JP2015015164A - キー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性に優れ、かつキートップの姿勢が安定に維持されるキー構造を提供する。【解決手段】押圧力を受けるキートップ１１、キートップ１１の下面から突出した柱状の押圧部材１２、及びキートップ１１の側面に均等に配置された複数のアーム部材１３を有するキートップ部材１０と、キートップ部材１０が嵌合する孔部２１、及び孔部２１の周縁部に配置された係合部材２２を有するカバー部材２０と、を備え、アーム部材１３は、少なくとも１箇所以上の屈曲部を有し、キートップ１１を水平方向及び垂直方向に付勢する弾性部材からなり、外周面の一部に凸状部１４を有し、凸状部１４がカバー部材２０の係合部材２２に付勢された状態で当接することを特徴とするキー構造。【選択図】図６

Description

本発明は、キー構造に関する。

複写機やプリンタなどの複数の機能を有する画像形成装置は、ユーザによる操作を受け付ける操作パネルを備えている。この操作パネルには、コピー枚数、印刷枚数あるいはＦＡＸ番号等の数字を入力操作するためのキー操作部が設けられている。
キー操作部にはキースイッチが搭載されているものがあり、該キースイッチとしては、例えば、外装カバーに設けられた孔部（キー穴）に樹脂製のキートップ部材が嵌合され、キートップ部材の押下により操作パネル内部の基板に実装されたタクトスイッチが押される構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図２に、従来のキースイッチの一例の断面図を示す。
キースイッチ１０は、カバー部材（外装カバー）２０に設けられた孔部（キー穴）に挿入され、カバー部材２０とタクトスイッチ３１が実装された基板３０との間に配置されている。キートップ１１が押下されると押圧部材１２を介してタクトスイッチ３１が押し込まれ、スイッチが作動する構造になっている。また、キートップ１１を操作する際に、各部品間との干渉により動作が阻害されたり誤動作が生じたりしないよう、キートップ１１とキー穴の開口端との間の隙間４０、及びタクトスイッチ３１との間の隙間４１がそれぞれ設けられている。

しかしながら、図２の符号４０及び４１に示すような隙間を設けることにより、キートップ部材のガタつきや操作性の低下を招くことがあり、またキートップの姿勢（平面姿勢）の維持が困難になるという問題がある。
これに対し、隙間を設けることにより生じる押下時の操作性の低下を防止する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特許文献２には、枠部材と、所定の隙間を介して互いに隣接して配置され、各々が、弾性アーム部材を介して前記枠部材によって保持されて側面に当接部が形成された複数のボタンキーと、前記隣接して配置された複数のボタンキーが一緒に嵌入するボタン孔を有するケース部材とを備え、前記枠部材、前記アーム部材、及び前記ボタンキーは一体成型され、前記複数のボタンキーが、前記ボタン孔への嵌入により前記各当接部が前記ケース部材の一部に当接し、前記所定の隙間が小さくなるように変位する技術が開示されている。
この構成により、製造上の理由で隣接するボタンキー間に設けられる隙間を小さくすることができ、操作性の低下を防止することが可能であることが記載されている。

しかしながら、特許文献２に記載されたキー構造では、当接部が形成されていることから、キートップとキー穴とが常に当接した状態となり、摺動抵抗によりキートップの滑らかな動作が得られず、満足な操作性が得られない可能性がある。また、当接部が存在することにより、キートップの水平姿勢を維持することが難しい場合がある。
このように、キートップ部材と他部材との間に隙間が設けられた構造において、キートップ部材の優れた操作性と水平姿勢の安定した維持とを満足させることは困難であった。

そこで、本発明は上記課題を鑑み、操作性に優れ、かつキートップの水平が安定に維持されるキー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、本発明に係るキー構造は、押圧力を受けるキートップ、前記キートップの下面から突出した柱状の押圧部材、及び前記キートップの側面に均等に配置された複数のアーム部材を有するキートップ部材と、前記キートップ部材が嵌合する孔部、及び前記孔部の周縁部に配置された係合部材を有するカバー部材と、を備え、前記アーム部材は、少なくとも１箇所以上の屈曲部を有し、前記キートップを水平方向及び垂直方向に付勢する弾性部材からなり、外周面の一部に凸状部を有し、前記凸状部が前記カバー部材の前記係合部材に付勢された状態で当接することを特徴とするキー構造である。

本発明のキー構造によれば、操作性に優れ、かつキートップの姿勢が安定に維持されるキー構造を提供することができる。

本発明のキー構造が適用された操作パネルの一例の斜視図である。 従来のキースイッチの構成の一例を説明する断面図である。 従来のキー構造におけるキートップ部材の例を示す斜視図である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例を示す外観図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）である。 本発明のキー構造のカバー部材の一例を示す外観図である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例を示す外観図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例を示す断面図である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例を示す斜視図である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例の要部拡大図である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例を示す外観図（Ａ）及び要部拡大図（Ｂ）である。 本発明のキー構造のキートップ部材の一例を示す外観図である。

以下、本発明に係るキー構造について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

図１に、本発明のキー構造が適用された操作パネルの一例を示す。
操作パネル１００は、例えば、コピー、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機などの画像形成装置に備えられている。
操作パネル１００は、液晶ディスプレイ等からなる表示画面である表示部５０を有し、表示部５０の周囲に操作部が設けられている。前記操作部で入力された数値や情報等は、表示部５０に表示される。

前記操作部には、印刷枚数やＦＡＸ番号等の数値を入力するためのテンキー等のキースイッチ１０が設けられている。キースイッチ１０は、外装カバー２０に形成された孔部（キー穴）から突出したキートップ部材を備え、キートップ１１の下方には図示しないタクトスイッチが設けられている。キートップ１１が押下されると、押下されたキートップ１１に対応するタクトスイッチが操作される。

従来のキートップ部材について図２及び図３に基づき説明する。
図２に示すように、キースイッチ１０は外装カバーであるカバー部材２０に設けられた孔部（キー穴）に挿入され、カバー部材２０とタクトスイッチ３１が実装された基板３０との間に配置されている。キートップ１１が押下されると、押圧部材１２を介してタクトスイッチ３１が押し込まれ、スイッチが作動する。キートップ１１を操作する際に、各部品間との干渉により動作が阻害されたり誤動作が生じたりしないよう、キートップ１１とキー穴の開口端との間の隙間４０、及びタクトスイッチ３１との間の隙間４１がそれぞれ設けられている。

キートップ部材の形状としては、図３（Ａ）に示すような、タクトスイッチを操作するのに必要な形状のみを備えた単キーや、図３（Ｂ）に示すような、アーム部材１３を介してキートップ１１の位置を規制可能なヒンジキーなどが知られている。

図３（Ａ）に示す単キーは、キートップ１１の位置を規制する構造を備えていないため、外装カバーやタクトスイッチとの間に形成された隙間において位置が安定せず、水平姿勢の維持も困難であり、キー操作時や操作パネルを傾けた際などにガタつきが生じてしまうという問題がある。

一方、図３（Ｂ）に示すヒンジキーは、図３（Ａ）の単キーと比較してアーム部材１３の存在によりキートップ１１の水平姿勢の維持が可能となるが、位置決めのための部材１８がキートップ１１から離れており、寸法のばらつきや部品の変形による影響がキートップの位置や姿勢に大きな影響を及ぼしてしまうという問題がある。
これに対し部品の変形の影響を低減するために、例えば、アーム部材１３の太さを増して剛性を高めるなどした場合、姿勢の維持には有効であるが、弾性が低下するためスムーズな動作が困難になるという問題がある。

上述の問題を解決可能な本実施形態のキー構造について、以下に説明する。
図４（Ａ）に、本実施形態のキー構造のキートップ部材の一例の外観図、図４（Ｂ）に要部拡大図（Ｂ）を示す。また、図５に、カバー部材の一部（一つのキートップ部材が嵌合される部分）の外観図を示す。

本実施形態のキー構造は、押圧力を受けるキートップ１１、キートップ１１の下面から突出した柱状の押圧部材１２、及びキートップ１１の側面に均等に配置された複数のアーム部材１３を有するキートップ部材と、キートップ部材が嵌合する孔部２１、及び孔部２１の周縁部に配置された係合部材２２を有するカバー部材２０と、を備える。
アーム部材１３は、少なくとも１箇所以上の屈曲部を有し、キートップ１１を水平方向及び垂直方向に付勢する弾性部材からなり、外周面の一部に凸状部１４を有する。凸状部１４はカバー部材２０の係合部材２２に付勢された状態で当接する。

アーム部材１３は、図４（Ａ）に矢印で示すキートップの操作面の水平方向と、図４（Ｂ）に矢印で示すキートップの操作面に対して垂直方向にそれぞれ弾性（以下、「バネ性」ともいう）を有する。複数のアーム部材１３は、キートップの中心（キートップ部材の中央）に向かう方向に均等なバネ性を有し、キートップ１１の側面に均等な間隔で配置される。

図４（Ａ）では円形のキートップ１１に対して３つのアーム部材１３が設けられた例を示しているが、キートップの形状及びアーム部材の数は限定されず、例えば、図８に示すように矩形のキートップ１１に対して４つのアーム部材１３が設けられていてもよい。
図８は、矩形のキートップ１１を有するキートップ部材を設置方向の下面側から見た外観図である。図８の例では、矩形のキートップ１１が周囲から中心に向かって均等に付勢されるように、４つのアーム部材１３が４辺に配置されている。

また、図４（Ａ）及び（Ｂ）では、アーム部材１３の屈曲部がヘアピンカーブ状であり、全体がつづら折形状である例を示しているが、アーム部材１３は少なくとも１箇所以上の屈曲部を有し、キートップ１１を水平方向（以下、「Ｘ・Ｙ方向」ともいう）及び垂直方向（以下、「Ｚ方向」ともいう）に付勢可能な弾性部材であればよく、例えば、図９に示すように屈曲部の前後においてＺ方向に段差を有する構造であってもよい。
図９に示すようなＺ方向に段違いの形状とすることで、複雑なつづら折形状よりも部品自体の設計や製作のための金型の設計を容易に行うことができる。

キートップ部材は、アーム部材１３をＸ・Ｙ方向及びＺ方向に変形させながら図５の孔部（キー穴）２１に挿入され、嵌合される。そして、アーム部材１３のバネ性によりキートップの位置と水平姿勢が維持される。

キートップ部材が孔部２１に嵌合された際、アーム部材１３がキートップ部材の中心方向に向かって変形するように、凸状部１４は図４（Ｂ）に示すように傾斜面（スロープ形状）を有することが好ましい。
また、アーム部材１３がＺ方向に圧縮されることにより、キートップ部材がカバー部材２０へ押しつけられる方向または離れる方向に付勢される。これにより、キートップ１１にはカバー部材２０に対して常に一定の位置に配置されるように負荷が掛かり、部品の寸法のばらつきや重力方向の変化による姿勢のずれも低減される。

一方、孔部２１の周縁部に配置された係合部材２２は、凸状部１４に対応する位置に配置されるとともに、図５に示すように凸状部１４の傾斜面と当接する傾斜面を有する。

図６（Ａ）及び（Ｂ）に、キートップ部材がカバー部材２０の孔部２１に嵌合された状態を示す。図６（Ａ）は、キートップ部材を設置方向の下面側から見た外観図であり、操作パネルの内側の状態である。図６（Ｂ）は、凸状部１４と係合部材２２との当接面近傍の部分拡大図である。
アーム部材１３の凸状部１４とカバー部材２０の係合部材２２との当接面は傾斜面であり、押圧力の変化に応じて凸状部１４が摺動して変位する。

アーム部材１３は、凸状部１４が形成された領域の設置方向下面から突出したピン部材１５を備える。
ピン部材１５の下端面は、キートップ部材の下方に設けられた図示しない基板と当接しているため、キートップ１１が押圧されることにより図６（Ｂ）に示す矢印の方向に負荷が生じる。これにより、凸状部１４が係合部材２２の斜面を摺動して変位し、アーム部材１３が圧縮される。
また、ピン部材１５の下端面は、キートップ部材の下方に設けられた図示しない基板と当接して固定されているため、ピン部材１５は凸状部１４が係合部材２２の当接面上を摺動して変位する領域を規制する。

図７（Ａ）及び（Ｂ）に、キートップ部材がカバー部材２０の孔部２１に嵌合された状態の断面図を示す。
図７（Ａ）はキートップ部材とカバー部材２０を、図７（Ｂ）はさらにタクトスイッチ３１を搭載した基板３０をあわせて示している。
なお、本実施形態のカバー部材２０は、孔部の開口縁部に、アーム部材１３と当接するリブ部材２５を備えている。

図７（Ａ）は、キートップ１１が押圧力を受け、キートップ部材が下方に押し込まれている状態を示している。凸状部１４の領域にピン部材１５から矢印の方向に負荷がかかるとともに、リブ部材２５と当接して位置が規制されたアーム部材１３はＺ方向に圧縮され、破線で囲まれた部分が変形する。
一方、図７（Ｂ）に示すように、タクトスイッチ３１が実装された基板３０上に当接したピン部材１５を介して挟み込むことによりキートップ部材を固定することができる。このように固定することで、キートップ１１は、アーム部材１３から常にＸ・Ｙ方向の中心及びＺ方向の上方へ向かう負荷がかけられるため、姿勢の安定性が得られる。

キートップ部材を固定する方法は、上述のピン部材１５を介した方法に限定されない。
他の実施形態のキー構造について、以下に説明する。

図１０（Ａ）は、図６（Ａ）と同様、キートップ部材がカバー部材２０の孔部２１に嵌合された状態を下面側（操作パネルの内側）から見た状態を示したもので、図１０（Ｂ）は、凸状部１４と係合部材２２との当接面近傍の部分拡大図である。
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すキー構造は、カバー部材２０の係合部材２３が、アーム部材１３の凸状部１４を係止可能な爪部を有し、押圧力を受けて摺動する凸状部１４が前記爪部に当接する位置で固定される。

本実施形態では、凸状部１４が係合部材２３の爪部に引っかかることによりキートップ部材が固定され、キートップ１１の位置が保持される。上述のピン部材１５により固定される構造と比較して、基板の形状や実装される部品により影響されることがなく、また、Ｚ方向の位置決めがカバー部材２０に対して直接なされるため、寸法精度を向上させることができる。

キートップ部材の他の固定方法としては、例えば、図１１に示すように、アーム部材１３の凸状部１７がネジ穴部を備え、カバー部材２０の係合部材２４にネジにより締結され固定される方法であってもよい。
図１１は、キートップ部材の外観図であり、ネジにより締結される前の状態を示している。ネジ止め用の形状を有する凸状部１７は、ネジボスである係合部材２４に付勢された状態で当接している。

凸状部１７のネジ止め穴をそれぞれ基準穴・従基準穴とすることで、ネジ止めと同時に、アーム部材１３のキートップ部材の中心方向へ向かう変形とキートップ１１の保持が行われる。本実施形態によれば、カバー部材２０にスロープ形状を有する係合部材を設けることなく、より確実にアーム部材１３のＸ・Ｙ方向の圧縮を行うことができる。

以上のように、本発明のキー構造によれば、キートップに設けられた弾性を有するアーム部材が外装カバーに設けられた係合部材に変形しながら当接し、係止または固定されることによりキートップに対して常に負荷をかけた状態とすることができ、寸法のばらつき、部品の変形、操作パネルの角度等に起因したキートップの姿勢ずれを最小限に抑え、安定に水平を維持することができる。また、ガタつきのない良好な操作性を実現することができる。

１０ キースイッチ
１１ キートップ
１２ 押圧部材
１３ アーム部材
１４ 凸状部
１５ ピン部材
１６ 屈曲部
１７ 凸状部（ネジ止め）
２０ カバー部材
２１ 孔部
２２ 係合部材
２３ 係合部材
２４ 係合部材（ネジボス）
３０ 基板
３１ タクトスイッチ
１００ 操作パネル

特許第４６５０９３８号公報 特許第４５６０５６９号公報

Claims (8)

1. 押圧力を受けるキートップ、前記キートップの下面から突出した柱状の押圧部材、及び前記キートップの側面に均等に配置された複数のアーム部材を有するキートップ部材と、
   前記キートップ部材が嵌合する孔部、及び前記孔部の周縁部に配置された係合部材を有するカバー部材と、を備え、
   前記アーム部材は、少なくとも１箇所以上の屈曲部を有し、前記キートップを水平方向及び垂直方向に付勢する弾性部材からなり、外周面の一部に凸状部を有し、前記凸状部が前記カバー部材の前記係合部材に付勢された状態で当接することを特徴とするキー構造。
2. 前記アーム部材がつづら折形状であることを特徴とする請求項１に記載のキー構造。
3. 前記アーム部材が、前記屈曲部の前後において垂直方向に段差を有する構造であることを特徴とする請求項１または２に記載のキー構造。
4. 前記アーム部材の前記凸状部と前記カバー部材の前記係合部材との当接面が傾斜面であり、押圧力の変化に応じて前記凸状部が摺動して変位することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のキー構造。
5. 前記アーム部材は前記凸状部が形成された領域の下面から突出したピン部材を備え、前記ピン部材は前記凸状部が摺動して変位する領域を規制することを特徴とする請求項４に記載のキー構造。
6. 前記カバー部材の前記係合部材が、前記アーム部材の前記凸状部を係止可能な爪部を有し、押圧力を受けて摺動する前記凸状部が前記爪部に当接する位置で固定されることを特徴とする請求項４に記載のキー構造。
7. 前記アーム部材の前記凸状部がネジ穴部を備え、前記カバー部材の前記係合部材にネジにより固定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のキー構造。
8. 前記カバー部材の前記孔部の開口縁部に、前記アーム部材と当接するリブ部材を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のキー構造。