JP3352673B2 - 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
られるキーボード装置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、この種のキーボード装置にあって
は、例えば、実開昭６０−１４７０３７号等に開示され
ているように、キートツプの下面に下向きに突設したス
テムをホルダ部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
するのが一般的であった。

【０００３】また、スペースキーやリターンキー等の大
型のキーを使用するキースイッチ装置としては、キーの
押下時に、キートップが傾いた状態で押下されるのを防
止するために、特開昭６０−６２０１７号公報や特開昭
６４−７４４１号公報に記載されたキースイッチ装置が
知られている。

【０００４】前者に記載されたキースイッチ装置では、
キー部材の下方に配設され、キー部材を支持する案内支
持部材を２つのはさみ状部材により構成し、個々のはさ
み状部材の２つのアームを軸に回転可能に連結させてい
る。そして、キー部材を押下すると、各はさみ状部材の
端部に形成された複数個の各ピンがキー部材の裏面とキ
ーボードの基板の上面とで水平方向に摺動するように構
成している。これにより、キー部材を押下すると、キー
部材は水平状態を保持したまま下方に移動し、これに伴
って、キー部材に垂設された押下部がキーホルダ部を介
して摺動案内され、その下方に配設されたスイッチング
部材を押下し、スイッチング動作が行われる。

【０００５】更に、後者に記載されたキースイッチ装置
は、前者に記載されたキースイッチ装置と基本的構成を
同じくするものであり、はさみ状部材に対するキー部材
の着脱を容易にする点に特徴を有するものである。

【０００６】これら各公報に記載されたキースイッチ装
置は、スペースキー等の大型のキーにおける押下位置と
は無関係に、キートップのどの部分を押下しても水平状
態を保持したままキートップの上下動を案内できるもの
である。このように、前述した従来のキースイッチ装置
のいずれにおいても、スイッチング部材を押下するため
のキーステムやキー部材の押下部をキーホルダ部を介し
て上下に摺動案内しつつ、スイッチング部材を押下させ
るようにしている点で共通するものである。

【０００７】

【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、薄型化に伴い、これらに付設されるキーボード
装置も小型化、薄型化が指向されている一方、キー入力
の操作性を向上させるとともにキー入力の確実性を担う
べく大きなキーストロークが要求されている。このよう
な状況下において、従来のキースイッチ装置では十分な
キーストロークを得ることができないという問題点があ
った。

【０００８】例えば、上記実開昭６０−１４７０３７号
公報に示す構成では、キートップの上下動ストロークを
長くしようとして、ステムガイド部の上下長さを短くす
ると、ステムとの上下摺動長さが不足して、キートップ
の押下時にこじれが生じて、キータッチが円滑にできな
い。従って、ステムガイド部の上下長さを長くしなけれ
ばならず、キーボード装置の薄型化を図ることができな
いという不都合があった。

【０００９】このように、従来のキースイッチ装置にお
いて、キーボード装置の薄型化を実現しようとすれば、
ホルダ部により摺動案内されるキーステムの部分が減少
し、これに伴って、キーの傾動に起因するキーステムと
ホルダ部との間でのキーのこじれが生じてしまう。これ
を防止するために、キーステムがホルダ部により摺動案
内される部分を大きくすると、キーストロークが減少し
てしまうというジレンマがある。

【００１０】また、キーの押下時に、キーステムとホル
ダ部との間で生じるこじれは、摺動ノイズ発生の原因と
なり、キー入力の操作性を著しく損なうこととなる。こ
のキーステムとホルダ部との間で生じるこじれは、常に
キーの中央部を押下している場合には、キーステムが垂
直に押下されることとなるので発生しにくいものであ
る。よって、このこじれの発生を防止するために、キー
の操作面積を小さくし、常にキートップの中央部にて押
下されるようにすることも考えられるが、この場合もキ
ー入力の操作性を著しく損なう点では前記のものと変わ
るところがない。

【００１１】また、特に上記ステムガイドを用いた装置
をスロープスカルプチャタイプのキーボード装置に適用
した場合、中空筒状のステムガイドを異なる方向に多数
立設させることになる。従って、ホルダ部材を樹脂成形
する際に、多数のスライド型を利用するか、或いは平面
状に成形したホルダ部材を成形後に湾曲させる等の工程
を必要とするため、製造コストが高くなるという問題が
あった。

【００１２】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、キーステムをホルダ部により
上下に摺動案内する構成を不要として、キーボード装置
の小型化、薄型化に対応することが可能であり、且つ十
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、キー入力の操作性が良好で且つこじれのない確実な
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
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のキースイッチ装置は、キートップと、その
キートップの下方に配設されたホルダ部材と、キートッ
プの下面とホルダ部材とを連結するとともに、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
ク部材からなる案内支持部材と、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、キートップを
上方へ付勢するスプリング部材と、案内支持部材に形成
され、スプリング部材を押圧する押圧部材とを備え、キ
ートップの押下に基づき、押圧部材はスプリング部材を
押圧して電気接点部を作動させてスイッチング動作を行
うことを特徴とする。

【００１４】なお、前記押圧部材が、前記案内支持部材
の第１リンク部材又は第２リンク部材のいずれか一方に
一体形成されていても良い。

【００１５】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リンク部材を介して下方へ案内される。か
かるキートップの押下動作に基づき、案内支持部材に形
成された押圧部材がスプリング部材を押圧し、これによ
り、回路基板の電気接点部が作動されてスイッチング動
作が行われる。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。

【００１６】

【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。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
を示している。キースイッチ１は、キートップ２と、第
１リンク５と第２リンク４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、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とから構成されている。

【００１７】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（電気接
点部）２９，２９（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ＥＰ
ＤＭ（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。

【００１８】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２６にて押圧さ
れるラバースプリング６の頭部の下面には、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。

【００１９】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）。

【００２０】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。

【００２１】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。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２
１に回動可能に嵌挿する。

【００２２】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、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１１
ａ，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。

【００２３】また、詳細には図示しないが、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。

【００２４】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の一部を示す図であり、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
体的に射出成形されている。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】次いで、両リンク４，５の上側のピン部１
１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂ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，１４
ａ，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１２
ａ，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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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を一体形成する一方、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を一体形成し、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、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。

【００３３】ここに、図８に示すように、第２リンク５
にて枢支軸２５の先端に一体形成された大径頭部２５ａ
は、図１に示すキースイッチ１においては、ラバースプ
リング６の頭部を下向きに押圧する押圧部２６を構成す
る。

【００３４】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に包絡面３
５と相似形の下向き凸湾曲状のホルダ部材７′をねじ３
４にて取り付ける。

【００３５】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。

【００３６】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、包絡曲面の法
線方向とするため、ステムガイド部のガイド孔を法線方
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。

【００３７】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。

【００３８】このように、ステムガイド部のガイド孔を
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。

【００３９】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。

【００４０】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の上面も包絡面３
５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。

【００４１】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３６，３７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、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、回動係止溝２７ａ′
や摺動係止溝２８′ａに相当する突起部３９，４０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。

【００４２】このようにすれば、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。

【００４３】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、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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】

【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
する案内支持部材にスプリング部材を押圧する押圧部材
を形成し、キートップの押下時に押圧部材を介してスプ
リング部材を押圧するように構成したので、キーステム
をホルダ部により上下に摺動案内する構成を不要とし
て、キーボード装置の小型化、薄型化に対応することが
でき、且つ十分なキーストロークを確保することができ
るとともに、キー入力の操作性が良好で且つこじれのな
い確実なキー入力を行うことができる。

【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 (56)参考文献 特開 昭60−62017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−7441（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−5236（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 13/14 H01H 13/52 H01H 13/70

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キートップと、 そのキートップの下方に配設されたホルダ部材と、 前記キートップの下面とホルダ部材とを連結するととも
   に、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リンク部材からなる案内支持部材と、 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、 前記キートップを上方へ付勢するスプリング部材と、 前記案内支持部材に形成され、前記スプリング部材を押
   圧する押圧部材とを備え、 前記キートップの押下に基づき、前記押圧部材はスプリ
   ング部材を押圧して前記電気接点部を作動させてスイッ
   チング動作を行うことを特徴とするキースイッチ装置。
2. 【請求項２】 前記押圧部材は、前記案内支持部材の第
   １リンク部材又は第２リンク部材のいずれか一方に一体
   形成されていることを特徴とする請求項１記載のキース
   イッチ装置。