TW202009964A - 具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構 - Google Patents

Abstract

本發明為一種具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構。該按鍵結構包含一鍵帽、一緩衝層、一平衡組件以及一承板。該鍵帽具有一底面與一凸緣，該凸緣形成於該底面之周圍。該緩衝層設置於該底面與該凸緣上，該緩衝層並具有一平面部、一凸出部與多個自該底面伸出的結合部。該平衡組件設置於該鍵帽下方並與該些結合部形成樞轉結合。該承板設置於該鍵帽下方，該承板並具有一鍵座、一承載面與多個凹槽，該些凹槽相應於該些結合部。其中當該鍵帽向該承板移動時，該緩衝層於該平面部、該凸出部或該些結合部上分別對該鍵座、該承載面或該些凹槽產生碰撞而造成形變。

Description

具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構

本發明為一種具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構，尤其是有關於一種使用以彈性材質之緩衝層作為接觸緩衝以達成靜音、減震的鍵盤及其按鍵結構。

現代人於日常生活裡常會使用到電腦，而無論是桌上型電腦(或稱個人電腦(PC))或是筆記型電腦，鍵盤皆是其中重要的角色，以提供使用者進行字元輸入或操作控制。一般來說，鍵盤是由許多按鍵所組成，各按鍵並被配置在特定的位置上。此外，許多電子裝置或是電機操作設備也都設置有相關的按鍵，用以作為各種指定功能的操作介面。

為了提供使用者輸入與操控，此類按鍵的特性在於需使其進行一次性的鍵帽按壓之後可恢復其原始位置，並同時能因應按壓而產生觸發訊號。如此，除了能讓使用者可對同一按鍵進行下一次的按壓之外，還在於能藉由其按鍵的壓縮回彈機制增加使用者觸壓成功的手感。

以目前技術來說，不同類型的按鍵的設計是以其內部的開關(Switch)型式作分類，大致可分為機械式(Mechanical)、薄膜式(Membrane)、導電橡膠式(Conductive Rubber)及無接點靜電容量式(Capacitive)等。不同類型的按鍵在使用壽命、觸壓感受或製作成本上都不盡相同。

此外，在鍵帽下方設置一剪刀腳結構的設計能平均使用者按壓時的施力方向，同時以一彈性元件(例如彈簧或橡膠圓點(Rubber Dome))所產生的回彈功能來搭配剪刀腳結構的設計能 讓按鍵重覆被操作。若不設置剪刀腳結構而僅利用彈性元件的回彈，便容易因施力不均而不利於構成鍵盤上具有較大鍵帽面積的按鍵，例如空白鍵(Space)、輸入鍵(Enter)、移位鍵(Shift)、大小寫轉換鍵(Caps Lock)等此類的倍數鍵。

另一方面，針對較長或較大尺寸的按鍵也可利用一平衡桿來搭配剪刀腳結構。平衡桿為一長形桿軸，相應地設置於鍵帽下方與剪刀腳結構周圍，可因應上方之按壓而帶動鍵帽整體平均地下移以避免出現傾斜之一邊高一邊低的按偏情形。

請參見第1A圖與第1B圖，為習用的一按鍵結構10的剖視示意圖，其中第1A圖呈現按鍵結構10未被按壓的狀態，而第1B圖則呈現按鍵結構10被按壓的狀態。按鍵結構10設有一平衡桿13，並以一鍵帽11下方的一卡勾15加以樞轉結合。按鍵結構10的一承板12設有相應於卡勾15的一凹槽14，用以容置鍵帽11下移時的卡勾15。此外，鍵帽11下方的一按壓柱17是相應於該承板12的一鍵座16，鍵座16內設有一彈性元件與一按鍵開關(未顯示於圖式)，按壓柱17可於鍵帽11下移時觸發按鍵開關，並由彈性元件產生回彈。

然而，由於上述相關結構多半是以較硬的材料加以製成，所以具有這些結構的鍵盤在按壓其鍵帽以進行操作或輸入時，都無法避免造成結構之間的撞擊而產生噪音或聲響；例如第1B圖的鍵帽11的一底面110與鍵座16之間、卡勾15與凹槽14之間、鍵帽11的一凸緣111與承板12之間等的接觸、抵擋或碰撞。若是在需要保持安靜的環境中使用此類鍵盤裝置時，例如圖書館或辦公室，所產生的噪音將會影響到其他人，造成自己與他人的困擾與不便。此外，結構之間的碰撞也容易產生磨損，從而讓按鍵的操作功能無法正常運作。

是以，如何解決此一習用技術問題，便為本案發展的主要目的。

本發明之目的在於提出一種具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構。該鍵盤及其按鍵結構之特徵在於使用以彈性材質之緩衝層作為接觸緩衝，也就是能因應按壓而產生形變，進而能達成靜音、減震的使用需求。

本發明為一種按鍵結構，設置於一鍵盤上，該按鍵結構包含一鍵帽、一緩衝層、一平衡組件以及一承板。該鍵帽用以提供按壓，該鍵帽並具有一底面與一凸緣，該凸緣形成於該底面之周圍。該緩衝層設置於該底面與該凸緣上，該緩衝層並具有一平面部、一凸出部與多個自該底面伸出的結合部。該平衡組件設置於該鍵帽下方並與該些結合部形成樞轉結合。該承板設置於該鍵帽下方，該承板並具有一鍵座、一承載面與多個凹槽，該些凹槽相應於該些結合部。其中當該鍵帽向該承板移動時，該緩衝層於該平面部、該凸出部或該些結合部上分別對該鍵座、該承載面或該些凹槽產生碰撞而造成形變。

本發明另一方面為一種具靜音功能之鍵盤，具有多個按鍵結構，其中每一該按鍵結構包含一鍵帽、一緩衝層、一平衡組件以及一承板。該鍵帽用以提供按壓，該鍵帽並具有一底面與一凸緣，該凸緣形成於該底面之周圍。該緩衝層設置於該底面與該凸緣上，該緩衝層並具有一平面部、一凸出部與多個自該底面伸出的結合部。該平衡組件設置於該鍵帽下方並與該些結合部形成樞轉結合。該承板設置於該鍵帽下方，該承板並具有一鍵座、一承載面與多個凹槽，該些凹槽相應於該些結合部。其中當該鍵帽向該承板移動時，該緩衝層於該平面部、該凸出部或該些結合部上分別對該鍵座、該承載面或該些凹槽產生碰撞而造成形變。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例並配合所附圖式進行詳細說明。

10、20‧‧‧按鍵結構

11、21‧‧‧鍵帽

110、210‧‧‧底面

111、211‧‧‧凸緣

12、22‧‧‧承板

13‧‧‧平衡桿

14、24‧‧‧凹槽

15‧‧‧卡勾

16、26‧‧‧鍵座

17、27‧‧‧按壓柱

2‧‧‧鍵盤

2a‧‧‧殼體

220‧‧‧承載面

23‧‧‧平衡組件

25‧‧‧緩衝層

251‧‧‧平面部

252‧‧‧凸出部

253‧‧‧結合部

第1A圖，為習用的按鍵結構10於未被按壓的狀態的剖視示意圖。

第1B圖，為習用的按鍵結構10於被按壓的狀態的剖視示意圖。

第2A圖，為本發明所提出的鍵盤2的組合示意圖。

第2B圖，為本發明所提出的按鍵結構20的立體示意圖。

第3A圖，為本發明所提出的按鍵結構20於未被按壓的狀態的剖視示意圖。

第3B圖，為本發明所提出的按鍵結構20於被按壓的狀態的剖視示意圖。

以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要或以通常技術即可完成之元件，以清楚顯示本發明之技術特點。

現以一實施例進行本發明所提出之具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構的實施說明。請同時參見第2A圖與第2B圖，其中第2A圖為本發明的一具靜音功能之鍵盤2的組合示意圖；第2B圖為本發明的一按鍵結構20的立體示意圖。如第2A圖所示，該鍵盤2具有多個按鍵結構20，且各按鍵結構20可依字元或功能配置於指定的位置上。

此實施例的該鍵盤2是以搭配一桌上型電腦(或稱個人電腦(PC))的獨立鍵盤之週邊裝置進行說明，但本發明不限於此。意即，本發明所提出的具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構的概念亦可應用於筆記型電腦上的鍵盤及其按鍵結構。

如第2A圖與第2B圖所示，該鍵盤2還具有一殼體2a，而各按鍵結構20分別具有一承板22，該些承板22的組合即構成該殼體2a，即各承板22是該殼體2a的一部份。各按鍵結構20分別組裝在該殼體2a內的指定位置上，且每一按鍵結構20各具有一鍵帽21，分別呈現露出以提供按壓。須注意的是，各按鍵結構20之尺寸與形狀可根據需求而製作成相應的設計，即第2B 圖中的該按鍵結構20僅是以一般字元的尺寸進行示意，但亦可為其他較大尺寸的按鍵；例如空白鍵之倍數鍵。

另外，依不同按鍵的設置位置之不同，甚或是視所應用的獨立鍵盤或鍵盤模組之不同，其鍵帽21周圍不一定會如第2B圖所示的由該承板22所包圍。但相對來說，各承板22是設置於每一鍵帽21的下方，第2B圖中的該按鍵結構20的該承板22的設置僅為其一實施例的示意說明。

請同時參見第3A圖與第3B圖，為該按鍵結構20的剖視示意圖，其中第3A圖呈現該按鍵結構20未被按壓的狀態，而第3B圖則呈現該按鍵結構20被按壓的狀態。如第3A圖與第3B圖所示，該鍵帽21具有一底面210與一凸緣211，其中該凸緣211形成於該底面210之周圍。其次，該按鍵結構20還具有一緩衝層25及一平衡組件23，其中該緩衝層25是設置於該底面210與該凸緣211上，而該平衡組件23是設置於該鍵帽21下方。

詳細來說，該緩衝層25具有一平面部251、一凸出部252與多個自該底面210伸出的結合部253，該平面部251的分佈相應於該底面210的分佈，該凸出部252的分佈相應於該凸緣211的分佈，而該平衡組件23與該些結合部253形成樞轉結合。在第3A圖與第3B圖中示意的僅為該按鍵結構20的其中一半的剖面而已，故僅以其中一個結合部253進行示意。可以理解的是，該些結合部253為對稱之設計，因此於另一半的剖面亦有相同的結構。

另一方面，本發明的該平衡組件23可為一剪刀腳結構或一平衡桿，或為一剪刀腳結構與一平衡桿之搭配設置。在第3A圖與第3B圖中僅示意了其中一種平衡組件(且僅示意了其中做結合的一部份橫桿而已)，也就是該些結合部253可應用在對剪刀腳結構的樞轉結合，或是對平衡桿的樞轉結合。可以理解的是，一般的按鍵中多設置有剪刀腳結構來平均使用者按壓時的施 力。若按鍵的尺寸較大時，例如空白鍵之倍數鍵，就可於鍵帽下方與剪刀腳結構周圍再搭配設置一平衡桿。同時，結合部的數目也就相應地增加。

其次，該按鍵結構20還具有一按壓柱27、一彈性元件(未顯示於圖式)及一按鍵開關(未顯示於圖式)，而該承板22具有一鍵座26、一承載面220與多個凹槽24。詳細來說，該按壓柱27是設置於該底面210下方並相應於該鍵座26，該彈性元件是設置於該按壓柱27下方，且該彈性元件能因應一施力形成壓縮形變，並因應該施力的解除而形成一恢復力以解除形變。是以，該按壓柱27能相對於該鍵座26在一原始位置(例如第3A圖)與一按壓位置(例如第3B圖)之間進行往返移動，而該些凹槽24能容置下移的該些結合部253。

承上所述，本發明的該彈性元件可為一彈簧、一彈片或一橡膠圓點作為其按鍵的回彈機制。換句話說，本發明的該按鍵結構20可應用於一般機械式或薄膜式等多種不同類型的按鍵或鍵盤上。此外，該按鍵開關則是設置於該按壓柱27下方，能因應該按壓柱27的按壓觸發而產生訊號。於一實施例中，該彈性元件與該按鍵開關是設置於該鍵座26內。但依按鍵或鍵盤類型的不同，其下層的電路或按鍵開關的設計也不同，然此為一般習知之技術，故不多贅述。

本發明的其一特徵在於在該按鍵結構20中，特別是在該鍵帽21的下方(即該底面210)使用了具彈性特質的該緩衝層25以達到靜音、減震之功能與目的。如第3A圖與第3B圖所示，在相對位置上，該些凹槽24是相應於該些結合部253，該鍵座26是相應於該平面部251，而該承載面220則是相應於該凸出部252，也就是該緩衝層25是介於該鍵帽21與該承板22之間，並會隨著該鍵帽21上下往返移動。

詳細來說，在相關元件具有特定尺寸的設計下，當該鍵帽21向該承板22移動時，也就是從一原始位置(例如第3A 圖)至一按壓位置(例如第3B圖)時，該緩衝層25於該平面部251、該凸出部252或該些結合部253上就能分別對該鍵座26、該承載面220或該些凹槽24產生碰撞而造成形變。如此，藉由該緩衝層25作為各元件或結構之間的接觸緩衝，其所產生的形變將可有效地減弱撞擊的力度並減少其所帶來的噪音或聲響。

本發明的該緩衝層25可採用諸如橡膠、矽膠、聚酯或樹脂之彈性材質所製成，或一般通稱的TPE(熱塑性彈性體)等相關材料。其一特徵在於此類材料可利用模具射出成型方式形成所需的樣式，並能依需求調整出適合的硬度。可以理解的是，為使該緩衝層25有適當的彈性以達靜音、減震之功能與目的，該緩衝層25須設計成較軟。另外，此類材料還具有抗磨損、耐用、抗變形(不可恢復)等特性。

須注意的是，雖然在第3B圖中的該凸出部252較未明顯對該承載面220發生碰撞，但考量該些結合部253對該些凹槽24碰撞時所造成形變的程度，以及按壓該鍵帽21仍可能會有些微的按偏情況，可知該凸出部252仍可能會對該承載面220發生碰撞。第3A圖和第3B圖所示意的相關元件的尺寸僅為一種特定設計，但本發明並不限於此。可以理解的是，相關元件的尺寸與該緩衝層25的各部位的可能形變程度應設計成不妨礙對該按鍵開關的按壓觸發。

另外，該鍵帽21與該緩衝層25可為相同材質，例如橡膠，並分別為兩種硬度的材料，也就是設計所形成的該緩衝層25的硬度小於該鍵帽21的硬度。是以，製程上可於模具中先射出較硬的材料以形成該鍵帽21，待該鍵帽21製成之後，可於同一模具中再射出較軟的材料以形成該緩衝層25。如此，該鍵帽21與該緩衝層25之整體便可直接形成，也就是使該平面部251形成於該底面210上，該凸出部252形成於該凸緣211上，而其間並形成該些結合部253。

當然，本發明的概念亦不限於此。舉例來說，可設 計該鍵帽21與該緩衝層25為不同材質，但相對來說，該緩衝層25的硬度仍須設計成小於該鍵帽21的硬度。其次，射出成型的方式也可採用不同模具而分別製造出該鍵帽21與該緩衝層25。之後，可再採用黏貼方式將該緩衝層25設置於該鍵帽21的該底面210與該凸緣211上。

另一方面，上述的該按壓柱27可與該鍵帽21為一體成型，也就是該按壓柱27與該鍵帽21為相同材質，並可使用同一模具於同一射出製程中同時形成。在第3A圖與第3B圖中還示意了該緩衝層25並未分佈至該按壓柱27上，故可以理解的是，分佈在整個該底面210上的該平面部251會在中央形成有一穿孔，以利該按壓柱27穿過來接觸該彈性元件。或者，於另一實施例中，按壓柱與鍵帽為分離設置，也就是可先將按壓柱設置於相應的彈性元件上後藉由其彈性來抵擋於鍵帽的底面。

再者，就目前技術來說，使用熱塑性材料進行模具射出所產生的元件的厚度會較大，至少約在0.6公厘(mm)左右。因此，以此方式所產生的緩衝層及其所構成的按鍵結構可能較不適合一般的薄型鍵盤。有鑑於此，本發明便進一步設計以其他方式來形成與設置其緩衝層。

承上所述，於一實施例中可使用例如矽膠之材料來形成緩衝層，並以熱壓包覆方式將緩衝層設置於底面與凸緣上。詳細來說，製程上可於模具中先射出較硬的材料以形成鍵帽，而矽膠材料則再於具有相應模具的熱壓機中進行熱壓以形成出所需的平面部、凸出部與結合部，並同時與鍵帽相互熔接以完成緩衝層之設置。矽膠之緩衝層可具有較薄的厚度，例如平面部約在0.3公厘(mm)左右。

若以熱壓方式所形成的緩衝層仍太厚時，於另一實施例中還可使用例如橡膠之材料來形成緩衝層，並以噴塗方式將緩衝層設置於底面與凸緣上。詳細來說，製程上同樣可於模具中先射出較硬的材料以形成鍵帽，而橡膠之材料則以液態製備，並 加以噴塗在鍵帽的底面與凸緣上以形成出所需的平面部與凸出部。而結合部則因其尺寸較長，故可另外利用模具加以成型後再與平面部、凸出部相互黏合，從而完成緩衝層之設置。橡膠漆噴塗之緩衝層可具有更薄的厚度，例如平面部約在0.1~0.2公厘(mm)左右。

綜上所述，本發明所提出的具靜音功能之鍵盤及其按鍵結構有效利用了緩衝層之彈性材質的特性，也就是能因應按壓時所產生的形變而作為接觸緩衝，進而達成了靜音、減震之功能與目的。此外，緩衝層之彈性材質還具有抗磨損、耐用、抗變形等特性，使得所設置的相關元件不易因碰撞造成損壞。是故，本發明能有效解決先前技術中所提出之相關問題，而能成功地達到本案發展之主要目的。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

20‧‧‧按鍵結構

21‧‧‧鍵帽

210‧‧‧底面

211‧‧‧凸緣

22‧‧‧承板

220‧‧‧承載面

23‧‧‧平衡組件

24‧‧‧凹槽

25‧‧‧緩衝層

251‧‧‧平面部

252‧‧‧凸出部

253‧‧‧結合部

26‧‧‧鍵座

27‧‧‧按壓柱

Claims (13)

1. 一種按鍵結構，設置於一鍵盤上，該按鍵結構包含：一鍵帽，用以提供按壓，該鍵帽具有一底面與一凸緣，該凸緣形成於該底面之周圍；一緩衝層，設置於該底面與該凸緣上，該緩衝層具有一平面部、一凸出部與多個自該底面伸出的結合部；一平衡組件，設置於該鍵帽下方並與該些結合部形成樞轉結合；以及一承板，設置於該鍵帽下方，該承板具有一鍵座、一承載面與多個凹槽，該些凹槽相應於該些結合部；其中當該鍵帽向該承板移動時，該緩衝層於該平面部、該凸出部或該些結合部上分別對該鍵座、該承載面或該些凹槽產生碰撞而造成形變。
2. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該平面部的分佈相應於該底面的分佈，該凸出部的分佈相應於該凸緣的分佈。
3. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該按鍵結構還包含：一按壓柱，設置於該底面下方並相應於該鍵座；一彈性元件，設置於該按壓柱下方，用以因應一施力形成壓縮形變，並因應該施力的解除而形成一恢復力以解除形變；以及一按鍵開關，設置於該按壓柱下方，用以因應該按壓柱的按壓觸發而產生訊號；其中該按壓柱能相對於該鍵座在一原始位置與一按壓位置之間進行往返移動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之按鍵結構，其中該彈性元件為一彈簧、一彈片或一橡膠圓點。
5. 如申請專利範圍第3項所述之按鍵結構，其中該按壓柱與該鍵帽為一體成型，或者該按壓柱係設置於該彈性元件上後抵擋 於該鍵帽的該底面。
6. 如申請專利範圍第3項所述之按鍵結構，其中該彈性元件與該按鍵開關設置於該鍵座內。
7. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該平衡組件為一剪刀腳結構或一平衡桿，或為一剪刀腳結構與一平衡桿之搭配設置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該緩衝層係以橡膠、矽膠、聚酯或樹脂之彈性材質所製成。
9. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該鍵帽與該緩衝層為相同材質或不同材質，且該緩衝層的硬度小於該鍵帽的硬度，並以射出成型方式製成。
10. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該緩衝層以黏貼方式設置於該底面與該凸緣上。
11. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該緩衝層以熱壓包覆方式設置於該底面與該凸緣上。
12. 如申請專利範圍第1項所述之按鍵結構，其中該緩衝層以噴塗方式設置於該底面與該凸緣上。
13. 一種具靜音功能之鍵盤，具有多個按鍵結構，其中每一該按鍵結構包含：一鍵帽，用以提供按壓，該鍵帽具有一底面與一凸緣，該凸緣形成於該底面之周圍；一緩衝層，設置於該底面與該凸緣上，該緩衝層具有一平面部、一凸出部與多個自該底面伸出的結合部；一平衡組件，設置於該鍵帽下方並與該些結合部形成樞轉結合；以及一承板，設置於該鍵帽下方，該承板具有一鍵座、一承載面與多個凹槽，該些凹槽相應於該些結合部；其中當該鍵帽向該承板移動時，該緩衝層於該平面部、該凸出部或該些結合部上分別對該鍵座、該承載面或該些凹槽產生碰撞而造成形變。

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