专利名称：按键开关装置、具有该按键开关装置的键盘以及具有该键盘的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按键开关装置，其在引导键顶的垂直运动的同时借助一对连接件进行开关动作，以及涉及一种设有该按键开关装置的键盘和设有该键盘的电子设备。更具体地说，本发明涉及一种按键开关装置，其不需要通常使用在传统按键开关装置中的橡胶弹簧和复杂的键顶推动机构，其可以在操作键顶时实现具有良好的掣接触的按键作业，并且可以自由设计掣接触，从而长期保持不变的键顶揿压特性，还可以降低整个按键开关装置的成本，以及设有该按键开关装置的键盘和设有该键盘的电子设备。
橡胶弹簧通常由硅橡胶、EPDM橡胶等制成，其成本通常较高，并且需要在将其定位在按键开关装置中的同时进行正确安装橡胶弹簧的作业。在使用橡胶弹簧的情况下，按键开关装置的开关特性主要取决于橡胶弹簧的性能。因此，很难自由改变按键开关装置的开关特性。
鉴于上述情况，许多人建议在不使用橡胶弹簧的情况下实现按键开关装置。例如，日本未经审查的专利公开No.10-172380揭示了一种按键开关装置，其中一对第一和第二连杆可移动地设置在键顶的钩部与基座的钩部之间，其被模制成沿垂直方向引导键顶；以及一橡胶片，其在连杆的接合部之间拉伸。
在这种按键开关装置中，一形成在键顶下侧的圆形突起在未揿压时紧密接触橡胶片，以使键顶保持在未揿压状态中。在揿压键顶时，键顶通过圆形突起向下加压橡胶片，并增加橡胶片的张力，从而使橡胶片向下突伸过一通孔，藉此用掣子开关支承在底板上的一膜片的开关区域。应当注意的是，一旦取消键顶的揿压，可通过橡胶片的弹力使键顶向上移动到原来的未加压位置。
上述日本未经审查专利公开No.10-172380中揭示的按键开关装置(不使用橡胶弹簧)不受橡胶弹簧的尺寸影响，因此，可以实现按键开关装置的设计自由度的增加。
尽管上述按键开关装置不使用普遍使用的橡胶弹簧，然而，只是用橡胶片来简单地代替橡胶弹簧，而橡胶片对于按键开关装置的结构来说是不可缺少的。因此，仍然不足以降低整个按键开关装置的成本。此外，存在橡胶片在成对连杆的接头之间的拉伸作业会使装配按键开关装置的作业复杂的问题。按键开关装置还能够在揿压键顶时以掣接触进行开关作业；然而，很难自由设计这种掣接触。
此外，传统上提出了另一种按键开关装置，其被构造成通过一弹性树脂构件向上推动键顶，以代替橡胶弹簧和橡胶片。这种弹性树脂构件可以与构成按键开关装置的树脂构件一体构成，因此其有效降低了成本。然而，如果长期使用按键开关装置，会由于应力反复施加在弹性构件上而使弹性构件磨损并发生蠕变现像，导致塑性变形。当弹性构件磨损和塑性变形发生在弹性构件中时，会改变键顶的揿压特性，使按键的可操作性恶化。当弹性构件的磨损和塑性变形进一步发展时，弹性构件不再弹性支承键顶的垂直运动，在某些情况下，按键开关装置由于弹性构件的损坏等原因而无法作业。
本发明克服了以上问题，其目的是提供一种键顶装置，该键顶装置可以在不需要通常使用在按键开关装置中的橡胶弹簧和复杂的键顶推动机构的情况下在操作键顶期间以良好的掣接触实现按钮操作，允许自由设计掣接触，以使键顶长期保持不变的揿压特性并实现整个按键开关装置的成本降低，以及提供一种设有该按键开关装置的键盘和设有该键盘的电子设备。
第一种发明的按键开关装置的特征在于，形成有悬臂构件的第一或第二连接件设有一用于放置推动构件的放置部分。
此外，第一种发明的按键开关装置的特征在于，推动构件由一扭簧构成，该扭簧包括一接触悬臂构件的第一臂和一面对第一臂的第二臂，放置部分包括一用于保持第一臂的第一保持部和用于保持第二臂的第二保持部。
第一种发明的按键开关装置的特征在于，第一保持部可移动地保持第一臂，第二保持部固定保持第二臂。
在具有以上结构的第一种发明的按键开关装置中，第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分由悬臂构件支承，该悬臂构件像悬臂梁那样从第一或第二连接件延伸，推动构件沿着使第一和第二凸轮部分彼此接触的方向推动悬臂构件。通过第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分的接触状态与推动悬臂构件的推动构件的协作作业，可以向上推动键顶并将其保持在未揿压位置中，并且可以在取消揿压时使键顶返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置，从而实现成本的降低。推动构件推动悬臂构件，以使第一和第二凸轮部分始终保持彼此接触，其接触位置响应于键顶的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一和第二凸轮部分的形状，因此可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。
此外，悬臂构件由推动装置弹性推动，以使由悬臂构件支承的第二和第一凸轮部分之一与另一个凸轮部分保持接触。使第一和第二凸轮部分彼此接触的弹性力可以由推动构件产生。因此，不要求悬臂构件具有弹性力。因而，悬臂构件可以由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，悬臂构件中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
此外，用于放置推动构件的放置部分设置在第一或第二连接件中，以使推动构件可以一体安装在第一或第二连接件中，从而实现整个按键开关装置的尺寸减少。
具有第一和第二臂的扭簧被用作推动构件，第一和第二臂分别由放置部分的第一和第二保持部保持，以保持扭簧中彼此提供推力的第一和第二臂。这种简单结构使其可将臂部之间产生的推力有效地传递到悬臂构件。
此外，第一臂部可移动地保持在第一保持部中，第二臂部固定保持在第二保持部中，以使扭簧产生的推力从接触悬臂构件的第一臂部传递到悬臂构件。此时，第一臂部可移动地保持在第一保持部中，在键顶的揿压作业期间，允许第一臂部响应于反作用力在第一保持部中灵活地移动，该反作用力是由第一和第二凸轮部分之间的接触力产生的，并且使第一和第二凸轮部分始终保持接触关系。
(2)第二种发明的按键开关装置是一种包括一键顶和一对可动地设置在键顶下方的一第一和一第二连接件的按键开关装置，在由第一和第二连接件引导键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，其特征在于，它包括一第一凸轮部分，该第一凸轮部分形成在第一连接件中；一第二凸轮部分，该第二凸轮部分形成在第二连接件中，并且被设置成面对第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第一悬臂构件，该第一悬臂构件从第一连接件延伸，以支承第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第二悬臂构件，该第二悬臂构件从第二连接件延伸，以支承第二凸轮部分；一第一推动构件，该第一推动构件沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动第一悬臂构件；以及一第二推动构件，该第二推动构件沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动第二悬臂构件。
第二种发明的按键开关装置的特征在于，第一和第二连接件分别设有用于放置推动构件的放置部分。
第二种发明的按键开关装置的特征在于，推动构件由一扭簧构成，该扭簧包括一接触悬臂构件的第一臂和一面对第一臂的第二臂，放置部分包括一用于保持第一臂的第一保持部和用于保持第二臂的第二保持部。
第二种发明的按键开关装置的特征在于，第一保持部可移动地保持第一臂，第二保持部固定保持第二臂。
在第二种发明的按键开关装置中，支承第一连接件的第一凸轮部分的悬臂构件和支承第二连接件的第二凸轮部分的第一悬臂构件和第二悬臂构件分别由第一推动构件和第二推动构件沿着使第一和第二凸轮部分彼此接触的方向推动。因此，通过第一和第二凸轮部分的接触状态与分别推动第一和第二悬臂构件的第一和第二推动构件的协作作业，可以向上推动键顶并将其保持在未揿压位置中，并且可以在取消揿压时使键顶返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置，从而实现成本的降低。第一和第二推动构件推动第一和第二悬臂构件，以使第一和第二凸轮部分始终保持彼此接触，其接触位置响应于键顶的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一和第二凸轮部分的形状，因此可以自由设计按键操作期间将要发生的掣接触。
此外，第一和第二悬臂构件由第一和第二推动构件弹性推动，以使支承在悬臂构件上的第一和第二凸轮部分彼此接触。使第一和第二凸轮部分彼此接触的弹性力可以由第一和第二推动构件产生。因此，不要求第一和第二悬臂构件具有弹性力。因而，每个悬臂构件可以由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，每个悬臂构件中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
此外，用于放置推动构件的放置部分设置在第一和第二连接件中，以使推动构件可以一体安装在第一和第二连接件中，从而实现整个按键开关装置的尺寸减少。
具有第一和第二臂部的扭簧被用作推动构件，第一和第二臂部分别由第一和第二保持部保持，以保持扭簧中彼此提供推力第一和第二臂部。因此，这种简单结构可将臂部之间产生的推力有效地传递到悬臂构件。
此外，第一臂部可移动地保持在第一保持部中，第二臂部固定保持在第二保持部中，以将扭簧中产生的推力从接触悬臂构件的第一臂部传递到悬臂构件。此时，第一臂部可移动地保持在第一保持部中，在键顶的揿压作业期间，允许第一臂部响应于反作用力在第一保持部中灵活地移动，该反作用力是由第一和第二凸轮部分之间的接触力产生的，并且使第一和第二凸轮部分始终保持接触关系。
(3)第三种发明的按键开关装置是一种包括一键顶和一对可动地设置在键顶下方的一第一和一第二连接件的按键开关装置，在由第一和第二连接件引导键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，其特征在于，它包括一第一凸轮部分，该第一凸轮部分形成在第一连接件中；一第二凸轮部分，该第二凸轮部分形成在第二连接件中，并且被设置成面对第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，该悬臂构件从第一连接件或第二连接件延伸，以支承第一凸轮部分和第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，该推动构件用于弹性推动悬臂构件，其中沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一，其中，第一凸轮部分和第二凸轮部分在接触部分处彼此接触，第一凸轮部分和第二凸轮部分各自具有的形状可使推动构件的推力作用在接触部分上的作用点与反复开关作业相关地移动到推动构件的预定的固定点侧。第三种发明的按键开关装置的特征在于，形成有悬臂构件的第一或第二连接件设有一用于放置推动构件的放置部分。
第三种发明的按键开关装置的特征在于，推动构件由一扭簧构成，该扭簧包括一接触悬臂构件的第一臂和一面对第一臂的第二臂，放置部分包括一用于保持第一臂的第一保持部和用于保持第二臂的第二保持部。
第三种发明的按键开关装置的特征在于，第一保持部可移动地保持第一臂，第二保持部固定保持第二臂。
第三种发明的按键开关装置的特征在于，由悬臂构件支承的凸轮部分之一形成有一平行于第一臂的第一凸轮表面，第一凸轮部分和第二凸轮部分的另一个凸轮部分形成有一第二凸轮表面，该凸轮表面在平面图中以一个锐角与接触部分中的第一凸轮表面相接触，并且具有一倾斜面；以及一间隙设置在第一凸轮表面和倾斜面之间，该间隙从接触部分朝推动构件的固定点侧敞开。
在第三种发明的按键开关装置中，第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分由悬臂构件支承，该悬臂构件像悬臂梁那样从第一或第二连接件延伸，推动构件沿着使第一和第二凸轮部分彼此接触的方向推动悬臂构件。通过第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分的接触状态与推动悬臂构件的推动构件的协作作业，可以向上推动键顶并将其保持在未揿压位置中，并且可以在取消揿压时使键顶返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置，从而实现成本的降低。推动构件推动悬臂构件，以使第一和第二凸轮部分始终保持彼此接触，其接触位置响应于键顶的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一和第二凸轮部分的形状，因此可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。
此外，悬臂构件由推动构件弹性推动，以使支承在悬臂构件上的第一和第二凸轮部分之一与另一个凸轮部分相接触。基于悬臂构件的弹性力和推动构件的弹性力来产生使第一和第二凸轮部分彼此接触的弹性力。
此时，基于键顶的揿压作业，第一和第二凸轮部分的接触部分会由于开关区域中的反复开关作业而磨损，这将减少通过推动构件施加在悬臂构件上的初始推力。第一和第二凸轮部分各自具有的形状可使推力作用在第一和第二凸轮部分的接触部分上的作用点随着在开关区域中反复进行开关作业而移动到推动构件的预定的固定点侧。在接触部分发生磨损的情况下，推力的作用点靠近推动构件的固定点侧，增加通过推动构件施加在悬臂构件上的推动力。因而，当接触部分中的推力的作用点靠近推动构件的固定点侧时，通过推力的增量来抵消由于第一和第二凸轮部分的接触部分的磨损而减少的推动构件的初始推力。因此，即使长期反复进行开关作业，也可以确保防止键顶的揿压特性发生较大变化，并且可以确保其稳定。可以确保开关作业长期稳定。
在悬臂构件的弹性力由于键顶的反复揿压作业而减少的情况下，类似地，第一和第二凸轮部分的接触部分中的推动构件的推力的作用点靠近上述推动构件的固定点侧，这使通过推动构件施加在悬臂构件上的推力增加。因此，增加的推力可以补偿悬臂构件的弹性力的减少。这还可以使键顶的揿压特性稳定。
此外，用于放置推动构件的放置部分设置在第一或第二连接件中，以使推动构件可以一体安装在第一或第二连接件中，从而实现整个按键开关装置的尺寸减少。
具有第一和第二臂部的扭簧被用作推动构件，第一和第二臂部分别由放置部的第一和第二保持部保持，以保持扭簧中彼此提供推力的第一和第二臂部。因此，这种简单结构可将臂部之间产生的推力有效地传递到悬臂构件。
此外，第一臂部可移动地保持在第一保持部中，第二臂部固定保持在第二保持部中，以将扭簧中产生的推力从接触悬臂构件的第一臂部传递到悬臂构件。此时，第一臂部可移动地保持在第一保持部中，在键顶的揿压作业期间，允许第一臂部响应于反作用力在第一保持部中灵活地移动，该反作用力是由第一和第二凸轮部分之间的接触力产生的，并且使第一和第二凸轮部分始终保持接触关系。
此外，凸轮部分之一形成有第一凸轮表面，另一个凸轮部分在相对于第一凸轮表面的接触部分处形成有第二凸轮表面，第二凸轮表面具有一倾斜面，并且在平面图中以一个锐角与第一凸轮表面相接触。设置在第一凸轮表面和倾斜面之间的间隙从接触部分朝推动构件的固定点侧敞开。在成锐角的第二凸轮表面由于开关区域处的反复开关作业响应于键顶的揿压作业而磨损的情况下，第二凸轮表面沿着第一凸轮表面和倾斜面之间的间隙从接触部分朝推动构件的固定点侧逐渐封闭的方向发生磨损。由此，推动构件的推力的作用点靠近推动构件的固定点侧，这使通过推动构件施加在悬臂构件上的推力增加。因而，即使在推动构件的初始推力由于第二凸轮表面的磨损而减少时，也可以在第一和第二凸轮部分的接触部分中的推力的作用点靠近推动构件的固定点侧时，通过推力的增量来补偿初始推力的减少。因此，即使长期反复进行开关作业，也可以确保防止键顶的揿压特性发生较大变化，并且可以确保其稳定，以确保开关作业长期稳定。
(4)本发明的键盘设有至少两个或多个第一种发明、第二种发明或第三种发明的按键开关装置。设有第一、第二或第三种发明的按键开关装置的本发明的键盘可以提供与第一、第二和第三种发明所述有关的相同作用。
(5)本发明的电子设备的特征在于，它包括一用于输入字母、符号等的键盘，该键盘设有第一种发明的按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在键顶下方的一第一和一第二连接件，在由第一和第二连接件引导键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，按键开关包括一第一凸轮部分，该第一凸轮部分形成在第一连接件中；一第二凸轮部分，该第二凸轮部分形成在第二连接件中，并且被设置成面对第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，该悬臂构件从第一连接件或第二连接件延伸，以支承第一凸轮部分和第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，该推动构件用于弹性推动悬臂构件，其中沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一；显示装置，该显示装置用于显示字母、符号等；以及控制装置，该控制装置基于来自键盘的输入数据使显示装置显示字母、符号等。
此外，本发明的电子设备的特征在于，它包括一用于输入字母、符号等的键盘，该键盘设有第二种发明的按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在键顶下方的一第一和一第二连接件，在由第一和第二连接件引导键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，按键开关包括一第一凸轮部分，该第一凸轮部分形成在第一连接件中；一第二凸轮部分，该第二凸轮部分形成在第二连接件中，并且被设置成面对第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第一悬臂构件，该第一悬臂构件从第一连接件延伸，以支承第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第二悬臂构件，该第二悬臂构件从第二连接件延伸，以支承第二凸轮部分；一第一推动构件，该第一推动构件沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动第一悬臂构件；以及一第二推动构件，该第二推动构件沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动第二悬臂构件；显示装置，该显示装置用于显示字母、符号等；以及控制装置，该控制装置基于来自键盘的输入数据使显示装置显示字母、符号等。
此外，本发明的电子设备的特征在于，它包括一用于输入字母、符号等的键盘，该键盘设有第三种发明的按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在键顶下方的一第一和一第二连接件，在由第一和第二连接件引导键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，按键开关包括一第一凸轮部分，该第一凸轮部分形成在第一连接件中；一第二凸轮部分，该第二凸轮部分形成在第二连接件中，并且被设置成面对第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，该悬臂构件从第一连接件或第二连接件延伸，以支承第一凸轮部分和第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，该推动构件用于弹性推动悬臂构件，其中沿着使第一凸轮部分和第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一，其中，第一凸轮部分和第二凸轮部分在接触部分处彼此接触，第一凸轮部分和第二凸轮部分各自具有的形状可使推动构件的推力作用在接触部分上的作用点与反复开关作业相关地移动到推动构件的预定的固定点侧；显示装置，该显示装置用于显示字母、符号等；以及控制装置，该控制装置基于来自键盘的输入数据使显示装置显示字母、符号等。
在其上装有第一种发明的按键开关装置的电子设备中，当通过设置在键盘中的按键开关装置输入字母、符号等时，基于来自键盘的输入数据在控制装置的控制下将字母、符号等显示在显示装置中。此时，电子设备设有包括第一种发明的按键开关装置的键盘。与具有第一种发明的按键开关装置的情况相同，第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分之一由悬臂构件支承，该悬臂构件像悬臂梁那样从第一或第二连接件延伸，推动构件沿着使第一和第二凸轮部分彼此接触的方向推动悬臂构件。通过第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分的接触状态与推动悬臂构件的推动构件的协作作业，可以向上推动键顶并将其保持在未揿压位置中，并且可以在取消揿压时使键顶返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置，从而实现成本的降低。推动构件推动悬臂构件，以使第一和第二凸轮部分始终保持彼此接触，其接触位置响应于键顶的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一和第二凸轮部分的形状，因此可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。此外，悬臂构件由推动装置弹性推动，以使支承在悬臂构件上的第一和第二凸轮部分之一与另一个凸轮部分保持接触。使第一和第二凸轮部分彼此接触的弹性力可以由推动构件产生。因此，不要求悬臂构件具有弹性力。因而，悬臂构件可以由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，悬臂构件中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
在其上装有第二种发明的按键开关装置的电子设备中，当通过设置在键盘中的按键开关装置输入字母、符号等时，基于来自键盘的输入数据在控制装置的控制下将字母、符号等显示在显示装置中。此时，电子设备设有包括第二种发明的按键开关装置的键盘。与具有第二种发明的按键开关装置的情况相同，支承第一连接件的第一凸轮部分的第一悬臂构件和支承第二连接件的第二凸轮部分的第二悬臂构件分别由第一推动构件和第二推动构件沿着使第一和第二凸轮部分彼此接触的方向推动。因此，通过第一和第二凸轮部分的接触状态与分别推动第一和第二悬臂构件的第一和第二推动构件的协作作业，可以向上推动键顶并将其保持在未揿压位置中，并且可以在取消揿压时使键顶返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置，从而实现成本的降低。第一和第二推动构件推动第一和第二悬臂构件，以使第一和第二凸轮部分始终保持彼此接触，其接触位置响应于键顶的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一和第二凸轮部分的形状，因此可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。此外，第一和第二悬臂构件由第一和第二推动装置弹性推动，以使支承在悬臂构件上的第一和第二凸轮部分彼此接触。使第一和第二凸轮部分彼此接触的弹性力可以由第一和第二推动构件产生。因此，不要求第一和第二悬臂构件具有弹性力。因而，每个悬臂构件可以由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，每个悬臂构件中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
此外，在其上装有第三种发明的按键开关装置的电子设备中，当通过设置在键盘中的按键开关装置输入字母、符号等时，基于来自键盘的输入数据在控制装置的控制下将字母、符号等显示在显示装置中。此时，电子设备设有包括第三种发明的按键开关装置的键盘。与具有第一种发明的按键开关装置的情况相同，第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分之一由悬臂构件支承，该悬臂构件像悬臂梁那样从第一或第二连接件延伸，推动构件沿着使第一和第二凸轮部分彼此接触的方向推动悬臂构件。通过第一连接件的第一凸轮部分和第二连接件的第二凸轮部分的接触状态与推动悬臂构件的推动构件的协作作业，可以向上推动键顶并将其保持在未揿压位置中，并且可以在取消揿压时使键顶返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置，从而实现成本的降低。推动构件推动悬臂构件，以使第一和第二凸轮部分始终保持彼此接触，其接触位置响应于键顶的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一和第二凸轮部分的形状，因此可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。此外，悬臂构件由推动装置弹性推动，以使支承在悬臂构件上的第一和第二凸轮部分之一与另一个凸轮部分保持接触。基于悬臂构件的弹性力和推力产生使第一和第二凸轮部分彼此接触的弹性力。此时，基于键顶的揿压作业，第一和第二凸轮部分的接触部分会由于开关区域中的反复开关作业而磨损，这将减少通过推动构件施加在悬臂构件上的初始推力。第一和第二凸轮部分各自具有的形状可使推力作用在第一和第二凸轮部分的接触部分上的作用点移动到推动构件的预定的固定点侧。在接触部分发生磨损的情况下，推力的作用点靠近推动构件的固定点侧，增加通过推动构件施加在悬臂构件上的推动力。因而，当接触部分中的推力的作用点靠近推动构件的固定点侧时，通过推力的增量来抵消由于第一和第二凸轮部分的接触部分的磨损而减少的推动构件的初始推力。因此，即使长期反复进行开关作业，也可以确保防止键顶的揿压特性发生较大变化，并且可以确保其稳定。可以确保开关作业长期稳定。在悬臂构件的弹性力由于反复揿压作业而减少的情况下，类似地，第一和第二凸轮部分的接触部分中的推动构件的推力的作用点靠近上述推动构件的固定点侧，这使通过推动构件施加在悬臂构件上的推力增加。因此，增加的推力可以补偿悬臂构件的弹性力的减少。这还可以使键顶的揿压特性稳定。
图6至图8是用于说明第二实施例中的按键开关装置的示图；图6是第二实施例中的按键开关装置的分解立体图；图7是第一和第二连接件的平面图和侧视图；以及图8A至图8C是示意性地图示键顶从未揿压状态到揿压状态的一系列运动的示意图，该运动用于进行开关作业，其集中于第一和第二连接件的运动；图8A示出了键顶的未揿压状态，图8B示出了揿压键顶的前期状态，图8C示出了揿压键顶的最终状态。
此外，图9至
图13是用于说明第三实施例中的按键开关装置的示图；图9是第三实施例中的按键开关装置的分解立体图；图10是第一和第二连接件的平面图和侧视图；以及图11A至图11C是示意性地图示键顶从未揿压状态到揿压状态的一系列运动的示意图，该运动用于进行开关作业，其集中于第一和第二连接件的运动；图11A示出了键顶的未揿压状态，图11B示出了揿压键顶的前期状态，图11C示出了揿压键顶的最终状态；图12是在平面放大图中示意性地图示第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的示意图；以及图13是示意性地图示在反复进行键顶的揿压作业时扭簧的推力的作用点靠近一固定点64侧的状态。
具体实施例方式
现在将结合附图详细地说明本发明的按键开关装置、键盘和电子设备的第一较佳实施例。首先，结合图1A和1B对作为电子设备之一的笔记本型个人计算机作出说明。图1A和1B示出了笔记本型个人计算机；图1A是笔记本型个人计算机的立体图，图1B是图示了笔记本型个人计算机的电气结构的框图。
在图1A中，笔记本型个人计算机100主要包括一主单元102，该主单元包括一进行多种处理的CPU；以及一显示器103，支承该显示器以使其可相对于主单元102打开和关闭。该显示器103由主单元102的接合部104可旋转地支承，以使显示器103可相对于主单元102打开和关闭。主单元102设有一键盘105，其上设有多个按键开关装置1。
在图1B中，CPU101通过一总线108连接到一储存用于控制个人计算机100的每个部分的程序的ROM106和一用于储存多种数据的RAM107。一输入和输出接口109也通过总线108连接到CPU101。该输入和输出接口109与显示器103、键盘105和一储存诸如字处理程序、电子表格程序和其它程序的硬盘110相连。CPU101执行程序，例如基于来自键盘105的输入数据从硬盘110读出字处理程序、电子表格程序等，并且使显示器103显示字母、符号等。
下面，根据设置在笔记本型个人计算机100的键盘105中的第一实施例对按键开关装置的示意结构作出说明，请参见图2。图2是按键开关装置的分解立体图。
在图2中，首先，按键开关装置1主要包括一键顶2；一导向构件5，该导向构件包括一对第一连接件3和第二连接件4，以引导键顶2的垂直运动；以及一薄膜开关片7(见图5A至图5C)，该薄膜开关片设置在引导件5下方的支承板6上。
键顶2由ABS树脂等制成，并且设有一印刷在表面上的字符，例如字母、数字等。在键顶2的下侧，与第一连接件3对应的两个旋转配合部8、8与键顶2设置成一体，与第二连接件4对应的两个旋转配合部9、9也与键顶2设置成一体。旋转配合部8、9分别形成有配合凹部8A、9A。每个旋转配合部8的配合凹部8A可旋转地配合第一连接件3的上轴21(以后将提及)，每个旋转配合部9的配合凹部9A可旋转地配合第二连接件4的上轴21(以后将提及)。此外，键顶2在其下侧设有一如图5A至5C和图8A至8C所示的凹部50。该凹部50保持第一连接件3和第二连接件4的上端，用以稳定定位第一连接件3和第二连接件4，使其与键顶2的未揿压状态相一致。
引导件5由第一连接件3和第二连接件4的结合部构成。第一和第二连接件3和4具有彼此相似的结构。应当注意的是，后面将提及第一连接件3和第二连接件4的每个详细结构。
此外，在引导件5下方，如图5A至5C所示，薄膜开关片7设置在支承板6上，该支承板由铝、铁等构成的金属薄板制成。薄膜开关片7具有一所谓的三层结构，其包括一下膜片，其上具有包括一固定电极图案的开关电路图案，该开关电路图案由铜箔、导电涂层等构成；一上膜片，其下表面上具有一可动电极图案，该电极图案以相似方式构成；以及一设置在上、下膜片之间的薄膜垫片，该薄膜垫片设有一开关孔，该开关孔被定位成与固定电极图案和可动电极图案相一致。薄膜开关片的结构是众所周知的，并且与日本专利申请No.2000-99148的说明书和附图揭示的结构相同。这里省略其详细说明。
在上开关片上，有两个芯片状的配合构件10，每个配合构件由金属、树脂等制成，并且通过胶粘剂牢固地粘附在可动电极图案的两侧。每个配合构件10具有相同的结构，其中具有一长孔形状的配合槽10A形成在位于中心的固定粘附部10B的两侧。在每条配合槽10A的外侧，设有一固定粘附部10C。每个配合构件10位于键顶2的侧边缘下方，其偏离键顶2的中心。
配合槽10A可滑动地单独配合第一连接件3的下轴22和第二连接件4的下轴22。壁部10D接触第一连接构件3的下轴22和第二连接件4的下轴22，以将键顶2限制在未揿压位置中。
每个配合构件10与每条配合槽10A的内侧端附近的一壁构件31构成一体。每个壁构件31具有一轴限制曲面31A。形成在第一连接件3和第二连接件4的每个板状构件18(以后将提及)中的一限制突起30始终接触壁构件31的轴限制表面31A。应当注意的是，在冲压支承板6时，配合构件10和壁构件31也与由金属薄板制成的支承板6构成一体。
薄膜开关片7的上膜片的顶面上的固定粘附每个配合构件10的结构与日本专利申请No.11-32608的说明书和附图中揭示的结构相同，因此，其详细说明请参见日本专利申请No.11-32608的说明书和附图，这里将省略其说明。
然后，结合图2和图3叙述构成引导件5的第一连接件3和第二连接件4的具体结构。这些第一连接件3和第二连接件4在结构上略有不同。图3是第一连接件3和第二连接件4的平面图和侧视图。
在图2和图3中，第一连接件3包括一对板状构件18、18；一连接板状构件18的接合部19；以及一延伸部20，该延伸部在接合部18的基部附近的一个位置处从板状构件18的一端向内延伸，上述部分由聚缩醛树脂等一体构成一个单元。上轴21被设置成在一端侧(图2中的上端和图3中的右端)从每个板状构件18向外延伸。下轴22被设置成在另一端侧(图2中的下端和图3中的左端)从每个板状构件18向外延伸。每个上轴21可旋转地配合在键顶2的旋转配合部8的配合槽8A中。每个下轴22可滑动地配合在配合构件10的配合槽10A中，该配合构件牢固粘附在薄膜开关片7的上膜片的表面上。
延伸部20在其外端与一第一凸轮部分24A构成一体。如图3的侧视图所示，第一凸轮部分24A在其下侧形成一凸轮表面25A。一凸轮顶点27A存在于该凸轮表面25A和一与凸轮表面25A相连的表面之间的边缘处。如图5A至5C清楚地所示，该凸轮表面25A对应于键顶2的未揿压位置。应当注意的是，图3的侧视图中没有示出，一凸轮凹部27B设置在第一凸轮部分24A中的凸轮顶点27A附近(见图3中的第二连接件4的侧视图)。关于此事，第一凸轮部分24A的结构与后面将提及的第二连接件4的第二凸轮部分24B的结构相同。
每个板状构件18设有一齿轮部分28，该齿轮部分被设置成与上轴21相比更靠近端侧(图2和图3中的右端侧)。齿轮部分28具有一个轮齿或两个轮齿28A。在图3的侧视图中，板状构件18之一的齿轮部分28形成有一个轮齿28A，而另一个板状构件18的齿轮部分28形成有两个轮齿28A。应当注意的是，第一连接件3和第二连接件4的轮齿28A彼此啮合，以起到结合键顶2的垂直运动同步运行第一连接件3和第二连接件4的作用。
此外，板状构件18之一(图3中的下板状构件18)与几乎从内壁延伸到板状构件18之间距离的中心处的弹性树脂片23构成一体。该弹性树脂片23在其下端设有一开关加压部26。如后所述，在揿压键顶时，弹性树脂片23的开关加压部26从上方对薄膜开关片7的上开关片上的可动电极图案弹性加压，藉此相对于下膜片上的固定电极图案进行开关作业。
一限制突起30从第一连接件3的每个板状构件18的侧面向外延伸。该限制突起30始终接触设置在如上所述的配合构件10中的壁构件31的轴限制表面31A。
接着，结合图2至4叙述第二连接件4的结构。图4是扭簧的平面图。应当注意的是，用相同的标号来说明与第一连接件3相同的构件等。
在每张图中，第二连接件4包括一对板状构件18、18；一连接板状构件18的接合部19；以及一呈悬臂梁状的悬臂构件32，该悬臂构件从板状构件18之一的一端(图3中的下板状构件18的左端部分)向内延伸，上述部分由聚缩醛树脂等一体构成一个单元。一上轴21被设置成在一端侧(图2中的上端和图3中的左端)从每个板状构件18向外延伸。一下轴22被设置成在另一端侧(图2中的下端和图3中的左端)从每个板状构件18向外延伸。每个上轴21可旋转地配合在键顶2的旋转配合部9的配合槽9A中。每个下轴22可滑动地配合在配合构件10的配合槽10A中，该配合构件牢固粘附在薄膜开关片7的上膜片的表面上。
悬臂构件32在其外端一体形成有一第二凸轮部分24B。如图3的侧视图所示，第二凸轮部分24B在其下侧形成有一凸轮表面25A。一凸轮凹部27B存在于凸轮表面25A和一与凸轮表面25A相连的表面之间的边缘处，以使第一连接件3的凸轮顶点27A可旋转地接触凹部27B。如图5A至5C清楚地所示，该凸轮表面25A与第一连接件3的凸轮表面25A协作，以用于键顶2的未揿压位置。应当注意的是，图3的侧视图中没有示出，一凸轮顶点27A设置在第二凸轮部分24B中的凸轮凹部27B附近(见图3中的第一连接件的侧视图)。关于此事，第二凸轮部分24B的结构与上述第一连接件3的第一凸轮部分24A的结构相同。
每个板状构件18设有一齿轮部分28，该齿轮部分被设置成与上轴21相比更靠近端侧(图2和图3中的左端侧)。齿轮部分28具有一个轮齿或两个轮齿28A。在图3的侧视图中，板状构件18之一的齿轮部分28形成有一个轮齿28A，而另一个板状构件18的齿轮部分28形成有两个轮齿28A。
此外，一限制突起30从第二连接件4的每个板状构件18的侧面向外延伸。该限制突起30始终接触设置在如上所述的配合构件10中的壁构件31的轴限制表面31A。
一由接合部19、两个板状构件18和悬臂构件32围成的区域构成一个弹簧放置部分34，其中放置有一图4所示的扭簧33。如图4所示，该扭簧33在一第一臂33A和一第二臂33B之间具有一盘绕部分33C，以便在图3中向左弹性推动悬臂构件32。在弹簧放置部分34中，包括一第一保持部36，该第一保持部具有形成在板状构件18之一的内壁表面上的U形壁部35(见图2)；一第二保持部38，该第二保持部具有三个形成在接合部19中的固定片37，并面对悬臂构件32；以及一第三保持部40，该第三保持部具有两个形成在悬臂构件32的内表面上的固定片39，并面对每个固定片37。
第一保持部36的壁部35在其U形槽内可移动地保持扭簧33的第一臂33A的端部。第二保持部38的每个固定片37牢固保持第二臂33B。第三保持部40的每个固定片39牢固保持第一臂33A。
采用上述结构，如后所述，由揿压键顶2所产生的揿压力作用在彼此接触的第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B上。此时，第一连接件3的延伸部20没有弹性变形，其将第一凸轮部分24A保持在相同位置中，而悬臂构件32则变形，导致第二凸轮部分24B在图3中向右移动，以抵制扭簧33的推力。在该状态下，扭簧33的第一臂33A被第三保持部40的各个固定片39牢固保持，第二臂33B被第二保持部38的各个固定片37牢固保持。第一臂33A的端部可以响应于悬臂构件32的变形在第一保持部36的壁部35的U形槽内移动。当第二凸轮部分24B响应于悬臂构件32的变形向右移动时，相应地，第一臂33A的端部在壁部35的U形槽内移动。以这种方式，扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向连续推动悬臂构件32。因而，使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的弹性力可由扭簧33产生，因而不需要由悬臂构件32产生弹性力。由此，悬臂构件32可由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，悬臂构件32中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
然后将对第一实施例中的按键开关装置1的操作作出说明，请参见图5A至5C。图5A至5C是示意性地图示键顶2从未揿压状态到揿压状态的一系列运动的示意图，该运动用于进行开关作业，其集中于第一连接件3和第二连接件4的运动。
首先，在键顶2未被揿压的未揿压状态下，键顶2保持在图5A所示的未揿压位置中。在该状态下，第一连接件3的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二连接件4的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A彼此接触。在该接触状态下，扭簧33的推力作用于使凸轮表面25A彼此接触的方向。因此，如图5A所示，第一连接件3的下轴22接触配合构件10的配合槽10A的壁部10D的内壁表面，类似地，第二连接件4的下轴22接触配合构件10的配合槽10A的壁部10D的内壁表面。因而，键顶2稳定保持在未揿压位置中。在凸轮表面25A彼此接触的接触状态下，扭簧33的推力作用于使凸轮表面25A彼此接触的方向。保持在未揿压位置中的键顶2不沿水平方向移动，藉此防止键顶2发生颤动。此时，形成在第一连接件3和第二连接件4的每个板状构件18中的限制突起30接触壁构件31的轴限制表面31A的上侧。
在开始揿压键顶2时，与揿压键顶2相关，第一连接件3的上轴21在旋转配合部8的配合凹部8A中顺时针旋转，第二连接件4的上轴21在旋转配合部9的配合凹部9A中逆时针旋转。同时，允许第一连接件3的下轴22在配合构件10的配合槽10A中向左滑动，并允许第二连接件4的下轴22在配合构件10的配合槽10A中向右滑动。此时，沿壁构件31的轴限制表面31A的曲面引导每个限制突起30，并使其与曲面相接触。因此，基于限制突起30与壁构件31的轴限制表面31A的协作作业，可以限制键顶2的水平运动。此外，第一连接件3的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二连接件4的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A逐渐彼此远离，然后使第一凸轮部分24A的凸轮顶点27A与第二凸轮部分24B的凸轮凹部27B彼此接触。该状态如图5B所示。
此时，互相作用以便定位的凸轮顶点27A和凸轮凹部27B在垂直方向完全对准。第一和第二凸轮部分24A和24B完全同步。
在进一步揿压时，键顶2被置于图5C所示的状态下，形成在第一连接件3的弹性树脂片23中的开关加压部26对薄膜开关片7的上膜片加压。这导致形成在上膜片的下表面上的可动电极图案通过薄膜垫片的开关孔接触下膜片的固定电极图案，藉此进行预定的开关作业。此时，第一连接件3和第二连接件4的每个下轴22在图5C所示的配合槽10A内接触与壁部10D相对的壁表面。
在从图5C所示的状态进一步揿压键顶2时，弹性树脂片23弹性变形。弹性树脂片23吸收了键顶2的移动量，这可以实现键顶2的所谓超程(over travel)。
在执行上述开关作业之后取消揿压键顶2时，第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B之间的相互作用和扭簧33的推力的协作作业导致键顶2进行相反运动，以返回到图5A所示的未揿压位置。
将说明扭簧33在上述键顶的揿压作业期间的动作。首先，在图5A所示的键顶2的未揿压位置中，扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向连续推动悬臂构件32。扭簧33的该推力导致第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的相应凸轮表面25A彼此接触，藉此将键顶2保持在未揿压位置中。此时，如图2所示，扭簧33的第一臂33A接触壁部35的U形槽的一端部(一封闭部)。
在揿压键顶2时，基于揿压的揿压力作用在彼此接触的第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B。此时，第一连接件3的延伸部20没有弹性变形，其将第一凸轮部分24A保持在相同位置中，而悬臂构件32变形，从而使第二凸轮部分24B在图3中向右移动，以抵制扭簧33的推力。在该状态下，扭簧33的第一臂33A由第三保持部40的每个固定片39牢固固定，第二臂33B由第二保持部38的每个固定片37牢固固定。第一臂33A的端部根据悬臂构件32的变形在壁部35的U形槽内移动到其敞开端。
在取消揿压键顶2时，扭簧33的第一臂33A通过其弹性从壁部35的敞开侧移动到U形槽的端侧，最后与U形槽的端部接触配合。
如同上面详细说明的那样，第一实施例的按钮开关装置1被构造成第二连接件4的第二凸轮部分24B由悬臂构件32支承，该悬臂构件像悬臂梁那样从第二连接件4延伸，扭簧33沿着使第一连接件3的第一凸轮部分24A与第二凸轮部分24B彼此接触的方向推动悬臂构件32。通过第一连接件3的第一凸轮部分24A与第二连接件4的第二凸轮部分24B的接触状态和推动悬臂构件32的扭簧33的协作作业，可以向上推动键顶2，以使其保持在未揿压位置中，还可以在取消揿压时使键顶2返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置1，这可以实现成本的降低。此外，扭簧33推动悬臂构件32，因此，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B继续彼此接触，其接触位置响应于键顶2的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的形状，因而可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。
此外，悬臂构件32由扭簧33弹性推动，以使由悬臂构件32支承的第二凸轮部分24B与第一凸轮部分24A保持接触。导致第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的弹性力由扭簧33产生。因此，不要求悬臂构件32具有弹性力。因而，悬臂构件32可以由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，悬臂构件32中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
此外，用于放置扭簧33的放置部分34设置在第二连接件4中，以使扭簧33可以一体安装在第二连接件4中，这可以实现整个按键开关装置1的尺寸减少。
具有第一臂33A和第二臂33B的扭簧33被用作使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的推动构件，第一臂33A由弹簧放置部分34中的第一保持部36的壁部35保持，而第二臂33B由第二保持部38的固定片37保持，从而保持扭簧33中彼此提供推力的第一臂33A和第二臂33B。这种简单结构使其可将臂部33A和33B之间产生的推力有效地传递到悬臂构件32。
此外，第一臂33A可移动地保持在第一保持部36的壁部35的U形槽中，第二臂33B由第二保持部38的每个固定片37固定保持，以使扭簧33产生的推力从接触悬臂构件32的第一臂33A传递到悬臂构件32。此时，第一臂33A可移动地保持在第一保持部36的壁部35的U形槽中，在键顶2的揿压作业期间，允许第一臂33A响应于反作用力在第一保持部36中灵活地移动，该反作用力是由第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B之间的接触力产生的，并且使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B始终保持接触关系。
另外，设有从第一连接件3和第二连接件4的每个板状构件18的侧表面延伸的限制突起30，并且将具有轴限制曲面31A的壁构件31与每条配合槽10A的内侧端附近的配合构件10设置成一体，以便基于限制突起30和壁构件31的轴限制表面31A之间的协作作业限制键顶的水平运动。不需要设置相对较高的引导壁、定位构件等来限制揿压过程中的键顶2的水平运动。因此，可以通过简单的结构来实现成本的降低。
下面将结合图6至8说明设置在上述笔记本型个人计算机100的键盘105中的按键开关装置的第二实施例。第二实施例中的按键开关装置在以下方面不同于第一实施例中的按键开关装置。也就是说，在第一实施例中的按键开关装置中，第一连接件3和第二连接件4具有不同结构，扭簧33只放置在第二连接件4中。第二实施例中的按键开关装置的第一连接件和第二连接件具有相同结构，扭簧33放置在每个连接件中。换句话说，在第二实施例中，第一实施例中的按键开关装置1中的第二连接件4被用作一对连接件，其构成用于引导和支承键顶的垂直运动的引导件。第二实施例中的按键开关装置的其它元件与第一实施例中的按键开关装置的其它元件相同，因此用相同的标号来说明相同的元件、构件等，并省略其说明。在图6至8中，考虑到说明的方便，没有示出限制突起30和壁构件31的结构。
应当注意的是，图6是第二实施例中的按键开关装置的分解立体图；图7是第一连接件和第二连接件的平面图和侧视图；图8A至图8C是示意性地图示键顶从未揿压状态到揿压状态的一系列运动的示意图，该运动用于进行开关作业，其集中于第一和第二连接件的运动。
在每张图中，构成键顶2的引导件5的一第一连接件3和一第二连接件4具有相同结构。第一连接件3和第二连接件4各包括一对板状构件18、18；一连接板状构件18的接合部19；以及一呈悬臂梁状的悬臂构件32，该悬臂构件从板状构件18之一的一端(图7中的下板状构件18的左端部分)向内延伸，上述部分由聚缩醛树脂等一体构成一个单元。一上轴21被设置成在一端侧(图6中的上端和图7中的右端)从每个板状构件18向外延伸。一下轴22被设置成在另一端侧(图6中的下端和图7中的左端)从每个板状构件18向外延伸。每个上轴21可旋转地配合在键顶2的旋转配合部9的配合槽9A中。每个下轴22可滑动地配合在配合构件10的配合槽10A中，该配合构件牢固粘附在薄膜开关片7的上膜片的表面上。
悬臂构件32在其外端一体形成有一第二凸轮部分24B。如图7的侧视图所示，第二凸轮部分24B在其下侧形成有一凸轮表面25A。一凸轮凹部27B存在于凸轮表面25A和一与凸轮表面25A相连的表面之间的边缘处，以使第一连接件3的凸轮顶点27A可旋转地接触凹部27B。如图8A至8C清楚地所示，该凸轮表面25A与第一连接件3的凸轮表面25A协作，以用于键顶2的未揿压位置。
每个板状构件18设有一齿轮部分28，该齿轮部分被设置成与上轴21相比更靠近端侧(图6和图7中的左端侧)。齿轮部分28具有一个轮齿或两个轮齿28A。在图7的侧视图中，板状构件18之一的齿轮部分28形成有一个轮齿28A，而另一个板状构件18的齿轮部分28形成有两个轮齿28A。
此外，一限制突起30从第一连接件3的每个板状构件18的侧面向外延伸。该限制突起30始终接触设置在如上所述的配合构件10中的壁构件31的轴限制表面31A。
一弹性树脂片23一体形成在接合部19的大致中心部。该弹性树脂片23在其下端设有一开关加压部26。如后所述，在揿压键顶时，弹性树脂片23的开关加压部26从上方对薄膜开关片7的上开关片上的可动电极图案弹性加压，藉此相对于下膜片上的固定电极图案进行开关作业。应当注意的是，开关作业只由第一连接件3和第二连接件4中的任意一个的开关加压部26进行。在该情况下，薄膜开关片7的开关区域被设置成与用于进行开关作业的开关加压部26相一致。
此外，一由接合部19、两个板状构件18和悬臂构件32围成的区域构成一个弹簧放置部分34，其中放置有一图4所示的扭簧33。如图4所示，该扭簧33在一第一臂33A和一第二臂33B之间具有一盘绕部分33C，以便在图7中向左弹性推动悬臂构件32。在弹簧放置部分34中，包括一第一保持部36，该第一保持部具有形成在板状构件18之一的内壁表面上的U形壁部35(见图6)；一第二保持部38，该第二保持部具有三个形成在接合部19中的固定片37并面对悬臂构件32；以及一第三保持部40，该第三保持部具有两个形成在悬臂构件32的内表面上的固定片39，并面对每个固定片37。
第一保持部36的壁部35在其U形槽内可移动地保持扭簧33的第一臂33A的端部。第二保持部38的每个固定片37牢固保持第二臂33B。第三保持部40的每个固定片39牢固保持第一臂33A。
采用上述结构，如后所述，由揿压键顶2所产生的揿压力作用在彼此接触的第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B。此时，第一连接件3的悬臂构件32变形，导致第一凸轮部分24A在图6中向左移动，以抵制扭簧33的推力，同时第二连接件4的悬臂构件32变形，导致第二凸轮部分24B在图6中向右移动，以抵制扭簧33的推力。在该状态下，在第一连接件3和第二连接件4的每一个中，扭簧33的第一臂33A被第三保持部40的每个固定片39牢固保持，第二臂33B被第二保持部38的每个固定片37牢固保持。第一臂33A的端部可以响应于悬臂构件32的变形在第一保持部36的壁部35的U形槽内移动。当第二凸轮部分24B响应于悬臂构件32的变形向右移动时，相应地，第一臂33A的端部在壁部35的U形槽内移动。以这种方式，第一连接件3和第二连接件4的扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向连续推动悬臂构件32。因而，使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的弹性力可由每个扭簧33产生，因而不需要由悬臂构件32产生弹性力。由此，悬臂构件32可由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，悬臂构件32中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
下面将对第二实施例中的按键开关装置1的操作作出说明，请参见图8A至8C。图8A至8C是示意性地图示键顶2从未揿压状态到揿压状态的一系列运动，该运动用于进行开关作业，其集中于第一连接件3和第二连接件4的运动。
在图8A至8C中，首先，在键顶2未被揿压的未揿压状态下，键顶2保持在图8A所示的未揿压位置中。在该状态下，第一连接件3的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二连接件4的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A彼此接触。在该接触状态下，扭簧33的推力作用于使凸轮表面25A彼此接触的方向。因此，如图8A所示，第一连接件3的下轴22接触配合构件10的配合槽10A的壁部10D的内壁表面，类似地，第二连接件4的下轴22接触配合构件10的配合槽10A的壁部10D的内壁表面。因而，键顶2稳定保持在未揿压位置中。在凸轮表面25A彼此接触的接触状态下，第一连接件3和第二连接件4的每个扭簧33的推力作用于使凸轮表面25A彼此接触的方向。保持在未揿压位置中的键顶2不沿水平方向移动，藉此防止键顶2发生颤动。此时，形成在第一连接件3和第二连接件4的每个板状构件18中的限制突起30接触壁构件31的轴限制表面31A的上侧。
在开始揿压键顶2时，第一连接件3的上轴21在旋转配合部8的配合凹部8A中顺时针旋转，第二连接件4的上轴21在旋转配合部9的配合凹部9A中逆时针旋转。同时，允许第一连接件3的下轴22在配合构件10的配合槽10A中向左滑动，并允许第二连接件4的下轴22在配合构件10的配合槽10A中向右滑动。此时，沿壁构件31的轴限制表面31A的曲面引导每个限制突起30，并使其与曲面相接触。因此，基于限制突起30与壁构件31的轴限制表面31A的协作作业，可以限制键顶2的水平运动。此外，第一连接件3的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二连接件4的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A逐渐彼此远离，然后使第一凸轮部分24A的凸轮顶点27A与第二凸轮部分24B的凸轮凹部27B彼此接触。该状态如图8B所述。
此时，互相作用以便定位的凸轮顶点27A和凸轮凹部27B在垂直方向完全对准，这使得第一和第二凸轮部分24A和24B完全同步。
在进一步揿压时，键顶2被置于图8C所示的状态下。形成在第一连接件3的弹性树脂片23中的开关加压部26对薄膜开关片7的上膜片加压。这导致形成在上膜片的下表面上的可动电极图案通过薄膜垫片的开关孔接触下膜片的固定电极图案，藉此进行预定的开关作业。此时，第一连接件3和第二连接件4的每个下轴22在图8C所示的配合槽10A内接触与壁部10D相对的壁表面。
在从图8C所示的状态进一步揿压键顶2时，每个弹性树脂片23弹性变形。每个弹性树脂片23吸收了键顶2的移动量，这可以实现键顶2的所谓超程。
在执行上述开关作业之后取消揿压键顶2时，第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B之间的相互作用和每个扭簧33的推力的协作作业导致键顶2进行相反运动，以返回到图8A所示的未揿压位置。
将说明每个扭簧33在上述键顶的揿压作业期间的动作。首先，在图8A所示的键顶2的未揿压位置中，每个扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向连续推动悬臂构件32。扭簧33的该推力导致第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的凸轮表面25A彼此接触，藉此将键顶2保持在未揿压位置中。此时，如图6所示，扭簧33的第一臂33A接触壁部35的U形槽的一端部(一封闭部)。
在揿压键顶2时，基于揿压的揿压力作用在彼此接触的第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B。此时，第一连接件的悬臂构件32变形，使第一凸轮部分24A在图6中向左移动，以抵制扭簧33的推力，同时第二连接件4中的悬臂构件32变形，使第二凸轮部分24B在图6中向右移动，以抵制扭簧33的推力。在该状态下，在第一连接件3和第二连接件4的每一个中，扭簧33的第一臂33A由第三保持部40的每个固定片39牢固固定，第二臂33B由第二保持部38的每个固定片37牢固固定。第一臂33A的端部根据悬臂构件32的变形在壁部35的U形槽内移动到其敞开端。
在取消揿压键顶2时，扭簧33的第一臂33A通过其弹性从壁部35的敞开侧移动到U形槽的端侧，最后与U形槽的端部接触配合。
如同上面详细说明的那样，第二实施例的按钮开关装置1被构造成支承第一连接件3的第一凸轮部分24A的悬臂构件32和支承第二连接件4的第二凸轮部分24B的悬臂构件32分别由扭簧33和扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向推动。通过第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的接触状态与推动悬臂构件32的每个扭簧33的协作作业，可以向上推动键顶2，以使其保持在未揿压位置中，还可以在取消揿压时使键顶2返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置1，这可以实现成本的降低。此外，每个扭簧33推动每个悬臂构件32，因此，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B继续彼此接触，其接触位置响应于键顶2的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的形状，因而可以自由设计按键操作期间将要发生的掣接触。
此外，每个悬臂构件32由第一连接件3和第二连接件4中的每个扭簧33弹性推动，以使由每个悬臂构件32支承的第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触。使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的弹性力可以由每个扭簧33产生。因此，不要求每个悬臂构件32具有弹性力。因而，每个悬臂构件32可以由树脂材料制成，其成本较低并相对柔软。因此，即使在长期进行开关作业时，悬臂构件32中也几乎不可能发生蠕变，并且可以长期稳定地确保开关作业。
此外，用于放置扭簧33的放置部分34设置在第一连接件3和第二连接件4中，以使扭簧33可以一体安装在第一连接件3和第二连接件4中，从而实现整个按键开关装置1的尺寸减少。
具有第一臂33A和第二臂33B的扭簧33被用作使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的推动构件，第一臂33A由弹簧放置部分34中的第一保持部36的壁部35保持，而第二臂33B由第二保持部38的固定片37保持。因而，保持扭簧33中彼此提供推力的第一臂33A和第二臂33B。这种简单结构使其可将臂部33A和33B之间产生的推力有效地传递到悬臂构件32。
此外，第一臂33A可移动地保持在第一保持部36的壁部35的U形槽中，第二臂33B由第二保持部38的每个固定片37固定保持，以使扭簧33产生的推力从接触悬臂构件32的第一臂33A传递到悬臂构件32。此时，第一臂33A可移动地保持在第一保持部36的壁部35的U形槽中，在键顶2的揿压作业期间，允许第一臂33A响应于反作用力在第一保持部36中灵活地移动，该反作用力是由第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B之间的接触力产生的，并且使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B始终保持接触关系。
下面将结合图9至13提供上述笔记本型个人计算机100的键盘105中的按键开关装置的第三实施例的简要说明。第三实施例中的按键开关装置与第一实施例中的按键开关装置1相同，第一实施例中的第一连接件3和第二连接件4具有不同结构，扭簧33只放置在第二连接件4中，而第三实施例中的按键开关装置不同于第一实施例中的按键开关装置1，其中不同于第一实施例的结构是采用一形成在第一连接件中的第一凸轮部分和一形成在第二连接件中的第二凸轮部分，相应地设置两个凸轮同步部分以使第一凸轮部分的凸轮表面和第二凸轮部分的凸轮表面在键顶的揿压作业期间同步。第三实施例中的按键开关装置的其它元件基本上与第一实施例中的按键开关装置的其它元件相同，因此用相同的标号来说明相同的元件、构件等，并省略第一实施例中的相同结构的说明。
结合图9和10来叙述构成第三实施例中的按键开关装置1中的引导件5的一第一连接件3和一第二连接件4的具体结构。这些第一连接件3和第二连接件4在结构上略有不同。图10是第一连接件3和第二连接件4的平面图和侧视图。
在图9和图10中，第一连接件3包括一对板状构件18、18；一连接板状构件18的接合部19；以及一连接板状构件18的外端部的接合部20A，上述部分由聚缩醛树脂等一体构成一个单元。一上轴21被设置成在一端侧(图9中的上端和图10中的右端)从每个板状构件18向外延伸。一下轴22被设置成在另一端侧(图9中的下端和图10中的左端)从每个板状构件18向外延伸。每个上轴21可旋转地配合在键顶2的旋转配合部8的配合槽8A中。每个下轴22可滑动地配合在配合构件10的配合槽10A中，该配合构件牢固粘附在薄膜开关片7的上膜片的表面上。
接合部20A在一略微偏离其中心位置的外部位置处一体形成有一第一凸轮部分24A。第一凸轮部分24A形成有一呈锐角状的凸轮表面25A，该凸轮表面包括一倾斜面60(见图11A至11C)。一凸轮顶点27A存在于该凸轮表面25A和一与凸轮表面25A相连的表面之间的边缘处。如图11A至11C清楚地所示，该凸轮表面25A对应于键顶2的未揿压位置。
另外，凸轮同步部分61形成在第一凸轮部分24A附近(见图10的侧视图)。该凸轮同步部分61包括一体成形的加压部61A和凹部61B，并且与形成在第二连接件4的悬臂构件32中的凸轮同步部分62相协作以进行同步作业。
每个板状构件18设有一齿轮部分28，该齿轮部分被设置成与上轴21相比更靠近端侧(图9和图10中的左端侧)。齿轮部分28具有一个轮齿或两个轮齿28A。在图10的侧视图中，板状构件18之一的齿轮部分28形成有一个轮齿28A，而另一个板状构件18的齿轮部分28形成有两个轮齿28A。应当注意的是，第一连接件3和第二连接件4的轮齿28A彼此啮合，以起到根据键顶2的垂直运动同步运行第一连接件3和第二连接件4的作用。
此外，板状构件18之一(图10中的下板状构件18)一体形成有一弹性树脂片23，该弹性树脂片从内壁几乎延伸到板状构件18之间的距离中心。该弹性树脂片23在其下端设有一开关加压部26。如后所述，在揿压键顶时，弹性树脂片23的开关加压部26从上方对薄膜开关片7的上开关片上的可动电极图案弹性加压，藉此相对于下膜片上的固定电极图案进行开关作业。
一限制突起30从第一连接件3的每个板状构件18的侧面向外延伸。该限制突起30始终接触设置在如上所述的配合构件10中的壁构件31的轴限制表面31A。
接着，结合图9至10叙述第二连接件4的结构。应当注意的是，扭簧与第一和第二实施例中使用的扭簧33相同。用相同的标号来说明与第一连接件3相同的构件等。
在每张图中，第二连接件4包括一对板状构件18、18；一连接板状构件18的接合部19；以及一呈悬臂梁状的悬臂构件32，该悬臂构件从板状构件18之一的一端(图10中的下板状构件18的左端部分)向内延伸，上述部分由聚缩醛树脂等一体构成一个单元。一上轴21被设置成在一端侧(图9中的上端和图10中的左端)从每个板状构件18向外延伸。一下轴22被设置成在另一端侧(图9中的下端和图10中的右端)从每个板状构件18向外延伸。每个上轴21可旋转地配合在上述键顶2的旋转配合部9的配合槽9A中。每个下轴22可滑动地配合在配合构件10的配合槽10A中，该配合构件牢固粘附在薄膜开关片7的上膜片的表面上。
悬臂构件32在其外端一体形成有一第二凸轮部分24B。与第一凸轮部分24A一样，第二凸轮部分24B在其下侧形成有一凸轮表面25A。一凸轮凹部27A形成在凸轮表面25A和一与凸轮表面25A相连的表面之间的边缘处。如图11A至11C清楚地所示，凸轮表面25A与第一连接件3的凸轮表面25A协作，以用于键顶2的未揿压位置。应当注意的是，第二凸轮部分24B的凸轮表面25A被设置成平行于后面将要提及的扭簧33的一第一臂33A(见图12)。
第一凸轮部分24的凸轮表面25A在平面图中呈锐角状，该凸轮表面包括如上所述的倾斜面60。在键顶2的未揿压状态中，第二凸轮部分24B和第一凸轮部分24A的凸轮表面25A在线状接触部处沿第一凸轮部分24A的凸轮表面25A的锐角状突起的边线彼此接触(见图11A和图12)，而不是平面接触。应当注意的是，在揿压键顶2时，如后所述，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的凸轮顶点27在点状接触部处彼此接触(见图11B和图11C)。这些接触部变为作用点S(见图12)，扭簧33的推力作用于其上。
在上述结构中，如图12所示，一间隙63设置在第二凸轮部分24B的凸轮表面25A与第一凸轮部分24A的倾斜面60之间。该间隙63朝如后所述的扭簧33的一固定点64(盘绕部分33C的中点)敞开。
凸轮同步部分62形成在第二凸轮部分24B附近(见图10的侧视图)。该凸轮同步部分62包括一体成形的加压部62A和凹部62B，并且与形成在第一连接件3的悬臂构件32中的凸轮同步部分61相协作以进行同步作业。更具体地说，第一连接件3的凸轮同步部分61的加压部61A放置在第二连接件4的凸轮同步部分62的凹部62B中，凸轮同步部分62的加压部62A放置在凸轮同步部分61的凹部61B中。尽管第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二凸轮部分24B的凸轮表面25A在键顶2的未揿压状态下在线状接触部处彼此接触，但第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的凸轮顶点27在揿压键顶2时在点状接触部处彼此接触。这导致凸轮顶点27变为在垂直方向彼此未对准，这妨碍了键顶2的作业。因此，如上构造的同步部分61、62用来提供同步作用，以防止凸轮顶点27在键顶2的揿压作业期间变为在垂直方向彼此未对准。
每个板状构件18设有一个被设置成与上轴21相比更靠近端侧(图9和图10中的右端侧)的齿轮部分28。齿轮部分28具有一个轮齿或两个轮齿28A。在图10的侧视图中，板状构件18之一的齿轮部分28形成有一个轮齿28A，而另一个板状构件18的齿轮部分28形成有两个轮齿28A。
另外，一限制突起30从第一连接件3的每个板状构件18的侧面向外延伸。该限制突起30始终接触设置在如上所述的配合构件10中的壁构件31的轴限制表面31A。
一由接合部19、两个板状构件18和悬臂构件32围成的区域构成一个弹簧放置部分34，其中放置有一扭簧33。该扭簧33在一第一臂33A和一第二臂33B之间具有一盘绕部分33C，以便在图10中向左弹性推动悬臂构件32。在弹簧放置部分34中，包括一第一保持部36，该第一保持部具有形成在板状构件18之一的内壁表面上的U形壁部35；一第二保持部38，该第二保持部具有三个形成在接合部19中的固定片37，并面对悬臂构件32；以及一第三保持部40，该第三保持部具有两个形成在悬臂构件32的内表面上的固定片39，并面对每个固定片37。
第一保持部36的壁部35在其U形槽内可移动地保持扭簧33的第一臂33A的端部。第二保持部38的每个固定片37牢固保持第二臂33B。第三保持部40的每个固定片39牢固保持第一臂33A。
采用上述结构，如后所述，由揿压键顶2所产生的揿压力作用在彼此接触的第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B上。此时，第一连接件3的接合部20A没有弹性变形，其将第一凸轮部分24A保持在相同位置中，而悬臂构件32则变形，导致第二凸轮部分24B在图10中向右移动，以抵制扭簧33的推力。在该状态下，扭簧33的第一臂33A被第三保持部40的每个固定片39牢固保持，第二臂33B被第二保持部38的每个固定片37牢固保持。第一臂33A的端部可以响应于悬臂构件32的变形在第一保持部36的壁部35的U形槽内移动。当第二凸轮部分24B响应于悬臂构件32的变形向右移动时，相应地，第一臂33A的端部在壁部35的U形槽内移动。以这种方式，扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向连续推动悬臂构件32。因而，使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的弹性力可基于悬臂构件32的弹性力和扭簧33的弹性力产生。应当注意的是，如上所述，扭簧33在键顶2的揿压作业期间朝第一凸轮部分24A推动第二凸轮部分24B，并且在该期间内，扭簧33的盘绕部分33C不移动。因此，为方便起见，将盘绕部分33C的中点假定为固定点64。
下面将对第三实施例中的按键开关装置1的操作作出说明，请参见图11A至11C和图12。图11A至11C是示意性地图示键顶2从未揿压状态到揿压状态的一系列运动的示意图，该运动用于进行开关作业，其集中于第一连接件3和第二连接件4的运动。图12是以平面图和放大图示意性地图示第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的接触状态的示意图。
在图11A至11C中，首先，在键顶2未被揿压的未揿压状态下，键顶2保持在图11A所示的未揿压位置中。在该状态下，第一连接件3的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二连接件4的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A彼此接触。在该接触状态下，扭簧33的推力作用于使凸轮表面25A彼此接触的方向。因此，如图5A所示，第一连接件3的下轴22接触配合构件10的配合槽10A的壁部10D的内壁表面，类似地，第二连接件4的下轴22接触配合构件10的配合槽10A的壁部10D的内壁表面。因而，键顶2稳定保持在未揿压位置中。在凸轮表面25A彼此接触的接触状态下，扭簧33的推力作用于使凸轮表面25A彼此接触的方向。保持在未揿压位置中的键顶2不沿水平方向移动，藉此防止键顶2发生颤动。此时，形成在第一连接件3和第二连接件4的每个板状构件18中的限制突起30接触壁构件31的轴限制表面31A的上侧。
在平面图中，如图12所示，在键顶2的未揿压状态下，在平面图中呈锐角状、包括倾斜面60的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A与设置成平行于扭簧33的第一臂33A的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A沿第一凸轮部分24A的凸轮表面25A的锐角状突起的边线在线状接触部(作用点S)处彼此接触。
在开始揿压键顶2时，与揿压键顶2相关，第一连接件3的上轴21在旋转配合部8的配合凹部8A中顺时针旋转，第二连接件4的上轴21在旋转配合部9的配合凹部9A中逆时针旋转。同时，允许第一连接件3的下轴22在配合构件10的配合槽10A中向左滑动，并允许第二连接件4的下轴22在配合构件10的配合槽10A中向右滑动。此时，沿壁构件31的轴限制表面31A的曲面引导每个限制突起30，并使其与曲面相接触。因此，基于限制突起30与壁构件31的轴限制表面31A的协作作业，可以限制键顶2的水平运动。此外，第一连接件3的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A与第二连接件4的第二凸轮部分24B的凸轮表面25A之间的接触构造变成使凸轮顶点27在点状接触部(作用点S)处彼此接触的接触构造。该状态如图5B所示。
此时，凸轮同步部分61和62提供同步作用以防止凸轮顶点27在揿压键顶2期间变为在垂直方向彼此未对准。因此，凸轮顶点27A完全不会在垂直方向彼此未对准，这可以使第一和第二凸轮部分24A和24B完全同步。
在进一步揿压时，键顶2被置于图11C所示的状态下。形成在第一连接件3的弹性树脂片23中的开关加压部26对薄膜开关片7的上膜片加压。这导致形成在上膜片的下表面上的可动电极图案通过薄膜垫片的开关孔接触下膜片的固定电极图案，藉此进行预定的开关作业。此时，第一连接件3和第二连接件4的每个下轴22在图11所示的配合槽10A内接触与壁部10D相对的壁表面。
在从图11所示的状态进一步揿压键顶2时，弹性树脂片23弹性变形。弹性树脂片23吸收了键顶2的移动量，这可以实现键顶2的所谓超程。
在执行上述开关作业之后取消揿压键顶2时，第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B之间的相互作用和扭簧33的推力的协作作业导致键顶2进行相反运动，以返回到图11A所示的未揿压位置。
将说明扭簧33在上述键顶的揿压作业期间的动作。首先，在图11A所示的键顶2的未揿压位置中，扭簧33沿着使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的方向连续推动悬臂构件32。扭簧33的该推力导致第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的相应凸轮表面25A彼此接触，藉此将键顶2保持在未揿压位置中。此时，扭簧33的第一臂33A接触壁部35的U形槽的一端部(一封闭部)。
在揿压键顶2时，基于揿压的揿压力作用在彼此接触的第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B。此时，第一连接件3的延伸部20A没有弹性变形，从而将第一凸轮部分24A保持在相同位置中，而悬臂构件32变形，从而使第二凸轮部分24B在图10中向右移动，以抵制扭簧的推力。在该状态下，扭簧33的第一臂33A由第三保持部40的每个固定片39牢固固定，第二臂33B由第二保持部38的每个固定片37牢固固定。第一臂33A的端部根据悬臂构件32的变形在壁部35的U形槽内移动到其敞开端。
在取消揿压键顶2时，扭簧33的第一臂33A通过其弹性从壁部35的敞开侧移动到U形槽的端侧，最后与U形槽的端部接触配合。
第一凸轮部分24A的凸轮表面25A和第二凸轮部分24B的凸轮表面25A在键顶2的未揿压状态下在线状接触部处彼此接触，当键顶2变为被揿压时，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的凸轮顶点在点状接触部处接触。在键顶2的揿压作业重复多次的情况下，呈锐角状的第一凸轮部分24A将被磨损。第一凸轮部分24A的磨损使对扭簧33的第一臂33A加压的力减弱，其减弱程度与磨损量相对应。施加在悬臂构件32上作为反作用力的扭簧33的初始推力减少。此外，在反复进行键顶2的揿压作业时，蠕变发生在悬臂构件32中，这降低了其弹性力。
为了解决以上问题，在第三实施例的按键开关装置1中，第二凸轮部分24B形成有凸轮表面25A，第一凸轮部分24A形成有凸轮表面25A，该凸轮表面在平面图中以一个锐角在线状和点状接触部处接触第二凸轮部分24B的凸轮表面25A，并且具有倾斜面60。在第二凸轮部分24B的凸轮表面25A与倾斜面60之间，设有一从接触部朝扭簧33的固定点64侧敞开的间隙63。因此，如果呈锐角状的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A由于键顶2的反复揿压作业而磨损，凸轮表面25A将沿着存在于第二凸轮表面24B的凸轮表面25A与倾斜面60之间的间隙63从接触部朝固定点64封闭的方向逐渐磨损。由此，如图13所示，扭簧33的推力的作用点S靠近扭簧33的固定点64，导致施加在悬臂构件32上的扭簧33的推力增加。因此，即使在扭簧33的初始推力由于第一凸轮部分24A的凸轮表面25A的磨损而减少时，初始推力的减少也会在第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的凸轮表面25A的接触部分中的推力的作用点S靠近扭簧33的固定点64时会被推力的增量抵消。因此，即使长期反复进行开关作业，也可以确保防止键顶2的揿压特性发生较大变化，并且可以确保其稳定。可以确保开关作业长期稳定。
在悬臂构件32的弹性力由于键顶2的反复揿压作业而减少时，如上所述，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的接触部分中的扭簧33的作用点S靠近扭簧33的固定点64，这使施加在悬臂构件32上的扭簧33的推力增加。因此，增加的推力可以补偿悬臂构件32的弹性力的减少。这还可以使键顶2的揿压特性稳定。
如同上面详细说明的那样，第三实施例的按键开关装置1被构造成第二连接件4的第二凸轮部分24B由悬臂构件32支承，该悬臂构件像悬臂梁那样从第二连接件4延伸，扭簧33沿着使第一连接件3的第一凸轮部分24A与第二凸轮部分24B彼此接触的方向推动悬臂构件32。通过第一连接件3的第一凸轮部分24A和第二连接件4的第二凸轮部分24B的接触状态与推动悬臂构件32的扭簧33的协作作业，可以向上推动键顶2，以使其保持在未揿压位置中，还可以在取消揿压时使键顶2返回到未揿压位置。因此，可以不使用橡胶弹簧和复杂的推动机构来构造按键开关装置1，这可以实现成本的降低。此外，扭簧33推动悬臂构件32，因此，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B继续彼此接触，其接触位置响应于键顶2的垂直运动而变化。在需要时，通过改变第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的形状，因而可以自由设计按键操作期间发生的掣接触。
此外，用于放置扭簧33的放置部分34设置在第二连接件4中，以使扭簧33可以一体安装在第二连接件4中，从而实现整个按键开关装置1的尺寸减少。
具有第一臂33A和第二臂33B的扭簧33被用作使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B彼此接触的推动构件，第一臂33A由弹簧放置部分34中的第一保持部36的壁部35保持，而第二臂33B由第二保持部38的固定片37保持，从而保持扭簧33中彼此提供推力的第一臂33A和第二臂33B。这种简单结构使其可将臂部33A和33B之间产生的推力有效地传递到悬臂构件32。
此外，第一臂33A可移动地保持在第一保持部36的壁部35的U形槽中，第二臂33B由第二保持部38的每个固定片37固定保持，以使扭簧33产生的推力从接触悬臂构件32的第一臂33A传递到悬臂构件32。此时，第一臂33A可移动地保持在第一保持部36的壁部35的U形槽中，在键顶2的揿压作业期间，允许第一臂33A响应于反作用力在第一保持部36中灵活地移动，该反作用力是由第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B之间的接触力产生的，并且使第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B始终保持接触关系。
另外，设有从第一连接件3和第二连接件4的每个板状构件18的侧表面延伸的限制突起30，并且将具有轴限制曲面31A的壁构件31与每条配合槽10A的内侧端附近的配合构件10设置成一体，以便基于限制突起30和壁构件31的轴限制表面31A之间的协作作业限制键顶的水平运动。不需要设置相对较高的引导壁、定位构件等来限制揿压过程中的键顶2的水平运动。因此，可以通过简单的结构来实现成本的降低。
第二凸轮部分形成有凸轮表面25A，第一凸轮部分24A形成有凸轮表面25A，该凸轮表面在平面图中以一个锐角在线状和点状接触部处接触第二凸轮部分24B的凸轮表面25A，并且具有倾斜面60。在第二凸轮部分24B与倾斜面60之间，设有一从接触部朝扭簧33的固定点64侧敞开的间隙63。因此，如果呈锐角状的第一凸轮部分24A的凸轮表面25A由于反复进行键顶2的揿压作业而磨损，凸轮表面25A将磨损，间隙63将从接触部向扭簧33的固定点64侧逐渐靠近。由此，如图13所示，扭簧33的推力的作用点S靠近扭簧33的固定点64，以使施加在悬臂构件32上的扭簧33的推力增加。因而，即使在扭簧33的初始推力由于第一凸轮部分24A的凸轮表面25A的磨损而减少时，初始推力的减少也会在第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的凸轮表面25A的接触部分中的推力的作用点S靠近扭簧的固定点64侧时会被推力的增量抵消。因此，即使长期反复进行开关作业，也可以确保防止键顶2的揿压特性发生较大变化，并且可以确保其稳定。可以确保开关作业长期稳定。
在悬臂构件32的弹性力由于键顶2的反复揿压作业而减少时，如上所述，第一凸轮部分24A和第二凸轮部分24B的接触部分中的扭簧33的作用点S靠近扭簧33的固定点64，这使施加在悬臂构件32上的扭簧33的推力增加。因此，增加的推力可以补偿悬臂构件32的弹性力的减少。这还可以使键顶2的揿压特性稳定。
应当注意的是，本发明并不限于第一至第三实施例，并且可以在不背离其本质特性的情况下以其它特定方式实施。例如，在第一和第二实施例中，本发明应用于笔记本型个人计算机。不用说，本发明也可以应用于设有按键开关装置的电子设备，例如打字机、字处理器等。
在每个较佳实施例中，为了限制键顶2在揿压期间的水平运动，在配合构件10和每个连接件3、4之间设置运动限制机构；然而，运动限制机构也可以设置在键顶2和每个连接件3、4之间。
另外，在每个较佳实施例中，本发明的运动限制机构实现在按键开关装置1中，其中第一连接件3和第二连接件4的上轴可旋转地配合在键顶2的下侧，下轴22可移动地配合在配合构件10的配合槽10A中。其当然可以实现在具有与那些配合关系相反的配合关系的按键开关装置中。
对于一第一连接件3和一第二连接件4被枢转支承成X形的引导件5也可类似地实现本发明。
工业实用性如上所述，根据本发明，不需要通常使用在传统按键开关装置中的橡胶弹簧和复杂的键顶推动机构，并且可以在键顶作业期间以良好的掣接触进行按键作业。可以自由设计掣接触。因此，可以提供能够长期保持键顶的不变揿压特性并实现整个按键开关装置的成本降低的按键开关装置，设有该按键开关装置的键盘和设有该键盘的电子设备。
权利要求
1.一种按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在所述键顶下方的一第一和一第二连接件，在由所述第一和第二连接件引导所述键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，其特征在于，它包括一第一凸轮部分，所述第一凸轮部分形成在所述第一连接件中；一第二凸轮部分，所述第二凸轮部分形成在所述第二连接件中，并且被设置成面对所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，所述悬臂构件从所述第一连接件或所述第二连接件延伸，以支承所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，所述推动构件用于弹性推动所述悬臂构件，其中沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一。
2.如权利要求1所述的按键开关装置，其特征在于，形成有所述悬臂构件的所述第一或第二连接件设有一用于放置所述推动构件的放置部分。
3.如权利要求2所述的按键开关装置，其特征在于，所述推动构件由一扭簧构成，该扭簧包括一接触所述悬臂构件的第一臂和一面对第一臂的第二臂，放置部分包括一用于保持第一臂的第一保持部和用于保持第二臂的第二保持部。
4.如权利要求3所述的按键开关装置，其特征在于，第一保持部可移动地保持第一臂，第二保持部固定保持第二臂。
5.一种按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在所述键顶下方的一第一和一第二连接件，在由所述第一和第二连接件引导所述键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，其特征在于，它包括一第一凸轮部分，所述第一凸轮部分形成在所述第一连接件中；一第二凸轮部分，所述第二凸轮部分形成在所述第二连接件中，并且被设置成面对所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第一悬臂构件，所述第一悬臂构件从所述第一连接件延伸，以支承所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第二悬臂构件，所述第二悬臂构件从所述第二连接件延伸，以支承所述第二凸轮部分；一第一推动构件，所述第一推动构件沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动所述第一悬臂构件；以及一第二推动构件，所述第二推动构件沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动所述第二悬臂构件。
6.如权利要求5所述的按键开关装置，其特征在于，所述第一或第二连接件分别设有用于放置所述推动构件的放置部分。
7.如权利要求6所述的按键开关装置，其特征在于，所述推动构件由一扭簧构成，该扭簧包括一接触所述悬臂构件的第一臂和一面对第一臂的第二臂，放置部分包括一用于保持第一臂的第一保持部和用于保持第二臂的第二保持部。
8.如权利要求7所述的按键开关装置，其特征在于，第一保持部可移动地保持第一臂，第二保持部固定保持第二臂。
9.一种按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在所述键顶下方的一第一和一第二连接件，在由所述第一和第二连接件引导所述键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，其特征在于，它包括一第一凸轮部分，所述第一凸轮部分形成在所述第一连接件中；一第二凸轮部分，所述第二凸轮部分形成在所述第二连接件中，并且被设置成面对所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，所述悬臂构件从所述第一连接件或所述第二连接件延伸，以支承所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，所述推动构件用于弹性推动所述悬臂构件，其中沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一，其中，所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分在接触部分处彼此接触，所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分各自具有的形状可使所述推动构件的推力作用在接触部分上的作用点与反复开关作业相关地移动到所述推动构件的预定的固定点侧。
10.如权利要求9所述的按键开关装置，其特征在于，形成有所述悬臂构件的所述第一或第二连接件设有一用于放置所述推动构件的放置部分。
11.如权利要求10所述的按键开关装置，其特征在于，所述推动构件由一扭簧构成，该扭簧包括一接触所述悬臂构件的第一臂和一面对第一臂的第二臂，放置部分包括一用于保持第一臂的第一保持部和用于保持第二臂的第二保持部。
12.如权利要求11所述的按键开关装置，其特征在于，第一保持部可移动地保持第一臂，第二保持部固定保持第二臂。
13.如权利要求12所述的按键开关装置，其特征在于，由所述悬臂构件支承的凸轮部分之一形成有一平行于第一臂的第一凸轮表面，所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分的另一个凸轮部分形成有一第二凸轮表面，该凸轮表面在平面图中以一个锐角与接触部分中的第一凸轮表面相接触，并且具有一倾斜面；以及一间隙设置在第一凸轮表面和倾斜面之间，该间隙从接触部分朝所述推动构件的固定点侧敞开。
14.一种键盘，其设有如权利要求1、权利要求5或权利要求9所述的至少两个或多个按键开关装置。
15.一种电子设备，其特征在于，它包括一用于输入字母、符号等的键盘，该键盘设有一按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在所述键顶下方的一第一和一第二连接件，在由所述第一和第二连接件引导所述键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，按键开关包括一第一凸轮部分，所述第一凸轮部分形成在所述第一连接件中；一第二凸轮部分，所述第二凸轮部分形成在所述第二连接件中，并且被设置成面对所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，所述悬臂构件从所述第一连接件或所述第二连接件延伸，以支承所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，所述推动构件用于弹性推动所述悬臂构件，其中沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一；显示装置，该显示装置用于显示字母、符号等；以及控制装置，该控制装置基于来自键盘的输入数据使显示装置显示字母、符号等。
16.一种电子设备，其特征在于，它包括一用于输入字母、符号等的键盘，该键盘设有一按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在所述键顶下方的一第一和一第二连接件，在由所述第一和第二连接件引导所述键顶的垂直运动时，该按键开关装置用于进行开关区域的开关，按键开关包括一第一凸轮部分，所述第一凸轮部分形成在所述第一连接件中；一第二凸轮部分，所述第二凸轮部分形成在所述第二连接件中，并且被设置成面对所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第一悬臂构件，所述第一悬臂构件从所述第一连接件延伸，以支承所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的第二悬臂构件，所述第二悬臂构件从所述第二连接件延伸，以支承所述第二凸轮部分；一第一推动构件，所述第一推动构件沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动所述第一悬臂构件；以及一第二推动构件，所述第二推动构件沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向弹性推动所述第二悬臂构件；显示装置，该显示装置用于显示字母、符号等；以及控制装置，该控制装置基于来自键盘的输入数据使显示装置显示字母、符号等。
17.一种电子设备，其特征在于，它包括一用于输入字母、符号等的键盘，该键盘设有一按键开关装置，它包括一键顶和一对可动地设置在所述键顶下方的一第一和一第二连接件，在由所述第一和第二连接件引导所述键顶的垂直运动时，该按键装置用于进行开关区域的开关，按键开关包括一第一凸轮部分，所述第一凸轮部分形成在所述第一连接件中；一第二凸轮部分，所述第二凸轮部分形成在所述第二连接件中，并且被设置成面对所述第一凸轮部分；一呈悬臂梁状的悬臂构件，所述悬臂构件从所述第一连接件或所述第二连接件延伸，以支承所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分中的至少一个；以及一推动构件，所述推动构件用于弹性推动所述悬臂构件，其中沿着使所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分彼此接触的方向形成凸轮部分之一，其中，所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分在接触部分处彼此接触，所述第一凸轮部分和所述第二凸轮部分各自具有的形状可使所述推动构件的推力作用在接触部分上的作用点与反复开关作业相关地移动到所述推动构件的预定的固定点侧；显示装置，该显示装置用于显示字母、符号等；以及控制装置，该控制装置基于来自键盘的输入数据使显示装置显示字母、符号等。
全文摘要
一种按键开关装置，其中，一第二连接件(4)的第二凸轮部分(24B)支承在一悬臂构件(32)上，该悬臂构件以悬臂梁形式从第二连接件(4)延伸，一扭簧(33)沿着允许第一连接件(3)的第一凸轮部分(24A)相互邻接在第二凸轮部分(24B)上的方向推压悬臂构件(32)，一凸轮表面(24A)形成在第二凸轮部分(24B)上，在平面图中以一个锐角邻接在第二凸轮部分(24B)的凸轮表面(25A)的线状和点状接触部分上并具有一倾斜面(60)的一凸轮表面(25A)形成在第一凸轮部分(24A)上，从接触部分形成到扭簧(33)的固定点(64)的一间隙(63)设置在第二凸轮部分(24B)的凸轮表面(25A)与倾斜面(60)之间。
文档编号G06F1/16GK1473340SQ01818429
公开日2004年2月4日 申请日期2001年9月4日 优先权日2000年9月5日
发明者佐藤博文, 望月勋 申请人:兄弟工业株式会社