JP2009004392A - キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 リンク機構を利用したキースイッチに関し、低背化を実現する。
【解決手段】 キートップ２１は、その下面に、摺動案内部２３−３，２３−５を有する。摺動案内部２３−３，２３−５は、第１のリンク３１の摺動軸部３１−３及び第２のリンク３２の摺動軸部３１−３ａを、押し下げ方向Ｚ２に対して垂直であるＸ１，Ｘ２方向に案内する構成であり、押し下げ方向上占めるスペースは狭い。第１のリンク３１、第２のリンク３２は、回動軸部３１−１，３１−５ａをハウジング２５の軸受孔２５−５−１，２５−５−２に嵌合させて、且つ、扇型歯車部３１−６，３１−７ａが噛合し、Ｖ字状とされて、ハウジング２５に支持されている。キースイッチ２０を押し下げ操作すると、摺動軸部３１−３，３１−３ａが摺動案内部２３−３，２３−５内をＸ１，Ｘ２方向に移動し、第１のリンク３１、第２のリンク３２が開くように対称に回動する。
【選択図】 図１

Description

本発明はキースイッチに係り、特に、ノート型のパーソナルコンピュータに適用される低背タイプのキーボードに適用されるキースイッチに関する。

図２７は、従来の一例のキースイッチ１０の一部を示す。同図（Ａ）は、操作前の状態、同図（Ｂ）は、押し下げ操作したときの状態を示す。

キースイッチ１０は、押し下げ操作されるキートップ１１と、メンブレンスイッチ１２を有するメンブレンシート１３と、メンブレンシート１３を支持するサポートパネル１４と、サポートパネル１４に固定されてメンブレンシート１３上にもうけてあるハウジング１５と、操作時にキートップ１１により押されて変形してメンブレンスイッチ１２を押してこれを閉じるゴム製のアクチュエータ１６とを有する。ハウジング１５は、筒部１５ａを有する。キートップ１１は、筒部１１ａを有し、筒部１１ａを筒部１５ａ内に摺動可能に嵌合させて設けてある。指先１９でキートップ１１を押し下げ操作すると、図２７（Ｂ）に示すように、キートップ１１が、筒部１５ａに案内されつつＺ２方向（図２７（Ａ））に下動し、アクチュエータ１６が潰れるように変形して、メンブレンスイッチ１２を押して、これが閉じる。

指先１９をキートップ１１から離すと、ゴム製のアクチュエータ１６の弾撥力でキートップ１１が押し上げられ、図２７（Ａ）に示す元の状態に戻る。

しかるに、従来のキースイッチ１０は、以下の二つの問題点があった。
（１）低背化が十分でない（高さ寸法Ｈ１を小さく出来ない）。

キースイッチ１０の高さ寸法Ｈ１は、サポートパネル１４の底面からハウジング１５の上面１５ｂまでの寸法Ｈ２と、筒部１５ａの高さ寸法Ｈ３と、筒部１５ａの上端より上方の、キートップ１１の押し下げストロークＳに対応する空間１８の高さ寸法Ｈ４と、キートップ１１の本体１１ｂの厚さ寸法ｔ１とを加算した寸法である。

ここで、筒部１５ａは、Ｚ２方向に下動するキートップ１１の筒部１１ａを案内するものであり、延在方向はＺ１，Ｚ２方向であり、長さは、キートップ１１が安定に支持されるようにするために、３〜４ｍｍ必要である。

このように、ハウジング１５の上面上に、Ｚ１，Ｚ２方向の長さが、３〜４ｍｍの筒部１５ａがあるため、キースイッチ１０の高さ寸法Ｈ１は、約１１ｍｍとなっており、低背化が十分でなかった。

なお、キースイッチ１０が通常の操作感触を有するためには、キートップ１１の押し下げストロークＳとして約３ｍｍ必要である。従って、上記寸法Ｈ４は、３ｍｍ強である。
（２）粉塵に弱い。

キートップ１１の隅の部分を押した場合でもキートップ１１が円滑に下動するように、上記の筒部１５ａと筒部１１ａとの間の隙間１７は小さく定めてある。また、筒部１１ａが移動する方向は、筒部１５ａの軸線方向である。このため、隙間１７に粉塵が侵入した場合には、摺動運動が円滑に行われなくなってしまう虞れがある。筒部１１ａの摺動運動が円滑に行われなくなると、キースイッチ１０が動作不良を起こしてしまう。

そこで、本発明は、上記課題を解決したキースイッチを提供することを目的とする。

本発明は、キートップと、該キートップの下方に配されたハウジングと、前記キートップとハウジングとの間に設けられた第１のリンクと第２のリンクを有するリンク機構と、前記キートップとハウジングとの間に設けられ、押し下げられたキートップを元の位置に戻す弾性力を与える弾性部材と、前記キートップの押し下げに応じて動作する接点とを有し、前記第１のリンクと第２のリンクはキートップとハウジングとのいずれか一方に回動自在に軸支され、他方にキートップの下降動作に応じて下降動作とは直交する方向に摺動自在に保持されることを特徴とする。

第１、第２のリンクはキートップとハウジングとのいずれか一方に回動自在に軸支され、他方にキートップの下降動作に応じて下降動作とは直交する方向に摺動自在に保持される構成であるため、キースイッチの低背化を実現することが出来る。

次に本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の第１実施例のキースイッチ２０を分解して示し、図３（Ａ）、図４（Ａ）は、操作前の状態、図３（Ｃ）、図４（Ｂ）、図５は、押し下げ操作したときの状態を示す。図２は、キースイッチ２０をキートップを透視して示す平面図である。

キースイッチ２０は、個片タイプのものであり、押し下げ操作されるキートップ２１と、接近して対向している二つの接点よりなるメンブレンスイッチ２２を有するＰＥＴフィルム製のメンブレンシート２３（図４）と、メンブレンシート２３を支持するサポートパネル２４（図３）と、サポートパネル２４に固定されてメンブレンシート２３上にもうけてあるハウジング２５と、操作時にキートップ２１により押されて変形してメンブレンスイッチ２２を押してこれを閉じるゴム製のアクチュエータ２６と、ハウジング２５とキートップ２１との間に設けてあるリンク機構２７とを有する。リンク機構２７は、後述するように、キートップ２１が必要なストロークを確保した状態で、キートップ２１の高さ位置を低くするように作用する。

メンブレンスイッチ２２は、メンブレンシート２３（図４）上に印刷されてなる接点よりなる。ハウジング２５とサポートパネル２４とは、ねじ止めされて、又はかしめによって固定してある。

リンク機構２７は、共に略Ｕ字状をなす第１のリンク３１と第２のリンク３２とが略Ｖ字状をなす状態で組み合わされた構造を有する。

第１のリンク３１は、ポリアセタール樹脂製であり、図７（Ａ）乃至（Ｃ）に併せて示すように、平行の一対の細長の第１、第２の腕部３１−１，３１−２と、摺動軸部３１−３と、回動軸部３１−４，３１−５と、扇形歯車部３１−６，３１−７とを有する。摺動軸部３１−３は、第１、第２の腕部３１−１，３１−２の一端３１−１ａ，３１−２ａの間を連結しており、これによって、第１のリンク３１は略Ｕ字状をなしている。回動軸部３１−４，３１−５は、第１、第２の腕部３１−１，３１−２の他端３１−１ｂ，３１−２ｂより外側に突き出ている。扇形歯車部３１−６，３１−７は、回動軸部３１−４，３１−５を中心として、第１、第２の腕部３１−１，３１−２の他端３１−１ｂ，３１−２ｂの部位に形成してある。ここで、図３（Ｃ）に示すように、第１のリンク３１が回動する角度αが約４５度と限られているため、扇形歯車部３１−６，３１−７も扇形の頂角βが約９０度の角度範囲内に限って形成してある。扇形歯車部３１−６，３１−７の角度範囲を約９０度に限った構成は、後述するように、キースイッチ２０の低背化に寄与する。

歯車部３１−６は、ピッチ円直径が３ｍｍ、モジュールが０．３、ピッチがＰ１の３つの歯４０、４１、４２を有する。隣合う歯の間には、歯溝４３、４４を有する。別の歯車部３１−７も、歯車部３１−６と同じく、ピッチ円直径が３ｍｍ、モジュールが０．３、ピッチがＰ１の３つの歯５０、５１、５２を有する。隣合う歯の間には、歯溝５３、５４を有する。図７（Ａ）、（Ｃ）より分かるように、矢印Ａ方向からみて、歯車部３１−７は、歯車部３１−６に対して、矢印Ｃ方向に１／２ピッチずれて設けてある。第１のリンク３１と第２のリンク３２との部品の共通化を図るためである。

第２のリンク３２は、第１のリンク３１と同じ部品であり、単に向きを変えただけのものである。図１中、第２のリンク３２については、各部分を、第１のリンク３１の各部分を示す符号に添字ａを付した符号を付し、説明は省略する。

ハウジング２５は、図１に示すように、矩形板状の本体部２５−１に、円形開口部２５−２、細長開口部２５−３，２５−４、リブ２５−５，２５−６を有する構造を有する。円形開口部２５−２は、矩形板状の本体部２５−１の中央に位置し、アクチュエータ２６を受け入れてこれを位置規制する。リブ２５−５，２５−６は、矩形板状の本体部２５−１のＹ２，Ｙ１方向端寄りの部位にあって、矩形板状の本体部２５−１の上面寄り突き出てＸ１，Ｘ２方向に延在している。リブ２５−５，２５−６には、夫々二つの軸受孔２５−５−１，２５−５−２，２５−６−１，２５−６−２が対向して形成してある。細長開口部２５−３，２５−４は、夫々リブ２５−５，２５−６の内側に沿って形成してある。細長開口部２５−３，２５−４は、図５に示すように、歯車部３１−６、３１−７ａの一部を収容して、第１のリンク３１の回動軸部３１−４等をより低い位置とするように作用する。

キートップ２１は、図６に併せて示すように、偏平形状であり、下面側に偏平な空間のキートップ本体２１−１と、キートップ本体２１−１の下面に突き出ている、１つの円形凸部２１−２と、４つの摺動案内部２１−３〜２１−６と、２つのストッパ部２１−７，２１−８とよりなる。キートップ本体２１−１は、偏平形状であり、下面側に偏平な空間２１−１ａ（図１、図６）を有する。この偏平な空間２１−１ａの深さｂは、開き角が１８０度となった第１、第２のリンク３１、３２を収容し得る寸法に定めてある。円形凸部２１−２、４つの摺動案内部２１−３〜２１−６、２つのストッパ部２１−７，２１−８は全て上記偏平な空間２１−１ａ内に位置している。円形凸部２１−２は、キートップ本体２１−１の中央に位置しており、アクチュエータ２６を押す。

図６に示すように、４つの摺動案内部２１−３〜２１−６は、円形凸部２１−２の周辺の部分に設けてある。摺動案内部２１−３は、キートップ本体２１−１の下面より突き出ている柱部２１−３ａと、柱部２１−３ａよりＸ１方向に延在している腕部２１−３ｂとよりなり、キートップ本体２１−１の下面と腕部２１−３ｂとの間に、摺動案内路２１−３ｃ（図２（Ｂ）、図６）が形成してある。柱部２１−３ａは、第１のリンク３１の摺動軸部３１−３（図２）を受け止めて、キートップ本体２１−１がＺ１方向（図３（Ａ））に上昇するときのストッパとして機能する。他の摺動案内部２１−４、２１−５、２１−６も上記摺動案内部２１−３と同じ構造を有する。腕部２１−４ｂ（図６）は、Ｘ１方向に延在しており、腕部２１−５ｂ、２１−６ｂは、Ｘ２方向に延在している。ここで、摺動案内路２１−３ｃは、キートップ２１の押し下げ方向であるＺ２方向に対して垂直であるＸ−Ｙ平面内に存在しており、第１のリンク３１の摺動軸部３１−３は、キートップ２１が昇降するときに、Ｚ−Ｘ平面内ではなく、Ｘ−Ｙ平面内で移動する。この構成により、摺動案内部２１−３〜２１−６が占める高さ寸法Ｈ１３（図３（Ａ）参照）は小さくて足りる。これが、キースイッチ２０の低背化に寄与する。

ストッパ部２１−７（図６）は、キートップ本体２１−１のＸ１方向端に、ストッパ部２１−８は、キートップ本体２１−１のＸ２方向端に設けてある。また、図２に示すように、腕部２１−３ｂ、２１−４ｂの先端とストッパ部２１−７との間のＸ１，Ｘ２方向上の寸法ｅは、摺動軸部３１−３の径ｄより若干小さい寸法としてある。キースイッチ１０を組立し易くするためである。腕部２１−５ｂ、２１−６ｂの先端とストッパ部２１−８との間のＸ１，Ｘ２方向上の寸法も寸法ｅとしてある。

また、キートップ本体２１−１の下面のうち、Ｙ１，Ｙ２端側に、凹部２１−１ａ（図４），２１−１ｂ（図５、図６）が形成してある。キートップ２１が押し下げられたときに、歯車部３１−６、３１−７の一部を収容するためである（図５）。

次に、キースイッチ２０の主要部の構成について、特に図１、２、３、４、５を参照して説明する。

図１、図３（Ａ），図４（Ａ），図２に示すように、第１のリンク３１は、回動軸部３１−４，３１−５をリブ２５−５，２５−６の軸受孔２５−５−１，２５−６−１に軸支されている。第２のリンク３２は、回動軸部３１−５ａ，３１−４ａをリブ２５−５，２５−６の軸受孔２５−５−２，２５−６−２に軸支されている。第１のリンク３１の歯車部３１−６が第２のリンク３２の歯車部３１−７ａと噛合しており（図５）、且つ第１のリンク３１の歯車部３１−７が第２のリンク３２の歯車部３１−６ａと噛合している。第１のリンク３１と第２のリンク３２とは、軸受孔２５−５−１（図１）と軸受孔２５−５−２（図１）との間の中央を通るＹ−Ｚ面に関して対称とされて、図３（Ａ）に示すように開き角γが約７０度である略Ｖ字状を形成している。

第１のリンク３１の摺動軸部３１−３は、第１の腕部３１−１寄りの部位が、摺動案内路２１−３ｃ（図３（Ｂ））にＸ１，Ｘ２方向に摺動可能に嵌合しており、第２の腕部３１−２寄りの部位が、摺動案内路２１−４ｃ（図６）に同方向に摺動可能に嵌合している。第２のリンク３２の摺動軸部３１−３ａは、第１の腕部３２−１寄りの部位が、摺動案内路２１−５ｃ（図３（Ｂ））にＸ１，Ｘ２方向に摺動可能に嵌合しており、第２の腕部３２−２寄りの部位が、摺動案内路２１−６ｃに同方向に摺動可能に嵌合している。キートップ２１は、摺動案内部２１−３、２１−４、２１−５、２１−６を、開き角γが約７０度である略Ｖ字状を形成している第１、第２のリンク３１、３２の摺動軸部３１−３、３１−３ａに嵌合されて、第１、第２のリンク３１、３２上に支持されている。略円筒状のゴム製のアクチュエータ２６（図４）が、ハウジング２５の円形開口部２５−２に嵌合して位置決め規制されて、メンブレンシート２３上に載っている。アクチュエータ２６の上面は、キートップ２１を押し上げている。第１、第２のリンク３１、３２は、立ち上がった状態にある。

キートップ２１の高さ位置Ｑ１は、摺動軸部３１−３、３１−３ａが夫々摺動案内部２１−３〜２１−６のうちキートップ２１の中央寄りの端、即ち、柱部２１−３ａ〜２１−６ａに当たることにより定まっている。

次に、キートップ２１を操作したときのキースイッチ２０の動作について説明する。

指先１９でキートップ２１を押し下げ操作すると、キートップ２１のうち指先１９で押した部位に応じてキートップ本体２１−１の下面が第１のリンク３１の摺動軸部３１−３、又は、第２のリンク３２の摺動軸部３２−３を押す。キートップ２１のうちＸ１寄り側が押された場合には、第１のリンク３１の摺動軸部３１−３が押され、キートップ２１のうちＸ２寄り側が押された場合には、第２のリンク３２の摺動軸部３２−３が押される。キートップ２１のうち中央部分が押された場合には、第１のリンク３１の摺動軸部３１−３と第２のリンク３２の摺動軸部３１−３ａとが共に押される。

ここで、図３（Ａ）中、キートップ２１のうち中央部分Ｐ１が押された場合について説明する。中央部分Ｐ１に力Ｆが加わると、キートップ本体２１−１の下面が摺動軸部３１−３及び３１−３ａを同時に押し、第１のリンク３１がＣＣ方向に回動し、第２のリンク３２がＣ方向に回動し、キートップ２１はＺ２方向に下降する。キートップ２１は、各リンク３１、３２は、図３（Ｂ）に示すように、摺動軸部３１−３が摺動案内路２１−３ｃ内をＸ１方向に摺動し、摺動軸部３１−３ａが摺動案内路２１−５ｃ内をＸ２方向に摺動しつつ回動する。即ち、キートップ２１は、摺動案内路２１−３ｃ、２１−５ｃを摺動軸部３１−３、３１−３ａにより支持されつつ、換言すれば、第１、第２のリンク３１，３２によって支持されて水平姿勢を保ったまま、下降する。キートップ２１は、図３（Ｃ），図４（Ｂ），図５に示す最下位置まで押し下げられる。キートップ２１が押し下げられると、図４（Ｂ）に示すように、ゴム製のアクチュエータ２６が潰れるように変形して、メンブレンスイッチ２２を押して、これが閉じる。第１、第２のリンク３１，３２は、角度α（約５０度）回動して、開き角が約１８０度となるまで開き、略一直線状となって、キートップ２１の偏平な空間２１−１ａ内に収容される。扇形歯車部３１−６、３２−７ａの一部及び扇形歯車部３１−７、３２−６ａの一部は、図４（Ｂ），図５に示すように、キートップ本体２１−１の下面の凹部２１−１ａ，２１−１ｂ内に収容される。

指先１９をキートップ２１から離すと、ゴム製のアクチュエータ２６の弾撥力でキートップ２１がＺ１方向に押し上げられる（付勢される）。第１、第２のリンク３１，３２は上記とは逆に立ち上がるように回動し、キートップ２１は、第１、第２のリンク３１，３２により支持されて水平姿勢を保ったまま、上昇する。

次に、隅押しした場合について説明する。

図３（Ａ）中、キートップ２１のうちＸ１寄り側の部分Ｐ２が押された場合には、キートップ本体２１−１の下面が摺動軸部３１−３を押し、先ず、第１のリンク３１がＣＣ方向に回動し、この回動が、扇形歯車部３１−６、３１−７ａを介して、第２のリンク３２に伝わり、第２のリンク３２がＣ方向に第１のリンク３１と同じ速度で回動する。キートップ２１は上記の場合と同様に、第１、第２のリンク３１，３２により支持されて、少しも傾斜することなく水平姿勢を保ったままＺ１方向に下降する。

図３（Ａ）中、キートップ２１のうちＸ２寄り側の部分Ｐ３が押された場合には、キートップ本体２１−１の下面が摺動軸部３１−３ａを押し、先ず、第２のリンク３２がＣ方向に回動し、この回動が、扇形歯車部３１−７ａ、３１−６を介して、第１のリンク３１に伝わり、第１のリンク３１がＣＣ方向に第２のリンク３２と同じ速度で回動する。キートップ２１は上記の場合と同様に、第１、第２のリンク３１，３２により支持されて、少しも傾斜することなく水平姿勢を保ったままＺ１方向に下降する。

なお、扇形歯車部３１−６、３１−７ａにおいては、滑りはすこしも起きず、回動の伝達は確実に行われ、キー操作を多数回繰替えした後においても、第１のリンク３１と第２のリンク３２は同じ速度で回動し、即ち、対称に回動する。

また、図３（Ｃ）に示すように、キートップ２１を最も押し下げた位置Ｑ２は、４つの摺動案内部２１−３〜２１−６及び２つのストッパ部２１−７，２１−８がハウジング２５の上面に当たることによって規制される。このため、キートップ５１を強く押し下げ操作した場合でも、メンブレンスイッチ２２が過度に強く押されることはなく、メンブレンスイッチ２２が保護される。

キートップ２１が下降及び上昇するとき、摺動軸部３１−３、３１−３ａは、その軸線に直交する方向に移動して、摺動案内路２１−３ｃ、２１−５ｃ内をＸ１、Ｘ２方向に摺動する。よって、摺動案内路２１−３ｃ、２１−５ｃ内に粉塵が侵入した場合でも、侵入した粉塵は摺動する摺動軸部３１−３、３１−３ａによって押し退けられ、摺動軸部３１−３、３１−３ａの摺動は少しも妨げられず、摺動軸部３１−３、３１−３ａは摺動案内路２１−３ｃ、２１−５ｃ内を円滑に摺動する。よって、キースイッチ２０は正常に動作し、粉塵に強い。

ここで、上記構成のキースイッチ２０が通常の操作感触を有した上で、低背である（高さ寸法Ｈ１１が小さい）理由について説明する。

図３（Ａ）に示すように、キースイッチ２０の高さ寸法Ｈ１１は、サポートパネル２４の底面からハウジング２５の本体部２５−１の上面２５−１ａまでの寸法Ｈ１２と、摺動案内部２１−３，２１−５の高さ寸法Ｈ１３と、キートップ２１の押し下げストロークＳに対応する空間５９の高さ寸法Ｈ１４と、キートップ２１の本体２１−１の厚さ寸法ｔ２とを加算した寸法である。

ここで、高さ寸法Ｈ１４は、３ｍｍ強であり、図２７中の高さ寸法Ｈ４と同じである。よって、キートップ２１の押し下げストロークＳは、約３ｍｍであり、キースイッチ２０は通常の操作感触を有する。

また、寸法Ｈ１２は、図２７中の寸法Ｈ２と同じである。寸法ｔ２は、図２７中の寸法ｔ１と同じである。

摺動案内部２１−３，２１−５が図１２中の筒部１５ａに対応する。摺動案内部２１−３，２１−５の延在方向は、Ｘ１，Ｘ２であり、摺動案内部２１−３，２１−５は偏平な形状を有する。よって、高さ寸法Ｈ１３は、図１２中の筒部１５ａの高さ寸法Ｈ３に比べて、約２．５ｍｍ小さい。

よって、キースイッチ２０の高さ寸法Ｈ１１は、約８．５ｍｍであり、図２７のキースイッチ１０の高さ寸法Ｈ１より約２．５ｍｍ小さい。

このため、キースイッチ２０は、通常の操作感触を有し、従来のキースイッチより低背である。

次に、図１、図３（Ａ）に示すキースイッチ２０の組立について、図８、図９（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。

キースイッチ２０の上側の部分は、図８に示すように、（１）第１のリンク３１をハウジング２５に組み込む工程７０、（２）第２のリンク３２をハウジング２５に組み込み、第１のリンク３１と組み合わせる工程７１、（３）第１のリンク３１及び第２のリンク３２を開く工程７２、（４）キートップ２１をリンク機構２７に組み付ける工程７３、の手順で組立てる。

工程７０について。

先ず、図９（Ａ）に示すように、第１のリンク３１と第２のリンク３２（第１のリンク３１と同じ部品である）を用意し、先に、第１のリンク３１を垂直の姿勢で、平行の一対の細長の第１の腕部３１−１，３１−２の先端を図７（Ｂ）中二点鎖線で示すように少しすぼめ、ハウジング２５のリブ２５−５，２５−６の間に差し込み、すぼめを解除することによって、回動軸部３１−４，３１−５を軸受孔２５−５−１，２５−６−１に嵌合させる。

工程７１について。

次いで、第２のリンク３２を上記の第１のリンク３１と同じく垂直の姿勢で、回動軸部３１−５ａ，３１−４ａを軸受孔２５−５−２，２５−６−２に嵌合させる。ここで、第１のリンク３１及び第２のリンク３２が共に垂直であるため、歯車部３１−７ａは歯車部３１−６とかみ合わず、第１のリンク３１と第２のリンク３２との組み込みは、歯車部３１−６、３１−７ａに干渉されずに行われる。

工程７２について。

次に、図９（Ｂ）に示すように、第１のリンク３１をＣＣ方向に、第２のリンク３２をＣ方向に回動させて、歯車部３１−６と歯車部３１−７ａとを噛合させる。第１のリンク３１、第２のリンク３２を、図９（Ｃ）に示すように、開き角が略１８０度となる最終位置まで回動させる。

工程７３について。

最後に、図９（Ｃ）に示すように、キートップ５１を被せて強く押し付ける。これにより、摺動軸部３１−３が、図７（Ｂ）中一点鎖線で示すように一時的に湾曲せしめられスプリングバックすることにより、腕部２１−３ｂ、２１−４ｂの先端とストッパ部２１−７との間に相対的にパチンと入り込み、摺動案内路２１−３ｃ内に嵌入する。嵌入すると、ｄ>ｅの関係により、摺動軸部３１−３は摺動案内路２１−３ｃより簡単には抜け出ない状態になる。摺動軸部３１−３ａも同様に腕部２１−５ｂ、２１−６ｂの先端とストッパ部２１−８との間に摺動軸部３１−３ａがパチンと入り込み、摺動案内路２１−５ｃ内に嵌入する。

上記より分かるように、キースイッチ２０は、組立治具及び工具を使用せずに簡単に組立てられる。

図１０は、本発明の第２実施例のキースイッチ２０Ａを示す。同図（Ａ）は、操作前の状態、同図（Ｂ）は、押し下げ操作したときの状態を示す。

キースイッチ２０Ａは、キートップ５１Ａに軸受孔を設け、ハウジング２５Ａに摺動案内部を設け、第１のリンク３１と第２のリンク３２とを逆Ｖ字状としたものである。

キートップ２１Ａが押された場合に、例えば、先ず、第１のリンク３１がＣＣ方向に回動し、この回動が、扇形歯車部３１−６、３１−７ａを介して、第２のリンク３２に伝わり、第２のリンク３１がＣ方向に第１のリンク３１と同じ速度で回動し、図１０（Ｂ）に示すように、開き角が約１８０度となるまで開き、略一直線状となって、キートップ２１Ａの偏平な空間２１−１ａ内に収容される。キートップ２１は上記の場合と同様に、第１、第２のリンク３１，３２により支持されて、少しも傾斜することなく水平姿勢を保ったままＺ１方向に下降する。

このキースイッチ２０Ａは、上記のキースイッチ２０による効果と同様の効果を有し、これに加えて、噛合している扇形歯車部３１−６、３１−７ａがキートップ２１Ａの裏側に配されているため、粉塵が噛合している扇形歯車部３１−６、３１−７ａに入り込みにくく、粉塵に強いという効果を有する。

ハウジング２５、２５Ａは、複数のキースイッチが並び得るサイズのものでもよい。

図１１は、本発明の第３実施例のキースイッチ２０Ｂを示す。同図（Ａ）は、操作前の状態、同図（Ｂ）は、押し下げ操作したときの状態を示す。キースイッチ２０Ｂは、上記第２実施例のキースイッチ２０Ａを改良して組立し易い構成としたものである。

図１２に分解して示すように、キースイッチ２０Ｂは、キートップ２１Ｂと、ハウジング２５Ｂと、リンク機構２７Ｂとを有する。

キートップ２１Ｂは、図１３，図１４に示すように、第１乃至第４の軸受部２１Ｂ−１１〜２１Ｂ−１４を有する。

第１、第２の軸受部２１Ｂ−１１，２１Ｂ−１２は、キートップ本体２１−１の下面のリブ２１Ｂ−１０に、二つの逆Ｕ字状の凹部２１Ｂ−１５，２１Ｂ−１６、及び、この二つの逆Ｕ字状の凹部２１Ｂ−１５，２１Ｂ−１６の間の一つのスリット２１Ｂ−１７を形成することによって構成してある。

図１４に示すように、第１の軸受部２１Ｂ−１１は、指部２１Ｂ−１８と、指部２１Ｂ−１９と、指部２１Ｂ−１８と指部２１Ｂ−１９との間の逆Ｕ字状の凹部２１Ｂ−１５とよりなる。逆Ｕ字状の凹部２１Ｂ−１５は、径がＤ１の円形部２１Ｂ−１５ａと、最小幅Ｗ１が径Ｄ１より短い、テーパ状入口部２１Ｂ−１５ｂと、円形部２１Ｂ−１５ａの奥部の小さい小凹部２１Ｂ−１５ｃとよりなる。径Ｄ１は、後述する第１のリンク３１Ｂの回動軸部３１−４の径Ｄ１０より若干小さい。指部２１Ｂ−１８はＸ１方向に、指部２１Ｂ−１９はＸ２方向に、即ち、入口部２１Ｂ−１５ｂが広がる方向に弾性的に撓むことが可能である。第２の軸受部２１Ｂ−１２は、上記の第１の軸受部２１Ｂ−１１と同じ構造を有する。第３、第４の軸受部２１Ｂ−１３，２１Ｂ−１４も、上記の第１の軸受部２１Ｂ−１１と同じ構造を有する。

リンク機構２７Ｂは、共に略Ｕ字状をなす第１のリンク３１Ｂと第２のリンク３２Ｂとが略逆Ｖ字状をなす状態で組み合わされた構造を有する。

第１のリンク３１Ｂは、図１５（Ａ），（Ｂ）に併せて示すように、半円柱形状部としての突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａ，３１Ｂ−３ｂを有する以外は、図７に示す第１のリンク３１と同じ形状を有する。突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａは、径がＤ２の円柱形状のうち第１の腕部３１−１の中心線７０より扇形歯車部３１−６側の部分が除去され、扇形歯車部３１−６側とは反対側の部分が残された半円柱形状を有し、半周の円周面３１Ｂ−３ａ−１を有する。突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａの、上記中心線７０に直角方向上の幅寸法Ｗ２は、Ｄ２の１／２である。反対側の突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ｂも、上記の突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａと同じ形状である。第２のリンク３２Ｂは、第１のリンク３１Ｂと同じ部品であり、単に向きを変えただけのものである。

ハウジング２５Ｂは、図１２，図１６に示すように、第１乃至第４の摺動案内部２５Ｂ−１１〜２５Ｂ−１４を有する。

第１の摺動案内部２５Ｂ−１１は、ハウジング本体部２５−１の上面より突き出ている柱部２５Ｂ−１５と、柱部２５Ｂ−１５よりＸ１方向に延在している腕部２５Ｂ−１６と、ハウジング本体部２５−１の上面より突き出て上記腕部２５Ｂ−１６の先端と対向している柱部２５Ｂ−１７とよりなる。柱部２５Ｂ−１５，２５Ｂ−１７と、腕部２５Ｂ−１６と、ハウジング本体部２５−１との間に、摺動案内路２５Ｂ−１８が、Ｘ１，Ｘ２方向に延在して形成してある。摺動案内路２５Ｂ−１８のＸ１方向端に、即ち、腕部２１Ｂ−１６の先端と柱部２１Ｂ−１７との間に、入口部２５Ｂ−１９がある。摺動案内路２５Ｂ−１８は、上記の径Ｄ２と等しい幅Ｗ３を有する。入口部２５Ｂ−１９の幅Ｗ４は、上記の幅Ｗ２より少し大きく、且つ、上記の径Ｄ２より小さい。第２乃至第４の摺動案内部２５Ｂ−１２〜２５Ｂ−１４も、上記の第１の摺動案内部２５Ｂ−１１と同じ構成である。

次に、図１１、図１２に示すキースイッチ２０Ｂの組立について、図１７、図１８、図１９、図２０を参照して説明する。

キースイッチ２０Ｂの上側の部分は、図１７に示すように、（１）第１のリンク３１Ｂをハウジング２５Ｂに組み込む工程７０Ｂ、（２）第２のリンク３２Ｂをハウジング２５Ｂに組み込み、第１のリンク３１Ｂと組み合わせる工程７１Ｂ、（３）第１のリンク３１Ｂ及び第２のリンク３２Ｂを閉じる方向に倒す工程７２Ｂ、（４）キートップ２１Ｂをリンク機構２７Ｂに組み付ける工程７３Ｂ、の手順で組立てる。

工程７０Ｂについて。

先ず、図１８（Ａ）に示すように、第１のリンク３１Ｂと第２のリンク３２Ｂ（第１のリンク３１Ｂと同じ部品である）を用意し、先に、第１のリンク３１Ｂをその突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａが下を向いた垂直の姿勢に保持し、そのまま入口部２５Ｂ−１８に向かって下動させる。これにより、図１９（Ａ）に示すように、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａが入口部２５Ｂ−１８を通過し、摺動案内路２５Ｂ−１８内に入る。反対側の突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ｂは、同じく、第３の摺動案内部２５Ｂ−１３に嵌合する。また、摺動軸部３１Ｂ−３は、ハウジング本体部２５−１の上面に当接している
工程７１Ｂについて。

次いで、第２のリンク３２Ｂを上記の第１のリンク３１Ｂと同じく、垂直の姿勢で、そのまま下降させて、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ｂ，３１Ｂ−３ａを夫々第２、第４の摺動案内部２５Ｂ−１２、２５Ｂ−１４と嵌合させる。

工程７２Ｂについて。

次に、図１８（Ｂ）に示すように、第１のリンク３１ＢをＣ方向に、第２のリンク３２ＢをＣＣ方向に回動させて、即ち、閉じる方向に、図１８（Ｃ）に示す最終状態まで倒す。最終状態では、第１のリンク３１Ｂと第２のリンク３２Ｂとは、略一直線状となる。

第１のリンク３１Ｂは、ハウジング本体部２５−１に当接している摺動軸部３１Ｂ−３を中心に回動する。突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａは、図１９（Ｂ）に示すように、腕部２５Ｂ−１６にぶつかることなく、摺動案内路２５Ｂ−１８のうち入口部２５Ｂ−１９の真下の位置で回動する。

第１のリンク３１Ｂが垂直の姿勢からＣ方向に少し回動させられると、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａは、図１９（Ｂ）に示すように、腕部２５Ｂ−１６の下側に入り込み、第１のリンク３１Ｂは第１、第３の摺動案内部２５Ｂ−１１、２５Ｂ−１３より抜け出ないようになる。

また、最終状態まで倒れたときに、第１のリンク３１Ｂの歯車部３１−６と第２のリンク３２Ｂ歯車部３１−７とが噛合する。

工程７３Ｂについて。

最後に、図１８（Ｃ），（Ｄ）に示すように、キートップ５１Ｂを被せて強く押し付ける。

先ず、キートップ５１Ｂを被せ、図２０（Ａ）に示すように、第１の軸受部２１Ｂ−１１のテーパ状入口部２１Ｂ−１５ｂが第１のリンク３１Ｂの回動軸部３１−４と係合し、第２の軸受部２１Ｂ−１２のテーパ状入口部が第２のリンク３２Ｂの回動軸部３１−５と係合した状態とする。

次いでキートップ５１Ｂを、Ｚ２方向に強く押し付ける。これによって、図２０（Ａ）中、二点鎖線で示すように、指部２１Ｂ−１８がＸ１方向に、指部２１Ｂ−１９がＸ２方向に、即ち、入口部２１Ｂ−１５ｂが広がる方向に弾性的に撓み、第１のリンク３１Ｂの回動軸部３１−４は、図２０（Ｂ）に示すように、相対的に、入口部２１Ｂ−１５ｂを通過して、円形部２１Ｂ−１５ａ内に入り込む。回動軸部３１−４が円形部２１Ｂ−１５ａ内に入り込むと、指部２１Ｂ−１８、２１Ｂ−１９が弾性復元し、入口部２１Ｂ−１５ｂが狭まる。回動軸部３１−４は、狭まった入口部２１Ｂ−１５ｂによって第１の軸受部２１Ｂ−１１から抜け出ることを制限されている。また、略弾性復元した指部２１Ｂ−１８、２１Ｂ−１９が、それ自体に残っている弾性力によって、回動軸部３１−４の回動を少しも妨げない小さい力Ｆ１０で回動軸部３１−４の周面に押圧している。よって、回動軸部３１−４は、ガタの無い状態で、第１の軸受部２１Ｂ−１１に支持される。

上記より分かるように、キースイッチ２０Ｂは、組立治具及び工具を使用せずに簡単に組立てられる。また、第１のリンク３１Ｂ及び第２のリンク３２Ｂについて、一対の第１の腕部３１−１，３１−２の先端をすぼめる動作は必要でないため、前記第１実施例のキースイッチ２０における、第１のリンク３１及び第２のリンク３２Ｂを組み込む作業に比べて簡単である。

ここで、回動軸部３１−４を第１の軸受部２１Ｂ−１１に嵌合させる作業についてみる。両側の指部２１Ｂ−１８及び指部２１Ｂ−１９が共に撓むため、片側の指部だけが撓む場合に比べて、入口部は容易に円滑に拡がり、上記の作業は円滑に行われる。

次に、上記キースイッチ２０Ｂの動作について説明する。

操作前は、キースイッチ２０Ｂは、図１１（Ａ）に示す状態にある。キートップ２１Ｂは、ゴム製のアクチュエータ２６によって押し上げられており、第１のリンク３１Ｂと第２のリンク３２Ｂとが逆Ｖ字状となっている。

キートップ２１Ｂが押されると、先ず、第１のリンク３１ＢがＣ方向に回動し、この回動が、扇形歯車部３１−６、３１−７ａを介して、第２のリンク３２Ｂに伝わり、第２のリンク３２ＢがＣＣ方向に第１のリンク３１Ｂと同じ速度で回動し、第１のリンク３１Ｂの突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａが第１の摺動案内部２５Ｂ−１１に案内されてＸ１方向に摺動し、第２のリンク３２Ｂの突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ｂが第２の摺動案内部２５Ｂ−１２に案内されてＸ２方向に摺動する。即ち、第１のリンク３１Ｂと第２のリンク３２Ｂとは、対称に開き角が増加する方向に回動し、図１１（Ｂ）に示すように、開き角が約１８０度となるまで開き、略一直線状となって、キートップ２１Ｂの偏平な空間内に収容される。

ここで、第１のリンク３１Ｂ及び第２のリンク３２Ｂの４つの回動軸部３１−４、３１−５と第１乃至第４の軸受部２１Ｂ−１１〜２１Ｂ−１４とはガタのない状態で嵌合しているため、キートップ２１Ｂを押すべくキートップ２１Ｂに触れたときに、キートップ２１Ｂがぐらつくことがない。ぐらつきのない分、良好な操作感触が得られる。よって、キースイッチ２０Ｂは、高い操作品質を有する。

また、キートップ２１Ｂは上記の場合と同様に、第１、第２のリンク３１Ｂ，３２Ｂにより支持されて、少しも傾斜することなく水平姿勢を保ったままＺ１方向に下降する。

指先をキートップ２１Ｂから離すと、ゴム製のアクチュエータ２６の弾撥力でキートップ２１ＢがＺ１方向に押し上げられる。第１、第２のリンク３１Ｂ，３２Ｂは上記とは逆に立ち上がるように回動し、キートップ２１Ｂは、第１、第２のリンク３１Ｂ，３２Ｂにより支持されて水平姿勢を保ったまま、上昇する。

キートップ２１Ｂが最大に押し下げられたとき、図１１（Ｂ）に示すように、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａはＸ１方向に最大摺動して入口部２５Ｂ−１９の真下に到り、突き出し摺動軸部３１Ｂ−４ａはＸ２方向に最大摺動して入口部の真下に到る。ここで、第１、第２のリンク３１Ｂ，３２Ｂは横に寝ており、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａはその円周面３１Ｂ−３ａ−１が入口部２５Ｂ−１９側を向いており、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａは入口部２５Ｂ−１９より抜け出ない。突き出し摺動軸部３１Ｂ−４ａについても、同じく、入口部から抜け出ない。よって、リンク機構２７Ｂがハウジング２５Ｂより外れることが起きず、キースイッチ２０Ｂは、高い信頼性を有する。

なお、軸受部は、図２１に示すように、キートップ本体２１−１の下面のリブ２１Ｂ−１０に、二つの逆Ｕ字状の凹部２１Ｂ−１５，２１Ｂ−１６を有する構成、即ち、上記のスリット２１Ｂ−１７を有しない構成でもよい。

ハウジング２５、２５Ａ、２５Ｂは、複数のキースイッチが並び得るサイズのものでもよい。

次に、第２及び第３の実施例の変形例を第４の実施例として説明する。第２（第３）の実施例では、リンク機構を構成する第１のリンク３１（３１Ｂ）と第２のリンク３２（３２Ｂ）とはそれぞれキートップ２１Ａ（２１Ｂ）に回動自在に支持されている。換言すれば、第２（第３）の実施例の第１のリンク３１（３１Ｂ）と第２のリンク３２（３２Ｂ）とはそれぞれハウジング２５に摺動可能に支持されている。以下に説明する第４の実施例では、第２及び第３の実施例で発生する可能性がある問題を未然に防ぐ手段を設けたことを特徴とする。

図２２は、第４の実施例で用いられる第１のリンクの腕部３１−１を示す図である。なお、前述した部分と同一部分には同一の参照番号を付けてある。図２２（Ａ）は正面図で、同図（Ｂ）は左側面図である。図２２に示すように、歯車部３１−６とは反対側に肉盛り部３１−９を設けてある。肉盛り部３１−９のエッジ３１−１０は、所定の曲線となるように形成されている。このような肉盛り部が図１２に示す第１のリンク３１Ｂ及び第２のリンク３２Ｂのそれぞれの２つの腕部３１−１及び３１−２に設けられている。

図２３は、第４の実施例で用いられるハウジングを示す斜視図、図２４は第４の実施例のキースイッチの平面図で、キートップを透視した状態を示す。図２３に示すハウジング２５Ｃの本体２５Ｃ−１は内部に凹部２５Ｃ−２を有し、この中に断面略Ｌ字状の４つの摺動案内部２５Ｃ−１１、２５Ｃ−１２、２５Ｃ−１３及び２５Ｃ−１４を有する。凹部の中央には、円形開口部２５Ｃ−８を有する突起部２５Ｃ−７が設けられている。図示を省略するが、図１１に示すようなゴム製のアクチュエータ１６が突起部２５Ｃ−７の周りに設けられ、キートップ２１Ｂを押下することで、アクチュエータ１６の突起部分が円形開口部２５Ｃ−８内に入り、接点を駆動する（後述する図２５に示すメンブレンシート２２ａと２２ｂとが接触する）。また、凹部２５Ｃ−２内には、摺動案内部２５Ｃ−１１、２５Ｃ−１２、２５Ｃ−１３及び２５Ｃ−１４に沿ってこれらの内側に、フラットなレール部２５Ｃ−３、２５Ｃ−４、２５Ｃ−５及び２５Ｃ−６が設けられている。このレール部２５Ｃ−３、２５Ｃ−４、２５Ｃ−５及び２５Ｃ−６上を摺動軸部（図１２の３１−３に相当する）が摺動可能である。なお、レール部２５Ｃ−３、２５Ｃ−４を連続する１つのレールとし、２５Ｃ−５及び２５Ｃ−６を連続する１つのレールとする構成でもよい。

図２３において、第１及び第２のリンク３１Ｂ及び３２Ｂのそれぞれの回動軸部３１−４及び３１−５は、第２又は第３の実施例と同様にキートップ２１Ａ（２１Ｂ）に回動可能に支持されている。

図２５（Ａ）〜（Ｇ）は、第１（又は第２）のリンクの腕部３１−１の動作を示す図である。ハウジングの面取りされたエッジ部（ストッパ部）２５Ｃ−１ｂが肉盛り部３１−９のエッジ部２５−１０に当接した状態で、突き出し摺動軸部３１Ｂ−３ａ（図１２に示す：図２２では、肉盛り部３１−９の反対側に設けられている）が摺動案内部２５Ｃ−１２内を摺動し、摺動軸部３１−３がレール部２５Ｃ−４上を摺動する。このように、肉盛り部３１−９がエッジ部２５−１０をこすりながら動くので、図２５上左右のガタを防止することができる。また、肉盛り部３１−９は、腕部３１−１と摺動案内部２５Ｃ−１２との間に位置するので、図２４に示すこの間のクリアランスを小さく設定することができる。また、摺動軸部３１−３がレール部２５Ｃ−４上を摺動するので、図１２に示す構成のように、摺動軸部３１−３がハウジング２５Ｂの全面を摺動する場合に比べて、ごみ等が入った場合の引っ掛かりの発生が減少する。

図２６は、上記の第１ないし第４の実施例によるキースイッチ２０、２０Ａ，又は２０Ｂが複数並んで設けられた構成のキーボード６０を示す。このキーボード６０は、従来に比べて更に薄厚の低背タイプであり、ノート型のパーソナルコンピュータに適用される。

本発明のキースイッチの第１実施例の分解斜視図である。 図１のキースイッチをキートップを透視して示す平面図である。 図２中、III −III 線に沿う断面矢視図である。 図２中、IV−IV線に沿う断面矢視図である。 図２中、V −V 線に沿う断面矢視図である。 キートップを表裏反転した状態で示す図である。 第１のリンクを示す図である。 キースイッチの組立工程図である。 図１のキースイッチの組立てを説明する図である。 本発明のキースイッチの第２実施例を示す図である。 本発明のキースイッチの第３実施例を示す図である。 図１１のキースイッチの分解斜視図である。 キートップを表裏反転した状態で示す図である。 軸受部を拡大して示す図である。 第１のリンクを示す図である。 ハウジングを示す図である。 キースイッチの組立工程図である。 図１１のキースイッチの組立てを説明する図である。 第１のリンクの組み込みを説明する図である。 軸受部と回動軸部との嵌合を説明する図である。 軸受部の変形例を示す図である。 本発明の第４の実施例で用いられるリンク機構のリンクの腕部を示す図である。 第４の実施例で用いられるハウジングの斜視図である。 第４の実施例のキースイッチをキートップを透視して示す平面図である。 第４の実施例で用いられるリンクの動作を説明するための図である。 第１ないし第４の実施例によるキースイッチを設けてなるキーボードを示す図である。 従来例のキースイッチの１例を示す図である。

符号の説明

２０、２０Ａ、２０Ｂ キースイッチ
２１，２１Ａ，２１２Ｂ キートップ
２１−１ キートップ本体
２１−１ａ 偏平な空間
２１−１ｂ，２１−１ｃ 凹部
２１−２ 円形凸部
２１−３〜２１−６ 摺動案内部
２１−３ａ〜２１−６ａ 柱部
２１−３ｂ〜２１−６ｂ 腕部
２１−７，２１−８ ストッパ部
２１Ｂ−１０ リブ
２１Ｂ−１１〜２１−Ｂ１４ 第１乃至第４の軸受部
２１Ｂ−１５、２１Ｂ−１６ 逆Ｕ字状の凹部
２１Ｂ−１５ａ 円形部
２１Ｂ−１５ｂ テーパ状入口部
２１Ｂ−１５ｃ 小さい凹部
２１Ｂ−１７ スリット
２１Ｂ−１８、２１Ｂ−１９ 指部
２２ メンブレンスイッチ
２３ メンブレンシート
２４ サポートパネル
２５ ハウジング
２５−１ ハウジング本体部
２５−２ 円形開口部
２５−３，２５−４ 細長開口部
２５−５，２５−６ リブ
２５−５−１，２５−５−２，２５−６−１，２５−６−２ 軸受孔
２５Ｂ−１１〜２５Ｂ−１４ 第１乃至第４の摺動案内部
２５Ｂ−１５，２５Ｂ−１７ 柱部
２５Ｂ−１６ 腕部
２５Ｂ−１８ 摺動案内路
２５Ｂ−１９ 入口部
２６ ゴム製のアクチュエータ
２７ リンク機構
３１、３１Ｂ 第１のリンク
３１−１，３１−２ 腕部
３１−３ 摺動軸部
３１Ｂ−３ａ，３１Ｂ−３ｂ 突き出し摺動軸部
３１Ｂ−３ａ−１ 半周の円周面
３１−４，３１−５ 回動軸部
３１−６，３１−７ 歯車部
３２，３１Ｂ 第２のリンク
４０、４１、４２、５０、５１、５２ 歯
４３、４４、５３、５４ 歯溝
５９ 空間
６０ キーボード

Claims (1)

1. キートップと、該キートップの下方に配されたハウジングと、前記キートップとハウジングとの間に設けられた第１のリンクと第２のリンクを有するリンク機構と、前記キートップとハウジングとの間に設けられ、押し下げられたキートップを元の位置に戻す弾性力を与える弾性部材と、前記キートップの押し下げに応じて動作する接点とを有し、前記第１のリンクと第２のリンクはキートップとハウジングとのいずれか一方に回動自在に軸支され、他方にキートップの下降動作に応じて下降動作とは直交する方向に摺動自在に保持されることを特徴とするキースイッチ。

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