JP5311848B2 - キーボード - Google Patents

Description

本発明は、複数のキートップが基板に対して相対移動可能に支持されているキーボードに関する。

一般に、デスクトップ型のパーソナルコンピュータ等の電子機器の分野では入力装置としてキーボードが使用されている。キーボードは、下方に接触式スイッチを有する複数のキートップを備えている。キートップは、ガイド孔を有するハウジングに軸部をスライド自在にはめ込んで装着され、ガイド孔に沿って上下にスライドする。キートップがゴムシートやばねなどの弾性体の弾性力に抗して押されることで、キートップの移動に連動してスイッチが押される構造になっている。このようなキートップは、上方向に引抜くことでハウジングから取り外すことができ、キートップを弾性支持するラバー部材を交換するなどして、キータッチの感触をカスタマイズすることもできるようになっている。

特許文献１には、キーボードの従来の一例が開示されている。特許文献１の第３頁の第２２行〜４４行には、「ハウジング３０は、大略ハウジング部３１と、フランジ３２と、脚部３３と、係止爪３４と、底板部３５とよりなる。・・・。フランジ３２は、ハウジング部３１の両側側面の下部より側方に張り出しており、第３図に併せて示すように、先端がパネル１１との当接部３２ａとなるよう、水平方向より少し下方へ傾斜している。このフランジ３２は、Ｚ軸方向に弾性を有する。底板部３５は、取付状態において、パネル１１との間に隙間を有するようフランジ３２の付根部の高さ位置に設けられている。脚部３３及び係止爪３４は、対をなすものであり、同じＹ軸方向の幅寸法を有し、底板部３５の下面の両側端にそれぞれ突設されている。・・・。係止爪３４は、腕部３４ｂとその下端の爪部３４ａとからなる。腕部３４ｂは、脚部３３に比べて肉薄に成形されており、Ｘ軸方向に弾性を有する。爪部３４ａは、ハウジング３０の取付状態で、前記パネル１１の下面を係止する係止面３４ｃを有する。」と記載されている。

また、特許文献２には、キーボードの従来の他の一例が開示されている。特許文献２の段落番号[００１１]〜[００１５]には、「指によって押し下げ操作されるキートップ１の中には、ハウジング２の内部に配置されて上下方向に移動するステム３が一体的に嵌合されている。ステム３の対向する位置にラバー５，メンブレンシート６，取付板８を貫通する足部４が設けられ、この足部４の先端にフック４ａが形成されている。ハウジング２の下方にはラバー５，可動接点７ａおよび固定接点７ｂを有するメンブレンシート６，取付板８が夫々配置されている。ラバー５はステム３の下面と当接してキートップ１に押し下げ力が作用したときに変形し、この変形によりメンブレンシート６を押圧して可動接点７ａを固定接点７ｂに接触させ、また押し下げ力が解除されたときに変形が解除されてキートップ１を元の状態に復帰させる機能を有するものである。ラバー５のステム３の足部４と対応する位置に、この足部４を挿通する孔５ａが形成されている。またメンブレンシート６および取付板８と対応する位置にはステム３の足部４の先端に形成したフック４ａを挿通する孔６ａ，８ａが夫々形成されている。従って、孔６ａ，８ａの寸法はラバー５に形成した孔５ａの寸法よりも大きくなっている。」と記載されている。

特公平７−７０２７３号公報 特開平５−１６６４３７号公報

スイッチパネルに個片のハウジングを取り付けた構造を有するキーボードにおいて、スイッチパネルの表側からハウジングを取り付けた構造のキーボードでは、キートップをキーボードから外す方向がハウジングの抜ける方向と同一の方向になるため、ハウジングがキートップと一緒に外れてしまう心配があった。

本発明は、キートップを取り外すときにハウジングが一緒に外れることを防止できるキーボードを提供することを目的とする。さらに、メンブレンシートのスイッチ動作の信頼性を高めることができるキーボードを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、ベースパネルと、所定の位置に孔部を有し、前記ベースパネルの上面側に配置されたスイッチパネルと、多数の接点部を有し、前記ベースパネルと前記スイッチパネルの間に配置されたメンブレンシートと、前記スイッチパネルの上面で支持され、押下されることにより前記接点部をスイッチングするキートップと、該キートップを昇降自在に案内支持するハウジングであって、上端側に前記キートップに一体化されているステムを挿入させるガイド孔が形成された筒部を有し、他端側に該筒部の周囲に張り出し、前記孔部より大きな寸法のフランジ部を有する段付き筒状のハウジングと、を備え、前記ハウジングが前記スイッチパネルの裏側から前記孔部に挿入され、前記フランジ部が前記スイッチパネルの裏側で取り付けられていて、前記ハウジングは、前記フランジ部が前記スイッチパネルと前記ベースパネルとの間に挟まれることで固定されている、ことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のキーボードにおいて、前記フランジ部の下面に、前記ハウジングが固定されている状態でその端部が前記ベースパネルに当接する脚部が複数設けられ、前記メンブレンシートに前記脚部に対応する位置で該脚部を挿通させる挿通孔が複数設けられ、前記脚部の長さが前記メンブレンシートの厚みよりも長いことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のキーボードにおいて、前記脚部が前記フランジ部の中心に対して回転対称の位置で少なくとも２つ設けられていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載キーボードにおいて、前記フランジ部が正四角形状であり、２つの前記脚部が、前記フランジ部の中心に対して４回回転対称の４つの位置のうち、前記フランジ部の対角方向で対を成す位置に設けられており、前記メンブレンシートの、前記４つの位置に対応するそれぞれの位置に、前記挿通孔が設けられていることを特徴とする。

本願の請求項１記載の発明によれば、キートップをキーボードから外す方向がハウジングの抜ける方向と異なる方向になるため、ハウジングがキートップと一緒に外れてしまうことを防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、フランジ部の下面に設けられた脚部が、メンブレンシートに設けられた挿通孔を挿通してベースパネルに当接するから、メンブレンシートが脚部で押されることを防止することができる。このため、温度や湿度の変化により伸縮するメンブレンシートの伸縮が妨げられず、スイッチ動作の不具合を回避することができる。

請求項３記載の発明によれば、脚部が少なくとも２つ設けられているから、ハウジングはベースパネルでバランス良く支持することができる。

請求項４記載の発明によれば、ハウジングを９０゜ずつ回転させても、ハウジングをスイッチパネルに取り付けることができる。このため、キーボードの組立時にハウジングの取り付けの自由度が高まり、キーボートの組立作業性が向上する。

以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係るキーボードの第１の実施形態を示すものである。

図１には、本実施形態のキーボード１の基本構造が示されている。キーボード１は、上下に対向して配置されたベースパネル２及びスイッチパネル３と、上下に対向する多数対の接点部２６ａ，２６ｂ（図７参照）を有し、ベースパネル２とスイッチパネル３の間に配置されたメンブレンシート４と、スイッチパネル３の上面で支持され、押下されることによりメンブレンシート４の接点部２６ａ，２６ｂをスイッチングするキートップ５と、キートップ５を昇降自在に案内支持するハウジング６と、を備えている。

スイッチパネル３は、一枚板の金属板であり、キートップ５を支持するハウジング６が装着される四角の取付孔７を多数有している。メンブレンシート４は、積層構造をなしており、上部電極シート２５ａと、下部電極シート２５ｂと、上下の電極シートの間で絶縁シート２５ｃと、を有している（図７参照）。メンブレンシート４の上下一対の接点部２６ａ，２６ｂは、個々のキートップ５のステム８に対応する位置に配置されている。接点部２６ａ，２６ｂでは絶縁シート２５ｃがカットされており、上下の電極シート２５ａ，２５ｂが接触可能になっている。電極シート２５ａ，２５ｂがステム８に押されて、一対の接点部２６ａ，２６ｂが接触することによりスイッチＯＮされ、一対の接点部２６ａ，２６ｂが離れることによりスイッチＯＦＦされる。

キートップ５は、ステム８に嵌合もしくは一体的に形成されて押下部を形成する。ステム８には、その根元側でステムリング９が一体成形される。ステムリング９には、ドーム状のカップラバー１０の小径側の開口端が圧入される。カップラバー１０の大径側の開口端は、スイッチパネル３の表面に当接するようになっている。ステム８には、下面から下向きに突出するようにコイルばね１１が設けられている。コイルばね１１の突出端は、キートップ５が押されたときにメンブレンシート４の接点部を押すようになっている。本実施形態のキーボードは、ステム８がカップラバー１０とコイルばね１１で弾性支持されているから、キーボードの使用者がカップラバー１０とコイルばね１１の種類を変えることで、自分に合ったキータッチのフィーリングを得ることができるようになっている。

図２に示すように、ハウジング６は、ステム８を昇降自在に案内支持するものであり、キートップ５毎に一つずつ成形されたものであり、上端側でステム８を挿入させるガイド孔１５が形成された筒部１４と、下端側で筒部１４の周囲に張り出すフランジ部１６を有し、全体としてみれば、段付き筒状を成している。筒部１４は円筒状をなし、中央にキートップ５の角状のステム８が挿入される四角のガイド孔１５が形成されている。筒部１４はスイッチパネル３の取付孔７より小さい寸法に形成されているため、ハウジング６がスイッチパネル３の裏面側に装着された状態で、筒部１４がスイッチパネル３の裏面側から表面側に突出するようになっている（図３）。フランジ部１６は、取付孔７より大きく形成されているため、フランジ部１６が取付孔７に引っ掛かることにより、ハウジング６がスイッチパネル３の表面側に、例えばキートップ５と一緒に不用意に抜け出すことが防止されている。

フランジ部１６は正四角形状をなしており、対向する２辺に係止片１７が形成されている。係止片１７の先端には爪部１７ａが外向きに形成されており、ハウジング６をスイッチパネル３の取付孔７に裏側から取り付けたときに、爪部１７ａが取付孔７の周壁に掛止されるようになっている。これにより、ハウジング６は、キーボード１の組立時にスイッチパネル３の取付孔７から不用意に外れることが防止されている。キーボード１の組立完成時において、フランジ部１６はスイッチパネル３とメンブレンシート４との間で挟まれるようになっている。

本実施形態において、フランジ部１６の下面には、対向する一方の対向辺から他方の対向片に掛けて、一対のレール１８が互いに平行に設けられている。図３に示すように、レール１８の下面がメンブレンシート４の上面に接触することで、ハウジング６がスイッチパネル３とメンブレンシート４との間で隙間無く挟まれるようになっている。なお、メンブレンシート４は、ベースパネル２に支持されているため、キートップ５を下向きに押したときでも、メンブレンシート４が変形することが防止されている。

以上により本実施形態によれば、スイッチパネル３の裏面側から装着されたハウジング６は、スイッチパネル３の取付孔７より大きいフランジ部１６を有しているため、フランジ部１６が取付孔７に引っ掛かることにより、ハウジング６がスイッチパネル３の表面側に、不用意に抜け出すことを防止することができる。これにより、キータッチの感触を調整するために、キーボード１からキートップ５だけを外して、キーボードを弾性支持するカップラバー１０やばね１１の交換などを作業性良く行うことができる。

次に、図４〜図７に基づいて、本発明に係るキーボードの第２の実施形態について説明する。本実施形態のキーボード１Ａは、キートップ５を支持するハウジング６Ａ（フランジ部１６Ａ）の裏面に複数の脚部２０が形成された点で、第１の実施形態のキーボード１と相違する。その他の構成部分は共通する。本実施形態では、第１の実施形態と共通する構成部分についての説明は省略し、両実施形態の構成の相違点を説明することとする。

一般に、メンブレンシートは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂材料を構成材料とするものであるから，温度変化や湿度変化により伸縮するという性質を有している。具体的には、積層構造のメンブレンシート４の伸縮が、上下の電極シート２５ａ，２５ｂのゆがみやたわみとなって現れ、予め所定のギャップを有して配置されている上下の電極シート２５ａ，２５ｂに設けられている電極部２６ａ，２６ｂが不用意に接触するという心配がある。このため、温度や湿度変化が大きい場所で使用されるキーボードは、メンブレンシートの延びや撓みを許容するように設計し、キーボード内でメンブレンシートを固定しない設計が採られている。

本実施形態では、フランジ部１６Ａの下面に、ベースパネル２に当接可能な脚部２０を複数設け、メンブレンシート４Ａに脚部２０を挿通させる挿通孔２１を複数設け、脚部２０の長さをメンブレンシート４Ａの厚みよりも長く形成している。すなわち、フランジ部１６Ａの下面に設けられた脚部２０がメンブレンシート４Ａと干渉することが防止されるようになっている。これにより、ハウジング６Ａのフランジ部１６Ａがスイッチパネル３とメンブレンシート４Ａとの間にあるときにも、ハウジング６Ａは脚部２０によりベースパネル２により支持されるようになっている。すなわち、メンブレンシート４Ａは、ハウジング６Ａで押されないように構成され、温度や湿度変化が大きい場合にメンブレンシート４Ａの伸縮が許容されるように構成されている。

図４及び図５に示すように、フランジ部１６Ａの四角の下面には、中心に対して回転対称の位置で４つの脚部２０が下向きに突設されている。脚部２０の突出高（長）さは、図６及び図７に示すように、メンブレンシート４Ａの厚みより高く（長く）なっている。メンブレンシート４Ａには、４つの脚部２０に対応する位置で、脚部２０より十分に大きな直径を要する挿通孔２１が形成されている。これによりメンブレンシート４Ａは、ハウジング６Ａの下面とメンブレンシート４Ａとの間で挟まれず、メンブレンシート４Ａの伸縮が許容されるようになっている。

図７に示すように、メンブレンシート４Ａは、積層構造をなしており、上部電極シート２５ａと、下部電極シート２５ｂと、上下の電極シート２５ａ，２５ｂの間で絶縁シート２５ｃと、を有している。キートップ５を支持するハウジング６Ａの下側の位置、キートップ５のステム８に対応する位置で、上下の電極シート２５ａ，２５ｂの対向面には、一対の接点部２６ａ，２６ｂが設けられている。接点部２６ａ，２６ｂには、メンブレンシート４Ａの下面に配されている回路体２７に電気的に接続している。キートップ５のステム８で電極シート２５ａが押されることで、一対の接点部２６ａ，２６ｂが接触してスイッチＯＮされ、キートップ５から指を離すことで、一対の接点部２６ａ，２６ｂが離れてスイッチＯＦＦされるようになっている。

本実施形態のように、キートップ５を支持するハウジング６Ａがそれぞれ個片の場合には、キーボードの組み立てに１００個程度のハウジング６Ａを要することとなり、ハウジング６Ａの取り付けに方向性があるとき、組み立てに時間を要することとなるが、本実施形態のハウジング６Ａは、中心に対して回転対称の形状、すなわち、筒部１４が円筒形であり、フランジ部１６Ａが正四角形であるから、ハウジング６の取り付けに方向性がなく、ハウジング６Ａの組み付けを容易に行うことができる。厳密には、ハウジングを９０゜、１８０゜、２７０゜、３６０゜の任意の方向に回転させた場合でも、ハウジングを取り付けることができる。本実施形態において、フランジ部１６Ａは正四角形であるが、フランジ部１６Ａが正多角形であれば同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態において、脚部２０はフランジ部１６Ａの下面で４箇所の位置に設けられているが、ハウジング６Ａがベースパネル２に安定した状態で支持されるのであれば、２箇所又は３箇所でもよく、脚部２０の数を制限するものではない。しかし、脚部２０を正四角形のフランジ部１６Ａの対角方向で２箇所の位置に設け、脚部２０と同数の挿通孔２１をメンブレンシート４Ａに設けた場合には、ハウジング６Ａの取り付けの際に挿通孔２１の位置に脚部２０が合うようにハウジング６Ａの方向性を決めなければならず、キーボード１Ａの組み立てに時間がかかるという問題がある。このような場合には、挿通孔２１の数を脚部２０の数と同数とせずに、挿通孔２１の数を４個のままとすることにより、ハウジング６Ａを回転させて挿通孔２１に脚部２０を位置合わせする手間を省くことができ、ハウジング６Ａの取り付けの自由度を高めることができる。

以上により、第２の実施形態によれば、フランジ部１６Ａの下面に脚部２０が形成され、メンブレンシート４Ａに脚部２０を挿通させる挿通部２１が形成されているから、ハウジング６Ａのフランジ部１６Ａがスイッチパネル３とメンブレンシート４Ａとの間にあるときにも、メンブレンシート４Ａはハウジング６Ａで押されないように構成され、温度や湿度変化が大きい場合にもメンブレンシート４Ａの伸縮を許容することができる。このため、メンブレンシート４Ａの上下のシート電極部の接触信頼性を高めることができる。

本発明に係るキーボードの第１の実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示すハウジングの斜視図である。 ハウジングをスイッチパネルの裏側に装着した状態を示す断面図である。 本発明に係るキーボードの第２の実施形態を示す分解斜視図である。 図４に示すハウジングを下方からみた斜視図である。 ハウジングをスイッチパネルの裏側に装着した状態を示す断面図である。 ハウジングがスイッチパネルに固定されている部分の拡大図である。

符号の説明

１，１Ａ キーボード
３ スイッチパネル
４，４Ａ メンブレンシート
５ キートップ
６，６Ａ ハウジング
７ 取付孔
１４ 筒部
１５ ガイド孔
１６，１６Ａ フランジ部
２０ 脚部
２１ 挿通孔

Claims (6)

1. ベースパネルと、
   所定の位置に孔部を有し、前記ベースパネルの上面側に配置されたスイッチパネルと、
   多数の接点部を有し、前記ベースパネルと前記スイッチパネルの間に配置されたメンブレンシートと、
   前記スイッチパネルの上面で支持され、押下されることにより前記接点部をスイッチングするキートップと、
   該キートップを昇降自在に案内支持するハウジングであって、上端側に前記キートップに一体化されているステムを挿入させるガイド孔が形成された筒部を有し、他端側に該筒部の周囲に張り出し、前記孔部より大きな寸法のフランジ部を有する段付き筒状のハウジングと、を備え、
   前記ハウジングが前記スイッチパネルの裏側から前記孔部に挿入され、前記フランジ部が前記スイッチパネルの裏側に取り付けられていて、
   前記ハウジングは、前記フランジ部が前記スイッチパネルと前記ベースパネルとの間に挟まれることで固定されている、ことを特徴とするキーボード。
2. 前記フランジ部の下面に、前記ハウジングが固定されている状態でその端部が前記ベースパネルに当接する脚部が複数設けられ、前記メンブレンシートに前記脚部に対応する位置で該脚部を挿通させる挿通孔が複数設けられ、前記脚部の長さが前記メンブレンシートの厚みよりも長い、請求項１に記載のキーボード。
3. 前記脚部が前記フランジ部の中心に対して回転対称の位置で少なくとも２つ設けられている、請求項２に記載のキーボード。
4. 前記フランジ部が正四角形状であり、２つの前記脚部が、前記フランジ部の中心に対して４回回転対称の４つの位置のうち、前記フランジ部の対角方向で対を成す位置に設けられており、前記メンブレンシートの、前記４箇所に対応するそれぞれの位置に、前記挿通孔が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のキーボード。
5. 前記フランジ部が正四角形状であり、前記フランジ部の下面に、前記フランジ部の対向する一方の対向辺から他方の対向辺まで延び、互いに平行に設けられる一対のレールを備える、請求項１から４の何れか一項に記載のキーボード。
6. 前記フランジ部が正四角形状であり、前記フランジ部の対向する２辺に、前記スイッチパネルに向けて延びるよう形成された係止片と、前記係止片の先端において外向きに形成され、前記スイッチパネルの前記孔部の周壁に掛止される爪部と、を有する、請求項１から５の何れか一項に記載のキーボード。

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