JP2593409Y2 - キーボードスイッチ - Google Patents

キーボードスイッチ

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JP2593409Y2
JP2593409Y2 JP1992089505U JP8950592U JP2593409Y2 JP 2593409 Y2 JP2593409 Y2 JP 2593409Y2 JP 1992089505 U JP1992089505 U JP 1992089505U JP 8950592 U JP8950592 U JP 8950592U JP 2593409 Y2 JP2593409 Y2 JP 2593409Y2
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    • H01H2235/03—Two serial springs

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ
ｏｆ ｓａｌｅ）端末、ＥＣＲ（電子式キャッシュレジ
スタ）等の入力部に用いられるキーボードスイッチの改
良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のキーボードスイッチ
は、図４に示すように、ハウジング１０に形成されたキ
ーステム案内孔１２にキーステム１４を摺動可能に嵌合
し、キートップ１６の押圧でキーステム１４を下方へ摺
動することによって、キーステム１４に組み込まれたコ
イルばね１８の先端部を可動接点として、プリント基板
２０の上面に設けられた固定接点２２、２２間を接続す
るように構成されていた。２４はキーステム１４にキー
トップ１６を取付けるための取付板である。
【０００３】しかし、図４に示したキーボードスイッチ
は、キーステム案内孔１２の内周とキーステム１４の外
周の間隙から塵埃や水が侵入し易いという問題があるた
め、本出願人は、既に図５に示すようなキーボードスイ
ッチを提案した（実願平３−７４２７４号ご参照）。す
なわち、キートップ１６の裏面側を覆うプロテクトチッ
プ２６をキーステム１４に取付け、プロテクトチップ２
６の下面に形成された環状溝２７と、ハウジング１０の
キーステム案内孔１２の外周縁部に形成された環状溝２
９との間に、圧縮状態で弾性筒体２８を装着することに
よって、キーステム案内孔１２の内周とキーステム１４
の外周の間隙から塵埃や水が侵入しないようにした。
【０００４】弾性筒体２８は、合成ゴムなどの弾性材料
で一体に形成された、外向きの小さな鍔２８ａを有する
大径円筒部２８ｂと、テーパ円筒部２８ｃと、小径円筒
部２８ｄとからなっている。プロテクトチップ２６は、
ビスのような取付具によってキーステム１４に取付けら
れた円板２６ａと、この円板２６ａの外周縁に一体に形
成された短い筒体２６ｂと、この筒体２６ｂの開放端部
に一体に形成された外向き鍔２６ｃおよび内向き鍔２６
ｄとからなり、円板２６ａには筒体２６ｂの内周に沿っ
て弾性筒体２８の一側端部を気密に係合する環状溝２７
が形成されている。外向き鍔２６ｃはキートップ１６の
下端内周に嵌合してキートップ１６に固着している。内
向き鍔２６ｄは弾性筒体２８の鍔２８ａに係合して抜け
止めとなっている。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した提案例を、スイッチ部をメンブレンスイッチで形
成したキーボードスイッチに利用した場合、つぎのよう
な問題点があった。弾性筒体２８がキートップ１６を復
帰させる機能をもち、コイルばね１８がメンブレンスイ
ッチを加圧する機能をもつことになるので、作動力特性
においてスイッチオンの点とボトム点のずれが大きくな
り、操作性能が低下するという問題点があった。
【０００６】すなわち、ストローク値と押圧力の関係を
示す作動力特性Ｋａは図６に示すようになり、ストロー
ク値が０からＳｐ（ピーク点Ｐに対応）を経てＳｂ（ボ
トム点Ｂに対応）に至るまでは弾性筒体２８の弾性変形
のみによる特性となり、Ｓｂ以降はコイルばね１８の弾
性変形による特性が加わった特性となるので、スイッチ
オンの点Ｑとボトム点Ｂのずれが大きくなる。また、押
圧力がピーク点Ｐに達すると弾性筒体２８が座屈を起こ
して急激にボトム点Ｂまで下がり、キートップ１６にク
リック感が伝わる。そして、さらにキートップ１６を押
圧して、コイルばね１８が押圧力Ｐｏをメンブレンスイ
ッチに加える点Ｑａに至ってオンとなる。点線Ｍａはコ
イルばね１８だけについての作動力特性を表わす。
【０００７】このため、専門のオペレータがキー操作す
る場合のように、個々のキーの押圧時間が短く押圧する
距離（ストローク値）が浅い（短い）場合に、キートッ
プ１６を押圧したのにスイッチオンしない場合が生じる
ことがあるという問題点があった。本考案は、上述の問
題点に鑑みてなされたもので、作動力特性におけるスイ
ッチオン点とボトム点のずれを小さくして操作性能を向
上させることのできるキーボードスイッチを提供するこ
とを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本考案は、ハウジングに
形成されたキーステム案内孔にキーステムを摺動可能に
嵌合し、このキーステムの摺動でコイルばねを押圧する
ことによって、メンブレンスイッチのスイッチング動作
をさせるようにしたキーボードスイッチにおいて、前記
コイルばねは、先端部が前記メンブレンスイッチに臨設
した第１コイルばねと、この第１コイルばねの末端側に
一体に連設された第２コイルばねとを具備し、前記第１
コイルばねの先端部が前記メンブレンスイッチに接触す
るまでは前記第２コイルばねを圧縮係合し、接触後は前
記第２コイルばねの圧縮係合を解除するばね係合機構を
設けてなることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】メンブレンスイッチ加圧用のコイルばねを一体
に連設した第１、第２コイルばねで形成し、ばね係合機
構によって、第１コイルばねの先端部がメンブレンスイ
ッチに接触するまでは、第２コイルばねを所定の圧力
（初圧）で圧縮係合し、第１コイルばねの先端部がメン
ブレンスイッチに接触した後は、この圧縮係合を解除し
て所定の初圧がメンブレンスイッチに加わる。このた
め、作動力特性におけるスイッチオン点とボトム点のず
れを小さくすることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図１から図３まで
を用いて説明する。これらの図において図４から図６ま
でと同一部分は同一符号とする。図１において、１０は
合成樹脂で成型加工されたハウジングで、このハウジン
グ１０には、上部に突設した上部案内筒（例えば案内円
筒）３０と下部に突設した下部案内筒３２と貫通孔とに
よって、キーステム案内孔１２が形成されている。前記
ハウジング１０の上面の前記上部案内筒３０の外周縁部
には、環状溝３４が形成されている。
【００１１】３５は合成樹脂で成型加工されたキーステ
ムで、このキーステム３５は、前記キーステム案内孔１
２に摺動可能に嵌合するほぼ円筒状の摺動体３６と、こ
の摺動体３６の上部外周縁に一体に突設された幅広鍔状
のプロテクトチップ５５とからなっている。前記摺動体
３６の中間部には閉塞板部３８が一体に形成され、この
閉塞板部３８の上側には、角柱空間の上部に円柱空間を
連設した形状の段差を有する係合凹部４０が形成され、
下側には側壁に係合孔４２、４２を有する係合凹部４４
が形成されている。
【００１２】４６は合成樹脂で成型加工されたキートッ
プで、このキートップ４６の下面の中央部には、前記摺
動体３６の係合凹部４０に圧入して係止する係止突起４
８が一体に突設されている。前記キートップ４６の下面
には、位置決め用の係合凹部５０、５０および５２、５
２が形成されている。前記キートップ４６の外周の相対
向する一対の一部には、内側に突出した係止突部５４、
５４が一体に形成されている。
【００１３】前記プロテクトチップ５５の上部には、前
記キートップ４６の係合凹部５０、５０および５２、５
２のそれぞれと係合して回転を阻止する位置決め用の係
合凸部５６、５６および５７、５７が一体に形成されて
いる。前記プロテクトチップ５５の下部外周には環状溝
５８が形成されている。
【００１４】前記プロテクトチップ５５の外周縁の相対
向する一対の一部には、下方に突設した突出片５９、５
９が一体に形成され、この突出片５９、５９の先端部の
外側には、前記キートップ５０の係止突部５８、５８に
係合する係合段部６０、６０が形成されている。この係
止突部５４、５４と係合段部６０、６０の係合時におけ
る係合長さＡは、キートップ４６を摺動体３６から抜き
去るときの抜去力に関係し、この長さＡを所定長さにす
るために、突出片５９、５９の先端部の肉厚Ｂが決めら
れる。
【００１５】すなわち、成型時の反りなどでキートップ
４６と摺動体３６の係合長さＡが所定値より大きくなり
抜去力が大きくなり過ぎて抜け難かったり、所定値より
小さくなり抜去力が小さくなり過ぎて抜け易かったりす
るのを防止するために、Ａ＋Ｂ（すなわち突出片５９の
本体部分の厚さ）を一定とすると、Ａを一定に保つため
にＢを所定長さにし、もってキートップ４６の抜去力を
一定にすることができる。
【００１６】６２は合成ゴムなどの弾性材料で形成され
た弾性筒体で、この弾性筒体６２は、前記弾性筒体２８
と同様に、圧縮状態で前記プロテクトチップ５５と前記
ハウジング１０のキーステム案内孔１２の外周縁との間
に装着され、前記キーステム案内孔１２と前記摺動体３
６の間隙を気密に覆うためのものである。すなわち、前
記弾性筒体６２は、大径円筒部６４と、相対的に肉薄の
テーパ円筒部６６と、小径円筒部６８とを一体に形成し
てなり、この大径円筒部６４の端部が前記プロテクトチ
ップ５５の環状溝５８に気密状態で当接し、小径円筒部
６８の端部が前記ハウジング１０の環状溝３４に気密状
態で当接するように構成されている。
【００１７】７０は合成樹脂で成型加工されたストッパ
ーで、このストッパー７０は、前記摺動体３６の係合凹
部４４内に遊嵌する筒体部（例えば円筒体部）７２と、
この筒体部７２の下部に一体に形成された抜け止体部７
４とからなり、前記筒体部７２には、ほぼ切り起こした
形状の係止片７６、７６が一体に形成され、この係止片
７６、７６の先端部には、前記摺動体３６の係合凹部４
４の側壁に形成された係合孔４２、４２の下縁に係合す
る係合段部７８、７８が形成されている。
【００１８】前記筒体部７２の下部内縁には、ばね押え
突部８０、８０が形成されている。このばね押え突部８
０、８０と前記係合凹部４４とはばね係合機構８１を形
成している。前記抜け止体部７４は、前記ハウジング１
０の下部案内筒３２の側壁に突き当たることによって、
キーステム案内孔１２内で回転するのを止める回転止め
を兼用している。
【００１９】８２はメンブレンスイッチ加圧用のコイル
ばねで、このコイルばね８２は、第１コイルばねとして
の小径コイルばね８４と、第２コイルばねとしての大径
コイルばね８６とを一体に連設して形成されている。前
記大径コイルばね８６は、前記ばね係合機構８１によっ
て、前記小径コイルばね８４の先端部がメンブレンスイ
ッチに接触するまでは所定の圧力で圧縮係合され、前記
小径コイルばね８４の先端部がメンブレンスイッチに接
触した後は、この圧縮係合が解除される。換言すると、
前記小径コイルばね８４は、その先端部がメンブレンス
イッチに接触した時点で前記ばね係合機構８１による前
記大径コイルばね８６の圧縮係合が解除されるように構
成されている（例えば、隣接する素線を密着して巻回し
た密着巻コイルばねで構成されている）。
【００２０】すなわち、前記大径コイルばね８６は、係
合凹部４４の端面である閉塞板部３８の下面と、ストッ
パー７０の筒体部７２のばね押え突部８０、８０との間
に、所定の圧力で圧縮された状態で（すなわち初圧が加
えられた状態で）係合されている。前記小径コイルばね
８４は、前記ストッパー７０の筒体部７２の下部から、
前記ばね押え突部８０、８０と非接触で、初圧が加えら
れていない状態で下方へ突出し、その先端部がメンブレ
ンスイッチに臨設している。
【００２１】９０はプリント基板で、このプリント基板
９０の上面には、プリント配線（図示省略）やこのプリ
ント配線に接続された固定接点９２が設けられている。
前記プリント基板９０の上には、スペーサ９４を介して
ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）９６が設けられ、
このＦＰＣ９６の下面には前記固定接点９２と接離する
可動接点９８が設けられている。前記ＦＰＣ９６の上に
は前記ハウジング１０が設けられている。このとき、前
記コイルばね８２の小径コイルばね８４は、前記可動接
点９８および固定接点９２の上部に位置するように配置
されている。
【００２２】まず、前記実施例の組立について説明す
る。ハウジング１０の上部案内筒３０の外周縁部に形成
された環状溝３４に、弾性筒体６２の小径円筒部６８の
端部を係合する。ついでキーステム３５の摺動体３６を
キーステム案内孔１２に上側から嵌合挿入し、摺動体３
６と一体に形成されたプロテクトチップ５５の環状溝５
８に弾性筒体６２の大径円筒部６４の端部を係合し、摺
動体３６の先端部に下側からストッパー７０を係止す
る。この係止は、摺動体３６の係合孔４２、４２の下縁
にストッパー７０の係止片７６、７６の係合段部７８、
７８を係合することによって行なわれる。
【００２３】このとき、同時に、ストッパー７０の筒体
部７２内には、大径コイルばね８６が圧縮状態で装着さ
れて初圧が付与されている。すなわち、大径コイルばね
８６の一端側は摺動体３６の係合凹部４４内に係合し、
他端側はストッパー７０のばね押え突部８０、８０に係
合している。
【００２４】ついで、キーステム３５のプロテクトチッ
プ５５の係合凸部５６、５６と５７、５７にキートップ
４６の係合凹部５０、５０と５２、５２を係合して位置
合わせしつつ、摺動体３６の係合凹部４０にキートップ
４６の係止突起４８を圧入して係合する。このとき、キ
ートップ４６が図２に矢印で示すように移動し、その係
止突部５４、５４がプロテクトチップ５５の突出片５
９、５９の係合段部６０、６０に係合し、キートップ４
６がキーステム３５に係止する。
【００２５】つぎに、前記実施例のスイッチング動作に
ついて説明する。キートップ４６を押圧してキーステム
３５の摺動体３６を下方へ摺動すると、これに伴ってコ
イルばね８２も下方へ移動し、小径コイルばね８４の先
端部がＦＰＣ９６を介して可動接点９８を固定接点９２
に接触させ、スイッチオンとなる。
【００２６】このとき、キートップ４６の移動量である
ストローク値とキートップ４６への押圧力の関係を示す
作動力特性Ｋｂは図３に示すようになる。ストローク値
が０からＳｐ（ピーク点Ｐに対応）を経てＳｂ（ボトム
点Ｂに対応）に至るまでは、弾性筒体６２の弾性変形の
みによる特性であって従来例と同様であるが、Ｓｂ以降
の特性が従来例のＫａと異なる。
【００２７】すなわち、小径コイルばね８４は、その先
端部がメンブレンスイッチに接触した時点でばね係合機
構８１による大径コイルばね８６の圧縮係合を解除する
ように構成されている（例えば、密着巻コイルばねで構
成されている）ので、ストローク値がＳｂ（ボトム点Ｂ
に対応）に至って小径コイルばね８４の先端部がＦＰＣ
９６に接触すると、大径コイルばね８６の係合が解除さ
れ大径コイルばね８６に予め付与されていた初圧Ｐｆが
ＦＰＣ９６に加わる。この初圧Ｐｆを図６のＰｏと同一
にすれば、スイッチオン点Ｑｂをボトム点Ｂに一致させ
ることができる。なお、初圧ＰｆはＰｏと同一である必
要はない。図３から明らかなように、少なくとも初圧Ｐ
ｆがゼロであった従来例よりもスイッチオン点Ｑｂをボ
トム点Ｂに近づけることができる。
【００２８】一方、押圧力がピーク点Ｐに達したときに
弾性筒体６２が座屈を起こして急激にボトム点Ｂまで下
がり、キートップ１６にクリック感が伝わる。すなわ
ち、弾性筒体６２は、摺動体３６と一体に形成されたプ
ロテクトチップ５５を介して押圧力を受けて弾性変形
し、スイッチオン時に押圧力が座屈荷重に達してテーパ
円筒部６６が座屈を起こし、キートップ４６にクリック
感が伝わる。キートップ４６への押圧を解除すると、弾
性筒体６２のテーパ円筒部６６の弾性およびコイルばね
８２の弾性によって初期状態に復帰する。図３におい
て、点線Ｍｂはコイルばね８２だけについての作動力特
性を表わす。
【００２９】前記実施例では、第１コイルばねを小径の
コイルばねで形成し、第２コイルばねを大径コイルばね
で形成してばね係合機構の構造が簡単になるようにした
が、本考案はこれに限るものでなく、実施例とは逆に、
第１コイルばねを大径コイルばねで形成し、第２コイル
ばねを小径コイルばねで形成してもよいし、または第
１、第２コイルばねを同一径のコイルばねで形成するよ
うにしてもよい。
【００３０】前記実施例では、キーステムを一体に形成
された摺動体とプロテクトチップで形成したため、スト
ッパーがキーステムと別体となるキーボードスイッチに
本考案を利用したので、ばね係合機構は、第２コイルば
ねの一端側を係合するためにキーステムに形成された係
合凹部と、第２コイルばねの他端側を係合するためにス
トッパーに形成されたばね押え突起とで形成するように
したが、本考案はこれに限るものでなく、第１コイルば
ねの先端部がメンブレンスイッチに接触するまでは第２
コイルばねを圧縮係合し、接触後は第２コイルばねの圧
縮係合を解除するものであればよい。
【００３１】例えば、摺動体とプロテクトチップが別体
に形成されたり、プロテクトチップが省略されたキーボ
ードスイッチに本考案を利用する場合には、摺動体に上
下に貫通する係合孔を形成し、この係合孔の下端部に形
成したばね押え突起と、この係合孔の上部に圧入係止す
るキートップの係合凸部の先端部とでばね係合機構を形
成するようにしてもよい。
【００３２】前記実施例では、メンブレンスイッチをプ
リント基板の上にスペーサおよびＦＰＣを積層固着した
タイプとしたキーボードスイッチについて本考案を利用
するようにしたが、本考案はこれに限るものでなく、補
強板の上に、上面に固定接点を固着した下側ＦＰＣ、ス
ペーサ、下面に可動接点を固着した上側ＦＰＣを順次積
層固着したメンブレンスイッチのキーボードスイッチに
ついても利用することができる。
【００３３】前記実施例では、キートップ復帰用に弾性
筒体を用いたキーボードスイッチについて説明したが、
本考案はこれに限るものでなく、例えば、メンブレンス
イッチ加圧用のコイルばねとは別にキートップ復帰用の
コイルばねを用いたキーボードスイッチについても利用
することができる。
【００３４】
【考案の効果】本考案によるキーボードスイッチは、上
記のように、メンブレンスイッチ加圧用のコイルばねを
一体に連設した第１、第２コイルばねで形成し、ばね係
合機構によって、第１コイルばね（例えば密着巻コイル
ばね）の先端部がメンブレンスイッチに接触するまで
は、第２コイルばねを所定の圧力（例えば初圧Ｐｆ）で
圧縮係合し、第１コイルばねの先端部がメンブレンスイ
ッチに接触した後は、この圧縮係合を解除して所定の圧
力（例えば初圧Ｐｆ）がメンブレンスイッチに加わり、
作動力特性におけるスイッチオン点とボトム点のずれを
小さくするように構成した。
【００３５】このため、キーを押圧する距離（ストロー
ク値）が浅い場合でも確実にスイッチオンさせることが
でき、専門のオペレータによるブラインドタッチの操作
時でも確実にスイッチオンさせることができ、操作性能
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案によるキーボードスイッチの一実施例を
示すもので、（ａ）は要部の正断面図、（ｂ）は要部の
側断面図である。
【図２】図１の一部の要部を示す拡大斜視図である。
【図３】実施例における作動特性図である。
【図４】従来例のキーボードスイッチの要部を示す正断
面図である。
【図５】本出願人が既に提案したキーボードスイッチの
要部を示す正断面図である。
【図６】図５のキーボードスイッチのスイッチ部をメン
ブレンスイッチとしたをキーボードスイッチの作動特性
図である。
【符号の説明】
１０…ハウジング、 １２…キーステム案内孔、 ３
４、５８…環状溝、３５…キーステム、 ３６…摺動
体、 ４４…係合凹部、４６…キートップ、 ５４…係
止突部、 ５５…プロテクトチップ、５９…突出片、
６０…係合段部、 ６２…弾性筒体、６４…大径円筒
部、 ６６…テーパ円筒部、 ６８…小径円筒部、７０
…ストッパー、 ７２…筒体部７２、 ７４…抜け止体
部、７６…係止片、 ７８…係合段部、 ８０…ばね押
え突部、８１…ばね係合機構、 ８２…コイルばね、８
４…小径コイルばね（第１コイルばねの一例）、８６…
大径コイルばね（第２コイルばねの一例）、９０…プリ
ント基板、 ９２…固定接点、 ９４…スペーサ、９６
…ＦＰＣ、 ９８…可動接点、 Ｂ…ボトム点、Ｐｆ…
初圧、 Ｑａ、Ｑｂ…スイッチオン点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 神島 修 東京都品川区戸越６丁目５番５号 エス エムケイ株式会社内 (72)考案者 坂井 要介 東京都品川区戸越６丁目５番５号 エス エムケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−243918（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−11423（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−161228（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−174037（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−51234（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−33124（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−12125（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−22325（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01H 13/00 - 13/76

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハウジングに形成されたキーステム案内孔
    にキーステムを摺動可能に嵌合し、このキーステムの摺
    動でコイルばねを押圧することによって、メンブレンス
    イッチのスイッチング動作をさせるようにしたキーボー
    ドスイッチにおいて、前記コイルばねは、先端部が前記
    メンブレンスイッチに臨設した第１コイルばねと、この
    第１コイルばねの末端側に一体に連設された第２コイル
    ばねとを具備し、前記第１コイルばねの先端部が前記メ
    ンブレンスイッチに接触するまでは前記第２コイルばね
    を圧縮係合し、接触後は前記第２コイルばねの圧縮係合
    を解除するばね係合機構を設けてなることを特徴とする
    キーボードスイッチ。
  2. 【請求項２】キーステムの先端部に抜け止め用のストッ
    パーを固着し、第１コイルばねは小径コイルばねとして
    なり、第２コイルばねは大径コイルばねとしてなり、ば
    ね係合機構は、前記大径コイルばねの一側端部を係合す
    るために前記キーステムに形成された係合凹部と、前記
    大径コイルばねの他側端部を係合するために前記ストッ
    パーに形成されたばね押え突部としてなる請求項１記載
    のキーボードスイッチ。
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