JP6301556B2 - 安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、スイッチ分野に関し、特に、安定的に押下可能な超薄型光電スイッチに関する。
キーボードスイッチとは、キーボードに取り付けられ、キーボードに適用するスイッチである。このようなスイッチの主な構成としては、ベース、上蓋、固定接触片、可動接触片及び押しボタンを有する。また、上蓋及びベースで囲まれて形成される収容室内には、固定接触片、可動接触片及び押しボタンが設置され。なお、押しボタンの一端は、収容室外に露出する。押しボタンを押す操作をして押しボタンを上下動させることで、押しボタンによる作用を受ける可動接触片を固定接触片に接続したり離脱したりする。
上記キーボードスイッチの構成により、ユーザは、可動接触片と固定接触片との接続を遮断または導通することができる。確かに、上記キーボードスイッチは進歩性を有するものである。しかしながら、実使用時において、キーボードスイッチ自体の構成及び使用性能には多くの欠陥が存在する。このため、従来のキーボードスイッチは実用上で最適な使用効果や作業効率を奏することができない。なお、従来のキーボードスイッチの欠点としては、以下通りである。従来のキーボードスイッチの押しボタンがガイドピンの形態であるため、製品全体の厚さが厚くなる。また、押しボタンがキーキャップの底部の中央に取り付けられるため、キーキャップの一方の縁部のみに手指をかける場合に押しボタンを安定的に押下することができず、さらに、固定接触片と可動接触片との接続を導通することもできず、使い勝手が悪くなる。なお、従来のキーボードスイッチでは、可動接触片と固定接触片とを接触させる形態が用いられている。しかしながら、可動接触片及び固定接触片は、いずれも金属材質であって、酸化しやすいので、両者の接触不良が生じやすくなる。
本発明の主な目的は、従来技術においてキーボードスイッチの厚さが厚くて、使い勝手が悪くて接触不良が生じやすい問題を解決可能な安定的に押下可能な超薄型光電スイッチを提供することである。
上記目的を実現するために、本発明は以下の技術手段を用いる。
本発明の一実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチは、ベース体と、赤外線チューブと、キーキャップと、バランスフレーム機構と、復帰機構と、赤外線チューブの光線伝搬方向を変えて赤外線チューブからの光を通したり遮断したりするための遮光部材とを含む。前記赤外線チューブは、ベース体上に設置され、発光端及び受光端を有する。前記キーキャップは、赤外線チューブを覆うように構成される。バランスフレーム機構及び復帰機構は、いずれもキーキャップの下方に位置する。バランスフレーム機構は、キーキャップの安定的な押下操作を導く。遮光部材は、キーキャップ、バランスフレーム機構または復帰機構に伴って上下動する。前記復帰機構は、キーキャップまたはバランスフレーム機構を復帰させる。
一実施形態では、前記ベース体上には、支持体が設置される。前記赤外線チューブ及び支持体は、互いに分離してベース体上に設置される。支持体の上端には、支点溝が設置される。前記バランスフレーム機構は、上フレーム及び下フレームを含む。上フレーム及び下フレームは、互いに交差するとともに重ね合わせ可能に枢着される。上フレームの下端及び下フレームの下端は、ベース体の両端にそれぞれ枢着される。上フレームの上端及び下フレームの上端は、キーキャップの底部の両端にそれぞれ枢着される。上フレーム及び下フレームは、Ｘ字状構造に形成される。前記復帰機構は、転回部材及び引張ばねを含む。前記転回部材の一端は、支点溝内に当接する。転回部材は、支持体に対して上下転回可能に設置される。前記引張ばねの両端は、転回部材の他端及び上フレームの上端にそれぞれ連結される。
一実施形態では、前記遮光部材は、転回部材から一体に延在して形成される。
一実施形態では、前記遮光部材は、キーキャップの底部から一体に延在して形成される。
一実施形態では、前記遮光部材は、バランスフレーム機構から一体に延在して形成される。
一実施形態では、前記赤外線チューブは、屈折型赤外線チューブである。発光端及び受光端は、同一本体に封止される。前記遮光部材は、本体の上方に上下可動に設置される。
一実施形態では、前記赤外線チューブは、スルービーム型赤外線チューブであり、出射管及び入射管を含む。前記発光端は、出射管に設置される。前記受光端は、入射管に設置される。前記遮光部材は、前記出射管と入射管との間に上下可動に設置される。
本発明は、従来技術と比較して顕著な効果を奏し、極めて有用なものである。具体的には、本発明は以下通りの効果を奏する。
本発明では、従来の可動接触片と接触片とを互いに接触させる形態にかわって、遮光部材で赤外線チューブの光線伝搬方向を変えて赤外線チューブからの光を通したり遮断したりすることで、酸化による接触不良を効果的に防止することができ、安定性がより優れ、製品の使用寿命が長くなる。また、本発明では、従来のガイドピンにかわって、バランスフレーム機構によってキーキャップの安定的な押下操作を導き、遮光部材がキーキャップ、バランスフレーム機構または復帰機構に伴って上下動することで、製品全体の厚さを薄くするほか、手指でキーキャップのいずれの部分を付勢してもバランスフレーム機構を連動させることができ、キーキャップを安定的に押下することができ、遮光部材をより正確かつスムーズに作動させ、製品の使い勝手がより良好である。
以下、本発明の構成の特徴及び効果をより明確にするために、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳しく説明する。
本発明の第１実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチが自由状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチがオン状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチが自由状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチがオン状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチが自由状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第３実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチがオン状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第４実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチが自由状態にある場合の構成を示す概略図である。 図７の構成を説明する概略図である。 本発明の第４実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチがオン状態にある場合の構成を示す概略図である。 図９の構成を説明する概略図である。 本発明の第５実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチが自由状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第５実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチがオン状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第６実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチが自由状態にある場合の構成を示す概略図である。 本発明の第６実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチがオン状態にある場合の構成を示す概略図である。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチの構成を示す図である。本実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチは、ベース体１０、赤外線チューブ２０、キーキャップ３０、バランスフレーム機構４０、復帰機構５０及び遮光部材６０を含む。
本実施形態では、ベース体１０上には、支持体７０が設置される。赤外線チューブ２０及び支持体７０は、互いに分離してベース体１０上に設置される。支持体７０の上端には、支点溝７１が設置される。
赤外線チューブ２０は、発光端２１及び受光端２２を有する。本実施形態では、赤外線チューブ２０は屈折型赤外線チューブであり、その発光端２１及び受光端２２が同一本体２３に封止される。
バランスフレーム機構４０は、上フレーム４１及び下フレーム４２を含む。上フレーム４１及び下フレーム４２は、互いに交差するとともに重ね合わせ可能に枢着される。上フレーム４１の下端及び下フレーム４２の下端は、ベース体１０の両端にそれぞれ枢着される。上フレーム４１の上端及び下フレーム４２の上端は、キーキャップ３０の底部の両端にそれぞれ枢着される。上フレーム４１及び下フレーム４２は、Ｘ字状の構成に形成される。
復帰機構５０は、キーキャップ３０またはバランスフレーム機構４０を復帰させる。本実施形態では、復帰機構５０はバランスフレーム機構４０を復帰させることでキーキャップ３０を復帰させる。詳細には、本実施形態では、復帰機構５０は、転回部材５１及び引張ばね５２を含む。転回部材５１の一端は、支点溝７１内に当接する。転回部材５１は、支持体７０に対して上下転回可能に設置される。引張ばね５２の両端は、転回部材５１の他端及び上フレーム４１の上端にそれぞれ連結される。
キーキャップ３０は、赤外線チューブ２０を覆うように構成される。バランスフレーム機構４０及び復帰機構５０は、いずれもキーキャップ３０の下方に位置する。バランスフレーム機構４０は、キーキャップ３０の安定的な押下操作を導く。遮光部材６０は、赤外線チューブ２０の光線伝搬方向を変えることで赤外線チューブ２０からの光を通したり遮断したりする。また、遮光部材６０は、キーキャップ３０、バランスフレーム機構４０または復帰機構５０に伴って上下動する。本実施形態では、遮光部材６０は、本体２３の上方に上下可動に設置される。なお、遮光部材６０は、転回部材５１から一体に延在して形成される。
使用時に、図１に示すように、自由状態において、遮光部材６０は赤外線チューブ２０の上方に位置する。このとき受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチがオフ状態にある。キーキャップ３０を押圧する場合には、図２に示すように、上フレーム４１及び下フレーム４２が下方へ移動して重ね合わせると同時に、引張ばね５２が引っ張られて転回部材５１を下向きに転回させることで、遮光部材６０も下向きに転回させて赤外線チューブ２０に近づける。この際、発光端２１から放射される赤外線は、遮光部材６０で反射されて受光端２２に向かう。このように、受光端２２は、赤外線を受光することができて、スイッチがオン状態になる。キーキャップ３０の押圧が解放されると、引張ばね５２は変形から復帰する。また、上フレーム４１及び下フレーム４２は引張ばね５２によって上方へ開いてキーキャップ３０を上方へ復帰させると同時に、遮光部材６０を上方へ復帰させる。これにより、受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチが再びオフ状態になる。
図３及び図４は、本発明の第２実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチの構成を示す図である。本実施形態は第１実施形態と構成がほぼ同じであるが、遮光部材６０がキーキャップ３０の底部から一体に延在して形成される点で第１実施形態と異なる。
使用時に、図３に示すように、自由状態において、遮光部材６０は、赤外線チューブ２０の上方に位置する。このとき受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチがオフ状態にある。キーキャップ３０を押圧する場合には、図４に示すように、上フレーム４１及び下フレーム４２が下方へ移動して重ね合わせると同時に、引張ばね５２は引っ張られて転回部材５１を下向きに転回させる。なお、遮光部材６０は、キーキャップ３０に伴って下方へ移動して赤外線チューブ２０に近づく。この際、発光端２１から放射される赤外線は、遮光部材６０で反射されて受光端２２に向かう。このように、受光端２２は、赤外線を受光することができて、スイッチがオン状態になる。キーキャップ３０の押圧が解放されると、引張ばね５２は変形から復帰する。また、上フレーム４１及び下フレーム４２は引張ばね５２によって上方へ開いてキーキャップ３０を上方へ復帰させると同時に、遮光部材６０もキーキャップ３０に伴って上方へ復帰する。これにより、受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチが再びオフ状態になる。
図５及び図６は、本発明の第３実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチの構成を示す図である。本実施形態は第１実施形態と構成がほぼ同じであるが、遮光部材６０がバランスフレーム機構４０から一体に延在して形成される点で第１実施形態と異なる。
使用時に、図５に示すように、自由状態において、遮光部材６０は、赤外線チューブ２０の上方に位置する。このとき受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチがオフ状態にある。キーキャップ３０を押圧する場合には、図６に示すように、上フレーム４１及び下フレーム４２が下方へ移動して重ね合わせると同時に、引張ばね５２は引っ張られて転回部材５１を下向きに転回させる。なお、遮光部材６０は、バランスフレーム機構４０に伴って下方へ移動して赤外線チューブ２０に近づく。この際、発光端２１から放射される赤外線は、遮光部材６０で反射されて受光端２２に向かう。このように、受光端２２は、赤外線を受光することができて、スイッチがオン状態になる。キーキャップ３０の押圧が解放されると、引張ばね５２は変形から復帰する。また、上フレーム４１及び下フレーム４２は引張ばね５２によって上方へ開いてキーキャップ３０を上方へ復帰させると同時に、遮光部材６０もバランスフレーム機構４０に伴って上方へ復帰する。これにより、受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチが再びオフ状態になる。
図７及び図１０は、本発明の第４実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチの構成を示す図である。本実施形態は第１実施形態と構成がほぼ同じであるが、赤外線チューブ２０が発光端２１の設置される出射管２４及び受光端２２の設置される入射管２５を含むスルービーム型赤外線チューブである点、及び、遮光部材６０が出射管２４と入射管２５との間において上下可動に設置される点で第１実施形態と異なる。
使用時に、図７及び図８に示すように、自由状態において、遮光部材６０は、出射管２４と入射管２５との間に位置する。このとき受光端２２は遮光部材６０の遮断によって発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチがオフ状態にある。キーキャップ３０を押圧する場合には、図９及び図１０に示すように、上フレーム４１及び下フレーム４２が下方へ移動して重ね合わせると同時に、引張ばね５２が引っ張られて転回部材５１を下向きに転回させる。なお、遮光部材６０は、転回部材５１に伴って下向きに転回される。この際、遮光部材６０によって赤外線を遮断しなくなるため、発光端２１から放射される赤外線はそのまま受光端２２に向かう。このように、受光端２２は、赤外線を受光することができて、スイッチがオン状態になる。キーキャップ３０の押圧が解放されると、引張ばね５２は変形から復帰する。また、上フレーム４１及び下フレーム４２は引張ばね５２によって上方へ開いてキーキャップ３０を上方へ復帰させると同時に、遮光部材６０も転回部材５１に伴って上方へ復帰して出射管２４と入射管２５との間に再位置する。これにより、受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチが再びオフ状態になる。
図１１及び図１２は、本発明の第５実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチの構成を示す図である。本実施形態は第４実施形態と構成がほぼ同じであるが、遮光部材６０がキーキャップ３０の底部から一体に延在して形成される点で第４実施形態と異なる。
使用時に、図１１に示すように、自由状態において、遮光部材６０は、出射管２４と入射管２５との間に位置する。このとき受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチがオフ状態にある。キーキャップ３０を押圧する場合には、図１２に示すように、上フレーム４１及び下フレーム４２が下方へ移動して重ね合わせると同時に、引張ばね５２は引っ張られて転回部材５１を下向きに転回させる。なお、遮光部材６０は、キーキャップ３０に伴って下方へ移動する。この際、遮光部材６０によって赤外線を遮断しなくなるため、発光端２１から放射される赤外線はそのまま受光端２２に向かう。このように、受光端２２は、赤外線を受光することができて、スイッチがオン状態になる。キーキャップ３０の押圧が解放されると、引張ばね５２は変形から復帰する。また、上フレーム４１及び下フレーム４２は引張ばね５２によって上方へ開いてキーキャップ３０を上方へ復帰させると同時に、遮光部材６０もキーキャップ３０に伴って上方へ復帰して出射管２４と入射管２５との間に再位置する。これにより、受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチが再びオフ状態になる。
図１３及び図１４は、本発明の第６実施形態に係る安定的に押下可能な超薄型光電スイッチの構成を示す図である。本実施形態は第４実施形態と構成がほぼ同じであるが、遮光部材６０がバランスフレーム機構４０から一体に延在して形成される点で第４実施形態と異なる。
使用時に、図１３に示すように、自由状態において、遮光部材６０は、出射管２４と入射管２５との間に位置する。このとき受光端２２は遮光部材６０の遮断によって発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチがオフ状態にある。キーキャップ３０を押圧する場合には、図１４に示すように、上フレーム４１及び下フレーム４２が下方へ移動して重ね合わせると同時に、引張ばね５２が引っ張られて転回部材５１を下向きに転回させる。なお、遮光部材６０は、バランスフレーム機構４０に伴って下方へ移動する。この際、遮光部材６０によって赤外線を遮断しなくなるため、発光端２１から放射される赤外線はそのまま受光端２２に向かう。このように、受光端２２は、赤外線を受光することができて、スイッチがオン状態になる。キーキャップ３０の押圧が解放されると、引張ばね５２は変形から復帰する。また、上フレーム４１及び下フレーム４２は引張ばね５２によって上方へ開いてキーキャップ３０を上方へ復帰させると同時に、遮光部材６０もバランスフレーム機構４０に伴って上方へ復帰して出射管２４と入射管２５との間に再位置する。これにより、受光端２２は発光端２１から放射される赤外線を受光することができず、スイッチが再びオフ状態になる。
本発明の主な特徴としては、以下の通りである。本発明では、従来の可動接触片と接触片とを互いに接触させる形態にかわって、遮光部材で赤外線チューブの光線伝搬方向を変えて赤外線チューブからの光を通したり遮断したりすることで、酸化による接触不良を効果的に防止することができ、安定性がより優れ、製品の使用寿命が長くなる。また、本発明では、従来のガイドピンにかわって、バランスフレーム機構によってキーキャップの安定的な押下操作を導き、遮光部材がキーキャップ、バランスフレーム機構または復帰機構に伴って上下動することで、製品全体の厚さを薄くするほか、手指でキーキャップのいずれの部分を付勢してもバランスフレーム機構を連動させることができ、キーキャップを安定的に押下することができ、遮光部材をより正確かつスムーズに作動させ、製品の使い勝手がより良好である。
本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の内容に基づく如何なる変更や均等的な置換、潤色は、本発明の保護を求める範囲内に属するものである。
１０ ベース体
２０ 赤外線チューブ
２１ 発光端
２２ 受光端
２３ 本体
２４ 出射管
２５ 入射管
３０ キーキャップ
４０ バランスフレーム機構
４１ 上フレーム
４２ 下フレーム
５０ 復帰機構
５１ 転回部材
５２ 引張ばね
６０ 遮光部材
７０ 支持体
７１ 支点溝

Claims (6)

  1. 安定的に押下可能な超薄型光電スイッチであって、
    ベース体と、赤外線チューブと、キーキャップと、バランスフレーム機構と、復帰機構と、赤外線チューブの光線伝搬方向を変えて赤外線チューブからの光を通したり遮断したりするための遮光部材とを含み、
    前記赤外線チューブは、ベース体上に設置され、発光端及び受光端を有し、
    前記キーキャップは、赤外線チューブを覆うように構成され、
    バランスフレーム機構及び復帰機構は、いずれもキーキャップの下方に位置し、
    バランスフレーム機構は、キーキャップの安定的な押下操作を導き、
    遮光部材は、キーキャップ、バランスフレーム機構または復帰機構に伴って上下動し、
    前記復帰機構は、キーキャップまたはバランスフレーム機構を復帰させ、
    前記ベース体上には、支持体が設置され、
    前記赤外線チューブ及び支持体は、互いに分離してベース体上に設置され、
    支持体の上端には、支点溝が設置され、
    前記バランスフレーム機構は、上フレーム及び下フレームを含み、
    上フレーム及び下フレームは、互いに交差するとともに重ね合わせ可能に枢着され、
    上フレームの下端及び下フレームの下端は、ベース体の両端にそれぞれ枢着され、
    上フレームの上端及び下フレームの上端は、キーキャップの底部の両端にそれぞれ枢着され、
    上フレーム及び下フレームは、Ｘ字状構造に形成され、
    前記復帰機構は、転回部材及び引張ばねを含み、
    前記転回部材の一端は、支点溝内に当接し、
    転回部材は、支持体に対して上下転回可能に設置され、
    前記引張ばねの両端は、転回部材の他端及び上フレームの上端にそれぞれ連結されることを特徴とする安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ。
  2. 前記遮光部材は、転回部材から一体に延在して形成されることを特徴とする請求項１に記載の安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ。
  3. 前記遮光部材は、キーキャップの底部から一体に延在して形成されることを特徴とする請求項１に記載の安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ。
  4. 安定的に押下可能な超薄型光電スイッチであって、
    ベース体と、赤外線チューブと、キーキャップと、バランスフレーム機構と、復帰機構と、赤外線チューブの光線伝搬方向を変えて赤外線チューブからの光を通したり遮断したりするための遮光部材とを含み、
    前記赤外線チューブは、ベース体上に設置され、発光端及び受光端を有し、
    前記キーキャップは、赤外線チューブを覆うように構成され、
    バランスフレーム機構及び復帰機構は、いずれもキーキャップの下方に位置し、
    バランスフレーム機構は、キーキャップの安定的な押下操作を導き、
    遮光部材は、キーキャップ、バランスフレーム機構または復帰機構に伴って上下動し、
    前記復帰機構は、キーキャップまたはバランスフレーム機構を復帰させ、
    前記遮光部材は、バランスフレーム機構から一体に延在して形成されることを特徴とする安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ。
  5. 発光端及び受光端は、同一本体に封止され、
    前記遮光部材は、本体の上方に上下可動に設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ。
  6. 前記赤外線チューブは、スルービーム型赤外線チューブであり、出射管及び入射管を含み、
    前記発光端は、出射管に設置され、
    前記受光端は、入射管に設置され、
    前記遮光部材は、前記出射管と入射管との間に上下可動に設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の安定的に押下可能な超薄型光電スイッチ。
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