JPS6056318A - キ−ボ−ドスイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には、キーボードとキーボードに使用す
る容量性キーに閣し、詳細には作業。

者の触感を考慮して取入れている容量性キーの改良した
機械設計であって、組立てにはハウジング捷゛たは枠を
不要とする非常に簡単な組立体を用いるものに関する。

本願は一部分け１９８２年２月１６日付の先行する同時
係属出願用３４９、３４９号の続きであり、該出願はそ
の全体を参考のため本文に記ｆ＆きれる。

本発明が関係するキーボードの、ようなものは、例えば
情報処理入力端子に広く用いられている。

本発明の譲受人に譲渡された米国特許＠３，７５０゜１
１６号明細書には、本発明に記載された型の容量性キー
を用いる回路技術が開示されている。

先行する同時係属出願第３４９．３４９号明細書には、
主としてかかるキーのそれぞハの特殊な一組立てが示さ
れている。各キーは、データーの特定の部分またはオペ
レーターがキーを押すことによって選沢干る作業に対応
する。典型的には、中位の予備負荷をキーｖｃ　ｌＪ［
］えて、キーをその正常位置に維持することによって、
偶然の動作が起こる可能性を少なくシ、キーを押すＩ′
１１−はオ・ペレーターが積極的且つ意識的に努力を払
う必四があるようにしている。オペレーターが触れるキ
ー表面は、データー処理機の内部に伸びてその中のキー
の機構を作動させるようにしたプランジャーに接続され
ている。本文に開示されている各キーのプランジャー内
に組立てられた単純なカム装置によれば、オペレーター
がキーの発動ＶＴＬおける積極的な感覚を得るように、
キーに和えられた接触力に対する応答？オペレ−ターが
「意識する」ことができる。

代表的な先行技術による容量性キー装置には、米国特許
第４：０９０，２２９号明細書に記載され特許請求され
ているものがある。この％許明細鉦には、バネを形成し
たプレートを有する迅−シート状の可動性コンデンサー
プレートが開示されており、バネはキーの「閉」位置で
ある変形条件へとソートを変更することによって弾性的
に変形する。この特殊な形状の各優性キーには、組立体
を支持するハウジングが必要である。

前記の同時係属先行出願の発明では、改良された低断面
容量性キーが、実質的に全体の高さが減少したキーボー
ドスイッチとして提供され、例えば組立体全体では０７
５０イ／チ（１９，０５ａｍ　ｌで、動程の長、さけ０
．１５インチ（３，８１ｍｍ　ｌとすることができる。

このため、キーボードスイッチは、当業者に′理解され
るように低断面キーボードに特に有用である。これは上
述の如く、スイッチ組立体のハウジングを全く必要とし
なくなり且つプリント回路板に直接に支持される組合わ
せ組立体を提供することによって達成され、しかも部品
は互いにスナップばめしているので部品４捷とめるだめ
のネジまたｔまナツトのような金具が不要になる。この
ハウジングや金具が要らなくなることＶＣより、かかる
組立体の費用が実質的に低下し、大量生産技術に％に有
用ならしめることが理解されるであろう。

もう１つの特徴は、容量性キーの１側面を・形成する１
つのプレートが、キーボードのプリント回路を提供する
ためにプリント回路板上に形成した金属積層から開発さ
れることである。プリント回路と容量性キーの１つのブ
Ｌ／−）とｔ同時に形成することにより、組立体の費用
は更に実質的に低下することが理解されるであろう。

更に、単純化された組立体であるため、特殊な長さの懸
下プランジャースイッチ活性化ステムを有するキー頂部
に接続したプランジャ一部品が用いられる。この部品は
単純化した構成であるため、成形プラスチック材料から
成っていてもよく、スイッチ活性化ステムの長大は、信
号変化に対するスイッチの発動点を非常に単純な様式に
修正する目的で修正してもよい。このように、このスナ
ップ−イン部品を交換することにより、簡単な信号変化
点が得られる。更に、プランジャー用案内ステムとスイ
ッチ活性化ステムとはかなりのスパンを有するので、キ
ーボード中のプランジャーとプランジャー内指漂は良好
に制飢される。

前記同時係属出願において請求した本発明の改良として
は、本文において、キーブランジャーの案内本体と一体
性のばねの端に配設された接合点と協働するキーブラン
ジャー活性化ステムと一体性のカムにより各キーに積極
的な触感を与えるために単純化した装置を提供する。

それ故、これによれば完成された触感は、２１固の成形
部品の若干の修正だけで達成される。

その結果、スイッチモジュール力曲線が一時的に増加す
る。

スイッチの組立体を作り上げる部品は単純な構成をして
いるので、キーから成るキーボード中の単なる通常の部
品は、プリント回路板およびその回路板上に配設された
蛭子工学またはプリント回路である。可動性および固定
プレートの両方を包含するスイッチの電子成分捷たはプ
リント回路はプリント回路板の丁にあるので、切換領域
と電子成分は液体の漏ｆ″Ｌおよびプランジャーの汚れ
から保護されている。

上述およびその他の目的に（７）して、本発明を更に詳
細に説明することにする。本発明の他の目的と利益は、
以下の記載と添附の図面と特許請求の範囲から明らかに
なるであ、うう。

図面に１して説明するが、数葉の図を通じて同じ符号は
同様の部品を指す。第１図は、本発明の低断面各優性ス
イッチ胡立体における部品の配置の分解図を示す。符号
１０Ｉ″ｉ低断面キーボードのプリント回路板の一部分
を示し、当業界で公知の如くこのプリント回路板は袖強
桐１４によってその縁端部で支持することができる。当
業界で公知の如く、更に、プリント板は（９１１えば繊
維ガラスまたは他の非導電性材料から形成することがで
きる。

プリント回路板１０の底面１２には、当業者によって理
解される如く、食刻してプリント回路と固定コンデンサ
プレートとを形成する銅層が積層されている。固定プレ
ートは、食刻した鋼上に塗付するは・んだマスクによっ
てプリント回路の残りの部分から隔離されている。

プリント回路板１０の下方には、第１図に示した様式で
切り込みを入れ且つ切り抜かれた例えばＣＡ７２５銅合
金等の単一ソート状の可動性コンデンザプレート２２が
置かれており、本発明のスイッチを始動する場合の撓み
運＠においてこの単一シートに所望な可撓性？与えるよ
うにしている。プレー）２２１４、プリント回路板１０
内の孔３２．３４中にそれぞれ伸びる２個の一体部片の
タブ２４．２６’ｒ：有する。これらのタブは、プリン
ト回路板１０の上面１′５上で曲げられて、プレート２
２をプリント回路板１０の底面１２に平らに接している
ように適当にはんだ付けされる。

プレート２２をプリント回路板１０の底面１２上の固定
コー／デン丈プレートの面に対して配設すると、プレー
ト２２の比較的大きな部分３０がその回路板に対向する
。固定プレートは、当業界では公知の構造体であるので
、明示していない。

可動性プレート２２け、銅合金積層の底面に形成されｆ
′？、、同定プレートと協働してキャパシタンススイッ
チを始動させる。ブレー：・２２の部分６０の１端面に
は切り抜き部分２Ｂが形成されて、スイッチの始動にお
ける榔みの際にプレート２２における応力緩和装置とし
て１動？。次に、切り抜き部分６０は、プレート２２の
撓み点を画定し、撓みの際に応力を除去するもつ１つの
点を提供する働きをする。

回路板１０の上面１６のすぐ上には懸−Ｆ部４２を有す
るスナップ−イン案内本体１６が位置しており、懸丁部
は組立て時にプリント回路板１０中の開口３６中に伸び
て、プリント回路板１０の上面１３に案内本体１６がし
っかりと接しているように締まる。スナンブーイン案内
本体１６は、そこから上方に伸ひている一体形成の環状
中央案内４０′ｆｆ：備えており、この案内４０は、以
下に説明する組立体のプランジ４・一本体の懸下してい
るＵ字型部と往復運動可能に止め係合するだめの一体性
フツク４８を備えている。壕だ、Ｕ字型部５０は、案内
本体１６とプランジャ一本体１８との間の往復運動の度
数を画定し、プランジャ一本体１８の復舟運動における
止めとして働く。

プランジャ一本体１８は、１状案内４０内を往復運動す
る一体形成の環状案内ステムを備えている。協働する部
品４０．４６は、キースイッチが活性化された時、プラ
ノジャ一本体１８の垂直運動を案内する働きをする。部
品１６と１８との間にｄ、螺旋状バネ４４があって、プ
ランジャ一本体１８を押しつけて案内本体１６から北方
へ離すように配設されている。またスイッチ活性１ヒス
テム５２も、プランジャ一本体１８と一体になっている
。ステム５２は、オペレーターが本発明のスイッチキー
を押すと、案内本体１６中の開口５８とプリント回路板
１０中の開口６８とを通って伸びて、プレート２２の部
分３０を動かす。ステム５２は、プレート２２に当る寸
で下方に移動し、その後可動性のコンデンサープレート
２２をプリント回路板１０の底面１２上の固定プレート
から引き離す。

この運動によってスイッチが始動する。プランジャ一本
１本１８の懸Ｔ１則壁１９に沿って１樹隔を置いて設け
た１固々の開口５６１．’ｉ、キーキャップ。

２０をプランジャー木１木１８に押しばめする時に、キ
ーキャップ２０の隣接する一体形成のブラケノ＋−２５
ｔスナップばめ係合で受取る可撓性部分を画定するよう
に働く。ブラケット２５ば、プランジャ一本体１８の側
室１９の縁の［に締まる。

本発明によれば、ステム５２はその１部分に、ステムと
一体性のカム８０？備えている。カム８０け、開口５８
の近くに案内本体１６に設けられた接合部８４と協働す
る。すなわち、細長い開口８乙によって画定された片持
ちバネ８２が、案内本体１６と一体的Ｖこ形成されてい
る。

また、開口８６は、開口５８から片持ちバネ８２に沿っ
て伸びている。バネ８２の他端には、案内本体の一体性
部品として形成された接合部８４がある。案内本体１６
の材料は可撓性であり、バネ８２は片方で支えられてい
るので、バネ８２上の接合部８４とスイッチ活性化ステ
ア・、５２上のカム８０の係合部にはバネ作中がある。

従って、カム８０が接合部８２を１角過すると、ス１ノ
チモジー５労曲線が一時的に増υＤＬ、オペレーターは
キーとおよび相合わせスイッチの活性ｆヒの「感じ」２
得る。復帰時にはカム８０の頌斜面８８Ｖｃよって、接
合部８４が少ない動きでカム上に「乗る」ことができる
。

第２図に関して説明すれば、特殊な可動性プレート２２
がプリント回路板１０の底面１２の１部分に固定されて
いるの４示している。８２図に示した縁取り線６２によ
って画定される部分け、例えば０．７　ｓ　ｏ平方イン
チＩ　４．８３８ｆｆｌ　ｌとすることができる。第２
図において判るように、タブ２４．２６は、それぞれプ
リント回路ｔＪｉＩ口中）開口３２．３４ｉ暗って伸び
ている。

タブ２４．２６け面１ろとで曲げられて、ブリット阪１
０の底面上の位置にプレート２２を固定するようにはん
だ付けされる。更に第２図において判るように、第２図
で２３０．ｌ＝−よび２３ｂ−で示されるものに隣接し
て他のスイッチに目立体を配設することができる。

・北６図は、案内４０と案内ステム４６との協１動する
配置および部品４８．５０の協働する１糸止係合の配置
を備えた＋目立体のａ面を示す。プランジャー５２と可
動１牛プレート２２け上方の活性ｆヒさね−ない飲直に
飛点れており、捷た組立体の活性化位置は点線立瞳５２
・および２２・て示さね−Ｃいる。史に第６図において
判るように、ステム５２は、バネ８２上の接合部８４と
協同するためのステムから一体的に伸びているカム８０
を有する。案内本体１６Ｈ５４個の間隔を置いて上方に
伸びている一体形成の柱６４を備えている。これらの柱
は、バネ４４の丁端ケ適所に配設するように働く。捷た
、プランジャ一本体１８け、＄４図において判るように
、バネ４４の上端を適所に支持するために、下方に伸び
ていて協働する一体性の柱５４を備えている。

＠４図について鋭、明すると、案内４０の下部の懸丁部
４２は、懸丁部４２と係合して受けるためのプリント回
路板１０中のり口６６の壁と協働する外馴に曲、−また
而７０を有する横に伸びている止めアーム６６．６８−
ｆ具備する。案内本体１６が構成されている可撓性プラ
スチック桐材の固有のバネ特性のために、アーム６６゜
６８は、開口６６を通過して開口５６を唆えて伸びてプ
リント回路板１０の底面１６に係合すると、外１則には
ねる。また、案内本体１６を構成する材料の固有の可撓
性により、配設処置の際に、案内本体の中央部７４は、
開口６６を通って部分４２を挿入する際に、この挿入処
置中に下方に移動する中央部７４に閘して締付は作用特
性を有する傾向がある。従って、アーム６．６．６８は
開０ろ６を取り除いて、案内本体１６の中央部７４を解
放すると、プリント回路板１０上に案内本体１６のしっ
かりと固定した位置を形成する而１２に対して頂面また
はアーム全移動させるバネ作用が生じる。このため、そ
れぞれの個別スイッチ組立体け、プリント回路板１０上
の所望な場所でしっかりと固定した立百に支持される。

第５図は、プランジャ一本体１８の壁の下面１／］系合
するキーキャップ２０の懸下壁２１と一体性のブラケッ
ト２５を備えたプランジャ一本体とのキーキャップ２０
の樹立体を示す。更しこ、第５図は、プランジャー案内
ステｌ、４６とプランジャースイッチ活性化ステム５２
との間のスパンを示す。

上述のように、種々の部品は通常の大量生産技術によっ
て容易に１戊形し得る熱可塑性材料のような樹脂材料で
構成することができる。樹脂材料は、種々の部品に組込
み可撓性を与えて上述のよらに容易に互い締付けること
ができるようなものが選択される。′１つの代表的な材
料は、Ｅ、　１．　Ｄｕｐｏｎｔ社の製品でアセタール
樹脂すなわちポリホルムアルデヒドホモポリマ〜である
ｐｅｌｒｉｎ　である。他の代表的な材料としては例え
ば、成形部品の当業者には判るように、上述し且つ特許
請求の範囲に記載したものと同じポリエステルがある。

＄：発明の可動１生シーＩ・コンデンサープレートの材
料に嘔しては、ＣＡ７２５銅合金が好捷しいが、例えば
ベリリウム−銅合金のような他の材料を用いることもで
きる。他の合金は、その特性が適当な可撓性と電気的キ
ャパシタンスとを与え且つ長期間の使用にわたってそれ
らの特性を維持するものである限り、用いることができ
る。

従って、上述の記載から明らかなように、本発明によれ
ば、それぞれのスイッチＶこ対して改良された正確な触
感？有し、単純化した部品から構成することができ、そ
れらの部品はまた、ネジやナツトのような別個の金具を
使用せずに容易にしかも簡単に互いに締付けることがで
きる単純化された低断面キーボードが提供される。

更に、前記の同時係属用＠Ｖこおいて述べた通り、この
配置は全体の高さが例えは０．７５０インチとなる全体
の高さが非常に低くなったスイッチ組立体を提供するも
のである。樹立体の高さは減少したが、動程の長さは０
．１５インチ程度にすることができる。

本発明の単純化した樹立体では、所望な触感特性？与え
るための特別に工夫したバネや別１固の部品の必要性は
なくなり、この樹立体は先行技術による装置に比較して
、非帛に安い費用で生産される。

本発明によれば、部品の樹立が簡拒で、それらの部品ケ
製省する費用も低減Ｉ７、しかも作立体？洪するのに必
要な部品の量も少なくなるので、上述の総ては商姿上非
常に有利な鏝はを作るのに役立つ。

を述の装置は本発明の好ましい具体例倉形改するが、本
発明はこの特定の装置に限定されるものでなく、特許請
求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなし
に変更（ｒ？１なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を説明する低断面容量性スイッチ組立
体を分解して示す斜視図であり、第２図は、本発明の低
断面スイッチを支持して１ハるブリメト回路板の底部か
ら豆たスイッチの乎面図であり、第３図は、ブリ゛ント
回路板上に樹立てられて支持された部品ケ示す第１図の
低断面容量性スイッチ組立体の縦断面図であり、第４図
は、第６図の線４−４に沿った断面１−Ｊ、１であり、
第５図は、第４図の線５−５に沿った断面図である。 ゛　１０ニブリント回路板 １６：案内本体 １８：可動のプランジャーキ一本体 ２２：可動のコンデンサープレー１・ ろ６：案内開口 ４４：弾性部材 ４６：案内ステム ５０：止め装置 ５２：スイッチ活性化ステム ８０：カム ８２：バネ本体 ８４：当接部 ８８：＃斜面。 ・特許出願人　ベクトン・ディッギンノン・アンド・カ
フ／ヒ−ＦＩＧ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）プリント回路板と； 固定のコンデンサープレートと： 可動のコンデンサープレートと； 該可動のコンデンサープレートを、前記固定のコンデン
   サープレートに隣接する第一の位置カラ、前記固定のコ
   ンデンサープレートから離れた第二の立置寸で修動する
   ための可動のプランジャーキ一本体と： 該プランジャーキ一本体と前記プリント回路板との闇に
   設けられ、このプランジャーキ一本体を前記第二の位置
   から前記第一の位置へ押し付けるための弾性部材と： 前記プリント回路と前記固定のコンデンサープレートラ
   形成する部分を有する前記プリント回路板の底面上の食
   刻した金属性積層板と：前記プリント回路板中の案内開
   口と； 該案内開口中に伸長してスナップばめ係合する部分を有
   する案内本体と； 前記プラン・ンヤ一本体と一体になっており、前記案内
   本体と往復運動可能に協働して案内係合する案内ステム
   と； 前記案内本体と前記プランジャーとを互いに一定の往復
   運動可能な関係に維持するだめの該案内本体と該プラン
   ジャ一本体上の協働する一体締付は装置と； 前記案内本体と前記プリント坂中の共働する開口を通っ
   て前記プランジャ一本体と共に往復運動可能であって前
   記可動性コンデンサープレートを前記第一の位置から前
   記第二の位置へ移動させるためのプランジャ一本体上に
   一体形成される活性化ステムと；′ｆｆ：備えて成る低
   断面キーホード用容量性スイッチのための装置において
   、 前記スイッチ活性化ステム上に７体的に形成されるカム
   と。 前記案内本体と一体になって片方で支えられているバネ
   本体と： 前記案内本体に連結した端と反対側で前記バネ本体上に
   一体的に形成された当接部と、を包含し これによって、前記スイッチ活性［ヒステムを移動する
   と前記カムと前記当接部とのｒｆｑ’ｌに協働するイ聚
   合が生じ、前記可動性のコンデンサープレートを前記第
   一の位置からｍ１記第二の位置へ酩動するのに要する力
   曲線が一時的に増加するよう１でなされたことを特徴と
   する位置。 （２）前記スイッチ活性化ステムの復帰運動において、
   前記カムと前記バネ本体接合部が円滑に通過できるよう
   にする該カム上の細長い傾斜している上面を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の位置。 （３）キーボードの底面上に設置するだめの固定のコン
   デンサープレートと。 可動のコンデンサープレートと。 該可動のコンデンサープレートを前記固定のコンデンサ
   ープレートに隣接する第一の位置がら、前記固定のコン
   デンサープレートから離れた第二の位置まで移動するだ
   めの可動のプランジャーキ一本体と。 キーボードとスナップばめ係合する一体形成の低い伸長
   部を有する案内本体と。 該案内本体と前記可動のプランジャーキ一本体との間に
   設けられ、このプランジャーキ一本体を前記第二の位置
   から前記第一の位置へ押しやるための弾性部材と。 前記プランジャ一本体と一体になっており、前記案内本
   体と往復運動可能に協働して梨内係合する案内ステムと
   ： 前記案内本体と前記プランジャーとを互いに一定の往復
   運動可能な関係に維持するための該案内本体と該プラン
   ジャ一本体上の協働する一体締付は位置と。 前記プランジャ一本体に設けられ該案内本体とこれが配
   設されているキーボード中の共働する開口を通って前記
   プランジャ一本体と共に往復運動可能で、前記可動のコ
   ンデンサープレートを前記第一の位置から前記第二の位
   置へ移動させるだめの一体成形のスイッチ活性化ステム
   と；から成る低断面キーボード用コンデンザーキー装置
   であって、 前記スイッチ活性化ステム上に一体的に形成されたカム
   と。 前記案内本体と一体になって片方で支えられているバネ
   本体と； 前記案内本体に連結した端と反対１則で前記バネ本体上
   に一体的に形成された接合部とを包含し、 これによって、前記スイッチ活性化ステムを移動すると
   、前記カムと前記接合部との間に協働する係合が生じ、
   前記可動性のコンデンサープレートを前記第一の位置か
   ら前記第二の立にへ稿動するのに要する力曲線が一時的
   に増υ目するよ５しこなされたことを特徴とする位置。 １４）前記スイッチ活性ｆヒステムの復帰運動において
   、１１丁配力ムと前記バネ本体接合部が円滑に通過でき
   るようにする該カム上の細長い傾斜し、ている上面を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置
   。 ・（５）該装置の縦の長さが１９．’　０５　ｍｍであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 （６）＠記スイッチ活性化ステムの往復運動の長さが６
   ．８１ｍｍであることを特徴とする特許請求の範囲第６
   項記載の位置。