专利名称：键盘及其升降按键构件和弹性构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种升降按键构件，特别是涉及一种可使按键或键盘以较省力的方式下降，同时可节省空间并可方便收纳的升降按键构件。
背景技术：
首先参阅图1a，该图表示公知的按键构件处于一操作状态的示意图。如公知的美国专利US5874696中，公开了一种升降按键构件，可通过一滑块在水平方向推移而使按键下降。如图所示，一公知按键构件主要具有一底座B、一第一连杆L1、一第二连杆L2、一弹性元件E、一滑块S以及一键帽C。其中，第一连杆L1具有一第一端L11以及一第二端L12、第二连杆L2具有一第三端L23以及一第四端L24。另外，上述第一连杆L1和第二连杆L2通过枢轴P枢接，其中第一端L11活动地枢接下方底座B，第四端L24活动地枢接上方键帽C；此外，第二端L12和第三端L23则分别枢接上方键帽C和下方底座B。
同时参阅图1b，当滑块S由第一位置A1朝方向A移动至第二位置A2时，滑块S推动第一连杆L1的第一端L11朝方向A移动，并迫使键帽C由高度H下降至高度H′，这时按键处于一收纳状态。上述的按键构件可应用于笔记本计算机上的键盘，其中当按键构件处于高度H时，使用者可正常地敲击按键；然而，当不使用键盘时则可通过移动滑块S，使得键帽C下降至高度H′，这时弹性元件E受到压缩，并可使按键处于收纳状态，以便有效地降低键盘的整体高度。
然而，当施力于滑块S而推动第一连杆L1迫使上述按键构件由操作状态(高度H)变换至收纳状态(高度H′)时，必须克服弹性元件E因受压缩所产生的垂直于底座B表面的弹性回复力，因此推动滑块S时往往较为费力。此外，由于弹性元件E长期处于压缩状态下(如图1b所示)，因此其使用寿命势必大幅度缩短。由于上述缺点，本发明的目的在于提供一种升降按键构件，可以通过较为省力的方式调整键帽C的高度，不仅有利于使按键下降以方便收藏，同时可解决上述弹性元件寿命缩短的问题。
发明内容
一种升降按键构件，包括一键帽、一底座、一第一连杆、一第二连杆、一滑块以及一弹性元件。上述第一连杆具有一第一端和一第二端，第一端活动地连接于底座，第二端连接键帽。上述第二连杆连接第一连杆，具有一第三端和一第四端，第三端连接于底座，第四端活动地连接键帽。上述滑块相对于底座在一第一方向上的一第一位置以及一第二位置之间滑动，弹性元件连接滑块和第一连杆。当滑块相对于底座由一第一位置移动至一第二位置时，弹性元件随着滑块移动，以减少迫使按键下降而处于收纳状态时所需的力或功。
其中，当滑块被固定在第一位置时，键帽相对于底座具有一第一高度，按键构件是处于一操作状态，这时使用者可正常操作该按键。也就是说，当使用者按压按键时，该按键向下运动而触发开关电路，而当使用者释放按键时，由于弹性元件的弹性回复力，使得按键回到原来的第一高度。当滑块受一外力向第二位置移动时，滑块带动第一连杆，使得键帽靠近底座，当滑块被固定在第二位置时，键帽相对于底座具有一第二高度，从而使得按键构件处于一收纳状态，这时使用者无法正常使用该按键，其中第一高度大于第二高度。
在一优选实施例中，底座具有一第一连接部以及一第二连接部，第一端活动地设置于第一连接部，第三端枢接于第二连接部。
如上所述的升降按键构件中还包括一薄膜电路，位于底座和滑块之间，具有一第一开孔和一第二开孔，第一连接部和第二连接部分别穿过第一开孔和第二开孔。
在一优选实施例中，第一连杆具有一接触部，当键帽下降至第二高度时，接触部与上述薄膜电路接触。此外，上述弹性元件为一弹簧。
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易于理解，下面特举出优选实施例，并配合附图作详细说明，附图中图1a、1b表示公知按键构件的示意图；
图2a表示本发明中升降按键构件在操作状态时的示意图；图2b表示本发明中升降按键构件在收纳状态时的示意图；图2c表示本发明中升降按键构件受按压下降的示意图；图2d表示弹性回复力倾斜一角度θ的示意图；图2e表示本发明中升降按键构件的分解图；图2f表示本发明中升降按键构件的立体图；图3a表示升降按键构件在操作状态时的俯视图；图3b表示升降按键构件在操作状态时的侧视图；图4a表示升降按键构件受按压下降的俯视图；图4b表示升降按键构件受按压下降的侧视图；图5a表示升降按键构件在收纳状态时的俯视图；图5b表示升降按键构件在收纳状态时的侧视图；图6a表示本发明中具有升降按键构件的键盘的分解图；图6b表示本发明中具有升降按键构件的键盘在收纳状态时的示意图；图6c表示本发明中具有升降按键构件的键盘在操作状态时的示意图；图7表示本发明中升降按键构件另一实施例的分解图。
图8a表示本发明笫四实施例中升降按键构件在操作状态时的示意图；图8b表示本发明笫四实施例中升降按键构件在收纳状态时的示意图；图8c表示本发明笫四实施例中升降按键构件受按压下降的示意图；图9a表示本发明笫四实施例中弹性元件连接滑块和连接件的示意图；图9b表示本发明笫四实施例中滑块与连接件分离时的示意图。
具体实施例方式
第一实施例首先参阅图2a以及图2b，该二图表示本发明中升降按键构件的示意图。本发明可应用在笔记本计算机的键盘上，其中键盘通过在底座10上设置多个如图2a所示的按键构件组成。如图2a所示，本发明的升降按键构件主要是由一弹性构件Q和上方的键帽60组成，其中弹性构件Q可给键帽60提供一弹力使其在垂直方向上运动。在本实施例中，弹性元件R连接第一连杆40以及滑块S，其中滑块S上设有一止挡部S3，当滑块S位于第一位置X1时，笫一连杆40和笫二连杆50形成一第一角度a，且键帽具有第一高度H，使按键处于一操作状态并可供使用者按压，这时止挡部S3抵接第一连杆40的一部分，且弹性元件R受些微拉伸从而给上述第一连杆40提供一弹簧预紧力f。
然而，当不使用键盘而欲使按键处于一收纳状态时，可将滑块S沿一第一方向A推至第二位置X2(如图2b所示)，并使得笫一连杆40和笫二连杆50形成一笫二角度b，其中笫一角度a小于笫二角度b。这时滑块S通过止挡部S3推动第一端41朝A方向移动，并使键帽C下降至第二高度H′，弹性元件R则持续地提供给弹簧预紧力f。反之，当欲使按键上升回复至上述操作状态时，则可推动滑块S向左移动至上述第一位置X1，这时弹性元件R带动第一连杆40使第一端41向左移动，从而回复至如图2a所示的位置。由于上述弹性元件R随着滑块S运动，因此与图1a、1b的传统按键构件相比较，可减少按键下降时所需耗费的力和功。
接着再参阅图2c，当按键处于上述操作状态时(如图2a所示)，使用者可向下按压按键，这时弹性元件R因受到进一步的拉伸，从而给第一连杆40提供一较大的弹性回复力F，其中弹性回复力F大于上述弹簧预紧力f。如上所述，由于弹性构件Q可给上方键帽60提供一弹性回复力F，其中弹性回复力F的方向并不完全与底座10保持水平，而是具有一略微倾斜的角度θ。参阅图2d，该角度θ小于45度，这样可使得弹性回复力F的水平分力Fh大于垂直分力Fv，以提供按键上升至操作状态所需的力。
关于本发明详细的实施例参阅图2e，本发明的按键开关主要包括一底座10、一薄膜电路20、一第一连杆40、一第二连杆50、一键帽60、一弹性元件R以及一滑块S。上述底座10具有多个第一连接部101以及第二连接部103，组装时分别穿过薄膜电路20上的第一开孔101′以及第二开孔103′。此外，第二连杆50通过枢轴501枢接第一连杆40，其中第一连杆40具有一第一端41和一第二端42，第二连杆50具有一第三端53和一第四端54。上述第一端41以可滑动的方式枢接于第一连接部101内，第二端42则枢接于上方键帽60，此外第三端53通过第二连接部103枢接于上述底座10，第四端54则以可滑动的方式枢接键帽C(如图2b、2e所示)。
特别地是，在本发明的升降按键构件中设置有一弹性元件R以及一滑块S，其中滑块S具有一止挡部S3，用以抵接第一连杆40，上述弹性元件R为一弹簧，连接滑块S和第一连杆40。接着参阅图2f、3a和3b，由于第一连杆40与滑块S和弹性元件R相互连接，这时止挡部S3抵接第一连杆40的一部分。如图2f及3a所示，这时滑块S的止挡部S3位于X座标上的第一位置X1，而上述第一端41则位于第一连接部101内侧X411的位置，其中弹性元件R受到些微拉伸而给第一连杆40提供一弹簧预紧力f。因此，第一连杆40和第二连杆50可形成剪刀状的支撑结构，且使得键帽60相对于底座10具有一第一高度H(如图3b所示)而处于一操作状态。
如上所述，在图3a、3b中，当本发明的升降按键构件处于操作状态时，滑块S固定不动，而这时止挡部S3抵接第一连杆40的一部分，并位于X座标上的第一位置X1(如图3b所示)，另外这时键帽60相对于底座10具有一第一高度H。再参阅图2c、4a及4b，当使用者按压按键时，第一端41沿第一方向A(X轴右方)移动并使得键帽60下降至一第二高度H′，进而触发下方薄膜电路20，特别地是这时仅弹性元件R受到进一步的拉伸，而滑块S固定不运动。反之，当使用者释放按键时，通过弹性元件R提供的弹性回复力F，可使键帽60自动地回复至原始的第一高度H。
如图5a及5b所示，当不使用按键时，可推动滑块S沿一第一方向A(X轴右方)滑动，并使滑块S由原先X座标上的第一位置X1移动至第二位置X2，这时滑块S通过止挡部S3持续推抵第一连杆40，并带动第一端41朝第一方向(X轴右方)移动，同时迫使键帽60下降而呈一收纳状态(如图5b所示)。在滑块S由原先X坐标上的第一位置X1移动至第二位置X2的过程中，弹性元件R也保持一弹簧预紧力f，并不会因为滑块S的移动而受到进一步的拉伸。
然而，欲使键帽60上升而变换为上述操作状态时，可推动滑块S至上述第一位置X1处，这时滑块S与弹性元件R带动第一连杆40向左移动，并使第一端41回复至第一连接部101内侧X411的位置(如图2f所示)，这时键帽60上升至上述第一高度H而回复至如图3b的操作状态。其中，如图2f所示，第一连杆40上设有一接触部51，当按压键帽60时使得接触部51下降，进而可与下方薄膜电路20上的电路部51′接触并形成导通，以便送出一按键信号。
第二实施例图6a表示一键盘的部分按键分解图，在第二实施例中，本发明提供一种键盘，主要通过一滑块M连接上述滑块S，进而可同时控制多个上述的升降按键构件，其中多个滑块S固设在滑板M上，底座10设有一第一滑槽100，滑板M则设有一第二滑槽M0，一锁扣件L穿设在上述第一滑槽100和第二滑槽M0内。如图所示，第二滑槽M0具有一固定端M0′和一活动端M0″，上述锁扣件L活动地设置在第一滑槽100以及第二滑槽M0内，从而组成一锁扣机构G，以便控制滑板M的运动。
接着参阅图6b，当不使用键盘时可调整锁扣件L至上述活动端M0″，这时可沿第一方向A推动滑板M使多个滑块S同时朝X轴右方移动，于是可带动上方多个键帽60同时下降，并使按键处于上述的收纳状态。反之，如图6c所示，通过推动滑板M使得滑块S沿A方向的反向(X轴左方)移动，可使上述键帽60同时上升，从而使每个按键回复至上述操作状态。其中，如图6c虚线部分所示，通过将锁扣件L推移至上述第二滑槽M0的固定端M0′，可使上述滑板M与锁扣机构G卡合，进而限制滑块S的运动，这时使用者即可正常地操作按压上述升降按键。然而，也可直接在滑块S上设置如第二滑槽M0的开孔，通过与锁扣件L卡合来限制滑块S运动。
在本实施例中，当锁扣件L位于第二滑槽M0的活动端M0″时，通过移动滑板M可使键盘在上述操作状态和收纳状态之间切换；反之，当锁扣件L推移至上述第二滑槽M0的固定端M0′时，则滑板M与锁扣件L卡合而不能移动，这样可使按键处于操作状态，以利于使用者能正常操作按压键盘上的上述升降按键构件。
第三实施例接着参阅图7，在本实施例中升降按键构件大致上与第一实施例相同，特别地是在滑块S上设有一导槽部S4，其作用等同于第一实施例中底座10上的第一连接部101，组装后第一连杆40的第一端41位于上述导槽部S4内，因而可在第一方向A上运动；这样，通过第一端41在导槽部S4内滑动，可带动键帽60上升或下降，并可在上述操作状态和收纳状态之间切换。然而，也可将导槽部S4设置在如图6a中的滑板M或滑块S上，进而可将本发明的升降按键构件应用于一键盘。
笫四实施例参阅图8a和图9a，在本实施例中，通过一连接件C连接弹性元件R和笫一连杆40。如图9a所示，上述连接件C具有一勾状的枢接部C1和一抵接部C2，其中枢接部C1与笫一连杆40枢接，而抵接部C2则可活动地与滑块S上的止挡部S3抵接。如图所示，当升降按键处于操作状态时，滑块S位于第一位置X1，此时抵接部C2与滑块S抵接，而弹性元件R受到些微拉伸而提供给上述笫一连杆40一弹簧预紧力f。
然而，当不使用而欲使按键切换至收纳状态时，可将滑块S沿A方向推移至第二位置X2(如图8b所示)，这时通过滑块S前端的止挡部S3推动连接件C以及第一连杆40，使得第一端41朝A方向移动，同时使键帽C下降至第二高度H’，在此过程中弹性元件R则持续地提供上述的弹簧预紧力f。反之，当欲使按键上升回复至上述操作状态时，仅需推动滑块S向左移动至上述第一位置X1，以便带动第一端41向左移动而回复至如图8a所示的位置。
接着再参阅图8c以及图9c，当按键处于上述操作状态时(如图8a所示)，使用者可向下按压按键，这时滑块S的位置不变，而第一连杆40则带动连接件C沿着A方向移动。如图所示，当按压按键时上述连接件C与滑块S分离，且弹性元件R因受到进一步的拉伸而提供一较大的弹性回复力F给第一连杆40，其中F＞f。在本实例中，借助连接件C枢接第一连杆40，并通过弹性元件R连接滑块S和连接件C(其中连接件C以可分离的方式与滑块S抵接)，这样不仅有便于按键构件的组装，同时利用枢接部C1与第一连杆40进行枢接，可减少构件工作时所产生的摩擦力，因此可使使用者在操作时更为舒适省力。
综上所述，本发明提供一种升降按键构件以及一种具有上述升降按键构件的键盘，通过独特的弹性构件的设计，不仅具有构造简单和方便操作的优点，此外在收纳时可迫使键帽下降，以大幅度地缩小整体高度，并可方便收藏。
本发明虽以优选实施例揭示，但其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可做出更动与润饰，因此本发明的保护范围以后附的权利要求所界定。
权利要求
1.一种升降按键构件，其特征在于，包括一键帽；一底座；一滑块，相对于所述底座在一第一方向上的一第一位置以及一第二位置之间运动；一第一连杆，具有一第一端和一第二端，其中所述第一端在所述第一方向上移动，所述第二端连接所述键帽；一第二连杆，连接所述第一连杆，具有一第三端和一第四端，其中所述第三端连接所述底座，所述第四端活动地连接所述键帽；以及一弹性元件，连接所述滑块和所述第一连杆，所述滑块位于第一位置，所述键帽相对于底座具有一第一高度而升降按键构件处于一操作状态，所述滑块移动至第二位置，滑块带动第一连杆，键帽朝底座方向靠近，键帽相对于底座具有一第二高度并且升降按键构件处于一收纳状态，其中所述第一高度大于所述第二高度。
2.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，所述滑块具有一止挡部，与第一连杆抵接，以推动第一端沿第一方向滑动。
3.如权利要求2所述的升降按键构件，其特征在于，所述升降按键构件处于操作状态，止挡部与第一连杆抵接，且弹性元件受拉伸而具有一弹簧预紧力。
4.如权利要求2所述的升降按键构件，其特征在于，所述升降按键构件由操作状态移动至收纳状态的过程中，止挡部持续与第一连杆抵接，弹性元件受拉伸而具有一弹簧预紧力。
5.如权利要求2所述的升降按键构件，其特征在于，所述滑块由第一位置移动至第二位置，止挡部持续推抵第一连杆。
6.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，所述升降按键处于操作状态，键帽被按压下降，弹性元件提供一弹性回复力。
7.如权利要求6所述的升降按键构件，其特征在于，所述弹性回复力与底座形成一角度，所述角度小于45度。
8.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，所述弹性元件为一弹簧。
9.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，所述滑块由第一位置移动至第二位置或由第二位置移动至第一位置，弹性元件随着滑块移动。
10.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，还包括一锁扣机构，其中升降按键构件处于操作状态，滑块与锁扣机构卡合并固定在第一位置。
11.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，所述第一端活动地连接于底座。
12.如权利要求11所述的升降按键构件，其特征在于，所述底座具有一第一连接部以及一第二连接部，第一端活动地设置于所述第一连接部，第三端枢接于第二连接部。
13.如权利要求12所述的升降按键构件，其特征在于，还包括一薄膜电路，位于底座和滑块之间，具有一第一开孔以及一第二开孔，第一连接部和第二连接部分别穿过第一开孔和第二开孔。
14.如权利要求13所述的升降按键构件，其特征在于，所述第一连杆具有一接触部，键帽受一外力按压，接触部与薄膜电路接触。
15.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，所述第一端活动地连接于滑块。
16.一种键盘，其特征在于，包括一底座；多个升降按键构件，分别具有一键帽；一滑块，相对于所述底座在一第一方向上的一第一位置以及一第二位置之间运动；一第一连杆，具有一第一端和一第二端，其中所述第一端在所述第一方向上移动，所述第二端连接所述键帽；一第二连杆，连接所述第一连杆，具有一第三端和一第四端，其中所述第三端连接所述底座，所述第四端活动地连接所述键帽；以及一弹性元件，连接所述滑块和所述第一连杆，所述滑块位于第一位置，所述键帽相对于底座具有一第一高度而升降按键构件处于一操作状态，所述滑块移动至第二位置，滑块带动第一连杆，键帽朝底座方向靠近，键帽相对于底座具有一第二高度并且升降按键构件处于一收纳状态，其中所述第一高度大于所述第二高度。
17.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，所述滑块具有一止挡部，与第一连杆抵接，以推动第一端沿第一方向滑动。
18.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，所述升降按键构件处于操作状态，键帽被按压下降，弹性元件提供一弹性回复力。
19.如权利要求18所述的键盘，其特征在于，所述弹性回复力与底座形成一角度，所述角度小于45度。
20.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，所述滑块由第一位置移动至第二位置或由第二位置移动至第一位置，弹性元件随着滑块移动。
21.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，还包括一滑板，滑块连接于滑板。
22.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，还包括一锁扣机构，其中升降按键构件处于操作状态，滑板与锁扣机构卡合并使滑块固定在第一位置。
23.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，所述第一端活动地连接于滑块。
24.如权利要求16所述的键盘，其特征在于，所述第一端活动地连接于滑块。
25.如权利要求1所述的升降按键构件，其特征在于，还包括一连接件，所述连接件连接所述弹性元件以及所述笫一连杆，且所述连接件与所述滑块抵接。
26.如权利要求25所述的升降按键构件，其特征在于，所述连接件还包括一枢接部，所述枢接部枢接所述笫一连杆。
27.如权利要求25所述的升降按键构件，其特征在于，所述连接件还包括一抵接部，抵接于所述滑块。
28.如权利要求25所述的升降按键构件，其特征在于，所述升降按键构件处于操作状态，所述弹性元件受拉伸而具有一弹簧预紧力。
29.如权利要求25所述的升降按键构件，其特征在于，所述升降按键构件处于收纳状态，所述弹性元件受拉伸而具有一弹簧预紧力。
30.如权利要求25所述的升降按键构件，其特征在于，所述升降按键构件由所述操作状态移动至所述收纳状态过程，所述弹性元件受拉伸而具有一弹簧预紧力。
31.一种弹性构件，适用于给一键帽提供一弹性回复力，其特征在于，包括一底座；一第一连杆，具有一第一端，其中所述第一端活动地连接于所述底座；一第二连杆，连接所述第一连杆，具有一第三端，其中所述第三端连接于所述底座；一滑块，相对于所述底座在一第一方向上的一第一位置和一第二位置之间运动；以及一弹性元件，连接所述滑块和所述第一连杆，所述滑块位于第一位置，所述第一连杆和第二连杆形成一第一角度，所述弹性构件处于一操作状态，所述滑块移动至第二位置，所述滑块带动第一连杆，第一连杆和第二连杆形成一第二角度，弹性构件处于一收纳状态，其中第一角度小于第二角度。
32.如权利要求31所述的弹性构件，其特征在于，所述滑块具有一止挡部，与第一连杆抵接，以推动第一端沿第一方向滑动。
33.如权利要求31所述的弹性构件，其特征在于，所述弹性装置处于操作状态，键帽被按压下降，弹性元件提供弹性回复力。
34.如权利要求33所述的弹性构件，其特征在于，所述弹性回复力与底座形成一角度，所述角度小于45度。
35.如权利要求33所述的弹性构件，其特征在于，所述第一连杆还具有一第二端，第二连杆还具有一第四端，弹性装置处于操作状态，第二和第四端传递弹性回复力至键帽。
全文摘要
一种升降按键构件，包括一键帽、一底座、一第一连杆、一第二连杆、一滑块以及一弹性元件。弹性元件连接第一连杆以及滑块，当滑块位于第一位置时，键帽相对于底座具有第一高度，这时按键处于操作状态，可供使用者按压。当滑块移动至第二位置时，滑块带动第一连杆，使得键帽朝底座方向靠近，这时键帽相对于底座具有第二高度，使得按键处于收纳状态。弹性元件随着滑块运动，并可藉此减少使按键下降至收纳状态所需的力与功。
文档编号G05G1/02GK1690907SQ20041004785
公开日2005年11月2日 申请日期2004年5月31日 优先权日2004年4月19日
发明者许建士 申请人:达方电子股份有限公司