JPH07109739B2

JPH07109739B2 - ゴム・キ−ボ−ド

Info

Publication number: JPH07109739B2
Application number: JP62146160A
Authority: JP
Inventors: ロイ・エル・チャーチ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPS62291826A; US4764770A; GB2191446B; GB8713482D0; GB2191446A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はゴム・キーボードに係り、特にこのゴム・キー
の運動についてぐらつきのない安定化されたモールド・
ゴム・キーボードに関する。

（従来の技術とその問題点）従来の押しボタン・キーは、フレーム内に別々に装着さ
れた個々の押しボタン部材で構成されていたが、さらに
安価なキーボード構造を与えるために、モールドされた
ゴム・キーボードとその下方の印刷回路基板（以下これ
をPC板という）とを組み合わせて用いられてきた。な
お、本明細書および特許請求の範囲において用いられる
“ゴム”という用語は、合成ゴムおよび天然ゴムだけで
なく、他のエラストマー材料も指すものである。

モールドされたゴム・キーボードは通常、上方に突き出
ているゴム・キーと一体になつたゴム・シートを含む。
そして各ゴム・キーはゴム・シートの凹部上に配置さ
れ、その下端はシートの真下にあるPC板上のスイッチ・
コンタクトを閉成する導電性ゴム部材のような手段を含
む。ここで前記の凹部は、特定のキーが押されたときを
除いて、PC板上の導電性ゴム部材を区切るように働くダ
イヤフラムとなる。

これらの利点にもかかわらず、上記のモールドされたキ
ー・ボードはいくつかの欠点があつた。その主たる欠点
は、ゴム・キーが押し下げられるときにぐらぐらしがち
だということである。このぐらつきは実際にキーの電気
的機能には影響しないけれども、ユーザーの感じ方や態
度に影響する。すなわち、ユーザーはキーがぐらつくと
いうことだけで、このキーボードを含む全体の装置（例
えば卓上型電子計算器）が精度を欠くもの、あるいは品
質が劣るものと判断しがちである。また、ぐらつきがあ
れば、ユーザーはスイッチの接触がなされたということ
を確認することが困難である。

この問題を解決するために今まで種々の試みがなされ
た。例えば、ガイド・ピンが各キーの中央部に挿入さ
れ、そしてこのピンがPC板の対応する穴まで延長されて
いた。しかし、この方法は、多数のパーツ（これは各キ
ーに対応して、一つの穴に少なくとも１ピン）を付加す
るので、全体のコストはかなり増大していた。また、各
キーを通してだけでなく、接触部の中央位置においてPC
板を通して穴をあけなければならないので、その穴あけ
作業は精度を要する作業となり、それに応じて単価も高
くなる。また別の解決法は、各キーが一方足にヒンジさ
れるようにキーをモールドすることであつた。しかし、
このようなキーは、直線運動でなく揺動運動で作動しな
ければならないので、多くのユーザーの反応はこの代替
手段よりもぐらつきキーの方が良いということであつ
た。

さらに別の解決法は、各キーに対してモールドされまた
は機械加工されたスリーブを備え、そしてキー・ボタン
を前記スリーブに挿入するというものである。このスリ
ーブは堅いプラスチックまたは金属で構成されており、
そしてキー・ボタンに対する機械的なガイドとなつてい
る。しかし、キー・ボタンが押されると、それがスリー
ブの側面にくっついてスイッチを開放（または短絡）し
たままにしがちである。そしてこのスリーブはモールド
されたキー・ボードと一体になつていないから、多くの
付加的なパーツが必要になる。そのため、ぐらつき防止
には役立つが、望ましくない費用が伴う。また、他の解
決法は、キーがモールドまたは機械加工されたスリーブ
に係合し、そしてこのキーが押されたときゴム・キーと
接触するモールドされたプラスチック・キーを備えるこ
とであつた。しかし、ここでも多くの付加パーツが必要
となつて、望ましくない費用が発生する。

（発明の目的）本発明の目的は、特別な部品の数を最小に保ちながら、
ぐらつきやくっつきの問題を解決したゴム・キーボード
を実現することである。

（発明の概要）現在の常用技術におけるように、一連のスイッチ・コタ
クトを与えるPC板には、その上にモールドされたキーボ
ードがかぶせてある。このキーボードは、前記PC板の上
に直接かぶさるゴムのベース・シートとそのベース・シ
ートと一体になつた一連のゴム・キーまたはキー・カッ
プとを含んでいる。各ゴム・キーは上方に向かって凹部
を設けた内面にコンタクト部材を備えている。これらの
標準的な要素は、本発明において、各ゴム・キーにぴっ
たりと係合する安定化膜と結合している。ここで、上記
安定化膜はＺ軸に沿ってフレキシブル（可撓性）だが、
X,Y軸に沿つては十分に硬くされ、これによりゴム・キ
ーの運動がPC板上のスイッチ・コンタクトへ向かって、
またはそこから遠ざかるほぼ完全な直線運動になるよう
に限定する。

本発明の種々の実施例が開示されている。いくつかの好
適な実施例で、ゴム・キーボードの各キーは安定化膜が
その上に載るような肩部を備えている。そしてキーボー
ドの頂部に対して前記膜の挿着は、この膜を通る開口部
の角または縁に沿ってスリットまたは切り欠きを備える
ことによつてより容易に達成することができる。

本発明の別の実施例では、各キーに溝があつて、これら
の溝は前記膜と係合している。そして膜はキー・ボード
におけるベース・シートに実際に接触し、また、キーの
肩部または溝と係合する部分を有する一連のバブルで形
成される。なお、隆起状に形成された他の同様の型式の
膜もある。

さらに他の実施例では、付加的なキー・キャップの助け
をかりて、キーの上部適所に膜をクランプすることであ
る。本発明のさらに別の変形実施例では、単一の膜のか
わりに膜材料の複数ストリップを用いる。しかし、その
場合でも、膜ストリップはキーの数に比べれば少ない。

なお、本明細書中でＺ方向、X,Y方向とは、当業者に慣
用的に用いられているものであって、Ｚ方向はキーの移
動方向、X,Y方向はキーの配置面、すなわちゴム・シー
ト面に平行な方向である。ただし、ここでキーの移動方
向が、配置面に対して厳密に直角をなすことを意味する
ものではなく、いくらかの角度のずれ、曲がり、ねじれ
等を含む概念であることは言うまでもない。

また、膜のフレキシビリティについて、Ｚ方向のフレキ
シビリティとは、主として曲げに対するフレキシビリテ
ィに基づくものであって、キーの押し下げ（及び押し下
げられたキーの戻り）を許すものであるという意味を含
み、一方X,Y方向の硬さ（stiffness）とは、主として引
っ張り・圧縮力に対する伸縮が小さいという性質に基づ
くものであって、キーの横方向のぐらつきを制限するも
のであるという意味を含むものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明し、本
発明の利点について明らかにする。

第１図乃至第５図は一実施例を示すものである。第１図
には、ベース・シート21を有する典型的なゴム・キーボ
ード20が示されている。ベース・シート21の上には、該
ベース・シートと一体的に形成されたキー23が設けられ
ており、ベース・シート21の底面、すなわちキー23と反
対側の面には、第４図及び第５図に示すような一連の凹
部22が、それぞれキー23側に向かって設けられている。
キー23の底面には、導電性ゴム等からなるスイッチ閉成
用コンタクト25が１個又は複数配置される。

各キー23は、大きな断面積のキー下部27と小さな断面積
のキー上部28とを接合したような形状となっており、そ
の接合面には肩部26が形成されている。

ベース・シート21は、第２乃至第４図に示されるように
PC板30の上方にある。さらに、前記のベース・シート21
はPC板30の上方表面31の各部にかぶさり、そこに固定す
ることができる。ここで前記PC板30は印刷回路のパター
ンを備え、その印刷回路のパターンは、通常開いている
一連のスイッチ・コンタクト（通常は対になつているグ
ループであり、各キーに一対または一グループで形成さ
れる）32を含む。キーボード20およびPC板30は、各スイ
ッチ・コンタクト32が凹部22およびコンタクト部材25と
正確に配列するように形成される。したがって、キー23
が押されると、それは、PC板30における一対（または一
グループ）のスイッチ・コタクト32を橋絡する。

ゴムでモールドされ、そしてゴム・シート21と一体にな
つているキー23は、それらが作動されるときにはぐらつ
き易い。本発明はこの問題をマイラー（デュポン社の商
標名）またはこれと同様の材料よりなる膜40を組み込む
ことによつて解決している。ここで前記の膜40はＺ軸に
沿ってはフレキシブルな程の厚さであるが、そのＸ軸お
よびＹ軸方向では比較的硬い材料である。また、前記膜
40はキー23の上方部28における外形寸法にできるだけ等
しい一連の開口部41を備えている。そして膜40はキー23
の上方に配置され、次に第２図の斜視図に示されるよう
にキー23の肩部26に載るまで押し下げる。その位置で、
膜40は全てのキー23によつて引張れるので、一つのキー
23が押下げられると、そのキー23は直線状に下方に移動
し、それ自身、他のキー23によつて支持されている膜40
によつてぐらつきから保護される。

ここで前記膜40は種々の態様を実施することができる。
すなわち、第１図〜第５図（ただし、第４図は第２図の
４−４線における断面図である）に示されたそれぞれの
態様で、膜40は開口部41の各隅43から対角線方向に延び
る短いスリットまたは切り欠き部42を備えている。この
スリットまたは切り欠き部42は他のスリットに到達また
は交差せず、そしてキーボード20に対して膜40の付加が
極めて簡単になる程の自由度を有する。

第６図は、膜40の付加を助ける６種の異なった開口部41
を示す斜視図である。すなわち、その第１は第３図に示
した隅スリット42が第６図のある開口部41に示されてい
る。また第２は、開口部41の各縁から延びるＶカット44
が形成されている。さらに、第３は開口部41の各縁に沿
って半円状のカット45を有し、第４は開口部41における
各縁の中心から外方にスリット46が延びている。さら
に、第５は別の開口部41における各縁の中心から外方に
矩形状のカット47が延びている。第６は開口部41が何ら
のカットもされていないものとして示されている。上記
のようにカットまたはスリットをもつた膜はこれをキー
ボードに組み入れるのがより簡単であり、そして一つの
キーが押し下げられている間、他のキーの移動を減少さ
せるのに役立つが、しかしこれは必ず必要という訳では
ない。

第７図は、各キーに対して一つの開口部または窓部51を
有する本発明の膜50の一態様を示す斜視図である。ここ
では、窓部51の連続した列の間に複数の切り欠きスロッ
ト部52が形成されており、これらのスリット部52は、膜
50のＸ−Ｙ軸方向におけるフレキシビリティをこのスロ
ット部52の所で増大させ、これにより押し下げられてい
るキー以外のキーが動くのを防いでいる。

第８図は本発明の他の実施例にる自己支持膜55の斜視図
であり、膜55の周面には縁の強化部または厚化部56が固
定され、そしてこれは一般的に膜55を硬化するのに役立
つが、この膜55は他の所、特に開口部または窓部57の付
近ではそのフレキシビリティを保持する。

第９図は、各ゴム・キー23が上記の肩部26の代わりにそ
の周辺に溝58を有する本発明の別の実施例を示すキーボ
ードの断面図である。この場合、膜40は溝58にはめ込む
ことができる。そしてここで用いる膜は、今まで議論し
たもののどれでもよいこと勿論である。

第10図は本発明の別の実施例を示す膜60の斜視図、第11
図はその要部を示す断面図である。両図において、自己
支持膜60はその窓部62間にバブル６が形成されている。
これらのバブル61は、それらが全て平面上にあるよう
に、また、この支持膜60を設置する際はその平面がベー
ス・シート21の上面と係合するように形成されている。
そこでバブル61はベース・シート21によつて膜60の支持
体となる。なお、前記の膜60は第11図のようにキー23の
肩部26上、または第９図のように溝58にそれぞれ設置す
ることができる。

第12図および第13図は、いくつかの特別の部材を必要と
する本発明の別の変形態様を示す要部の断面図および斜
視図である。両図において、膜70は一連の円い開口部71
を備えており、そしてキーボード72は、その上面75から
拡大された内部へ至る円い穴74を有する短いゴム・キー
73を備えている。その際、各キー73には前記円い開口部
71を通つてキー73の穴74に適合するベース・ニップル77
を有するプラスチック・キー・キャップ76が付加され、
これにより膜70がキー73とプラスチック・キャップ76の
間で挟持される。この方法は費用のかかるものである必
要はなく、その設置はドリルまた別の金属部材を用いる
ことに比べて比較的簡単である。なお、前記キー73およ
びキャップ76の形成方法は膜に適当なロックを与えるも
のならどんな方法でもよいし、また設置の方法はほんの
一例である。

自己支持膜80のさらに別の実施例が第14図の斜視図に示
されている。すなわち、支持膜80はその縁で開口部また
は窓部83を有する主要面82に対して90度曲がつている従
属面81を備えている。そして下部の縁85はキーボード20
におけるベース・シート21の上表面に接触し、それによ
つて前記膜80を支持している。

第15図および第16図（これは第15図の16−16線における
断面図である）に示された膜85は、一群のキー23の回り
だけでなく、各キー23およびその隣接キー23の間にも脚
部86を備えている。これによって、脚部86が連続してい
る外側の縁領域上を除いて膜85における窓部87の各側面
に隣接した一連の短い脚部86が残される。これら外側の
脚部86はPC板30上に載置することができ、これが安定化
の助けとなる。

本発明のさらに別の実施例によるキーボードは第17図の
斜視図に示されているが、ここでの安定化は単一のゴム
・シートではなく、一連の別々の膜ストリップ90によっ
て達成されている。すなわち、膜ストリップ90は隣接行
の間に設置され、そして必要に応じて図示の溝58または
肩部と係合する。また、必要ならこれらの膜ストリップ
90に対して垂直に延びる別の一連のストリップが存在し
ていてもよい。しかし、一般的には単一行のストリップ
で十分であると思われる。

本発明が関係する当業者には、本発明の構造上の多くの
変形、そして広く異なった実施例および応用が、本発明
の精神、範囲から離れることなくできることは明らかで
あろう。なお、本明細書でなされた開示、説明は例示的
なものであり、これを限定する趣旨でないこと勿論であ
る。

（発明の効果）以上詳述するように、本発明によれば、モールドされた
ゴム・キーのぐらつきやくっつきがないキーボードを安
価に提供できるので、実用に供して効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用されるモールド化ゴム・キーボー
ドの斜視図、第２図はそのアセンブリの斜視図、第３図
は第２図の分解斜視図、第４図は第２図の４−４線にお
ける断面図、第５図は第１図に示したキーボードの底面
図、第６図，第７図および第８図はそれぞれ本発明の他
の実施例による開口部の斜視図、第９図はその断面図、
第10図は膜を含むキーボードの斜視図、第11図はその断
面図、第12図は第13図の断面図、第13図は第12図に使用
される膜の斜視図である。第14図、第15図は他の実施例
を示す膜の斜視図、第16図は第15図の16−16線による断
面図、第17図は他の実施例による膜を含むキーボードの
斜視図である。図において、20,72:ゴム・キーボード、21:ベース・シ
ート、22:凹部、23,73:ゴム・キー、25:コンタクト部
材、26:肩部、30:PC板、32:スイッチ・コンタクト、40,
50,55,60,70,80,85:膜、41,51,57,62,71,74,83,87:開口
部または窓部、52:スロット、58:溝、61:バブル、76:キ
ー・キャップ、77:ベース・ニップル、86:脚部、90:膜
ストリップである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一連のパターン化されたスイッチ・コンタ
クトを備えた印刷回路基板と、ベース・シートと一体で
ありかつその底部に前記スイッチ・コンタクトに接触す
るコンタクト部材を有する一連のゴム・キーとより成る
ゴム・キーボードにおいて、前記各ゴム・キーと結合し
そしてそのＺ軸に沿っては柔軟性を有するが、X,Y軸に
沿っては十分に硬い特性をもつ膜により、前記ゴム・キ
ーが押されたときのぐらつきをなくすとともに、このゴ
ム・キーが前記印刷回路基板に向かって直線状に移動す
るように特性化したことを特徴とするゴム・キーボー
ド。
【請求項２】前記膜と前記ゴム・キーとの結合は、前記
膜に設けられた開口部に、各キーがはまることによって
なされることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のゴム・キーボード。
【請求項３】前記膜は、縁部が補強のため厚くなってい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
記載のゴム・キーボード。
【請求項４】前記キーは、キー本体部とキーキャップと
からなり、該キーキャップは、底部のキーニップルでキ
ー本体の穴に結合するようになっており、前記膜と前記
ゴム・キーとの結合は、前記膜に設けられた開口部に各
キーニップルがはまることによってなされることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のゴム・キーボー
ド。
【請求項５】前記膜は、前記キーの行もしくは列の間に
位置するストリップ状の膜であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載のゴム・キーボード。