JP2016143176A - キーボード装置及びキーボード用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】良好なキータッチを維持しつつ軽量化を図ることができるキーボード装置及びキーボード用パネルを提供する。
【解決手段】電子機器１（ノートパソコン）に搭載されるキーボード装置４であって、メンブレンスイッチと、メンブレンスイッチの接点を操作するキートップ１０と、キートップ１０が押し下げられた際に押し上げ力を付与するアクチュエータとを有するキースイッチ構造体と、キースイッチ構造体が搭載されると共にキースイッチ構造体を支持する搭載部８とを有する。搭載部８を電子機器１の筐体３と一体化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、キーボード装置及びキーボード用パネルに関する。

キーボード装置は、パーソナルコンピュータ等の電子機器の入力装置として広く利用されている。

キーボード装置は、パーソナルコンピュータのアッパーカバーの背面側に配設された金属製のサポートパネル（補強板）の上部に、メンブレンスイッチ、ラバードーム、及びキートップを順次積み重ねた構成とされている。また、アッパーカバーにはキートップが挿入されるキートップ穴が形成されており、キートップはキートップ穴からアッパーカバーの上部に突出し、よって押圧操作が可能な構成とされている。

特開２０００−１７２４１１号公報

サポートパネルを有したキーボード装置は、操作者が強くキートップを操作してもサポートパネルにより操作力が受けられるため、良好なキータッチを実現することができる。

しかしながら、アッパーカバーに加えて金属板であるサポートパネルが必要となることにより、サポートパネルを有したキーボード装置では重量が重くなってしまう。また軽量化を図る面からサポートパネルを薄くしたり穴を空けたりすることも考えられるが、このサポートパネルでは強度が低下し、操作者が強くキートップを操作した場合には撓みが生じ、良好なキータッチが得られなくなる。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、良好なキータッチを維持しつつ軽量化を図ることができるキーボード装置及びキーボード用パネルを提供することにある。

本発明のある態様によると、
電子機器に搭載されるキーボード装置であって、
メンブレンスイッチと、前記メンブレンスイッチの接点を操作するキートップと、前記キートップが押し下げられた際に押し上げ力を付与するアクチュエータとを有するキースイッチ構造体と、
前記キースイッチ構造体が搭載されると共に該キースイッチ構造体を支持する搭載部が形成されたキーボード用パネルとを有し、
前記搭載部を前記電子機器の筐体と一体化する。

本発明のある態様によると、良好なキータッチを維持しつつ軽量化を図ることができる。

図１は、一実施形態によるキーボード装置を設けたノート型パソコンの分解斜視図である。 図２は、アッパーカバー、メンブレンスイッチ、アクチュエータ、キートップを拡大して示す分解斜視図である。 図３は、メンブレン、アクチュエータ、キートップの構成を説明するための分解斜視図である。 図４は、搭載部の部分断面図である。 図５は、搭載部の部分断面を示す斜視図である。 図６は、変形例によるキーボード装置のアッパーカバーを示す斜視図である。 図７は、比較例であるキーボード装置を設けたノート型パソコンの分解斜視図である。 図８は、アッパーカバー及びキースイッチ構成部を背面から見た分解斜視図である。 図９は、アッパーカバー及びキースイッチ構成部の部分断面図である。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。

なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。従って、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

また、以下説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

なお、以下の説明においてキートップ１０が押圧操作される方向（Ｚ１方向）を下方向といい、キートップ１０がラバードーム１８の弾性復元力により戻る方向（Ｚ２方向）を上方向ということがある。

まず、一実施形態によるキーボード装置４の説明に先立ち、キーボード装置４の比較例について説明する。図７〜図９は、キーボード装置４の比較例であるキーボード装置１０４を搭載したノート型パソコン１００を示している。

ノート型パソコン１００は、表示部１０２、本体部１０３、及びキーボード装置１０４を有している。表示部１０２は、本体部１０３に対して開閉可能に取り付けられる。本体部１０３は、上部が開口された筐体形状のロアカバー１０６と、ロアカバー１０６の上部開口を覆うアッパーカバー１０７を有している。

キーボード装置１０４は、アッパーカバー１０７とキースイッチ構成部１０９とを有している。アッパーカバー１０７には、キースイッチ構成部１０９に設けられた複数のキートップ１１０に応じて複数のキートップ挿入孔１０８が形成されている。

キースイッチ構成部１０９は、キートップ１１０、アクチュエータ１１１、メンブレンスイッチ１２０、及びサポートパネル１１６を有している。キートップ１１０はアクチュエータ１１１によりメンブレンスイッチ１２０に対して上下方向（Ｚ１，Ｚ２方向）に移動可能な構成とされている。

メンブレンスイッチ１２０はシート状のスイッチであり、複数の接点が形成されている。キートップ１１０及びアクチュエータ１１１は、メンブレンスイッチ１２０に設けられた接点に対応して配設されている。

操作者がキートップ１１０を押圧することにより、当該キートップ１１０に対応する接点はＯＮ状態となる。また、キートップ１１０の押圧を解除することにより、キートップ１１０はアクチュエータ１１１により元の位置に戻る構成とされている。

メンブレンスイッチ１２０の背面側には、例えばアルミニウム等の金属板であるサポートパネル１１６が配設される。サポートパネル１１６は、シート状のメンブレンスイッチ１２０を支持するものである。よって、操作者がキートップ１０を押圧操作してもメンブレンスイッチ１２０が撓むようなことはなく、良好なキー操作を確保することができる。

上記構成とされたキースイッチ構成部１０９は、図８に示すように、アッパーカバー１０７の背面１０７ｂにねじ１１３を用いて固定される。キースイッチ構成部１０９をアッパーカバー１０７の背面１０７ｂに固定することにより、キートップ１１０はアッパーカバー１０７に形成されたキートップ挿入孔１０８に挿入され、アッパーカバー１０７の表面１０７ａから一部が突出した状態となる。

上記した比較例に係るキーボード装置１０４は、アッパーカバー１０７の背面１０７ｂにキースイッチ構成部１０９を重ねて配設する構成であるため、アッパーカバー１０７を含めたキースイッチ構成部１０９の厚さが大きくなる。また、金属製のサポートパネル１１６が必要となるためキーボード装置１０４の重量が重くなり、ノート型パソコン１００の軽量化を図ることができない。更に、ねじ１１３を用いてキースイッチ構成部１０９をアッパーカバー１０７に固定するため、部品点数が増大すると共に組み立てが面倒である。

次に、一実施形態によるキーボード装置４について説明する。図１は、一実施形態によるキーボード装置４を設けたノート型パソコン１の分解斜視図である。

ノート型パソコン１は、表示部２、本体部３、及びキーボード装置４を有している。表示部２は、液晶表示装置等のディスプレイ５が配設されている。表示部２は、本体部３に対して開閉可能に取り付けられる。

本体部３は、ロアカバー６とアッパーカバー７とを有している。ロアカバー６は、上部が開口された筐体形状とされている。アッパーカバー７は、ロアカバー上部の開口を覆うようにロアカバー６に配設される。

アッパーカバー７をロアカバー６に配設することにより本体部３の内部には空間が形成され、この空間内にノート型パソコン１を構成する各種回路部品、ハードディスク、バッテリー等が搭載される。

キーボード装置４は、アッパーカバー７とキースイッチ構成部９を有している。アッパーカバー７は、ノート型パソコン１の本体部３として機能すると共に、キーボード装置４のキーボード用パネルの一部としても機能する。

キースイッチ構成部９は、図１に加えて図２~図５に示すように、キートップ１０、アクチュエータ１１、メンブレンスイッチ２０を有している。

図２は、アッパーカバー７、キートップ１０、アクチュエータ１１、メンブレンスイッチ２０を拡大して示す分解斜視図である。図３は、キートップ１０、アクチュエータ１１、メンブレンスイッチ２０の構成を説明するための分解斜視図である。図４は搭載部８の部分断面図であり、図５は搭載部８の部分断面を示す斜視図である。

キートップ１０は、操作者により押圧操作されるものである。キートップ１０の下面には、図４に示すようにフック１０ａが下方に突出するよう形成されている。

アクチュエータ１１は、ギアリンク１２Ａ、ギアリンク１２Ｂ、ハウジング１４、ラバードーム１８を有している。

ギアリンク１２Ａとギアリンク１２Ｂは同一構成とされており、回転対称となるよう配置されている。ギアリンク１２Ａ，１２Ｂは同一構成であるため、以下の説明ではギアリンク１２Ａ，１２Ｂの構成の説明は一括的に行うものとする。

ギアリンク１２Ａ，１２Ｂは、一対のアーム部１２ｄの上端部を連結部１２ｆで連結することにより、全体としてコ字形状を有している。アーム部１２ｄは、下端部に係合部１２ｇが形成されている。各ギアリンク１２Ａ，１２Ｂは係合部１２ｇ同士が係合することにより連結され、よって一対のギアリンク１２Ａ，１２Ｂは連動して動作する。

アーム部１２ｄの係合部１２ｇとは反対側の端部に設けられた連結部１２ｆの両端部には、軸部１２ｃが形成されている。キートップ１０とギアリンク１２Ａ，１２Ｂは、軸部１２ｃとフック１０ａが係合することにより連結される。

またアーム部１２ｄの内側で係合部１２ｇの近傍位置には、軸部１２ｅが形成されている。この軸部１２ｅは、ハウジング１４に軸承される。

ハウジング１４は樹脂成型されており、本体部１４ａ、軸受部１４ｂ、孔１４ｃ、脚部１４ｄを有している。本体部１４ａは上面視で矩形状とされており、中央に孔１４ｃが形成されている。軸受部１４ｂは、本体部１４ａの四辺の下部で軸部１２ｅと対向する位置に形成されている。ギアリンク１２Ａ，１２Ｂに形成された軸部１２ｅは、ハウジング１４の軸受部１４ｂに軸承される。

脚部１４ｄは、本体部１４ａの四隅位置から下方に向けて延出している。脚部１４ｄは、ハウジング１４をアッパーカバー７に固定するのに使用される。

ラバードーム１８は、シリコンゴム等の弾性材により形成されている。ラバードーム１８の上端部はキートップ１０に当接地し、下端部はメンブレン１６に当接している。

メンブレン１６は、スイッチとして機能する複数の接点を有している。メンブレン１６の個々の接点の上部には、ラバードーム１８が配設されている。よってラバードーム１８は、メンブレン１６の接点とキートップ１０との間に介装される。

キートップ１０、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂ、ハウジング１４、及びラバードーム１８は、図３に示されるように、個々の接点に対して夫々配設される。

またメンブレン１６は、ラバードーム１８の両側位置に開口１６ａを有している。開口１６ａは、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂの下端に形成された係合部１２ｇ及びハウジング１４に形成された脚部１４ｄを挿通できる大きさに設定されている。

上記構成とされたキースイッチ構成部９は、図１に示すように、ノート型パソコン１の筐体の一部であるアッパーカバー７の上部に搭載される。

アッパーカバー７は金属製のパネルであり、キースイッチ構成部９の搭載位置には搭載部８が一体的に形成されている。アッパーカバー７の材質は、軽量化を図る点からアルミニウム或いはマグネシウム合金を用いることが望ましい。

搭載部８はアッパーカバー７の上面７ａに対して窪んだ凹部である。この搭載部８は、アッパーカバー７の成型時に塑性加工等（例えば、プレス加工）により、一括的に形成される。

なお、搭載部８の加工は塑性加工に限定されるものではなく、切削等の他の加工を用いることもできる。また、アッパーカバー７の材質としてはカーボン繊維強化樹脂等の樹脂材を用いることもでき、樹脂材を用いた場合には搭載部８は金型を用いてアッパーカバー７の成型時に一括的に形成することができる。

搭載部８は平坦面とされており、図２に示すように挿入孔２２ａ、開口２２ｂ、バックライト用孔２２ｃが形成されている。また図４に示すように、搭載部８の外周部分には、アッパーカバー７の上面７ａと搭載部８とを接続する傾斜面８ｂが形成されている。なお、上面７ａと搭載部８を接続する面は傾斜面８ｂに限定されるものではなく、垂直面或いは階段面等の他の面構成としてもよい。

挿入孔２２ａは、ハウジング１４に形成された脚部１４ｄが挿入される孔である。よって挿入孔２２ａは、ハウジング１４が配設される位置に対応する位置に形成されている。

開口２２ｂ及びバックライト用孔２２ｃは、挿入孔２２ａの外周に形成されている。この開口２２ｂ及びバックライト用孔２２ｃは、メンブレン１６に形成された開口１６ａと対向する位置に形成されている。

キーボード装置４を組み立てるには、まずメンブレンスイッチ２０をアッパーカバー７の搭載部８の上部に搭載する。本実施形態では、メンブレンスイッチ２０はアッパーカバー７に形成された搭載部８の上部に直接配設される。

メンブレンスイッチ２０を搭載部８に搭載する際、ラバードーム１８が４個の挿入孔２２ａの中央位置に位置するよう、また開口２２ｂ及びバックライト用孔２２ｃが開口１６ａと対向するよう、メンブレンスイッチ２０が位置決めされている。

次に、係合部１２ｇが係合するよう各ギアリンク１２Ａ，１２Ｂを組み合わせた上で、軸部１２ｅをハウジング１４の軸受部１４ｂに挿入する。軸受部１４ｂに軸部１２ｅが挿入されると、ハウジング１４に形成された４本の脚部１４ｄを搭載部８の挿入孔２２ａに挿入する。

脚部１４ｄは、挿入孔２２ａに挿入した際に先端部の一部が搭載部８の背面から突出する。搭載部８の背面に突出した脚部１４ｄは、加熱治具を用いて熱カシメされる。図４及び図５は、脚部１４ｄの搭載部８の背面に突出した部分が熱カシメされた状態を示している。

脚部１４ｄが搭載部８の背面に熱カシメされることにより、ハウジング１４は搭載部８に固定される。またハウジング１４が搭載部８に固定されることにより、軸部１２ｅが軸受部１４ｂと搭載部８との間に挟まれ、ハウジング１４が搭載部８に固定された後は軸部１２ｅの軸受部１４ｂからの離脱は防止される。

係合部１２ｇは、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂが搭載部８の上に搭載されている状態で、搭載部８に形成された開口２２ｂの内部に位置するよう配置される。よって、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂが軸部１２ｅを中心として回動しても、軸部１２ｅよりも下方に形成された係合部１２ｇが搭載部８に当たり、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂの回動の邪魔になるようなことはない。なお、図４に矢印Ａで示す方向は、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂの回動方向である。

ギアリンク１２Ａ，１２Ｂ、ハウジング１４、メンブレンスイッチ２０が搭載部８に固定されると、フック１０ａを軸部１２ｃに係合させることによりキートップ１０をギアリンク１２Ａ，１２Ｂに取り付ける。ハウジング１４が搭載部８に固定されることにより、ラバードーム１８はハウジング１４に形成された孔１４ｃから上方に突出する。よって、キートップ１０をギアリンク１２Ａ，１２Ｂに取り付けることにより、キートップ１０の下面中央部はラバードーム１８の上端部と接触する。

キートップ１０が押下されていないとき（非操作時）、図４及び図５に示されるように、ラバードーム１８はキートップ１０を上方に付勢しており、キートップ１０と連結している軸部１２ｃは最も高い位置に位置している。また非操作時では、ラバードーム１８はメンブレン１６の接点を押圧しておらず、よって接点はオフの状態となっている。

ユーザが指などでキートップ１０を押下すると（操作時）、キートップ１０の下面がラバードーム１８を押し下げる。これにより、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂは互いの軸部１２ｃの高さが低くなるよう回動する。またラバードーム１８はキートップ１０に押圧されることにより弾性変形し、メンブレン１６の接点を押圧する。キートップ１０がラバードーム１８を介してメンブレン１６の接点を押圧することにより、接点はオン状態となる。

指をキートップ１０から離すと、ラバードーム１８の弾性復元力によりキートップ１０は押し上げられ、接点は再びオフの状態となる。また、キートップ１０の上方への移動に伴い、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂは非操作時の状態に戻る。

本実施形態のでは、キートップ１０、ギアリンク１２Ａ，１２Ｂ、ハウジング１４、メンブレンスイッチ２０を含むキースイッチ構成部９を、アッパーカバー７に一体的に形成された搭載部８の上部に搭載している。よって、キートップ１０を押下した際、その操作力は搭載部８に印加される。

しかしながら、搭載部８を含むアッパーカバー７はノート型パソコン１の筐体の一部を構成するものであり、特にアッパーカバーを金属で形成している場合には、アッパーカバーは所定の強度、剛性を有している。よって、キートップ１０を押下する操作力は、所定の強度を有した搭載部８によって受けられる。

このようにキートップ１０を押下する操作力が搭載部８で受けられることにより、搭載部８はキースイッチ構成部９の補強部材として機能する。よってキートップ１０を強く押下したような場合でも搭載部８が変形するようなことはなく、良好なキータッチ（操作感）を得ることができる。

また本実施形態では、サポートパネルを設けることなくキースイッチ構成部９を補強できるため、キーボード装置４の軽量化及び薄型化を図ることができる。また、サポートパネルを設ける構成に比べ部品点数を削減できるため、キーボード装置４の低コスト化を図ることができる。

なお、搭載部８の上部にキースイッチ構成部９を補強するサポートパネルを更に配設することも考えられるが、この構成ではサポートパネルの高さ分だけ搭載部８の深さ（図４にＨで示す寸法）を大きくする必要がある。また、サポートパネルを搭載しつつ搭載部８の深さＨを小さくしようとした場合にはサポートパネルの厚みだけキートップ１０のストロークが小さくなり、キータッチが不良となってしまう可能性がある。よって、本実施形態のように搭載部８の上部にキースイッチ構成部９を直接搭載する構成が望ましい。

図６は、変形例によるキーボード装置を説明する図である。図６では、キーボード装置を構成するアッパーカバー７０のみを示している。以下の説明において図１〜５に示した構成と対応する構成については同一符号を付して説明する。

図１〜５に示したキーボード装置４は、搭載部８をアッパーカバー７と一体的に形成した例を示した。これに対して本変形例のアッパーカバー７０は、互いに別体のカバー本体７１と搭載板７２とを有している。

カバー本体７１は樹脂製であり、中央部分に開口７３が形成されている。一方、搭載板７２は金属板であり、キースイッチ構成部９を補強する。搭載板７２は、開口７３を塞ぐようにカバー本体７１に配設される。搭載板７２はインサート成形によりカバー本体７１と一体的に形成される。

本変形例に係るアッパーカバー７０を用いたキーボード装置であっても、搭載板７２は所定の強度及び剛性を有しているため、キートップ１０を強く押下したような場合でも搭載部８が変形するようなことはなく、良好なキータッチ（操作感）を得ることができる。

また本変形例では、カバー本体７１に形成された開口７３を塞ぐように搭載板７２を配設する。このため、参考例のようにキートップに応じて孔が形成されたアッパーカバーの背面にサポートパネルをねじ止めする構成に比べ、本変形例によればキーボード装置の軽量化及び薄型化を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

１ ノート型パソコン
２ 表示部
３ 本体部
４ キーボード装置
５ ディスプレイ
６ ロアカバー
７，７０ アッパーカバー
８ 搭載部
８ａ 搭載面
８ｂ 傾斜面
９ キースイッチ構成部
１０ キートップ
１２Ａ，１２Ｂ ギアリンク
１４ ハウジング
１４ａ 本体部
１４ｄ 脚部
１６ メンブレン
１８ ラバードーム
２０ メンブレンスイッチ
２２ｃ バックライト用孔
７１ カバー本体
７２ 搭載板
７２ａ 周縁部

Claims (6)

1. 電子機器に搭載されるキーボード装置であって、
   メンブレンスイッチと、前記メンブレンスイッチの接点を操作するキートップと、前記キートップが押し下げられた際に押し上げ力を付与するアクチュエータとを有するキースイッチ構造体と、
   前記キースイッチ構造体が搭載されると共に該キースイッチ構造体を支持する搭載部が形成されたキーボード用パネルとを有し、
   前記搭載部が前記電子機器の筐体と一体化されていることを特徴とするキーボード装置。
2. 前記搭載部は、キーボード用パネルに形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載のキーボード装置。
3. 前記メンブレンスイッチは、前記搭載部の上面に直接配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のキーボード装置。
4. 前記キーボード用パネルが前記電子機器の筐体と一体化されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のキーボード装置。
5. 接点が形成されたメンブレンスイッチと、前記接点を操作するキートップと、前記キートップに対して押し上げ力を付与するアクチュエータとが搭載される搭載部を一体的に形成してなることを特徴とするキーボード用パネル。
6. 前記搭載部は、前記キートップの取り付けに用いる孔が形成されていることを特徴とする請求項５記載のキーボード用パネル。
   

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