DE3038613C2

DE3038613C2 - Elektronischer Uhrenrechner

Info

Publication number: DE3038613C2
Application number: DE3038613A
Authority: DE
Inventors: Tugumitu Iruma Saitama Wada
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1979-10-15
Filing date: 1980-10-13
Publication date: 1983-12-15
Also published as: DE3038613A1; GB2062304B; CH648181GA3; GB2062304A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Uhrenrechner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Uhrenrechner nach DE-OS 05 9t6 ist in dem mit Löchern versehenen Gehäuse auf die Schaltplatine mit mehreren stationären Schaltkontakten eine an den Schaltkontaktstellen mit Durchbrüchen versehene Isolierfolie aufgelegt, auf welche wiederum die hier leitfähig ausgebildete elastische Membran zur Abdichtung aufgelegt ist; sie wird durch eine Innenkante des mit Löchern versehenen Gehäuses an ihrem Umfang an die Isolierfolie und damit an die darunterliegende Schaltplatine angedrückt. In die Gehäuselöcher, die mit den stationären Schaltkontakten ausgerichtet sind, sind Einzeltasten eingesetzt, die bei Betätigung die als gemeinsame Gegenelektrode dienende Membran zur Herstellung von Kontakten niederdrücken.

Bei einem derartigen Uhrenrechner muß die Montage außerordentlich sorgfältig durchgeführt werden, da ein Verrutschen der Membrane Undichtheit erzeugen kann, so daß Feuchtigkeit, die sich an den Betätigungstasten vorbei durch die Löcher im Inneren des Gehäuses niederschlagen kann, auch den Platinenbereich erreicht und dort zu Korrosion, Kontaktverschlechterung, etc. führt Dabei muß der auf den Umfang ausgeübte Druck sehr gleichmäßig sein. Aus der DE-OS 25 37 628, Fig. 4, ist eine Eingabetastatur bekannt, bei der die Betätigungstasten aus einer mit Gelenkstellen versehenen halbstarren Membran bestehen, welche zapfenff-rmige

to Vorsprünge besitzt Diese sind in Löcher eines Gehäuses eingeführt, in .die sie bei Betätigung so eingedrückt werden, daß sie auf der abgelegenen Seite hervorstehen. Dort betätigen jeweils in einer Zeile befindliche Vorsprünge einen Membranstreifen, dessen

is LSnge gleich der um die zweifache Eindringtiefe vergrößerten Zeilenlänge ist. Auf diese Weise wird vermieden, daß in einer Zeile mehr als eine Taste gleichzeitig betätigt werden kann. Die Art der Verbindung der großflächigen Tastenmembran mit dem Gehäuse, außerhalb dessen sie sich befindet, d.h. die Abdichtung derselben mit dem Gehäuse, um gegebenenfalls eine Sicherheit gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu erhalten, ist in der genannten Druckschrift nicht näher erläutert.

Um bei Allzweckrechnern den Zugriff zur Tastatur auf eine ausgewählte Gruppe von Tasten zu beschränken, ist es aus der DL'-AS 27 53 097 bekannt, auf dieses Tastenfeld eine Abdeckung aufzusetzen, die eine elastische Membran besitzt mit einer Mehrzahl von Verlängerungstasten, die mit darunterliegenden Tasten des Rechners in Eingriff bringbar sind, wobei über der Membran eine feste, als Maske ausgebildete Abdeckplatte angeordnet ist, die nur für einen Teil des Tastenfeldes Tasten-Durchbrüche aufweist, durch die die Verlängerungstasten hindurchragen, während die Abdeckplatte den anderen Teil der Tasten des Rechner-Tastenfeldes abdeckt. Auch hier ist keine irgendwie geartete Verbindung der Membran mit dem darunterliegenden Rechnergehäuse angesprochen, um etwa eine Feuchtigkeits-Sicherheit zu erreichen.

Bei dem extrem flachen Elektronenrechner nach DE-OS 27 46 286 ist das obere Gehäuseteil als eine flache mit Urethanharz getränkte Vliesstoff platte ausgebildet, in der einzelne Bereiche mit den Betäti gungsarten entsprechenden Eindrucken versehen sind. Unter dieser Platte liegt eine dünne Gummiplatte, die in geringem Abstand von der darunterliegenden, mit kammförmigen Tastenkontakten versehene Leiterplatte gehalten ist. Auch hier muß die innerhalb des Gehäuses liegende elastische Membran äußerst exakt auf die abstandshaltende Zwischenschicht aufgelegt wurden, und es ist ein relativ großflächiger Kontaktbereich erforderlich, um mit dem Finger ein genügend starkes Durchbiegen der Außenplatte zu erreichen. Es ist ja gerade Zweck dieses Aufbaus, eine unbeabsichtigte Betätigung der Kontaktstellen etwa beim Einstecken des Flach-Rechners in eine Brusttasche o.a. zu vermeiden. Schließlich ist aus IBM Technical Disclosure Bulletin,

μ Vol. 14. No. 12 vom Mai 1972 eine Tastatur bekannt, bei der eine Neoprengummischicht mit integralen Vofsprüngen zur Abdichtung des Eingabebereiches eines Rechners oder dergl. dient. Durch die konvex ausgeführten Vorsprünge sind die dünnen Betätigungs schäfte von aufgesetzten Eingabetasten gesteckt, die durch die Elastizität des umschließenden Membranbereiches dicht umschlossen werden sollen. Bei der Betätigung der Tasten ist dennoch eine bestimmte

Relativbewegung zwischen Tastenschaft und Membran nicht zu vermeiden, so daß Feuchtigkeit in das Innere des Gehäuses gefangen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Uhrenrechner der im Oberbegriff des Patentanspruchs t genannten Art so auszugestalten, daß er bei einfacher Montage wasserdicht ist

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein derartiger Uhrenrechner rait den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Die so den mit Löchern versehenen Bereich der Gehäuseoberfläche überdeckende Membran wird durch die Druckplatte gehalten und durch die sich in die Gehäuselöcher erstreckenden beweglichen Schaltkontakte derart geführt, daß mit geringem Aufwand ein wasserdichter Abschluß des gesamten Gehäuses nach außen erreicht ist Gleichwohl ist eine einfache Betätigung durch Druck auf die beweglichen Schalikontakte möglich.

Durch die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 1 wird die Abdichtung des Membranumfangs verbessert, insbesondere wenn das Uhrengehäuse entsprechend Anspruch 3 ausgebildet ist, wodurch auch die Montage erleichtert wird.

Ebenfalls zur Montageerleichterung, aber darüber hinaus auch zur besseren Führung und leichteren Betätigung der einzelnen Kontaktbereiche dient die vorteilhafte Weiterbildung nach Anspruch 4.

Ebenfalls zur Montageerleichterung dient ein nach der vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 5 gestaltetes Uhrengehäuse, während durch die vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 6 ein Montagefehler durch verkehrtes Auflegen des Druckteiles sicher vermieden werden kann.

Die Erfindung wird an Ausführungsbetspielen mit Hilfe der Zeichnung nachfolgend näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. I eine Draufsicht auf eine erste Ausführung eines elektronischen Uhrenrechners,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-Il der Fig. I,

Fig.3 ei :e auseinandergezogene, teilweise aufgeschnittene Darstellung der in F i g. 1 und 2 gezeigten Tastenanordnung,

Fig.4 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführung eines elektronischen Uhrenrechners,

F i g. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der F i g. 4,

F i g. 6 tine vergrößerte Ausschnittsdarstellüng eines Abschnittes der Eingabetastatur aus F i g. 5, und

Fig.7 eine Darstellung wie Fig.6, jedoch mit betätigter Taste.

Der elektronische Ur_/enrechner nach F i g. 2 besitzt ein aus Metall bestehendes Uhrengehäuse 11, eine Anzeigeeinheit 12, ein die Anzeigeeinheit überdeckendes Uhrglas 13 und ein neben dem Uhrglas 13 angeordnetes Eingabeteil oder Tastenfeld 14. Dieses ist mit einem Zierdeckel 15 mit aufgedruckten Zahlen und Symbolen bedeckt. Die Tastenoberteile 16 für die Ziffern und sonstigen Funktionen gehören zum Tastenfeld 14. An der Außenseite des Uhrengehäuses 11 sind Additions-, Multiplikations- und Subtraktionstasten 17a und eine Schalttaste 176 zum Umschalten zwischen Rechner- und Uhrenfunktion angeordnet. Symbole -^, χ, —. w/c usw. zeigen die Funktionen der jeweiligen Taste und sind in der Nähe der zugehörigen Taste 17a bzw. 176 am Uhrengehäuse 11 angebracht.

Wie F i g. 2 zeigt, besitzt das Uhrengehäuse in dem Gebiet des Tastenfeldes 14 einen vertieften Bereich 18. Den Umfang des Bererhs 18 umgibt eine umlaufende Nut 20. In dem vertieften Bereich 18 sind Löcher 19 vorgesehen; die im oberen Teil Ansenkunger* 19a enthalten, so daß sich die Löcher zur Außenseite des Uhrengehäuses hin erweitern. Eine elastische Membran 21 aus einem wasserdichten Material, ,beispielsweise einem elektrisch leitfähig gemachten Gummi, ist so geformt daß sie in den vertieften Bereich 18 eingelegt werden kann. Bewegliche Schaltkontakte 21a sind einstückig mit der elastischen Membran 21 ausgeformt und stehen so von dieser ab, daß sie durch die Löcher 19

to ins Innere des Uhrengehäuses 11 ragen. Ein umlaufender Lippenvorsprung 216 ist integral am Umfang der unteren Fläche der elastischen Membran 21 ausgebildet zum Einpassen in die umlaufende Nut 20. Den beweglichen Schaltkontakten 21a jeweils gegenüber liegen an der beim Gebrauch oberen Seite der elastischen Membran 21 Fortsätze oder Erhöhungen 21c; die integral mit der elastischen Schicht 21 ausgeführt sind und von der elastischen Schicht 21 nach oben abstehen. Tasten oder Tastenoberteile 16 sind sicher an äie Oberseiten der Erhöhungen 21c angeklebt Eine Druckplatte 22 drückt die i^sstische Membran

21 an die Bodenfläche 18a des vertieften Bereichs ie an, wenn der Uhrenrechner zusammengebaut ist Ein Zierdeckel 15 ist fest mit der Oberfläche der Druckplatte 22 verbunden. In der Druckplatte 22 und dem Zierdeckel 16 sind Durchgangslöcher 23 für die Tastenoberteile 16 ausgebildet Ein Fortsatz 22a der Druckplatte steht in Richtung auf die elastische Membran 21 vor und ist so bemessen, daß er kraftschlüssig in eine Öffnung 21 d dieser Membran 21 einpaubar ist Die elastische Membran 21 wird fest auf die Bodenfläche 18a des vertieften Bereiches 18 dadurch gedrückt, daß vom Inneren des Uhrengehäuses 11 her eine Befestigungsschraube 24 in eine Schrauben-Sackbohrung 226 des jeweiligen Fortsatzes 22a eingeschraubt wird.

Das Uhrenmodul 25 ist in dem Uhiengehäuse 11 angebracht und seine untere Fläche wird durch einen Bodenverschlußdeckel 26 gehalten. Das Uhrenniodul 25 ist so aufgebaut, daß an der unteren Fläche des Modulrahmens 27 eine Schaltplatine 28 befestigt ist und datJ ein Anzeigefeld und ein Quarzoszillator (nicht dargestellt) mit der Schaltplatine 28 verbunden ist. Stationäre Schaltkontakte 28a sind jeweils an den Stellen vorgesehen, an denen die beweglichen Schaltkontakte 21a der elastischen Membran 21 angeordnet sind. In der oberen Platte des Modulrahmens 27 sind um die stationären Schaltkontakte 28a Öffnungen 29 vorgesehen. EineKnopfzelle (z. B. eine Lithiumzelle) 30 liefert die Energie für den Uhrenmodul 25, und der Verschlußdeckel 25 ist mit einer Dichtungseinlage 31 so umgeben, daß ein wasserdichter Abschluß zum Uhrengehäuse 31 gewährleistet ist.
Wenn bei der so ausgeführten elektronischen Rechner-Armbanduhr die Tastenoberteile 16 gedruckt werden, werden die beweglichen Schaltkontakie 21a durch elastische Verformung der elastischen Membran 21 nach unten gedruckt und berühren die stationären Schaltkontakte 38a des Uhrenmoduls 25. Da die elastische Membran 21 kräftig durch die Druckplatte 22 auf die Bodenfläche 18a des vertieften Bereichs 18 gedrückt wird, wird die elastische Membran 21 nicht vom Uhrengehäuse 11 abgehoben oder an ihrer Verbindung geschwächt, so daß das Schaltteil stets wasserdicht bleibt Da weiterhin bei diesem elektronischen Uhrenrechner die elastische Membran 21 an der äußeren Fläche des Uhrengehäuses 11 angeordnet ist und sicher durch die Druckplatte 22 und nicht durch den

Uhrenmodul 25 angedrückt wird, braucht bei der Montage des Uhrenmoduls 25 nicht auf die Druckverhältnisse oder das gute Andrücken geachtet werden. Demzufolge wird die Montage des Uhrenmoduls 25 erleichtert und beim Betätigen der Tasten 16 besteht nicht die Gefahr der Verschlechterung der Wasserdichtheitseigenschaften, im Gegenteil, die Wasserdichtheit wird noch dadurch verbessert, daß die elastische Membran 21 an der Außenfläche des Uhrengehäuses 11 angebracht und sicher durch die an dem Uhrengehäuse angeschraubte Druckplatte 22 angepreßt wird; auch das Anbringen der elastischen Membran 21 ist dadurch vereinfacht.

Die in F i g. 4 gezeigte zweite Ausführung eines Uhrenrechners ist wiederum ein Flüssigkristall-Anzeigefeld 32 zur Anzeige der Uhrzeit oder zur Rechneranzeige. Auf dem Anzeigefeld können sechs Ziffern dargestellt werden. Eine Taste 33 erlaubt die Anzeige der evtl. vorhandenen weiteren Ziffern, wenn ein mehr als sechsstelliges Ergebnis erzielt wird. Das hier aus synthetischem Harz bestehende Uhrengehäuse 37 umschließt außer dem Anzeigefeld 32 auch noch das Tastenfeld 38. Die Flüssigkristallanzeige 32 ist elektrisch mit einer Schaltplatine 34 über einen Verbinder 33 verbunden (F i g. 5). Eine integrierte Schaltung 35 und eine Knopfzelle 36 sind an der unteren Fläche der Schaltplatine 34 angeordnet. Das Tastenfeld 37a liegt ebenfalls in einem vertieften Bereich 39 des Gehäuses 37. Eine Druckplatte 40 aus synthetischem Harz ist genau in den vertieften Bereich 39 eingepaßt und eine beschichtete Platte 42 ist mittels eines doppelseitigen Klebebandes 41 an die obere Fläche der Druckplatte 40 angeklebt. In der Druckplatte 40 und der beschichteten Platte 42 sind an den Stellen, die den jeweiligen Tastenoberteilen 38 entsprechen. Löcher vorhanden. Die Zahlen 0 bis 9 und die Symbole »·« und » + « sind auf der oberen Fläche der bcschiehicic-n Platte 42 vermerkt. Line rechtwinklige elastische Membran 44 aus isolierendem Gummi ist über die Bodenfläche des vertieften Bereichs 39 des Gehäuses 37 gelegt. Diese elastische Membran 44 besitzt erhabene, integral ausgebildete Vorsprünge 45, die von ihrer oberen Fläche abstehen. Die Tastenoberteile 38 sind jeweils an den oberen Flächen der Vorsprünge 45 befestigt. An der unteren Fläche der elastischen Membran 44 ist eine Lippe 44a ausgebildet, die in eine umlaufende Nut 39a des vertieften Bereichs 39 paßt. Säulenförmige bewegliche Kontakte 46 aus einem elektrisch leitfähigen Gummi sind an der unteren Fläche der elastischen Membran 44 befestigt. Eine Vielzahl von Löchern 47 sind in der Bodenplatte des vertieften Bereichs 39 des Uhrengehäuses 37 an den Stellen angebracht, an denen die erhabenen Vorsprünge 45 und die beweglichen Kontakte 46 sitzen. Die in F i g. 5 oberen Abschnitte 47a dieser Löcher sind trichterförmig erweitert. Die Tiefe und der Schrägwinkel dieser trichterförmigen Erweiterungen 47a sind so festgelegt, daß die Bezirke der elastischen Membran 44, die darüber liegen, sich problemlos in diese trichterförmigen Erweiterungen hineinbiegen, wobei das Frichterende. von dem aus die Löcher zylindrisch verlaufen, die Tiefe des Eindringens

ίο bestimmt. Zwei stationäre Kontakte 48 sind an der oberen Fläche der Schaltplatine 34 an den den beweglichen Kontakten 46 entsprechenden Stellen ausgebildet. In dem Uhrengehäuse 37 ist eine seitliche Nut 49 ausgeformt, in die ein vorstehendes Stück 51 einer Einlage 50 eingreift, um eine Verschiebung des Uhrenmoduls bei der Tastenbetätigung zu verhindern.

Es wird nun die Schaltbetätigung des Tastenfeldes bei

dem zusammengebauten elektronischen Uhrenrechner beschrieben. Fails keine Taste betätig! ist. is! die elastische Membran 44 infolge ihrer Eigenelastizität eben und drückt die Tastenoberteile 38 nach oben. Damit ist der bewegliche Kontakt 46 von dem stationären Kontakt 48 abgehoben, wie in F i g. 6 dargestellt. Wenn ein Tastenoberteil 38 gedrückt wird, verformt sich die elastische Membran 44 an dieser Stelle nach unten. Bei diesem Absenken der elastischen Membran 44 kommt der bewegliche Kontakt 46 in Berühruf^ mit dem stationären Kontakt 48 auf der Schaltplatine 34. Dieser Zustand ist in F i g. 7 dargestellt.

jo Dabei legt sich die untere Fläche der elastischen Membran 44 an die Wand der trichterförmigen Erweiterung 47a des Loches 47 an. so daß sich ein Anschlag ergibt. Die elastische Membran 47 ist so verformt, daß sie sich von der Öffnungskante der trichterförmigen Erweiterung 47a nach unten an die Öffnungswand anlegt, so daß keine große Druckkraft erforderlich ist. um die Taste 38 zu drücken. Die elastische Membran 44 wird durch die Innenfläche der trichterförmigen Erweiterung 47a des Loches 47 geführt. Da der Durchmesser der Innenfläche sich nach unten verjüngt, wird die Durchbiegung der elastischen Membran 44 geführt und endet in einer festgelegten Stellung. Dementsprechend kann die zur Eingabe erforderliche Druckkraft während der ganzen Betätigung klein gehalten werden, und es wird eine Beschädigung der elastischen Membran 44 infolge abrupter Verformung und irregulärer Kraftaufbringung vermieden. Der bewegliche Kontakt 46 kommt mit dem stationären Kontakt 48 in Berührung mit ausreichendem Berührungsdruck und auf stabile Weise, so daß ein Doppclschließen und Prellen verhindert wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Elektronischer Uhrenrechner mit einem Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse angeordneten Schaltungsplatine, die mehrere, stationäre Schaltkontakte trägt, und mit einer wasserdichten, elastischen Membran mit mehreren, beweglichen Schaltkontakten, die zur Herstellung einer Verbindung mit den stationären Schaltkontakten durch Löcher in dem Gehäuse über zugeordnete Tasten betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdichte, elastische Membran (21; 44) auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses (11; 37) angeordnet und auf diesem durch eine Druckplatte (22; 40) gehalten ist, daß sich die Löcher (19; 47) auf der Schaltplatinen-Seite der wasserdichten, elastischen Membran (21; 44) in dem Gehäuse (11; 37) befinden, und daß sich die beweglichen Schaltkontakte (21a; 46) der wasserdichten, elastischen Membran j£21; 44) durch die Löcher (19; 47) erstrecken.

2. Elektronischer Uhrenrechner nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der wasserdichten, elastischen Membran ein umlaufender Lippenvorsprung (21 b: 44a,)ausgebildet ist.

3. Elektronischer Uhrenrecliocr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Bereich mit den Löchern (19; 47) des Uhrengehäuses (11; 37) umgebende umlaufende Nut (20;39aJausgebildei ist, in die der Lippenvorsprung (216; 44aj eingedrückt ist.

4. Elektronischer Uhrenrecbner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (19; 47) an der Außsnseifc mit trichterförmigen Einsenkungen (19a; 47a) versehen sind.

5. Elektronischer Uhrenrechner nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Löchern (19; 47) versehene Bereich des Uhrengehäuses (U; 37) gegenüber der sonstigen Außenfläche nach innen versetzt ist.

6. Elektronischer Uhrenrechner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Außenseite der Druckplatte (22; 40) mit Schaltfunktions-Markierungen versehen ist.