JP2015065133A - 薄型スイッチ装置及びキーボード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キートップの端を押圧した場合でも確実にスイッチの切替を行うことができる薄型スイッチ装置を提供する。
【解決手段】基台と、基台上に配置され、接離可能な接点部材を有するスイッチ機構と、基台上に設けられスイッチ機構に対応する位置に収容空間を有するスペーサ部材と、スペーサ部材上に配設され、収容空間を塞ぐ可撓性シートと、可撓性シートの上側であって収容空間に対向する位置に固着されたキートップとを備え、キートップを押圧することでスイッチ機構を動作させる薄型スイッチ装置において、可撓性シートの上面には、スペーサ部材の上側から収容空間の上側へ張り出し可撓性シートに固着されない張出部を有するカバー部材が設けられている。このことによって、キートップの端を押圧した場合でも確実にスイッチの切替を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、キートップを押圧することで可動接点を駆動しスイッチ動作の切替を行う薄型スイッチ装置及びキーボード装置に関する。

従来、キートップを備えた薄型のスイッチ装置としては、特許文献１に開示される構成が知られている。かかる薄型スイッチ装置９００は、上面を開口した筐体９０７を有し、その上面の開口は可撓性の表面シート９１３によって塞がれている。表面シート９１３の表面には押圧操作可能なキートップ９１７が固着されており、裏面にはキートップ９１７の中心に対応する真下位置に突起部９１９が設けられている。また、筐体９０７の内部には、ドーム状の可動接点板９１１とスイッチ接点９０３とが配置されており、キートップ９１７が下方へ押圧されると突起部９１９が可動接点板９１１の頂部を押圧し、可動接点板９１１とスイッチ接点９０３とが接触する。このことによって、スイッチが切り替えられるようになっている。

特開２００８−２１８１５６号

しかし、キートップ９１７をまっすぐに下方へ押圧する場合には問題とはならないが、キートップ９１７の端を押圧した場合には、図５に示すようにキートップ９１７が斜めに傾いて押圧した側とは反対側の端部が上方へ浮き上がり、スイッチ接点９０３を正しく下方へ押圧することができない虞があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、キートップの端を押圧した場合でも確実にスイッチの切替を行うことができる薄型スイッチ装置を提供するところにある。

この課題を解決するために、請求項１に記載の薄型スイッチ装置は、基台と、前記基台上に配置され、接離可能な接点部材を有するスイッチ機構と、前記基台上に設けられ前記スイッチ機構に対応する位置に収容空間を有するスペーサ部材と、前記スペーサ部材上に配設され、前記収容空間を塞ぐ可撓性シートと、前記可撓性シートの上側であって前記収容空間に対向する位置に固着されたキートップとを備え、前記キートップを押圧することで前記スイッチ機構を動作させる薄型スイッチ装置において、前記可撓性シートの上面には、前記スペーサ部材の上側から前記収容空間の上側へ張り出し前記可撓性シートに固着されない張出部を有するカバー部材が設けられていることに特徴を有する。

また、請求項２記載の薄型スイッチ装置は、前記接点部材は対向して配設された可動接点部材と固定接点部材とからなるとともに、前記スイッチ機構は前記キートップの押圧動作に連動して作動し前記可動接点部材を前記固定接点部材と接触する方向へ移動させるアクチュエータ部材を備え、前記アクチュエータ部材がドーム状の反転バネからなることに特徴を有する。

また、請求項３記載のキーボード装置は、上記薄型スイッチ装置を複数配列して構成されることに特徴を有する。

請求項１の発明によれば、カバー部材の張出部が可撓性シートの上方への浮き上がりを防止するので、キートップの端を押圧した場合でも確実にスイッチ機構を動作させることができる、という効果を奏する。

請求項２の発明によれば、反転バネからなるクリック感触を有するアクチュエータ部材を設けたので、キートップを押圧した時にクリック感触を得ることができ、操作性が高まるという効果を奏する。

請求項３の発明によれば、キーボード装置においてキートップの端を押圧した場合でも可撓性シートの浮き上がりを防止して確実にスイッチ機構を動作させることができ、さらに反転バネからなるアクチュエータ部材を設ければキートップを押圧した時にクリック感触を得ることができ操作性が高まるという効果も奏する。

第１実施形態の薄型スイッチ装置１を備えたキーボード装置の全体斜視図である。 薄型スイッチ装置１を備えたキーボード装置の一部分解斜視図である。 薄型スイッチ装置１の構成を示す縦断面図である。 薄型スイッチ装置１のキートップの端部を押圧したときの動作を示す縦断面図である。 従来技術の薄型スイッチ装置のキートップの端部を押圧したときの動作を示す縦断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の薄型スイッチ装置を複数個配列して構成されるキーボード装置を具体化した第１実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、第１実施形態の薄型スイッチ装置１を備えたキーボード装置の全体斜視図である。図２は、薄型スイッチ装置１を備えたキーボード装置の一部分解斜視図である。図３は、薄型スイッチ装置１の構成を示す縦断面図である。

第１実施形態のキーボード装置１００は、全体的には図１に示すように横長な長方形状に形成され、縦横に複数の後述する薄型スイッチ装置が配列されており、上段に配列された薄型スイッチはファンクション入力キーとして用いられ、その下側に配列された薄型スイッチは数字や文字入力キー等として用いられるようになっている。

キーボード装置１００は、図２に示すように、横長な平板形状の基台を備え、その基台上には、縦横に複数の収容空間が形成されるとともにその収容空間内には後述するスイッチ機構が収納されている。各収容空間は、基台上に、縦横に複数の方形状の開口部を有するスペーサ部材を重ね合わせることで形成される。

スペーサ部材の上側には可撓性シートが重ね合わされており、可撓性シートの上面には各収容空間に収納されたスイッチ機構に対応してキートップが縦横に複数固着されている。さらに、可撓性シートの上側には、各キートップと対向する位置に開口部を有するカバー部材が重ね合わされており、各キートップをそれぞれ開口部から上方へ突出させた状態で可撓性シートが基台へ押さえ付けられている。

続いて、上述したキーボード装置１００を構成する各薄型スイッチ装置１について図３を参照して説明する。薄型スイッチ装置１は、上述したように基台１０の上にスペーサ部材３０を重ね合わせることで収容空間２６が形成されており、その収容空間２６内にはスイッチ機構２０が収納されている。また、スペーサ部材３０の上面には可撓性シート４０が張り合わされて収容空間２６の開口を塞いでいる。

スイッチ機構２０は、接点部分を構成する下側接点シート２１と、上側接点シート２３と、接点部分を動作させるアクチュエータ部材と、を備えて構成される。下側接点シート２１と上側接点シート２３とは、スペーサシート２２を挟んで向かい合わせに貼り合わされた二枚のフィルム基板であり、上側接点シート２３が下側接点シート２１に対して接離方向へ撓み変形可能となっている。また、下側接点シート２１と上側接点シート２３には、対向する位置に固定電極２１ｂ（固定接点部材）と可動電極２３ｂ（可動接点部材）が配設されており、上側接点シート２３が撓み変形すると可動電極２３ｂが固定電極２１ｂと接触し、上側接点シート２３が元の位置へ戻ると可動電極２３ｂは固定電極２１ｂから離間する。

なお、図示しないが、上側接点シート２３と下側接点シート２１とには配線パターンが形成されており、可動電極２３ｂと固定電極２１ｂはそれぞれ配線パターンに接続されている。可動電極２３ｂ及び固定電極２１ｂ及び配線パターンは、パターニングできる材料からなり、例えば、印刷用の導電性ペーストが好適に用いられる。ただし、配線パターン等は、パターニングの工程の後に、薄膜の内部に導電パスを形成する材料であればよく、印刷用の導電性ペーストに限るものではない。配線パターン等が印刷用の導電性ペーストである場合、印刷及び乾燥等の比較的安価な製造工程でパターニングできるので、製造コストは小さくなる。

また、スペーサシート２２及びシート材２１ａ及びシート材２３ａには、エンジニアリングプラスチックからなるフィルム材が好適に用いられる。シート材２３ａ等がエンジニアリングプラスチックからなる場合、エンジニアリングプラスチックでない樹脂よりもガラス転移温度が高いため、熱可塑する虞は少ない。このことによって、シート材２３ａ等は周囲に配置された部材に張り付いてスイッチ動作を妨げる不良の発生する虞が少なくなる。

アクチュエータ部材は、金属板を打ち抜いて形成されるメタルドーム部材２４である。メタルドーム部材２４は、ドーム支持部２４ａとドーム部２４ｂとを備えて構成される。ドーム支持部２４ａは、上側接点シート２３の上面と接しドーム部２４ｂを支える。また、ドーム部２４ｂは中央部分が上方へ膨出した椀状に形成されるとともに撓み変形可能に形成され、その中央部分の上面には、突出部２５が接着材で固定されている。メタルドーム部材２４は、待機状態においてはドーム支持部２４ａがドーム部２４ｂを上方へ膨出した椀状に支持しており、突出部２５が下方へ押圧された場合、ドーム部２４ｂが弾性変形して中央部分がドーム支持部２４ａより下の位置へ凹むように押し下げられる。このとき、押圧動作にクリック感とストローク感が発生する。また、押圧された状態が解除されると、メタルドーム部材２４は元の待機状態に復帰する。

上述したように、スペーサ部材３０の上面には可撓性シート４０が貼り付けられており、これによってメタルドーム部材２４を収納した状態で収容空間２６の上面開口部が塞がれている。この可撓性シート４０の上面にはメタルドーム部材２４に固着した突出部２５の真上位置にキートップ５０が接着材で固定されている。そして、キートップ５０を下方へ押圧すると可撓性シート４０が撓んで突出部２５がキートップ５０によって下方へ押圧され、上述したようにドーム部２４ｂを下方へと押し下げることができるようになっている。

また、スペーサ部材３０の上面に貼り付けられた可撓性シート４０の上面には薄板形状のカバー部材６０が重ね合わされている。カバー部材６０には、キートップ５０に対向する位置に開口部が形成されており、キートップ５０を開口部から露出させた状態でスペーサ部材３０の上面に可撓性シート４０を挟んで重ね合わされる。カバー部材６０には、スペーサ部材３０の上面に対向して固着される固着部とその固着部から開口部の上側（収容空間２６の縁の上側）へ張り出して可撓性シート４０の上面を覆う張出部６０ａが形成されている。固着部は接着材によって可撓性シート４０に固定される。

また、張出部６０ａの張り出した端部とキートップ５０の周縁部との間は、キートップ５０を押し下げることができるだけの僅かな隙が形成されるだけである。そのため、キートップ５０を押圧すると可撓性シート４０は、スペーサ部材３０の内側縁部を起点として下方へ撓み変形することができるが、上方へは張出部６０ａが覆うため浮き上がることはできないようになっている。

カバー部材６０には、樹脂が好適に用いられる。ただし、カバー部材６０は、可撓性シート４０が上方へ浮き上がって張出部６０ａに力がかかるとき、その力によって変形しない強度を備える材料からなれば良く、樹脂に限定されるものではない。

（第１実施形態の作用）
次に、本発明である薄型スイッチ装置１が複数配列されたキーボード装置１００の作用について説明する。図４は、薄型スイッチ装置１のキートップ５０の端部５０ａを押圧したときの動作を示す縦断面図である。

まず、キートップ５０が、まっすぐに押圧されたときの作用を、図３を用いて説明する。第１実施形態の薄型スイッチ装置１は、キートップ５０をまっすぐに下方へ押圧するとき、キートップ５０の下面を介して可撓性シート４０の上面にまっすぐに押圧する力が伝わるので、キートップ５０下面の可撓性シート４０には均一に下方への押圧力が作用し、可撓性シート４０はスペーサ部材３０の内側縁部（図３中、左右両側の内側縁部３０ａ、内側縁部３０ｂ）を起点として下方へ均一に撓み変形する。そして、可撓性シート４０の下面は突出部２５の上面を押圧する。突出部２５の上面に押圧する力が加わると、その力はドーム部２４ｂに伝わって、ドーム部２４ｂは下方へ弾性変形するので、ドーム部２４ｂの中央部分はドーム支持部２４ａより下方へ押し下げられる。ドーム支持部２４ａより下方へ押し下げられたドーム部２４ｂの中央部分は、上側接点シート２３を押し下げながら可動電極２３ｂの中心付近を押圧し、可動電極２３ｂが下方へ移動して固定電極２１ｂと接触して、スイッチが切り替えられる。

なお、ドーム部２４ｂが下方へ弾性変形する際、クリック感触を得ることができ、キートップ５０の操作者はスイッチが切り替えられたことを知ることができる。また、キートップ５０を押圧した力を緩めると、下方へ撓んだ状態にあるドーム部２４ｂは元の状態に復帰するのでそれに伴って可撓性シート４０も上方へと押し上げられ、キートップ５０は元の位置へと戻る。

次に、薄型スイッチ装置１のキートップ５０が端押しされたときの作用を、図４を用いて説明する。キートップ５０の端部５０ａが押圧されると、突出部２５の上面と可撓性シート４０との接点を支点として、端部５０ａとは逆側の端部５０ｂには上向きの力が作用し可撓性シート４０は浮き上がろうとする。しかし、張出部６０ａが可撓性シート４０の上面を覆っているため浮き上がろうとする可撓性シート４０を押さえ込み可撓性シート４０が従来のように浮き上がってしまうことを防止できる。そして、可撓性シート４０は、キートップ５０の端部５０ａが端押しされる力の影響を受けて、スペーサ部材３０の内側縁部３０ａ（図４中、右側縁部）から下方へ撓み、可撓性シート４０の下面は突出部２５の上面を押圧する。突出部２５の上面に押圧する力が加わると、その力はドーム部２４ｂに伝わって、ドーム部２４ｂは下方へ弾性変形するので、ドーム部２４ｂの中央部分はドーム支持部２４ａより下方へ押し下げられる。ドーム支持部２４ａより下方へ押し下げられたドーム部２４ｂの中央部分は、上側接点シート２３を押し下げながら可動電極２３ｂの中心付近を押圧し、可動電極２３ｂが下方へ移動して固定電極２１ｂと接触して、スイッチが切り替えられる。

なお、ドーム部２４ｂが下方へ弾性変形する際、クリック感触を得ることができ、キートップ５０の操作者はスイッチが切り替えられたことを知ることができる。また、キートップ５０を押圧した力を緩めると、下方へ撓んだ状態にあるドーム部２４ｂは元の状態に復帰するのでそれに伴って可撓性シート４０も上方へと押し上げられ、キートップ５０は元の位置へと戻る。

このように上記実施形態では、基台１０と、基台１０上に配置され、接離可能な接点部材を有するスイッチ機構２０と、基台１０上に設けられスイッチ機構２０に対応する位置に収容空間２６を有するスペーサ部材３０と、スペーサ部材３０上に配設され、収容空間２６を塞ぐ可撓性シートと、可撓性シート４０の上側であって収容空間２６に対向する位置に固着されたキートップ５０とを備え、キートップ５０を押圧することでスイッチ機構２０を動作させる薄型スイッチ装置において、可撓性シート４０の上面には、スペーサ部材３０の上側から収容空間２６の上側へ張り出し可撓性シート４０に固着されない張出部６０ａを有するカバー部材６０が設けられているので、キートップ５０の端を押圧した場合でも確実にスイッチの切替を行うことができる。

また、スイッチ機構２０の接点部材は対向して配設された可動電極２３ｂと固定電極２１ｂとからなるとともに、スイッチ機構２０はキートップ５０の押圧動作に連動して作動し可動電極２３ｂを固定電極２１ｂと接触する方向へ移動させるメタルドーム部材２４を備え、メタルドーム部材２４がドーム状の反転バネからなりクリック感触を有するので、キートップ５０を押圧した時にクリック感触を得ることができ、操作性が高まる。

このように上記実施形態のキーボード装置１００は、薄型スイッチ装置１を複数配列して構成されるので、キートップ５０の端を押圧した場合でも可撓性シート４０の浮き上がりを防止して確実にスイッチ機構２０を動作させることができ、さらに反転バネからなるメタルドーム部材２４を設ければキートップ５０を押圧した時にクリック感触を得ることができ操作性が高まる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

上記実施形態では、アクチュエータ部材は独立した構成となっていたが、スイッチ機構２０と一体となった構造であってもよい。

上記実施形態では、突出部２５はメタルドーム部材２４に接合されていたが、突出部２５は可撓性シート４０の下面に接合されていてもよい。

上記実施形態の可撓性シート４０は、弾性を備えるシート材であってもよい。

その他、本発明は要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。

１ 薄型スイッチ装置
１０ 基台（請求項記載の部材名称）
２０ スイッチ機構（請求項記載の部材名称）
２１ 下側接点シート
２１ａ シート材
２１ｂ 固定電極
２２ スペーサシート
２３ 上側接点シート
２３ａ シート材
２３ｂ 可動電極
２４ メタルドーム部材
２４ａ ドーム支持部
２４ｂ ドーム部
２５ 突出部
２６ 収容空間（請求項記載の部材名称）
３０ スペーサ部材（請求項記載の部材名称）
３０ａ 内側縁部
３０ｂ 内側縁部
４０ 可撓性シート（請求項記載の部材名称）
５０ キートップ（請求項記載の部材名称）
５０ａ 端部
５０ｂ 端部
６０ カバー部材（請求項記載の部材名称）
６０ａ 張出部（請求項記載の部材名称）
１００ キーボード装置

Claims (3)

1. 基台と、前記基台上に配置され、接離可能な接点部材を有するスイッチ機構と、前記基台上に設けられ前記スイッチ機構に対応する位置に収容空間を有するスペーサ部材と、前記スペーサ部材上に配設され、前記収容空間を塞ぐ可撓性シートと、前記可撓性シートの上側であって前記収容空間に対向する位置に固着されたキートップとを備え、前記キートップを押圧することで前記スイッチ機構を動作させる薄型スイッチ装置において、
   前記可撓性シートの上面には、前記スペーサ部材の上側から前記収容空間の上側へ張り出し前記可撓性シートに固着されない張出部を有するカバー部材が設けられていることを特徴とする薄型スイッチ装置。
2. 前記接点部材は対向して配設された可動接点部材と固定接点部材からなるとともに、前記スイッチ機構は前記キートップの押圧動作に連動して作動し前記可動接点部材を前記固定接点部材と接触する方向へ移動させるアクチュエータ部材を備え、前記アクチュエータ部材がドーム状の反転バネからなることを特徴とする請求項１記載の薄型スイッチ装置。
3. 前記請求項１又は請求項２に記載の薄型スイッチ装置を複数配列して構成されるキーボード装置。