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TWI717209B - 鍵盤裝置及其按鍵結構 - Google Patents

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TWI717209B
TWI717209B TW109103927A TW109103927A TWI717209B TW I717209 B TWI717209 B TW I717209B TW 109103927 A TW109103927 A TW 109103927A TW 109103927 A TW109103927 A TW 109103927A TW I717209 B TWI717209 B TW I717209B
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TW109103927A
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Inventor
蔡柳兵
陳立強
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致伸科技股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種鍵盤裝置，包括薄膜線路板以及設置於薄膜線路板上方的按鍵結構，且按鍵結構包括鍵帽、柱塞結構、鍵座以及彈性體，而柱塞結構設置於鍵帽以及彈性體之間，其中，至少部分的鍵帽位於鍵座的鍵座儲塵槽中，而至少部分的柱塞結構位於鍵座的導向槽中，經由鍵帽、柱塞結構以及鍵座的相對位置關係可延長或遮蔽灰塵進入導向槽的路徑，藉以達到防塵的效果。

Description

鍵盤裝置及其按鍵結構
本發明係涉及電腦周邊裝置的領域，尤其係關於一種輸入裝置。
常見的電腦週邊之輸入裝置包括滑鼠裝置、鍵盤裝置1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~圖4，圖1為習知鍵盤裝置之外觀結構示意圖，圖2為圖1所示鍵盤裝置之部份結構的立體示意圖，圖3為圖2所示鍵盤裝置之部份結構的立體分解示意圖，圖4為圖3所示鍵盤裝置之部份結構基於剖面線AA的剖面概念示意圖。為了更清楚地示意，圖2~圖4中僅繪出部單一按鍵結構及相關元件結構。
習知的鍵盤裝置1包括複數個按鍵結構11、設置於 按鍵結構11下方的薄膜線路板12以及用以承載按鍵結構11與薄膜線路板12的按鍵底板13，且薄膜線路板12上具有相對應於複數按鍵結構11的複數薄膜開關121，而每一按鍵結構11包括鍵帽111、鍵座112以及彈性體113；其中，鍵座112具有容置空間1121以供至少部分的鍵帽111於其中活動，並對鍵帽111提供導向作用，而彈性體113設置於鍵帽111的下方，且鍵帽111的底面形成有向下延伸並接觸彈性體113的柱狀部1111。
當鍵帽111被觸壓而相對於按鍵底板13往下移動時，彈性體113會被柱狀部1111擠壓而使得其抵頂部1131抵頂並觸發薄膜線路板12上相對應的薄膜開關121，令鍵盤裝置1產生相對應的按鍵訊號，而當鍵帽111不再被觸壓時，鍵帽111會因應彈性體113的彈性力而相對於按鍵底板13往上移動並回到初始位置。此外，鍵帽111的柱狀部1111上形成有側向延伸的側翼1112，而鍵座112內形成有位於側翼1112上方並用以與側翼1112產生干涉的限位結構1122，藉此可對鍵帽111提供限位作用，避免鍵帽111脫離鍵座112。
值得留意的是，鍵盤裝置1的使用環境並不固定，有的是在辦公室、有的是在家庭、還有是的在公共的網吧，雖然不同使用環境的灰塵濃度不一，但都會導致鍵盤裝置1上的灰塵累積，特別容易發生在沙塵比較嚴重或是懸浮微粒(PM2.5)濃度過高的地方，如印度，其灰塵進入鍵盤裝置1的路徑D4大致如圖4箭頭所標示，而累積的灰塵容易導致按鍵結構11於作動上的干涉與不順暢，影響使用者的操作手感，更甚者，彈性體113會過早老化並造成其他接觸不良的情形，從而影響鍵盤裝置1的使用壽 命。是以，習知的鍵盤裝置1及其按鍵結構11具有改善的空間。
本發明之一目的在提供一種具有防塵功效的按鍵結構。
本發明之一另一目的在提供一種具有上述按鍵結構鍵盤裝置，藉此提升鍵盤裝置的使用壽命。
於一較佳實施例中，本發明提供一種按鍵結構，包括：
一鍵帽；
一柱塞結構，包括一柱狀部以及開口向上之一柱塞儲塵槽，且該柱狀部連接於該鍵帽以及該柱塞儲塵槽之間；
一鍵座，包括一外側壁、一縱向間隔壁以及一橫向間隔壁，且該外側壁、該縱向間隔壁以及該橫向間隔壁共同界定出一鍵座儲塵槽以及一導向槽；其中，該縱向間隔壁之一端連接於該橫向間隔壁，而該縱向間隔壁之一另一端係彎折並往該柱塞儲塵槽之方向延伸；以及
一彈性體，位於該柱塞結構之下方，並包括一抵頂部；其中，於該鍵帽被觸壓時，該鍵帽以及該柱塞結構分別於該鍵座儲塵槽以及該導向槽中向下移動，且該彈性體被壓縮而使該抵頂部抵頂一鍵盤裝置之一薄膜開關。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種鍵盤裝置，包括：
一薄膜線路板，包括一薄膜開關；以及
一按鍵結構，對應於該薄膜開關，並包括：
一鍵帽；
一柱塞結構，包括一柱狀部以及開口向上之一柱塞儲塵槽，且該柱狀部連接於該鍵帽以及該柱塞儲塵槽之間；
一鍵座，包括一外側壁、一縱向間隔壁以及一橫向間隔壁，且該外側壁、該縱向間隔壁以及該橫向間隔壁共同界定出一鍵座儲塵槽以及一導向槽；其中，該縱向間隔壁之一端連接於該橫向間隔壁，而該縱向間隔壁之一另一端係彎折並往該柱塞儲塵槽之方向延伸；以及
一彈性體，位於該柱塞結構之下方，並包括一抵頂部；其中，於該鍵帽被觸壓時，該鍵帽以及該柱塞結構分別於該鍵座儲塵槽以及該導向槽中向下滑動，且該彈性體被壓縮而使該抵頂部抵頂該薄膜開關。
1:鍵盤裝置
2:鍵盤裝置
11:按鍵結構
12:薄膜線路板
13:按鍵底板
21:按鍵結構
22:薄膜線路板
23:按鍵底板
111:鍵帽
112:鍵座
113:彈性體
121:薄膜開關
211:鍵帽
212:柱塞結構
213:鍵座
214:彈性體
221:薄膜開關
1111:柱狀部
1112:側翼
1121:容置空間
1122:限位結構
1131:抵頂部
2111:鍵帽裙邊
2112:鍵帽連接部
2121:柱狀部
2122:柱塞儲塵槽
2123:側翼部
2131:外側壁
2132:縱向間隔壁
2133:橫向間隔壁
2134:鍵座儲塵槽
2135:導向槽
2141:抵頂部
21111:鍵帽裙邊的底面
21121:卡勾
21211:柱塞開口
21212:穿孔
21321:縱向間隔壁的一端
21322:縱向間隔壁的另一端
21323:縱向間隔壁的頂面
A1:灰塵儲存區域
A2:灰塵儲存區域
D1:灰塵路徑
D2:灰塵路徑
圖1：係為習知鍵盤裝置之外觀結構示意圖。
圖2：係為圖1所示鍵盤裝置之部份結構的立體示意圖。
圖3：係為圖2所示鍵盤裝置之部份結構的立體分解示意圖。
圖4：係為圖3所示鍵盤裝置之部份結構基於剖面線AA的剖面概念示意圖。
圖5：係為本發明鍵盤裝置於一較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖6：係為圖5所示鍵盤裝置之部份結構的立體示意圖。
圖7：係為圖6所示鍵盤裝置之部份結構的立體分解示意圖。
圖8：係為圖6所示鍵盤裝置之部份結構基於剖面線BB的立體分解示意圖。
圖9：係為圖6所示鍵盤裝置之部份結構基於剖面線CC的立體分解示意圖。
圖10：係為灰塵進入圖6所示鍵盤裝置的路徑示意圖。
本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。
請參閱圖5~圖6，圖5為本發明鍵盤裝置於一較佳實施例之外觀結構示意圖，圖6為圖5所示鍵盤裝置之部份結構 的立體示意圖，圖7為圖6所示鍵盤裝置之部份結構的立體分解示意圖。其中，為了更清楚地示意，圖6與圖7中僅繪出單一按鍵結構及相關元件結構。鍵盤裝置2包括複數個按鍵結構21、設置於按鍵結構21下方的薄膜線路板22以及用以承載按鍵結構21與薄膜線路板22的按鍵底板23，該些按鍵結構21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。
請同步參閱圖8~圖9，圖8為圖6所示鍵盤裝置之部份結構基於剖面線BB的立體分解示意圖，圖9為圖6所示鍵盤裝置之部份結構基於剖面線CC的立體分解示意圖。每一按鍵結構21包括鍵帽211、柱塞結構212、鍵座213以及彈性體214，且柱塞結構212包括柱狀部2121以及開口向上的柱塞儲塵槽2122，而柱狀部2121連接於柱塞儲塵槽2122並由柱塞儲塵槽2122往上延伸，用以與鍵帽211相連接。
再者，鍵座213包括外側壁2131、縱向間隔壁2132以及橫向間隔壁2133，且外側壁2131、縱向間隔壁2132以及橫向間隔壁2133共同界定出鍵座儲塵槽2134以及導向槽2135；其中，柱塞結構212的柱狀部2121是由導向槽2135向上伸入鍵座儲塵槽2134，而縱向間隔壁2132環繞柱塞結構212，且縱向間隔壁2132的一端21321連接於橫向間隔壁2133，而另一端21322係彎折並往柱塞結構212之柱塞儲塵槽2122的方向延伸。
基於上述設計，鍵座儲塵槽2134可供至少部分的鍵 帽211於其中活動，而導向槽2135則供至少部分的柱塞結構212於其中活動，並對柱塞結構212提供導向作用。此外，薄膜線路板22上具有相對應於按鍵結構21的薄膜開關221，而彈性體214位於柱塞結構212以及薄膜線路板22之間，並包括用以抵頂薄膜開關221的抵頂部2141。
又，於本案發明中，鍵帽211與柱塞結構212為採用分離式設計並可相互結合的二個元件。進一步而言，於本較佳實施例中，鍵帽211包括分別由鍵帽211的側緣與鍵帽211的底面向下延伸的鍵帽裙邊2111以及鍵帽連接部2112，且至少部分的鍵帽裙邊2111位於鍵座儲塵槽2134中，而柱塞結構212的柱狀部2121具有柱塞開口21211，用以供鍵帽211的鍵帽連接部2112伸入柱狀部2121中；其中，鍵帽211之鍵帽連接部2112的側緣形成有卡勾21121，而柱塞結構212的柱狀部2121還具有相對應於卡勾21121的穿孔21212，因此當鍵帽211的鍵帽連接部2112伸入柱塞結構212的柱狀部2121後，鍵帽211可因應鍵帽連接部2112的卡勾21121伸入柱狀部2121的穿孔21212而與柱塞結構212相卡合。
接下來說明鍵盤裝置2的作動。當按鍵結構21的鍵帽211被觸壓而相對於鍵座213的鍵座儲塵槽2134向下移動時，與鍵帽211相連接的柱塞結構212亦相對於鍵座213的導向槽2135同步向下移動，使得與柱塞結構212底端相接觸的彈性體214被壓縮，進而彈性體214的抵頂部2141抵頂並觸發薄膜線路板22上相對應的薄膜開關221，令鍵盤裝置2產生相對應的按鍵訊號，而當鍵帽211不再被觸壓時，柱塞結構212會因應彈性體214的 彈性力而相對於鍵座213的導向槽2135向上移動，而與柱塞結構212相連接的鍵帽211亦相對於鍵座213的鍵座儲塵槽2134同步向上移動直至回到初始位置。
此外，柱塞結構212的側緣還形成有側向延伸而位於鍵座213之橫向間隔壁2133下方的側翼部2123，因此至少部分的柱塞結構212可經由其側翼部2123與鍵座213之橫向間隔壁2133之間的干涉而被限位於導向槽2135中。而為了提高鍵帽211的觸壓手感，柱塞結構212可由熱塑性材質所製成，如聚甲醛(Polyoxymethylene,POM)材質，但不以上述為限。
基於上述的設計，本案鍵盤裝置2具有提升防塵能力的效果。請參閱圖10，其為灰塵進入圖6所示鍵盤裝置2的路徑示意圖。圖10所示灰塵路徑D2以箭頭標示，而由圖10所示灰塵路徑D2可知，本發明延長了灰塵由使用環境進入到鍵座213之導向槽2135的路徑長度，且灰塵從鍵帽211以及鍵座213之間的間隙進入按鍵結構21後，鍵座213的鍵座儲塵槽2134提供了第一個灰塵儲存區域A1，而柱塞結構212的柱塞儲塵槽2122再提供第二個灰塵儲存區域A2。此外，鍵座213之縱向間隔壁2132往柱塞結構212之柱塞儲塵槽2122彎折延伸的一端21322亦提供了阻擋大部分的灰塵進入鍵座213之導向槽2135的作用。
較佳者，鍵座213之縱向間隔壁2132往柱塞結構212之柱塞儲塵槽2122彎折延伸的一端21322還伸入柱塞結構212的柱塞儲塵槽2122，且鍵帽211之鍵帽裙邊2111的底面21111低於鍵座213之縱向間隔壁2132的頂面21323，如此可使灰塵路徑D2發生多次的彎折轉向，藉以增加灰塵進入鍵座213之導向槽2135 的難度。而由於灰塵已難以進入鍵座213的導向槽2135，故可改善習知鍵盤裝置2中因灰塵累積而導致不佳的操作手感、彈性體214過早老化或其他接觸不良的情形，從而提升鍵盤裝置2的使用壽命。
惟，上述僅為實施例，熟知本技藝人士皆可依據實際應用需求而進行任何均等的變更設計。舉例來說，雖然在上述實施例的鍵盤裝置2中，鍵帽211是透過其鍵帽連接部2112的側緣所形成的卡勾21121伸入柱塞結構212之柱狀部2121的穿孔21212而與柱塞結構212相卡合，但鍵帽211與柱塞結構212的結合方式並不以上述為限，亦可變更設計為，鍵帽211之鍵帽連接部2112的側緣形成有穿孔，而柱塞結構212的柱狀部2121還具有相對應於穿孔的卡勾，因此當鍵帽211的鍵帽連接部2112伸入柱塞結構212的柱狀部2121後，鍵帽211可因應柱狀部2121的卡勾伸入鍵帽連接部2112的穿孔而與柱塞結構212相卡合。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
22:薄膜線路板
23:按鍵底板
211:鍵帽
212:柱塞結構
213:鍵座
214:彈性體
2111:鍵帽裙邊
2121:柱狀部
2122:柱塞儲塵槽
2123:側翼部
2131:外側壁
2132:縱向間隔壁
2133:橫向間隔壁
2134:鍵座儲塵槽
2135:導向槽
2141:抵頂部
21111:鍵帽裙邊的底面
21321:縱向間隔壁的一端
21322:縱向間隔壁的另一端
21323:縱向間隔壁的頂面

Claims (19)

  1. 一種按鍵結構，包括：
    一鍵帽；
    一柱塞結構，包括一柱狀部以及開口向上之一柱塞儲塵槽，且該柱狀部連接於該鍵帽以及該柱塞儲塵槽之間；
    一鍵座，包括一外側壁、一縱向間隔壁以及一橫向間隔壁，且該外側壁、該縱向間隔壁以及該橫向間隔壁共同界定出一鍵座儲塵槽以及一導向槽；其中，該縱向間隔壁之一端連接於該橫向間隔壁，而該縱向間隔壁之一另一端係彎折並往該柱塞儲塵槽之方向延伸；以及
    一彈性體，位於該柱塞結構之下方，並包括一抵頂部；其中，於該鍵帽被觸壓時，該鍵帽以及該柱塞結構分別於該鍵座儲塵槽以及該導向槽中向下移動，且該彈性體被壓縮而使該抵頂部抵頂一鍵盤裝置之一薄膜開關。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該鍵帽包括由該鍵帽之側緣向下延伸之一鍵帽裙邊，且至少部分該鍵帽裙邊位於該鍵座儲塵槽中。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之按鍵結構，其中該鍵帽裙邊之底面低於該縱向間隔壁之頂面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該柱狀部具有一柱塞開口，而該鍵帽包括由一鍵帽連接部，且該鍵帽連接部由該鍵帽之底面向下延伸，以經由該柱塞開口伸入該柱狀部，使該鍵帽與該柱塞結構相連接。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之按鍵結構，其中該柱狀部以及該 鍵帽連接部中之一者具有一卡勾，而該柱狀部以及該鍵帽連接部中之一另一者具有與該卡勾相對應之一穿孔；其中，該鍵帽係因應該卡勾伸入該穿孔而與該柱塞結構相結合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該柱塞結構還包括側向延伸而位於該橫向間隔壁下方之一側翼部，且至少部分該柱塞結構經由該側翼部以及該橫向間隔壁之間之干涉而被限位於該導向槽中。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該縱向間隔壁係環繞該柱塞結構，且該柱狀部由該導向槽向上伸入該鍵座儲塵槽。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該縱向間隔壁之該另一端係伸入該柱塞儲塵槽中。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該柱塞結構係由一熱塑性材質所製成。
  10. 一種鍵盤裝置，包括：
    一薄膜線路板，包括一薄膜開關；以及
    一按鍵結構，對應於該薄膜開關，並包括：
    一鍵帽；
    一柱塞結構，包括一柱狀部以及開口向上之一柱塞儲塵槽，且該柱狀部連接於該鍵帽以及該柱塞儲塵槽之間；
    一鍵座，包括一外側壁、一縱向間隔壁以及一橫向間隔壁，且該外側壁、該縱向間隔壁以及該橫向間隔壁共同界定出一鍵座儲塵槽以及一導向槽；其中，該縱向間隔壁之一端連接於該橫向間隔壁，而該縱向間隔壁之一另一端係彎折並往該柱塞儲塵槽之方向延伸；以及
    一彈性體，位於該柱塞結構之下方，並包括一抵頂部；其中，於該鍵帽被觸壓時，該鍵帽以及該柱塞結構分別於該鍵座儲塵槽以及該導向槽中向下滑動，且該彈性體被壓縮而使該抵頂部抵頂該薄膜開關。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，其中該鍵帽包括由該鍵帽之側緣向下延伸之一鍵帽裙邊，且至少部分該鍵帽裙邊位於該鍵座儲塵槽中。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之鍵盤裝置，其中該鍵帽裙邊之底面低於該縱向間隔壁之頂面。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，其中該柱狀部具有一柱塞開口，而該鍵帽包括由一鍵帽連接部，且該鍵帽連接部由該鍵帽之底面向下延伸，以經由該柱塞開口伸入該柱狀部，使該鍵帽與該柱塞結構相連接。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之鍵盤裝置，其中該柱狀部以及該鍵帽連接部中之一者具有一卡勾，而該柱狀部以及該鍵帽連接部中之一另一者具有與該卡勾相對應之一穿孔；其中，該鍵帽係因應該卡勾伸入該穿孔而與該柱塞結構相結合。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，其中該柱塞結構還包括側向延伸而位於該橫向間隔壁下方之一側翼部，且至少部分該柱塞結構經由該側翼部以及該橫向間隔壁之間之干涉而被限位於該導向槽中。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，其中該縱向間隔壁細環繞該柱塞結構，且該柱狀部由該導向槽向上伸入該鍵座儲塵槽。
  17. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，其中該縱向間隔壁之該另一端係伸入該柱塞儲塵槽中。
  18. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，其中該柱塞結構係由一熱塑性材質所製成。
  19. 如申請專利範圍第10項所述之鍵盤裝置，還包括一按鍵底板，用以承載該薄膜線路板以及該按鍵結構。
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