JP2018098099A - キースイッチ装置及びキーボード - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、操作者がクリック感を感知する前に接点をONにして、誤認識によるキー入力抜けを防止可能なキースイッチ装置を提供する。
【解決手段】操作面を有するキートップと、キートップを鉛直方向へ昇降させる移動部材と、移動部材を支持する孔部を有する支持部材と、移動部材と支持部材との間に配置され、移動部材を押下方向と反対側の方向に付勢する第1ばねと、キートップの昇降動作に対応して開閉する電気接点を有する接点部とを有し、接点部は、上部接点と下部接点とを備え、上部接点と下部接点との間には導電性を有する第2ばねが配置され、上部接点と第2ばねとが接触すると、上部接点と下部接点とが導通状態となる。
【選択図】図3
【解決手段】操作面を有するキートップと、キートップを鉛直方向へ昇降させる移動部材と、移動部材を支持する孔部を有する支持部材と、移動部材と支持部材との間に配置され、移動部材を押下方向と反対側の方向に付勢する第1ばねと、キートップの昇降動作に対応して開閉する電気接点を有する接点部とを有し、接点部は、上部接点と下部接点とを備え、上部接点と下部接点との間には導電性を有する第2ばねが配置され、上部接点と第2ばねとが接触すると、上部接点と下部接点とが導通状態となる。
【選択図】図3
Description
本発明は、キースイッチ装置及びキーボードに関する。
従来から、打鍵操作されるキースイッチ装置において、キーを打鍵したときの感触を得るために、電気接点を導通する際に適切なクリック感を発生させるラバードームなどの反力発生部材が搭載されている(例えば、特許文献1参照)。
上述したキースイッチ装置は、キーを押下していくと反力発生部材に徐々に荷重が加わり、あるところで急激に荷重が減少し、その後電気接点が導通する構造が一般的である。この構造の課題点を図6から説明する。
図6にラバードームのストローク量に対する押下荷重の変化をグラフで示す。図6に示すように、操作者は荷重が増加から減少に反転する箇所P1でクリック感を感知するため、箇所P1の時点でキー入力し電気接点がONになったと認識する。しかし、実際に電気接点が導通してキー入力が行われるタイミングは、押下荷重が減少に反転し再度増加して少し経過した箇所P2の時点である。
したがって、操作者は特に高速で打鍵する場合に、押下荷重が増加から減少に反転した時点(箇所P1)でクリック感を感知して、領域Qの間にキーから指を離してしまいキー入力が出来ない虞がある。
本発明は、上記課題に鑑み、操作者がクリック感を感知する前に電気接点をONにして、誤認識によるキー入力抜けを防止可能なキースイッチ装置を提供することにある。
本発明は、
操作面を有するキートップと、
前記キートップを鉛直方向へ昇降させる移動部材と、
前記移動部材を支持する孔部を有する支持部材と、
前記移動部材と前記支持部材との間に配置され、前記移動部材を押下方向と反対側の方向に付勢する第1ばねと、
前記キートップの昇降動作に対応して開閉する電気接点を有する接点部とを有し、
前記接点部は、上部接点と下部接点とを備え、前記上部接点と前記下部接点との間には導電性を有する第2ばねが配置され、
前記上部接点と前記第2ばねとが接触すると、前記上部接点と前記下部接点とが導通状態となる。
操作面を有するキートップと、
前記キートップを鉛直方向へ昇降させる移動部材と、
前記移動部材を支持する孔部を有する支持部材と、
前記移動部材と前記支持部材との間に配置され、前記移動部材を押下方向と反対側の方向に付勢する第1ばねと、
前記キートップの昇降動作に対応して開閉する電気接点を有する接点部とを有し、
前記接点部は、上部接点と下部接点とを備え、前記上部接点と前記下部接点との間には導電性を有する第2ばねが配置され、
前記上部接点と前記第2ばねとが接触すると、前記上部接点と前記下部接点とが導通状態となる。
開示の技術によれば、操作者がクリック感を感知する前に接点をONにして、誤認識によるキー入力抜けを防止可能なキースイッチ装置を提供できる。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
本実施の形態においては、パーソナルコンピュータのキーボードに配置されているキースイッチ装置を例に取り上げて説明する。
図1は、第1の実施形態に係るキースイッチ装置1の分解斜視図である。図2は本実施形態に係るキースイッチ装置の断面図である。図2(A)は、図1のI−I線におけるキースイッチ装置の断面図である。図2(B)は、図2(A)の部分拡大断面図である。なお、図2に示すキースイッチ装置1は、押下操作が行われていない状態を例示している。
図1、図2に示すキースイッチ装置1は、操作者が押し下げる操作面10aを有するキートップ10と、操作者が押込むことにより移動軸Jに沿って鉛直方向に昇降移動する移動部材と、移動部材を支持する支持部材とを備える。本実施形態における移動部材は、スライダ11を含む。スライダ11の一部は、キートップ10に覆われている。
本実施形態におけるキートップ10は、一方の側が開口した箱型に形成されている。図2においては、キートップ10の底部が開口している。キートップ10は、スライダ11の上部に固定され、スライダ11から取り外し可能に形成されている。キートップ10の操作面10aには、記号や文字などの入力情報を打刻することができる。
スライダ11は、スライダ本体11cと、スライダ本体11cからパネル部材12に向かって(矢印Y2方向)延びる挿入部11aとを有する。
本実施形態における挿入部11aは、断面形状がほぼ正方形になるように形成されている。挿入部11aは、パネル部材12にスライダ11を係止させるための係止爪11bを有する。係止爪11bは、スライダ本体11cからパネル部材12に向かって延びており、先端にはパネル部材12に引っ掛けるための突起が形成されている。
また、挿入部11aのパネル部材12側には、スライダ11が押込まれる方向と反対側にスライダ11を付勢するコイルばね11dを備えている。
本実施形態における支持部材は、パネル部材12を含む。パネル部材12はモールドパネルであり、板状部12cと板状部12cから突出するように形成されている棒状部12aを有する。棒状部12aには貫通する孔部12bが形成され、孔部12bには挿入部11a及びコイルばね11dが挿入されている。挿入部11aの断面形状に対応して、孔部12bは断面形状がほぼ正方形に形成されている。本実施形態において、スライダ11の挿入部11aが孔部12bに嵌合し、コイルばね11dは孔部12b内を貫通している。
棒状部12aの外周面には、スライダ11が押込まれる方向(押下方向)と反対側の方向(矢印Y1方向)にスライダ11を付勢する第1ばね13が装着されている。第1ばね13はコイルスプリングであり、スライダ本体11cと板状部12cとの間に配置される。第1ばね13は、コイルスプリングではなく、ドームラバーなどであってよい。
パネル部材12は、接点部としてのメンブレンシート14上に配置されている。メンブレンシート14には、押圧されることにより電気的に接続される接点が形成されている。接点部としては、メンブレンシートに限られず、所望の電気的な接続を行うことができるプリント配線板などの部材を任意に採用できる。
メンブレンシート14は、上部メンブレンシート15と下部メンブレンシート16とを含む。上部メンブレンシート15には上部接点としての接点15Aが設けられ、下部メンブレンシート16には下部接点としての接点16Aが設けられ、接点15Aと接点16Aとが接触することで電気接点が導通(閉(ON))状態となる。本実施形態では、スライダ11の押下側に配置されたコイルばね11dが、接点15Aと接点16Aとを接触させる押圧部として機能する。本実施形態のコイルばね11dは、接点15Aと接点16Aの直上位置に配置されている。なお、下部メンブレンシート16は、サポートパネル20の上面に配置されている。
上部メンブレンシート15と下部メンブレンシート16との間には、導電性を有する第2ばね17が配置されている。第2ばね17は、スライダ11の押下方向への移動により上方側(矢印Y1側)に湾曲した状態から反転した際に、操作者にクリック感を発生させる。
第2ばね17は皿ばねであり、材質はリン青銅などであってよい。勿論、第2ばね17は皿ばねの限りではなく、導電性を有するドームラバーなどであってよい。第2ばね17がリン青銅製の皿ばね17の場合、例えば厚さが0.1mm程度、直径が9mm程度が好ましい。
皿ばね17は、接点15Aと接点16Aとの間に配置される。皿ばね17は導電性を有しているため、上部メンブレンシート15の接点15Aと皿ばね17とが接触した時点で、接点15Aは下部メンブレンシート16の接点16Aと導通して電気接点が閉状態となる。
皿ばね17は、下部メンブレンシート16の上面に配置されたベースプレート18の上部に載置されている。ベースプレート18は、下部メンブレンシート16の接点16Aを保護する導電性の金属箔等の導電性部材である。ベースプレート18は、例えば厚さ0.075mm程度、直径が11mm程度が好ましい。
図示例のベースプレート18は、中央部に孔部18aを有している。なお、孔部18aの直下位置には下部メンブレンシート16の接点16Aが配置されている。勿論、本実施形態のベースプレート18は、孔部18aを有さない構成のものを使用してよい。
本実施形態の皿ばね17は、接着シート19により下部メンブレンシート16に接着固定される。
接着シート19はポリエチレンなどで形成され、片面側に接着剤が塗布されているシートである。接着シート19には孔部19aが形成されている。孔部19aには、皿ばね17の上面の一部が配置される。したがって、孔部19aから皿ばね17の上面の一部が露出する。孔部19aの皿ばね17が露出する部分の寸法は、例えば直径が7mm程度であることが好ましい。また孔部19aの直上位置には、上部メンブレンシート15の接点15Aが配置されている。
押下操作がなされて上部メンブレンシート15の接点15Aが皿ばね17と接触すると、接点15Aは導電性を有する皿ばね17を介して下部メンブレンシート16の接点16Aと導通し電気接点が閉状態となる。つまり、本実施形態のキースイッチ装置1は、皿ばね17が押下操作により反転する前の、上部メンブレンシート15と皿ばね17とが接触した時点で接点導通が行われる。
上記した各構成が配されるメンブレンシート14全体の厚さDは、0.65mm程度が好ましい。
<動作>
次に、図3、図4を参照しながら、本実施形態に係るキースイッチ装置1の動作について説明する。図3は本実施形態に係るキースイッチ装置1の断面図である。図3(A)は、電気接点が閉状態となったON時点Aを示す図である。図3(B)は、第2ばねが反転した反転時点Bを示す図である。
次に、図3、図4を参照しながら、本実施形態に係るキースイッチ装置1の動作について説明する。図3は本実施形態に係るキースイッチ装置1の断面図である。図3(A)は、電気接点が閉状態となったON時点Aを示す図である。図3(B)は、第2ばねが反転した反転時点Bを示す図である。
本実施形態のキースイッチ装置1は、図2の押下操作がなされてない状態から操作者がキートップ10を押下すると、図3(A)に示すON時点Aの状態となる。
スライダ11が押下方向へ移動し、コイルばね11dが上部メンブレンシート15を押圧し、上部メンブレンシート15の接点15Aと皿ばね17とが接触した瞬間に接点15Aと16Aが導通状態となり(ON時点A)スイッチ入力が行われる。このとき、皿ばね17は反転していないため、操作者はクリック感を感知していない。
スライダ11が更に押下方向へ移動すると、図3(B)に示す反転時点Bの状態となる。即ち、コイルばね11dが上部メンブレンシート15を更に押圧して、皿ばね17が反転状態となると接点15Aと皿ばね17、及び接点16Aが接触する。この反転時点Bで操作者はクリック感を感知する。つまり、操作者がクリック感を感知する前に接点導通が行われてキー入力が実施されるため、従来のようにクリック感を感知した直後にキートップを離してしまうことによるキー入力抜けを確実に防止できる。
図4に、本実施形態に係るキースイッチ装置において、スライダ11のストローク量とキートップを押下する押下荷重との関係を説明するグラフを示す。
図4(A)はコイルスプリング13のみの場合における、スライダ11のストローク量とキートップを押下する押下荷重との関係を説明するグラフである。図4(B)は皿ばね17のみの場合における、スライダ11のストローク量とキートップを押下する押下荷重との関係を説明するグラフである。図4(C)は、コイルスプリング13と皿ばね17を併用した本実施形態における、スライダ11のストローク量とキートップを押下する押下荷重との関係を説明するグラフである。
図4(A)に示すように、コイルスプリング13のみの場合の押下荷重は、スライダ11のストローク量(移動量)に対し線形で増加する特性がある。
また、図4(B)に示すように、皿ばね17のみの場合の押下荷重は、皿ばね17が反転する前まで一気に上がり、皿ばね17の反転後に急激に減少した後、再度増加する特性を有している。
図4(C)に示す本実施形態の場合には、キートップ10及びスライダ11はコイルスプリング13のみで支持されているため、当初の押下荷重は図4(A)に示すコイルスプリング13の特性のまま、ストローク量に対し線形で増加していく。
その後、スライダ11のコイルばね11dと上部メンブレンシート15とが接触する。その後直ぐに、接点15Aがコイルばね11dに押圧されて皿ばね17と接触して、接点15Aと接点16Aとが導通するON時点Aとなる(図3(A))。ON時点Aにおける押下荷重は20gf程度、ストローク量は1.625mm程度である。
その後の押下荷重は、コイルスプリング13、メンブレンシート14の反力、及び皿ばね17の合成押下荷重で推移(増加)する。そして、図3(B)に示すように皿ばね17が反転する反転時点Bとなると、接点15Aと皿ばね17、接点16Aが接触する。この反転時点Bのとき操作者はクリック感を感知する。その後は、図4(B)に示す皿ばね17の反転後の押下荷重の特性を推移する。
ここで、操作者の感覚と、接点導通のタイミングと、押下荷重の変化に注目する。
キートップ10が押下され始めた段階では、コイルスプリング13の反力により操作者はキートップ10を押下し始めたことを認識する。
キートップ10が押下され始めた段階では、コイルスプリング13の反力により操作者はキートップ10を押下し始めたことを認識する。
その後、接点15Aと皿ばね17とが接触すると、以降皿ばね17の荷重(メンブレンシート14の反力を含む)がコイルスプリング13の反力に加わることにより、操作者は押下荷重が急激に重くなったと感じる。この時点は上記したON時点Aであり、既に接点15Aと接点16Aとが導通状態となっている。
操作者が更にキートップ10を押下すると、やがて反転時点Bで皿ばね17が反転することで押下荷重はピークを越えて急激に減少する。操作者は皿ばね17の反転によるクリック感と押下荷重が急激に減少したことにより、感覚的にもスイッチを確実に押下したことを認識できる。なお、反転時点Bにおける押下荷重は60gf程度、ストローク量は1.925mm程度である。
上記してきたように、本実施形態のキースイッチ装置1の接点導通のタイミングは、皿ばね17が押下操作により反転する前の上部メンブレンシート15と接触した時点で行われる。つまり、操作者がクリック感を感知する前に接点導通が行われてキー入力が実施されるため、従来のようにクリック感を感知した直後にキートップを離してしまうことによるキー入力抜けを確実に防止できる。
図5に、本実施の形態におけるキーボードの概略平面図を示す。キーボード30には、複数のキースイッチ装置1が配置されている。それぞれのキースイッチ装置1に、本実施形態における機構を採用することにより、操作者がキーボードを高速で打鍵する場合に、従来のようにクリック感を認識直後にキートップを離してキー入力抜けが生じることを防止できる。なお、キーボードに複数のキースイッチ装置を配置する場合には、複数のキースイッチ装置のメンブレンシートやベース部材を共通化して実施される。
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
1 キースイッチ装置
11 スライダ(移動部材)
11a 挿入部
11c スライダ本体
12 パネル部材(支持部材)
12b 孔部
12c 板状部
13 コイルスプリング(第1ばね)
14 メンブレンシート
15 上部メンブレンシート
16 下部メンブレンシート
17 皿ばね(第2ばね)
18 ベースプレート
19 接着シート
20 サポートパネル
30 キーボード
11 スライダ(移動部材)
11a 挿入部
11c スライダ本体
12 パネル部材(支持部材)
12b 孔部
12c 板状部
13 コイルスプリング(第1ばね)
14 メンブレンシート
15 上部メンブレンシート
16 下部メンブレンシート
17 皿ばね(第2ばね)
18 ベースプレート
19 接着シート
20 サポートパネル
30 キーボード
Claims (4)
- 操作面を有するキートップと、
前記キートップを鉛直方向へ昇降させる移動部材と、
前記移動部材を支持する孔部を有する支持部材と、
前記移動部材と前記支持部材との間に配置され、前記移動部材を押下方向と反対側の方向に付勢する第1ばねと、
前記キートップの昇降動作に対応して開閉する電気接点を有する接点部とを有し、
前記接点部は、上部接点と下部接点とを備え、前記上部接点と前記下部接点との間には導電性を有する第2ばねが配置され、
前記上部接点と前記第2ばねとが接触すると、前記上部接点と前記下部接点とが導通状態となることを特徴とするキースイッチ装置。 - 前記移動部材の押下方向の面には、前記接点部を押圧する押圧部が配置され、
前記押圧部の直下位置に、前記第2ばねが配置されていることを特徴とする請求項1に記載のキースイッチ装置。 - 前記下部接点には、
押下方向と反対側の面に前記下部接点を保護する導電性部材が配置されており、
前記導電性部材の押下方向と反対側の面に前記第2ばねが載置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のキースイッチ装置。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載のキースイッチ装置を複数有することを特徴とするキーボード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016243551A JP2018098099A (ja) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | キースイッチ装置及びキーボード |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2018098099A true JP2018098099A (ja) | 2018-06-21 |
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ID=62633125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2016243551A Pending JP2018098099A (ja) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | キースイッチ装置及びキーボード |
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- 2016-12-15 JP JP2016243551A patent/JP2018098099A/ja active Pending
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