JP4901360B2 - キースイッチ装置及びキースイッチ装置を有するキーボード - Google Patents

Description

本発明は、打鍵操作されるキースイッチ装置に関し、特に電子機器の入力装置であるキーボードで好適に使用されるキースイッチ装置に関する。更に本発明はそのようなキースイッチ装置を有するキーボードに関する。

従来、ノート型やパームトップ型のパーソナルコンピュータ等の携帯電子機器の分野では、機器の携帯性を向上させる目的で、キーボードを含む機器筐体の薄型化すなわち低背化を実現するための様々な技術が提案されている。特に、打鍵操作される多数のキースイッチを備えたキーボードを低背化する際には、一定水準の操作性を確保するためにキースイッチ装置のストローク量を所定量に維持しつつ、キースイッチ装置の非操作（スイッチオフ）時及び押し下げ操作（スイッチオン）時の全高を削減することが要求されている。

低背型キーボードに使用できるキースイッチ装置は一般に、ベースとベース上に配置されるキートップと、互いに連動してキートップをベース上で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材と、キートップの昇降動作に対応して電気回路の接点を開閉するスイッチ機構とを備えて構成される。一対のリンク部材としては、側面視逆Ｖ字状に組み合わされて、それらの第一端部領域でベースに摺動自在に係合し、かつ第二端部領域で、互いにギア部で歯車状にかみ合うとともにキートップに回転自在に連結される、いわゆるギアリンク形式のもの（例えば、特許文献１参照のこと）が採用されている。また、キースイッチの低背化及びストローク増加を目的としたギアリンク形式の新構造が提案されている（例えば、特許文献２参照のこと）。この方式は、ベースの板金部分に形成された立て板部を有し、立て板部の案内孔にリンク部材の摺動部が挿入されると共に、キートップが軸受部を有し、そこにリンク部材の回転部が軸支される構造となっている。

特開平１１-３６２８号公報 特開２００６-０４９２７４号公報

前述した特許文献２のギアリンク方式では、キートップをリンク部材に取り付ける前に、リンク部材を保持しているのは、板金部材の４箇所の立て板部のみである。構造的には、立て板部がリンク部材を両方から挟み込むような形状になっているが、実際の動作に際し、立て板部とリンク部材との間にはある程度のクリアランスが必要なため、リンク部材は完全に立て板部によって押さえられている訳ではない。そこで、キートップを取り付ける際に不用意にリンク部材に触れたりすると、リンク部材同士が位置ずれを生じ、場合によってはギアの噛み合わせが外れたりすることがある。リンク部材同士がずれた状態でキートップを取り付けるとリンク部材に対し無理な力が加わり、最悪の場合リンク部材の摺動部がベースの立て板部の案内孔から外れるおそれがある。

また、作業者がキートップをリンク部材に取り付ける際に、最初に、キートップの片側に並ぶ一対の軸受部を、一対のリンク部材の対応側の回転部に係合させてから、次に、キートップの反対側の一対の軸受部を一対のリンク部材の対応側の回転部に係合させるような、構造上望ましくない取り付け方が行なわれる場合があった。前述した特許文献２のギアリンク方式では、このような、リンク部材を損傷するおそれがある望ましくないキートップ取り付け手法を、未然に防止することが困難であった。

本発明の目的は、キートップの案内支持材としてギアリンク方式の一対のリンク部材を有するキースイッチ装置において、キートップ取り付け時にリンク部材同士がずれない様な構造を有するキースイッチ装置を提供することである。

本発明の他の目的は、一対のリンク部材が有する複数の回転部に対して、キートップの複数の軸受部をほぼ同時に取り付けるように、作業の自由度をある程度制限できる構造を有するキースイッチ装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によれば以下のような特徴を有するキースイッチ装置およびキーボードが提供される。
請求項１の発明では、ベースと、該ベース上に配置されるキートップと、互いに連動して該キートップを上記ベース上で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材と、上記キートップの昇降動作に対応して電気回路の接点を開閉するスイッチ機構とを有し、
上記一対のリンク部材は、相互に噛み合うギア部をそれぞれに有し、
上記一対のリンク部材の各々が、上記キートップに係合する回転部を有すると共に、上記キートップが、上記回転部に回転可能に係合する軸受部を有する、キースイッチ装置において、
上記キートップを一対の上記リンク部材に取り付ける際に生じ得る、それぞれの上記ギア部の相互の位置ずれを防止する位置ずれ防止機構を備え、
上記位置ずれ防止機構は、上記ベースに設けられる壁部であって、上記キートップを上記一対のリンク部材に取り付けるときに上記軸受部の案内になる壁部を有する、ことを特徴とする。

請求項２の発明では、上記壁部は、上記リンク部材に対して上記スイッチ機構の上記接点とは反対側であって、上記リンク部材の上記回転部の外側の位置で、上記ベースに設けられる、ことを特徴とする。

請求項３の発明では、上記壁部は、上記リンク部材に対して上記スイッチ機構の上記接点と同じ側であって、上記リンク部材の上記回転部の内側の位置で、上記ベースに設けられる、ことを特徴とする。

請求項４の発明では、上記壁部を上記ベースと一体的に設けたことを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか一項に記載のキースイッチ装置を有するキーボードである、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、位置ずれ防止機構を設けたことにより、キートップを一対の前記リンク部材に取り付ける際に、リンク部材同士の位置ずれが防止される。その結果、ギアの噛み合わせ外れが防止され、摺動部がベースの立て板部から外れること等が防止される。

請求項２に記載の発明によれば、位置ずれ防止機構として、リンク部材に対してスイッチ機構の接点の反対側の、リンク部材の回転部の外側のベースに壁部を設けたことにより、キートップ取り付け時にリンク部材同士がずれないようになる。また、キートップの片側に並ぶ一対の軸受部を、一対のリンク部材の対応側の回転部に係合させてから、次に、キートップの反対側の一対の軸受部を一対のリンク部材の対応側の回転部に係合させるような、構造上望ましくない取り付け方を、未然に防止することできる。

請求項３に記載の発明によれば、位置ずれ防止機構として、リンク部材に対してスイッチ機構の接点と同じ側の、リンク部材の回転部の内側のベースに壁部を設けたことにより、キートップ取り付け時にリンク部材同士がずれないようになる。

請求項４に記載の発明によれば、壁部をベースと一体的に設けることにより、低コストで壁部を設けることができる。

請求項５に記載の発明によれば、上記のキースイッチ装置を有するキーボードが提供される。このキーボードは、キートップ取り付け時にリンク部材がずれない様な構造のキースイッチ装置または、この構造とキートップのリンク部材への上記の構造上望ましくない取り付け方を防止できる構造とを有するキースイッチ装置を有するので、長期間使用していてもキートップが外れにくいだけでなく、リンク部材が壊れにくいという利点を有する。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

図１は、本発明の第一の実施形態のキースイッチ装置１の斜視分解図を示す。図２は、図１のキースイッチ装置１を組み立てたときの、キートップ非押し下げ時のＡ方向から見た部分断面図である。図３は、本実施形態のキースイッチ装置１のキートップ５以外を組み立てたときの斜視部分透視図である。図４は、本実施形態のキースイッチ装置１のキートップ５以外を組み立てたときの平面図である。図５は、本実施形態のキースイッチ装置１のキートップ５以外を組み立てたときのリンク部材４の前後方向（図のＢ方向）の最大のずれを示す平面図である。図６は、キートップ５の背面図を示し、図７は、キートップ５のＡ-Ａ断面図を示し、図８は、キートップ５のＢ-Ｂ断面図を示す。

図１は、本発明の第一の実施形態のキースイッチ装置１の斜視分解図を示す。キースイッチ装置１は、ベース２と、ベース２上に配置されるキートップ５と、互いに連動して該キートップ５をベース２上で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材４と、キートップ５の昇降動作に対応して電気回路の接点１８（図３参照のこと）を開閉するスイッチ機構１９とを有する。一対のリンク部材４の各々は、ベース２に摺動自在に係合する摺動部である摺動支軸８を２つずつ有する。ベース２は、摺動支軸８に摺動自在に係合する摺動係合部である立て板部７を４つ有する。そして、一対のリンク部材４は、相互に噛み合うギア部であるギア凹部１２とギア凸部１１とをそれぞれに有する。一対のリンク部材４の各々が、キートップ５に係合する回転部である回転支軸１０を２つ有する。キートップ５は、回転支軸１０に回転可能に係合する軸受部１３を４つ有している。また、スイッチ機構１９はメンブレンスイッチシート３とラバードーム１５を有し、メンブレンシートスイッチ３のリンク部材４が位置する部分に貫通穴６を設けている。リンク部材４の摺動支軸８はメインプレンシート３の貫通穴６上で、貫通穴６から突出したベース２の立て板部７の案内孔９にて摺動する。キースイッチ装置１は、キートップ５を一対の前記リンク部材４に取り付ける際に生じ得るそれぞれのギア凹部１２とギア凸部１１との相互の位置ずれを防止する位置ずれ防止機構を設けている。この位置ずれ防止機構は、リンク部材４に対してスイッチ機構１９の接点１８（図３参照のこと）とは反対側であって、各リンク部材４の回転支軸１０に隣接して（すなわち各リンク部材４の外側で）、ベース２に設けられる壁部１４を有する。

キースイッチ装置１を組み立てる方法の概略を説明する。図１のベース２にメンブレンシートスイッチ３を載せる。次にリンク部材４の摺動支軸８を、立て板部７の案内孔９に入れながら、リンク部材４のギア凹部１２とギア凸部１１とを互いに係合させて、ベース２上に平らに置く（図３参照のこと）。次にキートップ５の４個の軸受部１３（図６参照のこと）を一対のリンク部材４の上方から、それぞれのリンク部材４の計４個の回転支軸１０に個々に嵌め込む。

この際、壁部１４は、リンク部材４の摺動支軸８が係合する立て板部７に対して、スイッチ機構１９の接点１８とは反対側であって、リンク部材４の回転支軸１０の外側に、板金部材に一体的に切り起こされて配置されている。この壁部１４を配置することによって、一対のリンク部材４の前後方向（図２のＣ方向を参照のこと）のずれを抑制することが出来る。（図５より、リンク部材４のずれが壁部１４により制限されて、リンク部材４が外れないことがわかる。）またこの壁部１４は、リンク部材４にキートップ５を嵌め込むときの軸受部１３の案内にもなる。更に、ギア凹部１２とギア凸部１１の外側に壁部１４を設けることで、キートップ５をリンク部材４に嵌める際に、キートップ５の片側に並ぶ一対の軸受部１３（図６参照のこと）を、一対のリンク部材４の対応側の回転支軸１０に係合させてから、次に、キートップ５の反対側の一対の軸受部１３を各々のリンク部材４の対応側の回転支軸１０係合させるような構造上望ましくない取り付け方を防止し、４つの回転支軸１０に対して、キートップ５の４つの軸受部１３をほぼ同時に取り付けることができるような構造を有する。

図９〜図１２は、本発明の第二の実施形態によるキースイッチ装置６０を示す。キースイッチ装置６０は、壁部６４が第一の実施形態によるキースイッチ装置１と異なる点を除いて、実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。

図９で示すように、位置ずれ防止機構は、リンク部材４に対して接点１８（図１０参照のこと）と同じ側であって、各リンク部材４の回転支軸１０の根元部分に隣接して（すなわち各リンク部材４の内側で）、ベース２に設けられる壁部６４を有する。この壁部６４を配置することによって、一対のリンク部材４の前後方向（図２のＣ方向を参照のこと）のずれを抑制することが出来る（図１２より、リンク部材４のずれが壁部６４により制限されて、リンク部材４が外れないことがわかる）。またこの壁部６４は、リンク部材４にキートップ５を嵌め込むときの軸受部１３の案内にもなる。リンク部材４に対して、接点１８側に壁部６４を設けなければならないので、ラバードーム１５を小さくする必要がある。

図１３は、本発明の第三の実施形態によるキースイッチ装置７０を示す。キースイッチ装置７０は、壁部７４、リンク部材４７及びメンブレンシートスイッチ３７が第一の実施形態によるキースイッチ装置１と異なる点を除いて、実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。図１４は、リンク部材４７の斜視図を示し、図１５はリンク部材４７の平面図と正面図を示し、図１６はリンク部材４７のＡ-Ａ断面図を示す。

図１３に示すように、リンク部材４７の各々は、２個の摺動部である摺動支軸８を有するとともに、それら摺動支軸８の間の位置に形成されるスリット１６（図１４参照のこと）を有し、位置ずれ防止機構は、スリット１６に係合可能にベース２に設けられる壁部７４を有する。更に壁部７４が突出するようにメンブレンシートスイッチ３７には貫通穴６ａが設けられている。

壁部７４は、リンク部材４７の摺動支軸８が係合する立て板部７の間の板金部材に一体的に切り起こされて配置されている。この壁部７４がリンク部材４７のスリット１６に係合することにより、対向するリンク部材４７の前後方向のずれを抑制することが出来る。立て板部７の間に壁部７４を設けるには、ラバードーム１５の大きさを小さくするか、壁部７４を小さくする必要がある。更に壁部７４がギア凹部１２とギア凸部１１から離れているので、スリット１６との係合が前の二つの実施形態よりも弱くなる。

図１７〜１９は、本発明の第四の実施形態によるキースイッチ装置８０を示す。キースイッチ装置８０は、壁部１４、６４、７４がなく、回転支軸１０８、結果的にリンク部材４８が第一の実施形態によるキースイッチ装置１と異なる点を除いて、実質的に同一の構成を有する。従って、対応する構成要素には、共通の参照符号を付してその説明を省略する。

位置ずれ防止機構として、リンク部材４８の回転部である回転支軸１０８は、スイッチ機構１９の接点１８に隣接する側に配置されている。

前述した実施形態では、リンク部材４、４７の回転支軸１０は、リンク部材４、４７に対してスイッチ機構１９の接点１８と反対側に配置されていた。そのため、図９、図１３の場合には、キートップ５をリンク部材４、４７に嵌める際に、キートップ５の片側に並ぶ一対の軸受部１３を、一対のリンク部材４、４７の対応側の回転支軸１０に係合させてから、次に、キートップ５の反対側の一対の軸受部１３を一対のリンク部材４、４７の対応側の回転支軸１０に係合させるような、構造上望ましくない取り付け方が行なわれる場合があった。このような状態でキートップ５をリンク部材４、４７に嵌めると、ギア凹部１２とギア凸部１１が破損するなどの不具合が発生する可能性がある。このような不具合を回避するためには、上述した不正な係合方法を防止して、キートップ５の軸受部１３をリンク部材４、４７の真上からリンク部材４、４７の回転支軸１０に係合させることが必要である。

本実施形態では、リンク部材４８の回転支軸１０８をリンク部材４８に対して、スイッチ機構１９の接点１８の反対側ではなく、接点１８（図１８参照のこと）側に配置しているので、上述した不正な係合方法が防止されて、キートップ５をリンク部材４８に係合時に、リンク部材４８が安定し、結果的にギア凹部１２とギア凸部１１とのずれを防止する。また、上から見ると矩形状に見える図１９の空所１７にキートップ５の軸受部１３（図５参照のこと）を挿入するので、リンク部材４８とキートップ５の相対的な位置決めが容易になる。更に、板金構造は型構造（例えば、プラスチックの一体成型で作られた場合）に比べて薄いので、前述した実施形態のように壁部１４、６４、７４（図１、図９および図１３参照のこと）をリンク部材４の位置決めに寄与するように形成するのは難しいが、本実施形態の場合には、壁部１４、６４、７４を形成しなくてよいという利点も有する。

図２０は、前述した第一実施形態によるキースイッチ装置１を複数個、所定位置配列して備えた本発明の第一の実施形態によるキーボード９０の切欠き斜視図である。キーボード９０は、キートップ５取り付け時にリンク部材４がずれないためと、キートップ５のリンク部材４への上述した構造上望ましくない取り付け方を防止するための壁部１４を有するキースイッチ装置１を有するので、長期間使用していてもキートップ５が外れにくいだけでなく、リンク部材４が壊れにくいという利点を有する。もちろん第二〜第四の実施形態によるキースイッチ装置６０、７０、８０を使用することもできる。

図１は、本発明のキースイッチ装置の斜視分解図を示す。 図２は、図１のキースイッチ装置のキースイッチ装置を組み立てたときの組み立て図のＡ方向から見た部分断面側面図を示す。 図３は、図１のキースイッチ装置のキートップ以外を組み立てたときの斜視部分透視図を示す。 図４は、図１のキースイッチ装置のキートップ以外を組み立てたときの平面図を示す。 図５は、図１のキースイッチ装置のキートップ以外を組立てたときの、リンク部材の前後方向の最大のずれを示す平面図を示す。 図６は、キートップの背面図を示す。 図７は、キートップのＡ-Ａ断面図を示す。 図８は、キートップのＢ-Ｂ断面図を示す。 図９は、本発明の他のキースイッチ装置の斜視分解図を示す。 図１０は、図９のキースイッチ装置のキートップ以外を組立てたときの斜視部分透視図を示す。 図１１は、図１０のキースイッチ装置のキートップ以外を組立てたときの平面図を示す。 図１２は、図９のキースイッチ装置のキートップ以外を組立てたときの、リンク部材４の前後方向の最大のずれを示す平面図を示す。 図１３は、本発明の他のキースイッチ装置の斜視分解図を示す。 図１４は、図１３のリンク部材の斜視図を示す。 図１５は、図１３のリンク部材の平面図と正面図を示す。 図１６は、図１５のリンク部材のＡ-Ａ断面図を示す。 図１７は、本発明の他のキースイッチ装置の斜視分解図を示す。 図１８は、図１７のキースイッチ装置のキートップ以外を組立てたときの斜視部分透視図を示す。 図１９は、図１７のキースイッチ装置のキートップ以外を組立てたときの平面図を示す。 図２０は、本発明のキースイッチ装置を複数個、所定位置に配列して備えた本発明の第一の実施形態によるキーボードの切欠き斜視図である。

１ キースイッチ装置
２ ベース
３ メンブレンシートスイッチ
４ リンク部材
５ キートップ
６ 貫通穴
６ａ 貫通穴
７ 立て板部
８ 摺動支軸
９ 案内孔
１０ 回転支軸
１１ ギア凸部
１２ ギア凹部
１３ 軸受部
１４ 壁部
１５ ラバードーム
１６ スリット
１７ 空所
１８ 接点
１９ スイッチ機構
９０ キーボード

Claims (5)

1. ベースと、該ベース上に配置されるキートップと、互いに連動して該キートップを前記ベース上で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材と、前記キートップの昇降動作に対応して電気回路の接点を開閉するスイッチ機構とを有し、
   前記一対のリンク部材は、相互に噛み合うギア部をそれぞれに有し、
   前記一対のリンク部材の各々が、前記キートップに係合する回転部を有すると共に、前記キートップが、前記回転部に回転可能に係合する軸受部を有する、キースイッチ装置において、
   前記キートップを一対の前記リンク部材に取り付ける際に生じ得る、それぞれの前記ギア部の相互の位置ずれを防止する位置ずれ防止機構を備え、
   前記位置ずれ防止機構は、前記ベースに設けられる壁部であって、前記キートップを前記一対のリンク部材に取り付けるときに前記軸受部の案内になる壁部を有する、
   ことを特徴とするキースイッチ装置。
2. 前記壁部は、前記リンク部材に対して前記スイッチ機構の前記接点とは反対側であって、前記リンク部材の前記回転部の外側の位置で、前記ベースに設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のキースイッチ装置。
3. 前記壁部は、前記リンク部材に対して前記スイッチ機構の前記接点と同じ側であって、前記リンク部材の前記回転部の内側の位置で、前記ベースに設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のキースイッチ装置。
4. 前記壁部を前記ベースと一体的に設けた、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のキースイッチ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のキースイッチ装置を有する、ことを特徴とするキーボード。

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