JP4419334B2

JP4419334B2 - キースイッチ

Info

Publication number: JP4419334B2
Application number: JP2001039331A
Authority: JP
Inventors: 靖長友; 茂山田; 俊美千葉
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2010-02-24
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2002245889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパーソナルコンピュータ等のキーボードに用いられるキースイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、キースイッチはキートップと、アクチュエータと、カップゴムと称される弾性部材と、ハウジングと、メンブレン接点シート等で構成される。
【０００３】
アクチュエータは第１リンク部材と第２リンク部材を回転軸と回転穴とで係合して構成され、またキートップに係合にしている。
【０００４】
キートップを押下することによりアクチュエータが動作してメンブレン接点シートの接点を閉成し、またキートップの押下を解除すると、弾性部材の復元力によりアクチュエータが復帰し、接点を開放する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、キーボードの薄型化目的で、従来のキースイッチの全高を低くするために前述の第１リンク部材、第２リンク部材の厚さを薄くすると、第１リンク部材と第２リンク部材を回転支持する回転軸を細くする必要があり、キースイッチに過度の荷重が加えられた場合やキートップを取り外す場合に回転軸が破断するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は第１リンク部材の回転軸を円形部と扇形部を合わせた断面形状とし、第２リンク部材の回転穴を回転軸に対応して円形部と扇形部を合わせた断面形状とすると共に、回転穴の扇形部の扇形角度を回転軸の扇形部より大きくし、第１リンク部材と第２リンク部材が相互に所定角度回転可能に係合し、回転軸の断面積を大きくして、キートップの押下時に回転軸に加わる応力を低減するようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態を示す分解斜視図である。
【０００８】
キースイッチは、キートップ１と、アクチュエータを構成する第１リンク部材２、第２リンク部材３と、弾性部材４と、ハウジング５と、メンブレン接点シート６及びベースプレート７により構成されている。
【０００９】
キートップ１には、回転支持部１ａ，１ｂとスライド支持部１ｃ，１ｄが設けられ、それらに第１リンク部材２及び第２リンク部材３が係合する。
【００１０】
第１リンク部材２は一対の脚部２ａ，２ｂを有し、脚部２ａ，２ｂの一端には第１連結棒２ｃが設けられ、脚部２ａ，２ｂの他端には第２連結棒２ｄが設けられている。更に脚部２ａ，２ｂの各々には、円形部と扇形部とを合わせた形の断面形状を持つ回転軸２ｅ，２ｆが設けられている。
【００１１】
第２リンク部材３は連結部３ｉにより連結された一対の脚部３ａ，３ｂを有し、脚部３ａ，３ｂの一端には第１支持突起３ｃ，３ｄが、他端には第２支持突起３ｅ，３ｆがそれぞれ設けられている。更に脚部３ａ，３ｂの各々には、円形部と扇形部とを合わせた形の断面形状を持つ回転穴３ｇ，３ｈが設けられている。
【００１２】
第２リンク部材３の回転穴３ｇ，３ｈの扇形部は、後述するように第１リンク部材２の回転軸２ｅ，２ｆの扇形部より扇形角度を大きく形成している。
【００１３】
従って、第１リンク部材２と第２リンク部材３は、第１リンク部材２の回転軸２ｅ，２ｆを、第２リンク部材３の回転穴３ｇ，３ｈに嵌合することにより所定角度回転自在に係合されている。
【００１４】
弾性部材４は、ゴム等を素材として略カップ状に形成され、内面中央に接点押下部４ａが突出形成されており、この弾性部材４はその上部がキートップ１の裏面に接するように、メンブレン接点シート６上に配置されている。
【００１５】
ハウジング５には、スライドガイド５ａ，５ｂと、回転ガイド５ｃ，５ｄと、弾性部材４を固定するガイド壁５ｅが設けられ、更にメンブレン接点シート６及びベースプレート７を固定するネジ穴５ｆが設けられている。
【００１６】
メンブレン接点シート６は、可動接点６ｅを有する上部シート６ａと、固定接点６ｄを有する下部シート６ｂと、これらのシートに挟まれたスペーサシート６ｃからなり、このスペーサシート６ｃには複数の貫通穴６ｆが設けられている。
【００１７】
ベースプレート７は、以上の部品を搭載するように下部に配置され、ハウジング５とベースプレート７の間にメンブレン接点シート６を挟み込んで、ベースプレート７から通したネジ（図示せず）をハウジング５のネジ穴５ｆに締め付けることで組み立てられている。
【００１８】
図２は第１の実施形態の回転軸と回転穴を示す斜視図で、（ａ）は図１の回転軸２ｅを詳細に示した図、（ｂ）は回転穴３ｇを詳細に示した図である。
【００１９】
回転軸２ｅは断面が円形部２ｇと二つの扇形部２ｈを合わせた形状をしている。なお扇形部２ｈは２つに限定されず、いくつでも良い。
【００２０】
回転穴３ｇは回転軸２ｅが嵌合する軸穴で、断面が回転軸２ｅに対応して円形部３ｊと二つの扇形部３ｋを合わせた形状をしており、回転穴３ｇの扇形部３ｋの扇形角度を回転軸２ｅの扇形部２ｈより大きくしている。この扇形部３ｋも扇形部２ｈに対応していればいくつでも良い。
【００２１】
なお、回転穴３ｇ，３ｈは貫通しなくても、また一部例えば円形部３ｊの部分のみ貫通していても良い。
【００２２】
図３は第１の実施形態の断面図で、回転軸２ｅと回転穴３ｇとの係合関係を示している。
【００２３】
回転軸２ｅを回転穴３ｇに嵌合し、図示されてないが反対側の回転軸２ｆ（図１）を回転穴３ｈ（図１）に嵌合することにより第１リンク部材２と第２リンク部材３を係合させる。
【００２４】
第１リンク部材２と第２リンク部材３は、回転穴３ｇの扇形部３ｋの扇形角度α１と、回転軸２ｅの扇形部２ｈの扇形角度α２の大きさの差だけ所定角度回転可能に係合されている。
【００２５】
なお、８は図１で図示してなかったネジである。
【００２６】
図４は第１の実施形態の動作を説明する図で、図３と位置関係を同じにした断面で示している。また図５は第１の実施形態の動作を説明する図であるが、回転軸２ｅの部分を示す縦断面図である。
【００２７】
まず、キートップ１が押下されて下方に移動するのに伴い、第１リンク部材２及び第２リンク部材３は、相互に回転運動しつつ下降する。
【００２８】
その結果、キートップ１はハウジング５に対して平行を保ちながら下方へ移動する。キートップ１の下方への移動に伴い、弾性部材４は圧縮変形するとともに接点押下部４ａが、メンブレン接点シート６の上部シート６ａを押圧する。
【００２９】
これにより、（ａ）に示すように可動接点６ｅが固定接点６ｄに接触して電気的に接続し、スイッチは閉成状態となる。
【００３０】
更にキートップ１を押下すると、（ｂ）に示すように、第１リンク部材２の下面がメンブレン接点シート６に、上面がキートップ１に当接し、同様に第２リンク部材３の下面がメンブレン接点シート６に、上面がキートップ１に当接する。
【００３１】
更にキートップ１が押下されると、図５に示すように各々のリンク部材２，３は斜めに倒れていく。この時、第１リンク部材２の回転軸２ｅには、第２リンク部材３の回転穴３ｇとの嵌合部においてせん断応力・曲げ応力が生じているが、荷重に対して回転軸２ｅの断面積が扇形部の分だけ大きいため、第１リンク部材２に用いられている材料の許容応力内に収まり、破断することは無い。
【００３２】
キートップ１の押下を解除すると、各構成部品は弾性部材４の復元力によって図１に示した状態に戻り、メンブレン接点シート６の可動接点６ｅが固定接点６ｄから離れ、これにより電気的接触が断たれるためスイッチは開放状態となる。
【００３３】
以上のように第１の実施形態によれば、キースイッチの一対のリンク部材２，３を相互に回転係合するための回転軸２ｅ，２ｆの断面を、円形部と扇形部とを合わせた形状とすることで、回転軸２ｅ，２ｆに加わる応力を低減し、耐久性の高いキースイッチが得られる。
【００３４】
図６は本発明の第２の実施形態を示す分解斜視図で、第１の実施形態とは第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３が異なるだけで他は同じである。
【００３５】
図７は第２の実施形態の回転軸と回転穴を示す斜視図で、（ａ）は図６の回転軸１２ｅを詳細に示した図、（ｂ）は図７の回転穴１３ｈを詳細に示した図である。
【００３６】
図８は第２の実施形態の断面図で、回転軸１２ｅと回転穴１３ｇとの関係を示している。
【００３７】
図６において、第１リンク部材１２は一対の脚部１２ａ，１２ｂを有し、脚部１２ａ，１２ｂの一端には第１連結棒１２ｃが設けられ、他端には第２連結棒１２ｄが設けられている。
【００３８】
第１リンク部材１２の脚部１２ａ，１２ｂの各々には、回転軸１２ｅ，１２ｆが設けられ、図７の（ａ）に示すように回転軸１２ｅ，１２ｆの根元は円形部１２ｇと扇形部１２ｈとを合わせた形の断面形状をしており、軸長さの中間より先は円柱１２ｉになっている。
【００３９】
第２リンク部材１３は連結部１３ｉにより連結された一対の脚部１３ａ，１３ｂを有し、脚部１３ａ，１３ｂの一端には第１支持突起１３ｃ，１３ｄが設けられ、他端には第２支持突起１３ｅ，１３ｆが設けられている。
【００４０】
第２リンク部材１３の脚部１３ａ，１３ｂの各々には、回転穴１３ｇ，１３ｈが設けられ、図７の（ｂ）に示すように、回転穴１３ｇ，１３ｈの中間深さより浅い部分では円形部１３ｊと扇形部１３ｋとを合わせた形の断面形状で、中間深さより奥では円形１３ｌの断面形状を持っている。
【００４１】
なお、回転穴１３ｇ，１３ｈは中間深さより奥で円形１３ｌの断面形状にせずに、円形部１３ｊと扇形部１３ｋのままにしていても良い。
【００４２】
また、図８に示すように、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３は、第１リンク部材１２の回転軸１２ｅ，１２ｆを、第２リンク部材１３の回転穴１３ｇ，１３ｈに嵌合することにより回転自在に係合されている。
【００４３】
回転穴１３ｇの扇形部１３ｋの扇形角度が回転軸１２ｅの扇形部１２ｈより大きいことも、扇形角度の差だけ所定角度回転可能なことも第１の実施形態と同じである。
【００４４】
図９は第２の実施形態の動作を説明する図で、図８と位置関係を同じにした断面で示している。
【００４５】
（ａ）はキートップ１が押下されて、可動接点６ｅが固定接点６ｄに接触したスイッチの閉成状態を示し、（ｂ）は更にキートップ１が押下された状態を示している。
【００４６】
キースイッチの動作は第１の実施形態と同じであり、（ｂ）の状態から更にキートップ１が押下されると、回転軸１２ｅと回転穴１３ｇ（図６）との嵌合部において応力が発生するが、荷重に対して回転軸１２ｅの断面積が扇形部の分だけ大きいため、回転軸１２ｅが破断することは無い。
【００４７】
以上のように第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同等の効果を奏する。
【００４８】
図１０は本発明の第３の実施形態を示す分解斜視図で、第１の実施形態及び第２の実施形態とは第１リンク部材２２及び第２リンク部材２３が異なるだけで他は同じである。
【００４９】
図１１は第３の実施形態の回転軸と回転穴を示す斜視図で、（ａ）は図１０の回転軸２２ｅを詳細に示した図、（ｂ）は図１０の回転穴２３ｈを詳細に示した図である。
【００５０】
図１２は第３の実施形態の断面図で、回転軸２２ｅと回転穴２３ｇとの関係を示している。
【００５１】
図１０において、第１リンク部材２２は一対の脚部２２ａ，２２ｂを有し、脚部２２ａ，２２ｂの一端には第１連結棒２２ｃが設けられ、他端には第２連結棒２２ｄが設けられている。
【００５２】
第１リンク部材２２の脚部２２ａ，２２ｂの各々には、回転軸２２ｅ，２２ｆが設けられ、図１１の（ａ）に示すように回転軸２２ｅ，２２ｆの根元は円形部２２ｇと扇形部２２ｈとを合わせた形の断面形状をしており、軸長さの中間より先は円柱２２ｉになっている。扇形部２２ｈは脚部２２ａ，２２ｂの長手方向に対して垂直に形成されている。
【００５３】
第２リンク部材２３は連結部２３ｉにより連結された一対の脚部２３ａ，２３ｂを有し、脚部２３ａ，２３ｂの一端には第１支持突起２３ｃ，２３ｄが、他端には第２支持突起２３ｅ，２３ｆがそれぞれ設けられている。
【００５４】
第２リンク部材２３の脚部２３ａ，２３ｂの各々には、回転穴２３ｇ，２３ｈが設けられ、図１１の（ｂ）に示すように、回転穴２３ｇ，２３ｈの中間深さより浅い部分では円形部２３ｊと扇形部２３ｋとを合わせた形の断面形状で、かつ、脚部２３ａ．２３ｂの長手方向に対して垂直方向に扇形部２３ｋは形成されており、扇形部２３ｋの先端は第２リンク部材２３の脚部２３ｂから開口されている。回転穴２３ｇ，２３ｈは中間深さより奥では円形２３ｌの断面形状を持っている。
【００５５】
また、図１２に示すように、第１リンク部材２２と第２リンク部材２３は、第１リンク部材２２の回転軸２２ｅ，２２ｆを、第２リンク部材２３の回転穴２３ｇ，２３ｈに嵌合することにより回転自在に係合されている。
【００５６】
回転穴２３ｈの扇形部２３ｋの扇形角度が回転軸２２ｅの扇形部２２ｈより大きいことも、扇形角度の差だけ所定角度回転可能なことも第１の実施形態と同じである。
【００５７】
図１３は第３の実施形態の動作を説明する図で、図１２と位置関係を同じにした断面で示している。
【００５８】
（ａ）はキートップ１が押下されたスイッチの閉成状態を示し、（ｂ）は更にキートップ１が押下された状態を示しており、キースイッチの動作は第１の実施形態と同じである。
【００５９】
（ｂ）の状態では、図１１に示すように回転穴２３ｈの扇形部２３ｋが開口しているので、回転軸２２ｅの扇形部２２ｈの下側先端がメンブレン接点シート６と、上側先端がキートップ１と当接しており、更にキートップ１が押下された場合でも回転軸２２ｅの根元においてせん断応力・曲げ応力は生じないため、回転軸２２ｅが破断することは無い。
【００６０】
以上のように第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、回転軸２２ｅ，２２ｆの扇形部２２ｈを第１リンク部材２２の長手方向に対して垂直に形成し、これに対応して回転穴２３ｇ，２３ｈの扇形部２３ｋを第２リンク部材２３の長手方向に対して垂直に設け、かつ扇形部２３ｋの先端を開口させたので、回転軸２２ｅ，２２ｆの扇形部２２ｈの上下端で荷重を受ける構造になり、回転軸２２ｅ，２２ｆに破断する応力が加わらず、更に耐久性の高いキースイッチを得ることができる。
【００６１】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、一対のリンク部材を相互に回転可能に係合するための回転軸の断面を、円形部と扇形部とを合わせた形状とすることにより、回転軸に加わる応力を低減し、耐久性の高いキースイッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す分解斜視図。
【図２】第１の実施形態の回転軸と回転穴を示す斜視図。
【図３】第１の実施形態の断面図。
【図４】第１の実施形態の動作を説明する図。
【図５】第１の実施形態の動作を説明する図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す分解斜視図。
【図７】第２の実施形態の回転軸と回転穴を示す斜視図。
【図８】第２の実施形態の断面図。
【図９】第２の実施形態の動作を説明する図。
【図１０】本発明の第３の実施形態を示す分解斜視図。
【図１１】第３の実施形態の回転軸と回転穴を示す斜視図。
【図１２】第３の実施形態の断面図。
【図１３】第３の実施形態の動作を説明する図。
【符号の説明】
１キートップ
２，１２，２２第１リンク部材
２ｅ，２ｆ，１２ｅ，１２ｆ，２２ｅ，２２ｆ回転軸
２ｇ，１２ｇ，２２ｇ円形部
２ｈ，１２ｈ，２２ｈ扇形部
１２ｉ，２２ｉ円柱
３，１３，２３第２リンク部材
３ｇ，３ｈ，１３ｇ，１３ｈ，２３ｇ，２３ｈ回転穴
３ｊ，１３ｊ，２３ｊ円形部
３ｋ，１３ｋ，２３ｋ扇形部
１３ｌ，２３ｌ円形
４弾性部材
６メンブレン接点シート
６ａ固定接点
６ｅ可動接点

Claims

キートップと、前記キートップに係合し、第１リンク部材と第２リンク部材を回転軸と回転穴とで係合することにより構成したアクチュエータとを備え、前記アクチュエータの動作により接点を開閉するキースイッチにおいて、
前記第１リンク部材の回転軸を円形部と扇形部を合わせた断面形状とし、
前記第２リンク部材の回転穴を前記回転軸に対応して円形部と扇形部を合わせた断面形状にすると共に、前記回転穴の扇形部の扇形角度を前記回転軸の扇形部より大きくし、
前記第１リンク部材と第２リンク部材が相互に所定角度回転可能に係合し、
前記回転軸の断面積を大きくして、前記キートップの押下時に前記回転軸に加わる応力を低減することを特徴とするキースイッチ。
前記回転軸の先端部を円形の断面形状とし、根元部を円形部と扇形部を合わせた断面形状としたことを特徴とする請求項１記載のキースイッチ。
前記第１リンク部材の長手方向に対して垂直に前記回転軸の扇形部を形成し、
前記第２リンク部材の長手方向に対して垂直に前記回転穴の扇形部を形成し、かつ前記回転穴の扇形部の先端が前記第２リンク部材から開口するように形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のキースイッチ。