TWI720917B - 按鍵開關及其復位組件 - Google Patents

Abstract

一種按鍵開關之復位組件包含第一及第二套筒件，以及設置於兩套筒件間的彈簧。第一套筒件之第一外徑小於第二套筒件之第二內徑，以使第二套筒件可相對活動地套接於第一套筒件。彼此套接的第一套筒件與第二套筒件設置於按鍵開關的鍵帽與底座之間。彈簧具有第一、第二端部以及中段，彈簧中段之中段外徑大於第一套筒件之內徑。當鍵帽位於未按壓位置，第一端部穿設於第一套筒件中，第二端部及中段穿設於第二套筒件中。當彈簧被壓縮的過程中，彈簧中段受到擠壓而內縮、滑過第一套筒件之端緣、並進入第一套筒件中，以產生段落感及/或第一聲響。

Description

按鍵開關及其復位組件

本發明關於一種按鍵開關及其復位組件，尤指一種藉由復位組件的彈簧外徑變化與套筒件干涉/脫離干涉、以提供按鍵開關的段落感。

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。

在實際應用中，一般按鍵結構為了要提供使用者不同的按鍵按壓手感(tactile feedback)，因此必須設計不同規格的按鍵開關來供使用者選購；例如：電競鍵盤會在包裝盒上註明所使用按鍵開關是紅軸，棕軸，黑軸或其他顏色軸；藉由不同顏色來告知使用者鍵盤按鍵的按壓手感，例如可包含：觸發彈臂與觸發接點之導通位置高低、按鍵按壓行程(travel distance)、按壓段落感(tactile或linear)、或按壓聲音回饋(clicky或non-clicky)等。

在按壓聲音回饋以及按壓段落感設計方面，其通常需要在可與按鍵開關之軸體局部干涉配合的位置上額外增設發聲彈性件，藉此，當使用者向下按壓按鍵開關時，發聲彈性件即可在按壓過程中受到軸體下壓而撓曲變形，並且在發聲彈性件復位時產生段落感或是進一步地撞擊按鍵開關內部元件而產生聲響。然而，上述設計往往會導致額外零件成本、費時費工的按鍵製造組裝流程且佔用過多按鍵內部空間。

因此，本發明的目的之一在於提供一種按鍵開關及其復位組件，由於復位組件的彈簧具有外徑改變的干涉區段供干涉套筒件，可以於最小佔用空間的前提下，同時提供按鍵復位力量，並提供按鍵開關的段落感及/或聲響，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之按鍵開關包含：鍵帽、底座與復位組件。 其中底座與鍵帽相對設置，復位組件設置於鍵帽與底座之間。復位組件包含：第一套筒件、第二套筒件與彈簧。第一套筒件具有第一內徑與第一外徑。第二套筒件具有第二內徑大於第一套筒件的第一外徑，使第二套筒件以可相對活動之方式套接於第一套筒件外，彼此套接的第一套筒件以及第二套筒件設置於鍵帽與底座之間。彈簧設置於第一套筒件與第二套筒件之間，彈簧具有第一端部、第二端部，以及中段，中段之中段外徑大於第一套筒件之第一內徑。其中，當鍵帽位於未按壓位置，第一端部穿設於第一套筒件中，第二端部以及中段穿設於第二套筒件中；其中，當彈簧隨著鍵帽被下壓而被壓縮的過程中，中段受到擠壓而內縮、並經由第一套筒件之內緣滑入第一套筒件中，以產生段落感及/或聲響；其中，當彈簧隨著鍵帽從按壓位置被釋放時，彈簧伸展並使中段由第一套筒件回到第二套筒件中。

根據另一實施例，本發明之復位組件用於按鍵開關被按壓後的復位。復位組件包含第一套筒件、第二套筒件與彈簧。第一套筒件具有第一內徑與第一外徑。第二套筒件具有第二內徑大於第一套筒件的第一外徑，使第二套筒件以可相對活動之方式套接於第一套筒件外。彈簧設置於第一套筒件與第二套筒件之間，彈簧具有第一端部、第二端部，以及中段，中段之中段外徑大於第一套筒件之第一內徑。其中，當第一套筒件與第二套筒件處於伸展狀態時，第一端部穿設於第一套筒件中，第二端部以及中段穿設於第二套筒件中；其中， 當第一套筒件與第二套筒件處於壓縮狀態時，彈簧的中段受到擠壓而內縮、並經由第一套筒件之內緣滑入第一套筒件中，以產生段落感及/或聲響；其中，當第一套筒件與第二套筒件由壓縮狀態釋放時，彈簧伸展並使中段由第一套筒件回到第二套筒件中。

根據另一實施例，本發明之復位組件在彈簧由壓縮狀態釋放時，中段向上滑動並可彈性回復、外擴中段外徑而撞擊到第二套筒件的內壁而發出聲響。

根據另一實施例，本發明之復位組件中，第一套筒件開放端更包含階梯狀結構，階梯狀結構具有向下漸次擴大的內徑，以在彈簧由伸展狀態進入壓縮狀態過程中，短暫拘束縮小彈簧之中段外徑。在彈簧之中段下滑且完全越過階梯狀結構時，中段可彈性回復、外擴中段外徑而撞擊到第一套筒件的內壁而發出聲響。

根據另一實施例，本發明之復位組件在彈簧從壓縮狀態釋放時，中段向上滑動並可彈性回復、外擴中段外徑而撞擊到第二套筒件的內壁而發出聲響。

根據另一實施例，本發明之復位組件在第一套筒件的末端僅抵靠而不連接於底座，第二套筒件直接連接於鍵帽，復位組件可隨鍵帽同步從底座上拆卸脫離。

根據另一實施例，本發明之按鍵開關更包含上蓋設置於鍵帽下方並結合於底座之上，第一套筒件由底座往上蓋突出形成，上蓋與底座共同容置復位組件，且第二套筒件可活動地穿過上蓋。其中第二套筒件具有連接部向上延伸以連接於鍵帽，第二套筒件並具有套接部向下延伸以套接入於彈簧的第二端部內。

根據另一實施例，本發明之按鍵開關，其中第一套筒件由底座向上 延伸突出形成，第二套筒件係由鍵帽往底座延伸形成。其中按鍵開關與鄰接按鍵開關相鄰，鄰接按鍵開關包含鄰接上蓋、鄰接底座、鄰接第一套筒件與鄰接第二套筒件，第一套筒件透過底座、鄰接底座與鄰接第一套筒件一體相連，且第二套筒件透過上蓋、鄰接上蓋而與鄰接第二套筒件彼此一體相連。

綜上所述，由於本發明係採用中段外徑較大之彈簧與套筒件干涉/脫離干涉的設計，能夠提供俐落的段落感及/或聲響，取代先前技術所需額外增設發聲彈性件以與按鍵軸體干涉配合的設計，有效地解決先前技術的額外零件成本、組裝費時費工、佔用過多按鍵內部空間等問題，從而降低按鍵開關之零件成本、製程成本，且利於按鍵開關之薄型化。

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。

10、10’、100、200:按鍵開關

11、11’、110:復位組件

12、102、206:鍵帽

121:卡合結構

14、104、202:底座

16、16’、116、210:第一套筒件

18、108、212:第二套筒件

20、114、208:彈簧

22、124、214:第一端部

24、126、216:第二端部

26、128、218:中段

28、130、220:內壁

30:升降機構

32:第一干涉結構

34:第二干涉結構

36:階梯狀結構

106、204:上蓋

108a:連接部

108b:套接部

112:開關單元

118:觸發彈臂

120:觸發接點

122:凸部

161:內緣

162:導引斜面

163:限位部

181:凸緣

203:光收發器

207:電路板

D1a:第一內徑

D1b:第一外徑

D2a:第二內徑

DS1:第一端外徑

DS2:第二端外徑

DS3:中段外徑

第1A圖為根據本發明之一實施例所提出之按鍵開關之剖面示意圖。

第1B圖為第1A圖中彈簧的剖面示意圖。

第2A圖為第1A圖之鍵帽與第一套筒件以及第二套筒件組裝後之底側立體示意圖。

第2B圖為根據本發明之另一實施例所提出之按鍵開關之剖面示意圖。

第3A圖為第1A圖之按鍵開關在第二套筒件被按壓至被按壓位置時之剖面示意圖。

第3B圖為第3A圖之彈簧之中段瞬間被釋放而外擴延展撞擊到第二套筒件之內壁的剖面示意圖。

第4圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵開關之剖面示意圖。

第5圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵開關之剖面示意圖。

第6圖為第5圖之按鍵開關於鍵帽被按壓時之剖面示意圖。

第7圖為根據本發明另一實施例所提出之按鍵開關之剖面示意圖。

請參閱第1A圖以及第2A圖，第1A圖為根據本發明之一實施例所提出之一按鍵開關10之剖面示意圖，第2A圖為第1A圖之一鍵帽12與一第一套筒件16以及一第二套筒件18組裝後之底側立體示意圖。如第1A圖以及第2A圖所示，在此實施例中，按鍵開關10係可包含復位組件11、鍵帽12與底座14，複數個按鍵開關10可組成完整鍵盤，進而應用在獨立鍵盤或可攜式電子裝置上(作為筆記型電腦之內建鍵盤模組或可連接平板電腦的折疊式皮套鍵盤)，以供使用者按壓而執行使用者所欲輸入之功能。水平延伸的鍵帽12與板狀底座14上下相對設置，而復位組件11設置於鍵帽12與底座14之間提供復位力量，使鍵帽12可以相對於底座14，在未按壓位置(通常是鍵帽的最高位置，即復位組件11與彈簧20處於伸展狀態)與被按壓位置(鍵帽低於最高位置之處，即復位組件11與彈簧20處於壓縮狀態)之間上下運動。

更詳細地說，復位組件11包含圓筒狀的第一套筒件16、第二套筒件18，以及一彈簧20；其中第一套筒件16與第二套筒件18遠離套接處的一端為封閉端，而第一套筒件16與第二套筒件18相套接的一端為開放端，以供彈簧20穿設於第一套筒件16與第二套筒件18之間。第一套筒件16具有一第一內徑D1a及一第一外徑D1b，第二套筒件18具有一第二內徑D2a，其中第二內徑D2a大於第一套筒件16的第一外徑D1b，使第二套筒件18以可相對活動之方式套接於第一套筒件16外。

第1A圖與第2A圖中，第二套筒件18係直接連接於鍵帽12，而第一套筒件16被第二套筒件18套接，使第一套筒件16的末端靠近或抵接於底座14。並且，第一套筒件16可以選擇性的與底座14直接連接、或僅抵靠而不連接於底座 14。換言之，第一套筒件16不與底座14直接連接時，若將鍵帽12拆卸下來，整個復位組件11會隨著鍵帽12同步被拆卸下來，從底座14上拆卸脫離。如第2A圖中所示。

第二套筒件18連接於鍵帽12的方式，例如直接由鍵帽12底表面延伸而出，或透過一卡合結構121將第二套筒件18相對凹凸卡合於鍵帽12上；如有必要，第二套筒件18是可拆卸地連接於鍵帽12，以便整組更換復位組件11或更換彈簧20，進而改變段落感及/或聲響。第一套筒件16被第二套筒件18套接的一端設有環繞外壁的限位部163，相對應地，第二套筒件18在套接第一套筒件16的一端設有環繞內壁的凸緣181可與限位部163彼此干涉，使彈簧20伸展時第一套筒件16與第二套筒件18不至於彼此脫離。如此一來，第一套筒件16係可與第二套筒件18及彈簧20共同形成伸縮套筒結構，以使彈簧20間接抵接於鍵帽12與底座14之間而提供復位力量。彈簧20隨著鍵帽12之上下移動而相對應壓縮、伸展、內縮、外擴等等來回變形的過程中，皆位於第一套筒件16以及第二套筒件18所圍繞構成的容置空間中，可藉由第一套筒件16以及第二套筒件18保護彈簧20，從而提升彈簧20之使用壽命。

在另一實施例中，如第2B圖所示，本發明係可採用第二套筒件18固定設置於底座14上，且第一套筒件16靠近或抵接於鍵帽12下表面，也就是與第1A圖復位組件11上下顛倒之設計，仍能提供相同功效；其相關說明係可參照以下描述類推，於此不再贅述。

至於在彈簧20之結構設計方面，由第1A圖與第1B圖可知，彈簧20具有一第一端部22、一第二端部24，以及一中段26，中段26位於第一端部22與第二端部24之間。在第1A圖中，鍵帽12位於未按壓位置，即復位組件11與彈簧20處於伸展狀態，此時第一端部22係穿設於第一套筒件16中，第二端部24以及中段26係穿設於第二套筒件18中。第二套筒件18在第1A/2B/3A/3B/4圖中雖然是 兩端開放的，彈簧20之第二端部24並沒有抵撐在第二套筒件18的末端內壁，但於其他實施例中，第二套筒件18的末端可以是封閉的且具有內壁，而彈簧20之第二端部24可以直接抵撐在第二套筒件18的末端內壁面。

參考第1A圖與第1B圖，在本實施例中，彈簧20之第一端部22的一第一端外徑DS1與第二端部24的一第二端外徑DS2皆小於中段26之一中段外徑DS3，且彈簧20之第一端外徑DS1與第二端外徑DS2皆小於第一套筒件16之第一內徑D1a，不過中段外徑DS3係大於第一套筒件16之第一內徑D1a。實作上，彈簧20之中段26是由彈簧20之螺旋結構中的一節外擴的凸出段所實現，中段26這樣的凸出段沿著彈簧20螺旋結構上下延伸可達360度(單圈)，以便與第一套筒件16在其圓筒狀結構360度的範圍都能發生干涉。在另一實施例中，中段26可能延伸小於或大於360度，以減小或加大與第一套筒件16發生干涉的範圍；然而，在其他實施例中，中段26可能延伸達多圈(例如1080度)，其中各圈具有不同外徑，可以在干涉過程中提供不同的干涉增減層次與特殊段落感。

此外，按鍵開關10可另包含一升降機構30，升降機構30可活動地連接於鍵帽12以及底座14，在此實施例中，升降機構30係可較佳地採用剪刀腳支架結構設計(但不受此限，其亦可採用其他設計，例如蝴蝶V型支架或蝙蝠倒V型支架等結構設計)，藉此，不論使用者按壓鍵帽12的哪個位置，鍵帽12係可藉由升降機構30維持鍵帽12平衡帶動而相對於底座14做直上直下運動，而不至於在上下運動過程中偏斜。在另一實施例中，按鍵開關10可以不具備升降機構30，透過第一套筒件16及第二套筒件18的內外套接，也可達到維持鍵帽12平衡帶動做直上直下運動，升降機構30並非絕對必要。若有必要，第一套筒件16及第二套筒件18互相套接的相對表面(第一套筒件16的外表面及第二套筒件18內表面)，進一步包括相互對合的凹槽與凸軌上下延伸，提高鍵帽12上下運動過程的穩定性。

透過上述設計，按鍵開關10即可在使用者按壓鍵帽12的過程中，透過彈簧20與第一套筒件16的干涉產生短暫提高的按壓阻力，提供具有段落感的按壓手感及/或摩擦聲響。更詳細地說，請參閱第1A圖以及第3A圖，第3A圖為第1A圖之按鍵開關10在第二套筒件18被按壓至被按壓位置時之剖面示意圖，由第1A圖以及第3A圖可知，在第二套筒件18經由鍵帽12於如第1A圖所示之未按壓位置被按壓，使得彈簧20隨著鍵帽12被下壓而被壓縮的過程中，由於中段26之中段外徑DS3大於第一套筒件16之第一內徑D1a，因此，彈簧20的中段26在與第一套筒件16干涉的同時，也受到按壓壓力量向下擠壓，而致彈簧20之中段26及其中段外徑DS3內縮減小，繼而彈簧20的中段26經由第一套筒件16開放端之內緣161滑入第一套筒件16中，以產生段落感及/或第一聲響，最終連同彈簧20的第二端部24也全部或局部進入第一套筒件16中，如第3A圖所示。段落感來自於彈簧20之中段26及其中段外徑DS3內縮減小後，解除彈簧20之中段26與第一套筒件16的干涉；也就是在按壓阻力短暫提高後，彈簧20干涉解除、中段26與第二端部24陸續下滑進入第一套筒件16時，會有按壓阻力先增加、後釋放的段落手感。第一聲響可以是摩擦聲響，來自具有較大的中段外徑DS3的彈簧20之中段26與第一套筒件16的一內壁28摩擦；同時中段26因為側向撐抵在第一套筒件16之內壁28上且隨著第二套筒件18之向下移動而持續地與內壁28發生摩擦現象，如此也會導致使用者在按壓鍵帽12的過程中感覺到按壓回饋的改變，藉此，按鍵開關10即可提供具有在縱向干涉釋放、側向頂撐摩擦等不同段落感之按壓手感。再者，第一套筒件16之內緣161可以設置漏斗狀的導引斜面162，讓被干涉的彈簧20之中段26可以順利滑入第一套筒件16。

另一方面，當鍵帽12在到達第3A圖所示之被按壓位置時，也就是復位組件11與彈簧12將回到伸展狀態時，第二套筒件18已大幅度地套接在第一套筒件16之外。當彈簧20隨著鍵帽12從被按壓位置釋放時，鍵帽12係可藉由彈簧 20伸展所提供之彈性回復力向上回到如第1A圖所示之未按壓位置，第二套筒件18將隨著鍵帽12回復原位，彈簧20之中段26也由第一套筒件16上移回到第二套筒件18中。

在上述過程中，當彈簧20之中段26隨著鍵帽12與第二套筒件18，從如第3A圖所示之位置向上移動至不再被第一套筒件16之內壁28拘束的位置時，中段26係可彈性伸展恢復至如第1A圖所示之未變形狀態，如此就會導致按壓回饋的改變，從而讓使用者在釋放鍵帽12的過程中也可感覺到段落感。同時，釋放鍵帽12的過程中也可能產生第二聲響，例如在上述中段26彈性恢復至未變形狀態的過程中，彈簧20之中段26係可於離開第一套筒件16時，因為彈簧20之中段26/中段外徑DS3瞬間被釋放而外擴延展，彈性回復力道可以撞擊到第二套筒件18的內壁而發出敲擊聲作為第二聲響(如第3B圖所示)，從而使得按鍵開關10在鍵帽12下壓與回彈過程中，皆可提供具有按壓聲響及段落手感。

在其他實施例中，第二端外徑DS2也可以設置為等於或大於中段26之中段外徑DS3，也就是第二端部24的至少一部分的第二端外徑DS2大於第一套筒件16之第一內徑D1a。如此將在鍵帽12運動行程的後半段，讓彈簧20的第二端部24也與第一套筒件16干涉，增加鍵帽12下壓時後半段運動行程的按壓阻力，提供不同段落手感。第二端部24的至少一部分的第二端外徑DS2大於第一套筒件16之第一內徑D1a時，也代表從鍵帽12被按壓位置向上復位時，彈簧20之中段26與第二端部24在上滑過程中會有較大的彈性外擴力量，讓彈簧20之中段26及/或第二端部24彈性回復、外擴中段外徑DS3的瞬間彈性回復力道可以撞擊到第二套筒件18的內壁，發出更大的敲擊聲響(第二聲響)。

相對的，如第1A圖與第3A圖所示，當第一端外徑DS1與第二端外徑DS2皆小於第一套筒件16之第一內徑D1a，鍵帽12的前半段與後半段運動行程具有較小的按壓阻力，搭配中段26與第一套筒件16干涉時的較高按壓阻力，能 產生較為明顯有區別的段落感。

上述實施例的按鍵開關10並不限於任何觸發方式，例如可設置一對光收發器在底座14上，同時在鍵帽12或升降機構30局部延伸一遮光片，即可於鍵帽12到達被按壓位置，即復位組件11和彈簧20處於壓縮狀態時，遮斷對光收發器之間的光路、改變光訊號強度，即能進行按鍵開關10的觸發。即使使用薄膜電路，例如設置於具有破孔的底座14下方，也能在鍵帽12或升降機構30局部延伸一觸發柱，就能在鍵帽12到達被按壓位置，即復位組件11和彈簧20處於壓縮狀態，以觸發柱抵壓薄膜電路的觸發墊位置、進行按鍵開關10的觸發。再者，也可以在底座14設置光學測距元件，偵測鍵帽12或升降機構30下降到達某一高度值(距離值)時，即可發送觸發訊號。

透過上述設計，由於本發明係採用中段外徑較大之彈簧與套筒件干涉/脫離干涉的設計，能夠提供俐落的段落感及/或聲響，取代先前技術所需額外增設發聲彈性件以與按鍵軸體干涉配合的設計，有效地解決先前技術的額外零件成本、組裝費時費工、佔用過多按鍵內部空間等問題，從而降低按鍵開關之零件成本、製程成本，且利於按鍵開關之薄型化。

彈簧與套筒件之間的結構干涉設計係可不限於上述實施例，舉例來說，請參閱第4圖，其為根據本發明另一實施例所提出之一按鍵開關10’之剖面示意圖，此實施例中所述的元件與上述實施例中所述的元件名稱或元件編號相同者，表示其具有相似的功能或結構，於此不再贅述。如第4圖所示，按鍵開關10’可包含一復位組件11’、鍵帽12、底座14、一第一套筒件16’、第二套筒件18、彈簧20，以及升降機構30，第一套筒件16’在開放端可具有一第一干涉結構32以及一第二干涉結構34，第一干涉結構32以及第二干涉結構34係具有漸次擴大的內徑，使得第一干涉結構32、第二干涉結構34和內壁28三者可共同形成一階梯狀結構36，用於在鍵帽12被按壓過程中、即復位組件11’/彈簧20進入壓縮狀態過 程中，短暫拘束縮小彈簧20之中段26的中段外徑DS3。

藉此，在鍵帽12被按壓而使得彈簧20被壓縮的過程中，第二套筒件18隨之向下移動，彈簧20之中段26就會先受到按壓力量向下擠壓/干涉於第一套筒件16’之開放端，並受到第一干涉結構32拘束，接著中段26隨著向下按壓力量而彈性內縮變形、開始下滑，進而側向撐抵在第一干涉結構32上；隨著鍵帽12與第二套筒件18之向下移動，彈簧20之中段26繼而與第一干涉結構32發生摩擦現象，產生摩擦手感/段落感等按壓手感及/或些許摩擦聲響。

接下來，當中段26隨著鍵帽12與第二套筒件18向下移動而繼續下滑越過第一干涉結構32時，由於此時中段26不被第一干涉結構32所拘束而釋放外擴，因此，中段26係可彈性回復、外擴中段外徑DS3而撞擊到第二干涉結構34而發出聲響，從而使得按鍵開關10’可更進一步地提供具有按壓聲響的按壓手感；此時，中段26側向撐抵在第二干涉結構34上。當中段26繼續隨著鍵帽12與第二套筒件18向下移動、而繼續下滑越過第二干涉結構34時，也就是中段26下滑且完全越過階梯狀結構36時，由於此時中段26不被第二干涉結構34所拘束而釋放外擴，因此，彈簧20之中段26係可彈性回復、外擴中段外徑DS3而撞擊到第一套筒件16’的內壁28再次發出聲響。

在另一實施例中，第一套筒件16’在開放端的階梯狀結構36僅由第一干涉結構32與內壁28構成，同樣具備向下漸次擴大的內徑，可以產生額外的按壓手感與摩擦/敲擊聲響。至於針對按鍵開關10’之其他設計的相關描述(例如套筒件之連接配置、升降機構設計、中段之外徑設計等)，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。

除此之外，本發明亦可適用於傳統機械軸按鍵設計，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一按鍵開關100之剖面示意圖，第6圖為第5圖之按鍵開關100於一鍵帽102被按壓時之剖面示意 圖，此實施例中所述與上述實施例中所述之元件名稱或元件編號相同者，表示其具有相似的設計，於此不再贅述。如第5圖以及第6圖所示，按鍵開關100包含鍵帽102、一復位組件110、一底座104、一上蓋106、一第二套筒件108、一開關單元112，以及一彈簧114。底座104係往鍵帽102/上蓋106突出形成有一第一套筒件116，第一套筒件116具有第一內徑D1a與第一外徑D1b，上蓋106係設置於鍵帽102下方並結合於底座104之上，以使上蓋106與底座104共同容置開關單元112以及復位組件110，第二套筒件108係可活動地穿過上蓋106，第二套筒件108具有連接部108a向上延伸以連接於鍵帽102，並具有呈棒狀之套接部108b向下延伸以套接入於彈簧114的一第二端部126內，第二套筒件108具有第二內徑D2a，第二內徑D2a係大於第一套筒件116之第一外徑D1b，以使第二套筒件108以與第一套筒件116可相對活動之方式套接於第一套筒件116。開關單元112係鄰近於第二套筒件108且具有一觸發彈臂118以及金屬材質之一觸發接點120，觸發彈臂118係與觸發接點120彼此相對且分別電連接按鍵開關100之電路板(未顯示於圖式中)，第二套筒件108上形成有徑向擴大的一凸部122。彈簧114具有一第一端部124、第二端部126，以及一中段128，中段128位於第一端部124與第二端部126之間。第5圖中，鍵帽102位於未按壓位置，即復位組件110與彈簧114處於伸展狀態，此時第一端部124穿設於第一套筒件116中，第二端部126以及中段128穿設於第二套筒件108中，中段128之中段外徑DS3大於第一套筒件116之第一內徑D1a。

透過上述設計，當第二套筒件108位於如第5圖所示之未按壓位置時，觸發彈臂118抵靠於第二套筒件108之凸部122上以產生結構干涉而被偏壓向外撓曲變形，從而與觸發接點120分離。而當第二套筒件108隨鍵帽102被外力按壓至如第6圖所示之被按壓位置時，即復位組件110與彈簧114處於壓縮狀態，觸發彈臂118與凸部122錯位，使得觸發彈臂118抵接導通觸發接點120而產 生相對應之輸入訊號傳送至按鍵開關100之電路板，從而使按鍵開關100可據以執行使用者所欲輸入之功能。另一方面，當上述外力消失時，彈簧114驅動第二套筒件108向上移動回如第5圖所示之未按壓位置，即復位組件110與彈簧114回到伸展狀態，從而產生按鍵開關100可自動回位的功效。

除此之外，在鍵帽102於如第5圖所示之未按壓位置被按壓而使得彈簧114被壓縮的過程中，即復位組件110與彈簧114進入壓縮狀態時，由於中段128之中段外徑DS3大於第一套筒件116之第一內徑D1a，因此，中段128就會在與第一套筒件116干涉的同時，也受到按壓壓力量向下擠壓，而致彈簧114之中段128及其中段外徑DS3內縮減小，繼而彈簧114之中段128經過第一套筒件116之開放端內緣滑入第一套筒件116中，中段128側向抵撐於第一套筒件116之一內壁130下滑摩擦，以產生段落感及/或聲響，最終連同彈簧114的第二端部126也局部進入第一套筒件116中，中段128最後則側向抵撐於第一套筒件116之內壁130，如第6圖所示。相對的，當鍵帽102在到達第6圖所示之被按壓位置時，也就是復位組件110與彈簧114將回到伸展狀態時，也可再次產生段落感及/或聲響，前後兩次段落手感與聲響的產生原理與先前實施例雷同。至於針對按鍵開關100之其他設計的相關描述(例如中段之外徑設計、干涉結構設計等)，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。

在實際應用中，本發明亦可適用於火山口按鍵設計，舉例來說，請參閱第7圖，其為根據本發明另一實施例所提出之一按鍵開關200之剖面示意圖。如第7圖所示，按鍵開關200包含復位組件110、一底座202、一上蓋204、一鍵帽206，以及一電路板207，復位組件110包含一彈簧208、一第一套筒件210，以及一第二套筒件212。

就第7圖多個按鍵開關200構成的整個鍵盤而言，每個按鍵開關200的上蓋204都是一體相連的，只有鍵帽206是彼此獨立。換言之，按鍵開關200 與相鄰的一鄰接按鍵開關200(至少包含鄰接上蓋204、鄰接底座202、鄰接第一套筒件210與鄰接第二套筒件212)，其上蓋204與其鄰接上蓋204一體相連，底座202與鄰接底座202一體相連，第一套筒件210透過底座202/鄰接底座202與鄰接第一套筒件210一體相連，且第二套筒件212透過上蓋204/鄰接上蓋204而與鄰接第二套筒件212彼此一體相連。

相對的，就第5/6圖多個按鍵開關100構成的整個鍵盤而言，每個上蓋106和每個底座104都是對應每個鍵帽102獨立的，也就是第5/6圖此型態整個鍵盤的每個按鍵開關100都是彼此獨立的，個別電性連接、並固定於一電路板上。

復位組件110之第一套筒件210由底座202延伸突出形成，上蓋204係可採用火山口結構設計且設置於底座202上以與底座202共同容置彈簧208，復位組件110之第二套筒件212係由鍵帽206往底座202延伸形成，第二套筒件212係可活動地穿過上蓋204，第二套筒件212之內徑係大於第一套筒件210之外徑，以使第二套筒件212以與第一套筒件210可相對活動之方式套接於第一套筒件210，彈簧208具有一第一端部214、一第二端部216，以及具有較大中段外徑的中段218，第一端部214穿設於第一套筒件210中(彈簧208下端可頂抵在電路板207或第一套筒件210本身封閉壁面)，第二端部216以及中段218穿設於第二套筒件212中，中段218之外徑係大於第一套筒件210之內徑。於第5/6/7圖實施例中，第二套筒件108/212鄰近彈簧114/208之第二端部126/216處具有封閉端且具有內壁，而第二端部126/216可以直接抵撐在第二套筒件108/212的封閉端內壁面。本實施例的按鍵開關200並不限於任何觸發方式，例如可設置一對光收發器203在底座202上，同時在第二套筒件212局部延伸一遮光片(圖未示)，即可於鍵帽206到達被按壓位置，即復位組件110和彈簧208處於壓縮狀態時，遮斷對光收發器203之間的光路、改變光訊號強度，如此即能進行按鍵開關200的觸發。在不同實施例中，亦可採用以第二套筒件212本體進行遮光的設計，也就是該對 光收發器203的光路通過第二套筒件212的移動路徑範圍，如此即使第二套筒件212不延伸遮光片，也可以達到觸發功能。在其他實施例中，按鍵開關200也可以採用以第5/6圖中的開關單元112進行觸發的設計，而觸發時機接近於鍵帽206在到達被按壓位置時，也就是復位組件110與彈簧208將回到伸展狀態時。

透過上述設計，在鍵帽206於如第7圖所示之未按壓位置被按壓、而使得復位組件110及彈簧208進入壓縮狀態的過程中，由於中段218之外徑大於第一套筒件210之內徑，因此，中段218在與第一套筒件210干涉的同時，也受到按壓壓力量向下擠壓，而致彈簧208之中段218及其中段外徑內縮減小，繼而彈簧208之中段218經過第一套筒件210開放端內緣滑入第一套筒件210中，中段218側向抵撐於第一套筒件210之一內壁220下滑摩擦，以產生段落感及/或聲響，最終連同彈簧208的第二端部216也局部或全部進入第一套筒件210中，中段218最後則側向抵撐於第一套筒件210之內壁220。相對的，當鍵帽206在到達被按壓位置時，也就是復位組件110與彈簧208將回到伸展狀態時，也可再次產生段落感及/或聲響，前後兩次段落手感與兩段聲響的產生原理與先前實施例雷同。至於針對按鍵開關200之其他設計的相關描述(例如中段之外徑設計、干涉結構設計等)，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。當然，如第4圖所示的階梯狀結構36具備向下漸次擴大的內徑之設計，也可轉用在第7圖的第一套筒件210上，藉以讓按鍵開關200可產生額外的按壓手感與摩擦/敲擊聲響。

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:按鍵開關

11:復位組件

12:鍵帽

14:底座

16:第一套筒件

18:第二套筒件

20:彈簧

22:第一端部

24:第二端部

26:中段

28:內壁

30:升降機構

161:內緣

162:導引斜面

163:限位部

181:凸緣

D1a:第一內徑

D1b:第一外徑

D2a:第二內徑

DS3:中段外徑

Claims (20)

1. 一種按鍵開關，其包含：一鍵帽；一底座，與該鍵帽相對設置；以及一復位組件，設置於該鍵帽與該底座之間，該復位組件包含：一第一套筒件，具有一第一內徑與一第一外徑；一第二套筒件，具有一第二內徑大於該第一套筒件的該第一外徑，使該第二套筒件以可相對活動之方式套接於該第一套筒件外，彼此套接的該第一套筒件以及該第二套筒件設置於該鍵帽與該底座之間；以及一彈簧，設置於該第一套筒件與該第二套筒件之間，該彈簧具有一第一端部、一第二端部，以及一中段，該中段之一中段外徑大於該第一套筒件之該第一內徑；其中，當該鍵帽位於一未按壓位置，該第一端部穿設於該第一套筒件中，該第二端部以及該中段穿設於該第二套筒件中；其中，當該彈簧隨著該鍵帽被下壓而被壓縮的過程中，該中段受到擠壓而內縮、並經由該第一套筒件之一內緣滑入該第一套筒件中，以產生段落感及/或聲響；其中，當該彈簧隨著該鍵帽從一按壓位置被釋放時，該彈簧伸展並使該中段由該第一套筒件回到該第二套筒件中。
2. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該第一套筒件開放端之內緣設置一導引斜面，使該彈簧之該中段可以順利滑入該第一套筒件。
3. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該彈簧之該第二端部之一外徑 小於該第一套筒件之該第一內徑。
4. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該彈簧之該第二端部之一外徑等於或大於該彈簧之該中段外徑。
5. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該第一套筒件開放端更包含一階梯狀結構，該階梯狀結構具有向下漸次擴大的內徑，以在該鍵帽被按壓過程中，短暫拘束縮小該彈簧之該中段外徑。
6. 如請求項5所述之按鍵開關，其中該彈簧之該中段下滑且完全越過該階梯狀結構時，該中段可彈性回復、外擴該中段外徑而撞擊到該第一套筒件的一內壁而發出聲響。
7. 如請求項1所述之按鍵開關，其中當該彈簧隨著該鍵帽從該被按壓位置釋放時，該中段向上滑動並可彈性回復、外擴該中段外徑而撞擊到該第二套筒件的一內壁而發出聲響。
8. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該第一套筒件被該第二套筒件套接的一端設有環繞外壁面的一限位部，相對應地，該第二套筒件在套接該第一套筒件的一端設有環繞內壁面的一凸緣與該限位部彼此干涉。
9. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該第一套筒件的末端僅抵靠而不連接於底座，該第二套筒件直接連接於該鍵帽，該復位組件可隨該鍵帽同步從該底座上拆卸脫離。
10. 如請求項1所述之按鍵開關，其另包含一升降機構，其可活動地連接於該鍵帽以及該底座，以使該鍵帽相對於該底座上下移動，其中該升降機構選自剪刀腳支架結構或蝴蝶支架結構。
11. 如請求項1所述之按鍵開關，其中更包含一上蓋，該上蓋設置於該鍵帽下方並結合於該底座之上，該第一套筒件由該底座往該上蓋突出形成，該上蓋與該底座共同容置該復位組件，且該第二套筒件可活動地穿過該上蓋。
12. 如請求項11所述之按鍵開關，其中該第二套筒件具有一連接部向上延伸以連接於該鍵帽，該第二套筒件並具有一套接部向下延伸以套接入於該彈簧的該第二端部內。
13. 如請求項1所述之按鍵開關，其中該第一套筒件由該底座向上延伸突出形成，該第二套筒件係由該鍵帽往該底座延伸形成。
14. 如請求項13所述之按鍵開關，其中該按鍵開關與一鄰接按鍵開關相鄰，該鄰接按鍵開關包含一鄰接上蓋、一鄰接底座、一鄰接第一套筒件與一鄰接第二套筒件，該第一套筒件透過該底座、該鄰接底座而與該鄰接第二套筒件一體相連，且該第二套筒件透過該上蓋、該鄰接上蓋與該鄰接第一套筒件彼此一體相連。
15. 一種復位組件，用於一按鍵開關被按壓後的復位，該復位組件包 含：一第一套筒件，具有一第一內徑與一第一外徑；一第二套筒件，具有一第二內徑大於該第一套筒件的該第一外徑，使該第二套筒件以可相對活動之方式套接於該第一套筒件外；以及一彈簧，設置於該第一套筒件與該第二套筒件之間，該彈簧具有一第一端部、一第二端部，以及一中段，該中段之一中段外徑大於該第一套筒件之該第一內徑；其中，當該第一套筒件與該第二套筒件處於一伸展狀態時，該第一端部穿設於該第一套筒件中，該第二端部以及該中段穿設於該第二套筒件中；其中，當該第一套筒件與該第二套筒件處於一壓縮狀態時，該彈簧的該中段受到擠壓而內縮、並經由該第一套筒件之一內緣滑入該第一套筒件中，以產生段落感及/或聲響；其中，當該第一套筒件與該第二套筒件由該壓縮狀態釋放時，該彈簧伸展並使該中段由該第一套筒件回到該第二套筒件中。
16. 如請求項15所述之復位組件，其中當該彈簧由該壓縮狀態釋放時，該中段向上滑動並可彈性回復、外擴該中段外徑而撞擊到該第二套筒件的一內壁而發出聲響。
17. 如請求項15所述之復位組件，其中該第一套筒件開放端更包含一階梯狀結構，該階梯狀結構具有向下漸次擴大的內徑，以在該彈簧由該伸展狀態進入該壓縮狀態過程中，短暫拘束縮小該彈簧之該中段外徑。
18. 如請求項17所述之復位組件，其中該彈簧之該中段下滑且完全 越過該階梯狀結構時，該中段可彈性回復、外擴該中段外徑而撞擊到該第一套筒件的一內壁而發出聲響。
19. 如請求項15所述之復位組件，其中當該彈簧從該壓縮狀態釋放時，該中段向上滑動並可彈性回復、外擴該中段外徑而撞擊到該第二套筒件的一內壁而發出聲響。
20. 如請求項15所述之復位組件，其中該第一套筒件的末端僅抵靠而不連接於該底座，該第二套筒件直接連接於該鍵帽，該復位組件可隨該鍵帽同步從該底座上拆卸脫離。

Images