自動回位至釋放位置，以供使用者再次按壓。

然而，在上述設計中，在鍵帽14具有固定垂直按壓行程的限制下，若是想要增加第一連動桿17以及第二連動桿19之長度以改善鍵帽14在被按壓時所產生之水平偏移情況，則會導致鍵帽14之機構連動性不佳而影響到按鍵10之按壓手感，反之，若是想要縮短第一連動桿17以及第二連動桿19之長度以提升鍵帽14在被按壓時之機構連動性，則又會導致鍵帽14出現因連動桿長度縮短而產生水平偏移量過大的問題。綜上所述，如何設計出具有高機構連動性且低水平偏移量的按鍵係為目前鍵盤在按鍵連桿機構設計上的重要課題之一。

因此，本發明的目的之一在於提供一種具有不同長度之連動桿之按鍵及其鍵盤，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、一鍵帽、一滑動板、一升降支撐機構，以及一回位裝置。該滑動板可滑動地設置於該底板上。該升降支撐機構設置於該滑動板以及該鍵帽之間以使該鍵帽相對該底板於一按壓位置以及一釋放位置之間移動，該升降支撐機構包含一第一連動桿、一第二連動桿，以及一第三連動桿。該第一連動桿分別樞接於該鍵帽以及該滑動板。該第二連動桿分別樞接於該鍵帽以及該滑動板。該第三連動桿位於該第一連動桿以及該第二連動桿之間，該第三連動桿接近該第一連動桿之一端樞接於該鍵帽，該第三連動桿接近該第二連動桿之一端樞接於該底板，該第三連動桿之一長度大於該第一連動桿之一長度。該回位裝置設置於該底板上，用來於該鍵帽被釋放時驅動該鍵帽從該按壓位置回到該釋放位置。當該鍵帽被按壓而從該釋放位置移動至該按壓位置時，該第三連動桿隨著該鍵帽之移動相對樞轉，以驅動該第一連動桿以及該第二連動桿反向樞轉而驅動該滑動板相對該底板滑動。

根據另一實施例，本發明之鍵盤包含一底板、複數個按鍵，以及一回位裝置。該複數個按鍵設置於該底板上，該複數個按鍵之至少其中之一包含一鍵帽、一滑動板，以及一升降支撐機構。該滑動板可滑動地設置於該底板上。該升降支撐機構設置於該滑動板以及該鍵帽之間以使該鍵帽相對該底板於一按壓位置以及一釋放位置之間移動，該升降支撐機構包含一第一連動桿、一第二連動桿，以及一第三連動桿。該第一連動桿分別樞接於該鍵帽以及該滑動板。該第二連動桿分別樞接於該鍵帽以及該滑動板。該第三連動桿位於該第一連動桿以及該第二連動桿之間，該第三連動桿接近該第一連動桿之一端樞接於該鍵帽，該第三連動桿接近該第二連動桿之一端樞接於該底板，該第三連動桿之一長度大於該第一連動桿之一長度。該回位裝置設置於該底板上，用來於該鍵帽被釋放時驅動該鍵帽從該按壓位置回到該釋放位置。當該鍵帽被按壓而從該釋放位置移動至該按壓位置時，該第三連動桿隨著該鍵帽之移動相對樞轉，以驅動該第一連動桿以及該第二連動桿反向樞轉而驅動該滑動板相對該底板滑動。

綜上所述，本發明係利用相對較長之連動桿之樞轉以縮減鍵帽在被按壓時所產生的水平偏移量，並同時利用相對較短的連動桿之樞轉來提升鍵帽之機構連動性，如此一來，本發明即可有效地解決先前技術中所提到之鍵帽之機構連動性不佳以及水平偏移量過大的問題，從而大幅地提升鍵盤之按鍵按壓手感。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第2圖以及第3圖，第2圖為根據本發明之一實施例所提出之鍵盤100之立體示意圖，第3圖為第2圖之鍵盤100沿剖面線X-X之部分剖面示意圖，如第2圖以及第3圖所示，鍵盤100包含底板102、複數個按鍵104，以及回位裝置106。需說明的是，鍵盤100係可較佳地應用於一般具有由上蓋與下殼體組成之開合機構之可攜式電子裝置上（如筆記型電腦），但不以此為限。

本發明所提出之利用按鍵隨著連動桿之樞轉上下移動之設計係可應用於複數個按鍵104之至少其中之一上，其數量多寡端視鍵盤100之實際應用而定，為求簡化說明，以下係針對其中之一具有連動桿設計之按鍵104進行描述，至於其他採用相同設計之按鍵104的結構設計，其係可以此類推。由第2圖以及第3圖可知，按鍵104設置於底板102上且包含鍵帽108、滑動板110，以及升降支撐機構112。滑動板110係可滑動地設置於底板102上。升降支撐機構112係設置於鍵帽108以及滑動板110之間以使鍵帽108相對底板102於按壓位置以及釋放位置之間移動，升降支撐機構112包含第一連動桿114、第二連動桿116，以及第三連動桿118，第一連動桿114分別樞接於鍵帽108以及滑動板110，第二連動桿116係分別樞接於鍵帽108以及滑動板110，第三連動桿118係位於第一連動桿114以及第二連動桿116之間，第三連動桿118接近第一連動桿114之一端係樞接於鍵帽108，第三連動桿118接近第二連動桿116之一端樞接於底板102，且第三連動桿118之長度係大於第一連動桿114之長度。另外，第一連動桿114以及第二連動桿116係可較佳地相互平行且可朝同一方向轉動，以進一步地確保鍵帽108可保持水平地上下移動，從而提升鍵盤100的按鍵按壓手感。

在此實施例中，回位裝置106係可採用磁力吸引之方式來達到按鍵104可自動回位的功效，舉例來說，回位裝置106可包含第一磁性件120以及第二磁性件122，第一磁性件120設置於底板102上，第二磁性件122設置於滑動板110上且對應第一磁性件120，第一磁性件120以及第二磁性件122的其中之一可為一磁性件（例如，磁鐵），第一磁性件120以及第二磁性件122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）。於此實施例中，第一磁性件120可為磁性件，且第二磁性件122可為導磁性材料。此外，於另一實施例中，第一磁性件120以及第二磁性件122皆可為磁鐵。藉此，回位裝置106即可利用第一磁性件120以及第二磁性件122之間所產生之磁吸力驅動鍵帽108從按壓位置回到釋放位置，以達到按鍵104可自動回位之目的

除此之外，鍵帽108可具有觸發點124，且鍵盤100另包含電路板126，電路板126設置於滑動板110與升降支撐機構112之間，藉此，當鍵帽108被按壓至按壓位置時，觸發點124可隨著鍵帽108之向下移動而觸發電路板126，以執行相對應之輸入功能。

以下係針對按鍵104之作動進行詳細之描述，請參閱第3圖以及第4圖，第4圖為第3圖之鍵帽108被按壓至按壓位置時之剖面示意圖。如第3圖以及第4圖所示，當鍵帽108未被按壓時，第一磁性件120以及第二磁性件122之間的磁吸力使鍵帽108維持於如第3圖所示之釋放位置。當鍵帽108從如第3圖所示之釋放位置被按壓至如第4圖所示之按壓位置時，第三連動桿118就會隨著鍵帽108之移動相對樞轉（在此實施例中為順時鐘樞轉，但不受此限），以驅動第一連動桿114以及第二連動桿116反向樞轉（即逆時鐘樞轉）而驅動滑動板110相對底板102滑動，於此同時，第二磁性件122也會隨著滑動板110相對底板102之滑動而與第一磁性件120遠離，並且如第4圖所示，當鍵帽108被按壓而處於按壓位置時，可利用鍵帽108之觸發點124觸發電路板126上的開關，以執行相對應的輸入功能。當鍵帽108被釋放時，第一磁性件120以及第二磁性件122之間的磁吸力驅動滑動板110相對底板102滑動，以驅動第一連動桿114、第二連動桿116，以及第三連動桿118樞轉而使得鍵帽108從如第4圖所示之按壓位置回到如第3圖所示之釋放位置以供使用者可進行下一次的按鍵按壓操作。

透過上述第三連動桿118之長度大於第一連動桿114之長度的設計，鍵盤100即可利用相對較長之第三連動桿118之樞轉以達到縮減鍵帽108從如第3圖所示之釋放位置移動至如第4圖所示之按壓位置時所產生的水平偏移量之目的，並且可同時利用相對較短的第一連動桿114與第二連動桿116之樞轉來提升鍵帽108之機構連動性，如此一來，本發明即可有效地解決先前技術中所提到之鍵帽之機構連動性不佳以及水平偏移量過大的問題，從而大幅地提升鍵盤100之按鍵按壓手感。

在實際應用中，鍵盤100另可利用滑動板110與底板102之相對滑動來產生收合鍵帽108之功效，舉例來說，當滑動板110移動至收合位置（例如移動至如第4圖所示之位置，但不受此限）時，滑動板110驅動第一連動桿114、第二連動桿116，以及第三連動桿118樞轉，以使鍵帽108相對底板102向下移動，如此一來，當鍵盤100應用於一般具有由上蓋與下殼體組成之開合機構之可攜式電子裝置上（例如筆記型電腦）時，即可藉由連動機構使滑動板110隨可攜式電子裝置之上蓋相對下殼體閉合而相對底板102滑動，使得鍵帽108移動至收合位置，藉以達到鍵帽108可隨著可攜式電子裝置之閉合而降低其高度之功效，以縮減鍵盤100之整體高度，從而有利於可攜式電子裝置之薄型化設計並且有效地防止鍵帽在可攜式電子裝置閉合時傷及可攜式電子裝置之顯示螢幕。

另一方面，當滑動板110相對底板102移動至如第3圖所示之未收合位置時，第一磁性件120以及第二磁性件122之間的磁吸力驅動鍵帽108向上移動至釋放位置。如此一來，當滑動板110藉由連動機構隨可攜式電子裝置之上蓋相對下殼體打開而相對底板102滑動時，鍵帽108即可連動地往如第3圖所示之釋放位置移動回到原來的高度以便使用者進行後續按壓操作。於實際應用中，鍵盤100可採用常見之連動設計以驅動滑動板110相對底板102滑動，舉例來說，鍵盤100可使用連桿連動機構以使滑動板110隨著可攜式電子裝置之上蓋相對下殼體開合而相對於底板102滑動，至於連桿連動機構之結構設計與作用原理，其係常見於先前技術中，故於此不再贅述。

值得一提的是，驅動鍵帽108自動回位的設計係可不限於上述實施例所採用之磁力吸引方式，其亦可採用以彈性體之彈力驅動鍵帽自動回位之設計，舉例來說，請參閱第5圖以及第6圖，第5圖為根據本發明另一實施例所提出之鍵盤100’之剖面示意圖，第6圖為第5圖之鍵帽108被按壓至按壓位置時之剖面示意圖，於此實施例與上述實施例中所述的元件編號相同者，表示其具有相似的功能或結構，於此不再贅述。如第5圖以及第6圖所示，鍵盤100’包含底板102、複數個按鍵104，以及回位裝置106’，按鍵104設置於底板102上且包含鍵帽108、滑動板110，以及升降支撐機構112。在此實施例中，回位裝置106’包含彈性體128，彈性體128分別抵接於鍵帽108以及底板102以用來提供彈力驅動鍵帽108回位至釋放位置。如此一來，當鍵帽108從如第5圖所示之釋放位置被按壓至如第6圖所示之按壓位置時，彈性體128即可觸發電路板126上的開關，以執行相對應的輸入功能。另一方面，當鍵帽108被釋放時，彈性體128所提供之彈力即可驅動滑動板110相對底板102滑動，以驅動第一連動桿114、第二連動桿116，以及第三連動桿118樞轉而使得鍵帽108從如第6圖所示之按壓位置回到如第5圖所示之釋放位置以供使用者可進行下一次的按鍵按壓操作。

綜上所述，相較於先前技術，本發明係利用相對較長之連動桿之樞轉以縮減鍵帽在被按壓時所產生的水平偏移量，並同時利用相對較短的連動桿之樞轉來提升鍵帽之機構連動性，如此一來，本發明即可有效地解決先前技術中所提到之鍵帽之機構連動性不佳以及水平偏移量過大的問題，從而大幅地提升鍵盤之按壓手感。   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、104‧‧‧按鍵
12、102‧‧‧底板
14、108‧‧‧鍵帽
16‧‧‧電路板
17、114‧‧‧第一連動桿
18、112‧‧‧升降支撐機構
19、116‧‧‧第二連動桿
20、128‧‧‧彈性體
100、100’‧‧‧鍵盤
106、106’‧‧‧回位裝置
110‧‧‧滑動板
118‧‧‧第三連動桿
120‧‧‧第一磁性件
122‧‧‧第二磁性件
124‧‧‧觸發點
126‧‧‧電路板

第1圖為先前技術之按鍵的剖面示意圖。 第2圖為根據本發明之一實施例所提出之鍵盤之立體示意圖。 第3圖為第2圖之鍵盤沿剖面線X-X之部分剖面示意圖。 第4圖為第3圖之鍵帽被按壓至按壓位置時之剖面示意圖。 第5圖為根據本發明另一實施例所提出之鍵盤之剖面示意圖。 第6圖為第5圖之鍵帽被按壓至按壓位置時之剖面示意圖。

100‧‧‧鍵盤

102‧‧‧底板

104‧‧‧按鍵

106‧‧‧回位裝置

108‧‧‧鍵帽

110‧‧‧滑動板

112‧‧‧升降支撐機構

114‧‧‧第一連動桿

116‧‧‧第二連動桿

118‧‧‧第三連動桿

120‧‧‧第一磁性件

122‧‧‧第二磁性件

124‧‧‧觸發點

126‧‧‧電路板

Claims (16)

1. 一種按鍵，其包含： 一鍵帽； 一底板； 一滑動板，其可滑動地設置於該底板上； 一升降支撐機構，其設置於該滑動板以及該鍵帽之間以使該鍵帽相對該底板於一按壓位置以及一釋放位置之間移動，該升降支撐機構包含： 一第一連動桿，其分別樞接於該鍵帽以及該滑動板； 一第二連動桿，其分別樞接於該鍵帽以及該滑動板；以及 一第三連動桿，其位於該第一連動桿以及該第二連動桿之間，該第三連動桿接近該第一連動桿之一端樞接於該鍵帽，該第三連動桿接近該第二連動桿之一端樞接於該底板，該第三連動桿之一長度大於該第一連動桿之一長度；以及 一回位裝置，其設置於該底板上，用來於該鍵帽被釋放時驅動該鍵帽從該按壓位置回到該釋放位置； 其中，當該鍵帽被按壓而從該釋放位置移動至該按壓位置時，該第三連動桿隨著該鍵帽之移動相對樞轉，以驅動該第一連動桿以及該第二連動桿反向樞轉而驅動該滑動板相對該底板滑動。
2. 如請求項1所述之按鍵，其中該回位裝置包含： 一第一磁性件，其設置於該底板上；以及 一第二磁性件，其設置於該滑動板上且對應該第一磁性件； 其中，當該按鍵被按壓時，該第二磁性件隨著該滑動板相對該底板之滑動與該第一磁性件遠離；當該按鍵被釋放時，該第一磁性件與該第二磁性件之間的一磁吸力驅動該滑動板相對該底板滑動，以驅動該第一連動桿、該第二連動桿，以及該第三連動桿樞轉而使得該鍵帽從該按壓位置回到該釋放位置。
3. 如請求項2所述之按鍵，其中該第一磁性件以及該第二磁性件的其中之一係為一磁鐵，該第一磁性件及該第二磁性件的其中另一係為一磁鐵或一導磁性材料。
4. 如請求項1所述之按鍵，其中該鍵帽具有一觸發點，該按鍵另包含： 一電路板，其設置於該滑動板與該升降支撐機構之間，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該觸發點觸發該電路板。
5. 如請求項1所述之按鍵，其中該第一連動桿係與該第二連動桿相互平行。
6. 如請求項1所述之按鍵，其中當該滑動板相對該底板移動至一未收合位置時，該回位裝置驅動該鍵帽向上移動至該釋放位置；當該滑動板移動至一收合位置時，該滑動板驅動該第一連動桿、該第二連動桿，以及該第三連動桿樞轉，以使該按鍵相對該底板向下移動。
7. 如請求項1所述之按鍵，其中該回位裝置包含一彈性體，該彈性體分別抵接於該鍵帽以及該底板以用來提供彈力驅動該鍵帽回位至該釋放位置。
8. 如請求項7所述之按鍵，其另包含： 一電路板，其設置於該滑動板與該升降支撐機構之間，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該彈性體觸發該電路板。
9. 一種鍵盤，其包含： 一底板； 複數個按鍵，其設置於該底板上，該複數個按鍵之至少其中之一包含： 一鍵帽； 一滑動板，其可滑動地設置於該底板上； 一升降支撐機構，其設置於該滑動板以及該鍵帽之間以使該鍵帽相對該底板於一按壓位置以及一釋放位置之間移動，該升降支撐機構包含： 一第一連動桿，其分別樞接於該鍵帽以及該滑動板； 一第二連動桿，其分別樞接於該鍵帽以及該滑動板；以及 一第三連動桿，其位於該第一連動桿以及該第二連動桿之間，該第三連動桿接近該第一連動桿之一端樞接於該鍵帽，該第三連動桿接近該第二連動桿之一端樞接於該底板，該第三連動桿之一長度大於該第一連動桿之一長度；以及 一回位裝置，其設置於該底板上，用來於該鍵帽被釋放時驅動該鍵帽從該按壓位置回到該釋放位置； 其中，當該鍵帽被按壓而從該釋放位置移動至該按壓位置時，該第三連動桿隨著該鍵帽之移動相對樞轉，以驅動該第一連動桿以及該第二連動桿反向樞轉而驅動該滑動板相對該底板滑動。
10. 如請求項9所述之鍵盤，其中該回位裝置包含： 一第一磁性件，其設置於該底板上；以及 一第二磁性件，其設置於該滑動板上且對應該第一磁性件； 其中，當該按鍵被按壓時，該第二磁性件隨著該滑動板相對該底板之滑動與該第一磁性件遠離；當該按鍵被釋放時，該第一磁性件與該第二磁性件之間的一磁吸力驅動該滑動板相對該底板滑動，以驅動該第一連動桿、該第二連動桿，以及該第三連動桿樞轉而使得該鍵帽從該按壓位置回到該釋放位置。
11. 如請求項10所述之鍵盤，其中該第一磁性件以及該第二磁性件的其中之一係為一磁鐵，該第一磁性件及該第二磁性件的其中另一係為一磁鐵或一導磁性材料。
12. 如請求項9所述之鍵盤，其中該鍵帽具有一觸發點，該鍵盤另包含： 一電路板，其設置於該滑動板與該升降支撐機構之間，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該觸發點觸發該電路板。
13. 如請求項9所述之鍵盤，其中該第一連動桿係與該第二連動桿相互平行。
14. 如請求項9所述之鍵盤，其中當該滑動板相對該底板移動至一未收合位置時，該回位裝置驅動該鍵帽向上移動至該釋放位置；當該滑動板移動至一收合位置時，該滑動板驅動該第一連動桿、該第二連動桿，以及該第三連動桿樞轉，以使該按鍵相對該底板向下移動。
15. 如請求項9所述之鍵盤，其中該回位裝置包含一彈性體，該彈性體分別抵接於該鍵帽以及該底板以用來提供彈力驅動該鍵帽回位至該釋放位置。
16. 如請求項15所述之鍵盤，其另包含： 一電路板，其設置於該滑動板與該升降支撐機構之間，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該彈性體觸發該電路板。