按键结构的制作方法

本发明是有关于一种按键结构，且特别是有关于一种轻量化、薄形化设计的按键结构。

背景技术

习知的按键结构采用弹性件提供键帽的一弹性回复力，并以剪刀脚结构支撑键帽，使键帽可回复至按压前的位置。然而，剪刀脚结构组装不易，且按压行程较高，不适合用在薄形化键盘。同时，当按帽被按压时，需藉由弹性件将下压力传至以双层线路制作的薄膜电路板上，若下压力过小将不易使双层线路接触，故灵敏度较差。此外，习知的按键结构在非使用状态时无法收纳以减低结构高度，在可携式电脑强调超薄厚度的今日，有必要开发新的按键结构以降低可携式电脑的整体厚度。

技术实现要素：

本发明是有关于一种按键结构，朝向轻量化、薄形化设计，以减少按压行程，并能提高灵敏度。

根据本发明的一方面，提出一种按键结构，包括一键帽、一枢接组件、一第一支撑件、一第二支撑件、一可吸附件以及一磁性元件。枢接组件设置于键帽的下方，枢接组件包括一第一枢接件及一第二枢接件。第一枢接件具有一第一轴固定部以及一第一连接部。第二枢接件具有一第二轴固定部以及一第二连接部，其中第一连接部与第二连接部接合以形成一轴线，且第一枢接件与第二枢接件以轴线为中心相对旋转，轴线位于第一轴固定部与第二轴固定部之间。第一支撑件及一第二支撑件分别耦接于第一轴固定部的两端与第二轴固定部的两端。可吸附件设置于第二枢接件。磁性元件对应位于可吸附件下方。

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1～2分别绘示依照本发明一实施例的按键结构的元件分解后的俯视角及仰视角的示意图。

图3绘示依照本发明一实施例的按键结构组装前的元件分解的示意图。

图3-1绘示一具有磁性元件的底板的示意图。

图3-2绘示用以容纳磁性元件的凹槽的示意图。

图4绘示依照本发明一实施例的按键结构组装后的示意图。

图5a及图5b绘示图4的按键结构分别位于释放状态及按压状态的外观示意图。

图6a及图6b绘示图5a中沿着a-a剖面线的按键结构由释放状态转换到按压状态的剖面示意图。

图7a绘示依照本发明另一实施例的按键结构的上视图。

图7b绘示图7a中沿着b-b剖面线的按键结构的剖面示意图及磁性元件处的放大示意图。

图7c绘示图7a中沿着c-c剖面线的按键结构的剖面示意图及磁性元件处的放大示意图。

图8a及图8b绘示依照本发明另一实施例的按键结构由释放状态转换到按压状态的示意图。

图8c绘示依照本发明另一实施例的按键结构的枢接结构的示意图。

图9a绘示依照本发明一实施例的按键结构的示意图。

图9b为图9a的按键结构的俯视图及第一衬垫处的放大示意图。

图10a及图10b绘示依照本发明另一实施例的按键结构由释放状态转换到按压状态的示意图。

图11a为薄膜电路板的俯视图。

图11b为设置于薄膜电路板上的按键结构的第一枢接件及第二枢接件的俯视图。

其中，附图标记

2、2a、2a’、2b、2c、2d、2e、2f：按键结构

10：键帽

102：连杆支撑部

20：枢接组件

21：第一枢接件

211：第一连杆

212：第一轴固定部

213：第一连接部

214、214’：第一作动部

215：侧表面

216：定位柱

217：第一衬垫

218：第一凸点

s1：间隙

22：第二枢接件

221：第二连杆

222：第二轴固定部

223：第二连接部

224、224’：第二作动部

225：侧表面

227：第二衬垫

228：第二凸点

x1：第一转轴

x2：第二转轴

a1：轴线

25：可吸附件

251：第一端

252：第二端

254：开口部

255：舌片

26：磁性元件

261：上表面

27：导光层

p1：第一吸附位置

p2：第二吸附位置

30：薄膜电路板

31：开关元件

31’：第一开关元件

31”：第二开关元件

32：触碰部

40：支撑板

41：第一支撑件

411、412、411’、412’：第一枢接孔

413：定位孔

42：第二支撑件

421、422：第二枢接孔

44：空腔

50：底板

51：第二开口

51’：容置凹槽

s1：第一滑动方向

s2：第二滑动方向

θ1、θ2：倾斜角

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

图1～2分别绘示依照本发明一实施例的按键结构2的元件分解后的俯视角及仰视角的示意图。请参照图1，按键结构2包括一键帽10以及一枢接组件20。枢接组件20设置于键帽10的下方。枢接组件20包括一第一枢接件21以及一第二枢接件22，呈v形相交。第一枢接件21的一端具有一第一连杆211，另一端具有一第一轴固定部212以及一第一转轴x1。此外，第二枢接件22的一端具有一第二连杆221，另一端具有一第二轴固定部222以及一第二转轴x2。另外，第一枢接件21的第一转轴x1具有一第一连接部213，且第二枢接件22的第二转轴x2具有一第二连接部223，第一连接部213与第二连接部223相互接合，例如以凸出部和凹陷部相互接合而形成一轴线a1(参见图4、图6a及图6b)，以使第一枢接件21的第一转轴x1与第二枢接件22的第二转轴x2位于轴线a1上，且轴线a1位于第一轴固定部212与第二轴固定部222之间。

在图1中，按键结构2更包括一可吸附件25以及一磁性元件26。可吸附件25设置于枢接组件下方。在一实施例中，可吸附件25可利用卡扣结构固定在枢接组件下方。在另一实施例中，可利用模内射出成形的技术，将可吸附件25设置于一模具内，再将塑料射入至模具内，以使射出成形的第一枢接件21或第二枢接件22与模具内的可吸附件25一体成形。

请参照图2，在一实施例中，可吸附件25具有一第一端251以及一第二端252，第一端251对应于一第一吸附位置p1，第二端252对应于一第二吸附位置p2。此外，磁性元件26设置用以提供一磁力并可来回移动至第一吸附位置p1或第二吸附位置p2下方。当可吸附件25的第一端251受磁力吸引而产生一作用力时，可吸附件25的第一端251相对于轴线a1(参见图4、图6a及图6b)移动至第一吸附位置p1，以使第一枢接件21及第二枢接件22可藉由此作用力而被致动(例如成为图6a所示的释放状态)。此外，当可吸附件25的第二端252受磁力吸引而产生一作用力时，可吸附件25的第二端252相对于轴线a1移动至第二吸附位置p2，以使第一枢接件21及第二枢接件22可藉由此作用力而被致动。因此，本实施例的枢接组件20可藉由改变可吸附件25的第一端251与第二端252分别与磁性元件26的吸附，进而带动第一枢接件21以及第二枢接件22在释放状态与储存状态之间转换。在另一实施例中，磁性元件26亦可固定在可吸附件25的第一端251下方，以使第一枢接件21以及第二枢接件22在释放状态与按压状态之间转换。

在一实施例中，可吸附件25例如是含铁的磁化物质，而磁性元件26例如为永久磁铁或电磁铁。

请参照图2，在一实施例中，键帽10的底部包括多个连杆支撑部102，用以固定或可滑动地支撑第一枢接件21的第一连杆211与第二枢接件22的第二连杆221。此外，在一实施例中，第一枢接件21的外侧靠近第一连杆211处设有一突出的第一作动部214，此第一作动部214的位置对应位于一触碰部32的上方，因此第一作动部214可于键帽10受按压时接触此触碰部32，以产生一按键信号。在另一实施例中，第二枢接件22的外侧靠近第二连杆221处可设有一突出的第二作动部224，此第二作动部224的位置位于另一触碰部32的上方，因此第二作动部224可于键帽10受按压时接触此另一触碰部32，以产生一按压信号。换言之，本发明的按键结构2设置至少一个作动部与至少一个触碰部32接触，以产生一按压信号。

请参照图3，其绘示依照本发明一实施例的按键结构2a组装前的元件分解图。在一实施例中，按键结构2a更包括一薄膜电路板30、一支撑板40以及一底板50。薄膜电路板30可设置于支撑板40上或与支撑板40结合为一体，而支撑板40设置于底板50上，在一实施例中并可与底板相对滑动。

请参照图3，在一实施例中，触碰部32设置于薄膜电路板30上，且其位置对应位于薄膜电路板30的一开关元件31上，当触碰部32受到按压时，位于其下方的开关元件31被触发而产生一按压信号。此按压信号可经由薄膜电路板30的线路传输至一位置处理器(未绘示)，以使位置处理器计算按键的座标位置并对应产生该按键所代表的一按键指令。在另一实施例中，如图10b所示，第一作动部214’与第二作动部224’亦可直接按压薄膜电路板30的二开关元件31，以产生按压信号。

在一实施例中，触碰部32例如是由橡胶、环氧树脂、半固化胶体或可塑性材料所制成的弹性物质，其形状可为圆顶状(dome)。

在一实施例中，开关元件31包括一上导电层以及一下导电层(图未绘示)，且上导电层与下导电层之间相隔一间隙。当触碰部32受到按压时，上导电层与下导电层相互接触而导通，以产生一按压信号。

请参照图3，支撑板40包括直立于支撑面401上且相对的一第一支撑件41以及一第二支撑件42。第一支撑件41包括二个第一枢接孔411、412，第二支撑件42包括二个第二枢接孔421、422。第一枢接孔411、412与第二枢接孔421、422相对，以容纳第一轴固定部212的两端与第二轴固定部222的两端。在一实施例中，第一枢接件21的第一轴固定部212的两端可分别位于一第一枢接孔411与一第二枢接孔421中，而第二枢接件22的第二轴固定部222的两端可分别位于另一第一枢接孔412与另一第二枢接孔422中。因此，键帽10可藉由枢接组件20组装在支撑板40上，并可相对于支撑板40上下运动。有关第一轴固定部212与第二轴固定部222的运动方式，请参照图8a及图8b的说明。

请参照图3，底板50例如是金属板或强化的塑性基板。底板50设置于支撑板40的下方并且相叠，可以补强支撑板40的刚性结构，换言之，底板50可做为键盘的一基底，故不需额外设置底板50于键盘的基底上，以减轻键盘的重量与成本。在另一实施例中，当支撑板40本身具有足够的刚性，支撑板40亦可做为键盘的一基底，可不需额外设置底板50于支撑板40的下方。

请参照图3，在一实施例中，支撑板40具有一第一开口43，底板50具有一第二开口51。第一开口43与第二开口51大致位于可吸附件25的下方，并可以容纳磁性元件26。第二开口51可用以固定磁性元件26于底板50上。第一开口43的尺寸例如大于或等于第二开口51的尺寸。

请参照图3-1，在一实施例中，底板50例如具有一容置凹槽51’，用以固定磁性元件26于底板50上。容置凹槽51’未贯穿底板50且其开口朝上。请参照图3-2，当磁性元件26设置于容置凹槽51’中，磁性元件26的底部与底板50接触且被容纳凹槽51’的侧壁包围，因此，磁性元件26的磁力场形成一封闭回路，使得磁场强度增强。

图4绘示依照本发明一实施例的按键结构2a组装后的示意图。请参照图4，在一实施例中，第一枢接件21与第二枢接件22藉由第一支撑件41以及第二支撑件42组装在支撑板40上。组装后的第一枢接件21与第二枢接件22相连为一体。请一并参照图1及图4，由于第一转轴x1与第一轴固定部212不共轴，第二转轴x2与第二轴固定部222不共轴，使得第一轴固定部212以及第二轴固定部222与做为旋转中心的轴线a1形成不共轴的三个枢接点(例如为w形)，因此组装后的第一枢接件21与第二枢接件22的外型大致上呈w形结构。

图5a绘示图4的按键结构2a处于释放状态的外观示意图，图6a及图6b绘示图5a中沿着a-a剖面的按键结构2a由释放状态转换到按压状态的剖面示意图。请参照图6a，在一实施例中，当键帽10未受按压时，可吸附件25的第一端251与磁性元件26相吸而固定在第一吸附位置p1上，以使键帽10及枢接组件20处于一释放状态。接着，请参照图6b，当键帽10受按压时，可吸附件25的第一端251被带动而与磁性元件26相远离，以使键帽10由未按压位置移动至按压位置。之后，当键帽10被释放时，可吸附件25的第一端251与磁性元件26再次相吸，以使键帽10及枢接组件20藉由相吸的磁力再次回到未按压位置上。因此，当使用者按压或释放按键结构2a，可藉由磁力的作用于按压位置与未按压位置之间上下运动。

请参照图5b，在一实施例中，底板50例如为一滑动板，其可相对于支撑板40沿着一第一滑动方向s1滑动，以使按键结构2a’处于储存状态。或是，支撑板40例如为一滑动板，其可相对于底板50沿着一第二滑动方向s2滑动，以使按键结构2a’处于储存状态。当键帽10移动至储存位置时，按键结构2a’所需要的容置空间相对减少，并使按键结构2a’的整体高度下降。因此，有利于收纳按键结构。例如，当携带式电脑的键盘高度下降时，荧幕可折叠于键盘的上方，如此，可相对于传统的携带式电脑的厚度变得更薄。

在一实施例中，可吸附件25的第一端251与磁性元件26之间可为面接触或线接触。当接触面积愈大，磁吸力愈大，造成可吸附件下移时，可吸附件快速撞击磁性元件而产生拍打噪音。另外，可吸附件与磁性元件的接触面积改变也会影响磁吸力变异，造成磁吸力不稳定。

请参照图7a及图7b，其中图7b为图7a的按键结构2b(键帽10以虚线表示)沿着b-b剖面线的剖面示意图及磁性元件26处的放大示意图。磁性元件26具有一上表面261，可吸附件25具有一中间部253位于第一端251与第二端252之间。中间部253具有一下表面2531朝向上表面261，且下表面2531与上表面261平行相对且相隔一间隙p，例如相隔0.5mm，可吸附件25的第一端251的下表面2511朝向上表面261，且与上表面261接触而形成一锐角。中间部253的下表面2531与第一端251的下表面2511相交而形成一钝角，例如约170-175度。也就是说，第一端251的下表面2511以一倾斜角θ1与上表面261线接触，进而减少磁吸力，使按键结构2b容易按压，倾斜角θ1例如5～10度左右。同时，线接触可使磁吸力变异缩小，使磁吸力更为稳定，且具有减噪的效果。另外，在图5b中，当底板50相对于支撑板40滑动时，线接触可进一步降低施加于底板50的推力或拉力。

此外，请参照图7b，可吸附件25具有一开口部254。此开口部254与磁性元件26的上表面261于键帽10的垂直投影方向上至少部分重叠，当开口部254的尺寸增大时，可吸附件25与磁性元件26的上表面261之间的重叠面积减少，进而减少磁吸力。

另外，请参照图7a及图7c，其中图7c为图7a的按键结构2b沿着c-c线的剖面示意图及磁性元件26处的放大示意图。可吸附件25更可包括一舌片255，延伸至开口部254中，舌片255往磁性元件26的上表面261延伸并与上表面261以一倾斜角θ2相接触，倾斜角θ2例如5～10度左右。也就是说，舌片255与磁性元件26的上表面261线接触，进而补偿开口部254所造成的磁吸力减少。同时，舌片255还可定位在磁性元件26的上表面261以增加可吸附件25与磁性元件26之间的定位效果。

请参照图8a及图8b，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构2c(键帽10以虚线表示)由释放状态转换到按压状态的示意图。当键帽10受压时，做为旋转中心的轴线a1向上隆起，第一轴固定部212与第二轴固定部222分别朝第一枢接孔411、412的内侧移动并接触其内侧壁，而当键帽10被释放时，做为旋转中心的轴线a1向下移动，第一轴固定部212与第二轴固定部222分别朝第一枢接孔411、412的外侧移动并接触其外侧壁。因此，轴线a1可上下移动。

此外，在图8a及图8b中，第一支撑件41除了包括二个第一枢接孔411、412外，还包括一定位孔413。此定位孔413位于此二第一枢接孔411、412之间并与此二第一枢接孔411、412相隔。此外，第一枢接件21设有至少一定位柱216，定位柱216在轴线a1上且容置于定位孔413，且键帽10受按压而向下移动时，定位柱216相对于定位孔413于键帽10的移动方向上具有一自由度，以限定定位柱216的移动方向。因此，本实施例藉由定位孔413与定位柱216的限位，以确保可吸附件25与磁性元件26在相对位置上，使磁吸力更稳定。在一实施例中，使用单一个定位柱216可使第一枢接件21的两侧呈不对称配置，因此可使第一枢接件21与第二枢接件22在相对应的第一枢接孔411、412的位置可以容易分辨，以达到防呆的效果。在另一实施例(图未绘示)中，当第一枢接件与第二枢接件交换位置时，定位柱亦可设置在第二枢接件上。

另外，请参照图8c，在一实施例中，第二轴固定部222的两端与第一枢接孔412’、第二枢接孔(图8c中未绘示)可采紧配合，减少公差间隙，可避免第二轴固定部222产生横向偏移，如此可确保可吸附件25与磁性元件26在相对位置上，使磁吸力更稳定。另一方面，第一轴固定部212的两端与第一枢接孔411’、第二枢接孔(图8c中未绘示)可采松配合，预留较大公差间隙，使第一轴固定部212可产生横向偏移，但由于可吸附件25不在第一枢接件21上，故不会造成可吸附件25与磁性元件26的位置产生偏移。

接着，请参照图9a及图9b，其中图9a绘示依照本发明一实施例的按键结构2d的示意图，图9b为图9a的按键结构2d的俯视图及第一衬垫217处的放大示意图。第一枢接件21于第一轴固定部212的两端处分别设有一第一衬垫217，第二枢接件22于第二轴固定部222的两端处分别设有一第二衬垫227，且各第一衬垫227与第一枢接件21的一侧表面215之间具有一第一距离(大于0)，用以维持第一枢接件21与第一支撑件41之间及第一枢接件21与第二支撑件42之间的间隙s1，以避免第一枢接件21的二侧表面215与第一支撑件41、第二支撑件42直接接触，故可使摩擦力减少，进而使第一枢接件21容易转动。另一方面，各第二衬垫227相对于第二枢接件22的一侧表面225具有一第二距离(大于0)，用以维持第二枢接件22与第一支撑件41之间及第二枢接件22与第二支撑件42之间的间隙(例如s1)，以避免第二枢接件22的二侧表面225与第一支撑件41、第二支撑件42直接接触，故可使摩擦力减少，进而使第二枢接件22容易转动。

请参照图10a及图10b，其中图10a及图10b绘示依照本发明另一实施例的按键结构2e由释放状态转变至按压状态的示意图。在一实施例中，第一枢接件21及第二枢接件22与薄膜电路板30接触的位置分别具有一第一凸点218以及一第二凸点228。第一凸点218相对于第一枢接件21的下表面突出一预定高度(大于0)，且第二凸点228相对于第二枢接件22的下表面突出一预定高度(大于0)。因此，当第一枢接件21及第二枢接件22相对旋转时，第一凸点218与薄膜电路板30干涉，且第二凸点228与薄膜电路板30干涉，用以补偿第一枢接件21与薄膜电路板30之间的公差间隙以及该第二枢接件22与薄膜电路板30之间的公差间隙，避免因公差间隙而造成按键结构2e作动时产生噪音。

在图10b中，当键帽10往下移动时，第一作动部214’与第二作动部224’可直接按压薄膜电路板30的二开关元件31，以产生按压信号。此二开关元件31受压之后导通，并可凹陷于支撑板40的二空腔44中。开关元件31的数量不限定为只有二个，亦可更多个。

请参照图10a-10b及图11a-11b，其中图11a为薄膜电路板30的俯视图，图11b为设置于薄膜电路板30上的按键结构2f的第一枢接件21及第二枢接件22的俯视图。在一实施例中，薄膜电路板30对键帽10两侧分别设有二第一开关元件31’以及二第二开关元件31”，且第一枢接件21及第二枢接件22各别设有二第一作动部214’以及二第二作动部224’。第一作动部214’对应位于第一开关元件31’上方，第二作动部224’对应位于第二开关元件31”上方，且此些第一作动部214’与此些第二作动部224’位于通过键帽中心的轴线a1的相对两侧且邻近键帽10的边缘处。也就是说，第一枢接件21及第二枢接件22与薄膜电路板30接触的位置靠近键帽10的四个边缘处，因此，使用者不管是按压键帽10的中间或边缘，均可对应产生按压信号，以提高按键结构2f的灵敏度。在本实施例的薄膜电路板30中，第一开关元件31’与第二开关元件31”可采串连方式相互导通，因此只要其中一个开关元件被按压即可产生按压信号。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。