TW201826309A - 薄型按鍵結構 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種薄型按鍵結構，設置於一鍵盤上，該結構包含一鍵帽、一底板、一剪刀腳結構、一薄膜電路、一金屬彈片及一定位結構。該鍵帽提供按壓操作。該剪刀腳結構設置於該鍵帽下並設置於該底板上。該薄膜電路設置於該底板上。該金屬彈片設置於該薄膜電路上，用以因應一施力形成壓縮形變而觸壓該薄膜電路，進而因應該施力的解除而形成一恢復力以解除形變。該定位結構設置於該鍵帽下並設置於該金屬彈片上。該定位結構具有一按壓柱體，該按壓柱體係相應於該金屬彈片之中心與該鍵帽之中心，且該定位結構與該金屬彈片之間係以膠黏方式形成固定。
Description
本發明為一種薄型按鍵結構，尤其是有關於一種使用以金屬圓點(Metal Dome)之彈性元件作為回彈機制以縮小其整體之體積的按鍵結構。
現代人於日常生活裡常會使用到電腦，而無論是桌上型電腦(或稱個人電腦(PC))或是筆記型電腦，鍵盤皆是其中重要的角色，以提供使用者進行字元輸入或操作控制。一般來說，鍵盤是由許多按鍵所組成，各按鍵並被配置在特定的位置上。此外，許多電子裝置或是電機操作設備也都設置有相關的按鍵，用以作為各種指定功能的操作介面。
為了提供使用者輸入與操控，此類按鍵的特性在於需使其進行一次性的按壓之後可恢復其原始位置，並同時能因應按壓而產生觸發訊號。如此，除了能讓使用者藉由其按鍵的壓縮回彈機制來增加觸壓成功的手感外，還在於能使同一按鍵提供下一次的按壓。
以目前技術來說，不同類型的按鍵的設計是以其內部的開關(Switch)型式作分類，大致可分為機械式(Mechanical)、薄膜式(Membrane)、導電橡膠式(Conductive Rubber)及無接點靜電容量式(Capacitive)等幾種。而不同類型的按鍵設計，無論是在使用壽命、觸壓感受或製作成本上，也都不盡相同。此外，以一剪刀腳結構作搭配而設置在其鍵帽之下方的設計也能有效地平均使用者觸壓時的施力方向，而讓按鍵更容易被觸壓成功以產生正確的觸控結果。
承上所述，以剪刀腳結構搭配一橡膠圓點(Rubber Dome)之彈性元件的設計方式為目前鍵盤按鍵的習知技術，該橡膠圓點的設置目的即在於回彈，也就是若僅設置該剪刀腳結構係無法使按鍵操作功能正常。其次，若按鍵不設置該剪刀腳結構而僅利用該橡膠圓點形成壓縮回彈，便容易因按壓施力不均而不利於構成如鍵盤上具有較大鍵帽面積的按鍵。另一方面，無論是針對筆記型電腦的鍵盤或是搭配桌上型電腦的獨立鍵盤，其外型與體積的輕薄化也已是目前研發上的重要趨勢。
然而，由於目前橡膠圓點這類的彈性元件在未被壓縮時就已具有相對較大的體積，因此若鍵盤按鍵的設計是採用橡膠圓點，便會在製造上受其元件材料之條件限制的影響，而難以達成對於縮小整體按鍵體積或是鍵盤薄型化的製作要求。
本發明之目的在於提出一種薄型按鍵結構。該薄型按鍵結構之特徵在於應用於鍵盤上，並採以金屬圓點(Metal Dome)之彈性元件作為回彈機制，進而達到縮小其按鍵或鍵盤整體之體積或厚度的薄型化製作要求。
本發明為一種薄型按鍵結構，設置於一鍵盤上，該結構包含一鍵帽、一底板、一剪刀腳結構、一薄膜電路、一金屬彈片及一定位結構。該鍵帽提供按壓操作。該剪刀腳結構設置於該鍵帽下並設置於該底板上。該薄膜電路設置於該底板上。該金屬彈片設置於該薄膜電路上，用以因應一施力形成壓縮形變而觸壓該薄膜電路，進而因應該施力的解除而形成一恢復力以解除形變。該定位結構設置於該鍵帽下並設置於該金屬彈片上。該定位結構具有一按壓柱體，該按壓柱體係相應於該金屬彈片之中心與該鍵帽之中心，且該定位結構與該金屬彈片之間係以膠黏方式形成固定。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1‧‧‧薄型按鍵結構
10‧‧‧鍵帽
10b‧‧‧底部
11‧‧‧底板
111、112‧‧‧卡勾
12‧‧‧剪刀腳結構
120‧‧‧穿孔
121‧‧‧外框
122‧‧‧內框
121a、122a、121b、122b‧‧‧側邊
13‧‧‧定位結構
131‧‧‧按壓柱體
131a‧‧‧頂面
132‧‧‧凸出部
1320‧‧‧第二空腔
133‧‧‧薄膜部
130、140‧‧‧鏤孔
14‧‧‧薄膜電路
15‧‧‧金屬彈片
150‧‧‧第一空腔
第1A圖，為本發明較佳實施例所提出的一薄型按鍵結構1的元件分解示意圖。
第1B圖，為本發明較佳實施例所提出完成組裝的該薄型按鍵結構1的立體示意圖。
第2圖，為本發明較佳實施例所提出完成組裝的該薄型按鍵結構1的剖視圖。
以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要或以通常技術即可完成之元件，以清楚顯示本發明之技術特點。
現以一較佳實施例進行本發明之實施說明。請同時參見第1A圖與第1B圖，其中第1A圖為本實施例所提出的一薄型按鍵結構1的元件分解示意圖；第1B圖為完成組裝的該薄型按鍵結構1的立體示意圖。於此實施例中，該薄型按鍵結構1係應用於一鍵盤(未顯示於圖式)上之設置，該鍵盤可包含多個此實施例的該薄型按鍵結構1，且該鍵盤可為一般筆記型電腦所配置的鍵盤模組，或是搭配桌上型電腦的獨立鍵盤。
如第1A圖所示，該薄型按鍵結構1主要包含有一鍵帽10、一剪刀腳結構12、一定位結構13、一金屬彈片15、一薄膜電路14以及一底板11。在第1A圖呈現了該些元件從上至下進行分解的對應位置關係，而同時於完成組裝的第1B圖之示意可看出位於上方的該鍵帽10與下方的該底板11之間有一距離，以提供使用者有按壓的空間。應注意的是，視在鍵盤上所應用的按鍵尺寸設計大小的不同，第1A圖與第1B圖中所示的該薄型按鍵結構1可作對應的尺寸比例改變，但其細部的結構特徵與組裝方式可為相同。
承上所述，於此實施例中，該鍵帽10是用以提供按 壓操作，該底板11則可為所應用的鍵盤或筆記型電腦的一部份，例如為其鍵盤機殼的一部份。該剪刀腳結構12可採用一般習知技術的X結構(X-structure)的組裝元件，其特徵除在於可有效縮減按鍵或鍵盤的製造厚度外，還能對觸壓至該鍵帽10上的一施力(未顯示於圖式)加以平均分散以提供穩定而迅速反應的觸壓手感。習知的剪刀腳結構具有多種不同的設計，但主要是以兩個片狀單元構成可相互樞轉的X形狀支架。於此實施例中，該剪刀腳結構12具有一外框121與一內框122，該外框121與該內框122係相互套合地以彼此的中軸作樞轉連接。該剪刀腳結構12是設置於該鍵帽10下並設置於該底板11上。
其次，於此實施例中，該定位結構13係以聚酯或樹脂之彈性材質所製成，其位置是設置於該鍵帽10下，並設置於該金屬彈片15上。該金屬彈片15則是以不鏽鋼或銅之材質所製成，其位置是設置於該薄膜電路14上，並由該定位結構13所覆蓋。詳細來說，如第1A圖所示，該定位結構13具有一按壓柱體131、一薄膜部133以及一凸出部132；其中該按壓柱體131就整體結構來說是相應於該金屬彈片15之中心與該鍵帽10之中心，其並具有相應於該鍵帽10之面積一定比例的承載面，目的在於對觸壓至該鍵帽10上的該施力加以承載傳動，使該鍵帽10產生較為垂直、不傾斜的上下位移效果。
承上所述，該薄膜部133是設置於該薄膜電路14上，而該凸出部132則以其周圍連接於該薄膜部133，而在該凸出部132的表面並位於該凸出部132之中心處係連接於該按壓柱體131。於此實施例中，該凸出部132與該按壓柱體131甚至於是該薄膜部133是彼此一體成形的，也就是可同為聚酯或樹脂之彈性材質，其中的該凸出部132係呈現為曲面之殼體結構，並能因應該施力而受該按壓柱體131之連動而形成壓縮形變。然而，僅就該按壓柱體131來說，於此實施例中係單獨對其進行紫外線(UV)照射，也就是以紫外線固化方式加以製成，從而能在結構較 硬的條件下提供有效的傳動或連動效果。
本發明的其一特徵在於在鍵盤的按鍵中使用以金屬圓點(Metal Dome)之彈性元件作為其按鍵的回彈機制，也就是該金屬彈片15。於此實施例中，以不鏽鋼或銅之材質所製成的該金屬彈片15其特性除了能較習知的橡膠圓點(Rubber Dome)之彈性元件有相對較小的體積或厚度外，還能提供有別於觸壓該橡膠圓點之按鍵的操作手感，其手感可類似像在操作機械式(Mechanical)之按鍵。
請同時參見第2圖，為完成組裝的該薄型按鍵結構1的剖視圖。於此實施例中，該金屬彈片15係呈現為近似於一半球殼狀，或習知技術所稱的「鍋仔片」，其作用是用以產生形變而觸壓下方的該薄膜電路14形成導通的設計。如第2圖所示，該金屬彈片15之內部具有朝向該薄膜電路14的一第一空腔150，而該定位結構13的該凸出部132之內部具有一第二空腔1320。該第二空腔1320係形成在相對於該按壓柱體131之另一側，用以提供容置該金屬彈片15，而該第一空腔150則提供因應該施力的形變空間。
承上所述，於此實施例中的設置方式是直接將該金屬彈片15對準該按壓柱體131而膠黏固定於該第二空腔1320中(例如可在與該凸出部132之內側相互接觸的部位作點膠)，並再採用膠黏方式將該金屬彈片15的殼狀邊緣固定設置於該薄膜電路14之指定的位置上，而此時的該薄膜部133與該薄膜電路14之間亦以膠黏方式形成固定，使得該金屬彈片15在被按壓時能避免走位而達到有效的位置固定效果。
另一方面，該剪刀腳結構12具有一穿孔120，於此實施例中的該穿孔120係形成於該內框122之中，該穿孔120的尺寸大於該按壓柱體131，使得所組裝的該按壓柱體131可經由該穿孔120而對應於該鍵帽10的一底部10b，也就是該按壓柱體131的一頂面131a可與該底部10b形成接觸。在第2圖中的示意 是呈現出未進行按壓的狀態。
於此實施例中，對該剪刀腳結構12的設計是將該外框121與該內框122各自的一側邊121a、122a分別樞轉連接於該鍵帽10的該底部10b，而該外框121與該內框122各自相對於該側邊121a、122a的一另一側邊121b、122b則分別卡合滑動於該底板11。如第1A圖所示，該底板11設置有兩相應的卡勾111以提供該側邊122b作可向外平移滑動之卡合組裝，並以另兩相應的卡勾112以提供該側邊121b作可向外平移滑動之卡合組裝。此外，該底部10b設置有多個相應的樞座(未顯示於圖式)以分別提供該側邊121a、122a作定點之樞轉組裝。該些側邊121a、122a、121b、122b皆形成有相應的樞軸以提供樞接或卡合。
詳細來說，在該剪刀腳結構12中提供樞轉的部位並不進行滑動。另一方面，因應該施力而使該鍵帽10向下移動而接近該底板11的過程將造成該外框121與該內框122之間的相對轉動，使得在該剪刀腳結構12中作卡合滑動的部位會相應地從其卡勾111、112上向外滑動移出，讓該鍵帽10能順利地向下壓縮而改變高度。
再者，如第1A圖所示，為使該剪刀腳結構12組裝或卡合於該底板11上，於該薄膜部133上與該薄膜電路14上須形成出多個位置相互對應的鏤孔130、140，以使該底板11的該些卡勾111、112能加以穿過而分別與該剪刀腳結構12的側邊121b、122b相互卡合接觸。
當然，於其他實施方式中亦可採用不同的剪刀腳結構的設計；例如可將負責卡合滑動的部位分別設置於該鍵帽之底部上及該底板上，只要能對所支撐的鍵帽提供垂直方向上的位置改變並且能避免其自鍵盤上脫落即可。而此為一般習知之技術，於此不多贅述。
承上所述，於此實施例中的該薄膜電路14係設計為具有一上層電路與一下層電路(未顯示於圖式)，該上層電路與該 下層電路係相互分離，並能經由該金屬彈片15之壓縮形變產生按壓而相互接觸，進而形成導通並產生根據使用者按壓操作的一觸發訊號。
是以，藉由該金屬彈片15之結構特性，當上方的該施力解除時，該金屬彈片15即形成一恢復力以解除形變，進而將該鍵帽10推回原位、將該剪刀腳結構12恢復成原高度、將該凸出部132相應地解除形變以恢復原狀，並且使該上層電路與該下層電路再次相互分離而解除或停止發出觸發訊號。
由上述的較佳實施例可知，施力按壓該鍵帽10的傳動層次是先由該鍵帽10壓縮該定位結構13，特別是其上的該按壓柱體131，進而再由該定位結構13壓縮該金屬彈片15，也就是由該按壓柱體131連動壓縮該凸出部132與下方的該金屬彈片15以產生形變，最後再由該金屬彈片15觸壓該薄膜電路14。是以，本發明的另一特徵在於藉由該頂面131a具有一定的承載面積大小的條件下，該施力即能被有效地從該鍵帽10傳動至下方，使得向下對該金屬彈片15的壓縮將更垂直於該底板11(即該鍵帽10不傾斜)，以利於對該薄膜電路14的正確導通觸發，讓按鍵的操作靈敏度提高。
其次，該定位結構13利用其中的該薄膜部133膠黏固定在該薄膜電路14上，並以其中的該凸出部132的該第二空腔1320對該金屬彈片15作容置與膠黏固定，這些設計將可有效地固定該金屬彈片15在該薄膜電路14上的位置而避免走位。也由於本發明的該金屬彈片15是採用了金屬圓點之彈性元件，所以能有助於鍵盤按鍵製造上的體積或厚度之縮小，再加上本發明具有該剪刀腳結構12的設計，使得即使具有相對較大面積之鍵帽的鍵盤按鍵也可被有效且正確地觸壓，因而為鍵盤按鍵的製造技術帶來進步。
本發明還可根據上述的較佳實施例作進一步的變化設計；舉例來說，可設計該薄型按鍵結構還具有能減緩撞擊聲響 的一彈性塗層。以上述第2圖的示意來看，可將此一彈性塗層形成於該按壓柱體131的該頂面131a上，也就是該按壓柱體131與該鍵帽10的該底部10b相互接觸的部份。該彈性塗層也可採用聚酯或樹脂之彈性材質所構成，或是其他具有彈性甚至是可抗摩擦損壞的材料以薄膜方式作設置，用以作為該按壓柱體131與該鍵帽10的該底部10b之間的接觸緩衝。
綜上所述，本發明所提出的薄型按鍵結構係有效利用了金屬圓點之彈性元件的特性，而達成了縮小按鍵體積或是鍵盤薄型化的製作要求。雖然於其他領域的按鍵結構中已多有金屬圓點之應用技術，但大多都是限制於小尺寸的按鍵上，例如是電器用品的操作按鈕。本發明將金屬圓點之技術成功地應用在鍵盤按鍵上，關鍵在於其中的剪刀腳結構的使用以及特定的定位結構的樣式設計，從而促進了鍵盤製造的輕薄化。
是故，本發明能有效解決先前技術中所提出之相關問題，而能成功地達到本案發展之主要目的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (10)
- 一種薄型按鍵結構，設置於一鍵盤上，該結構包含：一鍵帽，用以提供按壓操作；一底板；一剪刀腳結構，設置於該鍵帽下並設置於該底板上；一薄膜電路，設置於該底板上；一金屬彈片，設置於該薄膜電路上，用以因應一施力形成壓縮形變而觸壓該薄膜電路，進而因應該施力的解除而形成一恢復力以解除形變；以及一定位結構，設置於該鍵帽下並設置於該金屬彈片上，該定位結構具有一按壓柱體，該按壓柱體係相應於該金屬彈片之中心與該鍵帽之中心，且該定位結構與該金屬彈片之間係以膠黏方式形成固定。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄型按鍵結構，其中該薄膜電路具有一上層電路與一下層電路，該上層電路與該下層電路係相互分離，並經由該金屬彈片之壓縮形變產生按壓而相互接觸，進而形成導通並產生一觸發訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄型按鍵結構，其中該金屬彈片係以不鏽鋼或銅之金屬材質所製成，且該金屬彈片係呈現為曲面之殼體結構，內部並具有朝向該薄膜電路的一第一空腔，該第一空腔係提供因應該施力的形變空間。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄型按鍵結構，其中該定位結構係以聚酯或樹脂之彈性材質所製成。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄型按鍵結構，其中該定位結構還具有：一薄膜部，設置於該薄膜電路上；以及 一凸出部，其周圍連接於該薄膜部，該凸出部係呈現為曲面之殼體結構，內部並具有提供該金屬彈片作容置與膠黏固定的一第二空腔，且於該凸出部的表面並位於其中心處係連接於該按壓柱體；其中，該凸出部係因應該施力而受該按壓柱體之連動而與該金屬彈片形成壓縮形變，並因應該施力的解除而受該金屬彈片之恢復以解除形變。
- 如申請專利範圍第5項所述之薄型按鍵結構，其中該凸出部與該按壓柱體為一體成形，且該按壓柱體係以紫外線固化方式加以製成。
- 如申請專利範圍第5項所述之薄型按鍵結構，其中該薄膜部與該薄膜電路之間係以膠黏方式形成固定。
- 如申請專利範圍第1項所述之薄型按鍵結構，其中該剪刀腳結構具有一穿孔，而該按壓柱體係經由該穿孔對應於該鍵帽的一底部。
- 如申請專利範圍第8項所述之薄型按鍵結構，還包含一彈性塗層，該彈性塗層係形成於該按壓柱體的一頂面上，用以作為該按壓柱體與該鍵帽的該底部之間的接觸緩衝。
- 如申請專利範圍第8項所述之薄型按鍵結構，其中該剪刀腳結構具有一外框與一內框，該外框與該內框係相互樞轉連接，該外框與該內框各自的一側邊係分別樞轉連接於該鍵帽的該底部，該外框與該內框各自相對於該側邊的一另一側邊係分別卡合滑動於該底板。
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