JP6529561B2

JP6529561B2 - キーボード構造

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Publication number: JP6529561B2
Application number: JP2017195022A
Authority: JP
Inventors: 清張
Original assignee: 江蘇傳藝科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: US10388472B2; US20180366283A1; JP2019003597A; CN107085470A

Description

本発明は、キーボード構造に関し、特に新型のキーボード構造に関する。

キーボードは、よく使用される入力デバイスであり、英語アルファベット、数字、句読点や符号などをキーボードからコンピュータに入力することができる。また、キーボードを用いて、コマンド、入力データなどをコンピュータに送ることができる。現在のキーボード構造は、複雑であり、高い製作精度が求められる一方で、敏感さ、キーの操作性、触感及び防水性能などの面で最適化する余地がある。

図１に示すように、従来のキーボード構造は、導電回路板１とその上方に位置する弾性体２とを含む。導電回路板１は、上層１０３、中隔層孔が形成された中隔層１１２、及び下層１０５を上から順に含む。上層の下面には上層回路１１４が設けられ、下層の上面には下層回路１１５が設けられる。弾性体を押圧すると、上層回路１１４と下層回路１１５とは接触して回路が導通する。しかし、上層の材質が硬いＰＥＴであるため、弾性体を押圧すると、弾性体が上層に接触してからの反発力が大きい。そのため、回路を導通するには大きな力が必要となり、制御しにくく、操作性が優れない。同時に、上層と中隔板との間、及び下層と中隔板との間には、第３通気路１１３が設けられ、この通気路の周囲には回路面が設けられる。そのため、回路層に通気路が存在することとなり、水が進入する可能性があり、防水性能が高くない。
上述問題の解決が急がれる。

本発明の目的は、ユーザの使用効果が良好であり、しかも防水性能を有するキーボード構造を提供することである。

本発明のキーボード構造は、弾性体と、軟性導電体と、導電回路板を上から順に含む。前記導電回路板には、回路正極と回路負極とが設けられる。前記軟性導電体は、軟性体と当該軟性体に設けられた導電層とを含む。前記弾性体が押圧され、前記軟性導電体上の前記導電層が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極に接触すると、回路が導通する。前記弾性体の押圧状態が解除されて、前記軟性導電体上の前記導電層が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極から離れると、回路が遮断する。

導電回路板は、１つの構造態様として、上層と、回路層と、下層とを上から順に含む。前記回路正極及び前記回路負極は、前記回路層に設けられる。前記上層には、前記導電層と前記回路正極及び前記回路負極とが接触する空間を形成する第１中心孔があけられる。当該第１中心孔の両側に位置する前記回路層の上面は回路面である。前記第１中心孔の下方に位置する前記回路層には、第１通気孔が設けられ、前記回路層と前記下層との間には第１通気路が設けられる。第１中心孔内と外部とを連通する第１通気孔及び第１通気路を通って気体が出入りする。

導電回路板は、別の構造態様として、上層と、回路保護層と、回路層とを上から順に含む。前記回路正極及び前記回路負極は、前記回路層に設けられる。前記上層及び前記回路保護層には、前記導電層と前記回路正極及び前記回路負極とが接触する空間を形成する第２中心孔があけられる。当該第２中心孔の両側に位置する前記回路層の上面は回路面である。前記上層と前記回路保護層との間に第２通気路が設けられる。第２中心孔内と外部とを連通する前記第２通気路を通って気体が出入りする。

軟性体は、軟性ゴム又は軟性プラスチックから作製される。シリコンゴムから作成されてもよいし、ＴＰＵ又はＴＰＥを用いてもよい。導電層は、印刷された導電材料又は導電フィルムである。

前記弾性体と前記軟性導電体との間、及び前記軟性導電体と前記導電回路板との間は、密結合である。同時に、第１形態の導電回路板上の前記上層と前記回路層との間、及び前記回路層と前記下層との間は、密結合である。第２形態の前記導電回路板上の前記上層と前記回路保護層との間、及び前記回路保護層と前記回路層との間は、密結合である。密結合は、耐水性接着剤を用いて貼り合わせることで実現することが好ましい。

従来技術に比較し、本発明の利点は、以下がある。当該キーボード構造は、弾性体と導電回路板との間に軟性導電体を設けることで、軟性導電体による反発力を小さく、制御しやすく、安定し、回路の導通に必要とする力も小さく、敏感さがよく、操作性能に優れる。同時に、導電回路板の回路層面の間に通気路がなく、耐水性接着剤によって確実に貼り合わせることができ、防水効果が優れる。

従来のキーボード構造の断面図。本発明の第１形態のキーボード構造の断面図。図２（ａ）におけるキーボード押圧状態の断面図。本発明の第２形態のキーボード構造の断面図。本発明のキーボード構造の弾性体の平面図。本発明のキーボード構造の弾性体の構造図。本発明のキーボードの構造図。本発明の第１形態のキーボード配線の構造図。図５（ａ）におけるＡ点の拡大図。本発明の第２形態のキーボード配線の構造図。図５（ｃ）におけるＡ点の拡大図。本発明のキーボードに耐水性接着剤が貼り付けられる構造図。

以下、図面を参照しながら、本発明の技術手段を更に説明する。

本発明のキーボード構造は、弾性体２と、軟性導電体３と、導電回路板１とを上から順に含む。図２（ａ）に示すように、導電回路板１には、回路正極１０１と回路負極１０２とが設けられ、軟性導電体３には、導電層３０１が設けられる。

軟性導電体３は、軟性体３０２と当該軟性体３０２に設けられた導電層３０１とを含む。ここで、軟性体は、軟性の絶縁材料から作製され、例えば軟性ゴム又は軟性プラスチックから作製される。あるいは、シリコンゴムを用いてもよいし、ＴＰＵ又はＴＰＥを用いてもよい。軟性絶縁体に炭素や銀などの導電材料を印刷して、又は導電フィルムを設置する。

導電回路板は、２つの構造を採用することができる。図２（ａ）に示すように、第１形態の導電回路板は、上層１０３と、回路層１０４と、下層１０５とを上から順に含む３層構造を有している。回路正極及び回路負極は、回路層１０４の上方に設けられる。上層１０３には、導電層３０１と回路正極及び回路負極とが接触する空間を形成する第１中心孔１０６があけられ、当該第１中心孔１０６の両側に位置する回路層の上面は、回路面を形成する。ポイントとして、この面には通気路がないため、防水性能を高めることができる。回路層１０４の第１中心孔１０６の下方位置には、２つの第１通気孔１０７が設けられている。また、回路層１０４と下層１０５との間には、第１通気路１０８が設けられている。図２（ｂ）に示すように、弾性体２を押圧すると、第１中心孔１０６内の気体は、第１通気孔１０７と第１通気路１０８とを通って外部に抜ける。キーボード配線の構造図は、図５（ａ）、５（ｂ）に示されている。

図２（ｃ）に示すように、第２形態の導電回路板は、上層１０３と、回路保護層１０９と、回路層１０４とを上から順に含む３層構造を有している。回路層１０４には回路が配線されている。回路正極及び回路負極は、回路層１０４の上方に設けられている。上層１０３及び回路保護層１０９には、導電層３０１と回路正極及び回路負極とが接触する空間を形成する第２中心孔１１０があけられている。当該第２中心孔１１０の両側に位置する回路層の上面は、回路面を形成する。ポイントとして、この面にも通気路がないため、防水性能を高めることができる。回路保護層は、回路層上のジャンパ線を隔離し、上層１０３と回路保護層１０９との間には第２通気路１１１が設けられる。第２中心孔１１０内の気体は、当該第２通気路１１１を通り外部に抜ける。連通部分は図示されていないが、防水空間が形成される。キーボード配線の構造図は、図５（ｃ）、５（ｄ）に示されている。

図２（ａ）に示すように、弾性体２は、押圧部２０１と、押圧部２０１の周囲から外へ延伸して形成された弾性壁２０２と、押圧部２０１の内壁中部から下へ延伸した導通柱２０３とを含む。前記弾性壁の底部２０４は、導電回路板１に設置される。弾性体２と導電回路板１の間には、押圧空間２０５が形成される。弾性体の底部２０４の周囲に第２通気孔２０６が設けられることが好ましく、弾性体内の気体は、当該第２通気孔２０６を通って外部に抜ける。

キーボードの防水性能を向上させるために、弾性体２、軟性導電体３、導電回路板１の間は、密結合としている。第１形態の導電回路板の上層１０３、回路層１０４、下層１０５の間は、密結合である。第２形態の導電回路板の上層１０３、回路保護層１０９、回路層１０４の間は、密結合である。ここでいう密結合は、耐水性接着剤４を用いて貼り合わせることにより実現するが、それに限定されない。また、弾性体は耐水性接着剤によって軟性導電体と貼り合わされ、軟性導電体は耐水性接着剤によって導電回路板と貼り合わされる。即ち、導電層の両側は、耐水性接着剤によって密封されており、電気の漏洩を防止する。

（作動プロセス）
第１形態の導電回路板について、弾性体を押圧すると、弾性体の導通柱の圧迫を受けて、軟性導電体が下へ変形する。そして、軟性導電体が、回路層の回路正極及び回路負極に接触すると、回路が導通する。弾性体を押圧する過程と押圧された状態から元の状態に復帰する過程で、第１中心孔内の気体は、回路層の第１通気孔と下層の第１通気路とを通って出入りする。弾性体内の気体は、その周囲の第２通気孔を通って出入りする。軟性導電体の反発力が小さく、制御しやすく、安定しているため、回路の導通に必要とされる力も安定し、感度がよい。また、この構造の回路面に通気路がなく、接着剤で貼り合わせているため、防水効果が優れている。

第２形態の導電回路板について、弾性体を押圧すると、弾性体の導通柱の圧迫を受けて、軟性導電体が下へ変形する。そして、軟性導電体が、回路層の回路正極及び回路負極に接触すると、回路が導通する。弾性体を押圧する過程と押圧された状態から元の状態に復帰する過程で、第２中心孔内の気体は、第２通気路を通って出入りする。弾性体内の気体は、その周囲の第２通気孔を通って出入りする。

（付記）
（付記１）
弾性体（２）と、軟性導電体（３）と、導電回路板（１）とを上から順に含むキーボード構造であって、
前記導電回路板（１）には、回路正極（１０１）と回路負極（１０２）とが設けられ、
前記軟性導電体（３）は、軟性体（３０２）と当該軟性体（３０２）に設けられた導電層（３０１）とを含み、
前記弾性体（２）が押圧され、前記軟性導電体（３）上の前記導電層（３０１）が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極に接触すると、回路が導通し、
前記弾性体（２）の押圧状態が解除されて、前記軟性導電体（３）上の前記導電層（３０１）が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極から離れると、回路が遮断する、
ことを特徴とするキーボード構造。

（付記２）
前記導電回路板（１）は、上層（１０３）と、回路層（１０４）と、下層（１０５）とを上から順に含み、
前記回路正極及び前記回路負極は、前記回路層（１０４）に設けられ、
前記上層（１０３）には、前記導電層（３０１）と前記回路正極及び前記回路負極とが接触する空間を形成する第１中心孔（１０６）があけられ、当該第１中心孔（１０６）の両側に位置する前記回路層の上面は回路面であり、
前記第１中心孔（１０６）の下方に位置する前記回路層（１０４）には、第１通気孔（１０７）が設けられ、前記回路層（１０４）と前記下層（１０５）との間には第１通気路（１０８）が設けられ、
前記第１中心孔（１０６）内と外部とを連通する前記第１通気孔（１０７）及び前記第１通気路（１０８）を通って気体が出入りする、
ことを特徴とする付記１に記載のキーボード構造。

（付記３）
前記導電回路板（１）は、上層（１０３）と、回路保護層（１０９）と、回路層（１０４）とを上から順に含み、
前記回路正極及び前記回路負極は、前記回路層（１０４）に設けられ、
前記上層（１０３）及び前記回路保護層（１０９）には、前記導電層（３０１）と前記回路正極及び前記回路負極とが接触する空間を形成する第２中心孔（１１０）があけられ、当該第２中心孔（１１０）の両側に位置する前記回路層の上面は回路面であり、
前記上層（１０３）と前記回路保護層（１０９）との間に第２通気路（１１１）が設けられ、
前記第２中心孔（１１０）内と外部とを連通する前記第２通気路（１１１）を通って気体が出入りする、
ことを特徴とする付記１に記載のキーボード構造。

（付記４）
前記軟性体（３０２）は、軟性ゴム又は軟性プラスチックから作製される、
ことを特徴とする付記１に記載のキーボード構造。

（付記５）
前記導電層（３０１）は、印刷された導電材料又は導電フィルムである、
ことを特徴とする付記１又は４に記載のキーボード構造。

（付記６）
前記弾性体（２）と前記軟性導電体（３）との間、及び前記軟性導電体（３）と前記導電回路板（１）との間は、密結合である、
ことを特徴とする付記１に記載のキーボード構造。

（付記７）
前記導電回路板上の前記上層（１０３）と前記回路層（１０４）との間、及び前記回路層（１０４）と前記下層（１０５）との間は、密結合である、
ことを特徴とする付記２に記載のキーボード構造。

（付記８）
前記導電回路板上の前記上層（１０３）と前記回路保護層（１０９）との間、及び前記回路保護層（１０９）と前記回路層（１０４）との間は、密結合である、
ことを特徴とする付記３に記載のキーボード構造。

（付記９）
前記密結合は、耐水性接着剤（４）を用いて貼り合わせることにより実現する、
ことを特徴とする付記６〜８のいずれか１つに記載のキーボード構造。

Claims

弾性体（２）と、軟性導電体（３）と、導電回路板（１）とを上から順に含むキーボード構造であって、
前記導電回路板（１）には、回路正極（１０１）と回路負極（１０２）とが設けられ、
前記軟性導電体（３）は、軟性体（３０２）と当該軟性体（３０２）に設けられた導電層（３０１）とを含み、
前記弾性体（２）が押圧され、前記軟性導電体（３）上の前記導電層（３０１）が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極に接触すると、回路が導通し、
前記弾性体（２）の押圧状態が解除されて、前記軟性導電体（３）上の前記導電層（３０１）が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極から離れると、回路が遮断し、
前記導電回路板（１）は、上層（１０３）と、回路層（１０４）と、下層（１０５）とを上から順に含み、
前記回路正極及び前記回路負極は、前記回路層（１０４）に設けられ、
前記上層（１０３）には、前記導電層（３０１）と前記回路正極及び前記回路負極とが接触する空間を形成する第１中心孔（１０６）があけられ、当該第１中心孔（１０６）の両側に位置する前記回路層の上面は回路面であり、
前記回路層（１０４）の前記第１中心孔（１０６）の下方に位置する部分には、第１通気孔（１０７）が設けられ、前記回路層（１０４）と前記下層（１０５）との間には第１通気路（１０８）が設けられ、
前記第１中心孔（１０６）内と外部とを連通する通気孔である前記第１通気孔（１０７）及び通気路である前記第１通気路（１０８）を通って気体が出入りし、
防水性能を高めるために、前記通気孔は前記回路層（１０４）の前記第１中心孔（１０６）の下方に位置する部分のみに設けられており、前記通気路は前記回路層（１０４）と前記下層（１０５）との間のみに設けられている、
ことを特徴とするキーボード構造。
弾性体（２）と、軟性導電体（３）と、導電回路板（１）とを上から順に含むキーボード構造であって、
前記導電回路板（１）には、回路正極（１０１）と回路負極（１０２）とが設けられ、
前記軟性導電体（３）は、軟性体（３０２）と当該軟性体（３０２）に設けられた導電層（３０１）とを含み、
前記弾性体（２）が押圧され、前記軟性導電体（３）上の前記導電層（３０１）が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極に接触すると、回路が導通し、
前記弾性体（２）の押圧状態が解除されて、前記軟性導電体（３）上の前記導電層（３０１）が、前記導電回路板上の前記回路正極及び前記回路負極から離れると、回路が遮断し、
前記導電回路板（１）は、上層（１０３）と、回路保護層（１０９）と、回路層（１０４）とを上から順に含み、
前記回路正極及び前記回路負極は、前記回路層（１０４）に設けられ、
前記上層（１０３）及び前記回路保護層（１０９）には、前記導電層（３０１）と前記回路正極及び前記回路負極とが接触する空間を形成する第２中心孔（１１０）があけられ、当該第２中心孔（１１０）の両側に位置する前記回路層の上面は回路面であり、
前記上層（１０３）と前記回路保護層（１０９）との間に第２通気路（１１１）が設けられ、
前記第２中心孔（１１０）内と外部とを連通する通気路である前記第２通気路（１１１）を通って気体が出入りし、
防水性能を高めるために、前記通気路は前記上層（１０３）と前記回路保護層（１０９）との間のみに設けられている、
ことを特徴とするキーボード構造。
前記軟性体（３０２）は、軟性ゴム又は軟性プラスチックから作製される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のキーボード構造。
前記導電層（３０１）は、印刷された導電材料又は導電フィルムである、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のキーボード構造。
前記弾性体（２）と前記軟性導電体（３）との間、及び前記軟性導電体（３）と前記導電回路板（１）との間は、密結合である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のキーボード構造。
前記導電回路板上の前記上層（１０３）と前記回路層（１０４）との間、及び前記回路層（１０４）と前記下層（１０５）との間は、密結合である、
ことを特徴とする請求項１に記載のキーボード構造。
前記導電回路板上の前記上層（１０３）と前記回路保護層（１０９）との間、及び前記回路保護層（１０９）と前記回路層（１０４）との間は、密結合である、
ことを特徴とする請求項２に記載のキーボード構造。
前記密結合は、耐水性接着剤（４）を用いて貼り合わせることにより実現する、
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のキーボード構造。