JP2005093129A - ピアノタッチ超薄型キーボード - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単でキーサイズが小さく、且つ、部品点数の少ない組立て性の良好なＰＤＡ用のピアノタッチ超薄型キーボードを提供する。
【解決手段】 基板１６上にアクチュエータを介してキートップ１１を回動自在に装着し、該キートップ１１を押下してスイッチ操作を行うキースイッチ１０を用いたピアノタッチ超薄型キーボードであって、基板側回動支点１８ａ、１８ａ、にキートップ１１の基端１１ａ、１１ａを軸支すると共に、該キートップ１１の先端１１ｂ下部に上端が回動自在に軸着され下端が前記基板側回動支点１８ａ、１８ａに軸支されるスタビライザー１２を設けて前記キートップ１１を前記回動支点１８ａ、１８ａを中心に回動自在に支持し、前記キートップ１１の先端押下時に該キートップ１１の下面に垂設された垂設部１４によりペコメンシート１３の弾性変型部１５が押圧されスイッチ回路が接続されるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ピアノタッチ超薄型キーボードに関し、特に、ＰＤＡ等の小型携帯用電子機器に搭載するのに好適なピアノタッチ超薄型キーボードに関するものである。

従来の薄型キーボードとしては、現在パンタグラフ構造が主流であるが、ストロークが２〜３ｍｍと大きく、構造も複雑であって、部品点数も多く組立性も良くない。また、ストロークが小さくなるとパンタグラフ構造のＸ角度が小さくなり、端押しに対する追随性が劣化するといった欠点があった。

図３に示す従来のキースイッチは、このようなパンタグラフ構造を改善しようとした製品であって、ベース板１と、メンブレンシート２と、クリックラバー３とアクチュエータ４と、キートップ５から構成されている。ベース板１は金属板からなるものであり、略垂直に立ち上がる固定部１ａを２箇所に備えて、それぞれがその立ち上がり部に開口を有している。メンブレンシート（又は、スイッチシート）２は薄膜状のシートからなるもので、押下されると電気的に接続される電気接点２ｂを備えている。クリックラバー３はゴム等の可撓性を有する絶縁弾性体からなるものであり、メンブレンシート２の電気接点２ｂを覆うように形成されたドーム部３ｃの天頂部３ｄの反対側に設けられた突起３ｅを備えている。アクチュエータ４は、例えば、樹脂材料により一体成型されたもので、その中央付近にクリックラバー３のドーム部３ｃが貫通する大きさの開孔を備え、他端はベース板１の固定部１ａに係合する固定突起４ｃとストッパー４ｅを備えている。キートップ５は一端近傍にアクチュエータ４の回転軸４ｂが枢着するように形成された軸止部５ａを備えている。

而して、該キートップ５の揺動端（図の右端）付近が押下されると、該キートップ５が前記アクチュエータ４の回転軸４ｂを中心（支点）にして時計回りに回転降下し、前記クリックラバー３を座屈変型させる。該クリックラバー３が変型されると突起３ｅが前記メンブレンシート２の電気接点２ｂを押圧して、該電気接点２ｂが接続される。操作者の指が該キートップ５から離れると、該クリックラバー３のドーム部３ｃの復元力により前記キートップ５が持ち上げられ、元に戻る。

また、該キートップ５の固定端（図の左端）付近が押下されると、先ず、前記アクチュエータ４が固定突起４ｃと前記ベース板１固定部１ａとの係合部を支点として反時計回りに回転降下する。該アクチュエータ４がベース板１に当接するまで降下すると、続いて前記キートップ５が時計回りに回転降下して、前記クリックラバー３を座屈変型させメンブレンシート２の電気接点２ｂを接続させる。（特許文献１参照）
特開平１０−２４０４０７号公報（第３、４頁、図１）

上記特許文献１に開示のキーボード装置は、パンタグラフ構造を使わずに、上記パンタグラフ構造によってＸ角度が小さくなった場合のキートップの端押しに対する追随性の劣化は改善されたが、上記アクチュエータのような部品を使用しているために依然として構造が複雑で、部品点数も多く組立性も良くないので、構造上キーサイズに制限があってストロークが小さいＰＤＡ等の廉価な小型製品に搭載することが難しいという問題があった。

そこで、キースイッチをピアノタッチのような簡単な構造にして、キーサイズが小さく部品点数を少なくして組立性を改善し価格も廉価にできて、ＰＤＡ等の小型製品に搭載可能なピアノタッチ超薄型キーボードを提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、基板上にアクチュエータを介してキートップを回動自在に装着し、該キートップを押下してスイッチ操作を行うキースイッチを用いたキーボードであって、基板側回動支点にキートップの基端を軸支すると共に、該キートップの先端下部に上端が回動自在に軸着され下端が前記基板側回動支点に軸支されるスタビライザーを設けて前記キートップを前記回動支点を中心に回動自在に支持し、該キートップの先端押下時に該キートップの下面に垂設された垂設部によりペコメンシートの弾性変形部が押圧されスイッチ回路が接続されるピアノタッチ超薄型キーボードを提供するものである。

この請求項１記載の発明によれば、基板側の回動支点にキートップの基端を軸支すると共に、スタビライザーの下端も前記回動支点に軸支して支点を構成し、該スタビライザーの上端を前記キートップの先端の下部に軸着して該キートップを支持・規制して、該キートップの先端押下時に垂設部がペコメンシートの弾性変型部を押圧することによって、該キートップを基板側回動支点を中心にピアノタッチ式に時計方向へ回動させ、スイッチ動作を行うことができる。

また、請求項２記載の発明は、上記ペコメンシートの弾性変型部は、該ペコメンシート上の電気的接点を短絡する金属体のクリックバネを備えているピアノタッチ超薄型キーボードを提供するものである。

この請求項２記載の発明によれば、上記ペコメンシート上の電気的接点を短絡するクリックバネは、該キートップが押下されると垂設部がクリックバネを変型させ電気的接点を短絡させることによってスイッチ操作を行うことができる。

本願の請求項１記載の発明は、基板側の回動支点に上記キートップの基端を軸支すると共に、上記スタビライザーの下端を軸支して支点を構成し、該キートップの先端の下側には垂設部を垂設すると共に該スタビライザーの上端を軸着し、該キートップ先端の押下時には前記回動支点を軸に前記キートップが回動して上記垂設部によって弾性変型部が変型されスイッチ操作を行うことができる。

従って、ピアノタッチ方式の簡単な構造によりパンタグラフやアクチュエータ等といった複雑な構造が不要となり、且つ、該キートップのストロークは前記スタビライザーのみで規制され安定化できるという利点がある。

また、構造が単純なためにキーサイズを小さくでき、超薄型にできるので、ＰＤＡなどの小型製品に搭載可能になる。

さらに、部品点数が少なくて済み、組立性も良くなるので、コストの低減が可能になり小型の廉価な製品に搭載できる。

また、請求項２記載の発明は、電気的接点短絡用の弾性変型部は金属体のクリックバネを備えているので、スイッチ回路のオン／オフと共に、該クリックバネを押下した前記キートップを元に戻す復元力としても利用できる。

本発明は、構造が単純でキーサイズが小さく、部品点数が少なくて組立て性の良いＰＤＡ等の小型製品に搭載可能なピアノタッチ式の超薄型キーボードを構成するという目的を、上記キートップの基端を基板に回動可能に設け、上記回動支端を支点に先端を回動させてスイッチ操作を行うピアノタッチ方式のキースイッチにし、且つ、該キートップのストロークを、下端を前記支点に軸支し上端を該キートップの先端下部に軸着した上記スタビライザーにより規制し安定化させる構造によって達成した。

以下、本発明の一実施の形態を図１〜図２に従って詳述する。

図１（ａ）及び（ｂ）において、１０はキースイッチであり、該キースイッチ１０は基板１６と、該基板１６の上方に設けられたキートップ１１の間に線材又は管材等により形成された支持部材としてスタビライザー１２が設けられている。そして、該スタビライザー１２の下端両端部は基板１６に設けられた軸受部１８ａ、１８ａに軸支され、更に、前記キートップ１１の基端部１１ａ、１１ａの下端部に設けられた軸受部１８ｂ、１８ｂにも軸支されている。一方、該スタビライザー１２の上端両端部は前記キートップ１１の押下操作される先端１１ｂの下端部に設けられた軸受部１７、１７に回動可能に軸着され、該キートップ先端１１ｂがピアノタッチ式に回動され、該キートップ先端１１ｂの下部に垂設された垂設部１４が、基板１６上に設けられた上記ペコメンシート１３の弾性変型部１５を押圧することで、スイッチ操作が行われる。

図２（ａ）は前記キースイッチ１０のキートップ１１を取り除いた状態を示す平面図であり、前記スタビライザー１２は線材又は管材等を四角に折曲して成形され、上端部両端が前記キートップ先端部両端１１ｂ、１１ｂの下部に設けられた軸受部１７、１７に回動可能に軸着され、一方、該スタビライザー１２の下端は両端が前記基板１６に立設された軸受部１８ａ、１８ａに軸支され、且つ、キートップ基端側１１ａ、１１ａの軸受部１８ｂ、１８ｂに軸支されて、前記キートップ１１の回動支点を形成している。この場合のスタビライザー１２本体は、口径が丸形の線材又は管材等の部材で成形されているので、本体自体を該キートップ１１の軸受部１７、１７と、前記基板１６側の軸受部１８ａ、１８ａ、及び、該キートップ１１側の軸受部１８ｂ、１８ｂに、そのまま軸着（回転軸として）することができる。

ちなみに特許文献１に開示の従来技術のアクチュエータと、本発明のスタビライザー１２を比較してみると、特許文献１のアクチュエータでは、アクチュエータ本体とは別に軸止部に軸止するための回転軸を成型してアクチュエータを軸止している。本発明の場合は該スタビライザー１２自体が軸形状なので別に回転軸を成型する必要がない。また、この特許文献１のアクチュエータは、開口、回転軸、固定突起、抜け防止爪、ストッパー等の部品により構成されているが、本発明のスタビライザー１２の場合は本体だけでこれらの付属部品は一切必要が無いので、大幅に部品点数が削減されて、超薄型化が可能な構造に設計されている。

図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、金属板等による基板１６上に立設された軸受部１８ａ、１８ａに前記スタビライザー１２の下端両端部を軸支し、更に、前記キートップ１１の基端１１ａの軸受部１８ｂ、１８ｂに該スタビライザー１２下端を軸支して、該キートップ１１の回動支点を形成している構造を示している。

この状態で、図１（ａ）に示す位置から、操作者が前記キートップの先端１１ｂを押下すると、該キートップ１１は該軸受１８ａ、１８ａと軸受部１８ｂ、１８ｂの支点を中心にピアノタッチ式に先端１１ｂが押下される。その際前記スタビライザー１２の上端は軸受部１７、１７内で回転し、下端も軸受部１８ａ、１８ａと、１８ｂ、１８ｂ内で回転することによって該キートップ１１のストロークを、該スタビライザー１２の上端、下端間の寸法で決まる所定範囲内に規制すると共に、前記キートップ１１のストロークを軸受部１７、１７及び１８ａ、１８ａと、１８ｂ、１８ｂ内の回転により滑らかに安定化させることができる。

従って、図１（ｂ）に示すように該キートップ１１の先端側１１ｂが所定位置まで押し下げられると、垂設部１４が前記ペコメンシート１３の弾性変型部１５を押圧変型させる。該弾性変型部１５は電気接点上に金属体クリックバネを被せて固定した形状（図示せず）であって、該弾性変型部１５をシート上に多数配設して該ペコメンシート１３を形成している。前記弾性変型部（以降クリックバネという）１５が該垂設部１４により押圧されると、該クリックバネ１５が変型して電気接点（図示せず）に接触して接続することによりスイッチ操作が行われるものである。こうして前記キートップ１１が最下点まで押し下げられると、該キートップ１１の降下は停止する。操作者が指を離すと、該キートップ１１は前記ペコメンスシート１３のクリックバネ１５の上方への弾性復元力と、前記キートップ１１自体の弾性力により、前記スタビライザー１２の規制範囲内で上に持ち上げられて、図１（ａ）の元の位置に復帰する。

このように該スタビライザー１２のみで前記キートップ１１のストロークを小範囲に規制し、安定化を図ることができるので、従来のパンダグラフ構造のようにキースイッチのストロークが大きくなる構造や、特許文献１に提示のキースイッチのようなストローク平均化のためのアクチュエータ等のような複雑で比較的大型の部品が必要ないので、部品点数が大幅に削減され、組立て性が良くなり、ピアノタッチ方式ではあるが構造がシンプルで、ストロークが小さく安定な、ＰＤＡ等に好適な超薄型の小型キーボードを構成することができる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

（ａ）本発明の一実施の形態を示し、ピアノタッチ超薄型キーボードの一部切欠正面図。（ｂ）本発明の一実施の形態を示し、キートップが押下された状態を示すピアノタッチ超薄型キーボードの一部切欠正面図。 （ａ）本発明の一実施の形態を示し、キートップを外した状態を示すピアノタッチ超薄型キーボードの平面図。（ｂ）本発明の一実施の形態を示し、図２のＡ−Ａ矢視線断面図。 従来のキースイッチ及びこれを用いたキーボードの断面図。

符号の説明

１０ キースイッチ
１１ キートップ
１１ａ 基端部
１１ｂ 先端部
１２ スタビライザー
１３ ペコメンシート
１４ 垂設部
１５ 弾性変型部
１６ 基板
１７ 軸受部
１８ａ 軸受部
１８ｂ 軸受部
１９ 開口部

Claims (2)

1. 基板上にアクチュエータを介してキートップを回動自在に装着し、該キートップを押下してスイッチ操作を行うキースイッチを用いたキーボードであって、
   基板側回動支点にキートップの基端を軸支すると共に、該キートップの先端下部に上端が回動自在に軸着され下端が前記基板側回動支点に軸支されるスタビライザーを設けて前記キートップを前記回動支点を中心に回動自在に支持し、前記キートップの先端押下時に該キートップの下面に垂設された垂設部によりペコメンシートの弾性変形部が押圧されスイッチ回路が接続されることを特徴とするピアノタッチ超薄型キーボード。
2. 上記ペコメンシートの弾性変形部は、該ペコメンシート上の電気的接点を短絡する金属体のクリックバネを備えていることを特徴とする請求項１記載のピアノタッチ超薄型キーボード。

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