TWI669728B - 按鍵及其鍵盤 - Google Patents

Abstract

一種按鍵包含鍵帽、底板、支撐裝置、薄膜電路板、緩衝層及觸發件。支撐裝置設置於底板及鍵帽之間且包含第一及第二支撐件，第一及第二支撐件可樞轉地連接於鍵帽及底板以使鍵帽伴隨支撐裝置於未按壓與按壓位置之間移動。薄膜電路板設置於底板上且具有薄膜開關。緩衝層形成於薄膜電路板面對底板之一面上且至少部分環設於薄膜開關之周圍以避開薄膜開關。觸發件設置於對應薄膜開關之位置，用來於鍵帽被按壓至按壓位置時下壓觸發薄膜開關。

Description

按鍵及其鍵盤

本發明關於一種按鍵及其鍵盤，尤指一種將緩衝層形成於薄膜電路板與底板之間且避開薄膜開關之按鍵及其鍵盤。

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。

一般傳統鍵盤係採用將彈性件設置於鍵帽與底板之間的按壓設計，藉此，當鍵帽被使用者按壓後，彈性件提供彈性回復力至鍵帽，以驅動鍵帽隨著升降支撐裝置(如剪刀腳機構)之機構作動回復至按壓前之位置。由於彈性件通常是橡膠製成，橡膠於長期使用之下會有疲勞狀況，進而使按鍵的使用壽命減短，此外，彈性件整體結構高度過高亦會造成佔用按鍵內部空間的問題而不利於按鍵薄型化設計。

目前常見用來解決上述問題的方法係為採用磁吸力以取代彈性件之配置，舉例來說，其係可將二磁性件分別設置在底板與升降支撐裝置之支撐件上，藉此，當鍵帽被外力按壓而導致二磁性件互相遠離時，鍵帽可伴隨升降支撐裝置移動至按壓位置，而當外力釋放時，磁吸力就會吸引二磁性件互相靠近而使得鍵帽伴隨升降支撐裝置移動回未按壓位置。然而，由於上述磁吸設計通常需要搭配觸發件(如形成在按鍵內部元件上之結構凸點)下壓觸發薄膜電路板之開關的按壓觸發配置來產生按壓觸發功效，因此往往會因觸發件直接碰撞 薄膜電路板而造成按壓異音干擾問題，從而影響到使用者在按壓按鍵時的使用感受與操作手感，同時也會容易造成按鍵電路元件的損壞而導致按鍵的使用壽命減短。

因此，本發明的目的之一在於提供一種將緩衝層形成於薄膜電路板與底板之間且避開薄膜開關之按鍵及其鍵盤，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之按鍵包含一鍵帽、一底板、一支撐裝置、一薄膜電路板、一緩衝層，以及一觸發件。該支撐裝置設置於該底板以及該鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可樞轉地連接於該鍵帽以及該底板以使該鍵帽伴隨該支撐裝置於一未按壓位置與一按壓位置之間移動。該薄膜電路板設置於該底板上且具有至少一薄膜開關。該緩衝層形成於該薄膜電路板面對該底板之一面上且至少部分環設於該至少一薄膜開關之周圍以避開該至少一薄膜開關。該觸發件設置於對應該至少一薄膜開關之位置，用來於該鍵帽被按壓至該按壓位置時下壓觸發該至少一薄膜開關。

綜上所述，在上述觸發件觸發薄膜開關的過程中，由於緩衝層係至少部分環設於薄膜開關之周圍，因此，緩衝層係可在觸發件下壓薄膜開關時提供彈性緩衝以吸收因觸發件下壓薄膜開關所帶來的衝擊，藉以確實地解決因觸發件直接碰撞薄膜開關或是因薄膜電路板受力碰撞底板所產生的按壓異音問題，從而大幅地改善使用者在按壓按鍵時的使用感受與操作手感，並且延長按鍵的使用壽命。除此之外，透過緩衝層形成於薄膜電路板以及底板之間的設計，緩衝層亦可在將薄膜電路板配置於底板上的組裝過程中提供適當的表面摩擦力，以發揮防止薄膜電路板與底板之間產生相對滑動的定位防滑功效。另外，由於緩衝層係至少部分環設於薄膜開關之周圍以避開薄膜開關，也就是說，緩 衝層並未設置於薄膜開關正下方，因此，本發明係可確保在薄膜電路板與底板之間所額外配置的緩衝層不會影響到按鍵的按壓行程，以利於按鍵之薄型化設計。

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‧‧‧鍵盤

12‧‧‧底板

14‧‧‧按鍵

16‧‧‧鍵帽

18‧‧‧支撐裝置

20‧‧‧薄膜電路板

22‧‧‧緩衝層

24‧‧‧觸發件

26‧‧‧第一支撐件

28‧‧‧第二支撐件

30‧‧‧第一磁性件

32‧‧‧第二磁性件

34‧‧‧薄膜開關

第1圖為根據本發明之一實施例所提出之鍵盤之立體示意圖。

第2圖為第1圖之按鍵之放大示意圖。

第3圖為第1圖之按鍵之爆炸示意圖。

第4圖為第1圖之按鍵沿剖面線A-A之剖面示意圖。

請參閱第1圖、第2圖、第3圖，以及第4圖，第1圖為根據本發明之一實施例所提出之鍵盤10之立體示意圖，第2圖為第1圖之按鍵14之放大示意圖，第3圖為第1圖之按鍵14之爆炸示意圖，第4圖為第1圖之按鍵14沿剖面線A-A之剖面示意圖，其中為了清楚顯示按鍵14之內部結構設計，於第2圖中省略鍵帽16之繪示。如第1圖所示，鍵盤10包含底板12以及複數個按鍵14，需說明的是，鍵盤10係可較佳地應用於一般具有由上蓋與下殼體組成之開合機構的可攜式電子裝置上(如筆記型電腦)，但不以此為限。

本發明所提出之緩衝層設計係可應用於複數個按鍵14之至少其中之一上，其數量多寡端視鍵盤10之實際應用而定，為求簡化說明，以下係針對其中之一具有緩衝層設計之按鍵14進行描述，至於其他採用相同設計之按鍵14的結構設計，其係可以此類推。複數個按鍵14係設置於底板12上且包含鍵帽16、支撐裝置18、薄膜電路板20、緩衝層22，以及觸發件24。支撐裝置18係設置於底板12 以及鍵帽16之間且包含第一支撐件26以及第二支撐件28，第一支撐件26以及第二支撐件28可樞轉地連接於鍵帽16以及底板12以使鍵帽16伴隨支撐裝置18於未按壓位置與按壓位置之間移動；更詳細地說，在此實施例中，支撐裝置18係可較佳地採用磁吸復位設計(但不受此限，其亦可採用其他常見之按鍵支撐設計，例如剪刀腳支撐設計等)，由第4圖可知，底板12可具有第一磁性件30，第一支撐件26可具有第二磁性件32，第二磁性件32對應第一磁性件30，第一磁性件30以及第二磁性件32的其中之一可為一磁鐵，第一磁性件30以及第二磁性件32的其中另一可為一磁鐵或一導磁性材料(例如，鐵或其它金屬)。於此實施例中，第一磁性件30係可較佳地為磁鐵，第二磁性件32係可較佳地由鐵組成而具有導磁性。在另一實施例中，支撐裝置18可完全由導磁性材料製成，或者是，第一磁性件30與第二磁性件32皆可為磁鐵。

此外，由第3圖以及第4圖可知，薄膜電路板20係設置於底板12上且具有至少一薄膜開關34(於第3圖中顯示一個，但不受此限)，緩衝層22係可較佳地以印刷塗佈或貼附之方式形成於薄膜電路板20面對底板12之一面上且至少部分環設於薄膜開關34之周圍(較佳地採用如第3圖所示之緩衝層22部分環設於薄膜開關34之周圍的設計，但不受此限，其亦可採用緩衝層22完全環繞包圍薄膜開關34之設計)以避開薄膜開關34，其中緩衝層22係可較佳地由橡膠材質所組成，例如使用型號CSNE-A60020與CSNE-B60020之橡膠以1：1比例混合，但不受此限。至於在觸發件24之結構設計方面，如第4圖所示，在此實施例中，觸發件24係可較佳地為從第一支撐件26朝底板20向下延伸形成之觸發凸點，薄膜開關34係可形成於對應觸發凸點之位置。

透過上述設計，當鍵帽16未被按壓時，第一磁性件區30與第二磁性件32之間的磁吸力使鍵帽16維持於如第4圖所示之未按壓位置。當鍵帽16被外力按壓，且此外力足夠克服磁吸力而導致第二磁性件32與第一磁性件30遠離時，鍵 帽16伴隨支撐裝置18由如第3圖所示之未按壓位置向下移動，於此同時，觸發件24係可隨著第一支撐件26之樞轉下壓觸發薄膜開關34，從而使按鍵14可據以執行使用者所欲輸入之功能。另一方面，當外力釋放時，第一磁性件30與第二磁性件32之間的磁吸力吸引第二磁性件32與第一磁性件30靠近，使得鍵帽16伴隨支撐裝置18移動回如第3圖所示之未按壓位置，從而達到鍵帽自動回位功效。

在上述觸發件24觸發薄膜開關34的過程中，由於緩衝層22係部分環設於薄膜開關34之周圍，因此，緩衝層22係可在觸發件24下壓薄膜開關34時提供彈性緩衝以吸收因觸發件24下壓薄膜開關34所帶來的衝擊，藉以確實地解決因觸發件24直接碰撞薄膜開關34或是因薄膜電路板20受力碰撞底板12所產生的按壓異音問題，從而大幅地改善使用者在按壓按鍵時的使用感受與操作手感，並且延長按鍵的使用壽命。除此之外，透過緩衝層22形成於薄膜電路板20以及底板12之間的設計，緩衝層22亦可在將薄膜電路板20配置於底板12上的組裝過程中提供適當的表面摩擦力，以發揮防止薄膜電路板20與底板12之間產生相對滑動的定位防滑功效。另外，由第3圖以及第4圖可知，由於緩衝層22係部分環設於薄膜開關34之周圍以避開薄膜開關34，也就是說，緩衝層22並未設置於薄膜開關34正下方，因此，本發明係可確保在薄膜電路板20與底板12之間所額外配置的緩衝層22不會影響到按鍵14的按壓行程，以利於按鍵14之薄型化設計。

值得一提的是，觸發件之結構設計係可不限於上述實施例，藉以提昇本發明所提供之按鍵在觸發件結構上的設計與配置彈性。舉例來說，在另一實施例中，觸發件係可為橡膠彈性體(如橡膠墊圈(rubber dome))且撐抵於鍵帽與底板之間，薄膜開關係可形成於對應橡膠彈性體之位置，藉此，當鍵帽被按壓至按壓位置時，鍵帽係可下壓橡膠彈性體變形以觸發薄膜電路板上之薄膜開關；或者是，在另一實施例中，觸發件係可為從鍵帽朝底板向下延伸形成之觸發凸點，薄膜開關係可形成於對應觸發凸點之位置，藉此，當鍵帽被按壓至 按壓位置時，隨著鍵帽之向下移動，觸發凸點係可下壓觸發薄膜電路板上之薄膜開關。至於針對上述衍生變化實施例之其他相關描述，其係可參照第1圖至第4圖類推，於此不再贅述。

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。

Claims (12)

1. 一種按鍵，其包含：一鍵帽；一底板；一支撐裝置，其設置於該底板以及該鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可樞轉地連接於該鍵帽以及該底板以使該鍵帽伴隨該支撐裝置於一未按壓位置與一按壓位置之間移動；一薄膜電路板，其設置於該底板上且具有至少一薄膜開關；一緩衝層，其形成於該薄膜電路板面對該底板之一面上以位於該薄膜電路板與該底板之間且至少部分環設於該至少一薄膜開關之周圍以避開該至少一薄膜開關；以及一觸發件，其設置於對應該至少一薄膜開關之位置，用來於該鍵帽被按壓至該按壓位置時下壓觸發該至少一薄膜開關。
2. 如請求項1所述之按鍵，其中該底板具有一第一磁性件，該第一支撐件具有一第二磁性件，該第二磁性件對應該第一磁性件；當該鍵帽未被按壓時，該第二磁性件與該第一磁性件之間之一磁吸力使該鍵帽維持於該未按壓位置；當該鍵帽被按壓導致該第二磁性件隨著該第一支撐件之樞轉而與該第一磁性件遠離時，該鍵帽伴隨該支撐裝置由該未按壓位置移動至該按壓位置；當該鍵帽被釋放時，該磁吸力吸引該第二磁性件與該第一磁性件靠近，使得該鍵帽伴隨該支撐裝置由該按壓位置移動回該未按壓位置。
3. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發件為從該第一支撐件朝該底板向 下延伸形成之一觸發凸點，該至少一薄膜開關形成於對應該觸發凸點之位置，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該觸發凸點隨著該第一支撐件之樞轉下壓觸發該薄膜開關。
4. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發件為從該鍵帽朝該底板向下延伸形成之一觸發凸點，該至少一薄膜開關形成於對應該觸發凸點之位置，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該觸發凸點隨著該鍵帽下壓觸發該薄膜開關。
5. 如請求項1所述之按鍵，其中該觸發件為一橡膠彈性體且撐抵於該鍵帽與該底板之間，該至少一薄膜開關形成於對應該橡膠彈性體之位置，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該鍵帽下壓該橡膠彈性體變形以觸發該薄膜開關。
6. 如請求項1所述之按鍵，其中該緩衝層係由橡膠材質所組成。
7. 一種鍵盤，其包含：一底板；以及複數個按鍵，其設置於該底板上，該複數個按鍵之至少其中之一包含：一鍵帽；一支撐裝置，其設置於該底板以及該鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可樞轉地連接於該鍵帽以及該底板以使該鍵帽伴隨該支撐裝置於一未按壓位置與一按壓位置之間移動； 一薄膜電路板，其設置於該底板上且具有至少一薄膜開關；一緩衝層，其貼附於該薄膜電路板面對該底板之一面上以位於該薄膜電路板與該底板之間且至少部分環設於該至少一薄膜開關之周圍以避開該至少一薄膜開關；以及一觸發件，其設置於對應該至少一薄膜開關之位置，用來於該鍵帽被按壓至該按壓位置時下壓觸發該至少一薄膜開關。
8. 如請求項7所述之鍵盤，其中該底板具有一第一磁性件，該第一支撐件具有一第二磁性件，該第二磁性件對應該第一磁性件；當該鍵帽未被按壓時，該第二磁性件與該第一磁性件之間之一磁吸力使該鍵帽維持於該未按壓位置；當該鍵帽被按壓導致該第二磁性件隨著該第一支撐件之樞轉而與該第一磁性件遠離時，該鍵帽伴隨該支撐裝置由該未按壓位置移動至該按壓位置；當該鍵帽被釋放時，該磁吸力吸引該第二磁性件與該第一磁性件靠近，使得該鍵帽伴隨該支撐裝置由該按壓位置移動回該未按壓位置。
9. 如請求項7所述之鍵盤，其中該觸發件為從該第一支撐件朝該底板向下延伸形成之一觸發凸點，該至少一薄膜開關形成於對應該觸發凸點之位置，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該觸發凸點隨著該第一支撐件之樞轉下壓觸發該薄膜開關。
10. 如請求項7所述之鍵盤，其中該觸發件為從該鍵帽朝該底板向下延伸形成之一觸發凸點，該至少一薄膜開關形成於對應該觸發凸點之位置，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該觸發凸點隨著該鍵帽下壓觸發該薄膜開關。
11. 如請求項7所述之鍵盤，其中該觸發件為一橡膠彈性體且撐抵於該鍵帽與該底板之間，該至少一薄膜開關形成於對應該橡膠彈性體之位置，當該鍵帽被按壓至該按壓位置時，該鍵帽下壓該橡膠彈性體變形以觸發該薄膜開關。
12. 如請求項7所述之鍵盤，其中該緩衝層係由橡膠材質所組成。