JP3734141B2 - キーボードスイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はパーソナルコンピュータやワードプロセッサ等において使用されるキーボードにおけるスイッチの構造に関し、特にパンタグラフ機構によってキートップが支持されたキーボードスイッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
図10は従来提案されているこの種のキーボードスイッチの構成を示したものである。例えば金属板よりなるプレート11上にメンブレンシート12が配置され、さらにその上に金属板よりなるベース13が配置されている。メンブレンシート12はスペーサ12Aを介して積層された2枚の接点シート12B,12Cの互いの対向面に接点を構成する接点パターン(図示せず)が形成されたもので、これら接点パターンが押圧により接触するものとなっている。
【0003】
ベース13には図11に示したように開口13Aが設けられており、開口13Aの相対向する2辺に沿う縁部にはそれぞれ保持部13B,13Cが形成されている。互いに対向して配置された第1の保持部13Bはベース13の絞り加工によりほぼ台形状に突出形成されており、一方互いに対向する第2の保持部13Cは同様に絞り加工によりほぼ半円状に突出形成されている。
パンタグラフ機構をなす一対のリンク14,15はそれぞれその一端側がこれら保持部13B,13Cに保持される。
【0004】
第1のリンク14は図12に示したように、軸14Aの両端からそれぞれ脚部14Bが突設されてコ字状をなすものとされ、両脚部14Bの先端には互いに外向きに軸14Cが突設されている。また、両脚部14Bの互いの内側面にはボス14Dが突設されている。
第2のリンク15は図13に示したように、略円形の枠状部15Aを備えており、この枠状部15Aの一半部側(先端側)の外周面には同一方向に一対の突出部15Bが突設され、これら突出部15Bの先端に互いに内向きに軸15Cが突設されている。一方、枠状部15Aの基端側には互いに外向きに一対の軸15Dが軸15Cと平行に突設されている。また、枠状部15Aの中央における互いの外側面には孔15Eがそれぞれ形成されている。
【0005】
リンク14と15とは、リンク14の両脚部14B間にリンク15の枠状部15Aが位置され、両脚部14Bの内側面と枠状部15Aの外側面が対向されて、リンク14の一対のボス14Dがリンク15の孔15Eにそれぞれ係合されることにより組み合わされ、これにより互いに回動自在に連結される。なお、リンク14にはリンク15との重なりを制限するストッパ14Eが設けられている。
リンク14の一対の軸14Cはベース13の一対の保持部13Bに内側からそれぞれ挿入されて回動自在かつ移動自在(摺動自在)に保持され、リンク15の一対の軸15Dはベース13の一対の保持部13Cに同様に挿入されて回動自在に保持される。
【0006】
一方、リンク14の軸14Aはキートップ16の裏側に形成された一対の回動保持部16Aに嵌め込まれて回動自在に保持され、リンク15の一対の軸15Cはキートップ16の裏側に形成された一対の摺動保持部16Bに保持されて摺動可能とされる。
ドーム状のラバー17はベース13の開口13A内においてメンブレンシート12上に配置され、リンク15の枠状部15Aの中央孔を挿通してキートップ16とメンブレンシート12との間に介在される。ラバー17はキートップ16に設けられた突起16Cと嵌合する円筒部17Aと、それに続くドーム部17Bとよりなり、ドーム部17Bの天井にはメンブレンシート12の接点部を押圧するための押釦部17Cを有するものとされる。
【0007】
上記のような構造を有するキーボードスイッチにおいては、キートップ16が押下操作されると、パンタグラフ機構をなすリンク14,15によりキートップ16はベース13の面とほぼ平行に移動し、キートップ16によりラバー17が押圧されてドーム部17Bが変形し、押しつぶされる。これにより、良好なタクト感が得られると共に、メンブレンシート12の接点部が押釦部17Cによって押圧されて導通される。一方、押圧を解除すると、ラバー17はその弾性復帰力により復元し、これにより接点部の導通が解除され、キートップ16が元の位置に復帰するものとなっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構造を有するキーボードスイッチにおいては、キーボードの薄型化の進展に伴い、パンタグラフ機構(リンク機構)に許される部品スペースが減少し、小型化かつ薄肉化が避けられない状況にある。そして、このような状況はリンクの剛性低下を招き、つまりリンクの変形がより生じやすいといった状況を招いている。
【0009】
一方、リンク14と15とを比較すると、コ字状とされたリンク14の方が枠状部15Aを中央に具備するリンク15より変形しやすく、さらにその両脚部14Bの先端に設けられている軸14Cの保持部13Bによる保持はリンク15の軸15Dの保持部13Cによる保持に比べ、自由度が大きいことから、例えばキートップ16に対し、上へ引き上げるような力が作用すると、図11に示したように両脚部14Bが矢印18方向に変形して軸14Cが保持部13Bから外れ、つまりリンク14がベース13から外れてしまうといった状況が発生する。
【0010】
このような状況が発生すると、キーボードを使用している一般のユーザでは修復不能のため、修理依頼をしなければならず、その点でこのようなリンク外れの発生は重大な故障となっていた。
この発明の目的は上述した問題に鑑み、キートップに対し、たとえ上へ引き上げるような力が作用してもリンクがベースから外れることのないようにしたキーボードスイッチを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、コ字状をなす第1のリンクと、そのコ字の両脚部間に位置する枠状部を備えた第2のリンクとを有し、上記両脚部の先端に互いに外向きに突設された軸がベースに形成された第1の保持部にそれぞれ挿入されて回動かつ移動自在に保持され、上記枠状部の基端に互いに外向きに突設された軸がベースに形成された第2の保持部にそれぞれ挿入されて回動自在に保持され、上記両脚部の互いの内側面と、それら内側面と対向する上記枠状部の互いに外側面の一方に突設された一対のボスと、他方に形成された一対の孔とが係合されてパンタグラフ機構をなす第1及び第2のリンクによってキートップが支持されてなるキーボードスイッチにおいて、
上記一対のボスの周面にそれぞれリブが突設され、それらリブを収容するキー溝が上記一対の孔の周囲にそれぞれ形成され、それらリブとキー溝は、その一方に形成されたテーパ面と他方の角部とがキートップの非操作状態で当接し、その非操作状態からキートップを引き上げることにより互いに圧接する構造とされ、その圧接力により上記両脚部はその先端が互いに広がる方向に押圧される構造とされる。
【0012】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記一対のボスが上記両脚部に設けられ、上記テーパ面が上記リブに設けられる。
請求項3の発明によれば、コ字状をなす第1のリンクと、そのコ字の両脚部間に位置する枠状部を備えた第2のリンクとを有し、上記両脚部の先端に互いに外向きに突設された軸がベースに形成された第1の保持部にそれぞれ挿入されて回動かつ移動自在に保持され、上記枠状部の基端に互いに外向きに突設された軸がベースに形成された第2の保持部にそれぞれ挿入されて回動自在に保持され、上記両脚部の互いの内側面と、それら内側面と対向する上記枠状部の互いの外側面の一方に突設された一対のボスと、他方に形成された一対の孔とが係合されてパンタグラフ機構をなす第1及び第2のリンクによってキートップが支持されてなるキーボードスイッチにおいて、
上記両脚部の上記内側面と、上記枠状部の上記外側面の一方に凸部がそれぞれ形成され、他方にそれら凸部を収容する凹部がそれぞれ形成され、それら凸部と凹部は、その一方に形成されたテーパ面と他方の角部とがキートップの非操作状態で当接し、その非操作状態からキートップを引き上げることにより互いに圧接する構造とされ、その圧接力により上記両脚部はその先端が互いに広がる方向に押圧される構造とされる。
【0013】
請求項4の発明では、請求項3の発明において、上記凸部もしくは凹部が上記両脚部の、上記パンタグラフ機構の回動中心より上記先端側に設けられる。
【0014】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。なお、図10〜13と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
図1はこの発明の一実施例の要部を示したものである。この例ではキーボードスイッチは図10に示した従来のキーボードスイッチと同様に、プレート11,メンブレンシート12,ベース13,リンク14及び15を有し、さらに図には示していないがキートップ16,ラバー17を有するものとされる。なお、図1Aはキートップが押下された時のリンク14,15の状態を示し、図1Bはキートップが復帰した時のリンク14,15の状態を示している。
【0015】
図2及び3はこの図1におけるリンク14,15の構成を示したものであり、まず図2及び3を参照して、この例におけるリンク14,15の構成について説明する。
リンク14は図2に示したように、この例では両脚部14Bの互いの内側面に設けられているボス14Dの各周面にリブ14Fが突設されたものとされる。これらリブ14Fはボス14Dの脚部14B側の基端からその軸方向の中間部にかけて形成されており、その脚部14Bの先端側に向く側面は図2Aに示したようにテーパ面14Gをなすものとされている。
【0016】
一方、リンク15は図3に示したように、枠状部15Aに形成されている一対の孔15Eの周囲にそれぞれキー溝15Fが形成されたものとされる。これらキー溝15Fは枠状部15Aの端部を図3Aに示したように切り欠いたものとされる。なお、これらキー溝15Fの軸15C側の内壁面15Gは図3Bに示したように、孔15Eのほぼ中心方向に向くように形成されている。
リンク14に設けられた一対のリブ14Fと、リンク15に設けられた一対のキー溝15Fとは、リンク14と15とが、ボス14Dと孔15Eが係合されて互いに組み合わされることにより、図1Aに示したようにキー溝15F内にリブ14Fが収容される構造とされる。
【0017】
なお、リンク14の一対の軸14C及びリンク15の一対の軸15Dは、従来と同様にベース13に形成されている保持部13B及び13Cにそれぞれ挿入されて保持される。
リンク14のリブ14Fは図1Aに示したように、キートップ押下時においてはリンク15のキー溝15Fの内面に当接せず、単にキー溝15F内に位置している。これに対し、図1Bに示したようにキートップ復帰時(キートップ非操作状態)においてはリブ14Fのテーパ面14Gとキー溝15Fの角部とは互いに当接する。図4A,Bは図1A,Bと対応してキートップ押下時及びキートップ復帰時の状態を側方から見てそれぞれ示したものである。
【0018】
図5はキートップをその復帰状態からさらに引き上げた時のリンク14,15の状態を示したものであり、リンク14,15の回動により、リブ14Fのテーパ面14Gとキー溝15Fの角部とが圧接し、この圧接力によりリンク14の両脚部14Bは図中、矢印19で示したようにその先端が互いに広がる方向に押圧される。
つまり、この例によればリンク14,15の回動を利用してリンク14の外れを抑止する力を発生させるものとなっており、キートップを引き上げようとすればするほど、リブ14Fのテーパ面14Gとキー溝15Fの角部との圧接力が増大してリンク14の両脚部14Bの先端が矢印19方向に押し広げられるものとなっている。従って、例えばキートップにそれを引き上げるような力が作用しても、従来のようにリンク14の軸14Cがベース13の保持部13Bから外れてしまうといったことは発生しない。
【0019】
図6A〜Cは上述したキートップ押下時、復帰時、そしてキートップが復帰時よりさらに引き上げられた時のリブ14Fとキー溝15Fとの各関係を拡大して示したものである。
なお、上述した例ではリンク14の両脚部14Bを互いに押し広げるような力を発生させるべく、リブ14Fにテーパ面14Gを設けているが、例えばリブ14Fにはこのようなテーパ面を設けず、キー溝15F側にテーパ面を設けるようにしても同様の効果を得ることができる。
【0020】
また、この例ではコ字状をなすリンク14の両脚部14Bにボス14Dが設けられ、その両脚部14B間に位置するリンク15の枠状部15Aにボス14Dと係合する孔15Eが形成されたリンク機構となっているが、例えばリンク15にボスが設けられ、そのボスと係合する孔がリンク14に設けられているような構造の場合においても同様の構成を適用することができる。
次に、図7〜9を参照してこの発明の他の実施例について説明する。
【0021】
この例ではパンタグラフ機構(リンク機構)の回動中心ではなく、リンク14の両脚部14Bの内側面と、リンク15の枠状部15Aの外側面の回動中心以外の位置に、リンク14の両脚部14Bを上述した例と同様に互いに押し広げるように機能する凸部と凹部とが設けられている。まず、各リンク14,15の構成について説明する。
リンク14はこの例では図7に示したように、その両脚部14Bの互いの内側面の、ボス14Dより先端側に凹部14Hがそれぞれ形成されたものとされる。凹部14Hは図7Bに示したようにボス14Dの中心を中心とする円弧状をなすものとされる。
【0022】
一方、リンク15には図8に示したようにリンク14の凹部14Hと対応する位置に凸部15Hがそれぞれ形成される。凸部15Hは孔15Eの中心を中心とする円弧状とされ、その円周方向の一側には図8B,Cに示したようにテーパ面15Jを具備するものとされる。なお、このテーパ面15Jを含む凸部15Hの円周方向長さはリンク14の凹部14Hの円周方向長さより所要量小とされる。
図9Aは凹部14Hを有するリンク14と、凸部15Hを有するリンク15とが組み合わされた状態を示したものであり、凸部15Hはそれぞれ対向する凹部14Hに収容される。そして、キートップ復帰時においては図9Bに示したような位置関係となり、即ち凸部15Hに設けられているテーパ面15Jが凹部14Hの角部に当接した状態となる。
【0023】
従って、キートップがさらに引き上げられると、テーパ面15Jと凹部14Hの角部とが圧接し、この圧接力により図1に示したキーボードスイッチと同様にリンク14の両脚部14Bの先端が互いに押し広げられるものとなり、つまりリブ14F及びキー溝15Fよりなる機構と同様の効果をこれら凹部14Hと凸部15Hとによって得ることができる。
なお、この例とは逆にリンク14に凸部を設け、リンク15に凹部を設けるようにしてもよい。また、凸部にテーパ面を設けるのではなく、凹部にテーパ面を設けるようにしてもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によればキートップに対し、上へ引き上げるような力が作用してもリンクがベースの保持部から外れるといった重大な故障の発生を防止することができる。
なお、請求項1の発明ではパンタグラフ機構の回動中心をなすボスの周面上にリブが突設されているため、一対のリンクの組み合わせ方向は一義的に決まり、つまり逆組みを防止できるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の一実施例を説明するための一部を省略した平面図、Aはキートップ押下時の状態を示し、Bはキートップ復帰時の状態を示す。
【図2】Aは図1におけるリンク14の平面図、BはそのPP矢視拡大図。
【図3】Aは図1におけるリンク15の平面図、Bはその側面図。
【図4】Aは図1Aと対応したキートップ押下時の状態を示す部分断面図、Bは図1Bと対応したキートップ復帰時の状態を示す部分断面図。
【図5】キートップが図1Bの復帰時よりさらに引き上げられた時の状態を示す平面図。
【図6】A,B,Cはそれぞれ図1A,図1B,図5の部分拡大図。
【図7】Aは請求項3の発明の一実施例に用いるリンク14の平面図、BはそのPP矢視拡大図。
【図8】Aは図7のリンク14と組み合わされるリンク15の平面図、Bはその部分拡大側面図、CはPP断面要部を示す図。
【図9】Aは図7のリンク14と図8のリンク15とが組み合わされた状態を示す平面図、BはAの要部を説明するための図。
【図10】従来提案されているキーボードスイッチを示す断面図。
【図11】図10の一部省略した平面図。
【図12】Aは図10におけるリンク14の平面図、Bはその側面図。
【図13】Aは図10におけるリンク15の平面図、Bはその側面図。
Claims (4)
- コ字状をなす第1のリンクと、そのコ字の両脚部間に位置する枠状部を備えた第2のリンクとを有し、上記両脚部の先端に互いに外向きに突設された軸がベースに形成された第1の保持部にそれぞれ挿入されて回動かつ移動自在に保持され、上記枠状部の基端に互いに外向きに突設された軸が上記ベースに形成された第2の保持部にそれぞれ挿入されて回動自在に保持され、上記両脚部の互いの内側面と、それら内側面と対向する上記枠状部の互いの外側面の一方に突設された一対のボスと、他方に形成された一対の孔とが係合されてパンタグラフ機構をなす上記第1及び第2のリンクによってキートップが支持されてなるキーボードスイッチにおいて、
上記一対のボスの周面にそれぞれリブが突設され、
それらリブを収容するキー溝が上記一対の孔の周囲にそれぞれ形成され、
それらリブとキー溝は、その一方に形成されたテーパ面と他方の角部とが上記キートップの非操作状態で当接し、その非操作状態からキートップを引き上げることにより互いに圧接する構造とされ、
その圧接力により上記両脚部はその先端が互いに広がる方向に押圧される構造とされていることを特徴とするキーボードスイッチ。 - 請求項1記載のキーボードスイッチにおいて、
上記一対のボスが上記両脚部に設けられ、
上記テーパ面が上記リブに設けられていることを特徴とするキーボードスイッチ。 - コ字状をなす第1のリンクと、そのコ字の両脚部間に位置する枠状部を備えた第2のリンクとを有し、上記両脚部の先端に互いに外向きに突設された軸がベースに形成された第1の保持部にそれぞれ挿入されて回動かつ移動自在に保持され、上記枠状部の基端に互いに外向きに突設された軸が上記ベースに形成された第2の保持部にそれぞれ挿入されて回動自在に保持され、上記両脚部の互いの内側面と、それら内側面と対向する上記枠状部の互いの外側面の一方に突設された一対のボスと、他方に形成された一対の孔とが係合されてパンタグラフ機構をなす上記第1及び第2のリンクによってキートップが支持されてなるキーボードスイッチにおいて、
上記両脚部の上記内側面と、上記枠状部の上記外側面の一方に凸部がそれぞれ形成され、他方にそれら凸部を収容する凹部がそれぞれ形成され、
それら凸部と凹部は、その一方に形成されたテーパ面と他方の角部とが上記キートップの非操作状態で当接し、その非操作状態からキートップを引き上げることにより互いに圧接する構造とされ、
その圧接力により上記両脚部はその先端が互いに広がる方向に押圧される構造とされていることを特徴とするキーボードスイッチ。 - 請求項3記載のキーボードスイッチにおいて、
上記凸部もしくは凹部が上記両脚部の、上記パンタグラフ機構の回動中心より上記先端側に設けられていることを特徴とするキーボードスイッチ。
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