JPH0631621Y2 - メンブレンキーボードスイッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、コンピュータ・タイプライタ・ワードプロセ
ッサ等のキーボード装置に利用されるキーボードスイッ
チに係り、特にスイッチ素子としてはメンブレンスイッ
チを用い、クリック感触やクリック音を発生させるクリ
ック機構を備えたメンブレンキーボードスイッチに関す
るものである。

〔従来の技術〕

メンブレンキーボードスイッチのなかには、接点が閉じ
られた際に、該メンブレンキーボードスイッチを押圧し
たオペレータの指先に適度な感触を与えたり音を発生さ
せたりして、接点が閉じられたことを該オペレータに知
らせるようにしたものがある。

このように、メンブレンキーボードスイッチは大別して
クリック付のものとクリックのないものに分かれ、さら
にクリック付のメンブレンキーボードスイッチとして
は、金属製のドーム形ばねを用いたスイッチが実開昭６
２−１６５６２３号に開示され、さらに湾曲させた板ば
ねを用いたスイッチが実開昭６４−５６１２４号に開示
されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のクリック付のメンブレンキーボードスイッチは、
クリック発生機構にプラスチック以外の材質を用いた部
品、例えば金属製のばね部材等を用いていた。そして、
フレームやキーステム等のプラスチック成形品以外の部
品は別工程において製作しなくてはならない。このため
従来のクリック付のメンブレンキーボードスイッチに
は、コストが上昇したり部品点数が増加するといった問
題点があった。

本考案は、金属部品等を用いることなく、合成樹脂の成
形部品のみでクリック機構を構成したメンブレンキーボ
ードスイッチを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本考案のメンブレンキーボードスイッチは、複数の接点
部を有するメンブレンスイッチと、前記メンブレンスイ
ッチの各接点部の上方にステムガイドがそれぞれ設けら
れたフレームと、前記フレームの各ステムガイドにそれ
ぞれ摺動自在に設けられると共にフレーム内の下端部に
は前記各接点部を押圧する押圧部を備えた複数のキース
テムとを有するメンブレンキーボードスイッチにおい
て、前記フレーム内でキーステムに連動連結されるとと
もにフレームの外側に突出した上端部に係合突起が形成
されたクリックアームと、前記クリックアームの係合突
起側にあるステムガイドの外壁の一部に潤滑性及び耐摩
耗性に優れたプラスチックで一体に形成されて前記係合
突起に係合するフィーリングブロックとを具備すること
を特徴としている。

また、請求項２記載の考案によれば、前述のようなメン
ブレンキーボードスイッチにおいて、潤滑性及び耐摩耗
性に優れたプラスチックよりなるフィーリングブロック
と、該フィーリングブロックとは異なる材質のプラスチ
ックよりなるフレームとを二材成形により一体に形成し
てもよい。

〔作用〕

キーステムを下限位置まで押下げると、押圧部がメンブ
レンスイッチの接点部を押圧して該接点部を閉じる。こ
の時、クリックアームはキーステムに連動して下降す
る。クリックアームが下降すると、フレームの外側にあ
るクリックアームの係合突起は、フレームのステムガイ
ドの外壁に設けられたフィーリングブロックに上方から
係合する。さらにキーステムが押下げられると、係合突
起がフィーリングブロックに案内されるのに伴い、クリ
ックアームは下降しながら変形してキーステムの押圧に
クリック感触を与える。

少くとも、フィーリングブロックが潤滑性及び耐摩耗性
に優れたプラスチックであれば、上述した動作は滑らか
に行なわれ、さらにこの動作を繰り返してもフィーリン
グブロックの摺動部が容易に摩耗してしまうことはな
い。

〔実施例〕

本考案の第１実施例を第１図〜第４図によって説明す
る。

この実施例は多数の接点部を有するメンブレンスイッチ
を用いたクリック付のメンブレンキーボードスイッチ
（以下、キーボードスイッチと呼ぶ。）に関するもので
あり、第１図はその一部を示している。第１図に示すよ
うに、このキーボードスイッチ１は、多数のスイッチの
共通の基体となるフレーム２と、開放されたフレーム２
の下端面に当て板３によって取付けられたメンブレンス
イッチ４と、フレーム２に上下摺動自在に設けられてメ
ンブレンスイッチ４の各接点部５をそれぞれ押圧操作す
る複数の摺動部６とを有している。

前記摺動部６は、同一の金型で一体成形により構成され
たプラスチック製の部材であり、フレーム２の上面に形
成されたボス状のステムガイド７に上下摺動自在に案内
された円柱状のキーステム８を基体としている。キース
テム８は、押込み時にも上端がフレーム２外に突出する
だけの長さが必要であり、フレーム２外に突出した上端
にはキートップ９が差し込み固定されている。なお、キ
ーステム８は円柱形としたが、もちろん角柱形であって
もよい。

第２図に示すように、前記キーステム８の下端には、連
結部１０を介して棒状の基部材１１が水平に設けられて
いる。この基部材１１は、後述する押圧部１３、板ばね
部１８、クリックアーム２３の取付部材であるととも
に、これらの各部材へキーステム８の動きを伝える部材
でもある。基部材１１は剛性を得るために適度な厚みを
もたせて構成されている。従って、基部材１１はキース
テム８と同一の動きをするが変形することはない。基部
材１１の下面には一対の音消し突起１２が設けられてお
り、摺動部６とメンブレンスイッチ４の衝突を緩衝する
ようになっている。

前記基部材１１には、キーステム８の周囲をかこむよう
に、弾性を有する略Ｕ字形の押圧部１３が片持ち梁状に
形成されている。この押圧部１３は、基部材１１から水
平方向に延出された一対の水平部１４と、水平部１４か
ら斜め下方に向けて延出された傾斜部１５とを有してい
る。傾斜部１５の先端下面には、球面状の接触部を有す
る押圧突起１６が形成されており、メンブレンスイッチ
４の接点部５に接触するようになっている。前記傾斜部
１５の傾斜角度は４５°以内がよく、このように水平部
１４から延出された傾斜部１５の下面に押圧突起１６を
設ける構造とすれば、単に水平な押圧部に比べて押圧突
起１６の高さを短くすることができ、摺動部６を押し下
げることによって接点部５を押圧する場合に、押圧突起
１６とメンブレンスイッチ４が摺接する長さを短くする
ことができる。また、前記水平部１４の上面には、音消
し突起１７が設けられている。この音消し突起１７は、
前記基部材１１及び連結部１０の上面よりも上方に突出
しており、摺動部６の全体が上方に押し返された時、フ
レーム２の上端面に当接して摺動部６とフレーム２の衝
突を緩衝するようになっている。

前記基部材１１には、前記押圧部１３を囲むように、略
コ字形の板ばね部１８が形成されている。この板ばね部
１８は、前記基部材１１やキーステム８と一体に成形さ
れたプラスチックであるが、厚さを適宜に調節すると共
に斜め下方に傾斜した形状とすることにより、適度な弾
性を持たせてある。即ち、この板ばね部１８は、基部材
１１から水平方向に延出された一対の水平部１９と、水
平部１９から斜め下方に向けて延出された一対の傾斜部
２０とを有している。一対の傾斜部２０の先端は基部材
１１とほぼ平行な接続部材２１で連結されており、メン
ブレンスイッチ４の接点部５以外の部分に接触してい
る。また、この接続部材２１の下面には一対の突起２２
が設けてあり、メンブレンスイッチ４との接触面積を減
らすことによって摩耗を防ぐようになっている。このよ
うに、水平部１９と傾斜部２０によって板ばね部１８を
構成すれば、フレーム２内の限られた許容寸法のなかで
ばね長をなるべく大きく設定することが可能となり、応
力を分散させることによって板ばね部１８の寿命の延長
を図ることができる。また、このような折曲形状にすれ
ば、突起２２を常にメンブレンスイッチ４に当接させて
おくことができる。また、一対の傾斜部２０，２０を接
続部材２１で一体に連結する構造とすれば、プラスチッ
クで一体成形する場合、金型から離型する時に二つの傾
斜部２０，２０の上下方向についての変形の差がなくな
り、ばね性に違いが生ずるという不都合を回避できる。

なお、摺動部６をフレーム２内に組み込む時には、前記
板ばね部１８が若干たわんだ状態となるようにし、フレ
ーム２内で摺動部６に持ち上げる力が加わるようにす
る。

第１図及び第２図に示すように、前記基部材１１の上面
の中央にはクリックアーム２３が立設されている。クリ
ックアーム２３はキーステム８と平行な角柱又は円柱形
であり、その上端部のキーステム８側には、円柱形の係
合突起２４が形成されている。そして、クリックアーム
２３は、キーステム８、連結部材１０、基部材１１、押
圧部１３そして板ばね部１８とともに同一の金型によっ
て同一のプラスチックで一体に成型されており、全体と
して一体構造の摺動部６を構成している。

第１図及び第３図に示すように、このクリックアーム２
３に対応するフレーム２の要所には貫通孔２５が形成さ
れており、キーステム８を押圧しない時にはクリックア
ーム２３の大部分が該貫通孔２５からフレーム２の外側
に突出するようになっている。そして、フレーム２の外
側において、該クリックアーム２３と対向するステムガ
イド７の外壁の一部には、フレーム２とは異なる材質の
プラスチックからなるフィーリングブロック３０が、二
材成型によってステムガイド７と一体となるように形成
されている。このフィーリングブロック３０には、クリ
ックアーム２３の係合突起２４に接触するガイド用凸部
３４が形成されている。そして第３図に示すように、キ
ーステム８を押していない状態では、前記クリックアー
ム２３の係合突起２４がガイド用凸部３４の上方に位置
するようになっている。

前記フレーム２はＡＢＳ樹脂やポリスチレン樹脂等の安
価な合成樹脂で成形されているが、前記フィーリングブ
ロック３０は前述した通りフレーム２とは別の樹脂でで
きており、二材成形でフレーム２と一体に成形されてい
る。フィーリングブロック３０を形成する合成樹脂は、
精密な成形が可能なポリアセタール樹脂、ポリカーボネ
イト樹脂、ナイロン樹脂、フッ素樹脂等のエンジニアリ
ングプラスチック（エンプラ）である。これらの樹脂は
一般の樹脂に比較して潤滑性や耐摩耗性に優れている
が、さらにこれらの性質を向上させるためにフッソ化合
物、オイル、無機材料（潤滑性のよい例えばチタン酸カ
リウムやタルク（潤石）等）等を混合したエンプラを用
いてもよい。

二材成形は、例えば特公昭４０−３５４３号や特公昭４
１−１６７９４号に記載された二材成形機を用いて行な
うことができる。即ち一番目の金型でフィーリングブロ
ックを成形し、次に二番目の金型でフレームを成形し、
両者を一体化する。従ってフィーリングブロック金型の
入子コマを交換するだけで、様々な形状のガイド用凸部
を有するフィーリングブロックを容易に成形できる。

第４図に示すように、前記フィーリングブロック３０の
ガイド用凸部３４は、下降する係合突起２４を案内する
上斜面３５と、上昇する係合突起２４を案内する下斜面
３６とを有している。両斜面３５，３６は互いに平行で
あり、上斜面３５は曲面３７をもって下端縁３８で下斜
面３６に接続し、下斜面３６は曲面３９をもって上端縁
４０で上斜面３５に連続している。そして、上下両端縁
３８，４０を結ぶ線とクリックアーム２３の中心線４１
との交差角θは０°〜４５°の範囲で設定されるが、こ
の実施例ではより好ましい２０°〜３０°の範囲内に設
定されている。

次に、以上の構成における作用を説明する。ここでは、
クリックアーム２３とフィーリングブロック３０の作用
を中心に、主として第４図を用いて説明する。

キートップ９を押してキーステム８を下限位置まで押し
下げると、押圧部１３がメンブレンスイッチ４の接点部
５を押してＯＮにする。このようにキーステム８が下降
する時は、クリックアーム２３もキーステム８と共に下
降する。

第５図に示すように、前記ガイド用凸部３４の上方の位
置にあったクリックアーム２３の係合突起２４ａは、ク
リックアーム２３の中心線４１に沿ってクリックアーム
２３と共に下降し、ガイド用凸部３４の上斜面３５に接
触する。

さらにキーステム８が押し下げられてクリックアーム２
３が下降すると、係合突起２４ｂは上斜面３５に沿って
斜め下方へ移動し、図示しないクリックアーム２３は中
心線４１からはずれてたわみはじめる。このようなクリ
ックアーム２３のたわみによる抵抗は徐々に増大してい
き、キートップ９を押す操作者の指に好ましいクリック
感触を与える。

そして、係合突起２４ｃが上斜面３５の曲面３７を乗り
越えて下端縁３８に達したところで、クリックアーム２
３のたわみは最大になる。さらにキーステム８が下限位
置まで押し切られると、係合突起２４ｄはガイド用凸部
３４の下端縁３８から離れて前記中心線４１上の位置に
戻り、この時にクリックアーム２３が振動して金属的な
クリック音を発生する。

キーボードスイッチ１を押し切った後、キートップ９か
ら指を離すと、摺動部６全体が板ばね部１８の弾性力に
よって持ち上げられる。ガイド用凸部３４の下方にある
クリックアーム２３の係合突起２４ｄは、クリックアー
ム２３の中心線４１に沿ってクリックアーム２３と共に
上昇し、ガイド用凸部３４の下斜面３６に接触する。

板ばね部１８の復帰力によってキーステム８がさらに押
し上げられると、係合突起２４ｅは下斜面３６に沿って
斜め上方へ移動し、図示しないクリックアーム２３は中
心線４１からはずれてたわみはじめる。そして係合突起
２４は、下斜面３６の曲面３９を乗り越え、上端縁４０
から離れて再び中心線４１上の位置に戻る。この時に
も、クリックアーム２３のたわみ量に応じたクリック音
が発生する。

以上の作用において、前記ガイド用凸部３４のクリック
アーム２３に対する傾斜角θは、クリック感触及びクリ
ック音の大小に関係している。即ち、傾斜角θを大きく
すれば感触も音も大きくなり、傾斜角θを小さくすれば
感触も音も小さくなる。

また、本実施例では、第５図に示すようにクリックアー
ム２３の中心線４１がガイド用凸部３４のほぼ中心を通
っているので、キーを押圧する際のクリック音とキーが
戻る際のクリック音がほぼ同じになっている。ここで、
フィーリングブロック３０におけるガイド用凸部３４の
位置をかえ、第５図においてクリックアーム２３の中心
線４１に対してガイド用凸部３４を左側にずらせば、キ
ーが押圧される際のクリックアーム２３のたわみが大き
くなり、ＯＦＦ側にくらべてＯＮ側のクリック音の方を
大きくすることができる。

本実施例ではフィーリングブロック３０がフレーム２に
対して二材成形で一体化されているので、フィーリング
ブロック３０の金型を多種類用意しておけば、金型を交
換するだけの手間で所望の形状・構造のフィーリングブ
ロックをフレームと一体に形成でき、操作者の要望に応
じたクリック感触やクリック音を簡単に実現することが
できる。

また、クリック音はクリックアーム２３の振動音である
から、クリックアーム２３の材質を選ぶことで発生する
クリック音の質を変えることができる。

次に、本考案の第２実施例を第５図〜第１２図によって
説明する。

第５図に示すように、このキーボードスイッチ５０は、
キーステム８と、該キーステム８の下端に設けられた基
部材５１と、基部材５１に立設されたクリックアーム２
３とからなる一体構造の摺動部６０を有している。そし
て、摺動部６０とメンブレンスイッチ４との間には、リ
ターンばね５２とアクチュエータばね５３が設けられて
いる。

そして、この実施例においては、フィリングブロック５
４とフレーム２が一つの金型によって一体に成形されて
おり、全体が前記エンプラによって構成されている。

また、この実施例では、フィーリングブロック５４のガ
イド用凸部５５の形状も第１実施例と異なっている。第
６図に示すように、クリックアーム２３の係合突起２４
は、キーを押していない時にはガイド用凸部５５のほぼ
最上点にあり、キーステム８を押し切った時にはガイド
用凸部５５の最下点に位置するようになっている。この
ようにすれば、クリックアーム２３の係合突起２４は、
ガイド用凸部５５の片側の案内面５６上を移動するだけ
でガイド用凸部５５から外れることがない。従ってクリ
ックアーム２３は振動しないのでクリック音は発生せ
ず、クリックアーム２３のたわみによるクリック感触だ
けが得られる。

前記クリック感触は、ガイド用凸部５５の形状を変える
ことで調整できる。例えば第７図（ａ）から第１２図
（ａ）に示すような形状にすれば、それぞれ各図（ｂ）
に示すような移動距離と荷重との関係（一般にロードカ
ーブと称する。）が得られる。

なお、本考案においては、メンブレンスイッチの押圧構
造は実施例のものに限定されるものではない。

〔考案の効果〕

本考案のメンブレンキーボードスイッチによれば、潤滑
性及び耐摩耗性に優れたプラスチックより成るフィーリ
ングブロックをフレームのステムガイドと一体に形成し
たので、クリック機構の耐久性が向上し、該キーボード
スイッチの寿命が改善された。また、特に二材成形によ
ってフィーリングブロックの部分だけをコストの高いエ
ンプラにすれば、全体の製造コストを低下させることが
でき、さらにフィーリングブロックの金型を交換するだ
けでフィーリングブロックの形状を容易に変えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す断面図、第２図は同
実施例における摺動部の平面図、第３図は同実施例のク
リック機構を示す斜視図、第４図は同実施例における係
合突起とガイド用凸部の係合関係を示す作用図、第５図
は本考案の第２実施例を示す断面図、第６図は同実施例
における係合突起とガイド用凸部との係合関係を示す作
用図、第７図、第８図、第９図、第１０図、第１１図及
び第１２図において、各図（ａ）はそれぞれ第２実施例
におけるガイド用凸部の他の形状例を示す図であり、各
図（ｂ）はそれぞれ対応する各図（ａ）のガイド用凸部
におけるロードカーブを示す図である。 １，５０…メンブレンキーボードスイッチ、 ２…フレーム、 ４…メンブレンスイッチ、 ５…接点部、 ７…ステムガイド、 ８…キーステム、 １３…押圧部、 ２３…クリックアーム、 ２４…係合突起、 ３０、５４…フィーリングブロック。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の接点部を有するメンブレンスイッチ
   と、前記メンブレンスイッチの各接点部の上方にステム
   ガイドがそれぞれ設けられたフレームと、前記フレーム
   の各ステムガイドにそれぞれ摺動自在に設けられると共
   にフレーム内の下端部には前記各接点部を押圧する押圧
   部を備えた複数のキーステムとを有するメンブレンキー
   ボードスイッチにおいて、前記フレーム内でキーステム
   に連動連結されるとともにフレームの外側に突出した上
   端部に係合突起が形成されたクリックアームと、前記ク
   リックアームの係合突起側にあるステムガイドの外壁の
   一部に潤滑性及び耐摩耗性に優れたプラスチックで一体
   に形成されて前記係合突起に係合するフィーリングブロ
   ックとを具備することを特徴とするメンブレンキーボー
   ドスイッチ。
2. 【請求項２】潤滑性及び耐摩耗性に優れたプラスチック
   よりなるフィーリングブロックと該フィーリングブロッ
   クとは異なる材質のプラスチックよりなるフレームと
   が、二材成形により一体に形成された請求項１記載のメ
   ンブレンキーボードスイッチ。