TWI620221B - 按鍵結構及其剪刀式連接元件 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種剪刀式連接元件，其包括第一框架以及第二框架，且第二框架的開口係供第一框架的轉軸進入第二框架的軸孔而使第一框架樞接於第二框架，而第二框架的阻擋結構設置於開口的鄰近處或設置於開口與軸孔之間，以使轉軸被限位於阻擋結構以及軸孔之間，因此本發明剪刀式連接元件易於組裝並提升其第一框架與第二框架於連接上的穩定性。此外，本發明還提供具有上述剪刀式連接元件的按鍵結構。

Description

按鍵結構及其剪刀式連接元件
本發明係涉及輸入裝置的領域，尤其係關於應用於鍵盤裝置的按鍵結構與剪刀式連接元件。
常見的電腦週邊之輸入裝置包括滑鼠裝置、鍵盤裝置以及軌跡球裝置等，其中鍵盤裝置可供使用者直接地將文字以及符號輸入至電腦，因此相當受到重視。
首先說明習知鍵盤裝置之結構以及功能，請參閱圖1，其為習知鍵盤裝置之外觀結構示意圖。習知鍵盤裝置1之表面上具有複數按鍵10，該些按鍵10被分類為一般鍵、數字鍵以及功能鍵等，分別供使用者以手指觸壓而使鍵盤裝置1產生相對應的按鍵訊號予電腦，進而使電腦執行相對應的功能，例如一般鍵用以輸入英文字母等符號，數字鍵用以輸入數字，而功能鍵則用以提供各種快捷功能，例如F1~F12等。
接下來說明習知鍵盤裝置之按鍵結構的組成。請參閱圖2，其為習知鍵盤裝置之按鍵結構的立體分解示意圖。按鍵結構2包括鍵帽21、剪刀式連接元件22、彈性體23、薄膜開關電路24以及按鍵底板25，薄膜開關電路24係設置於按鍵底板25上，且彈性體23設置於鍵帽21與薄膜開關電路24之間，而剪刀式連 接元件22則位於鍵帽21以及按鍵底板25之間，並分別連接於鍵帽21以及按鍵底板25；其中，剪刀式連接元件22包括具有轉軸2211的內框架221以及具有封閉式軸孔2221的外框架222，且封閉式軸孔2221係供轉軸2211穿過而使內框架221樞接於外框架222，因此內框架221與外框架222可彼此相對擺動。
再者，按鍵結構2的鍵帽21於初始狀態下是位於第一高度(未標示於圖中)，當按鍵結構2被觸壓後，鍵帽21會因受壓抵力而向下移動，使得剪刀式連接元件22之內框架221以及外框架222隨著擺動，致使內框架221與外框架222漸進平行，而於鍵帽21向下移動的過程中，彈性體23亦會被鍵帽21擠壓而觸壓按鍵底板25上的薄膜開關電路24，使薄膜開關電路24產生輸出按鍵訊號，此時，按鍵結構2的鍵帽21位於第二高度(未標示於圖中)，其中，第二高度與第一高度之間的差距即為按鍵結構2的行程。
而當按鍵結構2不再被觸壓時，彈性體23因被擠壓而產生的彈性力會提供予鍵帽21，而使鍵帽21向上移動，同時內框架221以及外框架222亦會隨著鍵帽21的牽引而擺動，以輔助鍵帽21回復至第一高度的位置。進一步而言，鍵帽21之所以能夠於被按壓後恢復到第一高度的位置，除了藉由彈性體23之抵頂外，還需要內框架221與外框架222之間的相配合才能夠使鍵帽21於垂直方向上移動的行程被精準地控制。因此，剪刀式連接元件22與整個按鍵結構2的品質及使用壽命存在著重要的關係。
特別說明的是，於內框架221與外框架222的組裝過程中，外框架222必須先被手動撐開而使位於兩側之封閉式軸孔2221之間的距離擴大，內框架221的轉軸2211才能夠被插入封閉式軸孔2221內而完成內框架221與外框架222的組裝。然而，上述手動撐開外框架222的動作係耗費較多的組裝時間，亦無把被機器自動化的進行，因此生產效率受到相當的影響。
有鑑於此，公告號為M448779的台灣新型專利提出 了一種改良的剪刀式連接元件。請參閱圖3，其為公告號為M448779的台灣新型專利所提出之剪刀式連接元件的立體分解示意圖。圖3所示之剪刀式連接元件大致類似於圖2所示者，而不同之處在於，剪刀式連接元件22’的外框架222’上設置有一開口2222，開口2222具有相對應於內框架221’之轉軸2211’的軸向長度L9的開口寬度L8，而軸孔2221’與開口2222之間具有一導引斜面2223；其中，開口寬度L8係相同或略大於內框架221’之轉軸2211’的軸向長度L9，因此於內框架221’與外框架222’的組裝過程中，內框架221’的轉軸2211’可直接經由一特定角度與方向從開口2222處沿著導引斜面2223滑動而進入軸孔2221’。此外，內框架221’的轉軸2211’具有二平切面22111、22112，用以於轉軸2211’被置入於軸孔2221’時，分別與軸孔2221’的底部以及導引斜面2223形成干涉，藉此限制內框架221’相對於外框架222’的旋轉角度。
雖然基於上述之開口2222以及導引斜面2223的設計，使得內框架221’可被快速地組裝至外框架222’中，並得以自動化生產，但若組裝後的鍵盤裝置遭遇摔落(如意外摔落或鍵盤裝置於出廠前需通過的可靠度摔落測試)或被外力碰撞，內框架221’的轉軸2211’反而容易經由上述特定角度與方向由外框架222’的軸孔2221’沿著導引斜面2223滑動並從開口2222滑出，此將導致剪刀式連接元件22’的解體，並進而造成按鍵結構中各元件的散落。是以，習知的按鍵結構及其剪刀式連接元件具有改善的空間。
本發明之一目的在提供一種剪刀式連接元件，尤其係關於一種易於組裝並提升其第一框架與第二框架之連接穩定性的剪刀式連接元件。
本發明之一目的在提供一種按鍵結構，尤其係關於 一種具有上述剪刀式連接元件的按鍵結構。
於一較佳實施例中，本發明提供一種剪刀式連接元件，包括：一第一框架，包括一轉軸，且該轉軸設置於該第一框架之外測；以及一第二框架，包括一安裝部，且該安裝部設置於該第二框架內側，並具有一開口、一軸孔以及一阻擋結構；其中，該開口係供該轉軸進入該軸孔而使該第一框架樞接於該第二框架，而該阻擋結構設置於該開口之一鄰近處或設置於該開口與該軸孔之間，以使該轉軸被限位於該阻擋結構以及該軸孔之間。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種按鍵結構，包括：一按鍵底板；一鍵帽，位於該按鍵底板之上方，以及一剪刀式連接元件，連接於該按鍵底板以及該鍵帽之間，而使該鍵帽相對於該按鍵底板上下移動，該剪刀式連接元件包括：一第一框架，包括一轉軸，且該轉軸設置於該第一框架之外側；以及一第二框架，包括一安裝部，且該安裝部設置於該第二框架內側，並具有一開口、一軸孔以及一阻擋結構；其中，該開口係供該轉軸進入該軸孔而使該第一框架樞接於該第二框架，而該阻擋結構設置於該開口之一鄰近處或設置於該開口與該軸孔之間，以使該轉軸被限位於該阻擋結構以及該軸孔之間。
1‧‧‧鍵盤裝置
2‧‧‧按鍵結構
3‧‧‧按鍵結構
10‧‧‧按鍵
21‧‧‧鍵帽
22‧‧‧剪刀式連接元件
22’‧‧‧剪刀式連接元件
23‧‧‧彈性體
24‧‧‧薄膜開關電路
25‧‧‧按鍵底板
30‧‧‧剪刀式連接元件
31‧‧‧按鍵底板
32‧‧‧鍵帽
33‧‧‧薄膜開關電路
34‧‧‧彈性體
221‧‧‧內框架
221’‧‧‧內框架
222‧‧‧外框架
222’‧‧‧外框架
301‧‧‧第一框架
302‧‧‧第二框架
302’‧‧‧第二框架
311‧‧‧第一卡勾
312‧‧‧第二卡勾
341‧‧‧彈性體的頂部
342‧‧‧彈性體的底部
2211‧‧‧轉軸
2211’‧‧‧轉軸
2221‧‧‧封閉式軸孔
2221’‧‧‧軸孔
2222‧‧‧開口
2223‧‧‧導引斜面
3011‧‧‧轉軸
3021‧‧‧安裝部
3021’‧‧‧安裝部
22111‧‧‧平切面
22112‧‧‧平切面
30111‧‧‧弧形端面
30112‧‧‧平切面
30113‧‧‧平切面
30211‧‧‧開口
30212‧‧‧軸孔
30213‧‧‧導引斜面
30214‧‧‧阻擋結構
302121‧‧‧軸孔的底部
302122‧‧‧軸孔的頂部
L1‧‧‧軸向長度
L2‧‧‧軸孔深度
L3‧‧‧開口寬度
L4‧‧‧阻擋結構寬度
L8‧‧‧開口寬度
L9‧‧‧軸向長度
圖1：係為習知鍵盤裝置之外觀結構示意圖。
圖2：係為習知鍵盤裝置之按鍵結構的立體分解示意圖。
圖3：係為公告號為M448779的台灣新型專利所提出之剪刀式連接元件的立體分解示意圖。
圖4：係為本發明按鍵結構於一較佳實施例中之立體分解示意圖。
圖5：係為圖4所示按鍵結構之剪刀式連接元件的結構示意圖。
圖6：係為圖5所示按鍵結構之剪刀式連接元件的剖面示意圖。
圖7：係為圖5所示剪刀式連接元件之第一框架的部份結構側視圖。
圖8：係為圖5所示剪刀式連接元件之第二框架的部份結構側視圖。
圖9：係為圖5所示按鍵結構之剪刀式連接元件的組裝示意圖。
圖10：係為本發明按鍵結構於一另一較佳實施例中之剪刀式連接元件之第二框架的部份結構側視圖。
請參閱圖4以及圖5，圖4為本發明按鍵結構於一較佳實施例中之立體分解示意圖，圖5為圖4所示按鍵結構之剪刀式連接元件的結構示意圖。按鍵結構3包括剪刀式連接元件30、按鍵底板31、鍵帽32、薄膜開關電路33以及彈性體34，且剪刀式連接元件30位於鍵帽32以及薄膜開關電路33之間，並包括第一框架301以及樞接於第一框架301的第二框架302，使得第二框架302可相對於第一框架301擺動，於本較佳實施例中，第一框架301與第二框架302分別為內框架與外框架，且第一框架301被架設於第二框架302的內側。
再者，薄膜開關電路33位於按鍵底板31以及彈性 體34之間，用以被觸發而產生一按鍵訊號，而彈性體34位於鍵帽32以及薄膜開關電路33之間，並包括一頂部341以及一底部342，當按鍵結構3中各元件結合時，彈性體34的頂部341穿過第一框架301以與鍵帽32接觸，而彈性體34的底部342則與薄膜開關電路33接觸。
又，按鍵底板31包括第一卡勾311以及第二卡勾312，且第一卡勾311位於按鍵底板31的一側，用以與第二框架302的一端連接，而第二卡勾312位於按鍵底板31的另一側，用以與第一框架301的一端連接。同樣地，鍵帽32亦具有類似按鍵底板31之第一卡勾311以及第二卡勾312的卡勾結構(未標示於圖中)，以分別供第一框架301的另一端以及第二框架302的另一端連接。
接下來進一步說明剪刀式連接元件30的詳細結構。請參閱圖6~圖8，圖6為圖5所示按鍵結構之剪刀式連接元件的剖面示意圖，圖7為圖5所示剪刀式連接元件之第一框架的部份結構側視圖，圖8為圖5所示剪刀式連接元件之第二框架的部份結構側視圖。第一框架301包括設置於第一框架301之外側的轉軸3011，而第二框架302包括設置於第二框架302之內側的安裝部3021，且安裝部3021具有開口30211、軸孔30212、導引斜面30213以及阻擋結構30214，而導引斜面30213的二端分別鄰接於開口30211的一側以及軸孔30212的底部302121，以於第一框架301與第二框架302相組裝時供第一框架301的轉軸3011從開口30211處沿著導引斜面30213而進入軸孔30212，進而使第一框架301樞接於第二框架302。
特別說明的是，阻擋結構30214係設置於開口30211的鄰近處或設置於開口30211與軸孔30212之間，藉以使轉軸3011被限位於阻擋結構30214與軸孔30212之間。詳言之，於本較佳實施例中，阻擋結構30214的上表面鄰接於開口30211，且阻擋結構30214與開口30211分別具有相對應於轉軸3011之軸向長度L1 的阻擋結構寬度L4與開口寬度L3，而阻擋結構寬度L4與開口寬度L3的總和約略相同於軸孔30212的軸孔深度L2；其中，由於內框架221之轉軸3011的軸向長度L1係相同或略小於軸孔30212的軸孔深度L2，因此阻擋結構30214的阻擋結構寬度L4以及開口30211的開口寬度L3皆小於轉軸3011的軸向長度L1。
進一步而言，於第一框架301與第二框架302相組裝時，由於第二框架302之安裝部3021之開口30211的開口寬度L3小於第一框架301之轉軸3011的軸向長度L1，因此第一框架301的轉軸3011在第二框架302之安裝部3021的開口30211處需先被施予壓力而產生些微形變，第一框架301的轉軸3011才得以從安裝部3021的開口30211處進入安裝部3021，並進而沿著導引斜面30213滑動至軸孔30212。
此時，第二框架302之安裝部3021的阻擋結構30214提供了阻擋第一框架301之轉軸3011的作用，也就是說，若組裝後的按鍵結構3遭遇摔落(如意外摔落或具有按鍵結構3之鍵盤裝置(圖未示)於出廠前需通過的可靠度摔落測試)或被外力碰撞，第一框架301的轉軸3011可受到阻擋結構30214的阻擋而避免從第二框架302之安裝部3021的開口30211滑出，亦即可保持第一框架301與第二框架302於連接上的穩定性。
再者，於本較佳實施例中，第一框架301之轉軸3011包括弧形端面30111以及分別延伸自弧形端面30111兩側的二平切面30112、30113，且二平切面30112、30113相交並互相對稱，而第二框架302之安裝部3021之軸孔30212的頂部302122以及底部302121分別為一弧形面以及一平面。
請參閱圖9，其為圖5所示按鍵結構之剪刀式連接元件的組裝示意圖。於第一框架301與第二框架302的組裝過程中，除了如同上述需先對第一框架301的轉軸3011施予壓力而使其產生形變以通過第二框架302之安裝部3021的開口30211外，接著轉軸3011的平切面30113貼合於安裝部3021之開口30211下方 的導引斜面30213並持續沿著導引斜面30213滑動至軸孔30212內而貼合於軸孔30212的底部。
又，當第一框架301的轉軸3011被置入第二框架302之安裝部3021的軸孔30212內後，轉軸3011的弧形面係貼合於軸孔30212的頂部302122，且轉軸3011的二平切面30112、30113會分別於第一框架301相對於第二框架302樞轉時被安裝部3021的導引斜面30213以及軸孔30212的底部302121所阻擋，也就是說，安裝部3021的導引斜面30213以及軸孔30212的底部302121會分別與轉軸3011的二平切面30112、30113形成干涉而限制第一框架301相對於第二框架302的樞轉角度。
當然，上述僅為實施例，第一框架301之轉軸3011的外形以及第二框架302之安裝部3021之軸孔30212的形狀皆不以上述為限，且熟知本技藝人士皆可依據實際應用需求而對按鍵結構3進行任何均等的變更設計。舉例來說，請參閱圖10，其為本發明按鍵結構於一另一較佳實施例中之剪刀式連接元件之第二框架的部份結構側視圖。按鍵結構可被變更設計為，第二框架302’之安裝部3021’之阻擋結構30214的上表面平行並低於開口30211，而同樣地，阻擋結構30214的阻擋結構寬度仍小於第一框架301之轉軸3011的軸向長度，如此亦能提供阻擋第一框架301之轉軸3011從安裝部3021的開口30211滑出的作用。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (9)

  1. 一種剪刀式連接元件，包括：一第一框架，包括一轉軸，且該轉軸設置於該第一框架之外側；以及一第二框架，包括一安裝部，且該安裝部設置於該第二框架內側，並具有一開口、一軸孔、一阻擋結構以及一導引斜面；其中，該開口係供該轉軸進入該軸孔而使該第一框架樞接於該第二框架，而該阻擋結構設置於該開口之一鄰近處或設置於該開口與該軸孔之間，以使該轉軸被限位於該阻擋結構以及該軸孔之間，該導引斜面之二端分別鄰接於該開口以及該軸孔之一底部，該導引斜面係供該轉軸沿著該導引斜面移動而進入該軸孔，該軸孔之一頂部為一弧形面，而該軸孔之該底部為一平面，其中，該轉軸包括一弧形端面以及分別延伸自該弧形端面兩側的二平切面，當該轉軸被置入於該軸孔時，該弧形端面與該軸孔之該頂部相貼合，且該軸孔之該底部與該導引斜面分別與該轉軸之二該平切面形成干涉，以限制該第一框架相對於該第二框架之一旋轉角度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之剪刀式連接元件，其中該阻擋結構之一上表面鄰接於該開口，且該阻擋結構具有相對應於該轉軸之一軸向長度的一阻擋結構寬度；其中，該阻擋結構寬度小於該軸向長度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之剪刀式連接元件，其中該開口具有相對應於該轉軸之該軸向長度的一開口寬度，且該開口寬度與該阻擋結構寬度之一總和約略相同於該軸孔之一軸孔深度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之剪刀式連接元件，其中該阻擋結構之該上表面平行並低於該開口，且該阻擋結構具有相對應於該轉軸之一軸向長度的一阻擋結構寬度；其中，該阻擋結構寬度小 於該軸向長度。
  5. 一種按鍵結構，包括：一按鍵底板；一鍵帽，位於該按鍵底板之上方，以及一剪刀式連接元件，連接於該按鍵底板以及該鍵帽之間，而使該鍵帽相對於該按鍵底板上下移動，該剪刀式連接元件包括：一第一框架，包括一轉軸，且該轉軸設置於該第一框架之外側；以及一第二框架，包括一安裝部，且該安裝部設置於該第二框架內側，並具有一關口、一軸孔、一阻擋結構以及一導引斜面；其中，該開口係供該轉軸進入該軸孔而使該第一框架樞接於該第二框架，而該阻擋結構設置於該開口之一鄰近處或設置於該開口與該軸孔之間，以使該轉軸被限位於該阻擋結構以及該軸孔之間，該導引斜面之二端分別鄰接於該開口以及該軸孔之一底部，該導引斜面係供該轉軸沿著該導引斜面移動而進入該軸孔，該軸孔之一頂部為一弧形面，而該軸孔之該底部為一平面，其中，該轉軸包括一弧形端面以及分別延伸自該弧形端面兩側的二平切面，當該轉軸被置入於該軸孔時，該弧形端面與該軸孔之該頂部相貼合，且該軸孔之該底部與該導引斜面分別與該轉軸之二該平切面形成干涉，以限制該第一框架相對於該第二框架之一旋轉角度。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之按鍵結構，其中該阻擋結構之一上表面鄰接於該開口，且該阻擋結構具有相對應於該轉軸之一軸向長度的一阻擋結構寬度；其中，該阻擋結構寬度小於該軸向長度。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之按鍵結構，其中該開口具有相對應於該轉軸之該軸向長度的一開口寬度，且該開口寬度與該阻擋 結構寬度之一總和約略相同於該軸孔之一軸孔深度。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之按鍵結構，其中該阻擋結構之該上表面平行並低於該開口，且該阻擋結構具有相對應於該轉軸之一軸向長度的一阻擋結構寬度；其中，該阻擋結構寬度小於該軸向長度。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之按鍵結構，更包括：一薄膜開關電路，設置於該底板上，用以被觸發而產生一按鍵訊號；以及一彈性體，設置於該薄膜開關電路上，且該彈性體之一底部與該薄膜開關電路接觸，而該彈性體穿過該剪刀式連接元件，使該彈性體之一頂部與該鍵帽接觸，用以供被該鍵帽抵頂而觸發該薄膜開關電路或提供一彈性力予該鍵帽。
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