JP2012022993A - キースイッチ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アームバーを用いることのない、防滴性に優れた大型キーの構造を提供する。
【解決手段】キートップ１１とメンブレンシート１７の間に配置され、互いに回動可能に組み合わされた第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とから成るリンク機構を配設し、第１リンク部材１２の一端部を回転可能に保持する第１ホルダー部１４と、第１ホルダー部１４とは別に、第２リンク部材１３の一端部を摺動可能に保持する第２ホルダー部１５をバックプレート１８に固定する。そして第１リンク部材１２の内側に位置する第２リンク部材１３を板状に構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パーソナルコンピュータなどに使用されるキースイッチの構造に関し、特に薄型、小型のパーソナルコンピュータに用いられる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、キートップ上面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。図７、図８に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は従来のキースイッチ構造を示す平面図、図８は従来のキースイッチ構造を示す側面図である。

図７、図８において、従来のキースイッチ１は、キートップ２と、キートップ２に対して摺動可能に設けられた第１リンク部材３、キートップ２に対して回転可能に設けられた第２リンク部材４、キートップ２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２を元の位置に復帰させるラバードーム（弾性復帰部材）５、第１リンク部材３を回転可能に保持するとともに第２リンク部材４を摺動可能に保持するホルダー６、ラバードーム５の直下に接点部を有するメンブレンシート７、メンブレンシート７の下部に配置され、ホルダー６が固定されるバックプレート８とにより構成されている。第１リンク部材３と第２リンク部材４によりリンク機構が構成される。

またキートップ２の裏面に設けられた支持部２ａにより軸部９ａが保持され、バックプレート８の切り起こし部８ａにより端部９ｂが保持されたアームバー９が設けられている。アームバー９はキースイッチ１の長手方向のほぼ全長にわたって設けられており、アームバー９を配置することにより、キースイッチ１が大型キーである場合でも、キートップ上面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操作性を確保するようにしている。このようなキースイッチ構造を開示するものとして、例えば、特開２００１−２２２９２９号公報に開示されるものがある。

特開２００１−２２２９２９号公報

しかしながら上記従来のキースイッチ構造においては、キーボードを小型化するためにキートップの幅を狭くした場合、大型キーの場合、アームバーを配置するのが難しいという問題がある。またキーボードを薄型化する場合、アームバーを配置するにはある程度の高さを必要とするので、この点でもアームバーの配置が難しくなる。薄型化を図ったキースイッチにおいてアームバーを配置した場合、アームバーを保持するためのキートップの保持部がキー押下時にメンブレンシートに干渉する惧れがある。

また従来のキースイッチ構造においては、バックプレートの切り起こし部にアームバーの保持部を形成する場合、バックプレートの上部にあるメンブレンシートに穴を開ける必要があるので、メンブレンシート上におけるパターン配線領域が制限され、パターン配線設計が困難になるという問題がある。それとともにメンブレンシートに穴を開けることから、キーボードとしての防滴性が弱くなるという問題もあった。

上記課題を解決するために本発明は、キートップと、該キートップの下方に配置された弾性部材と、該弾性部材の下方に配置された接点部を有するメンブレンシートと、該メンブレンシートの下部に配置されたバックプレートを有するキースイッチ構造において、前記キートップと前記メンブレンシートの間に配置され、互いに回動可能に組み合わされ、第１のリンク部材と第２のリンク部材とから成るリンク機構と、前記バックプレートに固定され、前記第１のリンク部材の一端部を回転可能に保持する第１のホルダー部材と、前記第１のホルダー部材とは別に前記バックプレートに固定され、前記第２のリンク部材の一端部を摺動可能に保持する第２のホルダー部材とを具備し、前記第１のリンク部材と前記第２のリンク部材のうち内側に位置するリンク部材を板状に構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、第１のリンク部材と第２のリンク部材から成るリンク機構の強度を保つことができ、大型キーにおいてもアームバーを設ける必要がなくなり、大型キーの小型化および薄型化が可能になる。また第１のホルダー部およびこれとは別に設けられた第２のホルダー部でリンク機構を保持するようにしたので、メンブレンシートに開ける穴の面積を少なくすることが可能となり、メンブレンシートにおけるパターン配線設計が容易になるとともに、キーボードとしての防滴性が向上する効果が得られる。

本発明の実施例のキーボード構造を示す平面図である。 実施例のキースイッチ構造を示す側面図である。 第１ホルダー部及び第２ホルダー部を示す平面図である。 メンブレンシートを示す平面図である。 第１ホルダー部及び第２ホルダー部の固定状態を示す側面図である。 支点ピンの支点穴における回転動作を示す側面図である。 リンク機構を備えた従来のキースイッチ構造を示す平面図である。 リンク機構を備えた従来のキースイッチ構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。図１は本発明の実施例のキーボード構造を示す平面図、図２は実施例のキースイッチ構造を示す側面図である。

図１、図２において、実施例のキースイッチ１０は、キートップ１１と、キートップ１１を上下動可能に支持する第１リンク部材１２および第２リンク部材１３、第１リンク部材１２を支持する第１ホルダー部１４、第２リンク部材１３を保持する第２ホルダー部１５、キートップ１１が押下されると屈曲し、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）１６、ラバードーム１６の直下に図示しない接点部を有するメンブレンシート１７およびメンブレンシート１７の下部に配置されるバックプレート１８とを有する。

キートップ１１の左側端部裏面には、第１リンク部材１２の上端部（左側端部）の両側に形成された摺動ピン１２ａ、１２ｂを摺動可能に保持する摺動保持部１１ａ、１１ｂが形成されている。またキートップ１１の右側端部近傍裏面には、第２リンク部材１３の上端部（右側端部）に形成された回転ピン１３ａを回転可能に保持する回転保持部１１ｃが形成されている。第１リンク部材１２は、キースイッチ１０の長手方向（図１における横方向）のほぼ全長に亘って、またキースイッチ１０の幅方向（図１における縦方向）のほぼ全長に亘って配置されている。

第１リンク部材１２には、上述の摺動ピン１２ａ、１２ｂのほかに、長手方向の中央部に内側に向けて形成された支点ピン１２ｃ、１２ｄが設けられ、また下端部（右側端部）に外側に向けて形成された回転ピン１２ｅ、１２ｆが設けられている。摺動ピン１２ａ、１２ｂは、キートップ１１の摺動保持部１１ａ、１１ｂを摺動する部分のみ断面が円状になっており、それ以外の部分は、図２に示すように、第１リンク部材１２の梯１２ｇ側に突出した形状になっている。突出した形状とすることにより、摺動ピン１２ａ、１２ｂに強度を持たせている。図２に示す例では摺動ピン１２ａ、１２ｂの梯１２ｇ側に突出した断面形状は先端に行くにつれて先細りになっているが、摺動ピン１２ａ、１２ｂの断面形状はこれに限らず、先端部まで同じ幅を有する形状としても良い。摺動ピン１２ａと摺動ピン１２ｂは同軸上に設けられている。

第１リンク部材１２の支点ピン１２ｃ、１２ｄは、第２リンク部材１３に形成された支点穴１３ｃ、１３ｄに回転可能に嵌挿されている。支点ピン１２ｃ、１２ｄの断面形状は、図２に示すように、支点穴１３ｃ、１３ｄに対して回転する箇所（上部箇所）のみ円形をしており、下側（メンブレンシート１７側）は弦状をしている。即ち、断面略半月状となっている。これに対する支点穴１３ｃ、１３ｄの断面形状も上部が円形で、下部が弦状をしているが、支点穴１３ｃ、１３ｄの方が円形部が大きく形成されており、これにより支点ピン１２ｃ、１２ｄは支点穴１３ｃ、１３ｄ内を回転可能になっている。また支点ピン１２ｃと支点ピン１２ｄは同軸上に設けられている。

第１リンク部材１２の回転ピン１２ｅ、１２ｆは、第１ホルダー部１４に形成された回転保持部１４ａ、１４ｂに回転可能に保持されている。回転ピン１２ｅと回転ピン１２ｆは同軸上に設けられている。また第２リンク部材１３の下端部（左側端部）には、摺動ピン１３ｂが設けられ、摺動ピン１３ｂは第２ホルダー部１５に形成された摺動保持部１５ａに水平方向に摺動可能に保持されている。摺動ピン１３ｂは、摺動保持部１５ａに対して摺動する部分（上下部および右側部分）のみ断面が円状になっており、それ以外の部分は、図２に示すように、第１リンク部材１２の梯１２ｇ側に突出した形状になっている。突出した形状とすることにより、摺動ピン１３ｂに強度を持たせている。この場合も摺動ピン１３ｂの断面形状は、先端が先細りの形状に限らず、先端部まで同じ幅を有する形状としても良い。

第１リンク部材１２の大きさ（外形）は、図１に示すように、摺動ピン１２ａ、１２ｂの取付部分および回転ピン１２ｅ、１２ｆの取付部分を除いて、キートップ１１とほぼ同じ大きさに形成されている。第１リンク部材１２は全体として枠状に形成されているが、上端部（左側端部）に梯１２ｇを形成し、下端部（右側端部）に梯１２ｈを形成し、さらに中間部に中間梯１２ｉを形成しているので、その強度は充分保たれている。これらの梯１２ｇ、１２ｈ、１２ｉは、第１リンク部材１２の互いに対向する脚部１２ｊ、１２ｋを接続するものであるが、特に中間梯１２ｉを設けることにより、第１リンク部材１２の強度は増大する。

第２リンク部材１３は、全体として板状に形成され、第１リンク部材１２の内側のほぼ全体を覆うように配置されている。したがって図１に示すように、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とでキートップ１１の下方のほぼ全体が覆われる。第２リンク部材１３には、ラバードーム１６が遊嵌する遊嵌穴１３ｅと、キートップ１１に形成された回転保持部１１ｃが遊嵌する切り欠き部１３ｆと、第２ホルダー部１５が遊嵌する切り欠き部１３ｇが形成されているが、これ以外の部分は板状に形成され、強度が充分保たれる形状となっている。第１リンク部材１２の中間梯１２ｉに対向する位置には、溝１３ｈが形成されており、キートップ１１が押下されて第１リンク部材１２の中間梯１２ｉが第２リンク部材１３に重なった場合でも、中間梯１２ｉが溝１３ｈに入り込むことにより、第１リンク部材１２は充分な回動量を得ることができる。

ラバードーム１６は、図２に示すように、メンブレンシート１７とキートップ１１の間に配置され、キートップ１１の押下時にメンブレンシート１７を押圧する突起部１６ａが形成されている。突起部１６ａの下方のメンブレンシート１７には、後述する接点部が設けられている。突起部１６ａが接点部を押圧することにより接点部が電気的に導通される。

図３は第１ホルダー部及び第２ホルダー部を示す平面図である。図３において、第１ホルダー部１４は上述のように、第１リンク部材１２の回転ピン１２ｅ、１２ｆを回転可能に保持する回転保持部１４ａ、１４ｂを有している。第１ホルダー部１４は、略コの字状に形成され、複数個所（３箇所）に下向きに（図の鉛直方向に）溶着ピン１４ｃが形成されている。第１ホルダー部１４の中央部１４ｄは両側部１４ｅに対して低く形成され、中央部１４ｄの上部に第１リンク部材１２の梯１２ｈが位置する構成となっている。第２ホルダー部１５は、第２リンク部材１３の摺動ピン１３ｂを水平方向に摺動可能に保持する摺動保持部１５ａを有している。また第１ホルダー部１５には複数個所（３箇所）に下向きに（図の鉛直方向に）溶着ピン１５ｂが形成されている。

図４はメンブレンシートを示す平面図である。図４において、メンブレンシート１７には、ラバードーム１６の突起部１６ａにより押下される接点部１７ａが設けられ、また後述するバックプレート１８の突起部を受ける穴１７ｂ、１７ｃが形成されている。

図５は第１ホルダー部及び第２ホルダー部の固定状態を示す側面図である。図５において、バックプレート１８には、メンブレンシート１７の穴１７ｂに対応した位置に、打ち出し部１８ｂが形成され、穴１７ｃに対応した位置に、打ち出し部１８ｃが形成されている。打ち出し部１８ｂはそれぞれメンブレンシート１７の穴１７ｂに入り込み、打ち出し部１８ｃもそれぞれメンブレンシート１７の穴１７ｃに入り込む。打ち出し部１８ｂ、１８ｃは、メンブレンシート１７側へ突出しており、突出の高さはメンブレンシート１７の厚さと同等に形成され、打ち出し部１８ｂ、１８ｃが穴１７ｂ、１７ｃ内に収まるようになっている。

打ち出し部１８ｂにはそれぞれ孔１８ｄが形成され、孔１８ｄには第１ホルダー部１４の溶着ピン１４ｃが挿入される。溶着ピン１４ｃは挿入された後、熱溶着され、これにより第１ホルダー部１４がバックプレート１８に固定される。また打ち出し部１８ｃにもそれぞれ孔１８ｅが形成され、孔１８ｅには第２ホルダー部１５の溶着ピン１５ｂが挿入される。溶着ピン１５ｂは挿入された後、熱溶着され、これにより第２ホルダー部１５がバックプレート１８に固定される。

メンブレンシート１７には、図４に示すように、バックプレート１８の打ち出し部１８ｂ、１８ｃが入り込む穴１７ｂ、１７ｃ以外に穴は形成されていない。したがってパターン領域が広く取れるので、パターン設計が容易になる効果が得られる。また形成される穴の数が少ないことから防滴性に優れるが、形成されている穴１７ｂ、１７ｃにおいても、穴１７ｂ、１７ｃの上部に第１ホルダー部１４および第２ホルダー部１５が密着した状態で設けられるので、さらに優れた防滴効果が得られる。

次に本実施例の動作を説明する。キートップ１１が押下される前の状態は図２に示す状態である。この状態から図２に示す矢印方向にキートップ１１が押下されると、第１リンク部材１２は回転ピン１２ｅ、１２ｆを中心に図２における反時計回り方向に回転する。このときキートップ１１の摺動保持部１１ａ、１１ｂを第１リンク部材１２の摺動ピン１２ａ、１２ｂが水平方向に摺動する。キートップ１１を最下部まで押下すると、第１リンク部材１２は、略水平状態になる。

また第２リンク部材１３は、回転ピン１３ａを中心に図２における時計回り方向に回転する。このとき摺動ピン１３ｂが、第２ホルダー部１５の摺動保持部１５ａを水平方向に摺動する。キートップ１１が最下部まで押下されると、第２リンク部材１３は略水平状態になる。このとき第１リンク部材１２の支点ピン１２ｃ、１２ｄは、第２リンク部材１３の支点穴１３ｃ、１３ｄ内を、図６に示すように、回転する。

図６は支点ピンの支点穴における回転動作を示す側面図である。図６（ａ）はキートップの非押下時の状態を示し、図６（ｂ）は押下時の状態を示す。両図に示すように、第１リンク部材１２の支点ピン１２ｃ、１２ｄは、キートップ１１の押下に伴って、第２リンク部材１３の支点穴１３ｃ、１３ｄ内を相対的に反時計回り方向に回転し、これにより第１リンク部材１２と第２リンク部材１３は側面方向に重なり合う。このように支点ピン１２ｃ、１２ｄおよび支点穴１３ｃ、１３ｄの断面が円形でなくてもキートップ１１の押下を行うことができ、支点ピン１２ｃ、１２ｄおよび支点穴１３ｃ、１３ｄの断面を略半月状とすることにより、第１リンク部材１２および第２リンク部材１３の厚さを薄くしながらも、支点ピン１２ｃ、１２ｄの強度を保つことができる。

キートップ１１は水平状態を保ち、垂直方向に下降する。これによりラバードーム１６はキートップ１１の裏面により押圧されて座屈する。座屈したラバードーム１６の突起部１６ａがメンブレンシート１７の接点部１７ａを押圧し、キースイッチが電気的に導通する。オペレータがキートップ１１に対する押下力を排除すると、ラバードーム１６の復帰力により押し上げられてキートップ１１は上方へ移動するが、これに伴って、第１リンク部材１２および第２リンク部材１３がそれぞれ押下時と反対方向の動作を行い、キートップ１１は水平状態を保ったまま上方へ移動する。

以上のように本実施例によれば、第１リンク部材１２および第２リンク部材１３をキースイッチ１０の長手方向および幅方向のほぼ全体に亘って設け、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３でキートップ１１の下方のほぼ全体を覆うようにし、さらに第２リンク部材１３を板状に形成したので、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３で構成されるリンク機構の強度が大幅に向上し、大型キーであっても、従来用いていたアームバーを用いることなく、キートップ１１の良好な押下動作を得ることが可能となる。

上記実施例では、第１リンク部材１２に中間梯１２ｉを設ける例を説明したが、この中間梯１２ｉは、第１リンク部材１２の強度が充分に得られる場合には必ずしも必要ではなく、第１リンク部材１２の得られる強度に応じてその有無を決定するようにすればよい。

本発明のキースイッチ構造は、情報処理機器、測定装置、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装置に用いられ、特に小型、薄型のパーソナルコンピュータの入力装置としてのキーボード装置に用いられる。

１０ キースイッチ
１１ キートップ
１２ 第１リンク部材
１３ 第２リンク部材
１４ 第１ホルダー部
１５ 第２ホルダー部
１６ ラバードーム
１７ メンブレンシート
１８ バックプレート

Claims (4)

1. キートップと、該キートップの下方に配置された弾性部材と、該弾性部材の下方に配置された接点部を有するメンブレンシートと、該メンブレンシートの下部に配置されたバックプレートを有するキースイッチ構造において、
   前記キートップと前記メンブレンシートの間に配置され、互いに回動可能に組み合わされた第１のリンク部材と第２のリンク部材とから成るリンク機構と、
   前記バックプレートに固定され、前記第１のリンク部材の一端部を回転可能に保持する第１のホルダー部材と、
   前記第１のホルダー部材とは別に前記バックプレートに固定され、前記第２のリンク部材の一端部を摺動可能に保持する第２のホルダー部材とを具備し、
   前記第１のリンク部材と前記第２のリンク部材のうち内側に位置するリンク部材を板状に構成したことを特徴とするキースイッチ構造。
2. 前記第１のリンク部材と前記第２のリンク部材は、一方に形成された突起と、他方に形成され、前記突起が嵌挿する支点孔から成る回動支点部を有し、前記突起及び前記支点孔は断面略半月状である請求項１記載のキースイッチ構造。
3. 前記第１のリンク部材の他端部は、前記キートップの裏面に形成された摺動支持部に摺動する摺動ピンを有し、該摺動ピンは一部突出形状である請求項１または２記載のキースイッチ構造。
4. 前記第２のリンク部材の前記一端部は、前記第２のホルダー部材に摺動する摺動ピンを有し、該摺動ピンは一部突出形状である請求項１乃至３のいずれかに記載のキースイッチ構造。

Images