JP3286297B2 - 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、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等として用い
られるキーボードに適用される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向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
小型化、薄型化、軽量化、低価格化に伴い、これらに付
設されるキーボード装置も同様に小型化、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３〜４mm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、上記各要求に応じなければ
ならない。

【０００８】ところが、従来のキーアクチュエータ周辺
の部品及びホルダ部材は、合成樹脂材料を用いて製造さ
れているものが多く、その加工は射出成形によって成形
されるものである。従って、ホルダ部材の最小肉厚は最
低でも数ｍｍは必要とされている。このことは積層され
る部品点数が多くなれば成る程薄型化が困難になること
を意味し、その重量も当然重くなる。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
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、十分なキースト
ロークを確保することが可能なキースイッチ装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係るキースイッチ装置は、合成樹脂製のキ
ートップと、そのキートップの下方に配設されるととも
に、係止部を形成した薄金属製のホルダ部材と、キート
ップとホルダ部材とを連結し、キートップの上下動を案
内支持する第１リンク部材及び第２リンク部材と、ホル
ダ部材の下方に配設され、電気接点部を有する回路基板
と、回路基板上に配置され、キートップの押下操作に基
づき、下方へ押下されて電気接点部を作動させるととも
に、キートップを上方へ付勢するスプリング部材と、回
路基板の下方で、回路基板を支持する支持板とを備えて
いる。

【００１１】前記構成を有するキースイッチ装置によれ
ば、スイッチング動作を行う場合、スプリング部材の付
勢力に抗してキートップが押下される。キートップが押
下されると、その押下に伴いキートップが第１リンク部
材及び第２リンク部材により下方へ案内される。かかる
キートップの押下動作に基づき回路基板の電気接点部が
作動されるものである。尚、キートップの押下を解除す
ると、スプリング部材の付勢力によりキートップは元の
非押下位置まで復帰される。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を具体化した実施例
について図面を参照して説明する。

【００１３】図１はキーボードに多数配列されたうちの
一つのキースイッチ１の側断面図を示し、キースイッチ
１は、キートップ２と、第１リンク４と第２リンク５と
を側面視Ｘ字状に配置した案内支持手段３と、該案内支
持手段３にて押圧されるキャップ状のラバースプリング
６と、前記案内支持手段３を支持するための合成樹脂製
のホルダ部材７と、該ホルダ部材７の取付け孔７ａにス
イッチング部２９，２９（図７参照）が臨むようにホル
ダ部材７の下面に張設されるフレキシブルな印刷基板９
と、その下面側に張設された補強板１０とからなる。

【００１４】図１及び図６に示すように、ラバースプリ
ング６は、印刷基板９におけるスイッチング部２９，２
９（図７参照）の上方を覆うように、ホルダ部材７の取
付け孔７ａ内に嵌挿配置する。ラバースプリング６は、
電気絶縁性のシリコーンゴム或いはＥＰＤＭ（エチレン
プロピレンジエンメチレン）等で構成され、平面視略円
板状の厚い頭部と、該頭部の周囲から下向きに延びる截
頭円錐状のドーム部と、該ドーム部の外周に略水平に半
径外向きに延びる厚肉の鍔部とからなる下向き開放のキ
ャップ状に一体成形する。キートップの押下時に、第１
リンク４と第２リンク５との連結交叉部下面の押圧部２
６にて押圧されるラバースプリング６の頭部の下面に
は、前記スイッチング部２９，２９の接点部に当接して
両スイッチング部を電気的にＯＮ・ＯＦＦするための導
電性を有する導電ゴムからなる可動接点部３０を固着す
る。なお、ラバースプリング６全体を、シリコーンゴム
にカーボンブラック等の導電性粒子を分散充填させて導
電性を備えるように形成しても良い。

【００１５】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
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を略水平方向でキートップ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、第２リンク５における上自由端
のピン部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１５，１５とを一体的に備えた前後
長手の左右一対の係止部材１７，１７を一体成形或いは
接着剤等により接着させて突設させる（図５参照）。

【００１６】図１及び図４（ａ）、（ｂ）を参照して、
ガラス繊維強化合成樹脂製など合成樹脂製の第１リンク
４及び第２リンク５を詳細に説明する。図４（ａ）は第
１リンク４の平面図、図４（ｂ）は第２リンク５の平面
図である。第１リンク４は基部１８と上下自由端部１
９，２０とにより平面視で実質上略Ｈ状に一体成形した
もので、基部１８の側面には、支持孔２１を横向きに穿
設し、下自由端部２０の左右両側端から延びるアーム部
２０ａ，２０ｂの側面には、各々ピン部１２ａ，１２ｂ
を横向きに突設し、上自由端部１９の側面にはピン部１
１ａ，１１ｂを横向きに突設する。

【００１７】第２リンク５も基部２２と上下自由端部２
３，２４とにより平面視で実質上略Ｈ状に一体成形す
る。前記基部２２の一側面には横向きに枢支軸２５を突
設し、該枢支軸２５を前記第１リンク４における支持孔
２１に回動可能に嵌挿する。

【００１８】第２リンク５における下自由端部２４の左
右両側端から延びるアーム部２４ａ，２４ｂの側面に
は、各々ピン部１４ａ，１４ｂを横向きに突設し、上自
由端部２３の側面にはピン部１３ａ，１３ｂを横向きに
突設する。この実施例では側面視において、前記第１リ
ンク４における支持孔２１の中心線から上下のピン部１
１ａ，１２ａの中心線までの距離及び、第２リンク５に
おける枢支軸２５の中心線からピン部１３ａ，１４ａま
での距離がそれぞれ相等しくなるように形成する。この
ように構成すると、後述のように、第１リンク４の下自
由端側のピン部１２ａ，１２ｂ箇所を中心にして案内支
持手段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７の上面に対して平行状に昇降動することがで
きる。ここに、第１リンク４と第２リンク５とは、協働
してキートップ２の上下動を案内支持するものである。

【００１９】また、図示しないが、前記第１リンク４の
基部１８及び第２リンク５の基部２２の下面には、下向
き凸多角形状の押圧部をそれぞれ形成し、この両押圧部
でラバースプリング６の頭部上面を押圧するようにして
も良い。

【００２０】図６及び図７はガラス繊維強化合成樹脂等
の合成樹脂製のホルダ部材７の一部を示す図で、この実
施例ではホルダ部材７は平面状である。該ホルダ部材７
には前記キャップ状のラバースプリング６の下端の鍔部
が位置ずれ不能に嵌挿できる略矩形状の取付け孔７ａを
穿設し、該取付け孔７ａの左右両側縁には、左右一対の
回動係止部２７と、前後長手溝状の摺動係止部２８と
を、その各係止部２７，２８が下方に開放するように一
体的に射出形成されている。この場合、回動係止部２７
の下向きＵ字状の係止溝２７ａと摺動係止部２８におけ
る前後長手のＵ字状の係止溝２８とは、ホルダ部材７の
裏面に対して法線方向に開放するように形成すれば、合
成樹脂の射出成形後の型抜き作業はきわめて容易にな
り、また、スライド型を用いる必要がない。

【００２１】そして、予め両リンク４，５を枢支軸２５
及び支持孔２１の箇所で側面視Ｘ字状に組み立てる。こ
れにより、第１リンク４と第２リンク５とは、互いに可
動可能な状態で連結される。このように組み付けられた
状態では、第１リンク４と第２リンク５とを一体の部材
として取り扱うことが可能となり、それぞれ単独で取り
扱う場合に比して取り扱いが容易となる。次いで、両リ
ンク４，５の上側のピン部１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１
３ｂをキートップ２における回動係止部１５，１５と摺
動係止部１６，１６とに嵌挿した後、両リンク４，５の
下端自由端部２０，２４の間隔を狭めた状態にして、ピ
ン部１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂを取付け孔７ａか
らホルダ部材７の裏面側に出るように挿入し、その後、
両リンク４，５の下自由端２０，２４の間隔を拡げ、回
動係止部２７，２７に対しては、その第１リンク４にお
ける下端側のピン部１２ａ，１２ｂを下側から嵌挿し、
摺動係止部２８，２８に対しては第２リンク５における
下端側のピン部１４ａ，１４ｂを下側から前後摺動する
ように嵌挿したのち、ホルダ部材７の下面に印刷基板９
及び補強板１０を張設固着すれば、両リンク４，５はホ
ルダ部材７から脱落することがない。

【００２２】また、第１リンク４のピン部１４ａ、１４
ｂをホルダ部材７の摺動係止部２８、２８に係止し、且
つ、第２リンク５のピン部１２ａ、１２ｂをホルダ部材
７の回動係止部２７に係止した後に、印刷基板９と補強
板１０とをホルダ部材７の下面に固着するようにしてい
るので、第１リンク４及び第２リンク５の各ピン部１４
ａ、１４ｂ、１２ａ、１２ｂをそれぞれ摺動係止部２
８、回動係止部２７に係止する際に、摺動係止部２８、
回動係止部２７の下方は開放されており、従って、摺動
係止部２８、回動係止部２７に対する各ピン部１４ａ、
１４ｂ、１２ａ、１２ｂの係止作業を妨げるものは何ら
存在しない。これにより、各リンク４、５のピン部１４
ａ、１４ｂ、１２ａ、１２ｂをホルダ部材７の摺動係止
部２８、回動係止部２７に極めて容易に係止することが
可能となり、各リンク４、５とホルダ部材７との組立を
容易に行うことができる。このとき、ホルダ部材７を裏
面を上にして作業すると、より作業が容易となる。

【００２３】また、ピン部１１ａ，１１ｂ及び１４ａ，
１４ｂ並びに摺動係止部１６，２８の形状寸法は、第１
リンク４、第２リンク５が図３における左右方向に対し
て略不動となり、且つピン部１１ａ，１４ａの図１にお
ける左右方向の摺動を妨げないように決定される。具体
的には、本実施例においては、各ピン部先端が対応する
摺動係止部の外側側面と略接して摺動するようにしてい
る。このため、支持孔２１より枢支軸２５が抜け出るこ
とが防止される。

【００２４】この構成により、キートップ２の押下時
に、ホルダ部材７の回動係止部２７の箇所を中心として
第１リンク４が下向き回動（図１において右回り回動）
する一方、第２リンク５は枢支軸２５の箇所を中心にし
て図１において左回り回動する。そうすると、両リンク
４，５の交叉連結部の近傍の押圧部２６にてラバースプ
リング６の頭部を下向きに押圧し、その下面の可動接点
３０がスイッチング部２９，２９に接触してスイッチ動
作するのである。

【００２５】図８の実施例は、第２リンク５の枢支軸２
５の先端に大径頭部２５ａを形成する一方、第１リンク
４の基部１８の中途下面に下向き開放した側面視略Ｃ字
状の抱持体３１を形成し、該抱持体３１で枢支軸２５を
その軸線と交叉する方向から被嵌することにより、一対
のリンク４，５をＸ字状に組立てた後の外れ防止と横ず
れ（リンク４、５の間隔が拡がること）の防止とを実現
するものであり、このようにすれば、前記ホルダ部材７
の回動係止部２７と摺動係止部２８とへの両リンク４，
５のピン部の装着作業がさらに容易になる。

【００２６】図９〜図１２は、ホルダ部材７′を下向き
凸湾曲状に形成し、キーボードに多数配列するキースイ
ッチ１のキートップ２上面を下向き凸湾曲の包絡面３５
に沿うように構成した実施例を示し、キーボードにおけ
る合成樹脂製の上ケース３２の操作部孔３３に前記包絡
面３５と相似形の下向き凸湾曲状のホルダ部材７′をね
じ３４にて取り付ける。

【００２７】この実施例におけるキートップ２、第１リ
ンク４、第２リンク５、及びラバースプリング６の形状
及び構造は前記各実施例におけるものと同じであるの
で、詳細な説明は省略する。

【００２８】従来、キートップの下面に下向き突設した
ステムをホルダ部材に形成されたステムガイド部に挿通
させて、キートップを上下動可能に案内支持するように
構成し、キートップの上下動移動方向を、前記包絡曲面
の法線方向とするため、前記ステムガイド部のガイド孔
を前記法線方向に挿通するようにホルダ部材と一体的に
射出成形するとき、上下一対の成形金型のうち、一方の
成形金型に前記ガイド孔に相当するスライド金型を多数
本摺動自在に放射状に装着する。そして、上下一対の成
形金型にて形成されるキャビティ内に溶融合成樹脂を注
入し、樹脂が固化したのち、前記スライド金型をそれぞ
れ前記法線方向に抜き出すという作業を実行しなければ
ならない。

【００２９】このように、前記ステムガイド部のガイド
孔を前記法線方向に挿通するように形成するには、成形
金型が複雑になると共に、スライド金型の装着、抜き出
しという工程が必要になるなど、キーボードの製作コス
トが高騰するので問題であった。

【００３０】本実施例では、合成樹脂製のホルダ部材
７′における取付け孔７′ａの左右側縁に一体的に形成
する回動係止部２７′及び摺動係止部２８′は図１０及
び図１２に示すように、総ての係止部２７′，２８′に
おける下向きＵ字状の回動係止溝２７ａ′や摺動係止溝
２８′ａの開放方向が平行となるように形成するもので
ある。

【００３１】このように総ての係止部２７′，２８′に
おける下向きＵ字状の回動係止溝２７ａ′や摺動係止溝
２８′ａの開放方向が平行となるように形成しても、こ
の各係止溝２７ａ′，２８′ａに嵌まるピン部１２ａ，
１２ｂ，１４ａ，１４ｂの高さ位置は前記包絡面３５と
相似の包絡面上に位置することになり、従って、ホルダ
部材７′上に配置する総てのキートップ２の上面も前記
包絡面３５に略沿うように配列されることになるし、各
キートップ２の上下動方向は包絡面３５の法線方向とな
る。この実施例においても、ホルダ部材７′の下面（裏
面）側をフレキシブル印刷基板９にて覆うように張設
し、その下面に補強板１０を張設する。

【００３２】前記ホルダ部材７′の成形方法の一実施例
は、例えば、図１２に示す上下一対の成形金型３６，３
７の合わせ面間のキャビティ３８内に溶融合成樹脂を注
入して、前記ホルダ部材７′と回動係止部２７′及び摺
動係止部２８′とを一体的に成形するとき、前記回動係
止溝２７ａ′や摺動係止溝２８′ａに相当する突起部３
９，４０を有する下金型３６の抜き方向と、当該総ての
突起部３９，４０の側面とが平行となるように設定する
のである。

【００３３】このようにすれば、前記下金型３６には突
起部３９，４０を一体的に形成することができ、且つ金
型の抜き方向が一方向でその作業を一挙にできるから、
ホルダ部材７′の成形作業が至極容易となるし、金型製
作費用も廉価になる。なお、キーボードの上ケース３２
とホルダ部材７′とを一体的に成形する場合にも、本実
施例を適用できることはいうまでもない。

【００３４】また、前述したホルダ部材を平面状或いは
下向き凸湾曲状に形成する実施例において、本発明のホ
ルダ部材の材質をアルミ、鋼板等の薄金属板とし、これ
をプレス加工により、前記取付け孔７ａ，７ａ′と回動
係止部２７，２７′及び摺動係止部２８，２８′とを一
挙に成形する場合にも、前記と同様の成形金型とするこ
とで、前記各実施例の発明を適用することができる。

【００３５】このように、本発明のホルダ部材をアル
ミ、鋼板等の薄金属板から構成することにより、前記各
実施例のように、ホルダ部材を合成樹脂で形成する場合
に比べ、ホルダ部材の肉厚をかなり薄くすることが可能
になり、結果として、キースイッチ装置そのものを薄型
化することが可能になる。

【００３６】さらに、スイッチング部２９を形成するフ
レキシブル印刷基板９に代えてメンブレンスイッチ回路
板等の基板であっても良く可変容量型キーボードにも適
用することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した通り本発明に係るキースイ
ッチ装置によれば、キーボードの更なる小型化、薄型化
に対応することが可能であるとともに、十分なキースト
ロークを確保することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】キースイッチの側断面図である。

【図２】キートップの押下状態を示す側断面図である。

【図３】図１の III−III 矢視断面図である。

【図４】（ａ）は第１リンクの平面図、（ｂ）は第２リ
ンクの平面図である。

【図５】キートップの下面図である。

【図６】ラバースプリング及び取付け孔の平面図であ
る。

【図７】ホルダ部材の取付け孔部分の斜視図である。

【図８】一対のリンクの連結手段の他の実施例の側面図
である。

【図９】キーボードの他の実施例の側断面図である。

【図１０】図９の要部拡大側断面図である。

【図１１】下向き凸湾曲状ホルダ部材の実施例を示す斜
視図である。

【図１２】成形金型の断面図である。

【符号の説明】

１ キースイッチ ２ キートップ ３ 案内支持手段 ４ 第１リンク ５ 第２リンク ６ ラバースプリング ７，７′ ホルダ部材 ７ａ，７′ａ 取付け孔 ９ 印刷基板 １０ 補強板 １５，２７，２７′ 回動係止部 １６，２８，２８′ 摺動係止部 ２７ａ，２７′ａ 回動係止溝 ２８ａ，２８′ａ 摺動係止溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 勲 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号 ブラザ ー工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/14 H01H 13/70

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂製のキートップと、 そのキートップの下方に配設されるとともに、係止部を
   形成した薄金属製のホルダ部材と、 前記キートップとホルダ部材とを連結し、キートップの
   上下動を案内支持する第１リンク部材及び第２リンク部
   材と、 前記ホルダ部材の下方に配設され、電気接点部を有する
   回路基板と、前記回路基板上に配置され、前記キートップの押下操作
   に基づき、下方へ押下されて 前記電気接点部を作動させ
   るとともに、キートップを上方へ付勢するスプリング部
   材と、 前記回路基板の下方で、回路基板を支持する支持板とを
   備えたことを特徴とするキースイッチ装置。