JP4062975B2 - キースイッチ装置、キースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のリンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチング動作を行うキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器に関し、特に、キースイッチ装置に汎用されているラバースプリングや複雑なキートップ付勢機構を必要とすることなく、キートップの操作時に良好なクリック感を伴ってキー操作を行うことが可能であるとともに、長期に渡ってキートップの押下特性を一定に保持しつつキースイッチ装置全体のコストを低減することが可能なキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びそのキーボードを備えた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器の一種であるノート型パーソナルコンピュータ等の小型化、薄型化等に伴い、これに付設されるキーボードにおけるキースイッチ装置について各種の装置が提案されている。この種のキースイッチ装置では、キートップを上方に付勢してキートップを非押下位置に保持し、また、キートップの押下時ににはクリック感を伴いつつ座屈してスイッチング動作を行うとともに、スイッチング後にはキートップを非押下位置まで復帰させるについて、ラバースプリングが汎用されている。
【０００３】
ここに、ラバースプリングは、シリコンラバーやＥＰＤＭラバー等から形成されているが、一般的に、コストが高く、また、キースイッチ装置内で所定の位置に位置決めしつつ適正に組み込む作業は煩雑なものである。更に、ラバースプリングを使用する場合、キースイッチ装置のスイッチング特性は、ラバースプリングの特性に依存するところが大きく、従って、キースイッチ装置のスイッチング特性を自在に変更することは困難なものとなる。
【０００４】
かかる事情に基づき、近年、ラバースプリングを使用することなくキースイッチ装置を実現する各種の提案がなされている。例えば、特開平１０−１７２３８０号公報には、キートップのフックとベースモールドのフックとの間に一対の第１のリンク及び第２のリンクを可動状態で配置してキートップの上下動を各リンクにより案内するとともに、各リンクの連結部の間にゴムシートを張設したキースイッチ装置が記載されている。
【０００５】
かかるキースイッチ装置では、非押下時にキートップ裏面に形成された円形突起がゴムシートに密着してキートップは非押下状態に保持されており、また、キートップを押下した際には、円形突起を介してゴムシートの張力を増加させながら下方に押圧して円形突起、ゴムシートを貫通孔から下方に突出させることにより、クリック感を伴いつつ底板に支持されたメンブレンシートのスイッチ領域をスイッチングするものである。尚、キートップの押下を解除すると、キートップはゴムシートの弾性力により上方に移動され元の非押下位置に復帰する。
【０００６】
尚、前記した特開平１０−１７２３８０号公報に記載されたキースイッチ装置では、ラバースプリングを使用しないことからラバースプリングのサイズに影響されることなく、キースイッチ装置設計における自由度を増加させることが可能ではある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記キースイッチ装置では、一般に汎用されているラバースプリングは使用されていないものの、ラバースプリングがラバーシートに置換されただけであり、キースイッチ装置の構成上ラバーシートが必須とされていることから、キースイッチ装置全体のコストを低減するにはまだまだ不十分であり、また、ラバーシートを一対の各リンクの連結部間に張設する作業はキースイッチ装置の組立作業を煩雑化してしまう問題がある。また、キートップの押下時にクリック感を伴ってスイッチング動作を行うことが可能ではあるが、かかるクリック感を自在に設計することは極めて困難である。
【０００８】
また、前記ラバースプリングやラバーシートに代えて樹脂製の弾性部材を介してキートップを上方へ付勢するように構成したキースイッチ装置も従来より提案されているが、かかる樹脂製の弾性部材は、キースイッチ装置を構成する樹脂部材と一体形成できることからコスト的に有利であるものの、長期間に渡って使用した場合には、弾性部材が摩耗したり、弾性部材に繰り返して負荷される応力に起因してクリープ現象が発生して塑性変形してしまう虞がある。このように弾性部材が摩耗したり、弾性部材に塑性変形が生じると、キートップの押下特性が変化してしまうことからキー操作性が悪化してしまう。また、弾性部材の摩耗や塑性変形が更に進展すると、最早キートップの上下動を弾性的に支持することはできなくなり、場合によっては折損等によりキースイッチ装置として機能しなくなる虞がある。
【０００９】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、キースイッチ装置に汎用されているラバースプリングや複雑なキートップ付勢機構を必要とすることなく、キートップの操作時に良好なクリック感を伴ってキー操作を行うことが可能であるとともに、長期に渡ってキートップの押下特性を一定に保持しつつキースイッチ装置全体のコストを低減することが可能なキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びそのキーボードを備えた電子機器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請求項１に係るキースイッチ装置は、キートップと、キートップの下方にて可動状態で配置された一対の第１及び第２リンク部材を有し、第１及び第２リンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチ部のスイッチング動作を行うキースイッチ装置において、前記第１リンク部材に形成された受部と、前記第２リンク部材に配設され、前記第１リンク部材の受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材とを備え、前記キートップは、前記付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介して非押下位置に保持されることを特徴とする。
【００１１】
前記請求項１のキースイッチ装置では、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製の付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００１２】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００１３】
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、前記第２リンク部材には、前記付勢部材を配置する配置部が設けられていることを特徴とする。
このように、請求項２のキースイッチ装置では、第２リンク部材に、付勢部材を配置する配置部が設けられていることから、付勢部材を第２リンク部材に一体に組み込むことが可能となり、結果的にキースイッチ装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００１４】
更に、請求項３に係るキースイッチ装置は、請求項２のキースイッチ装置において、前記付勢部材は、前記受部に当接する第１腕部及び第１腕部に対向する第２腕部を有するトーションスプリングからなり、前記配置部には、第１腕部を案内する案内部及び第２腕部を保持する保持部を有することを特徴とする。
請求項３のキースイッチ装置では、付勢部材として第１腕部及び第２腕部を有するトーションスプリングを使用し、第１腕部を第１リンク部材の受部に当接させるように案内部を介して案内しつつ第２腕部を保持部を介して保持し、トーションスプリングにおいて各腕部間で生じる付勢力を第１腕部により効率的に受部に伝達することが可能となる。
【００１５】
また、請求項４に係るキースイッチ装置は、請求項３のキースイッチ装置において、前記案内部は第１腕部を移動可能に案内し、前記保持部は第２腕部を固定的に保持することを特徴とする。
請求項４のキースイッチ装置では、第１腕部を受部に当接させるべく案内部を介して移動可能に案内しつつフリーな状態として、保持部にて第２腕部を固定的に保持し、トーションスプリングにて発生する付勢力は、第１腕部から受部に伝達されることとなり、このとき、第１腕部は案内部により移動可能なフリーな状態にされているので、キートップの押下操作時に第１腕部は、フレキシブルに移動しつつ受部に対して常時当接することができる。
【００１６】
更に、請求項５に係るキースイッチ装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかのキースイッチ装置において、前記受部が形成された第１リンク部材は合成樹脂から形成されていることを特徴とする。
請求項５のキースイッチ装置では、第１リンク部材に形成された受部が合成樹脂から形成され、かかる受部に対して金属製の付勢部材が当接されることとなる。このとき、合成樹脂製の受部と金属製の付勢部材との間には、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部と付勢部材との間における摩擦係数は小さいものとなる。従って、キートップの押下操作に基づきスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、受部は付勢部材により摩耗され難くくなり、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００１７】
また、請求項６に係るキーボードは、請求項１のキースイッチ装置を少なくとも２以上備えている。
かかる請求項６のキーボードでは、請求項１のキースイッチ装置を備えていることから、前記請求項１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
更に、請求項７に係る電子機器は、キートップと、キートップの下方にて可動状態で配置された一対の第１及び第２リンク部材を有し、第１及び第２リンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチ部のスイッチング動作を行うキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材に形成された受部と、前記第２リンク部材に配設され、前記第１リンク部材の受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材とを備え、前記キートップは、前記付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介して非押下位置に保持されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等を入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて前記表示手段に文字や記号等を表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７の電子機器では、キーボードに付設されたキースイッチ装置を介して文字、記号等が入力された場合、そのキーボードからの入力データに基づき制御手段による制御下で文字、記号等が表示手段に表示される。
このとき、請求項７の電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを備えており、これより請求項１の場合と同様、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製の付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００２０】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るキースイッチ装置、キーボード及び電子機器について、本発明を具体化した本実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る電子機器の一種であるノート型パーソナルコンピュータについて図１（Ａ）、（Ｂ）に基づき説明する。図１はノート型パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１（Ａ）において、ノート型パーソナルコンピュータ１００は、基本的に、各種演算処理を行うＣＰＵ１０１を内蔵した本体部１０２、及び、本体部１０２に対して開閉可能に支持されたディスプレイ１０３から構成されている。ここに、ディスプレイ１０３は、本体部１０２の連結部１０４に回動可能に支持されており、これより本体部１０２に対して開閉可能に構成されている。本体部１０２には、複数のキースイッチ装置１が配設されてなるキーボード１０５が設けられている。
【００２３】
また、図１（Ｂ）において、ＣＰＵ１０１には、パーソナルコンピュータ１００の各部を制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ１０６、各種データを記憶するためのＲＡＭ１０７がバス１０８を介して接続されている。また、ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介して入出力インターフェース１０９が接続されており、この入出力インターフェース１０９には、前記ディスプレイ１０３、キーボード１０５、文書や表計算等のプログラムが記憶されたハードディスク装置１１０が接続されている。
【００２４】
前記ＣＰＵ１０１は、キーボード１０５からの入力データに基づいて、文書作成や表計算等のプログラムをハードディスク装置１１０から読み込んで実行したり、ディスプレイ１０３に文字や記号等を表示する。
【００２５】
次に、前記ノート型パーソナルコンピュータ１００のキーボード１０５に付設されている本実施形態に係るキースイッチ装置の概略構成について図２に基づき説明する。図２はキースイッチ装置の分解斜視図である。
【００２６】
先ず、図２において、キースイッチ装置１は、基本的に、キートップ２、一対の第１リンク部材３と第２リンク部材４とからなりキートップ２の上下動を案内する案内部材５、及び、案内部材５の下方にて支持プレート６上に配置されたメンブレンスイッチシート７（図５参照）から構成されている。
【００２７】
ここに、キートップ２はＡＢＳ樹脂等から成形されており、その表面上には印刷等により文字、数字等のキャラクタが形成されている。キートップ２の裏面には、第１リンク部材３に対応して２つの回動係止部８、８が一体に形成されており、また、第２リンク部材４に対応して２つの回動係止部９、９が一体に形成されている。
【００２８】
各回動係止部８、９には、それぞれ係止溝８Ａ、９Ａが設けられている。各回動係止部８の係止溝８Ａは、第１リンク部材３の上側軸部２１（後述する）を回動可能に係止し、また、各回動係止部９の係止溝９Ａは、第２リンク部材４の上側軸部２１（後述する）を回動可能に係止する。更に、キートップ２の裏面側には、図５に示すように、凹部５０が設けられている。
【００２９】
かかる凹部５０は、後述する第１リンク部材３に形成された受部２５の上端部及び第２リンク部材４に形成された案内部３５における上壁部３５Ａの上端部が当接される部分であり、キートップ２の非押下状態に対応して第１リンク部材３、第２リンク部材４を安定的に位置決めする作用を行う。尚、回動係止部８、９はキートップ２と別体に形成され、それをキートップ２に係止するようにしても良い。
【００３０】
また、案内部材５は、第１リンク部材３と第２リンク部材４とを相互に組み合わせてなり、第１リンク部材３及び第２リンク部材４は相互に類似した構成を有している。尚、各第１リンク部材３、第２リンク部材４の詳細な構成については後述する。
【００３１】
更に、案内部材５の下方には、図５に示すように、アルミニウム、鉄等から形成された塑性変形可能な金属薄板からなる支持プレート６上に載置されたメンブレンスイッチシート７が設けられている。メンブレンスイッチシート７は、所謂、銅箔、導電性塗料等から固定電極パターンを含むスイッチ回路パターンが形成された下側フィルムシート７Ａと、同様に下面に可動電極パターンが形成された上側フィルムシート７Ｂとの間に、固定電極パターンと可動電極パターンとに対応してスイッチング孔７Ｄが設けられたフィルムスペーサ７Ｃを介在させた三層構造を有している。
【００３２】
かかるメンブレンスイッチシート７の構成は公知であり、特願平２０００−９９１４８号の明細書、図面に記載した構成と同一の構成を有しているので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３３】
ここに、上側スイッチシート７Ｂ上には、金属、樹脂等から形成された平面視ロ字状の係止部材１１が、下側フィルムシート７Ａの固定電極パターン及び上側フィルムシート７Ｂの可動電極パターンの周囲を囲むように、接着剤により接着固定されている。係止部材１１は、２つのチップ状の係止部材片１０を連結部１０Ｅ、１０Ｅを介して連結するように一体に形成されている。各係止部材片１０は同一の構成を有しており、中央部の接着固定部１０Ｂの両側には、長孔状の係止溝１０Ａが形成されている。また、各係止溝１０Ａの外側には、それぞれ接着固定部１０Ｃが設けられている。各係止部材片１０は、キートップ２の中心から外れたキートップ２の側縁下方に配置されている。
【００３４】
各係止溝１０Ａには、第１リンク部材３の下側軸部２２、及び、第２リンク部材４の下側軸部２２が摺動可能に係止される。ここに、壁部１０Ｄは、後述するようにキートップ２の非押下状態で第１リンク部材３の下側軸部２２及び第２リンク部材４の下側軸部２２が当接し、キートップ２を非押下位置に規制する作用を行う。
【００３５】
また、各係止部材片１０において、各係止溝１０Ａの近傍で内方側端縁には、壁部材３１が一体形成されている。各壁部材３１は、図２に示すように、湾曲する軸規制面３１Ａを有しており、かかる壁部材３１の軸規制面３１Ａには、後述する第１リンク部材３及び第２リンク部材４の板状体１８に形成された規制突起３０が常時当接している。
【００３６】
尚、前記係止部材片１０及び壁部材３１は、金属薄板からなる支持プレート６から打抜加工、プレス加工を行うことによって支持プレート６と一体に形成することも可能である。
【００３７】
前記メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂの上面に各係止部材片１０を接着固定する構成については、特願平１１−３２６０８号の明細書、図面に記載された構成と同一であり、その詳細な説明については特願平１１−３２６０８号の明細書、図面を参照することとして、ここではその説明を省略する。
【００３８】
次に、案内部材５を構成する２つの第１リンク部材３、第２リンク部材４の詳細な構成について図２及び図３に基づき説明する。ここに、第１リンク部材３と第２リンク部材４とは、若干異なる構成を有している。図３は第１リンク部材３、第２リンク部材４を示しており、図３（Ａ）はその平面図であり、図３（Ｂ）はその側面図である。
【００３９】
図２、図３において、第１リンク部材３は、一対の板状体１８、１８、各板状体１８の中央部を連結する第１連結部１９、及び、各板状体１８の外側端部間を連結する第２連結部２０をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。
【００４０】
各板状体１８の一端側（図２にて上側端、図３にて右側端）の近傍位置には、上側軸部２１が外側に向かって延設されており、また、各板状体１８の他端側（図２にて下側端、図３にて左側端）には、下側軸部２２が外側に向かって延出されている。各上側軸部２１は、前記したキートップ２の回動係止部８の係止溝８Ａに回動可能に係止され、また、各下側軸部２２は、メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂの表面に接着固定された係止部材片１０の係止溝１０Ａに摺動可能に係止される。
【００４１】
前記第２連結部２０において、その中央位置から若干ずれた外側位置には、湾曲面からなるスプリング受面２４（図５参照）を有し、後述するトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａからの付勢力が及ぼされる受部２５が一体に形成されている。かかる受部２５は、図３（Ａ）に示すように、平面視で鋭角形状に形成されている。
受部２５のスプリング受面２４には、図５に示すように、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａが常時当接しており、これによりキートップ２は、後述するように、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａから受部２５に直接及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４を介して非押下位置に保持される。
【００４２】
また、各板状体１８において、上側軸部２１よりも端部側（図２及び図３における中、右端側）には、ギア歯部２８が設けられている。各板状体１８に形成されたギア歯部２８の内一方は、１つのギア歯２８Ａを有し、他方は２つのギア歯２８Ｂを有している。因みに、図３（Ｂ）において、一方の側（図３（Ａ）の下側）の板状体１８のギア歯部２８には２つのギア歯２８Ｂが形成されており、他方の側（図３（Ａ）の上側）の板状体１８のギア歯部２８には１つのギア歯２８Ａが形成されている。尚、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各ギア歯部２８は、相互に噛合しており、キートップ２の上下動を行う際に第１リンク部材３と第２リンク部材４とを同期して作動させる作用を行う。
【００４３】
更に、一方の板状体１８（図３（Ａ）では上側の板状体１８）の内壁からは、各板状体１８間の距離の略中央まで延びる樹脂弾性片２３が一体に形成されており、かかる樹脂弾性片２３の下端には、スイッチ押圧部２６が設けられている。樹脂弾性片２３のスイッチ押圧部２６は、後述するように、キートップ２を押下した際にメンブレンスイッチシート７の上側スイッチシート７Ｂにおける可動電極パターンを上側から弾性的に押圧し、下側フィルムシート７Ｃの固定電極パターンとの間でスイッチング動作を行うものである。
【００４４】
また、第１リンク部材３の各板状体１８の側面からは、規制突起３０が、外側に向かって延出形成されている。かかる規制突起３０は、前記したように、係止部材片１０に形成された壁部材３１の軸規制面３１Ａに常時当接している。
【００４５】
続いて、第２リンク部材４の構成について図２乃至図４に基づき説明する。図４はトーションスプリングの平面図である。尚、第１リンク部材３における部材と同一の部材等については同一の番号を付して説明する。
【００４６】
これらの各図において、第２リンク部材４は、一対の板状体１８、１８及び各板状体１８を連結する第１連結部１９をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。各板状体１８の一端側（図２にて上側端、図３にて左側端）の近傍位置には、上側軸部２１が外側に向かって延設されており、また、各板状体１８の他端側（図２にて下側端、図３にて右側端）には、下側軸部２２が外側に向かって延出されている。各上側軸部２１は、前記したキートップ２の回動係止部９の係止溝９Ａに回動可能に係止され、また、各下側軸部２２は、メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂの表面に接着固定された係止部材片１０の係止溝１０Ａに摺動可能に係止される。
【００４７】
また、各板状体１８において、上側軸部２１よりも端部側（図２及び図３における左端側）には、ギア歯部２８が設けられている。各板状体１８に形成されたギア歯部２８の内一方は、１つのギア歯２８Ａを有し、他方は２つのギア歯２８Ｂを有している。因みに、図３（Ｂ）において、一方の側（図３（Ａ）の下側）の板状体１８のギア歯部２８には１つのギア歯２８Ａが形成されており、他方の側（図３（Ａ）の上側）の板状体１８のギア歯部２８には２つのギア歯２８Ｂが形成されている。
【００４８】
更に、第２リンク部材４の各板状体１８の側面からは、規制突起３０が、外側に向かって延出形成されている。かかる規制突起３０は、前記したように、係止部材片１０に形成された壁部材３１の軸規制面３１Ａに常時当接している。
【００４９】
また、図３（Ａ）において、第１連結部１９と各板状体１８とによって囲まれる左側の領域は、図４に示す金属製のトーションスプリング３３を配置するスプリング配置部３４を構成する。ここに、トーションスプリング３３は、図４に示すように、第１腕部３３Ａと第２腕部３３Ｂとの間にコイル部３３Ｃを有し、第１腕部３３Ａは、図５に示すように、第１リンク部材３における受部２５のスプリング受面２４に直接当接して受部２５を図３における左側に向かって弾性的に付勢する。
【００５０】
そして、スプリング配置部３４において、一方の板状体１８（図３Ａにおける下側の板状体１８）の内壁面には、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａを移動可能にフリーな状態で案内する案内部３５が形成されている。かかる案内部３５は、図３（Ｂ）に示すように、上壁部３５Ａと下壁部３５Ｂとの間に案内溝３５Ｃが形成されてなる。トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、案内溝３５Ｃに沿って、図３（Ａ）及び（Ｂ）における左右方向に移動可能とされる。また、スプリング配置部３４を区画する第１連結部１９の左側面には、３つの固定片３７が上下交互に形成されてなる保持部３８が設けられている。かかる保持部３８は、トーションスプリング３３の第２腕部３３Ｂを固定的に保持する。
【００５１】
次に、前記本実施形態に係るキースイッチ装置１の動作について図５に基づき説明する。図５はキートップ２の非押下状態からキートップ２を押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材３、第２リンク部材４の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【００５２】
図５において、先ず、キートップ２を押下していない非押下状態においては、キートップ２は図５（Ａ）に示すように非押下位置に保持されている。この状態で、第１リンク部材３における受部２５のスプリング受面２４と第２リンク部材４のスプリング配置部３４に配置されたトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａとは、相互に当接した当接状態にあり、かかる当接状態においてトーションスプリング３３の付勢力は、受部２５を介して第１リンク部材に及ぼされている。これにより、図５（Ａ）に示すように、第１リンク部材３の下側軸部２２は係止部材片１０における係止溝１０Ａの壁部１０Ｄの内壁面に当接し、また、第２リンク部材４の下側軸部２２は、同様に、係止部材片１０における係止溝１０Ａの壁部１０Ｄの内壁面に当接しており、よってキートップ２は非押下位置に安定的に保持されている。
【００５３】
また、前記のように非押下位置に保持されたキートップ２が水平方向に移動してしまうことはなく、これよりキートップ２のガタツキを防止することができる。このとき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各板状体１８に形成した規制突起３０は、壁部材３１の軸規制面３１Ａの上側に当接されている。
【００５４】
更に、第１リンク部材３の受部２５は、図３（Ａ）に示すように、平面視で鋭角形状に形成されており、従って、第２リンク部材４のスプリング配置部３４に配置されたトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、キートップ２の非押下状態において、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４における稜線に沿った線状の当接部Ｓ（図２参照）で相互に当接されている。
【００５５】
そして、キートップ２の押下を開始すると、キートップ２の押下に従って第１リンク部材３の上側軸部２１は回動係止部８の係止溝８Ａ内で図５における時計方向に回動するとともに、第２リンク部材４の上側軸部２１は回動係止部９の係止溝９Ａ内で図５における反時計方向に回動する。同時に、第１リンク部材３の下側軸部２２は係止部材片１０の係止溝１０Ａ内で図５における左方向に摺動するとともに、第２リンク部材４の下側軸部２２は係止部材片１０の係止溝１０Ａ内で図５における右方向に摺動する。このとき、各規制突起３０は、壁部材３１の軸規制面３１Ａの湾曲面に沿って当接しながら案内される。従って、規制突起３０と壁部材３１の軸規制面３１Ａとの協働作用に基づき、キートップ２の水平方向への移動を規制することが可能となる。
【００５６】
更にキートップ２を押下していくと、所定のクリック感を伴いつつ図５（Ｃ）に示す状態に至る。そして、第１リンク部材３の樹脂弾性片２３に形成されたスイッチ押圧部２６が、メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂを押圧する。これにより、上側フィルムシート７Ｂの下面に形成された可動電極パターンが、フィルムスペーサ７Ｃのスイッチング孔７Ｄを介して下側フィルムシート７Ａの固定電極パターンと接触し、所定のスイッチング動作が行われる。
【００５７】
このとき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各下側軸部２２は、図５（Ｃ）に示すように、係止溝１０Ａ内で壁部１０Ｄとは反対側の壁面に当接される。
【００５８】
前記のようにスイッチング動作を行った後、キートップ２の押下を解除すると、キートップ２は、第１リンク部材３の受部２５とトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａとの間の相互作用、及び、トーションスプリング３３による付勢力の協働により、前記した動作と逆の動作を行い、図５（Ａ）に示す非押下位置まで復帰する。
【００５９】
前記したキースイッチ装置１において、第１リンク部材３の受部２５はポリアセタール樹脂等から形成され、また、トーションスプリング３３は金属から形成されていることから、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部２５と第１腕部３３Ａとの間における摩擦係数は小さいものとなって受部２５のスプリング受面２４は第１腕部３３Ａにより摩耗され難くいものではあるが、キートップ２の押下動作を繰り返して多数回行った場合、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４が除々に摩耗していく。このように受部２５のスプリング受面２４が摩耗していくと、その摩耗分に対応してトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａを押圧する力が弱くなり、その反力としてトーションスプリング３３を介して受部２５に及ぼされる初期付勢力が小さくなる。
【００６０】
このような問題を解消すべく、本実施形態に係るキースイッチ装置１では、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、キートップ２の非押下状態において、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４における稜線に沿った線状の当接部Ｓで相互に当接されており、キートップ２の押下動作を繰り返して行うことにより鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４が摩耗する場合、第１腕部３３Ａとスプリング受面２４との当接部Ｓは、トーションスプリング３３のコイル部３３Ｃを固定している固定点（コイル部３３Ｃの中心部）側に向かって除々に移動していく。この結果、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくこととなるから、トーションスプリング３３を介して受部２５に及ぼされる付勢力は大きくなる。これにより、受部２５のスプリング受面２４の摩耗に起因してトーションスプリング３３による初期付勢力が減少した場合においても、かかる初期付勢力の減少は、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくことに基づき、付勢力の増加分で相互に相殺されることとなる。従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることことが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００６１】
以上詳細に説明した通り本実施形態に係るキースイッチ装置１では、第１リンク部材３に受部２５を形成するとともに、第２リンク部材４には受部２５に当接して直接付勢力を及ぼす金属製のトーションスプリング３３を配設し、トーションスプリング３３により受部２５に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４を介してキートップ２を非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製のトーションスプリング３３が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置１を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００６２】
また、第２リンク部材４に、トーションスプリング３３を配置する配置部３４が設けられていることから、トーションスプリング３３を第２リンク部材４に一体に組み込むことが可能となり、結果的にキースイッチ装置１全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００６３】
更に、第１腕部３３Ａ及び第２腕部３３Ｂを有するトーションスプリング３３を使用し、第１腕部３３Ａを第１リンク部材３の受部２５に当接させるように、案内部３５において上壁部３５Ａと下壁部３５Ｂとの間に形成された案内溝３５Ｃを介して案内しつつ第２腕部３３Ｂを保持部３８の各固定片３７を介して保持し、トーションスプリング３３において各腕部間３３Ａ、３３Ｂで生じる付勢力を第１腕部３３Ａにより効率的に受部２５に伝達することが可能となる。
【００６４】
また、第１腕部３３Ａを受部２５に当接させるべく案内部３５における上壁部３５Ａと下壁部３５Ｂとの間の案内溝３５Ｃを介して移動可能に案内しつつフリーな状態として、保持部３８の各固定片３７にて第２腕部３３Ｂを固定的に保持し、トーションスプリング３３にて発生する付勢力は、第１腕部３３Ａから受部２５に伝達されることとなり、このとき、第１腕部３３Ａは案内部３５により移動可能なフリーな状態にされているので、キートップ２の押下操作時に第１腕部３３Ａは、フレキシブルに移動しつつ受部２５に対して常時当接することができる。
【００６５】
更に、第１リンク部材３に形成された受部２５が合成樹脂から形成され、かかる受部２５に対して金属製のトーションスプリング３３が当接されることとなり、このとき、合成樹脂製の受部２５と金属製のトーションスプリング３３との間には、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部２５とトーションスプリング３３との間における摩擦係数は小さいものとなる。従って、キートップ２の押下操作に基づきスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、受部２５はトーションスプリング３３により摩耗され難くくなり、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００６６】
更に、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各板状体１８の側面から突出形成された規制突起３０、及び、係止部材片１０における各係止溝１０Ａの近傍で内方側端縁にて一体形成された湾曲状の軸規制面３１Ａを有する壁部材３１を設けたので、規制突起３０と壁部材３１の軸規制面３１Ａとの協働作用に基づいてキートップの水平方向への移動を規制することができる。また、押下途中におけるキートップ２の水平方向への移動を規制するについて、比較的高さの大きい案内壁や位置決め部材等を全く必要とすることはなく、従って、簡単な構成を採用することによりコストの低減を図ることが可能となる。
【００６７】
また、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、キートップ２の非押下状態において、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４における稜線に沿った線状の当接部Ｓで相互に当接されており、キートップ２の押下動作を繰り返して行うことにより鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４が摩耗する場合、第１腕部３３Ａとスプリング受面２４との当接部Ｓは、トーションスプリング３３のコイル部３３Ｃを固定している固定点（コイル部３３Ｃの中心部）側に向かって除々に移動していく。この結果、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくこととなるから、トーションスプリング３３を介して受部２５に及ぼされる付勢力は大きくなる。これより、受部２５のスプリング受面２４の摩耗に起因してトーションスプリング３３による初期付勢力が減少した場合においても、かかる初期付勢力の減少は、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくことに基づき、付勢力の増加分で相互に相殺されることとなる。従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることことが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００６８】
尚、本発明は前記本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、上記本実施形態では、本発明をノート型パーソナルコンピュータに適応したが、タイプライタやワードプロセッサ等のキースイッチ装置を備えた電子機器に本発明を適応することができることはいうまでもない。
【００６９】
また、前記実施形態では、押下途中におけるキートップ２の水平方向への移動を規制について、移動規制機構を係止部材片１０と各リンク部材３、４との間に設ける構成としたが、キートップ２と各リンク部材３、４との間に移動規制機構を設けるように構成してもよい。
【００７０】
更に、前記実施形態では、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の上側軸部２１をキートップ２の裏面で回動可能に係止し、下側軸部２２を係止部材片１０の係止溝１０Ａにて衝動可能に係止するキースイッチ装置１について本発明の移動規制機構を具現化しているが、これらの係止関係が逆の係止関係にあるキースイッチ装置においても同様に実現することができることは勿論である。
【００７１】
また、本発明は、第１リンク部材３と第２リンク部材４とが相互にＸ字状に軸支された案内部材５についても同様に実現することができる。
【００７２】
【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では、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製の付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００７３】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００７４】
また、請求項２のキースイッチ装置では、第２リンク部材に、付勢部材を配置する配置部が設けられていることから、付勢部材を第２リンク部材に一体に組み込むことが可能となり、結果的にキースイッチ装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００７５】
更に、請求項３に係るキースイッチ装置では、付勢部材として第１腕部及び第２腕部を有するトーションスプリングを使用し、第１腕部を第１リンク部材の受部に当接させるように案内部を介して案内しつつ第２腕部を保持部を介して保持し、トーションスプリングにおいて各腕部間で生じる付勢力を第１腕部により効率的に受部に伝達することが可能となる。
【００７６】
また、請求項４に係るキースイッチ装置では、第１腕部を受部に当接させるべく案内部を介して移動可能に案内しつつフリーな状態として、保持部にて第２腕部を固定的に保持し、トーションスプリングにて発生する付勢力は、第１腕部から受部に伝達されることとなり、このとき、第１腕部は案内部により移動可能なフリーな状態にされているので、キートップの押下操作時に第１腕部は、フレキシブルに移動しつつ受部に対して常時当接することができる。
【００７７】
更に、請求項５に係るキースイッチ装置では、第１リンク部材に形成された受部も合成樹脂から形成され、かかる受部に対して金属製の付勢部材が当接されることとなる。このとき、合成樹脂製の受部と金属製の付勢部材との間には、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部と付勢部材との間における摩擦係数は小さいものとなる。従って、キートップの押下操作に基づきスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、受部は付勢部材により摩耗され難くくなり、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００７８】
また、請求項６に係るキーボードでは、請求項１のキースイッチ装置を備えていることから、前記請求項１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
更に、請求項７に係る電子機器では、キーボードに付設されたキースイッチ装置を介して文字、記号等が入力された場合、そのキーボードからの入力データに基づき制御手段による制御下で文字、記号等が表示手段に表示され、このとき、請求項７の電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを備えており、これより請求項１の場合と同様、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００８０】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図３】第１リンク部材及び第２リンク部材を示す図であり、図３（Ａ）はその平面図、図３（Ｂ）はその側面図である。
【図４】トーションスプリングの平面図である。
【図５】キートップの非押下状態からキートップを押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材、第２リンク部材の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ キースイッチ装置
２ キートップ
３ 第１リンク部材
４ 第２リンク部材
５ 案内部材
６ 支持プレート
７ メンブレンスイッチシート
８、９ 回動係止部
１０ 係止部材片
１０Ａ 係止溝
１０Ｂ、Ｃ 接着固定部
１０Ｄ 壁部
１１ 係止部材
２１ 上側軸部
２２ 下側軸部
２４ スプリング受面
２５ 受部
３３ トーションスプリング
３３Ａ 第１腕部
３３Ｂ 第２腕部
３４ スプリング配置部
３５ 案内部
３７ 固定片
３８ 保持部
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のリンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチング動作を行うキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器に関し、特に、キースイッチ装置に汎用されているラバースプリングや複雑なキートップ付勢機構を必要とすることなく、キートップの操作時に良好なクリック感を伴ってキー操作を行うことが可能であるとともに、長期に渡ってキートップの押下特性を一定に保持しつつキースイッチ装置全体のコストを低減することが可能なキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びそのキーボードを備えた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器の一種であるノート型パーソナルコンピュータ等の小型化、薄型化等に伴い、これに付設されるキーボードにおけるキースイッチ装置について各種の装置が提案されている。この種のキースイッチ装置では、キートップを上方に付勢してキートップを非押下位置に保持し、また、キートップの押下時ににはクリック感を伴いつつ座屈してスイッチング動作を行うとともに、スイッチング後にはキートップを非押下位置まで復帰させるについて、ラバースプリングが汎用されている。
【０００３】
ここに、ラバースプリングは、シリコンラバーやＥＰＤＭラバー等から形成されているが、一般的に、コストが高く、また、キースイッチ装置内で所定の位置に位置決めしつつ適正に組み込む作業は煩雑なものである。更に、ラバースプリングを使用する場合、キースイッチ装置のスイッチング特性は、ラバースプリングの特性に依存するところが大きく、従って、キースイッチ装置のスイッチング特性を自在に変更することは困難なものとなる。
【０００４】
かかる事情に基づき、近年、ラバースプリングを使用することなくキースイッチ装置を実現する各種の提案がなされている。例えば、特開平１０−１７２３８０号公報には、キートップのフックとベースモールドのフックとの間に一対の第１のリンク及び第２のリンクを可動状態で配置してキートップの上下動を各リンクにより案内するとともに、各リンクの連結部の間にゴムシートを張設したキースイッチ装置が記載されている。
【０００５】
かかるキースイッチ装置では、非押下時にキートップ裏面に形成された円形突起がゴムシートに密着してキートップは非押下状態に保持されており、また、キートップを押下した際には、円形突起を介してゴムシートの張力を増加させながら下方に押圧して円形突起、ゴムシートを貫通孔から下方に突出させることにより、クリック感を伴いつつ底板に支持されたメンブレンシートのスイッチ領域をスイッチングするものである。尚、キートップの押下を解除すると、キートップはゴムシートの弾性力により上方に移動され元の非押下位置に復帰する。
【０００６】
尚、前記した特開平１０−１７２３８０号公報に記載されたキースイッチ装置では、ラバースプリングを使用しないことからラバースプリングのサイズに影響されることなく、キースイッチ装置設計における自由度を増加させることが可能ではある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記キースイッチ装置では、一般に汎用されているラバースプリングは使用されていないものの、ラバースプリングがラバーシートに置換されただけであり、キースイッチ装置の構成上ラバーシートが必須とされていることから、キースイッチ装置全体のコストを低減するにはまだまだ不十分であり、また、ラバーシートを一対の各リンクの連結部間に張設する作業はキースイッチ装置の組立作業を煩雑化してしまう問題がある。また、キートップの押下時にクリック感を伴ってスイッチング動作を行うことが可能ではあるが、かかるクリック感を自在に設計することは極めて困難である。
【０００８】
また、前記ラバースプリングやラバーシートに代えて樹脂製の弾性部材を介してキートップを上方へ付勢するように構成したキースイッチ装置も従来より提案されているが、かかる樹脂製の弾性部材は、キースイッチ装置を構成する樹脂部材と一体形成できることからコスト的に有利であるものの、長期間に渡って使用した場合には、弾性部材が摩耗したり、弾性部材に繰り返して負荷される応力に起因してクリープ現象が発生して塑性変形してしまう虞がある。このように弾性部材が摩耗したり、弾性部材に塑性変形が生じると、キートップの押下特性が変化してしまうことからキー操作性が悪化してしまう。また、弾性部材の摩耗や塑性変形が更に進展すると、最早キートップの上下動を弾性的に支持することはできなくなり、場合によっては折損等によりキースイッチ装置として機能しなくなる虞がある。
【０００９】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、キースイッチ装置に汎用されているラバースプリングや複雑なキートップ付勢機構を必要とすることなく、キートップの操作時に良好なクリック感を伴ってキー操作を行うことが可能であるとともに、長期に渡ってキートップの押下特性を一定に保持しつつキースイッチ装置全体のコストを低減することが可能なキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びそのキーボードを備えた電子機器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請求項１に係るキースイッチ装置は、キートップと、キートップの下方にて可動状態で配置された一対の第１及び第２リンク部材を有し、第１及び第２リンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチ部のスイッチング動作を行うキースイッチ装置において、前記第１リンク部材に形成された受部と、前記第２リンク部材に配設され、前記第１リンク部材の受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材とを備え、前記キートップは、前記付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介して非押下位置に保持されることを特徴とする。
【００１１】
前記請求項１のキースイッチ装置では、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製の付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００１２】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００１３】
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、前記第２リンク部材には、前記付勢部材を配置する配置部が設けられていることを特徴とする。
このように、請求項２のキースイッチ装置では、第２リンク部材に、付勢部材を配置する配置部が設けられていることから、付勢部材を第２リンク部材に一体に組み込むことが可能となり、結果的にキースイッチ装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００１４】
更に、請求項３に係るキースイッチ装置は、請求項２のキースイッチ装置において、前記付勢部材は、前記受部に当接する第１腕部及び第１腕部に対向する第２腕部を有するトーションスプリングからなり、前記配置部には、第１腕部を案内する案内部及び第２腕部を保持する保持部を有することを特徴とする。
請求項３のキースイッチ装置では、付勢部材として第１腕部及び第２腕部を有するトーションスプリングを使用し、第１腕部を第１リンク部材の受部に当接させるように案内部を介して案内しつつ第２腕部を保持部を介して保持し、トーションスプリングにおいて各腕部間で生じる付勢力を第１腕部により効率的に受部に伝達することが可能となる。
【００１５】
また、請求項４に係るキースイッチ装置は、請求項３のキースイッチ装置において、前記案内部は第１腕部を移動可能に案内し、前記保持部は第２腕部を固定的に保持することを特徴とする。
請求項４のキースイッチ装置では、第１腕部を受部に当接させるべく案内部を介して移動可能に案内しつつフリーな状態として、保持部にて第２腕部を固定的に保持し、トーションスプリングにて発生する付勢力は、第１腕部から受部に伝達されることとなり、このとき、第１腕部は案内部により移動可能なフリーな状態にされているので、キートップの押下操作時に第１腕部は、フレキシブルに移動しつつ受部に対して常時当接することができる。
【００１６】
更に、請求項５に係るキースイッチ装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかのキースイッチ装置において、前記受部が形成された第１リンク部材は合成樹脂から形成されていることを特徴とする。
請求項５のキースイッチ装置では、第１リンク部材に形成された受部が合成樹脂から形成され、かかる受部に対して金属製の付勢部材が当接されることとなる。このとき、合成樹脂製の受部と金属製の付勢部材との間には、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部と付勢部材との間における摩擦係数は小さいものとなる。従って、キートップの押下操作に基づきスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、受部は付勢部材により摩耗され難くくなり、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００１７】
また、請求項６に係るキーボードは、請求項１のキースイッチ装置を少なくとも２以上備えている。
かかる請求項６のキーボードでは、請求項１のキースイッチ装置を備えていることから、前記請求項１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００１８】
更に、請求項７に係る電子機器は、キートップと、キートップの下方にて可動状態で配置された一対の第１及び第２リンク部材を有し、第１及び第２リンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチ部のスイッチング動作を行うキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材に形成された受部と、前記第２リンク部材に配設され、前記第１リンク部材の受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材とを備え、前記キートップは、前記付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介して非押下位置に保持されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等を入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて前記表示手段に文字や記号等を表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７の電子機器では、キーボードに付設されたキースイッチ装置を介して文字、記号等が入力された場合、そのキーボードからの入力データに基づき制御手段による制御下で文字、記号等が表示手段に表示される。
このとき、請求項７の電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを備えており、これより請求項１の場合と同様、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製の付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００２０】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るキースイッチ装置、キーボード及び電子機器について、本発明を具体化した本実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る電子機器の一種であるノート型パーソナルコンピュータについて図１（Ａ）、（Ｂ）に基づき説明する。図１はノート型パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１（Ａ）において、ノート型パーソナルコンピュータ１００は、基本的に、各種演算処理を行うＣＰＵ１０１を内蔵した本体部１０２、及び、本体部１０２に対して開閉可能に支持されたディスプレイ１０３から構成されている。ここに、ディスプレイ１０３は、本体部１０２の連結部１０４に回動可能に支持されており、これより本体部１０２に対して開閉可能に構成されている。本体部１０２には、複数のキースイッチ装置１が配設されてなるキーボード１０５が設けられている。
【００２３】
また、図１（Ｂ）において、ＣＰＵ１０１には、パーソナルコンピュータ１００の各部を制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ１０６、各種データを記憶するためのＲＡＭ１０７がバス１０８を介して接続されている。また、ＣＰＵ１０１には、バス１０８を介して入出力インターフェース１０９が接続されており、この入出力インターフェース１０９には、前記ディスプレイ１０３、キーボード１０５、文書や表計算等のプログラムが記憶されたハードディスク装置１１０が接続されている。
【００２４】
前記ＣＰＵ１０１は、キーボード１０５からの入力データに基づいて、文書作成や表計算等のプログラムをハードディスク装置１１０から読み込んで実行したり、ディスプレイ１０３に文字や記号等を表示する。
【００２５】
次に、前記ノート型パーソナルコンピュータ１００のキーボード１０５に付設されている本実施形態に係るキースイッチ装置の概略構成について図２に基づき説明する。図２はキースイッチ装置の分解斜視図である。
【００２６】
先ず、図２において、キースイッチ装置１は、基本的に、キートップ２、一対の第１リンク部材３と第２リンク部材４とからなりキートップ２の上下動を案内する案内部材５、及び、案内部材５の下方にて支持プレート６上に配置されたメンブレンスイッチシート７（図５参照）から構成されている。
【００２７】
ここに、キートップ２はＡＢＳ樹脂等から成形されており、その表面上には印刷等により文字、数字等のキャラクタが形成されている。キートップ２の裏面には、第１リンク部材３に対応して２つの回動係止部８、８が一体に形成されており、また、第２リンク部材４に対応して２つの回動係止部９、９が一体に形成されている。
【００２８】
各回動係止部８、９には、それぞれ係止溝８Ａ、９Ａが設けられている。各回動係止部８の係止溝８Ａは、第１リンク部材３の上側軸部２１（後述する）を回動可能に係止し、また、各回動係止部９の係止溝９Ａは、第２リンク部材４の上側軸部２１（後述する）を回動可能に係止する。更に、キートップ２の裏面側には、図５に示すように、凹部５０が設けられている。
【００２９】
かかる凹部５０は、後述する第１リンク部材３に形成された受部２５の上端部及び第２リンク部材４に形成された案内部３５における上壁部３５Ａの上端部が当接される部分であり、キートップ２の非押下状態に対応して第１リンク部材３、第２リンク部材４を安定的に位置決めする作用を行う。尚、回動係止部８、９はキートップ２と別体に形成され、それをキートップ２に係止するようにしても良い。
【００３０】
また、案内部材５は、第１リンク部材３と第２リンク部材４とを相互に組み合わせてなり、第１リンク部材３及び第２リンク部材４は相互に類似した構成を有している。尚、各第１リンク部材３、第２リンク部材４の詳細な構成については後述する。
【００３１】
更に、案内部材５の下方には、図５に示すように、アルミニウム、鉄等から形成された塑性変形可能な金属薄板からなる支持プレート６上に載置されたメンブレンスイッチシート７が設けられている。メンブレンスイッチシート７は、所謂、銅箔、導電性塗料等から固定電極パターンを含むスイッチ回路パターンが形成された下側フィルムシート７Ａと、同様に下面に可動電極パターンが形成された上側フィルムシート７Ｂとの間に、固定電極パターンと可動電極パターンとに対応してスイッチング孔７Ｄが設けられたフィルムスペーサ７Ｃを介在させた三層構造を有している。
【００３２】
かかるメンブレンスイッチシート７の構成は公知であり、特願平２０００−９９１４８号の明細書、図面に記載した構成と同一の構成を有しているので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３３】
ここに、上側スイッチシート７Ｂ上には、金属、樹脂等から形成された平面視ロ字状の係止部材１１が、下側フィルムシート７Ａの固定電極パターン及び上側フィルムシート７Ｂの可動電極パターンの周囲を囲むように、接着剤により接着固定されている。係止部材１１は、２つのチップ状の係止部材片１０を連結部１０Ｅ、１０Ｅを介して連結するように一体に形成されている。各係止部材片１０は同一の構成を有しており、中央部の接着固定部１０Ｂの両側には、長孔状の係止溝１０Ａが形成されている。また、各係止溝１０Ａの外側には、それぞれ接着固定部１０Ｃが設けられている。各係止部材片１０は、キートップ２の中心から外れたキートップ２の側縁下方に配置されている。
【００３４】
各係止溝１０Ａには、第１リンク部材３の下側軸部２２、及び、第２リンク部材４の下側軸部２２が摺動可能に係止される。ここに、壁部１０Ｄは、後述するようにキートップ２の非押下状態で第１リンク部材３の下側軸部２２及び第２リンク部材４の下側軸部２２が当接し、キートップ２を非押下位置に規制する作用を行う。
【００３５】
また、各係止部材片１０において、各係止溝１０Ａの近傍で内方側端縁には、壁部材３１が一体形成されている。各壁部材３１は、図２に示すように、湾曲する軸規制面３１Ａを有しており、かかる壁部材３１の軸規制面３１Ａには、後述する第１リンク部材３及び第２リンク部材４の板状体１８に形成された規制突起３０が常時当接している。
【００３６】
尚、前記係止部材片１０及び壁部材３１は、金属薄板からなる支持プレート６から打抜加工、プレス加工を行うことによって支持プレート６と一体に形成することも可能である。
【００３７】
前記メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂの上面に各係止部材片１０を接着固定する構成については、特願平１１−３２６０８号の明細書、図面に記載された構成と同一であり、その詳細な説明については特願平１１−３２６０８号の明細書、図面を参照することとして、ここではその説明を省略する。
【００３８】
次に、案内部材５を構成する２つの第１リンク部材３、第２リンク部材４の詳細な構成について図２及び図３に基づき説明する。ここに、第１リンク部材３と第２リンク部材４とは、若干異なる構成を有している。図３は第１リンク部材３、第２リンク部材４を示しており、図３（Ａ）はその平面図であり、図３（Ｂ）はその側面図である。
【００３９】
図２、図３において、第１リンク部材３は、一対の板状体１８、１８、各板状体１８の中央部を連結する第１連結部１９、及び、各板状体１８の外側端部間を連結する第２連結部２０をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。
【００４０】
各板状体１８の一端側（図２にて上側端、図３にて右側端）の近傍位置には、上側軸部２１が外側に向かって延設されており、また、各板状体１８の他端側（図２にて下側端、図３にて左側端）には、下側軸部２２が外側に向かって延出されている。各上側軸部２１は、前記したキートップ２の回動係止部８の係止溝８Ａに回動可能に係止され、また、各下側軸部２２は、メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂの表面に接着固定された係止部材片１０の係止溝１０Ａに摺動可能に係止される。
【００４１】
前記第２連結部２０において、その中央位置から若干ずれた外側位置には、湾曲面からなるスプリング受面２４（図５参照）を有し、後述するトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａからの付勢力が及ぼされる受部２５が一体に形成されている。かかる受部２５は、図３（Ａ）に示すように、平面視で鋭角形状に形成されている。
受部２５のスプリング受面２４には、図５に示すように、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａが常時当接しており、これによりキートップ２は、後述するように、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａから受部２５に直接及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４を介して非押下位置に保持される。
【００４２】
また、各板状体１８において、上側軸部２１よりも端部側（図２及び図３における中、右端側）には、ギア歯部２８が設けられている。各板状体１８に形成されたギア歯部２８の内一方は、１つのギア歯２８Ａを有し、他方は２つのギア歯２８Ｂを有している。因みに、図３（Ｂ）において、一方の側（図３（Ａ）の下側）の板状体１８のギア歯部２８には２つのギア歯２８Ｂが形成されており、他方の側（図３（Ａ）の上側）の板状体１８のギア歯部２８には１つのギア歯２８Ａが形成されている。尚、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各ギア歯部２８は、相互に噛合しており、キートップ２の上下動を行う際に第１リンク部材３と第２リンク部材４とを同期して作動させる作用を行う。
【００４３】
更に、一方の板状体１８（図３（Ａ）では上側の板状体１８）の内壁からは、各板状体１８間の距離の略中央まで延びる樹脂弾性片２３が一体に形成されており、かかる樹脂弾性片２３の下端には、スイッチ押圧部２６が設けられている。樹脂弾性片２３のスイッチ押圧部２６は、後述するように、キートップ２を押下した際にメンブレンスイッチシート７の上側スイッチシート７Ｂにおける可動電極パターンを上側から弾性的に押圧し、下側フィルムシート７Ｃの固定電極パターンとの間でスイッチング動作を行うものである。
【００４４】
また、第１リンク部材３の各板状体１８の側面からは、規制突起３０が、外側に向かって延出形成されている。かかる規制突起３０は、前記したように、係止部材片１０に形成された壁部材３１の軸規制面３１Ａに常時当接している。
【００４５】
続いて、第２リンク部材４の構成について図２乃至図４に基づき説明する。図４はトーションスプリングの平面図である。尚、第１リンク部材３における部材と同一の部材等については同一の番号を付して説明する。
【００４６】
これらの各図において、第２リンク部材４は、一対の板状体１８、１８及び各板状体１８を連結する第１連結部１９をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。各板状体１８の一端側（図２にて上側端、図３にて左側端）の近傍位置には、上側軸部２１が外側に向かって延設されており、また、各板状体１８の他端側（図２にて下側端、図３にて右側端）には、下側軸部２２が外側に向かって延出されている。各上側軸部２１は、前記したキートップ２の回動係止部９の係止溝９Ａに回動可能に係止され、また、各下側軸部２２は、メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂの表面に接着固定された係止部材片１０の係止溝１０Ａに摺動可能に係止される。
【００４７】
また、各板状体１８において、上側軸部２１よりも端部側（図２及び図３における左端側）には、ギア歯部２８が設けられている。各板状体１８に形成されたギア歯部２８の内一方は、１つのギア歯２８Ａを有し、他方は２つのギア歯２８Ｂを有している。因みに、図３（Ｂ）において、一方の側（図３（Ａ）の下側）の板状体１８のギア歯部２８には１つのギア歯２８Ａが形成されており、他方の側（図３（Ａ）の上側）の板状体１８のギア歯部２８には２つのギア歯２８Ｂが形成されている。
【００４８】
更に、第２リンク部材４の各板状体１８の側面からは、規制突起３０が、外側に向かって延出形成されている。かかる規制突起３０は、前記したように、係止部材片１０に形成された壁部材３１の軸規制面３１Ａに常時当接している。
【００４９】
また、図３（Ａ）において、第１連結部１９と各板状体１８とによって囲まれる左側の領域は、図４に示す金属製のトーションスプリング３３を配置するスプリング配置部３４を構成する。ここに、トーションスプリング３３は、図４に示すように、第１腕部３３Ａと第２腕部３３Ｂとの間にコイル部３３Ｃを有し、第１腕部３３Ａは、図５に示すように、第１リンク部材３における受部２５のスプリング受面２４に直接当接して受部２５を図３における左側に向かって弾性的に付勢する。
【００５０】
そして、スプリング配置部３４において、一方の板状体１８（図３Ａにおける下側の板状体１８）の内壁面には、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａを移動可能にフリーな状態で案内する案内部３５が形成されている。かかる案内部３５は、図３（Ｂ）に示すように、上壁部３５Ａと下壁部３５Ｂとの間に案内溝３５Ｃが形成されてなる。トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、案内溝３５Ｃに沿って、図３（Ａ）及び（Ｂ）における左右方向に移動可能とされる。また、スプリング配置部３４を区画する第１連結部１９の左側面には、３つの固定片３７が上下交互に形成されてなる保持部３８が設けられている。かかる保持部３８は、トーションスプリング３３の第２腕部３３Ｂを固定的に保持する。
【００５１】
次に、前記本実施形態に係るキースイッチ装置１の動作について図５に基づき説明する。図５はキートップ２の非押下状態からキートップ２を押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材３、第２リンク部材４の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【００５２】
図５において、先ず、キートップ２を押下していない非押下状態においては、キートップ２は図５（Ａ）に示すように非押下位置に保持されている。この状態で、第１リンク部材３における受部２５のスプリング受面２４と第２リンク部材４のスプリング配置部３４に配置されたトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａとは、相互に当接した当接状態にあり、かかる当接状態においてトーションスプリング３３の付勢力は、受部２５を介して第１リンク部材に及ぼされている。これにより、図５（Ａ）に示すように、第１リンク部材３の下側軸部２２は係止部材片１０における係止溝１０Ａの壁部１０Ｄの内壁面に当接し、また、第２リンク部材４の下側軸部２２は、同様に、係止部材片１０における係止溝１０Ａの壁部１０Ｄの内壁面に当接しており、よってキートップ２は非押下位置に安定的に保持されている。
【００５３】
また、前記のように非押下位置に保持されたキートップ２が水平方向に移動してしまうことはなく、これよりキートップ２のガタツキを防止することができる。このとき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各板状体１８に形成した規制突起３０は、壁部材３１の軸規制面３１Ａの上側に当接されている。
【００５４】
更に、第１リンク部材３の受部２５は、図３（Ａ）に示すように、平面視で鋭角形状に形成されており、従って、第２リンク部材４のスプリング配置部３４に配置されたトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、キートップ２の非押下状態において、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４における稜線に沿った線状の当接部Ｓ（図２参照）で相互に当接されている。
【００５５】
そして、キートップ２の押下を開始すると、キートップ２の押下に従って第１リンク部材３の上側軸部２１は回動係止部８の係止溝８Ａ内で図５における時計方向に回動するとともに、第２リンク部材４の上側軸部２１は回動係止部９の係止溝９Ａ内で図５における反時計方向に回動する。同時に、第１リンク部材３の下側軸部２２は係止部材片１０の係止溝１０Ａ内で図５における左方向に摺動するとともに、第２リンク部材４の下側軸部２２は係止部材片１０の係止溝１０Ａ内で図５における右方向に摺動する。このとき、各規制突起３０は、壁部材３１の軸規制面３１Ａの湾曲面に沿って当接しながら案内される。従って、規制突起３０と壁部材３１の軸規制面３１Ａとの協働作用に基づき、キートップ２の水平方向への移動を規制することが可能となる。
【００５６】
更にキートップ２を押下していくと、所定のクリック感を伴いつつ図５（Ｃ）に示す状態に至る。そして、第１リンク部材３の樹脂弾性片２３に形成されたスイッチ押圧部２６が、メンブレンスイッチシート７の上側フィルムシート７Ｂを押圧する。これにより、上側フィルムシート７Ｂの下面に形成された可動電極パターンが、フィルムスペーサ７Ｃのスイッチング孔７Ｄを介して下側フィルムシート７Ａの固定電極パターンと接触し、所定のスイッチング動作が行われる。
【００５７】
このとき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各下側軸部２２は、図５（Ｃ）に示すように、係止溝１０Ａ内で壁部１０Ｄとは反対側の壁面に当接される。
【００５８】
前記のようにスイッチング動作を行った後、キートップ２の押下を解除すると、キートップ２は、第１リンク部材３の受部２５とトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａとの間の相互作用、及び、トーションスプリング３３による付勢力の協働により、前記した動作と逆の動作を行い、図５（Ａ）に示す非押下位置まで復帰する。
【００５９】
前記したキースイッチ装置１において、第１リンク部材３の受部２５はポリアセタール樹脂等から形成され、また、トーションスプリング３３は金属から形成されていることから、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部２５と第１腕部３３Ａとの間における摩擦係数は小さいものとなって受部２５のスプリング受面２４は第１腕部３３Ａにより摩耗され難くいものではあるが、キートップ２の押下動作を繰り返して多数回行った場合、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４が除々に摩耗していく。このように受部２５のスプリング受面２４が摩耗していくと、その摩耗分に対応してトーションスプリング３３の第１腕部３３Ａを押圧する力が弱くなり、その反力としてトーションスプリング３３を介して受部２５に及ぼされる初期付勢力が小さくなる。
【００６０】
このような問題を解消すべく、本実施形態に係るキースイッチ装置１では、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、キートップ２の非押下状態において、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４における稜線に沿った線状の当接部Ｓで相互に当接されており、キートップ２の押下動作を繰り返して行うことにより鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４が摩耗する場合、第１腕部３３Ａとスプリング受面２４との当接部Ｓは、トーションスプリング３３のコイル部３３Ｃを固定している固定点（コイル部３３Ｃの中心部）側に向かって除々に移動していく。この結果、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくこととなるから、トーションスプリング３３を介して受部２５に及ぼされる付勢力は大きくなる。これにより、受部２５のスプリング受面２４の摩耗に起因してトーションスプリング３３による初期付勢力が減少した場合においても、かかる初期付勢力の減少は、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくことに基づき、付勢力の増加分で相互に相殺されることとなる。従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることことが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００６１】
以上詳細に説明した通り本実施形態に係るキースイッチ装置１では、第１リンク部材３に受部２５を形成するとともに、第２リンク部材４には受部２５に当接して直接付勢力を及ぼす金属製のトーションスプリング３３を配設し、トーションスプリング３３により受部２５に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材３及び第２リンク部材４を介してキートップ２を非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製のトーションスプリング３３が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置１を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００６２】
また、第２リンク部材４に、トーションスプリング３３を配置する配置部３４が設けられていることから、トーションスプリング３３を第２リンク部材４に一体に組み込むことが可能となり、結果的にキースイッチ装置１全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００６３】
更に、第１腕部３３Ａ及び第２腕部３３Ｂを有するトーションスプリング３３を使用し、第１腕部３３Ａを第１リンク部材３の受部２５に当接させるように、案内部３５において上壁部３５Ａと下壁部３５Ｂとの間に形成された案内溝３５Ｃを介して案内しつつ第２腕部３３Ｂを保持部３８の各固定片３７を介して保持し、トーションスプリング３３において各腕部間３３Ａ、３３Ｂで生じる付勢力を第１腕部３３Ａにより効率的に受部２５に伝達することが可能となる。
【００６４】
また、第１腕部３３Ａを受部２５に当接させるべく案内部３５における上壁部３５Ａと下壁部３５Ｂとの間の案内溝３５Ｃを介して移動可能に案内しつつフリーな状態として、保持部３８の各固定片３７にて第２腕部３３Ｂを固定的に保持し、トーションスプリング３３にて発生する付勢力は、第１腕部３３Ａから受部２５に伝達されることとなり、このとき、第１腕部３３Ａは案内部３５により移動可能なフリーな状態にされているので、キートップ２の押下操作時に第１腕部３３Ａは、フレキシブルに移動しつつ受部２５に対して常時当接することができる。
【００６５】
更に、第１リンク部材３に形成された受部２５が合成樹脂から形成され、かかる受部２５に対して金属製のトーションスプリング３３が当接されることとなり、このとき、合成樹脂製の受部２５と金属製のトーションスプリング３３との間には、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部２５とトーションスプリング３３との間における摩擦係数は小さいものとなる。従って、キートップ２の押下操作に基づきスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、受部２５はトーションスプリング３３により摩耗され難くくなり、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００６６】
更に、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の各板状体１８の側面から突出形成された規制突起３０、及び、係止部材片１０における各係止溝１０Ａの近傍で内方側端縁にて一体形成された湾曲状の軸規制面３１Ａを有する壁部材３１を設けたので、規制突起３０と壁部材３１の軸規制面３１Ａとの協働作用に基づいてキートップの水平方向への移動を規制することができる。また、押下途中におけるキートップ２の水平方向への移動を規制するについて、比較的高さの大きい案内壁や位置決め部材等を全く必要とすることはなく、従って、簡単な構成を採用することによりコストの低減を図ることが可能となる。
【００６７】
また、トーションスプリング３３の第１腕部３３Ａは、キートップ２の非押下状態において、鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４における稜線に沿った線状の当接部Ｓで相互に当接されており、キートップ２の押下動作を繰り返して行うことにより鋭角状に形成された受部２５のスプリング受面２４が摩耗する場合、第１腕部３３Ａとスプリング受面２４との当接部Ｓは、トーションスプリング３３のコイル部３３Ｃを固定している固定点（コイル部３３Ｃの中心部）側に向かって除々に移動していく。この結果、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくこととなるから、トーションスプリング３３を介して受部２５に及ぼされる付勢力は大きくなる。これより、受部２５のスプリング受面２４の摩耗に起因してトーションスプリング３３による初期付勢力が減少した場合においても、かかる初期付勢力の減少は、トーションスプリング３３の付勢力が作用する当接部Ｓが、トーションスプリング３３の固定点側に近接していくことに基づき、付勢力の増加分で相互に相殺されることとなる。従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップ２の押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることことが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００６８】
尚、本発明は前記本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、上記本実施形態では、本発明をノート型パーソナルコンピュータに適応したが、タイプライタやワードプロセッサ等のキースイッチ装置を備えた電子機器に本発明を適応することができることはいうまでもない。
【００６９】
また、前記実施形態では、押下途中におけるキートップ２の水平方向への移動を規制について、移動規制機構を係止部材片１０と各リンク部材３、４との間に設ける構成としたが、キートップ２と各リンク部材３、４との間に移動規制機構を設けるように構成してもよい。
【００７０】
更に、前記実施形態では、第１リンク部材３及び第２リンク部材４の上側軸部２１をキートップ２の裏面で回動可能に係止し、下側軸部２２を係止部材片１０の係止溝１０Ａにて衝動可能に係止するキースイッチ装置１について本発明の移動規制機構を具現化しているが、これらの係止関係が逆の係止関係にあるキースイッチ装置においても同様に実現することができることは勿論である。
【００７１】
また、本発明は、第１リンク部材３と第２リンク部材４とが相互にＸ字状に軸支された案内部材５についても同様に実現することができる。
【００７２】
【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では、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、金属製の付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００７３】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【００７４】
また、請求項２のキースイッチ装置では、第２リンク部材に、付勢部材を配置する配置部が設けられていることから、付勢部材を第２リンク部材に一体に組み込むことが可能となり、結果的にキースイッチ装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００７５】
更に、請求項３に係るキースイッチ装置では、付勢部材として第１腕部及び第２腕部を有するトーションスプリングを使用し、第１腕部を第１リンク部材の受部に当接させるように案内部を介して案内しつつ第２腕部を保持部を介して保持し、トーションスプリングにおいて各腕部間で生じる付勢力を第１腕部により効率的に受部に伝達することが可能となる。
【００７６】
また、請求項４に係るキースイッチ装置では、第１腕部を受部に当接させるべく案内部を介して移動可能に案内しつつフリーな状態として、保持部にて第２腕部を固定的に保持し、トーションスプリングにて発生する付勢力は、第１腕部から受部に伝達されることとなり、このとき、第１腕部は案内部により移動可能なフリーな状態にされているので、キートップの押下操作時に第１腕部は、フレキシブルに移動しつつ受部に対して常時当接することができる。
【００７７】
更に、請求項５に係るキースイッチ装置では、第１リンク部材に形成された受部も合成樹脂から形成され、かかる受部に対して金属製の付勢部材が当接されることとなる。このとき、合成樹脂製の受部と金属製の付勢部材との間には、その材質の相違に基づき親和性は存在せず、受部と付勢部材との間における摩擦係数は小さいものとなる。従って、キートップの押下操作に基づきスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、受部は付勢部材により摩耗され難くくなり、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００７８】
また、請求項６に係るキーボードでは、請求項１のキースイッチ装置を備えていることから、前記請求項１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
更に、請求項７に係る電子機器では、キーボードに付設されたキースイッチ装置を介して文字、記号等が入力された場合、そのキーボードからの入力データに基づき制御手段による制御下で文字、記号等が表示手段に表示され、このとき、請求項７の電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを備えており、これより請求項１の場合と同様、第１リンク部材に受部を形成するとともに、第２リンク部材には受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材を配設し、付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介してキートップを非押下位置に保持するように構成したので、樹脂製の弾性部材を使用する場合に比して、付勢部材が摩耗したりクリープ現象に起因して塑性変形することはなく、従って、長期に渡ってスイッチング動作を繰り返して行った場合においても、キートップの押下特性が大きく変化することを確実に防止して安定化させることが可能となり、長期に渡り安定したスイッチング動作を保証することが可能となる。
【００８０】
また、ラバースプリングや複雑な付勢機構を使用することなくキースイッチ装置を構成してコストの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図３】第１リンク部材及び第２リンク部材を示す図であり、図３（Ａ）はその平面図、図３（Ｂ）はその側面図である。
【図４】トーションスプリングの平面図である。
【図５】キートップの非押下状態からキートップを押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材、第２リンク部材の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ キースイッチ装置
２ キートップ
３ 第１リンク部材
４ 第２リンク部材
５ 案内部材
６ 支持プレート
７ メンブレンスイッチシート
８、９ 回動係止部
１０ 係止部材片
１０Ａ 係止溝
１０Ｂ、Ｃ 接着固定部
１０Ｄ 壁部
１１ 係止部材
２１ 上側軸部
２２ 下側軸部
２４ スプリング受面
２５ 受部
３３ トーションスプリング
３３Ａ 第１腕部
３３Ｂ 第２腕部
３４ スプリング配置部
３５ 案内部
３７ 固定片
３８ 保持部
Claims (7)
- キートップと、キートップの下方にて可動状態で配置された一対の第１及び第２リンク部材を有し、第１及び第２リンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチ部のスイッチング動作を行うキースイッチ装置において、
前記第１リンク部材に形成された受部と、
前記第２リンク部材に配設され、前記第１リンク部材の受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材とを備え、
前記キートップは、前記付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介して非押下位置に保持されることを特徴とするキースイッチ装置。 - 前記第２リンク部材には、前記付勢部材を配置する配置部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のキースイッチ装置。
- 前記付勢部材は、前記受部に当接する第１腕部及び第１腕部に対向する第２腕部を有するトーションスプリングからなり、
前記配置部には、第１腕部を案内する案内部及び第２腕部を保持する保持部を有することを特徴とする請求項２に記載のキースイッチ装置。 - 前記案内部は第１腕部を移動可能に案内し、前記保持部は第２腕部を固定的に保持することを特徴とする請求項３に記載のキースイッチ装置。
- 前記受部が形成された第１リンク部材は合成樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキースイッチ装置。
- 前記請求項１記載のキースイッチ装置を少なくとも２以上備えたキーボード。
- キートップと、キートップの下方にて可動状態で配置された一対の第１及び第２リンク部材を有し、第１及び第２リンク部材を介してキートップの上下動を案内しつつスイッチ部のスイッチング動作を行うキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材に形成された受部と、前記第２リンク部材に配設され、前記第１リンク部材の受部に当接して直接付勢力を及ぼす金属製の付勢部材とを備え、前記キートップは、前記付勢部材により受部に及ぼされる付勢力に基づき、第１リンク部材及び第２リンク部材を介して非押下位置に保持されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等を入力するキーボードと、
文字や記号等を表示する表示手段と、
前記キーボードからの入力データに基づいて前記表示手段に文字や記号等を表示させる制御手段と
を備えたことを特徴とする電子機器。
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