JPH0218524B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はキーボードに係り、特に計算器等に使
用するキーボードの構造に関する。

計算器のような電子装置のためのキーボードに
は種々のスイツチ素子が使用されており、より安
く、より信頼性があり、より使いやすいように改
良されてきた。従来使用されている１つの型式の
スイツチング素子としては、球状セグメントの形
に形成された金属円板を含む金属スナツプ円板が
ある。円板の中心部に力が加わると、その円板は
反撥力を増大させながら変形する。そしてある点
に達すると円板により与えられる反撥力は急激に
減少し大きく変形する。その結果使用者に“スナ
ツプ”感覚が与えられる。円板のこの動作は油缶
又は頑具の“クリケツト”動作にたとえられてい
る。

スナツプ円板がキーボード・スイツチ素子とし
て使用されている従来例としては、1972年８月15
日付で許可された米国特許第3684842号および
1976年６月29日付で許可された米国特許第
3967084号がある。前述特許において、プリント
回路板のような基板が複数個の円板を支持するた
めに与えられ、そして複数個の導体がそれら円板
との接点を作るために基板上に与えられる。通
常、導体は、円板が２個の導体間にブリツジ構成
のスイッチ接点を形成するように配列される。ス
ナツプ円板をスイツチ素子として使用する欠点の
１つは、キーボードを組立てるとき、１回に１個
しか基板上に円板を置けないことである。この方
法は時間がかかり、誤りが起りがちでしかも組立
費用が高いと云う欠点を持つ。かかる問題を解決
するための対策は今迄にも種々提案されてきた。
かかる提案の１例は単一シート状物質中に複数個
の円板を形成することであり、これは1971年６月
29日付で許可された米国特許第3590195号および
1972年２月15日付で許可された、米国特許第
3643041号（特公昭54年第23211号）に述べられて
いる。別の提案は単体のシート状物質から円板を
形成し、そして、その材料の幾らかを除去しそし
て平行なストリツプ材によつて結合された円板を
残すようにすることである。これは1976年４月20
日付で許可された米国特許第3952174号に述べら
れている。

組立て速度を改善する如上の方法は、円板によ
つて与えられるスナツプ触感又は触覚応答を減少
させる。この減少は、円板がそれを取り囲んでい
る材料により拘束されるために生じる。更に、こ
うした円板はその円板の頂部に直接配置されてい
るプランジヤ型キーにより直接付勢される。かか
るキーが作動される場合、キーの走行距離は比較
的短かく、そしてその感触は比較的荒々しい。更
に、単体のシート状物質に形成された円板をもつ
型式のキーボードに対する工具の費用はかなり高
いのが普通である。

本発明の実施例によると、キーボードはスナツ
プ円板形のスイツチング素子を有し、この円板は
ドーム形の中央部分と周辺台座部分とを有する。
各円板は、１対のタブによつて単体の帯板すなわ
ちストラツプに結合されそしてそのストラツプに
おける孔および噛み合い位置決めピンによつて支
持用基板に接触配置され且つ所定に位置に固定さ
れる。その円板上には弾性材料からなるシートが
置かれ、そして蝶番状に取付けられたキーがその
弾性シートを介してその円板に作用する。

ストラツプの使用はキーボードの組立における
自動組立機械の使用を容易にし、そして単体スト
ラツプのみを用いることにより、ストラツプによ
る触覚応答の減少が低下される。円板の台座部分
は円板の周辺近くでドームに折り目を作ることに
よつて形成され、そしてこの台座部分はキーの走
行距離と円板によつて与えられる触覚応答との両
方を増大させる。さらにキーの走行距離は弾性シ
ートの使用によつても増大される。そして弾性シ
ートは金属スナツプ円板の触知感覚の荒々しさを
減少させる。

以下図面を用いて本発明を説明する。

第１図は周知の電子式計算器の平面図である。
図示されている電子式計算器１０は頂部ケース１
１を有し、そのケースには表示部１２およびキー
ボード１４が設けられている。キーボード１４に
は、頂部ケース１１における開口部２６を通して
突き出している複数のキー１６が与えられる。

第２図は本発明によるキーボードを構成する各
部の分解斜視図で、頂部ケース１１、１つのキー
１６、弾性シート１８、帯状スナツプ円板２０、
そしてプリント回路板２２とを詳細に示してい
る。第３Ａ図および第３Ｂ図は第１図における線
３−３に沿つた本発明のキーボードの断面図であ
り、第３Ａ図は静止状態、第３Ｂ図は押圧状態を
示している。キー１６は頂部ケース１１における
開口部２６を通して突き出たキー頂部２４を持つ
ている。更に、キーは頂部ケース１１のジヤーナ
ル部分３０によつて保有され且つそこで回動する
ヒンジ部分２８を有している。

第２、第３Ａおよび第３Ｂ図において各開口部
２６の周囲には骨組みすなわちフレーム３２があ
り、弾性シート１８およびプリント回路板２２に
対する支持表面を与えると同時に、各スナツプ円
板３４がそこに位置される凹部３５を与えてい
る。頂部ケース１１には複数の位置決めピン３６
が取付けられる。好ましくは、凹部３５の各角部
に１個の位置決めピンが配置され、各スナツプ円
板の周囲に４個の位置決めピンが配置される。

弾性シート１８は例えばネオプレンで作られる
が、シリコーンゴムのような他の弾性材料で作ら
れても良い。弾性シート１８の目的は、そのシー
トの圧縮性により付加的なキーの走行距離を与
え、また使用者に対して与えられる触知感覚が弾
性シートなしでの場合のように荒々しくならない
ようにスナツプ円板のスナツプ動作を緩和するこ
とである。弾性シート１８には位置決めピン３６
と整合する複数の孔３８が形成されていて、弾性
シート１８がフレーム３２の表面に載るのを可能
にしている。

更に、複数個のスナツプ円板３４を連結した各
帯状スナツプ円板２０は１列の複数個の位置決め
ピン３６と係合するための複数の孔４０を持つて
いて、キー１６およびプリント回路板２２と適正
な関係において各スナツプ円板３４を位置決めす
る。第４図は本発明によるキーボードの一部組立
平面図であり、頂部ケース１１の位置決めピン３
６により弾性シート１８と複数個の帯状スナツプ
円板２０とを組立てた場合を示している。

第５図は本発明によるキーボードにて使用する
プリント回路板の平面図である。プリント回路板
２２は位置決めピン３６と整合する複数の孔４２
およびその上に形成された環状導体４４を持つて
いる。以下に詳細に記述するように、各環状導体
４４はスナツプ円板３４の台座部分を支持し且つ
それとの電気的接点を作つている。スナツプ円板
３４は列状に一緒に接続されているので、環状導
体を列状に一緒に接続され、電子回路（示されて
いない）へのキーボードの接続を容易にしてい
る。更に、各環状導体４４の中央部に中央導体４
６が形成される。各中央導体４６はメツキされた
貫通孔（スルーホール）４８を持ち、中央導体４
６はプリント回路板２２の底部における幾つかの
縦列導体５０のうちの１つに電気的に接続する
（環状導体４４を結ぶ導体４７と導体５０とは直
交するように配置される。）。こうした縦列導体
は、また電子回路に対するキーボードの接続を容
易にしている。

第６図は本発明によるキーボードにて使用する
帯状スナツプ円板の平面図、第７図は本発明によ
るキーボードにて使用する各スナツプ円板の断面
図である。両図において、各スナツプ円板３４は
中央のドーム形部分５２と周辺台座部分５４とを
持つている。台座部分５４は円板３４の周辺部に
折り目５６を付けることによつて形成され、その
台座部分は中央のドーム形部分５２の外面に対す
る接線と、その折り目部分において鋭角を形成す
る。台座部分５４の環状表面積は中央のドーム形
部分５２の表面積に比較して比較的小さく、そし
て円錐の断面形状にほぼ近い。

スナツプ円板３４の台座部分５４は、中央導体
４６上のスナツプ円板３４の中心部の高さを減少
させることなく、実際には僅かばかりそれを増加
させ、実際にスナツプする円板部分の有効直径を
減少させないで改良されたスナツプ動作を与え
る。

さらに、台座部分５４はドーム形部分５２をバ
イアスする（支持する）ように動作するので、円
板は押圧力がそれから除去された後に常時完全に
静止状態に復帰する。すなわち押圧力が除去され
たときにでも時々は復帰することのなかつた従来
のスナツプ円板が遭遇した欠点を除去している。
中央のドーム形部分５２の直径はそのドームによ
り作り出されるスナツプすなわち触知感覚の量を
決定する最も重要な寸法であることが経験的に判
明している。触知感覚は、ドーム形部分５２の直
径を一定に保つことにより各円板間で一定にする
ことが可能である。スナツプ円板３４が置かれる
表面からの折り目５６の高さは厳密に規定する必
要はないけれども、各キーの走行距離を一定に保
つためにその高さを一定に維持することが望まし
い。

第６図に示されるように、各スナツプ円板３４
は１対のタブ６０によつてストラツプ５８に結合
される。各スナツプ円板３４をストラツプ５８に
取付けるには１つのタブでも十分ではあるが、自
動組立機械による取扱い中にその円板がよじれる
のを阻止するには２つのタブを使用することが望
ましい。孔４０は各円板３４間に位置されてい
る。帯状スナツプ円板２０は帯体片の材料から順
送りダイスを用いて形成される。すなわち、まず
孔４０を形成し、その材料を円板３４の周囲から
除去し、それからその円板３４をドーム形にしそ
して折り目を形成する。実施例において、円板３
４は302ステンレス鋼から形成されているが、300
シリーズ・ステンレス鋼でも良い。実施例におい
て使用される材料は厚さ３ミルであつて、その硬
さは降伏強さは200000psiをもつものである。各
円板の直径は約8.9ミリであつて中央のドーム形
部分の直径は約8.3ミリである。

再び第３Ａおよび第３Ｂ図において、キー１６
は、使用者の指からの力をスナツプ円板３４のド
ーム形部分の中心に印加する印加ピン６２を持つ
ている。ピン６２がスナツプ円板３４上の弾性シ
ート１８と接触する位置において、ピン６２の断
面は円筒状でそして底面は平坦である。一層良好
な触覚応答は、そのピン直径がスナツプ円板３４
の直径と比較して比較的小さいときに達成される
ことが判明した。前述の引用文献において開示さ
れているプランジヤ型キーよりはむしろ蝶番型キ
ーをここで例示した如く用いることの方が有利で
ある。第３Ｂ図は、押圧力Ｆがキーに加えられた
ときにおけるキーの位置とスナツプ円板の形状を
示している。

キーボードを組立てる場合、構成要素は第２図
に示した順序で頂部ケース１１内に置かれる。す
べての構成要素が位置決めピン３６により配置さ
れた後、その組立体は、位置決めピン３６を熱か
しめしてピン３６上に頭部６４を形成することに
より一諸に固定される。この固定方法はプリント
回路板２２に対向してスナツプ円板３４を確実に
保持し、各円板３４の台座部分５４は環状導体４
４と電気的に確実に接触する。別な固定方法とし
ては、自己接着性のマイラテープをスナツプ円板
３４とプリント回路板２２に適用して、これら２
つの部分を一諸に保持する方法がある。要する
に、この組立体は弾性シート１８と共に、例えば
ねじ又は熱かしめ等によつて頂部ケース１１に締
め付けられる。そしてフレーム３２に対して固定
されたプリント回路板２２、帯状スナツプ円板２
０および弾性シート１８の組立体は、キー１６を
ジヤーナル部分３０において固定する働らきをす
る。なお、絶縁を確実にするために弾性シート１
８とキー１６間に絶縁シートを挿入してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は周知の電子式計算器の平面図、第２図
は本発明によるキーボードを構成する各部の分解
斜視図、第３Ａ図および第３Ｂ図は第１図におけ
る線３−３に沿つた場合の本発明におけるキーボ
ードの断面図、第４図は本発明によるキーボード
の一部組立平面図、第５図は本発明によるキーボ
ードにて使用するプリント回路板の平面図、第６
図は本発明によるキーボードにて使用する帯状ス
ナツプ円板の平面図、第７図は本発明によるキー
ボードにて使用するスナツプ円板の断面図であ
る。 １０：電子式計算器、１１：頂部ケース、１
２：表示部、１４：キーボード、１６：キー、１
８：弾性シート、２０：帯状スナツプ円板、２
２：プリント回路板、３４：スナツプ円板、４
４：環状導体、４６：中央導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面上に複数個の第１導体および複数個の第
   ２導体を有する絶縁基板と、中央ドーム形部分と
   周辺台座部分とを有し、前記中央ドーム形部分は
   前記第１導体とある間隔を離して対向配置され、
   前記周辺台座部分は前記中央ドーム形部分の外面
   に対する接線に対して鋭角を有するように折り目
   を持つて形成されると共に、前記第２導体に接触
   配置されて前記中央ドーム形部分を支持する金属
   円板を含み、前記金属円板の複数個をタブによつ
   て列状に連結してなる帯状金属円板と、前記帯状
   金属円板に接触配置された弾性シートと、前記弾
   性シートを介して前記金属円板に対向配置された
   複数個のキーとより成るキーボード。 ２ 前記周辺台座部分の断面は円錐形をなしてい
   る特許請求の範囲第１項記載のキーボード。 ３ 前記第１導体は前記絶縁基板上に形成された
   導電性パツドでスルーホールを形成しており、こ
   れは前記絶縁基板の裏面の縦列導体に接続され、
   前記第２導体は前記第１導体を取り囲んだ環状導
   体でありその直径は前記周辺台座部分の直径にほ
   ぼ対応しており且つ列状に連結され、前記連結さ
   れた環状導体と前記縦列導体とは直交するように
   配置されている特許請求の範囲第１項記載のキー
   ボード。