专利名称：弹性按压装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种弹性按压装置，特别是涉及一种通过复变弹性组合使按压操作的受力型态为二段式抗力型态，以增进按压操作回馈性与可控制性的按键装置。
背景技术：
按压装置在机械动力结构上的运用极为广泛，负载重者有如起重器或垂直升降梯、轻者则如笔记本电脑上的按键结构，都见有此类装置的运用；如图1所示，即为一种运用在笔记本电脑按键上的按压装置1，此按压装置1包括一底座10、一顶盖11、一用以连接底座10与顶盖11并以双剪刀机构组成的升降机构12及一设于底座10上并位于升降机构12中(二剪刀机构间)的橡皮13；其中，橡皮13用以提供按压操作的回复抗力。
在现有技术中，如前述的按压装置通常是以一弹性元件(如橡皮13)作为储存位能的回复机构，此类的元件一般具有一定的弹性系数，故在运用范围内，其提供的变形抗力恰与变形量具有一定的比例关系(如图2中的模式I)，而此一单纯变形量与抗力的关系有时并不足以提供运用时的需要，故为承载较大负荷或改变单一抗力模式，在现有技术中，有以非等高的弹性元件并联，以形成为一如图2中模式II的变形量与抗力的关系。
就图2模式II中的变形量与抗力关系分析，其固可在较大变形量时，提供较大的负载、或是提供较大的按压抗力，然而，在现有技术中，此一运用仅见于如起重器等较大负载按压装置，并未见其运用于如笔记本电脑上按键结构的装置上。
如前述所提及的，在较小负载需求的按压装置中，并没有采用模式II的弹性机构，但就控制与制造上而言，二阶段式的弹性抗力模式却更有意义，尤其是笔记本电脑键盘的结构，其按压装置就用以供使用者按压敲击来说，若是采用二阶段式弹性抗力模式结构，则使使用者会产生较佳的触感(即回馈性)，且可有效促进使用者对敲击操作的控制；况且，使用者的手指通常会预压在按键上，故采用二阶段式弹性抗力模式的结构，可避免“预压误击”的风险。
虽若如此，但若是以图2中模式II的型态构件如键盘结构的按压装置，仍是会有二预知的缺点，其一为按压控制感不佳，另一则为加速累积使用者敲击的疲劳；其控制感不佳是因其敲击施力需要加剧按压、才能达到其预定变形量YC1(如图2中，模式II的抗力F1随变形量C1渐增)，故按压的阶段性控制回馈感不足；而其会加速使用者疲劳的原因，因其需较大的施力操作(比较图2中模式I与模式II)，才能达到其预定变形量YC1，又按压的操作频繁(以一每分钟可打60个中文字的使用者为例，若是一中文字需4次敲击才能成形，则其一分钟约需敲击键盘240次，一小时则须敲击14400次)，所以，即使是微小增幅的操作施力，也会影响到使用者的操作持续性，甚至加速导致操作者的敲击职业伤害。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种弹性按压装置，通过一复变弹性组合的运用，使按压操作者明显承受二段式的按压抗力，提高按压操作的回馈性与可控制性。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种弹性按压装置，其包括一底座；一顶盖，设于该底座的一上方处；一剪刀机构，设于该底座与该顶盖间，用以导引该顶盖于该底座上的升降操作；以及一复变弹性组合，设于该顶盖与该底座间，用以提供该升降操作的一复变回复力，又包括有一设于该底座上的下弹性元件、及一设于该顶盖下的上弹性元件；当进行该升降操作时，该复变弹性组合按照该顶盖与该底座间的逐渐缩减间距，通过该上弹性元件与该下弹性元件的压缩，产生一S形上升型态的回复力轨迹。
本实用新型还提供一种键盘，包括一底座；以及多数个按钮装置，以一预定排列设于该底座的上方处，其中，至少一该按钮装置包括一顶盖；一剪刀机构，设于该底座与该顶盖间，用以导引该按钮装置于该底座上的按压操作；及一复变弹性组合，设于该顶盖与该底座间，用以提供该按压操作的一复变回复力，又包括有一设于该底座上的下弹性元件、及一设于该顶盖下的上弹性元件；当该按钮装置进行该按压操作时，该复变弹性组合依该顶盖与该底座间的逐渐缩减间距，通过该上弹性元件与该下弹性元件的压缩，产生一S形上升型态的回复力轨迹。
在本实用新型一实施例中，弹性按压装置的下弹性元件可为一凸面向上的锥状橡皮体或为一凸面向上的锥状金属斗篷体。
在此实施例中，其相对应下弹性元件的上弹性元件可为一对相斥的磁性体，可分别设于顶盖的一底面上与下弹性元件的一顶端上。
在此实施例中，相对应下弹性元件的上弹性元件可为一对相斥的磁性体，可分别设置于顶盖的一底面上与下弹性元件顶部的一底端上。
在其他实施例中，所述上弹性元件也可为一凸面向下的锥状橡皮体、一凸面向下的金属斗篷体、一压缩弹簧、或是其他类似的弹性元件。
在本实用新型另一实施型态中，弹性按压装置的上弹性元件可为一凸面向下的锥状橡皮体或为一凸面向下的锥状金属斗篷体。
在此实施例中，其相对应上弹性元件的下弹性元件可为一对相斥的磁性体，可分别设于底座上与上弹性元件的一底端上。
在此一实施例中，相对应上弹性元件的下弹性元件可为一对相斥的磁性体，可分别设置于底座上与上弹性元件底部的一顶端上。
在此其他实施例中，下弹性元件也可为一凸面向上的锥状橡皮体、一凸面向上的金属斗篷体、一压缩弹簧、或是其他类似的弹性元件。
本实用新型的弹性按压装置，可运用于如键盘或类似按钮结构的装置中；例如，当将弹性按压装置直接运用于一键盘上时，此键盘即包括有一底座、及以一预定排列设于底座上方处的多数个弹性按钮装置。
本实用新型装置的优点在于，其通过复变弹性组合的运用，可使按压操作者承受按压抗力，且有效地增进按压操作的回馈性与可控制性。
图1为一种现有笔记本电脑按键结构的立体示意图；图2为现有二种模式弹性组合的变形量与抗力关系的示意图；图3A为本实用新型弹性按压装置一第一实施例的侧面示意图；图3B为图3A第一实施例另一构建方式的侧面示意图；
图4为图3A及图3B实施例运用的变形量与抗力关系的示意图；图5为本实用新型弹性按压装置一第二实施例的侧面示意图；图6为本实用新型弹性按压装置一第三实施例的侧面示意图；图7为本实用新型弹性按压装置一第四实施例的侧面示意图；图8为本实用新型弹性按压装置一第五实施例的侧面示意图。
具体实施方式
在以下的说明中，若有元件的功能相同、但构形不同的，仍是以相同的名称与图号标明，以便于实用新型解说的一贯性。
本实用新型中，定义一“类刚性弹性体”，为一弹性体，但其特性在于施力需超过一预定压力后，才会产生较显著的弹性变形；在现有技术中，锥状金属斗篷体、或是锥状橡皮体即是属于此类的弹性体。
本实用新型中，另定义一“无刚性弹性体”，为一弹性体，但其特性在于在初始施力时，即会产生相对应的弹性变形量；一般而言，弹簧、相斥磁铁对、或是厚度极薄的锥状金属斗篷体与橡皮体，即属此类弹性体。
请参阅图3A所示，即为本实用新型弹性按压装置第一实施例的侧面示意图；本实用新型的弹性按压装置，包括一底座10、一顶盖11、一升降机构(未图示，但其相对位置则请参阅图1所示)、及一复变弹性组合100；同前述的现有构件方式，顶盖11设于底座10的一上方处；升降机构(未图示)，设于底座10与顶盖11间，用以导引顶盖11在底座10上的升降操作；而复变弹性组合100，则设于顶盖11与底座10间，用以提供按压装置升降操作的复变回复力。
本实用新型中，复变弹性组合100又可包括有一设于底座10上的下弹性元件30、及一设于顶盖11下的上弹性元件20；而下弹性元件30与上弹性元件20中的一属类刚性弹性体、另一则属无刚性弹性体；如图3A所示的实施例中，其上弹性元件20以一对相斥磁性体(即以相同的N极或S极相面对)构成，而下弹性元件30则以一锥状金属斗篷体或是锥状橡皮体构成。
请参阅图3A与图3B所示，为同一实施例但元件位置略有不同，在图3A中，上弹性元件20的下位磁性体21设于下弹性元件30一顶部301的顶端；而在图3B中，上弹性元件20的下位磁性体21则设于下弹性元件30顶部301的底端上；明显地，两种结构都不会影响上弹性元件20的操作。
请参阅图4所示，在本实用新型弹性按压装置在施力初始时(图示中的A段)，因其施力尚未达到下弹性元件30(类刚性弹性体)的预定压力，故下弹性元件30属于一未变形的刚性体，而此施力则于上弹性元件20(无刚性弹性体)上产生变形。
当施力达到B点时，施力恰可超过下弹性元件30的预定压力，故在B点以后，复变弹性组合100同于二弹性体的串联，其组合后的弹性系数小于下弹性元件30或是上弹性元件20的个别弹性系数，故在此瞬间，抗力F2陡降但变形量C2增加。
当变形量C2达于C点时，复变弹性组合100的陡变(Jump)达于稳定点，复变弹性组合100便以二弹性体组合的方式产生比例变形。
在图示的D段中，复变弹性组合100先以二弹性体组合的方式产生比例变形，但因变形量C2的增加，故在此段中，上弹性元件20与下弹性元件30中的一可逐渐接近其变形死点，故整体的弹性系数逐渐增加，所以，在图示的D段中，其斜率(抗力F2/变形量C2比)为非一定值。
如图4所示，在本实用新型中，当弹性按压装置进行升降操作时，复变弹性组合100依顶盖11与底座10间的逐渐缩减间距，通过上弹性元件20与下弹性元件30的压缩，产生一S形上升型态的回复力(或称抗力)轨迹；此点对于使用者而言，可明显感受到复变弹性组合100的陡变，故可增加整体装置的使用回馈感，且以二弹性体串联的方式组成，也可使其整体弹性系数小于单一弹性体的弹性系数，可降低使用者的敲击施力。另，图4中YC2为预定变形量。
本实用新型中，其弹性按压装置上所运用的升降机构12可为所示的剪刀机构，而复变弹性组合100则可装置于剪刀机构的一侧、或是设于双剪刀机构的中间部分。
如前所述，本实用新型的复变弹性组合100的上弹性元件20与下弹性元件30可分别为一类刚性弹性体与一无刚性弹性体、一或是分别为一无刚性弹性体与一类刚性弹性体；请参阅图5所示，其中的上弹性元件20与下弹性元件30分别以一压缩弹簧(属无刚性弹性体)与一凸面向上的锥状橡皮体(或为一凸面向上的锥状金属斗篷体)(属类刚性弹性体)所形成；再请参阅图6所示，其中的上弹性元件20与下弹性元件30分别以一厚度较薄的凸面向下的锥状橡皮体(或为一凸面向下的锥状金属斗篷体)(属无刚性弹性体)与一厚度较大的凸面向上的锥状橡皮体(或为一凸面向上的锥状金属斗篷体)(属类刚性弹性体)所形成；又请参阅图7所示，其中的上弹性元件20与下弹性元件30分别以一凸面向下的锥状橡皮体(或为一凸面向下的锥状金属斗篷体)(属类刚性弹性体)与一对相斥磁性体(属无刚性弹性体)所形成；另，在图8的实施例中，其中上弹性元件20与下弹性元件30分别以一凸面向下的锥状橡皮体(或为一凸面向下的锥状金属斗篷体)(属类刚性弹性体)与一压缩弹簧(属无刚性弹性体)。
在前述实施例中，本实用新型的弹性按压装置运用于按键结构或键盘上，在此，键盘即包括有一底座、及以一预定排列设于底座上方处的多数个本实用新型的弹性按压装置；当然，本实用新型的弹性按压装置也可装置于其他的类似升降装置中。
本实用新型中，通过材料与元件的安排，使复变弹性组合获得类似图4中的S状抗力模式，至于如何达到一最佳化的设计要求，得应对实施状况、设计负载、冲程距离等诸多因素加以考虑，而其是本领域技术人员所能按一般试验所获得，故在此不再赘叙。
本实用新型中，通过以一类刚性弹性体与一无刚性弹性体所构成的复变弹性组合的运用，可使按压操作者承受如图4所示的S状二段式按压抗力，明显地，可有效增进按压操作的回馈性与可控制性。
权利要求1.一种弹性按压装置，其特征在于，包括一底座；一顶盖，设于该底座的一上方处；一剪刀机构，设于该底座与该顶盖间，用以导引该顶盖于该底座上的升降操作；以及一复变弹性组合，设于该顶盖与该底座间，用以提供该升降操作的一复变回复力，又包括有一设于该底座上的下弹性元件、及一设于该顶盖下的上弹性元件；当进行该升降操作时，该复变弹性组合按照该顶盖与该底座间的逐渐缩减间距，通过该上弹性元件与该下弹性元件的压缩，产生一S形上升型态的回复力轨迹。
2.如权利要求1所述的弹性按压装置，其特征在于，所述下弹性元件为一凸面向上的锥状橡皮体。
3.如权利要求2所述的弹性按压装置，其特征在于，所述上弹性元件为一对相斥磁性体，其分别设于该顶盖的一底面上与该下弹性元件的一顶端上。
4.如权利要求2所述的弹性按压装置，其特征在于，所述上弹性元件为一对相斥磁性体，分别设置于该顶盖的一底面上与该下弹性元件一顶部的一底端上。
5.如权利要求1所述的弹性按压装置，其特征在于，所述上弹性元件为一凸面向下的锥状橡皮体。
6.如权利要求5所述的弹性按压装置，其特征在于，所述下弹性元件为一对相斥磁性体，分别设于该底座上与该上弹性元件的一底端上。
7.如权利要求5所述的弹性按压装置，其特征在于，所述下弹性元件为一对相斥磁性体，其分别设置于该底座上与该上弹性元件一底部的一顶端上。
8.一种键盘，包括一底座；以及多数个按钮装置，以一预定排列设于该底座的上方处，其特征在于，至少一该按钮装置包括一顶盖；一剪刀机构，设于该底座与该顶盖间，用以导引该按钮装置于该底座上的按压操作；及一复变弹性组合，设于该顶盖与该底座间，用以提供该按压操作的一复变回复力，又包括有一设于该底座上的下弹性元件、及一设于该顶盖下的上弹性元件；当该按钮装置进行该按压操作时，该复变弹性组合依该顶盖与该底座间的逐渐缩减间距，通过该上弹性元件与该下弹性元件的压缩，产生一S形上升型态的回复力轨迹。
9.如权利要求8所述的键盘，其特征在于，所述下弹性元件为一凸面向上的锥状橡皮体。
10.如权利要求9所述的键盘，其特征在于，所述上弹性元件为一对相斥磁性体，分别设于该顶盖的一底面上与该下弹性元件的一顶端上。
11.如权利要求9所述的键盘，其特征在于，所述上弹性元件为一对相斥磁性体，其分别设置于该顶盖的一底面上与该下弹性元件一顶部的一底端上。
专利摘要一种弹性按压装置，包括一底座、一顶盖、一升降机构及一复变弹性组合；其中，顶盖设于底座的一上方处；升降机构，设于底座与顶盖间，用以导引顶盖于底座上的升降操作；而复变弹性组合，则设于顶盖与底座间，用以提供按压装置升降操作的一复变回复力，又可包括有一设于底座上的下弹性元件、及一设于顶盖下的上弹性元件；当进行弹性按压装置的升降操作时，复变弹性组合可通过上弹性元件与下弹性元件的压缩组合，产生一S形上升型态的回复力轨迹；由此，使按压操作者可明显承受二段式的按压抗力，便于按压操作的回馈性与可控制性。
文档编号F16F3/00GK2568873SQ0220603
公开日2003年8月27日 申请日期2002年2月8日 优先权日2002年2月8日
发明者许建士, 蔡耀坤 申请人:达方电子股份有限公司