JP5590967B2 - 高背型キースイッチ装置 - Google Patents

Description

本発明は、高背型のキースイッチ装置に関する。

産業機械や医療機械の操作盤において、オペレータがキートップを押下操作することによりオンオフ信号等を入力可能なキースイッチ装置を備えたものが知られている。例えば特許文献１は、「操作パネル用のキースイッチ」であって、「キートップと、キースイッチの本体と、同本体の上部から上下動自在に突出して接点のオンオフを行うとともに前記キートップと連結する可動軸と」を備えたキースイッチを開示する。操作パネルの構成として、「操作パネルは上部のパネル４１と下部のプリント基板４２とプリント基板４２に取り付けられたキースイッチ４３とからなり、通常はプリント基板４２にキースイッチ４３や他の部品を取付け、パネル４１とプリント基板４２とを、キートップ４５が窓孔に挿入するようにして合体させた後、スペーサ４９でそれぞれ所定の間隔で固定するようにしている。」と記載されている。この種の機械操作盤用のキースイッチ装置は一般に、携帯性よりも操作性や操作盤への組み込み易さを重視する傾向があり、キートップの視認性や指先による押下操作感覚に優れた比較的背の高いいわゆる高背型の構造を有している。

他方、ノート型やパームトップ型の携帯型電子機器（パーソナルコンピュータ等）に装備されるキーボードは、キースイッチ装置の操作性を悪化させることなく低背化を促進することが要求されている。この種の低背型のキースイッチ装置として、基部と、基部の上方に配置されるキートップと、互いに連動可能に組み合わされて基部上でキートップを支持するとともにキートップを基部に対し昇降方向へ案内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開閉する接点部を有するスイッチ部材とを備えたものが知られている。一対のリンク部材は、それらの一端で互いに歯車状に噛み合わされて側面視Ｖ字又は逆Ｖ字形状を呈するいわゆるギアリンク形式の構成（例えば特許文献２参照）や、それらの交点で互いに回動可能又は摺動可能に連結されて側面視Ｘ字形状を呈するいわゆるパンタグラフ形式の構成（例えば特許文献３参照）を有している。

キートップ支持機構として一対のリンク部材を用いた低背型のキースイッチ装置では、キートップは、一対のリンク部材が互いに連動することにより、基部に対して実質的鉛直方向へ、所定の姿勢を保持しつつ安定して昇降動作できる。特にこの種のキースイッチ装置は、キートップ支持機構として入れ子式の摺動軸を用いた構成に比べて、キートップ昇降動作中の摩擦発生箇所が少なく、またキートップの中央を押下したときと端縁を押下したとき（いわゆる隅押しや斜め押し）とで操作感の変化が少ないという利点を有する。

特開２００２−３６７４７３号公報（請求項１、段落０００２） 特開２００３−０３１０６７号公報 特開２００２−３３４６２７号公報

産業機械や医療機械の操作盤に組み込むことができる高背型のキースイッチ装置においては、油や薬品の飛散等の悪環境下でも、キートップの良好な操作性を確保できることが望まれている。

本発明の一態様では、開口部を有するフロントパネルと、フロントパネルの開口部を通って昇降動作可能なキートップと、キートップを昇降動作可能に支持する支持機構と、キートップの昇降動作に対応して開閉する接点部を有するスイッチ部材とを具備するキースイッチ装置において、支持機構は、互いに連動可能に組み合わされ、キートップを昇降方向へ案内する一対のリンク部材と、キートップの下方に配置され、一対のリンク部材を変位可能に支持するベース部材と、キートップの昇降動作と一対のリンク部材の変位とを連動させる第１係合部と、ベース部材に一対のリンク部材を変位可能に支持させる第２係合部と、キートップが下降する間に、第１係合部が第２係合部よりも上方でベース部材から予め定めた距離だけ離れている位置で、キートップの下降を阻止して昇降動作の下限位置を定める係止部とを具備し、係止部は、一対のリンク部材の少なくとも一方に設けられる第１の係止面と、スイッチ部材を担持するベース部材の上面に設けられ、キートップが下限位置に在るときに、第１の係止面に間接又は直接に当接される第２の係止面とを具備すること、を特徴とするキースイッチ装置が提供される。

本発明の一態様によるキースイッチ装置は、キートップの支持機構に一対のリンク部材を用いているから、キートップは、リンク部材同士の連動の下で所定の姿勢を保持しつつ安定して昇降動作できる。特に、キートップ支持機構として入れ子式の摺動軸を用いた構成に比べて、キートップ昇降動作中の摩擦発生箇所が少なく、またキートップの中央を押下したときと端縁を押下したとき（いわゆる隅押しや斜め押し）とで操作感の変化が少ない利点が有る。しかも、キートップが昇降動作の下限位置にあるときに、第１係合部が第２係合部よりも上方の位置であって、ベース部材から所定距離だけ離れた位置に配置されるように構成されているから、キートップの視認性や指先による押下操作感覚に優れた高背型の構造を有するものとなり、例えば産業機械や医療機械の操作盤への組み込み作業が容易なものとなる。したがって、キースイッチ装置を、例えば産業機械や医療機械の操作盤に組み込んだ場合に、油や薬品の飛散等の悪環境下であっても、キートップの良好な操作性を確保することができる。

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の組立時の縦断面図で、（ａ）非操作時の状態、（ｂ）押下操作時の状態を示す。 図２のキースイッチ装置の変形例の縦断面図で、（ａ）非操作時の状態、（ｂ）押下操作時の状態を示す。 図３のキースイッチ装置の他の縦断面図である。 図２のキースイッチ装置の他の変形例の縦断面図で、（ａ）非操作時の状態、（ｂ）押下操作時の状態を示す。 図５のキースイッチ装置の他の縦断面図である。 図５のキースイッチ装置のキートップを裏面側から示す斜視図である。 図２のキースイッチ装置のさらに他の変形例の縦断面図で、（ａ）非操作時の状態、（ｂ）押下操作時の状態を示す。 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。

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。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。

図１及び図２は、本発明の第１の実施形態によるキースイッチ装置１０を示す。キースイッチ装置１０は、オペレータがキートップを押下操作することによりオンオフ信号等を入力可能なスイッチとして、産業機械や医療機械の操作盤に組み込むことができる高背型の構成を有する。なお、本発明に係るキースイッチ装置の用途は限定されない。

キースイッチ装置１０は、開口部１２を有するフロントパネル１４と、フロントパネル１４の開口部１２を通って昇降動作可能なキートップ１６と、キートップ１６を昇降動作可能に支持する支持機構１８と、キートップ１６の昇降動作に対応して開閉する接点部２０を有するスイッチ部材２２とを備えている。

フロントパネル１４は、開口部１２を有する平板状の主部２４と、開口部１２を包囲する形態で主部２４の裏面２４ａから鉛直方向へ延長される延長壁部２６とを備えている。延長壁部２６は、矩形横断面を有する中空筒状要素であり、その一対の対向壁部分２６ａには、主部２４から離隔した端縁２６ｂの所定位置に、後述するリンク部材に回動式に係合可能な二組（計４個）の回動軸受部２８が形成される（図１に２個のみ示す）。各回動軸受部２８は、主部２４の裏面２４ａに略直交する方向へ延びる凹溝状の構成を有する。

フロントパネル１４は、全体として、キースイッチ装置１０の押下操作時に容易には変形しない剛性を有する樹脂製や金属製の薄板から形成できる。またフロントパネル１４は、キースイッチ装置１０を組み込んだ操作盤（図示せず）の筐体の一部を構成することができる。操作盤に複数のキースイッチ装置１０を任意の配列で組み込む場合は、全てのキースイッチ装置１０に共通する大判のフロントパネルに、キースイッチ装置１０の個数に対応する複数の開口部１２及び延長壁部２６を形成できる。

キートップ１６は、内側に凹所３０を有する平面視で略矩形の箱状の主部３２と、主部３２の開口端から側方へ延長される環状のフランジ部３４とを備えている。主部３２の外面には、オペレータによって打鍵ないし押下操作される操作面３２ａが設けられ、主部３２の内面には、後述する付勢部材を押圧する押圧面３２ｂが設けられる。フランジ部３４には、その四隅に、主部３２とは反対側に突出する４本の爪３６が設けられ、それら爪３６の各々により、後述するリンク部材に摺動式に係合可能な摺動軸受部３８が形成される。各摺動軸受部３８は、主部３２の操作面３２ａに略平行な方向へ延びる凹溝状の構成を有する。

キートップ１６は、主部３２が、フロントパネル１４の主部２４に接触することなく開口部１２を通して昇降方向へ移動できる一方、フランジ部３４が、フロントパネル１４の延長壁部２６の中に配置されて開口部１２を通過できないような、寸法及び形状を有する。キートップ１６は、例えば、キースイッチ装置１０の押下操作時に容易には変形しない剛性を有する樹脂材料の一体成形品から形成できる。

支持機構１８は、互いに連動可能に組み合わされてキートップ１６を昇降方向（下降方向α及び上昇方向β）へ案内する一対のリンク部材４０と、キートップ１６の下方に配置されて一対のリンク部材４０を変位可能に支持するベース部材４２とを備えている。

一対のリンク部材４０は、それぞれの一端で互いに歯車状に噛合した状態に組み合わされるギアリンク形式の構成を有する。個々のリンク部材４０は、互いに同一方向へ略平行に延びる一対の腕部４４、４６と、それら腕部４４、４６を互いに連結する胴部４８とを備えている。一対のリンク部材４０は、互いに同一の形状及び寸法を有し、例えば、キースイッチ装置１０の押下操作時に容易には変形しない剛性を有する樹脂材料の一体成形品から形成できる。

各リンク部材４０には、両腕部４４、４６の一端で胴部４８とは反対の外側に、略円柱状の一対の摺動軸部５０が互いに同軸に突設される。また各リンク部材４０には、両腕部４４、４６の長手方向中央付近で摺動軸部５０と同じ外側に、略円柱状の一対の回動軸部５２が互いに同軸に突設される。個々の腕部４４、４６は、胴部４８に隣接する基端側部分５４と、胴部４８から離れた末端側部分５６とを有する。各腕部４４、４６の基端側部分５４は、摺動軸部５０及び回動軸部５２を設けた部位を２つの頂点とする略三角形の輪郭を有する。各腕部４４、４６の末端側部分５６は、回動軸部５２を設けた部位から摺動軸部５０を設けた部位とは反対の方向へ延長され、各末端側部分５６の先端に２枚の歯部５８が形成される。

ベース部材４２は、キースイッチ装置１０の構造上の基礎となる平板状部材であって、例えば、キースイッチ装置１０の押下操作時に容易には変形しない剛性を有する樹脂製や金属製の薄板から形成できる。或いはベース部材４２を、所要の配線を敷設した回路基板から形成することもできる。ベース部材４２は、一対のリンク部材４０及びスイッチ部材２２を担持する略平坦な上面４２ａを有する。キースイッチ装置１０を適正に組み立てたときに、ベース部材４２の上面４２ａは、スイッチ部材２２を介して、フロントパネル１４の延長壁部２６の端縁２６ｂに実質的に当接される。

キースイッチ装置１０を適正に組み立てたときに、各リンク部材４０は、一対の摺動軸部５０を、キートップ１６に設けた対応の摺動軸受部３８に摺動自在に嵌入し、かつ、一対の回動軸部５２を、フロントパネル１４の延長壁部２６に設けた対応の回動軸受部２８に回動自在に嵌入して、キートップ１６とベース部材４２との間に配置される。このとき一対のリンク部材４０は、それぞれの一方の腕部４４の２枚の歯部５８と、それぞれの他方の腕部４６の２枚の歯部５８とが、互いに噛み合わされて連動構造を成し、それにより、回動軸部５２が規定するそれぞれの回動軸線５２ａを中心として、互いに連動して揺動できる。

したがってキートップ１６は、一対のリンク部材４０がそれぞれの回動軸線５２ａを中心に同期して互いに反対方向へ揺動するとともに、それぞれの摺動軸部５０が摺動軸受部３８に沿って同期して互いに反対方向へ摺動することにより、ベース部材４２に対し略鉛直な昇降方向へ、操作面３２ａをベース部材４２の上面４２ａに対し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１６の昇降動作の上限位置は、一対のリンク部材４０の摺動軸部５０同士の相互接近方向への摺動が、キートップ１６の対応の摺動軸受部３８の周囲壁によって係止された時点で規定される（図２（ａ））。この上限位置で、キートップ１６の操作面３２ａは、フロントパネル１４の主部２４の表面２４ｂから所定距離だけ突出した位置に配置される。

そして、キートップ１６が図２（ａ）の上限位置から下降する（矢印α）に従い、両リンク部材４０の摺動軸部５０は、摺動軸受部３８による水平方向への案内の下で相互離反方向へ摺動する。キートップ１６が昇降動作の下限位置（図２（ｂ））に達すると、後述するようにしてスイッチ部材２２の接点部２０が閉成される。この下限位置では、キートップ１６の操作面３２ａは、フロントパネル１４の主部２４の表面２４ｂと略同一平面上の位置か、或いは表面２４ｂから所定距離だけ突出した位置に配置される。

支持機構１８はさらに、キートップ１６の昇降動作と一対のリンク部材４０の変位とを連動させる第１係合部６０と、ベース部材４２に一対のリンク部材４０を変位可能に支持させる第２係合部６２と、キートップ１６が下降する間に、第１係合部６０が第２係合部６２よりも上方でベース部材４２から予め定めた距離Ｄだけ離れている位置で、キートップ１６の下降を阻止して昇降動作の下限位置を定める係止部６４とを備えている。

第１係合部６０は、各リンク部材４０の摺動軸部５０と、当該摺動軸部５０を嵌入したキートップ１６の摺動軸受部３８とから構成される。各摺動軸部５０は、キートップ１６の昇降動作に伴い、対応の摺動軸受部３８と一体的にキートップ昇降方向へ移動するとともに、当該摺動軸受部３８に沿って、キートップ昇降方向への相対的変動を実質的に生じることなくキートップ昇降方向に略直交する方向へ円滑に摺動する。

第２係合部６２は、各リンク部材４０の回動軸部５２と、当該回動軸部５２を嵌入したフロントパネル１４の延長壁部２６の回動軸受部２８とから構成される。各回動軸部５２は、キートップ１６の昇降動作に伴い、対応の回動軸受部２８の中で、それ自体の回動軸線５２ａに交差する方向への相対的変動を実質的に生じることなく円滑に回動する。この間、各回動軸部５２の回動軸線５２ａは、ベース部材４２に対して実質的に静止した位置に保持される。

係止部６４は、一対のリンク部材４０の少なくとも一方に設けられる第１の係止面と、それらリンク部材４０を除くキースイッチ装置１０の他の構成要素に設けられる第２の係止面とから構成される。図示構成では、第１の係止面は、個々のリンク部材４０の一対の腕部４４、４６の基端側部分５４が有する略Ｌ字状膨出部分の頂面５４ａから形成され、第２の係止面は、ベース部材４２の上面４２ａから形成される。なお、各リンク部材４０の腕部４４、４６には、基端側部分５４の頂面５４ａを第１の係止面として機能させるために、回動軸部５２を設けた部位に隣接して、頂面５４ａと同じ側に膨出する補助当接面５４ｂが設けられる。

キートップ１６が昇降動作する間、両リンク部材４０の補助当接面５４ｂは、スイッチ部材２２を介してベース部材４２の上面４２ａに間接に当接される一方、両リンク部材４０の頂面５４ａ（第１の係止面）とベース部材４２の上面４２ａ（第２の係止面）との間には、寸法可変の隙間が形成される。そして、キートップ１６が昇降動作の下限位置に在るときに、両リンク部材４０の頂面５４ａ（第１の係止面）と、ベース部材４２の上面４２ａ（第２の係止面）とは、スイッチ部材２２を介して互いに間接に当接される。或いは、スイッチ部材２２の所要位置に複数の貫通穴を形成し、両リンク部材４０の頂面５４ａ（第１の係止面）及び補助当接面５４ｂとベース部材４２の上面４２ａ（第２の係止面）とを、当該貫通穴を通して互いに直接に当接させることもできる。このようにキースイッチ装置１０では、両リンク部材４０の頂面５４ａ（第１の係止面）とベース部材４２の上面４２ａ（第２の係止面）とが互いに間接又は直接に当接された時点で、第１係合部６０は第２係合部６２よりも上方の位置であってベース部材４２から所定距離Ｄだけ離れている位置に配置されており、キートップ１６は、さらなる下降を不能とされた昇降動作の下限位置に配置されている。

スイッチ部材２２は、キートップ１６の下方位置に接点部２０を担持した状態でベース部材４２の上面４２ａに重ねて配置されるメンブレンスイッチシート６６を有する。メンブレンスイッチシート６６は、図示省略するが、一対の接点を互いに対向させて各々に担持する一対のフレキシブル回路基板と、それら回路基板を所定間隔に支持して両接点を開放状態に保持するシート状のスペーサとを備え、両回路基板のフィルム基体の表面にパターン形成された接点が、スイッチ部材２２の接点部２０を構成する。なお、ベース部材４２を、接点部２０及び信号ラインを敷設した回路基板（すなわちスイッチ部材２２）から構成すれば、メンブレンスイッチシート６６を省略することもできる。

キースイッチ装置１０はさらに、キートップ１６を上昇させる弾性付勢力（すなわち初期位置復帰力）を生じる付勢部材６８を備えている。付勢部材６８は、中空ドーム状の下部７０と、下部７０のドーム頂端から上方に延長される中空円筒状の上部７２とを有する。付勢部材６８は、歯部５８同士を互いに噛み合わせた一対のリンク部材４０の、両腕部４４、４６及び胴部４８によって包囲される空間に配置され、上部７２をキートップ１６側に向けた姿勢でキートップ１６とメンブレンスイッチシート６６との間に介在する。その状態で、付勢部材６８は、下部７０の略中心に接点部２０が位置するようにして、下部７０の下端すなわちドーム開口端７０ａでメンブレンスイッチシート６６に固定されるとともに、上部７２の頂端７２ａでキートップ１６の主部３２の押圧面３２ｂに当接される。付勢部材６８は、無負荷時には下部７０のドーム頂端を、メンブレンスイッチシート６６から上方へ離隔して配置する。付勢部材６８の下部７０のドーム頂端の内面には、メンブレンスイッチシート６６の接点部２０に位置合わせして、キートップ１６が下降したときに接点部２０を押圧閉成するための突起７０ｂが形成される（図５（ａ）、図７（ａ））。付勢部材６８は、例えば所要の弾性を有するゴム材料から一体成形できる。

キースイッチ装置１０では、キートップ１６に外力が加わらないときには、付勢部材６８がキートップ１６をベース部材４２から鉛直上方へ離れた昇降動作の上限位置に付勢支持する（図２（ａ））。このときメンブレンスイッチシート６６は、接点部２０が開いた状態にある。また、打鍵ないし押下操作によりキートップ１６が押し下げられると、付勢部材６８は、キートップ１６の下降動作に伴い主としてドーム状の下部７０が弾性変形して、キートップ１６に上方（矢印β）への弾性付勢力（初期位置復帰力）を加えるとともに、キートップ１６が昇降動作の下限位置に達するときに、下部７０の内面の突起７０ｂでメンブレンスイッチシート６６を外側から押圧して接点部２０を閉成する（図２（ｂ））。キートップ１６への押し下げ力が解除されると、付勢部材６８が弾性的に復元し、キートップ１６を上限位置へ復帰させるとともに、メンブレンスイッチシート６６が復元して接点部２０が開放される。このように、付勢部材６８は、キートップ１６の昇降動作に対応してスイッチ部材２２の接点部２０を開閉させる作動部材としても機能する。

キースイッチ装置１０はさらに、キートップ１６を透過する光を生成する発光部７４を備えている。発光部７４は、ＬＥＤ等の発光素子からなり、ベース部材４２の所定位置に設置されて、スイッチ部材２２（メンブレンスイッチシート６６）及び付勢部材６８を透過するとともにキートップ１６を透過する光を生成する。それにより、外部からのキートップ１６の視認性を向上させることができる。図示構成では、ベース部材４２の、スイッチ部材２２の接点部２０を中心とした対称な４箇所に、貫通孔７６が形成され、それら貫通孔７６に４個の発光部７４がそれぞれ設置されている。なおこの構成では、ベース部材４２を、発光部７４への給電ラインを敷設した回路基板から構成することができる。

上記構成を有するキースイッチ装置１０では、キートップ１６の支持機構１８に、ギアリンク形式の一対のリンク部材４０を用いているから、キートップ１６は、リンク部材４０同士の円滑な連動の下で、操作面３２ａをベース部材４２の上面４２ａに対し略平行に配置した所定の略水平姿勢を保持しつつ、ベース部材４２に対して実質的鉛直方向へ安定して昇降動作できる。特に、キートップ支持機構として入れ子式の摺動軸を用いた構成に比べて、キートップ昇降動作中の摩擦発生箇所が少なく、またキートップ１６の中央を押下したときと端縁を押下したとき（いわゆる隅押しや斜め押し）とで操作感の変化が少ない利点が有る。

しかもキースイッチ装置１０は、キートップ１６が昇降動作の下限位置にあるときに、各リンク部材４０の摺動軸部５０とキートップ１６の対応の摺動軸受部３８とから構成される第１係合部６０が、各リンク部材４０の回動軸部５２とフロントパネル１４の対応の回動軸受部２８とから構成される第２係合部６２よりも上方の位置であって、ベース部材４２から所定距離Ｄだけ離れた位置に配置されるように構成されているから、キートップ１６の視認性や指先による押下操作感覚に優れた高背型の構造を有するものとなり、例えば産業機械や医療機械の操作盤への組み込み作業が容易なものとなる。したがって、キースイッチ装置１０は、例えば産業機械や医療機械の操作盤に組み込まれた場合に、油や薬品の飛散等の悪環境下であっても、キートップ１６の良好な操作性を確保することができる。

キースイッチ装置１０においては、図２（ｂ）に示すように、一方のリンク部材４０の回動軸部５２と他方のリンク部材４０の回動軸部５２との、回動軸線（つまり中心軸線）５２ａの間の距離（Ｗ／２）が、この距離を規定する方向に測ったキートップ１６の外形寸法Ｗの略半分であるか、或いは半分以上であるように構成できる。この構成によれば、一対のリンク部材４０がベース部材４２の上面４２ａに間接又は直接に当接される補助当接面５４ｂの間の距離を、キートップ１６の外形寸法Ｗの半分以上にすることができるので、キートップ１６の昇降動作中の両リンク部材４０の安定性を向上させることができる。それにより、キースイッチ装置１０を打鍵ないし押下操作する際に、キートップ１６の「がたつき」や「ふらつき」を効果的に防止できる。

上記構成を有するキースイッチ装置１０は、様々な変形や修正を施すことができる。例えば、図３及び図４に示す変形例によるキースイッチ装置１０Ａは、前述したリンク部材４０の代りに、末端側部分５６を有さず、腕部４４、４６の回動軸部５２を設けた部位に近接して１枚又は２枚の歯部５８を形成したリンク部材４０Ａを、支持機構１８に具備している。一対のリンク部材４０Ａの各々は、腕部４４、４６又は胴部４８の所望位置に、係止部６４の第１の係止面として作用する膨出面７８を備えている。フロントパネル１４は、延長壁部２６の端縁２６ｂの所定位置に、両リンク部材４０Ａの回動軸部５２を個々に回動自在に嵌入できる二組（計４個）の回動軸受部２８を備えている。

この変形例では、キートップ１６が昇降動作する間、一対のリンク部材４０Ａの膨出面７８（第１の係止面）とベース部材４２の上面４２ａ（第２の係止面）との間に、寸法可変の隙間が形成される（図３（ａ））。そして、キートップ１６が昇降動作の下限位置に在るときに、両リンク部材４０Ａの膨出面７８（第１の係止面）とベース部材４２の上面４２ａ（第２の係止面）とが互いに間接又は直接に当接される。このキートップ下限位置において、第１係合部６０（各リンク部材４０Ａの摺動軸部５０とキートップ１６の摺動軸受部３８）は、第２係合部６２（各リンク部材４０Ａの回動軸部５２とフロントパネル１４の回動軸受部２８）よりも上方の位置であって、ベース部材４２から所定距離Ｄだけ離れている位置に配置される（図３（ｂ））。

図５及び図６に示す他の変形例によるキースイッチ装置１０Ｂは、図３及び図４に示すリンク部材４０Ａの第１係合部６０と第２係合部６２とを、それぞれの動作の観点で逆の構成にしたリンク部材４０Ｂを、支持機構１８に具備している。すなわち、一対のリンク部材４０Ｂの各々は、両腕部４４、４６の一端の摺動軸部５０を、フロントパネル１４Ｂの延長壁部２６に設けた対応の摺動軸受部８０に摺動自在に嵌入し、両腕部４４、４６の他端の回動軸部５２を、キートップ１６Ｂに設けた対応の回動軸受部８２（図７参照）に回動自在に嵌入する構成を有する。また、各リンク部材４０Ｂは、摺動軸部５０を設けた部位に近接して、係止部６４の第１の係止面として作用する外面８４を備えている。他方、フロントパネル１４Ｂの延長壁部２６の内面２６ｃは、係止部６４の第２の係止面として作用する。

フロントパネル１４Ｂは、延長壁部２６の端縁２６ｂの所定位置に、両リンク部材４０Ｂの摺動軸部５０を個々に摺動自在に嵌入できる二組（計４個）の摺動軸受部８０を備えている。キートップ１６Ｂは、箱状の主部３２と、主部３２の開口端から側方へ延長される環状のフランジ部３４とを備え、フランジ部３４に隣接して主部３２の押圧面３２ｂに、互いに離間かつ対向する一対の支壁８６が突設されるとともに、それら支壁８６に、両リンク部材４０Ｂの回動軸部５２を個々に回動自在に嵌入できる二組（計４個）の回動軸受部８２が設けられている。

この変形例では、キートップ１６Ｂが昇降動作する間、一対のリンク部材４０Ｂの外面８４（第１の係止面）とフロントパネル１４Ｂの延長壁部２６の内面２６ｃ（第２の係止面）との間に、寸法可変の隙間が形成される（図５（ａ））。そして、キートップ１６Ｂが昇降動作の下限位置に在るときに、両リンク部材４０Ｂの外面８４（第１の係止面）とフロントパネル１４Ｂの内面２６ｃ（第２の係止面）とが互いに当接される。このキートップ下限位置において、第１係合部６０（各リンク部材４０Ｂの回動軸部５２とキートップ１６Ｂの回動軸受部８２）は、第２係合部６２（各リンク部材４０Ｂの摺動軸部５０とフロントパネル１４Ｂの摺動軸受部８０）よりも上方の位置であって、ベース部材４２から所定距離Ｄだけ離れている位置に配置される（図５（ｂ））。

図８に示すさらに他の変形例によるキースイッチ装置１０Ｃは、図１及び図２に示すリンク部材４０の第１係合部６０と第２係合部６２とを、それぞれの動作の観点で逆の構成にしたリンク部材４０Ｃを、支持機構１８に具備している。すなわち、一対のリンク部材４０Ｃの各々は、両腕部４４、４６の一端の摺動軸部５０を、フロントパネル１４Ｂの延長壁部２６に設けた対応の摺動軸受部８０（図６）に摺動自在に嵌入し、両腕部４４、４６の長手方向中央の回動軸部５２を、キートップ１６Ｂに設けた対応の回動軸受部８２（図７）に回動自在に嵌入する構成を有する。また、各リンク部材４０Ｃは、摺動軸部５０を設けた部位に近接して、係止部６４の第１の係止面として作用する外面８４を備えている。他方、フロントパネル１４Ｂの延長壁部２６の内面２６ｃは、係止部６４の第２の係止面として作用する。フロントパネル１４Ｂは、延長壁部２６の端縁２６ｂの所定位置に、両リンク部材４０Ｃの摺動軸部５０を個々に摺動自在に嵌入できる二組（計４個）の摺動軸受部８０を備えている。キートップ１６Ｂは、主部３２の押圧面３２ｂに突設された一対の支壁８６に、両リンク部材４０Ｃの回動軸部５２を個々に回動自在に嵌入できる二組（計４個）の回動軸受部８２が設けられている。

この変形例では、キートップ１６Ｂが昇降動作する間、一対のリンク部材４０Ｃの外面８４（第１の係止面）とフロントパネル１４Ｂの延長壁部２６の内面２６ｃ（第２の係止面）との間に、寸法可変の隙間が形成される（図８（ａ））。そして、キートップ１６Ｂが昇降動作の下限位置に在るときに、両リンク部材４０Ｃの外面８４（第１の係止面）とフロントパネル１４Ｂの内面２６ｃ（第２の係止面）とが互いに当接される。このキートップ下限位置において、第１係合部６０（各リンク部材４０Ｃの回動軸部５２とキートップ１６Ｂの回動軸受部８２）は、第２係合部６２（各リンク部材４０Ｃの摺動軸部５０とフロントパネル１４Ｂの摺動軸受部８０）よりも上方の位置であって、ベース部材４２から所定距離Ｄだけ離れている位置に配置される（図８（ｂ））。

この変形例でも、図８（ｂ）に示すように、一方のリンク部材４０Ｃの回動軸部５２と他方のリンク部材４０Ｃの回動軸部５２との、回動軸線（つまり中心軸線）５２ａの間の距離（Ｗ／２）が、この距離を規定する方向に測ったキートップ１６Ｂの外形寸法Ｗの略半分であるか、或いは半分以上であるように構成できる。この構成によれば、図１及び図２のキースイッチ装置１０と同様に、キートップ１６Ｂの昇降動作中の両リンク部材４０Ｃの安定性を向上させることができる。それにより、キースイッチ装置１０Ｃを打鍵ないし押下操作する際に、キートップ１６Ｂの「がたつき」や「ふらつき」を効果的に防止できる。

なお、上記したいずれのキースイッチ装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおいても、一対のリンク部材４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃの連動機能により、いずれか一方のリンク部材４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃのみが、係止部６４の第１係止面（例えば、頂面５４ａ、膨出面７８、外面８４）を有する構成とすることもできる。また、係止部６４の第１係止面及び第２係止面の構成は、図示の構成に限定されず、キートップ１６が昇降動作の下限位置に在るときに互いに当接されるものであることを条件として、多様な形状、多様な位置に形成される面を採用できる。さらに、支持機構１８の一対のリンク部材として、図示のギアリンク形式の構成に限定されず、両リンク部材の交点で互いに回動可能又は摺動可能に連結されて側面視Ｘ字形状を呈するパンタグラフ形式の構成を採用することもできる。

図９は、本発明の第２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、支持機構の構成以外は、前述したキースイッチ装置１０（又はキースイッチ装置１０Ｂ（図５））と略同一の構成を有する。したがって、対応する構成要素には共通の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

キースイッチ装置９０は、開口部１２を有するフロントパネル１４（図９では省略）と、フロントパネル１４の開口部１２を通って昇降動作可能なキートップ１６Ｂと、キートップ１６Ｂを昇降動作可能に支持する支持機構９２と、キートップ１６Ｂの昇降動作に対応して開閉する接点部２０を有するスイッチ部材２２（図９では省略）とを備えている。

支持機構９２は、互いに連動可能に組み合わされてキートップ１６Ｂを昇降方向へ案内する一対のリンク部材９４と、キートップ１６Ｂの下方に配置され、一対のリンク部材９４を変位可能に支持する第１のベース部材９６と、第１のベース部材９６の下に配置される第２のベース部材９８とを備えている。

一対のリンク部材９４は、それぞれの一端で互いに歯車状に噛合した状態に組み合わされるギアリンク形式の構成を有する。個々のリンク部材９４は、前述したリンク部材４０Ｂ（図５）に類似したものであって、互いに同一方向へ略平行に延びる一対の腕部１００、１０２と、それら腕部１００、１０２を互いに連結する胴部１０４と、両腕部１００、１０２の一端で胴部１０４とは反対の外側に突設される一対の摺動軸部１０６と、両腕部１００、１０２の他端で摺動軸部１０６と同じ外側に突設される一対の回動軸部１０８と、回動軸部１０８に隣接して両腕部１００、１０２の末端に形成される１枚又は２枚の歯部１１０とを備えている。各リンク部材９４はさらに、両腕部１００、１０２の他端で回動軸部１０８とは反対の内側に、両腕部１００、１０２を互いに連結するように延設される押圧部１１２を有している。

第１及び第２のベース部材９６、９８は、キースイッチ装置９０の構造上の基礎となる平板状部材であって、例えば、キースイッチ装置９０の押下操作時に容易には変形しない剛性を有する樹脂製や金属製の薄板から形成できる。或いは、第２のベース部材９８を、所要の配線を敷設した回路基板から形成することもできる。第１のベース部材９６は、平面視矩形の四隅に近接して、素材を打ち抜きかつ折曲して形成される薄板状の案内部１１４を備える。それら案内部１１４には、キートップ１６Ｂが昇降動作を行なう間、一対のリンク部材９４の摺動軸部１０６を個々に受容して案内する二組（計４個）の長穴状の摺動軸受部１１６が形成される。

キースイッチ装置９０を適正に組み立てたときに、各リンク部材９４は、一対の摺動軸部１０６を、第１のベース部材９６に設けた対応の摺動軸受部１１６に摺動自在に嵌入し、かつ、一対の回動軸部１０８を、キートップ１６Ｂに設けた対応の回動軸受部８２（図７）に回動自在に嵌入して、キートップ１６Ｂと第１のベース部材９６との間に配置される。このとき一対のリンク部材９４は、それぞれの一方の腕部１００の２枚の歯部１１０と、それぞれの他方の腕部１０２の１枚の歯部１１０とが、互いに噛み合わされて連動構造を成し、それにより、回動軸部１０８が規定するそれぞれの回動軸線を中心として、互いに連動して揺動できる。

支持機構９２はさらに、キートップ１６Ｂの昇降動作と一対のリンク部材９４の変位とを連動させる第１係合部と、第１のベース部材９６に一対のリンク部材９４を変位可能に支持させる第２係合部と、キートップ１６Ｂが下降する間に、第１係合部が第２係合部よりも上方でベース部材９６から予め定めた距離だけ離れている位置で、キートップ１６Ｂの下降を阻止して昇降動作の下限位置を定める係止部とを備えている。

第１係合部は、各リンク部材９４の回動軸部１０８と、当該回動軸部１０８を嵌入したキートップ１６Ｂの回動軸受部８２とから構成される。第２係合部６２は、各リンク部材９４の摺動軸部１０６と、当該摺動軸部１０６を嵌入した第１のベース部材９６の摺動軸受部１１６とから構成される。また係止部は、各リンク部材９４の摺動軸部１０６の外周面（第１の係止面）と、当該摺動軸部１０６を嵌入した第１のベース部材９６の摺動軸受部１１６の内周面（第２の係止面）とから構成される。

キートップ１６Ｂが昇降動作する間、一対のリンク部材９４の摺動軸部１０６の外周面（第１の係止面）と第１のベース部材９６の摺動軸受部１１６の内周面（第２の係止面）との間には、摺動軸受部１１６の長穴の長手方向に寸法可変の隙間が形成される。そして、キートップ１６Ｂが昇降動作の下限位置に在るときに、両リンク部材９４の摺動軸部１０６の外周面（第１の係止面）と第１のベース部材９６の摺動軸受部１１６の内周面（第２の係止面）とが、摺動軸受部１１６の長穴の外方端で互いに当接される。このキートップ下限位置において、第１係合部（各リンク部材９４の回動軸部１０８とキートップ１６Ｂの回動軸受部８２）は、第２係合部（各リンク部材９４の摺動軸部１０６と第１のベース部材９６の摺動軸受部１１６）よりも上方の位置であって、第１のベース部材９６から所定距離だけ離れている位置に配置される。

キースイッチ装置９０はさらに、キートップ１６Ｂを上昇させる弾性付勢力（すなわち初期位置復帰力）を生じる付勢部材６８を備えている。付勢部材６８は、第１のベース部材９６の略中心位置に形成した開口部（図示せず）の中で、歯部１１０同士を互いに噛み合わせた一対のリンク部材９４の押圧部１１２の下方に配置され、円筒状の上部７２（図１）を押圧部１１２側に向けた姿勢でキートップ１６Ｂと第２のベース部材９８（又は図示しないメンブレンスイッチシート）との間に介在する。

キースイッチ装置９０では、キートップ１６Ｂに外力が加わらないときには、付勢部材６８が、一対のリンク部材９４の押圧部１１２を上方へ付勢し、それにより、キートップ１６Ｂをベース部材９６から鉛直上方へ離れた昇降動作の上限位置に間接的に支持する。このときスイッチ部材２２の接点部２０は開いた状態にある。また、打鍵ないし押下操作によりキートップ１６Ｂが押し下げられると、付勢部材６８は、キートップ１６Ｂの下降動作に伴い、一対のリンク部材９４を介してキートップ１６Ｂに上方への弾性付勢力（初期位置復帰力）を加えるとともに、キートップ１６Ｂが昇降動作の下限位置に達するときに、スイッチ部材２２の接点部２０を閉成する。キートップ１６Ｂへの押し下げ力が解除されると、付勢部材６８が弾性的に復元し、キートップ１６Ｂを上限位置へ復帰させるとともに、スイッチ部材２２の接点部２０が開放される。このように、付勢部材６８は、キートップ１６Ｂの昇降動作に対応してスイッチ部材２２の接点部２０を開閉させる作動部材としても機能する。

キースイッチ装置９０はさらに、キートップ１６Ｂを透過する光を生成する発光部７４を備えている。発光部７４は、ＬＥＤ等の発光素子からなり、第２のベース部材９８の所定位置に設置されて、スイッチ部材２２及び付勢部材６８を透過するとともにキートップ１６Ｂを透過する光を生成する（図１及び図５参照）。

上記構成を有するキースイッチ装置９０は、前述したキースイッチ装置１０と同様に、キートップ１６Ｂの視認性や指先による押下操作感覚に優れた高背型の構造を有するものであり、例えば産業機械や医療機械の操作盤に組み込まれた場合に、油や薬品の飛散等の悪環境下であっても、キートップ１６Ｂの良好な操作性を確保することができる。しかも、キースイッチ装置９０では、各リンク部材９４に、キートップ１６Ｂが下降する間に付勢部材６８を押圧して弾性変形させる押圧部１１２を形成したから、高背型の構造と相俟って、キートップ１６Ｂと付勢部材６８との間に、発光部７４が生成した光を障害無く通過させる空間を確保できる。したがって、発光部７４が生成した光をキートップ１６Ｂに効率良く到達させて、外部からのキートップ１６Ｂの視認性を一層向上させることができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、９０ キースイッチ装置
１２ 開口部
１４、１４Ｂ フロントパネル
１６、１６Ｂ キートップ
１８、９２ 支持機構
２０ 接点部
２２ スイッチ部材
２６ 延長壁部
２６ｃ 内面（第２の係止面）
２８、８２ 回動軸受部
３８、８０、１１６ 摺動軸受部
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、９４ リンク部材
４２ ベース部材
４２ａ 上面（第２の係止面）
５０、１０６ 摺動軸部
５２、１０８ 回動軸部
５４ 基端側部分
５４ａ 頂面（第１の係止面）
５６ 末端側部分
５８、１１０ 歯部
６０ 第１係合部
６２ 第２係合部
６４ 係止部
６８ 付勢部材
７４ 発光部
７８ 膨出面（第１の係止面）
８４ 外面（第１の係止面）
９６ 第１のベース部材
９８ 第２のベース部材
１１２ 押圧部

Claims (3)

1. 開口部を有するフロントパネルと、該フロントパネルの該開口部を通って昇降動作可能なキートップと、該キートップを昇降動作可能に支持する支持機構と、該キートップの昇降動作に対応して開閉する接点部を有するスイッチ部材とを具備するキースイッチ装置において、
   前記支持機構は、
   互いに連動可能に組み合わされ、前記キートップを昇降方向へ案内する一対のリンク部材と、
   前記キートップの下方に配置され、前記一対のリンク部材を変位可能に支持するベース部材と、
   前記キートップの前記昇降動作と前記一対のリンク部材の変位とを連動させる第１係合部と、
   前記ベース部材に前記一対のリンク部材を変位可能に支持させる第２係合部と、
   前記キートップが下降する間に、前記第１係合部が前記第２係合部よりも上方で前記ベース部材から予め定めた距離だけ離れている位置で、前記キートップの下降を阻止して前記昇降動作の下限位置を定める係止部とを具備し、
   前記係止部は、前記一対のリンク部材の少なくとも一方に設けられる第１の係止面と、前記スイッチ部材を担持する前記ベース部材の上面に設けられ、前記キートップが前記下限位置に在るときに、前記第１の係止面に間接又は直接に当接される第２の係止面とを具備すること、
   を特徴とするキースイッチ装置。
2. 前記フロントパネルは、前記開口部を有する主部と、該主部から延長されて前記ベース部材に隣接配置される延長壁部とを具備し、前記第２係合部は、前記一対のリンク部材の各々に設けられる軸部と、該延長壁部に設けられる軸受部とを具備する、請求項１に記載のキースイッチ装置。
3. 前記フロントパネルは、前記開口部を有する主部と、該主部から延長されて前記ベース部材に隣接配置される延長壁部とを具備し、前記第２係合部は、前記一対のリンク部材の各々に設けられる回動軸部と、前記延長壁部に設けられる回動軸受部とを具備し、前記一対のリンク部材の各々は、該回動軸部を設けた部位から前記第１係合部とは反対の方向へ延長される末端側部分と、該末端側部分の先端に形成される歯部とを備え、前記一対のリンク部材は、一方の前記リンク部材の該歯部と他方の前記リンク部材の該歯部とが互いに噛合した状態で、それぞれの該回動軸部を中心に揺動式に連動し、一方の前記リンク部材の該回動軸部と他方の前記リンク部材の該回動軸部との、中心軸線の間の距離が、該距離を規定する方向に測った前記キートップの外形寸法の半分以上である、請求項１に記載のキースイッチ装置。

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