JP2004079546A - キーボード装置 - Google Patents

Abstract

　　【課題】　キー操作上必要なキーストローク量を確保しつつキースイッチの高さを低くすることができ、構造の簡素化、薄型化およびコストの低廉化を図りつつ、大きな可撓性を有して取り扱い難いフレキシブル回路基板をホルダ部材と支持板との間にて適正な位置で位置決めすることができるキーボード装置を提供する。
　　【解決手段】　ホルダプレート２５にスイッチ開口４１を有するスイッチ支持部４０を形成するとともに、各スイッチ支持部４０の周囲の４箇所にホルダ開口４２を形成しつつ各キースイッチに各突出部４３設け、且つ隣接するキースイッチ間で共有し、更に、各突出部４３に対応してフレキシブル回路基板３０およびスイッチ支持板３２にそれぞれ基板挿通孔４４および支持板挿通孔４５を形成して各挿通孔４４，４５内に突出部を挿通する。
【選択図】　　　　　　　　　　図１

Description

　本発明は、キートップとホルダプレートとの間に配設される案内支持部材を介してキートップの上下動を案内するキーボード装置に関し、特に、キー操作上必要なキーストロークを確保しつつ、薄型化を可能とし、もって全体として薄型化がキーボード装置に関するものである。

　近年、ノート型のワードプロセッサ、パーソナルコンピュータの開発が盛んに行なわれており、これに伴いこの種ワードプロセッサ等に付設されるキーボードの薄型化が指向されている。

　かかるキーボードの薄型化に対応すべく本出願人は、図７に示すように、特願平３−３３０１６０号に記載したキーボード装置をホルダプレート上に複数個配設してなるキーボード装置を提案している。図７はキーボード装置における主要部の側断面図であり、各キースイッチの詳細な構成については、特願平３−３３０１６０号を参照することとして概略を説明する。

　図７において、キートップ１は、その裏面に設けられた２つの係止部２、３（各係止部２、３はそれぞれ一対存在する）の係止孔４、係止溝５とホルダプレート２５の２つの係止部２６、２７（各係止部２６、２７はそれぞれ一対存在する）の係止溝２８、係止孔２９との間に配設された案内支持部材６（２つのリンク部材７、８からなり、リンク部材７の一端に設けられた係止ピン１３、１４が係止孔４に、他端に設けられた係止ピン１５、１６が係止溝２８に係止されており、リンク部材８の一端に設けられた係止ピン２３、２４が係止溝５に、他端に設けられた係止ピン２１、２２が係止孔２９に係止されている）により上下動案内される。そして、両リンク部材７、８の軸支部Ａが、支持板３２上に支持されるフレキシブル回路基板３０上に載置されたラバースプリング３１の頂部に配置され、キートップ１を押下することにより軸支部Ａを介してラバースプリング３１を座屈させてスイッチング動作を行なうものである。

　このとき、キートップ１の押下時において、そのキーストローク量はキートップ１の下端とホルダプレート２５の上面との間の距離Ｓにより規制される。

　一般的に、キーボードにおいては、キートップの押下に基づくキー入力を確実に感知し、また、キートップの操作に伴う疲労を軽減するために人間工学的見地から所定のキーストローク（キートップの押下量）を設ける必要があることが知られており、かかるキーストローク量は４ｍｍ程度であることが経験的に分かっている。

　従って、前記従来のキーボード装置に配設されたキースイッチにおいても、キーストローク量Ｓとして４ｍｍ程度を確保する必要があるが、更にキーボード装置全体における高さＨを低くするためには、図７に記載したラバースプリング３１よりも小さい（高さの低い）ラバースプリングを使用してラバースプリングが低くなった分に対応してキートップ１の位置を低くするか、又は、リンク部材７の係止ピン１３、１４が係止される係止部２の係止孔４およびリンク部材８の係止ピン２３、２４が係止される係止部３の係止溝５の位置を相対的に高い位置に設定し、結果的に係止孔４、係止溝５の位置を高くした分に対応してキートップ１の位置を低くする必要がある。

　しかしながら、小さいラバースプリングを使用した場合や係止孔４、係止溝５の位置を高い位置に設定した場合は、ラバースプリングの高さを低くするに従って、また、係止孔４、係止溝５の位置を高くするに従って、キーストローク量Ｓも小さくなってしまう。これでは、キー操作上必要なキーストローク量Ｓを確保できず、この結果、前記したような人間工学的見地から考えて、操作者がキー入力を確実に感知することができず、また、キー操作上疲労し易くなってしまう。このように、前記従来のキーボード装置においては、キー操作上必要なキーストローク量を確保しつつキーボード装置全体の高さＨをより低くするには自ずと限界が存在し、従って、キーボード装置の高さＨを更に低くすることは困難であるという問題があった。

　本発明は前記従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、支持板等に対してキースイッチを簡単且つ安定的に組み込むことが可能であるとともに、全体として薄型化可能なキーボード装置を提供することを目的とする。

　前記目的を達成するために、本発明に係るキーボード装置は、キートップと、そのキートップの下方に配設され、その上端部がキートップの下面に係止され、キートップの上下動を案内支持する第１リンク部材および第２リンク部材と、キートップの上下動に伴ってスイッチング動作を行うスイッチング部材と、そのスイッチング部材に対応する位置にスイッチ開口が形成されるとともに、そのスイッチ開口の周囲に設けられ、且つ両リンク部材の下端部を係止する係止部を形成したホルダ部材と、そのホルダ部材の下方に配設され、スイッチ開口に対応してスイッチ電極を有するフレキシブル回路基板と、そのフレキシブル回路基板の下方に配設され、フレキシブル回路基板を支持する支持板とを有するキースイッチを、複数個設けたキーボード装置であって、ホルダ部材から下方に突出して形成された突出部と、支持板に形成され、ホルダ部材の突出部を挿通する挿通孔とを備え、突出部は、キースイッチ毎に設けられ、ホルダ部材と支持板は、突出部を挿通孔に挿通することにより、ホルダ部材と支持板との間にフレキシブル回路基板を介在させた状態で位置決めされていることを特徴とする。

　前記構成を有する本発明のキーボード装置によれば、スイッチング動作を行う際にキートップが押下されると、その押下に伴いキートップが第１リンク部材および第２リンク部材を介して下方に案内される。かかるキートップの押下に従って、スイッチング部材によりフレキシブル回路基板のスイッチ電極にてスイッチング動作が行われる。

　このとき、ホルダ部材から下方に突出して形成された突出部は、各キースイッチ毎に設けられており、また、突出部が、回路基板を介在させつつ支持板に形成された挿通孔に挿通されていることに基づきホルダ部材と支持板とは、ホルダ部材と支持板との間にフレキシブル回路基板を介在させた状態で位置決めされているので、各キースイッチ毎にて突出部を介してホルダ部材、フレキシブル回路基板および支持板を確実に位置決めすることが可能となり、また、キートップの押下時においてキーストローク量は、キートップの下端とホルダ部材の突出部の上面との間の距離により規制され、これにより、突出部が下方に突出した量に対応してキーストローク量が十二分に確保される。

　また、このように十二分に確保されたキーストローク量から必要最小限のキーストローク量を残すとともに、余剰のキーストローク量に対応してスイッチング部材の高さを低くしたり、又、案内支持部材の上端とキートップの係止部との係止位置を相対的に高くすることにより、薄いフレキシブル回路基板が使用されていることとも相まってキースイッチ全体の薄型化が実現される。これにより、かかるキースイッチを設けたキーボード装置の薄型化を図ることが可能となる。

　以上説明した通り、本発明のキーボード装置によれば、キー操作上必要なキーストローク量を確保しつつキースイッチの高さを低くすることができ、構造の簡素化、薄型化およびコストの低廉化を図りつつ、大きな可撓性を有して取り扱い難いフレキシブル回路基板をホルダ部材と支持板との間にて適正な位置で位置決めすることができ、この結果、キーボード装置全体の薄型化が可能となる。

　以下、本発明に係るキーボード装置について、本発明を具体化した一実施例に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。

　図１は本実施例に係るキーボード装置における主要部の側断面図を示すものであり、キートップ１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１の裏面からは、２つの係止部２、３（それぞれの係止部２、３は紙面と垂直方向に各一対が存在し、図１においてはそれぞれの一方のみを示す）が下方に向けてキートップ１本体と一体に設けられている。

　係止部２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ピン１３、１４を回動可能に係止する係止孔４が穿設されており、また、係止部３には、他方のリンク部材８の一端に形成された係止ピン２３、２４を水平方向に摺動可能に係止する係止溝５が形成されている。

　キートップ１の下方には、キートップ１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。

　一方のリンク部材７は、図２に示すように、基部９の両端に２つの基端部１０、１１を一体に形成してなるものである。基部９の中央部の一側面からは軸１２が延設されており、かかる軸１２は後述する他方のリンク部材８に形成された軸孔２０に軸支される。尚、リンク部材７の係止ピン１３、１４と係止ピン１５、１６は軸１２を中心として一直線上に並び、且つ、軸１２からの距離が等しくなるように構成される。

　また、基端部１０の両端延部１０Ａの側面からは、係止ピン１３、１４が延設されており、この係止ピン１３、１４は前記したキートップ１の係止部２に穿設された係止孔４に係止されるものである。更に、基端部１１は平面視でコ字状に形成されており、コ字状の両端延部１１Ａの側面からは前記と同様の係止ピン１５、１６が延設されている。かかる係止ピン１５、１６は後述するホルダプレート２５に形成された係止部２６に係止される。

　更に、リンク部材８は、図３に示すように、基部１７の両端に２つの基端部１８、１９を一体に形成してなるものである。基部１７の中央部には軸孔２０が穿設され、この軸孔２０には前記のようにリンク部材７の基部９に設けられた軸１２が挿通される。また、基端部１８は平面視コ字状に形成されており、コ字状の両端延部１８Ａからは係止ピン２１、２２が延設されている。この係止ピン２１、２２は後述するホルダプレート２５に形成された係止部２７に係止される。

　尚、リンク部材８の係止ピン２１、２２と係止ピン２３、２４は軸孔２０を中心として一直線上に並び、且つ、軸孔２０からの距離が等しくなるように構成される。

　更に、基端部１９の両端延部１９Ａから前記と同様の係止ピン２３、２４が延設されており、かかる係止ピン２３、２４は前記したキートップ１の係止部３に形成された係止溝５に摺動可能に係止されるものである。

　前記したように案内支持部材６は、一方のリンク部材７の基部９に形成された軸１２を他方のリンク部材８の基部１７に穿設した軸孔２０に挿通して構成されるものであり、両リンク部材７、８は軸１２と軸孔２０とよりなる軸支部Ａを介して相互に回動可能となる。

　次に、案内支持部材６の下方には樹脂製のホルダプレート２５が配設されており、かかるホルダプレート２５には、図４および図５に示すように、複数個の各キースイッチに対応して各スイッチ支持部４０が一体成型により設けられており、各スイッチ支持部４０の内方にはスイッチ開口４１が形成されている。かかるスイッチ開口４１には、後述するフレキシブル回路基板３０上に載置されたラバースプリング３１が配置されている。

　また、スイッチ支持部４０の周囲における４箇所にはホルダ開口４２が穿設されている。これらのホルダ開口４２はホルダプレート２５の重量を軽減するとともに、ホルダプレート２５の成型に必要な樹脂材料を削減して経費の節減を図るものである。

　更に、ホルダプレート２５において、各ホルダ開口４２を除いた各スイッチ支持部４０の間には、下方に突出した突出部４３（図１参照）が形成されており、これより各スイッチ支持部４０はこれらの各突出部４３を介して相互に連結されるものである。ここに、各突出部４３は、図４、図５に示すように、スイッチ支持部４０の四角位置を連結している。これにより、各キースイッチ毎に４つの突出部４３が設けられるとともに、各突出部４３は相互に隣接するキースイッチ間で共用されることとなる。

　前記のように構成されたホルダプレート２５の各スイッチ支持部４０において、リンク部材７の基端部１１に延設された係止ピン１５、１６およびリンク部材８の基端部１８に延設された係止ピン２１、２２をそれぞれ係止するための係止部２６、２７が設けられている。

　係止部２６はホルダプレート２５のスイッチ支持部４０から突状に一体に形成されるとともに長孔状の係止溝２８が設けられており、かかる係止溝２８にはリンク部材７の係止ピン１５、１６が水平方向に摺動可能に係止されている。また、係止部２７は係止部２６と同様ホルダプレート２５のスイッチ支持部４０から突状に一体に形成されるとともに係止孔２９が設けられており、この係止孔２９にはリンク部材８の係止ピン２１、２２が回動可能に係止されている。

　前記構成において、軸支部Ａの中心を通る垂線Ｌを基準として図１における左方側に存在するキートップ１の裏面に形成された係止部２およびキーホルダプレート２５に形成された係止部２７には、それぞれ係止ピン１３、１４および２１、２２を回動可能に係止する係止孔４および係止孔２９が設けられていることになる。

　また、垂線Ｌの図１における右方側に存在するキートップ１の裏面に形成された係止部３およびキーホルダプレート２５に形成された係止部２６には、それぞれ係止ピン２３、２４および係止ピン１５、１６を水平方向に摺動可能に係止する係止溝５および係止溝２８が設けられていることになる。

　ホルダプレート２５の下方には、スイッチ電極を含む所定の回路パターン（図示せず）が形成されたフレキシブル回路基板３０が配設され、スイッチ電極に対応する位置には逆カップ状のラバースプリング３１が載置されている。このラバースプリング３１は内部に公知の可動電極を有しており、また、その上面の中央部には前記した２つのリンク部材７、８を相互に回動可能に軸支する軸支部Ａが対向配置される。

　これにより、キートップ１の押下に伴って軸支部Ａが下方に移動すると、軸支部Ａはラバースプリング３１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３１が挫屈し、ラバースプリング３１内の可動電極によりスイッチ電極が短絡されるものである。

　また、フレキシブル回路基板３０において、図５に示すように、ホルダプレート２５に形成された各突出部４３に対向する位置には基板挿通孔４４が穿設されており、この結果、各突出部４３は各基板挿通孔４４を介して下方に挿通されるものである。

　更に、フレキシブル回路基板３０の下方にスイッチ支持板３２が配設されており、かかるスイッチ支持板３２には、図５に示すように、フレキシブル回路基板３０に形成された各基板挿通孔４４に対応する位置に支持板挿通孔４５が穿設されている。これにより、前記のようにフレキシブル回路基板３０の各基板挿通孔４４を介して挿通されたホルダプレート２５の各突出部４３は、更に各支持板挿通孔４５を介して下方に挿通されることとなる。このように、スイッチ支持板３２は支持板挿通孔４５を介してホルダプレート２５の各突出部４３を下方に挿通しつつ、前記した各フレキシブル回路基板３０、ラバースプリング３１およびキートップ１を支持した案内支持部材６を支持するものである。

　ここに、ホルダプレート２５の各突出部４３を、支持板３２の支持板挿通孔４５に挿通した状態においては、図１に示すように、各突出部４３は、支持板３２の下面から下方に突出しないように構成されており、より詳細には、各突出部４３の下面と支持板３２の下面とが、同一平面で面一となるように構成されている。

　前記構成により、キートップ１のキーストロークＳはキートップ１の下端部１Ａと突出部４３の上面との間の距離によって規制されることとなる（図１参照）。この結果、キーストロークＳを規制するキーホルダプレート２５の上面がフレキシブル回路基板３０およびスイッチ支持板３２の厚さに相当する分だけ下方に位置することとなる突出部４３の上面になるので、キーストロークＳは、４ｍｍ以上の十二分なキーストローク量が確保されるものである。

　これに伴い、キーストロークＳとして必要な４ｍｍの量を確保しつつ、前記のように４ｍｍを越えて得られたストロークＳの残余量に基づいて、図１に示すように、ラバースプリング３１として図７に示す従来のキーボード装置に使用されているラバースプリングに比較して高さの低いラバースプリングを使用することができるものである。従って、ラバースプリング３１の高さを低くできる分だけキーボード装置全体の厚さを薄くすることができ、薄型キーボードが実現されるものである。

　続いて、前記の構成を有するキーボード装置の動作について説明する。

　キートップ１を下方に押下すると、キートップ１が下方へ移動するに伴ってリンク部材７の係止ピン１３、１４は係止部２の係止孔４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２３、２４は係止部３の係止溝５内で水平方向（図１における右方向）に摺動する。

　これと同時に、リンク部材８の係止ピン２１、２２はホルダプレート２５における係止部２７の係止孔２９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１５、１６は係止部２６の係止溝２８内で水平方向（図１における右方向）に摺動する。

　この結果、リンク部材７および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３１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３１は挫屈される。これにより、ラバースプリング３１内の可動電極がフレキシブル回路基板３０上のスイッチ電極を短絡し所定のスイッチング動作が行われる。

　キートップ１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３１の弾性復元力により上方に押し上げられる。これに伴って前記各係止ピン１３、１４、１５、１６、２１、２２は前記したのと逆の動作を行い、この結果、キートップ１は元の位置に復帰される。

　ここに、係止ピン１３、１４および係止ピン２１、２２は水平方向には移動されることなく、それぞれ係止孔４および係止孔２９内で回動するのみであるので、キートップ１は水平方向に移動されることなくキートップ１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。

　以上詳細に説明した通り本実施例に係るキーボードでは、ホルダプレート２５にスイッチ開口４１を有するスイッチ支持部４０を形成するとともに、各スイッチ支持部４０の周囲の４箇所にホルダ開口４２を形成しつつ各スイッチ支持部４０間を下方に突出した突出部４３を介して連結し、各突出部４３に対応してフレキシブル回路基板３０およびスイッチ支持板３２にそれぞれ基板挿通孔４４および支持板挿通孔４５を形成して各挿通孔４４、４５内に各突出部４３を挿通するようにしたので、キーストロークＳとして４ｍｍ以上の十二分なキーストローク量を確保することができるものである。

　これに伴い、キーストロークＳとして最低限必要な４ｍｍの量を確保しつつ、前記のように４ｍｍを越えて得られたストロークＳの残余量に基づいて、従来のキーボード装置に使用されているラバースプリングに比較して高さの低いラバースプリング３１を使用することができるものである。従って、ラバースプリング３１の高さを低くできる分だけキーボード装置全体の厚さを薄くすることができ、これにより、従来のキーボード装置に比して更に薄型のキーボード装置を実現することが可能となってキーボード装置の薄型化を図ることができるものである。

　また、各キースイッチ毎に各突出部４３を設け且つ隣接するキースイッチ間で共用しているので、各キースイッチ毎にて突出部４３を介してホルダプレート２５、フレキシブル回路基板３０およびスイッチ支持板３２相互を確実に位置決めすることが可能となり、また、各キースイッチ間でその配置関係がずれてしまうことはなく、常に各キースイッチを適正な配置関係に設定することが可能となる。

　また、本実施例に係るキーボード装置では、ホルダプレート２５においてスイッチ支持部４０の内方にスイッチ開口４１、および、スイッチ支持部４０の外方における周囲の４箇所にホルダ開口４２を穿設するとともに、ホルダプレート２５の突出部４３に対応してフレキシブル回路基板３０およびスイッチ支持板３２の双方に基板挿通孔４４、支持板挿通孔４５を形成したので、キーボード装置全体の重量を大幅に軽減することができる。このとき、スイッチ支持板３２には支持板挿通孔４５が形成されることからスイッチ支持板３２の剛性がそれだけ低下することとなるが、支持板挿通孔４５にはホルダプレート２５の突出部４３が挿通されるので、スイッチ支持板３２の全体としては剛性が高くなり、キーボード装置上何ら問題はないものである。

　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内で種々の変形、改良が可能であることは勿論である。例えば、前記実施例ではキーストロークＳを大きくすることができることに伴ってキーボートの薄型化を図るべく高さの低いラバースプリング３１を使用するようにしているが、図６に示すようにラバースプリング３１は従来のものと同一のものを使用し、リンク部材７の係止ピン１３、１４が係止される係止部２の係止孔４、および、リンク部材８の係止ピン２３、２４が係止される係止部３の係止溝５の位置を、従来の係止孔４、係止溝５に比較して相対的に高い位置に設定すれば、その高くした分に対応してキートップ１の位置を低くすることができ、これにより、キーボード装置全体の厚さを薄くして薄型化に対応することができるものである。

キーボード装置における主要部の側断面図である。 一方のリンク部材の平面図である。 他方のリンク部材の平面図である。 各キートップを取り除いて模式的に示すキーボード装置の平面図である。 キーボード装置における主要部の分解斜視図である。 他の実施例に係るキーボード装置の側断面図である。 従来のキーボード装置における主要部の側断面図である。

符号の説明

　　　　１　　　　　　　　　　　　　キートップ
　　　　２、３、２６、２７　　　　　係止部
　　　　４、２９　　　　　　　　　　係止孔
　　　　５、２８　　　　　　　　　　係止溝
　　　　６　　　　　　　　　　　　　案内支持部材
　　　　７、８　　　　　　　　　　　リンク部材
　　　　１３、１４、１５、１６
　　　　２１、２２、２３、２４　　　係止ピン
　　　　２５　　　　　　　　　　　　ホルダプレート
　　　　３０　　　　　　　　　　　　フレキシブル回路基板
　　　　３１　　　　　　　　　　　　ラバースプリング
　　　　３２　　　　　　　　　　　　スイッチ支持板
　　　　４０　　　　　　　　　　　　スイッチ支持部
　　　　４１　　　　　　　　　　　　スイッチ開口
　　　　４２　　　　　　　　　　　　ホルダ開口
　　　　４３　　　　　　　　　　　　突出部
　　　　４４　　　　　　　　　　　　基板挿通孔
　　　　４５　　　　　　　　　　　　支持板挿通孔

Claims (1)

1. キートップと、そのキートップの下方に配設され、その上端部がキートップの下面に係止され、キートップの上下動を案内支持する第１リンク部材および第２リンク部材と、前記キートップの上下動に伴ってスイッチング動作を行うスイッチング部材と、そのスイッチング部材に対応する位置にスイッチ開口が形成されるとともに、そのスイッチ開口の周囲に設けられ、且つ前記両リンク部材の下端部を係止する係止部を形成したホルダ部材と、そのホルダ部材の下方に配設され、前記スイッチ開口に対応してスイッチ電極を有するフレキシブル回路基板と、そのフレキシブル回路基板の下方に配設され、フレキシブル回路基板を支持する支持板とを備えたキースイッチを、複数個設けたキーボード装置であって、
   　前記ホルダ部材から下方に突出して形成された突出部と、
   　前記支持板に形成され、前記ホルダ部材の突出部を挿通する挿通孔とを備え、
   　前記突出部は、前記キースイッチ毎に設けられ、
   　前記ホルダ部材と支持板は、前記突出部を挿通孔に挿通することにより、ホルダ部材と支持板との間にフレキシブル回路基板を介在させた状態で位置決めされることを特徴とするキーボード装置。
   

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