TWI802498B - 按鍵結構及其升降機構 - Google Patents

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蕭紹崙
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達方電子股份有限公司
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Abstract

一種按鍵結構包含一升降機構及一鍵帽，該升降機構的二支架支撐該鍵帽。該二支架間可有一彈簧結構連接，以驅使該二支架抬升該鍵帽。該升降機構整體定義一中央區域，沿該垂直方向延伸並貫穿該升降機構整體，該彈簧結構未進入該中央區域。該二支架可透過相對的結構相互抵靠、拘束而相對於一旋轉軸線相互旋轉。該按鍵結構可包含一開關，其包含一彈性件及一中介支架。該彈性件可分離地向下抵靠該中介支架，該中介支架可分離地向下抵靠該升降機構或鍵帽。於該鍵帽的按壓過程中，該中介支架會與該升降機構或鍵帽分開，以使開關接點的接觸力固定。

Description

按鍵結構及其升降機構
本發明關於按鍵結構，尤指按鍵結構的升降機構及包含按鍵開關的按鍵結構。
目前機械式按鍵結構主要結構為於鍵帽與底座之間連接一升降機構，以使鍵帽能相對於底座上下移動。鍵帽作動的穩定性，包含作動行程及平穩度，通常均依靠升降機構。傳統上，機械按鍵使用直立設置的壓簧，並且光源也可以設置在壓簧正下方，順利讓光線穿過中空的壓簧照亮按鍵的出光區。
本發明之一目的在於提供一種升降機構，用於於一垂直方向上支撐一鍵帽。該升降機構包含一第一支架、一第二支架及一彈簧結構。該第一支架及該第二支架相互連接且可相對旋轉。該彈簧結構連接至該第一支架及該第二支架，該彈簧結構驅使該第一支架及該第二支架於該垂直方向上抬升該鍵帽。其中，該升降機構整體定義一中央區域，沿該垂直方向延伸並貫穿該升降機構整體，該彈簧結構未進入該中央區域。藉此，該中央區域可供一發光件發射的光線穿過以照射該鍵帽而不會受到該彈簧結構的干擾。
本發明之另一目的在於提供一種按鍵結構包含一底座、一鍵帽、一升降機構及一發光件。該鍵帽於一垂直方向上設置於該底座之上。該升降機構包含一第一支架、一第二支架及一彈簧結構。該第一支架及該第二支架連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該第一支架及該第二支架可於該垂直方向上 相對於該底座移動。該第一支架及該第二支架相互連接且可相對旋轉。該彈簧結構連接至該第一支架及該第二支架，該彈簧結構驅使該第一支架及該第二支架於該垂直方向上抬升該鍵帽。其中，該升降機構整體定義一中央區域，沿該垂直方向延伸並貫穿該升降機構整體，該彈簧結構未進入該中央區域。該發光件設置於該底座上且位於該中央區域於該底座上之投影內，該發光件發射光線以照射該鍵帽。藉此，該發光件發射的光線能穿過該中央區域以照射該鍵帽而不會受到該彈簧結構的干擾。
本發明之另一目的在於提供一種升降機構，用於於一垂直方向上支撐一鍵帽。該升降機構包含一第一支架及一第二支架。該第一支架具有一第一突出部。該第二支架具有一第二突出部。該第一突出部伸入該第二支架下方並於一旋轉軸線上抵靠該第二支架，該第二突出部伸入該第一支架下方並於該旋轉軸線上抵靠該第一支架。該第一支架與該第二支架相對於該旋轉軸線相對旋轉。藉此，透過該第一突出部及該第二突出部分別伸入該第二支架及該第一支架下方以增加相互結構束拘的程度，進而提升該第一支架及該第二支架相互抵靠的穩定度。
本發明之另一目的在於提供一種按鍵結構包含一底座、一鍵帽及一升降機構。該鍵帽設置於該底座之上。該升降機構包含一第一支架及一第二支架。該第一支架具有一第一突出部。該第二支架具有一第二突出部。該第一突出部伸入該第二支架下方並於一旋轉軸線上抵靠該第二支架，該第二突出部伸入該第一支架下方並於該旋轉軸線上抵靠該第一支架。該第一支架與該第二支架相對於該旋轉軸線相對旋轉。該第一支架及該第二支架連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該第一支架及該第二支架可於該垂直方向上相對於該底座移動。藉此，透過該第一突出部及該第二突出部分別伸入該第二支架及該第一支架下方以增加相互結構束拘的程度，進而提升該第一支架及該第二支架相互 抵靠的穩定度，亦即提升該升降機構支撐該鍵帽的穩定度。
本發明之另一目的在於提供一種按鍵結構包含一底座、一鍵帽、一升降機構及一開關。該鍵帽於一垂直方向上設置於該底座之上。該升降機構連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該升降機構可於該垂直方向上相對於該底座移動。該開關包含一固定座、一彈性件、一第一開關接點、一第二開關接點及一中介支架。該固定座固定於該底座。該彈性件部分固定於該固定座上，該彈性件產生一回彈力。該第一開關接點固定於該固定座上，該第二開關接點相對於該第一開關接點固定於該彈性件上。該中介支架與該固定座樞接。該彈性件可分離地向下抵靠該中介支架。該中介支架可分離地向下抵靠該升降機構或該鍵帽。其中，該回彈力驅使該第二開關接點朝向該第一開關接點移動、驅使該彈性件向下抵靠該中介支架、並經由該彈性件驅使該中介支架向下抵靠該升降機構或該鍵帽。又，當該鍵帽被向下按壓至一按壓位置時，該第二開關接點接觸該第一開關接點，該彈性件與該中介支架分開，該中介支架與該升降機構或該鍵帽分開。藉此，於該第一開關接點與該第二開關接點接觸後，該鍵帽後續的向下移動不會改變該第一開關接點與該第二開關接點間的接觸力，避免或大幅抑制該第一開關接點與該第二開關接點的磨耗，故可增加該第一開關接點與該第二開關接點間接觸的穩定度並延長該開關的使用壽命。
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。
1:按鍵結構
12,32:底座
122:電路板
122a:定位孔
124:底板
124a:定位孔
14:鍵帽
14a:主出光區
14b:角落出光區
142:L形結構
16,36:升降機構
16a:旋轉軸線
16b:徑向
16c,36c:中央區域
162,362:第一支架
1620a:側臂部
1620b:橫連接部
1622:第一底座連接部
1622a:連接結構
1624:第一鍵帽連接部
1624a:連接結構
1626:第一突出部
1626a:上表面
1626b:側表面
1626c:拘束表面
1626d:接緣
1628:第三突出部
1630:底表面
1632,1632':部分
1632a,1632b:距離
1634:抵靠部
164,364:第二支架
1640a:側臂部
1640b:橫連接部
1642:第二底座連接部
1642a:連接結構
1644:第二鍵帽連接部
1644a:連接結構
1646:第二突出部
1646a:第一結構段
1646b:第二結構段
1646c:第一邊緣
1646d:第二邊緣
1648:第四突出部
1650,1650':部分
1652a,1652b:距離
166,366:彈簧結構
1662,3662:第一彈簧部
1664,3664:第二彈簧部
18:開關
182:固定座
182a:容置空間
1822:定位腳
1822a:肋條
184:彈性件
1842:固定部
1844:懸臂
1844a:通孔
1846:抵靠部
186:第一接點連接部
188:第二接點連接部
190:第一開關接點
192:第二開關接點
194:中介支架
194a:凹槽
194b:頂表面
1942:第一抵靠部
1944:第二抵靠部
1946:光學結構
1946a:頂凹面
1946b:等厚度平面
1946c:凹弧面
1948:傾斜下段
1950:傾斜上段
20:發光件
Dv:垂直方向
F1,F2:等效力
F11,F12,F21,F22:力
P1:投影
第1圖為根據一實施例之一按鍵結構之示意圖。
第2圖為第1圖中按鍵結構之部分爆炸圖。
第3圖為第1圖中按鍵結構之另一部分爆炸圖。
第4圖為第3圖中升降機構之第一支架之示意圖。
第5圖為第3圖中升降機構之第二支架之示意圖。
第6圖為第3圖中升降機構之第一支架對應其第一突出部的部分伸入第二支架之示意圖，其中第二支架輪廓以虛線繪示，本圖視角不同於第3圖的視角。
第7圖為第6圖中第一支架於另一視角之示意圖。
第8圖為第3圖中升降機構之第二支架對應其第二突出部的部分伸入第一支架於另一視角之示意圖，其中第一支架輪廓以虛線繪示，本圖視角不同於第3圖的視角。
第9圖為第8圖中第二支架於另一視角之示意圖。
第10圖為第3圖中升降機構之俯視圖，其中鍵帽輪廓及鍵帽上定義的出光區對應的位置以鏈線表示。
第11圖為第10圖中升降機構沿線X-X之剖視圖，其中以虛線繪示底座輪廓。
第12圖為第10圖中升降機構根據一變化例之俯視圖。
第13圖為第11圖中升降機構之剖視圖，其切面位置相當於第10圖中線X-X，且以虛線繪示底座輪廓。
第14圖為第1圖中按鍵結構沿線Y-Y之剖視圖。
第15圖為第3圖中開關於另一視角之示意圖。
第16圖為第3圖中開關之爆炸圖。
第17圖為第14圖中按鍵結構於鍵帽向下移動至一觸發位置時之剖視圖。
第18圖為第17圖中按鍵結構於鍵帽繼續向下移動而至一按壓位置時之剖視圖。
第19圖為根據另一實施例之一按鍵結構之升降機構之俯視圖。
為了設計出超薄且具有段落手感的按鍵，發明人進行深入的問題分析與嘗試。例如，升降機構可以採用剪刀或蝴蝶(正V)或蝙蝠(倒V)形式的雙支架 機制，同時搭配低總高的橫置彈簧連接其兩支架並產生回復力，以抬升鍵帽。如果為了兼顧按鍵升降過程中在按鍵角落的拉力平衡而不致偏擺，就須將彈簧設置在中央區域，以使支架受力平均；但發明人發現如此結構配置中彈簧會將鍵帽下方區域大致上將被垂直切割為兩部分，使得發光按鍵結構的發光件不易設置於中央以直接照射鍵帽大面積的主要出光區，或者光線難以照射到鍵帽的某些角落，影響背光均勻度的呈現。此外，於一般採用塑料支架的按鍵結構中，支架通常是透過孔軸結構相互樞接，但孔軸結構需佔一定的空間，使得支架厚度難以降低，不利於薄型化設計。另外，按鍵開關若採彈片結構，需要面臨的問題是，在開關接點接觸後，開關接點間的接觸力仍會隨著鍵帽下移而增加，且開關接點間也會持續相互磨擦，造成磨損，縮短使用壽命。
請參閱第1圖至第3圖。根據一實施例之一按鍵結構1包含一底座12、一鍵帽14、一升降機構16及一開關18。鍵帽14於一垂直方向Dv(以一雙頭箭頭表示於圖中)上設置於底座12之上。升降機構16連接至底座12及鍵帽14之間，使得鍵帽14經由升降機構16可於垂直方向Dv上相對於底座12移動。開關18固定於底座12上，鍵帽14能朝向底座12移動以使開關18被觸發。其中，升降機構16包含一第一支架162、一第二支架164及一彈簧結構166。第一支架162及第二支架164連接至底座12及鍵帽14之間且可相對旋轉，以共同支撐鍵帽14，使得鍵帽14經由第一支架162及第二支架164可於垂直方向Dv上相對於底座12移動。彈簧結構166連接至第一支架162及第二支架164，以對第一支架162及第二支架164提供回復力，該回復力能驅使第一支架162及第二支架164於垂直方向Dv上抬升鍵帽14。
於本實施例中，如第2圖及第3圖所示，第一支架162與第二支架164相互連接，使得第一支架162及第二支架164能相對於一旋轉軸線16a(以一鏈線表示於圖中)相對旋轉。請參閱第4圖。第一支架162具有一第一底座連接部1622及一第一鍵帽連接部1624。第一支架162經由第一底座連接部1622連接至底座 12，並經由第一鍵帽連接部1624連接至鍵帽14。於本實施例中，第一支架162整體大致上呈一ㄇ字形結構(其結構上包含二側臂部1620a及連接此二側臂部1620a之一橫連接部1620b)。第一底座連接部1622包含二連接結構1622a，分別位於該二側臂部1620a之末端部。第一鍵帽連接部1624包含二連接結構1624a，分別位於橫連接部1620b之兩端部。此外，第一支架162還具有一第一突出部1626及一第三突出部1628，分別位於該二側臂部1620a之中間部位。
請參閱第5圖。第二支架164具有一第二底座連接部1642及一第二鍵帽連接部1644。第二支架164經由第二底座連接部1642連接至底座12，並經由第二鍵帽連接部1644連接至鍵帽14。於本實施例中，第二支架164整體大致上亦呈一ㄇ字形結構(其結構上包含二側臂部1640a及連接此二側臂部1640a之一橫連接部1640b)。第二底座連接部1642包含二連接結構1642a，分別位於該二側臂部1640a之末端部。第二鍵帽連接部1644包含二連接結構1644a，分別位於橫連接部1640b之兩端部。此外，第二支架164還具有一第二突出部1646及一第四突出部1648，分別位於該二側臂部1640a之中間部位。
如第2圖及第3圖所示，第一支架162的第一突出部1626及第三突出部1628伸入第二支架164下方並於旋轉軸線16a上抵靠第二支架164，第二支架164的第二突出部1646及第四突出部1648伸入第一支架162下方並於旋轉軸線16a上抵靠第一支架162，使得第一支架162及第二支架164整體呈X形支撐結構，第一支架162及第二支架164能結構上相互連動、拘束。
進一步來說，請參閱第4圖、第6圖及第7圖。第一突出部1626整體(從俯視角度)大致上呈一L形結構，自第一支架162本體先平行於旋轉軸線16a突出、再垂直於旋轉軸線16a延伸。第一突出部1626具有一上表面1626a、一側表面1626b及一拘束表面1626c。上表面1626a及側表面1626b均通過旋轉軸線16a且相連接形成一接緣1626d，接緣1626d與旋轉軸線16a重合。拘束表面1626c於垂直於旋轉軸 線16a之一徑向16b(以一雙頭箭頭表示於圖中)朝向側表面1626b。第一支架162具有一底表面1630，通過旋轉軸線16a。又，請參閱第5圖、第8圖及第9圖。第二突出部1646整體自第二支架164本體平行於旋轉軸線16a突出形成階梯結構(其於旋轉軸線16a的方向上包含一第一結構段1646a及一第二結構段1646b)。第二突出部1646具有一第一邊緣1646c及一第二邊緣1646d，分別位於第一結構段1646a及第二結構段1646b上且均與旋轉軸線16a重合。
請參閱第3圖、第6圖及第8圖。第二突出部1646的第一結構段1646a位於第一突出部1626的上表面1626a上方、側表面1626b與拘束表面1626c之間，第二突出部1646的第二結構段1646b伸入第一支架162之側臂部1620a下方。其中，第一邊緣1646c抵靠第一突出部1626的接緣1626d(即邏輯上同時抵靠上表面1626a及側表面1626b)，第二邊緣1646d抵靠第一支架162(的側臂部1620a)的底表面1630。第一邊緣1646c及第二邊緣1646d均是以線接觸的方式抵靠第一支架162，故第一支架162與第二支架164於第6圖及第8圖所示處是以於旋轉軸線16a上線接觸的方式連接，第一支架162及第二支架164能相對於旋轉軸線16a相對旋轉。此外，第一突出部1626連續彎折而具有間隔相對的二第一表面，此二間隔相對的第一表面包含側表面1626b及拘束表面1626c，二者能於徑向16b上共同結構拘束第二突出部1646的第二結構段1646b，防止第二突出部1646於徑向16b上脫離第一支架162(的第一突出部1626)。第一突出部1626的上表面1626a與側臂部1620a的底表面1630亦能共同構拘束第二突出部1646，防止第二突出部1646於垂直於旋轉軸線16a之方向(例如不平行於上表面1626a及底表面1630之方向)上脫離第一支架162。於升降機構16作動的過程中，第一突出部1626的上表面1626a對第二突出部1646(的第一結構段1646a)的結構拘束亦能限制升降機構16抬升鍵帽14的高度。又，第二突出部1646的階梯結構亦能與第一支架162(的本體及第一突出部1626)於平行於旋轉軸線16a之方向上形成相互結構拘束，即可防止第一 支架162與第二支架164於此方向上相互脫離。
請參閱第3至第5圖。於本實施例中，第一支架162的第三突出部1628與第二支架164的第二突出部1646結構相同，第二支架164的第四突出部1648與第一支架162的第一突出部1626結構相同，故第一支架162與第二支架164於第三突出部1628與第四突出部1648處的連接關係與第一支架162與第二支架164於第一突出部1626與第二突出部1646處的連接關係相同，不另贅述。但實作上不以此為限。例如第一支架162兩側均以第一突出部1626結構與第二支架164(其兩側亦均設置第二突出部1646之結構)連接。又例如，第一支架162的第三突出部1628改以其他連接結構與第二支架164(其第四突出部1648配合修正結構)連接，不另贅述。此外，於本實施例中，第一支架162與第二支架164結構相同，此設計有助於減少零件數量、降低製造成本；又，第一支架162與第二支架164亦得以一金屬板衝壓成型，可兼顧支架薄型化及結構強度。但實作上均不以此為限。此外，於本實施例中，第一支架162與第二支架164連接的位置位於第一/第二底座連接部1622/1642與第一/第二鍵帽連接部1624/1644之間，但實作上不以此為限。例如第一/第二底座連接部1622/1642設置於其ㄇ字形結構的側臂部的中間部位，第一/第二突出部1626/1646則設置於其ㄇ字形結構的側臂部的末端部。另外，於本實施例中，第一支架162與第二支架164於其ㄇ字形結構的兩側均有連接，但實作上不以此為限；例如第一支架162與第二支架164僅於其ㄇ字形結構的單側有連接。另外，相較於一般採用孔軸結構相互樞接的支架中，第一支架162及第二支架164利用突出部1626、1628及突出部1646、1648伸入對方的下方以在結構上能相互連動、拘束，此結構配置無需孔軸結構，即可實現支架162、164相互樞接的效果。又，第一支架162及第二支架164間之連接結構因無孔軸結構，故支架厚度相較於孔軸結構可明顯降低，有利於薄型化設計。
請參閱第3圖及第10圖。於本實施例中，升降機構16整體定義一中央 區域16c(以虛線框表示於第3圖及第10圖中)，沿垂直方向Dv延伸並貫穿升降機構16整體。彈簧結構166包含一第一彈簧部1662及一第二彈簧部1664，位於中央區域16c的兩側並連接至第一支架162及第二支架164。(以第10圖的視角而言)第一彈簧部1662鄰近且平行於第一支架162的側臂部1620a的投影延伸，第二彈簧部1664鄰近且平行於第二支架164的側臂部1640a的投影延伸。第一彈簧部1662及第二彈簧部1664可以例如但不限於螺旋彈簧實作，其受拉伸地連接至第一支架162及第二支架164。第一彈簧部1662及第二彈簧部1664會驅使第一支架162及第二支架164於水平方向(垂直於垂直方向Dv)相互靠近，進而抬升鍵帽14。
如第10圖所示，第一彈簧部1662對第一支架162施加之力F11(以箭頭表示於圖中)與第一彈簧部1662對第二支架164施加之力F12(以箭頭表示於圖中)大小相同、方向相反；第二彈簧部1664對第一支架162施加之力F21(以箭頭表示於圖中)與第二彈簧部1664對第二支架164施加之力F22(以箭頭表示於圖中)大小相同、方向相反。彈簧結構166對第一支架162施加之力(即力F11及力F21)的等效力F1(以箭頭表示於圖中)通過中央區域16c，此有助於抑制或消除第一支架162因受彈簧結構166施力而相對於垂直方向Dv的旋轉。同樣的，彈簧結構166對第二支架164施加之力(即力F12及力F22)的等效力F2(以箭頭表示於圖中)通過中央區域16c，此有助於抑制或消除第二支架164因受彈簧結構166施力而相對於垂直方向Dv的旋轉。前述力量關係可透過例如但不限於第一彈簧部1662及第二彈簧部1664以相同的彈簧實作且相對於中央區域16c對稱設置而實現。從另一方面而言，等效力F1、F2通過中央區域16c有助於使第一支架162及第二支架164受力(包含支架間相互抵靠之力)均勻，有助於增加升降機構16結構穩定。
請參閱第3圖及第11圖；其中旋轉軸線16a於第11圖中的位置以十字標示表示。於本實施例中，第一彈簧部1662鄰近底座12連接至第一支架162及第二支架164，使得當第一支架162及第二支架164相對於旋轉軸線16a旋轉時(鍵帽 14即隨之升降)，第一彈簧部1662能於垂直方向Dv上大致上保持在固定的位置伸縮，或第一彈簧部1662伸縮時於垂直方向Dv上的位置變化能被明顯地縮小(相對於第一彈簧部1662連接至第一/第二支架162/164其他部分的情形)。請參閱第3圖及第4圖。第一支架162與第一彈簧部1662連接的部分1632與第一底座連接部1622的連接結構1622a間具有一距離1632a(於第一支架162側臂部延伸的方向上)，該部分1632與第一鍵帽連接部1624的連接結構1624a間具有一距離1632b(於第一支架162側臂部延伸的方向上)。
請參閱第3圖及第5圖。第二支架164與第一彈簧部1662連接的部分1650與第二底座連接部1642的連接結構1642a間具有一距離1652a(於第二支架164側臂部延伸的方向上)，該部分1650與第二鍵帽連接部1644的連接結構1644a間具有一距離1652b(於第二支架164側臂部延伸的方向上)。原則上，距離1632a小於距離1632b且距離1652a小於距離1652b，即第一彈簧部1662因第一支架162及第二支架164相對於旋轉軸線16a旋轉而伸縮時其於垂直方向Dv上的位置有一變化範圍。此外，於本實施例中，距離1632a及距離1652a相當小，使得大致上可視為第一彈簧部1662伸縮時其垂直位置保持不變。此結構配置有助於縮減第一彈簧部1662作動所需空間，減少第一彈簧部1662與其他結構干涉的機會，亦有益於第一彈簧部1662的伸縮穩定性。另外，前述關於第一彈簧部1662連接至第一支架162及第二支架164之說明，亦適用於第二彈簧部1664與第一支架162及第二支架164間之連接關係，不另贅述。
此外，如第3圖及第10圖所示，彈簧結構166未進入中央區域16c，但其對第一支架162及第二支架164提供的回復力的等效力(包含等效力F1及等效力F2)能通過中央區域16c，有助於第一支架162及第二支架164作動的穩定性。於升降機構16中，第一支架162、第二支架164及彈簧結構166於作動的過程中始終不會進入中央區域16c，故中央區域16c是升降機構16於垂直方向Dv上提供的通透 空間，可供按鍵結構1其他構件利用(例如用於容置開關18或避免向上行進的光線受到升降機構16的結構干擾)，亦有利於按鍵薄型化設計。於一般使用彈性圓突以提供支架回復力的按鍵結構中，彈性圓突設置於中央位置，使得背光若自彈性圓突下方向上行進將受到彈性圓突的干擾，而影響對其鍵帽的背光效果。而於本實施例中，升降機構16的中央區域16c則容許發光件對應中央區域16c設置，可容易地提供鍵帽14對稱的背光效果。
請參閱第1圖至第3圖及第10圖。鍵帽14上可定義多個出光區(以虛線繪示於第1圖至第3圖中)，包含一主出光區14a及四角落出光區14b，分別位於鍵帽14中央區域及角落區域；於第10圖中，鍵帽14輪廓及出光區14a、14b對應的位置以鏈線表示。如第10圖所示(以第10圖視角而言)，主出光區14a大部分與升降機構16的中央區域16c重疊，且主出光區14a位於第一彈簧部1662及第二彈簧部1664之間。角落出光區14b與中央區域16c不重疊，角落出光區14b部分與第一支架162及第二支架164重疊。於實際產品中，鍵帽14不必然於出光區14a、14b均設置可透光結構(例如但不限於透光的字符)。當提供背光的光源對應中央區域16c設置於底座12上時，於按鍵結構1的操作過程中，無論鍵帽14是否被下壓，此光源發射的光線均能直接照射主出光區14a。當鍵帽14未被按壓時，光源發射的光線也能照射到角落出光區14b，至少提供使用者未按壓鍵帽14時的指示效果。
另外，於本實施例中，彈簧結構166連接至第一支架162及第二支架164的下部(相對於旋轉軸線16a)，如第10圖及第11圖所示，但實作上不以此為限。例如，如第12圖及第13圖，彈簧結構166連接至第一支架162及第二支架164的上部(相對於旋轉軸線16a)。其中，例如，第一彈簧部1662連接至第一支架162的部分1632'並連接至第二支架的部分1650'，第一彈簧部1662仍保持鄰近且平行於第一支架162的側臂部1620a的投影延伸，且不會進入中央區域16c。彈簧結構 166於作動時(即於支架162、164相對旋轉時而伸縮)其垂直位置雖有變化，使得彈簧結構166會影響對應中央區域16c設置於底座12上的光源對角落出光區14b(可參閱第10圖)的照射，但彈簧結構166仍能保持中央區域16c通暢(或謂不會進入中央區域16c)，亦即此光源發射的光線始終能直接照射主出光區14a(可參閱第10圖)。
請參閱第2圖、第3圖及第14圖。於本實施例中，底座12包含一電路板122及疊置於電路板122上之一底板124，升降機構16透過連接至底板124以與底座12連接。於實作上，底板124可由但不限於一金屬板衝壓成型。開關18固定於底座12上。電路板122可以是但不限於印刷電路板。開關18可固定於底板124上，並與電路板122電性連接。鍵帽14可使按壓而經由升降機構16能朝向底座12移動以使開關18被觸發。
請參閱第14圖至第16圖。於本實施例中，開關18包含一固定座182、一彈性件184、一第一接點連接部186、一第二接點連接部188、一第一開關接點190、一第二開關接點192及一中介支架194。固定座182形成一容置空間182a並具有多個定位腳1822。定位腳1822插入電路板122及底板124上對應的定位孔122a、124a，定位腳1822帶有肋條1822a，其能與定位孔122a及/或定位孔124a結構干涉，而能提供一定程度的固定效果。換言之，開關18經由定位腳1822定位至底座12上，且可透過定位腳1822的肋條1822a獲得固定至底座12上的效果。
彈性件184容置於容置空間182a並包含一固定部1842及自固定部1842延伸之一懸臂1844。彈性件184經由固定部1842固定至固定座182，懸臂1844可於垂直方向Dv上彈性偏轉；從另一方面來說，彈性件184部分固定於固定座182上。其中，固定部1842呈ㄇ字形結構，固定部1842可透過插入(例如插入固定座182的孔中)或埋入射出的方式(例如固定座182為一射出件)固定至固定座182。另外，懸臂1844的彈性偏轉事實上是透過結構彈性而實現，但為簡化說明及圖面， 懸臂1844本身以剛體表現，其偏轉角度以其彎曲部(如第14圖中，懸臂1844自固定座182一開始延伸出的部分)的曲率中心為偏轉中心。
第一接點連接部186固定於固定座182上且露出於固定座182。其中，第一接點連接部186呈ㄩ字形結構，第一接點連接部186可透過插入(例如插入固定座182的孔中)或埋入射出的方式(例如固定座182為一射出件)固定至固定座182。第一接點連接部186以表面黏著的方式電性固定至電路板122上；但實作上不以此為限，例如以插件的方式電性固定至電路板122上(即向下插入電路板122)。第一開關接點190位於容置空間182a內並固定於第一接點連接部186上，以經由第一接點連接部186固定於固定座182上且與電路板122電性連接。於實作上，第一接點連接部186與第一開關接點190可一體成型，例如以一金屬板衝壓成型。
第二接點連接部188固定於固定座182上且露出於固定座182。其中，第二接點連接部188與彈性件184的固定部1842一體成型，使得第二接點連接部188經由固定部1842固定於固定座182上。第二接點連接部188包含二插針，第二接點連接部188以插件的方式電性固定至電路板122上(即該二插針向下插入電路板122)；但實作上不以此為限，例如以表面黏著的方式電性固定至電路板122上。第二開關接點192相對於第一開關接點190固定於彈性件184的懸臂1844上，且與第二接點連接部188電連接。於實作上，彈性件184、第二接點連接部188及第二開關接點192可一體成型，例如以一金屬板衝壓成型；此時，第二開關接點192即通過懸臂1844與第二接點連接部188電性連接，進而經由第二接點連接部188與電路板122電性連接。懸臂1844可於垂直方向Dv上向下彈性偏轉以使第一開關接點190與第二開關接點192接觸。因此，開關18至少能經由第一接點連接部186及第二接點連接部188固定於電路板122上。
中介支架194與固定座182樞接。彈性件184(經由其懸臂1844)可分離 地向下抵靠中介支架194，中介支架194可分離地向下抵靠升降機構16。如第14圖所示，彈性件184係設置以使懸臂1844趨向向下偏轉以使第二開關接點192朝向第一開關接點190移動並接觸第一開關接點190。中介支架194具有一第一抵靠部1942並以第一抵靠部1942向上抵靠彈性件184(的懸臂1844)，以控制彈性件184的懸臂1844於垂直方向Dv的彈性偏轉程度。換言之，於第14圖中，彈性件184被中介支架194的第一抵靠部1942向上抬升而產生一回彈力(其能驅使懸臂1844向下偏轉)；其中，被抬升的懸臂1844使第二開關接點192與第一開關接點190分開。此外，中介支架194具有一第二抵靠部1944，第一支架162對應地具有一抵靠部1634，位於第一支架162的橫連接部。如前文說明，彈簧結構166驅使第一支架162的橫連接部向上移動，使得第一支架162的抵靠部1634向上抵靠中介支架194的第二抵靠部1944；從另一方向而言，中介支架194受到彈性件184的懸臂1844向下壓抵也經由其第二抵靠部1944會向下抵靠第一支架162的抵靠部1634。
請參閱第14圖、第17圖及第18圖。其中，第14圖顯示鍵帽14位於一未按壓位置，即使用者未按壓鍵帽14時，鍵帽14位於最高點。第17圖顯示當鍵帽14自該未按壓位置向下移動至一觸發位置時，第二開關接點192剛與第一開關接點190接觸。第18圖顯示鍵帽14繼續向下移動而離開該觸發位置並到達至一按壓位置，此時可視為鍵帽14已被使用者按壓至最低點。
其中，如第14圖所示，當使用者未按壓鍵帽14時(鍵帽14即位於該未按壓位置)，第一開關接點190與第二開關接點192分開，第一支架162經由其抵靠部1634對中介支架194的第二抵靠部1944向上施力，彈性件184的懸臂1844對中介支架194的第一抵靠部1942向下施力。此時，彈性件184因彈性變形而產生回彈力，使得彈性件184的懸臂1844趨向向下偏轉，設置於懸臂1844上的第二開關接點192也隨之向下移動(即朝向第一開關接點190移動)。
使用者可按壓鍵帽14以使鍵帽14自該未按壓位置向下移動。於鍵帽 14向下移動至該觸發位置之前(如第17圖所示)，第一開關接點190與第二開關接點192維持分開的狀態，第一支架162保持對中介支架194向上施力，彈性件184保持對中介支架194向下施力。於鍵帽14自該未按壓位置(如第14圖所示)向下移動該觸發位置(如第17圖所示)的過程中，彈性件184的回彈力驅使其懸臂1844向下偏轉並抵靠中介支架194的第一抵靠部1942，中介支架194受到懸臂1844的施力而相對於固定座182向下旋轉並抵靠第一支架162的抵靠部1634(即彈性件184的回彈力經由彈性件184驅使中介支架194向下抵靠第一支架162)，第二開關接點192隨著懸臂1844向下偏轉而朝向第一開關接點190移動，第一支架162受到被使用者按壓的鍵帽14的連動而向下移動，第一支架162同時透過其抵靠部1634限制中介支架194向下旋轉的程度並邏輯上透過中介支架194間接限制彈性件184的懸臂1844向下偏轉的程度。於本實施例的開關18結構配置中，於鍵帽14自該未按壓位置向下移動該觸發位置的過程中，中介支架194及彈性件184的懸臂1844同向偏轉。如第17圖所示，當鍵帽14到達該觸發位置時，第二開關接點192剛接觸第一開關接點190，即開關18被觸發。
接著，當鍵帽14自該觸發位置繼續向下移動時，懸臂1844因第二開關接點192接觸第一開關接點190而不再向下偏轉，懸臂1844不再抵靠中介支架194，也不再對中介支架194施力。換言之，於第二開關接點192接觸第一開關接點190後，此兩者間之接觸力即不會再變化。亦即，第一開關接點190與第二開關接點192的觸發接觸力固定，不會因鍵帽14被使用者向下按壓的位移量或使按壓的力量而改變，此設計能大幅減少第一開關接點190與第二開關接點192的磨耗，延長開關18的使用壽命，此外，原則上，中介支架194會受到自身重力而繼續相對於固定座182向下旋轉，並經由第二抵靠部1944抵靠第一支架162的抵靠部1634(或謂其旋轉程度仍受到第一支架162的限制)。當中介支架194受到底座12的阻擋而無法再向下旋轉時，繼續向下旋轉的第一支架162也將與中介支架194 分開。如第18圖所示，當自該觸發位置向下移動的鍵帽14到達該按壓位置時，第二開關接點192與第一開關接點190仍是接觸的，彈性件184的懸臂1844與中介支架194仍是分開的，中介支架194被底座12阻擋使得第一支架162不再與中介支架194接觸。
另外，於鍵帽14自該觸發位置向下移動至該按壓位置的過程中，彈性件184的懸臂1844不會相對於固定座182偏轉，而中介支架194會相對於懸臂1844向下旋轉，使得中介支架194可與能懸臂1844產生結構干涉。請參閱第14圖、第16圖至第18圖。彈性件184具有一抵靠部1846，位於懸臂1844的末端。彈性件184經由抵靠部1846可分離地抵靠中介支架194。中介支架194於垂直方向Dv上位於彈性件184上方並對應抵靠部1846具有一凹槽194a，當鍵帽14位於該按壓位置時(如第18圖所示)，抵靠部1846位於凹槽194a內。因此，凹槽194a作為避讓空間，以避免中介支架194與彈性件184結構干涉。於本實施例中，凹槽194a以通孔實現，但實作上不以此為限；例如，於中介支架194內側(朝向固定座182的容置空間182a)形成盲孔以取代前述凹槽194a。此外，於本實施例中，中介支架194具有一頂表面194b，凹槽194a穿過頂表面194b。當鍵帽14位於該按壓位置時(如第18圖所示)，彈性件184於垂直方向Dv上低於頂表面194b(即懸臂1844的末端(或抵靠部1846)未突出於頂表面194b)，可避免懸臂1844與開關18外部的構件產生結構干涉。又，此時中介支架194亦未接觸鍵帽14，故不會與鍵帽14產生結構干涉。
另外，於本實施中，中介支架194是可分離地向下抵靠升降機構16(的第一支架162)，但實作上亦可利用鍵帽14以對中介支架194的旋轉限制。例如，直接自鍵帽14底面向下突出形成L形結構142(以虛線繪示其輪廓於第14圖中)，取代第一支架162的抵靠部1634而供中介支架194可分離地抵靠並能限制第一支架162的旋轉程度(此時，第一支架162的抵靠部1634即原則上需去除)。於作動邏 輯上，鍵帽14的L形結構142與第一支架162的抵靠部1634相同，故可直接參閱前文相關說明，不另贅述。
請參閱第3圖及第14圖。於本實施例中，按鍵結構1還包含一發光件20(例如但不限於發光二極體)，設置於底座12上(例如直接電性固定於電路板122上)且位於中央區域16c於底座12(的電路板122)上之投影P1(以虛線方框表示於第3圖中)內。發光件20朝上發射光線以照射鍵帽14，例如提供鍵帽14背光。於本實施例中，發光件20發射的光線會穿過開關18。發光件20的上方有彈性件184(的懸臂1844)及中介支架194。懸臂1844具有一通孔1844a，以供該光線穿過。中介支架194採透光材質製作，使得該光線亦能穿過中介支架194。於本實施例中，中介支架194於發光件20上方具有一光學結構1946，其具有發散來自發光件20的光線的效果。光學結構1946具有一頂凹面1946a，頂凹面1946a包含一等厚度平面1946b及一凹弧面1946c。如第14圖所示，當鍵帽14位於該未按壓位置時(此時鍵帽14位於最高點且其上方通常沒有手指遮蓋)，等厚度平面1946b與電路板122或鍵帽14上表面平行。以此時狀態而言，實作上可透過設計等厚度平面1946b於水平方向超出正下方發光件20的面積、及凹弧面1946c的垂直投影與發光件20重疊的程度，以微調整體出光均勻度。此外，等厚度平面1946b還利於自動化生產時，作為機械手臂的吸取面。於中介支架194中，當鍵帽14在最高點時，光學結構1946前後(於水平方向)的傾斜下段1948與傾斜上段1950分別與電路板122或鍵帽14形成有夾角。另外，於實作上，中介支架194亦可提供通孔以供該光線穿過(即類似懸臂1844的避讓結構)，不另贅述。
另外，於實作上，開關18的功能可透過其他方式或結構實現，而使前述開關18的結構移開按鍵結構1的中間區域，發光件20朝上發射光線即可不受結構阻隔而直達鍵帽14。按鍵結構1的開關可偏移至第一支架162或第二支架164的下方，利用第一支架162或第二支架164的結構(例如向下突出的結構)，以於鍵 帽14向下移動時觸發此開關。又或按鍵結構1的開關可偏移至鍵帽14向下突出的結構的下方，使得鍵帽14於向下移動時能經由此結構觸發此開關。此開關可透過觸碰開關(例如設置於電路板122上)或薄膜電路板(例如取代前述電路板122而疊至於底板124的上方或下方)等結構實現，不另贅述。
另外，於按鍵結構1中，第一支架162及第二支架164整體呈X形支撐結構，但實作上不以此為限。如第19圖所示，根據另一實施例之一按鍵結構之升降機構36包含一第一支架362及一第二支架364，第一支架362及第二支架364均呈ㄇ字形結構，兩者以ㄇ字形結構的兩末端(即其側臂之末端)相互抵靠並能相對旋轉。第一支架362及第二支架364分別與底座32連接，以共同支撐鍵帽14(其輪廓及鍵帽14上定義的出光區14a、14b對應的位置以鏈線表示於圖中)於底座32之上。第一支架362及第二支架364之側視圖大致呈V字形(或謂蝴蝶式結構)。升降機構36也包含一彈簧結構366，其包含一第一彈簧部3662及一第二彈簧部3664，均連接至第一支架362及第二支架364，可提供回復力以使鍵帽14能向上回到原位。(以第19圖的視角而言)第一彈簧部3662及第二彈簧部3664位於且第一支架362及第二支架364的ㄇ字形結構的內側，鄰近且平行於第一支架362及第二支架364的側臂部的投影延伸。升降機構36整體亦能定義出一中央區域36c(以虛線框表示於第19圖中)，沿垂直方向Dv延伸並貫穿升降機構36整體。第一彈簧部3662及一第二彈簧部3664位於中央區域36c的兩側，且未進入中央區域36c。此外，於本實施例中，鍵帽14的主出光區14a大部分與升降機構36的中央區域36c重疊，主出光區14a位於第一彈簧部3662及第二彈簧部3664之間。鍵帽14的角落出光區14b與中央區域36c不重疊，角落出光區14b部分與第一支架362及第二支架364重疊。因此，整體而言，升降機構36與按鍵結構1之升降機構16結構邏輯相似，主要差異在於第一彈簧部3662及第二彈簧部3664連接至第一支架362及第二支架364的鍵帽連接部(或鄰近鍵帽14的部分)。故彈簧結構366於作動時(即於 支架362、364相對旋轉時而伸縮)其垂直位置雖有變化，使得彈簧結構366會影響對應中央區域36c設置於底座32上的光源對角落出光區14b的照射，但彈簧結構366仍能保持中央區域36c通暢(或謂不會進入中央區域36c)，亦即(設置於底座32上的)發光件20發射的光線始終能直接照射主出光區14a。並且，當鍵帽14未被按壓時，發光件20發射的光線也能照射到角落出光區14b，至少提供使用者未按壓鍵帽14時的指示效果。
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。
1:按鍵結構
12:底座
122:電路板
124:底板
124a:定位孔
14:鍵帽
14a:主出光區
14b:角落出光區
16:升降機構
16a:旋轉軸線
16c:中央區域
162:第一支架
1622a:連接結構
1624a:連接結構
1626:第一突出部
1628:第三突出部
1634:抵靠部
164:第二支架
1642a:連接結構
1644a:連接結構
1646:第二突出部
1648:第四突出部
1662:第一彈簧部
1664:第二彈簧部
18:開關
182:固定座
1822:定位腳
1822a:肋條
1844:懸臂
186:第一接點連接部
188:第二接點連接部
194:中介支架
194a:凹槽
194b:頂表面
1944:第二抵靠部
1946:等厚度結構部
20:發光件
Dv:垂直方向
P1:投影

Claims (24)

  1. 一種升降機構，用於於一垂直方向上支撐一鍵帽，該升降機構包含：一第一支架；一第二支架，該第一支架及該第二支架相互連接且可相對旋轉；以及一彈簧結構，直接連接至該第一支架及該第二支架，該彈簧結構驅使該第一支架及該第二支架於該垂直方向上抬升該鍵帽；其中，該升降機構整體定義一中央區域，沿該垂直方向延伸並貫穿該升降機構整體，該彈簧結構未進入該中央區域，該彈簧結構對該第一支架施加之力的等效力不平行於該垂直方向。
  2. 如請求項1所述之升降機構，其中該彈簧結構對該第一支架施加之力的等效力通過該中央區域。
  3. 如請求項1所述之升降機構，其中該彈簧結構包含一第一彈簧部及一第二彈簧部，該第一彈簧部連接至該第一支架及該第二支架，該第二彈簧部連接至該第一支架及該第二支架，該第一彈簧部及該第二彈簧部位於該中央區域之相對兩側。
  4. 如請求項1所述之升降機構，其中該第一支架具有一第一底座連接部及一第一鍵帽連接部，該第二支架具有一第二底座連接部及一第二鍵帽連接部，該第一支架與該彈簧結構連接的部分與該第一底座連接部間之距離小於與該第一鍵帽連接部間之距離，該第二支架與該彈簧結構連接的部分與該第二底座連接部間之距離小於與該第二鍵帽連接部間之距離。
  5. 一種按鍵結構，包含：一底座；一鍵帽，設置於該底座之上； 如請求項1至4其中任一請求項所述之升降機構，該第一支架及該第二支架連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該第一支架及該第二支架可於該垂直方向上相對於該底座移動；以及一發光件，設置於該底座上且位於該中央區域於該底座上之投影內，該發光件發射光線以照射該鍵帽。
  6. 一種升降機構，用於於一垂直方向上支撐一鍵帽，該升降機構包含：一第一支架，具有一第一突出部；以及一第二支架，具有一第二突出部，該第一突出部伸入該第二支架下方並於一旋轉軸線上抵靠該第二支架，該第二突出部伸入該第一支架下方並於該旋轉軸線上抵靠該第一支架，該第一支架與該第二支架相對於該旋轉軸線相對旋轉。
  7. 如請求項6所述之升降機構，其中該第一支架具有一底表面，通過該旋轉軸線，該第一突出部具有一上表面，通過該旋轉軸線，該第二突出部於該旋轉軸線上抵靠該底表面及該上表面。
  8. 如請求項7所述之升降機構，其中該第一突出部具有一側表面，該側表面與該上表面相連接形成一接緣，該接緣與該旋轉軸線重合，該第二突出部抵靠該接緣。
  9. 如請求項8所述之升降機構，其中該第一突出部具有一拘束表面，朝向該側表面，該第二突出部受限地位於該側表面與該拘束表面之間。
  10. 如請求項8所述之升降機構，其中該第二突出部具有一第一邊緣及一第二邊緣，均與該旋轉軸線重合，該第一邊緣抵靠該接緣，該第二邊緣抵靠該底表面。
  11. 如請求項6所述之升降機構，其中該第一支架具有一第三突出部， 該第二支架具有一第四突出部，該第三突出部伸入該第二支架下方並於該旋轉軸線上抵靠該第二支架，該第四突出部伸入該第一支架下方並於該旋轉軸線上抵靠該第一支架。
  12. 如請求項11所述之升降機構，該第一支架與該第二支架結構相同。
  13. 一種按鍵結構，包含：一底座；一鍵帽，設置於該底座之上；以及如請求項6至12其中任一請求項所述之升降機構，該第一支架及該第二支架連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該第一支架及該第二支架可於該垂直方向上相對於該底座移動。
  14. 一種按鍵結構，包含：一底座；一鍵帽，於一垂直方向設置於該底座之上；一升降機構，連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該升降機構可於該垂直方向相對於該底座移動；以及一開關，包含：一固定座，固定於該底座；一彈性件，部分固定於該固定座上，該彈性件產生一回彈力；一第一開關接點，固定於該固定座上；一第二開關接點，相對於該第一開關接點固定於該彈性件上；以及一中介支架，與該固定座樞接，該彈性件可分離地向下抵靠該中介支架，該中介支架可分離地向下抵靠該升降機構或該鍵帽；其中，該回彈力驅使該第二開關接點朝向該第一開關接點移動、驅使該彈性件向下抵靠該中介支架、並經由該彈性件驅使該中介支架向下抵靠該升降機 構或該鍵帽；其中，當該鍵帽被向下按壓至一按壓位置時，該第二開關接點接觸該第一開關接點，該彈性件與該中介支架分開，該中介支架與該升降機構或該鍵帽分開。
  15. 如請求項14所述之按鍵結構，其中該升降機構包含一第一支架及一第二支架，該第一支架及該第二支架連接至該底座及該鍵帽之間，該鍵帽經由該第一支架及該第二支架可於該垂直方向相對於該底座移動，該中介支架經由可分離地抵靠該第一支架以可分離地抵靠該升降機構。
  16. 如請求項15所述之按鍵結構，其中當該鍵帽位於該按壓位置時，該中介支架未接觸該鍵帽。
  17. 如請求項14所述之按鍵結構，其中該底座包含一電路板，該開關固定於該電路板上，該第一開關接點及該第二開關接點與該電路板電性連接。
  18. 如請求項17所述之按鍵結構，其中該開關包含一第一接點連接部及一第二接點連接部，均固定於該固定座上且露出於該固定座，該第一接點連接部與該第一開關接點及該電路板電性連接，該第一開關接點經由該第一接點連接部與該電路板電性連接，該第二接點連接部與該第二開關接點及該電路板電性連接，該第二開關接點經由該第二接點連接部與該電路板電性連接。
  19. 如請求項18所述之按鍵結構，其中該第二接點連接部經由該彈性件與該第二開關接點連接。
  20. 如請求項18所述之按鍵結構，其中該第一接點連接部或該第二接點連接部向下突出且插入該電路板。
  21. 如請求項14所述之按鍵結構，其中該中介支架位於該彈性件上方，該中介支架具有一頂表面，當該鍵帽位於該按壓位置時，該彈性件於該 垂直方向上低於該頂表面。
  22. 如請求項14所述之按鍵結構，其中該中介支架具有一凹槽，該彈性件具有一抵靠部，該彈性件經由該抵靠部可分離地抵靠該中介支架，當該鍵帽位於該按壓位置時，該抵靠部位於該凹槽內。
  23. 如請求項14所述之按鍵結構，其中該彈性件包含一固定部及一懸臂，該彈性件經由該固定部固定至該固定座，該彈性件經由該懸臂可分離地向下抵靠該中介支架。
  24. 如請求項23所述之按鍵結構，其中於該鍵帽向下移動時，該中介支架及該懸臂同向偏轉。
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