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キーボードの構造(キースイッチ)

キーボードには構造の違いによってタイプがあります。その構造はキースイッチと呼ばれますが、「メンブレン式、パンタグラフ式、メカニカル式、ギアドライブ式」などがあります。

メンブレン式

安価なキーボードのほとんどは、簡易的な構造で大量生産しやすい「メンブレン式」です。 メンブレン式は、回路の張りめぐらされたフィルムを重ね合わせ、すべてのキーを1シートでカバーした構造です。他のタイプのキーボードと比べると、液体こぼし等の汚れには強い傾向にあります。

キーを押し戻す機構としてラバードーム(シリコンキャップ)を採用しているので、キーボード全体を撫で回すとグニャリとした手触りです。キーを押し戻す弾力はラバードームによるものなので、キー中央で押下しないと認識があまくなりがちです。キーの支持はラバードームのみなので、どの製品でも軽快さは期待できないでしょう。また、ラバードームが劣化するとキーを戻す力が弱くなります。

メンブレン式キーボードを分解
基本的にメンブレン式は、複数パターンの2層~3層フィルムで構成されています。(基本的には3層)。キーを押すと上の層が下の層に触れ、電流が流れます。

パンタグラフ式

パンタグラフ式はノートパソコンでよく採用される構造。パンタグラフの「支持構造」を持たせることでムラなく力が伝わり、しっかりした打ち心地があります。端っこを押しても安定して入力ができます。薄型キーボードの設計が可能で、しっかりキー・ストロークを確保できます。(ただし、キーストロークは浅い)。もちろん、デスクトップ用でも薄型キーボードであればパンタグラフ式が採用され、比較的低価格で購入できます。

パンタグラフ式のキー分解
キーを押し戻す機構では、メンブレン式と同じくラバードームを採用しています。ラバードームの周りにパンタグラフが付いており、支持構造になっています。メンブレン式と違ってパンタグラフ部品があるので、一度外すとツメが折れたりして、二度と戻せなくなる場合があります。ノートパソコンでは解体をして掃除するのはやめましょう。パンタグラフ式キーボードを使っているなら、普段からカバーを掛けるなど埃対策したほうが良さそうです。

ノートパソコンの替えキーボードを
パンタグラフ式は支持構造以外のところでは、メンブレン式とほとんど同じです。

メカニカル式 (接点接触型と静電容量無接点型)

メカニカル式には「接点接触型」と「静電容量無接点型」があります。メンブレン式はグニャッとした押し込み感ですが、これらのメカニカル式ではスプリングが採用されており、確実な底打ち感が得られます。なお、一般的にメカニカル式 というと接点接触型を指すようです。

接点接触型

接点接触型は、金属のバネスプリングを組み込んであるため反発力があり、ストンストンと心地良い独自のタッチ感があります。また、重量では他のタイプのキーボードよりも比較的重めです。メンブレン式のような廉価構造では1シートですべてのキーをカバーしていますが、メカニカル式(接点接触型)では1キーに1つのスイッチを持ちます。個々にスイッチを持つ構造から製造コストがかかっており、耐久性に優れた高級キーボードです。

ほとんどの製品はスチールを内蔵しており、フレームの歪み(キーボードのたわみ)がありません。そのためキーボード製品としては重量級となります。

Cherry製(現在・ZF Electronics製)MXスイッチ

一般的にメカニカル式 というと接点接触型のスイッチを指しますが、その代表といわれるのがドイツのCherry製MXスイッチです。(現在・ZF Electronics製)・MXスイッチでは、スプリングの硬さやスイッチ形状にバリエーションが有り、種類には「茶軸、黒軸、白軸、青軸、赤軸」があります。

種類 画像 軸の押上圧 スイッチ感(クリック感) 押し下げ圧
青軸
最も軽い 茶軸に明確なスイッチ感を加えた感じ。カチッ・カチッという打鍵音が特徴で、打ち手には心地よい音だが、他人には騒音。 最も軽く、反発も少ない。
茶軸 やや軽い カチッと青軸よりも軽めのスイッチ感。 軽く、反発も少ない。
白軸 - 茶軸よりも重め スイッチ感は軽め。※採用している製品は少ない。
黒軸
重い カチッ・カチッというスイッチ感はない。キーがスコンと落ちる手応え。 押し込むほどに重くなっていく特性。
赤軸
やや重い スイッチ感はない。キーがスコンと落ちる手応え。黒軸がベースとなっており、黒軸よりも押上圧を軽くしてある。 押し込むほどに重くなっていく特性。黒軸よりも手応えを軽めにしてある。

静電容量無接点型

接点接触型と同じく、1キーに1つのスイッチを持ちます。メンブレンやパンタグラフでも使われているラバードームを採用していますが、その内部に円錐型のスプリングが入っているので、ストンストンと心地良い独自のタッチ感があります。

接点接触型と異なり、非接触の静電容量スイッチを採用しているので、摩擦のリスクがなくスイッチ寿命が長いです。 高速入力に最適であり、金融機関や証券会社のようなプロ用途の現場で採用されています。

ギアドライブ式

四辺にギアを配置しているので、キーのどこを押しても同じタッチ感が得られる構造のキーボードです。(当方では未確認)

磁気浮遊式(MagLev)

MagLev(Magnetic Levitation)とは磁気浮遊とか磁気浮上という意味で、磁力でキートップを浮かせる構造により薄型化を実現しています。従来のパンタグラフ式、メンブレン式、メカニカル式とはまったく別の機構。 技術としてはリニア・モーターカーで知られており、キーボード用では2014年に発表。

2018年9月、DELLノート製品のXPS 15 2in1(9575)をレビューしたとき、「世界初の磁気浮遊式(MagLev)キーボードを採用」と言っていたので、この頃に市場へ流通されたと思われます。DELLサイト(2018年時点)によれば「標準キーボードよりも 24%薄い」と言います。

磁気浮遊式(MagLev)磁気浮遊式(MagLev)キーボードを搭載したXPS 15 2in1(9575)。キーストロークは浅く、プチプチした打鍵感でパンタグラフとは全く違った印象。

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DELLは、「顧客満足度調査 2019-2020年 ノートPC部門2年連続1位」  ※出典-日経コンピュータ 2019年8月22日号 顧客満足度調査より

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