JP2007220404A - キーボードおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を少なくしてキーボードの組み立て性の向上を図ることができるキーボードおよびそのキーボードを有する電子機器を提供することを目的としている。
【解決手段】 ケース９に回動自在に支持されたキートップ１４を有し、キートップ１４を押して回動させることでキートップ１４の下方に配置されたスイッチ回路を接続させるキーボードであって、ケース９またはキートップ１４のうちの何れか一方に、キートップ１４を軸支させるための軸部１１が一体に形成され、ケース９またはキートップ１４のうちの何れか他方に、軸部１１に嵌合する嵌合部１８が一体に形成され、軸部１１が嵌合部１８に取り付けられて、キートップ１４がケース９に枢支されている。
【選択図】 図１

Description

本発明はキーボードおよびキーボードを有する電子機器に関するものである。

電子機器などに用いられている薄型のキーボードは、現在パンタグラフ構造のキーボードが主流である。しかし、パンタグラフ構造のキーボードは、ストロークが大きく携帯機器に使用されているもので２．５ｍｍ程度ある。また、構造が複雑なので、部品点数が多くなり、組み立て性が悪い。パンタグラフ構造のキーボードに比べ部品点数を減らしたキーボードとして、基板に回動自在に軸支されたスタビライザーにキートップを取り付けた構造のピアノタッチ式のキーボードが開示されている（特許文献１参照）。このようなキーボードでは、キートップを押して回動させることで、キートップに形成された押圧部（垂設部）がその下の弾性変形部を押圧し、弾性変形部の下に配置されたスイッチ回路が接続される。
特開２００５−９３１２９号公報

一般に、キーボードを小型化すると、部品自体も小型化するので組み立てが難しくなる。したがって、キーボードの小型化に伴い、なるべく部品点数の削減が望まれる。しかし、従来の技術のキーボードでは、キーボードの各キーごとにスタビライザー等の独立した部品が用いられているので、キーの数が多ければ多いほど部品点数が多くなる。したがって、従来の技術では、小型化に伴って組み立て性が悪くなるという問題が生じる。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、部品点数を少なくしてキーボードの組み立て性の向上を図ることができるキーボードおよびそのキーボードを有する電子機器を提供することを目的としている。

本発明は、ケースに回動自在に支持されたキートップを有し、該キートップを押して回動させることで該キートップの下方に配置されたスイッチ回路を接続させるキーボードであって、前記ケースまたは前記キートップのうちの何れか一方に、前記キートップを軸支させるための軸部が一体に形成され、前記ケースまたは前記キートップのうちの何れか他方に、前記軸部に嵌合する嵌合部が一体に形成され、前記軸部が前記嵌合部に取り付けられて、前記キートップが前記ケースに枢支されていることを特徴とするキーボードである。

また、本発明のキーボードは、前記軸部が、互いに間隔をあけて且つ同軸上に配置された一対のピンを有し、前記嵌合部が、前記一対のピンにそれぞれ係止されるつめ部を有する構成にすることができる。

また、本発明のキーボードは、前記軸部が、対向する部位間に架設された軸棒を有し、前記嵌合部が、前記軸棒に係止されるつめ部を有する構成にすることができる。

また、本発明のキーボードは、前記軸部が、互いに間隔をあけて且つ同軸上に配置された一対の半球状の突起を有し、前記嵌合部が、前記半球状の突起が嵌め込まれる半球状の窪みを有する構成にすることができる。

また、本発明は、上記キーボードを有することを特徴とする電子機器である。

本発明に係るキーボードおよび電子機器によれば、スタビライザー等の部品を用いることなく、キートップが回動自在に取り付けられるため、キーボードの部品点数を削減することができる。また、系合する箇所も削減できる。これによって、組み立て性も改善され組み立てやすくなる。

以下、本発明に係るキーボードおよび電子機器の第１、第２、第３の実施の形態について、図面に基いて説明する。

［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態におけるキーボードの断面図である。

図１に示すように、基板１は電子回路基板であり、基板１にはスイッチパターン２や電子回路が実装されている。基板１は、ゴム製のラバースイッチ３によって覆われている。ラバースイッチ３は、スカート部４と、導通部５と、移動部６と、板部７とから構成されている。被押圧部６に矢印８で示す方向に力が加わると、スカート部４が変形し移動部６が矢印８で示す方向に移動する。導通部５はカーボン印刷がされ、導電性の膜が形成されている。移動部６が基板１に当接する部分には、スイッチパターン２が形成されていて、導通部５がこのスイッチパターン２をショートさせ信号を変化させる。スカート部４は移動部６に連続して設けられ、肉薄になっている。スカート部４は弾性があり、定常状態では移動部６と基板１との間に空間ができている。移動部６に力が加わり、移動部６が移動するとスカート部４は変形し、移動部６に加わる力がなくなるとスカート部４は元の形状に戻る。ラバースイッチ３は、ケース９と基板１により挟まれ、特に板部７が押さえられ固定されている。

図２は、第１の実施の形態におけるキーボードのキーの正面方向からの断面図であり、図３は、第１の実施の形態におけるキーボードのケースの斜視図である。図２，図３において、図１と同じものには同じ符号をつけている。

図１，図２，図３に示すように、ケース９には、ストッパー受け部１０と軸部１１とが形成されている。ストッパー受け部１０は、ケース９の底面から立ち上げられてその先端にＬ字状に屈曲された被掛止部１０ａが形成された部位であり、ケース９と一体に成形されてなるものである。軸部１１は、対向する一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂと、互いに同軸上に配置された一対のピン１３ａ，１３ｂとから構成されている。一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂは、ケース９の底面から平行に立ち上げられた壁体であり、ケース９と一体に成形されてなるものである。一対のピン１３ａ，１３ｂは、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂの対向する側面（内側面）にそれぞれ突設された円柱形状の部位であり、それぞれの立ち上がり部１２ａ，１２ｂと一体に成形されてなるものである。

また、ケース９の底面には、貫通孔である複数のスイッチ窓２８が形成されている。スイッチ窓２８は、各キーごとに配設されており、ストッパー受け部１０と軸部１１との間の位置に形成されている。このスイッチ窓２８には、ラバースイッチ３の移動部６やスカート部４が通される。また、ケース９の底面には、貫通孔である複数の逃げ孔２９が形成されている。逃げ孔２９は、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂに隣接して形成されており、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂの内側面に沿って形成されている。

図４は、第１の実施の形態におけるキーボードのキー構造を模式的にした斜視図である。図４において、図１から図３と同じものには同じ符号をつけている。

図１，図２，図４に示すように、ケース９には、各キーに対応するキートップ１４が回動自在に取り付けられている。
キートップ１４の裏側には、軸部１１が嵌め込まれる嵌合部１８が形成されている。嵌合部１８は、キートップ１４の裏面に一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂが平行に垂設され、これら一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂの先端に、一対のつめ部２０ａ，２０ｂがそれぞれ形成された構成からなっている。一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂは、それぞれキートップ１４と一体に成形されている。キートップ１４は、一対のつめ部２０ａ，２０ｂで軸部１１のピン１３ａ，１３ｂを挟み込むことで軸支される。このとき、一対のつめ部２０ａ，２０ｂは一時的にそれぞれたわんでピン１３ａ，１３ｂを挟み込む。また、一対のつめ部２０ａ，２０ｂ先端の内側の角は、Ｒ状或いは直線状に面取りされており、一対のつめ部２０ａ，２０ｂの間にピン１３ａ，１３ｂが入り込み易くなっている。このようにして簡単にキートップ１４を取り付けることができ、スタビライザーなどを各キーごとにセットしなくてすむので組み込み性が改善されている。

また、一対のつめ部２０ａ，２０ｂは、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂの内側に嵌り込む。なお、嵌合部１８を構成する板体が４枚であってもよく、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂの内側及び外側にそれぞれ配置され、立ち上がり部１２ａ，１２ｂを両側から挟み込むようにしてもよい。また、一対のつめ部２０ａ，２０ｂが立ち上がり部１２ａ，１２ｂの外側に設けられていてもよく、これによって、キーの外側方向のがたつきが少なくなる。また、これら一対のつめ部２０ａ，２０ｂは、キーの位置あわせの効果ももつ。

また、キートップ１４の裏側には、ラバースイッチ３の移動部６を押圧するための押圧部２１が形成されている。押圧部２１はキートップ１４の裏側に設けた凸部であり、その先端の押圧部端２２は平坦である。また、移動部６の先端の移動部端２３も平坦であり、キートップ１４がストッパー１５とストッパー受け１０が当接して止まる位置にあるとき、押圧部端２２と移動部端２３は平坦面で接する。このとき、ラバースイッチ３の反発力により矢印８とは逆向きに力が加わっている。このとき、なるべく接する面の力の加わり方を均等にするために、接する面は、キートップ１４の回動軸Ｓを中心とした法線の角度とする。

また、短スカート部２４、長スカート部２５のようにキートップ１４の回動の支点から遠いほうのスカートを長くすることもできる。このようにすることで、キートップ１４は回動軸Ｓを中心に円弧状に動くので、回動の支点から距離によって加わる力が異なるのでスカートの長さを変えることで加わる力を補正している。スカートの肉厚を変えて調整することもできる。

このような形態にすることで、キーストロークを小さくすることができる。例えば本実施の形態では、キーストロークが０．６ｍｍから０．８ｍｍのキーボードを実現した。

図５は、第１の実施の形態におけるキーボードのケースの断面図であり、図３の一点鎖線ＸＹで切断したときの断面図である。図５において、図１から図４と同じものには同じ符号をつけている。

図５に示すように、キーの高さｔ１は、ケース９からキートップ１４の頂上までの高さであり、約１．０ｍｍである。なお、キーの高さｔ１は、０．５ｍｍから１．５ｍｍ程度が使いやすい高さである。脇から見てもキーがあることが確認でき、あまり飛び出していないので、落としたときなどにも、ぶつかることも少ないのでキートップが外れにくい。

図６は、第１の実施の形態におけるキーボードのキートップの斜視図である。図６において、図１から図５と同じものには同じ符号をつけている。

図１，図６に示すように、キートップ１４の端部には、ストッパー１５が設けられている。このストッパー１５によりキートップ１４の回動の角度が制限される。ストッパー１５の幅は、キートップ１４の幅に合わせることもできる。このストッパー１５はケース９に形成されたストッパー受け１０と対向するように設けられ、キートップ１４がラバースイッチ３の力で押し戻されると、ストッパー１５に設けられた掛止部１５ａがストッパー受け１０の被掛止部１０ａに当接し、キートップ１４が掛止される。

また、ケース９に停止台２６、キートップ１４の端部に停止面２７、を設けることで、ストッパー１５とストッパー受け１０の代わりにすることができる。つまり、所定の位置まで角度が戻ると停止台２６と停止面２７が当接して停止する。こうすると、かぎ状のストッパー１５より肉厚を厚くとることができるので、丈夫に作ることができる。

また、キートップ１４の表面（上面）は、キートップ１４の回動軸Ｓからの距離が遠い方の端部１６がその反対（回動軸Ｓ側）の端部１７よりも凸状に高くなっている。なお、キートップ１４は、その表面が同じ高さである平坦なキーでも良い。キートップ１４の表面の高い方の端部には、キー凸部３５が形成されている。このキー凸部３５は、回動軸Ｓと略平行に延在する細長い凸部である。回動軸Ｓと略平行にすることで、キートップ１４の回動方向に指を先導しやすくなる。また、部分的に凸部を設けることで、キーを認識しやすくなるので、隣り合うキーを重複して押すことが少なくなる。

上記した構成からなるキーボードによれば、スタビライザー等の独立した部品を用いることなく、キートップ１４が回動自在に取り付けられるため、キーボードの部品点数を削減することができ、組み立て性が改善される。また、キートップ１４に形成された一対のつめ部２０ａ，２０ｂを、ケース９に形成されたピン１３ａ，１３ｂに挟み込ませることで、キートップ１４がケース９に回動自在に取り付けられるため、組み立ては簡単である。したがって、キーボードを小型化した場合でも容易に組み立てることができ、小型化に好適である。また、部品同士が系合する箇所が減るため、キーのぐらつき防止にもなる。また、ストッパー１５を設けることで、ラバースイッチ３からの反発力とストッパー１５での当接とでキーのぐらつきの防止にもなっている。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施の形態のうち上記した第１の実施の形態と同様な構成についてはその説明を省略する。
図７は、第２の実施の形態におけるキーボードのキーの正面方向からの断面図であり、図８は、第２の実施の形態におけるキーボードのキー構造を模式的にした斜視図である。

図７，図８に示すように、軸部１１は、対向する一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂと、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂの間に架設された丸棒状の軸棒１３とから構成されている。軸棒１３は、キートップ１４の回動軸Ｓに沿って延在しており、それぞれの立ち上がり部１２ａ，１２ｂと一体に成形されている。この軸棒１３が、キートップ１４に形成された一対のつめ部２０ａ，２０ｂで挟み込まれることで、キートップ１４はケース９に軸支される。

上記した構成からなるキーボードによれば、上記した第１の実施の形態のキーボードと同様の作用効果を奏することができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する第３の実施の形態のうち上記した第１の実施の形態と同様な構成についてはその説明を省略する。
図９は、第３の実施の形態におけるキーボードのキーの正面方向からの断面図であり、図１０は、第３の実施の形態におけるキーボードのキー構造を模式的にした斜視図である。

図９，図１０に示すように、軸部１１は、対向する一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂと、互いに同軸上に配置された一対の半球状突起１３ａ´，１３ｂ´とから構成されている。一対の半球状突起１３ａ´，１３ｂ´は、一対の立ち上がり部１２ａ，１２ｂの対向する側面（内側面）にそれぞれ突設されており、それぞれの立ち上がり部１２ａ，１２ｂと一体に成形されている。

一方、嵌合部１８は、対向する一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂの先端部外側面に、半球状の窪み２０ａ´，２０ｂ´がそれぞれ形成された構成からなる。この窪み２０ａ´，２０ｂ´は、半球状突起１３ａ´，１３ｂ´が嵌め込まれる窪みであり、半球状突起１３ａ´，１３ｂ´よりも若干大きく形成されている。キートップ１４は、嵌合部１８の窪み２０ａ´，２０ｂ´の中に軸部１１の半球状突起１３ａ´，１３ｂ´が嵌り込むことで軸支される。このとき、一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂが一時的に内側にそれぞれたわんで、窪み２０ａ´，２０ｂ´の中に半球状突起１３ａ´，１３ｂ´が嵌め込まれる。また、一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂ先端の外側の角は、Ｒ状或いは直線状に面取りされており、窪み２０ａ´，２０ｂ´の中に半球状突起１３ａ´，１３ｂ´を嵌め込み易くなっている。また、垂れ下がり部１９ａ，１９ｂの先端から窪み２０ａ´，２０ｂ´に向けて凹状の溝を形成することで、同様に、窪み２０ａ´，２０ｂ´の中に半球状突起１３ａ´，１３ｂ´を嵌め込み易くすることができる。

上記した構成からなるキーボードによれば、上記した第１の実施の形態のキーボードと同様の作用効果を奏することができる。

次に、上記した構成からなるキーボードを有する電子機器について説明する。
図１１は、本発明のキーボードを有する電子機器の斜視図である。

図１１に示すように、電子機器の筐体は、第一の筐体４５、第二の筐体４６の２体構造で、ヒンジ部４７で二つに折れるような構造である。第一の筐体４５内には表示部４８や電子回路が収められ、第二の筐体４６にはキーボード４９や電子回路や電池が収められている。このような、ＰＤＡ、パソコン、携帯電話、電子辞書などのキーボードとして用いることができる。

以上、本発明に係る第１、第２、第３の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、ケース９に軸部１１が形成され、キートップ１４に嵌合部１８が形成されているが、本発明は、キートップに軸部が形成され、ケースに嵌合部が形成されていてもよい。

また、上記した第１、第３の実施の形態では、軸部１１のピン１３ａ，１３ｂ又は半球状突起１３ａ´，１３ｂが、平行する一対の立ち上がり部１２ａ，１２の内側面にそれぞれ突設されているが、本発明は、ピンや半球状突起が、一対の立ち上がり部の外側面、或いは一つの立ち上がり部の両側面にそれぞれ突設された構成であってもよい。この場合、嵌合部は、一対の垂れ下がり部の外側面に、半球状突起が嵌め込まれる半球状の窪みがそれぞれ形成された構成からなる。

また、上記した第１、第３の実施の形態では、軸部１１のピン１３ａ，１３ｂ又は半球状突起１３ａ´，１３ｂが、ケース９の底面に立設された平行する壁状の立ち上がり部１２ａ，１２ｂに突設されており、また、上記した第２の実施の形態では、軸部１１の軸棒１３が、ケース９の底面に立設された平行する壁状の立ち上がり部１２ａ，１２ｂ間に架設されているが、本発明は、軸部のピン、半球状突起、又は軸棒が形成される部分が、平行する壁状の立ち上がり部でなくてもよく、例えば、平行でない立ち上がり部の側面にピン、半球状突起、又は軸棒が形成されていてもよく、或いは、壁状以外の立ち上がり部にピン、半球状突起、又は軸棒が形成されていてもよく、さらに、立ち上がり部が無い構成であってもよい。例えば、ケースの底面に開口が形成され、この開口の縁面に軸部のピン又は半球状の突起が突設された構成や、開口の中に軸棒が架設された構成であってもよい。また、キートップに軸部が形成され、ケースに嵌合部が形成される形態の場合では、軸部のピン、半球状突起、又は軸棒が垂れ下がり部に形成されていなくてもよく、例えば、キートップの縁部に直接ピン又は半球状の突起が突設された構成や、キートップの縁部間に軸棒が架設された構成であってもよい。

また、上記した第１、第２の実施の形態では、嵌合部１８が、一対の垂れ下がり部１９ａ，１９ｂの先端に一対のつめ部２０ａ，２０ｂがそれぞれ形成された構成からなっているが、本発明は、割スリーブ状のつめ部によって嵌合部が構成されていてもよく、例えば、キートップの裏面に、下側に割れ目が形成された割スリーブ状のつめ部が形成された構成であってもよい。

また、本発明は、キートップ１４の構成が上記した実施の形態の構成と異なる構成であってもよい。図１２は、本発明のキートップの構造の他の例を示す斜視図である。図１２に示すように、キートップ１４の上面に凸面３８を設けた構造である。凸面３８を設けることで、キーピッチが短くなっても隣り合うキーを同時に押しにくできる。キーを押すときに、凸のトップに指の腹が当たるので、凸面３８のトップと隣のキーまでの間隔は、キー同士の間隔より大きいので、隣り合うキーを同時に押しているか判別しやすくなる。

また、本発明は、スイッチの構造が上記した実施の形態の構成と異なる構成であってもよい。図１３は、本発明のスイッチの構造の他の例を示す断面図である。図１３に示すように、第一のフィルム基板３９と第二のフィルム基板４０とをスペーサー４３で一定の間隔を保ち対向させる。第一のフィルム基板３９には第一の回路パターン４１を有し、第二のフィルム基板４０には第二の回路パターン４２を有する。第一の回路パターン４１と第二の回路パターン４１は対向している。スイッチ押下方向４４の矢印の方向に力が加わるとフィルム状の回路基板は変形し、対向する回路パタン同士がショートする。そのショートを検知してスイッチとして用いる。このようなスイッチも本発明に用いることができる。

第１の実施の形態を説明するためのキーボードの断面図である。 第１の実施の形態を説明するためのキーボードの正面方向からの断面図である。 第１の実施の形態を説明するためのケースの斜視図である。 第１の実施の形態を説明するためのキーボードのキー構造の斜視図である。 第１の実施の形態を説明するためのケースの断面図である。 第１の実施の形態を説明するためのキートップの斜視図である。 第２の実施の形態を説明するためのキーボードの正面方向からの断面図である。 第２の実施の形態を説明するためのキーボードのキー構造の斜視図である。 第３の実施の形態を説明するためのキーボードの正面方向からの断面図である。 第３の実施の形態を説明するためのキーボードのキー構造の斜視図である。 第１，第２，第３の実施の形態を説明するための電子機器の斜視図である。 他の実施の形態を説明するためのキートップの斜視図である。 他の実施の形態を説明するためのスイッチの構造の断面図である。

符号の説明

９ ケース
１４ キートップ
１１ 軸部
１８ 嵌合部
１３ａ ピン
１３ｂ ピン
２０ａ つめ部
２０ｂ つめ部
１３ 軸棒
１３ａ´ 半球状突起（突起）
１３ｂ´ 半球状突起（突起）
２０ａ´ 窪み
２０ｂ´ 窪み

Claims (5)

1. ケースに回動自在に支持されたキートップを有し、該キートップを押して回動させることで該キートップの下方に配置されたスイッチ回路を接続させるキーボードであって、
   前記ケースまたは前記キートップのうちの何れか一方に、前記キートップを軸支させるための軸部が一体に形成され、
   前記ケースまたは前記キートップのうちの何れか他方に、前記軸部に嵌合する嵌合部が一体に形成され、
   前記軸部が前記嵌合部に取り付けられて、前記キートップが前記ケースに枢支されていることを特徴とするキーボード。
2. 請求項１記載のキーボードにおいて、
   前記軸部は、互いに間隔をあけて且つ同軸上に配置された一対のピンを有し、
   前記嵌合部は、前記一対のピンにそれぞれ係止されるつめ部を有することを特徴とするキーボード。
3. 請求項１記載のキーボードにおいて、
   前記軸部は、対向する部位間に架設された軸棒を有し、
   前記嵌合部は、前記軸棒に係止されるつめ部を有することを特徴とするキーボード。
4. 請求項１記載のキーボードにおいて、
   前記軸部は、互いに間隔をあけて且つ同軸上に配置された一対の半球状の突起を有し、
   前記嵌合部は、前記半球状の突起が嵌め込まれる半球状の窪みを有することを特徴とするキーボード。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキーボードを有することを特徴とする電子機器。

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