JP2010118230A - キースイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】スタビライザを用いず、構成部品の薄型化と円滑な摺動を保証するキースイッチを提供する。
【解決手段】キースイッチ10は、スイッチ基板２を覆うアッパケース３の上面に設けたハウジング５内のガイド孔４に、キーキャップ６に設けた中空柱状部７を摺動可能に嵌合し、該キーキャップ６の押込みに応じて、スイッチ基板上に配置した弾性部材８を圧縮変形させて、スイッチ基板内の可動接点を閉成するもので、アッパケース３が、ガイド孔４内に設けた第1ガイド部13と、ハウジング５の両端部に設けた第２ガイド部14とを有し、キーキャップ６が、ガイド孔４に挿入されて第１ガイド部13と摺動可能に嵌合する第１摺動部15と、中空柱状部７から所定の離間位置に設けられ、第２ガイド部14に対して摺動可能な第２摺動部16とを備える。これにより、スタビライザをなくし、円滑な摺動と、組み立ての簡素化を達成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ、ワードプロセッサなどのキーボード入力装置に用いるキースイッチに関する。

キーボードに用いられるキースイッチの構造は、特許文献１、２等に従来例として記載されている。このキースイッチ４０は、図４の断面図で示すように、バックプレート４１上に配置したスイッチ基板４２を覆うアッパケース４３の上面に、四角形のガイド孔４４を有するボス部４５を設け、このボス部４５のガイド孔４４に、キーキャップ４６に設けた中空の柱状部４７を摺動可能に嵌合し、キーキャップ４６の押込みに応じて、前記スイッチ基板４２上に配置したドーム状ラバースプリング４８を圧縮変形させて、このラバースプリング４８の頂部内側に設けた押圧突起４８ａによりスイッチ基板４２内の可動接点を閉成する構成となっている。

なお、キーキャップ４６は、常時は、その柱状部４７の左右側面に設けた弾性変形可能な爪片４７ａ（図５参照）をガイド孔４４の内面に設けた段差部４４ａに係合させて上昇端に位置決めされている。

ところで、キーボード入力装置に備えられるキーキャップ４６には、四角形を始め、縦長および横長形状の種々の形状、大きさのものがあるが、従来のキースイッチ４０は、キーキャップ４６によらず、そのほぼ中央に柱状部４７を設けて、中央の一箇所だけでキーキャップ４６を摺動させる構成となっている。また、従来のキースイッチ４０は、キーキャップ４６を摺動案内するガイド孔４４の内面の摺動長さＬが、できるだけ全高を低くしたい要求から、ボス部４５内に限定的に設けられている。これらのことから、図示のように縦長または横長のキーキャップ４６については、その端部を片押しすると、これに傾きが生じて柱状部４７の円滑な摺動が困難となり、キー操作のフィーリング性が悪化することになる。

そこで、従来は、図５および図６にも示すように、鋼製のＣ字形ばね部材（スタビライザ）４９を用意し、このスタビライザ４９をキーキャップ４６の内面に設けた左右の挟持片４６ａに回動可能に挟持させ、一方、アッパケース４３の上面に前記スタビライザ４９の両端部の曲げ片４９ａを係止させるＬ字形ストッパ片５０を設け、このスタビライザ４９の両端部の折曲げ部４９ａをストッパ片５０に引掛けながら、キーキャップ４６の柱状部４７をガイド孔４４に嵌合させるようにしている。このようにスタビライザ４９を装着することにより、キーキャップ４６を片押しすると、押した側と反対側にスタビライザ４９から張力が作用して、キーキャップ４６の傾きが修正され、その円滑な摺動が保証される。

しかしながら、上記スタビライザ４９を備えたキースイッチ４０によれば、キーキャップ４６をアッパケース４３に組付ける際、スタビライザ４９の折曲げ部４９ａをアッパケース４３上のストッパ片５０に係合させる必要があり、キーキャップ４６により視界を妨げられた裏側作業となることもあって、その作業に多くの時間がかかるという問題があった。また、最近は、自動機を利用して、キーキャップ４６をアッパケース４３に自動組付けすることも試みられているが、前記スタビライザ４９がこの自動組付けの障害となり、スタビライザ４９を必要とする横長および縦長のキーキャップ（横長キー、縦長キー）については、人手による組付けに頼らざるを得ないという問題もあった。

また、パソコン用キーボードにあっては、使用環境が静かな環境の中で使用することが多いため周囲の人に迷惑がかからないように、打鍵音の静粛性が求められるので低騒音化の要求もある。そのためにカチャカチャ音（スタビライザ機構ノイズ）の発生してしまうスタビライザは無くしたい。

このようなことから、従来例の第２の実施形態として、スタビライザを用いずに円滑な摺動を確保できるひとつの方法が特許文献２に開示されている。

このキースイッチ６０は、図７に示すように、スイッチ基板６２を覆うアッパケース６３のボス部６５内のガイド孔６４の開口を、ラバースプリング６８を包囲可能な大きさに設定し、アッパケース６３の背面に、ガイド孔６４をスイッチ基板６２側へ延長する背面ボス部６９を突設し、キーキャップ６６の柱状部６７が摺動可能に嵌合するガイド孔６４を延長して、横長又は縦長のキーキャップ６６を片押ししても、キーキャップ６６に傾きが生じないようにしている。

この場合、ガイド孔６４の四つの隅角部をキーキャップ６６の柱状部６７の摺動案内に用いているので、背面ボス部６９内にガイド孔６４を延長して、摺動特性を向上させることが可能になるが、スイッチ基板６２とアッパケース６３との間隔を広げる必要があり、また、キーキャップ６６の柱状部６７とアッパケース６３のボス部６５との嵌合によって、摺動動作がキースイッチ６０の中央部分で生じるため、キーの隅押しが難しく、キーキャップ６６の中央部での押圧が要求されることになる。

さらに、キースイッチ６０は、キーボードの持ち運びを容易にするために軽薄短小の流れから薄型化（低背化）の要求もあり、キーキャップの摺動長さLを短くしなければならないが、短くしながらも片押し（隅押し）されてもスムーズに摺動することも求められている。
特開２００１−２２９７６５ 特開２００１−２２９７６６

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、スタビライザのような特別の手段に頼ることなく、かつ構成部品の薄型化と円滑な摺動を保証するキースイッチを提供することにある。

上記目的を解決するために、本発明は、スイッチ基板を覆うアッパケースの上面に設けたハウジング内のガイド孔に、キーキャップに設けた中空柱状部を摺動可能に嵌合し、該キーキャップの押込みに応じて、前記スイッチ基板上に配置した弾性部材を圧縮変形させて、前記スイッチ基板内の可動接点を閉成するキースイッチにおいて、
前記アッパケースは、前記ハウジングの前記ガイド孔内に設けた第1ガイド部と、前記ハウジングの両端部に設けた第２ガイド部とを有し、前記キーキャップは、前記ガイド孔に挿入されて前記第１ガイド部と摺動可能に嵌合する第１摺動部と、前記中空柱状部から所定の離間位置に設けられ、前記第２ガイド部に対して摺動可能な第２摺動部とを備えたことを特徴としている。

このような構成によれば、スタビライザを設けなくても、摺動部が、ガイド孔内の第１ガイド部と嵌合して摺動する第１摺動部と、中空柱状部から離れた第２ガイド部に嵌合する、傾き防止用の第２摺動部とにより、２重の摺動構造が形成されて摺動性が良くなることから、キーキャップを片押ししても柱状部の摺動は安定し、キー操作のフィーリング性が良好となる。

また、スタビライザを無くしたことからスタビライザ特有のカチャカチャ音も無くすことができ、アッパケースのガイド部とキーキャップの摺動部とで摺動可能に嵌合するので、構成部品の設計上の自由度が広がり、キーキャップの摺動長さを短くすることが可能である。

また、他の好ましい構成によれば、キーキャップは、横長または縦長の形状であって、中央に位置する前記中空柱状部から離間してその外周を取り囲む外周リブを有し、前記第１摺動部が、前記中空柱状部の側壁に配置され、前記第２摺動部が、前記外周リブの一端に配置されていることを特徴とする。
この結果、第１摺動部と第２摺動部を、間隔を置いて配置できるので、キーの隅押しに対して、安定した動作でかつスムーズな摺動を実現できる。

また、他の構成によれば、前記第１ガイド部は、レール形状で、前記ガイド孔の長手方向両端部に形成され、前記第２ガイド部は、壁面形状で、前記ハウジングの長手方向両端部に形成されていることを特徴としている。
この構成により、第１ガイド部と第２ガイド部を、それぞれガイド孔とハウジングの長手方向両端部に配置するので、キーキャップの長手方向に沿って均等なガイドを保つことができる。

さらに、キーキャップは、該キーキャップの長手方向の、中空柱状部と外周リブのほぼ中間位置に、前記キーキャップの上昇端ストッパとなる一対の爪片を備えている。これにより、キーキャップの上昇位置を規制できる。

また、弾性部材は、ラバーシート上に多数のドーム状ラバースプリングと、キースイッチの操作時に前記キーキャップの爪片が当接する突起を有することを特徴とする。そして、ラバーシートには、シート裏面側に空気の逃げ溝が配置される。
この結果、爪片が突起に当たることにより、キーの操作音を抑えることができ、また、弾性部材をドーム状ラバースプリングとし、さらに、シート裏面側の空気の逃げ溝等を設けることで、キーの押圧力を軽減し、かつ適度のキータッチ力を与えることが可能になる。

以上説明したように、本発明に係るキースイッチによれば、横長または縦長キーであっても、スタビライザのような特別の手段に頼ることなくキー操作のフィーリング性を高めることができ、スタビライザのような特別の手段を省略できる分、アッパケースに対するキーキャップの組付けは容易となり、生産性の向上に大きく寄与するばかりか、自動機による自動組付けも可能になり、その原価低減効果は大きいものとなる。

また、スタビライザを用いた場合に、キーの打鍵時に発生するカチャカチャ音（スタビライザ機構ノイズ）を防止することができ、低騒音化も実現でき、キーキャップの摺動長さも短くできる。
さらに、爪片を柱状部に設けずに独立させたことにより、柱状部の強度を上げることができるので、薄肉化を図るなど設計の自由度を増すことができる。

本発明の実施形態を以下で説明する。図１は、本発明のキースイッチ１０の構造を示す断面図である。また、図２は、アッパケース３の上方からの斜視図であり、図３は、キーキャップ６の背面からの斜視図である。

図１において、本発明のキースイッチ１０は、バックプレート１上のスイッチ基板２を覆うアッパケース３と、このアッパケース３のハウジング５に設けたガイド孔４内に嵌合する中空柱状部７を有するキーキャップ６と、キーキャップ６の押し込みに応じて変形し、スイッチ基板２内の可動接点（図示略）を閉成する弾性部材のラバースプリング８とから構成されている。

ラバースプリング８は、単一部品ではなく、一枚のシート状ラバーに多数のラバースプリングを形成したもので、ここで使用するラバーシートは、以下で説明するキーキャップの爪片２０が当たる部分に、キー動作時の操作音を抑えるための突起２２が設けられる。
また、ラバースプリング８と突起２２との間のシート裏面側の全体に、空気の逃げ溝９が形成され、さらに、ラバースプリング８内の側壁８aに、空気抜きの孔２３が設けられている。

ラバーシートの下側には、スイッチ基板２を構成する三層構造のメンブレンシートがあり、上シートと下シートの接点シートの間にスペーサを配置し、上下のシートに印刷された接点が、キー打鍵時に、ラバースプリング８からの押圧によって接触することにより、スイッチが閉成される構造になっている。図１では、メンブレンシートからなるスイッチ基板２の配置のみを示し、詳細な構造は、省略している。

アッパケース３は、図２に示すように、中央部が凹んだ底部から立設するハウジング５を有し、このハウジング５の中央にガイド孔４を形成し、その両側にストッパ腔１１を有する。ガイド孔４内には、ストッパ腔１１との仕切り壁１２に設けた柱型レール形状の第１ガイド部１３、１３が対面配置されている。また、ハウジング５の長手方向両端面の外壁５aには、平面凸部５ｂの両側隅部にそれぞれ垂直に伸びる第２ガイド部１４、１４が一対づつ形成されている。ストッパ腔１１は、キーキャップ６の上昇端ストッパの役目をなすものである。

キーキャップ６は、その背面を図３に示すように、中心部に中空柱状部７が下面に形成され、その周囲に外周リブ１８を備えている。中空柱状部７は、中央部に弾性部材としてのラバースプリング８に当接するラバースプリング押圧部１９を有すると共に、アッパケース３の第１ガイド部１３、１３とそれぞれ摺動する第１摺動部１５、１５をキーキャップ６の長手方向両端部の側面に形成している。

そして、外周リブ１８は、中空柱状部７から所定の距離をもって外周をほぼ取り囲むように設けられ、キーキャップ６の長手方向の両側に伸びて、その各端部側に、コ字形状に内側に回り込んだ４つの端部２１を形成しており、それぞれの端部に第２摺動部１６が形成されている。

また、キーキャップの長手方向に見て、第１摺動部１５と第２摺動部１６のほぼ中間位置には、それぞれ独立した爪片２０が設けられている。この爪片２０は、キーキャップ６の上面から垂下し、先端部にフック部２０aを備えており、このフック部２０aが、アッパケース３のストッパ腔１１に設けた段差部分に引っ掛かり、キーキャップ６の上昇端ストッパとなる。爪片２０を中空柱状部７から独立して設けたことから、中空柱状部７の側面に切り込み溝を設ける必要がなくなり、中空柱状部７側面の強度が上がるばかりか、中空柱状部７の設計の自由度が増すという効果をもたらしている。

次に、アッパケース３とキーキャップ６の関係を説明する。
アッパケース３の上面には中心部にガイド孔４を有するハウジング５が設けられているため、ハウジング５のガイド孔４は、キーキャップ６の中空柱状部７に嵌合して摺動可能な形状となっている。また、ガイド孔４の中心に対して、長手方向の両側壁にはレール状の第１ガイド部１３が一対形成されているため、このレール状の第１ガイド部１３が、キーキャップ６の中空柱状部７に設けた第１摺動部１５と嵌合し、主摺動面として働き、キースイッチが打鍵された場合に、キーキャップ６の上下動をスムーズにさせることができる。このような主摺動面は、上述した従来例の第２実施形態において、同様の効果を奏するものがあるが、本発明では、以下に説明する第２の補助摺動面を備えている。

この補助摺動面は、ハウジング５の長手方向両端部に位置する外壁面に設けた第２ガイド部１４として構成されている。この第２ガイド部１４は、キーキャップ６に設けられた第２摺動部１６と所定の空隙を持って対峙するように配置されている。キーキャップ６に設けられた第２摺動部１６との適度な空隙は、第２ガイド部１４と第２摺動部１６は常時は接触しないようにしているものであるが、キーキャップ６が片押しされて傾きかけてきた場合などには、接触してキーキャップ６が所定角以上に傾くのを抑制して摺動面が途中で噛んでしまうのを防ぐ作用をするようになっている。

この働きにより、主摺動面は常にスムーズに上下動作が可能となり、スタビライザを用いずとも縦長・横長キーがスムーズな上下動を確保することができる。
実際の設計値では、第１摺動部の空隙は、0.015±0.02ｍｍ、第２摺動部の空隙0.15±0.2 ｍｍである。

本発明のキースイッチは、横長または縦長キーに有効として述べたが、もちろん縦横同寸法の正方形状キーでも比較的大型のキーに適用すれば傾きを抑制して同様の効果を得ることが可能である。

本実施の形態では、背景技術にて必要としたスタビライザを無くした点が大きく異なる点であるが、これに伴って、スタビライザ、スタビライザを係止するためのストッパ片、挟持片などが不要となり、キースイッチの薄型化、さらに、組み立て、金型等の簡易化が可能になる。そして、二重の摺動面により、片押し（隅押し）されてもスムーズな摺動を実現できる。また、二重の摺動構造について述べてきたが、キーのサイズや形状に応じて、三重の摺動構造にするなど応用展開することも可能である。

本発明に係る実施形態のキースイッチ構造を示す断面図である。 本発明のキースイッチを構成するアッパケースを上方からみた斜視図である。 本発明のキースイッチを構成するキーキャップを背面からみた斜視図である。 従来例のキースイッチの構造を示す断面図である。 図４のキースイッチにおけるキーキャップを背面からみた斜視図である。 図４のキースイッチにおけるアッパケースの構造を示す斜視図である。 従来例の第２実施形態のキースイッチの構造を示す断面図である。

符号の説明

１ バックプレート
２ スイッチ基板
３ アッパケース
４ ガイド孔
５ ハウジング
６ キーキャップ
７ 中空柱状部
８ ラバースプリング
９ 逃げ溝
１３ 第１ガイド部
１４ 第２ガイド部
１５ 第１摺動部
１６ 第２摺動部
１８ 外周リブ
２０ 爪片
２２ 突起

Claims (6)

1. スイッチ基板を覆うアッパケースの上面に設けたハウジング内のガイド孔に、キーキャップに設けた中空柱状部を摺動可能に嵌合し、該キーキャップの押込みに応じて、前記スイッチ基板上に配置した弾性部材を圧縮変形させて、前記スイッチ基板内の可動接点を閉成するキースイッチにおいて、
   前記アッパケースは、前記ハウジングの前記ガイド孔内に設けた第1ガイド部と、前記ハウジングの両端部に設けた第２ガイド部とを有し、
   前記キーキャップは、前記ガイド孔に挿入されて前記第１ガイド部と摺動可能に嵌合する第１摺動部と、前記中空柱状部から所定の離間位置に設けられ、前記第２ガイド部に対して摺動可能な第２摺動部とを備えたことを特徴とするキースイッチ。
2. 前記キーキャップは、横長または縦長の形状であって、中央に位置する前記中空柱状部から離間してその外周を取り囲む外周リブを有し、前記第１摺動部が、前記中空柱状部の側壁に配置され、前記第２摺動部が、前記外周リブの一端に配置されていることを特徴とする請求項１記載のキースイッチ。
3. 前記第１ガイド部は、レール形状で、前記ガイド孔の長手方向両端部に形成され、前記第２ガイド部は、壁面形状で、前記ハウジングの長手方向両端部に形成されていることを特徴とする請求項１記載のキースイッチ。
4. 前記キーキャップは、さらに、前記キーキャップの長手方向の、前記中空柱状部と外周リブのほぼ中間位置に、前記キーキャップの上昇端ストッパーとなる一対の爪片を備えていることを特徴とする請求項２記載のキースイッチ。
5. 前記弾性部材は、ラバーシート上に多数のドーム状ラバースプリングと、キースイッチの操作時に前記キーキャップの爪片が当接する突起を有することを特徴とする請求項１記載のキースイッチ。
6. 前記ラバーシートは、シート裏面側に空気の逃げ溝を配置していることを特徴とする請求項５記載のキースイッチ。

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