JP2002373545A - キースイッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、キー操作性が良好で、且つ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。 【解決手段】 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８ｂは摺動係止
部５ｂの係止溝内で水平方向に摺動する。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に摺動する。

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
ッチング動作が行われる。

【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
なればなる程薄型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。

【００１１】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つのリンク部材における下側端部の
可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キースイッチ装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【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、樹脂製のキートップ
と、複数の係止部を突出形成した金属製支持部材と、キ
ートップの下面と金属製支持部材の複数の係止部とを連
結係止し、キートップを上下方向に案内支持する第１リ
ンク部材と第２リンク部材とからなる案内支持部材と、
支持部材上に配置されたスイッチング部と、スイッチン
グ部を作動させるスプリング部材とを備え、キートップ
の押下操作に基づきスプリング部材を介してスイッチン
グ部にてスイッチング動作を行うものである。

【００１３】

【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、スプリング部材を介してスイッチング部が
作動され、スイッチング動作が行われる。

【００１４】このとき、案内支持部材における第１リン
ク部材の上側端部及び第２リンク部材の上側端部がキー
トップの下面側に可動自在に係止されるとともに、第１
リンク部材の下側端部及び第２リンク部材の下側端部が
支持部材の上面側と支持部材から突出形成された複数の
係止部で可動自在に係止されているので、その可動動作
が円滑になり、キー入力の操作性が良好で、かつ確実な
キー入力を行うことが可能になる。

【００１５】

【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。

【００１６】図１及び図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った後に、第２の回路パターンが
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つの回路パターン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。

【００１７】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い、その他
の回路面にはレジスト印刷を行って、印刷した回路パタ
ーン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。

【００１８】また、固定接点パターン２の周囲には、案
内支持部材６の取付部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２つの係止ピン７ａを水平方向に摺動係止す
る様な構造を有している。

【００１９】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）。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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
うに行われる。

【００２３】まず、基板１上の所定の部位に、コ字状の
ブランク部１ｂに相当する部分を抜くことで、ヒンジ部
（取付部１ａ叉は１ｃに当たる部分）を形成して（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することで取付部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の表面のブランク部１ｂの境界線上に生じる。

【００２４】その害を防ぐために、図８に示すような、
取付部１ａ、１ｃ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に乗っかり、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７ａが厚膜３上に乗っている
状態を示す。

【００２５】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７
ａは、図９に示すように、取付部１ｃ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１
ｃ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。

【００２６】また、基板１には取付部１ａ、１ｃを形成
した際の抜き穴（ブランク部１ｂに相当）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。

【００２７】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うことで、取付部１ａ、１ｃ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。

【００２８】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、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の押下部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。

【００２９】これにより、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、押下部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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】一方のリンク部材７は、図３及び図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
体に連結形成されるとともに、各板状体７１の各々の他
端には外向きに係止ピン７ａ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が内向きに形成され
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。

【００３４】更に、他方のリンク部材８は、図３及び図
６に示すように、一対の板状体８１を有し各板状体８１
の一端部には係止軸８ａが外向きに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
外向きに形成されてなるものである。また、各板状体８
１の内側における中央部位置の間には、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部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部
８２がラバースプリング４を押下してスイッチング動作
を行うものである。

【００３５】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、押下部
８２で軸支部Ａを形成している。

【００３６】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８
ｃ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。

【００３７】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８
ｂはキートップ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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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におけ
る右方向）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における右方向）に摺動する。

【００４１】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。

【００４２】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、係止
軸７ｂ、８ａ、及び係止ピン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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】ここに、基板１において、２つの取付部１
ａ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。

【００４８】また、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
ている抜き穴（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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るキー
スイッチ装置によれば、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、キー操作性が良好で、且つ確実なキー
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。

【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 ５ａ 回動係止部 ５ｂ 摺動係止部 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 猛行 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号 ブラザー 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G006 AA02 AC03 AZ01 BA01 BA02 BC04 CB01 CB03 CD02 FB06 5G023 AA12 CA01 CA08 CA30 CA41

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製のキートップと、 複数の係止部を突出形成した金属製支持部材と、 前記キートップの下面と金属製支持部材の複数の係止部
   とを連結係止し、キートップを上下方向に案内支持する
   第１リンク部材と第２リンク部材とからなる案内支持部
   材と、 前記支持部材上に配置されたスイッチング部と、 前記スイッチング部を作動させるスプリング部材とを備
   え、 前記キートップの押下操作に基づき前記スプリング部材
   を介して前記スイッチング部にてスイッチング動作を行
   うことを特徴とするキースイッチ装置。