JP2002279854A

JP2002279854A - キーボード用スイッチ装置

Info

Publication number: JP2002279854A
Application number: JP2001078454A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Narusawa; 強鳴澤; Kazuhiro Yokoyama; 和弘横山; Takayuki Ito; 隆幸伊藤; Sadayuki Yaginuma; 貞幸柳沼
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-27
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP3923746B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐塵性に優れ、ラバーキャップ１０８への押
圧力（操作圧）の変動を少なくして、信頼性のあるキー
ボード用スイッチ装置を提供する。【解決手段】昇降可能な複数のキートップ５０と、各キ
ートップ５０を上方にそれぞれ弾性付勢し、ドーム状の
内部の天井部に可動電極を有するラバーキャップ４０
と、各ラバーキャップ４０が上面に貼付けられ、キート
ップ５０の昇降動作に伴って変形するラバーキャップ４
０を介して、可動電極４２と接離可能な第１、第２固定
電極３２，３３を有する絶縁性シート３０と、絶縁性シ
ート３０を上方に積層したベースプレート１０とを備
え、絶縁性シート３０は、ラバーキャップ４０のドーム
状内部で、第１、第２固定電極３２，３３の近傍に穴部
３０ｆを有し、絶縁性シート３０とベースプレート１０
間には、キートップ５０の配列方向に対応した複数の長
孔部２２を有するスペーサシート２０が積層されて配設
され、長孔部２２と穴部３０ｆとを通ずるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キーボード用スイ
ッチ装置に関し、特にノート型のパーソナルコンピュー
タやノート型ワードプロセッサなどに搭載される薄型の
キーボードに使用して好適なキーボード用スイッチ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のキーボード用スイッチ装置１００
は、図８に示すように、ラバーキャップ１０８を有する
メンブレンスイッチ１０７を有している。このメンブレ
ンスイッチ１０７は、絶縁性のフィルムシート１０７ａ
上にスイッチ素子である、互いに対向する第１と第２の
電極１０７ｂ、１０７ｃが印刷等により形成されてい
る。この第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃは、後述す
るラバーキャップ１０８の導電部１０８ｂが接触するこ
とにより、電気的に導通してスイッチＯＮ状態になるよ
うになっている。

【０００３】また、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃ
の周辺には、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃを露出
させた状態で、所定の厚さのレジスト膜１０７ｄが形成
され、このレジスト膜１０７ｄにより、第１、第２電極
１０７ｂ、１０７ｃから引き出された配線パターン（図
示せず）の上面が覆われて絶縁されている。また、第１
あるいは第２電極１０７ｂ、１０７ｃ近傍のフィルムシ
ート１０７ａには、空気孔１０７ｆが打ち抜き形成され
ている。

【０００４】また、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃ
上には、内部がドーム状に形成されたラバーキャップ１
０８が配設されている。このラバーキャップ１０８は、
内部のドーム状の天井部から下方に突出して押圧突起１
０８ａが形成され、この押圧突起１０８ａの下端部に
は、導電性の膜からなる導電部１０８ｂが印刷等により
形成されている。また、ラバーキャップ１０８には、ド
ーム状の天井部から上方に突出する円形状の頂部１０８
ｃが形成されている。また、ドーム状の下部にはスカー
ト部１０８ｄが形成され、このスカート部１０８ｄが、
接着剤等でメンブレンスイッチ１０７のレジスト膜１０
７ｄ上に固着されて、メンブレンスイッチ１０７とラバ
ーキャップ１０８とが一体化されている。

【０００５】また、メンブレンスイッチ１０７の下部に
は、アルミニウム等の金属板からなる平坦状のメタルプ
レート１０９が配設されている。このメタルプレート１
０９には、メンブレンスイッチ１０７の空気孔１０７ｆ
が位置する部分に、同じ大きさの空気孔１０９ｆが打ち
抜き形成されており、ラバーキャップ１０８が押圧され
て変形したときに、ラバーキャップ１０８内部の空気が
空気孔１０７ｆ、１０９ｆを通じて外部に逃げて、ラバ
ーキャップ１０８が変形容易になっている。ところで、
ラバーキャップ１０８を下方に押し下げると、ラバーキ
ャップ１０８内部の容積が一旦減少し、その後、ラバー
キャップ１０８の復帰と共に、その容積内に空気孔１０
７ｆ、１０９ｆを通じて外部から空気が流入する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなメンブレン
スイッチ１０７のスイッチング動作が行われると、空気
とともにごみや埃などがラバーキャップ１０８内部に侵
入して、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃおよび導電
部１０８ｂに付着するおそれがある。そして、ラバーキ
ャップ１０８を押し下げて、スイッチング動作（スイッ
チオン動作）するにも、これらごみや埃により、第１、
第２電極１０７ｂ、１０７ｃと導電部１０８ｂとの接触
が妨げられ、導通しないおそれがある。

【０００７】そこで、これらごみや埃がラバーキャップ
１０８の内部に侵入しにくくするために、空気孔１０７
ｆ、１０９ｆの径を小さくすることが考えられるが、キ
ーボードとして配列された多数のラバーキャップ１０８
が同時に複数個押し下げられられると、その作動に要す
る押圧力を増大させなければならないので、空気孔１０
７ｆ、１０９ｆの径を小さくすることができない。

【０００８】近年、ノート型パーソナルコンピュータ
は、その普及に伴って、益々薄型化が要求されてきてい
る。したがって、キーボードでは、上記キーボード用ス
イッチ装置１００の下部、すなわちメタルプレート１０
９と図示しない構成ユニットのケース部材の間の隙間が
十分に取れなくなってきている。そして、メタルプレー
ト１０９とケース部材と密着した場合には、スイッチン
グ動作のため、ラバーキャップ１０８を押し下げようと
したときに、ラバーキャップ１０８内部の空気が空気孔
１０７ｆ、１０９ｆを通じて外部に逃げることができ
ず、ラバーキャップ１０８を十分に押し下げることがで
きないことがある。そのため、ラバーキャップ１０８へ
の押圧力（操作圧）が変動してしまい、そのメンブレン
スイッチ１０７のクリック感などのフィーリングも悪く
なる。

【０００９】本発明の目的は、耐塵性に優れ、ラバーキ
ャップ１０８への押圧力（操作圧）の変動を少なくし
て、信頼性のあるキーボード用スイッチ装置を簡単な構
成で提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題の少なくとも１
つを解決するための第１の解決手段として、昇降可能な
キートップと、該キートップを上方に弾性付勢する弾性
キャップと、各弾性キャップが上面に設けられ、キート
ップの昇降動作に伴って変形する弾性キャップを介し
て、スイッチングを行うシートスイッチと、シートスイ
ッチを上方に積層したベースプレートとを備え、シート
スイッチは、弾性キャップの内部に配置された第１の通
気孔を有し、シートスイッチとベースプレート間には、
空気逃げ部を有するスペーサシートが積層されて配設さ
れ、空気逃げ部と第１の通気孔とを通ずるようにしたも
のである。

【００１１】また、第２の解決手段として、空気逃げ部
はキートップの配列方向に対応した長孔部である。

【００１２】また、第３の解決手段として、シートスイ
ッチには、弾性キャップの外方で、空気逃げ部に通じる
第２の通気孔が形成されたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態であるキーボ
ード用スイッチ装置を図１乃至図７に基づいて以下に説
明する。図１乃至図３に示すように、キーボード用スイ
ッチ装置は、アルミニウム等の金属からなる平板状のベ
ースプレート１０と、該ベースプレート１０上に積層し
て配設されたスペーサシート２０と、このスペーサシー
ト２０上に積層して配設された絶縁性シート３０と、絶
縁性シート３０上に取付けられたラバーキャップ（弾性
キャップ）４０と、ラバーキャップ４０を押し下げるキ
ートップ５０と、ラバーキャップ４０を配置するための
矩形状をした複数の開口部６０ａを有する保持プレート
６０とから主に構成されている。

【００１４】図４に示すように、略長方形状をした上記
スペーサシート２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）、ポリエステルなどの樹脂フィルムからなり、
その長手方向に沿って、幅寸法を同じにした６本の帯状
をした空気逃げ部としての長孔部２２が互いに平行に打
ち抜き形成されている。また、スペーサシート２０に
は、その周辺部分、さらに長孔部２２を除いた中央部分
に、位置決め用の複数の位置決め穴２４が所定の間隔で
形成されている。なお、この長孔部２２は、後述するキ
ートップ５０の配列方向と一致している。

【００１５】上記絶縁性シート３０は、シートスイッチ
として、図１乃至図３に示すように、ＰＥＴなどの樹脂
フィルムからなる透明な絶縁性のベースシートと、導電
性ペーストからなる導電パターン部とをスクリーン印刷
にて一体成形した、一種のフレキシブル回路基板（ＦＰ
Ｃ）とを備えている。また、導電パターン部にはレジス
ト膜が一体形成されている。そして、図５に示すよう
に、絶縁性シート３０の上面には、導電パターン部に接
続する第１、第２固定電極３２、３３が、一組ずつ所定
の間隔に並設して配置されるとともに、レジスト膜から
露出して形成されている。さらに、絶縁性シート３０に
は、１組の第１、第２固定電極３２，３３近傍に１つの
小さな穴部（第１の通気孔）３０ｆがそれぞれ形成され
ている。また、絶縁性シート３０には、ラバーキャップ
４０の外方で、各長孔部２２に通ずる複数の通気孔（第
２の通気孔）３０ｇがそれぞれ導電パターン部を避けて
貫通形成されている。すなわち、長孔部２２を介して穴
部３０ｆに通じる通気孔３０ｇが形成されている。

【００１６】上記ラバーキャップ（弾性キャップ）４０
は、図３、図５および図６に示すように、絶縁性のある
シリコーンゴムなどでドーム状に形成され、ドーム状の
天井部分から上方に突出する筒状の頂部４０ｃと、頂部
４０ｃの周囲から下向きに延びるスカート部４０ｄと、
スカート部４０ｄの下端部分に延設された厚肉の鍔部４
０ｆとからなる下向き開放のキャップ状に一体成形され
ている。このラバーキャップ４０には、ドーム状の内部
の天井部（頂部４０ｃ）に下方側に向けて一体に突出形
成した押圧突起と、この押圧突起の先端（下端部）に印
刷形成された導電性の膜を有する可動電極４２とを備え
ている。

【００１７】さらに、ラバーキャップ４０は、可動電極
４２と第１、第２固定電極３２，３３とが対向するよう
に、接着剤などを塗布した鍔部４０ｆの下面を絶縁性シ
ート３０の上面に貼り付け固定している。そして、ラバ
ーキャップ４０の押し下げにより、可動電極４２が第
１、第２固定電極３２，３３と接離して、シートスイッ
チである絶縁性シート３０はスイッチング動作をするよ
うになっている。

【００１８】なお、可動電極４２は、押圧突起の代わり
に、ドーム状の内部の天井部（頂部４０ｃ）に下方側に
向けて突出した、導電性を有する導電ゴム等からなる円
柱状の可動電極４２が固着した構造にしてもよい。ま
た、ラバーキャップ４０は、ゴム製に限定されず、弾性
を有する素材であれば良い。

【００１９】上記キートップ５０は、図１に示すよう
に、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂からなり、その上面に文字
などが刻印または印刷などにより付されている。そし
て、キートップ５０の下面には図示しないアクチュエー
タが配置され、このキートップ５０を押し下げることに
より、アクチュエータを介してラバーキャップ４０を昇
降方向（垂直方向）に均一に押圧できるようになってい
る。なお、保持シート６０の開口部６０ａには、図示し
ないアクチュエータが取り付けられている。

【００２０】このように、キーボード用スイッチ装置
は、ベースプレート１０にスペーサシート２０を、スペ
ーサシート２０にラバーキャップ４０を貼り付けた絶縁
性シート３０を、絶縁性シート３０に保持プレート６０
を順に積層して一体に組み立てる。あらかじめ保持シー
ト６０の開口部６０ａには図示しないアクチュエータ
（押圧部材）を取付けし、このアクチュエータにキート
ップ５０を取付けする。なお、絶縁性シート３０には、
ラバーキャップ４０の鍔部４０ｆを図示しない接着剤に
て貼り付けておく。そして、各長孔部２２の真上には、
各穴部３０ｆおよび各通気孔３０ｇをそれぞれ配置し
て、穴部３０ｆ、長孔部２２および通気孔３０ｇがとも
に空気逃げ用の１つの導通路Ｓを形成している。

【００２１】次に、このキーボード用スイッチ装置の動
作を図６および図７に基づいて説明すると、先ず、キー
トップ５０を下方に押し下げていくと、図示しないアク
チュエータを介してラバーキャップ４０の頂部４０ｃが
下方に押圧される。すると、ラバーキャップ４０のスカ
ート部４０ｄが変形して座屈し、この座屈によってラバ
ーキャップ４０にクリック感が生じる。それとともに、
可動電極４２が第１、第２固定電極３２，３３に接触し
て、第１、第２固定電極３２，３３間が電気的に導通
し、スイッチオン状態となる。このとき、ラバーキャッ
プ４０の内部の空気は、穴部３０ｆを通じて長孔部２２
内に放出され、その長孔部２２の空間内で吸収される。

【００２２】また、複数のキートップ５０を同時に押圧
される場合には、複数のラバーキャップ４０の内部の空
気が各穴部３０ｆを通じて長孔部２２に放出され、その
長孔部２２の空間内で一部吸収される。そして、吸収さ
れない空気は、長孔部２２から各通気孔３０ｇを通じて
外部に放出される。このように、キートップ５０の１個
または複数個を押圧したとき、ラバーキャップ４０の内
部の空気が穴部３０ｆを通じて長孔部２２に十分に放出
されるので、ラバーキャップ４０のクリック感などが快
適な状態で一定に維持される。

【００２３】次に、スイッチオン状態から、キートップ
５０に加えていた押圧力を解除すると、座屈していたラ
バーキャップ４０が、自身の弾性力で元のドーム状の形
状に復帰し、キートップ５０を上方に押し上げ元の位置
に戻す。このように、ラバーキャップ４０の復帰によ
り、第１、第２固定電極３２，３３に接触して導通して
いた可動電極４２が離間して上昇し、スイッチオフ状態
に戻る。このとき、それまで座屈変形により、その容積
が小さく、空気が少なくなっていたラバーキャップ４０
の内部は、元のドーム状の形状に同時に復帰するととも
に、穴部３０ｆを通じて長孔部２２から空気を取り込
む。

【００２４】また、複数のキートップ５０への押圧力が
同時に解除されるときには、長孔部２２からの空気では
足りずに、通気孔３０ｇを介して外部から空気が入り込
む。よって、ラバーキャップ４０の内部に、空気が穴部
３０ｆを通じて長孔部２２から十分に入り込むので、ラ
バーキャップ４０のクリック感などのフィーリングが常
に一定となる。また、ベースプレート１０と絶縁性シー
ト３０間にスペーサシート２０が挟まれていて、スペー
サシート２０の長孔部２２は外部に直接露出していない
ので、長孔部２２にごみや埃による付着の影響が防止さ
れている。

【００２５】以上のような一実施形態であるキーボード
用スイッチ装置は、以下に示す効果を奏する。１）昇降可能な複数のキートップ５０と、各キートップ
５０を上方にそれぞれ弾性付勢し、ドーム状の内部の天
井部に可動電極を有するラバーキャップ４０と、各ラバ
ーキャップ４０が上面に貼付けられ、キートップ５０の
昇降動作に伴って変形するラバーキャップ４０を介し
て、可動電極４２と接離可能な第１、第２固定電極３
２，３３を有する絶縁性シート３０と、絶縁性シート３
０を上方に積層したベースプレート１０とを備え、絶縁
性シート３０は、ラバーキャップ４０のドーム状内部
で、第１、第２固定電極３２，３３の近傍に穴部３０ｆ
を有し、絶縁性シート３０とベースプレート１０間に
は、キートップ５０の配列方向に対応した複数の長孔部
２２を有するスペーサシート３０が積層されて配設さ
れ、長孔部２２と穴部３０ｆとを通ずるようにしたこと
により、十分な耐塵性を有するとともに、固定電極と可
動電極とが当接してスイッチング動作しても長孔部２２
を通じて放出する構造とすることができる。また、第
１、第２固定電極３２，３３と可動電極４２とが離間し
てスイッチング動作しても外部から直接空気が入り込ま
ず、長孔部２２から入り込む構造となっているので、十
分な耐塵性に優れたものにすることができる。

【００２６】また、メタルプレート１０とその下方部分
の他の構成部材とが密着して構成した場合でも、スイッ
チング動作のため、ラバーキャップ４０が押し下げられ
て、ラバーキャップ４０内部の空気を薄いフィルムから
なるスペーサシート３０の長孔部２２を通じて排出する
ことができるので、キートップ５０の操作性を維持した
状態で、キーボード全体の薄型化、さらにはパーソナル
コンピュータそのものの薄型化を図ることができる。

【００２７】２）また、絶縁性シート３０には、ラバー
キャップ４０の外方で、長孔部２２に通ずる通気孔３０
ｇが形成されたことにより、複数のキートップ５０が押
圧されたときでも、ラバーキャップ４０の内部の空気圧
の急激な上昇や減少が生じても、通気孔３０ｇを通じて
外部から空気が入り込み、直ちに緩和され、作動力の変
動は実質的に抑えられ、常に押圧時のクリック感を一定
とすることができる。

【００２８】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、そ
の主旨を逸脱しない範囲内において変更して実施するこ
とができる。例えば、空気逃げ部としての長孔部２２
は、スペーサシート２０の長手方向だけでなく、その長
手方向に対して直交する方向、または斜め方向に形成し
たものであってもよい。また、シートスイッチとして、
ラバーキャップ４０などを備えたメンブレンスイッチの
他に単なるシート状のみのメンブレンスイッチとした構
造であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように説明してきた本発明のキー
ボード用スイッチ装置においては、シートスイッチは、
弾性キャップの内部に配置された第１の通気孔を有し、
シートスイッチとベースプレート間には、空気逃げ部を
有するスペーサシートが積層されて配設され、空気逃げ
部と第１の通気孔とを通ずるようにしたことにより、弾
性キャップを押圧してスイッチング動作しても空気が空
気逃げ部を通じて簡単に放出することができる。

【００３０】また、空気逃げ部は、キートップの配列方
向に対応した長孔部であることにより、この長孔部をキ
ートップの配列方向である、横方向または縦方向に合わ
せてスペーサシートに簡単に形成することができるの
で、信頼性のあるものにすることができる。

【００３１】また、シートスイッチには弾性キャップの
外方で、空気逃げ部に通ずる第２の通気孔が形成された
ことにより、複数のキートップが押圧されたときでも、
弾性キャップの内部の空気圧の急激な上昇や減少が生じ
ても、第２の通気孔を通じて外部から空気が入り込み、
直ちに緩和され、作動力の変動は実質的に抑えられ、常
に押圧時のクリック感を一定とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッ
チ装置の分解斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッ
チ装置の一部断面図である。

【図３】図２に示すキーボード用スイッチ装置におい
て、囲み線Ａにて囲んだ部分内の拡大図である。

【図４】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッ
チ装置において、スペーサシートの平面図である。

【図５】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッ
チ装置の接点部分の平面図である。

【図６】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッ
チ装置の接点部分の断面図である。

【図７】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッ
チ装置の空気逃げを説明するための説明図である。

【図８】従来のキーボード用スイッチ装置の一部断面図
である。

【符号の説明】

１０ベースプレート２０スペーサシート２２長孔部（空気逃げ部）３０絶縁性シート（シートスイッチ）３０ｆ穴部（第１の通気孔）３０ｇ通気孔（第２の通気孔）３２、３３固定電極４０ラバーキャップ（弾性キャップ）４２可動電極５０キートップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柳沼貞幸東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内Ｆターム(参考） 5B020 DD02 EE01 5G006 AA02 AB01 AZ01 BA01 BB07 CD04 FB07 FB22 FB32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】昇降可能な複数のキートップと、該各キートップを上方にそれぞれ弾性付勢する弾性キャ
ップと、前記各弾性キャップが上面に設けられ、前記キートップ
の昇降動作に伴って変形する前記弾性キャップを介し
て、スイッチングを行うシートスイッチと、該シートスイッチを上方に積層したベースプレートとを
備え、前記シートスイッチは、前記弾性キャップの内部に配置
された第１の通気孔を有し、前記シートスイッチと前記ベースプレート間には、空気
逃げ部を有するスペーサシートが積層されて配設され、
前記空気逃げ部と前記第１の通気孔とを通ずるようにし
たことを特徴とするキーボード用スイッチ装置。
【請求項２】前記空気逃げ部は前記キートップの配列
方向に対応した長孔部であることを特徴とする請求項１
記載のキーボード用スイッチ装置。
【請求項３】前記シートスイッチには、前記弾性キャ
ップの外方で、前記空気逃げ部に通ずる第２の通気孔が
形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の
キーボード用スイッチ装置。