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JP3718838B2 - Key switch - Google Patents
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Description

本発明は、飛び移り座屈を利用するキースイッチに関し、特に、複数の部品を連続体としたキースイッチの構造に関する。   The present invention relates to a key switch using jump buckling, and more particularly, to a key switch structure including a plurality of parts as a continuous body.

近年、携帯用パーソナルコンピュータ等の情報機器において小型化や薄型化が進み、コンピュータ本体はもとよりキーボードにおいてもその小型化や薄型化が望まれている。キーボードは、複数のキースイッチを二次元的に配置したものである。   2. Description of the Related Art In recent years, information devices such as portable personal computers have been reduced in size and thickness, and it has been desired to reduce the size and thickness of a keyboard as well as a computer body. The keyboard is a two-dimensional arrangement of a plurality of key switches.

良好な操作性を得るためには、ノート型パソコンのキースイッチは、3mm前後のキーストロークと、0.4〜0.5Nの最大反力を備えていることが必要とされ、キーを押したとき常に反力があり、除荷したとき素早く元の形状に戻ることが要求される。また、感覚的な要素として、キーを押したときにクリック感があることが要求される。このような要求を満たすために用いられている従来の一般的な構造は、キーストローク及びキートップの水平姿勢を確保するためのパンタグラフ機構と、反力及びクリック感を発生するラバードームとを併用した構造である。   In order to obtain a good operability, the key switch of the notebook computer is required to have a key stroke of about 3 mm and a maximum reaction force of 0.4 to 0.5 N. Sometimes there is a reaction force, and it is required to quickly return to its original shape when unloaded. Also, as a sensory element, it is required that there is a click feeling when a key is pressed. The conventional general structure used to satisfy these requirements is a combination of a pantograph mechanism for ensuring the horizontal posture of the key stroke and key top, and a rubber dome that generates a reaction force and a click feeling. This is the structure.

一方、良好なクリック感を得るために金属箔の飛び移り座屈を利用するものが特許文献1に提案されている。飛び移り座屈は、シェル構造や扁平な曲がりはり構造に見られる現象であり、キースイッチ等の入力装置のクリック感を出すためなどに使われている。シェル構造とは、薄肉の湾曲した立体構造をいい、その立体的な剛性で自重や外力に抵抗させるものである。   On the other hand, Patent Document 1 proposes using a jumping buckling of a metal foil in order to obtain a good click feeling. Jump buckling is a phenomenon seen in shell structures and flat curved beam structures, and is used to give a click feeling to input devices such as key switches. The shell structure refers to a thin curved three-dimensional structure, and resists its own weight and external force with its three-dimensional rigidity.

特許文献1は、円椀状のタクトばね(文献中符号2)を用いたキースイッチに関するものであり、タクトばねが座屈反転することによりクリック感が得られる。「タクトばね2の周縁部は、周縁固定接点7に常時接触している」(段落番号0013)とあるため、タクトばねは、周縁固定接点に接着固定されているか、もしくは単に接触させていると考えられる。また、当該文献の図1から、このタクトばねの形状は、座屈反転したときに周辺方向に歪み荷重が発生すると思われ、タクトばね自体には座屈反転したときに発生する歪み荷重を吸収する機構がないため、周縁固定接点にて歪み荷重が作用すると考えられる。
特開平11−7862号公報
Patent Document 1 relates to a key switch that uses a circular tactile spring (reference numeral 2 in the literature), and a tactile spring is buckled and reversed to obtain a click feeling. Since the “peripheral portion of the tact spring 2 is always in contact with the peripheral fixed contact 7” (paragraph number 0013), the tact spring is adhesively fixed to the peripheral fixed contact or simply contacted. Conceivable. Further, from FIG. 1 of this document, the shape of this tact spring seems to generate a strain load in the peripheral direction when buckling is reversed, and the tact spring itself absorbs the strain load generated when buckling is reversed. Since there is no mechanism to do so, it is considered that a strain load acts on the peripheral fixed contact.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-7862

パンタグラフとラバードームを併用する構造は、1個のキートップ毎に一組のパンタグラフ機構を用いることから、部品数が非常に多くなり、組立コストも大きくなっている。特許文献1記載の構造は、パンタグラフ機構を用いていない点で構造が単純化される長所がある。 The structure using both the pantograph and the rubber dome uses one set of pantograph mechanisms for each key top, so that the number of parts is very large and the assembling cost is also increased. Structure of Patent Document 1, the advantages there Ru structural lies in not using a pantograph mechanism is simplified.

しかし、タクトばねは金属材料にてスイッチ数に応じて個々に作成され、周縁固定接点も同様に個々に作成され、キースイッチ配列に応じて一つずつ組み立てられるため、部品加工工数や組立工数を更に削減することが望まれる。また、タクトばねを得るためには、金属ばね材料を円椀状にフォーミングする必要がある。板状の金属板をプレス加工等により円椀状に加工することは、金属板を折り曲げる加工に比べて高精度の技術が必要とされ、円椀状のタクトばね形状が非対称形状となってしまった場合は、座屈反転するときの形状が傾き、良好なクリック感が得られない等、信頼性の低下を招くこととなる。 However, tact springs are individually made of metal materials according to the number of switches, and peripheral fixed contacts are also made individually and assembled one by one according to the key switch arrangement. Further reduction is desired. Further, in order to obtain a tact spring, it is necessary to form a metal spring material into a circular shape. Processing a plate-shaped metal plate into a circular shape by pressing or the like requires higher precision than the processing of bending a metal plate, and the shape of the circular-shaped tact spring becomes asymmetric. In such a case, the shape when the buckling is reversed is inclined, and a good click feeling is not obtained.

本発明は、上記の問題を解決するものであり、金属板の飛び移り座屈を利用したキースイッチを汎用の技術にて容易に作成することができ、部品点数及び組み立て工数の低減が可能キースイッチを提供することを課題とするものである。 The present invention is intended to solve the above problems, it is possible to easily create a key switch using through buckling of the metal plate at a general-purpose technique, which can reduce the number of parts and assembling steps It is an object to provide a key switch.

本発明の請求項1記載のキースイッチは、スイッチ部の上部を覆うように形成された一枚の金属箔からなるクリックプレート2と、上記クリックプレートの上面に当接するキートップ4を備え、キートップ4を押圧するとクリックプレート2の下方に位置する突起が上記スイッチ部を押圧するキースイッチにおいて、上記クリックプレート2の単位要素2bが、四辺中央部に外側に突出する撓み片2o、2m、2nを備えた正方形2dを基本形状とし、この基本形状における上記正方形の対角線及び四辺において上凸状に折り曲げられてシェル構造を形成している。   A key switch according to a first aspect of the present invention includes a click plate 2 made of a single metal foil formed so as to cover an upper portion of the switch portion, and a key top 4 that comes into contact with the upper surface of the click plate. In a key switch in which a protrusion located below the click plate 2 presses the switch portion when the top 4 is pressed, the unit elements 2b of the click plate 2 are bent pieces 2o, 2m, 2n protruding outward at the center of the four sides. A square 2d having a basic shape is formed as a basic shape, and is bent upwardly at the diagonal and four sides of the square in the basic shape to form a shell structure.

この発明によれば、正方形2dの四辺中央に設けた撓み片2o、2m、2nにより、必要なキーストロークが容易に得られ、かつ正方形2d部分のシェル構造における飛び移り座屈によって、良好なクリック感を得ることができる。撓み片2o、2m、2nは舌片状に形成されるが、先端側が幅狭になる形状とすることにより、ストローク途中における反力を調整できる。また、シェル構造も直線的な折り曲げ線を組み合わせることによって形成されるため、プレス加工も容易である。   According to the present invention, the necessary keystrokes can be easily obtained by the flexure pieces 2o, 2m and 2n provided at the center of the four sides of the square 2d, and a good click can be obtained by the jumping buckling in the shell structure of the square 2d portion. A feeling can be obtained. The bending pieces 2o, 2m, and 2n are formed in a tongue shape, but the reaction force during the stroke can be adjusted by making the tip side narrower. Moreover, since the shell structure is also formed by combining linear fold lines, press working is also easy.

更に、クリックプレートの各単位要素2bの頂部が四角錐状に成形されるので、この上に接するキートップの裏面4bをこの四角錐に対応する四角錐状の凹部とすることにより、パンタグラフを用いなくてもキートップの水平姿勢を維持することができる。   Furthermore, since the top part of each unit element 2b of the click plate is formed in a quadrangular pyramid shape, a pantograph is used by making the back surface 4b of the key top in contact therewith a quadrangular pyramid recess corresponding to the quadrangular pyramid. Even without it, the horizontal posture of the key top can be maintained.

クリックプレート2上のキートップ4は、各単位要素2bの頂部に接着して設ける構造、キートップ裏面に設けた突起4aをシェルの頂部に設けた貫通孔2gに挿通して固定する構造、多数のキートップ4をキートップ相互の間に可撓性を持たせたシート状に一体成形する構造などを採用できる。なお、クリックプレート2の飛び移り座屈は、各単位要素における正方形2d部分の周縁部で起こり、上記形態によるキートップ4の水平保持作用が座屈変形によって妨げられることはない。   The key top 4 on the click plate 2 has a structure in which the key top 4 is bonded to the top of each unit element 2b, a structure in which a protrusion 4a provided on the back surface of the key top is inserted into and fixed to a through hole 2g provided in the top of the shell. It is possible to adopt a structure in which the key tops 4 are integrally formed in a sheet shape with flexibility between the key tops. The jump buckling of the click plate 2 occurs at the peripheral edge of the square 2d portion of each unit element, and the horizontal holding action of the key top 4 according to the above form is not hindered by the buckling deformation.

本発明の請求項2記載のキースイッチは、請求項1記載の発明を前提として、クリックプレート2の上記基本形状が、上記正方形2dの角に四辺の各中央において外接する外接正方形2cの各辺に切り欠きを設けることにより形成され、上記単位要素が、上記外接正方形における一つの対角線の両端部に連結片2fを備え、当該連結片を前記金属箔からなる連結枠2aに連続させることにより、前記クリックプレートが複数の単位要素2bを連続した形状であることを特徴とする。 In the key switch according to claim 2 of the present invention, on the premise of the invention according to claim 1, each side of the circumscribed square 2c in which the basic shape of the click plate 2 circumscribes the corner of the square 2d at each center of the four sides is provided. The unit element is provided with connecting pieces 2f at both ends of one diagonal line in the circumscribed square , and the connecting pieces are connected to the connecting frame 2a made of the metal foil. The click plate has a shape in which a plurality of unit elements 2b are continuous .

←0006,0008
金属箔のクリックプレートは、ラバードームのような歪み荷重の吸収作用を備えていないので、キートップが押されてタクトバネが座屈反転するときの歪み荷重が周辺固定接点などの周辺部材に伝達され、疲労破壊の原因となると考えられる。
← 0006,0008
The metal foil click plate does not have a strain load absorbing function like the rubber dome, so the strain load when the key top is pressed and the tact spring is buckled and reversed is transmitted to the peripheral fixed contacts and other peripheral members. It is thought to cause fatigue failure.

請求項2の発明によれば、連結片2fに座屈変形時の歪み荷重を吸収する可撓性を持たせることにより、各単位要素2bにつき2箇所設けられた連結片2fによって、座屈変形時の歪み荷重を吸収できる。According to the invention of claim 2, the connecting piece 2f is flexibly deformed by the connecting pieces 2f provided at two locations for each unit element 2b by giving the connecting piece 2f flexibility to absorb the strain load at the time of buckling deformation. The strain load at the time can be absorbed.

この発明によれば、クリックプレート2が、連結片2fを介して単位要素2bを複数連続した形状であることから、一枚の金属箔にて複数の単位要素2bを有するクリックプレート2を作成することができる。   According to the present invention, since the click plate 2 has a shape in which a plurality of unit elements 2b are connected via the connecting piece 2f, the click plate 2 having the plurality of unit elements 2b is formed with a single metal foil. be able to.

本発明の請求項記載のキースイッチは、請求項1記載の発明を前提として、クリックプレート2が複数の単位要素2bを備え、各単位要素は、撓み片の一個2mの先端に水平方向に折り曲げられた連結片2kと、当該一個の撓み片に対向する撓み片(2n)の先端に水平方向に折り曲げられたスライド片(2p)とを備え、隣接する単位要素2bが、上記連結片を介して互いに連結されていることを特徴とする。 In the key switch according to claim 3 of the present invention, on the premise of the invention according to claim 1, the click plate 2 is provided with a plurality of unit elements 2b, and each unit element is arranged horizontally at the tip of a 2 m piece of bending piece. A bent connecting piece 2k and a slide piece (2p) bent in the horizontal direction at the tip of the bending piece (2n) facing the one bending piece , the adjacent unit element 2b includes the connecting piece. It is characterized by being connected to each other.

この発明によれば、各単位要素2bが押圧されたときに各単位要素の周辺部に生ずる水平方向の歪み荷重が連結片2kが設けられていない3方向に拡散されるので、連結片2kに切り込みなどの歪み荷重の吸収構造を持たせる必要がなく、加工性及び耐久性の点で有利である。   According to the present invention, when each unit element 2b is pressed, the horizontal strain load generated in the peripheral portion of each unit element is diffused in three directions where the connection piece 2k is not provided. It is not necessary to have a strain load absorbing structure such as a notch, which is advantageous in terms of workability and durability.

スライド片2pは、連結片2kを備えた撓み片2mを除くすべての撓み片2n、2oに設けることもできる。   The slide piece 2p can also be provided on all of the bending pieces 2n and 2o except the bending piece 2m provided with the connecting piece 2k.

また請求項記載のキースイッチは、請求項記載の発明を前提として、クリックプレート2が、固定プレート5と上記単位要素2bのシェルを露出させる窓6aを備えた固定カバー6との間に、上記連結片2kとスライド片2pとを挟持されて積層されていることを特徴とする。 In the key switch according to claim 4 , on the premise of the invention according to claim 3 , the click plate 2 is provided between the fixed plate 5 and the fixed cover 6 having the window 6a for exposing the shell of the unit element 2b. The connecting piece 2k and the slide piece 2p are sandwiched and stacked.

各単位要素を連結する連結片2kは、固定プレート5と固定カバー6とで挟持されて固定される。一方、スライド片2pは、固定プレート5と固定カバー6との間で水平方向に滑動自在に保持されることから、個々の単位要素2bの歪み荷重を開放可能な状態で複数のキースイッチを容易に組立てることが可能になる。   The connecting piece 2k that connects each unit element is sandwiched and fixed between the fixed plate 5 and the fixed cover 6. On the other hand, since the slide piece 2p is slidably held in the horizontal direction between the fixed plate 5 and the fixed cover 6, a plurality of key switches can be easily operated in a state in which the strain load of each unit element 2b can be released. Can be assembled.

また、請求項記載のキースイッチは、前記各請求項記載のキースイッチにおいて、クリックプレート2を形成する金属箔の板厚が、キースイッチに入力される座屈荷重の3乗根から算出されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the thickness of the metal foil forming the click plate 2 is calculated from the third root of the buckling load input to the key switch. It is characterized by.

この発明によれば、キースイッチに入力される座屈荷重の仕様値あるいは予想値から、クリックプレート2を形成する金属箔の板厚を容易に算出することができる。   According to the present invention, the plate thickness of the metal foil forming the click plate 2 can be easily calculated from the specification value or the predicted value of the buckling load input to the key switch.

上記のような本願発明の構成及び作用により、ノート型パソコンに要求されるキーストロークと、押圧反力及びクリック感をすべて備え、部品点数が少なく、かつ組立の容易なキースイッチを得ることができる。すなわち、クリックプレートの各単位要素2bが備える正方形2dと撓み片2o、2m、2nとを組合せたシェル構造により、所望のキーストローク、押圧反力及びクリック感を得ることができ、キートップ4を各単位要素2bの頂部に安定に保持できることから、キートップの平行を保持するパンタグラフ機構も不要になる。そして、押圧時にシェル周縁部に生ずる歪み荷重が吸収ないし開放された状態で複数の単位要素2bを1枚の金属板から一体成形でき、かつクリックプレート2を固定プレート5と固定カバー6で単に挟持するのみで、複数のキースイッチを組立てることができる。   With the configuration and operation of the present invention as described above, it is possible to obtain a key switch that has all of the key strokes required for a notebook computer, pressing reaction force, and click feeling, has a small number of parts, and is easy to assemble. . That is, a desired key stroke, pressing reaction force, and click feeling can be obtained by a shell structure combining the square 2d of each unit element 2b of the click plate and the flexure pieces 2o, 2m, 2n. Since it can be stably held at the top of each unit element 2b, a pantograph mechanism for maintaining the parallelism of the key tops is also unnecessary. A plurality of unit elements 2b can be integrally formed from a single metal plate in a state in which the strain load generated at the peripheral edge of the shell is absorbed or released when pressed, and the click plate 2 is simply sandwiched between the fixed plate 5 and the fixed cover 6. It is possible to assemble a plurality of key switches by simply doing.

更に、クリックプレート2を一枚の金属箔で構成することができるため、従来のように複雑な部品を多数使用したり、複雑な組み立てをしたりする必要がなく、部品点数及び組み立て工数の大幅な削減を図ることができる。また、クリックプレート2が複数の単位要素2bを連続した形状とすることも可能であり、一枚の金属箔をプレス切断及びプレス加工することにより一括成型することが可能である。このとき、プレス切断する辺及びプレス加工する折り曲げ部がすべて直線で構成されるため、いずれの加工においても容易に行うことができ、コスト低減を図ることができる。さらに、一枚の金属箔の一括成型によってクリックプレート2を作成できるため、部品点数及び組み立て工数の大幅な削減が図られることとなる。   Furthermore, since the click plate 2 can be composed of a single metal foil, it is not necessary to use many complicated parts or perform complicated assembly as in the past, and the number of parts and assembly man-hours are greatly increased. Reduction can be achieved. In addition, the click plate 2 can have a plurality of unit elements 2b in a continuous shape, and can be collectively formed by press-cutting and pressing a single metal foil. At this time, the sides to be press-cut and the bent portions to be press-processed are all formed by straight lines, so that any processing can be easily performed, and the cost can be reduced. Furthermore, since the click plate 2 can be created by batch molding of a single metal foil, the number of parts and assembly man-hours can be greatly reduced.

また、複数の単位要素2bが連続していても、連結片2f、2kにより単位要素2bの座屈反転による歪み荷重を吸収させ、あるいは連結片が設けられていない3方に拡散させる構造とすることにより、隣接する単位要素等の周辺部へ歪み荷重が影響することが抑制され、高い信頼性を保つことができる。例えば、近接する複数のキースイッチを押下しても導通不良等の不具合に至ることはない。 In addition, even when a plurality of unit elements 2b are continuous, a strain load due to buckling inversion of the unit elements 2b is absorbed by the connecting pieces 2f and 2k, or diffused in three directions where no connecting pieces are provided. As a result, the influence of the strain load on the peripheral portions of adjacent unit elements and the like is suppressed, and high reliability can be maintained. For example, even if a plurality of adjacent key switches are pressed, problems such as poor conduction do not occur.

また、本発明によれば、キースイッチに入力される座屈荷重から板厚が算出されるため、キースイッチの使用目的に応じた設計が容易に行われることとなる。   In addition, according to the present invention, since the plate thickness is calculated from the buckling load input to the key switch, the design according to the purpose of use of the key switch is easily performed.

以下に、本発明の第1の実施の形態として、パーソナルコンピュータ等のキーボードに使用されるキースイッチを例に図面を引用しながら説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a key switch used in a keyboard of a personal computer or the like.

本実施の形態のキースイッチのクリックプレート部分の概観図を図1ないし図3に、実装状態の断面図を図4に示す。図4に示すように、キースイッチ1は、クリックプレート2と、キートップ4とを備えている。クリックプレート2は、金属箔として厚さtが0.05mmのステンレス(SUS304)の箔からなり、マトリクス状の連結枠2aに単位要素2bが連結された形状である。   An overview of the click plate portion of the key switch of this embodiment is shown in FIG. 1 to FIG. 3, and a sectional view of the mounted state is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the key switch 1 includes a click plate 2 and a key top 4. The click plate 2 is made of stainless steel (SUS304) foil having a thickness t of 0.05 mm as a metal foil, and has a shape in which unit elements 2b are connected to a matrix-like connecting frame 2a.

図2に示すように、単位要素2bは、外接正方形2cに内接する内接正方形2dの角部2eを出現させるよう、外接正方形板2cの四辺に切り欠きを設け、連結枠2aの隅部に設けた連結片2fの先端を外接正方形2cの一本の対角線の両端にそれぞれ連結させた形状である。また、内接正方形2dの中央近辺には貫通孔2gが4箇所設けられ、連結片2fにおける内接正方形2dとの接続部近辺には、歪み荷重を吸収する水平方向の可撓性を付与するための切り込み2hが数箇所形成されている。   As shown in FIG. 2, the unit element 2b is provided with notches on the four sides of the circumscribed square plate 2c so that corners 2e of the inscribed square 2d inscribed in the circumscribed square 2c appear, and corners of the connecting frame 2a are provided. It is the shape which connected the front-end | tip of the provided connection piece 2f to the both ends of one diagonal of the circumscribed square 2c, respectively. Further, four through holes 2g are provided in the vicinity of the center of the inscribed square 2d, and in the vicinity of the connecting portion of the connecting piece 2f with the inscribed square 2d, horizontal flexibility for absorbing a strain load is imparted. For this purpose, several notches 2h are formed.

さらに、図3に示すように、内接正方形2dの対角線2i及び四辺(撓み片の根本部分)が緩やかな角度で上凸方向に折り曲げられ、単位要素2bが内接正方形と四枚の撓み片からなるシェル構造を形成している。   Further, as shown in FIG. 3, the diagonal line 2i and the four sides (the base part of the bending piece) of the inscribed square 2d are bent in an upward convex direction at a gentle angle, so that the unit element 2b has an inscribed square and four bending pieces. The shell structure which consists of is formed.

本実施の形態において、金属箔としてステンレス箔を使用したが、本発明はこれを限定するものではなく、リン青銅等の他の金属箔を使用することも本発明に含まれる。様々な金属箔のうち、ステンレス箔は、強度、耐食及び耐熱性に優れているため、耐久性を重視する精密機械部品にも利用されており、高い信頼性を有している。   In the present embodiment, a stainless steel foil is used as the metal foil, but the present invention is not limited to this, and the use of other metal foils such as phosphor bronze is also included in the present invention. Among various metal foils, stainless steel foils are excellent in strength, corrosion resistance, and heat resistance. Therefore, they are also used in precision machine parts that place importance on durability, and have high reliability.

本実施の形態のクリックプレート2は、図1に示される形状となるようにステンレス箔をプレス切断し、図3に示される立体形状となるようにプレス加工することにより、全体を一括成型することができる。図2は、単位要素2bの拡大図である。このとき、プレス切断する辺及びプレス加工する線(折り曲げ部)が、全て直線であるため、いずれの加工も容易に行うことができる。さらに、全体が一括成型されるため、単位要素2bごとに個々の部品を生産して組み立てる必要はなく、キーボード構造のキー配列に適した形状にて一括成型が可能であるため、工数及びコストを大幅に低減させることができる。また、通常、個々の部品を組み立てる際は、配置のばらつき等による組み立て精度の劣化が避けられないが、本実施の形態のように特定の機能を持つ部品が連続した形態(機能的連続体とも呼ばれる)にて作成できる場合は、このような組み立て精度に関する問題をも解決することができる。   The click plate 2 of the present embodiment is formed by batch molding the whole by press-cutting the stainless steel foil so as to have the shape shown in FIG. 1 and press-processing so as to have the three-dimensional shape shown in FIG. Can do. FIG. 2 is an enlarged view of the unit element 2b. At this time, since the side to be press-cut and the line to be pressed (bending portion) are all straight lines, any processing can be easily performed. Furthermore, since the whole is collectively formed, it is not necessary to produce and assemble individual parts for each unit element 2b, and since it can be formed in a shape suitable for the key arrangement of the keyboard structure, man-hours and costs can be reduced. It can be greatly reduced. Normally, when assembling individual parts, deterioration of assembly accuracy due to variation in arrangement is unavoidable, but as in this embodiment, parts having specific functions are continuous (also called functional continuums). If it can be created by (called), it is possible to solve such a problem concerning the assembly accuracy.

本実施の形態のキースイッチ1の実装状態の断面図を図4に示す。図4は、図2のX−X線を切断線としたときの断面図である。図4(a)に示されるように、キースイッチ1は、スイッチ部であるシート状のメンブレンスイッチ3の上部にクリックプレート2を配し、連結片2fの裏面の切り込み2hが形成されていない部分をメンブレンスイッチ3に接着し、クリックプレート2の天頂部に設けられた貫通孔2gにキートップ4の突起4aをはめ込んで形成される。連結片2fの裏面の接着は、メンブレンスイッチ3の表面に印刷等により塗布した接着剤にて行う。メンブレンスイッチ3は薄膜シートを重ねた構造であり、常態においては可動接点3aと固定接点3bは離間しており、上方から押下されると可動接点3aと固定接点3bとが接触し、電気的な導通が得られる。   FIG. 4 shows a sectional view of the key switch 1 according to the present embodiment in a mounted state. 4 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. As shown in FIG. 4A, the key switch 1 includes a click plate 2 on the upper part of a sheet-like membrane switch 3 as a switch portion, and a portion where the notch 2h on the back surface of the connecting piece 2f is not formed. Is attached to the membrane switch 3 and the protrusion 4a of the key top 4 is fitted into the through hole 2g provided in the top of the click plate 2. Adhesion of the back surface of the connecting piece 2f is performed with an adhesive applied to the surface of the membrane switch 3 by printing or the like. The membrane switch 3 has a structure in which thin film sheets are stacked. In a normal state, the movable contact 3a and the fixed contact 3b are separated from each other. When pressed from above, the movable contact 3a and the fixed contact 3b come into contact with each other. Conductivity is obtained.

図4(b)に示されるように、キートップ4を上方から押下すると、シェル構造を形成している単位要素2bの上面が座屈変形し、キートップ4の突起4aがメンブレンスイッチ3の表面を押して可動接点3aと固定接点3bとを接触させ、この接触部において電気的な導通が得られる。また、この単位要素2bにおいて飛び移り座屈現象が起きるときに、クリック感が得られる。単位要素2bが座屈変形するときには、内接正方形2dの中央から周辺方向に歪み荷重(図4(b)の矢印A)がかかるが、四角形の連結片2fに形成された切り込み2hにて歪みが吸収され、隣接する単位要素2bの形状に影響を与えない。   As shown in FIG. 4B, when the key top 4 is pressed from above, the upper surface of the unit element 2 b forming the shell structure is buckled and the protrusion 4 a of the key top 4 is the surface of the membrane switch 3. Is pressed to bring the movable contact 3a and the fixed contact 3b into contact with each other, and electrical conduction is obtained at this contact portion. Further, when the jumping buckling phenomenon occurs in the unit element 2b, a click feeling is obtained. When the unit element 2b undergoes buckling deformation, a strain load (arrow A in FIG. 4B) is applied from the center of the inscribed square 2d to the peripheral direction, but the strain is caused by the notch 2h formed in the square connecting piece 2f. Is absorbed and does not affect the shape of the adjacent unit element 2b.

本実施の形態において、座屈変形時における歪み吸収機構として、連結片2fを四角形とし、連結片2fに切り込み2hを形成したが、図5及び図6に示すように、連結片2fの形状を細い板状としてもよい。また、図1、2及び図5、6において、連結片2fの形成位置を単位要素2bの右上と左下に形成したが、本発明はこれを限定するものではなく、単位要素2bの左上と右下に形成してもよい。あるいは、連結片2fの位置をキー列ごとに左右反転させる等、連結片2fの位置は実施に応じて任意である。また、本発明のキースイッチを電子機器に使用されるボタンスイッチ等に適用することも可能である。   In the present embodiment, as a strain absorbing mechanism at the time of buckling deformation, the connecting piece 2f has a quadrangular shape and a cut 2h is formed in the connecting piece 2f. However, as shown in FIGS. 5 and 6, the shape of the connecting piece 2f is It may be a thin plate. 1, 2 and 5 and 6, the connecting piece 2f is formed at the upper right and lower left of the unit element 2b. However, the present invention is not limited to this, and the upper left and right of the unit element 2b are not limited thereto. It may be formed below. Alternatively, the position of the connecting piece 2f is arbitrary according to the implementation, such as reversing the position of the connecting piece 2f for each key row. The key switch of the present invention can also be applied to a button switch used for an electronic device.

次に、本発明のキースイッチの設計について述べる。まず、本実施の形態の単位要素2bについて、板厚tをパラメータとする力学的特性評価を行った。評価方法は、単位要素2bの中央に強制変位を与え、その反力を微小荷重ロードセルで測定するものである。その結果を図7に示す。図7から、板厚tが薄くなるにつれて座屈荷重が減少し、また座屈するときの変位も減少することが分かる。したがって、飛び移り座屈現象において、板厚が重要なパラメータであるといえる。   Next, the design of the key switch of the present invention will be described. First, for the unit element 2b of the present embodiment, a mechanical characteristic evaluation using the plate thickness t as a parameter was performed. In the evaluation method, a forced displacement is applied to the center of the unit element 2b, and the reaction force is measured with a minute load cell. The result is shown in FIG. From FIG. 7, it can be seen that the buckling load decreases as the plate thickness t decreases, and the displacement when buckling also decreases. Therefore, it can be said that the plate thickness is an important parameter in the jumping buckling phenomenon.

次に、板厚tに対する座屈荷重の変化を図8に示す。横軸は板厚tの3乗であり、縦軸は座屈荷重である。図8から、座屈荷重は板厚の3乗に比例することが分かる。比例定数は、単位要素の大きさや形状によって決定される。以上の結果により、単位要素2bを設計する際は、所望の座屈荷重の3乗根から板厚を算出すればよいといえる。   Next, the change of the buckling load with respect to the plate thickness t is shown in FIG. The horizontal axis is the cube of the thickness t, and the vertical axis is the buckling load. FIG. 8 shows that the buckling load is proportional to the cube of the plate thickness. The proportionality constant is determined by the size and shape of the unit element. From the above results, when designing the unit element 2b, it can be said that the plate thickness may be calculated from the cube root of the desired buckling load.

図9ないし図13は、この発明の第2実施形態を示す図で、請求項4ないし6に対応する実施形態を示した図である。この第2実施形態は、隣接する4個の単位要素2bを1枚の金属板から成形したこと、4個の単位要素2bが水平方向の可撓性を備えていない連結片2kで連結されていること、連結片2kを設けた撓み片2mに対向する撓み片2nの先端に水平方向に延びるスライド片2pを形成したこと、及び、クリックプレート2が連結片2kとスライド片2pを固定プレート5と固定カバー6とで挟持されて保持される構造であることが、上述した第1実施形態と異なる。以下に第1実施形態と異なる点についてのみ詳述する。   9 to 13 are views showing a second embodiment of the present invention, and showing the embodiment corresponding to claims 4 to 6. FIG. In the second embodiment, four adjacent unit elements 2b are formed from a single metal plate, and the four unit elements 2b are connected by a connecting piece 2k having no horizontal flexibility. The slide piece 2p extending in the horizontal direction at the tip of the bending piece 2n facing the bending piece 2m provided with the connecting piece 2k, and the click plate 2 fixing the connecting piece 2k and the sliding piece 2p to the fixing plate 5 The first embodiment is different from the first embodiment described above in that it is sandwiched and held by the fixed cover 6. Only differences from the first embodiment will be described in detail below.

第1実施形態の撓み片2oは、各単位要素の4個がすべて同一形状であるのに対し、図9ないし13に示す第2実施形態のものでは、連結片2kに接続される撓み片2mは矩形であり、この矩形の撓み片に対向する撓み片2nは、その先端に水平方向に折り戻された一体のスライド片2pを備えている。図10は、1個の単位要素のスライド片2pから連結片2kに至る方向の中央部における切断端面を示した図で、屈折点PAないしPEが図9の各点PAないしPEに対応している。   The flexure piece 2o of the first embodiment has the same shape for all four unit elements, whereas in the second embodiment shown in FIGS. 9 to 13, the flexure piece 2m connected to the connecting piece 2k. Is a rectangle, and the bending piece 2n facing the rectangular bending piece is provided with an integral slide piece 2p folded back in the horizontal direction at the tip thereof. FIG. 10 is a diagram showing a cut end surface in the center of one unit element in the direction from the slide piece 2p to the connecting piece 2k. Refraction points PA to PE correspond to the points PA to PE in FIG. Yes.

上記構造のクリックプレート2は、図11に示す固定プレート5と図12に示す固定カバー6とに挟持された状態で組立てられる。固定プレート5には、クリックプレートが位置する部分にクリックプレートの板厚に相当する深さの浅い凹所5aが形成されている。一方、固定カバー6には、クリックプレートの4個のシェル(正方形2dと撓み片2m、2n、2oを含む部分)のそれぞれをを露出させる大きさの4個の窓6aが設けられている。この窓6aの大きさは、単位要素2bの頂部が押下されて撓み片2n、2oの先端が3方に広がる方向に変位したときも、その変位を妨げない大きさである。クリックプレートの連結片2kの部分6kと、スライド片2pの先端に対応する部分6pには、窓が設けられていない。   The click plate 2 having the above structure is assembled while being sandwiched between the fixed plate 5 shown in FIG. 11 and the fixed cover 6 shown in FIG. The fixing plate 5 is formed with a shallow recess 5a having a depth corresponding to the thickness of the click plate at a portion where the click plate is located. On the other hand, the fixed cover 6 is provided with four windows 6a having a size that exposes each of the four shells of the click plate (the portion including the square 2d and the bending pieces 2m, 2n, and 2o). The size of the window 6a is a size that does not hinder the displacement even when the top of the unit element 2b is pushed down and the tips of the bending pieces 2n and 2o are displaced in the direction of spreading in three directions. No window is provided in the portion 6k of the connecting piece 2k of the click plate and the portion 6p corresponding to the tip of the slide piece 2p.

上記のように構成した固定プレート5の凹所5aにクリックプレート2を載せ、その上に固定カバー6を積層することにより、クリックプレート2は、その連結片2kと4個のスライド片2pの先端を固定プレート5と固定カバー6とで挟持された状態となるので、クリックプレートの各単位要素2bの上にキートップ4が来るようにキーシート4cを積層することにより、キーボードのキートップ部分を組立てることができる。キーシート4cは、可撓性のあるシート4dに板状のキートップ4を貼付けないしモールド成形して一体化した構造で、図には4個のキートップを備えたものが示されているが、キーボード上のすべてのキートップを1枚のシート状にして組立てることができるものである。同様に固定プレート5及び固定カバー6も、1枚の合成樹脂シートに多数の凹所5aや窓6aを設けることにより、キーボード上に配置されるすべてのキースイッチに対応させることができる。   By placing the click plate 2 in the recess 5a of the fixed plate 5 configured as described above and laminating the fixed cover 6 thereon, the click plate 2 has the connection pieces 2k and the tips of the four slide pieces 2p. Is held between the fixed plate 5 and the fixed cover 6, so that the key top portion of the keyboard is formed by laminating the key sheet 4 c so that the key top 4 comes on each unit element 2 b of the click plate. Can be assembled. The key sheet 4c has a structure in which a plate-like key top 4 is pasted or molded on a flexible sheet 4d, and the figure is shown with four key tops. All key tops on the keyboard can be assembled into a single sheet. Similarly, the fixed plate 5 and the fixed cover 6 can correspond to all the key switches arranged on the keyboard by providing a large number of recesses 5a and windows 6a in one synthetic resin sheet.

このようにして組立てられたキースイッチのキートップを押下したときに、クリックプレートの単位要素2bに生ずる水平方向の歪み荷重は、スライド片2pが固定プレート5と固定カバー6との間で、またその両側の撓み片2oの先端が固定プレートの凹所5aの底面上を滑ることで、開放されることとなり、歪み荷重を吸収する切り込みなどを連結片2kに設ける必要がなくなるため、クリックプレート2の製造が容易になると共に、耐久性も向上する。なお、撓み片2oの先端を円弧状にしたり、上方へ若干反らせることにより、凹所5aの底面上での滑動性を向上させることができる。   When the key top of the key switch assembled in this way is pressed, the horizontal distortion load generated in the unit element 2b of the click plate is caused between the slide piece 2p between the fixed plate 5 and the fixed cover 6, and Since the tips of the bending pieces 2o on both sides slide on the bottom surface of the recess 5a of the fixed plate, the click pieces 2k are released, and it is not necessary to provide the connection pieces 2k with cuts or the like for absorbing the strain load. Is easy to manufacture, and durability is improved. In addition, the sliding property on the bottom face of the recess 5a can be improved by making the tip of the bending piece 2o arcuate or slightly warping upward.

第1実施形態のクリックプレートの一例を示す上面図The top view which shows an example of the click plate of 1st Embodiment 図1のクリックプレートの単位要素の拡大図Enlarged view of the unit element of the click plate of FIG. 図2の単位要素の概観図Overview of unit elements in Figure 2 本発明のキースイッチの実装状態を示す図であり、(a)はキートップが押下されない状態の断面図、(b)はキートップが押下された状態の断面図It is a figure which shows the mounting state of the key switch of this invention, (a) is sectional drawing of the state in which a key top is not pressed down, (b) is sectional drawing of the state in which the key top is pressed down 第1実施形態のクリックプレートの別の例を示す上面図The top view which shows another example of the click plate of 1st Embodiment 図5のクリックプレートの単位要素の拡大図Enlarged view of the unit element of the click plate in FIG. 単位要素の力学特性を表すグラフGraph showing the mechanical properties of unit elements 単位要素の板厚に対する座屈荷重の変化を表すグラフGraph showing the change of buckling load with respect to unit element thickness 第2実施形態のクリックプレートの例を示す上面図The top view which shows the example of the click plate of 2nd Embodiment 図9のクリックプレートの単位要素の断面端面図Cross-sectional end view of the unit element of the click plate of FIG. 図9のクリックプレートを搭載する固定プレートの上面図Top view of the fixed plate carrying the click plate of Fig. 9 図9のクリックプレートを挟持する固定カバーの上面図FIG. 9 is a top view of the fixed cover that holds the click plate in FIG. 図9のクリックプレートの実相構造を示す分解斜視図FIG. 9 is an exploded perspective view showing the actual phase structure of the click plate of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 キースイッチ
2 クリックプレート
2a 連結枠
2b 単位要素
2c 外接正方形
2d 内接正方形
2e 角部
2f、2k 連結片
2g 貫通孔
2h 切り込み
2i 対角線
2m、2n、2o 撓み片
2p スライド片
3 メンブレンスイッチ
3a 可動接点
3b 固定接点
4 キートップ
4a 突起
4b キートップの裏面
4c キーシート
4d 可撓性シート
5 固定プレート
5a 凹所
6 固定カバー
6a 窓
A 歪み荷重の方向
X 切断線
t 板厚
1 key switch 2 click plate 2a connecting frame 2b unit element 2c circumscribed square 2d inscribed square 2e corner 2f, 2k connecting piece 2g through hole 2h notch 2i diagonal 2m, 2n, 2o flexible piece 2p slide piece 3 membrane switch 3a movable contact 3b Fixed contact 4 Key top 4a Protrusion 4b Back side of key top 4c Key sheet 4d Flexible sheet 5 Fixed plate 5a Recess 6 Fixed cover 6a Window A Direction of strain load X Cutting line t Plate thickness

Claims (5)

スイッチ部の上部を覆うように形成された一枚の金属箔からなるクリックプレート(2)と、上記クリックプレートの上面に当接するキートップ(4)を備え、キートップ(4)を押圧するとクリックプレート(2)の下方に位置する突起が上記スイッチ部を押圧するキースイッチにおいて、
上記クリックプレート(2)の単位要素(2b)が、四辺中央部に外側に突出する撓み片(2o,2m,2n)を備えた正方形(2d)を基本形状とし、この基本形状における上記正方形の対角線及び四辺において上凸状に折り曲げられてシェル構造を形成している、キースイッチ。
A click plate (2) made of a sheet of metal foil formed to cover the top of the switch part, and a key top (4) that contacts the top surface of the click plate. In the key switch in which the protrusion located below the plate (2) presses the switch part,
The unit element (2b) of the click plate (2) has a basic shape of a square (2d) provided with bending pieces (2o, 2m, 2n) protruding outward at the center of the four sides, and the square of the basic shape A key switch that is bent in an upward convex shape on the diagonal and four sides to form a shell structure.
クリックプレート(2)の上記基本形状が、上記正方形(2d)の角に四辺の各中央において外接する外接正方形(2c)の各辺に切り欠きを設けることにより形成され、上記単位要素が、上記外接正方形における一つの対角線の両端部に連結片(2f)を備え、当該連結片を前記金属箔からなる連結枠(2a)に連続させることにより、前記クリックプレートが複数の単位要素(2b)を連続した形状であることを特徴とする、請求項1記載のキースイッチ。 The basic shape of the click plate (2) is formed by providing a notch on each side of the circumscribed square (2c) circumscribing at the center of each of the four sides at the corner of the square (2d). The click plate has a plurality of unit elements (2b) by providing connection pieces (2f) at both ends of one diagonal line in the circumscribed square, and connecting the connection pieces to the connection frame (2a) made of the metal foil. The key switch according to claim 1, wherein the key switch has a continuous shape . クリックプレート(2)が複数の単位要素(2b)を備え、各単位要素は、撓み片の一個(2m)の先端に水平方向に折り曲げられた連結片(2k)と、当該一個の撓み片に対向する撓み片(2n)の先端に水平方向に折り曲げられたスライド片(2p)とを備え、隣接する単位要素(2b)が、上記連結片を介して互いに連結されている、請求項1記載のキースイッチ。The click plate (2) includes a plurality of unit elements (2b), and each unit element includes a connecting piece (2k) bent in the horizontal direction at the tip of one piece (2m) of the bent piece, and the one bent piece. The slide piece (2p) bent in the horizontal direction at the tip of the opposing deflecting piece (2n), and adjacent unit elements (2b) are connected to each other via the connecting piece. Key switch. クリックプレート(2)が、固定プレート(5)と上記単位要素(2b)のシェルを露出させる窓(6a)を備えた固定カバー(6)との間に、上記連結片(2k)とスライド片(2p)とを挟持されて積層されている、請求項3記載のキースイッチ。The click plate (2) is connected between the fixed plate (5) and the fixed cover (6) having a window (6a) exposing the shell of the unit element (2b), and the connecting piece (2k) and the slide piece. The key switch according to claim 3, wherein (2p) is sandwiched and stacked. 前記クリックプレート(2)を形成する金属箔が、キースイッチに入力される座屈荷重の3乗根から算出された板厚を備えていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1記載のキースイッチ。The metal foil forming the click plate (2) has a plate thickness calculated from the third root of the buckling load input to the key switch. 1 is a key switch.
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