特許 7496382 キーボード装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-29

(45)【発行日】2024-06-06

(54)【発明の名称】キーボード装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/705 20060101AFI20240530BHJP

   H01H 13/02 20060101ALI20240530BHJP

   H01H 9/16 20060101ALI20240530BHJP

【ＦＩ】

H01H13/705

H01H13/02 A

H01H9/16 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022044349

(22)【出願日】2022-03-18

(65)【公開番号】P2023137912

(43)【公開日】2023-09-29

【審査請求日】2023-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】311012169

【氏名又は名称】ＮＥＣパーソナルコンピュータ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100206081

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 央

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 正人

(72)【発明者】

【氏名】舟山 高弘

【審査官】井上 信

(56)【参考文献】

【文献】特開平４－３３４８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－９９９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１９４０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １３／７０２

Ｈ０１Ｈ １３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体に収容され、厚さ方向において押圧された際に電気信号を発生させるメンブレンシートと、
前記筐体の表面に露出するとともに、前記筐体に対し前記厚さ方向において移動可能に支持されたキーと、
前記メンブレンシート上に配置され、前記キーが押下された際に弾性的に変形して前記メンブレンシートを前記厚さ方向に押圧する金属製のメタルドームと、
粘着性を有する粘着層を含むとともに、前記厚さ方向における前記キーと前記メタルドームとの間に配されて前記メンブレンシートに固定された固定シートと、
前記メンブレンシート上に固定され、前記厚さ方向において前記固定シートと前記メンブレンシートとの間に位置するスペーサと、を備え、
前記粘着層が前記厚さ方向において前記メタルドームに粘着されていることにより、前記メタルドームは前記メンブレンシートに固定されており、
前記粘着層が前記スペーサに粘着されていることにより、前記固定シートは前記メンブレンシートに固定されている、キーボード装置。

【請求項2】

前記メンブレンシート上に配置される発光素子をさらに備え、
前記メンブレンシートは、前記発光素子に電流を供給する電流供給層を含む、請求項１に記載のキーボード装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キーボード装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、キーと、メンブレンシートと、メタルドームと、を備えるキーボード装置が開示されている。メタルドームは、キーが押下された際に、弾性的に変形してメンブレンシートを押圧する。これにより、メンブレンシートは、ユーザによるキーの押下操作を検知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－９９９６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、メタルドームを有するキーボード装置（例えば、特許文献１）においては、メタルドームがメンブレンシートから脱落するのを抑制するために、メタルドームとキーとの間にシート状の固定部材（固定シート）が配置される場合がある。このような構成においては、ユーザがキーを押下した際に、固定シートとメタルドームとが摺動する可能性があった。この場合、ユーザがキーを押下した際にメタルドームの弾性変形が効率的に行われず、キーを押下する押下操作の快適性が損なわれる可能性があった。

【0005】

本発明は、このような事情を考慮してなされ、キーを押下する押下操作の快適性を向上できるキーボード装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るキーボード装置は、筐体と、前記筐体に収容され、厚さ方向において押圧された際に電気信号を発生させるメンブレンシートと、前記筐体の表面に露出するとともに、前記筐体に対し前記厚さ方向において移動可能に支持されたキーと、前記メンブレンシート上に配置され、前記キーが押下された際に弾性的に変形して前記メンブレンシートを前記厚さ方向に押圧する金属製のメタルドームと、粘着性を有する粘着層を含むとともに、前記厚さ方向における前記キーと前記メタルドームとの間に配されて前記メンブレンシートに固定された固定シートと、を備え、前記粘着層が前記厚さ方向において前記メタルドームに粘着されていることにより、前記メタルドームは前記メンブレンシートに固定されている。

【0007】

本発明の上記態様によれば、固定シートとメタルドームとが互いに固定されているため、ユーザがキーを押下した際に、メタルドームを確実に変形させることができる。したがって、キーの押下操作の快適性を向上させることができる。

【0008】

ここで、本発明の一態様に係るキーボード装置は、前記メンブレンシート上に固定され、前記厚さ方向において前記固定シートと前記メンブレンシートとの間に位置するスペーサをさらに備え、前記粘着層が前記スペーサに粘着されていることにより、前記固定シートは前記メンブレンシートに固定されていてもよい。

【0009】

この場合、粘着層がメタルドームの側面に粘着してメタルドームの弾性変形を阻害することが抑制される。したがって、キーの押下操作の快適性をより確実に向上させることができる。

【0010】

また、本発明の一態様に係るキーボード装置は、前記メンブレンシート上に配置される発光素子をさらに備え、前記メンブレンシートは、前記発光素子に電流を供給する電流供給層を含んでもよい。

【0011】

この場合、発光素子に電流を供給する構成を単純化し、キーボード装置の小型化に寄与することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の上記態様によれば、キーを押下する押下操作の快適性を向上可能なキーボード装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態に係るキーボード装置を示す斜視図である。

【図2】図１に示すＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態に係るキーボード装置について図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るキーボード装置１を示す斜視図である。図１の例に示すキーボード装置１は、ＰＣやタブレット端末とは別体に設けられるキーボードであるが、キーボード装置１の例はこれに限られない。キーボード装置１は、ノートＰＣ等に組み込まれたキーボードであってもよい。

【0015】

図１および図２に示すように、本実施形態に係るキーボード装置１は、筐体１０と、メンブレンシート２０と、複数のキー３０と、複数のメタルドーム４０と、固定シート５０と、スペーサ６０と、複数の発光素子７０と、支持部材８０と、を備える。メンブレンシート２０、複数のキー３０、複数のメタルドーム４０、固定シート５０、スペーサ６０、複数の発光素子７０、および支持部材８０は、筐体１０に収容されている。キー３０は、筐体１０の表面に露出している。

【0016】

（方向定義）
ここで、本実施形態では、メンブレンシート２０の厚さ方向（メンブレンシート２０に垂直な方向）を単に厚さ方向Ｚと称する。厚さ方向Ｚから見ることを、平面視と称する。厚さ方向Ｚに直交する一方向を、第１方向Ｘと称する。厚さ方向Ｚおよび第１方向Ｘの双方に直交する方向を、第２方向Ｙと称する。厚さ方向Ｚに沿って、メンブレンシート２０から複数のキー３０に向かう向きを、＋Ｚの向きまたは上方と称する。＋Ｚの向きとは反対の向きを、－Ｚの向きまたは下方と称する。第１方向Ｘに沿う一つの向きを、＋Ｘの向きまたは右方と称する。＋Ｘの向きとは反対の向きを、－Ｘの向きまたは左方と称する。第２方向Ｙに沿う一つの向きを、＋Ｙの向きまたは奥側と称する。＋Ｙの向きとは反対の向きを、－Ｙの向きまたは手前側と称する。

【0017】

本実施形態に係る筐体１０は、平面視において略長方形形状を有する（図１参照）。なお、文言「略長方形形状」には、角取り、面取り、および製造誤差等を取り除けば長方形形状とみなせる場合も含まれる。本実施形態において、筐体１０の長辺は、第１方向Ｘと平行に延びており、筐体１０の短辺は第２方向Ｙと平行に延びている。図１および図２に示すように、筐体１０の上面には、複数のキー孔１１が開口している。各キー孔１１は、筐体１０の内部の空間に連通している。

【0018】

図１および図２に示すように、複数のキー３０は、複数のキー孔１１の内部に各々配置されており、筐体１０の上面に各々露出している。また、各キー３０は、筐体１０に対して厚さ方向Ｚにおいて移動可能に支持されている。なお、キー３０を厚さ方向Ｚにおいて移動可能に支持する構成（不図示）については、公知の構成（シリンダ、パンダグラフ等）から適宜選択される。

【0019】

ここで、本実施形態に係るキーボード装置１が備える複数のキー３０は、図１に示すように、複数のモード切替キー３０Ａと、複数の入力キー３０Ｂと、を含む。モード切替キー３０Ａは、キーボード装置１が備える各種のモード（Ｎｕｍ ｌｏｃｋ、Ｃａｐｓ ｌｏｃｋ等）を切り替えるために用いられるキーである。入力キー３０Ｂは、文字入力等のために用いられるキーである。以下、特段の言及がない限り、キー３０についての説明を行う際にはモード切替キー３０Ａについての説明を行うものとする。また、「モード切替キー３０Ａ」を単に「キー３０」と言及する場合がある。

【0020】

図２に示すように、本実施形態に係るキー３０は、筐体１０の上面に露出する基部３２と、基部３２から下方に向けて突出する凸部３１と、を有する。また、本実施形態に係る基部３２は、光を透過する材料によって形成された透光部３３を有する。透光部３３は、基部３２の下面から基部３２の上面まで延びている。

【0021】

本実施形態に係るメンブレンシート２０は、筐体１０に固定された支持部材８０の上に載置されている。本実施形態に係るメンブレンシート２０は、検知層２１および電流供給層２２を含む。

【0022】

検知層２１は、厚さ方向Ｚにおいて押圧された際に電気信号を発生する層である。より具体的に、検知層２１は、一対の接点層２１ａと、シート用スペーサ２１ｃと、を含む。一対の接点層２１ａは、厚さ方向Ｚにおいて間隔をあけて配されている。シート用スペーサ２１ｃは、厚さ方向Ｚにおける一対の接点層２１ａの間に位置し、接点層２１ａ同士の間隔を保っている。シート用スペーサ２１ｃには、複数の孔２１ｃａが形成されている。各孔２１ｃａは、シート用スペーサ２１ｃを厚さ方向Ｚに貫通している。各孔２１ｃａの内部には、一対の接点（電極）２１ｂが配置されている。一対の接点２１ｂは、厚さ方向Ｚにおいて互いに対向するように、一対の接点層２１ａに対し各々固定されている。検知層２１が厚さ方向Ｚにおいて押圧されると、各孔２１ｃａにおいて接点層２１ａが湾曲し、接点２１ｂ同士が接触する。接点２１ｂ同士が接触すると、電気信号が発生する。

【0023】

電流供給層２２は、メンブレンシート２０上（メンブレンシート２０の上面）に配置された発光素子７０に対して電流を供給する層である。本実施形態において、電流供給層２２は、検知層２１の上面に配置されている。

【0024】

発光素子７０は、電気を光に変化する素子である。発光素子７０としては、例えばＬＥＤ等を採用することができる。本実施形態に係る発光素子７０は、キー３０の透光部３３と厚さ方向Ｚにおいて重なるように配されている。この構成により、ユーザは、発光素子７０が発する光を、透光部３３を介して視認することができる。発光素子７０は、例えば、各モード切替キー３０Ａに対応するキーボード装置１の各種モードがオンであるかオフであるかに応じて、点灯と消灯とを切り替えるように構成されていてもよい。

【0025】

メタルドーム４０は、ドーム状の形状を有する弾性変形可能な部材である。各メタルドーム４０は、メンブレンシート２０上に配置されている。より具体的に、メタルドーム４０は、内周面４０ｂがメンブレンシート２０に向き、外周面４０ａが固定シート５０に向くように配置されている。また、各メタルドーム４０は、キー３０の凸部３１、および一対の接点２１ｂと厚さ方向Ｚにおいて重なるようにメンブレンシート２０上に配されている。

【0026】

ユーザがキー３０を押下すると、当該キー３０の凸部３１が、固定シート５０を介して、メタルドーム４０を下方に向けて押圧する。これにより、メタルドーム４０が弾性的に変形（屈曲）し、メタルドーム４０の内周面４０ｂがメンブレンシート２０に接触する。さらにキー３０が押下されると、メンブレンシート２０が、メタルドーム４０の内周面４０ｂによって厚さ方向Ｚに押圧される。これにより、ユーザが押下したキー３０に対応する（厚さ方向Ｚにおいて重なる）接点２１ｂ同士が接触し、電気信号が発生する。つまり、メタルドーム４０がキー３０に加えられた押下力をメンブレンシート２０に伝達することにより、メンブレンシート２０は、ユーザによる各キー３０の押下操作を検知する。また、ユーザによるキー３０の押下が終了すると、メタルドーム４０の形状は、メタルドーム４０の弾性復元力によりドーム状に戻る。これにより、接点２１ｂ同士が再び離反する。

【0027】

メタルドーム４０は、例えば、ステンレス鋼等の金属材料の薄板によって形成される。メタルドーム４０は、金属製であることにより、ユーザがキー３０を押下した際に、ユーザにクリック感を与える。

【0028】

なお、キーボード装置１が備える全てのキー３０に対してメタルドーム４０が設けられていてなくてもよい。つまり、キーボード装置１が備える複数のキー３０のうち一部のキー３０に対しては、メタルドーム４０に代えて、当該キー３０に加えられた押下力をメンブレンシート２０に伝達する他の機構（ラバードーム等）が設けられてもよい。例えば、モード切替キー３０Ａに対してはメタルドーム４０が設けられ、入力キー３０Ｂに対してはラバードーム等が設けられた構成が採用されてもよい。

【0029】

固定シート５０は、メタルドーム４０を上方から覆い、メタルドーム４０をメンブレンシート２０に固定するシートである。本実施形態に係る固定シート５０は、基層５２および粘着層５１を含む。粘着層５１は、粘着性を有する。粘着層５１は、基層５２の下方に位置している。粘着層５１は、厚さ方向Ｚにおいてメタルドーム４０に粘着されている。言い換えれば、粘着層５１は、メタルドーム４０の外周面４０ａ（天面、上面）に対して粘着されている。なお、固定シート５０には、固定シート５０と各発光素子７０との干渉を避けるための複数の孔５３が形成されている。

【0030】

また、固定シート５０は、黒色の材料によって形成されていてもよい。あるいは、固定シート５０は黒色に染色されていてもよい。これらの場合、発光素子７０が発した光のうちキー３０の透光部３３に進入せず筐体１０の内部に反射した光を、固定シート５０が吸収することができる。これにより、当該反射光がキー３０とキー孔１１との間から筐体１０の外部に漏れ出ることを抑制することができる。

【0031】

また、固定シート５０（基層５２）には、低摩擦材が用いられることが好ましい。これにより、キー３０を押下した際に凸部３１と基層５２とが擦れることで生じる異音を抑制することができる。凸部３１と基層５２との間の摩擦係数は、例えば０．１５以下程度であることが好ましい。固定シート５０を構成する材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いることができる。

【0032】

スペーサ６０は、厚さ方向Ｚにおいてメンブレンシート２０と固定シート５０との間に位置する部材である。スペーサ６０を構成する材料としては、例えばＰＥＴを用いることができる。また、スペーサ６０は、メンブレンシート２０に対して固定されている。より具体的に、本実施形態に係るスペーサ６０は、粘着層６１および基部６２を含む。粘着層６１は、メンブレンシート２０に粘着されている。先述した固定シート５０の粘着層５１は、粘着層６１に対しても粘着されている。これにより、固定シート５０がメタルドーム４０に対して固定されるとともに、固定シート５０はメタルドーム４０をメンブレンシート２０に固定している。また、スペーサ６０には、スペーサ６０と各メタルドーム４０および各発光素子７０との干渉を避けるための複数の孔６３が形成されている。

【0033】

なお、キーボード装置１はスペーサ６０を備えていなくてもよい。この場合、固定シート５０の粘着層５１はメンブレンシート２０に対して粘着されていてもよい。スペーサ６０は、粘着層５１がメタルドーム４０に対して第１方向Ｘまたは第２方向Ｙから粘着することを抑制する役割を有する。言い換えれば、スペーサ６０は、粘着層５１がメタルドーム４０の側面に粘着することを抑制する役割を有する。ここで、粘着層５１がメタルドーム４０の側面に粘着すると、メタルドーム４０の上述した弾性変形が阻害され、キー３０の押下操作の快適性が低下する可能性がある。したがって、キーボード装置１はスペーサ６０を備えていることが好ましい。

【0034】

次に、以上のように構成されたキーボード装置１の作用について説明する。

【0035】

従来、メタルドームを備えるキーボード装置が知られている。このようなキーボード装置においては、メタルドームがメンブレンシートから脱落するのを抑制するために、メタルドームとキーとの間にシート状の固定部材（固定シート）が配置される場合がある。このような構成においては、ユーザがキーを押下した際に、固定シートとメタルドームとが摺動する可能性があった。この場合、ユーザがキーを押下した際にメタルドームの弾性変形が効率的に行われず、キーを押下する押下操作の快適性が損なわれる可能性があった。

【0036】

これに対して本実施形態に係るキーボード装置１においては、固定シート５０に粘着層５１が設けられるとともに、粘着層５１が厚さ方向Ｚにおいてメタルドーム４０に粘着している。この構成により、固定シート５０とメタルドーム４０とが互いに固定され、ユーザがキー３０を押下した際に、メタルドーム４０をより確実に変形させることができる。したがって、キー３０の押下操作の快適性を向上させることができる。また、固定シート５０がメタルドーム４０に固定されることにより、固定シート５０とキー３０とが互いに摺動しにくくなる。これにより、固定シート５０とキー３０とが擦れることで生じる異音を抑制することができる。

【0037】

以上説明したように、本実施形態に係るキーボード装置１は、筐体１０と、筐体１０に収容され、厚さ方向Ｚにおいて押圧された際に電気信号を発生させるメンブレンシート２０と、筐体１０の表面に露出するとともに、筐体１０に対し厚さ方向Ｚにおいて移動可能に支持されたキー３０と、メンブレンシート２０上に配置され、キー３０が押下された際に弾性的に変形してメンブレンシート２０を厚さ方向Ｚに押圧する金属製のメタルドーム４０と、粘着性を有する粘着層５１を含むとともに、厚さ方向Ｚにおけるキー３０とメタルドーム４０との間に配されてメンブレンシート２０に固定された固定シート５０と、を備え、粘着層５１が厚さ方向Ｚにおいてメタルドーム４０に粘着されていることにより、メタルドーム４０はメンブレンシート２０に固定されている。

【0038】

この構成により、固定シート５０とメタルドーム４０とが互いに固定され、ユーザがキー３０を押下した際に、メタルドーム４０をより確実に変形させることができる。したがって、キー３０の押下操作の快適性を向上させることができる。

【0039】

また、本実施形態に係るキーボード装置１は、メンブレンシート２０上に固定され、厚さ方向Ｚにおいて固定シート５０とメンブレンシート２０との間に位置するスペーサ６０をさらに備え、粘着層５１がスペーサ６０に粘着されていることにより、固定シート５０はメタルドーム４０に固定されている。この構成により、粘着層５１がメタルドーム４０の側面に粘着してメタルドーム４０の弾性変形を阻害することが抑制される。したがって、キー３０の押下操作の快適性をより確実に向上させることができる。

【0040】

また、本実施形態に係るキーボード装置１は、メンブレンシート２０上に配置される発光素子７０をさらに備え、メンブレンシート２０は、発光素子７０に電流を供給する電流供給層２２を含む。この構成により、発光素子に電流を供給する構成を単純化し、キーボード装置１の小型化に寄与することができる。特に、キーボード装置１の全体にわたって複数の発光素子７０が設けられる場合には、発光素子７０ごとに配線部材を設けなくてもよくなるため、電流供給層２２を用いて発光素子７０に電流を供給する構成を好適に用いることができる。

【0041】

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0042】

例えば、前記実施形態では、キー３０の一部が透光部３３であったが、キー３０の構成はこれに限られない。キー３０の全体が光を透過する材料によって形成されていてもよい。

【0043】

また、発光素子７０は厚さ方向Ｚにおいてキー３０と重なるように配置されていなくてもよい。この場合、筐体１０に透過部が設けられてもよい。あるいは、キーボード装置１は発光素子７０を備えていなくてもよい。これらの場合、キー３０は透光部３３を有していなくてもよい。

【0044】

また、キー３０（モード切替キー３０Ａ、入力キー３０Ｂ）の数および発光素子７０の数は図示の例に限られず、適宜変更可能である。

【0045】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態や変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…キーボード装置 １０…筐体 ２０…メンブレンシート ２２…電流供給層 ３０…キー ４０…メタルドーム ５０…固定シート ５１…粘着層 ６０…スペーサ ７０…発光素子

【図1】

【図2】