JP2009032702A - キースイッチ装置及びキーボード - Google Patents

Abstract

【課題】一対の噛合型リンク部材を有するキースイッチ装置の、噛み合い部分のバックラッシによる両リンク部材のがたつきを低減する。
【解決手段】キースイッチ装置１０は、キートップ１４をベース１２上で昇降方向へ案内支持する同一形状の一対の噛合型リンク部材１６を備える。各リンク部材１６は、各腕部２６の一端の支軸３０がベース１２に摺動自在に係合し、各腕部２６の他端の支軸３２がキートップ１４に回動自在に係合する。各リンク部材１６の一対の腕部２６には、支軸３２の回動軸線３２ａに略直交する方向へ歯たけを有する第１歯３４及び第２歯３６が一体的に設けられる。それら第１歯３４及び第２歯３６は、各々の歯幅だけ回動軸線方向へ互いに異なる位置に配置されるとともに、ピッチ円周方向へ各々の歯厚だけ互いに異なる位置に配置され、以て回動軸線３２ａを中心に１つのピッチ円を規定できるように形成される。
【選択図】図４

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。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キーボードに関する。

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として、例えば特許文献１は、ベースと、ベース上に配置されるキートップと、互いに噛合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たキースイッチ装置を開示する。一対のリンク部材としては、側面視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ベースに回動可能に支持され、かつ他端でキートップに摺動可能に係合する形式のものと、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形式のものとが例示されている。各リンク部材は、互いに略平行に延びる一対の腕を有し、それら腕の先端領域に、ベース及びキートップのいずれか一方に回動可能に係合する支軸と、それら支軸の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有する複数の歯とがそれぞれ設けられている。

キートップは、これらリンク部材がそれぞれの歯同士を噛合させて支軸を中心に互いに反対方向へ回動するとともに、それぞれの他端がキートップ又は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略水平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実質的に寝かせた状態で収容される。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。

この種の噛合型のリンク部材を有する従来のキースイッチ装置では、各リンク部材の一対の腕の先端領域に設けた複数の歯が、各リンク部材の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有して外方へ突出するので、これら歯の枚数や寸法が、キースイッチ装置の高さ寸法に影響を及ぼす傾向がある。したがって、キースイッチ装置の全高を可及的に低減する目的で、従来、各リンク部材の一対の腕には、両リンク部材の連動を可能にする最小限の枚数（１〜３枚程度）の歯が設けられている（例えば特許文献２参照）。

特開平９−１９０７３５号公報 特開平１０−２８３０９９号公報

上記した従来の噛合型リンク部材を有するキースイッチ装置では、リンク部材に設けた歯の枚数を最小限に削減しているために、特にキートップの昇降動作（打鍵ストローク）の上限位置及び下限位置において、両リンク部材の歯同士の噛み合いが浅くなり、バックラッシの増加により両リンク部材のがたつきが生じ易くなる傾向があった。その結果、打鍵ストロークの上限位置（押し始め）から下限位置（押し終わり）に至る間のキートップの平行移動が不安定になり、キースイッチ装置の打鍵操作特性が悪化する懸念があった。特に、オペレータがキートップの上面外縁付近を打鍵したようなときに、キートップの平行移動が不安定になり易かった。また、両リンク部材のがたつき及びそれに起因するキートップのがたつきにより、打鍵操作中の騒音が増加することが危惧された。

さらに、例えば特許文献１に記載されるキースイッチ装置では、互いに噛み合った両リンク部材の少なくとも１枚の歯を受容可能な開口部をベースに形成することにより、キートップの打鍵ストロークの上限位置及び下限位置を低くするようにしている。しかし、ベースは、両リンク部材を回動可能又は摺動可能に支持し得る機械的強度を確保するために、ある程度の厚みが必要であり、その結果、キースイッチ装置の全高の低減に限界が生じていた。

本発明の目的は、一対の噛合型リンク部材を有するキースイッチ装置において、噛み合い部分のバックラッシによる両リンク部材のがたつき、及びそれに起因するキートップのがたつきを可及的に低減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、一対の噛合型リンク部材を有するキースイッチ装置において、キートップの打鍵ストローク及び打鍵操作特性に影響を及ぼすことなく、キースイッチ装置の非操作時及び押下げ時の全高を可及的に低減できるキースイッチ装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、そのようなキースイッチ装置を多数備え、打鍵操作特性に優れた低背型のキーボードを提供することにある。

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、互いに噛合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を具備す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、ベース及びキートップのいずれか一方に回動可能に係合する回動部と、回動部の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有する複数の歯とを備え、それら複数の歯が、１つのピッチ円を規定しつつ回動軸線方向へ各々の歯幅だけ互いに異なる位置に形成される第１歯及び第２歯を少なくとも含み、一方のリンク部材の第１歯及び第２歯がそれぞれ、他方のリンク部材の第２歯及び第１歯に同時に噛み合うように構成されることを特徴とするキースイッチ装置を提供する。

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、一対のリンク部材の各々が、互いに略平行に延びるとともに回動軸線を共有する一対の腕を有し、第１歯及び第２歯がそれら一対の腕の双方に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２に記載のキースイッチ装置において、第１歯と第２歯とが、一対の腕のそれぞれに互いに同一の配置で形成されるキースイッチ装置を提供する。

請求項４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、互いに噛合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具備するキースイッチ装置において、スイッチ機構は、キートップの下方でベース上に支持され、接点を有するシート状のメンブレンスイッチと、メンブレンスイッチ上に配置され、キートップの昇降動作に伴って弾性変形するとともにキートップが下降する間にメンブレンスイッチを押圧して接点を閉じる作動部材とを備え、ベースは、一対のリンク部材の各々に作用的に係合してそれらリンク部材を動作可能に支持する係合支持部を備え、係合支持部が、メンブレンスイッチの上方に突出することを特徴とす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４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は、ベース及びキートップのいずれか一方に回動可能に係合する回動部と、回動部の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有する１つ以上の歯とを備え、ベースが、それらリンク部材の少なくとも１つの歯を受容可能な開口部を有するキースイッチ装置を提供する。

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、一対のリンク部材の各々の回動部は、回動軸線に沿って延びる軸を備え、ベースの係合支持部は、軸を回動可能に支持する軸受孔を備えて、開口部に隣接して形成され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又は６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、一対のリンク部材の少なくとも１つの歯を受容可能な貫通穴を有し、貫通穴がベースの開口部に整合して配置されるキースイッチ装置を提供する。

請求項８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、互いに噛合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具備するキースイッチ装置において、ベースは、一対のリンク部材の各々に作用的に係合してそれらリンク部材を動作可能に支持する係合支持部を備える第１ベースと、第１ベースの下方に配置される第２ベースとを備え、スイッチ機構は、第１ベースと第２ベースとの間に挟持され、接点を有するシート状のメンブレンスイッチと、メンブレンスイッチ上に配置され、キートップの昇降動作に伴って弾性変形するとともにキートップが下降する間にメンブレンスイッチを押圧して接点を閉じる作動部材とを備え、一対のリンク部材の各々は、第１ベース及びキートップのいずれか一方に回動可能に係合する回動部と、回動部の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有する１つ以上の歯とを備え、第１ベース及び第２ベースの各々が、それらリンク部材の少なくとも１つの歯を受容可能な開口部を有することを特徴とす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８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、一対のリンク部材の少なくとも１つの歯を受容可能な貫通穴を有し、貫通穴が第１ベース及び第２ベースの各々の開口部に整合して配置されるキースイッチ装置を提供する。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９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。

本発明によれば、一対の噛合型リンク部材を有するキースイッチ装置において、噛み合い部分のバックラッシによる両リンク部材のがたつき、及びそれに起因するキートップのがたつきを可及的に低減し、以て打鍵操作時の騒音を低下させるとともに、打鍵操作性を向上させることが可能になる。さらに本発明によれば、キートップの打鍵ストローク及び打鍵操作特性に影響を及ぼすことなく、キースイッチ装置の非操作時及び押下げ時の全高を可及的に低減することが可能になる。そのようなキースイッチ装置を多数組込んだキーボードは、極めて優れた打鍵操作特性を有するものとなる。

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。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の実施形態によるキースイッチ装置１０の分解斜視図、図２及び図３はキースイッチ装置１０で使用されるリンク部材の拡大図、図４及び図５はキースイッチ装置１０の非操作時及び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スイッチ機構１８とを備えて構成される。

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２０を備える枠状部材である。ベース１２には、中心開口部２０を画成する一対の対向内周面１２ｂに沿って、二組の摺動係合部２２が前後方向（図４で左右方向、以下同）ヘ互いに離間して設けられる。各摺動係合部２２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２２ａが形成される。各組を成す２個の摺動係合部２２は、各々の案内溝２２ａをベース１２の一対の内周面１２ｂに沿った対応位置に配置する。さらに、各組で対応する側の摺動係合部２２は、ベース１２の内周面１２ｂに沿って前後方向へ整列配置される。

キートップ１４は、略矩形平面形状を有する皿状の部材であり、操作面１４ａの反対側の内面１４ｂに、二組の枢着部２４が前後方向へ互いに並置して形成される。各枢着部２４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２４ａと、内面１４ｂに略直交する方向へ延びて軸受穴２４ａに連通する切欠き２４ｂとが形成される。各組を成す２個の枢着部２４は、キートップ１４の内面１４ｂの前後方向中央領域で、後述する各リンク部材１６の一対の腕部２６を連結可能な距離だけ互いに離れて配置され、各々の軸受穴２４ａ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、各組で対応する側の枢着部２４は、キートップ１４の内面１４ｂ上で前後方向へ整列配置される。

一対のリンク部材１６は、互いに実質的同一の形状を有し、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。各リンク部材１６は、互いに平行に延びる一対の腕部２６と、それら腕部２６を各々の一端で相互に連結する連結部２８とを一体に備える。各腕部２６の、連結部２８に隣接した第１端には、連結部２８の反対側へ支軸３０がそれぞれ同軸状に突設され、各腕部２６の、連結部２８から離れた第２端には、支軸３０と同一側へ支軸３２がそれぞれ同軸状に突設される。各リンク部材１６は、各腕部２６の第１端に設けた支軸３０が摺動部として、ベース１２の各摺動係合部２２の案内溝２２ａに摺動自在に嵌入され、かつ各腕部２６の第２端に設けた支軸３２が回動部として、キートップ１４の各枢着部２４の軸受穴２４ａに回動自在に嵌入されて、キートップ１４とベース１２との間に配置される。したがって各リンク部材１６は、一対の腕部２６の支軸３２が共有する回動軸線３２ａ（図２）を中心として、後述するようにキートップ１４とベース１２との間で回動する。

図２及び図３に示すように、各リンク部材１６の一対の腕部２６には、それぞれの支軸３２に隣接する先端面に、支軸３２の回動軸線３２ａに略直交する方向へ歯たけを有する複数の歯３４、３６が一体的に設けられる。それら複数の歯３４、３６は、回動軸線３２ａを中心に１つのピッチ円を規定可能な１枚の第１歯３４と、第１歯３４に対し各々の歯幅だけ回動軸線方向へ互いに異なる位置に配置され、第１歯３４によるピッチ円と実質的同一のピッチ円を規定可能な２枚の第２歯３６とを含む。それら第１歯３４及び第２歯３６は、ピッチ円周方向へ各々の歯厚だけ互いに異なる位置に配置される。すなわち、これら複数の歯３４、３６は、２枚の第２歯３６の間に１枚の第１歯３４が噛合した状態で、支軸３２の回動軸線３２ａを中心として歯車状に円滑に回動できるような形状、寸法及び配置を有する。

各リンク部材１６の一対の腕部２６には、第１歯３４及び第２歯３６が互いに同一の配置で設けられる。すなわち、それら腕部２６の、回動軸線方向へ互いに対向する各々の内側に、第１歯３４と第２歯３６とがそれぞれ配置される。したがって、一対のリンク部材１６を、それらの第１歯３４及び第２歯３６を互いに噛合させて組合せると、一方のリンク部材１６の各腕部２６の第１歯３４及び第２歯３６は、他方のリンク部材１６の各腕部２６の第２歯３６及び第１歯３４に、それぞれ同時に噛み合うようになる。

一対のリンク部材１６の各々は、前述したように各腕部２６の第１端に設けた支軸３０を、ベース１２の各摺動係合部２２の案内溝２２ａに摺動自在に嵌入し、かつ各腕部２６の第２端に設けた支軸３２を、キートップ１４の各枢着部２４の軸受穴２４ａ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、一対のリンク部材１６は、一方のリンク部材１６の各腕部２６の第１歯３４及び第２歯３６と、他方のリンク部材１６の各腕部２６の第２歯３６及び第１歯３４とがそれぞれ噛み合わされ、それにより支軸３２を中心に互いに連動して回動できる。

したがってキートップ１４は、一対のリンク部材１６がそれぞれの支軸３２を中心に同期して反対方向へ回動するとともに、それぞれの支軸３０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略水平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限位置は、一対のリンク部材１６の各支軸３０の相互接近方向への摺動が、ベース１２の各摺動係合部２２の案内溝２２ａ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がこの上限位置から下降するに従い、一対のリンク部材１６の各支軸３０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限位置に達すると、一対のリンク部材１６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２０に受容される（図５）。

ここで、キースイッチ装置１０においては、一対のリンク部材１６の上記した特徴的構造により、キートップ１４の打鍵ストロークの上限位置から下限位置に至る全動作範囲で、両リンク部材１６の歯３４、３６同士の極めて安定した噛み合いを達成することができる。これは、キートップ１４の打鍵ストロークの全動作範囲に渡って両リンク部材１６が回動する間、図６に拡大して示すように、一方のリンク部材１６の各腕部２６の第１歯３４が、他方のリンク部材１６の噛合相手の各腕部２６の下側及び上側の第２歯３６ａ、３６ｂのいずれかに常に接触するようになっているからである。

詳述すれば、例えば打鍵ストロークの上限位置においては、一方のリンク部材１６の第１歯３４は、他方のリンク部材１６の下側の第２歯３６ａに接触して下方から支持されるが、他方のリンク部材１６の上側の第２歯３６ｂからは外れてバックラッシが生じている（図６（ａ）参照）。しかしこのとき、同じ一方のリンク部材１６の下側の第２歯３６ａは、他方のリンク部材１６の第１歯３４に接触して上方から相補的に支持されているので、互いに噛み合った第１歯３４と第２歯３６ａとの間のがたつきが実質的に排除される。

打鍵ストロークの上限位置からキートップ１４を押下げると、各リンク部材１６の第１歯３４が相手方リンク部材１６の上下の第２歯３６ａ、３６ｂとの噛み合いが徐々に深くなり、最深の噛み合い領域を経て、キートップ１４が打鍵ストロークの下限位置に到達する。この間、各リンク部材１６の第１歯３４と相手方リンク部材１６の第２歯３６ａ、３６ｂとの噛み合い状態は、上記した相補的な支持作用を発揮しつつ同時進行で安定的に推移するので、両リンク部材１６が円滑に連動して回動する。

打鍵ストロークの下限位置では、一方のリンク部材１６の第１歯３４は、他方のリンク部材１６の上側の第２歯３６ｂに接触して上方から支持されるが、他方のリンク部材１６の下側の第２歯３６ａとの接触が浅くなり、バックラッシが生じ始めている（図６（ｂ）参照）。しかしこのとき、同じ一方のリンク部材１６の上側の第２歯３６ｂは、他方のリンク部材１６の第１歯３４に接触して下方から相補的に支持されているので、互いに噛み合った第１歯３４と第２歯３６ｂとの間のがたつきが実質的に排除される。このようにして、キートップ１４の打鍵ストロークの上限位置から下限位置に至る全動作範囲で、一対のリンク部材１６同士は安定して確実に噛合連動し、その結果、両リンク部材１６のがたつき及びそれに起因するキートップ１４のがたつきが可及的に低減される。

キースイッチ装置１０のスイッチ機構１８は、各々に接点３８を担持する一対のシート基板４０を有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）４２と、キートップ１４とメンブレンスイッチ４２との間に配置され、キートップ１４の下降動作に伴い両接点３８を閉じるように作用する作動部材４４とから構成される。メンブレンスイッチ４２の一対のシート基板４０の間には、それらシート基板４０を所定間隔に支持して両接点３８を開状態に保持するスペーサ４６が設置される。

メンブレンスイッチ４２の両シート基板４０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３８が設けられる。それらシート基板４０は、ベース１２の下で支持板４８上に支持され、両接点３８は、互いに対向配置されるとともに、ベース１２の開口部２０の略中心に位置決めされる。作動部材４４は、ゴム材料から一体成形されたドーム状部材であり、ドーム頂部４４ａをキートップ１４側に向けた姿勢で、ベース１２の開口部２０内に配置される。作動部材４４は、無負荷時にはドーム頂部４４ａを上側のシート基板４０の上方に離隔して配置する。作動部材４４のドーム頂部４４ａの内面には、シート基板４０に向かって延びる柱状の押圧部（図示せず）が形成される。

一対のシート基板４０に担持された接点３８は、各シート基板４０が本質的に有するこしにより、スペーサ４６を介して通常は開状態に保持され、作動部材４４の押圧部の下方に位置決めされる。作動部材４４のドーム頂部４４ａにシート基板４０に接近する方向への外力が加わると、作動部材４４は弾性変形し、押圧部が上側のシート基板４０を外面から押圧することにより、一対の接点３８を閉じる。

ベース１２と上側のシート基板４０との間には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料から形成される可撓性を有するシート部材５０が設置される。作動部材４４はそのドーム開口端４４ｂで、シート部材５０の外面に適当な接着剤等により固定される。或いはシート部材５０を、作動部材４４と同一のゴム材料から作動部材４４に一体的に形成することもできる。

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、スイッチ機構１８の作動部材４４がドーム頂部４４ａ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上限位置（図４）に付勢支持する。このときメンブレンスイッチ４２は、一対の接点３８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４４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、キートップ１４が下限位置（図５）に達する直前に上側のシート基板４０を外面から押圧して接点３８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４４が弾性的に復元し、キートップ１４を上限位置へ復帰させるとともに、上側のシート基板４０が復元して接点３８が開く。

上記構成を有するキースイッチ装置１０では、前述したように、キートップ１４の打鍵ストロークの上限位置から下限位置に至る全動作範囲で、一対のリンク部材１６同士が安定して確実に噛合連動し、その結果、両リンク部材１６のがたつき及びそれに起因するキートップ１４のがたつきが可及的に低減される。それにより、打鍵ストロークの上限位置（押し始め）から下限位置（押し終わり）に至る間、キートップ１４は安定して平行移動するようになり、特に、オペレータがキートップ１４の上面外縁付近を打鍵したようなときにも、キースイッチ装置１０の打鍵操作特性を良好に維持することができる。しかも、両リンク部材１６及びキートップ１２のがたつきの低減により、打鍵操作中の騒音を効果的に低減することができる。したがってキースイッチ装置１０によれば、キートップの打鍵操作特性及び打鍵音に影響を及ぼすことなく、各リンク部材１６の両腕部２６に設ける歯３４、３６の枚数及び寸法を最小限にすることができ、結果としてキースイッチ装置１０の非操作時及び押下げ操作時の全高を可及的に低減することができる。

図７は、上記したキースイッチ装置１０を多数配列して構成されたキーボード５２を示す。キーボード５２では、前述した各キースイッチ装置１０におけるベース１２、メンブレンスイッチ４２の両シート基板４０、支持板４８、及び作動部材４４を固定したシート部材５０がいずれも、キーボード５２に組み込まれる全てのキースイッチ装置１０に対して共通する大判のベース１２′、シート基板４０′、支持板４８′、及び多数の作動部材４４を固定したシート部材５０′として形成できる。なお、前述したドーム状の作動部材４４を有するスイッチ機構１８の構成は、それ自体公知のものであり、本発明に係るキースイッチ装置１０及びキーボード５２は、上記構成以外の様々な構成を有するスイッチ機構を採用することができる。

図８及び図９は、非操作時及び押下げ操作時の全高を他の方法によって低減した本発明の第２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、ベース６２と、ベース６２の上方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６４ａを有するキートップ６４と、キートップ６４をベース６２の上方で昇降方向へ案内支持する一対のリンク部材６６と、キートップ６４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６８とを備えて構成される。

キースイッチ装置６０では、前述した第１の実施形態によるキースイッチ装置１０におけるベース１２が省略され、その代わりに、キースイッチ装置１０における支持板４８に対応する部材が、一対のリンク部材６６を支持するベース６２として構成されている。ベース６２は、例えば鋼製の板金材料から作製され、その一部分に打ち抜き及び曲げ加工を施すことにより、ベース６２の主表面６２ａ上に直立状に突出する一対の係合支持部７０が形成される。ベース６２にはさらに、それら係合支持部７０の互いに対向する側に隣接して、係合支持部７０の打ち抜き跡である開口部７２が形成される。各係合支持部７０には、板厚方向へ貫通する一対の軸受穴７０ａが設けられる。一対の係合支持部７０は、ベース１２の主表面６２ａ上で、後述する各リンク部材６６の一対の腕部７４を連結可能な距離だけ互いに平行に離れて配置され、各々の軸受穴７０ａ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。

キートップ６４は、略矩形平面形状を有する皿状の部材であり、操作面６４ａの反対側の内面６４ｂに、二組の摺動係合部７６が前後方向（図９で左右方向、以下同）ヘ互いに離間して設けられる。各摺動係合部７６は、キートップ６４の内面６４ｂから突出する壁部分を有してＬ字状に伸び、この壁部分と内面６４ｂとの間に、内面６４ｂに略平行に延びる案内溝７６ａが形成される。各組を成す２個の摺動係合部７６は、キートップ６４の内面６４ｂの前後端領域で、後述する各リンク部材６６の一対の腕部７４を連結可能な距離だけ互いに離れて配置され、各々の案内溝７６ａが互いに対向するように位置決めされる。さらに、各組で対応する側の摺動係合部７６は、キートップ６４の内面６４ｂ上で前後方向へ整列配置される。

キースイッチ装置６０のスイッチ機構６８は、前述した第１の実施形態によるキースイッチ装置１０のスイッチ機構１８と本質的に同一の構成を有する。したがって、対応の構成要素には同一の参照符号を付してその説明を省略する。ただしスイッチ機構６８においては、メンブレンスイッチ４２は、キートップ６４の下方でベース６２の主表面６２ａ上に固定的に載置され、各々に接点３８を担持する一対のシート基板４０の双方に、ベース６２の一対の開口部７２に整合して配置される一対の貫通穴７８が形成される。さらに、ドーム状の作動部材４４を固定してメンブレンスイッチ４２上に載置されるシート部材５０には、両シート基板４０の一対の貫通穴７８に整合して配置される一対の貫通穴８０が形成される。したがって、ベース６２に設けた一対の係合支持部７０は、両シート基板４０の一対の貫通穴７８及びシート部材５０の一対の貫通穴８０を通って、メンブレンスイッチ４２及びシート部材５０の上方に突出する。

キースイッチ装置６０の一対のリンク部材６６は、互いに実質的同一の形状を有し、それらの一端で互いに歯車状に連結されて側面視Ｖ字状に組合わされる。各リンク部材６６は、互いに平行に延びる一対の腕部７４と、それら腕部７４を各々の一端で相互に連結する連結部８２とを一体に備える。各腕部７４の、連結部８２から離れた他端には、連結部８２とは反対側へ支軸８４がそれぞれ同軸状に突設される。各リンク部材６６は、各腕部７４の連結部８２が摺動部として、キートップ６４の各摺動係合部７６の案内溝７６ａに摺動自在に嵌入され、かつ各腕部７４の他端に設けた支軸８４が回動部として、ベース６２の各係合支持部７０の軸受穴７０ａに回動自在に嵌入されて、キートップ６４とベース６２との間に配置される。

各リンク部材６６の一対の腕部７４には、それぞれの支軸８４に隣接する先端面に、支軸８４の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有する複数の歯８６が一体的に設けられる。一対のリンク部材６６は、一方のリンク部材６６の各腕部７４の複数の歯８６と、他方のリンク部材６６の各腕部７４の複数の歯８６とがそれぞれ噛み合わされることにより、支軸８４を中心に互いに連動して回動できるようになっている。したがって、各リンク部材６６の複数の歯８６は、連動相手のリンク部材６６の対応の腕部７４に同様に設けた複数の歯８６に噛合した状態で、歯車状に円滑に回動できるような形状、寸法及び配置を有する。このようにして各リンク部材６６は、キートップ６４の昇降動作に伴い、一対の腕部７４の支軸８４が共有する回動軸線を中心として、キートップ６４とベース６２との間で回動する。

キートップ６４は、一対のリンク部材６６がそれぞれの支軸８４を中心に同期して反対方向へ回動するとともに、それぞれの連結部８２がキートップ６４に沿って略水平方向へ摺動することにより、ベース６２に対し略鉛直方向へ、操作面６４ａを主表面６２ａに略平行に配置した所定の略水平姿勢を保持しつつ平行移動する。キートップ６４の打鍵ストロークの上限位置は、一対のリンク部材６６の各連結部８２の相互接近方向への摺動が、キートップ６４の各摺動係合部７６の案内溝７６ａ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９（ａ））。キートップ６４がこの上限位置から下降するに従い、一対のリンク部材６６の各連結部８２は、キートップ６４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６４が打鍵ストロークの下限位置に達すると、一対のリンク部材６６はキートップ６４の内面６４ｂ側に収容される（図９（ｂ））。

キースイッチ装置６０では、ベース６２の一対の開口部７２、メンブレンスイッチ４２の一対の貫通穴７８、及びシート部材５０の一対の貫通穴８０が、いずれもリンク部材６６の少なくとも１つの歯８６を円滑に受容可能な寸法及び形状を有して形成される。例えばキートップ６４が打鍵ストロークの上限位置にあるときには、図９（ａ）に示すように、一対のリンク部材６６の互いに噛み合った複数の歯８６の幾つかは各支軸８４よりも下方に延出するが、このときそれら下方に延びる歯８６が、シート部材５０の一対の貫通穴８０、メンブレンスイッチ４２の一対の貫通穴７８、及びベース６２の一対の開口部７２に円滑に受容される。したがって、各リンク部材６６の支軸８４を支持する軸受穴７０ａを、可及的に低く配置することが可能になり、その結果、ベース６２に設けた各係合支持部７０の高さを可及的に低くすることができる。

上記構成を有するキースイッチ装置６０では、キートップ６４とメンブレンスイッチ４２との間に配置されるベースを排除し、従来、メンブレンスイッチ４２の下方に配置されている支持板をベース６２として併用したので、一対のリンク部材６６を回動可能又は摺動可能に支持し得る機械的強度を確保しつつ、キースイッチ装置６０の全高が効果的に低減される。しかも上記したように、一対のリンク部材６６の互いに噛み合った複数の歯８６の幾つかを受容可能な貫通穴８０、７８及び開口部７２を、それらリンク部材６６の下方に位置するシート部材５０、メンブレンスイッチ４２及びベース６２に設けたので、ベース６２の各係合支持部７０を可及的に低くできる。したがってキースイッチ装置６０によれば、キートップ６４の打鍵ストローク及び打鍵操作特性に影響を及ぼすことなく、キースイッチ装置６０の非操作時及び押下げ時の全高を可及的に低減できる。

上記構成においては、各リンク部材６６の腕部７４に設けた支軸８４を、ベース６２の各係合支持部７０に設けた軸受穴７０ａに容易に取付けることができるようにする手段を付加することが望ましい。例えば図１０（ａ）に示すように、支軸８４の円筒状外面に軸線方向へ延びる平坦面８４ａを形成してＤ形断面の支軸８４とするとともに、係合支持部７０には軸受穴７０ａに連通する切欠き７０ｂを形成することができる。この構成では、支軸８４の平坦面８４ａを縦にして切欠き７０ｂを通すことで相互の干渉が回避され、支軸８４を軸受穴７０ａに容易に挿入することができる。或いは図１０（ｂ）に示すように、支軸８４の円筒状外面にテーパ面８４ｂを設けることもできる。この構成では、支軸８４のテーパ面８４ｂを係合支持部７０に干渉させることにより、リンク部材６６の腕部７４の撓曲が促進され、結果として、支軸８４を軸受穴７０ａに容易に挿入することができる。

なお、支持板をベースとして併用するとともに、このベースに、各リンク部材に作用的に係合してそれらリンク部材を動作可能に支持する係合支持部を設ける構成は、上記した実施形態に限らず、例えば図１のキースイッチ装置１０におけるようなリンク部材の構成に対しても採用できる。この場合、ベースの係合支持部は、リンク部材の摺動部（例えば図１のリンク部材１６の支軸３０）を摺動可能に支持する摺動係合部として形成される。また、上記したキースイッチ装置６０におけるメンブレンスイッチ４２及びシート部材５０は、貫通穴７８、８０を有する代わりに、一対のリンク部材６６の互いに噛み合った複数の歯８６に接触しないような外形を有することもできる。また、図７に示すキーボード５２と同様に、上記したキースイッチ装置６０を多数配列して備えるキーボードを構成できることは言うまでもない。

図１１は、非操作時及び押下げ操作時の全高を低減した本発明の第３の実施形態によるキースイッチ装置９０を示す。キースイッチ装置９０は、ベースの構成以外は、前述した第２の実施形態によるキースイッチ装置６０と本質的に同一の構成を有する。したがって、対応の構成要素には同一の参照符号を付してその説明を省略する。

キースイッチ装置９０のベースは、一対のリンク部材６６の各々に作用的に係合してそれらリンク部材６６を動作可能に支持する係合支持部９２を備える第１ベース９４と、第１ベース９４の下方に配置される第２ベース９６とを備えて構成される。それら第１ベース９４と第２ベース９６との間には、スイッチ機構６８を構成するメンブレンスイッチ４２と作動部材４４を固定したシート部材５０とが挟持される。

第１ベース９４は、前述したキースイッチ装置１０におけるベース１２に対応する部材であり、キートップ６４によって遮蔽される略円形の中心開口部９８と、中心開口部９８の両側に貫通形成される矩形開口部からなる一対の係合支持部９２とを備える。各係合支持部９２の内壁には、２個の軸受穴９２ａが前後方向ヘ互いに離間かつ整列して設けられる。各係合支持部９２は、一対のリンク部材６６の互いに噛合した複数の歯８６と支軸８４とを含む腕部７４の先端領域を円滑に受容可能な寸法及び形状を有する。また、各係合支持部９２の２個の軸受穴９２ａには、噛合状態にある一対のリンク部材６６の支軸８４がそれぞれ回動自在に嵌入される。さらに、中心開口部９８には、ドーム形の作動部材４４が受容される。

第２ベース９６は、前述したキースイッチ装置１０における支持板４８に対応する部材であり、第１ベース９４の一対の係合支持部９２に整合する位置に、同様に矩形状の一対の開口部１００が形成される。各開口部１００は、噛合状態にある一対のリンク部材６６の少なくとも１つの歯８６を受容可能な寸法及び形状を有する。メンブレンスイッチ４２の一対のシート基板４０に形成した一対の貫通穴７８と、シート部材５０に形成した一対の貫通穴８０とは、第１ベース９４の一対の係合支持部９２及び第２ベース９６の一対の開口部１００に、それぞれ整合して配置される。

上記構成を有するキースイッチ装置９０では、キートップ６４とメンブレンスイッチ４２との間に配置される第１ベース９４に、リンク部材６６を支持するための係合支持部９２を貫通開口部として形成するとともに、一対のリンク部材６６の互いに噛み合った複数の歯８６の幾つかを受容可能な貫通穴８０、７８及び開口部１００を、第１ベース９４の下方に位置するシート部材５０、メンブレンスイッチ４２及び第２ベース９６に設けたので、一対のリンク部材６６を回動可能又は摺動可能に支持し得る機械的強度を確保しつつ、キースイッチ装置９０の全高が効果的に低減される。したがってキースイッチ装置９０によれば、キートップ６４の打鍵ストローク及び打鍵操作特性に影響を及ぼすことなく、キースイッチ装置９０の非操作時及び押下げ時の全高を可及的に低減することができる。

本発明の第１の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１のキースイッチ装置で使用されるリンク部材の拡大斜視図である。 図１のキースイッチ装置で使用されるリンク部材の、（ａ）拡大左側面図、及び（ｂ）拡大右側面図である。 図１のキースイッチ装置の組立時の線IV−IVに沿った断面図で、キートップが打鍵ストロークの上限位置にある状態を示す。 図４に対応するキースイッチ装置の断面図で、キートップが打鍵ストロークの下限位置にある状態を示す。 図１のキースイッチ装置における一対のリンク部材の噛合状態を示す拡大図で、（ａ）キートップが打鍵ストロークの上限位置にあるとき、及び（ｂ）キートップが打鍵ストロークの下限位置にあるときを示す。 本発明の一実施形態によるキーボードの一部切欠き斜視図である。 本発明の第２の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８のキースイッチ装置の組立時の線IX−IXに沿った断面図で、（ａ）キートップが打鍵ストロークの上限位置にある状態、及び（ｂ）キートップが打鍵ストロークの下限位置にある状態を示す。 図８のキースイッチ装置におけるリンク部材とベースとの係合部位の拡大図で、（ａ）一変形例による支軸及び係合支持部の拡大斜視図、及び（ｂ）他の変形例による支軸及び係合支持部の拡大斜視図である。 本発明の第３の実施形態によるキースイッチ装置の分解斜視図である。

符号の説明

１０、６０、９０ キースイッチ装置
１２、６２ ベース
１４、６４ キートップ
１６、６６ リンク部材
１８、６８ スイッチ機構
３０、３２、８４ 支軸
３４ 第１歯
３６ 第２歯
４２ メンブレンスイッチ
４４ 作動部材
４８ 支持板
５０ シート部材
５２ キーボード
７０、９２ 係合支持部
７２、１００ 開口部
７８、８０ 貫通穴
８６ 歯

Claims (3)

1. ベースと、該ベース上に配置されるキートップと、互いに噛合連動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スイッチ機構とを具備するキースイッチ装置において、
   前記ベースは、前記一対のリンク部材の各々に作用的に係合してそれらリンク部材を動作可能に支持する係合支持部を備える第１ベースと、該第１ベースの下方に配置される第２ベースとを備え、
   前記スイッチ機構は、前記第１ベースと前記第２ベースとの間に挟持され、前記接点を有するシート状のメンブレンスイッチと、該メンブレンスイッチ上に配置され、該キートップの昇降動作に伴って弾性変形するとともに該キートップが下降する間に該メンブレンスイッチを押圧して該接点を閉じる作動部材とを備え、
   前記一対のリンク部材の各々は、前記第１ベース及び前記キートップのいずれか一方に回動可能に係合する回動部と、該回動部の回動軸線に略直交する方向へ歯たけを有する１つ以上の歯とを備え、前記第１ベース及び前記第２ベースの各々が、それらリンク部材の少なくとも１つの該歯を受容可能な開口部を有すること、
   を特徴とするキースイッチ装置。
2. 前記メンブレンスイッチが、前記一対のリンク部材の少なくとも１つの前記歯を受容可能な貫通穴を有し、該貫通穴が前記第１ベース及び前記第２ベースの各々の前記開口部に整合して配置される、請求項１に記載のキースイッチ装置。
3. 請求項１又は２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。

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