キースイッチ装置、キースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器
【課題】キー操作性の良好なキースイッチ装置を提供する。
【解決手段】キートップを押下した際に発生する押下荷重を、キートップの第１係止部の第１リンク部材の係止軸の回動点ｏと第３係止部の第１リンク部材の係止軸の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリングの付勢力が第１リンク部材に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部の第１リンク部材の係止軸の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリングの各種特性値によって表される関数（数２６）
但し、θ４はθ４＝ｓｉｎ−１（ｒＯ／Ｌ）で求める。で定義し、押下荷重曲線Ｐにおいて、極大点Ｐ１と極小点Ｐ２との荷重差に基づきキークリック機能を発現する。
【解決手段】キートップを押下した際に発生する押下荷重を、キートップの第１係止部の第１リンク部材の係止軸の回動点ｏと第３係止部の第１リンク部材の係止軸の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリングの付勢力が第１リンク部材に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部の第１リンク部材の係止軸の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリングの各種特性値によって表される関数（数２６）
但し、θ４はθ４＝ｓｉｎ−１（ｒＯ／Ｌ）で求める。で定義し、押下荷重曲線Ｐにおいて、極大点Ｐ１と極小点Ｐ２との荷重差に基づきキークリック機能を発現する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対のリンク部材を介してキートップの上下動を案内するとともに、キートップの押下時にキークリック機能を発現して良好なキー操作性を有するキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器に関し、特に、キークリック機能を発現する手段としてこの種キースイッチ装置に設けられているラバースプリングを使用することなく、各リンク部材とその付勢手段との間に所定の関係を具有させるだけで明確なキークリック機能を発現することが可能であり、もってキー操作性の良好なキースイッチ装置、キーボード及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ、各種モバイル機器等の小型化、薄型化の進展に伴って、これらの機器に付設されるキーボードにおけるキースイッチ装置の小型化、薄型化が著しく推進されている。このような背景下において、キースイッチ装置の小型化、薄型化を実現するものとして、一対のリンク部材を介してキートップの上下動を案内するように構成された各種のキースイッチ装置が提案されている。
【０００３】かかるキースイッチ装置の内には、キートップの下面に第１係止部及び第２係止部を設けるとともに、キートップの下方に配置されるホルダ部材に第１係止部に対応して第３係止部及び第２係止部に対応して第４係止部を形成し、一方のリンク部材の上端部を第１係止部材に回動可能に係止し、下端部を第３係止部に摺動可能に係止し、また、他方のリンク部材の上端部を第２係止部に回動可能に係止し、下端部を第４係止部に摺動可能に係止するように構成されたキースイッチ装置がある。
【０００４】また、キートップとホルダ部材とを前記と同様に構成し、２つのリンク部材が相互に回動可能となるように軸支してクロスリンク構造とするとともに、一方のリンク部材の上端部をキートップの第１係止部に回動可能に、下端部をホルダ部材の第４係止部に摺動可能にそれぞれ係止し、また、他方のリンク部材の上端部を第２係止部に摺動可能に、下端部を第３係止部に回動可能に係止するように構成したキースイッチ装置も知られている。前記したいずれのキースイッチ装置においても、２つのリンク部材からなるリンク構造を介してキートップの上下動を案内することから、キーステムやその案内構造が不要となってキースイッチ装置の小型化、薄型化を可能とし、また、キートップの押下位置に拘わらず水平状態を保持しながらキートップの上下動を行うことができるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記キースイッチ装置においては、キートップの押下時にその押下終了を感得できることがキー操作性の向上に資することから、これを達成すべくキークリック機能を発現する機構を設けている。前記キースイッチ装置では、キートップや各リンク部材の下方に、所謂、ラバースプリングを配置し、キートップの押下時にキートップの下面やリンク部材を介してラバースプリングを押圧してラバースプリングが座屈する際に発現するラバースプリングの座屈特性に基づいてキークリック機能を実現しているのが一般的である。
【０００６】しかしながら、前記キースイッチ装置のように、キークリック機能の発現機構としてラバースプリングを使用する場合には、そのキークリック特性は、ラバースプリングそのものの形状、厚さ、サイズ等とキートップ、各リンク部材の形状、サイズ等のキースイッチ機構とによって決定されるものであるから、キースイッチ装置に付与すべき所望のキークリック機能を実現するには、ラバースプリングやキースイッチ機構につき数回の試作を行い、試行錯誤を繰り返しながらラバースプリング、キースイッチ機構の決定を行っているのが現状である。これより、所望のキークリック機能を有するキースイッチ装置が実現されるまでの間には、多大の費用と時間を必要とするという問題がある。
【０００７】本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、キークリック機能を発現する手段として一般のキースイッチ装置に設けられているラバースプリングを使用することなく、各リンク部材とその付勢手段との間に所定の関係を具有させるように設計するだけで、キークリック機能の特性をシミュレーションすることが可能となり、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置、キースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため請求項１に係るキースイッチ装置は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とする。
【０００９】前記請求項１のキースイッチ装置によれば、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との過重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【００１０】また、請求項２に係るキーボードは、請求項１記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とする。かかる請求項２のキーボードでは、請求項１記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【００１１】更に、請求項３に係る電子機器は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項３の電子機器では、キースイッチ装置の押下操作を介してキーボードから文字や記号等のデータが入力された場合、その入力データに基づき制御手段による制御下に文字や記号等が表示手段に表示される。このとき、請求項３の電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。また、請求項４に係るキースイッチ装置は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とする。
【００１３】請求項４のキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは各リンク部材に対して付勢部材による付勢力の作用方向が異なっているが、請求項１のキースイッチ装置の場合と同様に、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【００１４】また、請求項５に係るキーボードは、請求項４記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とする。かかる請求項５のキーボードでは、請求項４記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【００１５】更に、請求項６に係る電子機器は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、さのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】請求項６の電子機器では、キースイッチ装置の押下操作を介してキーボードから文字や記号等のデータが入力された場合、その入力データに基づき制御手段による制御下に文字や記号等が表示手段に表示される。このとき、請求項６の電子機器では、前記請求項４のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【００１７】請求項７に係るキースイッチ装置は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とする。
【００１８】請求項７のキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは第１リンク部材と第２リンク部材とが相互に回動可能に軸支されている点で請求項１のキースイッチ装置とは異なっているが、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と各リンク部材の軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、軸支点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【００１９】また、請求項８に係るキーボードは、請求項７記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とする。かかる請求項８のキーボードでは、請求項７記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【００２０】更に、請求項９に係る電子機器は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項９の電子機器では、キースイッチ装置の押下操作を介してキーボードから文字や記号等のデータが入力された場合、その入力データに基づき制御手段による制御下に文字や記号等が表示手段に表示される。このとき、請求項９の電子機器では、前記請求項７のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るキースイッチ装置、キーボード及び電子機器について、本発明を具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の説明においては、第１実施形態乃至第４実施形態の４つの実施形態を例示し、各実施形態についてモデル化を行うとともに各モデルにつきクリック機能を発現する原理等について説明することとする。
【００２３】先ず、第１乃至第４実施形態に係るキースイッチ装置を備えたキーボードが付設された電子機器の一種であるノート型パーソナルコンピュータについて図１R>１（Ａ）、（Ｂ）に基づき説明する。図１はノート型パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【００２４】図１（Ａ）において、ノート型パーソナルコンピュータ１は、基本的に、各種演算処理を行うＣＰＵを内蔵した本体部２、及び、本体部２に対して開閉可能に支持されたディスプレイ３から構成されている。ここに、ディスプレイ３は、本体部２の連結部４に回動可能に支持されており、これより本体部２に対して開閉可能に構成されている。本体部２には、複数のキースイッチ装置が配設されてなるキーボード５が設けられている。
【００２５】また、図１（Ｂ）において、ＣＰＵ５０には、パーソナルコンピュータの各部を制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ５１、各種データを記憶するためのＲＡＭ５２がバス５３を介して接続されている。また、ＣＰＵ５０には、バス５３を介して入出力インターフェース５４が接続されており、この入出力インターフェース５４には、前記ディスプレイ３、前記キーボード５、文書作成や表計算等のプログラムが記憶されたハードディスク装置５５が接続されている。前記ＣＰＵ５０は、キーボード５からの入力データに基づいて、文書作成や表計算等のプログラムをハードディスク装置５５から読み込んで実行したり、ディスプレイ３に文字や記号等を表示する。
【００２６】次に、前記ノート型パーソナルコンピュータ１のキーボード５に付設されているキースイッチ装置について、図２乃至図４に基づき説明する。図２はキースイッチ装置の分解斜視図、図３はキースイッチ装置の一部を省略して示す斜視図、図４はキースイッチ装置の側断面図である。図２乃至図４に示すように、キースイッチ装置１０は、基本的に、キートップ１１、キートップ１１の上下動を案内支持するとともに一対の第１リンク部材１２、第２リンク部材１３から構成される案内部材１４、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３間に掛装され第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが相互に閉脚する方向に付勢するコイルスプリング１５、及び、案内部材１４の下方に配置されるメンブレンスイッチシート１６から構成されている。尚、メンブレンスイッチシート１６の下面には、支持プレート６が配置され、かかる支持プレート６を介してキースイッチ装置１０の全体が支持される。
【００２７】ここに、キートップ１１はＡＢＳ樹脂等の樹脂材料から樹脂成形されてなり、その上面には文字等が印刷等を介して形成されている。キートップ１１の下面には、その短手方向に一対の第１係止部１７、１７（図２乃至図４中左側の係止部）が設けられている。また、各第１係止部１７と並列して、一対の第２係止部１８、１８（図２乃至図４中右側の係止部）が設けられている。各第１係止部１７には、下端部が開放された縦溝１９が形成されるとともに、縦溝１９に連続する円弧状の回動孔２０が形成されている。同様に、各第２係止溝１８には、下端部が開放された縦溝２１が形成されるとともに、縦溝２１に連続する円弧状の回動孔２２が形成されている。各第１係止部１７の回動孔２０には、後述する第１リンク部材１２の係止軸３０が縦溝１９から挿入されて回動可能に係止される。各第２係止部１８の回動孔２２には、後述する第２リンク部材１３の係止軸３０が縦溝２１から挿入されて回動可能に係止される。尚、第１係止部１７、第２係止部１８は、キートップ１１と一体に形成されてもよいし、また、別体構成としてキートップ１１の下面に固着されてもよい。
【００２８】案内部材１４は、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３から構成されており、キートップ１１の上下動を案内支持する作用を行う。第１リンク部材１２は、ポリアセタール等の樹脂材料が一体形成されてなり、基本的に板状の基部２３及び基部２３の両側から延出された一対のアーム部２４を有する平面視で略コ字状の形状を有する。基部２３の両側でアーム部２４との連結部からは、外側に向かって突出し且つ下方に屈曲された一対の軸支持部２５が形成されており、かかる軸支持部２５の下端から外側に延出された係止軸２６が形成されている。各係止軸２６は、後述するメンブレンスイッチシート１６の上面に接着固定された係止部材３９の第３係止部４０の摺動溝内に摺動可能に係止される。尚、基部２３の両端面と軸支持部２５の内側面との間には間隙ＳＰが形成されており、この間隙ＳＰを介して軸支持部２５は連結部を基点として弾性変形可能となる。かかる軸支持部２５の弾性変形は、各係止軸２６を係止部材３９の第３係止部４０の摺動溝内に係止する際に利用される。また、基部２３の長さ方向及び幅方向における略中央位置において、基部２３の裏側から下方に突出され且つ屈曲されたスプリング係止部２７が設けられている。このスプリング係止部２７には、コイルスプリング１５の一端１５Ａが係止される。更に、各アーム部２４間で基部２３の内側面からは、その長さ方向にて中央位置からずれた位置（図２、図３中右側にずれた位置）において、弾性片２８が各アーム部２４と平行に内方に向かって延出されており、かかる弾性片２８の先端にはスイッチ押圧突起２９（図４参照）が設けられている。
【００２９】第１リンク部材１２の各アーム部２４の外側面からは、それぞれ係止軸３０が外方に向かって突出されている。各係止軸３０は、キートップ１１の下面に設けられた各第１係止部１７の回動孔２０内に回動可能に係止される。また、各アーム部２４の先端には、ギア部３１が形成されている。かかるギア部３１の構成については後述する。
【００３０】第２リンク部材１３は、前記第１リンク部材１２と同一の構成を有しており、従って、各リンク部材は共用することが可能である。これより、図２乃至図４R>４に示すように、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を介して案内部材１４を組み立てる際に、各リンク部材に組立の方向性が生じることはなく、この結果、組立の方向性については何ら注意を払うことなく簡単に案内部材１４を組み立てることが可能となる。
【００３１】尚、第２リンク部材１３は、第１リンク部材１２と同一構成を有しているので同一番号を付するものとし、その詳細な説明は前記第１リンク部材１２の説明を参照することとして省略する。
【００３２】ここに、第２リンク部材１３の各係止軸３０は、キートップ１１の下面に設けられた各第２係止部１８の回動孔２２内に回動可能に係止される。また、第２リンク部材１３の係止軸２６は、メンブレンスイッチシート１６の上面に接着固定された係止部材３９の第４係止部４１の摺動溝内に摺動可能に係止される。更に、第２リンク部材１３における基部２３の裏側から下方に突出され且つ屈曲するように形成されるスプリング係止部２７には、コイルスプリング１５の他端１５Ｂが係止される。また、第２リンク部材１３における各アーム部２４間で基部２３の内側面から各アーム部２４と平行に内方に向かって延出された弾性片２８は、図２、図３に示すように、左側にずれた位置に配置され、従って、第２リンク部材１３の弾性片２８に形成された押圧突起２９は、第１リンク部材１２の弾性片２８に形成された押圧突起２９と一定の距離だけ離間した状態で配置されることとなる。このとき、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３のいずれの弾性片２８の押圧突起２９でメンブレンスイッチシート１６の可動スイッチ電極３５を上面から押圧してもよい。また、第２リンク部材１３の各ギア部３１は、第１リンク部材１３の各ギア部３１に噛合されて同期して作動するが、その詳細な構成については後述する。
【００３３】次に、コイルスプリング１５は、前記したように、その一端１５Ａが第１リンク部材１２のスプリング係止部２７に係止され、他端１５Ｂが第２リンク部材１３のスプリング係止部２７に係止されるものであり、これにより第１リンク部材１２と第２リンク部材１３との間に掛装されて、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが相互に閉脚する方向に付勢する作用を行う。
【００３４】メンブレンスイッチシート１６は、基本的に、上側スイッチングシート３２と下側スイッチングシート３３とから構成されている。上側スイッチングシート３２の下面には、回路パターン３４及び回路パターン３４に接続する可動スイッチ電極３５が形成されている。また、下側スイッチングシート３３の上面には、前記回路パターン３４とマトリックス状に形成される回路パターン３６及び回路パターン３６に接続し可動スイッチ電極３５に対向配置される固定スイッチ電極３７が形成されている。また、下側スイッチングシート３３において、固定スイッチ電極３７の周囲にはスペーサパッド３８が形成されている。かかるスペーサパッド３８は接着剤等を所定膜厚で印刷塗布して形成され、上側スイッチング電極３５と下側スイッチングシート３３の固定スイッチ電極３７とを離間させる作用を行う。
【００３５】上側スイッチングシート３２の上面には、各種金属や樹脂等から成型加工されてなる一対の長手状の係止部材３９が相互に平行となるように接着剤等を介して接着固定されている。各係止部材３９の一側（図２乃至図４中左側）には、長溝状の第３係止部４０が形成されており、また、他側（図２乃至図４中右側）には、同じく長溝状の第４係止部４１が形成されている。ここに、第３係止部４０には第１リンク部材１２の各係止軸２６が摺動可能に係止され、第４係止部４１には第２リンク部材１３の各係止軸２６が摺動可能に係止される。
【００３６】続いて、図６に基づき第１リンク部材１２、第２リンク部材１３における各アーム部２４の先端に形成された各ギア部３１の構成について説明する。図６R>６は第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各アーム部２４に形成されたギア部３１の構成を拡大して模式的に示す説明図である。図６において、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を構成する２つの各アーム部２４の先端に形成されたギア部３１には、アーム部２４の幅方向Ｘにおける略中央位置に段差部４２が形成されている。かかる段差部４２に基づき、アーム部２４の先端には下方突出部４３Ａと上方突出部４４とが形成される。下方突出部４３Ａの上面は所定湾曲面を有する下歯部４３を構成する。更に、上方突出部４４の下面は、前記下歯部４３の湾曲面と密着するような湾曲面に形成された上歯部４５を構成する。
【００３７】ここに、前記下歯部４３と上歯部４５は、図６から明らかなように、上面側から見てアーム部２４の幅方向Ｘで隣接してずれた配置関係にあり、且つ、側面側から見て上下関係を有する。そして、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが同一構成を有することに基づき、図６中左側に配置される第１リンク部材１２の各アーム部２４に形成されるギア部３１において、下方突出部４３Ａの上面に形成される下歯部４３は左側に配置され、また、突出部４４の下面に形成される上歯部４５は右側に配置される。また、図６中右側に配置される第２リンク部材１３は、第１リンク部材１２と反対側に配置した関係にあるから、各アーム部２４に形成されるギア部３１において、突出部４４の下面に形成される上歯部４５は左側に配置され、また、下方突出部４３Ａの上面に形成される下歯部４３は右側に配置される。これにより、第１リンク部材１２の各アーム部２４における下歯部４３と第２リンク部材１３の各アーム部２４における上歯部４５とが相互に接触されるとともに、第１リンク部材１２の各アーム部２４における上歯部４５と第２リンク部材１３の各アーム部２４における下歯部４３とが相互に接触されるものである。
【００３８】前記したように第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とを組み合わせて構成される案内部材１４では、第１リンク部材１２のギア部３１の上歯部４５と下歯部４３は、上下関係を具有しつつ第１リンク部材１２の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されており、また同様に、第２リンク部材１３のギア部３１の上歯部４５と下歯部４３は、上下関係を具有しつつ第２リンク部材１３の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されていることから、第１リンク部材１２における上歯部４５と下歯部４３、及び、第２リンク部材１３における上歯部４５と下歯部４３は、リンク部材１２、１３の厚さ方向で上下２段に重なることはない。従って、第１リンク部材１２のギア部３１と第２リンク部材１３のギア部３１とを対向して当接するだけで、第１リンク部材１２の上歯部４５と第２リンク部材１３の下歯部４３及び第１リンク部材１２の下歯部４３と第２リンク部材の上歯部４５とを相互に適正な噛合関係をもって組み立てることが可能となる。これより、キースイッチ装置１０の組立効率を格段に向上することができる。
【００３９】また、第１リンク部材１２のギア部３１の上歯部４５と第１リンク部材１２の下歯部４３は、第１リンク部材１２の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されており、また、第２リンク部材１３のギア部３１の上歯部４５と下歯部４３は、第２リンク部材１３の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されているので、キースイッチ装置１０の薄型化が進展した場合においても、各上歯部４５、下歯部４３を薄くしたり小さくしたりする必要はない。従って、各歯部４３、４５の耐久性を高く維持しつつ長期に渡って安定して使用可能なキースイッチ装置１０を実現することができる。
【００４０】更に、第１リンク部材１２において上歯部４５と下歯部４３とは上下関係を有するが、第１リンク部材１２の幅方向Ｘで隣接してずれて形成されており、また、第２リンク部材１３において上歯部４５と下歯部４３とは上下関係を有するが、第２リンク部材１３の幅方向Ｘで隣接してずれて形成されているので、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３を成形するについて、スライド型を使用することなく上型と下型との単純な上下抜きを行うだけで簡単に成形することが可能である。これより、１つの金型を介して多くの第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を成形することが可能となり、各リンク部材１２、１３の生産効率を向上することができる。
【００４１】次に、前記のように構成されたキースイッチ装置１０の動作について図２乃至図６に基づき説明する。図５はキートップ１１の押下が終了した状態を示すキースイッチ装置の側断面図である。ここに、キートップ１１の押下前においては、図３、図４に示すように、第１リンク部材１２の基部２３に形成されたスプリング係止部２７と第２リンク部材１３の基部２３に形成されたスプリング係止部２７との間にコイルスプリング１５が掛装されており、コイルスプリング１５は、キートップ１１の第１係止部１７の回動孔２０及び第２係止部１８の回動孔２２に回動可能に係止された第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸３０を回動中心として、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を相互に閉脚する方向に付勢している。このとき、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸２６は、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２上に固着された係止部材３９の第３係止部４０、第４係止部４１の摺動溝の内側壁に当接されている。従って、キートップ１１は、図４に示す非押下位置に保持されている。
【００４２】コイルスプリング１５の付勢力に抗して、図４に示す状態からキートップ１１を押下していくと、第１リンク部材１２の係止軸３０は第１係止部１７の回動孔２０内で時計方向に回動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸３０は第２係止部１８の回動孔２２内で反時計方向に回動していく。また、第１リンク部材１２の係止軸２６は第３係止部４０の摺動溝内を左方向に摺動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸２６は、第４係止部４１の摺動溝内を右方向に摺動していく。かかる動作に伴いコイルスプリング１５は除々に伸張されていくとともに、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３は開脚されていく。
【００４３】このとき、第１リンク部材１２の各アーム部２４における下歯部４３と第２リンク部材１３の各アーム部２４における上歯部４５とは、相互に接触状態を保持しつつ下方に向かって移動していき、また、第１リンク部材１２の各アーム部２４における上歯部４５と第２リンク部材１３の各アーム部２４における下歯部４３とは、相互に接触状態を保持しつつ下方に向かって移動していく。このように、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とは、各上歯部４３と下歯部４５との協働作用に基づき、完全に同期した状態で作動されるものである。
【００４４】そして、キートップ１１を一定量押下した状態で、第１リンク部材１２又は第２リンク部材１３の弾性片２８に形成されている押下突起２９が、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２の下面に形成されている可動スイッチ電極３５を上方から押下していき、更にキートップ１１を押下した時点でクリック感を伴いつつ押下突起２９は、可動電極３５と下側スイッチングシート３３の固定電極３７とを接触させる。これにより、可動電極３５と固定電極３７とにより所定のスイッチング動作が行われる。この時点では、コイルスプリング１５は、図５に示すように更に伸張された状態にある。前記のようにスイッチング動作を行った後、キートップ１１の押下を解除すると、コイルスプリング１５の付勢力に基づき、前記した動作と逆動作が行われ、キートップ１１は上方に移動されて図４に示す非押下位置に復帰する。
【００４５】［第１実施形態のモデル化］次に、前記第１実施形態に係るキースイッチ装置１０についてモデル化を行い、そのモデル１について図７乃至図１１に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図７はキースイッチ装置１０をモデル化して模式的に示すモデル１の説明図である。
【００４６】ここに、図７において、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を剛体Ａ、キートップ１１を剛体Ｋ、係止部材３９における各第３及び第４係止部４０、４１を剛体Ｂで表している。また、キートップ１１の第１係止部１７における回動孔２０内に係止される第１リンク部材１２の係止軸３０の回動中心、及び、第２係止部１８の回動孔２２内に係止される第２リンク部材１３の係止軸３０の回動中心をｏで示している。更に、第１リンク部材１２の係止軸２６が第３係止部４０にて外側に摺動を開始する摺動起点、及び、第２リンク部材１３の係止軸２６が第４係止部４１にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。また、第１リンク部材１２のスプリング係止部２７にて内側に向かって付勢するコイルスプリング１５による付勢力の作用点、及び、第２リンク部材１３のスプリング係止部２７にて内側に向かって付勢するコイルスプリング１５による付勢力の作用点をｍで示している。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にある第１リンク部材１２とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にある第２リンク部材１３とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。
【００４７】図７において、モデル１は、３つの節点ｏ（回動点）、ｍ（作用点）、ｓ（摺動起点）を有する２つの剛体Ａ、節点ｏにて剛体Ａを回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａをｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。図７に示すように、２つの剛体Ａを弾性体Ｅ（コイルスプリング１５に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ、ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片２８に対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。
【００４８】以下、前記モデル１の動作原理について、図７、図８に基づき説明する。図７において、剛体Ｋがｙ方向に変化する時、節点ｏに回転トルクＴが発生する。そのトルクＴは、下記数１のように表される。
【数１】
また、節点ｓにて下方向に作用するＦ２は、下記数２のように表すことができる。
【数２】
このとき、ｙ方向の反力Ｒ１は、下記数３のようになる。
【数３】
【００４９】ここで、Ｆ１は弾性体Ｅの張力であることから、左右２つの剛体Ａに対して等しくかかることとなり、両方の剛体Ａに等しくＦ２、Ｒ１が発生する。即ち、下記数４のように表される。
【数４】
また、Ｆ１との関係は、下記数５に示す通りとなる。
【数５】
ここで、節点ｍ＝節点ｓの場合、ｒ１＝ｒ０、ｒ３＝ｒ２となり、角度の式に直し整理すると、Ｐは下記数６に示す様にθ４の関数となり、その曲線は、図８に示すように、凸形状の極大点を有する曲線となる。
【数６】
前記数６において、ａ、ｂ、ｃは、各節点ｏ、ｍ、ｓ間の長さ、ばねの種類、ばね定数等によって定まる定数である。これにより、指等にてキートップを押下した時の反発力はＰとなり、曲線の極大点との荷重の落差に基づきキークリック機能が発現され、この結果、タクタイル感として指等にフィードバックされてキー操作感が明確なキースイッチ装置を実現できる。
【００５０】続いて、図９、図１０に基づき前記数５中におけるｒ１、ｒ２、ｒ１／ｒ２、Ｆ１を一般式にて表記し、最終的に押下荷重Ｐを求める。尚、図９及び図１０R>０は図７に示すモデル１の片側部分を拡大して模式的に示す説明図である。
■ｒ２について図９より、下記数７、数８が成立する。
【数７】
【数８】
一方、ｒ２＝cosθ４・Ｌであり、これに数８を代入すると、ｒ２＝cosθ４・（ｒ０／ sinθ４）
∴tanθ４＝sinθ４／cosθ４従って、ｒ２は下記数９のように表される。
【数９】
【００５１】■ｒ１について図９より、下記数１０が成立し、
【数１０】
また、下記数１１も成立する。
【数１１】
従って、ｒ１に関し、下記数１２が成立する。
【数１２】
ここで、三角関数の加法定理より、下記数１３のように表すことができる。
【数１３】
更に、図９より、sinθ４＝ｒ０／Ｌ、 cosθ４＝ｒ２／Ｌであるから、これらを数１３に代入して、下記数１４が成立する。
【数１４】
更に、数１４に数９を代入して、下記数１５が成立し、
【数１５】
ｒ１は最終的に下記数１６のように表すことができる。
【数１６】
【００５２】■ｒ１／ｒ２について前記数９と数１６を代入し、下記数１７が成立する。
【数１７】
前記数１７におけるｒ０を消去し、１／tanθ＝cosθ／sinθを代入すると、下記数１８、数１９、数２０が成立する。
【数１８】
【数１９】
【数２０】
但し、θ４は、下記数２１から求める。
【数２１】
【００５３】■ Ｆ１について図９より、Ｆ１；荷重（Ｎ）
Ｓ；初張力（Ｎ）
ｋ；ばね定数（Ｎ／ｍｍ）
Ｍ；ばね長さ（ｍｍ）
Ｎ；ばね自由長（ｍｍ）
ｕ；ばねのたわみ係数＝２とすると、下記数２２、数２３が成立する。
【００５４】
【数２２】
【数２３】
前記数２３に数２２を代入すると、Ｆ１は下記数２４、数２５のように表すことができる。
【数２４】
【数２５】
【００５５】■Ｐについて前記数２０、数２５を数５に代入すると、Ｐは下記数２６のように表すことができる。
【数２６】
但し、θ４はθ４＝sin-1（ｒ０／Ｌ）で求める。
【００５６】前記のように求めた押下荷重Ｐを表す数２６において、剛体Ｋ，Ａ，Ｂ及び弾性体Ｅの構造が決定された場合に剛体Ｋの運動について考えると、Ｌ、Ｌ１、sinθ５は剛体Ａの定数でありｒ０に対して一定になり、また、ｋ、ｕ，Ｎ、Ｓは弾性体Ｅの定数でありｒ０に対して一定となる。従って、前記数２６は角度θ４の関数となり、数２６によって表される押下荷重Ｐの曲線は、図１１に示すように、凸形状の極大点を有する荷重カーブとなる。
【００５７】ここで、図１１において、横軸は剛体Ｋのストローク量を表し、縦軸は荷重を表す。Ｆ１は弾性体Ｅにより剛体Ａに作用する荷重であり、剛体Ｋが押下されていない場合においても作用しており、剛体Ｋのストローク量が大きくなるに従ってＦ１は大きくなる。また、押下荷重曲線Ｐにおいて、剛体Ｋのストローク量が比較的小さい時点で極大点Ｐ１が現れ、この後押下荷重は減少していくが、スイッチング動作が行われた後に極小点Ｐ２が現れる。そして、極小点Ｐ２が現れた後には、弾性体Ｆの作用により曲線ＯＴに従って押下荷重が増加していく。前記押下荷重曲線Ｐにおいて、極大点Ｐ１と極小点Ｐ２との荷重差が、キークリック機能の発現に寄与するものであり、かかる荷重差に基づいて明確なキー操作感を得ることができる。
【００５８】以上説明した通り、第１実施形態に係るキースイッチ装置１０では、キートップ１１を押下した際にキートップ１１に発生する押下加重は、キートップ１１の第１係止部１７における第１リンク部材１２の係止軸３０の回動点ｏと第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリング１５の付勢力が第１リンク部材１２に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング１５の各種特性値によって表される関数（数２６）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート１６によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ、摺動起点ｓ、作用点ｍ、角度θ4、コイルスプリング１５の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下加重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【００５９】次に、第２実施形態に係るキースイッチ装置について、図１２、図１３に基づき説明する。図１２は第２実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図、図１３はキースイッチ装置の一部を省略して示す斜視図である。尚、第２実施形態に係るキースイッチ装置は、基本的に、前記第１実施形態に係るキースイッチ装置１０と同一の構成を有しており、第１実施形態のキースイッチ装置１０では、第１リンク部材１２のスプリング係止部２７と第２リンク部材１３のスプリング係止部２７との間にコイルスプリング１５を掛装して、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが相互に閉脚する方向に付勢し、また、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２に固着された係止部材３９の第３係止部４０、第４係止部４１にて第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３の各係止軸２６を摺動可能に係止するように構成しているが、第２実施形態に係るキースイッチ装置では、第１リンク部材と第２リンク部材とを閉脚方向に付勢するについてコイルスプリングを使用することなく、また、独立形成された係止部材を使用することなく、第１リンク部材と第２リンク部材の下側の基部を内側に向かって付勢する付勢バネと各係止軸を摺動可能に係止する係止部材とを一体に構成した弾性枠状部材をメンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２に固着し、かかる弾性枠状部材を介して第１リンク部材、第２リンク部材の閉脚付勢及び各係止軸の摺動係止を行うようにした点で、第１実施形態のキースイッチ装置１０とは異なる。残余の構成については、第１実施形態の場合と同一である。従って、以下の説明においては、第１実施形態のキースイッチ装置１０とは異なる第２実施形態に特有の構成に着目して説明することとし、その他第１実施形態と同一の部材、要素等については前記と同一の番号を付するとともに、その説明を省略する。
【００６０】図１２、図１３において、案内部材１４を構成する第１リンク部材１２、第２リンク部材１３における基部２３の下側中央には凹部６０が形成されており、かかる凹部６０の両側に２つのバネ当接部６１、６１が設けられている。また、案内部材１４の下方でメンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２上には、弾性枠状部材６２が接着剤を介して固着されている。弾性枠状部材６２は長方形状を有する枠状に形成されており、その短辺側（図１２、図１３中左右側）の連結部６３の略中央位置からは付勢バネ部６４が一体に形成されている。かかる付勢バネ部６４は、連結部６３から上方に立ち上がるように屈曲されており、連結部６３に連続する中央部６４Ａから二股状に板状の付勢バネ６４Ｂ、６４Ｂが設けられている。図１２、図１３中、左側に存在する各付勢バネ６４Ｂは、第１リンク部材１２の各バネ当接部６１を内側に向かって付勢する。また、右側に存在する各付勢バネ６４Ｂは、第２リンク部材１３の各バネ当接部６１を内側に向かって付勢する。これにより、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３は、弾性枠状部材６２の左右両側に形成された各付勢バネ６４Ｂを介して、相互に閉脚する方向に付勢されるものである。更に、前記弾性枠状部材６２において、その長辺側（図１２、図１３中上下側）は連結部６５により構成されており、各連結部６５にて前記連結部６３に連続する角部の近傍位置には、第３係止部４０及び第４係止部４１がそれぞれ形成されている。ここで、各第３係止部４０は、第１リンク部材１２の各係止軸２６を摺動可能に係止し、各第４係止部４１は、第２リンク部材１３の各係止軸２６を摺動可能に係止する。
【００６１】尚、前記弾性枠状部材６２は、各連結部６３、６５により連続された長方形状を有する枠状に一体に形成されており、また、各連結部６３には付勢バネ６４Ｂが一体に形成されるとともに、各連結部６５には第３係止部４０、第４係止部４１が一体に形成されていることから、各付勢バネ６４Ｂと第３係止部４０、第４係止部４１との位置関係を常時一定の関係に保持することができ、また、その取扱が極めて容易となる。
【００６２】前記のように構成された第２実施形態に係るキースイッチ装置１０の動作について図１４、図１５に基づいて説明する。図１４はキートップ１１を押下する前におけるキースイッチ装置１０の側断面図、図１５はキートップ１１の押下が終了した時点におけるキースイッチ装置１０の側断面図である。
【００６３】ここに、キートップ１１の押下前においては、図１３、図１４に示すように、第１リンク部材１２の基部２３に形成された各バネ当接部６１は、弾性枠状部材６２の付勢バネ６４Ｂ、６４Ｂを介して内側に向かって付勢されており、また、第２リンク部材１３の基部２３に形成された各バネ当接部６１も同様に、弾性枠状部材６２の付勢バネ６４Ｂ、６４Ｂを介して内側に向かって付勢されている。従って、各付勢バネ６４Ｂによる付勢力に基づき、キートップ１１の第１係止部１７の回動孔２０及び第２係止部１８の回動孔２２に回動可能に係止された第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸３０を回動中心として、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３は相互に閉脚する方向に付勢されている。このとき、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸２６は、弾性枠状部材６２に一体に形成された第３係止部４０、第４係止部４１の摺動溝の内側壁に当接されている。従って、キートップ１１は、図１４R>４に示す非押下位置に保持されている。
【００６４】各付勢バネ６４Ｂの付勢力に抗して、図１４R>４に示す状態からキートップ１１を押下していくと、第１リンク部材１２の係止軸３０は第１係止部１７の回動孔２０内で時計方向に回動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸３０は第２係止部１８の回動孔２２内で反時計方向に回動していく。また、第１リンク部材１２の係止軸２６は第３係止部４０の摺動溝内を左方向に摺動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸２６は、第４係止部４１の摺動溝内を右方向に摺動していく。かかる動作に伴い各付勢バネ６４Ｂは、各バネ当接部６１を介して外側に向かって押圧されていくとともに、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３は開脚されていく。
【００６５】このとき、第１リンク部材１２の各アーム部２４におけるギア歯部３１と第２リンク部材１３の各アーム部２４におけるギア歯部３１とは、相互に接触状態を保持しつつ下方に向かって移動していく。このように、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とは、各ギア歯部３１の協働作用に基づき、完全に同期した状態で作動されるものである。
【００６６】そして、キートップ１１を一定量押下した状態で、第１リンク部材１２又は第２リンク部材１３の弾性片２８に形成されている押下突起２９が、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２の下面に形成されている可動スイッチ電極３５を上方から押下していき、更にキートップ１１を押下した時点でクリック感を伴いつつ押下突起２９は、可動電極３５と下側スイッチングシート３３の固定電極３７とを接触させる。これにより、可動電極３５と固定電極３７とにより所定のスイッチング動作が行われる。この時点では、各付勢バネ６４Ｂは、図１５に示すように、最も押圧された状態にある。前記のようにスイッチング動作を行った後、キートップ１１の押下を解除すると、各付勢バネ６４Ｂによる付勢力に基づき、前記した動作と逆動作が行われ、キートップ１１は上方に移動されて図１４に示す非押下位置に復帰する。
【００６７】［第２実施形態のモデル化］次に、前記第２実施形態に係るキースイッチ装置１０についてモデル化を行い、そのモデル２について図１６、図１７に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図１６はキースイッチ装置１０をモデル化して模式的に示すモデル２の説明図である。尚、図１７は、例えば、第１実施形態のキースイッチ装置１０におけるコイルスプリング１５の付勢力を、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の係止軸２６の摺動起点（節点ｓ）に作用させた場合をモデル化した例を模式的に示すものであり、図１６に示すモデル２と図１７に示すモデルと等価であることは明らかである。
【００６８】ここに、図１６、図１７において、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を剛体Ａ、キートップ１１を剛体Ｋ、弾性枠状部材６２における各第３及び第４係止部４０、４１を剛体Ｂで表している。また、キートップ１１の第１係止部１７における回動孔２０内に係止される第１リンク部材１２の係止軸３０の回動中心、及び、第２係止部１８の回動孔２２内に係止される第２リンク部材１３の係止軸３０の回動中心をｏで示している。更に、第１リンク部材１２の係止軸２６が第３係止部４０にて外側に摺動を開始する摺動起点、及び、第２リンク部材１３の係止軸２６が第４係止部４１にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。尚、図１６に示すモデル２及び図１７に示す等価モデルにおいて、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３のバネ当接部６１を内側に向かって付勢する各付勢バネ６４Ｂにより付勢力の作用点ｍは、前記摺動起点ｓと同一位置にある。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にある第１リンク部材１２とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にある第２リンク部材１３とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。
【００６９】図１６、図１７において、モデル２及びその等価モデルは、２つの節点ｏ（回動点）、節点ｍ＝ｓ（作用点と摺動起点とは同一位置にある）を有する２つの剛体Ａ、節点ｏにて剛体Ａを回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａをｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。
【００７０】図１６、図１７に示すように、２つの剛体Ａを弾性体Ｅ（モデル２の場合は付勢バネ６４Ｂ、等価モデルの場合はコイルスプリング１５に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ＝ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片２８に対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。
【００７１】以下、前記モデル２の動作原理について、図１６、図１７に基づき説明する。図１６、図１７において、節点ｍ＝節点ｓであるから、前記図７、図９においてｒ１＝ｒ０、ｒ３＝ｒ２となり、また、Ｌ１＝Ｌ、θ５＝０となる。これらの条件を前記数２６に代入すると、下記数２７、数２８、数２９が成立する。
【数２７】
【数２８】
【数２９】
【００７２】前記数２９中、第１項の（２・ｋ・ｕ・Ｌ）、第２項の（２・ｕ・ｋ・Ｎ）、及び、第３項の（２・Ｓ）をそれぞれａ、ｂ、ｃとすると、前記数２９は、Ｐ＝ａ・sinθ4−ｂ・tanθ4＋ｃ・tanθ4となり、前記数６と一致する。これより、ａ、ｂ、ｃは、各節点ｏ、ｍ＝ｓ間の長さ、ばねの種類、ばね定数等によって定まる定数であるから、指等にてキートップを押下した時の反発力はＰとなり、曲線の極大点との荷重の落差に基づきキークリック機能が発現され、この結果、タクタイル感として指等にフィードバックされてキー操作感が明確なキースイッチ装置を実現できる。
【００７３】以上説明した通り、第２実施形態に係るキースイッチ装置１０では、前記第１実施形態の場合と同様、キートップ１１を押下した際にキートップ１１に発生する押下荷重は、キートップ１１の第１係止部１７における第１リンク部材１２の係止軸３０の回動点ｏと第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング１５の各種特性値によって表される関数（数２９）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、図１１に示すように、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート１６によりスイッチング動作が行われた後押下加重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ＝ｍ（作用点）、摺動起点ｓ、角度θ4、コイルスプリング１５の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【００７４】次に、第３実施形態に係るキースイッチ装置について、図１８乃至図２０に基づき説明する。図１８R>８は第３実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図、図１９はキースイッチ装置の概略側面図、図２０はキースイッチ装置の概略側断面図である。尚、第３実施形態に係るキースイッチ装置は、基本的に、前記第１実施形態に係るキースイッチ装置１０に類似するものであるが、第１リンク部材と第２リンク部材との間にカム機構を介在させ、第１リンク部材及び第２リンク部材に設けた板バネを介してカム機構を相互に付勢する構成を有する点で前記各実施形態とは異なる。
【００７５】先ず、図１８において、キースイッチ装置１０１は、基本的に、キートップ１０２、一対の第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４からなりキートップ１０２の上下動を案内する案内部材１０５、及び、案内部材１０５の下方にて支持プレート１０６上に配置されたメンブレンスイッチシート１０７から構成されている。
【００７６】ここに、キートップ１０２はＡＢＳ樹脂等から成形されており、その表面上には印刷等により文字、数字等のキャラクタが形成されている。キートップ１０２の裏面には、第１リンク部材１０３に対応して２つの回動係止部１０８、１０８が一体に形成されており、また、第２リンク部材１０４に対応して２つの回動係止部１０９、１０９が一体に形成されている。各回動係止部１０８、１０９には、それぞれ係止溝１０８Ａ、１０９Ａが設けられている。各回動係止部１０８の係止溝１０８Ａは、第１リンク部材１０３の第１軸部１２１（後述する）を回動可能に係止し、また、各回動係止部１０９の係止溝１０９Ａは、第２リンク部材１０４の第３軸部１３２（後述する）を回転可能に係止する。
【００７７】また、案内部材１０５は、第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とを相互に組み合わせてなり、各第１及び第２リンク部材１０３、１０４は基本的に同一の構成を有している。尚、各第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４の詳細な構成については後述する。更に、案内部材１０５の下方には、アルミニウム、鉄等から形成された金属薄板からなる支持プレート１０６上に載置されたメンブレンスイッチシート１０７が設けられている。メンブレンスイッチシート１０７は、所謂、銅箔、導電性塗料等から固定電極パターン１１０を含むスイッチ回路パターン１１１が形成された下側フィルムシート１１２と、同様に下面に可動電極パターン１１３が形成された上側フィルムシート１１４との間に、固定電極パターン１１０と可動電極パターン１１３とに対応してスイッチング孔１１５が設けられたフィルムスペーサ１１６を介在させた三層構造を有している。かかるメンブレンスイッチシート１０７の構成は公知である。
【００７８】ここに、上側スイッチシート１１４上には、金属、樹脂等から形成された４つのチップ状の係止部材１１７が可動電極パターン１１３を囲むように接着剤により接着固定されている。各係止部材１１７は、長孔状の係止溝１１７Ａを形成し、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２（後述する）、及び、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３（後述する）を摺動可能に係止する。尚、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４の上面に各係止部材１１７を接着固定する構成については、特願平１１−３２６０８号の明細書、図面に記載された構成と同一であり、その詳細な説明については特願平１１−３２６０８号の明細書、図面を参照することとして、ここではその説明を省略する。
【００７９】次に、案内部材１０５を構成する２つの第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４の詳細な構成について説明する。先ず、第１リンク部材１０３について図１８乃至図２１を参照して説明する。図２１は第１リンク部材１０３の側面図、平面図である。図１８乃至図２１において、第１リンク部材１０３は、一対の板状体１１８、１１８、各板状体１１８を連結する連結部１１９、及び、連結部１１９に近接位置にて板バネ部１２０をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。各板状体１１８の一端側（図１８乃至図２０にて上側端、図２１にて右側端）の近傍位置には、第１軸部１２１が外側に向かって延設されており、また、各板状体１１８の他端側（図１８乃至図２０にて下側端、図２１にて左側端）には、第２軸部１２２が外側に向かって延出されている。各第１軸部１２１は、前記したキートップ１０２の回転係止部１０８の係止溝１０８Ａに回転可能に係止され、また、各第２軸部１２２は、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４の表面に接着固定された係止部材１１７の係止溝１１７Ａに摺動可能に係止される。
【００８０】連結部１１９は、各板状体１１８を離間した状態で相互に連結するものである。板バネ部１２０は、図２１に示すように、連結部１１９との間に一定の間隙１２３を形成するように各板状体１１８間に設けられており、板バネ部１２０の略中央位置には、第１カム部１２４が一体に形成されている。第１カム部１２４には、図２０に示すように、下方に第１カム面１２５が形成されており、また、第１カム面１２５から上方に連続して第２カム面１２６が形成されている。第１カム面１２５と第２カム面１２６との境界部には、カム頂点１２７が存在している。ここに、第１カム面１２５は、図２０R>０からも明らかなように、キートップ１０２の非押下位置に対応しており、第２カム面１２６は、後述するように、キートップ１０２の押下位置に対応している。また、第１カム面１２５、カム頂点１２７及び第２カム面１２６で形成される角度は、鈍角に設定されている。更に、第１カム部１２４の下端には、図２０、図２１に示すように、キートップ１０２の押下時にメンブレンスイッチシート１０７をスイッチングする樹脂弾性片１２４Ａが設けられている。
【００８１】また、各板状体１１８において、第１軸部１２１よりも端部側（図１９、図２１中、右端側）には、ギア歯部１２８が設けられている。ギア歯部１２８は、１つ又は２つのギア歯１２８Ａを有している。因みに、図２１において、上側の板状体１１８のギア歯部１２８には２つのギア歯１２８Ａが形成されており、下側の板状体１１８のギア歯部１２８には１つのギア歯１２８Ａが形成されている。尚、各ギア歯部１２８は、後述するように、第２リンク部材１０４の板状体１２９の端部に形成されたギア歯部１３６と相互に噛合しており、キートップ１０２の上下動を行う際に第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とを同期して作動させる作用を行う。
【００８２】次に、第２リンク部材１０４の構成について図１８乃至図２０、図２２を参照して説明する。図２２R>２は第２リンク部材１０４の側面図、平面図である。ここに、第２リンク部材１０４は、前記第１リンク部材１０３と基本的に同一の構成を有している。図１８乃至図２０２０、図２２において、第２リンク部材１０４は、一対の板状体１２９、１２９、各板状体１２９を連結する連結部１３０、及び、連結部１３０に近接位置にて板バネ部１３１をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。各板状体１２９の一端側（図１８乃至図２０にて上側端、図２２にて左側端）の近傍位置には、第３軸部１３２が外側に向かって延設されており、また、各板状体１２９の他端側（図１８乃至図２０にて下側端、図２２にて右側端）には、第４軸部１３３が外側に向かって延出されている。各第３軸部１３２は、前記したキートップ１０２の回転係止部１０９の係止溝１０９Ａに回転可能に係止され、また、各第４軸部１３３は、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４の表面に接着固定された係止部材１１７の係止溝１１７Ａに摺動可能に係止される。
【００８３】連結部１３０は、各板状体１２９を離間した状態で相互に連結するものである。板バネ部１３１は、図２２に示すように、連結部１３０との間に一定の間隙１３４を形成するように各板状体１２９間に設けられており、板バネ部１３１の略中央位置には、第２カム部１３５が一体に形成されている。第２カム部１３５には、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４と同様図２０２０に示すように、下方に第１カム面１２５が形成されており、また、第１カム面１２５から上方に連続して第２カム面１２６が形成されている。第１カム面１２５と第２カム面１２６との境界部には、カム頂点１２７が存在している。ここに、第１カム面１２５は、図２０からも明らかなように、キートップ１０２の非押下位置に対応しており、第２カム面１２６は、後述するように、キートップ１０２の押下位置に対応している。また、第１カム面１２５、カム頂点１２７及び第２カム面１２６で形成される角度は、鈍角に設定されている。更に、第２カム部１３５の下端には、図２０、図２２に示すように、キートップ１０２の押下時にメンブレンスイッチシート１０７をスイッチングする樹脂弾性片１３５Ａが設けられている。
【００８４】ここに、第１カム部１２４の第１カム面１２５と第２カム部１３５の第１カム面１２５は、図２０に示すようにキートップ１０２の非押下状態において相互に当接しており、この状態で第１リンク部材１０３の板バネ部１２０及び第２リンク部材１０４の板バネ部１３１は、それぞれ第１カム部１２４と第２カム部１３５とが当接する方向に付勢している。このように第１カム部１２４の第１カム面１２５と第２カム部１３５の第１カム面１２５とが当接する状態を第１当接状態とし、この第１当接状態にてキートップ１０２は安定して非押下位置に保持される。また、キートップ１０２を押下すると、第１カム部１２４と第２カム部１３５は、後述するように、第１当接状態から相互にカム頂点１２７を乗り越えて、各第２カム面１２６同志が当接する第２当接状態に移行する。この第２当接状態でキートップ１０２は押下位置まで下降し、第１カム部１２４の樹脂弾性片１２４Ａと第２カム部１３５の樹脂弾性片１３５Ａの一方又は双方を介してメンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４における可動電極パターン１１３が上面から押下される。これにより、可動電極パターン１１３がフィルムスペーサ１１６のスイッチング孔１１５を介して下側フィルムシート１１２の固定電極パターン１１０と接触され、所定のスイッチング動作が行われる。
【００８５】また、各板状体１２９において、第３軸部１３２よりも端部側（図１９、図２２中、左端側）には、ギア歯部１３６が設けられている。ギア歯部１３６は、１つ又は２つのギア歯１３６Ａを有している。因みに、図２２において、上側の板状体１２９のギア歯部１３６には１つのギア歯１３６Ａが形成されており、下側の板状体１２９のギア歯部１３６には２つのギア歯１３６Ａが形成されている。尚、各ギア歯部１３６は、前記したように、第１リンク部材１０３の板状体１１９の端部に形成されたギア歯部１２８と相互に噛合しており、キートップ１０２の上下動を行う際に第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とを同期して作動させる作用を行う。
【００８６】次に、前記した第１カム部１２４と第２カム部１３５との関係について図２３に基づき説明する。図２３は第１リンク部材１０３から板バネ部１２０及び第１カム部１２４、第２リンク部材１０４から板バネ部１３１及び第２カム部１３５を取り出して模式的に示す説明図である。
【００８７】図２３（Ａ）、（Ｂ）において、第１リンク部材１０３の板バネ部１２０と一体に形成された第１カム部１２４のカム頂点１２７には、第１カム部１２４の全幅に渡って突条部１２７Ａが形成されており、また、第２リンク部材１０４の板バネ部１３１と一体に形成された第２カム部１３５のカム頂点１２７には、突条部１２７Ａが嵌合する凹溝１２７Ｂが形成されている。ここに、各板バネ部材１２０、１３１は、第１カム部１２４と第２カム部１３５とが相互に当接する方向に付勢する作用を行うことから、突条部１２７Ａと凹溝１２７Ｂは、第１カム部１２４及び第２カム部１３５の各第１カム面１２５が相互に当接する第１当接状態（図２３（Ａ）、（Ｂ）参照）から各カム頂点１２７を乗り越える状態（図２３（Ｃ）参照）を経て、各第２カム面１２６が当接する第２当接状態に至る間、常時嵌合されている。これにより、キー操作時にキートップ１０２の上下動に従って第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とが作動する際に、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４及び第２リンク部材１０４の第２カム部１３５における各第１カム面１２５、カム頂点１２７、第２カム面１２６相互の同期を確実にとることができる。
【００８８】続いて、前記のように構成されたキースイッチ装置１０１の動作について図２４に基づき説明する。図２４はキートップ１０２の非押下状態からキートップ１０２を押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【００８９】先ず、キートップ１０２を押下していない非押下状態においては、キートップ１０２は図２４（Ａ）に示すように非押下位置に保持されている。この状態で、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４における第１カム面１２５、及び、第２リンク部材１０４の第２カム部１３５における第１カム面１２５は、相互に当接した第１当接状態にあり、かかる第１当接状態において板バネ部１２０、１３１の付勢力は各第１カム面１２５相互を当接する方向に作用している。これにより、図１９に示すように、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２は係止部材１１７における係止溝１１７Ａの右側に位置し、また、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３は係止部材１１７における係止溝１１７Ａの左側に位置しており、キートップ１０２は非押下位置に安定的に保持されている。また、第１当接状態においては、板バネ部１２０、１３１の付勢力は各第１カム面１２５相互を当接する方向に作用していることから、非押下位置に保持されたキートップ１０２が水平方向に移動してしまうことはなく、これよりキートップ１０２のガタツキを防止することができる。
【００９０】前記したキートップ１０２の非押下状態が図２５にて平面視で示されている。図２５において、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４と第２リンク部材１０４の第２カム部１３５とが当接された第１当接状態にあり、この状態において第１リンク部材１０３の板バネ部１２０及び第２リンク部材１０４の板バネ部１３１は各第１カム部１２４、第２カム部１３５が相互に当接する方向に付勢しているものの撓んではいない。尚、プリロードが必要な場合には、そのプリロード量に対応して各板バネ部１２０、１３１は撓む。
【００９１】そして、キートップ１０２の押下を開始すると、キートップ１０２の押下に従って第１リンク部材１０３の第１軸部１２１は回動係止部１０８の係止溝１０８Ａ内で時計方向に回動するとともに、第２リンク部材１０４の第３軸部１３２は回動係止部１０９の係止溝１０９Ａ内で反時計方向に回動する。同時に、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２は係止部材１１７の係止溝１１７Ａ内で左方向に摺動するとともに、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３は係止部材１１７の係止溝１１７Ａ内で右方向に摺動する。このとき、第１カム部１２４の第１カム面１２５と第２カム部１３５の第１カム面１２５は次第に離間していき、第１カム部１２４と第２カム部１３５とは、それぞれのカム頂点１２７で当接するようになる。この状態が図２４（Ｂ）に示されている。この状態においては、図２６にて平面視で示すように、各板バネ部１２０、１３１は最大限に撓んでおり、各板バネ部１２０、１３１が第１カム部１２４、第２カム部１３５に及ぼす付勢力は最大となる。これに基づきキートップ１０２の押下荷重は最大となる。
【００９２】尚、前記のように第１カム部１２４のカム頂点１２７と第２カム部１３５のカム頂点１２７とが当接する場合においても、第１カム部１２４のカム頂点１２７には突条部１２７Ａが形成されるとともに、第２カム部１３５のカム頂点１２７には凹溝１２７Ｂが形成され、突条部１２７Ａは凹溝１２７Ｂに嵌合されているので、各カム頂点１２７相互がずれてしまうことは全くなく、第１カム部１２４と第２カム部１３５とを完全に同期させることができる。更にキートップ１０２を押下していくと、第１カム部１２４及び第２カム部１３５における第２カム面１２６相互は、次第に接近していく。この状態が図２４（Ｃ）に示されている。この状態で各板バネ部１２０、１３１の撓み程度は、図２４（Ｂ）、図２６２６に示す場合よりも小さくなっており、従って、各板バネ部１２０、１３１を介して第１カム部１２４、第２カム部１３５に及ぼされる付勢力も次第に小さくなり、この結果、キートップ１０２の押下荷重も小さくなる。
【００９３】そして、第１カム部１２４及び第２カム部１３５の各第２カム面１２６相互が当接される前に、第１カム部１２４の下端に形成された樹脂弾性片１２４Ａ、及び、第２カム部１３５の下端に形成された樹脂弾性片１３５Ａが、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４を押圧する。これにより、上側フィルムシート１１４の下面に形成された可動電極パターン１１３が、フィルムスペーサ１１６のスイッチング孔１１５を介して下側フィルムシート１１２の固定電極パターン１１０と接触し、所定のスイッチング動作が行われる。かかるスイッチング動作と略同時に又はスイッチング動作の後に、各第２カム面１２６相互が当接される。このように、スイッチング動作を行った後に第２カム面１２６相互が当接されることから、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａによる押下動作の安定化を図ることが可能となり、チャタリング等を防止することが可能となる。
【００９４】ここに、各第２カム面１２６相互が当接した状態が図２４（Ｄ）に示されている。この状態で各板バネ部１２０、１３１の撓み程度は、図２４（Ｃ）の場合よりも更に小さくなり、従って、各板バネ部１２０、１３１を介して第１カム部１２４、第２カム部１３５に及ぼされる付勢力も更に小さくなり、この結果、キートップ１０２の押下荷重も同様に小さくなる。また、前記のように、第１カム部１２４の第２カム面１２６と第２カム部１３５の第２カム面１２６とが当接した状態では、第１カム部１２４の下端に形成された樹脂弾性片１２４Ａ、及び、第２カム部１３５の下端に形成された樹脂弾性片１３５Ａが、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４を押圧しており、これにより上側フィルムシート１１４の下面に形成された可動電極パターン１１３が、フィルムスペーサ１１６のスイッチング孔１１５を介して下側フィルムシート１１２の固定電極パターン１１０と接触している。このようにスイッチング動作を行った状態が図２７に示されている。図２７２７はスイッチング時におけるキースイッチ装置１０１を模式的に示す側断面図であり、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａを介して上側フィルムシート１１４が押圧されて上側フィルムシート１１４と下側フィルムシート１１２とが接触していることが分かる。
【００９５】尚、各樹脂弾性片１２４Ａと樹脂弾性片１３５Ａとが上側フィルムシート１１４に対して同時に接触して押圧することが望ましいが、例えば、最初に一方の樹脂弾性片１２４Ａが上側フィルムシート１１４に接触した場合においても、これに続いて略同時に他方の樹脂弾性片１３５Ａが上側フィルムシート１１４に接触するので、樹脂弾性片１２４Ａが上側フィルムシート１１４に接触することに起因して上側フィルムシート１１４に振動等が発生したとしても、かかる上側フィルムシート１１４の振動等は、樹脂弾性片１３５Ａが接触することにより解消され得る。従って、スイッチング時に発生するチャタリングを確実に防止することができる。
【００９６】また、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａは、図２４（Ｄ）に示す状態から更にキートップ１０２が押下された場合に弾性変形されることから、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａがキートップ１０２の移動量を吸収して、所謂、キートップ１０２のオーバートラベルを実現することができる。前記のようにスイッチング動作を行った後キートップ１０２の押下を解除すると、キートップ１０２は、第１リンク部材１０３の板バネ部１２０と第２リンク部材１０４の板バネ部１３１による付勢力に基づいて前記した動作と逆の動作を行い、図２４（Ａ）に示す非押下位置まで復帰する。
【００９７】このとき、各板バネ部１２０、１３１の付勢力を介してキートップ１０２を元の非押下位置まで復帰させるには、スイッチング動作を行った時点で、第１カム部１２４と第２カム部１３５の各カム頂点１２７の当接部が、第１リンク部材１０３の第１軸部１２１の中心と第２リンク部材１０４の第３軸部１３２の中心とを結ぶ直線よりも上方に存在する必要がある。この条件について図２８に基づき説明する。図２８は第１カム部１２４、第２カム部１３５の形成条件を模式的に示す説明図である。
【００９８】図２８において、第１リンク部材１０３の第１軸部１２１の中心Ｃと第２リンク部材１０４の第３軸部１３２の中心とを結ぶ直線がＤで示されている。また、スイッチングが行われた時点における第１カム部１２４の外形線をＧで示している。この状態で、外形線Ｇにて示される第１カム部１２４のカム頂点１２７（第２カム部１３５のカム頂点１２７も同一位置に存在する）は、直線Ｄよりも上方に存在することが必要である。このように構成することにより、板バネ部１２０、１３１による付勢力に基づく回転モーメントは、外形線Ｇで示す状態で上方向に作用し、これによりラバースプリングや他の付勢機構を必要とすることなく、各板バネ部１２０、１３１の付勢力のみによってキートップ１０２を上方へ移動させることが可能となる。
【００９９】また同様に、スイッチングが行われた時点で各板バネ部１２０、１３１による付勢力に基づき第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４を上方向に回転させるモーメントを発生させるためには、第１軸部１２１（第３軸部１３２）の中心と第２カム面１２６との間の距離Ｄ２が、第１軸部１２１（第３軸部１３２）の中心と第１カム面１２５との間の距離Ｄ１よりも大きく設定することが必要である。尚、直線Ｄとカム頂点１２７との間の距離Ｈ（直線Ｄからのカム頂点１２７の高さ）は、図２４（Ｂ）に示す状態でキートップ１０２に作用する荷重（ピーク荷重）を決定する要因となる。
【０１００】［第３実施形態のモデル化］次に、前記第３実施形態に係るキースイッチ装置１０１についてモデル化を行い、そのモデル３について図２９乃至図３１に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図２９はキースイッチ装置１０をモデル化して模式的に示すモデル３の説明図である。尚、図３０は、例えば、第１実施形態のキースイッチ装置１０におけるコイルスプリング１５の付勢力を、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３において各係止軸２６よりも上側に存在する作用点（節点ｍ）に作用させた場合をモデル化した例を模式的に示すものであり、図２９に示すモデル３と図３１に示すモデルと等価であることは明らかである。また、図３１はモデル３における片側を拡大して模式的に示す説明図である。
【０１０１】ここに、図２９、図３０において、第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４を剛体Ａ、キートップ１０２を剛体Ｋ、各係止部材１１７を剛体Ｂで表している。また、キートップ１０２の回動係止部１０８、１０９における係止溝１０８Ａ、１０９Ａ内に係止される第１リンク部材１０３の第１軸部１２１の回動中心、及び、第２リンク部材１０４の第３軸部１３２の回動中心をｏで示している。更に、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２が係止部材１１７にて外側に摺動を開始する摺動起点、及び、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３が係止部材１１７にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。更に、図２９に示すモデル３において、第１リンク部材１０３の板バネ部１２０及び第２リンク部材１０４の板バネ部１３１を介して各第１カム部１２４、１３５を外側に向かって付勢する付勢力が作用する点をｍで示しており、また、図３０に示す等価モデルでは、コイルスプリング１５の付勢力が、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３において各係止軸２６よりも上側に作用する点をｍで示している。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にある第１リンク部材１０３とその第２軸部１２２の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にある第２リンク部材１０４とその第４軸部１３３の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。また、各第１、第２リンク部材１０３、１０４の長さ方向と２つの節点ｏ、ｍを通る直線とのなす角度をθ5、２つの節点ｏ、ｍを通る直線と節点ｏを通る水平線とがなす角度をθ1で示している。
【０１０２】図２９、図３０において、モデル２及びその等価モデルは、３つの節点ｏ（回動点）、節点ｍ（作用点）、節点ｓ（摺動起点）を有する２つの剛体Ａ、節点ｏにて剛体Ａを回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａをｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。
【０１０３】図２９、図３０に示すように、２つの剛体Ａを弾性体Ｅ（モデル３の場合は板バネ部１２０、１３１、等価モデルの場合はコイルスプリング１５に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ、ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片２８に対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。
【０１０４】以下、前記モデル３の動作原理について、図２９、図３０に基づき説明する。図２９、図３０において、ｒ１、ｒ３、Ｆ１、Ｌ１、Ｎ、Ｓの方向が点ｏに対して反対方向に作用するため、負記号（−）を付して考えると、次のように表すことができる。
■ｒ２について図３１を参照すれば、前記第１実施形態のモデル１について成立した数７、数８及び数９が、モデル３についても成立する。従って、ｒ２は、ｒ２＝ｒ０／tanθ4と表すことができる。
【０１０５】■ｒ１について図３１より、ｒ１は下記数３０のように表される。
【数３０】
数３０の両辺に−１を掛けると前記数１０と同一となり、前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、数１０〜数１６が成立する。従って、ｒ１は前記数１６のように表すことができる。
【０１０６】■ｒ１／ｒ２についてｒ１／ｒ２についても、前記第１実施形態のモデル１について得られた前記数９と数１６を代入するため、前記数１７〜数２１と同一の結果となる。
【０１０７】■ Ｆ１について図３１より、 −Ｆ１；荷重（Ｎ）
−Ｓ；初張力（Ｎ）
ｋ；ばね定数（Ｎ／ｍｍ）
Ｍ；ばね長さ（ｍｍ）
Ｍ＝−ｒ３＝−Ｌ１・cosθ１＝−Ｌ１・cos（θ４−θ５）
−Ｎ；ばね自由長（ｍｍ）
ｕ；ばねのたわみ係数＝２とすると、ばね長Ｍは下記数３１で表され、
【０１０８】
【数３１】
また、数３１に基づき、荷重−Ｆ１は下記数３２、数３３、数３４で表すことができる。
【数３２】
【数３３】
【数３４】
そして、数３４の両辺に−１を掛けると前記数２４と同一となり、これよりＦ１は、前記の場合と同様、数２５と同一の結果が得られる。
【０１０９】■Ｐについて前記した第１実施形態のモデル１の場合と同様に、数２０、数２４を数５に代入すると、前記数２６と同一の結果が得られる。従って、Ｐは数２６によって表すことができる。但し、θ４はθ４＝sin-1（ｒ０／Ｌ）で求める。前記のように求めた押下荷重Ｐを表す数２６において、剛体Ｋ，Ａ，Ｂ及び弾性体Ｅの構造が決定された場合に剛体Ｋの運動について考えると、Ｌ、Ｌ１、sinθ５は剛体Ａの定数でありｒ０に対して一定になり、また、ｋ、ｕ，Ｎ、Ｓは弾性体Ｅの定数でありｒ０に対して一定となる。従って、数２６は角度θ４の関数となり、数２６によって表される押下荷重Ｐの曲線は、前記モデル１の場合と同様図１１に示すように、凸形状の極大点を有する荷重カーブとなる。
【０１１０】以上説明した通り、第３実施形態に係るキースイッチ装置１０では、前記第１実施形態の場合と同様、キートップ１１を押下した際にキートップ１１に発生する押下荷重は、キートップ１１の第１係止部１７における第１リンク部材１２の係止軸３０の回動点ｏと第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリング１５の付勢力が第１リンク部材１２に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング１５の各種特性値によって表される関数（数２６）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート１６によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ、摺動起点ｓ、作用点ｍ、角度θ4、コイルスプリング１５の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下加重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【０１１１】次に、第４実施形態に係るキースイッチ装置について図３２乃至図３４に基づいて説明する。図３２は第４実施形態に係るキースイッチ装置の側断面図であり同図において、キートップ２０１はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から成型されており、その上面にはアルファベット等の文字が印刷等により形成されている。また、キートップ２０１の裏面からは、回動係止部２０２、及び摺動係止部２０３が下方に向けてキートップ２０１本体と一体に設けられている。
【０１１２】回動係止部２０２には、後述する２つのリンク部材２０７、２０８のうちの一方のリンク部材２０７の一端に形成された第１係止ピン２１３、２１４を回動可能に係止する回動孔２０４が穿設されており、また、摺動係止部２０３には、他方のリンク部材２０８の一端に形成された第２係止ピン２２３、２２４を水平方向に摺動可能に係止する係止溝２０５が形成されている。キートップ２０１の下方には、キートップ２０１の上下動を案内支持する案内支持部材２０６が配設されており、かかる案内支持部材２０６は２つのリンク部材２０７、２０８から構成される。
【０１１３】一方のリンク部材２０７は図３３に示すように、基部２０９の両端に２つの基端部２１０、２１１を一体に形成してなるものである。基部２０９の中央部の一側面からは軸２１２が延設されており、かかる軸２１２は後述する他方のリンク部材２０８に形成された軸孔２２０に回動可能に軸支される。尚、図３２に示すように、リンク部材２０７の第１係止ピン２１３、２１４と第２係止ピン２１５、２１６は軸２１２を中心として一直線上に並び、且つ軸２１２からの距離が等しくなるように構成される。またリンク部材２０８の第１係止ピン２２１、２２２と第２係止ピン２２３、２２４は軸孔２２０を中心として一直線上に並び、且つ軸孔２２０からの距離が等しくなるように構成される。
【０１１４】また、図３２に示すように、両リンク部材２０７、２０８は上基端部２１０、２１９の先端部の厚さを小さくしている。このためキートップ２０１が押下された場合にも、両リンク部材２０７、２０８の上基端部２１０、２１９と下基端部２１１、２１８はキートップ２０１の押下の途中で互いに接触することがない。よって、キートップ２０１はその押下動作を途中で妨げられることがなく、キーストロークを十分に確保できるように構成される。
【０１１５】図３３に示すようにリンク部材２０７は、上基端部２１０の両端延部２１０Ａの側面からは、第１係止ピン２１３、２１４が延設されており、この第１係止ピン２１３、２１４は前記したキートップ２０１の回動係止部２０２に穿設された回動孔２０４に回動可能に係止されるものである。更に、下基端部２１１は平面視でコ字状に形成されており、コ字状の両端延部２１１Ａの側面からは前記と同様の第２係止ピン２１５、２１６が延設されている。かかる第２係止ピン２１５、２１６は後述するホルダ部材２２５に形成された摺動係止部２２６に摺動可能に係止される。また、リンク部材２０７の上基端部２１０には、コイルスプリング２３１の一端を係止する係止孔２３２が形成されている。
【０１１６】更に、リンク部材２０８は図３４に示すように、基部２１７の両端に２つの上下基端部２１８、２１９を一体に形成してなるものである。基部２１７の中央部には軸孔２２０が穿設され、この軸孔２２０には前記のようにリンク部材２０７の基部２０９に設けられた軸２１２が挿通される。また、下基端部２１８は平面視コ字状に形成されており、コ字状の両端延部２１８Ａからは第１係止ピン２２１、２２２が延設されている。この第１係止ピン２２１、２２２は後述するホルダ部材２２５に形成された回動係止部２２７に回動可能に係止される。更に、上基端部２１９の両端延部２１９Ａから前記と同様の第２係止ピン２２３、２２４が延設されており、かかる第２係止ピン２２３、２２４は前記したキートップ２０１の摺動係止部２０３に形成された係止溝２０５に摺動可能に係止されるものである。また、リンク部材２０８の上基端部２１９には、前記リンク部材２０７の係止孔２３２に対応して、コイルスプリング２３１の他端を係止する係止孔２３３が形成されている。
【０１１７】前記したように案内支持部材２０６は、一方のリンク部材２０７の基部２０９に形成された軸２１２を他方のリンク部材２０８の基部２１７に穿設した軸孔２２０に挿通して構成されるものであり、両リンク部材２０７、２０８は軸２１２と軸孔２２０とよりなる軸支部２３４を介して相互に回動可能となる。また、案内支持部材２０６において、リンク部材２０７の係止孔２３２にはコイルスプリング２３１の一端が係止され、且つ、リンク部材２０８の係止孔２３３にはコイルスプリング２３１の他端が係止されていることから、各リンク部材２０７、２０８は、コイルスプリング２３１の付勢力に基づいて、相互に閉脚する方向に付勢されている。
【０１１８】次に、案内支持部材２０６の下方にはホルダ部材２２５が配設されており、かかるホルダ部材２２５上には前記リンク部材２０７の下基端部２１１に延設された第２係止ピン２１５、２１６及び前記リンク部材２０８の下基端部２１８に延設された第１係止ピン２２１、２２２をそれぞれ係止するための摺動係止部２２６、及び回動係止部２２７が設けられている。摺動係止部２２６はホルダ部材２２５から凸状に一体に形成されるとともに長孔状の係止溝２２８が設けられており、かかる係止溝２２８には前記リンク部材２０７の第２係止ピン２１５、２１６が水平方向に摺動可能に係止されている。また、回動係止部２２７は摺動係止部２２６と同様にホルダ部材２２５から凸状に一体に形成されるとともに回動孔２２９が設けられており、この回動孔２２９には前記リンク部材２０８の第１係止ピン２２１、２２２が回動可能に係止されている。
【０１１９】前記構成において、軸支部２３４の中心を通る垂線Ｌを基準として図３２中左方側に存在するキートップ２０１の裏面に形成された回動係止部２０２及びホルダ部材２２５に形成された回動係止部２２７には、それぞれ第１係止ピン２１３、２１４及び２２１、２２２を回動可能に係止する回動孔２０４及び回動孔２２９が設けられていることになる。また、垂線Ｌの図１中右方側に存在するキートップ２０１の裏面に形成された摺動係止部２０３及びホルダ部材２２５に形成された摺動係止部２２６には、それぞれ第２係止ピン２２３、２２４及び２１５、２１６を水平方向に摺動可能に係止する係止溝２０５及び係止溝２２８が設けられていることになる。
【０１２０】ホルダ部材２２５の下方には、前記第１実施形態等におけるキースイッチ装置におけると同様、上側スイッチングシート、化側スイッチングシート及び量スイッチングシート間に介挿されるスペーサシートの３層構造を有するメンブレンスイッチシート２３０配設されている。かかるメンブレンスイッチシート２３０におけるスイッチング部は、キートップ２０１を押下した際に軸支部２３４を介して押圧されてスイッチング動作を行う。更に、スイッチングシート２３０の下方にスイッチ支持板２３５が配設されており、かかるスイッチ支持板２３５は前記したメンブレンスイッチシート２３０、ホルダ部材２２５及びキートップ２０１を支持した案内支持部材２０６を支持する。
【０１２１】続いて、前記の構成を有するキースイッチ装置の動作について説明する。キートップ２０１を下方に押下すると、キートップ２０１が下方へ移動するのに伴ってリンク部材２０７の第１係止ピン２１３、２１４は回動係止部２０２の可動孔２０４内で反時計方向に回動するとともに、リンク部材２０８の第２係止ピン２２３、２２４は摺動係止部２０３の係止溝２０５内で水平方向（図３２中右方向）に摺動する。これと同時に、リンク部材２０８の第１係止ピン２２１、２２２はホルダ部材２２５における回動係止部２２７の回動孔２２９内で時計方向に回動するとともに、リンク部材２０７の第２係止ピン２１５、２１６は摺動係止部２２６の係止溝２２８内で水平方向（図３２中右方向）に摺動する。
【０１２２】この結果、リンク部材２０７及び２０８を相互に軸支する軸支部２３４に付加されている弾性片Ｊは、下方に移動するとともに、後述するキークリック機能を発現しつつメンブレンスイッチシート２３０のスイッチング部を押圧する。これにより、所定のスイッチング動作が行われるものである。キートップ２０１の押下を解除すると、両リンク部材２０７、２０８の軸支部２３４は、コイルスプリング２３１による付勢力に基づいて上方に押し上げられる。これに伴って前記第１係止ピン２１３、２１４、２２１、２２２、及び前記第２係止ピン２１５、２１６、２２３、２２４は前記したのと逆の動作を行い、この結果、キートップ２０１は元の位置に復帰される。ここに、第１係止ピン２１３、２１４、２２１、２２２は水平方向には移動されることなくそれぞれ回動孔２０４、２２９内で回動するのみであるので、キートップ２０１は水平方向に移動されることがないため隣合ったキーとぶつかり合うことはなく、キートップ２０１のキー面の水平状態を保持したまま上下動されるものである。
【０１２３】［第４実施形態のモデル化］次に、前記第４実施形態に係るキースイッチ装置についてモデル化を行い、そのモデル４について図３５、図３６に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図３５は第４実施形態のキースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル４の説明図である。尚、図３６は、例えば、第４実施形態のキースイッチ装置におけるコイルスプリング２３１の付勢力を、リンク部材２０７、２０８において軸支部２３４よりも下側に存在する作用点（節点ｍ）に作用させた場合をモデル化した例を模式的に示すものであり、図３６に示すモデル４は図３５に示すモデル４と等価であることは明らかである。
【０１２４】ここに、図３５において、リンク部材２０７を剛体Ａ１、リンク部材２０８を剛体Ａ２、キートップ２０１を剛体Ｋ、ホルダ部材２２５の摺動係止部２２６を剛体Ｂで表している。また、キートップ２０１の回動係止部２０２内に係止されるリンク部材２０７の第１係止ピン２１３の回動中心をｏで示している。更に、リンク部材２０７の第２係止ピン２１５が摺動係止部２２６の摺動溝２２８にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。また、リンク部材２０７の係止孔２３２にて内側に向かって付勢するコイルスプリング２３１による付勢力の作用点、及び、リンク部材２０８の係止孔２３３にて内側に向かって付勢するコイルスプリング２３１による付勢力の作用点をｍで示している。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にあるリンク部材２０７とその第１係止ピン２２１の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にあるリンク部材２０８とその第２係止ピン２１５の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。リンク部材２０７、２０８を軸支する軸支点をＱで示す。
【０１２５】図３５において、モデル４は、３つの節点ｏ（回動点）、ｍ（作用点）、ｓ（摺動起点）を有する２つの剛体Ａ１、節点ｏにて剛体Ａ１を回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａ１をｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。図３５に示すように、２つの剛体Ａ１、Ａ２を弾性体Ｅ（コイルスプリング２３１に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ、ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片Ｊに対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。以下、前記モデル４の動作原理について、図３５、図３６に基づき説明する。図３５において、剛体Ｋがｙ方向に変化する時、軸支点Ｑに回転トルクＴが発生する。そのトルクＴは、前記数１により表され、また、Ｆ２は前記数２により表される。更に、ｙ方向の反力Ｒ１は、前記数３により表される。
【０１２６】ここで、Ｆ１は弾性体の張力である為、左右二つの剛体Ａ１、Ａ２に等しく掛かり、両方に等しくＦ２、Ｒ２が発生するため、下記数３５が成立する。
【数３５】
また、Ｆ１との関係はリンク比に基づき、下記数３６〜数３８が成立する。
【数３６】
【数３７】
【数３８】
■ｒ２について前記した図９より、ｒ２についても前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、前記数７〜数９が成立する。従って、ｒ２は、数９に示すように、ｒ２＝ｒ０／tanθ４と表すことができる。
【０１２７】■ｒ1について前記図９より、ｒ１についても前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、前記数１０〜数１６が成立する。従って、ｒ１は数１６に従って、ｒ1＝（Ｌ1・ｒ０／Ｌ）（cosθ５−sinθ５／tanθ４）と表すことができる。
【０１２８】■ｒ1／ｒ２についてｒ１／ｒ２についても前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、前記数１７〜２１が成立する。従って、ｒ１／ｒ２は、数２０により表すことができる。但し、θ４は、数２１で求める。
【０１２９】■ Ｆ1について図９より、Ｆ1；荷重（Ｎ）
Ｓ；初張力（Ｎ）
ｋ；ばね定数（Ｎ／ｍｍ）
Ｍ；ばね長さ（ｍｍ）
Ｎ；ばね自由長（ｍｍ）
ｕ；ばねのたわみ係数＝２とすると、Ｆ１についても、前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、前記数２２〜２５が成立する。従って、Ｆ１は、数２５により表すことができる。
【０１３０】■Ｐについて前記した数２０及び数２５を数３８に代入すると、Ｐは、下記数３９により表すことができる。
【数３９】
但し、θ４はθ４＝sin-1（ｒ０／Ｌ）で求める。前記のように求めた押下荷重Ｐを表す数３９において、剛体Ｋ，Ａ，Ｂ及び弾性体Ｅの構造が決定された場合に剛体Ｋの運動について考えると、Ｌ、Ｌ１、Ｌ３、sinθ５は剛体Ａの定数でありｒ０に対して一定になり、また、ｋ、ｕ，Ｎ、Ｓは弾性体Ｅの定数でありｒ０に対して一定となる。従って、数３９は角度θ４の関数となり、数３９によって表される押下荷重Ｐの曲線は、前記モデル１の場合と同様図１１に示すように、凸形状の極大点を有する荷重カーブとなる。
【０１３１】以上説明した通り、第４実施形態に係るキースイッチ装置では、前記第１実施形態の場合と同様、キートップ２０１を押下した際にキートップ２０１に発生する押下荷重は、キートップ２０１の回動係止部２０２におけるリンク部材２０７の第１係止ピン２１３回動点ｏとホルダ部材２２５の摺動係止部２２６におけるリンク部材２０７の第２係止ピン２１５の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリング２３１の付勢力がリンク部材２０７に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、軸支点Ｑと摺動起点ｓとの間の距離Ｌ３、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と摺動部２２６におけるリンク部材２０７の第２係止ピン２１５の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング２３１の各種特性値によって表される関数（数３９）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、図１１に示すように、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート２３０によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ、摺動起点ｓ、作用点ｍ、角度θ4、コイルスプリング２３１の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【０１３２】尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、前記各実施形態においては、２つの各リンク部材を同一長さとして構成したが、２つのリンク部材の長さが相互に異なっている場合においても、前記した各モデル１乃至４を適用することは可能である。また、第１実施形態、第４実施形態においては、各リンク部材を付勢する部材としてコイルスプリングを使用し、各リンク部材間にコイルスプリングを掛装するように構成したが、コイルスプリングの一端を一方のリンク部材に係止し、他端をメンブレンスイッチシート等の固定物に係止するようにしてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】以上説明した通り請求項１のキースイッチ装置によれば、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。また、請求項２に係るキーボードでは、請求項１記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【０１３４】更に、請求項３に係る電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【０１３５】また、請求項４に係るキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは各リンク部材に対して付勢部材による付勢力の作用方向が異なっているが、請求項１のキースイッチ装置の場合と同様に、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【０１３６】また、請求項５に係るキーボードでは、請求項４記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【０１３７】更に、請求項６に係る電子機器では、前記請求項４のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【０１３８】請求項７に係るキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは第１リンク部材と第２リンク部材とが相互に回動可能に軸支されている点で請求項１のキースイッチ装置とは異なっているが、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と各リンク部材の軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、軸支点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【０１３９】また、請求項８に係るキーボードでは、請求項７記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【０１４０】更に、請求項９に係る電子機器では、前記請求項７のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノート型パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータのシャシ図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図３】キースイッチ装置の一部を勝利訳して示す斜視図である。
【図４】キースイッチ装置の側断面図である。
【図５】キートップの押下が終了した状態を示すキースイッチ装置の側断面図である。
【図６】第１リンク部材、第２リンク部材の各アーム部に形成されたギア部の構成を拡大して模式的に示す説明図である。
【図７】キースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル１の説明図である。
【図８】式（６）による押下荷重曲線を示すグラフである。
【図９】図７に示すモデル１の片側部分を拡大して模式的に示す説明図である。
【図１０】図７に示すモデル１の片側部分を拡大して模式的に示す説明図である。
【図１１】押下荷重曲線を表すグラフである。
【図１２】第２実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図１３】キースイッチ装置の一部を省略して示す斜視図である。
【図１４】キートップ１１を押下する前におけるキースイッチ装置の側断面図である。
【図１５】キートップ１１の押下が終了した時点におけるキースイッチ装置の側断面図である。
【図１６】キースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル２の説明図である。
【図１７】モデル２の等価モデルを模式的に示す説明図である。
【図１８】第３実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図１９】キースイッチ装置の概略側面図である。
【図２０】キースイッチ装置の概略側断面図である。
【図２１】第１リンク部材の側面図、平面図である。
【図２２】第２リンク部材の側面図、平面図である。
【図２３】第１リンク部材から板バネ部び第１カム部、第２リンク部材から板バネ部及び第２カム部を取り出して模式的に示す説明図である。
【図２４】キートップの非押下状態からキートップを押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材、第２リンク部材の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【図２５】キートップの非押下時において第１リンク部材及び第２リンク部材を組み立てた状態を示す平面図である。
【図２６】キートップの押下時に、第１リンク部材及び第２リンク部材の各カム頂点が当接対向した状態を示す平面図である。
【図２７】スイッチング時におけるキースイッチ装置を模式的に示す側断面図である。
【図２８】第１カム部、第２カム部の形成条件を模式的に示す説明図である。
【図２９】キースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル３の説明図である。
【図３０】モデル３の等価モデルを模式的に示す説明図である。
【図３１】モデル３における片側を拡大して模式的に示す説明図である。
【図３２】第４実施形態に係るキースイッチ装置の側断面図である。
【図３３】一方のリンク部材の平面図である。
【図３４】他方のリンク部材の平面図である。
【図３５】第４実施形態のキースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル４の説明図である。
【図３６】モデル４の等価モデルを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ ノート型パーソナルコンピュータ
５ キーボード
１０ キースイッチ装置
１１ キートップ
１２ 第１リンク部材
１３ 第２リンク部材
１４ 案内部材
１５ コイルスプリング
１６ メンブレンスイッチシート
１７ 第１係止部
１８ 第２係止部
２６ 係止軸
３０ 係止軸
４０ 第３係止部
４１ 第４係止部
６２ 弾性枠状部材
６４ 付勢バネ部
６４Ｂ 付勢バネ
１０１ キースイッチ装置
１０２ キートップ
１０３ 第１リンク部材
１０４ 第２リンク部材
１０５ 案内部材
１０６ 支持プレート
１０７ メンブレンスイッチシート
１０８ 回動係止部
１０９ 回動係止部
１１７ 係止部材
１２０ 板バネ部
１２１ 第１軸部
１２２ 第２軸部
１２４ 第１カム部
１３１ 板バネ部
１３２ 第３軸部
１３３ 第４軸部
１３５ 第２カム部
２０１ キートップ
２０２ 回動係止部
２０３ 摺動係止部
２０７ リンク部材
２０８ リンク部材
２１３ 第１係止ピン
２１４ 第１係止ピン
２１５ 第２係止ピン
２１６ 第２係止ピン
２２１ 第１係止ピン
２２２ 第１係止ピン
２２３ 第２係止ピン
２２４ 第２係止ピン
２２７ 回動係止部
２２６ 摺動係止部
２３１ コイルスプリング
２３２ 係止孔
２３３ 係止孔
２３５ スイッチ支持板
ｏ 回動点
ｍ 作用点
ｓ 摺動起点
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対のリンク部材を介してキートップの上下動を案内するとともに、キートップの押下時にキークリック機能を発現して良好なキー操作性を有するキースイッチ装置、そのキースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器に関し、特に、キークリック機能を発現する手段としてこの種キースイッチ装置に設けられているラバースプリングを使用することなく、各リンク部材とその付勢手段との間に所定の関係を具有させるだけで明確なキークリック機能を発現することが可能であり、もってキー操作性の良好なキースイッチ装置、キーボード及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ、各種モバイル機器等の小型化、薄型化の進展に伴って、これらの機器に付設されるキーボードにおけるキースイッチ装置の小型化、薄型化が著しく推進されている。このような背景下において、キースイッチ装置の小型化、薄型化を実現するものとして、一対のリンク部材を介してキートップの上下動を案内するように構成された各種のキースイッチ装置が提案されている。
【０００３】かかるキースイッチ装置の内には、キートップの下面に第１係止部及び第２係止部を設けるとともに、キートップの下方に配置されるホルダ部材に第１係止部に対応して第３係止部及び第２係止部に対応して第４係止部を形成し、一方のリンク部材の上端部を第１係止部材に回動可能に係止し、下端部を第３係止部に摺動可能に係止し、また、他方のリンク部材の上端部を第２係止部に回動可能に係止し、下端部を第４係止部に摺動可能に係止するように構成されたキースイッチ装置がある。
【０００４】また、キートップとホルダ部材とを前記と同様に構成し、２つのリンク部材が相互に回動可能となるように軸支してクロスリンク構造とするとともに、一方のリンク部材の上端部をキートップの第１係止部に回動可能に、下端部をホルダ部材の第４係止部に摺動可能にそれぞれ係止し、また、他方のリンク部材の上端部を第２係止部に摺動可能に、下端部を第３係止部に回動可能に係止するように構成したキースイッチ装置も知られている。前記したいずれのキースイッチ装置においても、２つのリンク部材からなるリンク構造を介してキートップの上下動を案内することから、キーステムやその案内構造が不要となってキースイッチ装置の小型化、薄型化を可能とし、また、キートップの押下位置に拘わらず水平状態を保持しながらキートップの上下動を行うことができるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記キースイッチ装置においては、キートップの押下時にその押下終了を感得できることがキー操作性の向上に資することから、これを達成すべくキークリック機能を発現する機構を設けている。前記キースイッチ装置では、キートップや各リンク部材の下方に、所謂、ラバースプリングを配置し、キートップの押下時にキートップの下面やリンク部材を介してラバースプリングを押圧してラバースプリングが座屈する際に発現するラバースプリングの座屈特性に基づいてキークリック機能を実現しているのが一般的である。
【０００６】しかしながら、前記キースイッチ装置のように、キークリック機能の発現機構としてラバースプリングを使用する場合には、そのキークリック特性は、ラバースプリングそのものの形状、厚さ、サイズ等とキートップ、各リンク部材の形状、サイズ等のキースイッチ機構とによって決定されるものであるから、キースイッチ装置に付与すべき所望のキークリック機能を実現するには、ラバースプリングやキースイッチ機構につき数回の試作を行い、試行錯誤を繰り返しながらラバースプリング、キースイッチ機構の決定を行っているのが現状である。これより、所望のキークリック機能を有するキースイッチ装置が実現されるまでの間には、多大の費用と時間を必要とするという問題がある。
【０００７】本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、キークリック機能を発現する手段として一般のキースイッチ装置に設けられているラバースプリングを使用することなく、各リンク部材とその付勢手段との間に所定の関係を具有させるように設計するだけで、キークリック機能の特性をシミュレーションすることが可能となり、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置、キースイッチ装置を備えたキーボード及びキーボードを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため請求項１に係るキースイッチ装置は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とする。
【０００９】前記請求項１のキースイッチ装置によれば、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との過重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【００１０】また、請求項２に係るキーボードは、請求項１記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とする。かかる請求項２のキーボードでは、請求項１記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【００１１】更に、請求項３に係る電子機器は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項３の電子機器では、キースイッチ装置の押下操作を介してキーボードから文字や記号等のデータが入力された場合、その入力データに基づき制御手段による制御下に文字や記号等が表示手段に表示される。このとき、請求項３の電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。また、請求項４に係るキースイッチ装置は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とする。
【００１３】請求項４のキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは各リンク部材に対して付勢部材による付勢力の作用方向が異なっているが、請求項１のキースイッチ装置の場合と同様に、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【００１４】また、請求項５に係るキーボードは、請求項４記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とする。かかる請求項５のキーボードでは、請求項４記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【００１５】更に、請求項６に係る電子機器は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、さのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】請求項６の電子機器では、キースイッチ装置の押下操作を介してキーボードから文字や記号等のデータが入力された場合、その入力データに基づき制御手段による制御下に文字や記号等が表示手段に表示される。このとき、請求項６の電子機器では、前記請求項４のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【００１７】請求項７に係るキースイッチ装置は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とする。
【００１８】請求項７のキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは第１リンク部材と第２リンク部材とが相互に回動可能に軸支されている点で請求項１のキースイッチ装置とは異なっているが、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と各リンク部材の軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、軸支点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【００１９】また、請求項８に係るキーボードは、請求項７記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とする。かかる請求項８のキーボードでは、請求項７記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【００２０】更に、請求項９に係る電子機器は、下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２１】請求項９の電子機器では、キースイッチ装置の押下操作を介してキーボードから文字や記号等のデータが入力された場合、その入力データに基づき制御手段による制御下に文字や記号等が表示手段に表示される。このとき、請求項９の電子機器では、前記請求項７のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るキースイッチ装置、キーボード及び電子機器について、本発明を具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の説明においては、第１実施形態乃至第４実施形態の４つの実施形態を例示し、各実施形態についてモデル化を行うとともに各モデルにつきクリック機能を発現する原理等について説明することとする。
【００２３】先ず、第１乃至第４実施形態に係るキースイッチ装置を備えたキーボードが付設された電子機器の一種であるノート型パーソナルコンピュータについて図１R>１（Ａ）、（Ｂ）に基づき説明する。図１はノート型パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータの斜視図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【００２４】図１（Ａ）において、ノート型パーソナルコンピュータ１は、基本的に、各種演算処理を行うＣＰＵを内蔵した本体部２、及び、本体部２に対して開閉可能に支持されたディスプレイ３から構成されている。ここに、ディスプレイ３は、本体部２の連結部４に回動可能に支持されており、これより本体部２に対して開閉可能に構成されている。本体部２には、複数のキースイッチ装置が配設されてなるキーボード５が設けられている。
【００２５】また、図１（Ｂ）において、ＣＰＵ５０には、パーソナルコンピュータの各部を制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭ５１、各種データを記憶するためのＲＡＭ５２がバス５３を介して接続されている。また、ＣＰＵ５０には、バス５３を介して入出力インターフェース５４が接続されており、この入出力インターフェース５４には、前記ディスプレイ３、前記キーボード５、文書作成や表計算等のプログラムが記憶されたハードディスク装置５５が接続されている。前記ＣＰＵ５０は、キーボード５からの入力データに基づいて、文書作成や表計算等のプログラムをハードディスク装置５５から読み込んで実行したり、ディスプレイ３に文字や記号等を表示する。
【００２６】次に、前記ノート型パーソナルコンピュータ１のキーボード５に付設されているキースイッチ装置について、図２乃至図４に基づき説明する。図２はキースイッチ装置の分解斜視図、図３はキースイッチ装置の一部を省略して示す斜視図、図４はキースイッチ装置の側断面図である。図２乃至図４に示すように、キースイッチ装置１０は、基本的に、キートップ１１、キートップ１１の上下動を案内支持するとともに一対の第１リンク部材１２、第２リンク部材１３から構成される案内部材１４、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３間に掛装され第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが相互に閉脚する方向に付勢するコイルスプリング１５、及び、案内部材１４の下方に配置されるメンブレンスイッチシート１６から構成されている。尚、メンブレンスイッチシート１６の下面には、支持プレート６が配置され、かかる支持プレート６を介してキースイッチ装置１０の全体が支持される。
【００２７】ここに、キートップ１１はＡＢＳ樹脂等の樹脂材料から樹脂成形されてなり、その上面には文字等が印刷等を介して形成されている。キートップ１１の下面には、その短手方向に一対の第１係止部１７、１７（図２乃至図４中左側の係止部）が設けられている。また、各第１係止部１７と並列して、一対の第２係止部１８、１８（図２乃至図４中右側の係止部）が設けられている。各第１係止部１７には、下端部が開放された縦溝１９が形成されるとともに、縦溝１９に連続する円弧状の回動孔２０が形成されている。同様に、各第２係止溝１８には、下端部が開放された縦溝２１が形成されるとともに、縦溝２１に連続する円弧状の回動孔２２が形成されている。各第１係止部１７の回動孔２０には、後述する第１リンク部材１２の係止軸３０が縦溝１９から挿入されて回動可能に係止される。各第２係止部１８の回動孔２２には、後述する第２リンク部材１３の係止軸３０が縦溝２１から挿入されて回動可能に係止される。尚、第１係止部１７、第２係止部１８は、キートップ１１と一体に形成されてもよいし、また、別体構成としてキートップ１１の下面に固着されてもよい。
【００２８】案内部材１４は、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３から構成されており、キートップ１１の上下動を案内支持する作用を行う。第１リンク部材１２は、ポリアセタール等の樹脂材料が一体形成されてなり、基本的に板状の基部２３及び基部２３の両側から延出された一対のアーム部２４を有する平面視で略コ字状の形状を有する。基部２３の両側でアーム部２４との連結部からは、外側に向かって突出し且つ下方に屈曲された一対の軸支持部２５が形成されており、かかる軸支持部２５の下端から外側に延出された係止軸２６が形成されている。各係止軸２６は、後述するメンブレンスイッチシート１６の上面に接着固定された係止部材３９の第３係止部４０の摺動溝内に摺動可能に係止される。尚、基部２３の両端面と軸支持部２５の内側面との間には間隙ＳＰが形成されており、この間隙ＳＰを介して軸支持部２５は連結部を基点として弾性変形可能となる。かかる軸支持部２５の弾性変形は、各係止軸２６を係止部材３９の第３係止部４０の摺動溝内に係止する際に利用される。また、基部２３の長さ方向及び幅方向における略中央位置において、基部２３の裏側から下方に突出され且つ屈曲されたスプリング係止部２７が設けられている。このスプリング係止部２７には、コイルスプリング１５の一端１５Ａが係止される。更に、各アーム部２４間で基部２３の内側面からは、その長さ方向にて中央位置からずれた位置（図２、図３中右側にずれた位置）において、弾性片２８が各アーム部２４と平行に内方に向かって延出されており、かかる弾性片２８の先端にはスイッチ押圧突起２９（図４参照）が設けられている。
【００２９】第１リンク部材１２の各アーム部２４の外側面からは、それぞれ係止軸３０が外方に向かって突出されている。各係止軸３０は、キートップ１１の下面に設けられた各第１係止部１７の回動孔２０内に回動可能に係止される。また、各アーム部２４の先端には、ギア部３１が形成されている。かかるギア部３１の構成については後述する。
【００３０】第２リンク部材１３は、前記第１リンク部材１２と同一の構成を有しており、従って、各リンク部材は共用することが可能である。これより、図２乃至図４R>４に示すように、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を介して案内部材１４を組み立てる際に、各リンク部材に組立の方向性が生じることはなく、この結果、組立の方向性については何ら注意を払うことなく簡単に案内部材１４を組み立てることが可能となる。
【００３１】尚、第２リンク部材１３は、第１リンク部材１２と同一構成を有しているので同一番号を付するものとし、その詳細な説明は前記第１リンク部材１２の説明を参照することとして省略する。
【００３２】ここに、第２リンク部材１３の各係止軸３０は、キートップ１１の下面に設けられた各第２係止部１８の回動孔２２内に回動可能に係止される。また、第２リンク部材１３の係止軸２６は、メンブレンスイッチシート１６の上面に接着固定された係止部材３９の第４係止部４１の摺動溝内に摺動可能に係止される。更に、第２リンク部材１３における基部２３の裏側から下方に突出され且つ屈曲するように形成されるスプリング係止部２７には、コイルスプリング１５の他端１５Ｂが係止される。また、第２リンク部材１３における各アーム部２４間で基部２３の内側面から各アーム部２４と平行に内方に向かって延出された弾性片２８は、図２、図３に示すように、左側にずれた位置に配置され、従って、第２リンク部材１３の弾性片２８に形成された押圧突起２９は、第１リンク部材１２の弾性片２８に形成された押圧突起２９と一定の距離だけ離間した状態で配置されることとなる。このとき、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３のいずれの弾性片２８の押圧突起２９でメンブレンスイッチシート１６の可動スイッチ電極３５を上面から押圧してもよい。また、第２リンク部材１３の各ギア部３１は、第１リンク部材１３の各ギア部３１に噛合されて同期して作動するが、その詳細な構成については後述する。
【００３３】次に、コイルスプリング１５は、前記したように、その一端１５Ａが第１リンク部材１２のスプリング係止部２７に係止され、他端１５Ｂが第２リンク部材１３のスプリング係止部２７に係止されるものであり、これにより第１リンク部材１２と第２リンク部材１３との間に掛装されて、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが相互に閉脚する方向に付勢する作用を行う。
【００３４】メンブレンスイッチシート１６は、基本的に、上側スイッチングシート３２と下側スイッチングシート３３とから構成されている。上側スイッチングシート３２の下面には、回路パターン３４及び回路パターン３４に接続する可動スイッチ電極３５が形成されている。また、下側スイッチングシート３３の上面には、前記回路パターン３４とマトリックス状に形成される回路パターン３６及び回路パターン３６に接続し可動スイッチ電極３５に対向配置される固定スイッチ電極３７が形成されている。また、下側スイッチングシート３３において、固定スイッチ電極３７の周囲にはスペーサパッド３８が形成されている。かかるスペーサパッド３８は接着剤等を所定膜厚で印刷塗布して形成され、上側スイッチング電極３５と下側スイッチングシート３３の固定スイッチ電極３７とを離間させる作用を行う。
【００３５】上側スイッチングシート３２の上面には、各種金属や樹脂等から成型加工されてなる一対の長手状の係止部材３９が相互に平行となるように接着剤等を介して接着固定されている。各係止部材３９の一側（図２乃至図４中左側）には、長溝状の第３係止部４０が形成されており、また、他側（図２乃至図４中右側）には、同じく長溝状の第４係止部４１が形成されている。ここに、第３係止部４０には第１リンク部材１２の各係止軸２６が摺動可能に係止され、第４係止部４１には第２リンク部材１３の各係止軸２６が摺動可能に係止される。
【００３６】続いて、図６に基づき第１リンク部材１２、第２リンク部材１３における各アーム部２４の先端に形成された各ギア部３１の構成について説明する。図６R>６は第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各アーム部２４に形成されたギア部３１の構成を拡大して模式的に示す説明図である。図６において、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を構成する２つの各アーム部２４の先端に形成されたギア部３１には、アーム部２４の幅方向Ｘにおける略中央位置に段差部４２が形成されている。かかる段差部４２に基づき、アーム部２４の先端には下方突出部４３Ａと上方突出部４４とが形成される。下方突出部４３Ａの上面は所定湾曲面を有する下歯部４３を構成する。更に、上方突出部４４の下面は、前記下歯部４３の湾曲面と密着するような湾曲面に形成された上歯部４５を構成する。
【００３７】ここに、前記下歯部４３と上歯部４５は、図６から明らかなように、上面側から見てアーム部２４の幅方向Ｘで隣接してずれた配置関係にあり、且つ、側面側から見て上下関係を有する。そして、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが同一構成を有することに基づき、図６中左側に配置される第１リンク部材１２の各アーム部２４に形成されるギア部３１において、下方突出部４３Ａの上面に形成される下歯部４３は左側に配置され、また、突出部４４の下面に形成される上歯部４５は右側に配置される。また、図６中右側に配置される第２リンク部材１３は、第１リンク部材１２と反対側に配置した関係にあるから、各アーム部２４に形成されるギア部３１において、突出部４４の下面に形成される上歯部４５は左側に配置され、また、下方突出部４３Ａの上面に形成される下歯部４３は右側に配置される。これにより、第１リンク部材１２の各アーム部２４における下歯部４３と第２リンク部材１３の各アーム部２４における上歯部４５とが相互に接触されるとともに、第１リンク部材１２の各アーム部２４における上歯部４５と第２リンク部材１３の各アーム部２４における下歯部４３とが相互に接触されるものである。
【００３８】前記したように第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とを組み合わせて構成される案内部材１４では、第１リンク部材１２のギア部３１の上歯部４５と下歯部４３は、上下関係を具有しつつ第１リンク部材１２の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されており、また同様に、第２リンク部材１３のギア部３１の上歯部４５と下歯部４３は、上下関係を具有しつつ第２リンク部材１３の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されていることから、第１リンク部材１２における上歯部４５と下歯部４３、及び、第２リンク部材１３における上歯部４５と下歯部４３は、リンク部材１２、１３の厚さ方向で上下２段に重なることはない。従って、第１リンク部材１２のギア部３１と第２リンク部材１３のギア部３１とを対向して当接するだけで、第１リンク部材１２の上歯部４５と第２リンク部材１３の下歯部４３及び第１リンク部材１２の下歯部４３と第２リンク部材の上歯部４５とを相互に適正な噛合関係をもって組み立てることが可能となる。これより、キースイッチ装置１０の組立効率を格段に向上することができる。
【００３９】また、第１リンク部材１２のギア部３１の上歯部４５と第１リンク部材１２の下歯部４３は、第１リンク部材１２の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されており、また、第２リンク部材１３のギア部３１の上歯部４５と下歯部４３は、第２リンク部材１３の幅方向Ｘに隣接してずれた位置に形成されているので、キースイッチ装置１０の薄型化が進展した場合においても、各上歯部４５、下歯部４３を薄くしたり小さくしたりする必要はない。従って、各歯部４３、４５の耐久性を高く維持しつつ長期に渡って安定して使用可能なキースイッチ装置１０を実現することができる。
【００４０】更に、第１リンク部材１２において上歯部４５と下歯部４３とは上下関係を有するが、第１リンク部材１２の幅方向Ｘで隣接してずれて形成されており、また、第２リンク部材１３において上歯部４５と下歯部４３とは上下関係を有するが、第２リンク部材１３の幅方向Ｘで隣接してずれて形成されているので、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３を成形するについて、スライド型を使用することなく上型と下型との単純な上下抜きを行うだけで簡単に成形することが可能である。これより、１つの金型を介して多くの第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を成形することが可能となり、各リンク部材１２、１３の生産効率を向上することができる。
【００４１】次に、前記のように構成されたキースイッチ装置１０の動作について図２乃至図６に基づき説明する。図５はキートップ１１の押下が終了した状態を示すキースイッチ装置の側断面図である。ここに、キートップ１１の押下前においては、図３、図４に示すように、第１リンク部材１２の基部２３に形成されたスプリング係止部２７と第２リンク部材１３の基部２３に形成されたスプリング係止部２７との間にコイルスプリング１５が掛装されており、コイルスプリング１５は、キートップ１１の第１係止部１７の回動孔２０及び第２係止部１８の回動孔２２に回動可能に係止された第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸３０を回動中心として、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を相互に閉脚する方向に付勢している。このとき、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸２６は、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２上に固着された係止部材３９の第３係止部４０、第４係止部４１の摺動溝の内側壁に当接されている。従って、キートップ１１は、図４に示す非押下位置に保持されている。
【００４２】コイルスプリング１５の付勢力に抗して、図４に示す状態からキートップ１１を押下していくと、第１リンク部材１２の係止軸３０は第１係止部１７の回動孔２０内で時計方向に回動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸３０は第２係止部１８の回動孔２２内で反時計方向に回動していく。また、第１リンク部材１２の係止軸２６は第３係止部４０の摺動溝内を左方向に摺動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸２６は、第４係止部４１の摺動溝内を右方向に摺動していく。かかる動作に伴いコイルスプリング１５は除々に伸張されていくとともに、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３は開脚されていく。
【００４３】このとき、第１リンク部材１２の各アーム部２４における下歯部４３と第２リンク部材１３の各アーム部２４における上歯部４５とは、相互に接触状態を保持しつつ下方に向かって移動していき、また、第１リンク部材１２の各アーム部２４における上歯部４５と第２リンク部材１３の各アーム部２４における下歯部４３とは、相互に接触状態を保持しつつ下方に向かって移動していく。このように、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とは、各上歯部４３と下歯部４５との協働作用に基づき、完全に同期した状態で作動されるものである。
【００４４】そして、キートップ１１を一定量押下した状態で、第１リンク部材１２又は第２リンク部材１３の弾性片２８に形成されている押下突起２９が、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２の下面に形成されている可動スイッチ電極３５を上方から押下していき、更にキートップ１１を押下した時点でクリック感を伴いつつ押下突起２９は、可動電極３５と下側スイッチングシート３３の固定電極３７とを接触させる。これにより、可動電極３５と固定電極３７とにより所定のスイッチング動作が行われる。この時点では、コイルスプリング１５は、図５に示すように更に伸張された状態にある。前記のようにスイッチング動作を行った後、キートップ１１の押下を解除すると、コイルスプリング１５の付勢力に基づき、前記した動作と逆動作が行われ、キートップ１１は上方に移動されて図４に示す非押下位置に復帰する。
【００４５】［第１実施形態のモデル化］次に、前記第１実施形態に係るキースイッチ装置１０についてモデル化を行い、そのモデル１について図７乃至図１１に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図７はキースイッチ装置１０をモデル化して模式的に示すモデル１の説明図である。
【００４６】ここに、図７において、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を剛体Ａ、キートップ１１を剛体Ｋ、係止部材３９における各第３及び第４係止部４０、４１を剛体Ｂで表している。また、キートップ１１の第１係止部１７における回動孔２０内に係止される第１リンク部材１２の係止軸３０の回動中心、及び、第２係止部１８の回動孔２２内に係止される第２リンク部材１３の係止軸３０の回動中心をｏで示している。更に、第１リンク部材１２の係止軸２６が第３係止部４０にて外側に摺動を開始する摺動起点、及び、第２リンク部材１３の係止軸２６が第４係止部４１にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。また、第１リンク部材１２のスプリング係止部２７にて内側に向かって付勢するコイルスプリング１５による付勢力の作用点、及び、第２リンク部材１３のスプリング係止部２７にて内側に向かって付勢するコイルスプリング１５による付勢力の作用点をｍで示している。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にある第１リンク部材１２とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にある第２リンク部材１３とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。
【００４７】図７において、モデル１は、３つの節点ｏ（回動点）、ｍ（作用点）、ｓ（摺動起点）を有する２つの剛体Ａ、節点ｏにて剛体Ａを回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａをｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。図７に示すように、２つの剛体Ａを弾性体Ｅ（コイルスプリング１５に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ、ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片２８に対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。
【００４８】以下、前記モデル１の動作原理について、図７、図８に基づき説明する。図７において、剛体Ｋがｙ方向に変化する時、節点ｏに回転トルクＴが発生する。そのトルクＴは、下記数１のように表される。
【数１】
また、節点ｓにて下方向に作用するＦ２は、下記数２のように表すことができる。
【数２】
このとき、ｙ方向の反力Ｒ１は、下記数３のようになる。
【数３】
【００４９】ここで、Ｆ１は弾性体Ｅの張力であることから、左右２つの剛体Ａに対して等しくかかることとなり、両方の剛体Ａに等しくＦ２、Ｒ１が発生する。即ち、下記数４のように表される。
【数４】
また、Ｆ１との関係は、下記数５に示す通りとなる。
【数５】
ここで、節点ｍ＝節点ｓの場合、ｒ１＝ｒ０、ｒ３＝ｒ２となり、角度の式に直し整理すると、Ｐは下記数６に示す様にθ４の関数となり、その曲線は、図８に示すように、凸形状の極大点を有する曲線となる。
【数６】
前記数６において、ａ、ｂ、ｃは、各節点ｏ、ｍ、ｓ間の長さ、ばねの種類、ばね定数等によって定まる定数である。これにより、指等にてキートップを押下した時の反発力はＰとなり、曲線の極大点との荷重の落差に基づきキークリック機能が発現され、この結果、タクタイル感として指等にフィードバックされてキー操作感が明確なキースイッチ装置を実現できる。
【００５０】続いて、図９、図１０に基づき前記数５中におけるｒ１、ｒ２、ｒ１／ｒ２、Ｆ１を一般式にて表記し、最終的に押下荷重Ｐを求める。尚、図９及び図１０R>０は図７に示すモデル１の片側部分を拡大して模式的に示す説明図である。
【数７】
【数８】
一方、ｒ２＝cosθ４・Ｌであり、これに数８を代入すると、ｒ２＝cosθ４・（ｒ０／ sinθ４）
∴tanθ４＝sinθ４／cosθ４従って、ｒ２は下記数９のように表される。
【数９】
【００５１】
【数１０】
また、下記数１１も成立する。
【数１１】
従って、ｒ１に関し、下記数１２が成立する。
【数１２】
ここで、三角関数の加法定理より、下記数１３のように表すことができる。
【数１３】
更に、図９より、sinθ４＝ｒ０／Ｌ、 cosθ４＝ｒ２／Ｌであるから、これらを数１３に代入して、下記数１４が成立する。
【数１４】
更に、数１４に数９を代入して、下記数１５が成立し、
【数１５】
ｒ１は最終的に下記数１６のように表すことができる。
【数１６】
【００５２】
【数１７】
前記数１７におけるｒ０を消去し、１／tanθ＝cosθ／sinθを代入すると、下記数１８、数１９、数２０が成立する。
【数１８】
【数１９】
【数２０】
但し、θ４は、下記数２１から求める。
【数２１】
【００５３】
Ｓ；初張力（Ｎ）
ｋ；ばね定数（Ｎ／ｍｍ）
Ｍ；ばね長さ（ｍｍ）
Ｎ；ばね自由長（ｍｍ）
ｕ；ばねのたわみ係数＝２とすると、下記数２２、数２３が成立する。
【００５４】
【数２２】
【数２３】
前記数２３に数２２を代入すると、Ｆ１は下記数２４、数２５のように表すことができる。
【数２４】
【数２５】
【００５５】
【数２６】
但し、θ４はθ４＝sin-1（ｒ０／Ｌ）で求める。
【００５６】前記のように求めた押下荷重Ｐを表す数２６において、剛体Ｋ，Ａ，Ｂ及び弾性体Ｅの構造が決定された場合に剛体Ｋの運動について考えると、Ｌ、Ｌ１、sinθ５は剛体Ａの定数でありｒ０に対して一定になり、また、ｋ、ｕ，Ｎ、Ｓは弾性体Ｅの定数でありｒ０に対して一定となる。従って、前記数２６は角度θ４の関数となり、数２６によって表される押下荷重Ｐの曲線は、図１１に示すように、凸形状の極大点を有する荷重カーブとなる。
【００５７】ここで、図１１において、横軸は剛体Ｋのストローク量を表し、縦軸は荷重を表す。Ｆ１は弾性体Ｅにより剛体Ａに作用する荷重であり、剛体Ｋが押下されていない場合においても作用しており、剛体Ｋのストローク量が大きくなるに従ってＦ１は大きくなる。また、押下荷重曲線Ｐにおいて、剛体Ｋのストローク量が比較的小さい時点で極大点Ｐ１が現れ、この後押下荷重は減少していくが、スイッチング動作が行われた後に極小点Ｐ２が現れる。そして、極小点Ｐ２が現れた後には、弾性体Ｆの作用により曲線ＯＴに従って押下荷重が増加していく。前記押下荷重曲線Ｐにおいて、極大点Ｐ１と極小点Ｐ２との荷重差が、キークリック機能の発現に寄与するものであり、かかる荷重差に基づいて明確なキー操作感を得ることができる。
【００５８】以上説明した通り、第１実施形態に係るキースイッチ装置１０では、キートップ１１を押下した際にキートップ１１に発生する押下加重は、キートップ１１の第１係止部１７における第１リンク部材１２の係止軸３０の回動点ｏと第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリング１５の付勢力が第１リンク部材１２に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング１５の各種特性値によって表される関数（数２６）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート１６によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ、摺動起点ｓ、作用点ｍ、角度θ4、コイルスプリング１５の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下加重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【００５９】次に、第２実施形態に係るキースイッチ装置について、図１２、図１３に基づき説明する。図１２は第２実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図、図１３はキースイッチ装置の一部を省略して示す斜視図である。尚、第２実施形態に係るキースイッチ装置は、基本的に、前記第１実施形態に係るキースイッチ装置１０と同一の構成を有しており、第１実施形態のキースイッチ装置１０では、第１リンク部材１２のスプリング係止部２７と第２リンク部材１３のスプリング係止部２７との間にコイルスプリング１５を掛装して、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とが相互に閉脚する方向に付勢し、また、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２に固着された係止部材３９の第３係止部４０、第４係止部４１にて第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３の各係止軸２６を摺動可能に係止するように構成しているが、第２実施形態に係るキースイッチ装置では、第１リンク部材と第２リンク部材とを閉脚方向に付勢するについてコイルスプリングを使用することなく、また、独立形成された係止部材を使用することなく、第１リンク部材と第２リンク部材の下側の基部を内側に向かって付勢する付勢バネと各係止軸を摺動可能に係止する係止部材とを一体に構成した弾性枠状部材をメンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２に固着し、かかる弾性枠状部材を介して第１リンク部材、第２リンク部材の閉脚付勢及び各係止軸の摺動係止を行うようにした点で、第１実施形態のキースイッチ装置１０とは異なる。残余の構成については、第１実施形態の場合と同一である。従って、以下の説明においては、第１実施形態のキースイッチ装置１０とは異なる第２実施形態に特有の構成に着目して説明することとし、その他第１実施形態と同一の部材、要素等については前記と同一の番号を付するとともに、その説明を省略する。
【００６０】図１２、図１３において、案内部材１４を構成する第１リンク部材１２、第２リンク部材１３における基部２３の下側中央には凹部６０が形成されており、かかる凹部６０の両側に２つのバネ当接部６１、６１が設けられている。また、案内部材１４の下方でメンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２上には、弾性枠状部材６２が接着剤を介して固着されている。弾性枠状部材６２は長方形状を有する枠状に形成されており、その短辺側（図１２、図１３中左右側）の連結部６３の略中央位置からは付勢バネ部６４が一体に形成されている。かかる付勢バネ部６４は、連結部６３から上方に立ち上がるように屈曲されており、連結部６３に連続する中央部６４Ａから二股状に板状の付勢バネ６４Ｂ、６４Ｂが設けられている。図１２、図１３中、左側に存在する各付勢バネ６４Ｂは、第１リンク部材１２の各バネ当接部６１を内側に向かって付勢する。また、右側に存在する各付勢バネ６４Ｂは、第２リンク部材１３の各バネ当接部６１を内側に向かって付勢する。これにより、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３は、弾性枠状部材６２の左右両側に形成された各付勢バネ６４Ｂを介して、相互に閉脚する方向に付勢されるものである。更に、前記弾性枠状部材６２において、その長辺側（図１２、図１３中上下側）は連結部６５により構成されており、各連結部６５にて前記連結部６３に連続する角部の近傍位置には、第３係止部４０及び第４係止部４１がそれぞれ形成されている。ここで、各第３係止部４０は、第１リンク部材１２の各係止軸２６を摺動可能に係止し、各第４係止部４１は、第２リンク部材１３の各係止軸２６を摺動可能に係止する。
【００６１】尚、前記弾性枠状部材６２は、各連結部６３、６５により連続された長方形状を有する枠状に一体に形成されており、また、各連結部６３には付勢バネ６４Ｂが一体に形成されるとともに、各連結部６５には第３係止部４０、第４係止部４１が一体に形成されていることから、各付勢バネ６４Ｂと第３係止部４０、第４係止部４１との位置関係を常時一定の関係に保持することができ、また、その取扱が極めて容易となる。
【００６２】前記のように構成された第２実施形態に係るキースイッチ装置１０の動作について図１４、図１５に基づいて説明する。図１４はキートップ１１を押下する前におけるキースイッチ装置１０の側断面図、図１５はキートップ１１の押下が終了した時点におけるキースイッチ装置１０の側断面図である。
【００６３】ここに、キートップ１１の押下前においては、図１３、図１４に示すように、第１リンク部材１２の基部２３に形成された各バネ当接部６１は、弾性枠状部材６２の付勢バネ６４Ｂ、６４Ｂを介して内側に向かって付勢されており、また、第２リンク部材１３の基部２３に形成された各バネ当接部６１も同様に、弾性枠状部材６２の付勢バネ６４Ｂ、６４Ｂを介して内側に向かって付勢されている。従って、各付勢バネ６４Ｂによる付勢力に基づき、キートップ１１の第１係止部１７の回動孔２０及び第２係止部１８の回動孔２２に回動可能に係止された第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸３０を回動中心として、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３は相互に閉脚する方向に付勢されている。このとき、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の各係止軸２６は、弾性枠状部材６２に一体に形成された第３係止部４０、第４係止部４１の摺動溝の内側壁に当接されている。従って、キートップ１１は、図１４R>４に示す非押下位置に保持されている。
【００６４】各付勢バネ６４Ｂの付勢力に抗して、図１４R>４に示す状態からキートップ１１を押下していくと、第１リンク部材１２の係止軸３０は第１係止部１７の回動孔２０内で時計方向に回動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸３０は第２係止部１８の回動孔２２内で反時計方向に回動していく。また、第１リンク部材１２の係止軸２６は第３係止部４０の摺動溝内を左方向に摺動し、同時に、第２リンク部材１３の係止軸２６は、第４係止部４１の摺動溝内を右方向に摺動していく。かかる動作に伴い各付勢バネ６４Ｂは、各バネ当接部６１を介して外側に向かって押圧されていくとともに、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３は開脚されていく。
【００６５】このとき、第１リンク部材１２の各アーム部２４におけるギア歯部３１と第２リンク部材１３の各アーム部２４におけるギア歯部３１とは、相互に接触状態を保持しつつ下方に向かって移動していく。このように、第１リンク部材１２と第２リンク部材１３とは、各ギア歯部３１の協働作用に基づき、完全に同期した状態で作動されるものである。
【００６６】そして、キートップ１１を一定量押下した状態で、第１リンク部材１２又は第２リンク部材１３の弾性片２８に形成されている押下突起２９が、メンブレンスイッチシート１６の上側スイッチングシート３２の下面に形成されている可動スイッチ電極３５を上方から押下していき、更にキートップ１１を押下した時点でクリック感を伴いつつ押下突起２９は、可動電極３５と下側スイッチングシート３３の固定電極３７とを接触させる。これにより、可動電極３５と固定電極３７とにより所定のスイッチング動作が行われる。この時点では、各付勢バネ６４Ｂは、図１５に示すように、最も押圧された状態にある。前記のようにスイッチング動作を行った後、キートップ１１の押下を解除すると、各付勢バネ６４Ｂによる付勢力に基づき、前記した動作と逆動作が行われ、キートップ１１は上方に移動されて図１４に示す非押下位置に復帰する。
【００６７】［第２実施形態のモデル化］次に、前記第２実施形態に係るキースイッチ装置１０についてモデル化を行い、そのモデル２について図１６、図１７に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図１６はキースイッチ装置１０をモデル化して模式的に示すモデル２の説明図である。尚、図１７は、例えば、第１実施形態のキースイッチ装置１０におけるコイルスプリング１５の付勢力を、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３の係止軸２６の摺動起点（節点ｓ）に作用させた場合をモデル化した例を模式的に示すものであり、図１６に示すモデル２と図１７に示すモデルと等価であることは明らかである。
【００６８】ここに、図１６、図１７において、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３を剛体Ａ、キートップ１１を剛体Ｋ、弾性枠状部材６２における各第３及び第４係止部４０、４１を剛体Ｂで表している。また、キートップ１１の第１係止部１７における回動孔２０内に係止される第１リンク部材１２の係止軸３０の回動中心、及び、第２係止部１８の回動孔２２内に係止される第２リンク部材１３の係止軸３０の回動中心をｏで示している。更に、第１リンク部材１２の係止軸２６が第３係止部４０にて外側に摺動を開始する摺動起点、及び、第２リンク部材１３の係止軸２６が第４係止部４１にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。尚、図１６に示すモデル２及び図１７に示す等価モデルにおいて、第１リンク部材１２及び第２リンク部材１３のバネ当接部６１を内側に向かって付勢する各付勢バネ６４Ｂにより付勢力の作用点ｍは、前記摺動起点ｓと同一位置にある。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にある第１リンク部材１２とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にある第２リンク部材１３とその係止軸２６の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。
【００６９】図１６、図１７において、モデル２及びその等価モデルは、２つの節点ｏ（回動点）、節点ｍ＝ｓ（作用点と摺動起点とは同一位置にある）を有する２つの剛体Ａ、節点ｏにて剛体Ａを回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａをｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。
【００７０】図１６、図１７に示すように、２つの剛体Ａを弾性体Ｅ（モデル２の場合は付勢バネ６４Ｂ、等価モデルの場合はコイルスプリング１５に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ＝ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片２８に対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。
【００７１】以下、前記モデル２の動作原理について、図１６、図１７に基づき説明する。図１６、図１７において、節点ｍ＝節点ｓであるから、前記図７、図９においてｒ１＝ｒ０、ｒ３＝ｒ２となり、また、Ｌ１＝Ｌ、θ５＝０となる。これらの条件を前記数２６に代入すると、下記数２７、数２８、数２９が成立する。
【数２７】
【数２８】
【数２９】
【００７２】前記数２９中、第１項の（２・ｋ・ｕ・Ｌ）、第２項の（２・ｕ・ｋ・Ｎ）、及び、第３項の（２・Ｓ）をそれぞれａ、ｂ、ｃとすると、前記数２９は、Ｐ＝ａ・sinθ4−ｂ・tanθ4＋ｃ・tanθ4となり、前記数６と一致する。これより、ａ、ｂ、ｃは、各節点ｏ、ｍ＝ｓ間の長さ、ばねの種類、ばね定数等によって定まる定数であるから、指等にてキートップを押下した時の反発力はＰとなり、曲線の極大点との荷重の落差に基づきキークリック機能が発現され、この結果、タクタイル感として指等にフィードバックされてキー操作感が明確なキースイッチ装置を実現できる。
【００７３】以上説明した通り、第２実施形態に係るキースイッチ装置１０では、前記第１実施形態の場合と同様、キートップ１１を押下した際にキートップ１１に発生する押下荷重は、キートップ１１の第１係止部１７における第１リンク部材１２の係止軸３０の回動点ｏと第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング１５の各種特性値によって表される関数（数２９）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、図１１に示すように、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート１６によりスイッチング動作が行われた後押下加重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ＝ｍ（作用点）、摺動起点ｓ、角度θ4、コイルスプリング１５の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【００７４】次に、第３実施形態に係るキースイッチ装置について、図１８乃至図２０に基づき説明する。図１８R>８は第３実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図、図１９はキースイッチ装置の概略側面図、図２０はキースイッチ装置の概略側断面図である。尚、第３実施形態に係るキースイッチ装置は、基本的に、前記第１実施形態に係るキースイッチ装置１０に類似するものであるが、第１リンク部材と第２リンク部材との間にカム機構を介在させ、第１リンク部材及び第２リンク部材に設けた板バネを介してカム機構を相互に付勢する構成を有する点で前記各実施形態とは異なる。
【００７５】先ず、図１８において、キースイッチ装置１０１は、基本的に、キートップ１０２、一対の第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４からなりキートップ１０２の上下動を案内する案内部材１０５、及び、案内部材１０５の下方にて支持プレート１０６上に配置されたメンブレンスイッチシート１０７から構成されている。
【００７６】ここに、キートップ１０２はＡＢＳ樹脂等から成形されており、その表面上には印刷等により文字、数字等のキャラクタが形成されている。キートップ１０２の裏面には、第１リンク部材１０３に対応して２つの回動係止部１０８、１０８が一体に形成されており、また、第２リンク部材１０４に対応して２つの回動係止部１０９、１０９が一体に形成されている。各回動係止部１０８、１０９には、それぞれ係止溝１０８Ａ、１０９Ａが設けられている。各回動係止部１０８の係止溝１０８Ａは、第１リンク部材１０３の第１軸部１２１（後述する）を回動可能に係止し、また、各回動係止部１０９の係止溝１０９Ａは、第２リンク部材１０４の第３軸部１３２（後述する）を回転可能に係止する。
【００７７】また、案内部材１０５は、第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とを相互に組み合わせてなり、各第１及び第２リンク部材１０３、１０４は基本的に同一の構成を有している。尚、各第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４の詳細な構成については後述する。更に、案内部材１０５の下方には、アルミニウム、鉄等から形成された金属薄板からなる支持プレート１０６上に載置されたメンブレンスイッチシート１０７が設けられている。メンブレンスイッチシート１０７は、所謂、銅箔、導電性塗料等から固定電極パターン１１０を含むスイッチ回路パターン１１１が形成された下側フィルムシート１１２と、同様に下面に可動電極パターン１１３が形成された上側フィルムシート１１４との間に、固定電極パターン１１０と可動電極パターン１１３とに対応してスイッチング孔１１５が設けられたフィルムスペーサ１１６を介在させた三層構造を有している。かかるメンブレンスイッチシート１０７の構成は公知である。
【００７８】ここに、上側スイッチシート１１４上には、金属、樹脂等から形成された４つのチップ状の係止部材１１７が可動電極パターン１１３を囲むように接着剤により接着固定されている。各係止部材１１７は、長孔状の係止溝１１７Ａを形成し、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２（後述する）、及び、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３（後述する）を摺動可能に係止する。尚、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４の上面に各係止部材１１７を接着固定する構成については、特願平１１−３２６０８号の明細書、図面に記載された構成と同一であり、その詳細な説明については特願平１１−３２６０８号の明細書、図面を参照することとして、ここではその説明を省略する。
【００７９】次に、案内部材１０５を構成する２つの第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４の詳細な構成について説明する。先ず、第１リンク部材１０３について図１８乃至図２１を参照して説明する。図２１は第１リンク部材１０３の側面図、平面図である。図１８乃至図２１において、第１リンク部材１０３は、一対の板状体１１８、１１８、各板状体１１８を連結する連結部１１９、及び、連結部１１９に近接位置にて板バネ部１２０をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。各板状体１１８の一端側（図１８乃至図２０にて上側端、図２１にて右側端）の近傍位置には、第１軸部１２１が外側に向かって延設されており、また、各板状体１１８の他端側（図１８乃至図２０にて下側端、図２１にて左側端）には、第２軸部１２２が外側に向かって延出されている。各第１軸部１２１は、前記したキートップ１０２の回転係止部１０８の係止溝１０８Ａに回転可能に係止され、また、各第２軸部１２２は、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４の表面に接着固定された係止部材１１７の係止溝１１７Ａに摺動可能に係止される。
【００８０】連結部１１９は、各板状体１１８を離間した状態で相互に連結するものである。板バネ部１２０は、図２１に示すように、連結部１１９との間に一定の間隙１２３を形成するように各板状体１１８間に設けられており、板バネ部１２０の略中央位置には、第１カム部１２４が一体に形成されている。第１カム部１２４には、図２０に示すように、下方に第１カム面１２５が形成されており、また、第１カム面１２５から上方に連続して第２カム面１２６が形成されている。第１カム面１２５と第２カム面１２６との境界部には、カム頂点１２７が存在している。ここに、第１カム面１２５は、図２０R>０からも明らかなように、キートップ１０２の非押下位置に対応しており、第２カム面１２６は、後述するように、キートップ１０２の押下位置に対応している。また、第１カム面１２５、カム頂点１２７及び第２カム面１２６で形成される角度は、鈍角に設定されている。更に、第１カム部１２４の下端には、図２０、図２１に示すように、キートップ１０２の押下時にメンブレンスイッチシート１０７をスイッチングする樹脂弾性片１２４Ａが設けられている。
【００８１】また、各板状体１１８において、第１軸部１２１よりも端部側（図１９、図２１中、右端側）には、ギア歯部１２８が設けられている。ギア歯部１２８は、１つ又は２つのギア歯１２８Ａを有している。因みに、図２１において、上側の板状体１１８のギア歯部１２８には２つのギア歯１２８Ａが形成されており、下側の板状体１１８のギア歯部１２８には１つのギア歯１２８Ａが形成されている。尚、各ギア歯部１２８は、後述するように、第２リンク部材１０４の板状体１２９の端部に形成されたギア歯部１３６と相互に噛合しており、キートップ１０２の上下動を行う際に第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とを同期して作動させる作用を行う。
【００８２】次に、第２リンク部材１０４の構成について図１８乃至図２０、図２２を参照して説明する。図２２R>２は第２リンク部材１０４の側面図、平面図である。ここに、第２リンク部材１０４は、前記第１リンク部材１０３と基本的に同一の構成を有している。図１８乃至図２０２０、図２２において、第２リンク部材１０４は、一対の板状体１２９、１２９、各板状体１２９を連結する連結部１３０、及び、連結部１３０に近接位置にて板バネ部１３１をポリアセタール樹脂等から一体に形成することにより構成される。各板状体１２９の一端側（図１８乃至図２０にて上側端、図２２にて左側端）の近傍位置には、第３軸部１３２が外側に向かって延設されており、また、各板状体１２９の他端側（図１８乃至図２０にて下側端、図２２にて右側端）には、第４軸部１３３が外側に向かって延出されている。各第３軸部１３２は、前記したキートップ１０２の回転係止部１０９の係止溝１０９Ａに回転可能に係止され、また、各第４軸部１３３は、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４の表面に接着固定された係止部材１１７の係止溝１１７Ａに摺動可能に係止される。
【００８３】連結部１３０は、各板状体１２９を離間した状態で相互に連結するものである。板バネ部１３１は、図２２に示すように、連結部１３０との間に一定の間隙１３４を形成するように各板状体１２９間に設けられており、板バネ部１３１の略中央位置には、第２カム部１３５が一体に形成されている。第２カム部１３５には、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４と同様図２０２０に示すように、下方に第１カム面１２５が形成されており、また、第１カム面１２５から上方に連続して第２カム面１２６が形成されている。第１カム面１２５と第２カム面１２６との境界部には、カム頂点１２７が存在している。ここに、第１カム面１２５は、図２０からも明らかなように、キートップ１０２の非押下位置に対応しており、第２カム面１２６は、後述するように、キートップ１０２の押下位置に対応している。また、第１カム面１２５、カム頂点１２７及び第２カム面１２６で形成される角度は、鈍角に設定されている。更に、第２カム部１３５の下端には、図２０、図２２に示すように、キートップ１０２の押下時にメンブレンスイッチシート１０７をスイッチングする樹脂弾性片１３５Ａが設けられている。
【００８４】ここに、第１カム部１２４の第１カム面１２５と第２カム部１３５の第１カム面１２５は、図２０に示すようにキートップ１０２の非押下状態において相互に当接しており、この状態で第１リンク部材１０３の板バネ部１２０及び第２リンク部材１０４の板バネ部１３１は、それぞれ第１カム部１２４と第２カム部１３５とが当接する方向に付勢している。このように第１カム部１２４の第１カム面１２５と第２カム部１３５の第１カム面１２５とが当接する状態を第１当接状態とし、この第１当接状態にてキートップ１０２は安定して非押下位置に保持される。また、キートップ１０２を押下すると、第１カム部１２４と第２カム部１３５は、後述するように、第１当接状態から相互にカム頂点１２７を乗り越えて、各第２カム面１２６同志が当接する第２当接状態に移行する。この第２当接状態でキートップ１０２は押下位置まで下降し、第１カム部１２４の樹脂弾性片１２４Ａと第２カム部１３５の樹脂弾性片１３５Ａの一方又は双方を介してメンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４における可動電極パターン１１３が上面から押下される。これにより、可動電極パターン１１３がフィルムスペーサ１１６のスイッチング孔１１５を介して下側フィルムシート１１２の固定電極パターン１１０と接触され、所定のスイッチング動作が行われる。
【００８５】また、各板状体１２９において、第３軸部１３２よりも端部側（図１９、図２２中、左端側）には、ギア歯部１３６が設けられている。ギア歯部１３６は、１つ又は２つのギア歯１３６Ａを有している。因みに、図２２において、上側の板状体１２９のギア歯部１３６には１つのギア歯１３６Ａが形成されており、下側の板状体１２９のギア歯部１３６には２つのギア歯１３６Ａが形成されている。尚、各ギア歯部１３６は、前記したように、第１リンク部材１０３の板状体１１９の端部に形成されたギア歯部１２８と相互に噛合しており、キートップ１０２の上下動を行う際に第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とを同期して作動させる作用を行う。
【００８６】次に、前記した第１カム部１２４と第２カム部１３５との関係について図２３に基づき説明する。図２３は第１リンク部材１０３から板バネ部１２０及び第１カム部１２４、第２リンク部材１０４から板バネ部１３１及び第２カム部１３５を取り出して模式的に示す説明図である。
【００８７】図２３（Ａ）、（Ｂ）において、第１リンク部材１０３の板バネ部１２０と一体に形成された第１カム部１２４のカム頂点１２７には、第１カム部１２４の全幅に渡って突条部１２７Ａが形成されており、また、第２リンク部材１０４の板バネ部１３１と一体に形成された第２カム部１３５のカム頂点１２７には、突条部１２７Ａが嵌合する凹溝１２７Ｂが形成されている。ここに、各板バネ部材１２０、１３１は、第１カム部１２４と第２カム部１３５とが相互に当接する方向に付勢する作用を行うことから、突条部１２７Ａと凹溝１２７Ｂは、第１カム部１２４及び第２カム部１３５の各第１カム面１２５が相互に当接する第１当接状態（図２３（Ａ）、（Ｂ）参照）から各カム頂点１２７を乗り越える状態（図２３（Ｃ）参照）を経て、各第２カム面１２６が当接する第２当接状態に至る間、常時嵌合されている。これにより、キー操作時にキートップ１０２の上下動に従って第１リンク部材１０３と第２リンク部材１０４とが作動する際に、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４及び第２リンク部材１０４の第２カム部１３５における各第１カム面１２５、カム頂点１２７、第２カム面１２６相互の同期を確実にとることができる。
【００８８】続いて、前記のように構成されたキースイッチ装置１０１の動作について図２４に基づき説明する。図２４はキートップ１０２の非押下状態からキートップ１０２を押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【００８９】先ず、キートップ１０２を押下していない非押下状態においては、キートップ１０２は図２４（Ａ）に示すように非押下位置に保持されている。この状態で、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４における第１カム面１２５、及び、第２リンク部材１０４の第２カム部１３５における第１カム面１２５は、相互に当接した第１当接状態にあり、かかる第１当接状態において板バネ部１２０、１３１の付勢力は各第１カム面１２５相互を当接する方向に作用している。これにより、図１９に示すように、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２は係止部材１１７における係止溝１１７Ａの右側に位置し、また、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３は係止部材１１７における係止溝１１７Ａの左側に位置しており、キートップ１０２は非押下位置に安定的に保持されている。また、第１当接状態においては、板バネ部１２０、１３１の付勢力は各第１カム面１２５相互を当接する方向に作用していることから、非押下位置に保持されたキートップ１０２が水平方向に移動してしまうことはなく、これよりキートップ１０２のガタツキを防止することができる。
【００９０】前記したキートップ１０２の非押下状態が図２５にて平面視で示されている。図２５において、第１リンク部材１０３の第１カム部１２４と第２リンク部材１０４の第２カム部１３５とが当接された第１当接状態にあり、この状態において第１リンク部材１０３の板バネ部１２０及び第２リンク部材１０４の板バネ部１３１は各第１カム部１２４、第２カム部１３５が相互に当接する方向に付勢しているものの撓んではいない。尚、プリロードが必要な場合には、そのプリロード量に対応して各板バネ部１２０、１３１は撓む。
【００９１】そして、キートップ１０２の押下を開始すると、キートップ１０２の押下に従って第１リンク部材１０３の第１軸部１２１は回動係止部１０８の係止溝１０８Ａ内で時計方向に回動するとともに、第２リンク部材１０４の第３軸部１３２は回動係止部１０９の係止溝１０９Ａ内で反時計方向に回動する。同時に、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２は係止部材１１７の係止溝１１７Ａ内で左方向に摺動するとともに、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３は係止部材１１７の係止溝１１７Ａ内で右方向に摺動する。このとき、第１カム部１２４の第１カム面１２５と第２カム部１３５の第１カム面１２５は次第に離間していき、第１カム部１２４と第２カム部１３５とは、それぞれのカム頂点１２７で当接するようになる。この状態が図２４（Ｂ）に示されている。この状態においては、図２６にて平面視で示すように、各板バネ部１２０、１３１は最大限に撓んでおり、各板バネ部１２０、１３１が第１カム部１２４、第２カム部１３５に及ぼす付勢力は最大となる。これに基づきキートップ１０２の押下荷重は最大となる。
【００９２】尚、前記のように第１カム部１２４のカム頂点１２７と第２カム部１３５のカム頂点１２７とが当接する場合においても、第１カム部１２４のカム頂点１２７には突条部１２７Ａが形成されるとともに、第２カム部１３５のカム頂点１２７には凹溝１２７Ｂが形成され、突条部１２７Ａは凹溝１２７Ｂに嵌合されているので、各カム頂点１２７相互がずれてしまうことは全くなく、第１カム部１２４と第２カム部１３５とを完全に同期させることができる。更にキートップ１０２を押下していくと、第１カム部１２４及び第２カム部１３５における第２カム面１２６相互は、次第に接近していく。この状態が図２４（Ｃ）に示されている。この状態で各板バネ部１２０、１３１の撓み程度は、図２４（Ｂ）、図２６２６に示す場合よりも小さくなっており、従って、各板バネ部１２０、１３１を介して第１カム部１２４、第２カム部１３５に及ぼされる付勢力も次第に小さくなり、この結果、キートップ１０２の押下荷重も小さくなる。
【００９３】そして、第１カム部１２４及び第２カム部１３５の各第２カム面１２６相互が当接される前に、第１カム部１２４の下端に形成された樹脂弾性片１２４Ａ、及び、第２カム部１３５の下端に形成された樹脂弾性片１３５Ａが、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４を押圧する。これにより、上側フィルムシート１１４の下面に形成された可動電極パターン１１３が、フィルムスペーサ１１６のスイッチング孔１１５を介して下側フィルムシート１１２の固定電極パターン１１０と接触し、所定のスイッチング動作が行われる。かかるスイッチング動作と略同時に又はスイッチング動作の後に、各第２カム面１２６相互が当接される。このように、スイッチング動作を行った後に第２カム面１２６相互が当接されることから、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａによる押下動作の安定化を図ることが可能となり、チャタリング等を防止することが可能となる。
【００９４】ここに、各第２カム面１２６相互が当接した状態が図２４（Ｄ）に示されている。この状態で各板バネ部１２０、１３１の撓み程度は、図２４（Ｃ）の場合よりも更に小さくなり、従って、各板バネ部１２０、１３１を介して第１カム部１２４、第２カム部１３５に及ぼされる付勢力も更に小さくなり、この結果、キートップ１０２の押下荷重も同様に小さくなる。また、前記のように、第１カム部１２４の第２カム面１２６と第２カム部１３５の第２カム面１２６とが当接した状態では、第１カム部１２４の下端に形成された樹脂弾性片１２４Ａ、及び、第２カム部１３５の下端に形成された樹脂弾性片１３５Ａが、メンブレンスイッチシート１０７の上側フィルムシート１１４を押圧しており、これにより上側フィルムシート１１４の下面に形成された可動電極パターン１１３が、フィルムスペーサ１１６のスイッチング孔１１５を介して下側フィルムシート１１２の固定電極パターン１１０と接触している。このようにスイッチング動作を行った状態が図２７に示されている。図２７２７はスイッチング時におけるキースイッチ装置１０１を模式的に示す側断面図であり、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａを介して上側フィルムシート１１４が押圧されて上側フィルムシート１１４と下側フィルムシート１１２とが接触していることが分かる。
【００９５】尚、各樹脂弾性片１２４Ａと樹脂弾性片１３５Ａとが上側フィルムシート１１４に対して同時に接触して押圧することが望ましいが、例えば、最初に一方の樹脂弾性片１２４Ａが上側フィルムシート１１４に接触した場合においても、これに続いて略同時に他方の樹脂弾性片１３５Ａが上側フィルムシート１１４に接触するので、樹脂弾性片１２４Ａが上側フィルムシート１１４に接触することに起因して上側フィルムシート１１４に振動等が発生したとしても、かかる上側フィルムシート１１４の振動等は、樹脂弾性片１３５Ａが接触することにより解消され得る。従って、スイッチング時に発生するチャタリングを確実に防止することができる。
【００９６】また、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａは、図２４（Ｄ）に示す状態から更にキートップ１０２が押下された場合に弾性変形されることから、各樹脂弾性片１２４Ａ、１３５Ａがキートップ１０２の移動量を吸収して、所謂、キートップ１０２のオーバートラベルを実現することができる。前記のようにスイッチング動作を行った後キートップ１０２の押下を解除すると、キートップ１０２は、第１リンク部材１０３の板バネ部１２０と第２リンク部材１０４の板バネ部１３１による付勢力に基づいて前記した動作と逆の動作を行い、図２４（Ａ）に示す非押下位置まで復帰する。
【００９７】このとき、各板バネ部１２０、１３１の付勢力を介してキートップ１０２を元の非押下位置まで復帰させるには、スイッチング動作を行った時点で、第１カム部１２４と第２カム部１３５の各カム頂点１２７の当接部が、第１リンク部材１０３の第１軸部１２１の中心と第２リンク部材１０４の第３軸部１３２の中心とを結ぶ直線よりも上方に存在する必要がある。この条件について図２８に基づき説明する。図２８は第１カム部１２４、第２カム部１３５の形成条件を模式的に示す説明図である。
【００９８】図２８において、第１リンク部材１０３の第１軸部１２１の中心Ｃと第２リンク部材１０４の第３軸部１３２の中心とを結ぶ直線がＤで示されている。また、スイッチングが行われた時点における第１カム部１２４の外形線をＧで示している。この状態で、外形線Ｇにて示される第１カム部１２４のカム頂点１２７（第２カム部１３５のカム頂点１２７も同一位置に存在する）は、直線Ｄよりも上方に存在することが必要である。このように構成することにより、板バネ部１２０、１３１による付勢力に基づく回転モーメントは、外形線Ｇで示す状態で上方向に作用し、これによりラバースプリングや他の付勢機構を必要とすることなく、各板バネ部１２０、１３１の付勢力のみによってキートップ１０２を上方へ移動させることが可能となる。
【００９９】また同様に、スイッチングが行われた時点で各板バネ部１２０、１３１による付勢力に基づき第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４を上方向に回転させるモーメントを発生させるためには、第１軸部１２１（第３軸部１３２）の中心と第２カム面１２６との間の距離Ｄ２が、第１軸部１２１（第３軸部１３２）の中心と第１カム面１２５との間の距離Ｄ１よりも大きく設定することが必要である。尚、直線Ｄとカム頂点１２７との間の距離Ｈ（直線Ｄからのカム頂点１２７の高さ）は、図２４（Ｂ）に示す状態でキートップ１０２に作用する荷重（ピーク荷重）を決定する要因となる。
【０１００】［第３実施形態のモデル化］次に、前記第３実施形態に係るキースイッチ装置１０１についてモデル化を行い、そのモデル３について図２９乃至図３１に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図２９はキースイッチ装置１０をモデル化して模式的に示すモデル３の説明図である。尚、図３０は、例えば、第１実施形態のキースイッチ装置１０におけるコイルスプリング１５の付勢力を、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３において各係止軸２６よりも上側に存在する作用点（節点ｍ）に作用させた場合をモデル化した例を模式的に示すものであり、図２９に示すモデル３と図３１に示すモデルと等価であることは明らかである。また、図３１はモデル３における片側を拡大して模式的に示す説明図である。
【０１０１】ここに、図２９、図３０において、第１リンク部材１０３、第２リンク部材１０４を剛体Ａ、キートップ１０２を剛体Ｋ、各係止部材１１７を剛体Ｂで表している。また、キートップ１０２の回動係止部１０８、１０９における係止溝１０８Ａ、１０９Ａ内に係止される第１リンク部材１０３の第１軸部１２１の回動中心、及び、第２リンク部材１０４の第３軸部１３２の回動中心をｏで示している。更に、第１リンク部材１０３の第２軸部１２２が係止部材１１７にて外側に摺動を開始する摺動起点、及び、第２リンク部材１０４の第４軸部１３３が係止部材１１７にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。更に、図２９に示すモデル３において、第１リンク部材１０３の板バネ部１２０及び第２リンク部材１０４の板バネ部１３１を介して各第１カム部１２４、１３５を外側に向かって付勢する付勢力が作用する点をｍで示しており、また、図３０に示す等価モデルでは、コイルスプリング１５の付勢力が、第１リンク部材１２、第２リンク部材１３において各係止軸２６よりも上側に作用する点をｍで示している。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にある第１リンク部材１０３とその第２軸部１２２の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にある第２リンク部材１０４とその第４軸部１３３の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。また、各第１、第２リンク部材１０３、１０４の長さ方向と２つの節点ｏ、ｍを通る直線とのなす角度をθ5、２つの節点ｏ、ｍを通る直線と節点ｏを通る水平線とがなす角度をθ1で示している。
【０１０２】図２９、図３０において、モデル２及びその等価モデルは、３つの節点ｏ（回動点）、節点ｍ（作用点）、節点ｓ（摺動起点）を有する２つの剛体Ａ、節点ｏにて剛体Ａを回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａをｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。
【０１０３】図２９、図３０に示すように、２つの剛体Ａを弾性体Ｅ（モデル３の場合は板バネ部１２０、１３１、等価モデルの場合はコイルスプリング１５に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ、ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片２８に対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。
【０１０４】以下、前記モデル３の動作原理について、図２９、図３０に基づき説明する。図２９、図３０において、ｒ１、ｒ３、Ｆ１、Ｌ１、Ｎ、Ｓの方向が点ｏに対して反対方向に作用するため、負記号（−）を付して考えると、次のように表すことができる。
【０１０５】
【数３０】
数３０の両辺に−１を掛けると前記数１０と同一となり、前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、数１０〜数１６が成立する。従って、ｒ１は前記数１６のように表すことができる。
【０１０６】
【０１０７】
−Ｓ；初張力（Ｎ）
ｋ；ばね定数（Ｎ／ｍｍ）
Ｍ；ばね長さ（ｍｍ）
Ｍ＝−ｒ３＝−Ｌ１・cosθ１＝−Ｌ１・cos（θ４−θ５）
−Ｎ；ばね自由長（ｍｍ）
ｕ；ばねのたわみ係数＝２とすると、ばね長Ｍは下記数３１で表され、
【０１０８】
【数３１】
また、数３１に基づき、荷重−Ｆ１は下記数３２、数３３、数３４で表すことができる。
【数３２】
【数３３】
【数３４】
そして、数３４の両辺に−１を掛けると前記数２４と同一となり、これよりＦ１は、前記の場合と同様、数２５と同一の結果が得られる。
【０１０９】
【０１１０】以上説明した通り、第３実施形態に係るキースイッチ装置１０では、前記第１実施形態の場合と同様、キートップ１１を押下した際にキートップ１１に発生する押下荷重は、キートップ１１の第１係止部１７における第１リンク部材１２の係止軸３０の回動点ｏと第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリング１５の付勢力が第１リンク部材１２に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と第３係止部４０における第１リンク部材１２の係止軸２６の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング１５の各種特性値によって表される関数（数２６）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート１６によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ、摺動起点ｓ、作用点ｍ、角度θ4、コイルスプリング１５の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下加重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【０１１１】次に、第４実施形態に係るキースイッチ装置について図３２乃至図３４に基づいて説明する。図３２は第４実施形態に係るキースイッチ装置の側断面図であり同図において、キートップ２０１はＡＢＳ樹脂等の合成樹脂から成型されており、その上面にはアルファベット等の文字が印刷等により形成されている。また、キートップ２０１の裏面からは、回動係止部２０２、及び摺動係止部２０３が下方に向けてキートップ２０１本体と一体に設けられている。
【０１１２】回動係止部２０２には、後述する２つのリンク部材２０７、２０８のうちの一方のリンク部材２０７の一端に形成された第１係止ピン２１３、２１４を回動可能に係止する回動孔２０４が穿設されており、また、摺動係止部２０３には、他方のリンク部材２０８の一端に形成された第２係止ピン２２３、２２４を水平方向に摺動可能に係止する係止溝２０５が形成されている。キートップ２０１の下方には、キートップ２０１の上下動を案内支持する案内支持部材２０６が配設されており、かかる案内支持部材２０６は２つのリンク部材２０７、２０８から構成される。
【０１１３】一方のリンク部材２０７は図３３に示すように、基部２０９の両端に２つの基端部２１０、２１１を一体に形成してなるものである。基部２０９の中央部の一側面からは軸２１２が延設されており、かかる軸２１２は後述する他方のリンク部材２０８に形成された軸孔２２０に回動可能に軸支される。尚、図３２に示すように、リンク部材２０７の第１係止ピン２１３、２１４と第２係止ピン２１５、２１６は軸２１２を中心として一直線上に並び、且つ軸２１２からの距離が等しくなるように構成される。またリンク部材２０８の第１係止ピン２２１、２２２と第２係止ピン２２３、２２４は軸孔２２０を中心として一直線上に並び、且つ軸孔２２０からの距離が等しくなるように構成される。
【０１１４】また、図３２に示すように、両リンク部材２０７、２０８は上基端部２１０、２１９の先端部の厚さを小さくしている。このためキートップ２０１が押下された場合にも、両リンク部材２０７、２０８の上基端部２１０、２１９と下基端部２１１、２１８はキートップ２０１の押下の途中で互いに接触することがない。よって、キートップ２０１はその押下動作を途中で妨げられることがなく、キーストロークを十分に確保できるように構成される。
【０１１５】図３３に示すようにリンク部材２０７は、上基端部２１０の両端延部２１０Ａの側面からは、第１係止ピン２１３、２１４が延設されており、この第１係止ピン２１３、２１４は前記したキートップ２０１の回動係止部２０２に穿設された回動孔２０４に回動可能に係止されるものである。更に、下基端部２１１は平面視でコ字状に形成されており、コ字状の両端延部２１１Ａの側面からは前記と同様の第２係止ピン２１５、２１６が延設されている。かかる第２係止ピン２１５、２１６は後述するホルダ部材２２５に形成された摺動係止部２２６に摺動可能に係止される。また、リンク部材２０７の上基端部２１０には、コイルスプリング２３１の一端を係止する係止孔２３２が形成されている。
【０１１６】更に、リンク部材２０８は図３４に示すように、基部２１７の両端に２つの上下基端部２１８、２１９を一体に形成してなるものである。基部２１７の中央部には軸孔２２０が穿設され、この軸孔２２０には前記のようにリンク部材２０７の基部２０９に設けられた軸２１２が挿通される。また、下基端部２１８は平面視コ字状に形成されており、コ字状の両端延部２１８Ａからは第１係止ピン２２１、２２２が延設されている。この第１係止ピン２２１、２２２は後述するホルダ部材２２５に形成された回動係止部２２７に回動可能に係止される。更に、上基端部２１９の両端延部２１９Ａから前記と同様の第２係止ピン２２３、２２４が延設されており、かかる第２係止ピン２２３、２２４は前記したキートップ２０１の摺動係止部２０３に形成された係止溝２０５に摺動可能に係止されるものである。また、リンク部材２０８の上基端部２１９には、前記リンク部材２０７の係止孔２３２に対応して、コイルスプリング２３１の他端を係止する係止孔２３３が形成されている。
【０１１７】前記したように案内支持部材２０６は、一方のリンク部材２０７の基部２０９に形成された軸２１２を他方のリンク部材２０８の基部２１７に穿設した軸孔２２０に挿通して構成されるものであり、両リンク部材２０７、２０８は軸２１２と軸孔２２０とよりなる軸支部２３４を介して相互に回動可能となる。また、案内支持部材２０６において、リンク部材２０７の係止孔２３２にはコイルスプリング２３１の一端が係止され、且つ、リンク部材２０８の係止孔２３３にはコイルスプリング２３１の他端が係止されていることから、各リンク部材２０７、２０８は、コイルスプリング２３１の付勢力に基づいて、相互に閉脚する方向に付勢されている。
【０１１８】次に、案内支持部材２０６の下方にはホルダ部材２２５が配設されており、かかるホルダ部材２２５上には前記リンク部材２０７の下基端部２１１に延設された第２係止ピン２１５、２１６及び前記リンク部材２０８の下基端部２１８に延設された第１係止ピン２２１、２２２をそれぞれ係止するための摺動係止部２２６、及び回動係止部２２７が設けられている。摺動係止部２２６はホルダ部材２２５から凸状に一体に形成されるとともに長孔状の係止溝２２８が設けられており、かかる係止溝２２８には前記リンク部材２０７の第２係止ピン２１５、２１６が水平方向に摺動可能に係止されている。また、回動係止部２２７は摺動係止部２２６と同様にホルダ部材２２５から凸状に一体に形成されるとともに回動孔２２９が設けられており、この回動孔２２９には前記リンク部材２０８の第１係止ピン２２１、２２２が回動可能に係止されている。
【０１１９】前記構成において、軸支部２３４の中心を通る垂線Ｌを基準として図３２中左方側に存在するキートップ２０１の裏面に形成された回動係止部２０２及びホルダ部材２２５に形成された回動係止部２２７には、それぞれ第１係止ピン２１３、２１４及び２２１、２２２を回動可能に係止する回動孔２０４及び回動孔２２９が設けられていることになる。また、垂線Ｌの図１中右方側に存在するキートップ２０１の裏面に形成された摺動係止部２０３及びホルダ部材２２５に形成された摺動係止部２２６には、それぞれ第２係止ピン２２３、２２４及び２１５、２１６を水平方向に摺動可能に係止する係止溝２０５及び係止溝２２８が設けられていることになる。
【０１２０】ホルダ部材２２５の下方には、前記第１実施形態等におけるキースイッチ装置におけると同様、上側スイッチングシート、化側スイッチングシート及び量スイッチングシート間に介挿されるスペーサシートの３層構造を有するメンブレンスイッチシート２３０配設されている。かかるメンブレンスイッチシート２３０におけるスイッチング部は、キートップ２０１を押下した際に軸支部２３４を介して押圧されてスイッチング動作を行う。更に、スイッチングシート２３０の下方にスイッチ支持板２３５が配設されており、かかるスイッチ支持板２３５は前記したメンブレンスイッチシート２３０、ホルダ部材２２５及びキートップ２０１を支持した案内支持部材２０６を支持する。
【０１２１】続いて、前記の構成を有するキースイッチ装置の動作について説明する。キートップ２０１を下方に押下すると、キートップ２０１が下方へ移動するのに伴ってリンク部材２０７の第１係止ピン２１３、２１４は回動係止部２０２の可動孔２０４内で反時計方向に回動するとともに、リンク部材２０８の第２係止ピン２２３、２２４は摺動係止部２０３の係止溝２０５内で水平方向（図３２中右方向）に摺動する。これと同時に、リンク部材２０８の第１係止ピン２２１、２２２はホルダ部材２２５における回動係止部２２７の回動孔２２９内で時計方向に回動するとともに、リンク部材２０７の第２係止ピン２１５、２１６は摺動係止部２２６の係止溝２２８内で水平方向（図３２中右方向）に摺動する。
【０１２２】この結果、リンク部材２０７及び２０８を相互に軸支する軸支部２３４に付加されている弾性片Ｊは、下方に移動するとともに、後述するキークリック機能を発現しつつメンブレンスイッチシート２３０のスイッチング部を押圧する。これにより、所定のスイッチング動作が行われるものである。キートップ２０１の押下を解除すると、両リンク部材２０７、２０８の軸支部２３４は、コイルスプリング２３１による付勢力に基づいて上方に押し上げられる。これに伴って前記第１係止ピン２１３、２１４、２２１、２２２、及び前記第２係止ピン２１５、２１６、２２３、２２４は前記したのと逆の動作を行い、この結果、キートップ２０１は元の位置に復帰される。ここに、第１係止ピン２１３、２１４、２２１、２２２は水平方向には移動されることなくそれぞれ回動孔２０４、２２９内で回動するのみであるので、キートップ２０１は水平方向に移動されることがないため隣合ったキーとぶつかり合うことはなく、キートップ２０１のキー面の水平状態を保持したまま上下動されるものである。
【０１２３】［第４実施形態のモデル化］次に、前記第４実施形態に係るキースイッチ装置についてモデル化を行い、そのモデル４について図３５、図３６に基づいてキークリック機能を発現する原理について説明する。図３５は第４実施形態のキースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル４の説明図である。尚、図３６は、例えば、第４実施形態のキースイッチ装置におけるコイルスプリング２３１の付勢力を、リンク部材２０７、２０８において軸支部２３４よりも下側に存在する作用点（節点ｍ）に作用させた場合をモデル化した例を模式的に示すものであり、図３６に示すモデル４は図３５に示すモデル４と等価であることは明らかである。
【０１２４】ここに、図３５において、リンク部材２０７を剛体Ａ１、リンク部材２０８を剛体Ａ２、キートップ２０１を剛体Ｋ、ホルダ部材２２５の摺動係止部２２６を剛体Ｂで表している。また、キートップ２０１の回動係止部２０２内に係止されるリンク部材２０７の第１係止ピン２１３の回動中心をｏで示している。更に、リンク部材２０７の第２係止ピン２１５が摺動係止部２２６の摺動溝２２８にて外側に摺動を開始する摺動起点をｓで示している。また、リンク部材２０７の係止孔２３２にて内側に向かって付勢するコイルスプリング２３１による付勢力の作用点、及び、リンク部材２０８の係止孔２３３にて内側に向かって付勢するコイルスプリング２３１による付勢力の作用点をｍで示している。更に、摺動起点ｓにおいて、傾斜状態にあるリンク部材２０７とその第１係止ピン２２１の摺動方向とがなす角度、及び、傾斜状態にあるリンク部材２０８とその第２係止ピン２１５の摺動方向とがなす角度をθ4で示している。リンク部材２０７、２０８を軸支する軸支点をＱで示す。
【０１２５】図３５において、モデル４は、３つの節点ｏ（回動点）、ｍ（作用点）、ｓ（摺動起点）を有する２つの剛体Ａ１、節点ｏにて剛体Ａ１を回動支持する剛体Ｋ、及び、節点ｓから剛体Ａ１をｘ方向（水平方向）に摺動可能とする剛体Ｂを備えており、また、剛体Ｋはｙ方向（垂直方向）の運動が可能となる。図３５に示すように、２つの剛体Ａ１、Ａ２を弾性体Ｅ（コイルスプリング２３１に対応）で連結した時、Ｆ１の力が発生し、剛体Ｋにｙ方向の力Ｐが生成される。今、剛体Ｋを−ｙ方向（下方向）に変化させた時、力Ｐは前記各節点ｏ、ｍ、ｓ同士の角度の関数で表わされ、その曲線は図１１に示すように凸形状の極大点を有する曲線となる。そして、スイッチング動作が行われる位置から弾性体Ｆ（弾性片Ｊに対応）が作用して曲線ＯＴに連続していく。以下、前記モデル４の動作原理について、図３５、図３６に基づき説明する。図３５において、剛体Ｋがｙ方向に変化する時、軸支点Ｑに回転トルクＴが発生する。そのトルクＴは、前記数１により表され、また、Ｆ２は前記数２により表される。更に、ｙ方向の反力Ｒ１は、前記数３により表される。
【０１２６】ここで、Ｆ１は弾性体の張力である為、左右二つの剛体Ａ１、Ａ２に等しく掛かり、両方に等しくＦ２、Ｒ２が発生するため、下記数３５が成立する。
【数３５】
また、Ｆ１との関係はリンク比に基づき、下記数３６〜数３８が成立する。
【数３６】
【数３７】
【数３８】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
Ｓ；初張力（Ｎ）
ｋ；ばね定数（Ｎ／ｍｍ）
Ｍ；ばね長さ（ｍｍ）
Ｎ；ばね自由長（ｍｍ）
ｕ；ばねのたわみ係数＝２とすると、Ｆ１についても、前記第１実施形態のモデル１の場合と同様、前記数２２〜２５が成立する。従って、Ｆ１は、数２５により表すことができる。
【０１３０】
【数３９】
但し、θ４はθ４＝sin-1（ｒ０／Ｌ）で求める。前記のように求めた押下荷重Ｐを表す数３９において、剛体Ｋ，Ａ，Ｂ及び弾性体Ｅの構造が決定された場合に剛体Ｋの運動について考えると、Ｌ、Ｌ１、Ｌ３、sinθ５は剛体Ａの定数でありｒ０に対して一定になり、また、ｋ、ｕ，Ｎ、Ｓは弾性体Ｅの定数でありｒ０に対して一定となる。従って、数３９は角度θ４の関数となり、数３９によって表される押下荷重Ｐの曲線は、前記モデル１の場合と同様図１１に示すように、凸形状の極大点を有する荷重カーブとなる。
【０１３１】以上説明した通り、第４実施形態に係るキースイッチ装置では、前記第１実施形態の場合と同様、キートップ２０１を押下した際にキートップ２０１に発生する押下荷重は、キートップ２０１の回動係止部２０２におけるリンク部材２０７の第１係止ピン２１３回動点ｏとホルダ部材２２５の摺動係止部２２６におけるリンク部材２０７の第２係止ピン２１５の摺動起点ｓとの間の距離Ｌ、回動点ｏとコイルスプリング２３１の付勢力がリンク部材２０７に作用する作用点ｍとの間の距離Ｌ１、軸支点Ｑと摺動起点ｓとの間の距離Ｌ３、回動点ｏと摺動起点ｓとを通る線分と摺動部２２６におけるリンク部材２０７の第２係止ピン２１５の摺動方向とがなす角度θ4、及び、コイルスプリング２３１の各種特性値によって表される関数（数３９）で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線Ｐは、図１１に示すように、上方に凸形状の極大点Ｐ１を有する曲線となり、メンブレンスイッチシート２３０によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる極小点Ｐ２と極大点Ｐ１との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点ｏ、摺動起点ｓ、作用点ｍ、角度θ4、コイルスプリング２３１の各種特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線Ｐからキークリック機能の評価を行うことができる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となるものである。
【０１３２】尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、前記各実施形態においては、２つの各リンク部材を同一長さとして構成したが、２つのリンク部材の長さが相互に異なっている場合においても、前記した各モデル１乃至４を適用することは可能である。また、第１実施形態、第４実施形態においては、各リンク部材を付勢する部材としてコイルスプリングを使用し、各リンク部材間にコイルスプリングを掛装するように構成したが、コイルスプリングの一端を一方のリンク部材に係止し、他端をメンブレンスイッチシート等の固定物に係止するようにしてもよい。
【０１３３】
【発明の効果】以上説明した通り請求項１のキースイッチ装置によれば、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。また、請求項２に係るキーボードでは、請求項１記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【０１３４】更に、請求項３に係る電子機器では、前記請求項１のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【０１３５】また、請求項４に係るキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは各リンク部材に対して付勢部材による付勢力の作用方向が異なっているが、請求項１のキースイッチ装置の場合と同様に、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【０１３６】また、請求項５に係るキーボードでは、請求項４記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【０１３７】更に、請求項６に係る電子機器では、前記請求項４のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【０１３８】請求項７に係るキースイッチ装置では、請求項１のキースイッチ装置とは第１リンク部材と第２リンク部材とが相互に回動可能に軸支されている点で請求項１のキースイッチ装置とは異なっているが、キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、キートップの第１係止部における第１リンク部材の上端部の回動点と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動起点との間の距離、回動点と付勢部材の付勢力が第１リンク部材に作用する作用点との間の距離、回動点と各リンク部材の軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、かかる関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状極大点を有する曲線となり、スイッチング部材によりスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるので、前記回動点、摺動起点、作用点、軸支点、角度、付勢部材の特性値を種々設定してシュミレーションを行うことにより得られる押下荷重曲線からキークリック機能の評価を行うことが可能となる。これにより、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を実現することが可能となる。
【０１３９】また、請求項８に係るキーボードでは、請求項７記載のキースイッチ装置が搭載されていることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現することが可能となり、キーボード全体としてのコストを低減することができる。
【０１４０】更に、請求項９に係る電子機器では、前記請求項７のキースイッチ装置を備えたキーボードを有していることから、キースイッチ機構の試作回数を最小限に抑制して短期間で且つ低コストで所望のキークリック機能を有するキー操作性の良好なキースイッチ装置を備えたキーボードを実現して、電子機器全体のコストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノート型パーソナルコンピュータを示し、図１（Ａ）はノート型パーソナルコンピュータのシャシ図、図１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図３】キースイッチ装置の一部を勝利訳して示す斜視図である。
【図４】キースイッチ装置の側断面図である。
【図５】キートップの押下が終了した状態を示すキースイッチ装置の側断面図である。
【図６】第１リンク部材、第２リンク部材の各アーム部に形成されたギア部の構成を拡大して模式的に示す説明図である。
【図７】キースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル１の説明図である。
【図８】式（６）による押下荷重曲線を示すグラフである。
【図９】図７に示すモデル１の片側部分を拡大して模式的に示す説明図である。
【図１０】図７に示すモデル１の片側部分を拡大して模式的に示す説明図である。
【図１１】押下荷重曲線を表すグラフである。
【図１２】第２実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図１３】キースイッチ装置の一部を省略して示す斜視図である。
【図１４】キートップ１１を押下する前におけるキースイッチ装置の側断面図である。
【図１５】キートップ１１の押下が終了した時点におけるキースイッチ装置の側断面図である。
【図１６】キースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル２の説明図である。
【図１７】モデル２の等価モデルを模式的に示す説明図である。
【図１８】第３実施形態に係るキースイッチ装置の分解斜視図である。
【図１９】キースイッチ装置の概略側面図である。
【図２０】キースイッチ装置の概略側断面図である。
【図２１】第１リンク部材の側面図、平面図である。
【図２２】第２リンク部材の側面図、平面図である。
【図２３】第１リンク部材から板バネ部び第１カム部、第２リンク部材から板バネ部及び第２カム部を取り出して模式的に示す説明図である。
【図２４】キートップの非押下状態からキートップを押下してスイッチング動作を行うに至る一連の動作を第１リンク部材、第２リンク部材の動きに着目して模式的に示す説明図である。
【図２５】キートップの非押下時において第１リンク部材及び第２リンク部材を組み立てた状態を示す平面図である。
【図２６】キートップの押下時に、第１リンク部材及び第２リンク部材の各カム頂点が当接対向した状態を示す平面図である。
【図２７】スイッチング時におけるキースイッチ装置を模式的に示す側断面図である。
【図２８】第１カム部、第２カム部の形成条件を模式的に示す説明図である。
【図２９】キースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル３の説明図である。
【図３０】モデル３の等価モデルを模式的に示す説明図である。
【図３１】モデル３における片側を拡大して模式的に示す説明図である。
【図３２】第４実施形態に係るキースイッチ装置の側断面図である。
【図３３】一方のリンク部材の平面図である。
【図３４】他方のリンク部材の平面図である。
【図３５】第４実施形態のキースイッチ装置をモデル化して模式的に示すモデル４の説明図である。
【図３６】モデル４の等価モデルを模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ ノート型パーソナルコンピュータ
５ キーボード
１０ キースイッチ装置
１１ キートップ
１２ 第１リンク部材
１３ 第２リンク部材
１４ 案内部材
１５ コイルスプリング
１６ メンブレンスイッチシート
１７ 第１係止部
１８ 第２係止部
２６ 係止軸
３０ 係止軸
４０ 第３係止部
４１ 第４係止部
６２ 弾性枠状部材
６４ 付勢バネ部
６４Ｂ 付勢バネ
１０１ キースイッチ装置
１０２ キートップ
１０３ 第１リンク部材
１０４ 第２リンク部材
１０５ 案内部材
１０６ 支持プレート
１０７ メンブレンスイッチシート
１０８ 回動係止部
１０９ 回動係止部
１１７ 係止部材
１２０ 板バネ部
１２１ 第１軸部
１２２ 第２軸部
１２４ 第１カム部
１３１ 板バネ部
１３２ 第３軸部
１３３ 第４軸部
１３５ 第２カム部
２０１ キートップ
２０２ 回動係止部
２０３ 摺動係止部
２０７ リンク部材
２０８ リンク部材
２１３ 第１係止ピン
２１４ 第１係止ピン
２１５ 第２係止ピン
２１６ 第２係止ピン
２２１ 第１係止ピン
２２２ 第１係止ピン
２２３ 第２係止ピン
２２４ 第２係止ピン
２２７ 回動係止部
２２６ 摺動係止部
２３１ コイルスプリング
２３２ 係止孔
２３３ 係止孔
２３５ スイッチ支持板
ｏ 回動点
ｍ 作用点
ｓ 摺動起点
【特許請求の範囲】
【請求項１】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項２】 前記請求項１に記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とするキーボード。
【請求項３】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項４】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項５】 前記請求項４に記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とするキーボード。
【請求項６】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、さのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項８】 前記請求項７に記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とするキーボード。
【請求項９】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項２】 前記請求項１に記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とするキーボード。
【請求項３】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に近接する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項４】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項５】 前記請求項４に記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とするキーボード。
【請求項６】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、さのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第１係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に摺動可能に係止される第２リンク部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が相互に離間する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第１係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、前記キートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置において、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されることを特徴とするキースイッチ装置。
【請求項８】 前記請求項７に記載のキースイッチ装置を少なくとも１以上備えたことを特徴とするキーボード。
【請求項９】 下面に第１係止部及び第２係止部が設けられたキートップと、そのキートップの下方に設けられ、前記第１係止部に対応する第３係止部及び前記第２係止部に対応する第４係止部と、上端部が前記第２係止部に回動可能に係止され、下端部が前記第３係止部に摺動可能に係止される第１リンク部材と、上端部が前記第１係止部に摺動可能に係止され、下端部が前記第４係止部に回動可能に係止される第２リンク部材とからなり、第１リンク部材と第２リンク部材とを相互に回動可能に軸支した案内部材と、前記第１リンク部材及び第２リンク部材が軸支点の回りに回動する方向に付勢する付勢部材と、前記キートップの上下動に従ってスイッチング動作を行うスイッチング部材とを備え、前記第１係止部と第２係止部との中間位置を通る垂線に関して、相互に対称に構成されたキースイッチ装置であって、前記第１リンク部材の上端部は第２係止部にて所定回動点の回りに回動されるとともに、第１リンク部材の下端部は第３係止部にて所定摺動起点から外側に摺動され、前記付勢部材の付勢力は第１リンク部材における所定作用点にて第１リンク部材に作用し、前記キートップを押下した際にキートップに発生する押下荷重は、前記回動点と摺動起点間の距離、回動点と作用点間の距離、回動点と軸支点間の距離、回動点と摺動起点とを通る線分と第３係止部における第１リンク部材の下端部の摺動方向とがなす角度、及び、前記付勢部材の特性値によって表される関数で定義され、前記関数によって定義される押下荷重曲線は、上方に凸形状の極大点を有する曲線となり、前記スイッチング部材を介してスイッチング動作が行われた後押下荷重が上昇に転じる点と前記極大点との荷重差に基づきキークリック機能が発現されるキースイッチ装置を備え、文字や記号等の各種データを入力するキーボードと、文字や記号等を表示する表示手段と、前記キーボードからの入力データに基づいて文字や記号等を前記表示手段に表示させる制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図２３】
【図３３】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２５】
【図２６】
【図２２】
【図２４】
【図２７】
【図２８】
【図３４】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１７】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図２３】
【図３３】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２５】
【図２６】
【図２２】
【図２４】
【図２７】
【図２８】
【図３４】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２００１−２０２８４９（Ｐ２００１−２０２８４９Ａ）
【公開日】平成１３年７月２７日（２００１．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−１３１８３（Ｐ２０００−１３１８３）
【出願日】平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年７月２７日（２００１．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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