JP2006040699A - キースイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】キートップの端部が押下された場合でも確実にキー入力ができるキースイッチを提供する。
【解決手段】キートップ２の端部に突起部１２、１３を形成し、突起部１２、１３にそれぞれ対向する位置に接点部１４、１５を設ける。メンブレンシート６の中央には接点部８が形成されている。接点部１４、１５と接点部８のいずれが押下されてもキー入力が可能となるようにパターン部で互いに接続してある。キートップ２の端部が押下された場合、突起部１２または１３により接点部１４または１５が閉成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、キーボード装置に用いられるキースイッチの構造に関し、特にノート型のパーソナルコンピュータ等に用いられる薄型のキースイッチ構造に関するものである。

従来、キーボード装置に用いられるキースイッチにおいては、１対のリンク部材を側面視Ｘ状に配置したリンク機構によりキートップを上下動可能に支持したものが知られている。この例として例えば特開平１１−３３９５８７号公報に開示されるものが挙げられる。
上記公報に示される例は、リンク機構が１つだけ用いられているものであるが、大型キーにおいては、リンク機構が２箇所に設けられているものが開発されている。これについて、以下、図面を用いて説明する。

図７は従来のキースイッチ構造を示す側面図である。図７において、従来のキースイッチ１は、キートップ２と、カップゴム３と、１対のリンク機構４、５と、メンブレンシート６と補強版７を備えている。リンク機構４は、支軸４ｃにより側面視Ｘ状に遥動可能に形成されたリンク部材４ａ、４ｂと、キートップ２の下面に形成されたホルダー４ｄ、４ｅと、メンブレンシート６側に形成されたホルダー４ｆとから構成されている。
他方のリンク機構５も同様に、支軸５ｃにより側面視Ｘ状に遥動可能に形成されたリンク部材５ａ、５ｂと、キートップ２の下面に形成されたホルダー５ｄ、５ｅと、メンブレンシート６側に形成されたホルダー５ｆとから構成されている。キートップ２が上方から押下されることにより、カップゴム３が座屈し、カップゴム３の下に形成された接点部８が閉成される。

図８はメンブレンシートを示す分解図である。図８において、メンブレンシート６は、上部シート６ａ、下部シート６ｂおよびスペーサシート６ｃの３枚のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製シートから成り、上部シート６ａと下部シート６ｂとの間にスペーサシート６ｃが挟まれる構成を有している。上部シート６ａのスペーサシート６ｃに対向する面には、Ａｇインキによるパターン部９ａと接点８ａとが配され、また下部シート６ｂのスペーサシート６ｃに対向する面には、同様にＡｇインキによるパターン部９ｂと接点８ｂとが配されている。
スペーサシート６ｃには、接点８ａと接点８ｂとが互いに接触可能なようにスペーサ穴８ｃが形成されている。スペーサ穴８ｃの直径と厚さを任意に設定することにより、接点動作荷重を任意に得ることができる。なお図８にはキートップ２の位置が二点鎖線で示してある。

次に動作を説明する。図７、図８において、キートップ２を上方から押下すると、リンク機構４、５の働きによりキートップ２は下降する。キートップ２に接しているカップゴム３は、これに伴って押しつぶされ、内部に設けられた突起３ａがメンブレンシート６の上部シート６ａの接点８ａを押下する。押下された接点８ａは下部シート６ｂの接点８ｂと接触し、これにより電気的なオン状態となる。
キートップ２に加えられていた力を除去すると、カップゴム３の復元力により、上部シート６ａの接点８ａを押下していた突起３ａが元の位置に戻り、キートップ２も元の位置に戻る。これに伴って上部シート６ａの接点８ａと下部シート６ｂの接点８ｂが離れ、電気的なオフの状態となる。
特開平１１−３３９５８７号公報

近年において、ノート型パーソナルコンピュータの普及に伴い、従来よりキーボードの薄型化に対する強い要求がある。キーボードの薄型化はキーボードを構成する部品の薄型化を伴う。構成部品が薄型化されると、部品の強度、例えば、キートップやリンク機構の強度が低下する。また押下時のキーストロークも短くなる傾向になる。キー入力する際にキートップの端部が押された場合、キートップの強度が弱いと、あるいは短ストロークによるオンマージン（キー押下による接点部の導通開始位置からキー最押下位置までの距離）不足があると、カップゴムの下側の接点部を導通させるだけの押下力がカップゴムに伝わらないことがある。この場合は、キートップを強く押さないと、あるいはキートップの中央を押さないと、キー入力されない不具合が発生する。

上記課題を解決するために、本発明は、キートップを押下することにより、上部シートと下部シートから成るメンブレンシート上に形成された接点を閉合するキースイッチ構造において、前記キートップの下方のメンブレンシート上に複数の接点部を形成し、前記複数の接点部は前記上部シートおよび前記下部シートにおいてそれぞれパターンで互いに接続されるとともに前記接点に接続されており、前記複数の接点部に対向する前記キートップの位置にそれぞれ突起部を設けたことを特徴とするものである。

上記構成の本発明によれば、キートップの端部が押下された場合でも、複数の突起部のいずれかが対向する接点部を閉合するので、確実にキー入力ができる効果が得られる。

以下、本発明を実施するための形態を図面に従って説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のキースイッチを示す側面図である。図１において、第１の実施の形態のキースイッチ１１は、キートップ２と、カップゴム３と、１対のリンク機構４、５と、メンブレンシート６と補強版７を備えている。リンク機構４は、支軸４ｃにより側面視Ｘ状に遥動可能に形成されたリンク部材４ａ、４ｂと、キートップ２の下面に形成されたホルダー４ｄ、４ｅと、メンブレンシート６側に形成されたホルダー４ｆとから構成されている。リンク部材４ａとリンク部材４ｂとはそれぞれ矩形の枠形状を有し、支軸４ｃで結合された状態で中央部に略円形の空間部を形成する。

他方のリンク機構５も同様に、支軸５ｃにより側面視Ｘ状に遥動可能に形成されたリンク部材５ａ、５ｂと、キートップ２の下面に形成されたホルダー５ｄ、５ｅと、メンブレンシート６側に形成されたホルダー５ｆとから構成されている。リンク部材５ａとリンク部材５ｂとはそれぞれ矩形の枠形状を有し、支軸５ｃで結合された状態で中央部に略円形の空間部を形成する。キートップ２が上方から押下されることにより、カップゴム３が座屈し、カップゴム３の下に形成された接点部８が閉合される。

キートップ２の下面には下方に伸びた突起部１２、１３が形成されている。突起部１２、１３は、それぞれリンク機構４、５の叙述した空間部に入り込むように形成されている。突起部１２の下方のメンブレンシート６には、突起部１２に対向した位置に接点部１４が形成され、また突起部１３に対向した位置に接点部１５が形成されている。

図２は第１の実施の形態のメンブレンシートを示す分解図である。図２において、メンブレンシート６は、上部シート６ａ、下部シート６ｂおよびスペーサシート６ｃの３枚のＰＥＴ製シートから成り、上部シート６ａと下部シート６ｂとの間にスペーサシート６ｃが挟まれる構成を有している。上部シート６ａのスペーサシート６ｃに対向する面には、Ａｇインキのような導電性インキによるパターン部１６ａが形成され、パターン部１６ａには３個の接点８ａ、１４ａ、１５ａが形成されている。３個の接点８ａ、１４ａ、１５ａはパターン部１６ａにより互いに接続されている。なお上部シート６ａに重ねてキートップ２の位置が二点鎖線で示してある。

下部シート６ｂのスペーサシート６ｃに対向する面には、同様にＡｇインキによるパターン部１６ｂと３個の接点８ｂ、１４ｂ、１５ｂとが配されている。３個の接点８ｂ、１４ｂ、１５ｂはパターン部１６ｂにより互いに接続されている。またスペーサシート６ｃには、３このスペーサ穴８ｃ、１４ｃ、１５ｃが形成されている。

上部シート６ａの接点８ａと下部シート６ｂの接点８ｂとがスペーサ穴８ｃを介して接触可能であり、これらで接点部８を構成する。上部シート６ａの接点１４ａと下部シート６ｂの接点１４ｂとがスペーサ穴１４ｃを介して接触可能であり、これらで接点部１４を構成する。上部シート６ａの接点１５ａと下部シート６ｂの接点１５ｂとがスペーサ穴１５ｃを介して接触可能であり、これらで接点部１５を構成する。スペーサ穴８ｃ、１４ｃ、１５ｃの直径と厚さを任意に設定することにより、接点動作荷重を任意に得ることができる。

次に動作をさらに図３を用いて説明する。図３は第１の実施の形態における押下動作を示す側面図である。なおここではキートップの端部に押下力が加えられた場合の動作を説明する。図１において、キートップ２の端部に押下力Ｆが上方から加えられると、リンク機構４、５の働きによりキートップ２は、図３に示すように、左側に傾いた状態で下降する。キートップ２に接しているカップゴム３は、これに伴って押しつぶされる。またリンク機構４側の突起部１２が下降して接点部１４の上部シート６ａを押下する。

接点部１４の上部シート６ａが押下されることにより、上部シート６ａの接点１４ａが下部シート６ｂの接点１４ｂと接触し、これにより上部シート６ａのパターン部１６ａと下部シート６ｂのパターン部１６ｂとが導通状態となる。このとき、接点部８が導通していなくても、接点部８が導通したのと同じ状態になる。

キートップ２に加えられていた力Ｆを除去すると、カップゴム３の復元力により、キートップ２が元の位置に戻る。これに伴って接点部１４を押下していた突起部１２が上昇し、上部シート６ａの接点１４ａと下部シート６ｂの接点１４ｂが離れ、電気的なオフの状態となる。

キートップ２の反対側の端部（図１における右側端部）に押下力Ｆが加えられた場合には、突起部１３が接点部１５を押下することにより電気的導通状態が得られる。即ち、左右どちらの端部が押下されても電気的導通状態を得ることができる。

以上のように第１の実施の形態によれば、メンブレンシート６に複数の接点部１４、１５を設け、これに対向するキートップ２の位置に突起部１２、１３を設けたので、キートップ２の端部が押下された場合でも確実にキー入力状態が得られる効果がある。

次に第２の実施の形態を説明する。図４は第２の実施の形態の要部を示す側面図である。第２の実施の形態は、突起部の高さを所定の値に設定するようにしたものである。第２の実施の形態においては、キースイッチの両端部における押下ストロークがキースイッチの中央部における押下ストロークよりも若干長く設定されている。

図４（ａ）はキートップ２が押下されていない状態を示し、図４（ｂ）はキートップ２が押下されていない状態と中央部が最深部まで押下された状態を示す。図４において、突起部１２の高さ、即ち、メンブレンシート６から突起部１２の先端部１２ａまでの距離Ｌ１は、押下されていない状態のキートップ２とキートップ２の中央部が最深部まで押下された状態のキートップ２との距離Ｌ２、即ち、キートップ２の中央部におけるストローク以上に設定されている。即ち、Ｌ１≧Ｌ２である。

しかしながら、メンブレンシート６から突起部１２の先端部１２ａまでの距離Ｌ１は、キートップ２の端部におけるストロークよりは短く設定されている。したがって、キートップ２の突起部１２側の端部が押下された場合には、キートップ２が最深部まで押下される状態になるまでには、上記第１の実施の形態で説明した接点部１４がマージンを持って導通することができる。反対側の突起部１３の高さについても同様に設定されている。

以上のようにメンブレンシート６から突起部１２までの距離Ｌ１を、キートップ２の中央部におけるストローク以上と設定することにより、キートップ２の端部を押下した場合でも、十分なストローク量を得ることができ、キートップ２の中央部を押下した場合と同等のストローク感を得ることができる。

つぎに本発明の第３の実施の形態を説明する。図５は第３の実施の形態のキースイッチを示す側面図である。第３の実施の形態のキースイッチ２１は、メンブレンシート６に設けられた複数の接点部上に、それぞれ弾性体を設けたものである。

図５において、メンブレンシート６の接点部１４の上部には、弾性体２２が設けられている。弾性体２２は接点部１４を覆うように設けられ、メンブレンシート６に接着されている。キートップ２に形成されている突起部２３は、弾性体２２の高さの分だけ短くされている。反対側の接点部１５の上部にも、弾性体２４が接点部１５を覆うように設けられている。そして弾性体２４の高さの分だけ短くされた突起部２５がキートップ２に形成されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお図５ではリンク機構４、５の一部を切り欠いて示してある。

次に第３の実施の形態の動作を図６をさらに用いて説明する。図６は第３の実施の形態における押下動作を示す側面図である。この場合もキートップ２の端部が押下された場合の動作を説明する。図５において、キートップ２の端部に押下力Ｆが上方から加えられると、リンク機構４、５の働きによりキートップ２は、図６に示すように、左側に傾いた状態で下降する。キートップ２に接しているカップゴム３は、これに伴って押しつぶされる。またリンク機構４側の突起部２３が下降して弾性体２２を押しつぶす。

弾性体２２が押しつぶされることにより、接点部１４の上部シート６ａが押下される。これにより、上部シート６ａの接点１４ａが下部シート６ｂの接点１４ｂと接触し、これにより上部シート６ａのパターン部１６ａと下部シート６ｂのパターン部１６ｂとが導通状態となる。このとき、接点部８が導通していなくても、接点部８が導通したのと同じ状態になる。

キートップ２に加えられていた力Ｆを除去すると、カップゴム３および弾性体２２、２４の復元力により、キートップ２が元の位置に戻る。これに伴って接点部１４を押下していた突起部２３が上昇し、接点部１４が電気的なオフの状態となる。

以上のように第３の実施の形態では、第１の実施の形態の有する効果に加えて、接点部１４、１５の上部に弾性体２２、２４を設けたので、これら接点部１４、１５の上部が突起部の押下により傷つけられるのを防止することができる効果を有する。

上記第３の実施の形態では、弾性体２２、２４をメンブレンシート６に接着しているが、これに限らず、例えば、リンク機構４、５の中央の空間部内に弾性体を接着すること無く配置するようにしてもよい。この場合は、弾性体をリンク機構４、５の中央の空間部の形状に合わせた形状とし、ずれないように配置することが望ましい。

なお上記各実施の形態では、リンク機構を有するキースイッチに接点部およびそれに対向する突起部を設けた例を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、リンク機構を持たないキースイッチにも適用可能である。

また本発明は、ノート型パーソナルコンピュータに使用されるキースイッチに限らず、各種入力装置のスイッチに適用可能である。

第１実施の形態のキースイッチを示す側面図である。 第１の実施の形態のメンブレンシートを示す分解図である。 第１の実施の形態における押下動作を示す側面図である。 第２の実施の形態の要部を示す側面図である。 第３の実施の形態のキースイッチを示す側面図である。 第３の実施の形態における押下動作を示す側面図である。 従来のキースイッチ構造を示す側面図である。 メンブレンシートを示す分解図である。

符号の説明

２ キースイッチ
４、５ リンク機構
６ メンブレンシート
１１、２１ キースイッチ
１２、１３ 突起部
１４、１５ 接点部
２２、２４ 弾性体

Claims (3)

1. キートップを押下することにより、上部シートと下部シートから成るメンブレンシート上に形成された接点を閉合するキースイッチ構造において、
   前記キートップの下方のメンブレンシート上に複数の接点部を形成し、前記複数の接点部は前記上部シートおよび前記下部シートにおいてそれぞれパターン部で互いに接続されるとともに前記接点に接続されており、
   前記複数の接点部に対向する前記キートップの位置にそれぞれ突起部を設けたことを特徴とするキースイッチ構造。
2. 前記突起部と前記メンブレンシートとの距離は前記キートップの中央が押下されたときのストローク量以上に設定される請求項１記載のキースイッチ構造。
3. 前記複数の接点部に対向して弾性体が設けられる請求項１記載のキースイッチ構造。

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