按键模块的制作方法

本发明涉及一种按键模块。

背景技术：

就目前个人计算机而言，键盘为不可或缺的输入设备之一，用以输入文字、符号或数字。然而，随着键盘朝向轻薄化趋势发展，其内部空间愈趋不足，因而传统用以平衡受力的平衡杆结构愈发不足以安置在所述内部空间，且也无法据以提供按键受压时所需的结构强度。

再者，所述轻薄化趋势也导致键盘的按键在受到按压时的作动行程明显不足，因此也造成现有轻薄式键盘的按键不易提供使用者足够的按压手感。

因此，如何在有限空间下提供具备足够作动行程的按键模块，同时兼具其结构强度及受力平衡性，实为本领域的相关人员所需思考解决的课题。

技术实现要素：

本发明提供一种按键模块，用以在轻薄式键盘所需的内部空间需求下提供足够的结构强度与受力平衡性。

本发明的按键模块，包括键帽、底板以及剪刀结构。剪刀结构具有第一支撑件与第二支撑件，分别枢接于键帽与底板。第一支撑件具有多个凸轴，第二支撑件具有多个轴孔，凸轴可移动地枢接于轴孔。

在本发明的实施例中，上述的按键模块还包括薄膜电路板及弹性件，薄膜电路板设置于底板。弹性件位于键帽与薄膜电路板之间，第一支撑件的局部与第二支撑件的局部分别枢接于底板。

在本发明的实施例中，上述的第一支撑件具有第一本体与多个第一延伸部，第一本体枢接于键帽，第一延伸部从第一本体朝向第二支撑件延伸且枢接于底板。第二支撑件具有第二本体与多个第二延伸部，第二本体枢接于键帽，第二延伸部从第二本体朝向第一支撑件延伸且枢接于底板。第一延伸部与第二延伸部彼此呈交叉状态。

在本发明的实施例中，上述的第一延伸部具有上述的凸轴，第二延伸部具有上述的轴孔。第一延伸部与第二延伸部通过凸轴与轴孔而在彼此交叉处可滑移地枢接在一起。

在本发明的实施例中，上述轴孔的延伸轴向与第一延伸部的延伸轴向或第二延伸部的延伸轴向一致。

在本发明的实施例中，上述的第一支撑件与第二支撑件各具有至少一个透光孔。

在本发明的实施例中，上述剪刀结构与键帽、底板之间以相同轴向枢接，且处于无位移的枢接状态。

在本发明的实施例中，上述剪刀结构分别与键帽、底板的枢接处相对于凸轴或轴孔而呈对称配置。

在本发明的实施例中，上述第一支撑件与第二支撑件的至少其一包括可磁吸件，而底板还包括磁产生件，磁产生件与可磁吸件彼此对应。

在本发明的实施例中，上述第一支撑件与第二支撑件分别具有第一材料与第二材料，且第一材料部份包覆第二材料或第一材料环绕设置于第二材料。

在本发明的实施例中，上述第一材料是弹性材料，上述第二材料是可磁吸材料。

在本发明的实施例中，上述按键模块是倍数按键。

基于上述，按键模块通过其剪刀结构的第一支撑件与第二支撑件分别与键帽、底板处于枢接状态，而让第一支撑件与第二支撑件彼此通过凸轴与轴孔的搭配而彼此结合，以在剪刀结构改变状态的过程中，第一支撑件与第二支撑件通过凸轴、轴孔而同时进行枢转及滑移动作。据此，通过将第一支撑件与第二支撑件彼此于中间段的部分进行枢接及滑移，而剪刀结构分别与键帽、底板的枢接处位于所述中间段的相对两侧，亦即剪刀结构分别与键帽、底板枢接处是相对于中间段呈对称，因此无论键帽的何处受压，皆能因上述配置而产生相对于中间段且相同的扭矩，故能维持剪刀结构在改变状态过程中的动态平衡状态而避免歪斜，且有效地在有限的空间及按压行程的前提下，提供使用者足够的按压手感。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1a是依据本发明实施例的按键模块的爆炸图。

图1b是本发明另一实施例的按键模块的支撑件的示意图。

图2以另一视角绘示图1a的按键模块。

图3是图1a的按键模块于组装状态的俯视图。

图4与图5是按键模块于不同状态的局部剖视图。

图6a是本发明另一实施例的按键模块的俯视图。

图6b是本发明又一实施例的按键模块的俯视图。

图7是图6a的按键模块的局部剖视图。

图8是本发明另一实施例的按键模块的爆炸图。

图9以另一视角绘示图8的键帽。

图10是本发明另一实施例的按键模块的其中一支撑件的俯视图。

图11与图12是本发明另一实施例的按键模块于不同状态的局部剖视图。

具体实施方式

图1a是依据本发明实施例的按键模块的爆炸图。图2以另一视角绘示图1a的按键模块。图3是图1a的按键模块于组装状态的俯视图，其中将键帽予以透视虚线化以利于辨识被其遮蔽的其它构件。请同时参考图1a、图2与图3，在本实施例中，按键模块100是倍数按键，其包括键帽120、基底130以及剪刀结构110。剪刀结构110包括第一支撑件112与第二支撑件114，各分别枢接于键帽120与基底130，其中第一支撑件112具有凸轴112c，第二支撑件114具有轴孔114c，且凸轴112c可移动地枢接于轴孔114c。键帽120适于通过受力与否而移向基底130或远离基底130，以改变剪刀结构110的状态，且在剪刀结构110改变状态的过程中，由于凸轴112c与轴孔114c的相互搭配，第一支撑件112与第二支撑件114彼此相对地枢转及滑移。

此外，按键模块100还包括弹性件140，例如是橡胶弹性体(rubberdome)。基底130包括相互叠置的薄膜电路板132与底板134。弹性件140位于键帽120与薄膜电路板132之间，第一支撑件112的局部与第二支撑件114的局部分别枢接于底板134。当键帽120受力被按压时，键帽120会移向基底130并以其驱动凸肋123抵压且变形弹性件140，以让变形的弹性件140能进一步地抵接薄膜电路132，进而触发薄膜电路132的触发电耦132a，而使该按键模块100的作动能产生电信号至控制系统，达到按键模块100的既定功能，一旦所述受力解除，即代表触发电耦132a的触发状态也随之解除，而弹性件140以其弹力驱动键帽120复位。

进一步地说，如图1a与图2所示，第一支撑件112与第二支撑件114分别呈栅状分支结构，第一支撑件112具有第一本体b1与至少一个第一延伸部(本实施例绘示多个第一延伸部b2为例，但不以此为限)，第一本体b1设置有多个枢轴112a，其用以枢接至键帽120的多个卡扣部121。第一延伸部b2从第一本体b1朝向第二支撑件114延伸，且通过多个枢轴112b而枢接于基底130的多个限制部134a。据此，键帽120的一侧便能通过第一支撑件112结合至基底130而形成连杆机构。相对地，第二支撑件114具有第二本体b3与至少一个第二延伸部(本实施例绘示多个第二延伸部b4为例，但不以此为限)，第二本体b3设置有多个枢轴114a，其用以枢接至键帽120的多个卡扣部122。第二延伸部b4从第二本体b3朝向第一支撑件112延伸，且通过多个枢轴114b枢接于基底130(底板134)的多个限制部134b。据此，键帽120的另一侧便能通过第二支撑件114结合至基底130而形成另一连杆机构，其中第一延伸部b2与第二延伸部b4彼此呈交叉状态。

再者，底板134例如是以金属板制成，限制部134a与限制部134b例如是金属板冲压弯折而成，且彼此呈开口背对的倒l形卡勾轮廓，分别穿过薄膜电路132的开口而分别对第一支撑件112的枢轴112b、第二支撑件114的枢轴114b提供枢接及限位效果。

图4与图5是按键模块于不同状态的局部剖视图。请再参考图1a、图4与图5，其中图4与图5分别是图3沿着剖线a-a’的剖视图，在此同时提供直角坐标x-y-z，以利于构件描述。在本实施例中，第一延伸部b2具有凸轴112c，位于第一延伸部b2的中间段，而第二延伸部b4具有轴孔114c，位于第二延伸部b4的中间段，且轴孔114c的延伸方向与第二延伸部b4的延伸轴向一致。据此，第一延伸部b2与第二延伸部b4在彼此交叉处能通过凸轴112c与轴孔114c而可滑移地枢接在一起。

换句话说，第一支撑件112与第二支撑件114所构成的剪刀结构110，其与键帽120、基底130之间实质上是以相同轴向(皆沿x轴)进行枢接，且处于无位移的枢接状态，亦即剪刀结构110与键帽120之间，以及剪刀结构110与基底130之间仅存在单一自由度(仅沿x轴枢转)。取而代之的，是以所述凸轴112c与轴孔114c搭配而产生在枢转时也会存在横向滑移(在图5的按压状态，轴孔114c实质上沿y轴延伸，)，据此使剪刀结构110得以顺利地运作。

如图1a所示，为利于组装，本实施例的第二支撑件114还具有设置在第二延伸部b4上的导引部114e，连通于轴孔114c，以让凸轴112c能在组装时通过导引部114e而顺利地移入轴孔114c中。

同时，从图4及图5还可得知，剪刀结构110分别与键帽120、基底130的枢接处相对于凸轴112c或轴孔114c而呈对称配置。如此一来，当键帽120被按压时，其皆能对第一支撑件112与第二支撑件114在中间段的枢接处形成一致的扭矩，而让剪刀结构110得以在状态变化的过程中的受力处于动态平衡，因而避免因受力不均而产生的歪斜现象。尤其在按键模块100是应用于某些长度较长甚或不规则形状的倍数按键(如：space、shift、backspace及enter等功能键)，其更能因上述结构配置而提高运动时的稳定性，相较于现有技术皆须靠额外加装平衡杆来克服所述问题，本实施例仅以所述剪刀结构即能达到相同效果，因此有效地省却不必要的构件(平衡杆)，而得以降低按键模块100的空间需求与制作成本，同时，此举也有利于将按键模块100应用在轻薄式键盘。

图6a是本发明另一实施例的按键模块的俯视图，其中将键帽局部予以透视虚线化以利于辨识被其遮蔽的其它构件。图7是图6a的按键模块的局部剖视图，其是沿剖线b-b’而形成。在本实施例中，按键模块200包括剪刀结构210、键帽220、基底230与弹性件240，其中剪刀结构210包括第一支撑件212与第二支撑件214，基底230包括薄膜电路板232与底板324，第一支撑件212通过其枢轴212a枢接于键帽220的卡扣部221，且通过枢轴212b枢接于限制部234a。第二支撑件214通过其枢轴214a枢接于键帽220的卡扣部222，且通过枢轴214b枢接于限制部234b。同时，第一支撑件212与第二支撑件214通过凸轴212c与轴孔214c的搭配而得以彼此可滑移地枢接在一起。换句话说，本实施例的按键模块200实质上与前述实施例具有相同的结构连接关系，而从图6a可知，与前述实施例不同的是，本实施例的剪刀结构210的第一支撑件212与第二支撑件214相当于前述实施例具有较少数量的延伸部。

换句话说，从前述所示两个实施例能清楚得知，本发明的按键模块100或200能适用于不同长度的倍数按键，设计者可依据需求而调整其长度。

还需提及的是，第一支撑件112、212与第二支撑件114、214分别还具有透光孔112d、212d、114d与214d，其用以让基底130、230上设置的光源(未绘示)所产生光线能经由这些透光孔112d、212d、114d与214d而穿出并投射至键帽120、220，以提供可发光的按键模块100、200。

图6b是本发明又一实施例的按键模块的俯视图。与前述实施例不同的是，第一支撑件212与第二支撑件214各仅具有一个透光孔212e与214e，其实质上分别位于第一支撑件212的第一本体以及位于第二支撑件214的第二本体。

图8是本发明另一实施例的按键模块的爆炸图。图9以另一视角绘示图8的键帽。在本实施例中，按键模块300包括剪刀结构310、键帽320、基底330与弹性件340，其中剪刀结构310包括第一支撑件312与第二支撑件314，基底330包括薄膜电路板332与底板324，第一支撑件312通过其枢轴312a枢接于键帽320的卡扣部321，且通过枢轴312b枢接于限制部334a。第二支撑件314通过其枢轴314a枢接于键帽320的卡扣部322，且通过枢轴314b枢接于限制部334b。同时，第一支撑件312与第二支撑件314通过凸轴312c与轴孔314c的搭配而得以彼此可滑移地枢接在一起。届此可清楚得知，本实施例的构件及连接关系实质上与前述实施例相同。

但，有别于图1a至图7的实施例中，第一支撑件112、212与第二支撑件114、214分别是以塑料材料通过射出成型而制成，本实施例的第一支撑件312与第二支撑件314分别是由材料相异的不同部分所制作而成，其中第一支撑件312包括彼此相异的部分a1与部分a2，而第二支撑件314包括彼此相异的部分a3与部分a4。在此，部分a1与部分a3例如是金属材料，其通过埋入射出的工艺而被例如是塑料材料的部分a2与部分a4所环绕。也就是说，通过刚性及结构强度较佳的部分a1、a3作为主结构，而包覆以弹性及柔性较佳的部分a2、a4作为表面结构，因此能使第一支撑件312与第二支撑件314同时兼具上述材料特点。如此一来，即使应用于长度加长的倍数按键，也能因此维持其结构强度，进而无论使用者在键帽320的任意处施力，皆能通过剪刀结构310而使键帽320平稳地移向基底330，从而避免键帽320歪斜现象的产生。同时，由于以弹性及柔性较佳的部分a2、a4作为支撑件的表面结构，因此有利于构件的组装作业，避免因刚性佳的部分a1、a3彼此直接接触、干涉而导致磨损。

本实施例并未因此限制支撑件的结构。图1b是本发明另一实施例的按键模块的支撑件的示意图。请参考图1b，在本实施例中，第二支撑件514的轴孔114c具备封闭轮廓，而由于塑料材料具备较佳的弹性与柔性，因此凸轴112c仍能顺利地扣入轴孔114c。换句话说，本实施例的第二支撑件514与图1a的实施例的第二支撑件114相较，第二支撑件514并没有设置导引部。

此外，本实施例的按键模块300还包括结构件350，其组装于键帽320的卡扣部324，以加强键帽320的结构强度。

图10是本发明另一实施例的按键模块的其中一支撑件的俯视图。与前述实施例不同的是，本实施例的支撑件包括不连续的部分a6a与a6b，其相当于前述部分a1、a3，是属于刚性较佳的材料，而部分a5一如前述的部分a2、a4，是属于弹性较佳的材料，用以包覆环绕在部分a6a与a6b的外围，因此本实施例仍能达到前述实施例所述的效果。同时，由图8至图10所述两个实施例也能进一步推知，设计者可依据使用需求，而进一步适当地调整材料相异部分的比例与相对关系。

图11与图12是本发明另一实施例的按键模块于不同状态的局部剖视图。需先说明的是，本实施例的按键模块一如前述图8、图9所示，其中差异是在于支撑件的组成部分及相关构件的配置关系。

在此，剪刀结构410包括第一支撑件412与第二支撑件414，第一支撑件412以其枢轴412a枢接于键帽320的卡扣部321，并以其枢轴412b枢接于基底330的限制部334a。相对地，第二支撑件414以其枢轴414a枢接于键帽320的卡扣部322，并以其枢轴414b枢接于基底330的限制部334b。同时，第一支撑件412与第二支撑件414通过凸轴312c与轴孔314c而彼此可滑移地枢接在一起。换句话说，键帽320、剪刀结构310与基底330之间的连接关系一如前述实施例。

进一步地说，本实施例的支撑件也是以材料相异的部分所组成，第一支撑件412是由材料相异的部分a13与部分a14所构成，而第二支撑件414是由材料相异的部分a11与部分a12所构成，其中部分a13与部分a11例如是金属且具磁吸特性的材料，而部分a12与部分a14则一如前述的部分a2、a4，是属于具有较佳弹性及柔性的材料(例如塑料)，而以埋入射出的工艺将部分a14包覆环绕部分a13，且将部分a12包覆环绕部分a11。因此，本实施例的剪刀结构410也能达到与前述实施例的相同效果。

需注意的是，由于第一支撑件412与第二支撑件414是彼此对称的结构，因此下述以第二支撑件414为例进行相关说明，第一支撑件412因具备相同结构配置便不再赘述。

在本实施例中，如图11与图12的右侧，按键模块还包括磁产生件360，例如是永久性磁铁或电磁铁，其配置在基底330的薄膜电路板332与底板334处，沿z轴位于第二支撑件414的下方，并对应第二支撑件414中具有磁吸特性的部分a11(视为可磁吸件)。据此，如图11所示，当键帽320未受力被按压时，部分a11延伸至枢轴414b右侧的局部会磁吸于磁产生件360，而如图12所示，当键帽320受力被按压时，部分a11延伸至枢轴414b右侧的局部会远离磁产生件360。由此可知，磁产生件360与部分a11的磁吸作用将提供使用者对按键模块施行按压时的阻力，据以让使用者对于按压按键能有较佳的手感。

综上所述，在本发明的上述实施例中，按键模块通过其剪刀结构的第一支撑件与第二支撑件分别与键帽、基底处于枢接状态，而让第一支撑件与第二支撑件彼此通过凸轴与滑槽的搭配而彼此结合，以在剪刀结构改变状态的过程中，第一支撑件与第二支撑件通过凸轴、轴孔而同时进行枢转及滑移动作。据此，无论键帽的何处受压，皆能因上述配置而维持剪刀结构在改变状态过程中的动态平衡状态而避免歪斜，且有效地在有限的空间及按压行程的前提下，提供使用者足够的按压手感。

再者，剪刀结构除以单一结构制成之外，还包括以相异材料共同组成，即，以刚性及结构强度较佳的部分作为主结构，而让弹性及柔性较佳的部分以埋入射出工艺包覆环绕在前述主结构外，如此一来，既能让支撑件在键帽受力按压时因刚性及结构强度而达到平稳移动且不歪斜，也能通过表面结构的弹性与柔性，而让按键模块在进行组装作业时得以顺利，而避免构件彼此接触干涉而导致磨损。

此外，按键模块的底板处还能配置有磁产生件，其位于支撑件的下方且对应支撑件中具有磁吸特性的部分。如此一来，在按键模块未受力被按压时，让可磁吸件与磁产生件彼此吸附，故而当使用者按压键帽时，势必克服所述磁吸力方能顺利地将键帽压下，进而提供使用者在按压按键模块时的手感。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定者为准。