JP3142647B2 - 押釦スイッチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キーボード装置のキー
スイッチなどとして用いられ、メンブレンスイッチ等の
スイッチ素子がクリックゴムを介して押圧駆動される押
釦スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、この種の押釦スイッチの従来例
を示す断面図である。

【０００３】同図において、符号１は金属板等の硬質材
料からなる支持板で、この支持板１上にはメンブレンス
イッチ２が載置されている。このメンブレンスイッチ２
は、可撓性を有する上部シート３の下面に設けた可動接
点４を、下部シート５の上面に設けた固定接点６に対向
せしめ、かつ両シート３，５間にスペーサ７を介設して
なるスイッチ素子である。また、メンブレンスイッチ２
上には、座屈変形が可能なスカート状の側壁部８ａが駆
動部８ｂを支持する形状に成形されて該側壁部８ａの座
屈時にクリック感を生起する公知のクリックゴム８が載
置されており、このクリックゴム８の駆動部８ｂを可動
接点４の上方に位置させている。符号９は合成樹脂製の
ハウジングで、このハウジング９にはガイド壁９ａが立
設されており、ガイド壁９ａの内側の開口部９ｂをクリ
ックゴム８の駆動部８ｂの上方に位置させている。そし
て、合成樹脂製のキートップ１０の裏面中央部に突設さ
れているステム１１が、ガイド壁９ａの内壁面に沿って
摺動自在となるように開口部９ｂ内に挿入され、このス
テム１１を駆動部８ｂ上に搭載するクリックゴム８によ
ってキートップ１０が支えられている。

【０００４】このように構成された押釦スイッチは、操
作者がクリックゴム８の弾発力に抗してキートップ１０
を押し込むと、ステム１１がガイド壁９ａの内壁面に沿
って下降し、このステム１１によってクリックゴム８の
駆動部８ｂが下方へ押し込まれていく。そして、駆動部
８ｂを所定量下降させた時点で側壁部８ａが座屈するの
で、キートップ１０が該駆動部８ｂから受ける反力が急
に減少して操作者の手指にクリック感が伝達されるとと
もに、該駆動部８ｂが勢いよく押し込まれてメンブレン
スイッチ２の上部シート３に衝突し、その結果、該上部
シート３が下方へ撓んで可動接点４が固定接点６に接触
し、オフからオンへのスイッチングが行われる。

【０００５】また、かかるオン状態で操作者がキートッ
プ１０に対する押圧操作力を除去すると、座屈していた
クリックゴム８が自らの弾性で元の形状に復帰するの
で、駆動部８ｂの上昇に伴い、ステム１１を介してキー
トップ１０が初期位置まで押し上げられるとともに、上
部シート３の撓みが解消されて可動接点４が固定接点６
から離間し、図７に示すオフ状態に戻る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近、キーボ
ードを付設した情報機器が広く普及し、キーボードにお
いても単に入力装置として機能すればよいだけではな
く、オペレータに対して優しい、すなわち押圧力、スト
ローク、クリック感触など、オペレータが実際に使って
みた際の使い勝手が良い、人間の感性にあった押釦スイ
ッチが求められるようになってきた。

【０００７】しかしながら、上述した従来の押釦スイッ
チの場合、キートップ１０を押圧する際の押圧力は、キ
ートップ１０を復帰させるためのクリックゴム８の弾性
力にそのまま依存し、弾性力の小さいクリックゴム８は
寿命が短く、うまく座屈が起こらないなどの不具合があ
るため、比較的軽い押圧力で機能する押釦スイッチを提
供することが難しかった。

【０００８】また、上述した従来の押釦スイッチの場
合、可動接点４が固定接点６に接触した後のオーバース
トロークの際の弾性力やストロークの大きさは、クリッ
クゴム８の形状に依存しているため、これらの値を任意
に設定することが困難であるという問題もあった。

【０００９】本発明はかかる従来技術の課題に鑑みてな
されたもので、その目的は、キートップの押圧操作力を
軽減できるばかりでなく、長寿命化が図れ、操作感触を
任意に設定することのできる押釦スイッチを提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、キートップ保持体を介してハウジングに
昇降自在に支持されたキートップと、該キートップの下
方に配置されて該キートップを上方へ付勢するとともに
座屈時にクリック感を生起するクリックゴムと、該クリ
ックゴムによって押圧駆動される可動接点を固定接点に
対向せしめたスイッチ素子とを備え、前記キートップを
押し込んで前記クリックゴムを座屈変形させることによ
り、前記スイッチ素子のスイッチングが行われる押圧ス
イッチにおいて、前記キートップ保持体はそれぞれ互い
に平行に延びる一対の脚片とこれら脚片間を橋絡する連
結部とを有する第１および第２のリンク部材からなり、
これら第１および第２のリンク部材のそれぞれの脚片を
Ｘ字状に連結して回動可能となすとともに、各脚片の両
端を前記キートップと前記ハウジングとに結合し、か
つ、前記第１および第２のリンク部材のいずれか一方に
設けた作用部を前記脚片の両端間で前記クリックゴムの
頂部に当接させたことを特徴とする。

【００１１】また、上記構成において、前記キートップ
の最上位置で前記作用部は前記クリックゴムの頂部に対
して傾斜状態にあり、該キートップの最下位置で該作用
部が前記各脚片の交差角度の変化に伴って略水平状態に
なることを特徴とする。

【００１２】

【作用】操作者がキートップに押圧操作力を付与する
と、第１および第２のリンク部材のＸ字状に連結された
脚片の交差角度が変化していき、それに伴って作用部が
クリックゴムの頂部を押し込んでいくので、クリックゴ
ムの頂部が所定量押し込まれた時点で、クリックゴムが
座屈してクリック感を生起するとともに、スイッチ素子
のスイッチングが行われる。その際、作用部が設けられ
た側のリンク部材について見ると、ハウジングとリンク
部材との係合部が支点で、キートップとリンク部材との
係合部が力点、そしてリンク部材に設けられた作用部が
作用点であるとみなすことができるため、力点に加えら
れるのに必要な力は、キートップを押圧するのに必要な
力、すなわち作用点に必要な押圧力よりも小さい力です
む。

【００１３】そして、クリックゴムの頂部を押圧するの
に必要な距離は、キートップを押圧するのに必要な距離
よりも少なくてすむため、クリックゴムの弾性力を大き
くそして高さを低くすることができ、寿命の長い安定し
たクリックゴムを用いることができる。

【００１４】また、キートップの非押圧状態で作用部を
クリックゴムの頂部に対して傾斜させ、該キートップの
最下位置で作用部が略水平状態になるように設定する
と、クリックゴムの頂部が作用部によって真下に押し込
まれるため、確実なクリック動作とスイッチング動作を
実現することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施例に係る押釦スイッチの内部構
造を示す平面図、図２は該押釦スイッチのオフ状態の断
面図、図３は該押釦スイッチのオン状態の断面図、図４
は該押釦スイッチに組み込まれるキートップ保持体の斜
視図、図５は該キートップ保持体の分解斜視図、図６
（ａ）〜（ｄ）は該キートップ保持体の動作説明図であ
る。

【００１６】これらの図において、符号１５は金属板等
の硬質材料からなる支持板で、この支持板１５上にはメ
ンブレンスイッチ１６が載置されている。このメンブレ
ンスイッチ１６は、可撓性を有する上部シート１７の下
面に設けた可動接点１８を、下部シート１９の上面に設
けた固定接点２０に対向せしめ、かつ両シート１７，１
９間にスペーサ２１を介設してなるスイッチ素子であ
る。また、符号２２は合成樹脂製のハウジング、符号２
３はハウジング２２の上方で昇降自在に保持された合成
樹脂製のキートップであり、ハウジング２２には、可動
接点１８の上方に開口部２２ａが設けてあるとともに、
後述するキートップ保持体の係合突起をスライド自在に
係合させるための内向きの一対の係合凹所２２ｂおよび
外向きの一対の係合凹所２２ｃが設けてある。そして、
ハウジング２２上には、座屈変形が可能なスカート状の
側壁部２４ａが駆動部２４ｂを支持する形状に成形され
て該側壁部２４ａの座屈時にクリック感を生起する公知
のクリックゴム２４が載置されており、このクリックゴ
ム２４の駆動部２４ｂを可動接点１８の上方に位置させ
ている。

【００１７】符号２５は合成樹脂製のキートップ保持体
で、このキートップ保持体２５は図４，５に明らかなよ
うに、略Ｅ字形のリンク部材２６と、略Ｕ字形のリンク
部材２７とを組み合わせて構成されている。ここで、一
方のリンク部材２６は、キートップ２３の裏面片側を支
持・固定するための支持軸２８の両端から、先端部に外
向きの係合突起２９ａを有し略中央部には内向きの連結
ピン２９ｂを有する一対の外部脚片２９を平行に延設
し、かつ支持軸２８の中央から、外部脚片２９よりも短
い作用片３０を延設してなるもので、この作用片３０は
板厚方向の外力に対して若干の可撓性を有する弾性片で
あって、キートップ保持体２５をハウジング２２に組み
込むと、この作用片３０の先端部がクリックゴム２４の
駆動部２４ｂの天面に常時弾接するようになっている。
また、他方のリンク部材２７は、キートップ２３の裏面
他側を支持・固定するための支持軸３１の両端から上記
外部脚片２９に対し平行かつ内側で交差する向きに、先
端部に内向きの係合突起３２ａを有し略中央部には略ハ
ート形の長孔３２ｂを有する一対の内部脚片３２を延設
してなるもので、長孔３２ｂの上部の傾斜面３２ｃを利
用したスナップインによって各長孔３２ｂ内にそれぞれ
上記連結ピン２９ｂを遊挿し、対応する外部脚片２９と
内部脚片３２とを連結ピン２９ｂが長孔３２ｂに沿って
移動自在となるように連結することにより、両リンク部
材２６，２７を一体化してキートップ保持体２５となし
ている。したがって、このキートップ保持体２５は、キ
ートップ２３に押圧操作力を付与して両リンク部材２
６，２７の支持軸２８，３１を下方へ押し込んでいく
と、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、略Ｘ字形に交差
して連結されている外部脚片２９および内部脚片３２が
キートップ２３側から見て次第に交差する角度を増して
いき、キートップ保持体２５の高さ寸法が漸次減少する
ように両リンク部材２６，２７を折り畳んでいくことが
できる。

【００１８】ただし、このキートップ保持体２５は、外
側のリンク部材２６の支持軸２８に内側のリンク部材２
７の内部脚片３２が当接しないように寸法設定してあ
り、具体的には、長孔３２ｂから支持軸２８までの距離
Ｄを該長孔３２ｂから内部脚片３２の先端までの長さＬ
よりも大きく設定してある（図６参照）。したがって、
両リンク部材２６，２７を、外部脚片２９および内部脚
片３２が真横に倒れるまで折り畳むことができる。

【００１９】そして、このキートップ保持体２５をハウ
ジング２２に取り付ける際には、各外部脚片２９の外向
きの係合突起２９ａをそれぞれ、図１に示す傾斜面２２
ｄを利用したスナップインによって内向きの係合凹所２
２ｂ内に遊挿するとともに、各内部脚片３２の内向きの
係合突起３２ａをそれぞれ、図１に示す傾斜面２２ｅを
利用したスナップインによって外向きの係合凹所２２ｃ
内に遊挿する。これにより、各係合突起２９ａ，３２ａ
がそれぞれ係合凹所２２ｂ，２２ｃにスライド自在に係
合され、各外部脚片２９の外側と各内部脚片３２の内側
とがハウジング２２に位置規制されることになる。ま
た、こうしてキートップ保持体２５をハウジング２２に
組み込むと、予めハウジング２２に組み込んでおいたク
リックゴム２４の駆動部２４ｂが作用片３０の先端部に
弾接するので、この作用片３０を介してリンク部材２６
の支持軸２８が上方へ付勢されるとともに、このリンク
部材２６の連結ピン２９ｂを介して内側のリンク部材２
７の支持軸３１も上方へ付勢されることになる。

【００２０】なお、ハウジング２２には図１に示すよう
に、係合凹所２２ｂと斜めに対向する個所に突部２２ｆ
が設けてあり、キートップ保持体２５をハウジング２２
に取り付けると、外部脚片２９の先端部で係合突起２９
ａの背面側が該突部２２ｆと近接するようにしてあるの
で、衝撃等の強い外力が加わっても係合突起２９ａが係
合凹所２２ｂから外れにくくなっている。

【００２１】上記の如くに構成された押釦スイッチは、
キートップ保持体２５の両リンク部材２６，２７の各支
持軸２８，３１が、クリックゴム２４の弾発力を受けて
キートップ２３の裏面の両側を支持することになり、ま
た、両リンク部材２６，２７の外部脚片２９および内部
脚片３２を互いの交差する角度が変更自在となるように
連結してあって、しかも各脚片２９，３２をハウジング
２２で位置規制しているので、結局、キートップ２３は
ハウジング２２の上方で昇降自在に保持されることにな
る。

【００２２】したがって、操作者がキートップ２３に押
圧操作力を付与し、両支持軸２８，３１をクリックゴム
２４の弾発力に抗して押し込むと、両支持軸２８，３１
がその場で回転するとともに、各係合突起２９ａ，３２
ａが係合凹所２２ｂ，２２ｃ内をスライドし、略Ｘ字形
に交差して連結されている外部脚片２９および内部脚片
３２はキートップ２３側から見て次第に交差する角度を
増していき、それに伴い作用片３０がクリックゴム２４
の駆動部２４ｂを下方へ押し込んでいくので、駆動部２
４ｂを所定量下降させた時点で、側壁部２４ａが座屈し
てクリック感が生起されるとともに、該駆動部２４ｂが
勢いよく押し込まれてメンブレンスイッチ１６の上部シ
ート１７に衝突し、その結果、該上部シート１７が下方
へ撓んで可動接点１８が固定接点２０に接触し、図２に
示すオフ状態から図３に示すオン状態へのスイッチング
が行われる。その際、キートップ２３が押圧されずに最
上位置にある場合、作用片３０は図２に示すようにクリ
ックゴム２４の駆動部２４ｂと斜めに弾接しているが、
キートップ２３がストローク最下位置まで下降すると、
作用片３０は図３に示すように水平状態になるため、ク
リックゴム２４の駆動部２４ｂは作用片３０によって真
下に押し込まれ、確実にオン状態へのスイッチングが行
われる。

【００２３】また、かかるオン状態で操作者がキートッ
プ２３に対する押圧操作力を除去すると、座屈していた
クリックゴム２４が自らの弾性で元の形状に復帰するの
で、駆動部２４ｂの上昇に伴って作用片３０が押し上げ
られていき、よって折り畳まれていた両リンク部材２
６，２７が起立していきキートップ２３が初期位置まで
押し上げられるとともに、上部シート１７の撓みが解消
されて可動接点１８が固定接点２０から離間し、オフ状
態に戻る。

【００２４】このように上記実施例は、リンク部材２
６，２７を組み合わせてなるキートップ保持体２５を用
いてキートップ２３を支持し、該キートップ２３の高さ
位置に応じて交差角度が変更自在な両リンク部材２６，
２７の各脚片２９，３２をハウジング２２で位置規制す
るというものなので、ハウジング２２に従来品のような
ガイド壁を立設しなくともキートップ２３をまっすぐに
昇降させることができ、しかもキートップ２３の昇降動
作に支障をきたすような部品どうしの引っ掛かりも起こ
りにくくなっており、そのため操作性や信頼性を損なう
ことなく押釦スイッチの大幅な薄型化が実現されてい
る。

【００２５】さらに、上記実施例では、内側のリンク部
材２７の内部脚片３２の先端が外側のリンク部材２６の
支持軸２８に当接しないように寸法設定してあるので、
両リンク部材２６，２７を、図６（ｄ）に示すように真
横に倒れるまで折り畳むことができ、そのためキートッ
プ２３のストローク最下点を極めて低い位置に設定でき
るという利点があり、押釦スイッチの薄型化を促進する
うえで好都合である。

【００２６】また、上記実施例で用いたキートップ保持
体２５は、両リンク部材２６，２７の各脚片２９，３２
の交差部で連結ピン２９ｂを長孔３２ｂに沿ってスライ
ド自在となし、かつ各脚片２９，３２の先端部の係合突
起２９ａ，３２ａをハウジング２２に対してスライド自
在となすことにより、各脚片２９，３２の基端側に位置
する２本の支持軸２８，３１の間隔を一定に保ったま
ま、両リンク部材２６，２７が折り畳めるようになって
いるので、キートップ２３を両支持軸２８，３１に固定
する支持構造が実現されている。すなわち、例えば各脚
片２９，３２の交差部を回動中心として両リンク部材２
６，２７を折り畳むこともできるが、その場合にはキー
トップ２３が両リンク部材２６，２７に対してスライド
自在な支持構造を採用しなければならず、該キートップ
２３の裏面の形状が複雑化したり大形化する虞がある。
しかるに、この実施例のように各脚片２９，３２の基端
部を横ずれさせることなく両リンク部材２６，２７が折
り畳めれば、キートップ２３は単に支持軸２８，３１に
固定できさえすればよいので、図２，３に示す如く該キ
ートップ２３の裏面形状は簡単かつ小形で済み、よって
成形性が良好で薄型化にも好適である。なお、キートッ
プ２３はキートップ保持体２５に対してスナップインに
よる取付が行えるので、組立性も良好である。

【００２７】しかも、上記実施例で用いたキートップ保
持体２５は、各外部脚片２９の外向きの係合突起２９ａ
をそれぞれハウジング２２の内向きの係合凹所２２ｂに
係合させ、かつ各内部脚片３２の内向きの係合突起３２
ａをそれぞれハウジング２２の外向きの係合凹所２２ｃ
に係合させることにより、各脚片２９，３２ひいては両
リンク部材２６，２７がハウジング２２によって位置規
制できるようにしてあるので、交差部どうしを連結させ
ている外部脚片２９および内部脚片３２は常に離反方向
から位置規制されることになる。したがって、これら両
脚片２９，３２の連結が保証されるとともに、強い外力
が加わっても各係合突起２９ａ，３２ａが対応する係合
凹所２２ｂ，２２ｃから外れにくく、キートップ保持体
２５のハウジング２２からの脱落事故が未然に防止され
ている。

【００２８】さらにまた、上記実施例で用いたキートッ
プ保持体２５には、一方のリンク部材２６に作用片３０
が設けてあり、操作者がキートップ２３を押し込んでい
くと該作用片３０がクリックゴム２４の駆動部２４ｂを
介して可動接点１８を押圧駆動するようになっているの
で、キートップ２３の裏面からステムを省略し、スイッ
チングに必要な該駆動部２４ｂの下降量を該キートップ
２３の作動ストロークよりも小さく設定することが可能
となっている。すなわち、作用片３０を有するリンク部
材２６は外部脚片２９の先端部を可動支点とする回動を
行い、駆動部２４ｂの天面に弾接する作用片３０の先端
部の回動半径がキートップ２３に直接押し込まれる支持
軸２８の回動半径の約半分になるように配置されている
ため、該駆動部２４ｂの押し込み量をキートップ２３の
押し込み量の約半分で済ますことができ、その結果、操
作に伴うクリックゴム２４の変形量が少なくなってその
寿命が延び、長期に亘って高信頼性が維持できる。

【００２９】そしてまた、作用点たる作用片３０の先端
部の回動半径が、力点たる支持軸２８の回動半径の約半
分であることから、てこの原理により、該支持軸２８に
付与する押圧操作力が小さくても、該作用片３０を介し
てクリックゴム２４を大きな力で押し込むことができ、
よって押圧操作力の軽減化が図れるという利点もある。
しかも、上記実施例では作用片３０自体が弾性片であっ
て、クリックゴム２４の駆動部２４ｂをストローク最下
点まで押し込んだ後に該作用片３０が若干撓むので、極
めて薄型の押釦スイッチでありながら確実にオーバース
トロークが得られ、良好な操作感触が期待できる。

【００３０】なお、上記実施例では外側のリンク部材に
作用片が設けてあるが、内側のリンク部材に作用片を設
けてもよい。また、両リンク部材の連結構造やキートッ
プに対する支持構造、ハウジングに対する係合構造等が
適宜選択可能であることは、言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
キートップとリンク部材との係合部が力点となり、該リ
ンク部材に設けられた作用部が作用点となってクリック
ゴムの頂部を押圧するため、キートップに付与する押圧
操作力が小さくても、てこの原理によりクリックゴムを
大きな力で押し込むことができ、また、キートップを押
圧する距離に対してクリックゴムの頂部を押圧する距離
が少なくなるため、寿命の長い安定したクリックゴムを
用いることができ、よって、キートップの押圧操作力を
軽減できるばかりでなく長寿命化にも好適な押釦スイッ
チを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る押釦スイッチの内部構造
を示す平面図である。

【図２】該押釦スイッチのオフ状態の断面図である。

【図３】該押釦スイッチのオン状態の断面図である。

【図４】該押釦スイッチに組み込まれるキートップ保持
体の斜視図である。

【図５】該キートップ保持体の分解斜視図である。

【図６】該キートップ保持体の動作説明図である。

【図７】従来の押釦スイッチを示す断面図である。

【符号の説明】

１６ メンブレンスイッチ（スイッチ素子） １８ 可動接点 ２０ 固定接点 ２２ ハウジング ２２ｂ，２２ｃ 係合凹所 ２３ キートップ ２４ クリックゴム ２５ キートップ保持体 ２６ リンク部材（第１のリンク部材） ２７ リンク部材（第２のリンク部材） ２８ 支持軸 ２９，３２ 脚片 ２９ａ，３２ａ 係合突起 ２９ｂ，３２ｂ 交差部 ３０ 作用片（作用部） ３１ 支持

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キートップ保持体を介してハウジングに
   昇降自在に支持されたキートップと、該キートップの下
   方に配置されて該キートップを上方へ付勢するとともに
   座屈時にクリック感を生起するクリックゴムと、該クリ
   ックゴムによって押圧駆動される可動接点を固定接点に
   対向せしめたスイッチ素子とを備え、前記キートップを
   押し込んで前記クリックゴムを座屈変形させることによ
   り、前記スイッチ素子のスイッチングが行われる押圧ス
   イッチにおいて、 前記キートップ保持体はそれぞれ互いに平行に延びる一
   対の脚片とこれら脚片間を橋絡する連結部とを有する第
   １および第２のリンク部材からなり、これら第１および
   第２のリンク部材のそれぞれの脚片をＸ字状に連結して
   回動可能となすとともに、各脚片の両端を前記キートッ
   プと前記ハウジングとに結合し、かつ、前記第１および
   第２のリンク部材のいずれか一方に設けた作用部を前記
   脚片の両端間で前記クリックゴムの頂部に当接させたこ
   とを特徴とする押釦スイッチ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、前記キートッ
   プの最上位置で前記作用部は前記クリックゴムの頂部に
   対して傾斜状態にあり、該キートップの最下位置で該作
   用部が前記各脚片の交差角度の変化に伴って略水平状態
   になることを特徴とする押釦スイッチ。