JP3421303B2 - 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に対応するラバースプリングの上部
に案内され、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、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かかる。

【００１０】

【００１１】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、キートップの上下動を案内支
持する案内支持手段を構成する一対の各リンク部材にお
ける下側端部を係止する各下部係止部を、金属板からな
るホルダ部材にプレス加工を行って一体に形成すること
により、キースイッチ装置の構成を単純化し、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、十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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係る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る金属板のホルダ部材
と、前記キートップを上下方向に案内支持する案内支持
手段と、前記キートップの下方に配置されたスプリング
部材と、前記キートップの押下操作に基づき、スプリン
グ部材を介してスイッチング動作を行うスイッチング部
とを備えたキースイッチ装置であって、前記案内支持手
段を、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、前記金属板のホルダ部材に
は、プレス加工により、前記第１リンク部材の下側端部
を係止する第１の係止部及び前記第２リンク部材の下側
端部を係止する第２の係止部が一体形成されていること
を特徴とする。また、請求項２に係るキースイッチ装置
は、請求項１のキースイッチ装置において、前記金属板
のホルダ部材に穿設された貫通孔と、前記ホルダ部材の
下方に配置されたフレキシブル回路基板とを備え、前記
スプリング部材をラバースプリングから構成し、そのラ
バースプリングを貫通孔内でかつフレキシブル回路基板
上に載置したことを特徴とする。

【００１３】前記構成を有する請求項１のキースイッチ
装置では、キートップが押下されると、案内支持手段を
介してキートップが下方へ案内される。このとき、案内
支持手段を構成する第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側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、プレス加工に
より、金属板のホルダ部材に一体に形成された第１の係
止部に係止されるとともに、第２リンク部材の下側端部
は、プレス加工により金属板のホルダ部材に一体に形成
された第２の係止部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。更に、キートップが押下さ
れると、ラバースプリング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】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。

【００１５】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の下面に張設するフレキシブルな印刷基板９と、
その下面側に張設した補強板１０とからなる。

【００１６】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。本発明の
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されてい
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、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。

【００１７】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）。

【００１８】図１及び図４（ａ）、（ｂ）を参照して、
ガラス繊維強化合成樹脂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１９，
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２
０ａ，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１１
ａ，１１ｂを横向きに突設する。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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貫通した取付け
孔７ａ（貫通孔）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。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。これにより、図１及び図４に示すように、ラバー
スプリング６の上部（頭部）は、ホルダ部材７及び回動
係止部２７、摺動係止部２８よりも上方に突出してお
り、ラバースプリング６の頭部上面を第２リンク５に形
成された押圧部２６と確実に当接させることができる。

【００２３】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、次い
で、両リンク４，５の上側のピン部１１ａ，１１ｂ，１
３ａ，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，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。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。

【００２４】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。

【００２５】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ン
グ動作するのである。

【００２６】図８の第２実施例は、第２リンク５の枢支
軸２５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２
５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）を防止とを
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。

【００２７】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第３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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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
の各係止溝に嵌まるピン部１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１
４ｂ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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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、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と回動係止部２７，２
７′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。

【００３７】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。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１のキースイッ
チ装置によれば、キートップの上下動を案内支持する案
内支持手段を構成する一対の各リンク部材における下側
端部を係止する第１及び第２の係止部を、薄い金属板の
ホルダ部材にプレス加工を行うことにより、ホルダ部材
に一体に形成するように構成されているので、キースイ
ッチ装置の構成を単純化することが可能であり、また、
キーボードの更なる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
であり、これにより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。また、請求項２に係るキースイッチ装置によれ
ば、ラバースプリングを貫通孔内でかつフレキシブル回
路基板上に載置したので、ホルダ部材の厚さの有効利用
を図ることにより、キーストロークの大きさを維持しつ
つ、キースイッチ装置の高さを低くすることができる。

【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の斜視図である。

【図８】一対のリンクの連結手段の第２実施例の側面図
である。

【図９】キーボードの第３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 １１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ ピン部 １３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ ピン部 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 １８，２２ 基部 ２１ 支持孔 ２５ 枢支軸 ３１ 抱持体 ３２ 上ケース ３５ 包絡面 ３６，３７ 成形金型 ３８ キャビティ ３９，４０ 突起部

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 G06F 3/02 310 H01H 11/00

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る金属板のホルダ部材
   と、 前記キートップを上下方向に案内支持する案内支持手段
   と、 前記キートップの下方に配置されたスプリング部材と、 前記キートップの押下操作に基づき、スプリング部材を
   介してスイッチング動作を行うスイッチング部とを備え
   たキースイッチ装置であって、 前記案内支持手段を、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、 前記金属板のホルダ部材には、プレス加工により、前記
   第１リンク部材の下側端部を係止する第１の係止部及び
   前記第２リンク部材の下側端部を係止する第２の係止部
   が一体形成されていることを特徴とするキースイッチ装
   置。
2. 【請求項２】 前記金属板のホルダ部材に穿設された貫
   通孔と、前記ホルダ部材の下方に配置されたフレキシブ
   ル回路基板とを備え、前記スプリング部材をラバースプ
   リングから構成し、そのラバースプリングを貫通孔内で
   かつフレキシブル回路基板上に載置したことを特徴とす
   る請求項１記載のキースイッチ装置。