JP2011124157A - キーボード装置における発光素子の設置構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接続不良が起きる確率を低減させるとともに、従来よりコストを低下させることが可能なキーボード装置における発光素子の設置構造を提供すること。
【解決手段】キートップ２１と、発光素子６と、メンブレンシート３と、を有し、キートップ２１には、光を通過させる透過部２１ｂを備え、メンブレンシート３は、配線７ａパターン及び接点３１が形成された一対の配線シート３ａ，３ｂと、一対の配線シート３ａ，３ｂ間に配設されるスペーサシート３ｃと、を積層して構成されているキーボード装置１０１における発光素子６の設置構造１であって、発光素子６を発光素子設置用シート７上に設置し、メンブレンシート３の最上部のシート以外のシートであって少なくとも最下部のシートと、ベースプレート４と、を貫通する発光素子設置用孔８をキートップ２１の透過部２１ｂに対応する位置に設け、発光素子設置用孔８内に、発光素子６を配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、キーボード装置における発光素子の設置構造に関するものである。

従来、ノートパソコン等に使用されるキーボード装置において、キートップにおいて発光表示を行うために、キートップの下側に発光素子を設けているものがある（例えば特許文献１）。キートップには、光を透過する透過部が形成されており、キートップの裏側において発せられた光が、キートップの表側に透過するようになっている。

このキーボード装置は、金属製のベースプレート上にメンブレンシートを配設し、メンブレンシート上に、キースイッチを配設した構造となっている。ベースプレートは、メンブレンシート及びキースイッチを支持するものである。メンブレンシートは、配線パターン及び接点が印刷された一対の配線シートと、その間に配設されるスペーサシートとから構成されている。メンブレンシートは、キースイッチによって押圧された際に、接点が閉じられ、一対の配線シートの配線パターンのキースイッチに対応する部分が接続される。

発光素子は、キートップの透過部に対応する位置に、メンブレンシートの上側２層を切り欠いて、一番下の配線シート上に設置されている。メンブレンシートは、熱に弱いため半田付けができない。従って、発光素子の端子は、配線シートの配線パターンに導電性の接着剤によって接続されている。また、この発光素子及びメンブレンシートの切り欠いた部分を覆うようにポッティング加工が施されている。ポッティングは、発光素子の固定、防水対策、静電気対策のために設けられている。

メンブレンシートの切り欠いた部分においては、配線パターンが露出する。当然、発光素子及びその端子も露出した状態となる。従って、ポッティングが無いと静電気によって発光素子が破壊されてしまう恐れがある。

特開２００９−１７０１７６号公報 特開平５−１０１７３７号公報

しかし、ポッティング加工に使用するポッティング材は、静電気対策に効果のあるものは、高価でありコストがかかるという問題があった。また、発光素子の端子とメンブレンシートの配線パターンの接続に導電性接着剤を使用しているため、接続不良が起こり易いという問題があった。

そこで、本発明はこのような従来の問題に鑑み、接続不良が起きる確率を低減させるとともに、従来の構造のものよりコストを低下させることが可能なキーボード装置における発光素子の設置構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、所期の目的を達成するための本発明にかかるキーボード装置における発光素子の設置構造は、キートップと、該キートップの下側に配設される発光素子と、前記キートップの下側においてベースプレート上に重ねられて配設されたメンブレンシートと、を有し、前記キートップには、前記発光素子から前記キートップの裏側に照射された光を前記キートップの表側に通過させる透過部を備え、前記メンブレンシートは、配線パターン及び接点が形成された一対の配線シートと、該一対の配線シート間に配設されるスペーサシートと、を積層して構成されているキーボード装置における発光素子の設置構造であって、前記発光素子を発光素子設置用シート上に設置し、前記メンブレンシートの最上部のシート以外のシートであって少なくとも最下部のシートと、前記ベースプレートと、を貫通する発光素子設置用孔を前記キートップの透過部に対応する位置に設け、該発光素子設置用孔内に、前記発光素子を配置したことを特徴とする。

また、本発明のキーボード装置における発光素子の設置構造は、上記構成に加えて、前記メンブレンシートの配線パターンは、出力端子を有し、該出力端子に接続される接続部材と一体に発光素子設置用シートが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、ベースプレート及び配線シートを貫通する発光素子設置用孔を形成し、この発光素子設置用孔内に発光素子を配置しているので、設置構造自体の厚みを低下させることができる。また、メンブレンシートではなく、発光素子設置用シートに発光素子を設置しているので、メンブレンシート自体を変えることなく、半田付け可能のシートを使用することができる。従って、発光素子と発光素子設置用シートの配線との間の確実な導通性を期待することができる。更に、ポッティングが無くとも、最上部のシートによって、静電気による発光素子の破壊を防止することができるので、コストを削減することができる。

図１は、本発明の実施の形態にかかるキーボード装置における発光素子の設置構造を示す断面図である。 図２は、同上の発光素子の設置構造を示す側断面図である。 図３は、同上の発光素子の設置構造を示す平面図である。 図４は、同上の発光素子の設置構造を有するキーボード装置を示す平面図である。 図５は、同上の発光素子の設置構造に使用されるフレキシブル基板を示す平面図である。 図６は、同上の発光素子の設置構造を有するキーボード装置を示す裏面図である。 図７は、同上のキーボード装置をノートパソコン本体に取り付ける際の配設構造を示す斜視図である。 図８は、同上のキーボード装置を取り付けたノートパソコンを示す斜視図である。

以下に、本発明にかかるキーボード装置における発光素子の設置構造の実施の形態を図１〜図８に基づいて詳細に説明する。図において、符号１は、本実施の形態のキーボード装置における発光素子の設置構造を示している。発光素子の設置構造１が適用されたキーボード装置１０１は、図１〜図２に示すように、キースイッチ２とメンブレンシート３とベースプレート４とを有している。

ベースプレート４は、メンブレンシート３を支持するためのものである。ベースプレート４は、操作者のキータッチに耐え得る剛性を有する部材であり、例えば金属製で略板状に形成されている。ベースプレート４の裏面、即ち下側は、防水シート５によって覆れている。このベースプレート４上に、メンブレンシート３が配設されている。

メンブレンシート３は、操作者によるキースイッチ２の操作を電気信号にするためのものである。メンブレンシート３は、配線パターン及び接点が印刷された一対の配線シート３ａ，３ｂを、一対の配線シート３ａ，３ｂの接点３１同士が互いに対向するように、スペーサシート３ｃを介して重ねあわせたものである。配線シート３ａ，３ｂ及びスペーサシート３ｃは絶縁性を有するものである。メンブレンシート３は、後述するキースイッチ２のキートップ２１を押下することにより、一対の配線シート３ａ，３ｂのキートップ２１に対応する接点３１部分が接触し、一対の配線シート３ａ，３ｂ同士のキートップ２１に対応する配線パターンが電気的に接続される。

キースイッチ２は、キートップ２１と、図示せぬガイド機構と、弾性部材２２とを有している。キートップ２１は、その表面に、キースイッチ２を押下する際に操作者が押圧する操作面２１ａを有している。また、キートップ２１には、透過部２１ｂが形成されている。透過部２１ｂは、キートップ２１の裏面から表面にかけて形成され、後述する発光素子６の光を透過する。キートップ２１の裏面側には、後述する弾性部材２２に当接される突起部２１ｃが形成されている。

キースイッチ２のガイド機構は、押下操作に伴うキートップ２１の上下移動をガイドするものである。換言すると、ガイド機構は、キートップ２１の押下移動及び復帰移動をガイドするものである。本実施の形態においては、図２〜図３に示す、キートップ２１と一体に形成されたガイド部２１ｄが、キーボード装置１０１の筐体１０２に形成された図示せぬガイド部に上下動可能に嵌めこまれることにより、ガイド機構を構成している。

キースイッチ２の弾性部材２２は、キートップ２１が押下された際に、キートップ２１を元の場所に復帰させる方向に付勢するものである。弾性部材２２は、ドーム状に形成され、内側天井部分に突起２２ａが形成されている。弾性部材２２は、その突起２２ａがメンブレンシート３の接点３１の位置に対応するように、メンブレンシート３上に配設されている。また、弾性部材２２は、その頂部がキートップ２１の下面（突起部２１ｃ）に当接しており、キートップ２１を支持している。また、キートップ２１の裏側には、発光素子６が配設されている。

発光素子６は、キートップ２１の裏側からキートップ２１の透過部２１ｂに光を照射するものである。本実施の形態において、発光素子６は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。発光素子６は、下部に一対の端子部６ａを備え、この端子部６ａが発光素子設置用シート７に接続されている。発光素子設置用シート７には、金属製の配線７ａが形成され、配線７ａと発光素子６の端子部６ａとが半田付けによって接続されている。この半田付けによって、発光素子６が発光素子設置用シート７に固定されているとともに、電気的に接続されている。発光素子設置用シート７は、ノートパソコン本体１０５の制御部と接続される。発光素子設置用シート７上に設置された発光素子６は、発光素子設置用孔８内に挿入された状態に配置されている。

発光素子設置用孔８は、防水シート５及びベースプレート４を貫通する孔であり、更にメンブレンシート３の一対の配線シート３ａ，３ｂの内、下側の配線シート３ｂと、スペーサシート３ｃとを貫通する孔である。換言すると、発光素子設置用孔８は、最上部のシートを残して貫通する孔である。発光素子設置用孔８は、キートップ２１の透過部２１ｂに対応する位置に形成されている。配線シート３ａの発光素子設置用孔８を覆う部分は、光透過性を有している。

また、本実施の形態においては、発光素子設置用シート７は、図５及び図６に示すように、キーボード装置１０１とノートパソコンＡの制御部とを接続する接続部材であるフレキシブルプリント配線基板１１（以下、フレキシブル基板と記す）と一体に形成されている。フレキシブル基板１１は、本実施の形態においては、マザーボート等のメイン基板の接続端子５１とメンブレンシート３の接続部３２（接続端子）とを接続する。

フレキシブル基板１１は、絶縁体からなるシート状のベースフィルムの一方の表面にのみ銅箔等の導体によって配線パターンを形成した、所謂片面印刷のものである。フレキシブル基板１１は、図５に示すように、シート状に形成され、その一端部にメンブレン接続部１２が構成されている一方、このメンブレン接続部１２から他端部に向けて二股状に分かれるように分岐し、第１延在部１３及び第２延在部１４が構成されている。第１延在部１３の先端にはメイン基板接続部１３ａが形成され、第２延在部１４の先端にはスティック基板接続部１４ａが形成されている。

メンブレン接続部１２は、スリットを介して分断された第１片部１２ａと第２片部１２ｂとを有している。メンブレン接続部１２は、第１片部１２ａを第２片部１２ｂに重なるように折り返すことによって、メンブレンシート３と接続する状態となる。

第１片部１２ａの第２片部１２ｂとは反対側の端部には、第３延在部が形成されている。この第３延在部が発光素子設置用シート７を構成している。第３延在部の先端部には、発光素子６を接続するための一対の端子である配線７ａが配設されており、ここに発光素子６が設置される。第３延在部の基部には、折り返し部１５が設けられており、図６に示すように、この折り返し部１５ｂにおいて折り返すことにより、発光素子設置用孔８に、発光素子６を挿入した状態に配置することができる。

図７に示すように、フレキシブル基板１１のメイン基板接続部１３ａが、メイン基板の接続端子５１と接続される。一方、フレキシブル基板１１のメンブレン接続部１２が、メンブレンシート３の接続部３２が接続される。

キーボード装置１０１は、図７〜図８に示すように、接続部材（フレキシブル基板１１）を介して、ノートパソコンＡにおけるノートパソコン本体１０５の制御部と接続した状態で使用される入力装置である。このキーボード装置１０１は、キートップに透過部を有しないその他のキースイッチ１０３を複数備えている。このキーボード装置における発光素子の設置構造１においては、キートップ２１を押圧すると、キートップ２１の突起２２ａ部２１ｃが弾性部材２２を押圧し、弾性部材２２が弾性変形する。弾性部材２２が弾性変形すると、その内側に備えられた突起２２ａがメンブレンシート３を押圧することとなる。その結果、メンブレンシート３のキートップ２１に対応した接点３１が閉じられ、キートップ２１に対応した入力信号が出力されるとともに、発光素子６が発光する。発光素子６から発せられた光は、メンブレンシート３の最上部の配線シートを透過し、更にキートップ２１の透過部２１ｂを通って、キートップ２１の表面から出射する。

この状態からキートップ２１の押圧を解除すると、弾性部材２２の弾性復元力により、キートップ２１がもとの位置に復帰するとともに、弾性部材２２の突起２２ａがメンブレンシート３から離反することで、メンブレンシート３の接点３１が再び開状態に復帰する。この時、発光素子６は、点灯状態を維持している。再度、同様の操作を繰り返すと、発光素子６が消灯される。

上述のように構成されるキーボード装置１０１における発光素子６の設置構造１は、発光素子６が配置されている発光素子設置用孔８が絶縁性を有する配線シートによって覆われているので、静電気によって発光素子６が故障することを防止することができる。また、この配線シートは防水効果もある。また、発光素子６をメンブレンシート３ではなく、発光素子設置用シート７に半田付けによって接続固定しているので、導電性接着剤を使用した場合よりも導通性及び接着性を高めることができる。また、ポッティング加工が必要ないので、コストを削減することができる。更にポッティング加工が必要ないので、ポッティング材を盛るために必要な場所を省くことができ、例えば、弾性部材２２と発光素子６との間の距離を従来よりも短くすることが出来る。

また、従来のメンブレンシート３の上側に発光素子６を設置している場合と比較して、発光素子６の設置高さを抑えることができる。即ち、キースイッチ２のキートップ２１をより低い位置に設置することができる。従って、キーボード装置１０１を薄くすることができる。

本実施の形態においては、キーボード装置１０１とノートパソコン本体１０５の制御部とを接続する接続部材と一体に、発光素子設置用シート７を形成している。従って、一枚のフィルムから、接続部材及び発光素子設置用シート７を同時に切り出すことができるので、低コストで製造することができる。

尚、本実施の形態においては、配線シート２ａを一枚残して、発光素子設置用孔８を形成しているが、発光素子設置用孔８を覆うシートは、最上部のシートであれば、配線シート以外のシートであってもよい。また、本実施の形態においては、キーボード装置１０１に発光素子の設置構造１は、１つしか設けられていないが、複数設けられていてもよい。

１ 発光素子の設置構造
２ キースイッチ
３ メンブレンシート
３ａ 配線シート
３ｂ 配線シート
３ｃ スペーサシート
４ ベースプレート
６ 発光素子
７ 発光素子設置用シート
８ 発光素子設置用孔

Claims (2)

1. キートップと、
   該キートップの下側に配設される発光素子と、
   前記キートップの下側においてベースプレート上に重ねられて配設されたメンブレンシートと、を有し、
   前記キートップには、前記発光素子から前記キートップの裏側に照射された光を前記キートップの表側に通過させる透過部を備え、
   前記メンブレンシートは、配線パターン及び接点が形成された一対の配線シートと、該一対の配線シート間に配設されるスペーサシートと、を積層して構成されているキーボード装置における発光素子の設置構造であって、
   前記発光素子を発光素子設置用シート上に設置し、
   前記メンブレンシートの最上部のシート以外のシートであって少なくとも最下部のシートと、前記ベースプレートと、を貫通する発光素子設置用孔を前記キートップの透過部に対応する位置に設け、該発光素子設置用孔内に、前記発光素子を配置したことを特徴とするキーボード装置における発光素子の設置構造。
2. 前記メンブレンシートの配線パターンは、出力端子を有し、
   該出力端子に接続される接続部材と一体に発光素子設置用シートが形成されていることを特徴とする前記請求項１に記載のキーボード装置における発光素子の設置構造。

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