JP3795280B2 - キースイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キーボード入力装置に配設されるキースイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
キーボード入力装置の薄型化に好適なキースイッチとして、近年、交差状にリンク結合させた一対のレバー部材の上端部でキートップを支持し、このキートップの昇降動作に伴って一対のレバー部材の交差する角度が変化するように構成したものが、特許第２７７９６０４号公報等に開示されている。
【０００３】
かかる従来のキースイッチは、一対のレバー部材を互いの交差部位でリンク結合させてなるクロスリンク体と、このクロスリンク体の上端部に支持されたキートップと、このキートップを上方へ付勢するクリックゴム等の弾性部材と、この弾性部材を搭載したメンブレンスイッチと、このメンブレンスイッチが載置される金属板製の支持板とで概略構成されており、メンブレンスイッチを貫通して上方へ突出する支持板の切り起こし部がクロスリンク体の下端部を支持している。すなわち、クロスリンク体を構成する一方のレバー部材の上端部をキートップの裏面に回動自在に係合させ、かつ下端部を支持板の切り起こし部にスライド移動自在に係合させると共に、クロスリンク体を構成する他方のレバー部材の上端部をキートップの裏面にスライド移動自在に係合させ、かつ下端部を支持板の切り起こし部に回動自在に係合させているので、このクロスリンク体によってキートップの昇降動作を案内することができる。なお、メンブレンスイッチのスイッチ部には、スペーサの開口部を介して対向する上部電極と下部電極とが形成されていて、前記弾性部材が座屈すると上部電極が押し込まれて下部電極に接触し、スイッチオンするようになっている。
【０００４】
このように構成されるキースイッチは、操作者がキートップを押し込むと一対のレバー部材が傾倒してクロスリンク体が押し畳まれていき、キートップが所定量下降した時点で、弾性部材が座屈してメンブレンスイッチの上部電極が下部電極に接触するためスイッチオン状態となる。また、かかるスイッチオン状態でキートップに対する押圧操作力が除去されると、座屈していた弾性部材が自身の弾性で元の形状に戻るので、メンブレンスイッチの上部電極が下部電極から離間してスイッチオフ状態に復帰すると共に、傾倒していた一対のレバー部材を起立させながらキートップが初期位置まで押し上げられていく。
【０００５】
そして、このようにクロスリンク体を用いてキートップを支持する構成を採用すると、キーステムを案内壁に沿って摺動させるという従来一般的であった構成に比べて、良好な操作性を確保しつつキースイッチの高さ寸法を大幅に低減できるというメリットがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術において、各キートップをそれぞれクロスリンク体にて支持しているキーボード入力装置の支持板には、多数のクロスリンク体の下端部と個別に係合する多数の切り起こし部が設けられているので、これらの切り起こし部を上方へ突出させるための挿通孔がメンブレンスイッチの各所に形成されている。しかしながら、最近のキーボード入力装置はキースイッチどうしの隣接間隔が狭く各キースイッチの大きさも小さくなっているので、メンブレンスイッチに前記挿通孔を多数設けると、その上部電極や下部電極から取り出す引き廻しパターンのレイアウトが著しく制約されてしまい、設計自由度や信頼性の低下を余儀なくされるという問題点があった。
【０００７】
また、上述した従来技術では、支持板の切り起こし部に取り付けてからでないとクロスリンク体の動作不良の有無が確認できないので、組立段階で一つのクロスリンク体に動作不良が発見された場合、既設のクロスリンク体やメンブレンスイッチ等をすべて破棄するか、あるいは不良品のクロスリンク体を取り外す煩雑な作業を行わねばならない。したがって、組立段階で既設部品の無駄や作業性の悪化が発生しやすいという問題点もあった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、メンブレンスイッチに引き廻しパターンのレイアウトを制約する多数の孔を設ける必要がなく、かつ組立段階でクロスリンク体の動作不良に効率よく対応できる、キースイッチを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明によるキースイッチは、互いの交差部位を回動自在に連結せしめた一対のレバー部材と、これら一対のレバー部材に昇降可能に支持されたキートップと、前記一対のレバー部材を搭載して支持するプレートと、このプレートを係止する保持プレートと、前記キートップを上方へ付勢する弾性部材と、前記キートップの昇降動作に伴いスイッチング動作を行うシート状スイッチ素子と、このシート状スイッチ素子が載置される支持板とを備え、前記プレートに、一方の前記レバー部材の下端部を回動自在に係合せしめる第１の切り起こし部と、他方の前記レバー部材の下端部をスライド移動自在に係合せしめる第２の切り起こし部と、前記保持プレートの係止孔に挿入して係止せしめる第３の切り起こし部とを設け、前記プレートおよび前記保持プレートに前記弾性部材を挿入せしめる透孔を設けると共に、前記シート状スイッチ素子を前記保持プレートと前記支持板とで挟持することとした。
【００１０】
このように構成されるキースイッチは、プレートの第１および第２の切り起こし部に一対のレバー部材の下端部を取り付けてユニット化したクロスリンク体が形成できるので、予めクロスリンク体の動作不良の有無を確認することができる。それゆえ、不良品のクロスリンク体を組み込んでしまう心配がなくなり、組立段階での既設部品の無駄や作業性の悪化が回避できる。しかも、クロスリンク体を搭載して支持するプレートの第３の切り起こし部を保持プレートの係止孔に挿入して係止しているので、クロスリンク体の下端部と係合させる切り起こし部を支持板に設ける必要がなく、よって切り起こし部を挿通させるための多数の孔をメンブレンスイッチに設ける必要がなくなる。それゆえ、メンブレンスイッチに引き廻しパターン用の十分に広いスペースを確保することができて、その設計自由度や信頼性が向上させやすくなる。
【００１２】
また、前記プレートに、複数対の前記レバー部材を搭載して支持させるようにしておけば、複数のクロスリンク体を並設したユニットが得られるので、キーボード入力装置のキースイッチ組立作業が効率よく行える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態例を示すキースイッチの断面図、図２は該キースイッチの平面図、図３は該キースイッチのキートップの裏面図、図４は該キースイッチの内側レバー部材の平面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図、図６は該キースイッチの外側レバー部材の平面図、図７は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図８は該キースイッチのアクチュエータの平面図、図９は図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１０は該キースイッチのプレートの平面図、図１１は該プレートの側面図、図１２は該キースイッチのユニット化したクロスリンク体を示す斜視図、図１３は該キースイッチの保持プレートの要部平面図、図１４は図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図１５は該キースイッチの内側レバー部材の成形金型を示す平面図、図１６は該内側レバー部材の成形過程の型開き前の状態を示す断面図、図１７は該キースイッチの外側レバー部材の成形金型を示す平面図、図１８は該外側レバー部材の成形過程の型開き前の状態を示す断面図である。
【００１５】
これらの図に示すキースイッチは、キートップ１と、このキートップ１の裏側を係止しているアクチュエータ２と、このアクチュエータ２を介してキートップ１を昇降可能に支持している内側レバー部材３および外側レバー部材４と、これら一対のレバー部材３，４を搭載して支持しているプレート５と、このプレート５を係止している保持プレート６と、キートップ１の昇降動作に伴いスイッチング動作を行うメンブレンスイッチ７と、このメンブレンスイッチ７上に搭載されアクチュエータ２を介してキートップ１を上方へ付勢しているクリックゴム８と、メンブレンスイッチ７を載置している支持板９とによって概略構成されている。そして、このキースイッチは、キーボード入力装置に配設される。
【００１６】
このキースイッチの各部の構成について詳しく説明すると、キートップ１の裏側には、図１，３に示すように、一対の嵌合突起１ａ，１ｂが形成されている。一方、アクチュエータ２には、図８，９に示すように、一対の係止孔２ａ，２ｂが形成されていて、これらの係止孔２ａ，２ｂに嵌合突起１ａ，１ｂを圧入させることにより、キートップ１とアクチュエータ２とが一体化されている。このアクチュエータ２には長手方向一端部に、内側レバー部材３の上端部を回動自在に係合させるための軸溝２ｃが形成されていると共に、長手方向他端部に、外側レバー部材４の上端部をスライド移動自在に係合させるためのせり出し部２ｄが形成されている。また、アクチュエータ２の底面中央部には、倒椀状のクリックゴム８の上端面に当接する押圧部２ｅが形成されている。
【００１７】
内側レバー部材３は、図４，５に示すように、一対の傾倒脚部３ａの上端側に回動軸３ｂを設け、かつ下端側にスライドピン３ｃを突設した枠状に形成されていて、各傾倒脚部３ａの外側面の中ほどには側方へ突出する連結軸３ｄが形成されている。この内側レバー部材３の回動軸３ｂはアクチュエータ２の軸溝２ｃに回動自在に係合され、スライドピン３ｃは後述するプレート５の第１の切り起こし部５ａにスライド移動自在に係合される。また、外側レバー部材４は、図６，７に示すように、一対の傾倒脚部４ａの上端側にスライド軸４ｂを設け、かつ下端側に回動ピン４ｃを突設したコ字形状に形成されていて、各傾倒脚部４ａの中ほどには内側から外側へと貫通する軸挿入穴４ｄが形成されている。この外側レバー部材４のスライド軸４ｂはアクチュエータ２のせり出し部２ｄにスライド移動自在に係合され、回動ピン４ｃは後述するプレート５の第２の切り起こし部５ｂに回動自在に係合される。これらのレバー部材３，４は、互いの交差部位を回動自在に連結してクロスリンク体１０を構成している。すなわち、外側レバー部材４の軸挿入穴４ｄに内側レバー部材３の連結軸３ｄが枢着状態で挿入されている。このクロスリンク体１０は、両レバー部材３，４の傾倒脚部３ａ，４ａの傾倒角度に応じて、高さが変化するようになっている。
【００１８】
これらのレバー部材３，４を、本実施形態例では、２色成形加工技術を利用して成形した。具体的には、まず図１５，１６に示すように、コ字形のキャビティ１１ａや凹部１１ｂやゲート１１ｃ等を有する固定金型１１と、凹部１１ｂに嵌合する凸部１２ａ等を有する可動金型１２とを型締めした状態で、ゲート１１ｃからキャビティ１１ａ内に、収縮率が比較的小さい第１の樹脂材料１３（例えば収縮率が４／１０００のＡＢＳ樹脂）を注入して冷却・固化させ、外側レバー部材４を成形する。その際、キャビティ１１ａ内には予め、図示せぬスライドコアを挿入しておき、第１の樹脂材料１３が固化した段階で、各傾倒脚部４ａの中ほどに軸挿入穴４ｄが形成されるようにしておく。しかる後、固定金型１１から離間させた可動金型１２を１８０度回転させてから平行移動させることにより、図１７，１８に示すように、枠状のキャビティ１４ａや凹部１４ｂ（ただし両者１４ａ，１４ｂは連通している）やゲート１４ｃ等を有する固定金型１４と、前記可動金型１２とを型締めした状態で、ゲート１４ｃからキャビティ１４ａ内に、収縮率が比較的大きい第２の樹脂材料１５（例えば収縮率が２０／１０００のポリアセタール樹脂）を注入して冷却・固化させ、内側レバー部材３を成形する。このとき、外側レバー部材４の軸挿入穴４ｄを固定金型１４のキャビティ１４ａと連通させておくことにより、軸挿入穴４ｄ内にも第２の樹脂材料１５が充填されるので、これが固化すると連結軸３ｄとなる。すなわち、第１の樹脂材料１３よりも第２の樹脂材料１５のほうが収縮率が大きいので、軸挿入穴４ｄ内で第２の樹脂材料１５を冷却・固化させて連結軸３ｄを成形すると、両者４ｄ，３ｄの間にはクリアランスが生じ、よって連結軸３ｄは軸挿入穴４ｄ内に枢着状態で成形されることとなる。
【００１９】
金属板をプレス加工してなるプレート５には、図１０，１１に示すように、前記スライドピン３ｃをスライド移動自在に係合させるための一対の第１の切り起こし部５ａと、前記回動ピン４ｃを回動自在に係合させるための一対の第２の切り起こし部５ｂと、３か所に突設されて後述する保持プレート６の係止孔６ａに挿入される第３の切り起こし部５ｃと、後述するクリックゴム８を挿入させるための透孔５ｄとが形成されている。つまり、このプレート５上に、内側レバー部材３の下端部をスライド移動自在に係合させ、かつ外側レバー部材４の下端部を回動自在に係合させた状態で、クロスリンク体１０が設置される。したがって、クロスリンク体１０は、交差角度を変化させる傾倒脚部３ａ，４ａの傾倒動作を許容された状態でプレート５上に取り付けられることとなり、ユニット化されたクロスリンク体１０が得られる。なお、前述の如く、内側レバー部材３の上端部はアクチュエータ２に回動自在に係合され、かつ外側レバー部材４の上端部はアクチュエータ２にスライド移動自在に係合されているので、結局、アクチュエータ２とクロスリンク体１０とプレート５とがユニットを構成している（図１２参照）。
【００２０】
金属板をプレス加工してなる保持プレート６には、図１３に示すように、プレート５の第３の切り起こし部５ｃを挿入するための係止孔６ａと、後述するクリックゴム８を挿入させるための透孔６ｂとが形成されている。
【００２１】
シート状スイッチ素子としてのメンブレンスイッチ７は、上部シートと下部シートの間にスペーサを介在させた公知のもので、保持プレート６と支持板９との間に挟持されている。このメンブレンスイッチ７のスイッチ部は、プレート５の透孔５ｄや保持プレート６の透孔６ｂの下方に位置させてある。なお、このスイッチ部には、スペーサの開口部を介して対向する上部電極と下部電極とが形成されている。
【００２２】
倒椀状のクリックゴム８は、その上端面をアクチュエータ２の押圧部２ｅに当接させた状態で、メンブレンスイッチ７上に載置されている。このクリックゴム８の内側には押圧突起８ａが下向きに突設されていて、この押圧突起８ａの下方にメンブレンスイッチ７の上部電極を位置させている。
【００２３】
次に、このように構成されるキースイッチの動作について説明する。いま、図１に示すスイッチオフ状態で、操作者がキートップ１を押し込むと、アクチュエータ２の下降に伴い一対のレバー部材３，４の傾倒脚部３ａ，４ａが傾倒して、クロスリンク体１０が押し畳まれていく。そして、キートップ１が所定量下降した時点で、アクチュエータ２の押圧部２ｅに押し込まれたクリックゴム８が座屈して、押圧突起８ａがメンブレンスイッチ７の上部シートを押し撓めるため、スイッチ部の上部電極が下部電極に接触してスイッチオン状態となる。また、かかるスイッチオン状態でキートップ１に対する押圧操作力を除去すると、座屈していたクリックゴム８が自身の弾性で元の形状に戻るので、メンブレンスイッチ７の上部電極が下部電極から離間してスイッチオフ状態に復帰すると共に、アクチュエータ２が押し上げられることからクロスリンク体１０が立ち上がっていき、キートップ１も初期位置まで押し上げられていく。
【００２４】
本実施形態例では上述したように、第１および第２の切り起こし部５ａ，５ｂを有するプレート５上に一対のレバー部材３，４を取り付けて、ユニット化したクロスリンク体１０を構成しているので、メンブレンスイッチ７上に組み込む前にクロスリンク体１０の動作不良の有無を確認することができる。しかも、このプレート５の第３の切り起こし部を保持プレートの係止孔に挿入することにより、プレートを保持プレートに係止しており、支持板９にはクロスリンク体１０の下端部と係合させるための切り起こし部を設ける必要がないので、該切り起こし部を挿通させるための多数の孔をメンブレンスイッチ７に設ける必要がなくなって、メンブレンスイッチ７に引き廻しパターン用の十分に広いスペースを確保することができる。
【００２５】
また、本実施形態例では、組立段階で、一対のレバー部材３，４の上端部を係合・支持しているアクチュエータ２に対して、キートップ１の嵌合突起１ａ，１ｂを圧入させればよいため、ユニット化したクロスリンク体１０をメンブレンスイッチ７上の保持プレート６に搭載して組み付けた後、極めて簡単にキートップ１を取り付けることができる。ただし、本発明は、一対のレバー部材３，４の上端部を直接キートップ１に係合させる構成のキースイッチにも適用可能である。
【００２６】
また、本実施形態例では、外側レバー部材４と内側レバー部材３を順次成形して、軸挿入穴４ｄ内に連結軸３ｄを枢着状態で係合せしめたクロスリンク体１０となしているので、これら一対のレバー部材３，４を手作業で連結するという煩雑な組立作業を強いられることがなく、組立作業性が大幅に向上している。ただし、別々に成形した内側レバー部材３と外側レバー部材４とを連結してクロスリンク体１０となしてもよい。
【００２７】
図１９は、本発明の他の実施形態例に係るプレートの平面図である。同図に示すように、複数対のレバー部材３，４を搭載して支持可能な横長のプレート５を用いると、１枚のプレート５上に複数個（図１９の場合は４個）のクロスリンク体１０を並設してユニット化することができるので、キーボード入力装置のキースイッチ組立作業が効率よく行える。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】
プレートの第１および第２の切り起こし部に一対のレバー部材の下端部を取り付けてユニット化したクロスリンク体が形成できるので、予めクロスリンク体の動作不良の有無を確認することができ、よって組立段階での既設部品の無駄や作業性の悪化が回避できる。また、クロスリンク体を搭載して支持するプレートに設けた第３の切り起こし部を、支持板との間にメンブレンスイッチを挟持している保持プレートの係止孔に挿入して係止しているので、メンブレンスイッチにはクロスリンク体用の切り起こし部を挿通させるための多数の孔を設ける必要がない。つまり、メンブレンスイッチに引き廻しパターンのレイアウトを制約する多数の孔を設ける必要がなくなるので、その設計自由度や信頼性が向上させやすい。
【００３０】
また、プレートに、複数対のレバー部材を搭載して支持させるようにしておけば、複数のクロスリンク体を並設したユニットが得られるので、キーボード入力装置のキースイッチ組立作業が効率よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示すキースイッチの断面図である。
【図２】該キースイッチの平面図である。
【図３】該キースイッチのキートップの裏面図である。
【図４】該キースイッチの内側レバー部材の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】該キースイッチの外側レバー部材の平面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】該キースイッチのアクチュエータの平面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１０】該キースイッチのプレートの平面図である。
【図１１】該プレートの側面図である。
【図１２】該キースイッチのユニット化したクロスリンク体を示す斜視図である。
【図１３】該キースイッチの保持プレートの要部平面図である。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１５】該キースイッチの内側レバー部材の成形金型を示す平面図である。
【図１６】該内側レバー部材の成形過程の型開き前の状態を示す断面図である。
【図１７】該キースイッチの外側レバー部材の成形金型を示す平面図である。
【図１８】該外側レバー部材の成形過程の型開き前の状態を示す断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態例に係るプレートの平面図である。
【符号の説明】
１ キートップ
２ アクチュエータ
３ 内側レバー部材
３ｂ 回動軸
３ｃ スライドピン
３ｄ 連結軸
４ 外側レバー部材
４ｂ スライド軸
４ｃ 回動ピン
４ｄ 軸挿入穴
５ プレート
５ａ 第１の切り起こし部
５ｂ 第２の切り起こし部
５ｃ 第３の切り起こし部
５ｄ 透孔
６ 保持プレート
６ａ 係止孔
６ｂ 透孔
７ メンブレンスイッチ
８ クリックゴム（弾性部材）
９ 支持板
１０ クロスリンク体

Claims (2)

1. 互いの交差部位を回動自在に連結せしめた一対のレバー部材と、これら一対のレバー部材に昇降可能に支持されたキートップと、前記一対のレバー部材を搭載して支持するプレートと、このプレートを係止する保持プレートと、前記キートップを上方へ付勢する弾性部材と、前記キートップの昇降動作に伴いスイッチング動作を行うシート状スイッチ素子と、このシート状スイッチ素子が載置される支持板とを備え、前記プレートに、一方の前記レバー部材の下端部を回動自在に係合せしめる第１の切り起こし部と、他方の前記レバー部材の下端部をスライド移動自在に係合せしめる第２の切り起こし部と、前記保持プレートの係止孔に挿入して係止せしめる第３の切り起こし部とを設け、前記プレートおよび前記保持プレートに前記弾性部材を挿入せしめる透孔を設けると共に、前記シート状スイッチ素子を前記保持プレートと前記支持板とで挟持したことを特徴とするキースイッチ。
2. 請求項１の記載において、前記プレートに、複数対の前記レバー部材を搭載して支持させたことを特徴とするキースイッチ。

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