JPH0648132U - キーボードスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチオン点とボトム点のずれを小さくし
操作性を向上させる。 【構成】 キーステム３５の摺動でコイルばね８２を押
圧することによって、メンブレンスイッチの接点９２、
９８間のスイッチング動作をさせるキーボードスイッチ
において、コイルばね８２は、先端部がメンブレンスイ
ッチに臨設した第１コイルばね８４と、この第１コイル
ばね８４の末端側に一体に連設された第２コイルばね８
６とを具備し、第１コイルばね８４の先端部がメンブレ
ンスイッチに接触するまでは第２コイルばね８６を圧縮
係合し、接触後は第２コイルばね８６の圧縮係合を解除
するばね係合機構８１を設けて、第１コイルばねの先端
部がメンブレンスイッチに接触したら所定の初圧がメン
ブレンスイッチに加わるようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｓａｌｅ）端末、ＥＣＲ（電子式キャ ッシュレジスタ）等の入力部に用いられるキーボードスイッチの改良に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、この種のキーボードスイッチは、図４に示すように、ハウジング１０ に形成されたキーステム案内孔１２にキーステム１４を摺動可能に嵌合し、キー トップ１６の押圧でキーステム１４を下方へ摺動することによって、キーステム １４に組み込まれたコイルばね１８の先端部を可動接点として、プリント基板２ ０の上面に設けられた固定接点２２、２２間を接続するように構成されていた。 ２４はキーステム１４にキートップ１６を取付けるための取付板である。

【０００３】 しかし、図４に示したキーボードスイッチは、キーステム案内孔１２の内周と キーステム１４の外周の間隙から塵埃や水が侵入し易いという問題があるため、 本出願人は、既に図５に示すようなキーボードスイッチを提案した（実願平３− ７４２７４号ご参照）。 すなわち、キートップ１６の裏面側を覆うプロテクトチップ２６をキーステム １４に取付け、プロテクトチップ２６の下面に形成された環状溝２７と、ハウジ ング１０のキーステム案内孔１２の外周縁部に形成された環状溝２９との間に、 圧縮状態で弾性筒体２８を装着することによって、キーステム案内孔１２の内周 とキーステム１４の外周の間隙から塵埃や水が侵入しないようにした。

【０００４】 弾性筒体２８は、合成ゴムなどの弾性材料で一体に形成された、外向きの小さ な鍔２８ａを有する大径円筒部２８ｂと、テーパ円筒部２８ｃと、小径円筒部２ ８ｄとからなっている。プロテクトチップ２６は、ビスのような取付具によって キーステム１４に取付けられた円板２６ａと、この円板２６ａの外周縁に一体に 形成された短い筒体２６ｂと、この筒体２６ｂの開放端部に一体に形成された外 向き鍔２６ｃおよび内向き鍔２６ｄとからなり、円板２６ａには筒体２６ｂの内 周に沿って弾性筒体２８の一側端部を気密に係合する環状溝２７が形成されてい る。外向き鍔２６ｃはキートップ１６の下端内周に嵌合してキートップ１６に固 着している。内向き鍔２６ｄは弾性筒体２８の鍔２８ａに係合して抜け止めとな っている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図５に示した提案例を、スイッチ部をメンブレンスイッチで形 成したキーボードスイッチに利用した場合、つぎのような問題点があった。 弾性筒体２８がキートップ１６を復帰させる機能をもち、コイルばね１８がメン ブレンスイッチを加圧する機能をもつことになるので、作動力特性においてスイ ッチオンの点とボトム点のずれが大きくなり、操作性能が低下するという問題点 があった。

【０００６】 すなわち、ストローク値と押圧力の関係を示す作動力特性Ｋａは図６に示すよ うになり、ストローク値が０からＳｐ（ピーク点Ｐに対応）を経てＳｂ（ボトム 点Ｂに対応）に至るまでは弾性筒体２８の弾性変形のみによる特性となり、Ｓｂ 以降はコイルばね１８の弾性変形による特性が加わった特性となるので、スイッ チオンの点Ｑとボトム点Ｂのずれが大きくなる。また、押圧力がピーク点Ｐに達 すると弾性筒体２８が座屈を起こして急激にボトム点Ｂまで下がり、キートップ １６にクリック感が伝わる。そして、さらにキートップ１６を押圧して、コイル ばね１８が押圧力Ｐｏをメンブレンスイッチに加える点Ｑａに至ってオンとなる 。点線Ｍａはコイルばね１８だけについての作動力特性を表わす。

【０００７】 このため、専門のオペレータがキー操作する場合のように、個々のキーの押圧 時間が短く押圧する距離（ストローク値）が浅い（短い）場合に、キートップ１ ６を押圧したのにスイッチオンしない場合が生じることがあるという問題点があ った。 本考案は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、作動力特性におけるスイッ チオン点とボトム点のずれを小さくして操作性能を向上させることのできるキー ボードスイッチを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ハウジングに形成されたキーステム案内孔にキーステムを摺動可能 に嵌合し、このキーステムの摺動でコイルばねを押圧することによって、メンブ レンスイッチのスイッチング動作をさせるようにしたキーボードスイッチにおい て、前記コイルばねは、先端部が前記メンブレンスイッチに臨設した第１コイル ばねと、この第１コイルばねの末端側に一体に連設された第２コイルばねとを具 備し、前記第１コイルばねの先端部が前記メンブレンスイッチに接触するまでは 前記第２コイルばねを圧縮係合し、接触後は前記第２コイルばねの圧縮係合を解 除するばね係合機構を設けてなることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

メンブレンスイッチ加圧用のコイルばねを一体に連設した第１、第２コイルば ねで形成し、ばね係合機構によって、第１コイルばねの先端部がメンブレンスイ ッチに接触するまでは、第２コイルばねを所定の圧力（初圧）で圧縮係合し、第 １コイルばねの先端部がメンブレンスイッチに接触した後は、この圧縮係合を解 除して所定の初圧がメンブレンスイッチに加わる。このため、作動力特性におけ るスイッチオン点とボトム点のずれを小さくすることができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１から図３までを用いて説明する。これらの図に おいて図４から図６までと同一部分は同一符号とする。 図１において、１０は合成樹脂で成型加工されたハウジングで、このハウジング １０には、上部に突設した上部案内筒（例えば案内円筒）３０と下部に突設した 下部案内筒３２と貫通孔とによって、キーステム案内孔１２が形成されている。 前記ハウジング１０の上面の前記上部案内筒３０の外周縁部には、環状溝３４が 形成されている。

【００１１】 ３５は合成樹脂で成型加工されたキーステムで、このキーステム３５は、前記 キーステム案内孔１２に摺動可能に嵌合するほぼ円筒状の摺動体３６と、この摺 動体３６の上部外周縁に一体に突設された幅広鍔状のプロテクトチップ５５とか らなっている。前記摺動体３６の中間部には閉塞板部３８が一体に形成され、こ の閉塞板部３８の上側には、角柱空間の上部に円柱空間を連設した形状の段差を 有する係合凹部４０が形成され、下側には側壁に係合孔４２、４２を有する係合 凹部４４が形成されている。

【００１２】 ４６は合成樹脂で成型加工されたキートップで、このキートップ４６の下面の 中央部には、前記摺動体３６の係合凹部４０に圧入して係止する係止突起４８が 一体に突設されている。前記キートップ４６の下面には、位置決め用の係合凹部 ５０、５０および５２、５２が形成されている。前記キートップ４６の外周の相 対向する一対の一部には、内側に突出した係止突部５４、５４が一体に形成され ている。

【００１３】 前記プロテクトチップ５５の上部には、前記キートップ４６の係合凹部５０、 ５０および５２、５２のそれぞれと係合して回転を阻止する位置決め用の係合凸 部５６、５６および５７、５７が一体に形成されている。前記プロテクトチップ ５５の下部外周には環状溝５８が形成されている。

【００１４】 前記プロテクトチップ５５の外周縁の相対向する一対の一部には、下方に突設し た突出片５９、５９が一体に形成され、この突出片５９、５９の先端部の外側に は、前記キートップ５０の係止突部５８、５８に係合する係合段部６０、６０が 形成されている。この係止突部５４、５４と係合段部６０、６０の係合時におけ る係合長さＡは、キートップ４６を摺動体３６から抜き去るときの抜去力に関係 し、この長さＡを所定長さにするために、突出片５９、５９の先端部の肉厚Ｂが 決められる。

【００１５】 すなわち、成型時の反りなどでキートップ４６と摺動体３６の係合長さＡが所 定値より大きくなり抜去力が大きくなり過ぎて抜け難かったり、所定値より小さ くなり抜去力が小さくなり過ぎて抜け易かったりするのを防止するために、Ａ＋ Ｂ（すなわち突出片５９の本体部分の厚さ）を一定とすると、Ａを一定に保つた めにＢを所定長さにし、もってキートップ４６の抜去力を一定にすることができ る。

【００１６】 ６２は合成ゴムなどの弾性材料で形成された弾性筒体で、この弾性筒体６２は 、前記弾性筒体２８と同様に、圧縮状態で前記プロテクトチップ５５と前記ハウ ジング１０のキーステム案内孔１２の外周縁との間に装着され、前記キーステム 案内孔１２と前記摺動体３６の間隙を気密に覆うためのものである。すなわち、 前記弾性筒体６２は、大径円筒部６４と、相対的に肉薄のテーパ円筒部６６と、 小径円筒部６８とを一体に形成してなり、この大径円筒部６４の端部が前記プロ テクトチップ５５の環状溝５８に気密状態で当接し、小径円筒部６８の端部が前 記ハウジング１０の環状溝３４に気密状態で当接するように構成されている。

【００１７】 ７０は合成樹脂で成型加工されたストッパーで、このストッパー７０は、前記 摺動体３６の係合凹部４４内に遊嵌する筒体部（例えば円筒体部）７２と、この 筒体部７２の下部に一体に形成された抜け止体部７４とからなり、前記筒体部７ ２には、ほぼ切り起こした形状の係止片７６、７６が一体に形成され、この係止 片７６、７６の先端部には、前記摺動体３６の係合凹部４４の側壁に形成された 係合孔４２、４２の下縁に係合する係合段部７８、７８が形成されている。

【００１８】 前記筒体部７２の下部内縁には、ばね押え突部８０、８０が形成されている。 このばね押え突部８０、８０と前記係合凹部４４とはばね係合機構８１を形成し ている。前記抜け止体部７４は、前記ハウジング１０の下部案内筒３２の側壁に 突き当たることによって、キーステム案内孔１２内で回転するのを止める回転止 めを兼用している。

【００１９】 ８２はメンブレンスイッチ加圧用のコイルばねで、このコイルばね８２は、第 １コイルばねとしての小径コイルばね８４と、第２コイルばねとしての大径コイ ルばね８６とを一体に連設して形成されている。前記大径コイルばね８６は、前 記ばね係合機構８１によって、前記小径コイルばね８４の先端部がメンブレンス イッチに接触するまでは所定の圧力で圧縮係合され、前記小径コイルばね８４の 先端部がメンブレンスイッチに接触した後は、この圧縮係合が解除される。

【００２０】 すなわち、前記大径コイルばね８６は、係合凹部４４の端面である閉塞板部３ ８の下面と、ストッパー７０の筒体部７２のばね押え突部８０、８０との間に、 所定の圧力で圧縮された状態で（すなわち初圧が加えられた状態で）係合されて いる。前記小径コイルばね８４は、前記ストッパー７０の筒体部７２の下部から 、前記ばね押え突部８０、８０と非接触で、初圧が加えられていない状態で下方 へ突出し、その先端部がメンブレンスイッチに臨設している。

【００２１】 ９０はプリント基板で、このプリント基板９０の上面には、プリント配線（図 示省略）やこのプリント配線に接続された固定接点９２が設けられている。前記 プリント基板９０の上には、スペーサ９４を介してＦＰＣ（フレキシブルプリン ト基板）９６が設けられ、このＦＰＣ９６の下面には前記固定接点９２と接離す る可動接点９８が設けられている。前記ＦＰＣ９６の上には前記ハウジング１０ が設けられている。このとき、前記コイルばね８２の小径コイルばね８４は、前 記可動接点９８および固定接点９２の上部に位置するように配置されている。

【００２２】 まず、前記実施例の組立について説明する。 ハウジング１０の上部案内筒３０の外周縁部に形成された環状溝３４に、弾性筒 体６２の小径円筒部６８の端部を係合する。ついでキーステム３５の摺動体３６ をキーステム案内孔１２に上側から嵌合挿入し、摺動体３６と一体に形成された プロテクトチップ５５の環状溝５８に弾性筒体６２の大径円筒部６４の端部を係 合し、摺動体３６の先端部に下側からストッパー７０を係止する。この係止は、 摺動体３６の係合孔４２、４２の下縁にストッパー７０の係止片７６、７６の係 合段部７８、７８を係合することによって行なわれる。

【００２３】 このとき、同時に、ストッパー７０の筒体部７２内には、大径コイルばね８６ が圧縮状態で装着されて初圧が付与されている。すなわち、大径コイルばね８６ の一端側は摺動体３６の係合凹部４４内に係合し、他端側はストッパー７０のば ね押え突部８０、８０に係合している。

【００２４】 ついで、キーステム３５のプロテクトチップ５５の係合凸部５６、５６と５７ 、５７にキートップ４６の係合凹部５０、５０と５２、５２を係合して位置合わ せしつつ、摺動体３６の係合凹部４０にキートップ４６の係止突起４８を圧入し て係合する。このとき、キートップ４６が図２に矢印で示すように移動し、その 係止突部５４、５４がプロテクトチップ５５の突出片５９、５９の係合段部６０ 、６０に係合し、キートップ４６がキーステム３５に係止する。

【００２５】 つぎに、前記実施例のスイッチング動作について説明する。 キートップ４６を押圧してキーステム３５の摺動体３６を下方へ摺動すると、こ れに伴ってコイルばね８２も下方へ移動し、小径コイルばね８４の先端部がＦＰ Ｃ９６を介して可動接点９８を固定接点９２に接触させ、スイッチオンとなる。

【００２６】 このとき、キートップ４６の移動量であるストローク値とキートップ４６への 押圧力の関係を示す作動力特性Ｋｂは図３に示すようになる。ストローク値が０ からＳｐ（ピーク点Ｐに対応）を経てＳｂ（ボトム点Ｂに対応）に至るまでは、 弾性筒体６２の弾性変形のみによる特性であって従来例と同様であるが、Ｓｂ以 降の特性が従来例のＫａと異なる。

【００２７】 すなわち、ストローク値がＳｂ（ボトム点Ｂに対応）に至って、小径コイルば ね８４の先端部がＦＰＣ９６に接触すると、大径コイルばね８６の係合が解除さ れ大径コイルばね８６に予め付与されていた初圧ＰｆがＦＰＣ９６に加わる。こ の初圧Ｐｆを図６のＰｏと同一にすれば、スイッチオン点Ｑｂをボトム点Ｂに一 致させることができる。なお、初圧ＰｆはＰｏと同一である必要はない。図３か ら明らかなように、少なくとも初圧Ｐｆがゼロであった従来例よりもスイッチオ ン点Ｑｂをボトム点Ｂに近づけることができる。

【００２８】 一方、押圧力がピーク点Ｐに達したときに弾性筒体６２が座屈を起こして急激 にボトム点Ｂまで下がり、キートップ１６にクリック感が伝わる。すなわち、弾 性筒体６２は、摺動体３６と一体に形成されたプロテクトチップ５５を介して押 圧力を受けて弾性変形し、スイッチオン時に押圧力が座屈荷重に達してテーパ円 筒部６６が座屈を起こし、キートップ４６にクリック感が伝わる。キートップ４ ６への押圧を解除すると、弾性筒体６２のテーパ円筒部６６の弾性およびコイル ばね８２の弾性によって初期状態に復帰する。図３において、点線Ｍｂはコイル ばね８２だけについての作動力特性を表わす。

【００２９】 前記実施例では、第１コイルばねを小径のコイルばねで形成し、第２コイルば ねを大径コイルばねで形成してばね係合機構の構造が簡単になるようにしたが、 本考案はこれに限るものでなく、実施例とは逆に、第１コイルばねを大径コイル ばねで形成し、第２コイルばねを小径コイルばねで形成してもよいし、または第 １、第２コイルばねを同一径のコイルばねで形成するようにしてもよい。

【００３０】 前記実施例では、キーステムを一体に形成された摺動体とプロテクトチップで 形成したため、ストッパーがキーステムと別体となるキーボードスイッチに本考 案を利用したので、ばね係合機構は、第２コイルばねの一端側を係合するために キーステムに形成された係合凹部と、第２コイルばねの他端側を係合するために ストッパーに形成されたばね押え突起とで形成するようにしたが、本考案はこれ に限るものでなく、第１コイルばねの先端部がメンブレンスイッチに接触するま では第２コイルばねを圧縮係合し、接触後は第２コイルばねの圧縮係合を解除す るものであればよい。

【００３１】 例えば、摺動体とプロテクトチップが別体に形成されたり、プロテクトチップ が省略されたキーボードスイッチに本考案を利用する場合には、摺動体に上下に 貫通する係合孔を形成し、この係合孔の下端部に形成したばね押え突起と、この 係合孔の上部に圧入係止するキートップの係合凸部の先端部とでばね係合機構を 形成するようにしてもよい。

【００３２】 前記実施例では、メンブレンスイッチをプリント基板の上にスペーサおよびＦ ＰＣを積層固着したタイプとしたキーボードスイッチについて本考案を利用する ようにしたが、本考案はこれに限るものでなく、補強板の上に、上面に固定接点 を固着した下側ＦＰＣ、スペーサ、下面に可動接点を固着した上側ＦＰＣを順次 積層固着したメンブレンスイッチのキーボードスイッチについても利用すること ができる。

【００３３】 前記実施例では、キートップ復帰用に弾性筒体を用いたキーボードスイッチに ついて説明したが、本考案はこれに限るものでなく、例えば、メンブレンスイッ チ加圧用のコイルばねとは別にキートップ復帰用のコイルばねを用いたキーボー ドスイッチについても利用することができる。

【００３４】

【考案の効果】

本考案によるキーボードスイッチは、上記のように、メンブレンスイッチ加圧 用のコイルばねを一体に連設した第１、第２コイルばねで形成し、ばね係合機構 によって、第１コイルばねの先端部がメンブレンスイッチに接触するまでは、第 ２コイルばねを所定の圧力で圧縮係合し、第１コイルばねの先端部がメンブレン スイッチに接触した後は、この圧縮係合を解除して所定の初圧がメンブレンスイ ッチに加わり、作動力特性におけるスイッチオン点とボトム点のずれを小さくす るように構成した。

【００３５】 このため、キーを押圧する距離（ストローク値）が浅い場合でも確実にスイッ チオンさせることができ、専門のオペレータによるブラインドタッチの操作時で も確実にスイッチオンさせることができ、操作性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるキーボードスイッチの一実施例を
示すもので、（ａ）は要部の正断面図、（ｂ）は要部の
側断面図である。

【図２】図１の一部の要部を示す拡大斜視図である。

【図３】実施例における作動特性図である。

【図４】従来例のキーボードスイッチの要部を示す正断
面図である。

【図５】本出願人が既に提案したキーボードスイッチの
要部を示す正断面図である。

【図６】図５のキーボードスイッチのスイッチ部をメン
ブレンスイッチとしたをキーボードスイッチの作動特性
図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、 １２…キーステム案内孔、 ３
４、５８…環状溝、３５…キーステム、 ３６…摺動
体、 ４４…係合凹部、４６…キートップ、 ５４…係
止突部、 ５５…プロテクトチップ、５９…突出片、
６０…係合段部、 ６２…弾性筒体、６４…大径円筒
部、 ６６…テーパ円筒部、 ６８…小径円筒部、７０
…ストッパー、 ７２…筒体部７２、 ７４…抜け止体
部、７６…係止片、 ７８…係合段部、 ８０…ばね押
え突部、８１…ばね係合機構、 ８２…コイルばね、８
４…小径コイルばね（第１コイルばねの一例）、８６…
大径コイルばね（第２コイルばねの一例）、９０…プリ
ント基板、 ９２…固定接点、 ９４…スペーサ、９６
…ＦＰＣ、 ９８…可動接点、 Ｂ…ボトム点、Ｐｆ…
初圧、 Ｑａ、Ｑｂ…スイッチオン点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 神島 修 東京都品川区戸越６丁目５番５号 エスエ ムケイ株式会社内 (72)考案者 坂井 要介 東京都品川区戸越６丁目５番５号 エスエ ムケイ株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに形成されたキーステム案内孔
   にキーステムを摺動可能に嵌合し、このキーステムの摺
   動でコイルばねを押圧することによって、メンブレンス
   イッチのスイッチング動作をさせるようにしたキーボー
   ドスイッチにおいて、前記コイルばねは、先端部が前記
   メンブレンスイッチに臨設した第１コイルばねと、この
   第１コイルばねの末端側に一体に連設された第２コイル
   ばねとを具備し、前記第１コイルばねの先端部が前記メ
   ンブレンスイッチに接触するまでは前記第２コイルばね
   を圧縮係合し、接触後は前記第２コイルばねの圧縮係合
   を解除するばね係合機構を設けてなることを特徴とする
   キーボードスイッチ。
2. 【請求項２】キーステムの先端部に抜け止め用のストッ
   パーを固着し、第１コイルばねは小径コイルばねとして
   なり、第２コイルばねは大径コイルばねとしてなり、ば
   ね係合機構は、前記大径コイルばねの一側端部を係合す
   るために前記キーステムに形成された係合凹部と、前記
   大径コイルばねの他側端部を係合するために前記ストッ
   パーに形成されたばね押え突部としてなる請求項１記載
   のキーボードスイッチ。