按键结构的制作方法

本发明涉及一种按键结构，尤其指一种具有平衡杆件的按键结构。

背景技术：

一般按键通常只利用单一剪刀脚支架支撑键帽，键帽则经由此剪刀脚支架而可相对于底板上下移动。当键帽较长时，例如键盘的空格键，会使用两个或更多个剪刀脚支架来共同支撑键帽，键帽则经由这些剪刀脚支架相对于底板上下移动。然而，于空格键中，各剪刀脚支架独立作动，当使用者按压键帽的两侧部位时，键帽无法水平地下压，而是呈偏斜地下压。而一般按压开关通常设置于键帽中间部位的下方，前述空格键键帽偏斜地下压极可能使得键帽中间部位的下移量不足以触发开关，致使该次按压操作失败。对此问题，目前键盘中具有较长键帽的键按通常配置有一平衡杆件，连接至键帽与底板之间，以增加键帽整体上下移动的平稳度，以改善前述空格键键帽偏斜地下压的现象。然而，使用于较长键帽的平衡杆件原则上也具有较长的长度，此将使得平衡杆件本身也会因两侧受力不均而有偏斜作动的现象，使得前述空格键键帽偏斜地下压的改善有限。此外，一般按键使用橡胶圆突以提供键帽所需的回弹力。于空格键中，橡胶圆突通常是对应键帽中间部位设置于两个剪刀脚支架之间且以预压的方式设置于键帽与底板之间，故键帽整体呈现中间部位隆起，使得当使用者按压键帽的两侧部位时，键帽被使用者按压的部位已达到其最低位置时，键帽中间部位仍未达到其最低位置，亦即键帽中间部位无法产生足够的下移量以触发开关，致使该次按压操作失败。前述用于空格键的平衡杆件因具有较长的长度，其刚性往往不足以完全克服前述键帽因橡胶圆突造成其中间部位隆起的问题。另外，剪刀脚支架及平衡杆件与键帽及底板间的配合均留有配合公差或间隙以使按键的组装及作动顺利，但此配合公差或间隙使得前述问题更形严重。因此，于目前具有较长键帽的按键中，常有用户虽已按压键帽但却无法触发开关的情形(例如仅按压空格键键帽的两侧)，造成使用者输入的困扰。

技术实现要素：

鉴于先前技术中的问题，本发明提供一种按键结构，其使用两个结构非对称的平衡杆件，连接至键帽与底板之间，使得于下压键帽时，键帽相对中间部位的下移量大于两侧部位的下移量。

为了解决上述问题，本发明提出一种按键结构，包含：底板、键帽、升降机构、回复力产生组件、第一平衡杆件以及第二平衡杆件。键帽设置于该底板之上；升降机构连接至该底板及该键帽之间，使得该键帽能藉由该升降机构以相对于该底板上下移动；回复力产生组件设置于该底板及该键帽之间；第一平衡杆件包含第一连接杆、第一短臂及第一长臂，该第一短臂及该第一长臂连接至该第一连接杆的相对两端部，使得该第一平衡杆件呈u形结构，该第一平衡杆件以该第一连接杆与该键帽枢接，该第一短臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板，该第一长臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板，该第一长臂与该回复力产生组件间的距离小于该第一短臂与该回复力产生组件间的距离；第二平衡杆件包含第二连接杆、第二短臂及第二长臂，该第二短臂及该第二长臂连接至该第二连接杆的相对两端部，使得该第二平衡杆件呈u形结构，该第二平衡杆件以该第二连接杆与该键帽枢接，该第二短臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板，该第二长臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板，该第二长臂与该回复力产生组件间的距离小于该第二短臂与该回复力产生组件间的距离，该第一长臂及该第二长臂位于该第一短臂及该第二短臂之间。

作为可选的技术方案，该键帽呈长条状且具有长度方向及宽度方向，该第一平衡杆件及该第二平衡杆件于该长度方向排列于该回复力产生组件的两侧。

作为可选的技术方案，该第一连接杆及该第二连接杆于该宽度方向枢接于该键帽的两侧边或同一侧边。

作为可选的技术方案，该按键结构进一步包含第三平衡杆件及第四平衡杆件，该第三平衡杆件与该第一平衡杆件相对设置于该键帽及该底板之间，该第三平衡杆件包含第三连接杆、第三短臂及第三长臂，该第三短臂及该第三长臂连接至该第三连接杆的相对两端部，使得该第三平衡杆件呈u形结构，该第三平衡杆件以该第三连接杆与该键帽枢接，该第三短臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板，该第三长臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板；该第四平衡杆件与该第二平衡杆件相对设置于该键帽及该底板之间，该第四平衡杆件包含第四连接杆、第四短臂及第四长臂，该第四短臂及该第四长臂连接至该第四连接杆的相对两端部，使得该第四平衡杆件呈u形结构，该第四平衡杆件以该第四连接杆与该键帽枢接，该第四短臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板，该第四长臂的自由端部可旋转地且可滑动地连接至该底板。

作为可选的技术方案，该第三平衡杆件与该第一平衡杆件的结构相同，该第四平衡杆件与该第二平衡杆件的结构相同。

作为可选的技术方案，该第一平衡杆件与该第二平衡杆件的结构相同。

作为可选的技术方案，该回复力产生组件位于该键帽中心部位的下方。

作为可选的技术方案，该按键结构进一步包含开关，该开关设置于该回复力产生组件下方，其中该回复力产生组件为弹性圆突，当该键帽朝向该底板移动时，该键帽挤压该回复力产生组件以触发该开关。

作为可选的技术方案，该第一连接杆、该第一短臂及该第一长臂不共面。

作为可选的技术方案，该键帽呈长条状且具有长度方向及宽度方向，该第一平衡杆及该第二平衡杆于该长度方向交错设置。

相对于先前技术，本发明的按键结构利用两个结构非对称的平衡杆件，使得于下压键帽时，无论使用者按压该键帽那个部位，键帽相对中间部位的下移量大于两侧部位的下移量，进而有效解决先前技术中仅按压空格键键帽的两侧却无法触发开关的问题。

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1为根据本发明的一实施例的按键结构部分爆炸的示意图。

图2为图1的按键结构的爆炸图。

图3为图1的按键结构移除其键帽及升降机构的俯视图。

图4为图3中第一平衡杆件及第二平衡杆件根据另一实施例的配置示意图。

图5为图3中第一平衡杆件及第二平衡杆件根据另一实施例的配置示意图。

图6为图3中第一平衡杆件及第二平衡杆件根据另一实施例的配置示意图。

图7为图3中第一平衡杆件及第二平衡杆件根据另一实施例的配置示意图。

图8为图1的第一平衡杆件的侧视图。

图9为根据本发明的另一实施例的按键结构部分爆炸的示意图。

图10为图9的按键结构移除其键帽及升降机构的俯视图。

图11为图10中第一平衡杆件及第二平衡杆件根据另一实施例的配置示意图。

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。

请参阅图1至图2。根据本发明的一实施例的按键结构1，包含底板10、键帽12、升降机构14、回复力产生组件16、第一平衡杆件18、第二平衡杆件20及薄膜电路板22。键帽12设置于底板10之上。升降机构14连接至底板10及键帽10之间，使得键帽10能透过升降机构14以相对于底板10上下移动。回复力产生组件16设置于底板10及键帽12之间，当键帽10被按压后，回复力产生组件16可对键帽12施加一回复力，以驱使键帽12回到原位，即键帽12未被按压时所处的位置。第一平衡杆件18及第二平衡杆件20分别连接至底板10及键帽10之间，以增强键帽10各部位间的相互连动。薄膜电路板22叠置于底板10上且包含开关222(以带有影线圆圈表示于图2中)，当键帽12被按压时，开关222可被触发。

其中，于本实施例中，升降机构14包含两个剪刀脚支架，为简化图面，剪刀脚支架矩形方块表现于图中，其结构细节可由一般按键常使用的剪刀脚支架实作(其原则上包含两个相互枢接的支架，每一个支架均连接至底板10及键帽12之间)，不另赘述。此外，底板10及键帽12对应升降机构14均包含连接结构以与升降机构14连接，为简化图面，前述连接结构(及薄膜电路板22用以供前述底板10连接结构露出而形成的镂空)均未绘示于图中，其结构细节可参照一般具有剪刀脚支架的按键，不另赘述。但本发明均不以此为限；例如于其他按键中用于支撑键帽并提供键帽上下运动的支架结构亦可取代前述的剪刀脚支架。

此外，于本实施例中，回复力产生组件16为弹性圆突，其能弹性变形并产生回弹力，通常以橡胶材质制作。回复力产生组件16对应开关222设置于薄膜电路板22上，使得当键帽12被外力按压而朝向底板10移动时，键帽12会挤压回复力产生组件16以使回复力产生组件16触发开关222。当该外力消失时，弹性变形的回复力产生组件16所产生的回弹力即可作为施加于键帽12的回复力，以驱使键帽12回到原位。但本发明均不以此为限；例如回复力产生组件16以弹簧实作，并于键帽12下表面向下延伸形成突出物，其伸入该弹簧中空部分，用以于该弹簧被压缩时触发开关222。此外，实际操作中，回复力产生组件16通常以预压的方式设置，使得回复力产生组件16始终向上紧抵键帽12，造成键帽12对应回复力产生组件16的部位可能向上隆起，但本发明不以此为限。例如，回复力产生组件16非以预压的方式设置；此时，当键帽12未被按压时，键帽12对应回复力产生组件16的部位原则上不会向上隆起。

此外，于本实施例中，开关222藉由薄膜电路板22实现，薄膜电路板22其通常由三层透明薄片叠置而成，其中，上、下透明薄片其上形成导电线路，中间的透明薄片提供该导电线路的绝缘，该导电线路形成开关22；但本发明不以此为限，例如开关222以独立组件(例如触动开关)实作，其可焊接至印刷电路板(叠置于底板10)上或是直接设置于底板10并另外以电线实作电性连接。

请并参阅图3，其中于图3中，以虚线表示键帽12的轮廓。于本实施例中，第一平衡杆件18包含第一连接杆182、第一短臂184及第一长臂186，第一短臂184及第一长臂186分别连接至第一连接杆182相对两端部182a、182b，使得第一平衡杆件18大致呈u形结构。第一平衡杆件18以第一连接杆182与键帽12枢接，第一短臂184的自由端部184a可旋转地且可滑动地连接至底板10，第一长臂186的自由端部186a可旋转地且可滑动地连接至底板10。于第一连接杆182的延伸方向上，第一长臂186与回复力产生组件16间的距离ld1小于第一短臂184与回复力产生组件16间的距离sd1，如图3所示；因此，第一长臂186比第一短臂184臂邻近回复力产生组件16设置。其中，键帽12对应第一连接杆182具有枢接结构122(以隐藏线绘示于图1及图2中)，其以两个c形卡勾，勾持住第一连接杆182，第一连接杆182能经由枢接结构122相对于键帽12旋转。底板10对应自由端部184a具有一滑槽102a，自由端部184a以l形结构，可旋转地且可滑动地设置于滑槽102a中；底板10对应自由端部186a具有滑槽102b，自由端部186a以l形结构，可旋转地且可滑动地设置于滑槽102b中。前述滑槽102a、102b均自薄膜电路板22的镂空露出。藉此，当第一平衡杆件18因键帽12被按压而朝向底板10旋转时，因为第一长臂186的长度大于第一短臂184的长度，所以第一长臂186与第一连接杆182的连接处的下移量会大于第一短臂184与第一连接杆182的连接处的下移量；换言之，此时键帽12对应第一长臂186与第一连接杆182连接处的键帽12部分的下移量会大于键帽12对应第一短臂184与第一连接杆182连接处的部分的下移量。因此，以图3的视角而言，即使用户按压键帽12的左侧，键帽12对应回复力产生组件16的部分仍能产生足够的下移量以有效挤压回复力产生组件16以触发开关222。

第二平衡杆件20包含第二连接杆202、第二短臂204及第二长臂206，第二短臂204及第二长臂206连接至第二连接杆202相对两端部202a、202b，使得第二平衡杆件20大致呈u形结构。第二平衡杆件20以第二连接杆202与键帽12枢接，第二短臂204的自由端部204a可旋转地且可滑动地连接至底板10，第二长臂206的自由端部206a可旋转地且可滑动地连接至底板10。于第二连接杆202的延伸方向上，第二长臂206与回复力产生组件16间的距离ld2小于第二短臂204与回复力产生组件16间的距离sd2，如图3所示；因此，第二长臂206比第二短臂204臂邻近回复力产生组件16设置。其中，同样的，键帽12对应第二连接杆202具有枢接结构124(以隐藏线绘示于图1及图2中)，其以两个c形卡勾，勾持住第二连接杆202，第二连接杆202能经由枢接结构124相对于键帽12旋转。底板10对应自由端部204a具有滑槽104a，自由端部204a以l形结构，可旋转地且可滑动地设置于滑槽104a中；底板10对应自由端部206a具有滑槽104b，自由端部206a以l形结构，可旋转地且可滑动地设置于滑槽104b中。前述滑槽104a、104b均自薄膜电路板22的镂空露出。藉此，当第二平衡杆件20因键帽12被按压而朝向底板10旋转时，因为第二长臂206的长度大于第二短臂204的长度，所以第二长臂206与第二连接杆202的连接处的下移量会大于第二短臂204与第二连接杆202的连接处的下移量；换言之，此时键帽12对应第二长臂206与第二连接杆202连接处的键帽12部分的下移量会大于键帽12对应第二短臂204与第二连接杆202连接处的部分的下移量。因此，以图3的视角而言，即使用户按压键帽12的右侧，键帽12对应回复力产生组件16的部分仍能产生足够的下移量以有效挤压回复力产生组件16以触发开关222。于本实施例中，第一长臂186及第二长臂206位于第一短臂184及第二短臂204之间，因此，原则上无论使用者按压键帽12的哪一个位置，键帽12向下移动的同时亦受到第一平衡杆件18及第二平衡杆件20拘束、带动，使得键帽12对应回复力产生组件16的部分均能产生足够的下移量以有效挤压回复力产生组件16以触发开关222。

此外，于本实施例中，键帽12呈长条状(例如按键结构1为空格键)且具有长度方向12a及宽度方向12b。如图3所示，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20于长度方向12a排列于回复力产生组件16的两侧，且第一连接杆182及第二连接杆202于宽度方向12b枢接于键帽12的两侧边。此配置有助于第一平衡杆件18及第二平衡杆件20对键帽12提供平衡的结构拘束，但本发明不以此为限。例如，如图4所示，第一连接杆182及第二连接杆202于宽度方向12b枢接于键帽12的同一侧边，此配置仍能使键帽12于被按压时，键帽12对应回复力产生组件16的部分能产生足够的下移量以有效挤压回复力产生组件16以触发开关222。另外，于本实施例中，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20于长度方向12a分开设置于回复力产生组件16的两侧，但本发明不以此为限。例如，如图5所示，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20于长度方向12a交错设置，此配置亦能使键帽12于被按压时，键帽12对应回复力产生组件16的部分能产生足够的下移量。另外，于本实施例中，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20结构相同，但本发明不以此为限。例如，如图6所示，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20结构不同，此配置亦能使键帽12于被按压时，键帽12对应回复力产生组件16的部分能产生足够的下移量。另外，于本实施例中，第一短臂184及第二短臂204邻近键帽12于长度方向12a的两侧边设置，且第一平衡杆件18及第二平衡杆件20结构相同，使得回复力产生组件16实质位于键帽12中心部位的下方，但本发明不以此为限。例如，即使回复力产生组件16实质位于键帽12中心部位的下方，透过第一短臂184及第二短臂204非均邻近键帽12于长度方向12a的侧边设置，即第一平衡杆件18及第二平衡杆件20结构可不同。又例如，如图7所示，即使回复力产生组件16实质位于键帽12中心部位的下方且第一短臂184及第二短臂204均邻近键帽12于长度方向12a的侧边设置，透过第一平衡杆件18及第二平衡杆件20于长度方向12a交错设置，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20结构亦可不同。实际操作中，可依前文说明，第一平衡杆件18及第二平衡杆件20可变化出不同的配置，不另赘述。

此外，各图显示第一短臂184及第一长臂186的长度仅为示意，实际操作中，第一短臂184及第一长臂186的长度可透过键帽12对应第一短臂184及第一长臂186的部位用于有效触发开关222所需的下移量而决定。例如若对应图1所示的实施例的键帽12中间部位(相当于对应回复力产生组件16、第一长臂186的部位)需下移2.00mm始能有效触发开关222，且键帽12左侧边部位(相当于对应第一短臂184的部位)容许的下移量为1.80mm时，第一长臂186的长度可设计为大于或等于第一短臂184的长度的2.00/1.80倍。又，若并考虑实际操作中按键结构1的各组件间的配合公差所导致键帽12于侧边被按压时，键帽12的其他部位不会作同量的移动的问题(即键帽12无法保持水平地下移)时，第一长臂186的长度对第一短臂184的长度的倍数可设计为明显大于2.00/1.80倍，以补偿此下移量差异。于实际产品设计中，第一长臂186及第一短臂184的长度设计可基于前述原则经简单的尝试后即可获致适宜的长度值。前述长度设计原则亦可适用于第二短臂204及第二长臂206的长度设计，不再赘述。

另外，并参阅图8所示的第一平衡杆件18的侧视图，可观察到第一连接杆182、第一短臂184及第一长臂186不共面，此结构适于整体大致仍保持水平状态设置的键帽12。原则上，第一短臂184及第一长臂186的长度不同即可使键帽12的不同的部位产生不同的位移量的效果，不以第一短臂184及第一长臂186共面为限。另外，于本实施例中，第一短臂184及第一长臂186均垂直于第一连接杆182。

前述各实施例是基于按键结构1包含两个平衡杆件(即第一平衡杆件18及第二平衡杆件20)而说明，但本发明不以此为限。请参阅图9及图10。图9所示的按键结构3与按键结构1结构大致相同，故按键结构3沿用按键结构1的组件符号，故关于按键结构3的其他说明可参阅按键结构1中相同命名的组件的相关说明，不另赘述。按键结构3与按键结构1主要差异在于按键结构3进一步包含第三平衡杆件24及第四平衡杆件26，第三平衡杆件24与第一平衡杆件18相对设置于键帽12及底板10之间，第三平衡杆件24包含第三连接杆242、第三短臂244及第三长臂246，第三短臂244及第三长臂246连接至第三连接杆242的相对两端部，使得第三平衡杆件24大致呈u形结构，第三平衡杆件24以第三连接杆242与键帽12枢接，第三短臂244的自由端部244a可旋转地且可滑动地连接至底板10，第三长臂246的自由端部246a可旋转地且可滑动地连接至底板10。于本实施例中，第三平衡杆件24与第一平衡杆件18的结构相同，故关于第三平衡杆件24的其他说明可参阅第一平衡杆件18的相关说明，不另赘述。

第四平衡杆件26与第二平衡杆件20相对设置于键帽12及底板10之间，第四平衡杆件26包含第四连接杆262、第四短臂264及第四长臂266，第四短臂264及第四长臂266连接至第四连接杆262的相对两端部，使得第四平衡杆件26大致呈u形结构，第四平衡杆件26以第四连接杆262与键帽12枢接，第四短臂264的自由端部264a可旋转地且可滑动地连接至底板10，第四长臂266的自由端部266a可旋转地且可滑动地连接至底板10。于本实施例中，第四平衡杆件26与第二平衡杆件20的结构相同，故关于第四平衡杆件26的其他说明可参阅第二平衡杆件20的相关说明，不另赘述。

于本实施例中，回复力产生组件16实质位于键帽12中心部位的下方，第一平衡杆件18、第二平衡杆件20、第三平衡杆件24及第四平衡杆件26结构相同且对称设置，但本发明不以此为限。实际操作中，第一平衡杆件18、第二平衡杆件20、第三平衡杆件24及第四平衡杆件26亦可配合实际产品而采取不同的配置，如图11所示。关于第一平衡杆件18、第二平衡杆件20、第三平衡杆件24及第四平衡杆件26的其他配置的变化，可基于前文关于按键结构1中第一平衡杆件18及第二平衡杆件20的设置变化而实现，不另赘述。

本发明的按键结构，利用两个结构非对称的平衡杆件，使得于下压键帽时，无论使用者按压该键帽那个部位，键帽相对中间部位的下移量大于两侧部位的下移量，进而有效解决先前技术中仅按压空格键键帽的两侧却无法触发开关的问题。

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。