按键结构及弹性圆顶 |
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| 申请号 | CN201710610626.8 | 申请日 | 2017-07-25 | 公开(公告)号 | CN107507722A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 苏州达方电子有限公司; 达方电子股份有限公司; | 发明人 | 简志鸿; 骆弘杰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 揭露一种按键结构及其弹性圆顶。该按键结构包含一底座、一键帽及该弹性圆顶。该键帽设置于该底座之上，该弹性圆顶抵靠于该底座及该键帽之间。该弹性圆顶包含一顶部、一基部、连接该顶部及该基部之一连接墙，及自该基部突出且朝向该顶部延伸之一突出墙。当该键帽未被按压时，该突出墙末端与该键帽是分开的，而在该键帽被按压移动一段距离后，该突出墙会被该键帽 挤压 而弹性 变形 。因此，由于该弹性圆顶具有该突出墙，故可提供使用者于按压该键帽时不同于传统不具有突出墙的弹性圆顶的手感。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种按键结构，其特征在于，该按键结构包含： |
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| 说明书全文 | 按键结构及弹性圆顶技术领域[0001] 本发明关于一种按键结构，尤指一种使用弹性圆顶的按键结构。 背景技术[0002] 于目前使用硅胶圆顶提供键帽所需回弹力的按键中，硅胶圆顶的顶部抵靠键帽的下表面，硅胶圆顶的环状底部抵靠按键的底座。使用者可按压键帽以使键帽向下移动进而使硅胶圆顶变形。以按压键帽所需施力对键帽向下移动位移量的关系而言，于键帽自未按压位置向下移动至临界位置的过程中，施力随着位移量增加而增加，当键帽移动至临界位置时，所需施力也达到峰值，且因为硅胶圆顶的围壁(连接顶部及环状底部)的形状无法再维持住而开始发生挫曲。接着，于键帽自临界位置向下移动至触发位置的过程中，硅胶圆顶的围壁挫曲，使得施力随着位移量增加而减少。硅胶圆顶内侧在顶部下方通常有一个突出物，当键帽移动至触发位置时，此突出物接触或谓触发底座的开关；此时硅胶圆顶也经由此突出物抵靠底座。当键帽继续向下移动时，键帽也会挤压此突出物，使得施力又随着位移量增加而增加。当键帽继续移动至按压位置(通常设计为容许键帽移动的死点，例如键帽被其他结构件挡住而无法或相当不易继续向下移动)时，对应靠近按压位置的所需施力将急剧上升。于使用者实际按压键帽时，当键帽经过临界位置时，使用者按压键帽的手指感受到的反馈力(即按压键帽所需施力的反作用力)骤降，使得使用者的手指原则上会因惯性而很快地使键帽移动经过触发位置而至按压位置。虽然在键帽自触发位置移动至按压位置的过程中，施力随着位移量增加而增加，但通常无法有效使键帽在到达按压位置前减速，使得键帽是以撞击的方式到达按压位置，此产生撞击声，也使使用者的手指有撞击感。因此，整体而言，使用者于按压此类按键时会有生硬感及不适感，不利于长时间操作按键。 发明内容[0003] 鉴于先前技术中的问题，本发明提供一种弹性圆顶及利用此弹性圆顶的按键结构。利用弹性圆顶自其基部朝上突出延伸的突出墙，提供使用者按压键帽时的弹性缓冲。 [0004] 根据本发明的弹性圆顶组装至按键结构中，该按键结构包含底座及键帽，该底座包含开关，该键帽设置于该底座之上，该键帽自未按压位置、经过触发位置至按压位置相对于该底座上下移动，该弹性圆顶抵靠于该底座及该键帽之间。该弹性圆顶包含顶部、基部、连接墙及突出墙。该弹性圆顶以该顶部抵靠该键帽。该弹性圆顶以该基部抵靠该底座。该连接墙连接该顶部及该基部。该突出墙自该基部突出朝上延伸。其中，当该键帽位于该未按压位置时，该突出墙末端与该键帽是分开的，当该键帽位于该触发位置时，该弹性圆顶触发该开关且该突出墙末端与该键帽保持分开，及当该键帽位于该按压位置时，该突出墙被该键帽挤压而弹性变形。藉此，在该键帽向下移动超过该触发位置后，该键帽将接触并挤压该突出墙，可减缓该键帽向下移动的速度，产生缓冲效果。 [0005] 作为可选的技术方案，该连接墙及该突出墙均呈环状结构。 [0006] 作为可选的技术方案，该突出墙包含斜向部及垂直部，该斜向部自该基部上表面朝上偏离该顶部斜向朝外延伸，该垂直部自该斜向部朝上垂直延伸。 [0007] 作为可选的技术方案，该突出墙自该基部上表面朝上偏离该顶部斜向朝外延伸。 [0008] 作为可选的技术方案，该突出墙包含多个相互分离的突出部，多个相互分离突出部自该基部的上表面朝上延伸。 [0009] 作为可选的技术方案，该突出墙的末端至该基部的下表面的距离为该顶部上表面至该基部下表面的距离的0.3至0.45倍。 [0010] 作为可选的技术方案，该突出墙的末端至该基部的上表面的距离为0.1mm至0.5mm。 [0011] 根据本发明的按键结构包含底座、键帽及前述的弹性圆顶。该底座包含开关。该键帽设置于该底座之上。该弹性圆顶抵靠于该底座及该键帽之间，该弹性圆顶的连接墙连接该弹性圆顶的顶部及该弹性圆顶的基部，该弹性圆顶的突出墙自该基部突出且朝上延伸，该弹性圆顶以该顶部抵靠该键帽，该弹性圆顶以该基部抵靠该底座。其中，该键帽自未按压位置、经过触发位置至按压位置相对于该底座上下移动，当该键帽位于该未按压位置时，该突出墙末端与该键帽是分开的，当该键帽位于该触发位置时，该弹性圆顶触发该开关且该突出墙末端与该键帽保持分开，及当该键帽位于该按压位置时，该突出墙被该键帽挤压而弹性变形。藉此，在该键帽向下移动超过该触发位置后，该键帽将接触并挤压该突出墙，可减缓该键帽向下移动的速度，产生缓冲效果。 [0012] 作为可选地技术方案，该连接墙及该突出墙均呈环状结构。 [0013] 作为可选地技术方案，该突出墙包含斜向部及垂直部，该斜向部自该基部的上表面朝上且偏离该顶部斜向朝外延伸，该垂直部自该斜向部朝上垂直延伸。 [0014] 作为可选地技术方案，该突出墙自该基部上表面朝上且偏离该顶部斜向朝外延伸。 [0015] 作为可选地技术方案，该突出墙包含多个相互分离的突出部，多个相互分离的突出部自该基部的上表面朝上延伸。 [0016] 作为可选地技术方案，该突出墙的末端至该基部的下表面的距离为该顶部的上表面至该基部的下表面的距离的0.3至0.45倍。 [0017] 作为可选地技术方案，该突出墙的末端至该基部的上表面的距离为0.1mm至0.5mm。 [0018] 作为可选地技术方案，更包含升降机构，该升降机构连接于该底座及该键帽之间，其中，该键帽被支撑于该升降机构上并经由该升降机构以相对于该底座上下移动。 [0019] 相较于先前技术，本发明的弹性圆顶额外具有自其基部朝上突出延伸的突出墙，在该键帽向下移动超过该触发位置后，仍有该突出墙抵抗该键帽向下的移动，以减缓该键帽向下移动的速度，进而消除或减轻使得于该键帽到达该按压位置时感受到的撞击感，使得使用者于操作本发明的按键结构时不会有生硬感及不适感，或是生硬感及不适感明显减轻了，此有益于使用者长时间操作该按键结构。 附图说明[0021] 图1为根据本发明的一实施例的一按键结构的爆炸示意图。 [0022] 图2为图1中按键结构的剖面示意图。 [0023] 图3为图1中按键结构的弹性圆顶的示意图。 [0024] 图4为图3中弹性圆顶的剖面示意图。 [0025] 图5为图1中按键结构于其键帽位于触发位置时的剖面示意图。 [0026] 图6为图1中按键结构于其键帽位于按压位置时的剖面示意图。 [0027] 图7为按压键帽所需施力对键帽向下移动位移量的关系示意图。 [0028] 图8为根据本发明的另一实施例的弹性圆顶的示意图。 [0029] 图9为根据本发明的另一实施例的弹性圆顶的示意图。 [0030] 图10为图9中弹性圆顶的剖面示意图。 [0031] 图11为根据本发明的另一实施例的弹性圆顶的示意图。 [0032] 图12为图11中弹性圆顶的剖面示意图。 具体实施方式[0033] 请参阅图1至图6。根据本发明的一实施例的按键结构1包含底座12、键帽14及弹性圆顶16。键帽14设置于底座12之上。弹性圆顶16抵靠于底座12及键帽14之间。键帽14可操作地以相对于底座12上下移动，于实际操作上，键帽14自未按压位置(如图2所示)、经过触发位置(如图5所示)至按压位置(如图6所示)相对于底座12上下移动。于键帽14向下移动时，弹性圆顶16受到键帽14的挤压而弹性变形，此弹性变形提供键帽14向上回弹的回弹力。于本实施例中，按键结构1还包含升降机构18，升降机构18连接于底座12及键帽14之间，键帽14被支撑于升降机构18上，并经由升降机构18以相对于底座12上下移动。底座12包含底板 122及叠置于底板122上的开关电路板124。升降机构18为剪刀脚结构，与底板122的连接结构1222及键帽14的连接结构142(于图1中以隐藏线绘示)衔接，连接结构1222经由开关电路板124的镂空1242露出，但本发明不以此为限。例如，于实际操作上，升降机构18还可以是其他结构，例如悬臂结构，键帽14被支撑其上并经由其而能相对于底座12上下移动；又例如，若弹性圆顶16足以稳定支撑键帽14时，按键结构1于实际操作上亦可省略升降机构18。此外，于本实施例中，开关电路板124以薄膜电路板为例并具有开关1244(于图1中以影线表示)，开关1244位于弹性圆顶16的下方。薄膜电路板为层状结构，原则上具有上、下两层的电路载板及夹置中间的绝缘板，为简化图面，开关电路板124以单一结构剖面绘示。但本发明不以此为限，例如开关1244得以设置于底板122上的单一开关元件为例，此时，开关电路板 124可省略。开关1244其可经由键帽14向下移动以挤压弹性圆顶16而被弹性圆顶16触发。 [0034] 此外，如图3所示，弹性圆顶16包含顶部162、基部164、连接墙166及突出墙168。连接墙166连接顶部162及基部164，突出墙168自基部164突出且朝上延伸或谓朝向键帽14延伸。弹性圆顶16以顶部162抵靠键帽14，弹性圆顶16以基部164抵靠底座12。于本实施例中，基部164呈环状结构，连接墙166大致呈锥状且呈环状结构，突出墙168亦呈环状结构，突出墙168自基部164的上表面164a向上延伸。此外，弹性圆顶16的内侧还包含触发部170，触发部170设置于顶部162的下表面162a且向下突出或谓朝向基部164或底座12突出，用以触发开关1244。此外，弹性圆顶16的底部还具有多个通气槽160，多个通气槽160用以平衡弹性圆顶16内外压力；为简化图式，于剖面图中均未予绘示。于本实施例中，多个多个通气槽160例如可设置于基部164上，其与弹性圆顶16的内侧的空间相通。 [0035] 于使用按键结构1时，使用者可按压键帽14以使键帽14自未按压位置(如图2所示)、经过触发位置(如图5所示)移动至按压位置(如图6所示)；接着，使用者可释放键帽14，即，使用者手指不再对键帽14施力，例如手指移离键帽14，键帽14透过弹性圆顶16的回弹力，回弹力因键帽14挤压弹性圆顶16而产生，而能回到未按压位置。其中，当键帽14位于未按压位置时，例如使用者尚未对键帽14施力，，突出墙168的末端与键帽14是分开的，亦即键帽14尚未接触到突出墙168，如图2所示。由于开关1244至触发部170的距离L1(于本实施例中，开关1244至触发部170的距离L1相当于触发部170的末端于垂直方向到基部164的下表面164b的距离)小于突出墙168的末端至键帽14的下表面14a的距离L2(于本实施例中，突出墙168末端至键帽14下表面14a的距离L2相当于突出墙168的末端于垂直方向到顶部162的上表面162b的距离)，故当键帽14位于触发位置时(例如使用者按压键帽14至开关1244被触发)，弹性圆顶16经由触发部170触发开关1244，且突出墙168的末端与键帽14仍保持分开，如图5所示；其中，在开关1244被触发前，连接墙166已挫曲。接着，当键帽14位于按压位置时，例如于开关1244被触发后，使用者继续按压键帽14，突出墙168被键帽14挤压而弹性变形，如图6所示。 [0036] 请并参阅图7，图7为按压键帽14所需施力对键帽14向下移动位移量的关系示意图。从另一方面而言，当键帽14自未按压位置向下移动至临界位置时(相当于图7中键帽14位移量为d1时)，按压键帽14的施力达到一个峰值(即如图7中施力为Fp时)，连接墙166开始产生挫曲。接着，当键帽14继续向下移动时，施力随着位移量增加而减少。当键帽14移动至触发位置时(相当于图7中键帽14位移量为d2时)，触发部170触发开关1244，按压键帽14的施力达到一个谷值(即如图7中施力为Fv时)。于实际操作上，前述峰值与谷值之差即是使用者经由手指触觉(即使用者感受按压键帽14的反馈力)分辨开关1244是否被触发的基础。接着，当键帽14继续向下移动时，键帽14也会挤压触发部170以使触发部170弹性变形，使得施力随着位移量增加而增加。当键帽14移动至接触位置时(相当于图7中键帽14位移量为d3时)，键帽14的下表面14a接触到突出墙168末端。接着，当键帽14继续向下移动时，键帽14也会挤压突出墙168以使突出墙168弹性变形，使得施力随着位移量增加而更形增加(或谓位移量大于d3时的曲线斜率大于位移量介于d2至d3时的曲线斜率)。于实际操作上，可设计按压位置为容许键帽14移动的下死点，例如键帽14被其他结构件挡住而无法或相当不易继续向下移动(例如升降机构18、底座12、被压实的弹性圆顶16)，故当键帽14移动至按压位置时(相当于图7中键帽14位移量为d4时)，键帽14即无法或难以再继续向下移动，此时使用者的手指会因键帽14突然停止向下移动而有撞击感。由于在键帽14到达按压位置前，因突出墙168变形的作用，键帽14向下移动的速度减缓，故使用者感受到的撞击感也减少。若弹性圆顶16不具有突出墙168，于位移量d3至位移量d4时，对键帽14的施力将如图7中以链线绘示的曲线所示者；因此，在键帽14到达按压位置(即对应位移量为d4)前，键帽14向下移动的速度减缓程度较少，故在到达按压位置(即对应位移量为d4)时使用者的手指感受到的撞击感也较大。换言之，突出墙168的弹性变形能吸收至少部分使用者手指随键帽14向下移动至少部分的动能，进而减轻使用者感受到的撞击感，故有按压缓冲的效果。 [0037] 另外，于本实施例中，突出墙168为完整环状结构，但本发明不以此为限。例如，如图8所示，于本发明另一实施例中，弹性圆顶26的突出墙268包含多个相互分离的突出部2682，自基部164上表面164a朝上延伸。相邻的突出部2682间具有缺口2684，多个突出部 2682整体仍是呈环状排列，围绕着连接墙166。逻辑上可将突出墙268视为具有切口的突出墙168，故当突出墙268被向下移动的键帽14挤压时，缺口2684提供突出部2682变形的空间。 因此，若前述按键结构1的弹性圆顶16改以弹性圆顶26取代时，按压键帽14所需施力对键帽 14向下移动位移量的关系与图7所示者相似，不同之处在于对应位移量为d3至d4间的位移量对施力间的关系曲线原则上将位于图7中实线与链线之间。即，于按键自触发位置向下移动至按压位置时，多个相互分离的突出部2682可更好的减轻使用者感受到的撞击感，故有更佳地按压缓冲的效果。 [0038] 如前述说明，突出墙168、268均具有减缓键帽14经过触发位置后向下移动的速度，进而产生按压缓冲效果。因此，于实际操作上，突出墙168、268亦得以其他结构实作。例如，于本发明另一实施例中，如图9及图10所示，弹性圆顶36的突出墙368自基部164的上表面164a朝上偏离顶部162斜向延伸或谓朝上且朝外斜向延伸(即，斜向朝向远离顶部162的方向延伸)，突出墙368为环状结构。当弹性圆顶36取代弹性圆顶16而使用于按键结构1中时，突出墙368受到键帽14挤压的变形以虚线示意于图10中。又例如，于本发明另一实施例中，如图11及图12所示，弹性圆顶46的突出墙468包含斜向部4682及垂直部4684，斜向部4682自基部164的上表面164a朝上偏离顶部162斜向向外延伸或谓自基部164上表面164a朝外斜向延伸((即，斜向朝向远离顶部162的方向延伸))，垂直部4684自斜向部4682或谓其末端朝上垂直延伸，垂直部4684及斜向部4682亦均为环状结构。当弹性圆顶46取代弹性圆顶16而使用于按键结构1中时，突出墙468受到键帽14挤压的变形以虚线示意于图12中。关于对应前述弹性圆顶36、46的施力对位移量的关系，请参阅前述关于图7的说明；原则上，突出墙368、 468的结构变化将改变对应位移量为d3至d4间的位移量对施力间的关系曲线，且此变此的曲线均高于图7中的链线。换言之，前述突出墙368、468的弹性变形能吸收使用者手指随键帽14向下移动至少部分的动能，故有按压缓冲的效果。另外，突出墙368、468亦可采用如突出墙268中的缺口2684设计，不另赘述。 [0039] 另外，如前述说明，突出墙168、268、368、468的弹性变形均能吸收能量，其吸收的量原则上与结构形状有关，也与结构的尺寸比例有关。以弹性圆顶16为例，如图4所示，突出墙168的末端至基部164的下表面164b的距离L3(即突出墙168的末端于垂直方向到下表面164b的距离，相当于基部164加上突出墙168的高度)可以是，但不限于顶部162的上表面 162b至基部164的下表面164b的距离L4(即上表面162b与下表面164b于垂直方向的间距，相当于弹性圆顶16的高度)的0.3至0.45倍。又，突出墙168的末端至基部164的上表面164a的距离L5(即突出墙168的末端于垂直方向到上表面164a的距离)可以是，但不限于0.1mm至 0.5mm，例如0.2mm。 |
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