TWI663621B - 鍵盤 - Google Patents

Abstract

一種鍵盤包含上及下底板與第一及第二按鍵。下底板可滑動地設置於上底板下且具有第一及第二卡勾。第一按鍵包含第一鍵帽及可動地連接上底板與第一鍵帽之第一支撐裝置。第二按鍵包含第二鍵帽及可動地連接上底板與第二鍵帽之第二支撐裝置。第一支撐裝置之第一抵接面結構與第二支撐裝置之第二抵接面結構具有相同最大厚度以及相對下底板具有相異投影長度。當下底板滑動至第一收合位置時，第一卡勾沿第一抵接面結構滑動以驅動第一鍵帽下降至收合高度。當下底板滑動至第二收合位置時，第二卡勾沿第二抵接面結構滑動以驅動第二鍵帽下降至收合高度。

Description

鍵盤

本發明關於一種鍵盤，尤指一種利用可相對於上底板滑動之下底板上的卡勾驅動按鍵之鍵帽下降至收合高度之鍵盤。

就目前的筆記型電腦的使用習慣而言，鍵盤為不可或缺的輸入設備之一，用以輸入文字、符號或數字。近來，由於筆記型電腦薄型化的趨勢，應用於筆記型電腦上的鍵盤亦隨之有薄型化之需求。

一般傳統鍵盤係採用將剪刀腳支撐裝置與彈性件之組裝結構設置於鍵帽與底板之間的按壓設計，藉此，當鍵帽被使用者按壓後，彈性件提供彈性回復力至鍵帽，以驅動鍵帽隨著剪刀腳支撐裝置之機構作動回復至按壓前之位置。然而，由於上述剪刀腳支撐裝置所採用的剪刀腳支撐件交叉樞接設計係會導致按鍵需要較大的高度空間，故當筆記型電腦之上蓋與下殼體收合時，為了避免設置於下殼體上之鍵帽傷及設置於上蓋之顯示螢幕，上蓋與下殼體之間常保留有餘隙以容置鍵帽，如此即會限制筆記型電腦的外觀尺寸設計，而不利於筆記型電腦之薄型化設計。

為了解決上述問題，通常會額外在鍵盤的上底板下配置下底板，下底板可相對於上底板水平滑動且在對應每一按鍵之剪刀腳支撐件的位置形成有卡勾，藉此，當下底板相對於上底板滑動至收合位置時，每一卡勾就會推壓相對應按鍵之剪刀腳支撐件向下樞轉，使得鍵帽下沉以避免上述傷及顯示螢幕的問題發生，但由於鍵盤上的按鍵數目最少也將近百個，若是只用上述單一下底板來控制鍵盤上之每一鍵帽的升降，就會需要相當大的水平推力，並且也會導 致下底板必須具備一定厚度以產生足夠的結構剛性。因此，如何降低下底板在控制鍵帽下沉時所需提供的水平推力並且同時降低對下底板在結構厚度及剛性上的要求係為目前鍵盤在控制鍵帽升降設計上之主要課題。

因此，本發明的目的之一在於提供一種利用可相對於上底板滑動之下底板上的卡勾驅動按鍵之鍵帽下降至收合高度之鍵盤，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之鍵盤包含一上底板、一下底板、至少一第一按鍵，以及至少一第二按鍵。該下底板可滑動地設置於該上底板下以相對於該上底板在一初始位置、一第一收合位置以及一第二收合位置之間滑動且具有至少一第一卡勾以及至少一第二卡勾。該至少一第一按鍵設置於該上底板上，該至少一第一按鍵包含一第一鍵帽以及一第一支撐裝置。該第一支撐裝置設置於該上底板以及該第一鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可活動地連接該第一鍵帽以及該上底板且彼此交叉樞接，以使該第一鍵帽隨著該第一支撐件以及該第二支撐件之交叉樞轉相對於該上底板上下移動，該第一支撐件具有一承靠平台以及一第一抵接面結構，該承靠平台自該第一支撐件朝該至少一第一卡勾以厚度不變之方式延伸形成，該第一抵接面結構自該承靠平台朝該至少一第一卡勾以厚度漸減之方式延伸形成。該至少一第二按鍵設置於該上底板上，該至少一第二按鍵包含一第二鍵帽以及一第二支撐裝置。該第二支撐裝置設置於該上底板以及該第二鍵帽之間且包含一第三支撐件以及一第四支撐件，該第三支撐件以及該第四支撐件可活動地連接該第二鍵帽以及該上底板且彼此交叉樞接，以使該第二鍵帽隨著該第三支撐件以及該第四支撐件之交叉樞轉相對於該上底板上下移動，該第三支撐件具有朝該至少一第二卡勾以厚度漸減之方式延伸形成之一第二抵接面結構，該第一抵接面結構相對於該下底板之一第一投影長度小於該第二抵接面結構相對 於該下底板之一第二投影長度，該第一抵接面結構與該承靠平台以及該第二抵接面結構具有相同之一最大厚度。當該第一鍵帽未被按壓且該下底板相對於該上底板從該初始位置滑動至該第一收合位置時，該至少一第一卡勾沿著該第一抵接面結構滑動以驅動該第一鍵帽下降至一收合高度。當該第二鍵帽未被按壓且該下底板相對於該上底板從該第一收合位置滑動至該第二收合位置時，該至少一第一卡勾沿著該承靠平台滑動，且該至少一第二卡勾沿著該第二抵接面結構滑動以驅動該第二鍵帽下降至該收合高度。

綜上所述，透過上述第一卡勾以及第二卡勾隨著下底板之滑動而分別沿著第一支撐件之第一抵接面結構以及第三支撐件之第二抵接面結構滑動的設計，第一鍵帽以及第二鍵帽係可在下底板滑動至不同收合位置的過程中分段下降至同一收合高度，藉以避免下底板必須推動第一鍵帽以及第二鍵帽同時間下降至同一收合高度的情況，從而產生省力功效。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

10‧‧‧鍵盤

12‧‧‧上底板

14‧‧‧下底板

16‧‧‧第一按鍵

18‧‧‧第二按鍵

20‧‧‧第一卡勾

22‧‧‧第二卡勾

24‧‧‧第一鍵帽

26‧‧‧第一支撐裝置

28‧‧‧第一支撐件

30‧‧‧第二支撐件

32‧‧‧第二鍵帽

34‧‧‧第二支撐裝置

36‧‧‧第三支撐件

38‧‧‧第四支撐件

40‧‧‧承靠平台

42‧‧‧第一抵接面結構

44‧‧‧第二抵接面結構

46‧‧‧第一彈性件

48‧‧‧第二彈性件

L₁‧‧‧第一投影長度

L₂‧‧‧第二投影長度

T‧‧‧最大厚度

第1圖為根據本發明之一實施例所提出之鍵盤之立體示意圖。

第2圖為第1圖之第一按鍵之放大示意圖。

第3圖為第1圖之第二按鍵之放大示意圖。

第4圖為第1圖之第一按鍵沿剖面線A-A之剖面示意圖。

第5圖為第1圖之第二按鍵沿剖面線B-B之剖面示意圖。

第6圖為第4圖之第一按鍵於下底板滑動至第一收合位置時之剖面示意圖。

第7圖為第5圖之第二按鍵於下底板滑動至第一收合位置時之剖面示意圖。

第8圖為第6圖之第一按鍵於下底板滑動至第二收合位置時之剖面示意圖。

第9圖為第7圖之第二按鍵於下底板滑動至第二收合位置時之剖面示意圖。

第10圖為第1圖之下底板之滑動距離與所需推力之關係曲線圖。

請參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖，以及第5圖，第1圖為根據本發明之一實施例所提出之鍵盤10之立體示意圖，第2圖為第1圖之第一按鍵16之放大示意圖，第3圖為第1圖之第二按鍵18之放大示意圖，第4圖為第1圖之第一按鍵16沿剖面線A-A之剖面示意圖，第5圖為第1圖之第二按鍵18沿剖面線B-B之剖面示意圖，其中為了清楚地顯示第一按鍵16以及第二按鍵18的內部結構，第2圖省略第一鍵帽24之繪示且第3圖省略第二鍵帽32之繪示。鍵盤10係可應用在一般具有由上蓋與下殼體組成之開合機構之可攜式電子裝置上(如筆記型電腦鍵盤或折疊式鍵盤裝置)以供使用者按壓而執行使用者所欲輸入之功能(但不以此為限)，於實際應用中，鍵盤10可採用常見連動設計以驅動下底板14可相對上底板12水平移動的設計(但不受此限，其亦可採用手動推拉下底板14可相對上底板12水平移動的設計)，舉例來說，鍵盤10係可使用連桿連動機構以使下底板14隨著可攜式電子裝置之上蓋相對下殼體開合而相對水平移動，至於連桿連動機構之結構設計與作用原理，其係常見於先前技術中，故於此不再贅述。

如第1圖、第2圖，以及第3圖所示，鍵盤10包含上底板12、下底板14、第一按鍵16，以及第二按鍵18。下底板14係可滑動地設置於上底板12下以相對於上底板12滑動且具有至少一第一卡勾20(於第2圖中顯示二個，但不受此限)以及至少一第二卡勾22(於第3圖中顯示二個，但不受此限)，第一卡勾20係可較佳地自下底板14往第一鍵帽24突出且穿過上底板12彎折形成，第二卡勾22係可較佳地自下底板14往第二鍵帽32突出且穿過上底板12彎折形成。第一按鍵16以及第二按鍵18係可較佳地為配置在鍵盤10上且呈相鄰上下排列(但不受此限)之按鍵，其數量係可根據鍵盤10之實際應用而有所變化，為求簡化說明，以下係針對其 中之一具有鍵帽收合設計之第一按鍵16以及第二按鍵18進行描述，至於其他採用相同設計之第一按鍵16(如第1圖所示之與第一按鍵16同樣位於第二排之其他第一按鍵16)以及第二按鍵18(如第1圖所示之與第二按鍵18同樣位於第三排之其他第二按鍵18)的結構設計，其係可以此類推。

如第1圖以及第2圖所示，第一按鍵16係設置於上底板12上，第一按鍵16包含第一鍵帽24以及第一支撐裝置26，第一支撐裝置26係設置於上底板12以及第一鍵帽24之間且包含第一支撐件28以及第二支撐件30，第一支撐件28以及第二支撐件30係可活動地連接第一鍵帽24以及上底板12且彼此交叉樞接，以使第一鍵帽24可隨著第一支撐件28以及第二支撐件30之交叉樞轉相對於上底板12上下移動。至於在第二按鍵18之設計方面，如第1圖以及第3圖所示，第二按鍵18係設置於上底板12上，第二按鍵18包含第二鍵帽32以及第二支撐裝置34，第二支撐裝置34係設置於上底板12以及第二鍵帽32之間且包含第三支撐件36以及第四支撐件38，第三支撐件36以及第四支撐件38係可活動地連接第二鍵帽32以及上底板12且彼此交叉樞接，以使第二鍵帽32隨著第三支撐件36以及第四支撐件38之交叉樞轉相對於上底板12上下移動。在此實施例中，由第4圖以及第5圖可知，第一支撐件28可具有承靠平台40以及第一抵接面結構42，承靠平台40係自第一支撐件28朝第一卡勾20以厚度不變之方式延伸形成，第一抵接面結構42係可較佳地為斜面結構且自承靠平台40朝第一卡勾20以厚度漸減之方式延伸形成，第三支撐件36可具有第二抵接面結構44，第二抵接面結構44係可較佳地為斜面結構且朝第二卡勾22以厚度漸減之方式延伸形成，第一抵接面結構42之斜率係大於第二抵接面結構44之斜率，更詳細地說，第一抵接面結構42相對於下底板14之第一投影長度L₁係小於第二抵接面結構44相對於下底板14之第二投影長度L₂，且第一抵接面結構42與承靠平台40以及第二抵接面結構44具有相同之最大厚度T。

在實際應用中，第一按鍵16以及第二按鍵18係可較佳地採用彈性復 位設計(但不受此限，也就是說，在另一實施例中，其係可採用其他常見之鍵帽復位設計，例如磁吸復位設計等)，舉例來說，如第2圖以及第3圖所示，第一按鍵16可另包含第一彈性件46，第二按鍵18可另包含第二彈性件48，第一彈性件46係可較佳地為橡膠墊圈(rubber dome)且分別抵接於第一鍵帽24以及上底板12，且第二彈性件48係可較佳地為橡膠墊圈且分別抵接於第二鍵帽32以及上底板12，藉此，當按壓第一鍵帽24以及第二鍵帽32的外力被釋放時，第一彈性件46係可驅動第一鍵帽24回位，且第二彈性件48係可驅動第二鍵帽32回位，從而產生鍵帽自動回位的功效，以便使用者進行後續按壓操作。

以下係針對鍵盤10之高度調整操作進行詳細說明，請參閱第4圖、第5圖、第6圖、第7圖、第8圖、第9圖，以及第10圖，第6圖為第4圖之第一按鍵16於下底板14滑動至第一收合位置時之剖面示意圖，第7圖為第5圖之第二按鍵18於下底板14滑動至第一收合位置時之剖面示意圖，第8圖為第6圖之第一按鍵16於下底板14滑動至第二收合位置時之剖面示意圖，第9圖為第7圖之第二按鍵18於下底板14滑動至第二收合位置時之剖面示意圖，第10圖為第1圖之下底板14之滑動距離與所需推力之關係曲線圖。當第一鍵帽24未被按壓且下底板14相對於上底板12從如第4圖所示之初始位置滑動至如第6圖所示之第一收合位置時，第一卡勾20係可沿著第一抵接面結構42滑動而下壓第一支撐件28，以驅動第一鍵帽24克服第一彈性件46之彈力且下降至如第6圖所示之收合高度，於此同時，由第5圖以及第7圖可知，隨著上述下底板14之滑動，第二卡勾22係可沿著第二抵接面結構44滑動下壓第三支撐件36，以驅動第二鍵帽32克服第二彈性件48之彈力且下降至如第7圖所示之高度。

接下來，當下底板14繼續相對於上底板12從如第7圖所示之位置滑動至如第9圖所示之第二收合位置時，第二卡勾22係可沿著第二抵接面結構44滑動而繼續下壓第三支撐件36，進而驅動第二鍵帽32克服第二彈性件48之彈力以下降 至如第9圖所示之收合高度，於此同時，由第6圖以及第8圖可知，隨著上述下底板14之滑動，第一卡勾20係可沿著厚度不變之承靠平台40滑動以使第一鍵帽24維持在同一收合高度。

如此一來，當配置有第一按鍵16以及第二按鍵18之鍵盤10應用於一般具有由上蓋與下殼體組成之開合機構之可攜式電子裝置上(例如筆記型電腦)時，鍵盤10即可藉由連動機構使下底板14隨可攜式電子裝置之上蓋相對下殼體閉合而相對於上底板12從初始位置，經過第一收合位置，最後滑動至第二收合位置，使得第一鍵帽24以及第二鍵帽32係可分段下降至如第8圖以及第9圖所示之同一收合高度，藉以達到鍵盤10可隨著可攜式電子裝置之閉合而降低鍵帽高度之功效，換句話說，當下底板14相對上底板12滑動至第二收合位置時，第一按鍵16以及第二按鍵18均可處於鍵帽高度下降的狀態以進一步地縮減整體高度，從而有利於可攜式電子裝置之薄型化設計並且有效地解決先前技術所提到的鍵帽傷及顯示螢幕的問題。

更進一步地，透過上述第一卡勾20以及第二卡勾22隨著下底板14之滑動而分別沿著不同斜率之第一抵接面結構42以及第二抵接面結構44滑動的設計，第一鍵帽24以及第二鍵帽32係可在下底板14滑動至不同收合位置的過程中分段下降至同一收合高度，藉以避免下底板14必須推動第一鍵帽24以及第二鍵帽32同時間下降至同一收合高度的情況，從而產生省力功效。

舉例來說，由第10圖可知，當下底板14滑動至第一收合位置(如相對於上底板12從初始位置滑動1.5mm)時，下底板14在第一卡勾20驅動第一鍵帽24下降至如第6圖所示之收合高度時所需之推力係等於最大推力f_max，於此同時，下底板14在第二卡勾22驅動第二鍵帽32下降至如第7圖所示之高度(代表第二鍵帽32尚未下降至收合高度)時所需之推力係等於推力f₁(其係小於最大推力f_max)，也就是說，下底板14在相對於上底板12滑動至第一收合位置時所需之總推力等於 最大推力f_max與推力f₁之和，其係小於下底板14推動第一鍵帽24以及第二鍵帽32同時下降至同一收合高度時所需之總推力(即2*f_max)。

另一方面，當下底板14滑動至第二收合位置(如相對於上底板12從初始位置滑動2mm)時，下底板14在第二卡勾22驅動第二鍵帽32下降至如第9圖所示之收合高度時所需之推力係等於最大推力f_max，於此同時，下底板14在第一卡勾20僅需沿著承靠平台40滑動以將第一鍵帽24維持在如第8圖所示之收合高度時所需之推力係等於推力f₂(其係小於最大推力f_max)，因此，下底板14在相對於上底板12滑動至第二收合位置時所需之總推力等於最大推力f_max與推力f₂之和，其係小於下底板14推動第一鍵帽24以及第二鍵帽32同時下降至同一收合高度時所需之總推力(即2*f_max)。

綜上所述，由於下底板在依序滑動至第一收合位置以及第二收合位置的過程中所需之總推力均會小於下底板推動第一鍵帽以及第二鍵帽同時下降至同一收合高度時所需要之總推力，因此，本發明所提供之鍵盤不僅可有效地解決先前技術中所提到之以單一下底板控制每一鍵帽同時下降至同一收合高度時所需之水平推力過大的問題，從而達到省力功效，並且也可降低下底板在結構厚度及剛性上的要求而有利於鍵盤薄型化設計。

值得一提的是，第一抵接面結構以及第二抵接面結構之結構設計係可不限於上述實施例所提及之斜面設計，也就是說，只要是利用第一卡勾以及第二卡勾分別在第一抵接面結構以及第二抵接面結構上之滑動以驅動第一鍵帽以及第二鍵帽分段下降至同一收合高度之設計，其均屬於本發明之保護範圍，舉例來說，在另一實施例中，第一抵接面結構以及第二抵接面結構均可為曲面結構，且第一抵接面結構之曲率係大於第二抵接面結構之曲率，藉此，第一卡勾以及第二卡勾係可隨著下底板之滑動而分別沿著不同曲率之第一抵接面結構以及第二抵接面結構滑動，以驅動第一鍵帽以及第二鍵帽在下底板滑動至不同 收合位置的過程中分段下降至同一收合高度。至於針對此實施例以及其他衍生變化實施例之相關描述，其係可參照上述實施例類推，於此不再贅述。

除此之外，在實際應用中，第一卡勾以及第二卡勾之結構設計亦可不限於上述實施例，舉例來說，在另一實施例中，第一卡勾可具有直立板件以及抵接臂，直立板件可自下底板往第一鍵帽彎折形成，抵接臂可較佳地呈圓柱狀以及由塑膠材質所組成(但不受此限)且自直立板件延伸(其係可利用常見結構成型製程來達成，例如埋入射出製程等)，藉此，在下底板相對於上底板滑動至第一收合位置的過程中，第一卡勾之抵接臂係可以點接觸方式抵接第一抵接面結構，從而產生降低卡勾與抵接面結構之間的滑動摩擦力以及防止卡勾刮傷支撐件的功效。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (8)

1. 一種鍵盤，其包含：一上底板；一下底板，其可滑動地設置於該上底板下以相對於該上底板在一初始位置、一第一收合位置以及一第二收合位置之間滑動且具有至少一第一卡勾以及至少一第二卡勾；至少一第一按鍵，其設置於該上底板上，該至少一第一按鍵包含：一第一鍵帽；以及一第一支撐裝置，其設置於該上底板以及該第一鍵帽之間且包含一第一支撐件以及一第二支撐件，該第一支撐件以及該第二支撐件可活動地連接該第一鍵帽以及該上底板且彼此交叉樞接，以使該第一鍵帽隨著該第一支撐件以及該第二支撐件之交叉樞轉相對於該上底板上下移動，該第一支撐件具有一承靠平台以及一第一抵接面結構，該承靠平台自該第一支撐件朝該至少一第一卡勾以厚度不變之方式延伸形成，該第一抵接面結構自該承靠平台朝該至少一第一卡勾以厚度漸減之方式延伸形成；以及至少一第二按鍵，其設置於該上底板上，該至少一第二按鍵包含：一第二鍵帽；以及一第二支撐裝置，其設置於該上底板以及該第二鍵帽之間且包含一第三支撐件以及一第四支撐件，該第三支撐件以及該第四支撐件可活動地連接該第二鍵帽以及該上底板且彼此交叉樞接，以使該第二鍵帽隨著該第三支撐件以及該第四支撐件之交叉樞轉相對於該上底板上下移動，該第三支撐件具有朝該至少一第二卡勾以厚度漸減之方式延伸形成之一第二抵接面結構，該第一抵接面結構相對於該下底板之一第一投影長度小於該第二抵接面結構相對於該下底板之一第二投影長度，該第一抵接面結構與該承靠平台以及該第二抵接面結構具有相同之一最大厚度；其中當該第一鍵帽未被按壓且該下底板相對於該上底板從該初始位置滑動至該第一收合位置時，該至少一第一卡勾沿著該第一抵接面結構滑動以驅動該第一鍵帽下降至一收合高度，且該至少一第二卡勾沿著該第二抵接面結構滑動以驅動該第二鍵帽下降；當該第二鍵帽未被按壓且該下底板相對於該上底板從該第一收合位置滑動至該第二收合位置時，該至少一第一卡勾沿著該承靠平台滑動，且該至少一第二卡勾沿著該第二抵接面結構滑動以驅動該第二鍵帽下降至該收合高度。
2. 如請求項1所述之鍵盤，其中該第一抵接面結構以及該第二抵接面結構均為一斜面結構，該第一抵接面結構之一斜率大於該第二抵接面結構之一斜率。
3. 如請求項1所述之鍵盤，其中該第一抵接面結構以及該第二抵接面結構均為一曲面結構，該第一抵接面結構之一曲率大於該第二抵接面結構之一曲率。
4. 如請求項1所述之鍵盤，其中該至少一第一卡勾自該下底板往該鍵帽突出且穿過該上底板彎折形成。
5. 如請求項1所述之鍵盤，其中該至少一第一卡勾具有一直立板件以及一抵接臂，該直立板件自該下底板往該鍵帽彎折形成，該抵接臂自該直立板件延伸以在該下底板相對於該上底板滑動至該第一收合位置的過程中以點接觸方式抵接該第一抵接面結構以及在該下底板滑動至該第二收合位置的過程中以點接觸方式抵接該第二抵接面結構。
6. 如請求項5所述之鍵盤，其中該抵接臂呈圓柱狀。
7. 如請求項5所述之鍵盤，其中該抵接臂由塑膠材質所組成。
8. 如請求項1所述之鍵盤，其中該至少一第一按鍵另包含一第一彈性件，該至少一第二按鍵另包含一第二彈性件，該第一彈性件分別抵接於該第一鍵帽以及該上底板以用來驅動該第一鍵帽回位，該第二彈性件分別抵接於該第二鍵帽以及該上底板以用來驅動該第二鍵帽回位，當該下底板滑動至該第一收合位置時，該至少一第一卡勾驅動該第一鍵帽克服該第一彈性件之彈力以下降至該收合高度，當該下底板滑動至該第二收合位置時，該至少一第二卡勾驅動該第二鍵帽克服該第二彈性件之彈力以下降至該收合高度。