JP2015011698A - キーキャップ、キー構造及びキー構造を有するキーボード - Google Patents

Abstract

【課題】 機械式のキーキャップ、キー構造及びキー構造を有するキーボードを提供する。
【解決手段】 本発明のキーボードは、基板及び基板に設置される少なくとも１つのキー構造を有する。キー構造はキースイッチ及びキーキャップを備え、キースイッチはキーベース及びシャフトを含み、キーキャップは本体及びバッファー部材で構成され、本体はシャフトに設置されると共に常態ではキーベースとの間に間隔が設けられ、本体はシャフトに追随してキーベースに対し往復移動を行う。バッファー部材は本体のキーベースに対向する側に設置され、本体がキーベースに近接するとバッファー部材がキーベースに当接される為本体がキーベースに直接衝突するのを回避し、キー構造がユーザーに押された際に発生する打音を低減または消滅させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、機械式のキーキャップ、キー構造及びキー構造を有するキーボードに関する。

従来から、パソコンにとってキーボードは必要不可欠な装置であり、文字、符号、数字等の入力に用いられる。また、日常生活で触れる電子製品や工業用の大型加工設備等にも入力装置としてキー構造が設けられ、上述の電子製品や加工設備の操作に用いられている。

特開平６−０８３５０６号公報

現在、絶えず変化するニーズに合わせて様々な機能を有するキーボードが開発されており、例えば折り畳みキーボード、薄膜キーボード、防水キーボードや発光キーボード等が開発されている。一般的なパソコンのキーボードのキーの作動構造は、大きく分けると機械式及び薄膜式の２種類に分けられる。機械式のキー構造はキーキャップ、キーベース及びシャフトを備え、構造はばねキャップスリーブやキーキャップ軸受スリーブ、更にばね等のキーベース内に納置される部材を含む。キーキャップが押されて下に向けて移動すると、シャフトを押して下に向けて動作させ、同時に前記キーの信号を入力させる。また前記キーの字の信号を入力するとキーキャップはユーザーに押されるためにキーベースにぶつかり接触音を発する。

また、キーボードの使用時にキーベースがキーキャップに直接衝突すると、キーキャップとキーベースとが互いにぶつかって損壊する以外に、耳障りな衝突音も発生する。この音はユーザー自身のみならず周りの人間にとっても迷惑であり、キーボードはオフィスや図書館などの場所では使用出来なかった。このためキーボードは使用する環境について大きな制限を受けることになり、ユーザーにとって至極不便であった。故にキーボードの使用中の打音を大幅に低減させる方法は、メーカーにとっての研究課題であった。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、キーキャップ、キー構造及びキー構造を有するキーボードを提供することを主目的とする。つまり、従来のキーボードの使用中に打音を発するためキーボードの使用が大きく制限されるために利便性を欠く問題を解決する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るキーキャップは、キーベース及び前記キーベースに活動的に設置されるシャフトからなるキースイッチに結合されるキーキャップであって、前記シャフトに設置され、通常では前記キーベースの接触面との間に間隔が設けられ、前記シャフトに追随し前記キーベースに対し往復移動を行う本体と、前記本体の前記接触面に対向する側に設置され、前記本体は前記接触面に近接し、前記接触面に当接されると共に前記接触面に対応して弾性により変形するバッファー部材とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係るキー構造は、キースイッチと、キーキャップを備えるキー構造であって、前記キースイッチは、接触面を有するキーベースと、前記キーベース内に設置される弾性部材と、前記弾性部材に装設されると共に前記キーベースに対し作動位置と解放位置との間を往復移動し、常態では前記解放位置に維持されると共に前記作動位置では前記弾性部材を圧縮させるシャフトと、を更に含み、前記キーキャップは、前記シャフトに設置されると共に前記キーベースの前記接触面との間には間隔が設けられ、前記接触面に対向する側にはバッファー部材が設置され、前記シャフトは前記作動位置に配置され、前記バッファー部材は前記接触面に当接されると共に前記接触面に対応して弾性により変形することを特徴とする。

さらに、本発明に係るキーボードは、複数の収納溝を有する基板と、各前記収納溝内に対応して設置される複数のキー構造とを備え、前記キー構造はそれぞれ、キースイッチと、接触面を有するキーベースと、前記キーベースに内設される弾性部材と、前記弾性部材に装設されると共に前記キーベースに対し作動位置と解放位置との間を往復移動し、常態では前記解放位置に維持されると共に前記作動位置では前記弾性部材を圧縮させるシャフトと、前記シャフトに設置されると共に前記キーベースの前記接触面との間には間隔が設けられ、前記接触面に対向する側にはバッファー部材が設置され、前記シャフトは前記作動位置に配置され、前記バッファー部材は前記接触面に当接されると共に前記接触面に対応して弾性により変形するキーキャップと、を更に含むことを特徴とする。

本発明のキーボードによれば、緩衝材を有するキーキャップの設計によりキーキャップとキーベースとが操作中に相互にぶつかるのを防ぎ、バッファー部材の材料の特性により衝撃力が吸収され、キーボードの操作中の打音を低減または消滅し、使用中の快適さを高めてユーザーがどのような状況でも静音で操作可能なキーボードが得られる。

本発明の第１実施形態によるキーボードの組み合わせを示す概略図である。 本発明の第１実施形態によるキー構造を示す分解概略図である。 本発明の第１実施形態によるキー構造の組み合わせを示す概略図である。 本発明の第１実施形態によるキー構造を示す作動概略図である。 本発明の第２実施形態によるキーボードの組み合わせを示す概略図である。 本発明の第２実施形態によるキーボードを示す作動概略図である。

以下に図面を参照して本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
以下、本発明に記載される２つの実施形態は、キーキャップ、キー構造及びキー構造を有するキーボードである。

本発明の第１実施形態の構成を図１から図３に示す。図１は本発明の第１実施形態によるキーボードの組み合わせを示す概略図である。図２は本発明の第１実施形態によるキー構造を示す分解概略図である。

この好ましい実施形態では、キーボード１０は基板１００及び複数個のキー構造２００で構成される。基板１００には複数の収納溝１１０を有し、各キー構造２００は各収納溝１１０内にそれぞれ対応して係合され、折り畳み方式で基板に結合される。各キー構造２００はそれぞれキースイッチ２１０及びキーキャップ２２０を有し、キーキャップ２２０は折り畳み方式でキースイッチ２１０に装設される。以下ではキースイッチ２１０及びキーキャップ２２０の詳細な構造について更に説明する。

この好ましい実施形態のキースイッチ２１０はキーベース２１１、弾性部材２１２及びシャフト２１３を備える。キーベース２１１は接触面２１１１を有すると共にキーベース２１１内には収納空間を有し、前記収納空間は接触面２１１１に開口部を形成する。弾性部材２１２及びシャフト２１３は開口部を経由してキーベース２１１の収納空間内にそれぞれ装設される。シャフト２１３は弾性部材２１２に積載されると共に常態ではキーベース２１１に対する解放位置Ｐ１に維持され、弾性部材２１２を圧縮させてキーベース２１１に対し作動位置Ｐ２（図４の参照）まで移動させる。その他、シャフト２１３の弾性部材２１２に対向する他側には円柱形或いは多辺形の凸柱２１３１を有するが、凸柱２１３１の形状はこれらに限定されず、凸柱２１３１は開口部を経由して接触面２１１１の外に露出され、キーキャップ２２０に相互に結合される。注意する点は、シャフト２１３は弾性部材２１２の弾力によりキーベース２１１の底面に対し往復移動動作を行う点である。また、本実施形態による弾性部材２１２は圧縮ばね（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓｐｒｉｎｇｓ）を備えるが、これに限定されるわけではない。

本実施形態によるキーキャップ２２０は本体２２１及びバッファー部材２２２を備え、本体２２１は、成型しやすく優れた耐衝撃性と耐摩耗性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の熱可塑性材料により製造される。本体２２１は対向する頂面及び底面を有し、本体２２１の底面にはスロット２２３及び溝部２２４を有し、スロット２２３は底面のカムに形成され、溝部２２４はカムの周囲を包囲すると共に底面に凹型構造を形成する。スロット２２３は止り穴であるが、これに限られず、スロット２２３の形状及びサイズはシャフト２１３の凸柱２１３１の形状及びサイズに適合する。バッファー部材２２２は溝部２２４内に装設され、バッファー部材２２２の形状は溝部２２４の形状に適合され、バッファー部材２２２は発泡ウレタン、吸音材、ゴムパッド、或いはシリコンパッド等の弾性を有し変形すると共に衝撃力及び音を吸収する弾性材料により組成され、本体２２１に緩衝作用を与える。その他、バッファー部材２２２が溝部２２４内に結合される方式は粘着ないしは嵌合等の方式であるが、これらの方式に限定させるわけではない。

図４は本発明の第１実施形態によるキー構造を示す作動概略図である。詳しく説明すると、本実施形態のキーキャップ２２０は本体２２１内のスロット２２３がシャフト２１３の凸柱２１３１に覆設されて緊密に結合される。その他、本体２２１の溝部２２４に内設されるバッファー部材２２２はキーベース２１１の接触面２１１１に対応するため、シャフト２１３は常態では解放位置Ｐ１に維持され、本体２２１及びキーベース２１１の接触面２１１１との間には間隔が設けられる。反対に、外力によりキーキャップ２２０が下に向け圧迫されると、本体２２１は接触面２１１１に近接し、シャフト２１３を押して作動位置Ｐ２まで下方向に移動させる。バッファー部材２２は接触面２１１１に当接され、接触面２１１１に押されて接触面２１１１の構造形態に対応する弾性による変形を生み、キーキャップを圧迫させる外力を吸収し緩衝作用を与えてキーキャップ２２０がキーベース２１１に直接衝突して打音が発生するのを防ぐ。その他、シャフト２１３は作動位置Ｐ２では弾性部材２１２を圧縮させ、弾性部材２１２に回復力を発生させ、外力が消失すると前記の回復力によりシャフト２１３は解放位置Ｐ１にまで回帰する。

このため、上述の動作が重複して行われる事によって文字入力機能を達成させ、バッファー部材２２２の緩衝力によりキーキャップ２２０の本体２２１はキーベース２１１に直接衝突しなくなり、打音を発生しない。

（第２実施形態）
図５と図６を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。本発明の第２実施形態によるキーキャップ２２０、キー構造２００及びキーボードの全体の構造と、上述の第１実施形態によるキーキャップ２２０、キー構造２００及びキーボードの構造とは相似するため、以下では両者の違いに関して詳細に説明する。

本実施形態によるキーキャップ２２０は本体２２１及びバッファー部材２２２を備え、本体２２１は、成型しやすく優れた耐衝撃性と耐摩耗性を有するＰＢＴやＰＯＭ等の熱可塑性材料により製造される。本体２２１は対向する頂面及び底面を有し、底面にはスロット２２３及び溝部２２４を有し、スロット２２３は底面のカムの止り穴に形成され、その形状及びサイズはシャフト２１３の凸柱２１３１の形状及びサイズに適合する。本体２２１の溝部２２４はカムの外周縁を包囲させる凹型構造である。

本実施形態と第１実施形態との異なる点は、キーキャップ２２０のバッファー部材２２２がばねであり、その一端は本体２２１の溝部２２４内に埋設されて緊密に結合されると共にカムの外周縁に覆設され、スロット２２３の外囲を包囲させ、バッファー部材２２２の他端はキーベース２１１の接触面２１１１に当接されるが、これに限られず、ばねの弾力による緩衝作用を与える点である。その他、バッファー部材２２２の設置方式はバッファー部材２２２の一端が本体２２１に固定され、バッファー部材２２２の他端がキーベース２１１の接触面２１１１の上方に実装され、同様にキーキャップ２２０の本体２２１はキーベース２１１に対し往復移動する過程に於いて緩衝作用を与える。

シャフト２１３は常態では解放位置Ｐ１に維持され、本体２２１とキーベース２１１の接触面２１１１との間には間隔が設けられる。反対に、外力によりキーキャップ２２０が下に向け圧迫されると、本体２２１は接触面２１１１に近接し、シャフト２１３を押して作動位置Ｐ２まで下に向けて移動し、バッファー部材２２２は圧縮された後キーベース２１１の接触面２１１１に当接し、キーキャップ２２０の本体２２１はキーベース２１１に向け運動すると緩衝力を与え、本体２２１がキーベース２１１に直接衝突して打音を発するのを防ぐ。また、キースイッチ２１０の弾性部材２１２がシャフト２１３に圧縮されると、対応して回復力を発生し、外力が消失すると前記の回復力によりシャフト２１３を解放位置Ｐ１まで回帰し、キーキャップ２２０の本体２２１を連動してキーベース２１１の接触面２１１１から離す。これにより、上述の動作が重複して行われることで文字入力機能を達成させ、バッファー部材２２２の緩衝力により本体２２１はキーベース２１１に直接衝突せず打音の発生を防止する。

従来の技術に比べ、本発明に係るキーボードは、キーキャップが緩衝材を有する設計によりキーキャップとキーベースとが操作時にぶつかるのを防ぎ、バッファー部材の材質の特性により衝撃力を吸収し、キーボード操作時の打音を大幅に低減させると共に使用上の快適性を向上し、ユーザーの要求を満たす。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０ … キーボード
１００ … 基板
１１０ … 収納溝
２００ … キー構造
２１０ … キースイッチ
２１１ … キーベース
２１１１ … 接触面
２１２ … 弾性部材
２１３ … シャフト
２１３１ … 凸柱
２２０ … キーキャップ
２２１ … 本体
２２２ … バッファー部材
２２３ … スロット
２２４ … 溝部
Ｐ１ … 解放位置
Ｐ２ … 作動位置

Claims (14)

1. キーベース及び前記キーベースに活動的に設置されるシャフトからなるキースイッチに結合されるキーキャップであって、
   前記シャフトに設置され、常態では前記キーベースの接触面との間に間隔が設けられ、前記シャフトに追随し前記キーベースに対して往復移動を行う本体と、
   前記本体の前記接触面に対向する側に設置され、前記本体は前記接触面に近接し、前記接触面に当接されると共に前記接触面に対応して弾性により変形するバッファー部材と、を備える事を特徴とするキーキャップ。
2. 前記シャフトは凸柱を有し、前記本体はスロットを有し、前記スロットの形状と前記凸柱の形状とは互いに適合し、前記凸柱は前記スロット内に緊密に結合される事を特徴とする、請求項１に記載のキーキャップ。
3. 前記本体の前記接触面に対向する側には溝部が更に設置され、前記バッファー部材は前記溝部内に結合される事を特徴とする、請求項２に記載のキーキャップ。
4. 前記バッファー部材は発泡ウレタン、吸音材、ゴムパッド、シリコンパッド、或いはばねの何れか一つである事を特徴とする、請求項１に記載のキーキャップ。
5. キースイッチと、
   キーキャップをと、備えるキー構造であって、
   前記キースイッチは、
   接触面を有するキーベースと、
   前記キーベース内に設置される弾性部材と、
   前記弾性部材に装設されると共に前記キーベースに対し作動位置と解放位置との間を往復移動し、常態では前記解放位置に維持されると共に前記作動位置では前記弾性部材を圧縮させるシャフトと、を更に含み、
   前記キーキャップは、
   前記シャフトに設置されると共に前記キーベースの前記接触面との間には間隔が設けられ、前記接触面に対向する側にバッファー部材が設置され、前記シャフトは前記作動位置に配置され、前記バッファー部材は前記接触面に当接されると共に前記接触面に対応し弾性により変形する事を特徴とするキー構造。
6. 前記シャフトは凸柱を有し、前記キーキャップは前記接触面に対向する側にスロットを有し、前記凸柱は前記スロット内に緊密に結合され、前記スロットの形状と前記凸柱の形状とは互いに適合する事を特徴とする、請求項５に記載のキー構造。
7. 前記キーキャップの前記接触面に対向する側には溝部が更に設置され、前記バッファー部材は前記溝部内に結合される事を特徴とする、請求項６に記載のキー構造。
8. 前記バッファー部材は発泡ウレタン、吸音材、ゴムパッド、シリコンパッド、或いはばねの何れか一つである事を特徴とする、請求項５に記載のキー構造。
9. 前記弾性部材は圧縮ばねであり、前記バッファー部材は発泡ウレタンである事を特徴とする、請求項５に記載のキー構造。
10. 複数の収納溝を有する基板と、
    各前記収納溝内に対応して設置される複数のキー構造と、を備え、
    各前記キー構造は、
    キースイッチと、
    接触面を有するキーベースと、
    前記キーベースに内設される弾性部材と、
    前記弾性部材に装設されると共に前記キーベースに対し作動位置と解放位置との間を往復移動し、常態では前記解放位置に維持されると共に前記作動位置では前記弾性部材を圧縮させるシャフトと、
    前記シャフトに設置されると共に前記キーベースの前記接触面との間には間隔が設けられ、前記接触面に対向する側にはバッファー部材が設置され、前記シャフトは前記作動位置に位置し、前記バッファー部材は前記接触面に当接されると共に前記接触面に対応して弾性により変形するキーキャップを更に含む事を特徴とするキーボード。
11. 前記シャフトは凸柱を有し、前記キーキャップの前記接触面に対向する側にはスロットを有し、前記凸柱は前記スロット内に緊密に結合され、前記スロットの形状と前記凸柱の形状とは互いに適合する事を特徴とする、請求項１０に記載のキーボード。
12. 前記キーキャップの前記接触面に対向する側には溝部が更に設置され、前記バッファー部材は前記溝部内に結合される事を特徴とする、請求項１０に記載のキーボード。
13. 前記バッファー部材は発泡ウレタン、吸音材、ゴムパッド、シリコンパッド、或いはばねの何れか一つである事を特徴とする、請求項１０に記載のキーボード。
14. 前記弾性部材は圧縮ばねであり、前記バッファー部材は発泡ウレタンである事を特徴とする、請求項１０に記載のキーボード。