TWI756081B

TWI756081B - 鍵盤裝置

Info

Publication number: TWI756081B
Application number: TW110109236A
Authority: TW
Inventors: 張家維; 潘錦松
Original assignee: 致伸科技股份有限公司
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2022-02-21
Also published as: TW202238643A; US11309142B1

Abstract

本發明提供一種鍵盤裝置，包括按鍵底板以及按鍵結構。按鍵底板包括第一卡勾件，第一卡勾件具有第一穿設孔。按鍵結構包括鍵帽、平衡桿以及第一連接組件。鍵帽配置於按鍵底板的上方。平衡桿配置於鍵帽與按鍵底板之間。平衡桿包括橫桿部以及第一勾部，橫桿部樞接於鍵帽，第一勾部穿設於第一穿設孔。第一連接組件配置於鍵帽與按鍵底板之間，鍵帽藉由第一連接組件而相對按鍵底板進行升降移動。第一連接組件包括位於平衡桿的第一勾部與按鍵底板之間的第一支撐元件，且第一支撐元件用以支撐第一勾部，使得第一勾部抵靠於第一穿設孔的內壁。

Description

鍵盤裝置

本發明涉及輸入裝置領域，尤其係關於一種具有多個按鍵結構的鍵盤裝置。

隨著科技的日新月異，電子設備的蓬勃發展為人類的生活帶來許多的便利性，因此如何讓電子設備的操作更人性化是重要的課題。常見的電子設備的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至圖3，圖1為習知鍵盤裝置之外觀結構示意圖，圖2為圖1所示鍵盤裝置之局部結構於一視角的立體分解示意圖，圖3為圖1所示鍵盤裝置之局部結構於一另一視角的立體分解示意圖。為了更清楚地示意，圖2與圖3中僅繪出單一按鍵結構10’及相關元件結構。習知的鍵盤裝置1包括複數個按鍵結構10、10’、按鍵底板11以及薄膜線路板12，且薄膜線路板12上具有相對應於複數按鍵結構10、10’的複數薄膜開關121，而按鍵結構10、10’包括鍵帽101、剪刀式卡勾件102以及彈性體103；其中，剪刀式卡勾件102連接於鍵帽101以及按鍵底板11之間，並包括第一框架1021以及樞接於第一框架1021的第二框架1022，因此第一框架1021與第二框架1022 可彼此相對擺動，而彈性體103係設置於鍵帽101與按鍵底板11之間，並具有抵頂部1031。

當任一按鍵結構10、10’的鍵帽101被觸壓而相對於按鍵底板11往下移動時，剪刀式卡勾件102的第一框架1021與第二框架1022會由開合狀態變更為疊合狀態，且往下移動的鍵帽101會擠壓彈性體103，使彈性體103的抵頂部1031抵頂並觸發相對應的薄膜開關121，而使鍵盤裝置1產生相對應的按鍵訊號。而當按鍵10、10’不再被觸壓時，鍵帽101會因應彈性體103的彈性力而相對於按鍵底板11往上移動，此時第一框架1021與第二框架1022會由疊合狀態變更為開合狀態，且鍵帽101會恢復原位。

再者，某些按鍵結構10’，例如長度L大於寬度W的按鍵，還包括二個平衡桿104，且每一平衡桿104包括橫桿部1041以及分別位於橫桿部1041之兩端的二個勾部1042。又，按鍵底板11包括向上延伸並穿過薄膜線路板12的第一底板連接部111以及第二底板連接部112，且第一底板連接部111具有二個第一勾孔1111，而第二底板連接部112具有分別相對應於二個第一勾孔1111的二個第二勾孔1121。其中，每一平衡桿104的橫桿部1041係樞接於按鍵結構10’的鍵帽101，且每一平衡桿104的二個勾部1042分別穿過第一底板連接部111的第一勾孔1111以及第二底板連接部112的第二勾孔1121。

請參閱圖4，其為圖1所示鍵盤裝置之平衡桿的作動示意圖。當按鍵結構10’的鍵帽101相對於按鍵底板11往上或往下移動時，平衡桿104會朝方向D11或方向D12移動，並朝方向D13或方向D14翻轉，如此設計的目的在於，使按鍵結構10’於相對於按鍵底板11往上或往下移動時能保持平衡而不致傾斜，同時還能夠增加鍵帽101的強度。

請參閱圖5，其為圖4所示平衡桿的勾部穿設於底板連接部的勾孔的放大示意圖。習知鍵盤裝置1的缺點在於，由於按鍵底板11的第一底板連接部111與第二底板連接部112的製程因素，使得每一平衡桿104的二個勾部1042分別穿過第一底板連接部111的第一勾孔1111以及第二底板連接部112的第二勾孔1121後(在圖5中以勾部1042穿設於第一勾孔1111為例)，每一平衡桿104的這些勾部1042會與第一勾孔1111與第二勾孔1121的內壁之間產生間隙G，當按鍵結構10’的角落被按壓時，這些間隙G導致這些平衡桿104無法有效達到補強鍵帽作動的功效而使按鍵結構10’產生空行程的問題。因此，如何針對上述的問題進行改善，實為本領域相關人員所關注的焦點。

本發明的目的之一在於提供一種鍵盤裝置，其按鍵結構藉由連接組件上的支撐元件來支撐平衡桿並限制平衡桿的位置，使得平衡桿穿設於按鍵底板的卡勾件後與卡勾件的內壁彼此之間緊密貼合，進而使得平衡桿有效發揮支撐鍵帽的功能，進而解決按鍵結構進行角落按壓時所產生空行程的問題。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明提供一種鍵盤裝置，包括按鍵底板以及按鍵結構。按鍵底板包括第一卡勾件，第一卡勾件具有第一穿設孔。按鍵結構包括鍵帽、平衡桿以及第一連接組件。鍵帽配置於按鍵底板的上方。平衡桿配置於鍵帽與按鍵底板之間。平衡桿包括橫桿部以及的第一勾部，橫桿部樞接於鍵帽，第一勾部穿設於第一卡勾件的第一穿設孔。第一連接組件配置於鍵帽與按鍵底板之間。鍵帽藉由第一連接組件而相對按鍵底板進行升降移動。第一連接組件包括第一支撐元件，第一支撐元件位於平衡桿的第一勾部與按鍵底板之間，且第一支撐元件用以支撐第一勾部，使得第一勾部抵靠於第一穿設孔的內壁。

在本發明的一實施例中，上述按鍵結構更包括第二連接組件，第二連接組件配置於鍵帽與按鍵底板之間並位於第一連接組件的一側，鍵帽藉由第一連接組件與第二連接組件而相對按鍵底板進行升降移動，第二連接組件包括第二支撐元件。

在本發明的一實施例中，上述的按鍵底板更包括第二卡勾件，第二卡勾件具有第二穿設孔，平衡桿更包括第二勾部，第二勾部穿設於第二卡勾件的第二穿設孔，第二連接組件的第二支撐元件位於第二勾部與按鍵底板之間，且第二支撐元件用以支撐第二勾部，使得二勾部抵靠於第二穿設孔的內壁。

在本發明的一實施例中，上述的第一連接組件的第一支撐元件具有第一支撐面，第二連接組件的第二支撐元件具有第二支撐面，平衡桿的第一勾部接觸於第一支撐面而與第一支撐面之間具有第一夾角，平衡桿的第二勾部接觸於第二支撐面而與第二支撐面之間具有第二夾角。

在本發明的一實施例中，上述當鍵帽藉由第一連接組件與第二連接組件相對按鍵底板進行升降移動的過程中，鍵帽帶動平衡桿進行擺動，使得平衡桿的第一勾部沿著第一支撐元件的第一支撐面與第一穿設孔的內壁滑動，並同時使得平衡桿的第二勾部沿著第二支撐元件的第二支撐面與第二穿設孔的內壁滑動。

在本發明的一實施例中，上述當鍵帽藉由第一連接組件與第二連接組件相對按鍵底板進行下降移動至行程終點時，第一支撐元件的第一支撐面平行於平衡桿的第一勾部，第二支撐元件的第二支撐面平行於平衡桿的第二勾部。

在本發明的一實施例中，上述的第一連接組件更包括樞接於彼此的第一外框架與第一內框架，第二連接組件更包括樞接於彼此的第二外框架與第二內框架，當鍵帽藉由第一連接組件與第二連接組件相對按鍵底板進行升降移動的過程中，鍵帽帶動第一外框架與第一內框架以彼此之間的樞接處為支點進行擺動，並同時帶動第二外框架與第二內框架以彼此之間的樞接處為支點進行擺動。

在本發明的一實施例中，上述的第一連接組件的第一外框架具彼此相對的第一側與第二側，第二連接組件的第二外框架具有彼此相對的第三側與第四側，第一外框架的第二側與第二外框架的第三側彼此相對，第一支撐元件配置於第一外框架的第一側，第二支撐元件配置於第二外框架的第四側。

在本發明的一實施例中，上述的鍵盤裝置更包括開關電路板，開關電路配置於按鍵結構與按鍵底板之間，用以被按鍵結構觸發而輸出按鍵訊號。

在本發明的一實施例中，上述的第一連接組件與第二連接組件為剪刀式連接組件。

本發明實施例的鍵盤裝置，其按鍵結構藉由連接組件上的支撐元件來支撐平衡桿並限制平衡桿的位置，使得平衡桿穿設於按鍵底板的卡勾件後與卡勾件的內壁彼此之間緊密貼合，在這樣的結構設計下，平衡桿有效發揮支撐鍵帽的功能，進而解決按鍵結構進行角落按壓時所產生空行程的問題。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請參閱圖6至圖11，圖6為本發明一實施例的鍵盤裝置的外觀結構示意圖。圖7為圖6所示鍵盤裝置之按鍵結構的立體結構示意圖。圖8為圖7所示鍵盤裝置之按鍵結構於一視角的元件分解示意圖。圖9為圖7所示鍵盤裝置之按鍵結構於另一視角的元件分解示意圖。圖10 為沿著圖7所示AA線段的剖面示意圖。圖11為圖10所示按鍵結構的鍵帽被觸壓後的剖面示意圖。

如圖6所示，本實施例的鍵盤裝置2包括多個按鍵結構20、20’。這些按鍵結構20’可被分類為一般鍵、數字鍵、功能鍵等，其分別供使用者以手指觸壓而使鍵盤裝置2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，例如是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，而按鍵結構20則為面積較大且長度較長的空白鍵(Space)或位移(Shift)鍵等倍數鍵。

在以下的實施例說明中，將以鍵盤裝置2的局部結構為例進行說明，此局部結構主要的涵蓋範圍為圖6所示的按鍵結構20，也就是在以下的圖式中僅繪示出單一個按鍵結構20及相關元件結構。

如圖7至圖9所示，本實施例的鍵盤裝置2除了按鍵結構20之外更包括按鍵底板21以及開關電路板22。按鍵底板21配置於按鍵結構20的下方，開關電路板22配置於按鍵結構20與按鍵底板21之間。按鍵底板21包括第一卡勾件211與第二卡勾件212，第一卡勾件211與第二卡勾件212皆由按鍵底板21彎折向上延伸而形成，且第一卡勾件211與第二卡勾件212分別具有第一穿設孔2110與第二穿設孔2120。開關電路板22的功能為被按鍵結構20觸發而輸出按鍵訊號。在本實施例中，按鍵底板21的材質例如是金屬材質，開關電路板22例如是薄膜線路板與薄膜開關的組合，但本發明並不以此為限。

如圖7至圖11所示，本實施例的按鍵結構20包括鍵帽201、平衡桿202、第一連接組件203以及第二連接組件204。鍵帽201配置於按鍵底板21的上方。平衡桿202配置於鍵帽201與按鍵底板21之間。平衡桿202包括橫桿部2020、第一勾部2021以及第二勾部2022。平衡桿202的橫桿部2020樞接於鍵帽201，第一勾部2021連接於按鍵底板21的第一卡勾件211，也就是第一勾部2021穿設於第一卡勾件211的第一穿設孔2110，第二勾部2022連接於按鍵底板21的第二卡勾件212，也就是第二勾部2022穿設於第二卡勾件212的第二穿設孔2120。在本實施例中，橫桿部2020、第一勾部2021以及第二勾部例如是一體成型的結構，且以金屬材料所製成，但本發明並不以此為限。

第一連接組件203與第二連接組件204皆配置於鍵帽201與按鍵底板21之間，具體而言，第一連接組件203與第二連接組件204分別穿過開關電路板22對應的鏤空區域而連接於按鍵底板21上，且第一連接組件203與第二連接組件204分別位於按鍵底板21的相對兩側。鍵帽201藉由第一連接組件203與第二連接組件204而相對按鍵底板21進行升降移動。第一連接組件203包括第一支撐元件2030，第二連接組件204包括第二支撐元件2040。第一支撐元件2030位於平衡桿202的第一勾部2021與按鍵底板21之間，且第一支撐元件2030用以支撐第一勾部2021，使得第一勾部2021抵靠於第一穿設孔2110的內壁W1，也就是說，第一支撐件2030將第一勾部2021予以限位，讓第一勾部2021始終保持在抵靠第一穿設孔2110的內壁W1的位置上。第二支撐元件2040位於第二勾部2022與按鍵抵板21之間，且第二支撐元件2040用以支撐第二勾部2022，使得第二勾部2022抵靠於第二穿設孔2120的內壁W2，也就是說，第二支撐件2040將第二勾部2022予以限位，讓第二勾部2022始終保持在抵靠第二穿設孔2120的內壁W2的位置上。

如圖7至圖11所示，本實施例的第一連接組件203更包括樞接於彼此的第一外框架2031與第一內框架2032。第二連接組件204更包括樞接於彼此的第二外框架2041與第二內框架2042。當鍵帽201藉由第一連接組件203與第二連接組件204而相對按鍵底板21進行升降移動的過程中，鍵帽201帶動第一外框架2031與第一內框架2032以彼此之間的樞接處為支點進行擺動，並同時帶動第二外框架2041與第二內框架2042以彼此之間的樞接處為支點進行擺動。在本實施例中，第一連接組件203的第一外框架2031具有彼此相對的第一側S1與第二側S2，第二連接組件204的第二外框架2041具有彼此相對第三側S3與第四側S4，其中第一外框架2031的第二側S2與第二外框架2041的第三側S3彼此相對。第一連接組件203的第一支撐元件2030配置於第一外框架2031的第一側S1，也就是第一外框架2031的外側，第二連接組件204的第二支撐件2040配置於第二外框架2041的第四側S4，也就是第二外框架2041的外側。在本實施例中，第一連接組件203與第二連接組件204例如是剪刀式連接組件，但本發明並不以此為限。

如圖7至圖11所示，本實施例的第一連接組件203的第一支撐元件2030具有第一支撐面F1，第二連接組件204的第二支撐元件2040具有第二支撐面F2。平衡桿202的第一勾部2021承靠接觸於第一支撐元件2030的第一支撐面F1上，平衡桿202的第二勾部2022承靠接觸於第二支撐元件2040的第二支撐面F2上。

需特別說明的是，本實施例的平衡桿202的數量為一個僅為本發明的其中之一實施例，在其它的實施例中，平衡桿202的數量例如是兩個以上，也就是在目前平衡桿202所配置的位置的相對另一側上增設另一個平衡桿或是在第一連接組件203與第二連接組件204之間增設一個以上的平衡桿，本發明並不加以限定平衡桿202的數量。

以下再針對本實施例的按鍵結構20的詳細作動方式做進一步的描述。

如圖10所示，當按鍵結構20的鍵帽201尚未被按壓之前，平衡桿202的第一勾部2021承靠接觸於第一支撐元件2030的第一支撐面F1上，此時，平橫桿202的第一勾部2021與第一支撐元件2030的第一支撐面F1之間具有第一夾角θ1。當按鍵結構20的鍵帽201被觸壓而藉由第一連接組件203與第二連接組件204相對按鍵底板21進行下降移動的過程中，鍵帽201同時帶動平衡桿202的橫桿部2020向下移動，使得橫桿部2020帶動第一勾部2021向下擺動並沿著第一支撐元件2030的第一支撐面F1以及第一穿設孔2110的內壁W1朝方向D滑動，此時，平橫桿202的第一勾部2021與第一支撐元件2030的第一支撐面F1之間的第一夾角θ1的角度會逐漸變小。如圖11所示，當按鍵結構20的鍵帽201藉由第一連接組件203與第二連接組件204相對按鍵底板21進行下降移動至行程終點T時，第一支撐元件2030的第一支撐面F1平行於平衡桿202的第一勾部2021，也就是平衡桿202的第一勾部2021與第一支撐元件2030的第一支撐面F1之間的第一夾角θ1為零。

需特別說明的是，由於第二連接組件204搭配平衡桿202的第二勾部2022的作動方式與第一連接組件203搭配平衡桿202的第一勾部2021的作動方式相同，且在大部分的情況下，第一連接組件203與第二連接組件204皆為同步作動，因此，在圖10與圖11中僅以第一連接組件203搭配平衡桿202的第一勾部2021的作動方式為例進行說明。同樣地，當按鍵結構20的鍵帽201尚未被按壓之前，平橫桿202的第二勾部2022與第二支撐元件2040的第二支撐面F2之間具有第二夾角θ2，此第二夾角θ2等於上述的第一夾角θ1。當按鍵結構20的鍵帽201被觸壓而藉由第一連接組件203與第二連接組件204相對按鍵底板21進行下降移動的過程中，鍵帽201推動平衡桿202的橫桿部2020，並同時使得平衡桿202的第二勾部2022沿著第二支撐元件2040的第一支撐面F2以及第二穿設孔2120的內壁W2朝方向D滑動。

值得一提的是，由於平衡桿202的第一勾部2021與第二勾部2022分別承靠接觸於第一連接組件203的第一支撐元件2030與第二連接組件204的第二支撐元件2040，因此，當第一勾部2021與第二勾部2022向下擺動而朝方向D滑動的過程中，第一勾部2021與第二勾部2022亦會同時分別抵壓第一支撐元件2030與第二支撐元件2040，進而藉由第一支撐元件2030與第二支撐元件2040將向下抵壓的作用力提供給第一連接組件203與第二連接組件204。也就是說，當按鍵結構20的鍵帽201被觸壓而藉由第一連接組件203與第二連接組件204相對按鍵底板21進行下降移動的過程中，第一連接接組件203與第二連接組件204除了受到鍵帽201的帶動而向下擺動外，亦會分別受到平衡桿202的第一勾部2021與第二勾部2022所提供向下抵壓作用力的協助而向下擺動，在這樣的結構設計下，能夠讓按鍵結構20具有良好的觸壓手感。

經由上述可知，在第一勾部2021與第二勾部2022滑動的過程中，由於第一支撐元件2030的第一支撐面F1以及第二支撐元件2040的第二支撐面F2會一直給予第一勾部2021與第二勾部2022適當的支撐力，因此第一勾部2021與第二勾部2022在滑動的過程中也會一直抵靠於第一穿設孔2110的內壁W1與第二穿設孔2120的內壁W2而不會有間隙的產生，使得平衡桿202有效發揮支撐鍵帽201的功能，如此一來，當鍵帽201的角落被按壓時就不會產生空行程的問題。

需特別說明的是，本實施例按鍵結構20的設計除了應用在面積較大且長度較長的空白鍵(Space)或位移(Shift)鍵等倍數鍵外(如圖6至圖11所揭示的結構)，亦可應用在用以輸入英文字母等符號的一般鍵、用以輸入數字的數字鍵或是用以提供各種快捷功能的功能鍵等，本發明並不加以限定應用在特定的鍵盤按鍵上。此外，本實施例的按鍵結構20包括第一連接組件203與第二連接組件204僅為本發明的其中之一實施例，在其它的實施例中，如圖6所示的按鍵結構20’的面積與長度皆小於按鍵結構20的面積與長度，因此按鍵結構20’可以僅配置單一個連接組件即可。

綜上所述，本發明實施例的鍵盤裝置，其按鍵結構藉由連接組件上的支撐元件來支撐平衡桿並限制平衡桿的位置，使得平衡桿穿設於按鍵底板的卡勾件後與卡勾件的內壁彼此之間緊密貼合，在這樣的結構設計下，平衡桿有效發揮支撐鍵帽的功能，進而解決按鍵結構進行角落按壓時所產生空行程的問題。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的”第一”、”第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

1、2:鍵盤裝置

10、10’、20、20’:按鍵結構

11、21:按鍵底板

12:薄膜線路板

101:鍵帽

102:剪刀式卡勾件

103:彈性體

104:平衡桿

111:第一底板連接部

112:第二底板連接部

121:薄膜開關

1021:第一框架

1022:第二框架

1031:抵頂部

1041:橫桿部

1042:勾部

1111:第一勾孔

1121:第二勾孔

22:開關電路板

201:鍵帽

202:平衡桿

203:第一連接組件

204:第二連接組件

211:第一卡勾件

212:第二卡勾件

2020:橫桿部

2021:第一勾部

2022:第二勾部

2030:第一支撐元件

2031:第一外框架

2032:第一內框架

2040:第二支撐元件

2041:第一外框架

2042:第一內框架

2110:第一穿設孔

2120:第二穿設孔

D、D11、D12、D13、D14:方向

F1:第一支撐面

F2:第二支撐面

G:間隙

L:長度

S1:第一側

S2:第二側

S3:第三側

S4:第四側

T:行程終點

W:寬度

W1、W2:內壁

θ1:第一夾角

θ2:第二夾角

圖1為習知鍵盤裝置之外觀結構示意圖。

圖2為圖1所示鍵盤裝置之局部結構於一視角的立體分解示意圖。

圖3為圖1所示鍵盤裝置之局部結構於一另一視角的立體分解示意圖。

圖4為圖1所示鍵盤裝置之平衡桿的作動示意圖。

圖5為圖4所示平衡桿的勾部穿設於底板連接部的勾孔的放大示意圖。

圖6為本發明一實施例的鍵盤裝置的外觀結構示意圖。

圖7為圖6所示鍵盤裝置之局部結構的立體結構示意圖。

圖8為圖7所示鍵盤裝置之局部結構於一視角的元件分解示意圖。

圖9為圖7所示鍵盤裝置之局部結構於另一視角的元件分解示意圖。

圖10為沿著圖6所示AA線段的剖面示意圖。

圖11為圖10所示按鍵結構的鍵帽被觸壓後的剖面示意圖。

2:鍵盤裝置

20:按鍵結構

21:按鍵底板