TWI618104B - 導電片組件、包含其之按鍵模組及鍵盤 - Google Patents

Abstract

一種導電片組件適用於按鍵模組，其包含固定導電片、彈性導電片及緩衝結構。固定導電片插於電路板且具固定片接觸部位。彈性導電片具有彈性片接觸部位、組裝段與活動段。組裝段插設於電路板。活動段可擺動地連接於組裝段另一端而可活動於固定導電片與組裝段間。當活動段相對靠近固定導電片而與固定導電片電性導通時，固定片接觸部位與彈性片接觸部位相接觸，緩衝結構被擠壓於活動段與固定導電片間，且先於固定片接觸部位與彈性片接觸部位而接觸彈性或固定導電片。一種包含該導電片組件的按鍵模組以及採用該按鍵模組的鍵盤也公開於此。

Description

導電片組件、包含其之按鍵模組及鍵盤

本發明係關於按鍵模組，特別是一種適用於操作電子產品的導電片組件、包含其之按鍵模組及鍵盤。

隨著科技的進步，各式各樣的電子產品，例如桌上型電腦、筆記型電腦等已成為人們生活及工作上必備的工具之一。其中，鍵盤為上述電子產品的主要操作裝置之一。市面上常見的鍵盤主要分為機械式鍵盤及薄膜式鍵盤兩種。機械式鍵盤因其具有的較佳按壓手感與較長使用壽命而受到廣大消費者的喜愛。

但隨著市場競爭越來越激烈，為了增加其競爭力，有必要針對目前機械式鍵盤的問題進行改善。舉例來說，傳統的機械式鍵盤中，每個按鍵內通常有插設於一位於按鍵下方的電路板的兩個導電片，其在每次按壓鍵帽時經由彼此的撞擊接觸而電性導通電路板，以觸發按鍵所預設的訊號。但隨著使用次數的累積，導電片之間的接觸點被磨損，使得按鍵在被按壓時產生感應不良甚至失效的問題，進而影響按鍵的使用壽命。

本發明在於提供一種導電片組件與包含其之按鍵模組及鍵盤，藉以延長機械式鍵盤的使用壽命。

本發明所揭露的導電片組件，適用於觸發一按鍵模組。導電片組件包含一固定導電片、一彈性導電片及至少一緩衝結構。固定導電片用以插設於一位於按鍵模組下方的電路板。固定導電片具有一固定片接觸部位。彈性導電片具有一彈性片接觸部位、一組裝段與一活動段。彈性片接觸部位與固定片接觸部位相對。組裝段之一端用以插設於電路板。活動段可擺動地連接於組裝段之另一端而可活動地位於固定導電片與組裝段之間。當活動段相對靠近固定導電片而與固定導電片電性導通時，固定片接觸部位與彈性片接觸部位相接觸，緩衝結構被擠壓於活動段與固定導電片之間，且先於固定片接觸部位與彈性片接觸部位的接觸而與彈性導電片或固定導電片接觸。

本發明所揭露的按鍵模組，包含一按鍵開關、一鍵帽、一如前所述的導電片組件。按鍵開關包含一具有空腔的底座、一鍵軸、一如前所述之導電片組件及一彈性件。鍵軸、導電片組件及彈性件設置於底座內，且鍵軸相對底座可活動。鍵帽套設於鍵軸上，並隨鍵軸一起朝向或遠離底座的底部移動。

本發明所揭露的鍵盤，包含一鍵盤殼體、多個如前所述的按鍵模組及一電路板。按鍵模組與電路板皆位於鍵盤殼體中，且這些按鍵模組電性連接於電路板。

本發明所揭露的導電片組件與包含其之按鍵模組及鍵盤中，藉由位於固定導電片與彈性導電片之活動段之間的緩衝結構，可在活動段復位彈向固定導電片的過程中，吸收活動段所帶來的撞擊力道，以降低每次按壓時在固定導電片與彈性導電片之間的接觸點的磨損，進而延長導電片組件的使用壽命。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

本發明實施方式提供了一種適於延長按鍵使用壽命的按鍵模組及使用該按鍵模組的鍵盤。按鍵模組包括按鍵開關和可拆卸地或者固定地套設於按鍵開關上方的鍵帽，鍵帽跟隨按鍵開關朝向或遠離位於按鍵開關下方的電路板位移，以將鍵帽上的按壓力轉換為開關信號。按鍵開關包括底座、鍵軸、導電片組件與彈性件。鍵軸、導電片組件和彈性件均設置於底座的容腔內。鍵軸可拆卸地或固定地連接鍵帽，且隨鍵帽的按壓而壓縮彈性件，並迫使導電片組件電性連接位於底座下方的電路板，鍵軸還在鍵帽被撤銷按壓後隨彈性件的彈性作用而復位。導電片組件包含相對設置的固定導電片和彈性導電片。在鍵帽被按壓時，固定導電片上設有的固定片接觸部位與彈性導電片上設有的彈性片接觸部位相互接觸，使得導電片組件連接前述的電路板。由於固定片接觸部位和彈性片接觸部位在鍵帽被按壓時相互接觸，使用一段時間後，二者將有一定程度的磨損，為此，本發明實施方式中對導電片組件予以改進，即增加具有彈性的緩衝結構來減少按鍵每次被按壓時對固定片接觸部位和彈性片接觸部位的磨損。

一種改進中，在固定導電片上增加緩衝結構，緩衝結構與固定片接觸部位位於同一側，在鍵帽被按壓時，彈性導電片首先接觸固定導電片上的緩衝結構，然後再與固定導電片上的固定片接觸部位接觸。從而，透過緩衝結構先承受鍵帽按壓傳遞來的壓力，因緩衝結構中和了過大的壓力，由此減緩固定片接觸部位和彈性片接觸部位之間的磨損，進而為延長按鍵壽命提供了可能。

另一種改進是在彈性導電片上增加緩衝結構，緩衝結構與彈性片接觸部位位於同一側，在鍵帽被按壓時，固定導電片首先接觸彈性導電片上的緩衝結構，然後再與彈性導電片上的彈性片接觸部位接觸。類似地，透過緩衝結構減緩了固定片接觸部位和彈性片接觸部位之間的磨損，進而為延長按鍵壽命提供了可能。

又一種改進是對固定片接觸部位和/或彈性片接觸部位的表面進行鍍層，例如鍍銀，使鍍在固定片接觸部位和/或彈性片接觸部位表面上的一層是耐磨且導電性強的材質，從而使得固定片接觸部位與彈性片接觸部位之間的接觸電阻變小，按鍵反應越靈敏。

以下透過具體實施例詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。此外，為達說明方便之目的，本發明所附圖式中均附有參考座標軸。

首先，請參照圖1~3，圖1係為根據本發明之一實施例所繪示之按鍵模組的立體圖，圖2係為根據本發明之圖1之按鍵模組的爆炸圖，而圖3係為根據本發明之圖2之按鍵模組的導電片組件的放大圖。本實施例提出一種按鍵模組1，可應用於如筆記型電腦或桌上型電腦等電子產品的鍵盤，以作為該鍵盤上觸發特定訊號之用。如圖1所示，於本實施例中，按鍵模組1包含一按鍵開關10與鍵帽20。按鍵開關10設置於前述鍵盤內的一電路板30上。鍵帽20設置於按鍵開關10上。電路板30可經由走線(未繪示)或無線傳輸方式與前述電子產品內的系統信號連接，但本發明並非以此為限。且可理解的是，電路板30上還可以設置更多的按鍵模組，以用來觸發其他按鍵所預定的訊號，但本發明亦非以此為限。

接著，如圖2所示，按鍵開關10包含一底座11、一鍵軸12、一導電片組件13與一彈性件14。

底座11包含一上殼體111與一下殼體113。上殼體111可與下殼體113相組裝而共同圍繞出一空腔S1(即前述的容腔，如圖4A所示)。鍵軸12可上下移動地設置在空腔S1內，且可拆卸連接或固定連接底座11。鍵軸12的頂部與鍵帽20可拆卸式插接或者固定連接。

導電片組件13包含一固定導電片131與一彈性導電片133。且由圖3可清楚看到，導電片組件13還包含一固定片接觸部位134、一彈性片接觸部位137與二緩衝結構139。

詳細來說，固定導電片131是以具有導電特性的金屬材質所構成，其插設於下殼體113，以在鍵帽20被按壓後與下殼體113下方的電路板30電性連接。

彈性導電片133是以具有彈性與導電特性的金屬材質所構成，其具有一組裝段133a、一彎曲段133b與一活動段133c。組裝段133a之一端插設於下殼體113，以在鍵帽20被按壓後與下殼體113下方的電路板30電性連接。彎曲段133b銜接於組裝段133a與活動段133c之間。活動段133c經由彎曲段133b可擺動地連接於組裝段133a之另一端，使得活動段133c可活動地位於固定導電片131與組裝段133a之間(如圖4A與圖5A所示)。藉此，活動段133c可經由彎曲段133b而相對靠近或相對遠離固定導電片131。

固定片接觸部位134設置於固定導電片131的朝向活動段133c的一側，且其表面鍍有一層耐磨且具有高導電特性的材質，例如銀。但本發明並非以固定片接觸部位134的設計或形成方法為限。

彈性片接觸部位137設置於活動段133c的朝向固定導電片131的一側，且對應於固定片接觸部位134。也可以說，固定片接觸部位134與彈性片接觸部位137彼此相對，且是位於固定導電片131與活動段133c之間。彈性片接觸部位137也可以是由與固定片接觸部位134相同的材質所構成，或是以一沖壓加工自活動段133c上形成，本發明並非以此為限。

此外，需聲明的是，本發明並非以前述固定片接觸部位134與彈性片接觸部位137的位置為限。例如於其他實施例中，固定片接觸部位134也可以設置於活動段133c的朝向固定導電片131的一側，而彈性片接觸部位137也可以設置於固定導電片131的朝向活動段133c的一側。

二緩衝結構139也是位於固定導電片131與活動段133c之間。具體來說，於本實施例中，二緩衝結構139設置於固定導電片131朝向活動段133c的一側，但本發明並非以此為限。例如於其他實施例中，緩衝結構139也可以設置於活動段133c朝向固定導電片131的一側。此外，緩衝結構139是由具可壓縮特性且電性絕緣的材質所構成，例如橡膠或塑膠，但本發明並非以此為限。例如於其他實施例中，緩衝結構139也可以是一個由電性絕緣材質所構成的壓縮彈簧。另外，本發明也非以緩衝結構139的數量為限，例如於其他實施例中，緩衝結構139的數量可以為二個以上或僅為一個。

接著，請復參圖2，彈性件14位於空腔S1中，且連接於鍵軸12與下殼體113之間。於本實施例中，彈性件14為一壓縮彈簧，其一端設置於下殼體113，而另一端設置於鍵軸12，可提供彈性推力給鍵軸12以作為壓縮或復位鍵軸12之用。

接著，請參閱圖4A~4B，圖4A係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽未被按壓時的側剖圖，而圖4B係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽未被按壓時導電片組件的俯視圖。

如圖4A~4B所示，此時鍵帽20與按鍵開關10已組裝完成，當鍵帽20未被按壓時，鍵軸12受彈性件14的彈性推力而保持在相對遠離底座11之下殼體113的位置。在此情況下，鍵軸12可以推抵彈性導電片133之活動段133c，使得活動段133c相對遠離固定導電片131而驅使彎曲段133b彎曲並累積彈性位能。藉此，彈性導電片133之活動段133c上的彈性片接觸部位137與固定導電片131上的固定片接觸部位134為相分離，而使固定導電片131與彈性導電片133不相導通。此外，固定導電片131上的二緩衝結構139與活動段133c亦為相分離。

緩衝結構139、固定片接觸部位134及彈性片接觸部位137的高度只需要滿足：當按壓鍵帽20使固定導電片131接觸彈性導電片133的過程中，是首先接觸緩衝結構139，然後才是固定片接觸部位134接觸彈性片接觸部位137。例如在本實施例，緩衝結構139、固定片接觸部位134及彈性片接觸部位137的高度只需滿足鍵帽20於按壓狀態下的過程中，彈性導電片133首先接觸的是緩衝結構139，然後再是固定片接觸部位134與彈性片接觸部位137相接觸。一種實現中，由圖4B可看到，鍵帽未被按壓時，各緩衝結構139的於未被擠壓時的高度為H1，固定片接觸部位134的高度為H2，彈性片接觸部位137的高度為H3，此時各緩衝結構139的高度H1大於固定片接觸部位134的高度H2與彈性片接觸部位137的高度H3的總合，意即滿足以下條件：

H1＞(H2+H3)。

應理解，該條件也可以改變，前提是滿足在按壓狀態下，固定導電片與彈性導電片之間透過緩衝結構相接觸，然後才是固定片接觸部位與彈性片接觸部位相接觸。

請接續參閱圖5A~5B，圖5A係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽被按壓時的側剖圖，而圖5B係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽被按壓時導電片組件的俯視圖。

如圖5A~5B所示，當鍵帽20被按壓而下壓時，鍵帽20會帶動鍵軸12一併朝底座11之下殼體113的方向活動而使鍵軸12不再推抵彈性導電片133的活動段133c。在此情況下，彎曲段133b釋放彈性位能而驅使活動段133c彈向固定導電片131，使得活動段133c上的彈性片接觸部位137會撞擊接觸固定導電片131上的固定片接觸部位134，以讓固定導電片131與彈性導電片133經由固定片接觸部位134與彈性片接觸部位137而電性導通，進而觸發按鍵模組1所預設的訊號。

對照圖4B與圖5B可看到，由於各緩衝結構139為彈性材質構成，且其高度H1大於固定片接觸部位與彈性片接觸部位的高度總合(即H2+H3)，因而在活動段133c彈向固定導電片131的過程中，設置於固定導電片131上的緩衝結構139會先受到活動段133c的撞擊而被擠壓變形。在此情況下，緩衝結構139可吸收活動段133c所帶來的衝擊力，以降低按壓時對固定片接觸部位134與彈性片接觸部位137所造成的磨損，進而延長導電片組件13的使用壽命。

但需要注意的是，本發明並非以前述緩衝結構139、固定片接觸部位134與彈性片接觸部位137的高度大小為限，只要是滿足緩衝結構139的高度能使得固定導電片131與彈性導電片133在接觸時是首先接觸到緩衝結構139，然後再是固定片接觸部位134接觸彈性片接觸部位137固定片接觸部位彈性片接觸部位，均屬於本發明之範疇，使用者可依據實際需求在此範疇內調整上述元件的高度大小。

另外，本發明的彈性片接觸部位和固定片接觸部位的形狀不限，固定片接觸部位可以是一凸點或一凸塊，彈性片接觸部位也可以是凸點或凸塊，甚至彈性片接觸部位與活動段處於同一平面，在此情況下，固定導電片131上的固定片接觸部位134可直接承受活動段133c的撞擊而與活動段133c電性導通，而緩衝結構139的高度H1僅需略高於固定片接觸部位134的高度H2即可。

接著，請參閱圖6，圖6為根據本發明之一實施例所繪示之鍵盤的立體圖。如圖所示，提供了一種鍵盤9，其包含了一鍵盤殼體91、多個如前所述的按鍵模組1與一如前所述的電路板30。這些按鍵模組1與電路板30均設置於鍵盤殼體91中。而這些按鍵模組1電性連接於電路板30上，以可用來觸發各自所預定的訊號。

由上述可知，在本發明所揭露的導電片組件與包含其之按鍵模組及鍵盤中，藉由位於固定導電片與彈性導電片之活動段之間的緩衝結構，可在活動段復位彈向固定導電片的過程中，吸收活動段所帶來的撞擊力道，以降低每次觸擊時在固定導電片與彈性導電片之間的接觸點的磨損，進而延長導電片組件的使用壽命。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧按鍵模組

9‧‧‧鍵盤

10‧‧‧按鍵開關

11‧‧‧底座

12‧‧‧鍵軸

13‧‧‧導電片組件

14‧‧‧彈性件

20‧‧‧鍵帽

30‧‧‧電路板

91‧‧‧鍵盤殼體

131‧‧‧固定導電片

133‧‧‧彈性導電片

133a‧‧‧組裝段

133b‧‧‧彎曲段

133c‧‧‧活動段

134‧‧‧固定片接觸部位

137‧‧‧彈性片接觸部位

139‧‧‧緩衝結構

H1‧‧‧緩衝結構的高度

H2‧‧‧固定片接觸部位的高度

H3‧‧‧彈性片接觸部位的高度

S1‧‧‧空腔

圖1係為根據本發明之一實施例所繪示之按鍵模組的立體圖。 圖2係為根據本發明之圖1之按鍵模組的爆炸圖。 圖3係為根據本發明之圖2之按鍵模組的導電片組件的放大圖。 圖4A係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽未被按壓時的側剖圖。 圖4B係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽未被按壓時導電片組件的俯視圖。 圖5A係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽被按壓時的側剖圖。 圖5B係為根據本發明之圖1之按鍵模組的鍵帽被按壓時導電片組件的俯視圖。 圖6係為根據本發明之一實施例所繪示之鍵盤的立體圖。

Claims (9)

1. 一種導電片組件，適用於觸發一按鍵模組，該導電片組件包含：一固定導電片，用以插設於一位於該按鍵模組下方的電路板，該固定導電片具有一固定片接觸部位；一彈性導電片，具有一彈性片接觸部位、一組裝段與一活動段，該彈性片接觸部位與該固定片接觸部位相對，該組裝段之一端用以插設於該電路板，該活動段可擺動地連接於該組裝段之另一端而可活動地位於該固定導電片與該組裝段之間；以及至少一緩衝結構，位於該固定導電片與該彈性導電片之該活動段之間；其中，當該彈性導電片之該活動段相對靠近該固定導電片而與該固定導電片電性導通時，該固定片接觸部位與該彈性片接觸部位相接觸，該至少一緩衝結構被擠壓於該活動段與該固定導電片之間，且先於該固定片接觸部位與該彈性片接觸部位的接觸而與該彈性導電片或該固定導電片接觸。
2. 如請求項1所述之導電片組件，其中該至少一緩衝結構位於該固定導電片上，且與該固定片接觸部位處於同一側，當該彈性導電片之該活動段相對靠近該固定導電片而與該固定導電片電性導通時，該活動段是先觸及該至少一緩衝結構，再透過該彈性片接觸部位觸及該固定片接觸部位；或者，該至少一緩衝結構位於該彈性導電片上，且與該彈性片接觸部位處於同一側，當該彈性導電片之該活動段相對靠近該固定導電片而與該固定導電片電性導通時，該固定導電片是先觸及該至少一緩衝結構，再透過該固定片接觸部位觸及該彈性片接觸部位。
3. 如請求項1所述之導電片組件，其中該固定片接觸部位和/或該彈性片接觸部位的表面鍍有一層耐磨且具導電性的材質。
4. 如請求項1所述之導電片組件，其中該至少一緩衝結構的高度、該固定片接觸部位的高度與該彈性片接觸部位的高度滿足：當該固定導電片與該彈性導電片接觸的過程中是首先觸及該至少一緩衝結構，再透過該固定片接觸部位與該彈性片接觸部位相接觸。
5. 如請求項1所述之導電片組件，其中該至少一緩衝結構是由具可壓縮特性且電性絕緣的材質所構成。
6. 如請求項1所述之導電片組件，其中該至少一緩衝結構為一以電性絕緣材質所構成的壓縮彈簧。
7. 如請求項1所述之導電片組件，其中該彈性導電片還具有一彎曲段，銜接於該組裝段與該活動段之間，當該活動段受該按鍵模組之一鍵軸推抵時，該活動段相對遠離該固定導電片而驅使該彎曲段彎曲而累積彈性位能，當該活動段不再受該鍵軸推抵時，該彎曲段釋放彈性位能以驅使該活動段彈向該固定導電片。
8. 一種按鍵模組，包含：一按鍵開關，包含一具有空腔的底座、一鍵軸、一如請求項1至7任一項所述之導電片組件及一彈性件，該鍵軸、該導電片組件及該彈性件設置於該底座的空腔內，且該鍵軸相對該底座可活動；以及一鍵帽，其套設於該鍵軸上，並隨該鍵軸一起朝向或遠離該底座的底部移動。
9. 一種鍵盤，包含：一鍵盤殼體；多個如請求項8所述之按鍵模組；以及一電路板，該些按鍵模組與該電路板皆位於該鍵盤殼體中，且該些按鍵模組電性連接於該電路板。