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TWI796185B - 鍵盤裝置及其按鍵結構 - Google Patents

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TWI796185B
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莊創樹
李丹
黃勝皇
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致伸科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種鍵盤裝置，包括多個按鍵結構，每一按鍵結構包括按鍵底板、鍵帽、薄膜線路板、連接組件以及彈性元件。鍵帽配置於按鍵底板的上方，且鍵帽包括朝靠近按鍵底板的方向延伸的抵壓柱體。薄膜線路板配置於按鍵底板與鍵帽之間。連接組件穿過薄膜線路板而連接於鍵帽與按鍵底板之間，鍵帽藉由連接組件而相對薄膜線路板進行升降移動。彈性元件配置於鍵帽與薄膜線路板之間，彈性元件包括彈片以及多個支撐肋條，這些支撐肋條配置於彈片與鍵帽之間，且每一支撐肋條朝靠近鍵帽的方向延伸而接觸於抵壓柱體，使得抵壓柱體與彈片之間具有間距。

Description

鍵盤裝置及其按鍵結構
本發明涉及輸入裝置領域，尤其是關於一種鍵盤裝置及其按鍵結構。
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。
鍵盤裝置包括多個按鍵結構，每一個按鍵結構主要包括依序堆疊的鍵帽、剪刀式連接組件、薄膜線路板以及按鍵底板，若是屬於發光鍵盤的機種，則會在按鍵底板的下方另外設置有背光模組。具體而言，薄膜線路板上具有薄膜開關，且在鍵帽與薄膜線路板之間設置有橡膠圓點(Rubber Dome)之彈性元件，剪刀式連接組件連接於鍵帽以及按鍵底板之間，並包括第一框架以及樞接於第一框架的第二框架，因此第一框架與第二框架可彼此相對擺動。其中，當任一按鍵結構的鍵帽被觸壓而相對於按鍵底板往下移動時，剪刀式連接組件的第一框架與第二框架會由開合狀態變更為疊合狀態，且往下移動的鍵帽會擠壓彈性元件，使彈性元抵頂並觸發相對應的薄膜開關，而使鍵盤 裝置產生相對應的按鍵訊號。而當按鍵結構的鍵帽不再被觸壓時，鍵帽會因應彈性元件的彈性回復力而相對於按鍵底板往上移動，此時第一框架與第二框架會由疊合狀態變更為開合狀態，且鍵帽會恢復原位。
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，因此若按鍵結構的設計是採用橡膠圓點之彈性元件，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結構體積或是鍵盤裝置薄型化的製作要求。
有鑑於此，在按鍵結構中使用以金屬圓點(Metal Dome)之彈性元件做為其按鍵的回彈機制，以不鏽鋼或銅之材質所製成的金屬圓點相較於橡膠圓點(Rubber Dome)之彈性元件有較小的體積或厚度，藉以達成縮小整體按鍵結構體積以及鍵盤裝置薄型化的目的。
然而，體積或厚度較小的金屬圓點之彈性元件被鍵帽擠壓後所產生的行程較短，因而導致使用者的按壓手感較差的問題。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具有良好操作手感的鍵盤裝置及其按鍵結構。
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，包括多個按鍵結構，每一按鍵結構包括按鍵底板、鍵帽、薄膜線路板、連接組件以及彈性元件。鍵帽配置於按鍵底板的上方，且鍵帽包括朝靠近按鍵底板的方向延伸的抵壓柱體。薄膜線路板 配置於按鍵底板與鍵帽之間。連接組件穿過薄膜線路板而連接於鍵帽與按鍵底板之間，鍵帽藉由連接組件而相對薄膜線路板進行升降移動。彈性元件配置於鍵帽與薄膜線路板之間，彈性元件包括彈片以及多個支撐肋條，這些支撐肋條配置於彈片與鍵帽之間，且每一支撐肋條朝靠近鍵帽的方向延伸而接觸於鍵帽的抵壓柱體，使得抵壓柱體與彈片之間具有間距。
在本發明的一實施例中，上述的鍵帽因應外力的觸壓而使抵壓柱體抵壓彈性元件的這些支撐肋條，這些支撐肋條產生形變，使得鍵帽朝靠近薄膜線路板的方向由第一位置下降移動至第二位置。
在本發明的一實施例中，上述的鍵帽持續因應外力的觸壓而使抵壓柱體抵壓彈性元件的彈片，彈片產生形變，使得鍵帽朝靠近薄膜線路板的方向由第二位置下降移動至第三位置。
在本發明的一實施例中，上述的彈性元件的這些支撐肋條的數量為兩個，這些支撐肋條分別位於彈片的相對兩側。
在本發明的一實施例中，上述的彈性元件的這些支撐肋條的數量為四個，這些支撐肋條彼此兩兩相對，且這些支撐肋條沿著彈片的側緣彼此間隔排列。
在本發明的一實施例中，上述的彈性元件的每一支撐肋條包括支撐部以及承載部，支撐部連接於彈片與承載部之間，承載部位於鍵帽的抵壓柱體與彈片之間，且承載部用以承載鍵帽的抵壓柱體。
在本發明的一實施例中，上述的彈性元件的每一支撐肋條與彈片為一體成型的構造，且每一支撐肋條係由彈片的部分彎折向上而形成。
在本發明的一實施例中，上述的彈性元件的彈片係為半球殼體結構，半球殼體結構具有朝向薄膜線路板的空腔。
在本發明的一實施例中，上述的鍵帽更包括頂壁以及裙邊，裙邊從頂壁的周緣朝靠近薄膜線路板的方向延伸，抵壓柱體配置於頂壁的內表面。
在本發明的一實施例中，更包括平衡桿，平衡桿包括橫桿部以及分別位於橫桿部兩端的二勾部，橫桿部樞接於鍵帽，這些勾部連接於按鍵底板。
為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明另外提供一種按鍵結構，包括按鍵底板、鍵帽、薄膜線路板、連接組件以及彈性元件。鍵帽配置於按鍵底板的上方，且鍵帽包括朝靠近按鍵底板的方向延伸的抵壓柱體。薄膜線路板配置於按鍵底板與鍵帽之間。連接組件穿過薄膜線路板而連接於鍵帽與按鍵底板之間，鍵帽藉由連接組件而相對薄膜線路板進行升降移動。彈性元件配置於鍵帽與薄膜線路板之間，彈性元件包括彈片以及多個支撐肋條，這些支撐肋條配置於彈片與鍵帽之間，且每一支撐肋條朝靠近鍵帽的方向延伸而接觸於鍵帽的抵壓柱體，使得抵壓柱體與彈片之間具有間距。
本發明實施例的鍵盤裝置，其在每一個按鍵結構的彈性元件上增設多個支撐肋條來支撐鍵帽，藉以增加鍵帽朝靠近薄膜線路板的方向下降移動的行程，並在鍵帽下降移動的過程中產生一段緩衝的空行程，進而提升使用者在按壓按鍵結構的按壓手感，有效解決習知技術因體積或厚度較小的彈性元件所導致按壓手感較差的問題。
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。
1:鍵盤裝置
10:按鍵結構
101:按鍵底板
102:鍵帽
103:薄膜線路板
104:連接組件
105:彈性元件
106:平衡桿
1011:第一卡勾部
1012:第二卡勾部
1013:第三卡勾部
1014:第四卡勾部
1020:抵壓柱體
1021:頂壁
1022:裙邊
1023:第一樞接部
1024:第二樞接部
1030:貫穿區域
1051:彈片
1052:支撐肋條
1061:橫桿部
1062:勾部
10510:空腔
10521:支撐部
10522:承載部
G:間距
P1:第一位置
P2:第二位置
P3:第三位置
圖1為本發明一實施例的鍵盤裝置的外觀結構示意圖。
圖2為圖1所示之鍵盤裝置的按鍵結構的立體結構示意圖。
圖3為圖2所示之按鍵結構於一視角的元件分解示意圖。
圖4為圖2所示之按鍵結構於另一視角的元件分解示意圖。
圖5為圖3與圖4所示之彈性元件的立體結構示意圖。
圖6為沿著圖2所示之AA線段的剖面示意圖。
請參閱圖1至圖6，圖1為本發明一實施例的鍵盤裝置的外觀結構示意圖。圖2為圖1所示之鍵盤裝置的按鍵結構的立體結構示意圖。圖3為圖2所示之按鍵結構於一視角的元件分解示意圖。圖4為圖2所示之按鍵結構於另一視角的元件分解示意圖。圖5為圖3與圖4所示之彈性元件的立體結構示意圖。圖6為沿著圖2所示之AA線段的剖面示意圖。為了更清楚的示意，圖2至圖6僅繪示出單一個按鍵結構以及相關元件。
如圖1所示，鍵盤裝置1包括多個按鍵結構10，這些按鍵結構10可被分類為一般鍵、數字鍵以及功能鍵等，其分別供使用者以手指觸壓而使鍵盤裝置1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。
以下再針對本發明實施例的鍵盤裝置1的按鍵結構10的詳細構造做進一步的描述。
如圖2至圖6所示，本實施例的按鍵結構10包括按鍵底板101、鍵帽102、薄膜線路板103、連接組件104以及彈性元件105。鍵帽102配置於按鍵底板101的上方，且鍵帽102包括朝靠近按鍵底板101的方向延伸的抵壓柱體1020。薄膜線路板103配置於按鍵底板101與鍵帽102之間。連接組件104穿過薄膜線路板103而連接於鍵帽102與按鍵底板101之間，且鍵帽102藉由連接組件104而相對薄膜線路板103進行升降移動。彈性元件105配置於鍵帽102與薄膜線路板103之間。在本實施例中，彈性元件105包括彈片1051以及多個支撐肋條1052。這些支撐肋條1052配置於彈片1051與鍵帽102之間，且每一個支撐肋條1052朝靠近鍵帽102的方向延伸而接觸於鍵帽102的抵壓柱體1020，使得抵壓柱體1020與彈片1051之間具有間距G。
如圖2至圖6所示，本實施例的鍵帽102包括頂壁1021以及裙邊1022。鍵帽102的裙邊1022從頂壁1021的周緣朝靠近薄膜線路板103的方向延伸。在本實施例中，鍵帽102的抵壓柱體1020配置於頂壁1021朝向薄膜線路板103的內表面上，且抵壓柱體1020位於頂壁1021與裙邊1022所定義出的容置空間內。
如圖3、圖4與圖6所示，本實施例的按鍵結構10更包括平衡桿106。平衡桿106包括橫桿部1061以及分別位於橫桿部1061兩端的兩個勾部1062。在本實例中，平衡桿106以橫桿部1061樞接於鍵帽102，且以兩個勾部1062連接於按鍵底板101。具體而言，按鍵底板101包括向上延伸並穿過薄膜線路板103的第一卡勾部1011以及第二卡勾部1012，而鍵帽102更包括多個第一樞接部1023。平衡桿106的橫桿部 1061樞接於鍵帽102的這些樞接部1023，且平衡桿106的兩個勾部1062分別穿過按鍵底板101的第一卡勾部1011以及第二卡勾部1012，藉以讓平衡桿106連接於鍵帽102與按鍵底板101之間。
如圖3、圖4與圖6所示，本實施例的連接組件104與按鍵底板101之間的連接方式例如是在按鍵底板101設置第三卡勾部1013與第四卡勾部1014來供連接組件104進行連接設置，但本發明並不以此為限。再者，連接組件104與鍵帽102之間的連接方式例如是在鍵帽102設置多個第二樞接部1024來供連接組件104進行樞接設置，但本發明並不以此為限。此外，在本實施例中，連接組件104例如是剪刀式連接組件，但本發明並不以此為限，而連接組件104的作動方式與習知技術相同，本發明不贅述之。
如圖3、圖4與圖6所示，本實施例的薄膜線路板103具有多個貫穿區域1030，本發明並不加以限定貫穿區域1030的數量。連接組件104穿過位對應的貫穿區域1030而連接於鍵帽102與按鍵底板101之間。此外，薄膜線路板103上配置有薄膜開關(未繪示出)，當鍵帽102藉由連接組件104相對薄膜線路板103進行下降移動的過程中，彈性元件105會被鍵帽102的抵壓柱體1020進行抵壓而產生形變，進而觸發位於薄膜線路板103上的薄膜開關，並相對應輸出按鍵訊號。
如圖3至圖6所示，本實施例的彈性元件105的每一個支撐肋條1052包括支撐部10521以及承載部10522。支撐肋條1052的支撐部10521連接於彈片1051與承載部10522之間，而承載部10522位於鍵帽102的抵壓柱體1020與彈片1051之間，且承載部10522用以承載鍵帽102的的抵壓柱體1020，也就是說，當按鍵結構10未被按壓時，藉由 這些支撐肋條1052的支撐，使得鍵帽102的抵壓柱體1020與彈性元件105的彈片之間具有間距G。
在本實施例中，彈性元件105的每一個支撐肋條1052與彈片1051例如是一體成型的結構，也就是透過沖壓製程在部分的彈片1051上沖壓出形狀後再彎折向上來形成這些支撐肋條1052，但本發明並不以此為限，在其它的實施例中，支撐肋條1052與彈片1051也可以是個別的獨立構件。
在本實施例中，彈片1051例如是半球殼體結構(或俗稱的「鍋仔片」)，其作用是用以產生形變而觸發薄膜線路板103上的薄膜開關形成導通的設計，且呈半球殼體結構的彈片1051具有朝向薄膜線路板103的空腔10510，當彈片1051因應外力而產生形變時，此空腔10510用以提供彈片1051足夠的形變空間。
如圖6所示，當鍵帽102未被按壓時，彈性元件105的這些支撐肋條1052的承載部10522用以承載鍵帽102的抵壓柱體1020，使得抵壓柱體1020與彈片1051之間具有間距G，並進而使鍵帽102定位於第一位置P1上。
如圖6所示，鍵帽102因應外力的觸壓，使得抵壓柱體1020抵壓彈性元件105的這些支撐肋條1052，這些支撐肋條1052被抵壓後，支撐部10521與承載部10522同時產生形變而朝靠近彈片1051的方向移動，直到這些支撐肋條1052的承載部10522接觸於彈片1051的頂部，在這些支撐肋條1052形變的過程中，鍵帽102同時朝靠近薄膜線路板103的方向由第一位置P1下降至第二位置P2，此時，位於薄膜線路板103上的薄膜開關(未繪示出)尚未被觸發，也就是說，鍵帽102由 第一位置P1下降移動至第二位置P2的過程屬於緩衝的空行程，主要用以提供使用者良好的按壓手感。
承上段之說明，鍵帽102持續因應外力的觸壓，使得抵壓柱體1020持續抵壓彈性元件105彈片1051，彈片1051被抵壓後，呈現半球殼體結構的彈片1051會朝向靠近薄膜線路板103的方向產生內凹形變，直到彈片1051觸發位於薄膜線路板103上的薄膜開關(未繪示出)，在彈片1051內凹形變的過程中，鍵帽102同時朝靠近薄膜線路板103的方向由第二位置P2下降至第三位置P3。
需特別說明的是，本實施例的彈性元件105的支撐肋條1052的數量例如是四個。這四個支撐肋條1052彼此兩兩相對，也就是以兩個彼此相對的支撐肋條1052為一組進行配置，且這四個支撐肋條1052沿著彈片1051的側緣彼此間隔排列，但本發明並不加以限定支撐肋條1052的數量，支撐肋條1052的數量可依照實際情況的需求而有所增加或減少，舉例來說，倘若使用者需要較輕的按壓手感，則可於彈片1051上僅設置兩個支撐肋條1052，也就是在彈片1051的相對兩側緣上設置兩個支撐肋條1052，倘若使用者需要較重的按壓手感，則可於彈片1051增加設置至六個支撐肋條1052。
綜上所述，本發明實施例的鍵盤裝置，其在每一個按鍵結構的彈性元件上增設多個支撐肋條來支撐鍵帽，藉以增加鍵帽朝靠近薄膜線路板的方向下降移動的行程，並在鍵帽下降移動的過程中產生一段緩衝的空行程，進而提升使用者在按壓按鍵結構的按壓手感，有效解決習知技術因體積或厚度較小的彈性元件所導致按壓手感較差的問題。
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。
10:按鍵結構
101:按鍵底板
102:鍵帽
103:薄膜線路板
104:連接組件
105:彈性元件
106:平衡桿
1011:第一卡勾部
1012:第二卡勾部
1013:第三卡勾部
1014:第四卡勾部
1021:頂壁
1022:裙邊
1030:貫穿區域
1051:彈片
1052:支撐肋條
1061:橫桿部
1062:勾部
10521:支撐部
10522:承載部

Claims (11)

  1. 一種鍵盤裝置，包括： 多個按鍵結構，每一按鍵結構包括： 一按鍵底板； 一鍵帽，配置於該按鍵底板的上方，且該鍵帽包括朝靠近該按鍵底板的方向延伸的一抵壓柱體； 一薄膜線路板，配置於該按鍵底板與該鍵帽之間； 一連接組件，穿過該薄膜線路板而連接於該鍵帽與該按鍵底板之間，該鍵帽藉由該連接組件而相對該薄膜線路板進行升降移動；以及 一彈性元件，配置於該鍵帽與該薄膜線路板之間，該彈性元件包括一彈片以及多個支撐肋條，該些支撐肋條配置於該彈片與該鍵帽之間，且每一支撐肋條朝靠近該鍵帽的方向延伸而接觸於該鍵帽的該抵壓柱體，使得該抵壓柱體與該彈片之間具有一間距。
  2. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該鍵帽因應外力的觸壓而使該抵壓柱體抵壓該彈性元件的該些支撐肋條，該些支撐肋條產生形變，使得該鍵帽朝靠近該薄膜線路板的方向由一第一位置下降移動至一第二位置。
  3. 如請求項2所述的鍵盤裝置，其中該鍵帽持續因應外力的觸壓而使該抵壓柱體抵壓該彈性元件的該彈片，該彈片產生形變，使得該鍵帽朝靠近該薄膜線路板的方向由該第二位置下降移動至一第三位置。
  4. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該彈性元件的該些支撐肋條的數量為兩個，該些支撐肋條分別位於該彈片的相對兩側。
  5. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該彈性元件的該些支撐肋條的數量為四個，該些支撐肋條彼此兩兩相對，且該些支撐肋條沿著該彈片的側緣彼此間隔排列。
  6. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該彈性元件的每一支撐肋條包括一支撐部以及一承載部，該支撐部連接於該彈片與該承載部之間，該承載部位於該鍵帽的該抵壓柱體與該彈片之間，且該承載部用以承載該鍵帽的該抵壓柱體。
  7. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該彈性元件的每一支撐肋條與該彈片為一體成型的構造，且每一支撐肋條係由該彈片的部分彎折向上而形成。
  8. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該彈性元件的該彈片係為一半球殼體結構，該半球殼體結構具有朝向該薄膜線路板的一空腔。
  9. 如請求項1所述的鍵盤裝置，其中該鍵帽更包括一頂壁以及一裙邊，該裙邊從該頂壁的周緣朝靠近該薄膜線路板的方向延伸，該抵壓柱體配置於該頂壁的內表面。
  10. 如請求項1所述的鍵盤裝置，更包括一平衡桿，該平衡桿包括一橫桿部以及分別位於該橫桿部兩端的二勾部，該橫桿部樞接於該鍵帽，該些勾部連接於該按鍵底板。
  11. 一種按鍵結構，包括： 一按鍵底板； 一鍵帽，配置於該按鍵底板的上方，且該鍵帽包括朝靠近該按鍵底板延伸的一抵壓柱體； 一薄膜線路板，配置於該按鍵底板與該鍵帽之間； 一連接組件，穿過該薄膜線路板而連接於該鍵帽與該按鍵底板之間，該鍵帽藉由該連接組件而相對該薄膜線路板進行升降移動；以及 一彈性元件，配置於該鍵帽與該薄膜線路板之間，該彈性元件包括一彈片以及多個支撐肋條，該些支撐肋條配置於該彈片與該鍵帽之間，且每一支撐肋條朝靠近該鍵帽的方向延伸而接觸於該鍵帽的該抵壓柱體，使得該抵壓柱體與該彈片之間具有一間距。
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