WO2013099416A1 - キースイッチ構造 - Google Patents
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Abstract
本発明は、キーボードを薄型にした場合においてもキートップのリンク機構からの抜去力の低下が少ないキースイッチ構造の提供を目的とする。キートップ(110)をバックシート(170)に対して接離可能に支持するリンク機構(128)を備え、リンク機構(128)は、一端側がバックプレート(170)の表面に回動可能に保持されるとともに、他端側がキートップ(110)の裏面に摺動可能に保持される第1リンク部材(120)と、第1リンク部材(120)と回動可能に連結されるとともに、一端側が、キートップ(110)の裏面に設けられた回転支持部(112)に回動可能に係合し、他端側がバックプレート(170)の表面を摺動可能に保持される第2リンク部材(130)と、を備え、第2リンク部材(130)に設けられた凹部(131)と、回転支持部(112)に形成され、凹部(131)と係合して、キートップ(110)が第2リンク部材(130)から外れるのを制限する突起(113)と、を有する。
Description
本発明はキースイッチ構造に関し、特に、情報処理機器、測定機器、医療機器、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサなどのキーボードに用いられるキースイッチ構造に関する。
キーボードにおいては、キートップのどの部分を押下してもキートップが傾くことなく下降する所謂操作性を確保することが要求されている。そのような要求を満たすキースイッチ構造として、キートップと、キートップの下に設けられキートップを上下方向に案内するリンク機構と、を有するキースイッチ構造が開発された(例えば特許第4341733号公報を参照のこと)。
上記キースイッチ構造においては、枠状に形成された外側のリンク部材と、同じく枠状に形成された内側のリンク部材と、をX字型に組み合わせてリンク機構が構成されている。そして、このリンク機構が、キートップとバックプレートとの間に設けられている。
しかしながら、キースイッチ構造が上記の構造とされたキーボードにおいては、キーボードが薄型化された場合、キーボードの使用時、とくにキー押下時にキートップに指の爪等が引っ掛かると、キートップがリンク機構から外れ易いという問題があった。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、キートップがリンク機構から外れ難いキースイッチ構造の提供を目的とする。
本発明のある態様は、 押し下げられて接点を導通させるキートップの裏面に設けられた回転支持部に一端側が回動可能に係合し、他端側がバックプレートの表面を摺動可能に保持される一のリンク部材と、前記一のリンク部材と回動可能に連結されるとともに、一端側が前記バックプレートの表面に回動可能に保持され、他端側が前記キートップの裏面に摺動可能に保持される他のリンク部材と、を備え、前記キートップを前記バックプレートに対して接離可能に支持するリンク機構と、前記一のリンク部材に設けられた係合部と、前記回転支持部に形成され、前記係合部と係合して、前記キートップが前記一のリンク部材から外れるのを制限する被係合部と、を有するキースイッチ構造、を備える。
上記態様では、キートップの裏面の回転支持部に回動可能に係合される一のリンク部材に係合部が、回転支持部に被係合部が設けられている。そして、一のリンク部材の係合部が回転支持部の被係合部に係合しているため、キートップをリンク機構に対して持ち上げてもキートップが前記リンク機構から外れ難い。
上記態様において、前記係合部が、前記一のリンク部材に形成され、前記バックプレート側が開口した凹部であり、前記被係合部が、前記回転支持部に形成され、前記開口から前記凹部に嵌る突起である。
上記態様では、係合部は、一のリンク部材に形成され、バックプレート側が開口した凹部である。一方、被係合部は、回転支持部に設けられ、前記凹部に嵌る突起である。
したがって、キートップをリンク機構に対して持ち上げても、凹部の開口していない側の壁に突起が掛かるので、キートップが一のリンク部材から外れ難い。
上記態様において、前記係合部が、前記一のリンク部材に形成された突起であり、前記被係合部が、前記回転支持部に形成され、前記バックプレート側が閉じているとともに、前記突起が嵌る凹部である。
上記態様では、係合部は、一のリンク部材に形成された突起である。一方、被係合部は、回転支持部に設けられ、バックプレート側が閉じているとともに、前記突起が嵌る凹部である。したがって、キートップをリンク機構に対して持ち上げても、凹部のバックプレート側の壁に突起が掛かるので、キートップが一のリンク部材から外れ難い。
上記態様において、前記一のリンク部材の一端側には回転ピンが形成されているとともに、前記回転支持部は、前記回転ピンを支承する凹陥面である回転支持面が互いに対向する側の面に形成された一対の回転支持爪を有し、前記凹部は、前記一のリンク部材における前記回転ピンの近傍に形成され、前記突起は、前記回転支持爪に形成されている。
上記態様では、一のリンク部材の回転ピンを一対の回転支持爪の間に挿入すると、回転支持爪が互いに広がる方向に弾性変形して、回転ピンが凹陥面に支承される。そして、一のリンク部材に形成された凹部には回転支持爪に形成された突起が嵌入する。したがって、回転ピンを凹陥面に支承されるまで回転支持爪の間に圧入するだけで、一のリンク部材を回転支持部に装着できる。
上記態様において、前記一のリンク部材の一端側には回転ピンが形成されているとともに、前記回転支持部は、前記回転ピンを支承する凹陥面である回転支持面が互いに対向する側の面に形成された一対の回転支持爪を有し、前記突起は、前記一のリンク部材における前記回転ピンの近傍に形成され、前記凹部は、前記回転支持爪に形成されている。
上記態様では、一のリンク部材の回転ピンを一対の回転支持爪の間に挿入すると、回転支持爪が互いに広がる方向に弾性変形して、回転ピンが凹陥面に支承される。そして、一のリンク部材の突起が回転支持爪の凹部に嵌入する。したがって、回転ピンを凹陥面に支承されるまで回転支持爪の間に圧入するだけで、一のリンク部材をキートップ裏面の回転支持部に装着できる。
上記態様において、前記回転支持爪の前記凹陥面が形成された側とは反対側の面に溝が形成されている。
上記態様では、回転支持爪における凹陥面が形成された側とは反対側の面に溝を形成することにより、回転支持爪が薄肉とされている。このため、キートップの上面の板厚が薄くなった場合においても、回転支持爪を形成した部分にヒケなどの成形不良が生じるのを防止できる。
以上説明したように、本発明によれば、キートップがリンク機構から外れ難いキースイッチ構造が提供される。
1.実施形態1
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第1の例であるキースイッチ構造100について説明する。
(構成)
図1~図4に示すように、キースイッチ構造100は、キートップ110と、第1リンク部材120と第2リンク部材130とを含んで構成されるリンク機構128と、弾性部材の一例としてのラバードーム140と、メンブレンシート160と、第1ホルダ150及び第2ホルダ152が取り付けられたバックプレート170と、を含んで構成されている。ここで、第1リンク部材120は本発明の他のリンク部材であり、第2リンク部材130は本発明の一のリンク部材である。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第1の例であるキースイッチ構造100について説明する。
(構成)
図1~図4に示すように、キースイッチ構造100は、キートップ110と、第1リンク部材120と第2リンク部材130とを含んで構成されるリンク機構128と、弾性部材の一例としてのラバードーム140と、メンブレンシート160と、第1ホルダ150及び第2ホルダ152が取り付けられたバックプレート170と、を含んで構成されている。ここで、第1リンク部材120は本発明の他のリンク部材であり、第2リンク部材130は本発明の一のリンク部材である。
バックプレート170は、金属製あるいは硬質の樹脂製など、ある程度の硬度と剛性を備えた素材で形成された板材である。メンブレンシート160は、スペーサシート160Bを挟んで配線パターンが印刷された上部シート160Aと下部シート160Cとが貼合された構成とされている。さらに、メンブレンシート160は、バックプレート170の表面に貼付される柔軟な素材で形成されている。
図2~図4に示すように、メンブレンシート160には、第1ホルダ150、第2ホルダ152の位置に合わせて穴162、164が形成されている。そして、メンブレンシート160は、穴162、164からそれぞれ第1ホルダ150、第2ホルダ152を突出させた状態で、バックプレート170上に貼付されている。
図1に示すように、メンブレンシート160の中央には接点部166が設けられている。接点部166は、上部シート160Aに設けられた上部接点166Aと下部シート160Cに設けられた下部接点166Bとからなる。この接点部166上において、メンブレンシート160とキートップ110との間にラバードーム140が接着剤などで固定されている。ラバードーム140は、ゴム等を素材として略カップ状に形成され、上部中央に嵌合穴142を有している。さらに、ラバードーム140の内面の中央部には、接点押下部144がメンブレンシート160に向けて突出形成されている。
キートップ110が押下されることにより、キートップ110は、後述するリンク機構128の作用によってメンブレンシート160(バックプレート170)に向けて平行を保ちながら移動する。そして、ラバードーム140が圧縮変形すると共に、内部に形成されている接点押下部144が、メンブレンシート160の接点部166が設けられた部分を押圧する。
メンブレンシート160の接点部166の部分が押圧されると、上部接点166Aと下部接点166Bとが接触して電気的に接続され、スイッチとして閉成状態となる。
キートップ110の押下を解除すると、各構成部品は、ラバードーム140とメンブレンシート160との復元力(弾性)によって元の状態に戻る。そして、メンブレンシート160の接点部166が接触を失い、電気的接触が絶たれるため、スイッチは開放状態となる。
以下、第1リンク部材120と第2リンク部材130とリンク機構128とについて説明する。図3に示すように、第1リンク部材120と第2リンク部材130とは、第1リンク部材120の内側に第2リンク部材130が嵌り込む入れ子構造となっている。そして、これら第1リンク部材120と第2リンク部材130とで、パンタグラフ方式のリンク機構128が構成されている。
図2~図5に示すように、第1リンク部材120は、リンク機構128の外側のリンク部材であって、略矩形枠状に形成された枠体121と、一対の回転ピン124と、一対の摺動ピン122と、一対の回転軸126と、を備える。一対の回転ピン124は、枠体121の一端側に形成され、バックプレート170の第1ホルダ150に挿入されて回動可能に保持される。一対の摺動ピン122は、枠体121の他端側に形成され、キートップ110の裏側(メンブレンシート160に対向する側)の面において水平方向、言い換えればメンブレンシート160の面方向に沿ってスライド可能に保持される。一対の回転軸126は、枠体121の中央部から内側に突出している。
図2~図5に示すように、第2リンク部材130は、リンク機構128の内側のリンク部材であって、中央部には、ラバードーム140を逃げるための円形状の逃げ孔136が開口している。したがって、第2リンク部材130もまた、全体として枠体状とされている。
第2リンク部材130の一端側の端縁は、2箇所において逃げ孔136に向かう方向、言い換えれば他端側に向かう方向に凹陥して互いに平行な切込部139とされている。そして、2つの切込部139の間の部分は内梯部135とされ、それぞれの切込部139の外側の部分は外梯部133とされている。
図2~図8に示すように、外梯部133と内梯部135との間、言い換えればそれぞれの切込部139の互いに対向する一対の側壁面の間には、回転ピン134が形成されている。そして、後述するように、第2リンク部材130は、回転ピン134においてキートップ110の裏面で回動可能に保持されている。そして、外梯部133の内側の面、言い換えれば切込部139の外側の側壁面における回転ピン134と切込部139の底面との間の部分には、本発明の係合部の一例である凹部131が形成されている。凹部131は、下方、換言すればメンブレンシート160(バックシート170)に向かって開口しているが、上方に向かっては閉じている。
一方、第2リンク部材130の他端側の端縁は、1箇所において逃げ孔136に向かう方向、言い換えれば一端側に向かう方向に凹陥している。そして、前記凹陥部の互いに対向する一対の側壁面の間には、摺動ピン132が形成されている。摺動ピン132は、バックプレート170の第2ホルダ152に挿入されて水平方向に沿って摺動可能に保持される。
図2~図5に示すように、第2リンク部材130の中央部には、第1リンク部材120の回転軸126が嵌り込む軸穴138が形成されている。第1リンク部材120と第2リンク部材130とは、第1リンク部材120の回転軸126が第2リンク部材130の軸穴138に嵌り込むことによって互いに回動可能に支持される。
図1~図5に示すように、キートップ110の裏側の面には、一対の回転支持部112と、一対のスライド支持部114と、が設けられている。一対の回転支持部112は、第2リンク部材130の回転ピン134を回動可能に支持する。一対のスライド支持部114は、第1リンク部材120の摺動ピン122を回動可能にかつ水平方向(キートップ110の裏側の面に沿った方向)に平行移動(摺動)可能に支持する。
図1~図8に示すように、回転支持部112は、それぞれ一対の回転支持爪111を備える。回転支持爪111における回転ピン134の支承面には、回転ピン134の外周面に合わせた曲率半径を有する円筒面状の凹陥面である回転支持面111Aが形成されている。さらに、回転ピン134の支承面で回転支持面111Aが形成された側とは反対側の面には、溝が形成されている。したがって、回転支持爪111は、下方から見ると回転支持面111Aに向かって凹陥するU字型断面、言い換えればC字型断面を有している。
図1~図8に示すように、一対の回転支持爪111のうち、スライド支持部114寄りの回転支持爪111、換言すればキー中心側の回転支持爪111における外側の側壁の下端部には、第2リンク部材130の凹部131と係合する突起113が設けられている。突起113は、本発明の被係合部の一例である。突起113は、上方に向かって拡大する楔状の断面を有している。
したがって、第2リンク部材130の回転ピン134を一対の回転支持爪111の間に挿入して回転支持面11Aで支承された状態とすると、図5、図7、図8A、及び図8Bに示すように、回転支持爪111の突起113が第2リンク部材130の凹部131に嵌り込む。
また、図5および図8Aに示したように、第2リンク部材130をキートップ110に組み付けた状態において、回転支持爪111の内側の側面と第2リンク部材130の内梯部135との間、言い換えれば、回転支持爪111の内側の側面と第2リンク部材130における切込部139の凹部131が形成された側とは反対側の側壁面との間には、隙間が形成される。
(キースイッチ構造の組み立て手順)
実施形態1のキースイッチ構造100は、以下の手順に沿って組み立てることができる。先ず、第1リンク部材120の内側に第2リンク部材130を嵌め込み、第1リンク部材120の回転軸126を第2リンク部材130の軸穴138に嵌めこんでリンク機構128を構成する。
実施形態1のキースイッチ構造100は、以下の手順に沿って組み立てることができる。先ず、第1リンク部材120の内側に第2リンク部材130を嵌め込み、第1リンク部材120の回転軸126を第2リンク部材130の軸穴138に嵌めこんでリンク機構128を構成する。
次いで、リンク機構128における第1リンク部材120の回転ピン124をバックプレート170の第1ホルダ150に嵌め込む。そして、第2リンク部材130の摺動ピン132をバックプレート170の第2ホルダ152に嵌め込む。
最後に、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持部112に嵌め込むとともに、第1リンク部材120の摺動ピン122をスライド支持部114に嵌め込む。
回転ピン134をキートップ110の回転支持部112に嵌め込むと、回転ピン134は、回転支持部112を構成する一対の回転支持爪111の間に挿入され、回転支持面111Aで支承される。
前述のように、一対の回転支持爪111のうち、一方における外側の面の下端部には突起113が突設されている。このため、回転ピン134を回転支持爪111の間に挿入すると、突起113が第2リンク部材130における外梯部133の内側の面、言い換えれば切込部139の外側の面と干渉する。
しかしながら、図5および図8Aに示すように、回転支持爪111の内側の面と第2リンク部材130の内梯部135との間には隙間がある。これにより、キー中心側の回転支持爪111とキー周縁側の回転支持爪111とは、互いに間隔が広がる方向に変形する。さらに、キー中心側の回転支持爪は、互いに近接する方向に、換言すれば第2リンク部材130における内梯部135に向かって弾性変形する。これにより、突起113が外梯部133の内側の面を乗り越える。
回転支持爪111の突起113が外梯部133を乗り越えると、回転支持爪111は弾性変形前の位置に戻る。これにより、回転ピン134が回転支持面111Aに嵌め込まれると同時に、突起113が外梯部133に形成された凹部131と係合する。
(作用)
図3に示すように、実施形態1のキースイッチ構造100においては、第1リンク部材120と第2リンク部材130とがX字型に交差してリンク機構128を構成している。このため、前述のように、リンク機構128は、第1リンク部材120の回転ピン124と第2リンク部材130の摺動ピン132とにおいてバックプレート170に保持される。さらに、リンク機構128は、第1リンク部材120の摺動ピン122と第2リンク部材130の回転ピン134とにおいてキートップ110に保持される。
図3に示すように、実施形態1のキースイッチ構造100においては、第1リンク部材120と第2リンク部材130とがX字型に交差してリンク機構128を構成している。このため、前述のように、リンク機構128は、第1リンク部材120の回転ピン124と第2リンク部材130の摺動ピン132とにおいてバックプレート170に保持される。さらに、リンク機構128は、第1リンク部材120の摺動ピン122と第2リンク部材130の回転ピン134とにおいてキートップ110に保持される。
通常状態(キートップ110を押下していない状態)では、ラバードーム140は、キートップ110を、メンブレンシート160(バックプレート170)から離れる方向へ付勢している。この付勢力は、第1リンク部材120と第2リンク部材130との交差角度が大となる方向へ作用する。
キートップ110を押下すると、第1リンク部材120の回転ピン124が、バックプレート170の第1ホルダ150の内部で回転する。そして、第2リンク部材130の回転ピン134が、キートップ110の回転支持部112の内側で回転する。さらに、第1リンク部材120の摺動ピン122が、キートップ110のスライド支持部114の内側において、第2リンク部材130の回転ピン134から遠ざかる方向に向かって水平に摺動する。同時に、第2リンク部材130の摺動ピン132は、バックプレート170の第2ホルダ152の内部において、第1リンク部材120の回転ピン124から遠ざかる方向に向かって水平に摺動する。
これによって、第1リンク部材120と第2リンク部材130とは、全体として交差角度が小さくなる方向に回転する。このため、キートップ110は、水平状態を保ちながらメンブレンシート160(バックプレート170)に向けて移動してラバードーム140を圧縮変形させる。そして、接点押下部144がメンブレンシート160の接点部166を押圧して、スイッチとして閉成状態となる。
キートップ110から手を離すと、キートップ110は、リンク機構128によって平行を保ちながら、ラバードーム140及びリンク機構128の作用によってメンブレンシート160(バックプレート170)から離れる方向に押下前の高さまで復帰する。そして、接点押下部144は、メンブレンシート160の接点部166から離間して、スイッチとしては開放状態となる(図1参照)。
一方、第2リンク部材130の回転ピン134がキートップ110の回転支持部112に填め込まれた状態においては、回転支持爪111の突起113が外梯部133に設けられた凹部131に嵌り込む。そして、図7に示すように、突起113の上面113Aが凹部131の天井面131Aに相対する状態となる。したがって、リンク機構128に対してキートップ110をある程度持ち上げると、突起113が凹部131の天井面131Aに引っ掛かり、キートップ110はそれ以上持ち上がらなくなる。故に、キーボードが薄型化された場合においても、キートップ110はリンク機構128、具体的には第2リンク部材130から外れ難くなる。これにより、キー押下時にキートップ110に指の爪等が引っ掛かった程度では、キートップ110は外れなくなる。
また、図8Aに示すように、回転支持爪111の外側の面と外梯部133の内側の面との間には殆ど隙間がない。このため、図8Bにおいて斜線を付した部分が示すように、キートップ110が上昇するときも下降するときも、第2リンク部材130は、回転支持爪111の外側の面と外梯部133の内側の面とが接触を保った状態でキートップ110の回転支持爪111に対して回転する。これにより、キートップ110がリンク機構128に対して回転することが抑止される。
また、回転支持爪111は、U字型断面とされているから薄肉であり、キートップ110の天井の肉が薄くなった場合においても係止爪の部分にヒケなどの成形不良が生じることを抑止できる。
2.実施形態2
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第2の例であるキースイッチ構造102について説明する。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第2の例であるキースイッチ構造102について説明する。
(構成)
キースイッチ構造102において、バックプレート170、第1ホルダ150、第2ホルダ152、メンブレンシート160、ラバードーム140、第1リンク部材120の構成は、実施形態1のキースイッチ構造100と同一である。また、キートップ110におけるスライド支持部114の構成についても実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
キースイッチ構造102において、バックプレート170、第1ホルダ150、第2ホルダ152、メンブレンシート160、ラバードーム140、第1リンク部材120の構成は、実施形態1のキースイッチ構造100と同一である。また、キートップ110におけるスライド支持部114の構成についても実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
しかしながら、図9A、図9B、および図10に示すように、第2リンク部材130においては、凹部131は、外梯部133の内側の面における回転ピン134を挟んで切込部139の底面とは反対側の部分に形成されている。言い換えれば、凹部131は、切り込み部139の外側の側壁面における回転ピン134よりも端部側の部分に形成されている。そして、凹部131に嵌るべき突起113は、キートップ110の外壁110Aに近い側の回転爪111に設けられている。言い換えれば、突起113は、キー周縁側の回転支持爪111における外側の側壁に設けられている。そして、突起113は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様に上方に向かって広がる楔状とされている。
キースイッチ構造102においては、第2リンク部材130は、上記の点を除いては実施形態1のキースイッチ構造100における第2リンク部材130と同様の構成を有する。
(作用)
キースイッチ構造102の組み立て手順は実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。また作用についても、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持爪111の間に挿入する際に、キー周縁側の回転支持爪111が、突起113と外梯部133との相互干渉によって互いに近接する方向、言い換えれば、第2リンク部材130の内梯部135に向かって弾性変形する以外は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
キースイッチ構造102の組み立て手順は実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。また作用についても、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持爪111の間に挿入する際に、キー周縁側の回転支持爪111が、突起113と外梯部133との相互干渉によって互いに近接する方向、言い換えれば、第2リンク部材130の内梯部135に向かって弾性変形する以外は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
実施形態2のキースイッチ構造102においては、回転支持部112におけるキー周縁側の回転支持爪111に突起113が設けられている。そして、凹部131は、第2リンク部材130の外梯部133の内側の面に設けられている。したがって、キースイッチ構造102は、キー中心側の回転支持爪111に突起113が設けられた実施形態1のキースイッチ構造100と比較して、キートップ110を爪で持ち上げたときの上下方向のがたが、より少ないという特徴を有する。
3.実施形態3
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第3の例であるキースイッチ構造104について説明する。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第3の例であるキースイッチ構造104について説明する。
(構成)
キースイッチ構造104において、バックプレート170、第1ホルダ150、第2ホルダ152、メンブレンシート160、ラバードーム140、第1リンク部材120の構成は、実施形態1のキースイッチ構造100と同一である。また、キートップ110におけるスライド支持部114の構成についても実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
キースイッチ構造104において、バックプレート170、第1ホルダ150、第2ホルダ152、メンブレンシート160、ラバードーム140、第1リンク部材120の構成は、実施形態1のキースイッチ構造100と同一である。また、キートップ110におけるスライド支持部114の構成についても実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
しかしながら、図11A、図11B、および図12に示すように、第2リンク部材130においては、凹部131は、内梯部135の側面における回転ピン134と切込面139の底面との間の部分に形成されている。言い換えれば、凹部131は、切込部139の内側の側壁面における回転ピン134と切込面139の底面との間の部分に形成されている。そして、凹部131と係合すべき突起113は、キートップ110におけるキー中心側の回転支持爪111の内側の面に設けられている。突起113は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様に上方に向かって広がる楔状とされている。
なお、第2リンク部材130をキートップ110に組み付けた状態においては、回転支持爪111における外側の側面と、第2リンク部材130の外梯部133の内側の面、言い換えれば切込部139の凹部131を形成した側とは反対側、即ち外側の側壁面と、の間には、隙間が形成される。
キースイッチ構造104において、第2リンク部材130は、上記の点を除いて、実施形態1のキースイッチ構造100における第2リンク部材130と同様の構成を有する。
(作用)
キースイッチ構造104の組み立て手順は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。また作用についても、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持爪111の間に挿入する際に、キー中心側の回転支持爪111が、突起113と内梯部135との相互干渉によって第2リンク部材130における外梯部133に向かう方向に弾性変形する以外は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
キースイッチ構造104の組み立て手順は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。また作用についても、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持爪111の間に挿入する際に、キー中心側の回転支持爪111が、突起113と内梯部135との相互干渉によって第2リンク部材130における外梯部133に向かう方向に弾性変形する以外は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
実施形態3のキースイッチ構造104においては、回転支持部112におけるキー中心側の回転支持爪111の内側の面に突起113が設けられている。また、凹部131は、第2リンク部材130の内梯部135の側面に設けられている。そして、内梯部135は外梯部133と比較して変形しにくい。したがって、実施形態3のキースイッチ構造104は、キー中心側の回転支持爪111の外側の側面に突起113が設けられた実施形態1のキースイッチ構造100と比較して、キートップ110が、リンク機構128から外れ難い。
4.実施形態4
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第4の例であるキースイッチ構造106について説明する。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第4の例であるキースイッチ構造106について説明する。
図13A、図13B、および図14に示すように、キースイッチ構造106においては、凹部131は、第2リンク部材130の内梯部135の側面における回転ピン134に対して切込部139の底面とは反対側の部分に形成されている。そして、凹部131と係合すべき突起113は、キートップ110におけるキー周縁側の回転支持爪111の内側の面に設けられている。以上の構成を除いて、キースイッチ構造106は、実施形態3のキースイッチ構造104と同様の構成を有する。
実施形態4のキースイッチ構造106においては、回転支持部112におけるキー周縁側の回転支持爪111に突起113が設けられている。そして、凹部131は、第2リンク部材130の内梯部135の側面、言い換えれば切込部139の内側の側壁面に設けられている。したがって、キースイッチ構造106は、キー中心側の回転支持爪111に突起113が設けられた実施形態3のキースイッチ構造104と比較して、キートップ110を爪で持ち上げたときの上下方向のがたが、より少ないという特徴を有する。
5.実施形態5
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第5の例であるキースイッチ構造108について説明する。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第5の例であるキースイッチ構造108について説明する。
図15A、図15B、および図16に示すように、キースイッチ構造108は、キー中心側の回転支持爪111の外側の側面だけではなく、キー周縁側の回転支持爪111の内側の側面にも突起113を突設した構成とされている。
したがって、第2リンク部材130においては、外梯部133の内側の面における回転ピン134と切込部139の底部との間のみならず、内梯部135の側面における回転ピン134を挟んで切込部139の底面とは反対側の部分にも凹部131が形成されている。
なお、図15Bに示すように、切込部139の外側の側壁面において、凹部131が設けられた部分は、回転ピン134を境として凹部131が設けられていない部分に対して、内側に向かって、言い換えれば内梯部135に向かって突出している。そして、外側の側壁部における凹部131が設けられた部分と凹部131が設けられていない部分との間には、段差が形成されている。
一方、切込部139の内側の側壁面において、凹部131が設けられた部分は、回転ピン134を境として凹部が設けられていない部分に対して外側に向かって、言い換えれば外梯部133に向かって突出している。そして、外側の側壁面と同様に、内側の側壁部における凹部131が設けられた部分と凹部131が設けられていない部分との間には、段差が形成されている。
したがって、切込部139を上方から見ると、第2リンク部材は、外梯部133に向かって広がるクランク状とされている。そして、第2リンク部材130をキートップ110に組み付けた状態においては、キー中心側の回転支持爪111およびキー周縁側の回転支持爪111の突起113が設けられた側とは反対側の面と、切込部139における凹部131が設けられていない側の側壁面との間に隙間が形成される。これにより、回転ピン134を回転支持部112に嵌め込む際に、キー中心側の回転支持爪111およびキー周縁側の回転支持爪111の何れも、突起113が第2リンク部材130と干渉すると、前記隙間に逃げる方向に弾性変形する。
以上の構成を除いて、キースイッチ構造108は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様の構成を有する。
実施形態5のキースイッチ構造108においては、回転支持部112におけるキー周縁側およびキー中心側の回転支持爪111の何れにも突起113が設けられている。そして、第2リンク部材130の外梯部133の内側の面および内梯部135の側面の何れにも凹部131が設けられている。したがって、キースイッチ構造108は、キー中心側の回転支持爪111およびキー周縁側の回転支持爪111の何れか一方に突起113が設けられた形態のキースイッチ構造と比較して、キートップ110がリンク機構128から更に外れ難いという特徴を有する。
6.実施形態6
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第6の例であるキースイッチ構造109について説明する。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第6の例であるキースイッチ構造109について説明する。
(構成)
キースイッチ構造109において、バックプレート170、第1ホルダ150、第2ホルダ152、メンブレンシート160、ラバードーム140、第1リンク部材120の構成は、実施形態1のキースイッチ構造100と同一である。また、キートップ110におけるスライド支持部114の構成についても実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
キースイッチ構造109において、バックプレート170、第1ホルダ150、第2ホルダ152、メンブレンシート160、ラバードーム140、第1リンク部材120の構成は、実施形態1のキースイッチ構造100と同一である。また、キートップ110におけるスライド支持部114の構成についても実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。
しかしながら、図17A、図17B、および図18に示すように、キースイッチ構造109においては、キー中心側の回転支持爪111の外側の側面に被係合部の一例としての凹部115が形成されている。したがって、キー中心側の回転支持爪111の厚さd1は、キー周縁側の回転支持爪111の厚さd2よりも凹部115の深さの分だけ大きい。また、凹部115は、スライド支持部114に向かう方向、換言すればキー中心側に向かって開いているが、バックプレート170に向かう方向、即ち下方には閉じた形態とされている。
一方、第2リンク部材130において、外梯部133の内側の面、言い換えれば切込部139における外側の側壁面の回転ピン134を挟んで切込部139の底面とは反対側の部分には、回転支持爪111の凹部115に係合する係合部の一例としての突起137が形成されている。図18に示すように、突起137は、下方に向かって広がる楔状とされている。
キースイッチ構造109において、第2リンク部材130は、上記の点を除いて、実施形態1のキースイッチ構造100における第2リンク部材130と同様の構成を有する(図17C参照)。
(作用)
キースイッチ構造109の組み立て手順は実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。但し、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持爪111の間に挿入する際に、外梯部133の突起137とキー中心側の回転支持爪111との相互干渉によって、キー中心側の回転支持爪111が、互いに近接する方向、換言すれば内梯部135に向かって変形するとともに、外梯部133が外側に弾性変形する。
キースイッチ構造109の組み立て手順は実施形態1のキースイッチ構造100と同様である。但し、第2リンク部材130の回転ピン134をキートップ110の回転支持爪111の間に挿入する際に、外梯部133の突起137とキー中心側の回転支持爪111との相互干渉によって、キー中心側の回転支持爪111が、互いに近接する方向、換言すれば内梯部135に向かって変形するとともに、外梯部133が外側に弾性変形する。
また、前述のように、凹部115は、下方に閉じた形態とされ、突起137は下方に向かって広がる楔状である。このため、第2リンク部材130の回転ピン134がキートップ110の回転支持面111Aで支承された状態においては、突起137が回転支持爪111の凹部115と係合する。そして、図18に示す突起137の底面137Aが、凹部115の底面115Aに相対する状態となる。したがって、リンク機構128に対してキートップ110をある程度持ち上げると、突起137が凹部115の底面115Aに引っ掛かり、それ以上持ち上がらなくなる。
また、凹部115が設けられているキー中心側の回転支持爪111の厚さd1は、実施形態1のキースイッチ構造100におけるキー中心側の回転支持爪111の厚さd2よりも大きいから、互いに近接する方向に弾性変形しにくい。したがって、突起137を凹部115から脱出させるのに必要な抜去力は、キー中心側の回転支持爪111とキー周縁側の回転支持爪111との厚さをd2としたキースイッチ構造において、突起113を凹部131から脱出させるのに必要な抜去力よりも大きい。このため、実施形態6のキースイッチ構造は、キー中心側の回転支持爪とキー周縁側の回転支持爪111との厚さをd2としたキースイッチ構造と比較して、キートップ110がリンク機構128から更に外れ難い。
7.実施形態7
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第7の例であるキースイッチ構造200について説明する。
(構成)
図19~図22に示すように、キースイッチ構造200は、キートップ210と、第1リンク部材220と第2リンク部材230とを含んで構成されるリンク機構228と、弾性部材としてのラバードーム240と、メンブレンシート260と、第1ホルダ250及び第2ホルダ252が取り付けられたバックプレート270と、を含んで構成されている。ここで、第1リンク部材220および第2リンク部材230は、本発明の一のリンク部材および他のリンク部材に相当する。
以下、図面を参照して本発明のキースイッチ構造の第7の例であるキースイッチ構造200について説明する。
(構成)
図19~図22に示すように、キースイッチ構造200は、キートップ210と、第1リンク部材220と第2リンク部材230とを含んで構成されるリンク機構228と、弾性部材としてのラバードーム240と、メンブレンシート260と、第1ホルダ250及び第2ホルダ252が取り付けられたバックプレート270と、を含んで構成されている。ここで、第1リンク部材220および第2リンク部材230は、本発明の一のリンク部材および他のリンク部材に相当する。
バックプレート270は、金属製あるいは硬質の樹脂製など、ある程度の硬度と剛性を備えた素材で形成された板材である。また、メンブレンシート260は、図示しないスペーサシートを挟んで配線パターンが印刷された2枚のシート、即ち図示しない上部シートと下部シートとが貼合された構成とされており、バックプレート270の表面に貼付される柔軟な素材で形成されている。
図20~図22に示すように、メンブレンシート260は、穴262、264からそれぞれ第1ホルダ250、第2ホルダ252が突出するように、バックプレート270上に貼付されている。穴262、264は、第1ホルダ250、第2ホルダ252の位置に合わせてメンブレンシート260に形成されている。
図19に示すように、メンブレンシート260の中央には接点部266が設けられている。この接点部266上において、キートップ210との間には、ラバードーム240が接着剤などで固定されている。ラバードーム240は、ゴム等を素材として略カップ状に形成され、上部中央に嵌合穴242を有している。また、ラバードーム240の内面の中央部には、接点押下部244がメンブレンシート260に向けて突出形成されている。
以下、第1リンク部材220と第2リンク部材230とリンク機構228とについて説明する。図21に示すように、第1リンク部材220と第2リンク部材230とは、第1リンク部材220の内側に第2リンク部材230が嵌り込む入れ子構造となっている。そして、これら第1リンク部材220と第2リンク部材230とでパンタグラフ方式のリンク機構228が構成されている。
図20~図23に示すように、第1リンク部材220は、リンク機構228の外側のリンク部材である。そして、第1リンク部材220は、略矩形枠状に形成された枠体221と、枠体221の一端側に形成された一対の回転ピン224と、枠体221の他端側に形成された一対の摺動ピン222と、枠体221の中央部から内側に突出した一対の回転軸226と、を備える。一対の回転ピン224は、キートップ210の裏面(メンブレンシート260、言いかえればバックシート270に対向する側の面)に回動可能に保持される。一対の摺動ピン222は、バックプレート270の摺動支持部252において水平方向、言い換えればメンブレンプレート260の面方向に沿ってスライド可能に保持される。
第1リンク部材220の枠体221の外側の面における回転ピン224の近傍には、バックプレート270に向かう方向、言い換えれば下方に向かって開口した凹部227が形成されている。
図20~図23に示すように、第2リンク部材230は、リンク機構228の内側のリンク部材である。そして、第2リンク部材230の中央部には、ラバードーム240を逃げるための円形状の逃げ孔236が開口している。したがって、第2リンク部材230もまた、全体として枠体状とされている。
第2リンク部材230の一端側の端縁は、2箇所において逃げ孔236に向かう方向、言い換えれば他端側に向かう方向に凹陥して互いに平行な切込部239とされている。そして、2つの切込部239の間の部分は内梯部235とされ、それぞれの切込部239の外側の部分は外梯部233とされている。したがって、外梯部233は、2箇所、内梯部235は1箇所形成されている。
外梯部233と内梯部235との間には、それぞれ回転ピン234が形成されている。後述するように、第2リンク部材230は、回転ピン234においてバックプレート270の第1ホルダ250に回動可能に保持される。
一方、第2リンク部材230の他端側の端縁は、1箇所において逃げ孔236に向かう方向、言い換えれば一端側に向かう方向に凹陥している。そして、前記凹陥部の互いに対向する一対の側壁面の間には、摺動ピン232が形成されている。摺動ピン232は、後述するように、キートップ210の裏面において水平方向に沿って摺動可能に保持される。
図20~図23に示すように、第2リンク部材230の中央部には、第1リンク部材220の回転軸226が嵌り込む軸穴238が形成されている。第1リンク部材220と第2リンク部材230とは、第1リンク部材220の回転軸226が第2リンク部材230の軸穴238に嵌り込むことによって互いに回動可能に支持される。
図19~図23に示すように、キートップ210の裏側の面には、一対の回転支持部212と、一対のスライド支持部214とが設けられている。一対の回転支持部212は、第1リンク部材230の回転ピン224を回動可能に支持する。一対のスライド支持部214は、第2リンク部材230の摺動ピン232を回動可能にかつ水平方向(キートップ210の裏側の面に沿った方向)に平行移動(摺動)可能に支持する。
図19~図23に示すように、回転支持部212は、それぞれ一対の回転支持爪211を備える。回転支持爪211の互いに対応する側の面には、回転ピン224の外周面に合わせた曲率半径を有する円筒面状の凹陥面である回転支持面211Aが形成されている。そして、回転ピン224は、回転支持面211Aにおいて支承される。また、回転支持爪211における回転支持面211Aが形成された側と反対側の面には、溝が形成されている。このため、回転支持爪211は、下方から見て回転支持面211Aに向かって凹陥するU字型断面、言い換えればC字型断面とされている。
一対の回転支持爪211のうち、キー周縁側の回転支持爪211における内側の側壁の下端部には、第1リンク部材220の凹部227と係合する突起213が設けられている。突起213は、上方に向かって拡大する楔状の断面を有している。
したがって、第1リンク部材220の回転ピン224を回転支持爪111の間に挿入すると、回転支持爪211の突起213が第1リンク部材220の凹部227に嵌り込む。
(キースイッチ構造の組み立て手順)
実施形態7のキースイッチ構造200は、実施形態1のキースイッチ構造100と同様の手順に沿って組み立てることができる。先ず、第1リンク部材220の内側に第2リンク部材230を嵌め込み、第1リンク部材220の回転軸226を第2リンク部材230の軸穴238に嵌めこんでリンク機構228を構成する。
次いで、リンク機構228における第2リンク部材230の回転ピン234をバックプレート270の第1ホルダ250に嵌め込む。そして、第1リンク部材220の摺動ピン222をバックプレート270の第2ホルダ252に嵌め込む。
最後に、第1リンク部材220の回転ピン224をキートップ210の回転支持部212に嵌め込むとともに、第2リンク部材230の摺動ピン232をスライド支持部214に嵌め込む。
回転ピン224をキートップ210の回転支持部212に嵌め込むと、回転ピン224は、回転支持部212を構成する一対の回転支持爪211の間に挿入され、回転支持面211Aの間に嵌め込まれる。ここで、前述のように、一対の回転支持爪211のうち、キー周縁側の回転支持爪211における内側の面の下端部には突起213が突設されているから、回転ピン224を回転支持爪211の間に挿入すると、突起213が第1リンク部材220における枠体211の外側の面と干渉する。そして、キー中心側の回転支持爪211とキー周縁側の回転支持爪211は互いに間隔が広がる方向に弾性変形するとともに、キー周縁側の回転支持爪211は互いに離間する方向に、換言すれば第1リンク部材220から遠ざかる方向に弾性変形する。これにより、突起213が枠体221の外側の面を乗り越える。
回転支持爪211の突起213が枠体221の外側の面を乗り越えると、回転支持爪211は弾性変形前の位置に戻る。これにより、回転ピン224が回転支持面211Aで支承されるとともに、突起213が凹部227に係合される。
(作用)
図21に示すように、実施形態7のキースイッチ構造200では、第1リンク部材220と第2リンク部材230とがX字型に交差してリンク機構228を構成している。このため、リンク機構228は、第1リンク部材220の摺動ピン222と第2リンク部材230の回転ピン234とにおいてバックプレート170に保持されるとともに、第1リンク部材220の回転ピン224と第2リンク部材230の摺動ピン232とにおいてキートップ210に保持される。
図21に示すように、実施形態7のキースイッチ構造200では、第1リンク部材220と第2リンク部材230とがX字型に交差してリンク機構228を構成している。このため、リンク機構228は、第1リンク部材220の摺動ピン222と第2リンク部材230の回転ピン234とにおいてバックプレート170に保持されるとともに、第1リンク部材220の回転ピン224と第2リンク部材230の摺動ピン232とにおいてキートップ210に保持される。
通常状態(キートップ210を押下していない状態)では、ラバードーム240は、キートップ210を、メンブレンシート260から離れる方向へ付勢している。この付勢力は、第1リンク部材220と第2リンク部材230との交差角度が大となる方向へ作用する。
キートップ210を押下すると、第1リンク部材220の摺動ピン222が、バックプレート270の摺動支持部252の内部で第2リンク部材230の回転ピン234から遠ざかる方向に摺動する。また、第2リンク部材230の摺動ピン232が、キートップ210の摺動支持部214の内側で第1リンク部材220の回転ピン224から遠ざかる方向に摺動する。同時に、第1リンク部材220の回転ピン224が、キートップ210の回転支持部212の内側において回転する。また、第2リンク部材230の回転ピン234が、バックプレート270の第1ホルダ250の内部において回転する。
これによって、第1リンク部材220と第2リンク部材230とは、全体として交差角度が小さくなる方向に回転する。このため、キートップ210は、水平状態を保ちながらメンブレンシート260(バックプレート270)に向けて移動してラバードーム240を圧縮変形させる。そして、接点押下部244がメンブレンシート260の接点部266を押圧してスイッチとして閉成状態となる。
キートップ210から手を離すと、キートップ210は、リンク機構228によって平行を保ちながら、ラバードーム240及びリンク機構228の作用によって、メンブレンシート260(バックプレート270)から離れる方向に押下前の高さまで復帰する。そして、接点押下部244は、メンブレンシート260の接点部266から離間してスイッチとしては開放状態となる(図19参照)。
一方、第1リンク部材220の回転ピン224がキートップ210の回転支持部212に填め込まれた状態においては、回転支持爪211の突起213が第1リンク部材220の凹部227と係合する。そして、突起213の上面が凹部227の天井面に相対する状態となる。このため、リンク機構228に対してキートップ210をある程度持ち上げると、突起213が凹部237の天井面に引っ掛かり、それ以上持ち上がらなくなる。したがって、キーボードが薄型化された場合においても、キートップ210がリンク機構228から外れ難くなる。これにより、キー押下時にキートップ210に指の爪等が引っ掛かった程度ではキートップ210は外れなくなる。
図20~図23に示すように、回転支持爪211はU字型断面とされ、薄肉とされている。このため、キートップ210の天井の肉が薄くなった場合においても係止爪の部分にヒケなどの成形不良が生じることを抑止できる。
Claims (6)
- 押し下げられて接点を導通させるキートップの裏面に設けられた回転支持部に一端側が回動可能に係合し、他端側がバックプレートの表面を摺動可能に保持される一のリンク部材と、前記一のリンク部材と回動可能に連結されるとともに、一端側が前記バックプレートの表面に回動可能に保持され、他端側が前記キートップの裏面に摺動可能に保持される他のリンク部材と、を備え、前記キートップを前記バックプレートに対して接離可能に支持するリンク機構と、
前記一のリンク部材に設けられた係合部と、
前記回転支持部に形成され、前記係合部と係合して、前記キートップが前記一のリンク部材から外れるのを制限する被係合部と、
を有するキースイッチ構造。 - 前記係合部は、前記一のリンク部材に形成され、前記バックプレート側が開口した凹部であり、
前記被係合部は、前記回転支持部に形成され、前記開口から前記凹部に嵌る突起である請求項1に記載のキースイッチ構造。 - 前記係合部は、前記一のリンク部材に形成された突起であり、
前記被係合部は、前記回転支持部に形成され、前記バックプレート側が閉じているとともに、前記突起が嵌る凹部である請求項1に記載のキースイッチ構造。 - 前記一のリンク部材の一端側には回転ピンが形成されているとともに、
前記回転支持部は、前記回転ピンを支承する凹陥面である回転支持面が互いに対向する側の面に形成された一対の回転支持爪を有し、
前記凹部は、前記一のリンク部材における前記回転ピンの近傍に形成され、
前記突起は、前記回転支持爪に形成されている
請求項2に記載のキースイッチ構造。 - 前記一のリンク部材の一端側には回転ピンが形成されているとともに、
前記回転支持部は、前記回転ピンを支承する凹陥面である回転支持面が互いに対向する側の面に形成された一対の回転支持爪を有し、
前記突起は、前記一のリンク部材における前記回転ピンの近傍に形成され、
前記凹部は、前記回転支持爪に形成されている
請求項3に記載のキースイッチ構造。 - 前記回転支持爪の前記凹陥面が形成された側とは反対側の面に溝が形成されている請求項4または5に記載のキースイッチ構造。
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