DE3414920A1

DE3414920A1 - Tastenfeld

Info

Publication number: DE3414920A1
Application number: DE19843414920
Authority: DE
Inventors: Satoshi Fukao; Hideo Gotoh; Makoto Nagoya Aichi Suzuki
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1984-10-25
Also published as: KR840006346U; US4528428A; USRE32977E; KR900006479Y1

Description

Tastenfeld

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Tastenfeldaufbau zum Liefern elektrischer Ausgangssignale entsprechend einer Mehrzahl von Tasten für elektronische Einrichtungen wie Schreibmaschinen und andere Datenverarbeitungseinrichtungen.

In solch einem Tastenfeld für elektronische Einrichtungen ist eine Mehrzahl von Tasten in mehreren Reihen angeordnet zum Liefern elektrischer Signale entsprechend den Tasten, die auf ihrer Oberfläche niedergedrückt wurden. Um die Bedienung der Tasten zu verbessern, wurden Versuche, basierend auf "human engineering" oder der Ergonomie, gemacht, die Tasten so anzuordnen, daß eine von den oberen flächen der individuellen Tasten allgemein definierte Bedienungsfläche in eine im Querschnitt über die Reihen der Tasten nach unten konvexe Form gebogen ist. Die folgenden zwei Verfahren, eine solche gebogene Bedienungsfläche des Tastenfeldes zu erhalten, wurden vorgeschlagen:

Das erste Verfahren benutzt eine gekrümmte Tasten-Haiteplatte 2 mit einer Mehrzahl von Führungslöchern 1, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Halteplatte 2 wird aus einer Stahlplatte hergestellt durch Formen in eine geeignete Krümmung im transversalen Querschnitt. In die Führungslöcher 1 sind Tastenstößelführungen 5 fest eingefügt, um die jeweiligen Tastenstößel 4, die an ihren oberen Enden Tastenoberteile mit von Fingern gedrückten Oberflächen tragen, gleitbar zu führen.. In diesem Fall sind die Tasten 3, 4 alle von glei-

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eher Größe, so daß eine Bedienungsfläche 6, die von den Oberflächen definiert wird, im wesentlichen entsprechend der Krümmung der Tasten-Halteplatte 2 gekrümmt ist.

Bei diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, die einzelnen Tastenstößelführungen 5 in den in der geformten Tasten-Halteplatte 2 gebildeten Führungslöcher 1 zu befestigen. Dieses Montage-Verfahren ist schwierig und zeitaufwendig, und reduziert die Herstellungseffektivität des Tastenfeldes deutlieh und erhöht demzufolge die Herstellungskosten.

Während das oben beschriebene Verfahren vorteilhaft dadurch ist, daß die Tasten-Halteplatte 2, die aus einem Metallblech unter plastischer Bearbeitung geformt wird, ein anfangs ihr gegebenes gekrümmtes Profil praktisch permanent aufrechterhalten kann, muß die Metallplatte relativ dick sein zum Aufrechterhalten der Originalform, wodurch das Gesamtgewicht der Tastenfeldanordnung erhöht wird, was als unerwünschter Faktor gilt bei dem in jüngster Zeit festgestellten Trend beim Stand der Technik in Richtung von kompaktem und leichtem Gerät.

Das zweite Verfahren ist in Fig. 2 illustriert, bei dem ein oberes Gehäuse 7 eines Tastenfeldes vorgesehen ist mit integral gebildeten Tastenstößelführungen 8, die gleitbar jeweilige Tastenstößel 9 mit Tastenoberteilen 10 an ihren oberen Enden unterstützen. Bei diesem Verfahren wird eine Bedienungsfläche 11 des Tastenfeldes geschaffen durch Ausbilden der Tastenoberteile 10 in verschiedenen Größen und Formen, abhängig von der Lage, in der sie angeordnet werden sollen.

Zum Beispiel sind die Tastenoberteile 10, die von den Tastenstößeln 9 in einer von mehreren Reihen getragen werden, mit einer Oberfläche mit einer Krümmung gebildet, die verschieden

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ist von jener der Tastenoberteile 10, die von den Tastenstösseln 9 in einer anderen der Mehrzahl von Reihen getragen werden .

Deshalb verlangt das oben beschriebene zweite bekannte Verfahren verschiedene Arten von Tastenoberteilen oder Tastenoberteilen und Tastenstößeln, um verschiedene Konturen von Oberflächen der Tasten so zu liefern, daß die Oberflächen zusammen die gekrümmte Bedienungsfläche 11 bilden. Das bedeutet die Notwendigkeit, verschiedene Arten von Formen zum Bilden der verschiedenen Tasten zu benutzen und bedeutet infolgedessen gesteigerte Herstellungskosten für die Tastenfe1dano rdnung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Tastenfeld zu liefern, das einfach bezüglich seiner Konstruktion ist, leicht zu bedienen und wirtschaftlich herzustellen ist, das eine Tasten-Halteplatte zum Unterstützen von Tasten hat, wobei die Oberflächen der Tasten eine gekrümmte BedienungsfIaehe bilden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Tastenfeld mit einer Mehrzahl von Tastenschaltern mit jeweils einer Taste mit einer Oberfläche, die von einem Finger niedergedrückt wird, einer beweglichen Elektrode und wenigstens zwei stationären Elektroden. Das Tastenfeld weist auf: ein oberes Gehäuse mit einem Bereich, der eine rechtwinklige Öffnung durch die Dicke dieses Bereichs hindurch aufweist; eine Tasten-Halteplatte, die die Mehrzahl von Tasten in mehreren Reihen perpendikular zu den rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung unterstützt und welche beweglich in einer Richtung perpendikular zu einer Ebene der Tasten-Halteplatte ist; eine gedruckte Leiterplatte unter der Tasten-Halteplatte mit einem Muster der stationären Elektroden, so daß die Tastenschalter bei Bewegung der jeweiligen Mehrzahl von Tasten betätigt wer-

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den; und ein unteres Gehäuse unter der gedruckten Leiterplatte, das mit dem oberen Gehäuse zusammenwirkt zum Einschliessen der Tasten-Halteplatte und der gedruckten Leiterplatte. Die Tasten-Halteplatte hat Löcher, durch welche die jeweiligen Tasten in die erwähnte Richtung sich erstrecken, und integrale Führungsbereiche, die konzentrisch um die Löcher gebildet sind und sich in diese Richtung zur rechtwinkligen Öffnung hin erstrecken. Das obere Gehäuse weist ein Paar von Seitenwänden auf, die gegenüberliegende rechte und linke Seiten der rechtwinkligen Öffnung definieren. Jede der Seitenwände hat eine nach unten gerichtete Verlängerung von einer unteren Oberfläche dieses Bereichs. Die nach unten gerichtete Verlängerung hat ein konvexes Profil an ihrem unteren Ende. Das Tastenfeld weist weiter eine Halteeinrichtung zum Halten der im Querschnitt über die Mehrzahl von Reihen der Tasten gekrümmte Tasten-Halteplatte auf, wobei sie elastisch deformiert wird, wenn sie in Druckkontakt mit dem konvexen Profil der nach unten gerichteten Verlängerung der Seitenwände ist, so daß eine allgemein von den Oberflächen der Mehrzahl von Tasten definierte Oberfläche zum konvexen unteren EndprofiT der nach unten gerichteten Verlängerung in einem Querschnitt entlang einer Linie perpendikular zu der Mehrzahl von Reihen der Mehrzahl von Tasten gekrümmt ist.

Beim obigen Aufbau ermöglichen die nach unten gerichteten Verlängerungen, die an den rechten und linken Kanten der rechtwinkligen Öffnung in dem oberen Gehäuse gebildet sind, leichtes Formen der Tasten-Halteplatte zum Unterstützen der Tasten, so daß ihre Oberflächen eine Bedienungsfläche definieren mit einer gewünschten, nach unten konvexen Krümmung. Diese Krümmung ist bestimmt durch das untere Endprofil der nach unten gerichteten Verlängerungen des oberen Gehäuses, ohne daß die Tasten in verschiedenen Größen und Formen entsprechend ihrer Lage auf der Tasten-Halteplatte ausgebildet sind. Weiterhin eliminiert das Vorsehen von auf der Tasten-

Halterplatte integralen Führungsbereichen zum Führen der Tasten Kosten und Arbeitsaufwand, welche sonst erforderlich wären zum Einsetzen und Befestigen von Tastenstößel führungen zusammen mit Führungslöchern, wie oben im Zusammenhang mit dem Stand der Technik diskutiert wurde. Außerdem ist die Herstellung einer ebenen Tasten-Halterplatte mit integralen Führungsbereichen gemäß der Erfindung viel leichter als die Herstellung einer gekrümmten Tasten-Halterplatte mit integralen Führungsbereichen durch plastisches Bearbeiten eines Metallbleches oder durch Formen eines synthetischen Kunstharzmaterials. Bei dem früheren Verfahren der plastischen Bearbeitung ist es schwierig, das Metallblech in eine gewünschte Krümmung zu formen wegen der Gegenwart der Führungsbereiche, die geformt werden, ehe das Blech gekrümmt ist. Das letztere Verfahren des Formens von synthetischem Kunstharz weist ein Problem der Formfreigabe auf, da die Führungsbereiche radial ausgebildet sind. Weiter ist die Tasten-Halterplatte des Tastenfeldes gemäß der Erfindung relativ leicht, da sie nicht aus einem relativ dicken Metallblech wie beim Stand der Technik gemacht ist. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäß konstruierte Tastenfeld einfach bezüglich seiner Konstruktion, leicht und wirtschaftlich zu fertigen, genauso wie leicht zu bedienen.

Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 und 2 Querschnittsaufrisse von bekannten Tastenfeldern, bei denen Tastenoberteile eine gekrümmte

Bedienungsfläche definieren;

Fig. 3 einen Querschnittsaufriß einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Tastenfeldes;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Tastenfeldes nach Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung, die einen der kapazitiven Schalter in dem Tasten

feld nach Fig. 3 und Fig. 4 zeigt;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung, die eine Unterseite einer Tasten-Halteplatte zum Unterstützen der Tasten zeigt; und

Fig. 7 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung, die den kapazitiven Schalter nach Fig. 5 in seiner geschlossenen oder durch Niederdrücken der Taste betätigten Stellung zeigt.

In Fig. 3 bis 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Tastenfeldes gemäß der Erfindung gezeigt, bei der ein Tastenfeldgehäuse 20 (Fig. 3) ein oberes Gehäuse 21 und ein unteres Gehäuse 22 aufweist, die beide aus synthetischem Kunstharz hergestellt sind. Wie in Fig. 4 gezeigt, weist das obere Gehäuse 21 einen im allgemeinen ebenen Bereich 21a auf, der eine rechtwinklige Öffnung 23 hat, die durch die Dicke des im allgemeinen ebenen Bereichs 21a hindurchgeht. Der ebene Bereich 21a hat ein Paar von Seitenwänden 24 und 25, die gegenüberliegende rechte und linke Seiten der rechtwinkligen Öffnung 23 definieren. Jede der Seitenwände 24, 25 hat eine nach unten gerichtete Verlängerung 24a, 25a, von der unteren Fläche des ebenen Bereichs 21a weg. Die nach unten gerichtete Verlängerung 24a, 25a hat ein konvexes Profil an ihrem unteren Ende. Der planare Bereich 21a hat weiter eine Mehrzahl von nach unten gerichteten zylinderförmigen Vorsprüngen 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33, die von der unteren Fläche des ebenen Bereichs 21a sich nach unten erstrecken.

An den nach unten gerichteten zylinderförmigen Vorsprüngen 30, 31, 32 und 33 ist eine gekrümmte Festhalteplatte 34 mit Halteschrauben 35, 36, 37 und 38 befestigt. Diese Festhalteplatte 34 ist mit einer vorbestimmten Krümmung im Querschnitt entlang einer Linie parallel zu den rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung 24, 25 geformt. Die gekrümmte Festhalteplatte 34 wird gestützt an ihrer unteren Fläche von drei nach oben gerichteten Verlängerungen in Form von longitudinalen Rippen 39, 40 und 41, die von einer inneren Fläche des unteren Gehäuses 24 sich so erstrecken, daß die oberen Enden der Rippen 39 - 41 an der unteren Fläche der gekrümmten Festhalteplatte 34 anliegen. Die longitudinalen Rippen 39 41 laufen in einer Richtung perpendikular zu den rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung 23 und weisen voneinander in einer Richtung parallel zu diesen Seiten einen Abstand auf.

Eine gedruckte Leiterplatte 42 ruht auf einer oberen Fläche der gekrümmten Festhalteplatte 34. Die gedruckte Leiterplatte 42 und die Festhalteplatte 34 sind an den unteren Enden der nach unten gerichteten zylinderförmigen Vorsprünge 26, 27, 28 und 29 des oberen Gehäuses 21 mit Festhalteschrauben 43, 44, 45 und 46 jeweils befestigt, so daß die gedruckte Leiterplatte 42, die an der Festhalteplatte 34 anliegt, ebenfalls entsprechend der Form der Festhalteplatte 34 gekrümmt ist. Die Leiterplatte 42 weist ein Substrat auf, das auf seiner Oberfläche ein gedrucktes Muster von Leiterbahnen, d.h. eine Mehrzahl von Paaren von stationären Elektroden 50, wie in Fig. 5 gezeigt, aufweist. Das Substrat 42 trägt weiter auf seiner oberen Fläche ein elastomerisches Element 48, das mit einer Mehrzahl von kegelstumpfförmigen oder umgekehrt-tassenförmigen elastischen Gehäusen 47 aus Gummi gebildet ist, wobei jedes davon mit dem Substrat zusammenwirkt zum Einschließen des entsprechenden Paares von stationären Elektro-

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den 50, 50. Jedes kegelstumpfförmige Gehäuse 47 hat eine obere Wand 47a, die von den stationären Elektroden 50 entfernt ist und ihnen gegenüberliegt. Ein Schwammelement 49 wird an einer seiner Flächen an die innere Fläche der oberen Wand 47a des kegelstumpfförmigen Gehäuses 47 geklebt. Das Schwammelement 49 trägt auf seiner anderen Fläche eine bewegliche Elektrode 51 aus flexibler Aluminiumfolie, die mit einem dünnen isolierenden Film 51a aus flexiblem synthetischem Kunstharz überzogen ist, so daß die bewegliche Elektrode 51 den stationären Elektroden 50 über den isolierenden Film 51a gegenübersteht. Diese bewegliche Elektrode 51 wirkt mit dem Paar von stationären Elektroden 50, 50 zusammen zur Bildung eines variablen Kondensators.

Eine Tasten-Halteplatte 52 aus synthetischem Kunstharz wird von der gekrümmten Festhalteplatte 34 getragen. Die Tastenhalteplatte 52 hat Front- und Hinterschenkel 53, die parallel zu gegenüberliegenden Front- und Rückseiten 57 und 58 der rechtwinkligen Öffnung 23 verlaufen. Diese Schenkel 53 erstrecken sich nach unten von einer unteren Fläche der Tastenhalteplatte 52 in Richtung der gekrümmten Festhalteplatte 34, so daß die Platte 52 die gedruckte Leiterplatte 42 und die elastischen Gehäuse 47 einschließt. Gleichzeitig umschließt die Tastenhaiteplatte 52 die rechtwinklige öffnung 23, die in dem oberen Gehäuse 21 gebildet ist. Auf diese Weise hat die Tastenhalteplatte 52 Dimensionen, die ausreichend sind zum Bedecken oder Schließen der rechtwinkligen Öffnung 23. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, werden eine Mehrzahl von Löchern 52a in der Tastenhalteplatte 52 in mehreren Reihen parallel zu den Front- und Hinterschenkeln 53, oder perpendikular zu den rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung 23 gebildet. Entlang der peripheren Kante eines jeden dieser Löcher 52a ist integral ein ringförmiger Führungsbereich 56 gebildet, welcher konzentrisch mit den Löchern 52a

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ist und perpendikular von einer oberen Fläche der Platte 52 in Richtung der rechtwinkligen Öffnugn 23 sich erstreckt zum Unterstützen einer Taste, die aus einem Tastenstößel 55 und einem Tastenoberteil 54, das an einem oberen Ende des Tastenstößeis 55 befestigt ist, besteht. Der Tastenstößel 55 wird durch das Loch 52a und den ringförmigen Führungsbereich 56 eingeführt, so daß die Taste (Tastenstößel 55) gleitbar beweglich in' einer Richtung perpendikular zu der Ebene der Tastenhaiterplatte 52 ist. Auf diese Weise werden eine Mehrzahl von Tasten 54, 55 in mehreren Reihen parallel zu den Front- und Hinterschenkeln 53 getragen, d.h., perpendikular zu den rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung 23, die durch die Seitenwände 24, 25 definiert ist.

Die Tastenhalteplatte 52 hat in ihrer unteren Fläche vier parallele Rillen 59 von im allgemeinen U-förmigem Querschnitt, die parallel zu den Front- und Hinterschenkeln 53 ausgebildet sind und zwischen den benachbarten Reihen der Löcher 52a sind. Diese parallelen Rillen 59 sind vorgesehen zum Ermöglichen einer elastischen Deformation der Tastenhalteplatte 52 in Druckkontakt mit den konvexen unteren Enden der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a der Seitenwände 24 und 25, welche mit der gekrümmten Festhalteplatte 34 zusammenwirken, um die Tastenhalteplatte 52 in eine geeignete gekrümmte Form zu bringen. Wie in Fig. 3 und 5 gezeigt, spannt das kegelstumpfförmige Gehäuse 47 des elastomerischen . Elements 48 den Tastenstößel 55 in Richtung seiner oberen Lage vor, in der ein unteres Ende 55a des Tastenstößels 55 in anliegendem Koriakt mit einer äußeren Fläche der oberen Wand 47a des Gehäuses 47 ist und gegen die untere Fläche der Tastenhalteplatte 52 gezwungen wird, wie in Fig. 5 gezeigt ist. In diesem Zustand, bei dem die bewegliche Elektrode 51 von der stationären Elektrode 50 auf der gedruckten Leiterplatte 42 entfernt ist, ist ein kapazitiver Schalter, der

durch den Tastenstößel 55, das Tastenoberteil 54, die bewegbare Elektrode 51, die stationären Elektroden 50, usw. gebildet ist, in seine nicht betätigte Position gebracht.

Wie oben gezeigt, wird die Tastenhalteplatte 52 so installiert, daß die rechten und linken Enden ihrer oberen Fläche in Druckkontakt mit den konvexen unteren Endprofilen der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a der Seitenwände 24, 25 des oberen Gehäuses 21 jeweils gehalten werden, wobei die Front- und Hinterschenkel 53 auf der gekrümmten Festhalteplatte 34 gestützt werden, die an das obere Gehäuse 21 angeschraubt ist. Mit dieser Anordnung kann die Tastenhalteplatte 52 elastisch deformiert werden in eine Krümmung entsprechend dem konvexen Profil der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a, wodurch eine Bedienungsfläche 60 des Tastenfelds, das durch die oberen Flächen der einzelnen Tastenoberteile 54 definiert ist, gekrümmt ist in eine gewünschte nach unten gerichtete konvexe Form entsprechend der Krümmung der Tastenhalteplatte 52 in einem Querschnitt entlang einer Linie parallel zu den rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung 23, d.h., perpendikular zu den Reihen der Tasten 54, 55. Es soll in diesem Zusammenhang betont werden, daß die Festhalteplatte 34 eine Krümmung hat, die gleich der Krümmung des konvexen Profils der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a ist. Anders gesagt, ist die Festhalteplatte 34 so gekrümmt, daß ihre Entfernung zu dem unteren Ende der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a konstant ist über ihre ganze Breite entlang der rechten und linken Seiten der rechtwinkligen Öffnung 23.

Jeder der wie oben beschrieben konstruierten kapazitiven Schalter wird auf folgende Weise betätigt:

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Beim Niederdrücken des Tastenoberteils 54, während es in seiner oberen Position ist, wird der Tastenstößel 55 nach unten bewegt, während er gleichzeitig von dem ringförmigen Führungsbereich 56 geführt wird, wodurch die obere Wand 47a des kegelstumpfförmigen Gehäuses 47 nach unten gedruckt wird durch ein integrales unteres Ende 55a des Tastenstößels 55. Infolgedessen wird die aus dem Schwammelement 49 und der beweglichen Elektrode 51 gebildete Anordnung, die an der inneren Fläche der oberen Wand 47a des Gehäuses 47 befestigt ist, in Richtung der gedruckten Leiterplatte 42 bewegt, und die bewegliche Elektrode 51, die von dem isolierenden Film 51a bedeckt ist, wird in Kontakt mit dem Paar von stationären Elektroden 50, 50, wie in Fig. 7 gezeigt, gebracht. Auf diese Weise werden die zwei stationären Elektroden 50 kapazitiv miteinander gekoppelt, und ein Hochfrequenzsignal wird von einer der Elektroden 50 zu der anderen übertragen. Da die bewegliche Elektrode 51 von dem elastischen Schwammelement 49, das an die obere Wand 47a des elastischen Gehäuses 47 geklebt ist, getragen wird, kann die bewegliche Elektrode 51, die von dem isolierenden Film 51a bedeckt ist, in dichtem und perfektem Kontakt mit den äußeren Oberflächen der stationären Elektroden 50 gehalten werden durch elastische Deformation des Schwammelements 49, wodurch eine stabile Übertragung des Hochfrequenzsignals von ausreichend hohem. Pegel zwisehen den zwei stationären Elektroden 50 sichergestellt wird.

Wenn der Fingerdruck der Bedienungsperson von den Tastenoberteilen 54 nachläßt, veranlaßt die nachgiebige Kraft des elastischen Gehäuses 47 den Tastenstößel 55 und die bewegliche Elektrodenanordnung 49, 51, 51a, sich nach oben in ihre ursprüngliche obere Lage zu bewegen, wodurch die bewegliche ■ Elektrode 51 von den stationären Elektroden 50 getrennt wird und die Signalübertragung zwischen den zwei stationären Elektroden 50 aufhört.

Das Tastenfeld nach dieser Ausführungsform mit den oben diskutierten Komponenten wird auf folgende Weise montiert:

Bei der Montage des Tastenfeldes wird die gedruckte Leiterplatte 42 zuerst auf die gekrümmte Festhalteplatte 34 plaziert. Dann wird das elastomerische Element 48 mit den integral gebildeten elastischen Gehäusen 47 auf die gedruckte Leiterplatte 42 gesetzt. Inzwischen werden die Tastenstößel 55 mit den unteren Enden 55a in die Tastenhalteplatte 52 gesetzt, so daß die Tastenstößel 55 gleitbar beweglich durch die Löcher 52a und die ringförmigen Führungsbereiche 56 sind. Die Tastenoberteile 54 werden dann an den Tastenstößeln 55 befestigt. Die Tastenhalteplatte 52 wird auf die gekrümmte Festhalteplatte 34 so plaziert, daß die gedruckte Leiterplatte 42 und das elastomerische Element 48 von den zwei Platten 34 und 52 eingeschlossen sind. Danach werden die montierten Komponenten 34, 42, 48 und 52 übereinander mit dem oberen Gehäuse 21 mit den Festhalteschrauben 43, 44, 45 und 46, die durch die jeweiligen nach unten gerichteten zylinderförmigen Vorsprünge 26, 27, 28 und 29 gefädelt sind, verbunden, so daß die rechten und linken Enden der Tastenhalteplatte 52 in Druckkontakt mit den unteren Enden der nach oben gerichteten Verlängerungen 24a, 25a der Seitenwände 24, 25 sind, und so, daß die Tastenoberteile 54 aus der rechtwinkligen Öffnung 23 hervorstehen.

Danach wird die gekrümmte Festhalteplatte 34 weiter mit dem oberen Gehäuse 21 mit den Festhalteschrauben 35, 36, 37 und 38, die durch die jeweiligen nach unten gerichteten Vorsprünge 30, 31, 32 und 33 gefädelt sind, befestigt, um sicherzustellen, daß die Festhalteplatte 52 infolge ihrer elastischen Deformation exakt mit den konvexen unteren Endprofilen der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a gekrümmt ge-

halten wird. Wenn die Anordnung 34, 42, 48 und 52 an dem oberen Gehäuse 21 mit den Schrauben 43 - 46 und 35 - 38 befestigt ist, ist die Tastenhalteplatte 52 vergleichsweise leicht gekrümmt mit der Hilfe der Rillen 59, die darin gebildet sind, und die gekrümmte Festhalteplatte 34 dient zum Halten der gedruckten Leiterplatte 42 und des elastomerischen Elements 48 und der Tastenhalteplatte 52 in ihren gekrümmten Lagen.Mit der in ihrer gekrümmten Lage wie oben beschrieben gehaltenen Tastenhalteplatte 52 werden die Mehrzahl von Tasten gleicher Dimension von der Platte 52 so unterstützt, daß die oberen Flächen der Tastenoberteile 54 eine Bedienungsfläche definieren, die nach unten konvex ist und eine Krümmung im wesentlichen identisch zu jener der Tastenhalteplatte 52 hat.

Schließlich wird das untere Gehäuse 22 an das obere Gehäuse 21 gekoppelt zur Bildung des Tastenfeldgehäuses 20.

Wie oben im Detail beschrieben wurde, hat die Tastenhalteplatte 52 integral gebildete ringförmige Führungsbereiche 56 auf ihrer oberen Fläche, und die Mehrzahl von U-förmigen parallelen Rillen 59 in ihrer unteren Oberfläche. Die integrale Bildung der Führungsbereiche 56 eliminiert die andernfalls erforderlichen Kosten und den Arbeitsaufwand zum Befestigen von getrennten Führungsbereichen auf einer vorgeformten Halteplatte, wie das bei dem bekannten Tastenfeld gemacht wurde. Dadurch, daß Rillen 59 vorgesehen sind, ist es leichter, die Tastenhalteplatte 52 in das konvexe Profil der nach unten gerichteten Verlängerungen 24a, 25a der Seitenwände 24, 25 zu formen, so daß die Tasten 54, 55 mit ihren oberen Flächen der Tastenoberteile 54 im wesentlichen auf einer Fläche, die nach unten in eine konvexe Form entsprechend der Krümmung der Tastenhalteplatte 52 gekrümmt ist, angeordnet werden, ohne die Dimensionen und/oder Formen der

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Tasten entsprechend den Reihen, in denen sie angeordnet sind, zu verändern. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäß konstruierte Tastenfeld von einfacher Konstruktion, wirtschaftlich herzustellen und leicht zu bedienen. 5

Weiter wird durch Verwendung des Schwammelements 49 zum Tragen der beweglichen Elektrode 51 auf der inneren Fläche der oberen Wand 47a des elastischen Gehäuses 47 eine elastische Deformation beim Niederdrücken des Tastenoberteils 54 ausgeübt, welche perfekten Kontakt der beweglichen Elektrode 51 mit den stationären Elektroden 50 über deren gesamte gegenüberliegenden Flächen ermöglicht, sogar unter Bedingungen, bei denen die gedruckte Leiterplatte 52 gekrümmt ist. Deshalb kann der kapazitive Schalter mit der stationären und den beweglichen Elektroden 50, 51 und dem Tastenoberteil und dem Tastenstößel 54, 55, mit erhöhter Zuverlässigkeit betätigt werden.

Claims

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PATENTANWALT DiPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

BN 6-3044 P/M/so

Brother Kogyo Kabushiki Kaisha, Nagoya/Japan

Tastenfeld

PATENTANSPRÜCHE

f 4

Il Tastenfeld mit einer Mehrzahl von Tasten-Schaltern, von Tienen jeder eine Taste mit einer oberen Fläche, die von einem Finger gedrückt werden soll, eine bewegliche Elektrode und wenigstens zwei stationäre Elektroden hat, gekennzeiehnet durch:

ein oberes Gehäuse (21) mit einem Bereich, welcher eine rechtwinklige Öffnung (23) aufweist, die durch die Dicke des Bereichs hindurch ausgebildet ist, und einem Paar von Seitenwänden (24, 25), die gegenüberliegende rechte und linke Seiten der rechtwinkligen Öffnung (23) definieren, wobei die Seitenwände (24, 25) jeweils eine nach unten gerichtete Verlängerung (24a, 25a) von einer Fläche dieses Bereichs haben, und die nach unten gerichtete Verlängerung (24a, 25a) ein konvexes Profil an ihrem unteren Ende hat;

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN 9O . WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (089)640640

-ν" 2

ο ine Tastenhalteplatte (52), die die Mehrzahl von Tasten in mehreren Reihen perpendikular zu den rechten und linken Seiten und beweglich in einer Richtung perpendikular zu einer Ebene der Tastenhalterplatte (52) hält, wobei die Tastenhalteplatte (52) Löcher hat, durch die die Tasten sich in die Richtung erstrecken, und weiter integrale Führungsbereiche (56) hat, die konzentrisch um die Löcher gebildet sind und sich in der Richtung zu der rechtwinkligen Öffnung (23) hin erstrecken;

eine Rückhalteeinrichtung zum Halten der im Querschnitt über die mehreren Reihen hinweg gekrümmten Tastenhalteplatte (52) mit elastischer Deformation in Druckkontakt mit dem konvexen Profil der nach unten gerichteten Verlängerung, wodurch eine im allgemeinen durch die oberen Flächen der Mehrzahl von Tasten definierte Fläche gemäß dem konvexen Profil im Querschnitt gekrümmt ist;

eine gedruckte Leitungsplatte (42) unter der Tastenhalteplatte (52) mit einem Muster von stationären Elektroden (50), so daß die Tasten-Schalter bei Bewegung der Mehrzahl von Tasten betätigt werden; und

ein unteres Gehäuse (21) unter der gedruckten Leiterplatte (42), das mit dem oberen Gehäuse zusammenwirkt zum Einschluß der Tastenhalterplatte (52), der Rückhalteeinrichtung und der gedruckten Leiterplatte (42).
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?. Tastenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenhalteplatte (52) eine Mehrzahl von Rillen (59) parallel zu der Mehrzahl von Reihen über ihre ganze Länge hinweg aufweist zum Ermöglichen der dem konvexen Profil folgenden elastischen Deformation.

3. Tastenfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Mehrzahl von Tasten einen Tastenstößel (55), der sich durch ein entsprechendes der Löcher erstreckt und ein Tastenoberteil (54), das an einem oberen Ende des Tastenstößels (55) befestigt ist und das eine obere Fläche hat, aufweist, wobei jeder der integralen Führungsbereiche (56) einen ringförmigen Bereich entlang einem peripheren land ■ des entsprechenden der Löcher aufweist und sich in Richtung des Tastenoberteils (54) zur Führung des Tastenstössels (55) erstreckt.

4. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenhalteplatte (52) aus synthetischem Kunstharz besteht.

5. Tastenfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenhalteplatte (52) eine Mehrzahl von Rillen (59) hat, die parallel zu der Mehrzahl von Reihen über deren gesamte Länge hinweg ausgebildet sind zum Ermöglichen der dem konvexen Profil folgenden elastischen Verformung.

6. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine Mehrzahl von Halteschrauben zum Befestigen der Tastenhalteplatte (52) an dem oberen Gehäuse (21) aufweist.

7. Tastenfeld nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Gehäuse (21) eine Mehrzahl von zylinderförmigen Vorsprüngen (26 - 33), die sich nach unten von einer Fläche des Bereichs erstrecken, aufweist, wobei die Tastenhalterplatte (52) an den unteren Enden der Mehrzahl von zylinderförmigen Vorsprüngen (26 - 33) mit den Halteschrauben befestigt ist.

8. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung eine gekrümmte Festhalteplatte (34) aufweist, die unter der gedruckten Leiter platte (42) angeordnet ist zum Unterstützen der gedruckten Leiterplatte (42), wobei die gekrümmte Festhalteplatte (34) so gekrümmt ist, daß ihre Entfernung zu dem unteren Ende der nach unten gerichteten Verlängerung (24a, 25a) konstant ist über deren gesamte Breite entlang der rechten und linken Seiten.
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9. Tastenfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastenhalteplatte (52) eine Mehrzahl von Schenkeln (53) hat, die sich nach unten zur gekrümmten Festhalteplatte (34) hin erstrecken, und dadurch, daß sie an der Mehrzahl von Schenkeln (53) durch die gekrümmten Haltebereiche unterstützt ist.

10. Tastenfeld nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Festhalteplatte (34) an dem oberen Gehäuse (2.1) befestigt ist.

11. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Halteplatte (34) aus Metallblech besteht.

12. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Gehäuse wenigstens eine nach oben gerichtete Verlängerung von einer inneren Fläche hat, wobei die nach oben gerichtete Verlängerung an einer unteren Fläche der gekrümmten Festhalteplatte (34) anliegt zum Unterstutzen der gekrümmten Festhalteplatte (34).

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13. Tastenfeld nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine nach oben gerichtete Verlängerung eine
Mehrzahl von longitudinalen Rippen entlang der Mehrzahl von
Reihen ist und voneinander in einer Richtung parallel zu den · rechten und linken Seiten einen Abstand aufweist, wobei die
longitudinalen Rippen verschiedene Höhen von der einen Fläche des unteren Gehäuses (22) haben.

14. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (42) ein Substrat mit einer Mehrzahl von Paaren von stationären Elektroden (50) aufweist, die der Mehrzahl von Tasten entsprechen,
und weiter eine Mehrzahl von kegelstumpfförmigen elastischen Gehäusen aufweist, die mit dem Substrat zusammenwirken zum

Einschluß der Mehrzahl von Paaren von stationären Elektroden (50), wobei jedes der elastischen Gehäuse eine obere Wand
hat, die von dem entsprechenden Paar von stationären Elektroden (50) einen Abstand aufweist und ihnen gegenüberliegt, wobei die obere Wand auf ihrer inneren Fläche die bewegliche Elektrode (51) trägt, wobei das elastische Gehäuse normalerweise mit seiner elastischen Vorspannung die entsprechende
Taste und bewegliche Elektrode (51) in ihren oberen Stellungen hält und beim Niederdrücken der entsprechenden Taste
elastisch verformt wird, wobei die bewegliche Elektrode (51) in Kontakt mit dem entsprechenden Paar von stationären Elektroden (50) über einen isolierenden Film bewegt wird, wodurch das Paar von stationären Elektroden (50) miteinander
elektrisch gekoppelt wird.

15. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch

gekennzeichnet, daß die in einer der Mehrzahl von Reihen angeordneten Tasten die gleiche Dimension und Form haben, wie
die Tasten in einer anderen der Mehrzahl von Reihen.

34H920

16. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten-Schalter kapazitive Schalter sind.

17. Tastenfeld nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Tasten-Schalter zwei stationäre Elektroden (50) auf der gedruckten Leiterplatte (42) aufweist.

18. Tastenfeld nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Leiterplatte (42) ein Substrat mit einer Mehrzahl von Paaren der stationären Elektroden (50) entsprechend der Mehrzahl von Tasten aufweist, und weiter eine Mehrzahl von kegelstumpfförmigen elastischen Gehäusen trägt, die mit dem Substrat zusammenwirken zum Einschließen der Mehrzahl von Paaren von jeweiligen stationären Elektroden (50), wobei jedes der elastischen Gehäuse eine obere Wand hat, die von dem entsprechenden Paar von stationären Elektroden (50) entfernt ist und ihnen gegenüberliegt, wobei die obere Wand auf ihrer inneren Fläche die bewegliche Elektrode

(51) trägt, wobei das elastische Gehäuse normalerweise durch seine elastische Vorspannung die entsprechende Taste und bewegliche Elektrode (51) in ihren oberen Stellungen hält, und beim Niederdrücken der entsprechenden Taste elastisch verformt wird, wodurch die bewegliche Elektrode (51) in Kontakt mit dem entsprechenden Paar von stationären Elektroden (50) über einen isolierenden Film bewegt wird, wodurch das Paar von stationären Elektroden (50) elektrisch miteinander gekoppelt wird.