JP2001006482A - キースイッチ装置 - Google Patents

キースイッチ装置

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JP2001006482A
JP2001006482A JP2000158564A JP2000158564A JP2001006482A JP 2001006482 A JP2001006482 A JP 2001006482A JP 2000158564 A JP2000158564 A JP 2000158564A JP 2000158564 A JP2000158564 A JP 2000158564A JP 2001006482 A JP2001006482 A JP 2001006482A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キートップの上下動を案内する2つのリンク
の一方のリンクにおける下側端部に形成された係止部材
の摺動動作を円滑にしてキー入力の操作性が良好で確実
なキー入力を可能とするとともに、基板におけるラバー
スプリングのコンパクトな配置を可能とするキースイッ
チ装置を提供する。 【解決手段】 キートップ5を上下方向に案内支持する
案内支持部材6における一方のリンク部材7の係止軸7
aをキートップ5の回動係止部5aに回動可能に係止す
るとともに、他方のリンク部材8の係止ピン8bをキー
トップ5の摺動係止部5bに摺動可能に係止し、また、
リンク部材7の係止ピン7aを基板1に一体に形成され
た取付部1cにて摺動可能に係止するとともに、リンク
部材8の係止軸8aを基板1に一体に形成された取付部
1aにて回動可能に係止し、更に、各取付部1cの間で
基板1の上面に厚膜3を形成し、ラバースプリング4を
厚膜3に隣接して配置するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キースイッチ装置
に関し、特に、ノート型ワードプロセッサ、ノート型パ
ーソナルコンピュータ等に付設される薄型のキーボード
に使用して好適なキースイッチ装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、キースイッチ装置は一般に、特願
平3−330160号に添付された明細書および図面に
記載のように、絶縁フィルムの回路基板をホルダ部材と
スイッチ支持板とで挟み込む構成を有している。
【0003】フィルム回路基板上には、2種類のスイッ
チング回路及び各々の回路から延ばした固定接点がクシ
歯状に組合わさった固定接点パターンが印刷されてお
り、前記固定接点パターンに対応する位置には逆カップ
状に形成されたラバースプリングが配置されている。ラ
バースプリングは内部に可動接点を設けており、ラバー
スプリングを押下することでスイッチング動作が行なわ
れる。
【0004】また、ラバースプリングに対応して、アク
チュエータがホルダ部材に設置され、そのアクチュエー
タの上端にはキートップが載置されている。オペレータ
がキートップを押下すると、それを受けてアクチュエー
タがそのキートップを対応するラバースプリングの上部
に案内し、ラバースプリングを押下する。押下量が一定
量を越すとラバースプリング内部の可動接点が固定接点
パターンに接触し、固定接点間を短絡することで、スイ
ッチングが行なわれる。
【0005】スイッチ支持板はキーボード装置の下部の
カバーに相当し、キーボード装置の剛性を高め、キー入
力の確実性を高めている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年ワ
ードプロセッサやパーソナルコンピュータ等における小
型、薄型、軽量、低価格化に伴い、これらに付設される
キーボードも同様に小型化、薄型化等が指向されてきて
いる。
【0007】一方、キーの可動部分は人間工学的に操作
性に優れる(一般に人の押し下げ承識量は3〜4ミリ必
要とされる)ことが要求されている。従って、この押し
下げストロークを確保しつつ、上記の要求に応じなけれ
ばならない。
【0008】しかし、キーアクチュエータ周辺の部品及
びホルダ部材は主に樹脂材料を用いて製作されているも
のが多く、主にその加工方法は射出成形によって形作ら
れる。従って、各部材の最小肉厚は最低でも1.5ミリ
は必要とされる。このことは積層される部品点数が多く
なればなる程薄形化は困難になることを意味し、重量も
当然重くなる。
【0009】また、従来のキースイッチ装置では、ホル
ダ部材、フィルム回路基板、スイッチ支持板の3層の構
造を有している。そして、この3つの層が整然と隙間な
く合わせられていないと、キー操作の応答の確実性に欠
けるものとなる。そのために、キー毎もしくは一定間隔
毎に3つの層の浮きを抑える加工を施してあるものが存
在するが、その加工にはかなりの手間が架かる。
【0010】更に、キートップの操作時に、キートップ
の上下動を案内するホルダ部材が必須とされているの
で、これに伴いキースイッチ装置を構成する部品点数が
増加し、キースイッチ装置全体のコストアップを招来し
てしまう。本発明は、上述した問題点を解決するために
なされたものであり、キーボードの小型化、薄型化に対
応することが可能であるとともに、充分なキーストロー
クを確保することが可能であり、また、キートップの上
下動を案内する2つのリンクの一方のリンクにおける下
側端部に形成された係止部材の摺動動作を円滑にしてキ
ー入力の操作性が良好で確実なキー入力を可能とすると
ともに、基板におけるラバースプリングのコンパクトな
配置を可能とするキースイッチ装置を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のキースイッチ装置は、塑性変形が可能な金
属製の素材から形成された基板と、前記基板上に設けら
れたスイッチング部と、前記スイッチング部に対応して
配置されたラバースプリングと、前記ラバースプリング
の上方に配置されたキートップと、前記キートップを上
下方向に案内支持する案内支持部材とを備え、前記キー
トップの押下操作に基づきラバースプリングを介してス
イッチング部にてスイッチング動作を行うキースイッチ
装置において、前記案内支持部材を、第1リンクと第2
リンクとにより構成するとともに、第1リンクの上側端
部及び第2リンクの上側端部をキートップの下面に可動
自在に係止し、前記基板には、前記第1リンクの下側端
部に設けられた第1係止部材を摺動可能に係止する摺動
係止部及び前記第2リンクの下側端部に設けられた第2
係止部材を回動可能に係止する回動係止部が一体に形成
され、前記第1係止部材が摺動する基板の面には、摺動
補助材が設けられており、前記ラバースプリングは、前
記摺動補助材に隣接して配置されていることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】上記の構成を有するキースイッチ装置において
は、キートップが押下されると、案内支持部材を介して
キートップが下方へ案内される。更に、キートップが押
下されると、ラバースプリングによりスイッチング部に
おいてスイッチング動作が行われる。
【0013】このとき、第1係止部材が摺動する基板の
面には、摺動補助材が設けられているので、前記のよう
にキートップの押下操作が行われる際に、第1係止部材
は、摺動係止部の内周面と摺動補助材との間で摺動され
ることとなり、これより摺動補助材の摺動補助作用に基
づいて第1係止部材は、スムーズに摺動動作を行うこと
ができる。この結果、キートップの操作性が格段に向上
する。また、ラバースプリングは、摺動補助材に隣接し
て配置されていることから、基板表面上に設けられたス
イッチング部に対応してラバースプリングを配置するに
ついて、ラバースプリングのコンパクトな配置が可能と
なる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0015】図1、図2は本実施例のキースイッチ装置
の基板1を示している。基板1は鉄もしくはアルミニウ
ム等の塑性変形可能な金属で形成されており、その表面
は絶縁加工としてレジスト印刷が施してある。その絶縁
加工された表面には、スイッチング用の第1の電気回路
パターンが銀等の電導性の塗料で印刷され、第2の電気
回路パターンと第1の回路パターンの交差部に当たる部
位に絶縁印刷を行なった後に、第2回路パターンが同様
に電導性の塗料で印刷されている。そして、一定間隔毎
に、2つの回路から各々延ばした鍵の手状の固定接点が
組合わさって、固定接点パターン2を形成している。
【0016】尚、固定接点パターン2及びコネクタ(図
示せず)に当たる部分にはカーボン塗装を行ない、その
他の回路面にはレジスト印刷を行なって、印刷した回路
線の酸化による劣化を防いでいる。また、塑性加工時に
おける回路面の保護のために、その上に保護フィルムを
貼りつけたものもある。
【0017】また、固定接点パターン2の周囲には、案
内支持部材取付部1a、1cがプレス加工により基板1
と一体形成されている。取付部1a、1cは固定接点パ
ターン2を取り囲むように、その上下左右の四点で矩形
状に並ぶように形成される。取付部1aは後に述べる案
内支持部材6の2つの係止軸8aを回動係止し、取付部
1cは係止ピン7aを水平方向に摺動係止する様な構造
を有している。前記のように基板1に一体に形成され、
係止軸8aを回動可能に係止する各取付部1aと係止ピ
ン17aを摺動可能に係止する取付部1cとの間には、
後述するラバースプリング4を配置するためのスプリン
グ配置部Rが設けられている(図2参照)。
【0018】即ち、取付部1aは、基板1から凸状に一
体に形成されるとともに係止軸8aが回動するに充分な
係止孔を持つように円弧状に加工される。また、摺動係
止する取付部1cは基板1から凸状に一体に形成される
とともに、長孔状の係止溝を持つように水平方向からみ
てコ字状に加工されている。
【0019】そして一般に、固定接点パターン2は縦横
に規則的に多数配列させられ、2種類の取付部1a、1
cも各々が同じ列に並ぶように形成される。
【0020】ところで、本発明を具体化したキースイッ
チ装置の基板1上の取付部1a、1cの形成は以下のよ
うに行なわれる。まず、基板1上の所定の部位に、コ字
状のブランク1bを抜くことでヒンジ部(取付部1a叉
は1cに当たる部分)を切り取って(この加工を以下ブ
ランク加工と呼ぶ)、その後、そのヒンジ部をプレス曲
げ加工してやることで取付部1a、1cは形成される。
しかしながら、金属板のブランク加工は一般にコストの
見地からプレス加工が多く採用される。プレス加工によ
るブランク加工は抜き型であるパンチによってダイを介
してせん断破断する加工であるため、加圧する側の面か
ら見て、上面はダレ、裏面はバリ11が発生する。この
バリ11が係止ピンのなめらかな動きに対して害とな
る。裏面からブランク加工をした場合には、係止軸8a
及び係止ピン7aの動きを妨げるバリ11は基板1のお
もて面のブランク部1bの境界線上に生じる。
【0021】その害を防ぐために、図8に示すような、
取付部の付近で係止軸8a及び係止ピン7aが触れる基
板1上の所定の部位の一部に、厚膜3の印刷を施す。厚
膜3が存在することで、図9に示すように係止軸8aや
係止ピン7aがその厚膜3にのっかり、その分だけ基板
1表面から案内支持部材6が浮かぶことになる。尚、図
9には係止ピンが厚膜3上に乗っている状態を示す。厚
膜3の厚みはバリ11の高さに対して充分厚くしてある
から、バリ11に引っかかることなく係止軸8a及び係
止ピン7aはスムーズに動くことができる。ここに、係
止軸8aは、取付部1aの内周面と厚膜3との間で回動
されることとなり、この点で2つの取付部1aの間で基
板1の上面に形成された厚膜3は、係止軸8aの回動補
助材として作用する。また、係止ピン7aは、取付部1
cの内周面と厚膜との間で摺動されることとなり、この
点で2つの取付部1cの間で基板1の上面に形成された
厚膜3は、係止ピン7aの摺動補助材として作用する。
また、基板1には取付部1a、1cを形成した際の抜き
穴が生じているが、この抜き穴が冷却用穴として機能
し、これにより放熱に優れた効果を呈す。
【0022】尚、厚膜3の印刷以外に基板1の裏面から
軽いプレス加工を行なうことで、取付部の付近に突起面
を形成するものによっても、厚膜3と同様な効果を奏す
ることは勿論である。
【0023】図3及び図4に本実施例のキースイッチ装
置の構成を示す。上述の基板1上の固定接点パターン2
に対応する位置に存在するスプリング配置部Rには、ス
イッチング部材として逆カップ状のラバースプリング4
が載置されている。このラバースプリング4は内部に公
知の可動接点を有しており、また、その上面の中央部に
は後述する案内支持部材6の軸支部Aの押下軸82が対
向配置される。このとき、ラバースプリング4は、前記
2つの厚膜3の双方に隣接して配置される。このよう
に、ラバースプリング4が、係止軸8aの回動補助材及
び係止ピン7aの摺動補助材として作用する2つの厚膜
3の間で相互に隣接して配置される場合には、基板1の
表面上に設けられた固定接点パターン2に対応してラバ
ースプリング4を配置するについて、ラバースプリング
4のコンパクトな配置が可能となる。
【0024】これより、キートップ5の押下に伴って軸
支部Aが下方に移動すると、押下軸82はラバースプリ
ング4を押下しその押下量が一定の限度を超えるとラバ
ースプリング4が挫屈し、ラバースプリング4内の可動
接点により固定接点パターン2が短絡されるものであ
る。
【0025】図4はキースイッチ装置の分解斜視図であ
り、同図において、キートップ5はABS樹脂等の合成
樹脂から成型されており、その上面にはアルファベット
等の文字が印刷等により形成されている。また、キート
ップ5の裏面からは、基板1上の取付部1a、1cに対
応して、回動係止部5a、及び摺動係止部5bが下方に
向けてキートップ本体5と一体に設けられている。
【0026】回動係止部5aには、後述する2つのリン
ク部材7、8のうちの一方のリンク部材7の一端に形成
された係止軸7bを回動可能に係止する係止孔が穿設さ
れており、また、摺動係止部5bには、他方のリンク部
材8の一端に形成された係止ピン8bを水平方向に摺動
可能に係止する係止溝が形成されている。
【0027】キートップ5の下方には、キートップ5の
上下動を案内支持する案内支持部材6が配設されてお
り、かかる案内支持部材6は2つのリンク部材7、8か
ら構成される。
【0028】一方のリンク部材7は図5に示すように平
面視コ字状に形成され、また、一対の板状体71を有し
各板状体71の一端間には係止軸7bが一体に形成され
るとともに、各板状体71の各々の他端には係止ピン7
aが形成されてなるものである。また、各板状体71の
内側において相互に対抗する中央部位置には、それぞれ
軸体7cが形成されており、軸体7cは後述のリンク部
材8の各板状体81に形成された各軸孔8cに回動可能
に軸支される。
【0029】更に、他方のリンク部材8は、図6に示す
ように、一対の板状体81を有し各板状体81の一端間
には係止軸8aが一体に形成されるとともに、各板状体
81の各々の他端には係止ピン8bが形成されてなるも
のである。また、各板状体81の内側における中央部位
置の間には、前述のラバースプリング4の上面に載置さ
れるとともに、キートップ5の押下時に各リンク部材
7、8の相互の回動に伴ってラバースプリング4を下方
に押下する押下軸82が設けられている。これにより、
キートップ5の押下に伴って押下軸82がラバースプリ
ング4を押下してスイッチング動作を行なうものであ
る。
【0030】また、各板状体81の外側において相互に
対向する中央部位置には、それぞれ軸孔8cが設けられ
ており、各軸孔8cには前記リンク部材7の各板状体7
1に形成された各軸体7cが回動可能に軸支される。こ
れにより、両リンク部材7、8は各軸体7cおよび軸孔
8cを介して相互に交差して回動可能となるものであ
る。そして、これにより軸体7c、軸孔8c、押下軸8
2で軸支部Aを形成している。
【0031】なお、リンク部材7の係止ピン7aと係止
軸7bは軸体7cを中心として一直線上に並び、且つ軸
体7cからの距離が等しくなるように構成される。また
リンク部材8の係止ピン8bと係止軸8aは軸孔8cを
中心として一直線上に並び、且つ軸孔8cからの距離が
等しくなるように構成される。
【0032】また、図4に示すように、案内支持部材6
は、リンク部材7の係止軸7bにより前記したキートッ
プ5の回動係止部5aに穿設された係止孔に回動可能に
係止されるものである。更に、係止ピン7aは前述した
基板1に形成された摺動係止する取付部1cに係止され
る。また、リンク部材8の係止軸8aは前述した基板1
に形成された回動係止する取付部1aに回動可能に係止
される。更に、係止ピン8bは前記したキートップ5の
摺動係止部5bに形成された係止溝に摺動可能に係止さ
れるものである。
【0033】さらに、図3に示すように、両リンク部材
7、8は各々の板状体71、81の先端部の厚さを小さ
くしてある。このためキートップ5が押下された場合に
も、両リンク部材7、8の板状体71、81の各端部は
キートップ5の押下の途中で互いに接触することがな
い。よって、キートップ5はその押下動作を途中で妨げ
られることがなく、キーストロークを十分に確保できる
ように構成される。
【0034】続いて、前記の構成を有するキースイッチ
装置の動作について説明する。図7はキースイッチ装置
の断面図である。
【0035】図7において、キートップ5を下方に押下
すると、キートップ5が下方へ移動するに伴ってリンク
部材7の係止軸7bは回動係止部5aの係止孔内で反時
計方向に回動するとともに、リンク部材8の係止ピン8
bは摺動係止部5bの係止溝内で水平方向(図7の右方
向)に摺動する。これと同時に、リンク部材8の係止軸
8aは基板1における回動係止する取付部1aの係止孔
内で時計方向に回動するとともに、リンク部材7の係止
ピン7aは摺動係止する取付部1cの係止溝内で水平方
向(図7の右方向)に摺動する。
【0036】この結果、リンク部材7及び8を相互に軸
支する軸支部Aは下方に移動するとともにラバースプリ
ング4を徐々に押下していき、その押下量が一定の限度
を超えた時点でラバースプリング4は挫屈される。これ
により、ラバースプリング4内の可動接点が基板1上の
固定接点パターン2を短絡し所定のスイッチング動作が
行われる。
【0037】キートップ5の押下を解除すると、両リン
ク部材7、8の軸支部Aはラバースプリング4の弾性復
元力により上方に押し上げられる。これに伴って前記係
止軸7b、8a、及び前記係止ピン7a、8bは前記し
たのと逆の動作を行い、この結果、キートップ5は元の
位置に復帰される。
【0038】ここに、係止軸7b、8aは水平方向には
移動されることなくそれぞれ係止孔内で回動するのみで
あるので、キートップ5は水平方向に移動されることが
ない。そのため隣合ったキーとぶつかり合うことはな
く、キートップ5のキー面の水平状態を保持したまま上
下動されるものである。
【0039】前記ラバースプリング4は前述のように側
面視略台形であり、その上底長さと下底の長さ及び高さ
に起因する側面の角度は、その所望キータッチに応じて
決まる。そしてさらにこの台形部の高さ即ちラバースプ
リング4の高さは、キーストロークに応じて決定され、
高いほうが好まれる。しかし装置全体の厚さを鑑みれ
ば、このラバースプリング4はそれほど大きくすること
ができないことは自明である。
【0040】また、前述のように両リンク部材7、8の
各板状体71、81の先端側の厚さを側面視において小
さくしているため、キーストローク動作をその途中で妨
げることなく、十分なストロークを確保できる。
【0041】以上のことから本発明のキースイッチ装置
は、回路基板、ホルダ部材、スイッチ支持板を一つの構
成にすることで、キーボードの薄型化に対応してキース
トロークを大きくすることができ、よってキー操作性が
良好でキー入力を確実に行い得るとともに、部品点数の
低減、組立性の容易化、装置の軽量化への高い効果を示
すキースイッチ装置を提供することができる。ここに、
基板1において、2つの取付部1aの間で基板1の上面
に形成された厚膜3は、係止軸8の回動補助材として作
用し、また、2つの取付部1cの間で基板1の上面に形
成された厚膜3は、係止ピン7aの摺動補助材として作
用するので、キー操作時に係止軸8の回動動作及び係止
ピン7aの摺動動作を極めてスムーズに行うことがで
き、キー操作性は更に良好なものとなる。
【0042】叉、一般に携帯型コンピュータのロジック
ボード、記憶装置、電源はキーボード下に配置されるこ
とが多く、これらにより発生する熱の対策が問題とされ
る。本発明のキースイッチ装置は基板に多数設けられて
いる穴(ブランク部1b)が冷却用穴として機能するた
め、効果的に放熱を行なうことができる。この点におい
ても本発明は理想的な構造を有している。
【0043】上記の効果に加えて、特に、本実施例に係
るキースイッチ装置では、キーステムをキーホルダ部に
より案内する構成は全く不要とすることができるので、
従来のキースイッチ装置のようにキーの押下時にキース
テムとキーホルダ部間で摺動ノイズが全く生じることは
ないとともに、キーの操作面積を小さくしてキーの中央
部を押下させるようにする必要性は全くなくなるもので
ある。
【0044】また、本実施例に係るキースイッチ装置で
は、回動係止部5aの係止孔及び回動係止する取付部1
aの係止孔に係止される各係止軸7b、8aはキートッ
プ5の押下時にも、水平方向に移動することなく係止孔
内で回動するのみであるので、キートップ5が水平方向
に移動されることはない。従って、隣接するキーとキー
とで衝突することなく、この点からもキー操作性が良好
でキー入力を確実に行い得るキースイッチ装置を提供す
ることができるものである。
【0045】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、
改良が可能である。例えば、本実施例におけるリンク部
材7、8はパンタグラフ状に組み合わせた同種の部材で
あってもよい。
【0046】さらに、本実施例では、リンク部材7、8
の軸支部によりラバースプリング4を押下するが、リン
ク部材7、8またはキートップ5に設けられた別部材に
よりラバースプリング4を押下するものであってもよ
い。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るキー
スイッチ装置では、キートップを上下方向に案内支持す
る案内支持部材における第1リンクの上側端部及び第2
リンクの上側端部をキートップの下面に可動自在に係止
するとともに、第1リンクの下側端部に形成された第1
係止部材を基板に一体形成された摺動係止部にて摺動可
能に係止し且つ第2リンクの下側端部に形成された第2
係止部材を基板に一体形成された回動係止部にて回動可
能に係止し、第1係止部材が摺動する基板の面に摺動補
助材を設けることにより、キーボードの小型化、薄型化
に対応しつつ充分なキーストロークを確保することが可
能であるとともに、摺動補助材を介して第1係止部材の
摺動動作を円滑にしてキー操作性が良好で確実なキー入
力を可能とするキースイッチ装置を提供することができ
る。また、ラバースプリングを摺動補助材に隣接して配
置することにより、基板表面上に設けられたスイッチン
グ部に対応してラバースプリングを配置するについて、
ラバースプリングのコンパクトな配置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のキースイッチ装置の基板の上面図で
ある。
【図2】図1の基板の側断面図である。
【図3】本実施例の基板及び構成部品の斜視図である。
【図4】本実施例のキースイッチ装置の分解斜視図であ
る。
【図5】本実施例のリンク部材の平面図である。
【図6】本実施例のもう一方のリンク部材の平面図であ
る。
【図7】本実施例のキースイッチ装置の断面図である。
【図8】本実施例のキースイッチ装置の厚膜印刷の形状
の例を示した図である。
【図9】本実施例のキースイッチ装置の取付部付近の拡
大図である。
【符号の説明】
1 基板 1a 回動係止する取付部 1c 摺動係止する取付部 2 固定接点パターン 3 厚膜 4 ラバースプリング 5 キートップ 6 案内支持部材 7 リンク部材 8 リンク部材 R スプリング配置部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塑性変形が可能な金属製の素材から形成
    された基板と、 前記基板上に設けられたスイッチング部と、 前記スイッチング部に対応して配置されたラバースプリ
    ングと、 前記ラバースプリングの上方に配置されたキートップ
    と、 前記キートップを上下方向に案内支持する案内支持部材
    とを備え、 前記キートップの押下操作に基づきラバースプリングを
    介してスイッチング部にてスイッチング動作を行うキー
    スイッチ装置において、 前記案内支持部材を、第1リンクと第2リンクとにより
    構成するとともに、第1リンクの上側端部及び第2リン
    クの上側端部をキートップの下面に可動自在に係止し、 前記基板には、前記第1リンクの下側端部に設けられた
    第1係止部材を摺動可能に係止する摺動係止部及び前記
    第2リンクの下側端部に設けられた第2係止部材を回動
    可能に係止する回動係止部が一体に形成され、 前記第1係止部材が摺動する基板の面には、摺動補助材
    が設けられており、 前記ラバースプリングは、前記摺動補助材に隣接して配
    置されていることを特徴とするキースイッチ装置。
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