JPH0480487B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、キーの作動によりキーボード内のこ
のキーに対応する電気接点を作動させるキーボー
ドに関する。この種のキーボードを以下接点型キ
ーボードと呼ぶ。接点型キーボードは複数個のモ
ジユラーキーと、モジユラーキーを受入れるため
の同数の開口を具備した支持パネルとから成る。

この種のキーボードは既知であつて、既知の接
点型キーボードにおいては、支持パネルの開口内
へ挿入してしまつたのちのモジユラーキーはネジ
にて支持パネルに固着した第２パネルによりその
位置に保持されるようになつている。このため、
キーボードを組立てたとき、モジユラーキーは２
つのパネル間に捕獲され、キーのアクチユエータ
のみが支持パネルの開口から突出している。

この既知のキーボードは小型であるという利点
を有するが、個々のモジユラーキーを簡単には取
外せないという欠点を有する。即ち、１つのモジ
ユラーキーを取外す場合でさえもキーボード全体
を解体せねばならない。つまり、第２パネルを支
持パネルから取外し、キーを取換え、第２パネル
を再び支持パネルに固着せねばならない。

本発明の目的は小型で安価で信頼性があり、し
かも例えば他のモジユラーキーとの交換のために
個々のモジユラーキーを簡単に支持パネルから取
外すことのできるキーボードを提供することであ
る。

１形態によれば、本発明による接点型キーボー
ドは複数個のモジユラーキーと、それぞれのモジ
ユラーキーを受入れるためキーと同数の開口を具
備した支持パネルとから成り、特徴とするところ
は、少なくとも１個のモジユラーキーが弾性手段
を有し、該弾性手段が、該キーが支持パネルの開
口内に位置しているときに弾性手段が支持パネル
と共働してそのキーを該位置に保持するような第
１位置から、該キーが支持パネルの開口から離れ
るような第２位置へ変形できるようになつている
ことである。

本発明の目的は、更にモジユラーキーの交換に
は電気接点の格別な分離・接続作業を要さず、こ
れらはモジユラーキーの取外し取付けにより自動
的に操作可能となされキーを押したときの電気的
な接触がキーの所定の変位後に確実かつ正確に生
じるようなキーボードを提供することである。

他の形態によれば、本発明の接点型キーボード
は、電気回路の複数対の導体を含み、各対が同数
の可動アクチユエータの１つと関連しており、特
徴とするところは、各アクチユエータとこれに対
応する対の導体との間に弾性手段を設け、この弾
性手段が実質上一定の弾性係数を有するバネと関
連するドーム状バネから成つている。

第１図を参照すると、キーボード１０は実質上
不等辺八角形状の複数個の開口１２（第３図）を
有する金属製の支持パネル１１から成る。キー１
５は各開口１２内に収容してあり、従つてキーボ
ード１０を組立てたときにはパネル１１の開口１
２の位置が個々のキー１５の位置を決定する。

キー１５を支持パネル１１へ装着する方法を以
下詳説する。絶縁材料の第２パネル１６を支持パ
ネル１１の下方でこのパネルに平行にこのパネル
１１に固着する（第１図）。パネル１６はその外
表面に印刷回路１７及びこれに関連する電子素子
１８を担持して回路板を形成し、一方パネル１６
の内表面に複数対の導体２０，２１（第３図）を
担持している。各対の導体２０，２１は２つの端
子２２，２３を有し、これらの端子は互に取巻き
あうらせんの形をしており、対応する開口１２の
下方に位置していて、後述するように対応するモ
ジユラーキー１５を作動させたときに短絡するよ
うになつている。２つのパネル１１，１６はプラ
スチツクのスペーサ部材２６を介挿してネジ２５
にて相互固着してある。スペーサ部材は、キーを
支持パネル１１（第３，５図）に装着してしまつ
たのちに２つの隣接するキー１５間に容易に位置
できるような形をしている。

各モジユラーキー１５は、開口１２内へ挿通さ
れる下方の基部３１を有するプラスチツク材料の
本体部分３０（第３，４図）と、中央軸３４（第
６，７図）の両端に位置した２つの垂直な中空の
ガイド部分３２，３３と、これらのガイド部分３
２，３３に関して90°の角度で整合した２つの係
止素子３６，３７（第３，４図）とから成る。

基部３１はパネルの上面と共働する水平肩部５
０と、基部３１の両側に位置し、歯部分５４，５
５によりパネル１１の底面と共働する２つの垂直
な弾性舌片部５１，５２とを具備する。

軸３４の方向に可動なアクチユエータ４０（第
３，６，７図）は２つの横方向の円筒部４１，４
２を有し、また２つの側部アーム４３をも有し、
円筒部４１，４２はガイド３２，３３内に位置
し、アーム４３は係止素子３６，３７の２つのグ
ループ４５（第４図）に収容されている。アクチ
ユエータ４０は中央のキヤビテイ４６（第６，７
図）を有し、このキヤビテイ内には実質上一定の
弾性係数を有する金属コイルバネ４８が位置す
る。バネ４８は、アクチユエータ４０に軽い荷重
が作用したときのアクチユエータの不当な運動を
防止するため、２〜３グラムの所定荷重で予め圧
縮しておく。アクチユエータ４０（第３図）の上
方部分には２つの開口６０を設け、開口６０に嵌
入できるようにキヤツプ６２に脚部６１（第６
図）を設ける。キヤツプ６２の頂部にはキーに関
連する文字、記号等を識別するサインが印刷して
ある（第３図）。

実質上円柱形の打撃素子６３（第６，７図）は
本体部分３０の孔６４内で中央軸３４の方向に可
動であり、この素子の上部はコイルバネ４８と共
働する。打撃素子６３の下部は弾性ゴム素子６５
に係合している。素子６５は十字形状に位置した
４つの半径方向のアーム６６（第３図）により支
持されたドーム状の中央部分を有する。各アーム
６６はキー１５の本体部分３０と一体に形成した
ピン部分６８を収容する開口６７を具備する。

各ドーム状の中央部分の下面に固定した導電性
ゴムの円板状ペレツト部材６９即ち可動接点（第
６，７図）は、対応するキー１５を作動させたと
きに下方にある電気端子２２，２３を短絡して対
応する電気信号を発する。

上述のキーボードの組立ては次のとおりであ
る。

まず、垂直中空空ガイド３２，３３に収容された
アクチユエータ４０の横方向円筒部４１，４２及
び側部アーム４３が係止素子３６，３７のキヤビ
テイ４５内に位置するようにアクチユエータ４０
を本体部分３０に取付けることにより各モジユラ
ーキー１５を個々に組立てる。次いで、孔６４を
通して下方からコイルバネ４８及び打撃素子６３
を挿入する。次いで、キー本体部分３０のピン部
分６８を４つのアーム６６の対応する開口６７に
嵌入するように注意しながら弾性ゴム素子、即ち
スプリング６５を適所に取付ける。最後に、アク
チユエータ４０の開口６０へ脚部６１を挿入する
ことによりキヤツプ６２を取付ける。

このようにしてキーを組立てたら、キーを上方
から支持パネル１１の開口１２内へ挿入する。こ
の間、２つの弾性舌片部５１，５２が本体部分３
０の内方へ変形し、このため歯部分５４，５５は
開口１２を通ることができ、パネル１１（第４
図）の下方の適所へ動くことができる。この位置
においては、水平肩部５０はパネル１１の下面に
接合している。

次いで、組立て後のキー１５の基部３１の間に
スペーサ部材２６を位置決めし、第２パネル１６
を支持パネル１１に平行に位置決めしてこれらの
パネル１１，１６をネジ２５で一緒に固着する。

２つのパネル１１，１６が組立て状態にあると
きに、個々のキー１５を開口１２から簡単に取外
すことができる。キーを取外すためには、本体部
分３０の２つの可撓性舌片部５１，５２を本体部
分の内方へ屈曲させて支持パネル１１から引離
し、キーを上方へ持上げればよい。このような構
成のため、キーを押す力は金属製とすることが可
能な支持パネル１１が支え、印刷回路１７を配置
したパネル１６にはこの力が作用しないという利
点が得られる。

各キーの作動モードは次のとおりである。

休止位置において、ドーム状のゴム素子６５及
びコイルバネ４８がアクチユエータ４０を上方に
変位した位置（第６図）に保持している。導電性
ゴムのペレツト部材６９は下方の端子２２，２３
からから離れており、従つてこれらの端子は開状
態にある。

バネ４８，６５により構成された弾性系の挙動
を説明する前に、これら各バネの挙動を簡単に説
明しておく。

コイルバネ４８の変形は、キーの押圧及び解放
によりキーに作用する荷重に正比例する。バネ４
８は一定の弾性係数を有する。第８図は、荷重
（力）Ｆに対するバネ４８の変形量Ｓを示し、グ
ラフは直線となる。一方、ドーム状弾性素子６５
の力に対する変形量の関係を第９図に示す。第９
図のグラフにおいては、第１曲線部分０−Ａでは
力の増加に伴ない変形量も増大し、この増大はド
ーム状素子の急激な降伏点に相当する変位量S₁ま
で続く。第２曲線部分Ａ−Ｂでは、ドーム状素子
の降伏のため変位量が増加しても力は減少する。
この現象は、ペレツト部材６９が下方のパネル表
面１６に接触する時点に相当する変位量S₂まで続
く。第３の部分Ｂ−Ｃでは、ドーム状素子は変形
の終端部に来ているから、力が増加しても変形量
は変化しない。ドーム状素子６５に対する作用力
を漸減していくとドーム状素子は曲線Ｃ−Ｂ−Ｄ
−Ｏを通つて元へ戻るが、エネルギ損失のため、
先の曲線Ｏ−Ａ−Ｂ−Ｃとは同じにならない。

バネ４８及び弾性素子４５により構成された弾
性系の挙動特性は第１０図のグラフに示す。垂直
曲線Ｏ−Ｅはバネ４８に対する予めの負荷により
生じる。曲線Ｅ−Ｆは変形量S₃に達するまでのバ
ネ４８，６５の総合変位を示す。この位置で、ド
ーム状素子６５が急激な降伏をするため、グラフ
は急激に下る。このような降伏は力の減少（Ｆ−
Ｇ）に対応するバネ４８の伸びを許容する。点Ｇ
においては、ドーム状素子のペレツト部材６９が
端子２２，２３に急激に接触し、端子２２，２３
同志を通電させ、もつて既知の方法で電気信号が
発生する。曲線Ｇ−Ｈにおいては、ドーム状素子
６５は変形の終端位置に達しているから、力を増
加させてもバネ４８のみが変形する。この現象は
アクチユエータがストツプ（第７図）により機械
的に停止する変形量S₄まで続く。弾性系に対する
力を徐々に解放すると、曲線Ｈ−Ｉに沿つて戻り
が生じ、この間バネ４８が徐々に伸びて変位量S₅
まで達する。地点Ｉに達したとき、ドーム状素子
６５の反作用がバネ４８の力に打勝つてバネ４８
を圧縮させる（曲線Ｉ−Ｌ）。このとき、ペレツ
ト部材６９が端子２２，２３から急激に離れる。
戻り曲線Ｌ−Ｅ−Ｏは最初の負荷曲線と同じであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る接点型キーボードの断面
側面図。第２図は第１図のキーボードの分解部品
の側面図。第３図は第１図のキーボードの平面
図。第４図は第３図の４−４線における断面図。
第５図及び第６図は第３図のそれぞれ５−５線、
６−６線における断面図。第７図は作動位置にお
ける第６図のキーを示す図。第８図ないし第１０
図は本発明のキーボードについての弾性系の挙動
を説明するための力−変位曲線である。 １０：キーボード、１１：支持パネル、１２：
開口、１５：キー、１６：第２パネル、４８：バ
ネ、６５：ドーム状素子、５１，５２：舌片部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パネルと、接点型モジユラーキーとを含むキ
   ーボードで、 モジユラーキーの各々は、アクチユエータ４
   ０、中央本体部分３０、アクチユエータにより一
   対の電気端子に向け又それから離れる方向に動か
   される可動接点６９を有し、前記中央本体部分は
   前記パネル１１の開口１２に挿入可能な基部３
   １、前記パネルの上面に係合可能な肩部５０、前
   記パネルの下方部に弾性的に係合するための固定
   歯５４，５５を有し、 前記モジユラーキーは更に可動接点６９を担持
   するドーム状部分を持つた弾性ゴムのドーム型の
   スプリング６５を有するものであるキーボードに
   於いて、 前記キーボードは複数の開口に取り外し可能に
   取り付けた複数のモジユラーキーと、前記上方の
   パネルに面する回路板１６と、前記回路板に印刷
   された電気回路１７とを含み、前記電気回路は前
   記複数の開口の夫れ夫れと整合する複数の前記の
   対の端子２２，２３を画定し、 前記本体部は更にそれから垂下する複数のピン
   ６８を有し、前記ドーム型スプリングは更にピン
   を収容する開孔を設けた複数の突起を有する部分
   を有し、前記突起を有する部分は前記の横断方向
   の肩部５０と前記パネル１１の上面との協働で中
   央本体部分の影響下に印刷回路板に接しているこ
   とを特徴とするキーボード。 ２ 前記第１項のキーボードに於いて、 前記中央本体部分から４本のピンが垂下し、ド
   ーム型部分が可動接点６９を画定する導電性素子
   を担持し、前記突起を有する部分は十字形に配置
   された４個の定着アームと、前記アームの先端部
   に於ける４個の対応する開孔突起を備え、４本の
   ピンの各々が開孔突起の夫れ夫れの孔に係合可能
   であるキーボード。 ３ 前記第１又は第２項のキーボードに於いて、
   更に前記可動接点の作動のために前記アクチユエ
   ータに接続されたコイルバネ４８を含み、前記ア
   クチユエータにより案内され前記ドーム型部分６
   ５にコイルバネを相互に接続する打撃素子６３を
   特徴とするキーボード。 ４ 前記第３項のキーボードに於いて、 中央本体部分が中央孔６４を有し、打撃素子が
   前記中央孔により案内されることを特徴とするキ
   ーボード。 ５ 前記第１項乃至第４項の何れか一項におい
   て、前記中央本体部分が前記アクチユエータのス
   トロークを抑止する係止素子を含み、前記アクチ
   ユエータが前記係止素子により抑止されるときに
   前記パネルが押圧力を負担するようになつている
   ことを特徴とするキーボード。 ６ 前記第１項乃至第５項の何れか一項におい
   て、縦方向の弾性舌片部の可撓性部分が前記横方
   向の肩部から延びる舌片部の上方部分を含むこと
   を特徴とするキーボード。 ７ 前記第１項乃至第６項の何れか一項におい
   て、前記中央本体部分が実質的に方形の部分を有
   し、前記方形の部分の対角線の両側に配置された
   二つの縦方向の中空円筒形案内部分３２，３３を
   画定し、前記アクチユエータが前記円筒形案内部
   分に案内される二つの側方部分４１，４２を有す
   ることを特徴とするキーボード。