JP3280364B2 - 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
なればなる程薄形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。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、キースイッチ装置の構成を単純化
し部品点数を減らしてコストの低減が可能であり、ま
た、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、もって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。

【００１１】

【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、塑性変形が可能な金
属製の素材から形成された基板と、基板上に配置された
スイッチング部と、スイッチング部を覆うように配置さ
れたドーム状のスプリング部材と、スプリング部材の上
方に配置されたキートップと、キートップを上下方向に
案内支持する案内支持部材とを備え、キートップの押下
操作に基づきスプリング部材にてスイッチング部を作動
させてスイッチング動作を行うキースイッチ装置であっ
て、案内支持部材を、第１リンク部材と第２リンク部材
とから構成するとともに、両リンク部材の上側端部をキ
ートップの下面側に可動自在に係止し、基板には、第１
リンク部材の下側端部を摺動可能に係止する摺動係止部
及び第２リンク部材の下側端部を回動可能に係止する回
動係止部が一体に形成されており、第１リンク部材の下
側端部が摺動する基板の面には、摺動補助材が設けられ
ており、摺動係止部と回動係止部とに囲まれた領域に、
スプリング部材を配置する配置部が設けられていること
を特徴とする。

【００１２】

【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。このとき、案内支持部
材を構成する第１リンク部材及び第２リンク部材の上側
端部はキートップの下面に可動自在に係止され、また、
第１リンク部材の下側端部は基板に一体に形成された摺
動係止部で摺動可能に係止されるとともに、第２リンク
部材の下側端部は基板に一体に形成された回動係止部に
回動可能に係止されていることに基づき、キートップは
各第１リンク部材、第２リンク部材の作用によりスムー
ズに案内される。また、第１リンク部材の下側端部が摺
動係止部で摺動する際、第１リンク部材の下側端部が摺
動する基板の面には、摺動補助材が設けられているの
で、かかる摺動補助材の作用により、第１リンク部材の
下側端部の摺動動作は円滑に行われる。

【００１３】更に、キートップが押下されると、基板に
一体に形成された摺動係止部と回動係止部との間に設け
られた配置部に配置されたスプリング部材を介して、ス
イッチング部にてスイッチング動作が行われる。

【００１４】

【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。

【００１５】図１、図２は本実施例のキースイッチ装置
の基板１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で形成されており、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。

【００１６】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
線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。

【００１７】また、固定接点パターン２の周囲には、案
内支持部材取付部１ａ、１ｃがプレス加工により基板１
と一体形成されている。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は係止ピン７ａを水平方向に摺動係止する様な構造
を有している。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）。

【００１８】即ち、取付部１ａは、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
止する取付部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。

【００１９】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、１
ｃも各々が同じ列に並ぶように形成される。

【００２０】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
うに行なわれる。まず、基板１上の所定の部位に、コ字
状のブランク１ｂを抜いて切り取ることにより、ヒンジ
部（取付部１ａ叉は１ｃに当たる部分）を残し（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
をプレス曲げ加工してやることで取付部１ａ、１ｃは形
成される。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のおもて面のブランク部１ｂの境界線上に生じる。

【００２１】そのバリの害を防ぐため、図８に示すよう
に、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。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。
また、基板１には取付部１ａ、１ｃを形成した際の抜き
穴が生じているが、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。

【００２２】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で、取付部の付近に突起面
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。

【００２３】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の押下軸８２が対
向配置される。

【００２４】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、押下軸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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】一方のリンク部材７は図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７
ａが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部位置には、それぞれ
軸体７ｃが形成されており、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。

【００２９】更に、他方のリンク部材８は、図６に示す
ように、一対の板状体８１を有し各板状体８１の一端間
には係止軸８ａが一体に形成されるとともに、各板状体
８１の各々の他端には係止ピン８ｂが形成されてなるも
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
に押下する押下軸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軸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。

【００３０】また、各板状体８１の外側において相互に
対向する中央部位置には、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７
１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
８ｃ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、押下軸８
２で軸支部Ａを形成している。

【００３１】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８ｃ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。

【００３２】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する取付部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する取付部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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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における回動係止する取付部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は摺動係止する取付部１ｃの係止溝内で水平方
向（図７の右方向）に摺動する。

【００３６】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を短絡し所定のスイッチング動作が
行われる。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。特に、図
１及び図８に示すように、基板１に形成された取付部１
ａ、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、バリ１１の高さよりも
充分厚い厚膜３が形成されているので、キートップ５の
押下操作時にリンク部材８の係止軸８ａやリンク部材７
の係止ピン７ａはバリ１１に引っかかることなくスムー
ズに回動、摺動することができる。

【００４２】叉、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。

【００４３】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。

【００４４】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する取付部１
ａ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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】

【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、キートップの上下動を案内支持
する案内支持部材を構成する一対の各リンク部材におけ
る下側端部を摺動自在及び回動自在に係止する摺動係止
部及び回動係止部を金属製の基板に一体に形成し、ま
た、摺動係止部と回動係止部とに囲まれた領域に、スプ
リング部材を配置する配置部を設けることにより、キー
スイッチ装置の構成を単純化し部品点数を減らしてコス
トの低減が可能であり、また、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、且つ摺動補助
材の作用により第１リンク部材の下側端部の摺動動作を
円滑にして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 １ａ 回動係止する取付部 １ｃ 摺動係止する取付部 ２ 固定接点パターン ３ 厚膜 ４ ラバースプリング 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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塑性変形が可能な金属製の素材から形成
   された基板と、 前記基板上に配置されたスイッチング部と、 前記スイッチング部を覆うように配置されたドーム状の
   スプリング部材と、 前記スプリング部材の上方に配置されたキートップと、 前記キートップを上下方向に案内支持する案内支持部材
   とを備え、 前記キートップの押下操作に基づきスプリング部材にて
   スイッチング部を作動させてスイッチング動作を行うキ
   ースイッチ装置であって、 前記案内支持部材を、第１リンク部材と第２リンク部材
   とから構成するとともに、両リンク部材の上側端部を前
   記キートップの下面側に可動自在に係止し、 前記基板には、前記第１リンク部材の下側端部を摺動可
   能に係止する摺動係止部及び前記第２リンク部材の下側
   端部を回動可能に係止する回動係止部が一体に形成され
   ており、前記第１リンク部材の下側端部が摺動する基板の面に
   は、摺動補助材が設けられており、 前記摺動係止部と回動係止部とに囲まれた領域に、前記
   スプリング部材を配置する配置部が設けられていること
   を特徴とするキースイッチ装置。