JP3923746B2 - キーボード用スイッチ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キーボード用スイッチ装置に関し、特にノート型のパーソナルコンピュータやノート型ワードプロセッサなどに搭載される薄型のキーボードに使用して好適なキーボード用スイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のキーボード用スイッチ装置１００は、図８に示すように、ラバーキャップ１０８を有するメンブレンスイッチ１０７を有している。
このメンブレンスイッチ１０７は、絶縁性のフィルムシート１０７ａ上にスイッチ素子である、互いに対向する第１と第２の電極１０７ｂ、１０７ｃが印刷等により形成されている。
この第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃは、後述するラバーキャップ１０８の導電部１０８ｂが接触することにより、電気的に導通してスイッチＯＮ状態になるようになっている。
【０００３】
また、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃの周辺には、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃを露出させた状態で、所定の厚さのレジスト膜１０７ｄが形成され、このレジスト膜１０７ｄにより、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃから引き出された配線パターン（図示せず）の上面が覆われて絶縁されている。
また、第１あるいは第２電極１０７ｂ、１０７ｃ近傍のフィルムシート１０７ａには、空気孔１０７ｆが打ち抜き形成されている。
【０００４】
また、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃ上には、内部がドーム状に形成されたラバーキャップ１０８が配設されている。このラバーキャップ１０８は、内部のドーム状の天井部から下方に突出して押圧突起１０８ａが形成され、この押圧突起１０８ａの下端部には、導電性の膜からなる導電部１０８ｂが印刷等により形成されている。
また、ラバーキャップ１０８には、ドーム状の天井部から上方に突出する円形状の頂部１０８ｃが形成されている。また、ドーム状の下部にはスカート部１０８ｄが形成され、このスカート部１０８ｄが、接着剤等でメンブレンスイッチ１０７のレジスト膜１０７ｄ上に固着されて、メンブレンスイッチ１０７とラバーキャップ１０８とが一体化されている。
【０００５】
また、メンブレンスイッチ１０７の下部には、アルミニウム等の金属板からなる平坦状のメタルプレート１０９が配設されている。このメタルプレート１０９には、メンブレンスイッチ１０７の空気孔１０７ｆが位置する部分に、同じ大きさの空気孔１０９ｆが打ち抜き形成されており、ラバーキャップ１０８が押圧されて変形したときに、ラバーキャップ１０８内部の空気が空気孔１０７ｆ、１０９ｆを通じて外部に逃げて、ラバーキャップ１０８が変形容易になっている。
ところで、ラバーキャップ１０８を下方に押し下げると、ラバーキャップ１０８内部の容積が一旦減少し、その後、ラバーキャップ１０８の復帰と共に、その容積内に空気孔１０７ｆ、１０９ｆを通じて外部から空気が流入する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなメンブレンスイッチ１０７のスイッチング動作が行われると、空気とともにごみや埃などがラバーキャップ１０８内部に侵入して、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃおよび導電部１０８ｂに付着するおそれがある。
そして、ラバーキャップ１０８を押し下げて、スイッチング動作（スイッチオン動作）するにも、これらごみや埃により、第１、第２電極１０７ｂ、１０７ｃと導電部１０８ｂとの接触が妨げられ、導通しないおそれがある。
【０００７】
そこで、これらごみや埃がラバーキャップ１０８の内部に侵入しにくくするために、空気孔１０７ｆ、１０９ｆの径を小さくすることが考えられるが、キーボードとして配列された多数のラバーキャップ１０８が同時に複数個押し下げられられると、その作動に要する押圧力を増大させなければならないので、空気孔１０７ｆ、１０９ｆの径を小さくすることができない。
【０００８】
近年、ノート型パーソナルコンピュータは、その普及に伴って、益々薄型化が要求されてきている。
したがって、キーボードでは、上記キーボード用スイッチ装置１００の下部、すなわちメタルプレート１０９と図示しない構成ユニットのケース部材の間の隙間が十分に取れなくなってきている。
そして、メタルプレート１０９とケース部材と密着した場合には、スイッチング動作のため、ラバーキャップ１０８を押し下げようとしたときに、ラバーキャップ１０８内部の空気が空気孔１０７ｆ、１０９ｆを通じて外部に逃げることができず、ラバーキャップ１０８を十分に押し下げることができないことがある。
そのため、ラバーキャップ１０８への押圧力（操作圧）が変動してしまい、そのメンブレンスイッチ１０７のクリック感などのフィーリングも悪くなる。
【０００９】
本発明の目的は、耐塵性に優れ、ラバーキャップ１０８への押圧力（操作圧）の変動を少なくして、信頼性のあるキーボード用スイッチ装置を簡単な構成で提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題の少なくとも１つを解決するための第１の解決手段として、昇降可能な複数のキートップと、該各キートップを上方にそれぞれ弾性付勢する弾性キャップと、前記各弾性キャップが上面に設けられ、前記キートップの昇降動作に伴って変形する前記弾性キャップを介して、スイッチングを行う前記弾性キャップの内部に配置された第１の通気孔を有するシートスイッチと、該シートスイッチを上方に積層したベースプレートと、前記シートスイッチと前記ベースプレート間に積層され、前記第１の通気孔と通ずる空気逃げ部を有するスペーサシートとを備え、前記シートスイッチには、前記弾性キャップの外方で、前記空気逃げ部に通ずる第２の通気孔が形成されたものである。
【００１１】
また、第２の解決手段として、空気逃げ部はキートップの配列方向に対応した長孔部である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置を図１乃至図７に基づいて以下に説明する。
図１乃至図３に示すように、キーボード用スイッチ装置は、アルミニウム等の金属からなる平板状のベースプレート１０と、該ベースプレート１０上に積層して配設されたスペーサシート２０と、このスペーサシート２０上に積層して配設された絶縁性シート３０と、絶縁性シート３０上に取付けられたラバーキャップ（弾性キャップ）４０と、ラバーキャップ４０を押し下げるキートップ５０と、ラバーキャップ４０を配置するための矩形状をした複数の開口部６０ａを有する保持プレート６０とから主に構成されている。
【００１４】
図４に示すように、略長方形状をした上記スペーサシート２０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの樹脂フィルムからなり、その長手方向に沿って、幅寸法を同じにした６本の帯状をした空気逃げ部としての長孔部２２が互いに平行に打ち抜き形成されている。
また、スペーサシート２０には、その周辺部分、さらに長孔部２２を除いた中央部分に、位置決め用の複数の位置決め穴２４が所定の間隔で形成されている。
なお、この長孔部２２は、後述するキートップ５０の配列方向と一致している
。
【００１５】
上記絶縁性シート３０は、シートスイッチとして、図１乃至図３に示すように、ＰＥＴなどの樹脂フィルムからなる透明な絶縁性のベースシートと、導電性ペーストからなる導電パターン部とをスクリーン印刷にて一体成形した、一種のフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）とを備えている。また、導電パターン部にはレジスト膜が一体形成されている。
そして、図５に示すように、絶縁性シート３０の上面には、導電パターン部に接続する第１、第２固定電極３２、３３が、一組ずつ所定の間隔に並設して配置されるとともに、レジスト膜から露出して形成されている。さらに、絶縁性シート３０には、１組の第１、第２固定電極３２，３３近傍に１つの小さな穴部（第１の通気孔）３０ｆがそれぞれ形成されている。
また、絶縁性シート３０には、ラバーキャップ４０の外方で、各長孔部２２に通ずる複数の通気孔（第２の通気孔）３０ｇがそれぞれ導電パターン部を避けて貫通形成されている。すなわち、長孔部２２を介して穴部３０ｆに通じる通気孔３０ｇが形成されている。
【００１６】
上記ラバーキャップ（弾性キャップ）４０は、図３、図５および図６に示すように、絶縁性のあるシリコーンゴムなどでドーム状に形成され、ドーム状の天井部分から上方に突出する筒状の頂部４０ｃと、頂部４０ｃの周囲から下向きに延びるスカート部４０ｄと、スカート部４０ｄの下端部分に延設された厚肉の鍔部４０ｆ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。
このラバーキャップ４０には、ドーム状の内部の天井部（頂部４０ｃ）に下方側に向けて一体に突出形成した押圧突起と、この押圧突起の先端（下端部）に印刷形成された導電性の膜を有する可動電極４２とを備えている。
【００１７】
さらに、ラバーキャップ４０は、可動電極４２と第１、第２固定電極３２，３３とが対向するように、接着剤などを塗布した鍔部４０ｆの下面を絶縁性シート３０の上面に貼り付け固定している。
そして、ラバーキャップ４０の押し下げにより、可動電極４２が第１、第２固定電極３２，３３と接離して、シートスイッチである絶縁性シート３０はスイッチング動作をするようになっている。
【００１８】
なお、可動電極４２は、押圧突起の代わりに、ドーム状の内部の天井部（頂部４０ｃ）に下方側に向けて突出した、導電性を有する導電ゴム等からなる円柱状の可動電極４２が固着した構造にしてもよい。
また、ラバーキャップ４０は、ゴム製に限定されず、弾性を有する素材であれば良い。
【００１９】
上記キートップ５０は、図１に示すように、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂からなり、その上面に文字などが刻印または印刷などにより付されている。
そして、キートップ５０の下面には図示しないアクチュエータが配置され、このキートップ５０を押し下げることにより、アクチュエータを介してラバーキャップ４０を昇降方向（垂直方向）に均一に押圧できるようになっている。
なお、保持シート６０の開口部６０ａには、図示しないアクチュエータが取り付けられている。
【００２０】
このように、キーボード用スイッチ装置は、ベースプレート１０にスペーサシート２０を、スペーサシート２０にラバーキャップ４０を貼り付けた絶縁性シート３０を、絶縁性シート３０に保持プレート６０を順に積層して一体に組み立てる。あらかじめ保持シート６０の開口部６０ａには図示しないアクチュエータ（押圧部材）を取付けし、このアクチュエータにキートップ５０を取付けする。
なお、絶縁性シート３０には、ラバーキャップ４０の鍔部４０ｆを図示しない接着剤にて貼り付けておく。
そして、各長孔部２２の真上には、各穴部３０ｆおよび各通気孔３０ｇをそれぞれ配置して、穴部３０ｆ、長孔部２２および通気孔３０ｇがともに空気逃げ用の１つの導通路Ｓを形成している。
【００２１】
次に、このキーボード用スイッチ装置の動作を図６および図７に基づいて説明すると、先ず、キートップ５０を下方に押し下げていくと、図示しないアクチュエータを介してラバーキャップ４０の頂部４０ｃが下方に押圧される。すると、ラバーキャップ４０のスカート部４０ｄが変形して座屈し、この座屈によってラバーキャップ４０にクリック感が生じる。それとともに、可動電極４２が第１、第２固定電極３２，３３に接触して、第１、第２固定電極３２，３３間が電気的に導通し、スイッチオン状態となる。
このとき、ラバーキャップ４０の内部の空気は、穴部３０ｆを通じて長孔部２２内に放出され、その長孔部２２の空間内で吸収される。
【００２２】
また、複数のキートップ５０を同時に押圧される場合には、複数のラバーキャップ４０の内部の空気が各穴部３０ｆを通じて長孔部２２に放出され、その長孔部２２の空間内で一部吸収される。そして、吸収されない空気は、長孔部２２から各通気孔３０ｇを通じて外部に放出される。
このように、キートップ５０の１個または複数個を押圧したとき、ラバーキャップ４０の内部の空気が穴部３０ｆを通じて長孔部２２に十分に放出されるので、ラバーキャップ４０のクリック感などが快適な状態で一定に維持される。
【００２３】
次に、スイッチオン状態から、キートップ５０に加えていた押圧力を解除すると、座屈していたラバーキャップ４０が、自身の弾性力で元のドーム状の形状に復帰し、キートップ５０を上方に押し上げ元の位置に戻す。このように、ラバーキャップ４０の復帰により、第１、第２固定電極３２，３３に接触して導通していた可動電極４２が離間して上昇し、スイッチオフ状態に戻る。
このとき、それまで座屈変形により、その容積が小さく、空気が少なくなっていたラバーキャップ４０の内部は、元のドーム状の形状に同時に復帰するとともに、穴部３０ｆを通じて長孔部２２から空気を取り込む。
【００２４】
また、複数のキートップ５０への押圧力が同時に解除されるときには、長孔部２２からの空気では足りずに、通気孔３０ｇを介して外部から空気が入り込む。
よって、ラバーキャップ４０の内部に、空気が穴部３０ｆを通じて長孔部２２から十分に入り込むので、ラバーキャップ４０のクリック感などのフィーリングが常に一定となる。
また、ベースプレート１０と絶縁性シート３０間にスペーサシート２０が挟まれていて、スペーサシート２０の長孔部２２は外部に直接露出していないので、長孔部２２にごみや埃による付着の影響が防止されている。
【００２５】
以上のような一実施形態であるキーボード用スイッチ装置は、以下に示す効果を奏する。
１）昇降可能な複数のキートップ５０と、各キートップ５０を上方にそれぞれ弾性付勢し、ドーム状の内部の天井部に可動電極を有するラバーキャップ４０と、各ラバーキャップ４０が上面に貼付けられ、キートップ５０の昇降動作に伴って変形するラバーキャップ４０を介して、可動電極４２と接離可能な第１、第２固定電極３２，３３を有する絶縁性シート３０と、絶縁性シート３０を上方に積層したベースプレート１０とを備え、絶縁性シート３０は、ラバーキャップ４０のドーム状内部で、第１、第２固定電極３２，３３の近傍に穴部３０ｆを有し、絶縁性シート３０とベースプレート１０間には、キートップ５０の配列方向に対応した複数の長孔部２２を有するスペーサシート３０が積層されて配設され、長孔部２２と穴部３０ｆとを通ずるようにしたことにより、十分な耐塵性を有するとともに、固定電極と可動電極とが当接してスイッチング動作しても長孔部２２を通じて放出する構造とすることができる。
また、第１、第２固定電極３２，３３と可動電極４２とが離間してスイッチング動作しても外部から直接空気が入り込まず、長孔部２２から入り込む構造となっているので、十分な耐塵性に優れたものにすることができる。
【００２６】
また、メタルプレート１０とその下方部分の他の構成部材とが密着して構成した場合でも、スイッチング動作のため、ラバーキャップ４０が押し下げられて、ラバーキャップ４０内部の空気を薄いフィルムからなるスペーサシート３０の長孔部２２を通じて排出することができるので、キートップ５０の操作性を維持した状態で、キーボード全体の薄型化、さらにはパーソナルコンピュータそのものの薄型化を図ることができる。
【００２７】
２）また、絶縁性シート３０には、ラバーキャップ４０の外方で、長孔部２２に通ずる通気孔３０ｇが形成されたことにより、複数のキートップ５０が押圧されたときでも、ラバーキャップ４０の内部の空気圧の急激な上昇や減少が生じても、通気孔３０ｇを通じて外部から空気が入り込み、直ちに緩和され、作動力の変動は実質的に抑えられ、常に押圧時のクリック感を一定とすることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、その主旨を逸脱しない範囲内において変更して実施することができる。
例えば、空気逃げ部としての長孔部２２は、スペーサシート２０の長手方向だけでなく、その長手方向に対して直交する方向、または斜め方向に形成したものであってもよい。
また、シートスイッチとして、ラバーキャップ４０などを備えたメンブレンスイッチの他に単なるシート状のみのメンブレンスイッチとした構造であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように説明してきた本発明のキーボード用スイッチ装置においては、シートスイッチは、弾性キャップの内部に配置された第１の通気孔を有し、シートスイッチとベースプレート間には、空気逃げ部を有するスペーサシートが積層されて配設され、空気逃げ部と第１の通気孔とを通ずるようにしたことにより、弾性キャップを押圧してスイッチング動作しても空気が空気逃げ部を通じて簡単に放出することができる。
【００３０】
また、空気逃げ部は、キートップの配列方向に対応した長孔部であることにより、この長孔部をキートップの配列方向である、横方向または縦方向に合わせてスペーサシートに簡単に形成することができるので、信頼性のあるものにすることができる。
【００３１】
また、シートスイッチには弾性キャップの外方で、空気逃げ部に通ずる第２の通気孔が形成されたことにより、複数のキートップが押圧されたときでも、弾性キャップの内部の空気圧の急激な上昇や減少が生じても、第２の通気孔を通じて外部から空気が入り込み、直ちに緩和され、作動力の変動は実質的に抑えられ、常に押圧時のクリック感を一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置の一部断面図である。
【図３】図２に示すキーボード用スイッチ装置において、囲み線Ａにて囲んだ部分内の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置において、スペーサシートの平面図である。
【図５】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置の接点部分の平面図である。
【図６】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置の接点部分の断面図である。
【図７】本発明の一実施形態であるキーボード用スイッチ装置の空気逃げを説明するための説明図である。
【図８】従来のキーボード用スイッチ装置の一部断面図である。
【符号の説明】
１０ ベースプレート
２０ スペーサシート
２２ 長孔部（空気逃げ部）
３０ 絶縁性シート（シートスイッチ）
３０ｆ 穴部（第１の通気孔）
３０ｇ 通気孔（第２の通気孔）
３２、３３ 固定電極
４０ ラバーキャップ（弾性キャップ）
４２ 可動電極
５０ キートップ

Claims (2)

1. 昇降可能な複数のキートップと、該各キートップを上方にそれぞれ弾性付勢する弾性キャップと、前記各弾性キャップが上面に設けられ、前記キートップの昇降動作に伴って変形する前記弾性キャップを介して、スイッチングを行う前記弾性キャップの内部に配置された第１の通気孔を有するシートスイッチと、該シートスイッチを上方に積層したベースプレートと、前記シートスイッチと前記ベースプレート間に積層されて配設され、前記第１の通気孔と通ずる空気逃げ部を有するスペーサシートとを備え、前記シートスイッチには、前記弾性キャップの外方で、前記空気逃げ部に通ずる第２の通気孔が形成されたことを特徴とするキーボード用スイッチ装置。
2. 前記空気逃げ部は前記キートップの配列方向に対応した長孔部であることを特徴とする請求項１記載のキーボード用スイッチ装置。

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