JP2010021117A - キースイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】メンブレンシートの接点部に影響を与えることなく、メンブレンシートへの防水性を高めたキースイッチ構造を提供する。
【解決手段】メンブレンシート１１６の上面とバックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂの上面と周囲曲げ部１１７ｃの上面を同一平面に形成し、これらの上面に熱シート１１８を溶着する。熱シート１１８は熱溶融性の接着シートを有し、加熱ローラで加熱および加圧することにより上記各上面に溶着される。さらにバックプレート１１７の底面部に空気孔１１７ｄを形成する。
【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、特に防水性に優れたキースイッチ構造に関する。

従来、可搬型のパーソナルコンピュータ等に用いられるキーボードにおいては、キートップのどの部分を押下してもキートップが傾くことなく下降する所謂操作性を確保するようにしている。そのために従来のキースイッチ構造においては、キートップの下部にリンク機構を備えている。キートップの下部にリンク機構を備えたキースイッチ構造としては、例えば、特開２００１−２２９７６４号公報に開示されるものがある。

図７に上記文献に開示されるリンク機構を備えた従来のキースイッチ構造を示す。図７において、従来のキースイッチ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１６ａを有するメンブレンシート１６、ホルダー１５が固定されるバックプレート１７とにより構成されている。第１リンク部材１２と第２リンク部材１３によりリンク機構が構成される。

またバックプレート１７には上方に突出する打ち出し部１７ａが形成されており、この打ち出し部１７ａは、メンブレンシート１６に形成された透孔１６ｂに入り込む。またホルダー１５の下部には溶着用ピン１５ａが形成されており、この溶着用ピン１５ａは、バックプレート１７の打ち出し部１７ａに形成された孔１７ｂに入り込むようになっている。溶着用ピン１５ａが孔１７ｂに入り込んだ状態で、バックプレート１７は、メンブレンシート１６を挟んでホルダー１５に溶着される。

以上のキースイッチ構造においては、仮にキートップ１１の端部が押下された場合でも、第１、第２リンク部材１２、１３からなるリンク機構によりキートップ１１は水平状態を維持しながら下降する。例えば、図７に矢印Ａで示すキートップ１１の端部の位置が押下された場合、まず第１リンク部材１２の右端部が下降する。第１リンク部材１２の左端部は左側へ移動する。これにより第１リンク部材１２の中央部は下降し、中央部で第１リンク部材１２と連結されている第２リンク部材１３も下降する。第２リンク部材１３の下降によりキートップ１１の左端部も下降する。このようにキートップ１１の端部を押下してもキートップ１１が水平状態を保ったまま下降することで、押下位置による操作感の差異がないように、即ち、操作性を確保するようにしている。

従来のキーボード装置において、操作者がキースイッチを操作している際に誤ってキーボード上に液体を溢した場合に備えて、防水性を具備した装置が開発され、例えば、特開２００２−２１６５７５号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるキーボード装置は、周囲に防水壁を有する防水シートをメンブレンシート上に設け、キーボード上面に誤って液体を溢した場合でもキーボード下部の回路基板等に影響を与えないようにしている。
特開２００１−２２９７６４号公報 特開２００２−２１６５７５号公報

しかしながら、現在ではキーボードは、薄型、小型化が進み、メンブレンシート単体での充分な糊幅が確保できない。そのため従来のキースイッチ構造では液体を溢して長時間放置すると、メンブレンシートの貼り付け糊部から液体の浸入が発生する。即ち、図７に矢印Ｂで示すように、メンブレンシート１６の透孔１６ｂにおいて、バックプレート１７の打ち出し部１７ａの周囲とメンブレンシート１６の間から液体が浸入する可能性がある。

また、防水シートを設けたキースイッチ構造においては、防水シートに樹脂フィルムまたは他の材料を成形して周囲に防水壁を形成する場合、薄型、小型化が進んだキーボードでは、防水壁の成形が難しい。またその成形性から防水シートは厚さが厚くなる傾向にあり、キー押下時に、ラバードームが接点部の上部の厚い防水シートを押すので、キートップの押下開始から接点部が閉成されるまでに時間が掛かる傾向がある。これを避けるために、上記特許文献２のように、接点部の上部の防水シートに逃げ穴を形成した場合には、この逃げ穴に水が長時間溜まると、キースイッチホルダの固定部とメンブレンシートの隙間からメンブレンシートに浸水する可能性がある。また、バックプレート上に防水シートを配置することは、バックプレートに打ち出し部があることで、困難である。

そこで本発明は、メンブレンシートの接点部に影響を与えることなく、メンブレンシートへの防水性を高め、メンブレンシート内に浸入を防止するすぐれ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、キートップを押下してメンブレンシートに設けられた接点部を閉成するキースイッチ構造において、前記メンブレンシートの上部に配設された熱溶着可能な防水用シートと、前記メンブレンシートの下部に配設され、前記防水用シート側に突出する固定用の打ち出し部および前記防水用シート側に突出する外周部を有するバックプレート部材とを有し、前記防水用シートが前記メンブレンシートの上面、前記打ち出し部の上面および前記外周部の上面に熱溶着されることを特徴とするものである。

本発明によれば、防水用シートが、メンブレンシートの上面、バックプレート部材の打ち出し部の上面およびバックプレート部材の外周部の上面に熱溶着されるので、バックプレート部材の打ち出し部とメンブレンシートとの間に浸水することはなく、したがってメンブレンシート内に浸水することはなくなる。また防水用シートは成形する必要がないので、薄くすることが可能となり、キースイッチ押下時のメンブレンシートの接点部への影響を無くすことが可能となる。

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１１０は、キートップ１１１に対して回転可能に設けられた第１リンク部材１１２、キートップ１１１に対して摺動可能に設けられた第２リンク部材１１３、キートップ１１１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１１１を元の位置に復帰させるラバードーム（弾性部材）１１４、第１、第２リンク部材１１２、１１３を保持するホルダー１１５、ホルダー１１５により固定され、ホルダー１１５の下部に配設される熱シート１１８、熱シート１１８の下部に配設され、ラバードーム１１４の直下に接点部１１６ｅを有するメンブレンシート１１６、およびメンブレンシート１１６の下部に配設されるバックプレート１１７とにより構成されている。熱シート１１８、メンブレンシート１１６およびバックプレート１１７によりベース部１１９が構成される。

キートップ１１１の表面（上面）には文字または記号１１１ｃが印刷されている。キートップ１１１の裏面には、第１リンク部材１１２の一端を回転可能に支持する回転支持部１１１ｄと、第２リンク部材１１３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１１１ｅが設けられている。第１リンク部材１１２は、一対の脚部１１２ａ、１１２ｂを有し、該脚部１１２ａ、１１２ｂの一端にはキートップ１１１の回転支持部１１１ｄに挿入支持される第１連結棒１１２ｃが脚部１１２ａ，１１２ｂを連結するように設けられ、同様に脚部１１２ａ，１１２ｂの他端には、第２連結棒１１２ｄが脚部１１２ａ，１１２ｂを連結するように設けられていて、更に、脚部１１２ａ，１１２ｂの各々の外面には、第１連結棒１１２ｃと第２連結棒１１２ｄとをつなぐ線上にあって、かつそれぞれの連結棒１１２ｃ，１１２ｄに対して等距離となる位置に軸１１２ｅ，１１２ｆが設けられている。

第２リンク部材１１３は一対の脚部１１３ａ，１１３ｂを有し、該脚部１１３ａ，１１３ｂの一端にはキートップ１１１のスライド支持部１１１ｅ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１１３ｃ，１１３ｄが外側に向けて設けられ、他端には第１リンク部材１１２の両連結棒１１２ｃ，１１２ｄ間と等しい距離に第２支持突起１１３ｅ，１１３ｆが外側に向けて設けられている。また、第１支持突起１１３ｃ，１１３ｄと第２支持突起１１３ｅ，１１３ｆをつなぐ線上にあってかつ各々の支持突起１１３ｃ，１１３ｄ；１１３ｅ，１１３ｆに対して等距離となる位置に軸穴１１３ｇ，１１３ｈが設けられている。更に、脚部１１３ａ，１１３ｂは第１支持突起１１３ｃ，１１３ｄよりも先端側において連結部１１３ｉにより連結されている。

ラバードーム１１４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１１４ａが下方に向けて突出形成されている。ホルダー１１５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１１２の第２連結棒１１２ｄ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１１５ｂが設けられていて、他端付近には第２リンク部材１１３の第２支持突起１１３ｅ，１１３ｆを回転自在に支持する回転ガイド１１５ｃ，１１５ｄが設けられている。

またホルダー１１５の両端中央には、ラバードーム１１４の外周部を固定する円弧形のガイド壁１１５ｅが対向するように設けられ、更にホルダー１１５の下面にはメンブレンシート１１６の貫通穴１１６ｆを囲うように複数箇所に所定の長さの溶着用ピン１１５ａが形成されている。

メンブレンシート１１６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１１６ａ，下部シート１１６ｂと、これらの上部シート１１６ａと下部シート１１６ｂに挟まれたスペーサシート１１６ｃから成り、このスペーサシート１１６ｃには複数のキーに対応して複数の貫通穴１１６ｆが設けられている。貫通穴１１６ｆは上部シート１１６ａと下部シート１１６ｂ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１１７側の下部シート１１６ｂには固定接点１１６ｄが、熱シート１１８側の上部シート１１６ａには可動接点１１６ｅがそれぞれ設けられている。固定接点１１６ｄおよび可動接点１１６ｅにより接点部を構成する。また図１に示すように、貫通穴１１６ｆの周囲に位置するようにメンブレンシート１１６に複数の透孔１１６ｇが設けられている。

防水用シートとしての熱シート１１８はメンブレンシート１１６全体を覆うように配設される。図３に熱シートを示す。図３に示すように、熱シート１１８は、上層部に防水性に優れた薄膜のシート（例えば２５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シート）１１８ａと下層部の熱溶解する接着シート１１８ｂとにより構成される。熱シート１１８は、後述するように、後述のバックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂ、外周部１１７ｃおよびメンブレンシート１１６と密着した状態で熱溶着される。

図１、図２に戻り、バックプレート１１７には、メンブレンシート１１６の透孔１１６ｇに対応する複数の位置に、打ち出し部１１７ｂが形成され、この打ち出し部１１７ｂには、ホルダー１１５の溶着用ピン１１５ａを通す穴１１７ａが貫通するように設けられている。打ち出し部１１ｂの高さは、メンブレンシート１１６の厚さとほぼ同等となっている。またバックプレート１１７の外周部には、図２に示すように、周囲曲げ部１１７ｃがバスタブ状に形成されている。周囲曲げ部１１７ｃの上面は、打ち出し部１１７ｂの上面と同一平面に位置しており、したがって、組み立てた状態においては、図２に示すように、打ち出し部１１７ｂの上面、周囲曲げ部１１７ｃの上面およびメンブレンシート１１６の上面が同一平面で熱シート１１８に密着する。

次にベース部の製造方法を説明する。図４はベース部の製造方法を示す説明図である。図４において、１２０ａ、１２０ｂは内部に熱源を有する加熱ローラであり、図示しない駆動手段によりそれぞれ矢印方向に回転するようになっている。ベース部１１９はバックプレート１１７とメンブレンシート１１６と熱シート１１８を重ね合わせた状態で、まだ固着していないものを、２つの加熱ローラ１２０ａ、１２０ｂの間を通過させる。ベース部１１９が２つの加熱ローラ１２０ａ、１２０ｂの間を通過すると、熱シート１１８の下層部の溶着シート１１８ｂ（図３に示す）が熱で溶け、熱シート１１８がバックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂの上面と周囲曲げ部１１７ｃの上面およびメンブレンシート１１６の上面に接着される。これにより一体に固着されたベース部１１９となる。

図５に固着されたベース部を示す。図５において、熱シート１１８はバックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂの上面と周囲曲げ部１１７ｃの上面およびメンブレンシート１１６の上面に接着されている。バックプレート１１７の底面部には空気孔１１７ｄが形成されており、空気孔１１７ｄはベース部１１９が加熱ローラ１２０ａ、１２０ｂを通過した後に、メンブレンシート１１６が配置される空間であり、バックプレート１１７の底面部、打ち出し部１１７ｂおよび周囲曲げ部１１７ｃで囲まれる空間部１１７ｅが真空状態にならないようにしている。空気孔１１７ｄはキーボードのサイズに応じて１乃至数箇所に設けられる。

図６はベース部１１９が溶着された後のキースイッチ構造を示す分解斜視図である。図６において、ベース部１１９にはホルダー１１５の溶着用ピン１１５ａに対向する位置にピン孔１１９ａが形成される。ピン孔１１９ａの径は、図５に示すように、バックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂに形成された穴１１７ａの径より小さく設定される。

次に組み立て動作を説明する。まずベース部１１９を溶着する。バックプレート１１７上にメンブレンシート１１６を載せ、バックプレート１１７の各打ち出し部１１７ｂをメンブレンシート１１６の透孔１１６ｇに通す。そして熱シート１１８を、バックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂおよび周囲曲げ部１１７ｃの上面およびメンブレンシート１１６の上に被せ、この状態で図４に示すように、加熱ローラ１２０ａ、１２０ｂの間を通過させる。これによりベース部１１９が作成される。

次にベース部１１９の上部にピン孔１１９ａを形成する。これは上述のように、バックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂの穴１１７ａの径より小さい径の穴で、ホルダー１１５の溶着用ピン１１５ａに対向する位置に形成される。次にホルダー１１５の溶着用ピン１１５ａを、ベース部１１９のピン孔１１９ａに圧入し、さらに打ち出し部１１７ｂの穴１１７ａに挿入し、熱溶着する。溶着用ピン１１５ａの先端部（下端部）を加熱することにより扁平状に変形させ、図２に示すように、熱シート１１８とメンブレンシート１１６を挟む状態でベース部１１９を密着固定する。

熱シート１１８上に液体がこぼれた場合、ホルダー１１５の溶着用ピン１１５ａがベース部１１９のピン孔１１９ａに圧入されているので、こぼれた液体がメンブレンシート１１６側へ浸入することはない。万が一にも液体がピン孔１１９ａに浸入した場合でも、防水性の熱シート１１８がバックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂおよび周囲曲げ部１１７ｃの上面に熱溶着されているので、液体がメンブレンシート１１６の接点部１１６ｅに浸入することはない。

次にスイッチ動作を説明する。図２において、キートップ１１１を上方から任意の荷重で押下すると、キートップ１１１は下方に移動し、これによりラバードーム１１４が屈曲し、ラバードーム１１４の接点押下部１１４ａが、熱シート１１８を介して、メンブレンシート１１６の接点部１１６ｅを押圧する。これによりスイッチ閉状態となる。このとき、ベース部１１９のバックプレート１１７に形成された空間１１７ｅは、空気孔１１７ｄから空気が抜けるようになっているので、熱シート１１８およびメンブレンシート１１６の接点部１１６ｅは良好に撓むことができる。また第１リンク部材１１２および第２リンク部材１１３により、キートップ１１１の上部のどの部分を押下されても、キートップ１１１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。

以上のように、本実施の形態によれば、熱シート１１８をメンブレンシート１１６上部およびバックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂおよび周囲曲げ部１１７ｃの上部に熱溶着したので、水などの液体をキーボード上に溢した場合でも、その液体がメンブレンシート１１６内に浸入することはなくなる。またメンブレンシート１１６上部、バックプレート１１７の打ち出し部１１７ｂおよび周囲曲げ部１１７ｃの上部を同一平面状になるようにしたので、熱シート１１８として特に成形の必要のないシートを防水用に配設することが可能となり、装置のコストダウンに寄与することができる。

さらに、熱シート１１８を薄くすることが可能になるので、熱シート１１８の厚みがメンブレンシート１１６の接点部に影響を与えることはない。そしてベース部１１９の（バックプレート１１７の）底面部に空気孔１１７ｄを形成したことにより、キートップ押下時に熱シート１１８およびメンブレンシート１１６は良好に撓むことができる。また本実施の形態では、ベース部１１９を熱源を有する加熱ローラ１２０ａ、１２０ｂにより高圧力かつ高熱で熱シート１１８が溶着されるので、メンブレンシート１１６の糊接着を必要とせず、したがって当然にメンブレンシートの糊幅の影響をなくすことができる。

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。 実施の形態の熱シートを示す断面図である。 実施の形態のベース部の製造方法を示す説明図である。 実施の形態のベース部を示す断面図である。 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。 従来のキースイッチ構造を示す断面図である。

符号の説明

１１０ キースイッチ
１１５ ホルダー
１１６ メンブレンシート
１１７ バックプレート
１１７ｂ 打ち出し部
１１７ｃ 周囲曲げ部
１１７ｄ 空気孔
１１８ 熱シート
１１９ ベース部

Claims (5)

1. キートップを押下してメンブレンシートに設けられた接点部を閉成するキースイッチ構造において、
   前記メンブレンシートの上部に配設された熱溶着可能な防水用シートと、
   前記メンブレンシートの下部に配設され、前記防水用シート側に突出する固定用の打ち出し部および前記防水用シート側に突出する外周部を有するバックプレート部材とを有し、
   前記防水用シートが前記メンブレンシートの上面、前記打ち出し部の上面および前記外周部の上面に熱溶着されることを特徴とするキースイッチ構造。
2. 前記メンブレンシートの上面、前記打ち出し部の上面および前記外周部の上面は同一平面上にある請求項１記載のキースイッチ構造。
3. 前記バックプレート部材の前記メンブレンシートに対向する位置に空気孔を形成した請求項１または２記載のキースイッチ構造。
4. キートップを押下してメンブレンシートに設けられた接点部を閉成するキースイッチ構造の製造方法において、
   前記メンブレンシートの上部に配設された熱溶着可能な防水用シートと、前記メンブレンシートの下部に配設され、前記防水用シート側に突出する固定用の打ち出し部および前記防水用シート側に突出する外周部を有するバックプレート部材とから成るベース部を、前記防水用シートが前記メンブレンシートの上面、前記打ち出し部の上面および前記外周部の上面に対向するように構成し、
   前記ベース部を加熱手段により加熱して前記防水用シートを前記メンブレンシートの上面、前記打ち出し部の上面および前記外周部の上面に熱溶着することを特徴とするキースイッチ構造の製造方法。
5. 前記防水用シートを熱溶着した前記ベース部の前記打ち出し部にホルダの溶着用ピンを圧入する請求項４記載のキースイッチ構造の製造方法。

Images