JP5997623B2

JP5997623B2 - キーボード装置

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Publication number: JP5997623B2
Application number: JP2013016658A
Authority: JP
Inventors: 康介松島; 泰之立川; 靖尾野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: JP2014075110A; TW201423812A; JP2014075111A; JP6097581B2

Description

本発明は、ノート型パソコンやタブレット端末等に用いられるキーボード装置に関するものである。

ノート型パソコンやタブレット端末等に用いられるキーボードとして、対向する面にそれぞれ接点を有する一対のシートと、一対のシートの間に介在され、接点に対応する箇所に開口を有するスペーサとからなる回路基板と、回路基板上に設けられるキートップを有し、キートップを回路基板から離隔方向に付勢する付勢手段が設けてあるキーボード装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−０６０１１２号公報

上記のキーボード装置では、キートップを回路基板から離隔方向に付勢する付勢手段を有しているため、薄型化出来ないという問題がある。また、薄型化するために、上記のキーボード装置から付勢手段を除いて薄型化しただけでは、適切にスイッチングが出来ないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、薄型化しつつも適切にスイッチングが可能なキーボード装置を提供することである。

本発明者らは、上記のキーボード装置から付勢手段を除いて、薄型化しただけでは、適切にスイッチングができないという課題が生じる原因について検討した。

上記のキーボード装置では、キートップが押圧されると、キートップから付勢手段に力が伝わり、付勢手段に設けられた押圧部から回路基板に力が伝わり、一対のシートに設けられた接点同士が接触しスイッチングを行う。従って、付勢手段の押圧部の下のみに、開口を有しておけば適切にスイッチングが行われた。

一方、上記のキーボード装置から付勢手段を除いた場合、押圧部を介さずキートップから直接回路基板に力が加わるため、上記開口の大きさをキートップ以上の大きさにしないと、そもそもスイッチングが適切に行われない。

しかしながら、開口の大きさをキートップ以上にすると、開口が大きくなったため接点同士が接触する面積も増えてしまい、接触部分において真空状態に近い状態になってしまう。そうすると、押圧を開放しても、空気が開口内に流入せず接点同士が離間した状態に戻らず、スイッチングを適切に行うことができなかった。

そこで、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決しうることを見出した。

すなわち本発明は、第１の接点が形成されている第１のシート、前記第１のシートに対向して設けられる第２の接点が形成された第２シート、及び、前記第１のシートと前記第２のシートとの間に介在され前記第１の接点及び第２の接点に対応した個所に第１開口を有するスペーサ、を有する回路基板と、前記回路基板よりも上方に設けられるキートップと、を備えたキーボード装置であって、平面視において、前記キートップの外縁が、前記第１開口内に収まっており、前記第１の接点は、第１の方向に沿って延在する複数の第１の導体パターンを有し、前記第２の接点は、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延在する複数の第２の導体パターンを有していることにより上記課題を解決する。

上記発明において、前記第１の方向と前記第２の方向とが実質的に直交してもよい。

上記発明において、前記キーボード装置は、前記第１シート及び前記第２シートの間であって、前記第１の接点及び前記第２接点の周囲に形成されている複数のドットをさらに備えることができる。

上記発明において、前記ドットは、前記第１のシートと前記スペーサの間、及び、前記第２シートと前記スペーサの間の少なくとも一方に配置することができる。

上記発明において、前記第１のシートと前記スペーサの間の少なくとも一部、及び、前記第２シートと前記スペーサの間の少なくとも一部には、接着層が介在されており、前記ドットの厚さは、前記接着層の厚さよりも厚くすることができる。

上記発明において、前記ドットは、前記スペーサよりも相対的に硬くすることができる。

本発明では、平面視すると、キートップの外縁がスペーサの開口内に収まるように形成されており、キートップに加わった押圧力を回路基板に直接伝えることができるため付勢手段が不要になる。その結果、薄型化することができる。

そして、複数の第１及び第２の導体パターンによって第１及び第２の接点がそれぞれ凹凸に形成されていると共に、第１の導体パターンと第２の導体パターンとが相互に交差しているので、キートップ押圧時における第１の接点と第２の接点の接触面積を小さくなる。このため、第１の接点と第２の接点との接触部分が真空に近い状態になってしまうことを抑制することができ、押圧開放時に第１及び第２の接点同士が離間した状態にすぐに戻る。

従って、薄型化しつつも適切なスイッチングをすることができる。

図１は、本発明の実施形態におけるキーボード装置の部分断面図である。図２は、本発明の実施形態におけるキーボード装置の分解斜視図である。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、本発明の実施形態における接点の構造を示す平面図であり、図３（ａ）は、第１の接点を示す平面図であり、図３（ｂ）は、第２の接点を示す平面図であり、図３（ｃ）は、第１の接点と第２の接点を重ねた場合の平面図である。図４は、本発明の実施形態における接着層の変形例を示す平面図である。図５は、本発明の実施形態におけるドットの変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態におけるキーボード装置の構成を示す部分断面図、図２は本実施形態におけるキーボード装置の分解斜視図である。

本実施形態におけるキーボード装置１は、ノート型パソコンやタブレット装置等に用いられるキーボードであり、図１に示すように、回路基板１０と、キートップ２０と、ドット３０を備えており、実際には、多数のキートップ２０が配列されている（図示せず）。

回路基板１０は、第１のシート１１と、第１のシート１１に対向して設けられる第２のシート１２と、第１のシート１１と第２のシート１２の間に介在する第１開口１４が形成されたスペーサ１３と、を有している。

第１のシート１１は、可撓性の第１基板１５と、第１基板１５の一方の主面に形成された第１の接点１６と、からなる。

同様に、第２のシート１２は、可撓性の第２基板１７と、第２基板１７の一方の主面に形成された第２の接点１８と、からなる。

スペーサ１３は、第１の接点１６及び第２の接点１８が形成されている箇所を含む領域に第１開口１４が形成されている。

第１のシート１１とスペーサ１３の間には、これらを接着させる接着層１９が形成されている。接着層１９は、第１のシート１１とスペーサ１３の間を接着させることができるのであれば、全面に形成されている必要はなく、少なくとも一部に形成されていればよい。

同様に、第２のシート１２とスペーサ１３の間には、これらを接着させる接着層１９が形成されている。接着層１９は、第２のシート１２とスペーサの間を接着させることができるのであれば、全面に形成されている必要はなく、少なくとも一部に形成されていればよい。

第１基板１５、第２基板１７、及び、スペーサ１３は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene terephthalate）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：Polyethylene naphthalate）から構成されている。また、第１基板１５、第２基板１７、及び、スペーサ１３の厚さとしては、例えば、５０〜２００μｍとされる。

第１の接点１６及び第２の接点１８は、例えば、銀、銅等から構成される。第１の接点１６及び第２の接点１８の厚さとしては、例えば、５〜３０μｍとされる。

図３（ａ）に示すように、第１の接点１６は、複数（本例では５本）の第１の線状パターン１６１と、一対の連結パターン１６２，１６３と、を有している。複数の第１の線状パターン１６１は、Ｙ方向に沿って延在していると共に、所定の間隔を空けて相互に平行に配置されている。この複数の第１の線状パターン１６１の一方の端部は、連結パターン１６２によって相互に連結されていると共に、当該第１の線状パターン１６１の他方の端部も、連結パターン１６３によって相互に連結されており、複数の第１の線状パターン１６１は、一対の連結パターン１６２，１６３を介して電気的に接続されている。

なお、第１の線状パターン１６１の本数は、上記の数に特に限定されない。本実施形態における第１の線状パターン１６１が、本発明における第１の導体パターンの一例に相当する。

図３（ｂ）に示すように、第２の接点１８も、複数（本例では４本）の第２の線状パターン１８１と、一対の連結パターン１８２，１８３と、を有している。複数の第２の線状パターン１８１は、Ｘ方向に沿って延在していると共に、所定の間隔を空けて相互に平行に配置されている。この複数の第２の線状パターン１８１の一方の端部は、連結パターン１８２によって相互に連結されていると共に、当該第２の線状パターン１８１の他方の端部も、連結パターン１８３によって相互に連結されており、複数の第２の線状パターン１８１は、一対の連結パターン１８２，１８３を介して電気的に接続されている。

なお、第２の線状パターン１８１の本数は、上記の数に特に限定されない。また、第１の線状パターン１６１と第２の線状パターン１８１とが交差していれば、第２の線状パターン１８１の延在方向は、第１の線状パターン１６１の延在方向に対して実質的に直交する方向に限定されない。本実施形態における第２の線状パターン１８１が、本発明における第２の導体パターンの一例に相当する。

以上に説明した第１の接点１６と第２の接点１８を重ね合わせると、図３（ｃ）に示すように、第１の線状パターン１６１と第２の線状パターン１８１とが実質的に直角に交差するので格子形状が形成される。なお、第１の接点１６を格子状パターンで構成すると共に、第２の接点１８を格子状パターンで構成してもよい。

本実施形態では、第１及び第２の線状パターン１６１，１８１によって第１及び第２の接点がそれぞれ凹凸に形成されていると共に、第１の線状パターン１６１と第２の線状パターン１８１とが相互に交差しているので、キートップ２０の押圧時における第１の接点１６と第２の接点１８の接触面積が小さくなる。このため、第１の接点１６と第２の接点１８との接触部分が真空に近い状態になってしまうことを抑制することができ、押圧解放時に第１及び第２の接点１６，１８同士を素早く離間させることができる。

また、本実施形態では、第１及び第２の接点１６，１８が、第１及び第２の線状パターン１６１，１８１の間の隙間から光が透過可能な構造を有しているので、回路基板の下方にバックライトを配置した照明機能付きのキーボード装置にも対応することができる。

また、本実施形態では、第１及び第２の接点１６，１８が第１及び第２の線状パターン１６１，１８１の間に隙間を有しているので、当該接点１６，１８に混入した異物を発見し易くなり、キーボード装置１の生産性が向上する。

さらに、本実施形態では、第１及び第２の接点１６，１８を第１及び第２の線状パターン１６１，１８１で構成するので、第１及び第２の接点１６，１８を形成するための材料の低減を図ることができ。キーボード装置１の低コスト化を図ることもできる。

接着層１９は、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤等から構成される。接着層１９の厚さとしては、例えば、１０〜３０μｍとされる。

回路基板１０は、キートップ２０が押圧されると、第１開口１４に対応する位置の第１のシート１１が撓み、第１の接点１６と第２の接点１８が接続され、導通することで、スイッチングを行う。

キートップ２０は回路基板１０の第１のシート１１の上面に形成されており、平面視において、キートップ２０の外縁は、第１開口１４内に収まっている。これにより、キートップ２０のいかなる場所が押圧されても第１のシート１１が撓み適切なスイッチングを行うことができる。

ドット３０は、スペーサ１３と第２シート１２の間に形成されており、図２に示すように、第１の接点１６及び第２の接点１８の周囲に複数形成されている。

ドット３０は、例えば、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂から構成されており、スペーサ１３や接着層１９よりも相対的に硬くなっている。このドット３０の厚さは、１０〜１００μｍであり、好ましくは、２０〜７０μｍである。

また、図２に示すように本実施形態においては、スペーサ１３に空気が流入するためのスリット１４１が形成されている。なお、接着層１９を、第１のシート１１とスペーサ１３の間に部分的に形成したり、第２のシート１２とスペーサ１３の間に部分的に形成してもよく、この場合には、スペーサ１３にスリット１４１に形成しなくてもよい。

例えば、図４に示すように、第２のシート１２とスペーサ１３の間において、接着層１９を第１開口１４の周囲に間欠的に配置することで、ドット３０同士の間やドット３０と接着層１９の間に形成された間隙１９１を介して第１開口１４に空気を流入出させることができる。

キーボード装置１においては、図１に示すように、第１開口１４の幅Ｗ１の方が、キートップ２０の幅Ｗ２よりも、広くなっている。これにより、キートップ２０のいかなる場所が押圧されても第１のシートが撓み適切なスイッチングを行うことができる。

また、キートップ２０の幅Ｗ２の方が第１の接点１６及び第２接点１８の幅Ｗ３よりも広くなっている。ただし、Ｗ３の幅は、Ｗ２の幅の８０％以上である。

本実施形態によれば、平面視すると、キートップ２０が、スペーサ１３の第１開口１４内に収まるように形成されており、キートップ２０の下にスペーサ１３が存在せず、キートップ２０に加わった押圧力を回路基板１０に直接伝えることができるため付勢手段が不要になる。その結果、薄型化することができる。そして、第の２シート１２とスペーサ１３の間であって、第１の接点１６及び前記第２の接点１８の周囲に、複数のドット３０を形成したので、接点同士が接触した場合でも、ドット３０の周辺においては、一定の空気層からなるスペースを確保することができる。従って、押圧を開放した時、このスペースを起点として、第１開口１４に空気が流入するため、すぐに接点同士が離間した状態に戻る。従って、薄型化しつつも適切なスイッチングを行うことができる。

また、本実施形態によれば、第の２シート１２とスペーサ１３の間にドット３０が形成されているため、第１開口１４内にドット３０が形成されず、押圧された際に、ドット３０による違和感を防止することができる。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述の実施形態におけるキーボード装置１においてドット３０の高さは、接着層１９の高さと同じであるが、図５に示すように、ドット３０の高さｈ１を接着層１９の高さｈ２よりも高くした方が好ましい（ｈ１＞ｈ２）。この場合、接点同士が接触した際の、ドット３０の周辺にできる、空気層からなるスペースが大きくなるため、より接点同士が離間した状態に早く戻すことができる。

また、例えば、上述の実施形態におけるキーボード装置１においてドット３０は、第２のシート１２とスペーサ１３の間に形成されたが、第１のシート１１とスペーサ１３の間でも良く、第１開口１４内に形成されてもよい。

また、例えば、上述の実施形態におけるキーボード装置１においてキートップ２０と第１基材１５は、直接接触しているが、キートップ２０と第１基材１５の間に、介在層を設けてもよい。

１，１Ｂ…キーボード装置
１０…回路基板
１１…第１のシート
１２…第２のシート
１３…スペーサ
１４…第１開口
１４１…スリット
１５…第１基板
１６…第１の接点
１６１…第１の線状パターン
１６２，１６３…連結パターン
１７…第２基板
１８…第２の接点
１８１…第２の線状パターン
１８２，１８３…連結パターン
１９…接着層
１９１…間隙
２０…キートップ
３０…ドット

Claims

第１の接点が形成されている第１のシート、前記第１のシートに対向して設けられる第２の接点が形成された第２シート、及び、前記第１のシートと前記第２のシートとの間に介在され前記第１の接点及び第２の接点に対応した個所に第１開口を有するスペーサ、を有する回路基板と、
前記回路基板よりも上方に設けられるキートップと、を備えたキーボード装置であって、
平面視において、前記キートップの外縁が、前記第１開口内に収まっており、
前記第１の接点は、第１の方向に沿って延在する複数の第１の導体パターンを有し、
前記第２の接点は、前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延在する複数の第２の導体パターンを有していることを特徴とするキーボード装置。
請求項１に記載のキーボード装置であって、
前記第１の方向と前記第２の方向とは実質的に直交していることを特徴とするキーボード装置。
請求項1又は２に記載のキーボード装置であって、
前記キーボード装置は、前記第１シート及び前記第２シートの間であって、前記第１の接点及び前記第２接点の周囲に形成されている複数のドットをさらに備えることを特徴とするキーボード装置。
請求項３に記載のキーボード装置であって、
前記ドットは、前記第１のシートと前記スペーサの間、及び、前記第２シートと前記スペーサの間の少なくとも一方に配置されていることを特徴とするキーボード装置。
請求項４に記載のキーボード装置であって、
前記第１のシートと前記スペーサの間の少なくとも一部、及び、前記第２シートと前記スペーサの間の少なくとも一部には、接着層が介在されており、
前記ドットの厚さは、前記接着層の厚さよりも厚いことを特徴とするキーボード装置。
請求項３〜５の何れかに記載のキーボード装置であって、
前記ドットは、前記スペーサよりも相対的に硬いことを特徴とするキーボード装置。