(57)【要約】【課題】比較的短いストロークでも、より明確なクリック感でキートップが傾くことなく押込み操作することができ、しかも、操作力伝達機構の配置を考慮することで、キートップをムラなく照光できるようにした、キースイッチを提供する。【解決手段】キートップ２と、キートップ２と対向し、メンブレンスイッチ９を配設したベース３と、キートップ２による操作力を伝達する一対のリンク部材５ａ、５ｂと、キートップ２の操作力を一対のリンク部材５ａ、５ｂを介して伝達してベース３上のメンブレンスイッチ９を操作する弾性作動部材６とを備える。  ベース３上のメンブレンスイッチ９、一対のリンク部材５ａ、５ｂおよび弾性作動部材６は、キートップ２と対向するベース３の面側の第１空間Ｓ１と反対側の第２空間Ｓ２に配設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップと、該キートップに対向するベースと、該ベースに設けられるスイッチ部と、前記キートップによる操作力を前記スイッチ部に伝達して前記スイッチ部を操作する操作力伝達機構とを備えたキースイッチにおいて、
前記スイッチ部及び前記操作力伝達機構は、前記ベースの前記キートップと対向する面側の第１空間とは反対側の第２空間に配設されていることを特徴とするキースイッチ。
【請求項２】
前記操作力伝達機構は、前記キートップに連動する一対のリンク部材と、該一対のリンク部材から押圧力を受ける弾性作動部材とを具備し、これらリンク部材は、前記ベースにそれぞれ回動自在に取り付けられる中間の支点部と、前記キートップによる前記操作力を受けるようにそれぞれ前記キートップに連結される一端の力点部と、互いに連動可能に係合する他端の作用点部とを有し、前記力点部で受けた前記操作力を前記作用点部で前記押圧力として前記弾性作動部材を押圧する、請求項１に記載のキースイッチ。
【請求項３】
前記キートップは、前記第１空間に配置される操作部と該操作部から前記ベースを貫いて前記第２空間に延在する縁部とを有し、
前記ベースは、前記第２空間に突設される一対の支柱部を有し、
前記一対のリンク部材の前記支点部が前記一対の支柱部にそれぞれ回動自在に軸止めされ、
前記一対のリンク部材の前記力点部が前記キートップの前記縁部に摺動案内可能に連結され、
前記弾性作動部材は、前記スイッチ部と前記一対のリンク部材の前記作用点部との間に配置され、前記押圧力により弾性変形して前記スイッチ部を操作すると共に前記一対のリンク部材を介して前記キートップに復元力を与える、請求項２に記載のキースイッチ。
【請求項４】
前記一対のリンク部材の前記作用点部に、前記弾性作動部材を押圧する押圧部材が設置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のキースイッチ。
【請求項５】
前記キートップと前記ベースとの間の空間に、前記キートップを照光する照光部が配設される請求項１〜４のいずれか１項に記載のキースイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キースイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力装置でキー入力にクリック感を持たせるために、復元部として、コイルスプリングなどのバネ部材、接点部の操作機能を兼ね備えたドーム型形状の弾性作動部材を用いたものが知られている。
復元部としてドーム型形状の弾性作動部材を備えたキースイッチとしては、例えば特許文献１に示すように、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第１、第２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ング機構とを具備する構成のものが知られている。キートップの裏面側とベース間には、ドーム型形状の弾性作動部材が介在され、この弾性作動部材の反発下にキートップを押圧して、電気接点を開閉させる構成である。
【０００３】
弾性作動部材の形状は、ドーム型形状を有しており、キートップを押下げることで弾性作動部材の反発力によって増大し弾性作動部材は徐々に変形していくが、ある押下力に達したときに弾性作動部材が耐え切れず、急激に畳み込まれるように変形するため、その際の押下力の急激な変化がクリック感となって捉えられるのである。このような押下力の変化は、ピーク荷重を有する放物線として示される。
【０００４】
そして近年では、ノート型のパーソナルコンピュータのキーボードに搭載されるキースイッチのように、低背化の傾向があることから、より操作ストロークを短くする中で、安定した操作感をもたらすために、明確なクリック感を生じせしめるドーム型形状の弾性作動部材が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３２０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、弾性作動部材は、実際上、弾性作動部材そのもののばらつきや、弾性作動部材の耐久性から、長期に亘る使用に耐えうる安定したクリック感を維持することは困難であった。
よって、キースイッチにおいて、比較的短いストロークでも、より明確なクリック感でキートップが傾くことなく押込み操作できるようにすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様では、キートップと、キートップに対向するベースと、ベースに設けられるスイッチ部と、キートップによる操作力をスイッチ部に伝達してスイッチ部を操作する操作力伝達機構とを備えたキースイッチにおいて、スイッチ部及び操作力伝達機構は、ベースのキートップと対向する面側の第１空間とは反対側の第２空間に配設されていることを特徴とするキースイッチを提供する。
【０００８】
上記構成において、操作力伝達機構は、キートップに連動する一対のリンク部材と、一対のリンク部材から押圧力を受ける弾性作動部材とを具備し、これらリンク部材は、ベースにそれぞれ回動自在に取り付けられる中間の支点部と、キートップによる操作力を受けるようにそれぞれキートップに連結される一端の力点部と、互いに連動可能に係合する他端の作用点部とを有し、力点部で受けた操作力を作用点部で押圧力として弾性作動部材を押圧する構成とすることができる。
【０００９】
キートップは、第１空間に配置される操作部と操作部からベースを貫いて第２空間に延在する縁部とを有し、ベースは、第２空間に突設される一対の支柱部を有し、一対のリンク部材の支点部が一対の支柱部にそれぞれ回動自在に軸止めされ、一対のリンク部材の力点部がキートップの縁部に摺動案内可能に連結され、弾性作動部材は、スイッチ部と一対のリンク部材の作用点部との間に配置され、押圧力により弾性変形してスイッチ部を操作すると共に一対のリンク部材を介してキートップに復元力を与えるように構成とすることができる。
【００１０】
一対のリンク部材の作用点部に、弾性作動部材を押圧する押圧部材が設置される構成とすることができる。
【００１１】
キートップとベースとの間の空間には、キートップを照光する照光部を配設することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的短いストロークでも、より明確なクリック感でキートップが傾くことなく押込み操作することができ、しかも、弾性作動部材の配置を考慮することで、キートップをムラなく照光できるようにした、キースイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】キースイッチの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示すキースイッチに用いられる弾性作動部材の断面図である。
【図３】図１に示すキースイッチの配置構成を示す、模式的な平面図である。
【図４】図１に示すキースイッチの動作及び作用を示した、模式的な断面図である。
【図５】図１に示すキースイッチに用いられる弾性作動部材単体の特性（押下力−移動量）およびキースイッチの操作特性（押下力−移動量）の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を、添付図に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３に本発明の一実施形態に係るキースイッチ１の機構構成を、模式的に示す。
キースイッチ１は、キートップ２と、キートップ２に対向するベース３と、ベース３に設けられるスイッチ部（後述）と、キートップ２による操作力をスイッチ部に伝達してスイッチ部を操作する操作力伝達機構４とを備える。そして、このキースイッチ１では、スイッチ部及び操作力伝達機構４は、ベース３のキートップ２と対向する面側の第１空間Ｓ１とは反対側の第２空間Ｓ２に配設されている。
【００１５】
キートップ２は、キャップ形状のもので、上面が平らな押込み操作部２ｔと縁部２ｓとを有する。
また、ベース３は、スイッチ装置の筐体（図示省略）に固定され、図中、ベース３の下面側には、一対の支柱部３ａ、３ｂが垂下形成されている。
以上のようなベース３に対し、ベース３の上方にキートップ２の押込み操作部２ｔを位置させるようにキートップ２が配置される。この場合キートップ２は、縁部２ｓがベース３に形成された一対の支柱部３ａ、３ｂの形成位置外側でベース３に形成された貫通穴３ｇを貫いて上下動可能に挿通される。縁部２ｓの下部には、後述する操作力伝達機構４を構成するリンク部材の力点部を摺動案内可能に支持するリンク摺動受部２ｓＬを設けている。
【００１６】
そして、ベース３の下面側の第２空間Ｓ２に配設される操作力伝達機構４は、キートップ２に連動する一対のリンク部材５ａ、５ｂと、一対のリンク部材５ａ、５ｂから押圧力を受ける弾性作動部材６とを具備する。
リンク部材５ａ、５ｂは、ベース３に形成された一対の支柱部３ａ、３ｂ先端部に、それぞれ回動自在に取り付けられる中間の支点部Ｏ１、Ｏ２を有する。
また、リンク部材５ａ、５ｂは、キートップ２による操作力を受けるようにそれぞれキートップ２に連結される一端の力点部Ｅ１、Ｅ２を有する。すなわちこれらリンク部材５ａ、５ｂの力点部Ｅ１、Ｅ２はキートップ２の縁部２ｓの下部に設けられたリンク摺動受部２ｓＬに摺動案内可能に支持されている。
さらに、リンク部材５ａ、５ｂは、他端側に、互いに係合状態で中間の支点部Ｏ１、Ｏ２を軸として連動可能に係合する作用点部Ｐ１、Ｐ２を有する。すなわちこれら作用点部Ｐ１、Ｐ２は、リンク部材５ａ、５ｂの他端側において互いに連動可能に噛合う係合先端部５ａｔ、５ｂｔに位置している。作用点部Ｐ１、Ｐ２には、弾性作動部材６を押圧する押圧部材７が設置される。
この場合、押圧部材７は、リンク部材５ａ、５ｂの係合先端部５ａｔ、５ｂｔにそれぞれ設けられた切溝８ａ、８ｂに軸部７ａ、７ｂを介して上下動可能状態に装着されている。そして係合先端部５ａｔ側の切溝８ａにおいては、支点部Ｏ１との最短距離に押圧部材７を支持する軸部７ａがもたらされる軸部７ａの中心を作用点部Ｐ１としている。一方、係合先端部５ｂｔ側の切溝８ｂにおいても、支点部Ｏ２との最短距離に押圧部材７を支持する軸部７ｂがもたらされる軸部７ｂの中心を作用点部Ｐ２としている。
かかる作用点部Ｐ１、Ｐ２間で支持される押圧部材７は、力点部Ｅ１、Ｅ２で受けた操作力を、前記押圧力として弾性作動部材６を押圧する構成としている（図３参照）。
【００１７】
また、ベース３の下面側、すなわち一対の支柱部３ａ、３ｂが垂下形成されたベース３の下面側には、スイッチ部９が形成されている（図２参照）。スイッチ部９としては、例えば電気的接点を有するシート状スイッチ、すなわち、２枚のフィルム状回路基板に担持されて対向配置される一対の導通接点からなるメンブレンスイッチ９によって構成することができる。
【００１８】
そして、弾性作動部材６は、以上のようなメンブレンスイッチ９が配設されたベース３の下面と押圧部材７との間に介在される。弾性作動部材６は、メンブレンスイッチ９を開閉すると共に押圧部材７から一対のリンク部材５ａ、５ｂを介してキートップ２に復元力を与える。
弾性作動部材６は、例えばシリコーンゴム製のドーム型形状に成形された中空部材であり、ヘッド部６ｈを一対のリンク部材５ａ、５ｂの作用点部Ｐ１、Ｐ２に設けた押圧部材７に当接している。
また、弾性作動部材６は、ヘッド部６ｈから外周面６ｓが拡開するように形成されており、この外周面６ｓは薄肉部で形成され、内面には内部空間が画成されている。そして、ヘッド部６ｈに対応する内部空間側には、メンブレンスイッチ９を押圧する作動突部６ｐが形成されている。
【００１９】
本発明の一実施形態に係るキースイッチ１の機構構成は、概略以上の通りであり、次に、各構成要素の位置関係並びに細部構造についてさらに説明する。
リンク部材５ａ、５ｂの係合先端部５ａｔ、５ｂｔは、ここでは、リンク部材５ａ側に形成された一つの噛合い歯５ａｔが、リンク部材５ｂ側に形成された一対の噛合い歯５ｂｔ１、５ｂｔ２と噛合う構成となっている。すなわち、リンク部材５ａとリンク部材５ｂとは、リンク部材５ａ側の一つの噛合い歯５ａｔと、リンク部材５ｂ側の一対の噛合い歯５ｂｔ１、５ｂｔ２とが噛合い状態で、弾性作動部材６の復元力に抗して、リンク部材５ａ、５ｂの力点部Ｅ１、Ｅ２と支点部Ｏ１、Ｏ２と作用点部Ｐ１、Ｐ２とが図３に示すように略一直線状となる状態から、弾性作動部材６の復元力によってリンク部材５ａ、５ｂがそれぞれ支点部Ｏ１、Ｏ２を中心として変位して双方の先端側の押圧部材７がベース３側から離間移動する構成である（図１参照）。
【００２０】
ここで、図４を参照しながら、キートップ２の押込み操作部２ｔを押込んだときの各構成要素の位置関係を説明する。
図４は、キートップ２の押込み操作部２ｔを初期位置（図１）から距離ｘだけ押込んだときの機構要素の動作状態を示している。
キートップ２の押込み操作部２ｔをｘ押込んだときに、キートップ２の縁部２ｓの下部のリンク摺動受部２ｓＬを介してリンク部材５ａ、５ｂの力点部Ｅ１、Ｅ２に伝達され、リンク部材５ａ、５ｂは、双方の噛合い歯５ａｔと噛合い歯５ｂｔ１、５ｂｔ２とが噛み合い状態で、支柱部３ａ、３ｂ先端部に取り付けられた支点部Ｏ１、Ｏ２を中心に変位して、双方の先端側同士を連結する押圧部材７が鉛直上方に上昇し、ｙだけ移動する。このときの弾性作動部材６の押圧移動量をｙとする。
この場合、リンク部材５ａ、５ｂにおいて、支柱部３ａ、３ｂ先端部における軸止め箇所である支点部Ｏ１、Ｏ２からリンク部材５ａ、５ｂの力点部Ｅ１、Ｅ２までの距離をｍとし、支点部Ｏ１、Ｏ２から支柱部３ａ、３ｂ先端部の作用点部Ｐ１、Ｐ２までの距離をｎとすると（ｍ＜ｎ）、
ｘ／ｍ≒ｙ／ｎの関係がある。
そしてその際、キートップ２の押込み操作部２ｔに対する押下力ｐを操作力とした場合、押圧力ｑが押圧部材７を介して弾性作動部材６を押圧するわけであるが、
ｐ／ｍ≒ｑ／ｎの関係が成り立つ。
すなわち、ｍ＜ｎであるから、ｘ≒（ｍ／ｎ）ｙで、移動量ｘは、弾性作動部材６への押圧移動量ｙを得るためにｙのｍ／ｎ（＜１）倍で済むことになる。
また、ｑ≒（ｎ／ｍ）ｐで、押下力ｐのｎ／ｍ（＞１）倍の押圧力ｑで弾性作動部材６を押圧することができることになる。
【００２１】
このように、キートップ２の押込み操作部２ｔを押圧することで、キートップ２の移動量ｘが、ｎ／ｍ（＞１）倍の押圧移動量ｙとなって弾性作動部材６を押圧する。その間、リンク部材５ａ、５ｂは、双方の噛合い歯５ａｔと噛合い歯５ｂｔ１、５ｂｔ２とが噛み合いつつ、押圧部材７に押圧力が伝達され、弾性作動部材６を押圧して、メンブレンスイッチ９を押込み、接点が閉成される。
その際、リンク部材５ａ、５ｂは、力点部Ｅ１、Ｅ２がキートップ２の縁部２ｓの下部のリンク摺動受部２ｓＬにおいて、水平方向に外側に案内摺動する一方、双方の係合先端部５ａｔ、５ｂｔを連結する押圧部材７が、係合先端部５ａｔ、５ｂｔそれぞれ設けられた切溝８ａ、８ｂを移動して、リンク部材５ａ、５ｂの力点部Ｅ１、Ｅ２と支点部Ｏ１、Ｏ２と作用点部Ｐ１、Ｐ２とが略一直線状となり、キートップ２は、押込み操作部２ｔが傾くことなく押込み操作することができる。
ここで、例えば、弾性作動部材６単体の押下力−移動量特性を図５の破線で示すように図示すると、上述のキースイッチ１によれば、押下力且つ移動量はｎ／ｍ（＞１）となって図５の実線で示す押下力−移動量特性として図示することができる。
すなわち、弾性作動部材６の特性である押下力のピーク特性が、より短縮された移動量で急峻なピーク特性として強調されたものとなることがわかる。このことは、この実施形態にかかるキースイッチ１によれば、操作者はより短縮された移動量で（より短縮されたストロークで）明確なクリック感を持って操作することができることがわかる。
【００２２】
また、この実施形態にかかるキースイッチ１では、従来のように、キートップの押込み操作面と押込み方向のベースの対向面側にメンブレンスイッチを配置して復元部としての弾性作動部材を配置するのではなく、ベース３の対向面と反対側の面（裏面）側に、メンブレンスイッチ９および弾性作動部材６他、一対のリンク５ａ、５ｂ等の操作力伝達機構４を配置する構成としたので、キートップ２の押込み操作部２ｔとベース３間には、第１空間Ｓ１がもたらされ、この第１空間Ｓ１を利用して、例えばＬＥＤ等の任意の照光部１０や、操作案内用の光表示手段を設けることができ、キートップ２に対するムラのない照光が可能となるなど、これまで見られない機能をキースイッチ１にもたらすことができ、例えばノートパソコンなどのキーボードとして使用した場合、格別な付加価値をノートパソコンにもたらすことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    キースイッチ
２    キートップ
２ｔ    押込み操作面
２ｓ    縁部
２ｓＬ    リンク摺動受部
３    ベース
３ａ、３ｂ    支柱部
３ｇ    貫通溝
４    操作力伝達機構
５ａ、５ｂ    リンク部材
５ａｔ    噛合い歯
５ｂｔ１、５ｂｔ２    噛合い歯
６    弾性作動部材
６ｈ    ヘッド部
６ｓ    外周面
６ｐ    作動突部
７    押圧部材
７ａ、７ｂ    軸部
８ａ、８ｂ    切溝
９    メンブレンスイッチ
１０    照光部
Ｅ１、Ｅ２    力点部
Ｏ１、Ｏ２    支点部
Ｐ１、Ｐ２    作用点部
Ｓ１    第１空間
Ｓ２    第２空間
【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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