JP5843352B2

JP5843352B2 - キースイッチ装置

Info

Publication number: JP5843352B2
Application number: JP2011234985A
Authority: JP
Inventors: 敏也西室; 相原　健志; 健志相原; 功宮下
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Electronics Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: JP2013093230A

Description

本発明は、例えばパーソナルコンピュータ等のキーボードに好適なキースイッチ装置に関する。

パーソナルコンピュータ等に用いられているキーボードには、種々のスイッチ機構が採用されているが、薄型に対応可能なことからノート型パーソナルコンピュータ等に多く採用されているパンタグラフ式のキースイッチ装置が知られている。

例えば、特許文献１には、樹脂製のキートップと、そのキートップの下方に配設され、複数の係止部が形成された樹脂製のホルダプレートと、キートップの下面及びホルダ部材の複数の係止部に連結係止され、キートップの上下動を案内する樹脂製の第１リンク部材及び第２リンク部材と、キートップを上方へ付勢する付勢手段とを備え、キートップの上下動に伴ってスイッチング動作を行うキースイッチ装置が記載されている。

このキースイッチ装置では、付勢手段の付勢力に抗してキートップを押し下げることにより、パンタグラフを構成する第１リンク部材と第２リンク部材とが低くなり、スイッチ操作が行われる。この際、このキースイッチ装置では、ホルダ部材に形成された係止部の上面が、押し下げられたキートップの係止部の下面に当接して押し下げ位置（最下点）を規制している。

特開２００２−２８９０６６号公報

しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、パンタグラフを構成する第１リンク部材及び第２リンク部材が樹脂製であるため、剛性が低く、キートップの端部を押し下げた際にリンク部材が撓んでキートップが斜めに押し下げられてしまう不都合があった。このため、キートップの中心部を押し下げた際とキートップの端部を押し下げた際とでスイッチ特性の差が大きくなってしまい、キートップの遊びが増えてスイッチの操作感が悪化してしまう問題があった。
また、従来の構造では、リンク部材等の撓みにより、キートップの押し下げ時にキートップが所望のストロークよりも大きくなる場合があり、内蔵するラバードームスイッチの打鍵耐久性が低下するおそれがあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、キートップの中心部を押し下げた際とキートップの端部を押し下げた際とでスイッチ特性の差を低減することができるキースイッチ装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明のキースイッチ装置は、裏面に複数の上部係止部を有するキートップと、該キートップの下方に設けられ複数の下部係止部を有するベースプレートと、前記キートップと前記ベースプレートとの間に配され前記キートップを上下動可能に支持するパンタグラフ部と、前記キートップを上方に付勢する付勢機構とを備え、前記パンタグラフ部が、互いに平行に配されそれぞれ前記上部係止部に回動可能に係止された上部内側シャフト部材及び上部外側シャフト部材と、前記上部内側シャフト部材及び前記上部外側シャフト部材に平行に配されそれぞれ前記下部係止部に回動可能に係止された下部内側シャフト部材及び下部外側シャフト部材と、前記上部内側シャフト部材の両端にそれぞれ一端が固定されていると共に前記下部内側シャフト部材に他端が固定され中間に内側貫通孔が形成された一対の内側リンク部材と、前記上部外側シャフト部材の両端にそれぞれ一端が固定されていると共に前記下部外側シャフト部材に他端が固定され中間に外側貫通孔が形成された一対の外側リンク部材と、互いに隣接して配された前記内側貫通孔と前記外側貫通孔とに挿通された一対の結合ピンとを備え、前記上部内側シャフト部材，前記上部外側シャフト部材，前記下部内側シャフト部材，前記下部外側シャフト部材，前記内側リンク部材及び前記外側リンク部材が、全て金属で形成されていることを特徴とする。

このキースイッチ装置では、上部内側シャフト部材，上部外側シャフト部材，下部内側シャフト部材，下部外側シャフト部材，内側リンク部材及び外側リンク部材が、全て金属で形成されているので、パンタグラフ部全体が高剛性になり、キートップが押し下げられた際の撓みが抑制される。特に、一対の内側リンク部材が金属製の内側シャフト部材で連結されていると共に一対の外側リンク部材も金属製の外側シャフト部材で連結されていることで、シャフト部材の延在方向において撓みが生じ難くキートップが斜めに押し下げられ難くなる。したがって、キートップの中心部を押し下げた際とキートップの端部を押し下げた際とのスイッチ特性の差が低減し、さらにオーバーストローク等も抑制でき、キートップの遊びも減って操作感が向上する。

第２の発明のキースイッチ装置は、第１の発明において、前記内側リンク部材及び前記外側リンク部材と前記ベースプレートとの一方に、前記パンタグラフ部が所定の位置まで低くなった際に他方に当接する凸部が形成されていることを特徴とする。
すなわち、このキースイッチ装置では、内側リンク部材及び外側リンク部材とベースプレートとの一方に、パンタグラフ部が所定の位置まで低くなった際に他方に当接する凸部が形成されているので、一方の凸部が他方に当接してキートップ押し下げ時の下限を規制することで、押し下げ時にオーバーストロークにならず、内蔵するラバードームスイッチの打鍵耐久性を増加させることができる。特に、内側リンク部材及び外側リンク部材が金属製であるため、高い剛性によって凸部が当接した際にも撓まず、高精度なストロークを得ることができる。

第３の発明のキースイッチ装置は、第２の発明において、前記凸部が、前記外側リンク部材の前記外側貫通孔の近傍に設けられ、前記ベースプレートが、金属で形成され、一対の前記結合ピンの直下に形成された一対の中間逃げ孔部と一対の前記結合ピンの外側かつ前記中間逃げ孔部の縁に立設された一対のピン押さえ部とを有していることを特徴とする。
すなわち、このキースイッチ装置では、金属製のベースプレートが、結合ピンの直下に形成された中間逃げ孔部と、結合ピンの外側かつ中間逃げ孔部の縁に立設されたピン押さえ部とを有しているので、結合ピンが挿通される内側貫通孔及び外側貫通孔の周囲を剛性を得るために幅広にしても中間逃げ孔部によりスペースを確保できると共に、ピン押さえ部により結合ピンが外側にずれることを抑制可能である。さらに、中間逃げ孔部の縁にピン押さえ部が立設されることで、剛性が向上し、近傍で凸部が当接しても撓みを抑制することができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明に係るキースイッチ装置によれば、上部内側シャフト部材，上部外側シャフト部材，下部内側シャフト部材，下部外側シャフト部材，内側リンク部材及び外側リンク部材が、全て金属で形成されているので、パンタグラフ部全体が高剛性になり、キートップの中心部を押し下げた際とキートップの端部を押し下げた際とのスイッチ特性の差が低減し、キートップの遊びも減って操作感が向上する。

本発明に係るキースイッチ装置の一実施形態において、ベースプレート上に設置したパンタグラフ部を示す斜視図である。本実施形態において、キースイッチ装置を示す平面図，内側リンク部材の内側近傍で切断した際の断面図及び中央で切断した際の断面図である。本実施形態において、ラバードームスイッチから上の部材を示すキースイッチ装置の分解斜視図である。本実施形態において、ラバードームスイッチより下の部材を示すキースイッチ装置の分解斜視図である。本実施形態において、パンタグラフ部を示す斜視図及び分解斜視図である。本実施形態において、内側リンク部材の凸部近傍（ａ）及び外側リンク部材の凸部近傍（ｂ）を示す斜視図である。

以下、本発明に係るキースイッチ装置の一実施形態を、図１から図６を参照して説明する。

本実施形態におけるキースイッチ装置１は、図１から図４に示すように、枠状のケース部２と、該ケース部２内に上下動可能に配されていると共に裏面に複数の上部係止部３を有するキートップ４と、該キートップ４の下方に設けられ複数の下部係止部５を有するベースプレート６と、キートップ４とベースプレート６との間に配されキートップ４を上下動可能に支持するパンタグラフ部７と、キートップ４を上方に付勢する付勢機構として機能するラバードームスイッチ８とを備えている。

また、このキースイッチ装置１は、ベースプレート６上に設置されスイッチ配線が内蔵されたメンブレンスイッチであるメンブレン９と、該メンブレン９上に設置されたラバーキーシート１０とを備えている。なお、上記ラバードームスイッチ８は、ラバーキーシート１０上に設置され上端がキートップ４の裏面に当接している。

上記ケース部２は、ベースプレート６の外側を囲うようにして設置され、ベースプレート６の四隅に形成された固定用孔６ａを用いて嵌め込みや圧入等によりベースプレート６がケース部２の裏面に固定されている。
上記キートップ４は、例えば図３に示すように、略四角形状であって上面に文字や記号等が印字されている。

上記ラバードームスイッチ８は、図２の（ｃ）に示すように、内部の中心軸上にコネクティングピン８ａが一体形成されており、キートップ４と共に上部が押し下げられるとコネクティングピン８ａの下端が下方のラバーキーシート１０の中央孔を通してメンブレン９の中央を押し下げ、該中央に形成された接点を電気的に接続するようになっている。

上記パンタグラフ部７は、図５に示すように、互いに平行に配されそれぞれ上部係止部３に回動可能に係止された上部内側シャフト部材１１及び上部外側シャフト部材１２と、上部内側シャフト部材１１及び上部外側シャフト部材１２に平行に配されそれぞれ下部係止部５に回動可能に係止された下部内側シャフト部材１３及び下部外側シャフト部材１４と、上部内側シャフト部材１１の両端にそれぞれ一端が固定されていると共に下部内側シャフト部材１３に他端が固定され中間に内側貫通孔１５ａが形成された一対の内側リンク部材１５と、上部外側シャフト部材１２の両端にそれぞれ一端が固定されていると共に下部外側シャフト部材１４に他端が固定され中間に外側貫通孔１６ａが形成された一対の外側リンク部材１６と、互いに隣接して配された内側貫通孔１５ａと外側貫通孔１６ａとに挿通された一対の結合ピン１７とを備えている。

上記の上部内側シャフト部材１１，上部外側シャフト部材１２，下部内側シャフト部材１３，下部外側シャフト部材１４，内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６は、全て金属で形成されている。さらに、ベースプレート６も金属板で形成されている。例えば、上部内側シャフト部材１１，上部外側シャフト部材１２，下部内側シャフト部材１３及び下部外側シャフト部材１４は、例えばアルミニウム合金で形成され、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６は、Ｆｅ系金属で形成されている。

上記上部係止部３としては、断面略コ字状に形成され上部外側シャフト部材１２の両端部を回動可能に支持する一対の第１係止部３ａと、断面略コ字状に形成され上部内側シャフト部材１１の両端部を回動可能に嵌め込んで支持する一対の第２係止部３ｂとがキートップ４の裏面に設けられている。なお、上部外側シャフト部材１２は、その延在方向に直交する方向かつキートップ４の平面方向にスライド可能に当該方向に開口した一対の第１係止部３ａに支持されている。

上記下部係止部５としては、断面略コ字状に形成され下部内側シャフト部材１３の両端部を回動可能に支持する一対の第３係止部５ａと、断面円弧状に形成され下部外側シャフト部材１４の中央の２箇所を支持する一対の第４係止部５ｂとがベースプレート６の上面に形成されている。なお、下部内側シャフト部材１３は、その延在方向に直交する方向かつキートップ４の平面方向にスライド可能に当該方向に開口した一対の第３係止部５ａに支持されている。

上記下部外側シャフト部材１４は、軸方向の他の部分と径の異なる段差部として、中央に他の部分よりも径の大きい大径部１４ａが形成されており、下部外側シャフト部材１４の中央に嵌め込まれる一対の第４係止部５ｂが、大径部１４ａの両側に該大径部１４ａを挟むように設けられている。すなわち、一対の第４係止部５ｂは、下部外側シャフト部材１４が嵌め込まれた状態で大径部１４ａの端部に当接して下部外側シャフト部材１４の軸方向の移動を規制すると共に内側曲面で下部外側シャフト部材１４の外周面を摺動可能に支持する。
したがって、下部外側シャフト部材１４がスナップフィット的に一対の第４係止部５ｂに嵌め込まれて支持されている。また、一対の第４係止部５ｂが、大径部１４ａの両側に嵌め込まれているので、下部外側シャフト部材１４が延在方向に動くことを規制している。

また、ベースプレート６には、下部外側シャフト部材１４の両端部を回動可能に支持する一対の受け部６ｂが形成されている。これらの受け部６ｂは、下部外側シャフト部材１４の両端部の外径に対応して上方に開口した円弧状に形成されている。

内側リンク部材１５の両端部には、上部内側シャフト部材１１又は下部内側シャフト部材１３の端部が嵌め込まれる内側用端部孔１５ｂが形成され、外側リンク部材１６の両端部には、上部外側シャフト部材１２又は下部外側シャフト部材１４の端部が嵌め込まれる外側用端部孔１６ｂが形成されている。

内側リンク部材１５の内側貫通孔１５ａが形成された部分（中央部）と内側用端部孔１５ｂが形成された部分（両端部）は、軸方向の他の部分よりも幅広に形成されて剛性が低下しないように設定されている。また、同様に、外側リンク部材１６の外側貫通孔１６ａが形成された部分（中央部）と外側用端部孔１６ｂが形成された部分（両端部）は、軸方向の他の部分よりも幅広に形成されて剛性が低下しないように設定されている。

また、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６には、図６に示すように、パンタグラフ部７が所定の位置まで低くなった際にそれぞれベースプレート６に当接する凸部１５ｃ，１６ｃが形成されている。これら凸部１５ｃ，１６ｃは、パンタグラフ部７が最下点まで下がった際（本実施形態では、内側リンク部材１５と外側リンク部材１６とが互いに平行になった際）にベースプレート６に当接するように下方への突出量が設定されている。

上記凸部１６ｃは、外側リンク部材１６の外側貫通孔１６ａの近傍に設けられている。また、上記凸部１５ｃは、内側リンク部材１５の端部の近傍に設けられている。
さらに、ベースプレート６は、一対の結合ピン１７の直下に形成された一対の中間逃げ孔部６ｃと一対の結合ピン１７の外側かつ中間逃げ孔部６ｃの縁に立設された一対のピン押さえ部６ｄとを有している。
なお、上記各下部係止部５，受け部６ｂ及びピン押さえ部６ｄは、金属板のベースプレート６を曲げ加工することにより形成されている。

さらに、ベースプレート６は、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６の各両端部の直下に形成された４つの端部逃げ孔部６ｅと、第４係止部５ｂの直下に形成された大径部逃げ孔部６ｆとを有している。端部逃げ孔部６ｅは、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６の各両端部がベースプレート６に当接しないように空けられたものであり、大径部逃げ孔部６ｆは、大径部１４ａがベースプレート６に当接しないように空けられたものである。

このように本実施形態のキースイッチ装置１では、上部内側シャフト部材１１，上部外側シャフト部材１２，下部内側シャフト部材１３，下部外側シャフト部材１４，内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６が、全て金属で形成されているので、パンタグラフ部７全体が高剛性になり、キートップ４が押し下げられた際の撓みが抑制される。

特に、一対の内側リンク部材１５が金属製の上部内側シャフト部材１１及び下部内側シャフト部材１３で連結されていると共に一対の外側リンク部材１６も金属製の上部外側シャフト部材１２及び下部外側シャフト部材１４で連結されていることで、シャフト部材の延在方向において撓みが生じ難くキートップ４が斜めに押し下げられ難くなる。したがって、キートップ４の中心部を押し下げた際とキートップ４の端部を押し下げた際とのスイッチ特性の差が低減し、さらにオーバーストローク等も抑制でき、キートップ４の遊びも減って操作感が向上する。

また、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６に、パンタグラフ部７が所定の位置まで低くなった際にベースプレート６に当接する凸部１５ｃ，１６ｃが形成されているので、凸部１５ｃ，１６ｃがベースプレート６に当接してキートップ４押し下げ時の下限を規制することで、押し下げ時にオーバーストロークにならず、内蔵するラバードームスイッチ８の打鍵耐久性を増加させることができる。特に、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６が金属製であるため、高い剛性によって凸部１５ｃ，１６ｃが当接した際にも撓まず、高精度なストロークを得ることができる。

さらに、金属製のベースプレート６が、結合ピン１７の直下に形成された中間逃げ孔部６ｃと、結合ピン１７の外側かつ中間逃げ孔部６ｃの縁に立設されたピン押さえ部６ｄとを有しているので、結合ピン１７が挿通される内側貫通孔１５ａ及び外側貫通孔１６ａの周囲を剛性を得るために幅広にしても中間逃げ孔部６ｃによりスペースを確保できると共に、ピン押さえ部６ｄにより結合ピン１７が外側にずれることを抑制可能である。さらに、中間逃げ孔部６ｃの縁にピン押さえ部６ｄが立設されることで、剛性が向上し、近傍で凸部１６ｃが当接しても撓みを抑制することができる。特に、ピン押さえ部６ｄが金属板を曲げ加工して形成されているので、曲げ加工による屈曲部で高い剛性が得られ、周囲の剛性がより向上する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６に、ベースプレート６に当接する凸部１５ｃ，１６ｃが形成されているが、逆に、ベースプレート６上に凸部を形成して、内側リンク部材１５及び外側リンク部材１６に当接するようにしても構わない。

１…キースイッチ装置、３…上部係止部、４…キートップ、５…下部係止部、６…ベースプレート、６ｃ…中間逃げ孔部、６ｄ…ピン押さえ部、７…パンタグラフ部、８…ラバードームスイッチ（付勢機構）、１１…上部内側シャフト部材、１２…上部外側シャフト部材、１３…下部内側シャフト部材、１４…下部外側シャフト部材、１５…内側リンク部材、１５ａ…内側貫通孔、１５ｃ，１６ｃ…凸部、１６…外側リンク部材、１６ａ…外側貫通孔、１７…結合ピン

Claims

裏面に複数の上部係止部を有するキートップと、
該キートップの下方に設けられ複数の下部係止部を有するベースプレートと、
前記キートップと前記ベースプレートとの間に配され前記キートップを上下動可能に支持するパンタグラフ部と、
前記キートップを上方に付勢する付勢機構とを備え、
前記パンタグラフ部が、互いに平行に配されそれぞれ前記上部係止部に回動可能に係止された上部内側シャフト部材及び上部外側シャフト部材と、
前記上部内側シャフト部材及び前記上部外側シャフト部材に平行に配されそれぞれ前記下部係止部に回動可能に係止された下部内側シャフト部材及び下部外側シャフト部材と、
前記上部内側シャフト部材の両端にそれぞれ一端が固定されていると共に前記下部内側シャフト部材に他端が固定され中間に内側貫通孔が形成された一対の内側リンク部材と、
前記上部外側シャフト部材の両端にそれぞれ一端が固定されていると共に前記下部外側シャフト部材に他端が固定され中間に外側貫通孔が形成された一対の外側リンク部材と、
互いに隣接して配された前記内側貫通孔と前記外側貫通孔とに挿通された一対の結合ピンとを備え、
前記上部内側シャフト部材，前記上部外側シャフト部材，前記下部内側シャフト部材，前記下部外側シャフト部材，前記内側リンク部材及び前記外側リンク部材が、全て金属で形成され、
前記内側リンク部材及び前記外側リンク部材と前記ベースプレートとの一方に、前記パンタグラフ部が所定の位置まで低くなった際に他方に当接する凸部が形成され、
前記凸部が、前記外側リンク部材の前記外側貫通孔の近傍に設けられ、
前記ベースプレートが、金属で形成され、一対の前記結合ピンの直下に形成された一対の中間逃げ孔部と、一対の前記結合ピンの外側かつ前記中間逃げ孔部の縁に立設された一対のピン押さえ部とを有していることを特徴とするキースイッチ装置。