JP5453383B2

JP5453383B2 - キースイッチ装置

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Publication number: JP5453383B2
Application number: JP2011271566A
Authority: JP
Inventors: 文雄田村; 健信米持
Original assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Current assignee: Lenovo Singapore Pte Ltd
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP2013122887A; CN103165316B; CN103165316A; US20130146434A1; US10438759B2

Description

本発明は、パーソナルコンピュータなどの電子機器のキーボードに用いられるキースイッチ装置に関する。

キースイッチ装置は、ベースプレートと、ベースプレートに積層されたシートと、シートの上方に配設されたキートップと、シートとキートップとの間に配設され、キートップが押下された場合にシートを押圧するラバードームと、ベースプレートとキートップとの間に折り畳み可能に取り付けられ、キートップを上下動可能に支承するガイド機構とを備えている。

ところで、上述したキースイッチ装置のキーストロークを小さくすると、キートップの中心が押下されたときでもキートップの下端面やガイド機構の一部がベースプレートに積層されたシートに接する程度まで近づくことになる。したがって、キートップの中心から離れた部分が押下されたときには、キートップの下端面やガイド機構の一部がベースプレートに積層されたシートに当たることになる。ベースプレートに積層されたシートにキートップの下端面やガイド機構の一部が当たる時の衝撃は、ベースプレートにキートップの下端面やガイド機構の一部が当たる時の衝撃と同等であり、底付き感となってキートップを操作する指に伝わることになるので、好ましくない。

このようなキーを操作したときの底付き感を抑制すべく、シートのキートップの下端面と対応する部分において、シートを構成する上シートと下シートとの間に間隙を設けることが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００１−１８４９７９号公報

しかしながら、特許文献１において提案されたように、シートのキートップの下端縁と対応する部分において、シートを構成する上シートと下シートとの間に間隙を設けても、間隙が小さいので効果を発揮しない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、キーストロークを小さくしてもキーを操作したときの底付き感を抑制できるキースイッチ装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ベースプレートと、該ベースプレートに積層されたシートと、該シートの上方に配設されたキートップと、前記シートと前記キートップとの間に配設され、前記キートップが押下された場合に前記シートを押圧するラバードームと、前記ベースプレートと前記キートップとの間に折り畳み可能に取り付けられ、前記キートップを上下動可能に支承するガイド機構とを備えたキースイッチ装置において、前記ガイド機構は、一端が前記ベースプレートに対して移動可能かつ回転可能に係止され、他端が前記キートップに対して回転可能に支承された内側枠と、前記内側枠の外側に該内側枠に対して筋交い状に設けられ、一端がキートップに対して回転可能に支承され、他端が前記ベースプレートに対して移動可能かつ回転可能に係止された外側枠とを有し、前記キートップが押下された場合に前記シートに近づく前記外側枠の一端のシートに臨む面に、前記キートップの中心から離れた部分が押下された場合に前記シートに当たるように突起を設けるとともに、前記キートップが押下された場合に前記ベースプレートにおいて前記突起と対向する領域に前記突起を受け容れる受容部を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記突起を、前記外側枠の一端のシートに臨む面を三分するように一対設けたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記キートップが押下された場合に前記シートに近づく前記内側枠の他端のシートに臨む面に、前記キートップの中心から離れた部分が押下された場合に前記シートに当たるように第２の突起を設けるとともに、前記キートップが押下された場合に前記ベースプレートにおいて前記第２の突起と対向する領域に前記第２の突起を受け容れる第２の受容部を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第２の突起を、前記内側枠の他端のシートに臨む面を二分するように一つ設けたことを特徴とする。

本発明にかかるキースイッチ装置は、キートップが押下された場合にシートに近づくキートップのシートに臨む面またはガイド機構のシートに臨む面に突起を設けるとともに、キートップが押下された場合にベースプレートにおいて突起と対向する領域に突起を受け容れる受容部を設けたので、キートップの中心から離れた部分が押下された場合でも、突起がシートの下のベースプレートに跳ね返されることがなく、突起がシートに当たったときの衝撃をシートが緩衝する。これにより、キーストロークを小さくしてもキーを操作したときの底付き感を抑制できる。

図１は、本発明の実施の形態であるキースイッチ装置を多数配置したキーボードを搭載したノートパソコンを示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１であるキースイッチ装置の左側上方を視点とした斜視図である。図３は、図２に示したキースイッチ装置の正面図である。図４は、図２に示したキースイッチ装置の右側下方を視点とした斜視図である。図５は、図２に示したキースイッチ装置の前側上方を視点とした斜視図であって、キートップを省略した図である。図６は、図２に示したキースイッチ装置の右側上方を視点とした斜視図であって、キートップを取り外した状態を示す図である。図７は、図２に示したキースイッチ装置の底面図である。図８は、本発明の実施の形態２であるキースイッチ装置の右側上方を視点とした斜視図であって、キートップを取り外した状態を示す図である。図９は、図８に示したキースイッチ装置の右側下方を視点とした斜視図であって、ベースプレート、スイッチシート、ドームシートを省略した図である。図１０は、図８に示したキースイッチ装置の底面図である。

以下に、本発明にかかるキースイッチ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態であるキースイッチ装置を適用したキーボードを備えたノートパソコンを示す斜視図である。図１に示すように、ノートパソコン１０１は、本体１０２と本体に対して開閉可能に支持された蓋体１０３とを備えている。本体１０２には、本発明の実施の形態であるキースイッチ装置１を多数配置したキーボードのほかに、電源、システム・ボード、メモリー、ハードディスク・ドライブ、光学式ドライブ、バッテリーパックなどが搭載してあり、蓋体１０３には、ＬＣＤユニットなどが搭載してある。

［実施の形態１］
図２は、本発明の実施の形態１であるキースイッチ装置の左側上方を視点とした斜視図である。図３は、図２に示したキースイッチ装置の正面図であり、図４は、図２に示したキースイッチ装置の右側下方を視点とした斜視図である。また、図５は、図２に示したキースイッチ装置の前側上方を視点とした斜視図であって、キートップを省略した状態を示す図であり、図６は、図２に示したキースイッチ装置の右側上方を視点とした斜視図であって、キートップを取り外した状態を示す図である。また、図７は、図２に示したキースイッチ装置の底面図である。

図２に示すように、本発明の実施の形態１であるキースイッチ装置１は、ベースプレート２、メンブレンシート３、キートップ４、ラバードーム５（図５参照）、ガイド機構６（図５参照）を備えている。

ベースプレート２は、キースイッチ装置１の基板となるもので、一つのキーボードに配設される全てのキースイッチ装置１が一つのベースプレート２を共用する。ベースプレート２は、金属製の板状体に切り起こし成型や打ち抜き成型を施したものであり、切り起こし成型や打ち抜き成型により、その上面に上述したガイド機構６を取り付けるための係止片２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒが形成してある。

本実施の形態であるキースイッチ装置１のベースプレート２は、０．６ミリ厚のアルミニウムの板に切り起こし成型や打ち抜き成型を施すことにより、その上面にガイド機構６を取り付けるための係止片２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒが形成してある。

メンブレンシート３は、押圧された場合に接点が閉じる三層構造のスイッチシートであって、上述したベースプレート２の上に積層してある。メンブレンシート３は、上面に固定接点が形成された下側シートと、固定接点と対向する可動接点が下面に形成された上側シートと、下側シートと上側シートとの間に設けられ、通常状態において固定接点と可動接点とを離隔するスペーサシートとを備えている。メンブレンシート３は、固定接点および可動接点が重なる位置が押圧された場合に、固定接点と可動接点とが密着することにより、接点を閉じるものである。

本実施の形態であるキースイッチ装置１のメンブレンシート３は、０．０７５（７５マイクロメートル）の下側シート、０．０５０ミリ（５０マイクロメートル）のスペーサシート、０．０７５ミリ（７５マイクロメートル）の上側シートにより構成され、下側シートとスペーサシート、スペーサシートと上側シートを接着する接着剤により、合計０．２５ミリの厚みを有している。

図２および図３に示すように、キートップ４は、信号を入力するための操作部材であり、メンブレンシート３の上方に配設されている。キートップ４は、平面視矩形の直方体形状に形成したもので、操作面となる上面４１と上面４１から下方に延びる側面４２とを有している。上面４１は、指がキー（キートップ４）を確実に操作するように、中央が凹んだ湾曲面で形成してある。図４に示すように、キートップ４の下面は、開口しており、キートップ４の下面内側は、ラバードーム５やガイド機構６を配設するための空間になっている。また、キートップ４の下面内側となる底面には、ガイド機構６を支承する軸穴部４３，４４が形成してある。なお、各軸穴部には、軸穴と軸穴に連なる溝が形成してある。

なお、本実施の形態であるキースイッチ装置１のキートップ４は、平面視矩形の直方体形状に形成したものであるが、上面４１から下方に延びる側面４２が裾広がりに延びる角錐台状（四角錐台状）に形成したものでもよい。

図５および図６に示すように、ラバードーム５は、キートップ４が押下された場合にメンブレンシート３を押圧するためのもので、メンブレンシート３とキートップ４との間に配設されている。ラバードーム５は、シリコンゴムなどのように、可撓性を有する弾性材料で形成してある。ラバードーム５は、キートップ４に接する頂部５１とメンブレンシート３に接する基部５２とを有している。頂部５１は、有底の円筒状に形成してあり、基部５２は、頂部５１の下端から下方に向けて傘状に拡開するように形成してある。基部５２は、その下端が鍔状に形成してあり、メンブレンシート３に接着してある。また、ラバードーム５は、基部５２の内部にメンブレンシート３を押圧する押圧部５３（図９参照）を有している。押圧部５３は、頂部５１の底から下方に向けて漸次細くなる円錐状に形成してある。

そして、キートップ４に操作力が加えられ、キートップ４が押下された場合には、その操作力がラバードーム５の頂部５１に伝わり、基部５２が弾性変形するとともに、押圧部５３がメンブレンシート３を押圧することになる。これにより、メンブレンシート３は、接点を閉じることになる。一方、キートップ４から操作力が除かれると、ラバードーム５に弾性復元力が作用し、基部５２が元の形に戻るとともに、押圧部５３が元の位置に復帰する。これにより、キートップ４が元の位置に戻るとともに、メンブレンシート３が接点を開くことになる。

ガイド機構６は、キートップ４を上下動可能に支承するためのもので、図３に示すように、ベースプレート２とキートップ４との間に折り畳み可能に取り付けられている。図４〜図６に示すように、ガイド機構６は、内側枠７と、内側枠７と対を成す外側枠８とを備えている。

内側枠７は、ラバードーム５が挿通する枠体であって、外形が平面視矩形状、内形が平面視円形状に形成してある。内側枠７の手前側端部７１、左側と右側とには、それぞれ側方に延びる軸７１Ｌ，７１Ｒが形成してあり、内側枠７の奥側端部７２、左側と右側とには、それぞれ側方に延びる軸７２Ｌ，７２Ｒが形成してある。内側枠７の手前側端部７１、左側と右側とに形成した軸７１Ｌ，７１Ｒは、ベースプレート２の上面に形成した係止片２１Ｌ，２１Ｒに対して移動かつ回転可能に係止され、内側枠７の奥側端部７２、左側と右側とに形成した軸７２Ｌ，７２Ｒは、キートップ４に設けた軸穴部４３の軸穴に回転可能に支承されている。

外側枠８は、内側枠７が嵌り込む枠体であって、外形および内形が平面視矩形状に形成してある。外側枠８の奥側端部８１、左側と右側とには、それぞれ側方に延びる軸８１Ｌ，８１Ｒが形成してあり、外側枠８の手前側端部８２、左側と右側とには、それぞれ側方に延びる軸８２Ｌ，８２Ｒが形成してある。外側枠８の奥側端部８１、左側と右側とに形成した軸８１Ｌ，８１Ｒは、ベースプレート２の上面に形成した係止片２２Ｌ，２２Ｒに対して移動かつ回転可能に係止され、外側枠８の手前側端部８２、左側と右側とに形成した軸８２Ｌ，８２Ｒは、キートップ４の底面に設けた軸穴部４４の軸穴に回転可能に支承されている。

これにより、内側枠７と外側枠８とは、筋交い状に取り付けられ、キートップ４を上下動可能に支承する。

ところで、本実施の形態であるキースイッチ装置１は、キートップ４が押下された場合にメンブレンシート３に近づくガイド機構６のメンブレンシート３に臨む面に突起８２１を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起８２１と対向する領域に受容部２３が設けてある（図７参照）。

図４および図５に示すように、突起８２１は、キートップ４の中心から離れた部分が押下された場合にメンブレンシート３に当たるように設けたもので、これにより、キートップ４の中心から離れた部分が押下された場合にガイド機構６のほかの部分やキートップ４の下端面がメンブレンシート３に当たることはない。

本実施の形態であるキースイッチ装置１は、ガイド機構６を構成する外側枠８の手前側端部８２の下面に、手前側端部８２を三分するように、二つの突起８２１が設けてある。二つの突起８２１は、半球状に形成してあり、メンブレンシート３に当たってもメンブレンシート３を傷つけることはない。

受容部２３は、メンブレンシート３の突起８２１が当たる領域の下方を空洞にするように設けたもので、これにより、突起８２１がメンブレンシート３に当たってもその下のベースプレート２に跳ね返されることはなく、衝撃を緩和するクッションとして機能する。

本実施の形態であるキースイッチ装置１は、内側枠７を支承する係止片２１Ｌ，２１Ｒを切り起こした領域を受容部２３とする。

上述した本実施の形態であるキースイッチ装置１は、キートップ４の中心となる部分に操作力が加えられ、キートップ４が押下された場合には、その操作力がラバードーム５の頂部５１に伝わり、ラバードーム５の基部５２が弾性変形するとともに、ラバードーム５の押圧部５３がメンブレンシート３を押圧することになる。これにより、メンブレンシート３は、接点が閉じることになる。このとき、ガイド機構６がキートップ４の下動をガイドすることになるが、ガイド機構６を構成する内側枠７や外側枠８がベースプレート２に積層されたメンブレンシート３に当たることはない。

そして、キートップ４から操作力が除かれると、ラバードーム５に弾性復元力が作用し、ラバードーム５の基部５２が元の形に戻るとともに、ラバードーム５の押圧部５３が元の位置に復帰する。これにより、キートップ４が元の位置に戻るとともに、メンブレンシート３が接点を開くことになる。このとき、ガイド機構６がキートップ４の上動をガイドすることになる。

一方、キートップ４の中心から離れた部分に操作力が加えられた場合にも、ガイド機構６がキートップ４の下動をガイドすることになるが、キートップ４の中心から離れた部分に操作力が加えられることになるので、ガイド機構６の外側枠８に設けた突起８２１がメンブレンシート３に当たることになり、ガイド機構６の内側枠７や外側枠８のほかの部分がメンブレンシート３に当たることはない。そして、突起８２１がメンブレンシート３に当たっても、ベースプレート２において突起８２１と対向する領域に受容部２３が設けてあるので、突起８２１がメンブレンシート３の下のベースプレート２に跳ね返されることはなく、衝撃を緩和する。

上述した実施の形態であるキースイッチ装置１は、キートップ４が押下された場合にメンブレンシート３に近づく外側枠８の手前側端部８２の下面に突起８２１を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起８２１と対向する領域に突起８２１を受け容れる受容部２３を設けたので、キートップ４の中心から離れた部分が押下された場合でも、突起８２１がメンブレンシート３の下のベースプレート２に跳ね返されることがなく、突起８２１がメンブレンシート３に当たったときの衝撃をメンブレンシート３が緩和する。これにより、キーストロークを小さくしてもキー（キートップ４）を操作したときの底付き感を抑制できる。

なお、上述した実施の形態であるキースイッチ装置１は、ガイド機構６のメンブレンシート３に臨む面に突起８２１を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起８２１と対向する領域に受容部２３を設けるものとしたが、キートップ４のメンブレンシート３に臨む下端面に突起を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起と対向する領域に受容部を設けるものとしてもよい。

また、内側枠７を支承する係止片２１Ｌ，２１Ｒを切り起こした領域を受容部としたが、キートップ４が押下された場合に突起８２１と対向する領域であれば、ベースプレート２を貫通するものに限られるものでなく、上面から凹んだ凹部であってもよい。

さらに、外側枠８の手前側端部８２の下面に突起８２１を設けるものとしたが、メンブレンシート３に臨む面であれば、外側枠８の側部の下面に突起を設けるものとしてもよい。

［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２であるキースイッチ装置の右側上方を視点とした斜視図であって、キートップを取り外した状態を示す図であり、図９は、図８に示したキースイッチ装置の右側下方を視点とした斜視図であって、ベースプレート、スイッチシート、ドームシートを省略した図である。また、図１０は、図８に示したキースイッチ装置の底面図である。

本発明の実施の形態２であるキースイッチ装置１１は、メンブレンシート３の上にドームシート９を積層するとともに、内側枠７の下面と外側枠８の下面とにそれぞれ突起７２１，８２２を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起７２１，８２２と対向する領域に受容部２４，２５を設けた点で、上述した本発明の実施の形態１であるキースイッチ装置１と相違する。本発明の実施の形態２であるキースイッチ装置１１の説明にあたり、上述した本発明の実施の形態１と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態であるキースイッチ装置１１のドームシート９は、メンブレンシート３の上に積層されるもので、上述したラバードーム５が上面に接着してある。ドームシート９は、メンブレンシート３よりも薄いＰＥＴフィルムで形成してあり、ラバードーム５が接着された状態で納品される。

図９に示すように、本実施の形態であるキースイッチ装置１１は、ガイド機構６を構成する内側枠７の奥側端部７２の下面に奥側端部７２を二分するように、一つの突起７２１が設けてある。突起７２１は、半球状に形成してあり、ドームシート９に当たってもドームシート９を傷つけることはない。なお、本実施の形態であるキースイッチ装置１１の内側枠７は、スペースの都合上、ベースプレート２に切り起こされた係止片２１により、手前側端部７１の中央を軸に係止される。

本実施の形態であるキースイッチ装置１１は、ガイド機構６を構成する外側枠８の手前側端部８２の下面両側に二つの突起８２２が設けてある。二つの突起８２２は、半球状に形成してあり、ドームシート９に当たってもドームシート９を傷つけることがない。

図１０に示すように、本実施の形態であるキースイッチ装置１１は、キートップ４（図９参照）が押下された場合にベースプレート２において三つの突起７２１，８２２のそれぞれと対向する領域に受容部２４，２５が設けてある。

本実施の形態であるキースイッチ装置１１の受容部２４，２５は、ドームシート９の突起７２１，８２２が当たる領域の下方を空洞にするように設けたもので、これにより、突起７２１，８２２がドームシート９に当たってもその下のベースプレート２に跳ね返されることはなく、衝撃を緩和するクッションとして機能する。

本実施の形態であるキースイッチ装置１１は、係止片２１，２２Ｌ，２２Ｒを切り起こした部分とは別に設けた領域を受容部２４，２５とする。

上述した実施の形態であるキースイッチ装置１１は、キートップ４が押下された場合にドームシート９に近づく内側枠７の奥側端部７２の下面と外側枠８の手前側端部８２の下面とに突起７２１，８２２を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起７２１，８２２と対向する領域に突起７２１，８２２を受け容れる受容部２４，２５を設けたので、キートップ４の中心から離れた部分が押下された場合でも、突起７２１，８２２がドームシート９の下のベースプレート２に跳ね返されることがなく、突起７２１，８２２がドームシート９に当たったときの衝撃を緩和する。これにより、キーストロークを小さくしてもキー（キートップ４）を操作したときの底付き感を抑制できる。

また、ラバードーム５を接着したドームシート９をメンブレンシート３の上に積層するので、メンブレンシート３にラバードーム５を接着する必要がなくなる。

さらに、内側枠７の奥側端部７２の下面と外側枠８の手前側端部８２の下面とにそれぞれ突起７２１，８２２を設けるとともに、キートップ４が押下された場合にベースプレート２において突起７２１，８２２と対向する領域に受容部２４，２５を設けたので、キートップ４の中心から手前側に離れた部分を押した場合、キートップ４の中心から奥側に離れた場合、のいずれの場合にも均等に衝撃を緩和できる。

なお、本実施の形態であるキースイッチ装置１１は、内側枠７の奥側端部７２の下面、外側枠８の手前側端部８２の下面に突起７２１，８２２を設けるものとしたが、ドームシート９に臨む面であれば、内側枠７の側部の下面、外側枠８の側部の下面に突起を設けるものとしてもよい。

１，１１キースイッチ装置
２ベースプレート
２３，２４，２５受容部
３メンブレンシート（スイッチシート（シート））
４キートップ
５ラバードーム
５１頂部
５２基部
５３押圧部
６ガイド機構
７内側枠
７１手前側端部
７２奥側端部
７２１突起
８外側枠
８１奥側端部
８２手前側端部
８２１，８２２突起
９ドームシート（シート）

Claims

ベースプレートと、
該ベースプレートに積層されたシートと、
該シートの上方に配設されたキートップと、
前記シートと前記キートップとの間に配設され、前記キートップが押下された場合に前記シートを押圧するラバードームと、
前記ベースプレートと前記キートップとの間に折り畳み可能に取り付けられ、前記キートップを上下動可能に支承するガイド機構と
を備えたキースイッチ装置において、
前記ガイド機構は、一端が前記ベースプレートに対して移動可能かつ回転可能に係止され、他端が前記キートップに対して回転可能に支承された内側枠と、
前記内側枠の外側に該内側枠に対して筋交い状に設けられ、一端がキートップに対して回転可能に支承され、他端が前記ベースプレートに対して移動可能かつ回転可能に係止された外側枠とを有し、
前記キートップが押下された場合に前記シートに近づく前記外側枠の一端のシートに臨む面に、前記キートップの中心から離れた部分が押下された場合に前記シートに当たるように突起を設けるとともに、
前記キートップが押下された場合に前記ベースプレートにおいて前記突起と対向する領域に前記突起を受け容れる受容部を設けたことを特徴とするキースイッチ装置。
前記突起を、前記外側枠の一端のシートに臨む面を三分するように一対設けたことを特徴とする請求項１に記載のキースイッチ装置。
前記キートップが押下された場合に前記シートに近づく前記内側枠の他端のシートに臨む面に、前記キートップの中心から離れた部分が押下された場合に前記シートに当たるように第２の突起を設けるとともに、
前記キートップが押下された場合に前記ベースプレートにおいて前記第２の突起と対向する領域に前記第２の突起を受け容れる第２の受容部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のキースイッチ装置。
前記第２の突起を、前記内側枠の他端のシートに臨む面を二分するように一つ設けたことを特徴とする請求項３に記載のキースイッチ装置。