(57)【要約】【課題】リンク部材のがたつきを抑制することができるキースイッチ装置及びキーボードを提供する。【解決手段】キースイッチ装置１は、キートップ１１と、互いに連動してキートップを昇降させる一対のリンク部材２０と、一対のリンク部材の一端が装着されるベース３０とを備え、一対のリンク部材の各々は、キートップ又はベースのいずれか一方に摺動可能に取り付けられる第１摺動支軸２４を有する第１腕部２１ａと、キートップ又はベースのいずれかに摺動可能に取り付けられる第２摺動支軸２４を有する第２腕部２１ｂと、第１腕部及び第２腕部を互いに連結する連結部２２と備え、第１摺動支軸の軸中心及び第２摺動支軸の軸中心が基準の軸中心から偏心する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップと、
互いに連動して前記キートップを昇降させる一対のリンク部材と、
前記一対のリンク部材の一端が装着されるベースとを備え、
前記一対のリンク部材の各々は、前記キートップ又は前記ベースのいずれか一方に摺動可能に取り付けられる第１摺動支軸を有する第１腕部と、前記キートップ又は前記ベースのいずれかに摺動可能に取り付けられる第２摺動支軸を有する第２腕部と、前記第１腕部及び前記第２腕部を互いに連結する連結部と備え、
前記第１摺動支軸の軸中心及び前記第２摺動支軸の軸中心が基準の軸中心から偏心することを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項２】
前記キートップ又は前記ベースのいずれか一方は、前記第１摺動支軸及び前記第２摺動支軸を摺動可能に取り付ける開口部を備え、
前記第１摺動支軸の軸中心は、前記開口部と前記第１摺動支軸との間の垂直方向の隙間の半分だけ前記基準の軸中心から第１の方向に偏心し、
前記第２摺動支軸の軸中心は、前記開口部と前記第２摺動支軸との間の垂直方向の隙間の半分だけ前記基準の軸中心から前記第１の方向と異なる第２の方向に偏心す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。
【請求項３】
前記第１腕部は、前記キートップ又は前記ベースのいずれか一方に回動可能に取り付けられる第１回動支軸を有し、
前記第２腕部は、前記キートップ又は前記ベースのいずれか一方に回動可能に取り付けられる第２回動支軸を有し、
前記第１回動支軸及び前記第２回動支軸の少なくとも一方は、前記リンク部材の回動を規制するストッパーを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のキースイッチ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のキースイッチ装置が複数配列されていることを特徴とするキーボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キースイッチ装置及びキーボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一対のリンク部材、各リンク部材に形成された回動支軸が回動可能に装着されるキートップ、各リンク部材に形成された摺動支軸が摺動可能に装着されるベース、およびラバーアクチュエータが装着されたメンブレンシートを備えるキースイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
各リンク部材の回動支軸はキートップの軸受孔に嵌められており、各リンク部材の摺動支軸が摺動可能にベースの摺動係合部に装着されている。摺動係合部には、各摺動支軸が挿入される、水平方向に延びる長孔が形成されている。
【０００４】
キートップがラバーアクチュエータの反力によって押し上げられると、キートップの上昇動作に連動して各リンク部材も引き上げられる。このとき、各摺動支軸が長孔に挿入されているので、キートップの上死点は固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１０６７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４９２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ベースの長孔に挿入されている各摺動支軸の摺動動作の不良を防止するため、短径方向の長孔の幅は摺動支軸の直径よりも大きく、約０．０５ｍｍのクリアランスが設けられている。
【０００７】
キートップが上死点にある場合、各リンク部材の摺動支軸は長孔の上端に接触し、各摺動支軸の下方に約０．０５ｍｍのクリアランスが発生する。一方、キートップが下死点にある場合、各摺動支軸は長孔の下端に接触し、各摺動支軸の上方に約０．０５ｍｍのクリアランスが発生する。このため、キートップを操作した際に、クリアランス分だけリンク部材の落ち込みがあり、リンク部材のがたつきが発生している。
【０００８】
本発明の目的は、リンク部材のがたつきを抑制することができるキースイッチ装置及びキーボードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、明細書に開示されたキースイッチ装置は、キートップと、互いに連動して前記キートップを昇降させる一対のリンク部材と、前記一対のリンク部材の一端が装着されるベースとを備え、前記一対のリンク部材の各々は、前記キートップ又は前記ベースのいずれか一方に摺動可能に取り付けられる第１摺動支軸を有する第１腕部と、前記キートップ又は前記ベースのいずれかに摺動可能に取り付けられる第２摺動支軸を有する第２腕部と、前記第１腕部及び前記第２腕部を互いに連結する連結部と備え、前記第１摺動支軸の軸中心及び前記第２摺動支軸の軸中心が基準の軸中心から偏心することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リンク部材のがたつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るキースイッチ装置の分解図である。
【図２】キートップの内部構造を示す断面図である。
【図３】リンク部材の斜視図である。
【図４】リンク部材の背面図である。
【図５】（Ａ）は長孔と一方の腕部の摺動支軸との位置関係を示す図である。（Ｂ）は長孔と他方の腕部の摺動支軸との位置関係を示す図である。
【図６】（Ａ）は、キートップが上死点にある場合のキートップとリンク部材との装着関係を示す図である。（Ｂ）は、キートップが下死点にある場合のキートップとリンク部材との装着関係を示す図である。（Ｃ）は、図６（Ａ）の領域Ｘの拡大図である。（Ｄ）は、図６（Ｂ）の領域Ｘの拡大図である。
【図７】（Ａ）は、キートップが上死点にある場合のキートップとリンク部材との装着関係を示す図である。（Ｂ）は、キートップが下死点にある場合のキートップとリンク部材との装着関係を示す図である。（Ｃ）は、図７（Ａ）の領域Ｘの拡大図である。（Ｄ）は、図７（Ｂ）の領域Ｘの拡大図である。
【図８】（Ａ）は、側面視Ｖ字構造のリンク部材を備えるキースイッチ装置の断面図及び部分拡大図である。（Ｂ）は、側面視Ｘ字構造のリンク部材を備えるキースイッチ装置の断面図及び部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係るキースイッチ装置の分解図である。図２は、キートップの内部構造を示す断面図である。図３は、リンク部材の斜視図である。以下では、便宜上、図１のように前後左右方向および上下方向を定義し、これに従い各部の構成を説明する。
【００１４】
図１に示すキースイッチ装置１は、コンピュータ用のキーボード又は産業機械の操作用キーボードなどに適用される。キーボードは複数のキースイッチ装置１を備える。キースイッチ装置１は、キートップ１１と、キートップ１１を支持すると共に互いに連動してキートップ１１を昇降させる一対のリンク部材２０と、一対のリンク部材２０が摺動可能に取り付けられるベース３０と、ラバーアクチュエータ４１が搭載され、スイッチとして機能する接点（不図示）を含むメンブレンシート４０と、平板状の支持板５０と、を備えている。
【００１５】
キートップ１１は、操作者が押し下げる操作面１１ａと、操作面１１ａの裏側から下方に延伸する複数の回動係合部１２とを備えている。図２に示すように、各回動係合部１２には、リンク部材２０の回動支軸２３を受容する貫通孔１２ａと、垂直方向へ延びて貫通孔１２ａに連通する切欠き１２ｂとが形成されている。
【００１６】
一対のリンク部材２０は、互いに実質的同一の形状及び寸法を有し、それらの一端で互いに噛み合い側面視逆Ｖ字形態を呈する。各リンク部材２０は、互いに平行に延びる一対の腕部２１ａ及び２１ｂ（第１腕部，第２腕部）と、腕部２１ａ及び２１ｂを互いに連結する連結部２２とを一体に備える。
【００１７】
腕部２１ａ及び２１ｂの前端の外側面には、一対の回動支軸２３（第１回動支軸及び第２回動支軸）が同軸状に突設されている。腕部２１ａ及び２１ｂの後端の外側面には、一対の摺動支軸２４（第１摺動支軸及び第２摺動支軸）がそれぞれ突設されている。さらに、他のリンク部材２０の腕部２１ａと対向する腕部２１ｂの先端面には１枚歯２６が設けられ、他のリンク部材２０の腕部２１ｂと対向する腕部２１ａの先端面に２枚歯２５が設けられている。従って、一方のリンク部材２０の１枚歯２６が他方のリンク部材２０の２枚歯２５と噛み合い、一方のリンク部材２０の２枚歯２５が他方のリンク部材２０の１枚歯２６と噛み合う。
【００１８】
各リンク部材２０は、両摺動支軸２４の近傍で連結部２２に隣接する一対のスリット２８を有する。スリット２８により腕部２１ａ及び２１ｂと連結部２２とが部分的に離れるので、腕部２１ａ及び２１ｂが図１の左右方向に弾性的に変形可能である。
【００１９】
回動支軸２３には、予め決められた動作範囲を超えるリンク部材２０の回動を規制するストッパー２７が形成されている（図３参照）。ストッパー２７は、回動係合部１２の切欠き１２ｂ内に配置され、切欠き１２ｂに当接することでリンク部材２０の回動を規制する。本実施の形態では、ストッパー２７は腕部２１ｂの回動支軸２３に一体的に形成されているが、腕部２１ａの回動支軸２３に一体的に形成されていてもよい。さらに、ストッパー２７は腕部２１ａ及び腕部２１ｂの両方の回動支軸２３に形成されていてもよい。
【００２０】
ベース３０は、ベースから垂直に折り曲げられて立設された複数の摺動係合部３１と、ラバーアクチュエータ４１が貫通する貫通孔３２とを備えている。また、各摺動係合部３１の中央には、摺動支軸２４が挿入される、水平方向に延びる長孔３３が形成されている。
【００２１】
各摺動支軸２４は長孔３３に摺動自在に係合され、かつ回動支軸２３は各回動係合部１２の貫通孔１２ａに回動自在に嵌入され、各リンク部材２０はベース３０とキートップ１１との間に配置される。このとき、各リンク部材２０の１枚歯２６と他方のリンク部材２０の２枚歯２５とが互いに噛み合わされ、一対のリンク部材２０は連動して回動する。
【００２２】
図４は、リンク部材の背面図である。図５（Ａ）は長孔３３と腕部２１ｂの摺動支軸２４との位置関係を示す図であり、図５（Ｂ）は長孔３３と腕部２１ａの摺動支軸２４との位置関係を示す図である。
【００２３】
本実施の形態では、図４に示すように、腕部２１ａの摺動支軸２４の軸中心（点線）を基準の軸中心（一点鎖線）から約０．０２５ｍｍだけ下側にずらして偏心させ、腕部２１ｂの摺動支軸２４の軸中心（点線）を基準の軸中心から約０．０２５ｍｍだけ上側にずらして偏心させる。尚、基準の軸中心とは、両方の腕部の摺動支軸の軸中心が同軸上に配置される場合の軸中心である。
【００２４】
従来のリンク部材は、ラバーアクチュエータにより、キートップが上死点にある場合には各リンク部材の摺動支軸は摺動係合部の長孔の上端に接触し、各摺動支軸の下方に約０．０５ｍｍのクリアランスが発生する。そして、キートップが押下されると各リンク部材も押し下げられ、各摺動支軸は長孔の下端に接触し、各摺動支軸の上方に約０．０５ｍｍのクリアランスが発生する。このため、キートップを操作した際に、クリアランス分だけリンク部材の落ち込みがあり、リンク部材のがたつきが発生していた。
【００２５】
これに対して、図４の腕部２１ａの摺動支軸２４と腕部２１ｂの摺動支軸２４の軸を偏心させたリンク部材２０をベース３０に取り付けた場合には、図５（Ａ）に示すように、腕部２１ｂの摺動支軸２４は摺動係合部３１の長孔３３の上端に接触し、摺動支軸２４の下方に約０．０５ｍｍのクリアランスＤが発生する一方、図５（Ｂ）に示すように、腕部２１ａの摺動支軸２４は長孔３３の下端に接触し、摺動支軸２４の上方に約０．０５ｍｍのクリアランスＤが発生する。この状態はキートップ１１が押下された場合も維持される。
【００２６】
このように、本実施の形態では、二つの摺動支軸２４が偏心しているため、各摺動支軸２４が長孔に嵌め込まれた際に、リンク部材２０自身に生じる非対称性のねじれにより腕部２１ｂ側は図５（Ａ）の状態に、腕部２１ａ側は図５（Ｂ）の状態になるため、長孔３３内での摺動支軸２４のがたつきが低減され、リンク部材全体として、長孔３３と摺動支軸２４との間のクリアランスを実質的に０にしているのと同じ状態を実現している。また、個々の摺動支軸２４と長孔３３とのクリアランスＤは保たれているので、長穴３３内でのリンク部材２０の摺動動作は妨げられない。さらに、リンク部材２０の摺動支軸２４の位置のみを変更して、他の部品の構造は変更しないので、製造コストを上昇させずにリンク部材２０のがたつきを低減することができる。
【００２７】
変形例として、腕部２１ａ及び２１ｂの摺動支軸２４の軸中心を一致させ、腕部２１ｂの摺動支軸２４が挿入される長孔３３と腕部２１ａの摺動支軸２４が挿入される長孔３３とを偏心させてもよい。この場合、長孔３３のみを変更して他の部品の構造は変更しないので、製造コストを上昇させずにリンク部材２０のがたつきを低減することができる。
【００２８】
図６（Ａ）は、キートップ１１が上死点にある場合のキートップ１１とリンク部材２０との装着関係を示す図である。図６（Ｂ）は、キートップ１１が下死点にある場合のキートップ１１とリンク部材２０との装着関係を示す図である。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の領域Ｘの拡大図である。図６（Ｄ）は、図６（Ｂ）の領域Ｘの拡大図である。尚、図６（Ａ）〜（Ｄ）ではストッパー２７が腕部２１ａ及び腕部２１ｂの回動支軸２３に形成されているが、ストッパー２７は腕部２１ａ及び腕部２１ｂの少なくとも一方の回動支軸２３に形成されていればよい。
【００２９】
図６（Ａ），（Ｃ）に示すようにキートップ１１が上死点にある場合ストッパー２７が切欠き１２ｂに当接しＡ方向のリンク部材２０の回動を規制する。一方、図６（Ｂ），（Ｄ）に示すようにキートップ１１が下死点にある場合、ストッパー２７が切欠き１２ｂに当接しＢ方向のリンク部材２０の回動を規制する。
【００３０】
ストッパー２７が回動支軸２３に形成されていない場合、キートップ１１の端が押下されるとキートップ１１が傾斜し、１枚歯２６及び２枚歯２５が噛み合うギアのバックラッシュにより、一方のリンク部材２０が本来の角度よりも外側に傾いてしまい、キートップ１１のがたつきが発生するという問題がある。
【００３１】
本実施の形態では、キートップ１１の端が押下された場合でもストッパー２７がリンク部材２０の回動を予め決められた範囲内に規制するので、バックラッシュによりリンク部材２０が余分な方向に動いてがたつきを発生させることを防止できる。
【００３２】
図７（Ａ）は、キートップ１１が上死点にある場合のキートップ１１とリンク部材２０との装着関係を示す図である。図７（Ｂ）は、キートップ１１が下死点にある場合のキートップ１１とリンク部材２０との装着関係を示す図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）の領域Ｘの拡大図である。図７（Ｄ）は、図７（Ｂ）の領域Ｘの拡大図である。尚、図７（Ａ）〜（Ｄ）ではストッパー２７が腕部２１ａ及び腕部２１ｂの回動支軸２３に形成されているが、ストッパー２７は腕部２１ａ及び腕部２１ｂの少なくとも一方の回動支軸２３に形成されていればよい。
【００３３】
図７（Ａ）〜（Ｄ）のストッパー２７は、図６（Ａ）〜（Ｄ）のストッパー２７よりも大きな厚みを有する。
【００３４】
図７（Ａ），（Ｃ）に示すようにキートップ１１が上死点にある場合には、ストッパー２７が切欠き１２ｂに当接し、Ａ方向のリンク部材２０の回動を規制する。一方、図７（Ｂ），（Ｄ）に示すようにキートップ１１が下死点にある場合には、ストッパー２７が切欠き１２ｂに当接し、Ｂ方向のリンク部材２０の回動を規制する。さらに、キートップ１１が下死点に位置する前に、ストッパー２７は切欠き１２ｂに当接し、貫通孔１２ａ及び切欠き１２ｂを押し広げる。回動係合部１２貫通孔１２ａ及び切欠き１２ｂの周辺部分は、ストッパー２７の当接により変形する可撓性を有する。
【００３５】
このように、ストッパー２７の厚みを増加し、キートップ１１が下死点に位置する前にストッパー２７が貫通孔１２ａ及び切欠き１２ｂを押し広げ、貫通孔１２ａ及び切欠き１２ｂ周辺の回動係合部１２が、広がる方向の緩衝バネ効果（可撓性）を有するので、キートップ１１がベース３０に衝突する際の衝撃及び打鍵音を吸収し緩和することができる。また、回動係合部１２の可撓性によりキートップ１１の押下による負荷の一部を吸収できるので、キートップ１１の押下による負荷をラバーアクチュエータ４１だけで受ける場合に比べて、ラバーアクチュエータ４１にかかる負荷を分散させ、打鍵寿命の向上を図ることができる。
【００３６】
図８（Ａ）は、側面視Ｖ字構造のリンク部材を備えるキースイッチ装置の断面図及び部分拡大図である。図８（Ｂ）は、側面視Ｘ字構造のリンク部材を備えるキースイッチ装置の断面図及び部分拡大図である。図８（Ａ），（Ｂ）では領域Ｙの拡大図がそれぞれ図示されている。また、図８（Ａ），（Ｂ）ではラバーアクチュエータ４１、メンブレンシート４０及び支持板５０の図示は省略されている。
【００３７】
図８（Ａ）のキースイッチ装置１Ａでは、キートップ１１の裏側に、リンク部材２０の摺動支軸２４が摺動可能に係合される開口部１３を有する摺動係合部１４が形成されている。図４に示したように、各摺動支軸２４の軸中心が基準の軸中心から偏心していてもよい。この場合、リンク部材全体として、開口部１３と摺動支軸２４との間の垂直方向のクリアランスを０にしているのと同じ状態を実現している。この結果、キートップ１１に対するリンク部材２０のがたつきが低減される。
【００３８】
また、ベース３０は、回動支軸２３と係合する回動係合部３１を備えている。回動係合部３１には、回動支軸２３を受容する貫通孔３１ａと、垂直方向へ延びて貫通孔３１ａに連通する切欠き３１ｂとが形成されている。
【００３９】
図８（Ａ）ではストッパー２７が腕部２１ａ及び腕部２１ｂの回動支軸２３に形成されているが、ストッパー２７は腕部２１ａ及び腕部２１ｂの回動支軸２３の少なくとも一方に形成されていればよい。
【００４０】
キートップ１１が上死点にある場合には、ストッパー２７が切欠き３１ｂに当接し、Ａ方向のリンク部材２０の回動を規制する。一方、キートップ１１が下死点にある場合には、ストッパー２７が切欠き３１ｂに当接し、Ｂ方向のリンク部材２０の回動を規制する。これにより、キートップ１１の端が押下された場合でも、ストッパー２７がリンク部材２０の回動を予め決められた範囲内に規制するので、バックラッシュにより一方のリンク部材２０が余分な方向に動いてがたつきを発生させることを防止できる。
【００４１】
また、ストッパー２７の厚みを増加し、キートップ１１が下死点に位置する前にストッパー２７が回動係合部３１の貫通孔３１ａ及び切欠き３１ｂを押し広げ、貫通孔３１ａ及び切欠き３１ｂ周辺の回動係合部３１が、広がる方向の緩衝バネ効果を有していてもよい。これにより、キートップ１１がベース３０に衝突し打鍵音が発生する際の衝撃及び打鍵音を吸収し緩和することができる。
【００４２】
図８（Ｂ）のキースイッチ装置１Ｂでは、図２と同様に、キートップ１１の裏側に、下方に延伸する複数の回動係合部１２が形成されている。各回動係合部１２には、リンク部材２０Ａの回動支軸２３を受容する貫通孔１２ａと、垂直方向へ延びて貫通孔１２ａに連通する切欠き１２ｂとが形成されている。
【００４３】
ベース３０は、垂直に折り曲げられた複数の摺動係合部３１を備えている。各摺動係合部３１の中央には、摺動支軸２４が挿入される、水平方向に延びる長孔３３が形成されている。リンク部材２０Ａの摺動支軸２４の軸中心は、図４に示したように基準の軸中心から偏心してもよい。これにより、リンク部材２０Ａのがたつきが低減される。
【００４４】
また、ストッパー２７がリンク部材２０Ａの回動支軸２３に一体形成されている。キートップ１１が上死点にある場合には、ストッパー２７が切欠き１２ｂに当接しＡ方向のリンク部材２０Ａの回動を規制する。一方、キートップ１１が下死点にある場合には、ストッパー２７が切欠き１２ｂに当接しＢ方向のリンク部材２０Ａの回動を規制する。これにより、キートップ１１の端が押下された場合でも、ストッパー２７がリンク部材２０Ａの回動を予め決められた範囲内に規制するので、リンク部材２０Ａが余分な方向に動いてがたつきを発生させることを防止できる。
【００４５】
また、ストッパー２７の厚みを増加し、キートップ１１が下死点に位置する前に、ストッパー２７が回動係合部１２の貫通孔１２ａ及び切欠き１２ｂを押し広げ、貫通孔１２ａ及び切欠き１２ｂ周辺の回動係合部１２が広がる方向に緩衝バネ効果を有していてもよい。これにより、キートップ１１がベース３０に衝突し打鍵音が発生する際の衝撃及び打鍵音を吸収し緩和することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、リンク部材の一方の腕部の摺動支軸の軸中心及び他方の腕部の摺動支軸の軸中心を基準の軸中心から互いに異なる方向に偏心させるので、リンク部材全体として、開口部と摺動支軸との間のクリアランスを実質的に０にして、リンク部材のがたつきを低減することができる。
【００４７】
尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ａ，１Ｂ  キースイッチ装置
１１  キートップ
２０，２０Ａ  リンク部材
２１ａ，２１ｂ  腕部
２２  連結部
２３  回動支軸
２４  摺動支軸
３０  ベース
３１  回動係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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