JP3045296B2 - キ―スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサ、パ
ーソナルコンピュータ等の入力装置であるキーボード等
に使用されるキースイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のキーボードに使用される
キースイッチとして、特開昭６０−６０２１７号公報や
特開昭６０−８９０１１号公報等に開示されているもの
がある。これらのキースイッチは、キートップの下面に
下向きに突設したステムをホルダ部材に形成されたキー
ホルダ部に挿通させて上下動可能に案内支持すると共
に、ステムの下方に、下面に接点部を備えたラバースプ
リングが配置されている。そして、このラバースプリン
グの下端に、フレキシブルシートに電気接点を形成した
メンブレンスイッチなどのスイッチング部が配設されて
いる。

【０００３】そして、特開昭６０−６０２１７号公報に
記載のキースイッチにおいては、接点部と比較して平面
形状の大きいスペースキー等のキートップの一端部を押
下したとき、このキートップが傾くことなく平行に上下
動せしめるため、側面視Ｘ字形状に配置した一対のリン
ク部材を、キートップ下面とホルダ部材との間に配置す
ることを提案している。この一対のリンク部材は、その
略中央部同士が回動自在に連結されているものである。

【０００４】ところで、近年、キーボードの薄型化に伴
い、キートップが偏平化する一方で、キー入力の操作性
を向上させると共にキー入力の確実性を確保するため
に、大きなキーストロークが要求されるようになってき
ている。

【０００５】しかし、上述した従来のキースイッチにお
いては、キートップ下面に下向き突設するステムと、キ
ーホルダ部との摺動案内にて、キートップの上下動を案
内支持している。このため、キーボードの薄型化を実現
しようとすると、ステムがホルダ部に対して摺動案内支
持される上下寸法をいきおい減少させなければならな
い。そうすると、キーの押下時にステムとホルダ部との
間にこじれ現象が発生し、円滑且つ軽快なキーの操作性
能が得られないという問題が生ずる。これを防止するた
めに、上述した摺動案内の寸法を大きく設定すると、キ
ーストロークが短くなるという問題が生ずる。従って、
キーボードの薄型化と、大きなキーストロークの確保と
いう、２つの相反する問題の同時解決は非常に困難であ
った。

【０００６】これらの問題点を解決するため、本出願人
は先に特願平３−３３０１６０号願書に添付した明細書
及び図面において、次のようなキースイッチを提案し
た。まず、キートップの上下動案内手段を、側面視Ｘ字
形状に交叉配置した第１リンクと第２リンクとにより構
成し、この両リンクをその中途交叉部で回動自在に連結
させる。更に第１リンク及び第２リンクの自由端のうち
一方がキートップの下面とホルダ部材とに略水平方向に
摺動可能に係止される一方、第１リンク及び第２リンク
の自由端のうち他方がキートップの下面とホルダ部材と
に回動可能に係止される。また、両リンクの交叉部の下
方には、キャップ状の弾性変形可能なラバースプリング
が配置される。キートップによる押下入力操作にて案内
手段の交叉部がラバースプリングを弾性変形させ、これ
によりスイッチング部をスイッチ動作させるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成したキースイッチにおいては、第１リンクの下
端の自由端が回転可能にのみ軸支されているホルダ部材
の箇所を中心にして、第１リンクと第２リンクとの交叉
部が上下回動する軌跡を描くことになる。しかるに、従
来のラバースプリングの形状は、キートップ下面のステ
ムにより一直線状に押下されることを前提として成形さ
れていた。つまり、キャップ状のラバースプリングの頭
部上面は水平状で成形してあった。

【０００８】従って、このようなラバースプリングの頭
部上面を前述の第１リンクと第２リンクとの交叉部で斜
め下向きに押圧すると、ラバースプリングのドーム部の
弾性変形の度合い（ドーム部の座屈変形の度合い）が、
第１リンクの回動支点に近い側と遠い側とで大きく食い
違い、キーによってキー押下特性にバラつきが生じる。
このため、ラバースプリングの下方のスイッチング部に
対するスイッチング動作にもバラつきが生じるという問
題点が新たに生じた。

【０００９】また、スイッチング部を覆うラバースプリ
ングも公差により位置がバラツクので、上記と同様に、
ラバースプリングの下方のスイッチング部に対するスイ
ッチング動作にバラつきが生じるという問題点がある。

【００１０】また、スイッチング部を覆うラバースプリ
ングが、それ自体にある程度の厚みを有しているため、
更にキーボードを薄くするための障害になるという問題
点もある。

【００１１】本発明は、上述した種々の問題点を解決す
るためになされたものであり、キーボードの小型化、薄
型化に対応しつつキーストロークを大きくすることがで
き、更に簡単な構成によりキー入力の操作性が良好であ
るとともに確実なキー入力を可能とする低コストのキー
スイッチを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明に係るキースイッチは、交叉部にて略Ｘ字形状
に交叉して配置された第１リンクと第２リンクとからな
り、キートップの下面とその下方の支持基台部とに連結
係止してキートップの昇降動作を案内支持する案内部材
を備え、前記支持基台部に配置されているスイッチング
部のスイッチング動作を行うキースイッチにおいて、前
記第１リンクと第２リンクのいずれか一方に設けられた
スプリング部材と、前記スプリング部材の先端に形成さ
れ、キートップが押下されて降下した際に前記スイッチ
ング部のスイッチング動作を行う先端部とを備え、前記
スプリング部材の先端部は、前記第１リンクと第２リン
クの交叉部からずれた位置に配置されていることを特徴
とする。

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本発明に係るキースイッチ
によれば、案内部材は、略Ｘ字形状に交叉して配置され
た第１リンクと第２リンクとからなり、キートップの下
面とその下方の支持基台部とを連結係止してキートップ
の昇降動作を案内支持する。そして、第１リンクと第２
リンクのいずれか一方に設けられたスプリング部材の先
端に形成された先端部は、キートップが押下されて降下
した際に、支持基台部のスイッチング部のスイッチング
動作を行う。

【００１４】このとき、スプリング部材の先端部は、第
１リンクと第２リンクの交叉部からずれた位置に配置さ
れているので、キートップの押下時に交叉部と支持基台
との間でキーストローク上の制約を受けることがなく、
従って、先端部がスイッチング部のスイッチング動作を
行った後におけるキートップのオーバートラベルを自在
に設定することが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１６】最初に図１（ａ）と図１（ｂ）とを参照
し、本実施例のキースイッチ１の構成を説明する。図１
（ａ）は、キースイッチ１からキートップ２を外し、２
つのリンクの一部を破断した状態の上面図であり、図１
（ｂ）はキースイッチ１の側断面図である。

【００１７】キースイッチ１は、大別して、キートップ
２と、このキートップ２に着脱可能な案内部材３と、こ
の案内部材３を支持するための支持基台部５０とから構
成されている。

【００１８】ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂にて成形されたキ
ートップ２は、その上面（表面）に数字、英字等の文字
や記号が刻印または印刷等により付されている。キート
ップ２の下面には、後述する第１リンク４における上自
由端側のピン部１１ａ，１１ｂを、略水平方向に、即ち
キートップ２の前後方向に摺動可能に係止するための前
後長手溝状の摺動係止部１６，１６と、後述する第２リ
ンク５における基部２２の回動軸部１３ａ，１３ｂを回
動のみ可能に係止するための孔状の回動係止部１５，１
５とが一体成形により設けられている。

【００１９】案内部材３は、第１リンク４と、第２リン
ク５とが側面視で略Ｘ字形状に連結配置されて構成され
ている。

【００２０】ここで、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して、
ガラス繊維強化合成樹脂製等の合成樹脂からなる第１リ
ンク４及び第２リンク５を詳細に説明する。図３（ａ）
は第１リンク４の平面図、図３（ｂ）は第１リンク４の
側面図、図３（ｃ）は第２リンク５の平面図、図３
（ｄ）は第２リンク５の側面図である。

【００２１】第１リンク４は、基部１８と上側自由端部
１９ａ，１９ｂと下側自由端部２０ａ，２０ｂとにより
平面視で略Ｈ字形状に一体成形されており、基部１８の
側面には支持軸２５ａ、２５ｂが突設されている。ま
た、下側自由端部２０ａ，２０ｂの側面には、各々ピン
部１２ａ，１２ｂが突設されており、上自由端部１９
ａ，１９ｂの側面にはピン部１１ａ，１１ｂが突設され
ている。

【００２２】第２リンク５は、基部２２と自由端部２４
ａ，２４ｂとにより平面視で略コ字形状に一体成形され
ている。自由端部２４ａ，２４ｂの側面には水平方向に
貫通する支持孔２１ａ，２１ｂが設けられており、この
支持孔２１ａ，２１ｂに第１リンク４の支持軸２５ａ，
２５ｂが嵌挿される。この結果、第１リンク４と第２リ
ンク５とは、支持軸２５ａ，２５ｂを中心に回動可能に
連結される。第２リンク５の自由端部２４ａ，２４ｂの
側面には、各々ピン部１４ａ，１４ｂが突設されてお
り、基部２２には回動軸１３ａ，１３ｂが設けられてい
る。

【００２３】本実施例においては、第１リンク４の支持
軸２５ａの中心線から上下のピン部１１ａ、１２ａの中
心線までの距離と、第２リンク５の支持孔２１ａの中心
線から回動軸部１３ａ，ピン部１４ａの中心線までの距
離とがそれぞれ相等しくなるように構成されている。こ
のように構成すると、後述のように、第１リンク４の下
側自由端部のピン部１２ａ，１２ｂを中心にして案内部
材３が回動変位することにより、キートップ２はホルダ
部材８の上面に対して平行な状態を保ちながら昇降動す
ることができる。

【００２４】支持基台部５０は、案内部材３を支持する
ための合成樹脂製のホルダ部材８と、このホルダ部材８
の孔部２６にスイッチング部２９（図１（ａ）参照）が
臨むようにホルダ部材８の下面に張設するフレキシブル
な印刷基板９と、その下面側に張設した補強板１０とか
ら構成されている。

【００２５】ホルダ部材８はガラス繊維強化合成樹脂製
等の合成樹脂製（第１リンク４，第２リンク５とは別材
料であることが好ましい）であり、押下用の孔２６が穿
設されている。第１リンク４に形成されている第２スプ
リング部材７は、この孔２６を介して印刷基板９に設け
られているスイッチング部２９を押下可能である。そし
て、このホルダ部材８の孔２６の左右には、左右一対の
回動係止部２７と左右長手溝状の摺動係止部２８とが、
その各係止部２７，２８の下方が開放するように一体的
に射出成形されている。そして、２つの回動係止部２７
に対しては、第１リンク４における下端側のピン部１２
ａ，１２ｂが回動可能に嵌挿され、２つの摺動係止部２
８に対しては第２リンク５における自由端のピン部１４
ａ，１４ｂが前後摺動可能に嵌挿される。

【００２６】このとき、ピン部１１ａ，１１ｂ、ピン部
１４ａ，１４ｂ、そして摺動係止部１６，２８の形状寸
法は、第１リンク４と第２リンク５とが図１（ａ）にお
ける上下方向に対して略不動となり、且つピン部１１
ａ，１４ａの図１中の左右方向の摺動を妨げないよう決
定されている。具体的には、本実施例においては、各ピ
ン部の付け根が、対応する摺動係止部の内側側面と略接
して摺動するように構成されている。このため、支持孔
２１ａ、２１ｂから支持軸２５ａ，２５ｂが抜け出るこ
とが防止される。

【００２７】また、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すよ
うに、第２スプリング部材７は、印刷基板９におけるス
イッチング部（電気接点部）２９の上方に配置されるよ
うに、第１リンク４の基部１８と一体成形されている。
この第２スプリング部材７は、帯状の板バネ状に形成さ
れ、電気的にＯＮしてからオーバートラベル（電気的Ｏ
Ｎ以後の摺動）が出るように構成されている。このと
き、第２スプリング部材７の先端部７ａは、図１乃至図
３に示されているように、第１リンク４と第２リンク５
の交叉部（支持孔２１ａ、２１ｂと支持軸２５ａ、２５
ｂから構成される）からずれた位置に配置されているの
で、キートップ２の押下時に交叉部と支持基台５０との
間でキーストローク上の制約を受けることがなく、従っ
て、先端部７ａがスイッチング部２９のスイッチング動
作を行った後におけるキートップ２のオーバートラベル
を自在に設定することができる。更に、第２スプリング
部材７の先端部７ａは、スイッチング部２９のスイッチ
ング動作が確実におこなわれる形状（例えば本実施例で
は円弧状）に形成されている。

【００２８】また、図１乃至図３に示すように、第１ス
プリング部材６も、第１リンク４の基部１８に一体成形
されている。更に、第１スプリング部材６も、帯状の板
バネ状に形成され、２回曲げられることにより弾性変形
するように構成されている。従って、曲げられた状態の
第１スプリング部材６の端から端までの距離は、第１ス
プリング部材を一直線上に延ばしたときの端から端まで
の距離よりも短くなっている。また、第１スプリング部
材６の先端部６ａは、印刷基板９と常に接触するように
構成されており、キートップ２が押下される際に、印刷
基板９と接触しながら摺動する。

【００２９】このとき第１スプリング部材６の先端部６
ａと印刷基板９との間の摩擦抵抗を少なくするために、
先端部６ａと印刷基板９とは線接触あるいは点接触にな
るように構成されている。本実施例においては、先端部
６ａは略円筒形状を有している。使用者がキートップ２
を押下した後に押下を解除すると、キートップ２は第１
スプリング部材６及び第２スプリング部材７の弾性復元
力により、初期の位置（ストロークが０ｍｍの位置）に
復帰する。

【００３０】図４は、第１スプリング部材６と第２スプ
リング部材７によるキースイッチ１の押下特性を示して
いる。プリトラベル１７の区間の押下力は、第１スプリ
ング部材６のバネ特性で決定され、オーバートラベル２
３の区間の押下力は第１スプリング部材６と第２スプリ
ング部材７のバネ特性の合成で決定される。押下力は、
それぞれのスプリング部材の材質と形状を変えることに
よって、任意に変更することができる。Ａ点は電気的な
ＯＮ点を示し、このＡ点よりもストロークが大きい位置
ではキースイッチ１は電気的に常にＯＮ状態である。ま
た、Ｂ点は電気的なＯＦＦ点を示し、このＢ点よりもス
トロークが小さい位置ではキースイッチ１は電気的に常
にＯＦＦ状態である。これらの点も、それぞれのスプリ
ング部材の形状を変えることによって、任意に変更する
ことができる。Ａ点の電気的なＯＮ点以降は第１スプリ
ング部材６と第２スプリング部材７のバネ特性の合成で
押下力が必ず変化するので、使用者は電気的にＯＮした
ことが必ず感触として認識できる。

【００３１】次に、図１乃至図４を参照して本実施例の
キースイッチ１の動作を説明する。

【００３２】使用者がキースイッチ１のキートップ２を
押下することにより、第１スプリング部材６の復元力に
抗して案内部材３は第１リンク４の下側自由端部のピン
部１２ａ，１２ｂを中心にして回動変位する。この時、
第１スプリング部材６の先端部６ａは、印刷基板９と常
に接触しながら摺動し、キートップ２はホルダ部材８の
上面に対して平行な状態を保ちながら降動する。

【００３３】そして図４に示すように、ストロークがプ
リトラベル１７の区間（０ｍｍ〜略２．５ｍｍ）を経て
Ａ点に達すると、第２スプリング部材７の先端部７ａ
は、スイッチング部２９に接触してスイッチング動作を
行う。更に、使用者によりキートップ２が押下される
と、ストロークがオーバートラベル２３の区間（略２．
５ｍｍ〜略４．０ｍｍ）において、第１スプリング部材
６及び第２スプリング部材７の復元力に抗して案内部材
３は第１リンク４の下側自由端部のピン部１２ａ，１２
ｂを中心にして更に回動変位し、キートップ２はホルダ
部材８の上面に対して平行な状態を保ちながら更に降動
する。

【００３４】そして、キートップ２が最下位（ストロー
クが略４．０ｍｍ）の位置に達すると、使用者がこれ以
上押下してもキートップ２は降動しない。この状態が図
２に示すキースイッチ１の状態である。

【００３５】最後に使用者がキートップ２の押下を解除
すると、キートップ２は第１スプリング部材６及び第２
スプリング部材７の弾性復元力により、まずＢ点まで復
帰し、更にキートップ２は第１スプリング部材６の弾性
復元力により、初期の位置（ストロークが０ｍｍの位
置）まで復帰する。

【００３６】以上詳述したように、本発明のキースイッ
チは、第１リンク部材と第１スプリング部材及び第２ス
プリング部材を一体成形したので、第２スプリング部材
の印刷基板のスイッチング部に対する位置が確実に決定
され、スイッチング動作を確実に行うことができるとと
もに、押下荷重が調整しやすいという効果を奏する。ま
た、ある程度厚みのあるラバースプリングをなくしたの
で、キースイッチをより薄くすることができ、且つ部品
点数が減って組立時間が短くなるので、低コストのキー
スイッチを提供できるという効果も奏する。

【００３７】また、第２スプリング部材７の先端部７ａ
は、図１乃至図３に示されているように、第１リンク４
と第２リンク５の交叉部（支持孔２１ａ、２１ｂと支持
軸２５ａ、２５ｂから構成される）からずれた位置に配
置されているので、キートップ２の押下時に交叉部と支
持基台５０との間でキーストローク上の制約を受けるこ
とがなく、従って、先端部７ａがスイッチング部２９の
スイッチング動作を行った後におけるキートップ２のオ
ーバートラベルを自在に設定することができる。

【００３８】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
ることなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の
変更を加えることができる。

【００３９】例えば、本実施例では、第１及び第２のス
プリング部材は第１リンク４にそれぞれ１つずつ設けら
れていたが、それぞれ複数個ずつ設けられるように構成
してもよい。この場合、１つのキースイッチに対してス
イッチング部を複数個にしてもよいし、１つのままでも
よい。

【００４０】また、第１及び第２のスプリング部材が第
２リンク５に設けられるように構成してもよい。

【００４１】また、本実施例の支持基台部５０は、ホル
ダ部材８と、印刷基板９と、補強板１０とからなる三層
構造が採用されているが、ある程度の剛性を有する一枚
板にホルダ部を作成するとともに、回路を印刷した一層
構造としてもよい。また、三層以外の複数層構造をとっ
てもよい。

【００４２】なお、第１リンク４の基部１８にそれぞれ
のスプリング部材を形成する際に、リンクの基部の材料
とスプリング部材の材料を、異種の樹脂材料で２色成形
して形成しても良いし、リンクの基部の樹脂材料とスプ
リング部材の金属材料を、インサートあるいはアウトサ
ート成形して形成しても実現できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のキースイッチでは、第１リンクと第２リンクとを
交叉部にて略Ｘ字形状に交叉して配置してなる案内部材
を介してキートップの昇降を案内支持し、第１リンクと
第２リンクのいずれか一方にスプリング部材を設けると
ともに、スプリング部材の先端に形成された先端部を第
１リンクと第２リンクの交叉部からずれた位置に配置す
るように構成されているので、キートップの押下時に交
叉部と支持基台との間でキーストローク上の制約を受け
ることがなく、従って、先端部がスイッチング部のスイ
ッチング動作を行った後におけるキートップのオーバー
トラベルを自在に設定することが可能となる。

【００４４】また、ある程度厚みのあるラバースプリン
グをなくしたので、キースイッチをより薄くすることが
でき、且つ、部品点数が減って組立時間が短くなるの
で、低コストのキースイッチを提供できるという産業上
著しい効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本実施例のキースイッチからキートッ
プを外し、２つのリンクの一部を破断した状態の上面図
である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線におけるキースイッ
チの側断面図である。

【図２】（ａ）は本実施例のキースイッチを押下した場
合に、キートップを外し、２つのリンクの一部を破断し
た状態の上面図である。（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線にお
けるキースイッチの側断面図である。

【図３】（ａ）は第１リンクの上面図である。（ｂ）は
第１リンクの側面図である。（ｃ）は第２リンクの上面
図である。（ｄ）は第２リンクの側面図である。

【図４】本実施例のキースイッチの押下特性図である。

【符号の説明】

１ キースイッチ ２ キートップ ３ 案内部材 ４ 第１リンク ５ 第２リンク ６ 第１スプリング部材 ７ 第２スプリング部材 ２９ スイッチング部 ５０ 支持基台部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交叉部にて略Ｘ字形状に交叉して配置さ
   れた第１リンクと第２リンクとからなり、キートップの
   下面とその下方の支持基台部とに連結係止してキートッ
   プの昇降動作を案内支持する案内部材を備え、前記支持
   基台部に配置されているスイッチング部のスイッチング
   動作を行うキースイッチにおいて、 前記第１リンクと第２リンクのいずれか一方に設けられ
   たスプリング部材と、 前記スプリング部材の先端に形成され、キートップが押
   下されて降下した際に前記スイッチング部のスイッチン
   グ動作を行う先端部とを備え、 前記スプリング部材の先端部は、前記第１リンクと第２
   リンクの交叉部からずれた位置に配置されていることを
   特徴とするキースイッチ。