JP3250732B2 - キースイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キースイッチ装置
に関し、特に、ノート型ワードプロセッサ、ノート型パ
ーソナルコンピュータ等に付設される薄型のキーボード
に使用して好適なキースイッチ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、キースイッチ装置は一般に、特願
平３−３３０１６０号に添付された明細書および図面に
記載のように、絶縁フィルムの回路基板をホルダ部材と
スイッチ支持板との間で挟み込む構成を有している。

【０００３】フィルム回路基板上には、２種類のスイッ
チング回路及び各々の回路から延ばした固定接点がクシ
歯状に組合わさった固定接点パターンが印刷されてお
り、前記固定接点パターンに対応する位置には逆カップ
状に形成されたラバースプリングが配置されている。ラ
バースプリングは内部に可動接点を設けており、ラバー
スプリングを押下することでスイッチング動作が行なわ
れる。

【０００４】また、ラバースプリングに対応して、アク
チュエータがホルダ部材に設置され、そのアクチュエー
タの上端にはキートップが載置されている。オペレータ
がキートップを押下すると、それを受けてアクチュエー
タがそのキートップを対応するラバースプリングの上部
に案内し、ラバースプリングを押下する。押下量が一定
量を越すとラバースプリング内部の可動接点が固定接点
パターンに接触し、固定接点間を短絡することで、スイ
ッチングが行なわれる。

【０００５】スイッチ支持板はキーボード装置の下部の
カバーに相当し、キーボード装置の剛性を高め、キー入
力の確実性を高めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年ワ
ードプロセッサやパーソナルコンピュータ等における小
型、薄型、軽量、低価格化に伴い、これらに付設される
キーボードも同様に小型化、薄型化等が指向されてきて
いる。

【０００７】一方、キーの可動部分は人間工学的に操作
性に優れる（一般に人の押し下げ承識量は３〜４ミリ必
要とされる）ことが要求されている。従って、この押し
下げストロークを確保しつつ、上記の要求に応じなけれ
ばならない。

【０００８】しかし、キーアクチュエータ周辺の部品及
びホルダ部材は主に樹脂材料を用いて製作されているも
のが多く、主にその加工方法は射出成形によって形作ら
れる。従って、各部材の最小肉厚は最低でも１．５ミリ
は必要とされる。このことは積層される部品点数が多く
なればなる程薄型化は困難になることを意味し、重量も
当然重くなる。

【０００９】また、従来のキースイッチ装置では、ホル
ダ部材、フィルム回路基板、スイッチ支持板の３層の構
造を有している。そして、この３つの層が整然と隙間な
く合わせられていないと、キー操作の応答の確実性に欠
けるものとなる。そのために、キー毎もしくは一定間隔
毎に３つの層の浮きを抑える加工を施してあるものが存
在するが、その加工にはかなりの手間が架かる。

【００１０】更に、キートップの操作時に、キートップ
の上下動を案内するホルダ部材が必須とされているの
で、これに伴いキースイッチ装置を構成する部品点数が
増加し、キースイッチ装置全体のコストアップを招来し
てしまう。

【００１１】本発明は、上述した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
対応することが可能であるとともに、充分なキーストロ
ークを確保することが可能であり、また、キー入力の操
作性が良好で確実なキー入力を可能とするキースイッチ
装置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、本発明のキースイッチ装置は、塑性変形可能な金属
製の素材から形成された支持部材と、その支持部材上に
設けられたスイッチング部と、そのスイッチング部に対
応して配置された付勢部材と、その付勢部材の上方に配
置されたキートップと、そのキートップを上下方向に案
内支持するとともに、相互に可動状態に連結された第１
リンク部材と第２リンク部材とからなる案内支持部材と
を備え、キートップの押下操作に基づき付勢部材を介し
てスイッチング部にてスイッチング動作を行うキースイ
ッチ装置であって、支持部材の不要部分を打ち抜いて、
その残存部分をプレス加工にて変形させ、摺動係止部と
回動係止部とを突出形成し、第１リンク部材の下側端部
を摺動係止部に係止するとともに、第２リンク部材の下
側端部を回動係止部に係止するものである。

【００１３】

【作用】上記の構成を有するキースイッチ装置において
は、キートップが押下されると、案内支持部材を介して
キートップが下方へ案内される。更に、キートップが押
下されると、付勢手段を介してスイッチング部にてスイ
ッチング動作が行われる。

【００１４】このとき、第１リンク部材の下側端部を摺
動係止部に係止するとともに、第２リンク部材の下側端
部を回動係止部に係止するため、その可動動作が円滑に
なり、キー入力の操作性が良好で、かつ確実なキー入力
を行うことが可能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１６】図１及び図２は本実施例のキースイッチ装
置の基板１（支持部材）を示している。基板１は鉄もし
くはアルミニウム等の塑性変形可能な金属から形成され
ており、その表面は絶縁加工としてレジスト印刷が施し
てある。その絶縁加工された表面には、スイッチング用
の第１の電気回路パターンが銀等の電導性の塗料で印刷
され、第２の電気回路パターンと第１の回路パターンの
交差部に当たる部位に絶縁印刷を行なった後に、第２の
回路パターンが同様に電導性の塗料で印刷されている。
そして、一定間隔毎に、２つの回路パターンから各々延
ばした鍵の手状の固定接点が組合わさって、固定接点パ
ターン２を形成している。

【００１７】尚、固定接点パターン２及びコネクタ（図
示せず）に当たる部分にはカーボン塗装を行ない、その
他の回路面にはレジスト印刷を行なって、印刷した回路
パターンの酸化による劣化を防いでいる。また、塑性加
工時における回路面の保護のために、その上に保護フィ
ルムを貼りつけたものもある。

【００１８】また、固定接点パターン２の周囲には、案
内支持部材６の取付部１ａ、１ｃがプレス加工により基
板１と一体に突出形成されている。取付部１ａ、１ｃは
固定接点パターン２を取り囲むように、その上下左右の
四点で矩形状に並ぶように形成される。取付部１ａ（回
動係止部）は後に述べる案内支持部材６の２つの係止軸
８ａを回動係止し、取付部１ｃ（摺動係止部）は２つの
係止ピン７ａを水平方向に摺動係止する様な構造を有し
ている。

【００１９】前記のように基板１に一体に形成され、係
止軸８ａを回動可能に係止する各取付部１ａと係止ピン
１７ａを摺動可能に係止する取付部１ｃとの間には、後
述するラバースプリング４（付勢部材）を配置するため
のスプリング配置部Ｒが設けられている（図２参照）。

【００２０】即ち、取付部１ａは、図２及び図３に示す
ように、基板１から凸状に一体に形成されるとともに係
止軸８ａが回動するに充分な係止孔を持つように円弧状
に加工される。また、摺動係止部としての取付部１ｃは
基板１から凸状に一体に形成されるとともに、長孔状の
係止溝を持つように水平方向からみてコ字状に加工され
ている。

【００２１】そして、一般に、固定接点パターン２は縦
横に規則的に多数配列させられ、２種類の取付部１ａ、
１ｃも各々が同じ列に並ぶように形成される。

【００２２】ところで、本発明を具体化したキースイッ
チ装置の基板１上の取付部１ａ、１ｃの形成は以下のよ
うにして行なわれる。

【００２３】まず、塑性変形可能な金属製の基板１上の
所定の部位に、コ字状のブランク部１ｂに相当する部分
（不要部分）を打ち抜いて、その残存部分であるヒンジ
部（取付部１ａ叉は１ｃに当たる部分）を形成して（こ
の加工を以下ブランク加工と呼ぶ）、その後、そのヒン
ジ部をプレス曲げ加工することにより、図２及び図４に
示すような取付部１ａ、１ｃが基板１から突出形成され
る。

【００２４】しかしながら、金属板のブランク加工は一
般にコストの見地からプレス加工が多く採用される。プ
レス加工によるブランク加工は抜き型であるパンチによ
ってダイを介してせん断破断する加工であるため、加圧
する側の面から見て、上面はダレ、裏面はバリ１１が発
生する。このバリ１１が係止ピンのなめらかな動きに対
して害となる。裏面からブランク加工をした場合には、
係止軸８ａ及び係止ピン７ａの動きを妨げるバリ１１は
基板１の表面のブランク部１ｂの境界線上に生じる。

【００２５】その害を防ぐために、図８に示すような、
取付部１ａ、１ｃの付近で係止軸８ａ及び係止ピン７ａ
が触れる基板１上の所定の部位の一部に、厚膜３の印刷
を施す。厚膜３が存在することで、図９に示すように、
係止軸８ａや係止ピン７ａがその厚膜３にのっかり、そ
の分だけ基板１表面から案内支持部材６が浮かぶことに
なる。尚、図９には係止ピン７ａが厚膜３上に乗ってい
る状態を示す。

【００２６】厚膜３の厚みはバリ１１の高さに対して充
分厚くしてあるから、バリ１１に引っかかることなく係
止軸８ａ及び係止ピン７ａはスムーズに動くことができ
る。ここに、係止軸８ａは、取付部１ａの内周面と厚膜
３との間で回動されることとなり、この点で２つの取付
部１ａの間で基板１の上面に形成された厚膜３は、係止
軸８ａの回動補助材として作用する。また、係止ピン７
ａは、図９にしめすように、取付部１ｃの内周面と厚膜
との間で摺動されることとなり、この点で２つの取付部
１ｃの間で基板１の上面に形成された厚膜３は、係止ピ
ン７ａの摺動補助材として作用する。

【００２７】また、基板１には取付部１ａ、１ｃを形成
した際の抜き穴（ブランク部１ｂに相当）が生じている
が、この抜き穴が冷却用穴として機能し、これにより放
熱に優れた効果を呈す。

【００２８】尚、厚膜３の印刷以外に基板１の裏面から
軽いプレス加工を行なうことにより、取付部１ａ、１ｃ
の付近に突起面を形成するものによっても、厚膜３と同
様な効果を奏することは勿論である。

【００２９】図３及び図４に本実施例のキースイッチ装
置の構成を示す。上述の基板１上の固定接点パターン２
に対応する位置に存在するスプリング配置部Ｒには、ス
イッチング部材として逆カップ状のラバースプリング４
が載置されている。このラバースプリング４は内部に公
知の可動接点を有しており、また、その上面の中央部に
は後述する案内支持部材６の軸支部Ａの押下部８２が対
向配置される。このとき、ラバースプリング４は、前記
２つの厚膜３の双方に隣接して配置される。このよう
に、ラバースプリング４が、係止軸８ａの回動補助材及
び係止ピン７ａの摺動補助材として作用する２つの厚膜
３の間で相互に隣接して配置される場合には、基板１の
表面上に設けられた固定接点パターン２に対応してラバ
ースプリング４を配置するについて、ラバースプリング
４のコンパクトな配置が可能となる。

【００３０】これより、キートップ５の押下に伴って軸
支部Ａが下方に移動すると、押下部８２はラバースプリ
ング４を押下しその押下量が一定の限度を超えるとラバ
ースプリング４が挫屈し、ラバースプリング４内の可動
接点により固定接点パターン２が短絡されるものであ
る。

【００３１】図４はキースイッチ装置の分解斜視図であ
り、同図において、キートップ５はＡＢＳ樹脂等の合成
樹脂から成型されており、その上面にはアルファベット
等の文字が印刷等により形成されている。また、キート
ップ５の裏面からは、基板１上の取付部１ａ、１ｃに対
応して、回動係止部５ａ、及び摺動係止部５ｂが下方に
向けてキートップ本体５と一体に設けられている。

【００３２】回動係止部５ａには、後述する２つのリン
ク部材７、８のうちの一方のリンク部材７の一端に形成
された係止軸７ｂを回動可能に係止する係止孔が穿設さ
れており、また、摺動係止部５ｂには、他方のリンク部
材８の一端に形成された係止ピン８ｂを水平方向に摺動
可能に係止する係止溝が形成されている。

【００３３】キートップ５の下方には、キートップ５の
上下動を案内支持する案内支持部材６が配設されてお
り、かかる案内支持部材６は２つのリンク部材７、８か
ら構成される。

【００３４】一方のリンク部材７は、図３及び図５に示
すように、平面視コ字状に形成され、また、一対の板状
体７１を有し、各板状体７１の一端間には係止軸７ｂが
一体に連結形成されるとともに、各板状体７１の各々の
他端には係止ピン７ａが外向きに形成されてなるもので
ある。また、各板状体７１の内側において相互に対抗す
る中央位置には、それぞれ軸体７ｃが内向きに形成され
ており、軸体７ｃは後述のリンク部材８の各板状体８１
に形成された各軸孔８ｃに回動可能に軸支される。

【００３５】更に、他方のリンク部材８は、図３及び図
６に示すように、一対の板状体８１を有し、各板状体８
１の一端部には２つの係止軸８ａが外向きに一体形成さ
れ、かつ各係止軸８ａ間は棒状体で連結されているとと
もに、各板状体８１の各々の他端には２つの係止ピン８
ｂが外向きに形成されてなるものである。また、各板状
体８１の内側における中央部位置の間には、前述のラバ
ースプリング４の上面に載置されるとともに、キートッ
プ５の押下時に各リンク部材７、８の相互の回動に伴っ
てラバースプリング４を下方に押下する押下部８２が設
けられている。これにより、キートップ５の押下に伴っ
て押下部８２がラバースプリング４を押下してスイッチ
ング動作を行なうものである。

【００３６】また、各板状体８１の外側において相互に
対向する中央位置には、それぞれ軸孔８ｃが設けられて
おり、各軸孔８ｃには前記リンク部材７の各板状体７１
に形成された各軸体７ｃが回動可能に軸支される。これ
により、両リンク部材７、８は各軸体７ｃおよび軸孔８
ｃを介して相互に交差して回動可能となるものである。
そして、これにより軸体７ｃ、軸孔８ｃ、押下部８２で
軸支部Ａを形成している。

【００３７】なお、リンク部材７の係止ピン７ａと係止
軸７ｂは軸体７ｃを中心として一直線上に並び、且つ軸
体７ｃからの距離が等しくなるように構成される。ま
た、リンク部材８の係止ピン８ｂと係止軸８ａは軸孔８
ｃを中心として一直線上に並び、且つ軸孔８ｃからの距
離が等しくなるように構成される。

【００３８】また、図４に示すように、案内支持部材６
は、リンク部材７の係止軸７ｂにより前記したキートッ
プ５の回動係止部５ａに穿設された係止孔に回動可能に
係止されるものである。更に、係止ピン７ａは前述した
基板１に形成された摺動係止部としての取付部１ｃに係
止される。また、リンク部材８の係止軸８ａは前述した
基板１に形成された回動係止部としての取付部１ａに回
動可能に係止される。更に、係止ピン８ｂは前記したキ
ートップ５の摺動係止部５ｂに形成された係止溝に摺動
可能に係止されるものである。

【００３９】さらに、図３に示すように、両リンク部材
７、８は各々の板状体７１、８１の先端部の厚さを小さ
くしてある。このためキートップ５が押下された場合に
も、両リンク部材７、８の板状体７１、８１の各端部は
キートップ５の押下の途中で互いに接触することがな
い。よって、キートップ５はその押下動作を途中で妨げ
られることがなく、キーストロークを十分に確保できる
ように構成される。

【００４０】続いて、前記の構成を有するキースイッチ
装置の動作について説明する。図７はキースイッチ装置
の断面図である。

【００４１】図７において、キートップ５を下方に押下
すると、キートップ５が下方へ移動するに伴ってリンク
部材７の係止軸７ｂは回動係止部５ａの係止孔内で反時
計方向に回動するとともに、リンク部材８の係止ピン８
ｂは摺動係止部５ｂの係止溝内で水平方向（図７の右方
向）に摺動する。これと同時に、リンク部材８の係止軸
８ａは基板１における回動係止部としての取付部１ａの
係止孔内で時計方向に回動するとともに、リンク部材７
の係止ピン７ａは摺動係止部としての取付部１ｃの係止
溝内で水平方向（図７の右方向）に摺動する。

【００４２】この結果、リンク部材７及び８を相互に軸
支する軸支部Ａ（押下部８２）は、下方に移動するとと
もにラバースプリング４を徐々に押下していき、その押
下量が一定の限度を超えた時点でラバースプリング４は
挫屈される。これにより、ラバースプリング４内の可動
接点が基板１上の固定接点パターン２を短絡して所定の
スイッチング動作が行われる。

【００４３】キートップ５の押下を解除すると、両リン
ク部材７、８の軸支部Ａはラバースプリング４の弾性復
元力により上方に押し上げられる。これに伴って前記係
止軸７ｂ、８ａ、及び前記係止ピン７ａ、８ｂは前記し
たのと逆の動作を行い、この結果、キートップ５は元の
位置に復帰される。

【００４４】ここに、係止軸７ｂ、８ａは水平方向には
移動されることなくそれぞれ係止孔内で回動するのみで
あるので、キートップ５は水平方向に移動されることが
ない。そのため隣合ったキーとぶつかり合うことはな
く、キートップ５のキー面の水平状態を保持したまま上
下動されるものである。

【００４５】前記ラバースプリング４は前述のように側
面視略台形であり、その上底長さと下底の長さ及び高さ
に起因する側面の角度は、その所望キータッチに応じて
決まる。そしてさらにこの台形部の高さ即ちラバースプ
リング４の高さは、キーストロークに応じて決定され、
高いほうが好まれる。しかし、装置全体の厚さを鑑みれ
ば、このラバースプリング４はそれほど大きくすること
ができないことは自明である。

【００４６】また、前述のように両リンク部材７、８の
各板状体７１、８１の先端側の厚さを側面視において小
さくしているため、キーストローク動作をその途中で妨
げることなく、十分なストロークを確保できる。

【００４７】以上のことから本発明のキースイッチ装置
は、回路基板、ホルダ部材、スイッチ支持板を一つの構
成にすることで、キーボードの薄型化に対応してキース
トロークを大きくすることができ、よってキー操作性が
良好でキー入力を確実に行い得るとともに、部品点数の
低減、組立性の容易化、装置の軽量化への高い効果を示
すキースイッチ装置を提供することができる。

【００４８】ここに、基板１において、２つの取付部１
ａの間で基板１の上面に形成された厚膜３は、係止軸８
の回動補助材として作用し、また、２つの取付部１ｃの
間で基板１の上面に形成された厚膜３は、係止ピン７ａ
の摺動補助材として作用するので、キー操作時に係止軸
８の回動動作及び係止ピン７ａの摺動動作を極めてスム
ーズに行うことができ、キー操作性は更に良好なものと
なる。

【００４９】また、一般に携帯型コンピュータのロジッ
クボード、記憶装置、電源はキーボード下に配置される
ことが多く、これらにより発生する熱の対策が問題とさ
れる。本発明のキースイッチ装置は基板に多数設けられ
ている抜き穴（ブランク部１ｂ）が冷却用穴として機能
するため、効果的に放熱を行なうことができる。この点
においても本発明は理想的な構造を有している。

【００５０】上記の効果に加えて、特に、本実施例に係
るキースイッチ装置では、キーステムをキーホルダ部に
より案内する構成は全く不要とすることができるので、
従来のキースイッチ装置のようにキーの押下時にキース
テムとキーホルダ部との間で摺動ノイズが全く生じるこ
とはないとともに、キーの操作面積を小さくしてキーの
中央部を押下させるようにする必要性は全くなくなるも
のである。

【００５１】また、本実施例に係るキースイッチ装置で
は、回動係止部５ａの係止孔及び回動係止部としての取
付部１ａの係止孔に係止される各係止軸７ｂ、８ａはキ
ートップ５の押下時にも、水平方向に移動することなく
係止孔内で回動するのみであるので、キートップ５が水
平方向に移動されることはない。従って、隣接するキー
とキーとで衝突することなく、この点からもキー操作性
が良好でキー入力を確実に行い得るキースイッチ装置を
提供することができるものである。

【００５２】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、
改良が可能である。例えば、本実施例におけるリンク部
材７、８はパンタグラフ状に組み合わせた同種の部材で
あってもよい。

【００５３】さらに、本実施例では、リンク部材７、８
の軸支部によりラバースプリング４を押下するが、リン
ク部材７、８またはキートップ５に設けられた別部材に
よりラバースプリング４を押下するものであってもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るキー
スイッチ装置によれば、塑性変形可能な金属製の素材か
ら形成された支持部材の不要部分を打ち抜いて、その残
存部分をプレス加工にて変形させ、摺動係止部と回動係
止部とを突出形成し、第１リンク部材の下側端部を摺動
係止部に係止するとともに、第２リンク部材の下側端部
を回動係止部に係止することにより、キーボードの小型
化、薄型化に対応しつつ充分なキーストロークを確保す
ることが可能であるとともに、キー操作性が良好で、且
つ確実なキー入力を可能とするキースイッチ装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のキースイッチ装置の基板の上面図で
ある。

【図２】図１の基板の側断面図である。

【図３】本実施例の基板及び構成部品の斜視図である。

【図４】本実施例のキースイッチ装置の分解斜視図であ
る。

【図５】本実施例のリンク部材の平面図である。

【図６】本実施例のもう一方のリンク部材の平面図であ
る。

【図７】本実施例のキースイッチ装置の断面図である。

【図８】本実施例のキースイッチ装置の厚膜印刷の形状
の例を示した図である。

【図９】本実施例のキースイッチ装置の取付部付近の拡
大図である。

【符号の説明】

１ 基板（支持部材） １ａ 取付部（回動係止部） １ｃ 取付部（摺動係止部） ２ 固定接点パターン ３ 厚膜 ４ ラバースプリング（付勢部材） ５ キートップ ６ 案内支持部材 ７ リンク部材 ８ リンク部材 Ｒ スプリング配置部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/14 H01H 11/00 H01H 13/52

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塑性変形可能な金属製の素材から形成さ
   れた支持部材と、 その支持部材上に設けられたスイッチング部と、 そのスイッチング部に対応して配置された付勢部材と、 その付勢部材の上方に配置されたキートップと、 そのキートップを上下方向に案内支持するとともに、相
   互に可動状態に連結された第１リンク部材と第２リンク
   部材とからなる案内支持部材とを備え、 前記キートップの押下操作に基づき付勢部材を介してス
   イッチング部にてスイッチング動作を行うキースイッチ
   装置であって、 前記支持部材の不要部分を打ち抜き、その残存部分をプ
   レス加工にて変形させ、摺動係止部と回動係止部とを突
   出形成し、 前記第１リンク部材の下側端部を摺動係止部に係止する
   とともに、前記第２リンク部材の下側端部を回動係止部
   に係止することを特徴とするキースイッチ装置。