特許 7516874 スイッチ、スイッチアッセンブリ及びキー入力装置

(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】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】スイッチ、スイッチアッセンブリ及びキー入力装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 13/64 20060101AFI20240709BHJP

   H01H 13/00 20060101ALI20240709BHJP

   G06F 3/02 20060101ALI20240709BHJP

【ＦＩ】

H01H13/64

H01H13/00 A

G06F3/02 400

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020095988

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021190348

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾▲崎▼ 一文

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５５－０８２７２５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５３－０３２３３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特公平４－４７９３２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平０６－０８９６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ １３／６４

Ｈ０１Ｈ １３／００

Ｇ０６Ｆ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部材と、押下操作により押下方向へ移動する可動部材とを備えるスイッチであって、
前記可動部材が移動することにより接離する接離部を有する接点部材と、
光を検出する受光素子と
を備え、
前記可動部材は、前記接点部材と係合する係合部を有し、
前記可動部材の移動に伴い前記係合部が前記接点部材と係合して前記接離部を接離させるようにしてあり、
前記可動部材の移動に伴い前記接離部が接離することにより第１の回路を開閉可能であり、
前記可動部材が移動して前記受光素子が検出する光を透過／遮蔽することにより第２の回路を開閉可能である
ことを特徴とするスイッチ。

【請求項2】

請求項１に記載のスイッチであって、
前記可動部材は、前記受光素子が受光すべき光を遮蔽する遮光板を有し、
前記可動部材が移動することにより、前記遮光板は、前記受光素子が検出する光を透過／遮蔽する
ことを特徴とするスイッチ。

【請求項3】

固定部材と、押下操作により押下方向へ移動する可動部材とを備えるスイッチであって、
前記可動部材が移動することにより接離する接離部を有する接点部材を備え、
前記可動部材は、前記接点部材と係合する係合部を有し、
前記可動部材の移動に伴い前記係合部が前記接点部材と係合して前記接離部を接離させるようにしてあり、
前記可動部材の移動に伴い前記接離部が接離することにより第１の回路を開閉可能であり、
前記可動部材の動作に応じて、検出対象を検出する検出部による検出結果に基づいて第２の回路を開閉可能な無接点機構を備える
ことを特徴とするスイッチ。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスイッチであって、
前記第１の回路及び第２の回路は、異なる回路である
ことを特徴とするスイッチ。

【請求項5】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスイッチであって、
前記第１の回路及び第２の回路は、同一の回路である
ことを特徴とするスイッチ。

【請求項6】

固定部材及び押下操作により押下方向へ移動する可動部材を備えるスイッチと、前記スイッチの前記固定部材を取り付けた基板とを備えるスイッチアッセンブリであって、
光を検出する受光素子を備え、
前記スイッチは、前記可動部材が移動することにより接離する接離部を有する接点部材を備え、
前記可動部材は、前記接点部材と係合する係合部を有し、
前記可動部材の移動に伴い前記係合部が前記接点部材と係合して前記接離部を接離させるようにしてあり、
前記可動部材の移動に伴い前記接離部が接離することにより第１の回路を開閉可能であり、
前記可動部材が移動して前記受光素子が検出する光を透過／遮蔽することにより第２の回路を開閉可能である
ことを特徴とするスイッチアッセンブリ。

【請求項7】

請求項６に記載のスイッチアッセンブリであって、
前記受光素子は、前記基板上に表面実装にて取り付けられている
ことを特徴とするスイッチアッセンブリ。

【請求項8】

固定部材及び押下操作により押下方向へ移動する可動部材を備えるスイッチと、前記スイッチの前記固定部材を取り付けた基板とを備えるスイッチアッセンブリであって、
検出対象を検出する検出部と、
前記可動部材が移動することにより接離する接離部を有する接点部材と
を備え、
前記可動部材は、前記接点部材と係合する係合部を有し、
前記可動部材の移動に伴い前記係合部が前記接点部材と係合して前記接離部を接離させるようにしてあり、
前記可動部材の移動に伴い前記接離部が接離することにより第１の回路を開閉可能であり、
前記可動部材の動作に応じて、検出対象を検出する検出部による検出結果に基づいて第２の回路を開閉可能な無接点機構を備える
ことを特徴とするスイッチアッセンブリ。

【請求項9】

複数のキースイッチが配設されたキー入力装置であって、
配設されたキースイッチとして、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のスイッチを備える
ことを特徴とするキー入力装置。

【請求項10】

複数のキースイッチ及び前記キースイッチが取り付けられたスイッチアッセンブリを備えるキー入力装置であって、
前記スイッチアッセンブリとして、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のスイッチアッセンブリを備える
ことを特徴とするキー入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動部材を押下することにより電気的な接離状態を切り替えるスイッチ、そのようなスイッチを備えるスイッチアッセンブリ、及びそのようなスイッチを備えるキー入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータ等の電子機器への入力装置として、複数のキースイッチが並べて配設されたキーボードが普及している。例えば、特許文献１では、スイッチ接点を閉じる時に確実な感触を与えるプッシュボタンスイッチが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特公平４－４７９３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

昨今では、操作に応じた発光等の演出、機械的な故障率を下げる信頼性の向上等の様々な要求が高まっており、様々な特性の向上及び機能の拡張が求められている。

【0005】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされてものであり、様々な特性の向上及び機能の拡張が可能なスイッチの提供を主たる目的とする。

【0006】

また、本発明は、そのようなスイッチを用いたスイッチアッセンブリの提供を他の目的とする。

【0007】

また、本発明は、そのようなスイッチを用いたキー入力装置の提供を更に他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、本願記載のスイッチ（キースイッチ）は、固定部材と、押下操作により押下方向へ移動する可動部材とを備えるスイッチであって、前記可動部材が移動することにより接離する接離部を有する接点部材と、光を検出する受光素子とを備え、前記可動部材の移動に伴い前記接離部が接離することにより第１の回路を開閉可能であり、前記可動部材が移動して前記受光素子が検出する光を透過／遮蔽することにより第２の回路を開閉可能であることを特徴とする。

【0009】

また、前記スイッチにおいて、前記可動部材は、前記受光素子が受光すべき光を遮蔽する遮光板を有し、前記可動部材が移動することにより、前記遮光板は、前記受光素子が検出する光を透過／遮蔽することを特徴とする。

【0010】

また、前記スイッチにおいて、前記可動部材は、前記接点部材と係合する係合部を有し、前記可動部材の移動に伴い前記係合部が前記接点部材と係合して前記接離部を接離させることを特徴とする。

【0011】

更に、本願記載のスイッチは、外部からの押圧に基づいて動作する可動部材を備えるスイッチであって、前記可動部材の動作に応じて接離することにより第１の回路を開閉可能な有接点機構と、前記可動部材の動作に応じて、検出対象を検出する検出部による検出結果に基づいて第２の回路を開閉可能な無接点機構とを備えることを特徴とする。

【0012】

また、前記スイッチにおいて、前記第１の回路及び第２の回路は、異なる回路であることを特徴とする。

【0013】

また、前記スイッチにおいて、前記第１の回路及び第２の回路は、同一の回路であることを特徴とする。

【0014】

更に、本願記載のスイッチアッセンブリは、固定部材及び押下操作により押下方向へ移動する可動部材を備えるスイッチと、前記スイッチの前記固定部材を取り付けた基板とを備えるスイッチアッセンブリであって、光を検出する受光素子を備え、前記スイッチは、前記可動部材が移動することにより接離する接離部を有する接点部材を備え、前記可動部材の移動に伴い前記接離部が接離することにより第１の回路を開閉可能であり、前記可動部材が移動して前記受光素子が検出する光を透過／遮蔽することにより第２の回路を開閉可能であることを特徴とする。

【0015】

また、前記スイッチアッセンブリにおいて、前記受光素子は、前記基板上に表面実装にて取り付けられていることを特徴とする。

【0016】

更に、本願記載のスイッチアッセンブリは、固定部材及び外部からの押圧に基づいて動作する可動部材を備えるスイッチと、前記スイッチの前記固定部材を取り付けた基板とを備えるスイッチアッセンブリであって、検出対象を検出する検出部と、前記可動部材の動作に応じて接離することにより第１の回路を開閉可能な有接点機構と、前記可動部材の動作に応じて、検出対象を検出する検出部による検出結果に基づいて第２の回路を開閉可能な無接点機構とを備えることを特徴とする。

【0017】

更に、本願記載のキー入力装置（キーボード）は、複数のキースイッチが配設されたキー入力装置であって、配設されたキースイッチとして、前記スイッチを備えることを特徴とする。

【0018】

更に、本願記載のキー入力装置は、複数のキースイッチ及び前記キースイッチが取り付けられたスイッチアッセンブリを備えるキー入力装置であって、前記スイッチアッセンブリとして、前記スイッチアッセンブリを備えることを特徴とする。

【0019】

本願記載のスイッチ、スイッチアッセンブリ及びキー入力装置は、接離部を用いた第１の回路と、光等の検出対象を検出する受光素子等の検出素子を用いた第２の回路とを開閉可能である。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るスイッチ、スイッチアッセンブリ及びキー入力装置は、第１の回路を開閉可能な有接点の機構と、第２の回路を開閉可能な無接点の機構とを備えている。これにより、本発明は、それぞれの開閉機構を様々な用途に使うことが可能であるので、スイッチ、スイッチアッセンブリ及びキー入力装置の様々な特性の向上又は機能の向上を見込むことが可能である等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本願記載のキー入力装置を適用したキーボードの外観の一例を示す概略斜視図である。

【図2】本願記載のキースイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。

【図3】本願記載のキースイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。

【図4】本願記載のキースイッチの一例を示す概略分解斜視図である。

【図5】本願記載のキースイッチの一例を示す概略上面図である。

【図6】本願記載のキースイッチの一例を示す概略断面図である。

【図7】本願記載のキースイッチの一例を示す概略斜視断面図である。

【図8】本願記載のキースイッチが備える発光ユニットの一例を示す概略外観図である。

【図9】本願記載のキースイッチの外観の一例を示す概略斜視図である。

【図10】本願記載のキースイッチの一例を示す概略上面図である。

【図11】本願記載のキースイッチの一例を示す概略断面図である。

【図12】本願記載のキースイッチの一例を示す概略上面図である。

【図13】本願記載のキースイッチの一例を示す概略断面図である。

【図14】本願記載のスイッチアッシーの第１実施形態の外観の一例を示す概略斜視図である。

【図15】本願記載のスイッチアッシーの第２実施形態の外観の一例を示す概略斜視図である。

【図16】本願記載のスイッチアッシーの第３実施形態の外観の一例を示す概略斜視図である。

【図17】本願記載のキーボードの第１実施形態の一例を概念的に示すブロック図である。

【図18】本願記載のキーボードの第２実施形態の一例を概念的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0023】

＜適用例＞
本願記載のキー入力装置は、例えば、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）等の電子機器へ文字、数字及び記号の他、各種命令等のデータの入力に用いられるキーボードとして用いられる。また、本願記載のスイッチは、キー入力装置を含む様々な電子機器等の装置にキースイッチとして組み込まれている。キースイッチは、基板上に取り付けられたスイッチアッセンブリ（以下、スイッチアッシーという）として、キー入力装置に組み込まれる。以下では、図面を参照しながら図面に例示されたキー入力装置ＫＢ及びキースイッチ１について、更には、キースイッチ１を基板２に取り付けたスイッチアッシー３について説明する。

【0024】

＜キーボードＫＢ＞
図１は、本願記載のキー入力装置を適用したキーボードＫＢの外観の一例を示す概略斜視図である。キーボードＫＢには、スイッチとして、文字キー、数字キー、その他ファンクションキー等の複数のキースイッチ１が並べて配列されている。

【0025】

＜キースイッチ１＞
次にキーボードＫＢに配設されたキースイッチ１について説明する。本願記載のキーボードＫＢが備えるキースイッチ１は、様々な形態として実現することが可能であり、ここでは、その一部の形態を例示して説明する。

【0026】

キースイッチ１の構造について説明する。図２及び図３は、本願記載のキースイッチ１の外観の一例を示す概略斜視図である。図２は、キースイッチ１を斜め上方からの視点で示す概略斜視図であり、図３は、キースイッチ１を斜め下方の視点から示す概略斜視図である。キースイッチ１は、キーボードＫＢに内蔵された基板２（図１４等参照）に固定される固定部材１０と、使用者の押下操作により下方へ押し込まれる上下に移動可能な可動部材１１とを備えている。可動部材１１の上端には、使用者の押下操作を受け付ける被押下部材としてキートップ１２が取り外し可能に取り付けられている。キートップ１２及び可動部材１１は、このような押下操作による押圧にて下方へ移動し、押下操作による押圧から解放されると後述する弾性部材１３（図４等参照）に付勢されて上方へ移動する。

【0027】

キースイッチ１の下面となる固定部材１０の下面は、略正方形状をなし、対向する四辺のうち一対の辺の近傍には、接点部材１４の端子１４０を挿通させる一対の挿通孔１００が穿設されている。固定部材１０の下面の四辺のうち、挿通孔１００が穿設されていない他の一対の辺の近傍には、基板２に載置するための円柱状の脚部１０１が形成されている。また、固定部材１０の下面の中央近傍には、略長方形状の貫通孔１０２が開設されている。貫通孔１０２の両長辺の近傍には、貫通孔１０２を挟んで向かい合うようにして、発光ユニット１５及び受光ユニット１６を嵌着させる略長方形状の嵌着口１０３が開口している。略長方形状をなす貫通孔１０２を挟む２箇所の嵌着口１０３は、それぞれの長辺が平行になるように開設されている。固定部材１０の挿通孔１００からは、それぞれ接点部材１４の端子１４０が下方へ向けて突出している。固定部材１０の嵌着口１０３には、発光ユニット１５及び受光ユニット１６が嵌め込まれた状態で取り付けられている。発光ユニット１５からは、２本の第１端子対１５０が下方へ向けて突出している。受光ユニット１６からは、２本の第２端子対１６０が下方へ向けて突出している。

【0028】

図２及び図３に示すように、キースイッチ１にキートップ１２を取り付けた状態で、使用者はキーボードＫＢを操作可能となる。使用者がキーボードＫＢに配設されたキースイッチ１のキートップ１２に触れ、キートップ１２を押下する操作を行うことにより、キースイッチ１では、電気回路の接離状態が切り替わり、接離状態の切り替わりを検出したキーボードＫＢから、接続されているパソコン等の電子機器へキースイッチ１毎のオン信号が出力される。また、キートップ１２の押下を解除することにより、押下から開放されたキースイッチ１は、弾性部材１３に付勢されて上昇し、元の位置に復帰する。

【0029】

キースイッチ１の内部構造について説明する。図４は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略分解斜視図である。図５は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略上面図である。図６は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略断面図である。図７は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略斜視断面図である。図４は、キートップ１２を省略して示している。図５は、内部構造を理解し易いように固定部材１０の上半体１０ａ、可動部材１１及びキートップ１２を省略して示している。図６及び図７は、内部構造を理解し易いようにキートップ１２を省略して示している。図６は、図２に示すＡ－Ｂ線分を含む垂直面で切断した状態の断面図を示している。図７は、図２に示すＡ－Ｂ線分を含む垂直面で切断した状態を斜め上方の視点からの斜視断面図として示している。キースイッチ１は、前述のように、固定部材１０、可動部材１１、キートップ１２、弾性部材１３、接点部材１４、発光ユニット１５、受光ユニット１６等の各種部材を備えている。

【0030】

固定部材１０について説明する。固定部材１０は、略直方体状をなす筐体であり、図４に示すように上半体１０ａと下半体１０ｂとを組み合わせて形成されている。固定部材１０の上面には可動部材１１を挿嵌する略正方形状の挿嵌口１０４が開設されている。固定部材１０の内底面には、中央近傍に貫通孔１０２が開設されている。貫通孔１０２には、可動部材１１に形成された板状の遮光板１１０が、上下に移動可能に挿通される。貫通孔１０２の外側には、嵌着口１０３が開設され、嵌着口１０３の周囲を覆うように嵌着壁１０５が固定部材１０の内底面から立設されている。嵌着口１０３から差し込まれた発光ユニット１５及び受光ユニット１６は、嵌着壁１０５にて挟まれた状態で固定される。発光ユニット１５及び受光ユニット１６の外側には、可動部材１１を押下方向の反対方向へ押圧する圧縮コイルバネ等の弾性部材１３が、発光ユニット１５及び受光ユニット１６の周囲を巻回するように配置されている。弾性部材１３の周囲には、内壁１０６が固定部材１０の内底面から立設されている。弾性部材１３の下端は、固定部材１０の内底面に取り付けられており、内側の嵌着壁１０５及び外側の内壁１０６により位置決めされている。内壁１０６の外側には、接離することにより後述する第１の回路（図１７等参照）を開閉可能な有接点機構１７（図１７等参照）として、接点部材１４が固定部材１０の内底面に圧入により立設されている。接点部材１４は、２枚の金属板を成型して組み合わせた角筒状をなしており、内壁１０６の周囲を囲うように嵌め込まれている。また、接点部材１４の下端からは、２枚の金属板からそれぞれ延びる２本の端子１４０が下方へ向けて突出している。２本の端子１４０は、固定部材１０の内底面に開設された挿通孔１００を突き抜けて固定部材１０の下面から更に下方へ突出している。

【0031】

可動部材１１について説明する。可動部材１１は、上面視略正方形状で上部が開放された略箱形の外形をなしている。可動部材１１の上部には、キートップ１２を取り付ける取付部１１１が形成されている。略箱形をなす可動部材１１の外底部の中央部分からは、略長方形状の板状をなす遮光板１１０が下方へ向けて延び、発光ユニット１５及び受光ユニット１６の間を通っている。可動部材１１が押下されて下方へ移動した場合、遮光板１１０の下端は、固定部材１０の下面の貫通孔１０２を貫通して下方へ突出する。遮光板１１０には、発光ユニット１５から発せられた光を通す透過孔１１０ａが開設されている。可動部材１１の外底面において、遮光板１１０の周囲には、弾性部材１３の上端が嵌め込まれる嵌合溝部１１２が略環状に凹設されている。更に、略箱形をなす可動部材１１の相対する一対の側面からは、下方へ向けて延びる一対の押圧側壁１１３が形成されている。可動部材１１の押圧側壁１１３の下端近傍には、接点部材１４を押圧する接点押圧突起１１３ａ（係合部）が内側へ向けて突設されている。

【0032】

可動部材１１は、キートップ１２が押下操作による押圧を受けていない場合、移動範囲の上端（以下、上死点という）に位置し、押下操作を受けた場合、移動範囲の下端（以下、下死点という）まで移動する。そして、押圧から解放された場合、可動部材１１は、弾性部材１３により上方へ押圧されて、下死点から上死点まで移動する。

【0033】

接点部材１４について説明する。接点部材１４は、固定部材１０の内壁１０６の周囲の内底面に立設されており、固定部材１０の下面から下方へ突出する２本の端子１４０を備えている。接点部材１４には、可動部材１１の移動に伴う押圧作用を受けて第１の回路を開閉する接離部１４１が形成されている。接点部材１４の接離部１４１は、接点部材１４を構成する２枚の金属板により、接点部材１４の側面を形成する固定片１４１ａと、押圧により撓む可動片１４１ｂとが重畳するように構成されている。固定片１４１ａは、可動片１４１ｂの外側に位置している。可動片１４１ｂは、移動する可動部材１１の接点押圧突起１１３ａに押圧されて撓むことで固定片１４１ａと接触し、押圧が解除されると元の形状に復帰して固定片１４１ａから離隔する。なお、固定片１４１ａ及び可動片１４１ｂの相対する面にはそれぞれ接点が突設されている。接点部材１４を構成する２枚の金属板にて形成された固定片１４１ａ及び可動片１４１ｂの接触／離隔は、接点部材１４の２本の端子１４０に接続される第１の回路を開閉し、開閉に基づくオン信号がキーボードＫＢからパソコン等の電子機器へ出力される。

【0034】

発光ユニット１５及び受光ユニット１６について説明する。図８は、本願記載のキースイッチ１が備える発光ユニット１５の一例を示す概略外観図である。キースイッチ１が備える発光ユニット１５は、光を発し、受光ユニット１６は、発光ユニット１５から発せられた光を受光する。発光ユニット１５は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の発光素子１５１を用いて構成されている。発光ユニット１５の発光素子１５１は、樹脂製のユニット筐体１５２内にモールドされており、第１端子対１５０は、ユニット筐体１５２から突出している。ユニット筐体１５２の内部には、略線状の２本のリードフレーム１５３が配置されている。リードフレーム１５３の一端は、ユニット筐体１５２の内部から外部へ突出しており、第１端子対１５０となっている。リードフレーム１５３の他端側は、ユニット筐体１５２内に位置し、発光素子１５１が載置され、ワイヤ１５４によりボンディングされている。発光素子１５１、リードフレーム１５３及びワイヤ１５４は、ユニット筐体１５２内に形成された凹部の底に配置されている。ユニット筐体１５２内に形成された凹部には、製造過程で、エポキシ樹脂等の透過率の高い樹脂が充填されており、発光素子１５１等の部材は、外部から視認可能な状態でユニット筐体１５２内にモールドされている。図８は、ユニット筐体１５２内に透過率の高い樹脂が充填されて内部が視認可能な状態の発光ユニット１５を示している。受光ユニット１６は、光を検出する検出部としてＰＤ（Photo Diode ：フォトダイオード）、ＰＴ（Photo Transistor：フォトトランジスタ）等の受光素子１６１を用いて構成されている。受光ユニット１６の構成は、発光ユニット１５の構成と実質的に同様であるので、発光ユニット１５の説明を参酌するものとし、詳細な説明を省略する。なお、発光ユニット１５の構成として説明した発光素子１５１及び第１端子対１５０は、受光ユニット１６の理解に際しては、受光素子１６１及び第２端子対１６０と読み替えるものとする。

【0035】

キースイッチ１内において、発光ユニット１５及び受光ユニット１６は、発光ユニット１５の発光素子１５１から発せられた光を、受光ユニット１６の受光素子１６１が受光するように、発光素子１５１と、受光素子１６１とが向かい合う位置に対向するように配置されている。第１端子対１５０を通じて発光ユニット１５に通電することにより、発光ユニット１５の発光素子１５１が発光する。受光ユニット１６の受光素子１６１は、光を検出した場合に通電状況が変化するため、受光による通電状況の変化に基づくオン信号を第２端子対１６０から出力する。

【0036】

図９は、本願記載のキースイッチ１の外観の一例を示す概略斜視図である。図９は、キースイッチ１の組立工程の一部を概念的に示す概略斜視図であり、キースイッチ１に対して、発光ユニット１５及び受光ユニット１６を組み込む工程を示している。図９に例示するように、発光ユニット１５及び受光ユニット１６は、固定部材１０内に、可動部材１１、弾性部材１３、接点部材１４等の各種部材を組み込んだ後、下方から嵌め込まれる。固定部材１０に対して外部から組込可能な発光ユニット１５及び受光ユニット１６は、仕様変更、部品交換等の目的のために、固定部材１０から取り外すことも可能である。なお、キートップ１２は、スイッチアッシー３又はキーボードＫＢに組み込まれる段階で、可動部材１１に対して取り付けられる。

【0037】

以上のように構成された本願記載のキースイッチ１の動作について説明する。図１０は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略上面図である。図１１は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略断面図である。図１２は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略上面図である。図１３は、本願記載のキースイッチ１の一例を示す概略断面図である。図１１及び図１３は、図２に示すＡ－Ｂ線分を含む垂直面で切断した状態の断面図を示している。図１０及び図１２は、固定部材１０の上半体１０ａ、可動部材１１及びキートップ１２を省略して示している。図１１及び図１３は、キートップ１２を省略して示している。

【0038】

図１０及び図１１は、キースイッチ１のキートップ１２が押下されておらず可動部材１１が上死点に位置している状態を示している。キースイッチ１のキートップ１２が押下されておらず可動部材１１が上死点に位置している場合、図１０及び図１１に例示するように、接点部材１４の可動片１４１ｂは、固定片１４１ａから離隔しているため、２本の端子１４０間は導通していない。また、図１１に例示するように、発光ユニット１５の発光素子１５１から発せられた光は、可動部材１１の遮光板１１０にて遮られるため、受光ユニット１６の受光素子１６１まで到達しない。従って、受光素子１６１は、光を検出することができず、オン信号を出力することがない。

【0039】

図１２及び図１３は、図１０及び図１１に示す状態からキートップ１２が押下されて可動部材１１が下死点に位置している状態を示している。可動部材１１が上死点から下死点へ移動する際に、可動部材１１の押圧側壁１１３に突設された接点押圧突起１１３ａが、接点部材１４の可動片１４１ｂを押圧する。可動片１４１ｂは、押圧されて撓み、固定片１４１ａと接触して、接点部材１４の接離状態が切り替わる。即ち、可動部材１１の接点押圧突起１１３ａは、接点部材１４と係合する係合部として機能し、可動部材１１の移動に伴い係合部としての接点押圧突起１１３ａが接点部材１４と係合することにより、接離部１４１が接離する。接点部材１４の固定片１４１ａ及び可動片１４１ｂが接触することにより、接点部材１４の２本の端子１４０間が導通し、図１２中に矢印で示すように、電流が流れ、第１の回路が閉じられる。

【0040】

また、可動部材１１が下死点に位置している場合、可動部材１１の遮光板１１０が下方へ移動して、発光ユニット１５の発光素子１５１と受光ユニット１６の受光素子１６１との間の光路上に、遮光板１１０の透過孔１１０ａが位置するようになる。従って、図１３中に矢印で示すように、発光ユニット１５の発光素子１５１から発せられた光は、可動部材１１の遮光板１１０の透過孔１１０ａを通って、受光ユニット１６の受光素子１６１まで到達する。受光ユニット１６の受光素子１６１が、受光を検出することにより、受光素子１６１を通電状況が変化し、第２の回路が閉じられる。

【0041】

図１２及び図１３に示す状態から、使用者がキートップ１２の押下を解除することにより、押圧から解放された可動部材１１は、下方から弾性部材１３に押圧されて上死点まで移動する。可動部材１１が上死点まで移動することにより、図１０及び図１１に示す状態に復帰する。従って、接点部材１４の可動片１４１ｂが固定片１４１ａから離隔する。また、発光ユニット１５の発光素子１５１と受光ユニット１６の受光素子１６１との間の光路は、遮光板１１０にて遮断される。

【0042】

＜スイッチアッシー３＞
次に、キースイッチ１を基板２に取り付けた本願記載のスイッチアッシー３の実装例について説明する。本願記載のキースイッチ１は、基板２に搭載されたスイッチアッシー３として、キーボードＫＢに組み込まれる。図１４は、本願記載のスイッチアッシー３の第１実施形態の外観の一例を示す概略斜視図である。図１４は、キースイッチ１と基板２との関係を把握し易いように、スイッチアッシー３が備えるキースイッチ１と基板２とを離隔して示している。基板２には、一対の端子１４０を挿通する端子用取付孔２０、第１端子対１５０を挿通する第１端子対用取付孔２１及び第２端子対１６０を挿通する第２端子対用取付孔２２が開設されている。スイッチアッシー３は、キースイッチ１の端子１４０、第１端子対１５０及び第２端子対１６０が、基板２に開設された端子用取付孔２０、第１端子対用取付孔２１及び第２端子対用取付孔２２に対して挿通され、半田付け等の取付方法にて基板２に取り付けられて構成されている。なお、図１４では、１枚の基板２上に１個のキースイッチ１を取り付けた形態を示したが、実際には、１枚の基板２上に複数のキースイッチ１が取り付けられている。スイッチアッシー３が備える基板２上には、キースイッチ１の他、様々な回路、素子等の電子部材が取り付けられており、また、各電子部材は、エッチング等の方法により基板２上に形成された配線により電気的に接続されている。

【0043】

図１５は、本願記載のスイッチアッシー３の第２実施形態の外観の一例を示す概略斜視図である。図１５は、スイッチアッシー３の他の実施形態を示しており、キースイッチ１と基板２との関係を把握し易いように、スイッチアッシー３が備えるキースイッチ１と基板２とを離隔して示している。基板２には、端子用取付孔２０、第１端子対用取付孔２１及び第２端子対用取付孔２２が開設されている。基板２に開設された第１端子対用取付孔２１には、予め発光ユニット１５の第１端子対１５０が半田付け等の取付方法にて取り付けられており、第２端子対用取付孔２２には、予め受光ユニット１６の第２端子対１６０が半田付け等の取付方法にて取り付けられている。そして、組立工程にて、発光ユニット１５及び受光ユニット１６が予め取り付けられている基板２に、発光ユニット１５及び受光ユニット１６を備えていないキースイッチ１を取り付ける。キースイッチ１は、基板２上の発光ユニット１５及び受光ユニット１６を覆うように取り付けられる。また、キースイッチ１の一対の端子１４０は端子用取付孔２０に挿通されて、半田付け等の取付方法にて基板２上に取り付けられる。

【0044】

図１６は、本願記載のスイッチアッシー３の第３実施形態の外観の一例を示す概略斜視図である。図１６は、スイッチアッシー３の更に他の実施形態を示しており、キースイッチ１と基板２との関係を把握し易いように、スイッチアッシー３が備えるキースイッチ１と基板２とを離隔して示している。基板２には、端子用取付孔２０が開設されている。基板２上には、エッチング等の方法により予め導電性の金属が配線されており、基板２の配線上に、発光ユニット１５及び受光ユニット１６が表面実装等の方法にて予め取り付けられている。図１６に例示する発光ユニット１５及び受光ユニット１６は、表面実装用の光学ユニットであり、基板２上に直接取り付けられている。キースイッチ１は、基板２上の発光ユニット１５及び受光ユニット１６を覆うように取り付けられる。また、キースイッチ１の一対の端子１４０は端子用取付孔２０に挿通されて、半田付け等の取付方法にて基板２上に取り付けられる。

【0045】

以上、第１実施形態乃至第３実施形態を例示して示したように、基板２にキースイッチ１を取り付けたスイッチアッシー３は、様々な方法で形成される。

【0046】

次に、本願記載のキースイッチ１を搭載したキーボードＫＢの実装例について説明する。図１７は、本願記載のキーボードＫＢの第１実施形態の一例を概念的に示すブロック図である。キースイッチ１は、接点部材１４等の部材を用いた有接点機構１７と、発光ユニット１５、受光ユニット１６等の部材を用いた無接点機構１８とを備えている。また、キーボードＫＢは、パソコン等の外部の機器に電気信号を出力する信号出力部４と、発光、音声出力、振動等の出力を行う出力負荷部５とを備えている。有接点機構１７は、可動部材１１の移動により、第１の回路である信号出力部４の回路を開閉し、パソコン等の外部の機器に電気信号を出力する。無接点機構１８は、可動部材１１の移動により、第２の回路である出力負荷部５の回路を開閉し、発光、音声出力、振動等の出力を行う。図１７に例示する第１実施形態は、第１の回路及び第２の回路を異なる回路として構成した実施形態であり、第１実施形態では、キーボードＫＢのキートップ１２を押下することにより、パソコン等の外部の電子機器に信号を出力すると共に、発光、音声出力、振動等の出力を行う。これにより、キーボードＫＢの操作の際に、発光、音声出力、振動等の演出を行うことができるので、キーボードＫＢ、スイッチアッシー３及びキースイッチ１の機能の拡張等の特性の向上が可能となる。また、有接点機構１７にて出力負荷部５の回路を開閉し、無接点機構１８にて信号出力部４の回路を開閉する等、適宜、設計することが可能である。

【0047】

図１８は、本願記載のキーボードＫＢの第２実施形態の一例を概念的に示すブロック図である。第２実施形態は、第１の回路と第２の回路とを同一の回路として構成した例である。第２実施形態では、信号出力部４を、有接点機構１７にて開閉する第１の回路及び無接点機構１８にて開閉する第２の回路として用いる。第１の回路及び第２の回路を同一の回路とすることにより、有接点機構１７及び無接点機構１８の両方で、信号出力部４を開閉するため、有接点機構１７及び無接点機構１８の一方に不具合が生じたとしても、他方で補うことができる。従って、キーボードＫＢ及びキースイッチ１の信頼性の向上等の特性の向上が可能となる。

【0048】

本願記載のキーボードＫＢの実施形態は、図１７及び図１８を用いて説明した実装例に関わらず、様々な形態に展開することが可能である。例えば、無接点機構１８として例示したような光学素子を用いて回路を開閉する機構には、光学素子への連続又は断続的な通電が必要となり、待機電力の問題が生じ得る。このような問題を解決するため、有接点機構１７を光学素子への通電回路を開閉する機構に用いることで、待機電力を抑制することが可能となる。具体的には、キースイッチ１において、待機時に、無接点機構１８への通電を遮断したオフ状態とする。そして、有接点機構１７がオン状態となった場合に、オン状態となっている期間又はオン状態となってから一定期間経過するまで、無接点機構１８へ通電してオン状態とし、無接点機構１８を作動させるという形態に展開することが可能である。通電されてオン状態となった無接点機構１８は、キースイッチ１に対する操作に伴う回路の開閉を行うことが可能となる。前述の実装例では、複数のキースイッチ１への通電を制御するための回路をキーボードＫＢに搭載する例として示したが、スイッチアッシー３毎、更には、キースイッチ１毎に通電を制御するための回路を搭載する等、様々な形態に展開することが可能である。このように、本願記載のキースイッチ１、スイッチアッシー３及びキーボードＫＢは、待機電力の抑制等の様々な特性の向上が可能である。

【0049】

以上のように、本願記載のスイッチ、スイッチアッシー３及びキーボードＫＢは、接点部材１４等の部材を用いた有接点機構１７と、発光ユニット１５、受光ユニット１６等の部材を用いた無接点機構１８とを備えている。これにより、機能の拡張、信頼性の向上、待機電力の抑制等の様々な特性を向上させることが可能である等、優れた効果を奏する。

【0050】

本発明は、以上説明したそれぞれの実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態に展開することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0051】

例えば、前記実施形態では、可動部材１１が下死点へ移動した際に接点部材１４が接触し、受光素子１６１が光を受光する形態を示したが、本発明はこれに限るものではない。即ち、可動部材１１が下死点へ移動した際に、接点部材１４が離隔し、発光素子１５１から発せられた光を遮蔽する形態等、適宜設計することが可能である。また、発光素子１５１から発せられた光を遮蔽／透過させるのではなく、遮蔽／反射させるようにする等、適宜設計することが可能である。

【0052】

また、例えば、前記実施形態では、無接点機構１８として、光を発する発光素子１５１と、検出対象としての光を検出する検出部として受光素子１６１とを用いた光学機構にて構成する形態を示したが、本発明はこれに限らず、接点を有しない様々な機構を用いることが可能である。例えば、磁力を発生させる磁石と、検出対象として磁力を検出する検出部としてホール素子とを用いて無接点機構１８を構成する等、様々な形態に適用することが可能である。

【0053】

また、例えば、前記実施形態では、キーボードＫＢ等の主として文字を入力するキー入力装置に適用する形態を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、テンキー等の数字キー専用のキー入力装置、その他、コンピュータ以外の電子機器、例えば、ゲーム専用機に対して用いられる各種スイッチ等の様々なキー入力装置に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0054】

ＫＢ キーボード（キー入力装置）
１ キースイッチ（スイッチ）
１０ 固定部材
１１ 可動部材
１１０ 遮光板
１１０ａ 透過孔
１１３ 押圧側壁
１１３ａ 接点押圧突起（係合部）
１２ キートップ
１３ 弾性部材
１４ 接点部材
１４０ 端子
１４１ 接離部
１４１ａ 固定片
１４１ｂ 可動片
１５ 発光ユニット
１５１ 発光素子
１６ 受光ユニット
１６１ 受光素子（検出部）
１７ 有接点機構
１８ 無接点機構
２ 基板
３ スイッチアッシー（スイッチアッセンブリ）
４ 信号出力部
５ 出力負荷部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】