本发明涉及一种按键结构，具体而言，本发明关于一种提升按压手感又免除底板的按键结构。
背景技术：
习知键盘结构通常使用薄膜电路层作为信号产生的开关元件。一般而言，薄膜电路层由上电路层、下电路层及分隔上、下电路层的间隔层所构成，其中上、下电路层具有对应的复数个开关接点以作为复数按键的触发电路。当按压键帽触发薄膜电路层时，上电路层变形而使得上电路层的开关接点接触下电路层的对应开关接点，进而使薄膜开关导通而产生信号。然而，薄膜电路层经过频繁使用或在施力不当的情况下容易损坏，且难以维修。当薄膜电路层中对应某个按键的触发电路损坏时，无法针对个别按键修复对应的触发电路，而必须更换整个键盘的薄膜电路层，使得维修成本偏高。再者，使用者按压键帽触发薄膜电路层时，缺乏鲜明的段差回馈，造成按压的手感不佳，在游戏的操作中无法满足使用者的操纵感。
此外，薄膜电路层为软性材质，无法作为结构的支撑与机械耦合元件，因此习知键盘结构通常需要加设硬度较高的底板，使得整体结构更为复杂，组装相对不易。
因此，如何提升按键结构的按压手感又免除底板的使用为研发的重点之一。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种按键结构，其利用微动开关提升使用者的按压手感，又能增进个别按键维修的可行性。
本发明的另一目的在于提供一种按键结构，其利用硬式印刷电路板提供按键结构的电路径布局，同时亦作为按键结构的支撑板，无须加设额外的底板，有效减少按键结构的元件数目并简化组装程序。
本发明的又一目的在于提供一种按键结构，其整合发光元件及/或电子元件于电路板上，以优化的按键的功能性及布局。
为了达到上述目的，本发明提出一种按键结构，其包含键帽、硬式电路板、至少一耦接件、微动开关以及支撑单元。键帽具有至少一连接部；硬式电路板具有容纳空间；至少一耦接件设置于该硬式电路板上并朝该键帽突起；微动开关位于该键帽下方并部分容置于该容纳空间中，该微动开关电连接该硬式电路板；支撑单元耦接该至少一连接部及该至少一耦接件，以支撑该键帽相对于该硬式电路板移动，以触发该微动开关。
此外，本发明还提出另一种按键结构，其包含键帽、硬式电路板、微动开关以及至少一耦接件。键帽具有至少一耦合部；硬式电路板具有容纳空间；微动开关位于该键帽下方并部分容置于该容纳空间中，该微动开关电连接该硬式电路板；至少一耦接件设置于该硬式电路板上并朝该键帽突起，该至少一耦接件可移动地耦接该至少一耦合部，以支撑该键帽相对于该硬式电路板移动，以触发该微动开关。
较佳地，该按键结构还包含发光元件，其中该发光元件电连接该硬式电路板，且该发光元件位于该硬式电路板及该键帽之间。
较佳地，该按键结构还包含电子元件，其中该电子元件电连接该硬式电路板。
较佳地，该电子元件为微控制单元、电阻器、电容器或电感器。
较佳地，该硬式电路板具有至少一穿孔，该至少一耦接件对应穿设固定于该至少一穿孔。
较佳地，该至少一耦接件由塑胶制成，该至少一耦接件藉由热熔法对应穿设固定于该至少一穿孔。
较佳地，该至少一耦接件焊接固定于该硬式电路板。
较佳地，该微动开关具有侧壁与至少一接脚，该至少一接脚自该侧壁的中段先水平延伸而出，然后再向下弯折以电连接该硬式电路板。
较佳地，当该键帽因应按压力朝该硬式电路板移动而触发该微动开关时，该硬式电路板承受该微动开关传递的该按压力，并免于向下弯曲变形。
较佳地，该硬式电路板具有开关孔以作为该容纳空间。
相较于先前技术，本发明的按键结构藉由微动开关的设置可提升使用者的按压手感，且微动开关整合于提供所需电学路径的硬式电路板，又能增进个别按键维修的可行性及便利性。于一些实施例中，本发明的按键结构藉由将耦接件整合于硬式电路板上，使得电路板进一步具有耦接键帽或支撑单元的作用，无须加设额外的底板，有效减少按键结构的元件数目并简化组装程序。于一些实施例中，本发明的按键结构将发光元件及/或电子元件整合于电路板，可进一步强化按键结构的功能及优化按键结构的布局设计。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A及图1B分别为本发明一实施例的按键结构的爆炸图及剖面示意图；
图2A至2C为本发明的耦接件与硬式电路板以不同方式连接的实施例的示意图；以及
图3至图6为本发明不同实施例的按键结构的示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在以下实施例中，在不同的图中，相同部分是以相同标号表示。
本发明提供一种按键结构，其可应用于任何按压式输入装置，例如键盘，以提升按压手感、免除底板的使用、增进维修可行性。于后参考图式，详细说明本发明实施例的按键结构各元件的结构及操作。
如图1A及图1B所示，于一实施例，按键结构10包含键帽120、硬式电路板130、微动开关140、支撑单元150及至少一耦接件110。键帽120具有至少一连接部(例如122a、122b)；硬式电路板130具有容纳空间132；至少一耦接件(例如110a、110b)设置于硬式电路板130并朝键帽120突起；微动开关140位于键帽120下方并部分容置于容纳空间132中，微动开关140电连接硬式电路板130；支撑单元150耦接至少一连接部122a、122b及至少一耦接件110a、110b，以支撑键帽120相对于硬式电路板130移动，以触发微动开关140。此外，按键结构10可还包含朝键帽120投射光线的发光元件160及/或电子元件170等(于后详述)。在此需注意，于实施例中虽仅以单一按键结构10进行说明，但当复数个按键结构10组合成键盘时，各按键结构10的部分元件可整合成单一部件，以达到降低制造成本与组装成本效益。
具体而言，键帽120可相对于硬式电路板130移动地设置于硬式电路板130上方，且键帽120于其底面设有耦接支撑单元150的连接部122a、122b。支撑单元150设置于键帽120与硬式电路板130之间，且分别耦接键帽120与硬式电路板130，以支撑键帽120相对硬式电路板130移动。于此实施例，支撑单元150包含第一支架152及第二支架154，其中第一支架152可转动地枢接第二支架154以形成剪刀式支撑单元，但不以此为限。具体而言，第一支架152的一端与键帽120底面的连接部122a可转动地连接，第一支架152的另一端与设置于硬式电路板130的耦接件110a可移动地连接；第二支架154的一端与键帽120底面的连接部122b可移动地连接，第二支架154的另一端与设置于硬式电路板130的耦接件116b可转动地连接；此外，剪刀式支撑单元150中同一端(例如右端)的第一支架152及第二支架154分别与键帽120及底板110连接，另一端(例如左端)的第一支架152及第二支架154分别与底板110及键帽120连接。
硬式电路板130较佳为具有线路布局的印刷电路板，以供电性连接微动开关140。于此实施例，硬式电路板130的硬度较佳为当键帽120因应按压力朝硬式电路板130移动而触发微动开关140时，硬式电路板130可承受微动开关140传递的按压力，而实质免于向下弯曲变形，藉此可降低习知薄膜电路层因触发变形造成的损坏机会，亦可使得硬式电路板130作为支撑整体结构的底板，以免除习知按键结构所使用的塑胶底板或金属底板。
于此实施例，硬式电路板130较佳具有开关孔以作为容纳空间132，亦即硬式电路板130可藉由机械加工形成通孔或盲孔以作为容纳空间132，且容纳空间132的大小及形状较佳为对应于微动开关140，使得微动开关140可嵌设于硬式电路板130的容纳空间132中。换言之，容纳空间132的孔径大小较佳为与微动开关140的外径相符，使得微动开关140的下部嵌设于容纳空间132时，微动开关140的外壁(例如侧壁140a)与容纳空间132的内壁实质相贴，以增进微动开关140的定位，但不限于此。于其他实施例，容纳空间132可略大于微动开关140，以使得微动开关140部分容置于容纳空间132中时，微动开关140的外壁(例如侧壁140a)与容纳空间132的内壁之间具有间隙。在此需注意，于此实施例中，虽以通孔或盲孔式的开关孔作为容纳空间132，但于其他实施例，容纳空间132可为硬式电路板130的表面空间。
于此实施例，硬式电路板130较佳还具有分别电性连接发光单元160及电子元件170的线路设计，使得硬式电路板130不仅提供微动开关140的信号传导的电学路径，还提供驱动发光单元160及电子元件170的电学路径。具体而言，发光元件160及电子元件170较佳为设置于硬式电路板130的上表面，以位于硬式电路板130及键帽120之间。发光元件160电连接硬式电路板130并外露于电路板130上表面，使发光元件160可朝键帽120投射光线，而使得按键结构10成为发光按键。于此实施例，发光元件160可为发光二极管。电子元件170电连接硬式电路板130并亦外露于硬式电路板130上表面，且电子元件170可为按键结构10或键盘装置运作所需的各种电子元件，例如微控制单元、电阻器、电容器、电感器等，但不限于此。
微动开关140可为由弹片、可相对移动的端子构成的任何合宜的机械式开关。微动开关140包含触发部142及开关部144，其中触发部142在接受到按压力时可相对于开关部144移动以触发微动开关140产生信号，并在按压力释放时可相对于开关部144移动以回复到未触发的位置。亦即，触发部142在接受到按压力移动时，使得弹片变形以带动端子相对移动而接触产生触发信号；按压力释放后，藉由弹片的回复力带动端子相对远离而使触发部142回到按压前的位置。再者，微动开关140具有侧壁140a与至少一接脚146，其中至少一接脚146自开关部144的侧壁140a的中段先水平延伸而出，然后再向下弯折以电连接硬式电路板130。于此实施例，至少一接脚146向下弯折以电连接硬式电路板130后，接脚146下端部分可突出于硬式电路板130或嵌设于硬式电路板130中。
此外，触发部142于其顶端较佳具有凸点142a，使得微动开关140设置于键帽120下方时，可藉由凸点142a接触键帽120的底面。当施加按压力于键帽120而使键帽120朝硬式电路板130移动时，键帽120底面将下压微动开关140的触发部142，而使触发部142朝开关部144移动产生触发信号。当按压力释放后，触发部142自动复位朝远离开关部144的方向(即向上)移动，且键帽120藉由支撑单元150的支撑及触发部142的带动而朝远离硬式电路板130的方向移动回复到未受按压的位置。
在此需注意，耦接件110可藉由粘着、卡合、焊接、锁固、热处理等方式设置于硬式电路板130，使得硬式电路板130与耦接件110具有一体的结构，且硬式电路板130进而可藉由耦接件110与支撑单元150或键帽120耦接。于后参考图2A至图2C举例说明耦接件110整合于硬式电路板130的不同实施方式。于一实施例，如图2A所示，硬式电路板130具有至少一穿孔134，且至少一耦接件110对应穿设于至少一穿孔134。具体而言，硬式电路板130可藉由机械加工在对应支撑单元150的位置形成穿孔134。耦接件110可为金属制成的卡勾，且卡勾的下部插入穿孔134并藉由粘着或卡合方式固定于硬式电路板130，但不以此为限。耦接件110可为金属或塑胶制成且于下部具有螺纹的卡勾，而穿孔134内壁可具有对应的螺纹，以使得卡勾的下部可藉由螺纹啮合锁固于硬式电路板130的穿孔134。
于另一实施例，如图2B所示，耦接件110由塑胶制成，并藉由热熔法穿设固定于穿孔134。具体而言，耦接件110的下部插入穿孔134且部分突出硬式电路板130的下表面，之后藉由热熔法使得该突出的部分熔化变形而成为锚定部112，以将耦接件110固定于硬式电路板130。于又一实施例，如图2C所示，硬式电路板130可不具有穿孔134，耦接件110由金属制成，且直接利用焊料114将耦接件110焊接固定于硬式电路板130的表面。
在此需注意，本发明的按键结构可具有不同的支撑单元或连接机构，因此设置于硬式电路板的耦接件可依据设计需求具有不同的形式。于另一实施例，如图3所示，支撑单元250包含第一支架252及第二支架254，其中第一支架252及第二支架254各自可转动地连接于键帽120且可移动地连接硬式电路板130，以支撑键帽120相对于硬式电路板130移动。举例而言，第一支架252及第二支架254的上端分别可转动地连接键帽120底面的连接部122，且第一支架252及第二支架254的下端分别可移动地连接硬式电路板130的卡勾式耦接件110。当键帽120朝接近硬式电路板130的方向移动时，第一支架252及第二支架254于硬式电路板130上朝远离彼此的方向滑动，以支撑键帽120平稳地向下移动。当键帽120朝远离硬式电路板130的方向移动时，第一支架252及第二支架254于硬式电路板130上朝接近彼此的方向滑动，以支撑键帽120稳定地向上移动。于又一实施例，如图4所示，支撑单元350包含第一支架352及第二支架354，其中第一支架352及第二支架354各自可转动地连接于键帽120的连接部122及硬式电路板130的轴孔式耦接件112，以支撑键帽120相对于硬式电路板130垂直及水平位移。在此需注意，第一支架252(或352)及第二支架254(或354)可分别为框架式的连杆结构，其中第一支架252及第二支架254(或第一支架352及第二支架354)较佳具有相同的结构，以减少制造成本，但不以此为限。
再者，键帽120及硬式电路板130之间可具有其他的连接机构设计，以支撑键帽120相对于硬式电路板130移动。亦即，设置于硬式电路板的耦接件可具有不同形式以与键帽的耦合部对应连接，以支撑键帽120相对于硬式电路板130移动，以触发微动开关140。于另一实施例，如图5所示，键帽120底面可设置具有滑槽的耦合部124，且设置于硬式电路板130的耦接件118为具有凸轨的耦接件，其中凸轨插入滑槽以使得耦合部124与耦接件118可移动地连接。当键帽120相对于硬式电路板130移动时，耦接件118的凸轨沿耦合部124的滑槽相对移动以支撑键帽120稳定地移动。于又一实施例，如图6所示，键帽120底面可设置具有斜面的耦合部126，且设置于硬式电路板130的耦接件119为具有对应斜面的耦接件。当键帽120相对于硬式电路板130移动时，耦合部126的斜面沿耦接件119的斜面相对移动，而使键帽120相对于硬式电路板130同时产生垂直位移及水平位移。
在此需注意，于上述图3至图5的实施例中，按键结构的其他元件(例如微动开关140)的配置及作用与上述按键结构10的各元件类似，且亦可选择性设置上述的发光元件160及电子元件170，因此各元件的结构及连接关系可参考上述图1A及图1B的实施例的相关说明，于此不再赘述。
相较于先前技术，本发明的按键结构藉由微动开关的设置可提升使用者的按压手感，且微动开关整合于提供所需电学路径的硬式电路板，又能增进个别按键维修的可行性及便利性。再者，本发明的按键结构藉由将耦接件整合于硬式电路板上，使得电路板进一步具有耦接键帽或支撑单元的作用，无须加设额外的底板，有效减少按键结构的元件数目并简化组装程序。此外，本发明的按键结构将发光元件及/或电子元件整合于电路板，可进一步强化按键结构的功能及优化按键结构的布局设计。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的保护范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的保护范围内。因此，本发明所申请的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。