以下、本発明に係るキーボード装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、一実施形態に係るキーボード装置10を収納形態とした状態での平面図である。図2及び図3は、キーボード装置10を図1に示す収納形態から図4に示す使用形態に変化させている途中の動作状態を示す平面図である。図4は、キーボード装置10を使用形態とした状態での平面図である。
キーボード装置10は、タブレット型PCやスマートフォン等の携帯用情報機器に用いる外付けキーボードである。キーボード装置10は、これら携帯用情報機器に対して近距離無線通信規格(例えばBluetooth(登録商標))を利用して接続される。キーボード装置10は、USB準拠のコネクタ等を用いて有線で携帯用情報機器に接続される構成としてもよい。
図1〜図4に示すように、キーボード装置10は、第1ユニット11と、第2ユニット12と、ベース部材14と、を備える。以下、キーボード装置10について、図4に示す使用形態で操作するユーザから見た方向を基準とし、手前側を前、奥側を後、厚み方向を上下、幅方向を左右と呼んで説明する。
キーボード装置10は、一般的なフルサイズのキーボードを左右に分割し、分割した一方を第1ユニット11、分割した他方を第2ユニット12とし、両者をベース部材14の上面14a上で移動可能に支持したものである。ユニット11,12は、それぞれ図1に示す収納位置と図4に示す使用位置との間を移動可能である。これによりキーボード装置10は、外形を縮小させて持ち運び易くなる収納形態(図1参照)と、外形を拡大させて最適なタイピングを可能とする使用形態(図4)とに変化させることができる。
第1ユニット11は、キーボード装置10の左側部分を構成する。第1ユニット11は、複数のキートップ16からなるキートップ群と、第1ユニットベース18とを有する。
各キートップ16は、各キーの操作面となる部分であり、第1ユニットベース18に昇降可能に支持されている。各キートップ16の支持構造は、公知の構成でよい。すなわち、各キートップ16は、例えば第1ユニットベース18内に設けられた図示しないラバードーム及びガイド機構(シザー機構)を介して昇降する。各キートップ16,16間のピッチは、例えば18〜19mm程度のフルサイズに設定されている。
第1ユニット11は、複数のキートップ16が左右に並んだ列を前後方向に複数並べた構成である。本実施形態では、後側から前側に向かって順に第1列16a、第2列16b、第3列16c、第4列16d、第5列16e、第6列16fが設けられている。各列16a〜16fは、最も左側に配置されたキートップ16の左側面が前後方向に一直線に並んでいる。各列16a〜16fは、最も右側に配置されたキートップ16が第1列16aから第6列16fに向かって、キートップ16の1又は2個の左右幅程度ずつ次第に右側に位置ずれしながら階段状に並んでいる。
本実施形態の場合、第1列16aは、主としてESCキーやファンクションキーとして機能する4個のキートップ16を左右に配列している。第2列16bは、主として数字キーとして機能する5個のキートップ16を左右に配列している。第3列16cは、主としてTabキーやアルファベットキーとして機能する6個のキートップ16を左右に配列している。第4列16dは、主としてCapsLockキーやアルファベットキーとして機能する7個のキートップ16を左右に配列している。第5列16eは、主としてShiftキーやアルファベットキーとして機能する8個のキートップ16を左右に配列している。第6列16fは、主としてFnキー、Ctrlキー、Altキーやスペースキーとして機能する7個のキートップ16を左右に配列している。各列16a〜16fでのキートップ16の配列や設置数は適宜変更可能である。
本実施形態のキーボード装置10は、ポインティングスティック15を備える。ポインティングスティック15は、キーボード装置10の接続先の携帯用情報機器のディスプレイに表示されるカーソル(マウスポインタ)を操作するための入力装置であり、マウスの代わりとして操作できる。ポインティングスティック15は、第1ユニット11に設けられ、例えば第4列16dと第5列16eとの間に配置されている。
第1ユニットベース18は、表面18a、前側面18b、後側面18c、左側面18d及び右側面18eで形成された箱状の筐体であり、その底面がベースプレート18f(図6参照)で塞がれている。表面18a及び各側面18b〜18eは、例えば樹脂や金属で形成される。表面18aは、多数の孔部が形成された網目状であり、各孔部に各キートップ16が昇降可能に配置される。つまり、表面18aの網目部分は、隣接するキートップ16,16間を区画するフレームとなる。ベースプレート18fは、第1ユニットベース18の裏面を構成するプレートであり、例えば薄い金属板である。ベースプレート18fは、上記したラバードームやガイド機構の他、各キートップ16の押下動作を検出するメンブレンシート等の取付板となる。
前側面18bは、左右方向に沿って一直線に延びた平板で形成され、その左右幅は第1ユニットベース18の最大左右幅となっている。左側面18dは、前後方向に一直線に延びた平板で形成され、その前後寸法は第1ユニットベース18の最大前後寸法となっている。後側面18cは、左右方向に沿って一直線に延びた平板で形成され、前側面18bよりも小さい(1/3程度)の左右幅である。後側面18cの左端は、左側面18dの後端と一致する。
右側面18eは、左右方向位置が異なる後側面18cの右端と前側面18bの右端との間を階段状に繋いでいる。右側面18eは、後側から前側に向かって次第に右側に位置ずれしている。これにより第1ユニットベース18の左右幅は、後側から前側に向かって階段状に幅広になっている。本実施形態の右側面18eは、各列16a〜16f毎に順に右側に位置ずれする階段形状を成している。右側面18eの階段形状は、適宜変更可能である。例えば隣接する第1列16a及び第2列16b等が位置ずれせず、2行毎に位置ずれする階段形状等でもよい。
第2ユニット12は、キーボード装置10の右側部分を構成する。第2ユニット12は、複数のキートップ17からなるキートップ群と、第2ユニットベース19とで構成されている。
各キートップ17は、各キーの操作面となる部分であり、第2ユニットベース19に昇降可能に支持されている。各キートップ17の支持構造や昇降構造は、上記した各キートップ16と同一である。各キートップ17,17間のピッチは、各キートップ16と同じく、例えば18〜19mm程度のフルサイズに設定されている。
第2ユニット12についても、複数のキートップ17が左右に並んだ列を前後方向に複数並べた構成である。本実施形態では、後側から前側に向かって順に第1列17a、第2列17b、第3列17c、第4列17d、第5列17e、第6列17fが設けられている。各列17a〜17fは、最も右側に配置されたキートップ17の右側面が前後方向に一直線に並んでいる。各列17a〜17fは、最も左側に配置されたキートップ17が第1列17aから第6列17fに向かって、キートップ17の1又は2個の左右幅程度ずつ次第に右側に位置ずれして階段状に並んでいる。
本実施形態の場合、第1列17aは、主としてDeleteキー、Insertキーボードやファンクションキーとして機能する13個のキートップ17を左右に配列している。第2列17bは、主としてBackspaceキーや数字キーとして機能する9個のキートップ17を左右に配列している。第3列17cは、主として記号キーやアルファベットキーとして機能する8個のキートップ17を左右に配列している。第4列17dは、主としてEnterキーやアルファベットキーとして機能する6個のキートップ17を左右に配列している。第5列17eは、主としてShiftキーや記号キーとして機能する4個のキートップ16を左右に配列している。第6列17fは、主として矢印キーやCtrlキーとして機能する7個のキートップ17を左右に並べつつ前後2列に配列している。本実施形態では、第6列17fは、1つの行として扱っているが、2つの行として2列に分けて構成してもよい。キートップ17の配列や設置数は適宜変更可能である。
第2ユニットベース19は、表面19a、前側面19b、後側面19c、左側面19d及び右側面19eで形成された箱状の筐体であり、その底面がベースプレート19f(図6参照)で塞がれている。第2ユニットベース19の各面19a〜19e及びベースプレート19fの材質等は、第1ユニットベース18の各面18a〜18e及びベースプレート18fと同様でよい。
後側面19cは、左右方向に沿って一直線に延びた平板で形成され、その左右幅は第2ユニットベース19の最大左右幅となっている。右側面19eは、前後方向に一直線に延びた平板で形成され、その前後寸法は第2ユニットベース19の最大前後寸法となっている。前側面18bは、左右方向に沿って一部に段差を生じて延びており、後側面19cよりも小さい(1/3程度)の左右幅である。前側面19bの右端は、右側面18eの前端と一致する。
左側面19dは、左右方向位置が異なる後側面19cの左端と前側面19bの左端との間を階段状に繋いでいる。左側面19dは、後側から前側に向かって次第に右側に位置ずれしている。これにより第2ユニットベース19の左右幅は、後側から前側に向かって階段状に幅狭になっている。本実施形態の左側面19dは、各列17a〜17f毎に順に右側に位置ずれする階段形状を成している。第2ユニットベース19においても、第1ユニットベース18と同様、左側面19dの階段形状の構造は適宜変更可能である。
ベース部材14は、ユニット11,12の支持台となる矩形平板状の筐体である。ベース部材14は、上面14aに各ユニット11,12の裏面(ベースプレート18f,19f)が重なるように載置されている。ベース部材14は、各ユニット11,12を上面14aに沿って相対移動可能に支持している。
図1に示す収納位置において、各ユニット11,12は、ベース部材14の上面14aの外形内に収まる。つまり収納位置では、各ユニット11,12の各側面18b〜18e,19b〜19eが、ベース部材14の四周の側面14b〜14eと面一又は側面14b〜14eよりも内側に配置される。その結果、当該キーボード装置10は、外形が最も縮小した収納形態を構成する。
具体的には、各ユニット11,12は、互いのユニットベース18,19の側面18e,19dが、前後方向に位置ずれして噛み合うように当接する。すなわち、第1ユニット11は、第5列16eの一部及び第6列16fが第2ユニット12の前側面19bよりも前側に配置される。第2ユニット12は、第1列17a及び第2列17bが第1ユニット11の後側面18cよりも後側に配置される。このため、各ユニット11,12は、両者の合計の左右幅が最小化される。
従って、収納位置において、第1ユニット11は、前側面18bがベース部材14の前側面14bと略面一に配置され、左側面18dがベース部材14の左側面14dと略面一に配置される。後側面18cは、ベース部材14の後側面14cよりもキートップ16の前後寸法で2個分程度前側にオフセットした位置に配置される。階段状の右側面18eは、最も右側に突出した第6列16fに対応する部分が、ベース部材14の右側面14eよりもキートップ16の左右幅で1個分程度左側にオフセットした位置に配置される。第2ユニット12は、後側面19cがベース部材14の後側面14cと略面一に配置され、右側面19eがベース部材14の右側面14eと略面一に配置される。前側面19bは、ベース部材14の前側面14bよりもキートップ16の前後寸法で2個分程度後側にオフセットした位置に配置される。階段状の左側面19dは、最も左側に突出した第1列17aに対応する部分が、ベース部材14の左側面14dよりもキートップ17の左右幅で1個分程度右側にオフセットした位置に配置される。
一方、図4に示す使用位置において、各ユニット11,12は、ベース部材14の上面14aの外形からそれぞれ左右に張り出して1枚のフルサイズのキーボードを形成する。その結果、当該キーボード装置10は、外形が最も拡大した使用形態を構成する。
具体的には、各ユニット11,12は、互いのユニットベース18,19の側面18e,19dが、前後方向に位置ずれしないで噛み合うように当接する。すなわち、第1ユニット11の第1列16a〜第6列16fと、第2ユニット12の第1列17a〜第6列17fとが、それぞれ左右に並んで配置される。このため、各ユニット11,12は、両者の合計の左右幅が最大化される。
従って、使用位置において、各ユニット11,12は、互いの前側面18b,19bの前後方向位置が一致し、且つ互いの後側面18c,19cの前後方向位置も一致する。この際、第1ユニット11は、ベース部材14の左側面14dから左側方に貼り出す。第2ユニット12は、ベース部材14の右側面14eから右側方に大きく貼り出す。各ユニット11,12の前側面18b,19bは、ベース部材14の前側面14bよりもキートップ16の前後寸法で1個分程度後側にオフセットした位置に配置される。各ユニット11,12の後側面18c,19cは、ベース部材14の後側面14cよりもキートップ16の前後寸法で1個分程度前側にオフセットした位置に配置される。
図1〜図4に示すように、ベース部材14は、各ユニット11,12が収納位置、使用位置及び両位置の中間の動作途中の各位置にある状態において、上面14aの右前角部及び左後角部に常に外観上に露出する露出部14f,14gを有する。そこでキーボード装置10は、右前角部の露出部14fに押しボタン20を有し、左後角部の露出部14gに膨出部21を有する。
押しボタン20は、後述するユニット駆動機構22(図5参照)の駆動スイッチである。膨出部21は、薄型のベース部材14の一部を厚くすることで、接続端子21aの設置を可能とした部分である。接続端子21aは、例えばUSB準拠の雌コネクタである。
ベース部材14は、上面14aの前側面14bに近接した位置に3つのボタンスイッチ24a,24b,24cを備える(図4参照)。ボタンスイッチ24a〜24cは、少なくともマウスデバイスのクリック信号を出力可能なクリック領域として機能する。本実施形態の場合、ボタンスイッチ24a〜24cは、マウスデバイスの一つであるポインティングスティック15によるカーソル操作と連係して機能する。すなわち、ボタンスイッチ24a,24b,24cは、例えばマウスでいうところの左ボタン、中ボタン、右ボタンに対応する。これらボタンスイッチ24a〜24cは、図1に示す収納形態時には第1ユニット11の下に隠され、図4に示す使用形態時に露出して操作可能となる。マウスデバイスは、ポインティングスティック以外、例えばタッチパッド等でもよい。マウスデバイスがタッチパッドである場合、タッチパッドはクリック領域としての機能も有し、第1ユニット11の下に隠される。
次に、本実施形態のキーボード装置10を図1に示す収納形態から図4に示す使用形態に変化させるための構成を説明する。キーボード装置10は、ベース部材14に搭載したユニット駆動機構22により、各ユニット11,12を収納位置から使用位置へと自動的に変化させることができる。
図5は、図1に示す収納形態でのキーボード装置10の内部構造を模式的に示す底面図である。図6は、図4に示す使用形態でのキーボード装置10の内部構造を模式的に示す底面図である。図5及び図6は、ベース部材14の底板を取り外した状態を図示したものである。図7Aは、図1に示す収納形態でのキーボード装置10の模式的な正面断面図である。図7Bは、図7Aに示すキーボード装置10を使用形態とした状態での模式的な正面断面図である。図7A及び図7Bでは、キートップ16,17、第2ユニット12、ボタンスイッチ24a〜24c、補助アーム38,40等の図示を省略している。
図5及び図6に示すように、ユニット駆動機構22は、第1歯車26と、第2歯車28と、中継歯車30と、ピニオン32と、ラック34と、弾性部材36と、第1補助アーム38と、第2補助アーム40と、を備える。
第1歯車26は、前後に2個並んで設けられ、互いに左右に多少位置ずれしている。第1歯車26は、ベース部材14の上面14aの裏面に対して回転軸26aを介して回転可能に支持されている。第1歯車26は、薄板状の歯車であり、外周面の大部分に歯26bが形成されている。第1歯車26は、外周面の一部に外径方向に突出した第1アーム26cを有する。第1アーム26cは、第1歯車26と一体的に回転軸26aを中心に旋回する。第1アーム26cの先端には、第1連結軸26dが回転可能に支持されている。第1歯車26の回転角度範囲、つまり第1連結軸26dの旋回角度範囲は、120度程度に設定されている。
第1連結軸26dは、上面14aを形成するプレートに形成された円弧状の第1ガイド孔42を挿通し、第1ユニット11の裏面(ベースプレート18f)に対して回転可能に支持されている(図7A及び図7Bも参照)。第1ガイド孔42は、前後方向で後側の第1端から前側に第2端に向かって、左側に円弧を描いており、一旦前側に膨らんだ後、そのまま円弧を描きながら後側へと延びた円弧状の孔部である。第1ガイド孔42は、第1端から第2端に向かって円弧状に旋回する移動する第1連結軸26dをガイドする。つまり第1連結軸26dは、第1アーム26cと第1ユニット11との間を第1ガイド孔42に沿って相対移動可能に連結している。
第2歯車28は、前後に2個並んで設けられ、互いに左右に多少位置ずれしている。各第2歯車28は、各第1歯車26を点対称移動させた構造である。つまり第2歯車28は、第1歯車26を略180度回転させた構造である。第2歯車28は、第1歯車26の回転軸26a、歯26b、第1アーム26c、第1連結軸26dに対応する回転軸28a、歯28b、第2アーム28c、第2連結軸28dを備える。第2歯車28は、ベース部材14の上面14aの裏面に対して回転軸28aを介して回転可能に支持されている。第2歯車28の回転角度範囲、つまり第2連結軸28dの旋回角度範囲は、120度程度に設定されている。
第2アーム28cの先端に設けられた第2連結軸28dは、上面14aを形成するプレートに形成された円弧状の第2ガイド孔44を挿通し、第2ユニット12の裏面(ベースプレート19f)に対して回転可能に支持されている。第2ガイド孔44も第1ガイド孔42を点対称移動させた構造である。第2ガイド孔44は、前後方向で前側の第1端から後側に第2端に向かって、右側に円弧を描いており、一旦後側に膨らんだ後、そのまま円弧を描きながら前側へと延びた円弧状の孔部である。第2ガイド孔44は、第1端から第2端に向かって円弧状に旋回する移動する第2連結軸28dをガイドする。つまり第2連結軸28dは、第2アーム28cと第2ユニット12との間を第2ガイド孔44に沿って相対移動可能に連結している。
中継歯車30は、後側から前側に向かって次第に右側に位置ずれしながら、前後に3個並んで設けられている。中継歯車30は、ベース部材14の上面14aの裏面に対して回転軸を介して回転可能に支持され、外周面の全周に歯が並んだ薄板状の歯車である。最も後側の中継歯車30は、後側の第1歯車26及び後側の第2歯車28との間に介在し、両歯車26,28と噛み合いしている。最も前側の中継歯車30は、前側の第1歯車26及び前側の第2歯車28との間に介在し、両歯車26,28と噛み合いしている。前後中央の中継歯車30は、後側の中継歯車30と前側の中継歯車30との間に介在して両者と噛み合いし、歯車26,28とは噛み合いしていない。中継歯車30は、歯車26,28よりも小径の歯車である。
ピニオン32は、ベース部材14の上面14aの裏面に対して回転軸を介して回転可能に支持されている。ピニオン32は、最も前側の中継歯車30の前側に配置され、この中継歯車30と噛み合いしている。ピニオン32は、中継歯車30よりも小径の歯車である。
ラック34は、ベース部材14の上面14aの裏面に対して左右方向に移動可能に支持された棒状部材である。ラック34は、ピニオン32の前側であって、ボタンスイッチ24a〜24cの後側となる位置に配置されている。つまりラック34は、左右に並んだボタンスイッチ24a〜24cの後方に形成される左右に延在したデッドスペースを利用して配置されている。
ラック34は、後側面に左右方向に並んだ歯34aを有し、この歯34aがピニオン32と噛み合いしている。ラック34の前側面の右端部付近には、前側に突出した操作板34bが設けられている。操作板34bは、略矩形状の板片であり、その下面に人が指先をかけることができる凹部を有する。操作板34bは、ベース部材14の下面に形成された図示しない切欠状の開口を介してベース部材14の外部に露出する。操作板34bの前側面には、小形の係止部34cが突設されている。係止部34cは、板片状の突起であり、その左側面34dが前後上下方向に沿った鉛直面で形成され、その右側面に傾斜面34eが設けられている。傾斜面34eは、左から右に向かって次第に下から上に傾斜している(図8A及び図8B参照)。
弾性部材36は、例えばコイルばねである。弾性部材36は、ラック34の前側に配置されて多少前後に傾いた姿勢で左右方向に延在している。弾性部材36は、第1端部がラック34の前側面の左寄りの部分と連結され、第2端部がベース部材14の上面14aの左端部付近の裏面と連結されている。弾性部材36は、ラック34を左側(図5中で右側)に移動させる方向に常時付勢している。
図8A及び図8Bは、押しボタン20によるラック34の係止構造を模式的に示す一部断面正面図である。押しボタン20は、図5に示す収納形態時に、弾性部材36の付勢力に抗してラック34を最も右側(図5中で左側)に移動した位置に係止する機能を有する。図8Aに示すように、押しボタン20は、正面視略L字形状に形成されたストッパ46の上端部に設けられ、ベース部材14の上板に形成された開口を通して上面14aに露出している(図1及び図5も参照)。
ストッパ46は、L字の水平部分の先端に傾斜面46aを有する。傾斜面46aは、ラック34の傾斜面34eと摺動可能な面であり、左から右に向かって次第に下から上に傾斜している。ストッパ46は、傾斜面46aの右側に、後側に開口した凹状部46bが設けられている。凹状部46bは、ラック34の係止部34cが配置される。凹状部46bは、その右側面(係止面46c)が係止部34cの左側面34dを係止可能である。係止面46cは、前後上下方向に沿った鉛直面である。
ストッパ46は、その下面側に設けられたコイルばね46dにより、ベース部材14の下板の内面に対して上方に向かって常時付勢されている。つまり押しボタン20は、コイルばね46dの付勢力によって上面14aから突出しており、コイルばね46dの付勢力に抗して押下操作可能である。
図5及び図8Aに示すように、ストッパ46は、図5に示す収納形態時に、係止面46cが凹状部46bに配置された係止部34cの左側面34dと当接する。これにより、ストッパ46は、弾性部材36の付勢力に抗してラック34を最も右側に移動した位置に保持する。一方、図8Aに示す状態から押しボタン20が押下されると、図8Bに示すように係止面46cが下に移動して左側面34dの係止状態が解除される。その結果、ラック34は、弾性部材36の付勢力によって左側に移動し(図6参照)、キーボード装置10が使用形態に変化する。なお、図7に示す状態から、例えば操作板34bを右側に移動させ、弾性部材36の付勢力に抗してラック34を右側に移動させると、ラック34の傾斜面34eがストッパ46の傾斜面46aに摺動してこれを乗り越える。その結果、ラック34は、係止部34cが再びストッパ46の凹状部46bに配置され、左側面34dが再び係止面46cによって係止される。
図5及び図6に示すように、第1補助アーム38は、両端が円弧状に形成された薄い帯状のプレートである。第1補助アーム38は、第1歯車26の左側に配置され、前後方向で前後の第1歯車26,26間の中間となる位置にある。
第1補助アーム38は、基端の第1端部がベース部材14の上面14aの裏面に対して回転軸を介して回転可能に支持されている。第1補助アーム38は、先端の第2端部に補助連結軸38aが回転可能に支持されている。補助連結軸38aは、上面14aを形成するプレートに形成された円弧状の補助ガイド孔48を挿通し、第1ユニット11の裏面(ベースプレート18f)に対して回転可能に支持されている。補助ガイド孔48は、第1ガイド孔42と略同一形状である。補助連結軸38aは、第1補助アーム38と第1ユニット11との間を補助ガイド孔48に沿って相対移動可能に連結している。
第2補助アーム40は、第2歯車28の右側に配置され、前後方向で前後の第2歯車28,28間の中間となる位置にある。第2補助アーム40は、第1補助アーム38を点対称移動させた構造である。つまり第2補助アーム40は、第1補助アーム38を略180度回転させた構造である。第2補助アーム40は、基端の第1端部がベース部材14の上面14aの裏面に対して回転軸を介して回転可能に支持されている。第2補助アーム40は、先端の第2端部に補助連結軸40aが回転可能に支持されている。補助連結軸40aは、上面14aを形成するプレートに形成された円弧状の補助ガイド孔50を挿通し、第2ユニット12の裏面(ベースプレート19f)に対して回転可能に支持されている。補助ガイド孔50は、第2ガイド孔44と略同一形状である。補助連結軸40aは、第2補助アーム40と第2ユニット12との間を補助ガイド孔50に沿って相対移動可能に連結している。
従って、ユニット駆動機構22は、各ユニット11、12をベース部材14の上面14a上で互いに同期した状態で逆方向に旋回移動させることができる(図1〜図6参照)。また、ユニット駆動機構22は、ラック34及びピニオン32を備えることで、ラック34を介して歯車26,28を回転させ、各ユニット11、12を自動的に移動させることができる。なお、第1歯車26及び第2歯車28は、例えばそれぞれ1個又は3個以上で構成されてもよい。この場合、中継歯車30についても、例えば1個又は5個以上で構成されるとよい。また、補助アーム38,40は、2個以上設けてもよいし、省略してもよい。
図5〜図7Bに示すように、第1ユニット11は、ベースプレート18fの下面から下方に突出した突出部52を有する。突出部52は、平面視略台形状の膨出部であり、ベース部材14の板厚と略同一の高さ寸法を有する。突出部52は、前縁部が左右方向に沿って延在し、左右の縁部が前後方向に沿って延在している。突出部52の後縁部は、左側から右側に向かって次第に後側から前側に傾斜した傾斜縁部52aである。ベース部材14の左側面14dには、切欠形状の凹部53が設けられている。凹部53は、平面視で突出部52と略同一形状である。凹部53は、突出部52の傾斜縁部52aと対向する縁部に傾斜縁部53aを有する。
突出部52は、第1ユニット11が収納位置にある状態で、凹部53内に完全に収容される(図5参照)。突出部52は、第1ユニット11が使用位置にある状態で、凹部53から左側方に離脱し、例えば当該キーボード装置10が載置された机上等に着地する脚部として機能する(図6参照)。突出部52の傾斜縁部52aは、図6に示す収納位置及び図7に示す使用位置において、いずれも凹部53の傾斜縁部53aと一部が重なるように構成されている(図9も参照)。
第2ユニット12についても、ベースプレート19fの下面から下方に突出した突出部54を有する。突出部54は、平面視略台形状の膨出部であり、ベース部材14の板厚と略同一の高さ寸法を有する。突出部54は、突出部52と略点対称形状を有する。突出部54の後縁部は、左側から右側に向かって次第に後側から前側に傾斜した傾斜縁部54aである。ベース部材14の右側面14eには、切欠形状の凹部55が設けられている。凹部55は、平面視で突出部54と略同一形状である。凹部55は、突出部54の傾斜縁部54aと対向する縁部に傾斜縁部55aを有する。
突出部54は、第2ユニット12が収納位置にある状態で、凹部55内に完全に収容される(図5参照)。突出部54は、第2ユニット12が使用位置にある状態で、凹部55から右側方に離脱し、例えば当該キーボード装置10が載置された机上等に着地する脚部として機能する(図6参照)。突出部54の傾斜縁部54aは、図6に示す収納位置及び図7に示す使用位置において、いずれも凹部55の傾斜縁部55aと一部が重なる(図9も参照)。
次に、キーボード装置10の動作及び作用効果を説明する。
キーボード装置10は、図1に示す収納形態において、上記した通り、各ユニット11,12の階段状の側面18e,19dが前後方向に位置ずれして噛み合いするように当接する。収納形態において、キーボード装置10は、ベース部材14の上面14a上に各ユニット11,12が収納され、外形が最も縮小した一枚板状に構成される。従って、キーボード装置10は、フルサイズのキーピッチを有するキートップ16,17を備えながらも、非使用時には可及的に小型化される。また、キーボード装置10は、収納形態と使用形態とで厚みが変化しないため、その形態に関わらずに常に薄型化が確保されている。このため、キーボード装置10は、例えば折り畳み式の携帯用情報機器の筐体間に挟み込んで持ち運ぶこともできる。
図5に示すように、収納形態において、ラック34は最も右側に移動した位置にストッパ46で保持されている。また、第1歯車26は、図5中で最も時計方向に回転した位置にあり、第2歯車28も、図5中で最も時計方向に回転した位置にある。
キーボード装置10を収納形態から図4に示す使用形態に変化させる際は、押しボタン20を押下操作する。そうすると、ストッパ46によるラック34の係止状態が解除される。ラック34は、弾性部材36の付勢力によって左側に移動し、ピニオン32を図5中で反時計方向に回転させる。ピニオン32が図5中で反時計方向に回転すると、最も前側の中継歯車30が時計方向に回転し、中間の中継歯車30を介して最も後側の中継歯車30も時計方向に回転する。このため、第1歯車26が図5中で反時計方向に回転し、第2歯車28も反時計方向に回転する。
第1アーム26cは、回転軸26aを中心として反時計方向に回動する。このため、第1アーム26cの先端の第1連結軸26dは、回転軸26aを中心として第1ガイド孔42内を反時計方向に旋回移動する。一方、第2アーム28cも回転軸28aを中心として反時計方向に回動する。このため、第2アーム28cの先端の第2連結軸28dも、回転軸28aを中心として第2ガイド孔44内を反時計方向に旋回移動する。各連結軸26d,28dが反時計方向に旋回移動するのに伴い、これと回転可能に連結された各ユニット11,12も上面14a上で図5中で反時計方向に移動する。その結果、キーボード装置10は、図4及び図6に示す使用形態となる。つまり各ユニット11,12は、図1に示す平面視で、それぞれベース部材14の上面14a上で時計方向に旋回移動し(図2〜図3参照)、最終的に図4に示す使用形態となる。
使用形態において、キーボード装置10は、左右のユニット11,12が互いに左右に並んで1つのフルサイズのキーボードを形成する。このため、キーボード装置10は、使用時には十分なキーピッチを確保できる。また、使用形態において、ボタンスイッチ24a〜24cが露出する(図4参照)。このため、キーボード装置10は、別途マウス等がない状況であっても、ポインティングスティック15及びボタンスイッチ24a〜24cを利用することで、マウスの代替機能も発揮する。キーボード装置10は、使用形態時には、ベース部材14の上面14a上から左右に張り出したユニット11、12の裏面から突出した突出部52,54が脚部として機能する。このため、キーボード装置10は、左右に張り出したユニット11,12が机上等で安定するため、操作性が一層向上する。
キーボード装置10は、このような収納形態から使用形態への変化時、各ユニット11,12がそれぞれ同一方向に旋回移動するため、互いの階段状の側面18e,19dが干渉し合うことなく円滑な動作が可能となっている。また、キーボード装置10は、各ユニット11,12が同一方向に旋回することで、ベース部材14の上面14aに設けた押しボタン20や膨出部21と干渉することがない。つまり、キーボード装置10は、上面14a上にユニット11,12と干渉しないスペース(露出部14f,14g)を確保できるため、厚みのある押しボタン20や膨出部21(接続端子21a)を容易に設置できる。
キーボード装置10は、ラック34で駆動されるピニオン32が最も小径であり、中継歯車30が次に小径であり、最終的にユニット11,12を駆動する歯車26,28が最も大径である。このため、ピニオン32の駆動が、減速されて各ユニット11,12に伝達されるため、ラック34の移動量を可及的に抑制しつつも、ユニット11,12を大きく動作させることができる。このため、ラック34を収容するベース部材14を可及的に小型化できる。また、この減速構造によってラック34の駆動力が増幅されるため、弾性部材36の付勢力により、容易にユニット11,12を動作させることができる。また、キーボード装置10は、複数の歯車を介して各ユニット11,12を移動させるため、使用時に各ユニット11,12ががたつきを生じることを抑制でき、高い操作性が得られる。
次に、キーボード装置10の制御系統の構成例を説明する。
図5及び図6に示すように、キーボード装置10の制御系統は、メインロジック基板60と、無線通信モジュール61と、サブロジック基板62と、スティック基板63と、スイッチ基板64と、バッテリ装置66と、を備える。
メインロジック基板60は、第1ユニット11に搭載されたキートップ群のキートップ16が押下操作された際、メンブレンシートから出力されるアナログの電気信号(アナログ信号)をデジタルの電気信号(デジタル信号)に変換する。メインロジック基板60は、第1ユニット11の裏面から突出した突出部52に収容されている。メインロジック基板60は、さらにボタンスイッチ24a〜24cから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する機能も有する。
無線通信モジュール61は、メインロジック基板60と一体にモジュール化されている。無線通信モジュール61は、例えば近距離無線通信規格(例えばBluetooth(登録商標))に準拠したアンテナ装置である。
サブロジック基板62は、第2ユニット12に搭載されたキートップ群のキートップ17が押下操作された際、メンブレンシートから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。サブロジック基板62は、第2ユニット12の裏面から突出した突出部54に収容されている。
スティック基板63は、第1ユニット11の裏面側に設けられ、ポインティングスティック15の入力操作を受けて所定のアナログ信号を出力する。スティック基板63から出力されたアナログ信号は、メインロジック基板60に送られ、メインロジック基板60でデジタル信号に変換される。スティック基板63は、ポインティングスティック15の入力操作によるアナログ信号を自身でデジタル信号に変換し、変換後のデジタル信号をメインロジック基板60に送信する構成としてもよい。
メインロジック基板60とサブロジック基板62との間は、ケーブルC1を介して電気的に接続されている。メインロジック基板60とボタンスイッチ24a〜24cとの間は、ケーブルC2を介して電気的に接続されている。メインロジック基板60とスティック基板63との間は、ケーブルC3を介して電気的に接続されている。本実施形態のケーブルC3は、途中でケーブルC2と束ねられてメインロジック基板60に接続されている。
サブロジック基板62から出力されたデジタル信号は、ケーブルC1を介してメインロジック基板60に送られる。メインロジック基板60は、各ユニット11,12のキートップ16,17の入力信号を1つのキーボードとして処理し、無線通信モジュール61を介して外部の携帯用情報機器に送る。つまり本実施形態のキーボード装置10は、左右のユニット11,12に分割されているが、それぞれのキートップ16,17に対する入力操作は、メインロジック基板60で統合的に処理され、1つのキーボードに対する入力操作と同様に無線通信モジュール61から外部の携帯用情報機器に送信される。同様に、ボタンスイッチ24a〜24cやポインティングスティック15の入力信号も無線通信モジュール61を介して外部の携帯用情報機器に送られる。
スイッチ基板64は、例えばベース部材14の左後角部に配置されている。スイッチ基板64は、例えば膨出部21の上面に設置された図示しない電源スイッチの入力操作を検出し、当該キーボード装置10の電源をオンオフする。電源スイッチは、図示しないプッシュスイッチ等で第1ユニット11(又は第2ユニット12)の動作を検出し、当該キーボード装置10が使用形態となった場合に電源をオンし、当該キーボード装置10が収容携帯となった場合に電源をオフする構成としてもよい。スイッチ基板64は、ケーブルC4を介してメインロジック基板60と電気的に接続されている。
バッテリ装置66は、当該キーボード装置10の電源である。バッテリ装置66は、接続端子21aを介して又は図示しない非接触の充電装置を用いて外部の電源装置から充電可能である。バッテリ装置66は、ケーブルC5を介してスイッチ基板64と電気的に接続されている。
本実施形態の場合、ケーブルC1は、第2ユニット12の突出部54の内部から、ベース部材14の内部を通過して、第1ユニット11の突出部52の内部へと配策されている。この際、ケーブルC1は、図9に示すように、ベース部材14の凹部53の傾斜縁部53aと突出部52の傾斜縁部52aとが常に重なる部分に通されている。このため、図5に示す収納形態だけでなく、図6及び図9に示す使用形態においても、ケーブルC1がキーボード装置10の外部に露出することを抑制できる。なお、図5、図6及び図9に示すように、メインロジック基板60に接続される他のケーブルC2〜C4もケーブルC1と同様に配策されている。なお、メインロジック基板60及びサブロジック基板62と接続されるケーブルC1〜C4は、ユニット11,12が移動してベース部材14との距離が変化するのに対応するため、ベース部材14内で多少撓みを有して設けられている。
従って、キーボード装置10は、左右のユニット11,12が完全に分割された構成でありながらも、各ユニット11,12にそれぞれロジック基板60,62を設け、両者をケーブルC1で接続することで、1つのキーボードとして適切な制御を行うことができる。また、キーボード装置10は、使用形態時にベース部材14の上面14aから側方に張り出す第1ユニット11の突出部52に無線通信モジュール61を搭載している。このため、無線通信モジュール61は、周囲に電波を遮蔽する部材が配置されることが大幅に抑制され、高い通信品質が得られる。
上記構成例では、キーボード装置10を収納形態から使用形態に変化させる際、押しボタン20の操作によって自動的に可動する構成であった。しかしながら、この動作は手動で行う構成としてもよい。この場合、ピニオン32、ラック34及び弾性部材36等を省略し、ユーザが左右のユニット11,12を手で把持して開閉するとよい。そうすると、左右のユニット11,12の動作が、各歯車26,28,30によって同期し、高い操作品質が得られる。
図10A〜図10Cは、変形例に係るユニット駆動機構22Aの動作図である。図10Aは、図1に示す収納形態でのユニット駆動機構22Aの状態を示し、図10Bは、図1に示す収納形態から図4に示す使用形態に変化する途中の状態を示し、図10Cは、図4に示す使用形態を示している。
ユニット駆動機構22Aは、例えばユーザが左右のユニット11,12を手動で開閉する動作を補助するものである。なお、ユニット駆動機構22Aについても、上記したユニット駆動機構22と同様に、第1歯車26、第2歯車28、及び中継歯車30等を備えるが、図10A〜図10Cではこれら各要素の図示を省略し、ユニット駆動機構22と異なる部分のみを代表的に図示している。
図10A〜図10Cに示すように、ユニット駆動機構22Aは、図5及び図6に示す弾性部材36に代えて、第1弾性部材70及び第2弾性部材71を備える。
弾性部材70,71は、ねじりコイルばねであり、互いに左右対称の姿勢で対向配置され、隣接している。ラック34の前側面の右端部付近には、前側に突出した取付板72が設けられている。ベース部材14の前縁部には、後方に突出し、左右方向位置が取付板72に対して位置ずれした取付台74が設けられている。第1弾性部材70は、第1端部が取付板72に取り付けられ、第2端部が取付台74に取り付けられている。第2弾性部材71は、第1端部が取付板72に取り付けられ、第2端部が取付台74に取り付けられている。
先ず、ユニット駆動機構22Aを備えたキーボード装置10において、図1及び図10Aに示す収納形態から図4及び図10Cに示す使用形態に変化させる動作を説明する。ユーザは、収納位置にある各ユニット11,12の側部を掴み、両者を互いに離間させる方向に引き開ける。
そうすると、ユニット駆動機構22Aは、各歯車26,28,30を介してピニオン32が回転し、ラック34が左側に移動する。ラック34が、図10Bに示す位置、つまりラック34の左右方向の移動範囲内で略中央の所定位置に到達すると、各弾性部材70,71は圧縮されて付勢力を蓄積した状態で互いに釣り合った中立的な姿勢となる。そこで、ラック34が、この所定位置を左側に通過すると、弾性部材70,71の蓄積した付勢力が開放され、この付勢力でラック34が左側に自動的に移動する。これにより、ユーザは、キーボード装置10を収納形態から使用形態に変化させる際、図10Bに示す所定位置にラック34が進む位置、例えばユニット11,12が収納位置と使用位置との中間位置程度になるまで手動で操作すればよい。そうすると、その後、ユニット11,12は、弾性部材70,71の付勢力によって自動的に開かれる。
次に、ユニット駆動機構22Aを備えたキーボード装置10において、図4及び図10Cに示す使用形態から図1及び図10Aに示す収納形態に変化させる動作を説明する。ユーザは、使用位置にある各ユニット11,12の側部を押さえ、両者を互いに近接させる方向に押し込む。
そうすると、ユニット駆動機構22Aは、各歯車26,28,30を介してピニオン32が回転し、ラック34が右側に移動する。この動作時にも、ラック34が、図10Bに示す所定位置に到達した後は、弾性部材70,71の付勢力でラック34が右側に自動的に移動する。これにより、ユーザは、キーボード装置10を使用形態から収納形態に変化させる際にも、例えばユニット11,12が収納位置と使用位置との中間位置程度になるまで手動で操作すればよい。そうすると、その後、ユニット11,12は、弾性部材70,71の付勢力によって自動的に閉じられる。
このように、当該キーボード装置10は、ユニット駆動機構22Aを用いることで、ユニット11,12間の開動作又は閉動作の途中で弾性部材70,71による付勢力が補助的に作用する。このため、ユーザは、手動によってユニット11,12を直感的に操作すると、動作の途中からは弾性部材70,71による補助力が作用し、高い取扱い性が得られる。また、この場合にも、キーボード装置10は、各歯車26,28,30を有することで、両ユニット11,12の動作が同期し、質の高い動作が可能となる。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
上記では、図1に示す収納形態で、ベース部材14の前側に第1ユニット11を配置し、その後方に第2ユニット12を配置した構成を例示した。しかしながら、図1に示す収納形態でのユニット11,12の構成を左右反転し、第2ユニット12を前側に配置し、その後方に第1ユニット11を配置した構成としてもよい。
上記では、ポインティングスティック15を第1ユニット11に設けた構成を例示したが、ポインティングスティック15は第2ユニット12に設けてもよい。