JP4270619B2

JP4270619B2 - キースイッチ装置及びキーボード

Info

Publication number: JP4270619B2
Application number: JP34189698A
Authority: JP
Inventors: 和敏林
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: JP2000173389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打鍵操作されるキースイッチ装置に関し、特に、携帯用電子機器に装備された低背型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。さらに本発明は、そのようなキースイッチ装置を多数備えた低背型のキーボードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ノート型パーソナルコンピュータやノート型ワードプロセッサ等の携帯用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装置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）時及び押下げ操作（スイッチオン）時の全高を低減することが要求されている。
【０００３】
この種の低背型キーボードに使用できるキースイッチ装置として、例えば特開平９−１９０７３５号公報は、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シート状のスイッチ（本明細書でメンブレンスイッチと称する）とを備えたキースイッチ装置を開示する。一対のリンク部材は、側面視逆Ｖ字状に組合わされて、それらの一端で互いに歯車状に噛み合うとともにキートップに回動可能に支持され、かつ他端でベースに摺動可能に係合するものが例示されている。
【０００４】
キートップは、これらリンク部材がそれぞれの一端を中心に互いに連動して反対方向へ揺動するとともに、それぞれの他端がベースに沿って略水平方向へ摺動することにより、ベースに対し略鉛直方向へ所定の姿勢を保持しつつ平行移動できる。キートップが下降したときには、一対のリンク部材はキートップの内側に収容され、ベースの上面とキートップの内面との間に実質的に挟持される。このような構成により、キートップの打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置の非操作時及び押下げ時の全高を低減することができる。
【０００５】
上記したキースイッチ装置で使用されるメンブレンスイッチは、ベースの下に配置され、一対の接点を担持する一対のシート基板と、キートップとシート基板との間に配置され、キートップの下降動作に伴い一対の接点を閉じる作動部材とを備えて構成される。作動部材は、ゴム材料から一体成形されたドーム状部材であり、キートップの下方位置でベースに形成した開口部を介して、ドーム頂部をキートップ側に向けた姿勢で上側のシート基板上に配置される。一対のシート基板の間にはスペーサが配置され、それらシート基板に担持された一対の接点は、通常は開状態に保持されて、作動部材のドーム頂部の内面に設けた押圧部の下方に位置決めされる。
【０００６】
作動部材は、キートップに外力が加わらないときには、ドーム頂部の外面でキートップをベースから鉛直上方へ離れた初期位置に付勢支持する。他方、オペレータの打鍵操作によりキートップが押下げられたときには、作動部材はキートップに上方への弾性付勢力を及ぼしつつ変形し、押圧部で上側のシート基板をその外面から押圧して接点を閉じる。キートップへの押下げ力が解除されると、作動部材が弾性的に復元し、キートップを初期位置へ復帰させるとともに、一対の接点を開成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のキースイッチ装置では、一対のリンク部材が各々の揺動中心である一端で互いに歯車状に噛み合う構成を採用しているので、各リンク部材はその一端に複数の歯を形成できるだけの寸法を、キースイッチ装置の高さ方向へ有することが必要となる。このようなリンク部材に対し、キースイッチ装置の押下げ時の全高を可及的に低減するために、各リンク部材の一部分を受容可能な開口部がベースに形成されている。この場合、ベースを薄肉化するとともに上記開口部をベースに貫通形成することが、キースイッチ装置の全高低減に有効である。しかしこの構成では、ベースの下に配置されたメンブレンスイッチのシート基材が、キートップの下降動作を制限する。
【０００８】
ところで、多数のキースイッチ装置を配列して備えるキーボードでは、一般にそれらキースイッチ装置のメンブレンスイッチは互いに機械的に連結して構成される。つまり、各キースイッチ装置のメンブレンスイッチの一対のシート基板は、全てのキースイッチ装置に渡って広がる寸法を有する大判のシート基板から形成され、また各メンブレンスイッチの作動部材は、そのドーム開放端で、全てのキースイッチ装置に渡って広がる大判のシート材に一体的に連結されて、このシート材が上側のシート基板上に重ねられる。このような構成において、各キースイッチ装置の非操作時及び押下げ時の全高を低減するために、上記した開口部をベースに貫通形成すると、ベースの下に配置されたメンブレンスイッチの作動部材のシート材に各リンク部材が接触したときが、キートップの下降動作の限界となる。
【０００９】
本発明の目的は、各々の一端で互いに歯車状に噛み合う一対のリンク部材を備えたキースイッチ装置において、キートップの打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置の非操作時及び押下げ操作時の全高を一層低減することができるキースイッチ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのようなキースイッチ装置を備え、一層の低背化が可能なキーボードを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ベースと、ベース上に配置されるキートップと、各々が互いに連動するとともにベース及びキートップの双方に作用的に係合して、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メンブレンスイッチとを具備し、メンブレンスイッチが、ベースの下方に配置され、一対の接点を開状態に対向させて各々に担持する一対のシート基板とそれらシート基板を所定間隔に支持するスペーサとを備えてなるキースイッチ装置において、一対のリンク部材の各々は、キートップに回動可能に支持される第１端とベースに摺動可能に係合する第２端とを有し、一方のリンク部材の第１端に複数の第１歯が設けられるとともに、他方のリンク部材の第１端に、第１歯よりも少ない第２歯が設けられ、一対のリンク部材が第１歯と第２歯との噛合により連動し、一対のリンク部材の各々が、第１端と第２端とをそれぞれに有した一対の腕部を備え、一対の腕部が、第１端に複数の第１歯を有する第１腕部と、第１端に第１歯よりも少ない第２歯を有する第２腕部とからなり、第１腕部が、一対のシート基板に干渉せずに対向する凹形状の底面を有し、ベースが、一対のリンク部材の少なくとも一部分を受容可能な開口部を備え、メンブレンスイッチの一対のシート基板が、一対のリンク部材の各々の第１腕部の１つの第１歯を受容可能な一対の穴を、メンブレンスイッチの接点が配置されるスペーサの空洞部から独立して備え、一対の穴の各々は、キートップが打鍵ストローク下端位置に在るときに、一対のリンク部材の各々の第１腕部の１つの第１歯を受容し、キートップが打鍵ストローク上端位置に在るときには、キースイッチ装置の構成要素を受容しないものであることを特徴とするキースイッチ装置を提供する。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のキースイッチ装置において、メンブレンスイッチが支持板上に支持され、支持板に、少なくともリンク部材の１つの第１歯を受容可能な補助穴が、一対のシート基板の穴に整合して形成されるキースイッチ装置を提供する。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のキースイッチ装置において、メンブレンスイッチが、キートップの下降動作に伴い弾性変形しつつ一対のシート基板の一方を外側から押圧して一対の接点を閉じる作動部材を備え、作動部材が、一方のシート基板とキートップとの間に配置されて一方のシート基板に固定されるキースイッチ装置を提供する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のキースイッチ装置において、一方のシート基板に１個の接点が設けられ、他方のシート基板に、１個の接点によって橋絡可能な２個の接点が設けられるキースイッチ装置を提供する。
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載のキースイッチ装置において、メンブレンスイッチが、キートップの下降動作に伴い弾性変形しつつ一対のシート基板の一方を外側から押圧して一対の接点を閉じる作動部材を備え、作動部材が、一方のシート基板とキートップとの間に配置されるとともに、一方のシート基板とベースとの間に介在するシート材に固定されるキースイッチ装置を提供する。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のキースイッチ装置において、シート材が、一対のシート基板の穴を被覆するキースイッチ装置を提供する。
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のキースイッチ装置において、シート材に、少なくともリンク部材の１つの第１歯を受容可能な補助穴が、一対のシート基板の穴に整合して形成されるキースイッチ装置を提供する。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のキースイッチ装置において、一対のリンク部材の各々が、第２端に半円柱状の支軸を備え、ベースが、リンク部材の支軸をキートップの昇降方向に略直交する方向へ摺動式に案内する案内溝を備え、案内溝を画成する壁が、案内溝に略平行な方向への支軸の通過を許容する切欠きを備えるキースイッチ装置を提供する。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のキースイッチ装置を多数配列して構成されるキーボードを提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその実施形態に基づき詳細に説明する。図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は本発明の第１実施形態によるキースイッチ装置１０の分解斜視図、図２はキースイッチ装置１０の組立時の平面図、図３はキースイッチ装置１０の組立時の（ａ）正面図及び（ｂ）側面図、図４はキースイッチ装置１０の非操作時の断面図、図５はキースイッチ装置１０の押下げ操作時の断面図である。キースイッチ装置１０は、ベース１２と、ベース１２の主表面１２ａ上に昇降方向へ移動可能に配置され、オペレータの手指で打鍵される操作面１４ａを有するキートップ１４と、キートップ１４をベース１２上で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材１６、１８と、キートップ１４の昇降動作に対応して電気回路の接点を開閉するメンブレンスイッチ２０とを備えて構成される。
【００１８】
ベース１２は、キートップ１４によって遮蔽される略矩形の中心開口部２２を備えた枠状部材である。ベース１２には、中心開口部２２を画成する一対の対向内周面１２ｂに沿って、二対の摺動係合部２４が左右方向（図３（ａ））へ互いに離間して設けられる。各摺動係合部２４は、ベース１２の主表面１２ａ及び内周面１２ｂから突出する壁部分を有してＬ字状に伸び、この壁部分の内側に、主表面１２ａに略平行に延びる案内溝２４ａが形成される。各対を成す２個の摺動係合部２４は、各々の案内溝２４ａをベース１２の一対の内周面１２ｂ上の対応位置に形成する。さらに、各対で対応する摺動係合部２４は、ベース１２の内周面１２ｂに沿って左右方向へ整列配置される。
【００１９】
キートップ１４は、略矩形平面形状を有した皿状の部材であり、操作面１４ａの反対側の内面１４ｂに、二対の枢着部２６が互いに並置して形成される。各枢着部２６は、キートップ１４の内面１４ｂから直立状に突設される板状片からなり、板厚方向へ貫通する軸受穴２６ａと、内面１４ｂに略直交する方向へ延びて軸受穴２６ａに連通する切欠き２６ｂとが形成される。各対を成す２個の枢着部２６は、キートップ１４の内面１４ｂの左右方向中央近傍（図３（ａ））で、各々の軸受穴２６ａがその軸線方向へ互いに整列するように位置決めされる。さらに、各対で対応する枢着部２６は、キートップ１４の内面１４ｂ上で左右方向へ整列配置される。
【００２０】
一対のリンク部材１６、１８は、それらの一端で互いに歯車状に連結されて側面視逆Ｖ字状に組合わされる実質的同一形状の第１リンク部材１６及び第２リンク部材１８からなる。各リンク部材１６、１８は、互いに平行に延びる第１腕部２８及び第２腕部３０と、それら腕部２８、３０を互いに連結する連結部３２とを一体に備える。第１腕部２８には、連結部３２から離れた第１端の先端面に２枚の第１歯３４が設けられ、第２腕部３０には、連結部３２から離れた第１端の先端面に１枚の第２歯３６が設けられる。各腕部２８、３０の、連結部３２に隣接した第２端には、連結部３２の反対側へ支軸３８がそれぞれ同軸状に突設され、各腕部２８、３０の第１端には、支軸３８と同一側へ支軸４０がそれぞれ同軸状に突設される。
【００２１】
第１及び第２リンク部材１６、１８の各々は、各腕部２８、３０の第２端に設けた支軸３８を、ベース１２の各摺動係合部２４の案内溝２４ａに摺動自在に嵌入し、かつ各腕部２８、３０の第１端に設けた支軸４０を、キートップ１４の各枢着部２６の軸受穴２６ａに回動自在に嵌入して、キートップ１４とベース１２との間に配置される。このとき、第１リンク部材１６と第２リンク部材１８とは、それぞれの第１腕部２８の第１端に設けた２枚の第１歯３４と、それぞれの第２腕部３０の第１端に設けた１枚の第２歯３６とが噛み合わされ（図４）、それにより支軸４０を中心に互いに連動して回動できるようになっている。
【００２２】
したがってキートップ１４は、第１及び第２リンク部材１６、１８がそれぞれの支軸４０を中心に同期して反対方向へ揺動するとともに、それぞれの支軸３８がベース１２に沿って略水平方向へ摺動することにより、ベース１２に対し略鉛直方向へ、操作面１４ａを主表面１２ａに略平行に配置した所定の姿勢を保持しつつ平行移動する。キートップ１４の打鍵ストロークの上端位置は、第１及び第２リンク部材１６、１８の各支軸３８の相互接近方向への摺動が、ベース１２の各摺動係合部２４の案内溝２４ａを画成する壁部分によって係止された時点で規定される（図４）。キートップ１４が上端位置から下降するに従い、第１及び第２リンク部材１６、１８の各支軸３８は、キートップ１４の昇降方向に略直交する相互離反方向へ摺動する。キートップ１４が打鍵ストロークの下端位置に達すると、第１及び第２リンク部材１６、１８はキートップ１４の内面１４ｂ側に収容されるとともに、ベース１２の開口部２２に部分的に受容される（図５）。
【００２３】
メンブレンスイッチ２０は、図６に断面図で示すように、一対の接点４２、４４を対向させて各々に担持する一対のシート基板４６、４８と、それら一対のシート基板４６、４８を所定間隔に支持して一対の接点４２、４４を開状態に保持するスペーサ５０と、一方すなわち上側のシート基板４６に隣接して配置され、シート基板４６をその外面から押圧して一対の接点４２、４４を閉じる作動部材５２とを備える。作動部材５２は、ゴム材料から一体成形されたドーム状部材であり、無負荷時にはドーム頂部５２ａを上側のシート基板４６の上方に離隔して配置する。作動部材５２のドーム頂部５２ａの内面には、シート基板４６に向かって延びる柱状の押圧部５４が形成される。
【００２４】
シート基板４６、４８に担持された一対の接点４２、４４は、各シート基板４６、４８が本質的に有するこしにより、スペーサ５０を介して通常は図６の開状態に保持され、作動部材５２の押圧部５４の略平坦な先端面５４ａの下方に位置決めされる。作動部材５２のドーム頂部５２ａにシート基板４６に接近する方向への外力が加わると、作動部材５２は弾性変形し、押圧部５４の先端面５４ａがシート基板４６をその外面から押圧することにより、一対の接点４２、４４を閉じる。
【００２５】
メンブレンスイッチ２０においては、上側のシート基板４６は、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムから形成され、その表面に、例えば導電インク等の被膜からなる１個の接点４２が設けられる。また下側のシート基板４８は、周知のフレキシブル印刷回路板の構成を有し、そのフィルム基体の表面に、シート基板４６の１個の接点４２によって橋絡可能な２個の接点４４が設けられる。そして作動部材５２は、そのドーム開口端５２ｂで、シート基板４６の外面に例えば適当な接着剤により固定される。このような構成により、例えばメンブレンスイッチ２０を備えたキースイッチ装置１０を多数配列する場合にも、従来、多数の作動部材を一体に支持するために使用された大判のシート材が不要になる。その結果、キースイッチ装置１０の全高の低減が促進されるとともに、部品点数の削減により材料コストが減少する。
【００２６】
メンブレンスイッチ２０の一対のシート基板４６、４８は、ベース１２の下に重ねて配置され、支持板５６上に支持される。それらシート基板４６、４８に担持される一対の接点４２、４４は、ベース１２の開口部２２の略中心に位置決めされる。メンブレンスイッチ２０の作動部材５２は、ドーム頂部５２ａをキートップ１４側に向けた姿勢で、ベース１２の開口部２２内に配置される。キートップ１４の内面１４ｂには、作動部材５２のドーム頂部５２ａの外面に接触する図示しない突起が形成される。
【００２７】
キースイッチ装置１０では、キートップ１４に外力が加わらないときには、メンブレンスイッチ２０の作動部材５２がドーム頂部５２ａの外面でキートップ１４をベース１２から鉛直上方へ離れた初期位置（図４）に付勢支持する。このときメンブレンスイッチ２０は、一対の接点４２、４４が開いた状態にある。また、オペレータの打鍵操作によりキートップ１４が押下げられたときには、作動部材５２はキートップ１４に上方への弾性付勢力を及ぼしつつ変形し、押圧部５４で上側のシート基板４６をその外面から押圧して接点４２、４４を閉じる。キートップ１４への押下げ力が解除されると、作動部材５２が弾性的に復元し、キートップ１４を初期位置へ復帰させるとともに、接点４２、４４が開成される。
【００２８】
キースイッチ装置１０においては、キートップ１４の打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置１０の非操作時及び押下げ操作時の全高をさらに低減するために、メンブレンスイッチ２０の一対のシート基板４６、４８及びスペーサ５０からなるシート組立体５８に、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第１腕部２８の第１歯３４を好ましくは非接触に受容可能な一対の穴６０が形成される。これら一対の穴６０は、各リンク部材１６、１８の第１腕部２８の第１端に鉛直方向へ整合する位置で、シート組立体５８の厚み方向へ貫通形成される。それにより両穴６０は、シート組立体５８におけるシート基板４６の接点４２を中心として点対称に配置される（図２）。
【００２９】
図５に示すように、キートップ１４が打鍵ストロークの下端位置に達すると、第１リンク部材１６の第１腕部２８の下側の第１歯３４は、シート組立体５８の一方の穴６０に受容される。図示しないが、第２リンク部材１８もその第１腕部２８の下側の第１歯３４が同様に他方の穴６０に受容される。ここで、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第１腕部２８は、シート基板４６に対向するその底面２８ａとシート基板４６の表面及び穴６０の縁との干渉を回避すべく、底面２８ａ側で余剰部分が可及的に切除されている。同様に、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第２腕部３０は、シート基板４６に対向するその底面３０ａとシート基板４６の表面との干渉を回避すべく、底面３０ａ側で余剰部分が可及的に切除されている。この場合、各リンク部材１６、１８の第１及び第２腕部２８、３０は、キートップ１４が昇降動作する間に両者の歯同士が確実な噛合を維持するに必要とされる形状の第１歯３４及び第２歯３６を形成可能であることを条件として、余剰部分を切除することが肝要である。
【００３０】
このようにキースイッチ装置１０によれば、各リンク部材１６、１８の第１腕部２８の第１端に２個の第１歯３４を設けるとともに第２腕部３０の第１端に１個の第２歯３６を設け、両リンク部材１６、１８の間で第１歯３４と第２歯３６とが噛合する構成としたので、各リンク部材１６、１８の各腕部２８、３０の第１端の寸法を、特にキースイッチ装置１０の高さ方向へ削減できる。さらに、キートップ１４が昇降動作する間に両リンク部材１６、１８の歯同士の確実な噛合を維持できる範囲で、両リンク部材１６、１８の第１及び第２腕部２８、３０の寸法を削減するとともに、特に第１腕部２８の底面２８ａ側の第１歯３４を、ベース１２の下のシート組立体５８に設けた穴６０によって受容できるようにしたので、キートップ１４の打鍵ストロークの下端位置をさらに低くすることができる。したがって、キースイッチ装置１０の押下げ操作時の全高が低減され、その結果、キートップ１４の打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置１０の非操作時の全高が効果的に低減される。
【００３１】
しかもキースイッチ装置１０では、シート組立体５８に設けた各穴６０は、各リンク部材１６、１８の第１腕部２８の１つの第１歯３４のみを受容可能な大きさを各々に有すれば、上記した効果が奏される。したがって、穴６０の寸法は比較的小さくてよいから、特に印刷回路板である下側のシート基板４８の印刷回路の配線に及ぼす影響を最小限に抑制できる利点がある。また図２に示すように、メンブレンスイッチ２０の接点４２、４４が配置されるスペーサ５０の空洞部５０ａから独立して、各穴６０をシート組立体５８に形成できるので、スペーサ５０による接点離間作用に影響を及ぼすこともない。
【００３２】
キースイッチ装置１０はさらに、メンブレンスイッチ２０のシート組立体５８を支持する支持板５６に、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第１腕部２８の第１歯３４を好ましくは非接触に受容可能な一対の補助穴６２を追加して備えることができる。これら補助穴６２は、シート組立体５８の一対の穴６０に整合する位置にそれぞれ配置され、好ましくは支持板５６の厚み方向へ貫通形成される。各補助穴６２は、シート組立体５８の穴６０を通り抜けた第１歯３４を受容するように作用する。それにより、キースイッチ装置１０の非操作時及び押下げ操作時の全高を一層効果的に低減することができる。
【００３３】
図７及び図８は、本発明の第２実施形態によるキースイッチ装置７０を、それぞれ非操作時及び押下げ操作時の断面図で示す。キースイッチ装置７０は、ベース１２と、ベース１２の主表面１２ａ上に昇降方向へ移動可能に配置され、オペレータの手指で打鍵される操作面１４ａを有するキートップ１４と、キートップ１４をベース１２上で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材１６、１８と、キートップ１４の昇降動作に対応して電気回路の接点を開閉するメンブレンスイッチ７２とを備えて構成される。ベース１２、キートップ１４及び一対のリンク部材１６、１８は、前述したキースイッチ装置１０におけるものと実質的に同一の構成を有するので、各部分に同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３４】
メンブレンスイッチ７２は、図９に断面図で示すように、一対の接点７４を対向させて各々に担持する一対のシート基板７６と、それら一対のシート基板７６を所定間隔に支持して一対の接点７４を開状態に保持するスペーサ５０と、一方すなわち上側のシート基板７６に隣接して配置され、シート基板７６をその外面から押圧して一対の接点７４を閉じる作動部材５２とを備える。スペーサ５０及び作動部材５２は、前述したキースイッチ装置１０におけるものと実質的に同一の構成を有するので、各部分に同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３５】
両シート基板７６に担持された一対の接点７４は、各シート基板７６が本質的に有するこしにより、スペーサ５０を介して通常は図７の開状態に保持され、作動部材５２の押圧部５４の略平坦な先端面５４ａの下方に位置決めされる。作動部材５２のドーム頂部５２ａにシート基板７６に接近する方向への外力が加わると、作動部材５２は弾性変形し、押圧部５４の先端面５４ａが上側のシート基板７６をその外面から押圧することにより、一対の接点７４を閉じる。
【００３６】
メンブレンスイッチ７２においては、両シート基板７６は、いずれも周知のフレキシブル印刷回路板の構成を有し、そのフィルム基体の表面に、互いに短絡可能な接点７４が設けられる。作動部材５２は、そのドーム開口端５２ｂで、シート材７８の外面に例えば適当な接着剤により固定される。シート材７８は、作動部材５２のドーム開口端５２ｂの内縁に沿って広がる開口部７８ａを有し、ベース１２と上側のシート基板７６との間に介在する。或いはシート材７８の代わりに、作動部材５２に一体成形されたシート材を使用することもできる。
【００３７】
メンブレンスイッチ７２の一対のシート基板７６は、ベース１２の下方でシート材７８の下に重ねて配置され、支持板５６上に支持される。それらシート基板７６に担持される一対の接点７４は、ベース１２の開口部２２の略中心に位置決めされる。メンブレンスイッチ７２の作動部材５２は、ドーム頂部５２ａをキートップ１４側に向けた姿勢で、ベース１２の開口部２２内に配置される。
【００３８】
キースイッチ装置７０では、キートップ１４に外力が加わらないときには、メンブレンスイッチ７２の作動部材５２がドーム頂部５２ａの外面でキートップ１４をベース１２から鉛直上方へ離れた初期位置（図７）に付勢支持する。このときメンブレンスイッチ７２は、一対の接点７４が開いた状態にある。また、オペレータの打鍵操作によりキートップ１４が押下げられたときには、作動部材５２はキートップ１４に上方への弾性付勢力を及ぼしつつ変形し、押圧部５４で上側のシート基板７６をその外面から押圧して接点７４を閉じる。キートップ１４への押下げ力が解除されると、作動部材５２が弾性的に復元し、キートップ１４を初期位置へ復帰させるとともに、接点７４が開成される。
【００３９】
キースイッチ装置７０においては、キートップ１４の打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置７０の非操作時及び押下げ操作時の全高をさらに低減するために、メンブレンスイッチ７２の一対のシート基板７６及びスペーサ５０からなるシート組立体８０に、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第１腕部２８の第１歯３４を受容可能な一対の穴８２が形成される。これら一対の穴８２は、各リンク部材１６、１８の第１腕部２８の第１端に鉛直方向へ整合する位置で、シート組立体８０の厚み方向へ貫通形成される。それにより両穴８２は、シート組立体８０におけるシート基板７６の接点７４を中心として点対称に配置される。メンブレンスイッチ７２の作動部材５２に連結されたシート材７８は、シート組立体８０の両穴８２を被覆する（図７）。
【００４０】
図８に示すように、キートップ１４が打鍵ストロークの下端位置に達すると、第１リンク部材１６の第１腕部２８の下側の第１歯３４は、シート材７８を弾性変形させながら、シート材７８の一部分と共にシート組立体８０の一方の穴８２に受容される。図示しないが、第２リンク部材１８もその第１腕部２８の下側の第１歯３４が、同様にシート材７８を弾性変形させながら、シート材７８の一部分と共に他方の穴８２に受容される。
【００４１】
このようにキースイッチ装置７０によれば、キースイッチ装置１０と同様に、キートップ１４が昇降動作する間に両リンク部材１６、１８の歯同士の確実な噛合を維持できる範囲で、両リンク部材１６、１８の第１及び第２腕部２８、３０の寸法を削減するとともに、特に第１腕部２８の底面２８ａ側の第１歯３４を、ベース１２の下方のシート組立体８０に設けた穴８２によって受容できるようにしたので、キートップ１４の打鍵ストロークの下端位置をさらに低くすることができる。したがって、キースイッチ装置７０の押下げ操作時の全高が低減され、その結果、キートップ１４の打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置７０の非操作時の全高が効果的に低減される。
【００４２】
特にキースイッチ装置７０では、シート組立体８０の両穴８２を被覆するシート材７８が、キートップ１４を打鍵ストロークの下端位置まで押下げたときに生じる音を低減する効果を奏する。さらにキースイッチ装置７０では、キースイッチ装置１０と同様に、シート組立体８０の穴８２の寸法は比較的小さくてよいから、印刷回路板である両シート基板７６の印刷回路の配線に及ぼす影響を最小限に抑制できる利点がある。
【００４３】
キースイッチ装置７０はさらに、キースイッチ装置１０と同様に、メンブレンスイッチ７２のシート組立体８０を支持する支持板５６に、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第１腕部２８の第１歯３４を受容可能な一対の補助穴６２を追加して備えることができる。各補助穴６２は、シート組立体８０の穴８２を通り抜けたシート材７８の一部分及び第１歯３４を受容するように作用する。それにより、キースイッチ装置７０の非操作時及び押下げ操作時の全高を一層効果的に低減することができる。
【００４４】
図示しないが、キースイッチ装置７０において、メンブレンスイッチ７２の作動部材５２に連結されたシート材７８に、第１及び第２リンク部材１６、１８の各々の第１腕部２８の第１歯３４を受容可能な一対の補助穴を追加して備えることもできる。これら補助穴は、シート組立体８０の一対の穴８２に整合する位置にそれぞれ配置され、シート材７８の厚み方向へ貫通形成される。このような構成によっても、キースイッチ装置７０の非操作時及び押下げ操作時の全高を効果的に低減できることは理解されよう。
【００４５】
図１０は、本発明に係るキースイッチ装置９０を多数配列して備えた本発明の一実施形態によるキーボード９２の一部分を断面図で示す。キースイッチ装置９０は、図１のキースイッチ装置１０と実質的に同一の構成を有するものであり、対応の構成要素に同一の参照符号を付してその説明を省略する。キーボード９２では、各キースイッチ装置９０のベース１２、シート組立体５８及び支持板５６が、並置された多数のキースイッチ装置９０の間に一体的に延長されている。このような構成のキーボード９２は、一層の低背化が可能であることは理解されよう。
【００４６】
キーボード９２では、例えば各キースイッチ装置９０の第１及び第２リンク部材１６、１８の損傷時の交換等の目的で、ベース１２からキートップ１４並びに第１及び第２リンク部材１６、１８を取外す必要が生じる場合がある。そこで各キースイッチ装置９０は、ベース１２に対する第１及び第２リンク部材１６、１８の着脱を容易にするために、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース１２の各摺動係合部２４の壁部分に、案内溝２４ａに略平行な方向への第１及び第２リンク部材１６、１８の各支軸３８の通過を許容する切欠き９４を形成している。それとともに、第１及び第２リンク部材１６、１８の各支軸３８は、図示のように円弧面を下方すなわちシート組立体５８側に向けた半円柱状に形成される。
【００４７】
ベース１２の各摺動係合部２４の切欠き９４の形状及び寸法と第１及び第２リンク部材１６、１８の各支軸３８の形状及び寸法とは、以下のような相関関係の下に設定される。すなわち、キートップ１４の打鍵ストロークの上端位置に対応する角度に各リンク部材１６、１８があるときには、各摺動係合部２４の案内溝２４ａを画成する壁部分が各支軸３８を確実に係止でき（図１１（ａ））、またキートップ１４の打鍵ストロークの下端位置に対応する角度に各リンク部材１６、１８があるときには、各支軸３８が各切欠き９４を案内溝２４ａに略平行な方向へ通過できる（図１１（ｂ））ように設定されるのである。
【００４８】
上記構成において、ベース１２からキートップ１４並びに第１及び第２リンク部材１６、１８を取外す場合には、まず両リンク部材１６、１８からキートップ１４を取外し、両リンク部材１６、１８の第１歯３４と第２歯３６との噛合を脱離する。その後、図１１（ｂ）に示すように、キートップ１４の打鍵ストロークの下端位置に対応する角度に各リンク部材１６、１８を配置すれば、各リンク部材１６、１８をベース１２から取外すことができる。
【００４９】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されず、様々な修正及び変形が可能である。例えば、メンブレンスイッチ１０の一対のシート基板４６、４８を含むシート組立体５８に形成する穴６０は、第１リンク部材１６の１つの第１歯３４だけでなく、その第１歯３４に噛合する第２リンク部材１８の１つの第２歯３６をも受容できる寸法を有していてもよい。また、各リンク部材１６、１８の第１歯３４は３個以上であってもよく、それに対応して各リンク部材１６、１８の第２歯３６は、第１歯３４よりも少ないことを前提に２個以上であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、キートップの案内支持手段として、各々の一端で互いに歯車状に噛み合う一対のリンク部材を備えたキースイッチ装置において、キートップの打鍵ストローク量を維持しつつ、キースイッチ装置の非操作時及び押下げ操作時の全高を一層低減することが可能になる。また、そのようなキースイッチ装置を多数備えることにより、キーボードの一層の低背化及び携帯性の向上が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図２】図１のキースイッチ装置の組立時の平面図である。
【図３】図１のキースイッチ装置の組立時の（ａ）図２矢印Ａから見た正面図、及び（ｂ）図２矢印Ｂから見た側面図である。
【図４】図３のキースイッチ装置の線IV−IVに沿った断面図で、非操作時の状態を示す。
【図５】図４に対応するキースイッチ装置の断面図で、押下げ操作時の状態を示す。
【図６】図１のキースイッチ装置における本発明の一実施形態によるメンブレンスイッチの拡大断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるキースイッチ装置の、図４に対応する断面図で、非操作時の状態を示す。
【図８】図７のキースイッチ装置の対応断面図で、押下げ操作時の状態を示す。
【図９】図７のキースイッチ装置におけるメンブレンスイッチの拡大断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるキーボードの断面図である。
【図１１】図１０のキーボードにおけるキースイッチ装置の部分拡大断面図で、（ａ）非操作時、及び（ｂ）リンク部材交換時の各状態を示す。
【符号の説明】
１０、７０、９０…キースイッチ装置
１２…ベース
１４…キートップ
１６…第１リンク部材
１８…第２リンク部材
２０、７２…メンブレンスイッチ
２２…開口部
２４…摺動係合部
２６…枢着部
２８…第１腕部
３０…第２腕部
３４…第１歯
３６…第２歯
３８、４０…支軸
４２、４４、７４…接点
４６、４８、７６…シート基板
５０…スペーサ
５２…作動部材
５６…支持板
５８…シート組立体
６０、８２…穴
６２…補助穴
７８…シート材
９２…キーボード
９４…切欠き

Claims

ベースと、該ベース上に配置されるキートップと、各々が互いに連動するとともに該ベース及び該キートップの双方に作用的に係合して、該キートップを該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、該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メンブレンスイッチとを具備し、該メンブレンスイッチが、前記ベースの下方に配置され、一対の接点を開状態に対向させて各々に担持する一対のシート基板とそれらシート基板を所定間隔に支持するスペーサとを備えてなるキースイッチ装置において、
前記一対のリンク部材の各々は、前記キートップに回動可能に支持される第１端と前記ベースに摺動可能に係合する第２端とを有し、一方の該リンク部材の該第１端に複数の第１歯が設けられるとともに、他方の該リンク部材の該第１端に、該第１歯よりも少ない第２歯が設けられ、該一対のリンク部材が該第１歯と該第２歯との噛合により連動し、
前記一対のリンク部材の各々が、前記第１端と前記第２端とをそれぞれに有した一対の腕部を備え、該一対の腕部が、該第１端に前記複数の第１歯を有する第１腕部と、該第１端に該第１歯よりも少ない前記第２歯を有する第２腕部とからなり、該第１腕部が、前記一対のシート基板に干渉せずに対向する凹形状の底面を有し、
前記ベースが、前記一対のリンク部材の少なくとも一部分を受容可能な開口部を備え、
前記メンブレンスイッチの前記一対のシート基板が、前記一対のリンク部材の各々の前記第１腕部の１つの前記第１歯を受容可能な一対の穴を、前記メンブレンスイッチの前記接点が配置される前記スペーサの空洞部から独立して備え、
前記一対の穴の各々は、前記キートップが打鍵ストローク下端位置に在るときに、前記一対のリンク部材の各々の前記第１腕部の１つの前記第１歯を受容し、前記キートップが打鍵ストローク上端位置に在るときには、キースイッチ装置の構成要素を受容しないものであること、
を特徴とするキースイッチ装置。
前記メンブレンスイッチが支持板上に支持され、該支持板に、少なくとも前記リンク部材の１つの前記第１歯を受容可能な補助穴が、前記一対のシート基板の前記穴に整合して形成される請求項１に記載のキースイッチ装置。
前記メンブレンスイッチが、前記キートップの下降動作に伴い弾性変形しつつ前記一対のシート基板の一方を外側から押圧して前記一対の接点を閉じる作動部材を備え、該作動部材が、該一方のシート基板と前記キートップとの間に配置されて該一方のシート基板に固定される請求項１又は２に記載のキースイッチ装置。
前記一方のシート基板に１個の前記接点が設けられ、他方の該シート基板に、該１個の接点によって橋絡可能な２個の前記接点が設けられる請求項３に記載のキースイッチ装置。
前記メンブレンスイッチが、前記キートップの下降動作に伴い弾性変形しつつ前記一対のシート基板の一方を外側から押圧して前記一対の接点を閉じる作動部材を備え、該作動部材が、該一方のシート基板と前記キートップとの間に配置されるとともに、該一方のシート基板と前記ベースとの間に介在するシート材に固定される請求項１又は２に記載のキースイッチ装置。
前記シート材が、前記一対のシート基板の前記穴を被覆する請求項５に記載のキースイッチ装置。
前記シート材に、少なくとも前記リンク部材の１つの前記第１歯を受容可能な補助穴が、前記一対のシート基板の前記穴に整合して形成される請求項５に記載のキースイッチ装置。
前記一対のリンク部材の各々が、前記第２端に半円柱状の支軸を備え、前記ベースが、該リンク部材の該支軸を前記キートップの昇降方向に略直交する方向へ摺動式に案内する案内溝を備え、該案内溝を形成する壁が、該案内溝に略平行な方向への該支軸の通過を許容する切欠きを備える請求項１〜７のいずれか１項に記載のキースイッチ装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載のキースイッチ装置を多数配列して構成されるキーボード。