JP2009099386A - キースイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】キーボードの高さを高くすることなく、通常のキーボードと外形的に互換性を実現でき、さらに照光用の新たな部材を追加することなく、コストの低減を図ったキースイッチ構造を提供することを目的とする。
【解決手段】キートップ１１に光透過性の抜き文字部１１ｃが形成されている。接点部を具備するメンブレンシート１６に光透過性を持たせ、メンブレンシート１６の下部に配設されるバックプレート１７に光透過性を持たせる。そしてバックプレート１７に切り欠き穴１７ｂを形成してメンブレンシート１６に光源としてのＬＥＤ１８を下向きに配設する。ＬＥＤ１８から発せられた光はバックプレート１７を透過し、キートップ１１の抜き文字部１１ｃを照光する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、情報処理機器、測定機器、医療機器などにおける入力装置として用いられるキーボードのキースイッチ構造に関し、特に暗い環境下でも良好な操作性を確保できる照光機能を有するキースイッチ構造に関する。

従来、暗い環境下でも良好な操作性を確保できるキーボード装置の開発が行われており、このようなキーボードは、文字や記号等が印刷されたキースイッチを構成するキートップ、リンク部材、ラバードーム、接点部を有するメンブレンシートおよびバックプレートに加え、キーボードを照光するための光源として、例えば、ＥＬ発光部やＬＥＤが各キースイッチに対応して配置された基板あるいは導光板を有する構成となっていた。光源としてＥＬ素子を使用してキートップ１を照光するキースイッチを開示するものとして、例えば特開２００２−２５１９３７号公報（特許文献１）が挙げられる。

上記特許文献１に開示されるキーボードスイッチは、弾性部材の下方に配置されたメンブレンシートの例えば下面に、光透過性シート、光透過性電極層、発光体層、背面電極層を順次形成したＥＬ素子を配置し、発光体層から発せられた光が、メンブレンシートとＥＬ素子の間に配設されたベース基板の貫通孔を通って押し釦（キートップ）を下方から照光するようにしたものである。
特開２００２−２５１９３７号公報

しかしながら上記特許文献１に開示される従来のキースイッチ構造においては、光源となるＥＬ素子が付加されている構造となっているので、通常の（照光式ではない）キーボードに較べ、光源部分が余分なスペースとなり、キーボード全体の高さが高くなるという問題があった。またキーボードの高さが変わるために、パーソナルコンピュータへの実装、即ち、通常の非照光式のキーボードを照光式のキーボードに置き換えることが困難であるという問題もあった。

さらに、光源となる部品増加に伴うコスト高という問題に加えて、光源の部品をキースイッチ部分と組み合わせる工程が追加されることになり、作業性が悪化するという問題もあった。

そこで本発明は、キーボードの高さを高くすることなく、通常のキーボードと外形的に互換性を実現でき、さらに照光用の新たな部材を追加することなく、コストの低減を図ったキースイッチ構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、光透過性の抜き文字部が形成されたキートップと、接点部を具備し、光透過性を有するメンブレンシートと、前記メンブレンシートの下部に配設され、光透過性を有するプレート部材と、前記メンブレンシートに配設された光源とを備え、前記光源を発光させることにより前記プレート部材及び前記メンブレンシートを介して前記キートップの前記抜き文字部を照光することを特徴とするものである。光源をプレート部材方向に発光するようにメンブレンシートに配設するようにするとよい。さらに、光源をキースイッチとキースイッチの間に配設するようにするとよい。

本発明によれば、光源をメンブレンシートに配設したので、キーボードの高さが高くなることはなく、また照光化を実現するための新たな部材を追加する必要はないので、コスト高にならず、従来と同じ工程での製造が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって詳細に説明する。各図面に共通する要素には同一の符号を付す。図１は本発明の実施の形態のキースイッチ構造を示す分解斜視図であり、図２は本実施の形態のキースイッチ構造を示す断面図である。

図１、図２において、実施の形態のキースイッチ１０は、キートップ１１と、キートップ１１に対して回転可能に設けられた第１リンク部材１２、キートップ１１に対して摺動可能に設けられた第２リンク部材１３、キートップ１１が押下されることにより屈曲し、押下力が排除されるとキートップ１１を元の位置に復帰させるラバードーム（弾性部材）１４、第１、第２リンク部材１２、１３を保持するホルダー１５、ラバードーム１４の直下に接点部を有するメンブレンシート１６、導光板の機能、即ち、透過性を有する材料により形成されたバックプレート（プレート部材）１７とにより構成されている。

キートップ１１は、図２に示すように、光の透過度合いを任意に調整した透明あるいは半透明の樹脂により形成された本体部１１ａと、本体部１１ａの上部に形成され、光の透過を抑えるために調整された単色または多色の塗装を施した塗装部１１ｂ、およびレーザマーキングなどで文字や記号の形に塗装を取り除くことにより、抜き文字あるいは抜き記号を形成した抜き文字部１１ｃとを有する。なお抜き文字部１１ｃは、キートップ１１の上面に通常印刷される文字、記号、数字等をすべて含むものである。

キートップ１１の裏面には、第１リンク部材１２の一端を回転可能に支持する回転支持部１１ｄと、第２リンク部材１３の一端を回転可能にかつ水平方向に移動可能に支持するスライド支持部１１ｅが設けられている。第１リンク部材１２は、一対の脚部１２ａ、１２ｂを有し、該脚部１２ａ、１２ｂの一端にはキートップ１１の回転支持部１１ｄに挿入支持される第１連結棒１２ｃが脚部１２ａ，１２ｂを連結するように設けられ、同様に脚部１２ａ，１２ｂの他端には、第２連結棒１２ｄが脚部１２ａ，１２ｂを連結するように設けられていて、更に、脚部１２ａ，１２ｂの各々の外面には、第１連結棒１２ｃと第２連結棒１２ｄとをつなぐ線上にあって、かつそれぞれの連結棒１２ｃ，１２ｄに対して等距離となる位置に軸１２ｅ，１２ｆが設けられている。

第２リンク部材１３は一対の脚部１３ａ，１３ｂを有し、該脚部１３ａ，１３ｂの一端にはキートップ１１のスライド支持部１１ｅに回転可能にかつ水平方向に平行移動可能に支持される第１支持突起１３ｃ，１３ｄが外側に向けて設けられ、他端には第１リンク部材１２の両連結棒１２ｃ，１２ｄ間と等しい距離に第２支持突起１３ｅ，１３ｆが外側に向けて設けられている。また、第１支持突起１３ｃ，１３ｄと第２支持突起１３ｅ，１３ｆをつなぐ線上にあってかつ各々の支持突起１３ｃ，１３ｄ；１３ｅ，１３ｆに対して等距離となる位置に軸穴１３ｇ，１３ｈが設けられている。更に、脚部１３ａ，１３ｂは第１支持突起１３ｃ，１３ｄよりも先端側において連結部１３ｉにより連結されている。

ラバードーム１４は、ゴム等を素材として略カップ状に形成され、内面中央部に接点押下部１４ａが下方に向けて突出形成されている。ホルダー１５は１キー単位に分割して枠状に形成され、その一端付近に第１リンク部材１２の第２連結棒１２ｄを回転可能にかつ水平方向に平行移動可能に支持するためのスライドガイド１５ｂが設けられていて、他端付近には第２リンク部材１３の第２支持突起１３ｅ，１３ｆを回転自在に支持する回転ガイド１５ｃ，１５ｄが設けられている。

またホルダー１５の両端中央には、ラバードーム１４の外周部を固定する円弧形のガイド壁１５ｅが対向するように設けられ、更にホルダー１５の下面にはメンブレンシート１６の貫通穴１６ｆを囲うように複数個所に所定の長さの溶着用ピン１５ａが形成されている。

メンブレンシート１６は、図２に示すように、それぞれ可撓性を有する上部シート１６ａ，下部シート１６ｂと、これらの上部シート１６ａと下部シート１６ｂに挟まれたスペーサシート１６ｃから成り、このスペーサシート１６ｃには複数のキーに対応して複数の貫通穴１６ｆが設けられている。貫通穴１６ｆは上部シート１６ａと下部シート１６ｂの間に空間を形成し、この空間内で互いに対向して位置するように、バックプレート１７側の下部シート１６ｂには固定接点１６ｄが、ラバードーム１４側の上部シート１６ａには可動接点１６ｅがそれぞれ設けられている。

固定接点１６ｄおよび可動接点１６ｅにより接点部を構成する。また図１に示すように、貫通穴１６ｆの周囲に位置するようにメンブレンシート１６に複数の透孔１６ｇが設けられている。メンブレンシート１６は全体が光透過性部材から形成されている。メンブレンシート１６の上部シート１６ａには、後述するように、照光の光源としてのＬＥＤ１８が設けられている。

バックプレート１７は、以上の各部品を搭載するように下部に配置されもので、透過性の高い樹脂により形成され、内部を光が屈曲しながら通過するようになっている。このバックプレート１７にはメンブレンシート１６の透孔１６ｇに対応する位置に、ホルダー１５の溶着用ピン１５ａを通す穴１７ａが貫通するように設けられている。またバックプレート１７には、メンブレンシート１６に設けられたＬＥＤ１８に対応する位置に、切り欠き穴１７ｂが形成されている。

図２および図３に示すように、キースイッチ１０の配置位置からずれた位置（キースイッチとキースイッチの間）において、メンブレンシート１６のスペーサシート１６ｃと下部シート１６ｂにはそれぞれ切り欠き穴１６ｃａ、１６ｂａが形成され、この切り欠き穴１６ｃａ、１６ｂａはバックプレート１７の切り欠き穴１７ｂに対応し、これらの切り欠き穴１６ｃａ、１６ｂａ、１７ｂに対向する上部シート１６ａの下部に、照光の光源としてのＬＥＤ１８が、発光方向が下向きになるように設けられている。ＬＥＤ１８の高さは、スペーサシート１６ｃ、下部シート１６ｂおよびバックプレート１７を合わせた高さより小さく、したがってＬＥＤ１８の下部がバックプレート１７の下部から下方へ突出することはない。なお図３はメンブレンシートを示す断面図である。

ＬＥＤ１８は、導電性接着剤等によりメンブレンシート１６の上部シート１６ａに固着されている。ＬＥＤ１８は、基板を必要とせず、メンブレンシート１６の接点部１６ｄ、１６ｅのパターンと同様に印刷で接続されている。バックプレート１７は、ホルダー１５の溶着用ピン１５ａにより、メンブレンシート１６を挟んでホルダー１５に溶着されている。バックプレート１７の、接点部１６ｄ、１６ｅの下方の位置には、反射部２０が形成されている。反射部２０は円錐形状に形成され、その上面および側面は光の反射面となっている。バックプレート１７の下部には反射板２１が配設され、反射板２１は、図２に示すように、溶着用ピン１５ａによる溶着部を避けて、接着等でバックプレート１７に固着されている。反射板２１は照射された光をバックプレート１７側に反射する機能を有する。

一般に、照光の光源としてのＬＥＤを配置する場合、図４に示すように、導光板３０の端部３０ａに集中的に配置される。このためＬＥＤ１８を実装するための専用のスペースが必要になる。しかしながら、キーボードの場合には全面を全て均一に照光する必要はなく、キートップ上に印刷された文字やアイコン情報を透過させれば充分であるので、本実施の形態では、図５に示すように、キースイッチとキースイッチの間にＬＥＤ１８を実装することにより、ＬＥＤ実装のための専用のスペースが不要となる。またＬＥＤ１８を導光板（バックプレート）１７の中に埋め込んであるので、ＬＥＤ１８を実装したために導光板（バックプレート）１７が厚くなるということもない。なお図４は従来のＬＥＤの実装状態を示す実装状態図で、図５は本実施の形態におけるＬＥＤの実装状態を示す実装状態図である。

次に動作を説明する。図２において、キートップ１１を上方から任意の荷重で押下すると、キートップ１１は下方に移動し、これによりラバードーム１４が屈曲し、ラバードーム１４の接点押下部１４ａが、図６に示すように、メンブレンシート１６の接点部１６ｅを押圧する。これにより接点部１６ｅが接点部１６ｄに接触し、スイッチ閉状態となる。また、第１リンク部材１２および第２リンク部材１３により、キートップ１１の上部のどの部分を押下されても、キートップ１１は水平状態を保ったまま下方に移動し、スイッチ閉状態が得られる。図６はスイッチ閉状態を示す断面図である。

図７は本実施の形態における照光状態を示す説明図である。図７において、メンブレンシート１６に配設されたＬＥＤ１８が点灯されると、ＬＥＤ１８から発せられる光は、バックプレート１７の上面と反射板２１との間で反射し、透明樹脂で形成されたバックプレート１７の内部を屈曲しながら全体として横方向に透過する。バックプレート１７を透過した光は、キートップ１１の中央部の直下に形成された反射部２０の上面および側面に反射する。反射部２０の側面は斜めに傾斜して形成されているので、バックプレート１７を通過してきた光はキートップ１１方向へ反射する。

バックプレート１７を透過した光は、メンブレンシート１６が光透過性であるためにメンブレンシート１６を通過する。このとき光は、メンブレンシート１６に印刷された接点部１６ｄ、１６ｅの周囲の透明部分を通過して、ラバードーム１４を通過し、さらに第１リンク部材１２および第２リンク部材１３をすり抜けてキートップ１１の裏面に到達する。キートップ１１には抜き文字部１１ｃが形成されており、この抜き文字部１１ｃに光が照光されることにより、キートップ１１上面に形成されている文字や記号の形に光って見える。

上記実施の形態によれば、バックプレート１７に導光板としての機能、即ち、高い光透過性を持たせ、光源としてのＬＥＤ１８をメンブレンシート１６に実装したので、メンブレンシート１６の一部およびバックプレート１７の厚さでＬＥＤ１８の実装上の厚さを吸収することができ、照光部として余分な突起が発生しないので、キーボードの高さを低いままにすることができ、通常のキーボードと外形面で高い互換性を実現することができる。そのため、目的や用途に応じて、通常のキーボードと照光式のキーボードの置き換えが容易になり、使い勝手が格段に向上する。

また、バックプレート１７に導光板の機能を持たせ、即ち、謂わば導光板とバックプレート１７を一体化し、光源のＬＥＤ１８をメンブレンシート１６に実装したことにより、照光用の新たな部材を追加することなく、照光式のキースイッチを実現した。このため部品点数の増加によるコスト高にならず、さらに従来と同じ工程でキーボードの製造が可能になる。

上記実施の形態では、バックプレート１７に設けた反射部２０を円錐形状としたが、これに限らず、例えば、反射部を印刷の反射ドットで形成するようにしたもよい。またバックプレート１７またはメンブレンシート１６の上表面に凹凸形状を形成して、透過する光を拡散させるようにしてもよい。また上記実施の形態では、バックプレート１７の下部に板状の反射板２１を配設しているが、反射板２１の代わりに、バックプレート１７の下面に反射材を塗布して反射膜を形成するようにしてもよい。この場合、切り欠き穴１７ｂの内部に反射材がかからないようにマスキングを施す。

また上記実施の形態では、ＬＥＤ１８をメンブレンシート１６の上部シート１６ａに固着しているが、これに限らず、例えば、図８に示すように、下部シート１６ｂの下面に下向きに設けるようにしてもよい。この場合、ＬＥＤ１８は、バックプレート１７に形成した切り欠き穴１７ｂに位置し、ＬＥＤ１８の厚さはバックプレート１７のみで吸収することになるが、ＬＥＤ１８は約０．２ｍｍの厚さに作成可能であり、またバックプレート１７は約０．４ｍｍ程度であるので、このような構成は可能である。

さらに他の変形例として、図９に示すように、メンブレンシート１６とバックプレート１７の間に、ＬＥＤ１８専用のシート４０を設け、ＬＥＤ１８の厚さをバックプレート１７のみで吸収するようにしてもよい。この構成にすれば、メンブレンシート１６にＬＥＤ１８用の印刷配線をする必要がなくなるので、製造がより容易になる効果がある。

実施の形態のキースイッチ構造を示す分解斜視図である。 実施の形態のキースイッチ構造を示す断面図である。 実施の形態のメンブレンシートを示す断面図である。 従来のＬＥＤの実装状態を示す実装状態図である。 実施の形態におけるＬＥＤの実装状態を示す実装状態図である。 スイッチ閉状態を示す断面図である。 実施の形態における照光状態を示す説明図である。 変形例を示す要部断面図である。 他の変形例を示す要部断面図である。

符号の説明

１０ キースイッチ
１１ キートップ
１１ｃ 抜き文字部
１４ ラバードーム
１６ メンブレンシート
１７ バックプレート
１８ ＬＥＤ
２０ 反射部
２１ 反射板

Claims (10)

1. 光透過性の抜き文字部が形成されたキートップと、
   接点部を具備し、光透過性を有するメンブレンシートと、
   前記メンブレンシートの下部に配設され、光透過性を有するプレート部材と、
   前記メンブレンシートに配設された光源とを備え、
   前記光源を発光させることにより前記プレート部材及び前記メンブレンシートを介して前記キートップの前記抜き文字部を照光することを特徴とするキースイッチ構造。
2. 前記光源は前記プレート部材方向に発光するように前記メンブレンシートに配設され、
   前記光源から発光された光は、前記プレート部材を透過して前記抜き文字部へ到達する請求項１記載のキースイッチ構造。
3. 前記光源は、キースイッチとキースイッチの間に配設される請求項１又は請求項２記載のキースイッチ構造。
4. 前記メンブレンシートは、上部シート、スペーサおよび下部シートから構成され、
   前記光源は前記上部シートに配設される請求項１又は請求項２記載のキースイッチ構造。
5. 前記スペーサ、前記下部シートおよび前記プレート部材に連続した切り欠き部が形成され、
   前記光源は、前記切り欠き部の内部に配設される請求項４記載のキースイッチ構造。
6. 前記プレート部材には前記メンブレンシートの反対側に反射板を配設した請求項１または２記載のキースイッチ構造。
7. 前記光源から発光され、前記プレート部材内部を透過した光を前記キートップの前記抜き文字部の方向に反射する反射部を設けた請求項１または２記載のキースイッチ構造。
8. 前記メンブレンシートは、上部シート、スペーサおよび下部シートから構成され、
   前記光源は前記下部シートに配設される請求項１又は請求項２記載のキースイッチ構造。
9. 前記プレート部材に切り欠き部が形成され、
   前記光源は、前記切り欠き部の内部に配設される請求項８記載のキースイッチ構造。
10. 前記メンブレンシートと前記プレート部材の間に光源専用の部材を設けるとともに、前記プレート部材に切り欠き部を形成し、
    前記光源を、前記光源専用の部材に配設した請求項１又は請求項２記載のキースイッチ構造。

Images