FI115102B - Elektroninen laite - Google Patents

Description

115102 ί

Elektroninen laite

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on elektroninen laite, joka käsittää virtalähde-elementin ja näppäimistön, johon näppäimistöön kuuluu näppäinlevy.

5 Edelleen keksinnön kohteena on elektronisen laitteen virtalähde- elementti, joka käsittää virtalähteen ja sitä suojaavan suojakuoren.

Vielä keksinnön kohteena on menetelmä elektronisen laitteen rakenteen optimoimiseksi, joka laite käsittää virtalähde-elementin ja näppäimistön, johon näppäimistöön kuuluu näppäinlevy.

10 Tunnetaan matkapuhelimia, kommunikaattoreita, kämmenmikroja (palmtop), PDA -laitteita (personal digital assistant), kannettavia tietokoneita (laptop) tai niiden yhdistelmiä ja muita vastaavia elektronisia laitteita, joissa on näppäimistöllä operoitava käyttöliittymä. Tyypillisesti kyseisten laitteiden poikkileikkaus käsittää ulkokuoret, koteloidun akku- tai paristoelementin, rungon, pii-15 rilevyn komponentteineen, näppäinlevyn (keydome) ja näppäimistön. Mainitut rakenteet määrittelevät elektroniselle laitteelle tietyn minimipaksuuden, joka muodostuu paitsi rakenteiden paksuuksista niin myös rakenteiden välisistä ί toleransseista.

Elektronisten laitteiden suunnittelussa on eräänä keskeisimpänä ta-20 voitteena laitteen pienet ulkomitat. Yllä lueteltujen rakenteiden mitoitus ja sovi-; j tus on optimoitu nykyisin niin, että laitteiden perusrakenne ei tarjoa olennaisia : mahdollisuuksia pienentää elektronisten laitteiden ulkomittoja paksuussuun- !···[ nassa. Toisaalta on ongelmallista lisätä vapaata tilavuutta ulkokuoren sisään !!! tämän ulkomittoja kasvattamatta. Lisäksi laitteen rakenteiden määrä on varsin 25 suuri, mikä aiheuttaa ylimääräisiä kokoonpanokustannuksia.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja *·· parannettu elektroninen laite, elektronisen laitteen virtalähde-elementti ja me- netelmä elektronisen laitteen rakenteen optimoimiseksi edellä mainittujen on-30 gelmien ratkaisemiseksi.

*·*·’ Keksinnön mukaiselle elektroniselle laitteelle on tunnusomaista se, • · * *··· että näppäinlevy on järjestetty virtalähde-elementtiin.

·· Keksinnön mukaiselle elektronisen laitteen virtalähde-elementille on .··*. tunnusomaista se, että virtalähde-elementti käsittää edelleen näppäinlevyn.

* · * 2 115102

Keksinnön mukaiselle menetelmälle elektronisen laitteen rakenteen optimoimiseksi on tunnusomaista se, että kiinnitetään näppäinlevy virtalähde-elementtiin.

Keksinnön etuna on, että kun elektronisen laitteen näppäinlevy on 5 integroitu virtalähde-elementtiin saadaan laitteen paksuutta vähennettyä, sillä integroidun rakenteen paksuus on vastaavaa erillisten virtalähde-elementin, näppäinlevyn ja sitä tukevien rakenteiden sekä tarvittavien toleranssien muodostamaa rakennetta ohuempi. Lisäksi integroitu rakenne yksinkertaistaa laitteen kokoonpanotyötä.

10 Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon olennaisena ajatuk sena on se, että näppäinlevy on sovitettu osaksi virtalähteen suojakuorta. Etuna on, että suojakuorta voidaan ohentaa näppäinlevyn kohdalta, tai se voidaan jopa kokonaan poistaa, mikä johtaa vieläkin ohuempaan rakenteeseen.

Keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon olennaisena 15 ajatuksena on se, että virtalähde-elementti on integroitu laitteen kuoreen. Etuna on, että laitteen rakenne ja kokoonpanotyö yksinkertaistuu edelleen ja että paksuutta voidaan vähentää koska kuori toimii virtalähde-elementin suojakuo-rena ja erillinen suojakuori on tarpeeton.

Keksinnön erään kolmannen edullisen sovellutusmuodon olennai-20 sena ajatuksena on se, että näppäinlevyyn liittyvät näppäimet on järjestetty virtalähde-elementtiin. Etuna on, että laitteen kokoonpanotyö on vieläkin yksinkertaisempaa.

: : Keksinnön erään neljännen edullisen sovellutusmuodon olennaise- .* ·. na ajatuksena on se, että virtalähde-elementti on sovitettu osaksi laitteen kan- .···. 25 tavaa rakennetta. Etuna on, että laitteessa ei välttämättä tarvita erillisiä tuki- I « runkoja, mikä mahdollistaa laitteen vapaan tilavuuden kasvattamisen ulkomit- • » toja kasvattamatta, tai laitteen ulkomittojen pienentämisen.

• · • · • t *

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa 30 kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä tekniikan tason mukaista elekt- • · · ronista laitetta poikkileikattuna näppäimistön kohdalta, • > · kuvio 2 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista elektronis-' ; ‘ ta laitetta näppäimistön kohdalta poikkileikattuna, ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti erästä toista keksinnön mukaista : *": 35 elektronista laitetta näppäimistön kohdalta poikkileikattuna.

I I I

3 115102

Kuvioissa keksintö on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti eräs tekniikan tason mukainen 5 elektroninen laite näppäimistön kohdalta poikkileikattuna. Elektroninen laite on tässä matkapuhelin. Huomautettakoon, että jatkossa tässä selityksessä elektronisesta laitteesta käytetään nimitystä laite.

Laitteen poikkileikkaus muodostuu etukuoresta 1 ja takakuoresta 2, joiden muodostamaan tilaan on sijoitettu pääosa laitteen muista komponenteis-10 ta. Komponentteihin kuuluu virtalähde-elementti 3, joka käsittää tyypillisesti varsinaisen virtalähteen, joka on järjestetty useimmiten muovisen suojakuoren 19 sisään, tarvittavat kontaktit laitteen virtapiiriin kytkemistä varten sekä tarvittavat järjestelyt virtalähde-elementin 3 kiinnittämiseksi laitteeseen. Virtalähde-elementti 3 on joko ladattava akku, esimerkiksi Li-ioni, Ni-metallihydridi, Li-15 polymeeri tai muu sinänsä tunnettu akku, tai kertakäyttöinen paristo.

Laitteessa on edelleen runko 4, joka yleensä on pääosin sovitettu kuoriosien 1, 2 sisäpuolelle. Runko 4 on valmistettu muovista, metallista tai niiden yhdistelmästä. Runko 4 tukee laitteen rakennetta ja toimii eräiden komponenttien kiinnitysalustana. Vaihtoehtoisesti runko 4 voi olla integroitu osaksi 20 kuorirakennetta.

.· · Vielä laitteessa on piirilevy 5, johon on kiinnitetty laitteen elektronisia : komponentteja sinänsä tunnetulla tavalla. Mainittuja komponentteja ei ole esi- .· ·. tetty yksityiskohtaisesti, vaan niiden vaatima tila on kuvattu katkoviivoin rajoite- tulla alueella 6. Piirilevy 5 on kiinnitetty runkoon 4 kiinnitysvälineillä, joita ei ole 25 esitetty kuviossa.

;t.;‘ Piirilevyn 5 päälle on sovitettu apurunko 7 ja tämän päälle näppäin- '·'· levy (keydome) 8. Apurunko 7 pitää näppäinlevyn 8 oikeassa kohtaa laitetta.

Näppäinlevy 8 tuottaa näppäimistön käyttäjän tuottaman näppäinvasteen ja muuntaa näppäilyn sähköiseksi signaaliksi.

30 Näppäinlevyn 8 välittömään yhteyteen on järjestetty laitteen näp- ,v, päimistön 20 näppäimet 10. Näppäimet 10 on tässä esitetyssä ratkaisussa so- • t i ( vitettu näppäinmattoon (keymat) 11, joka kiinnittää näppäimet toisiinsa ja jonka avulla näppäimet 10 on kiinnitetty etukuoreen 1. Usein näppäimet 10 ja näp-päinmatto 11 ovat yhtä ja samaa kappaletta, joka on valmistettu muovimateri-35 aalista esimerkiksi puristamalla tai ruiskuvalamalla.

I 115102 4

Kuhunkin näppäimeen 10 kuuluu ulokemainen painin 12, joka on suunnattu kohti näppäinlevyä 8. Vastaavasti näppäinlevyyn 8 on muodostettu kalvokytkimiä 9 näppäinten 10 kohdalle. Näppäintä 10 painettaessa painin 12 painaa sen alla olevaa kalvokytkintä 9, jolloin muodostuu sähköinen signaali, 5 joka välittyy näppäinlevyssä 8 sijaitsevien johdinten kautta eteenpäin. Kalvo-kytkin 9 tuottaa näppäinvasteen ja näppäimen yläasentoon palauttavan palau-tusvoiman. Kalvokytkimen 9 sijasta voidaan luonnollisesti soveltaa muitakin sinänsä tunnettuja rakenteita näppäinvasteen ja näppäimen yläasentoon palauttavan palautusvoiman tuottamiseksi.

10 Virtalähde-elementti 3, runko 4, piirilevy 5, apurunko 7 ja näppäinle- vy 8 on sovitettu laitteen poikkileikkauksessa päällekkäin. Mainittujen komponenttien paksuus yhdessä komponenttien välisten toleranssien kanssa määrittelee laitteelle vähimmäispaksuuden.

Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti eräs keksinnön mukainen 15 elektroninen laite näppäimistön kohdalta poikkileikattuna. Laitteessa on ulkokuori, joka tässä esitetyssä suoritusmuodossa käsittää etukuoren 1 ja takakuo-ren 2. Edelleen laitteessa on virtalähde-elementti 3, piirilevy 5 ja näppäimistö 20 näppäinlevyineen 8. Näppäimistön 20 näppäimet 10 on kiinnitetty toisiinsa näppäinmatolla 12. Näppäinmatto 12 ei ole kuitenkaan välttämätön vaan näp-20 päimet 10 voivat olla toisistaan erillisiä komponentteja, jotka on kiinnitetty esimerkiksi etukuoreen 1 tai näppäinlevyyn 8.

Laitteessa ei ole lainkaan runkoa 4 eikä apurunkoa 7 vaan näp- : päinlevy 8 kalvokytkimineen 9 on kiinnitetty virtalähde-elementtiin 3, täsmälli- •« · · semmin sanottuna sen suojakuoreen. Kiinnittäminen voidaan tehdä niin, että .···. 25 näppäinlevyä 8 ei voi irrottaa rikkomatta virtalähde-elementistä 3, kuten esi- merkiksi liimaamalla tai hitsaamalla, tai niin, että näppäinlevy on irrotettavissa virtalähde-elementistä 3, kuten esimerkiksi ruuvikiinnityksellä tai avattavissa olevalla liimaliitoksella.

Näppäinlevy 8 on integroitu osaksi virtalähteen suojakuorta 19, toi- 30 sin sanoen näppäinlevyllä 8 on tavanomaisten tehtäviensä lisäksi lisäfunktio .* suojata virtalähdettä. Näin suojakuorta 19 on voitu ohentaa näppäinlevyn 8 .·. kohdalta, mikä tekee mahdolliseksi ohentaa laitteen paksuutta. Suojakuori 19 . ··. muun muassa suojaa virtalähdettä ja eräissä suoritusmuodoissa pitää erilliset * · akkukennot yhdessä.

• · · 5 115102 Näppäinlevy 8 käsittää tarvittavat johtimet näppäimen painalluksesta aiheutuvan signaalin johtamiseksi eteenpäin. Johtimia ei ole esitetty kuvioissa asian esittämisen yksinkertaistamiseksi.

Laitteen piirilevy 5 komponentteineen 6 on sijoitettu näppäimistön 5 suhteen vastakkaiselle puolelle virtalähde-elementtiä 3.

Laitteen takakuoreen 2 on sovitettu kiinnityselimet 13 ja virtalähde-elementin 3 suojakuoreen kiinnityselimien vastinelimet 14, joilla elimillä 13, 14 virtalähde-elementti on kiinnitetty edullisesti irrotettavasti laitteen kuoreen. Mainitut kiinnityselimet 13 ja niiden vastinelimet 14 on muotoiltu edullisesti niin, 10 että kiinnityksestä muodostuu riittävän jäykkä jotta virtalähde-elementti 3 voi toimia kantavana rakenne-elementtinä, joka tukee laitteen kuorta ottaen vastaan laitteeseen kohdistuvia staattisia ja dynaamisia kuormituksia. Näin ollen laitteessa ei välttämättä tarvita erillisiä runkorakenteita, mikä mahdollistaa laitteen vapaan tilavuuden kasvattamisen ulkomittoja kasvattamatta tai laitteen 15 ulkomittojen pienentämisen. Erillisiä runkorakenteita voidaan toki tarvittaessa käyttää laitteen muissa osissa.

On luonnollisesti selvää, että kiinnityselimet 13 ja niiden vastinelimet 14 voidaan vaihtoehtoisesti sovittaa etukuoreen 1, tai sekä etukuoreen 1 ja takakuoreen 2.

20 Myös piirilevy 5 on kiinnitetty laitteen kuoreen, kuviossa esitetyssä laitteessa takakuoreen 2, mutta se voidaan toki kiinnittää etukuoreenkin. Kiinni-tys on edullisesti toteutettu niin, että piirilevykin toimii laitteen kantavana ra-: kenne-elementtinä.

,···. Kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti eräs toinen keksinnön mukai- 25 nen elektroninen laite poikkileikattuna näppäimistön kohdalta. Näppäinlevy 8 on kiinnitetty virtalähde-elementtiin 3, joka puolestaan on integroitu etukuoreen 1. Siten etukuori 1 toimii myös virtalähteen suojakuorena 19. Varsinainen virtalähde on sovitettu virtalähdetilaan 15. Huomautettakoon, että kuviossa ei ole esitetty virtalähdettä.

30 Näppäinlevy 8 on upotettu etukuoreen 1 muodostettuun syvennyk- .: seen ja sen päälle on sovitettu näppäimistö 20, joka on nyt tyypiltään kalvo- , v. näppäimistö. Toisin sanoen myös näppäimistön 20 näppäimet 10 on kiinnitetty I · virtalähde-elementtiin 3. Näppäinlevyssä 8 on kunkin näppäimen alla kalvokyt-’kin 9, joka synnyttää sähköisen signaalin näppäintä sopivasti painettaessa.

;·' 35 Piirilevy 5 komponentteineen 6 on kiinnitetty kiinnityselimien 13 : ’ ’]: avulla takakuoreen 2.

115102 ! 6 j

Kuviossa 3 esitetyn laitteen etuna on, että sen rakenne ja kokoonpanotyö ovat hyvin yksinkertaisia ja että sen rakenne voidaan tehdä hyvin ohueksi koska etukuori 1 toimii myös virtalähde-elementin suojakuorena 19, jolloin erillinen suojakuori on tarpeeton. Lisäksi etukuoreen 1 saadaan näin ko-5 telomainen rakenne, joka on erittäin vääntöjäykkä. Tämän ansiosta laitteen mekaaninen jäykkyys säilyy riittävänä vaikka laitteen kuoren seinämäpaksuutta vähennettäisi totuttua ohuemmaksi.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-10 vaatimusten puitteissa. Niinpä virtalähde-elementtiin 3 voidaan integroida muitakin näppäimistöön liittyviä komponentteja, kuten esimerkiksi näppäimistön valaisun valojohtimen tai valolähteen. Esimerkiksi elektroluminenssityyppinen näppäimistön valolähteen integrointi on varsin yksinkertaista: sovitetaan yksi ohut elektroluminenssityyppinen kalvo näppäimistön ja virtalähde-elementin 3 15 väliin.

Claims (22)

1. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että näppäinlevy (8) on kiinnitetty irrotettavasti virtalähde-elementtiin (3).
2. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että näppäinlevy (8) on sovitettu osaksi virtalähteen suojakuorta (19).
3. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että virtalähde-elementti (3) on integroitu laitteen kuoreen.
4. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että mainittuun näppäinlevyyn (8) liittyvät näppäimet (10) on järjestetty virtalähde-elementtiin (3).
5. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että virtalähde-elementti (3) on sovitettu osaksi laitteen kantavaa rakennetta.
6. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että se on matkapuhelin tai kommunikaattori.
7. 8. Elektronisen laitteen virtalähde-elementti, joka käsittää virtaläh- , . teen ja sitä suojaavan suojakuoren, tunnettu siitä, että virtalähde-elementti / ,* (3) on kiinnitetty näppäinlevyyn (8).
8. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen virtalähde-elementti, tunnet- I I I t u siitä, että virtalähde on ladattava akku. »«*
9. 10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen virtalähde-elementti, tun- j n e 11 u siitä, että virtalähde on kertakäyttöinen paristo. II. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen virtalähde-elementti, tunnettu siitä, että mainittuun näppäinlevyyn (8) liittyvät näppäimet (10) :. on järjestetty virtalähde-elementtiin (3). . ·, 30 12. Jonkin patenttivaatimuksen 8 -11 mukainen virtalähde-element- * · ti, t u n n e 11 u siitä, että näppäinlevy (8) on kiinnitetty irrotettavasti virtalähde-• elementtiin (3). : 13. Menetelmä elektronisen laitteen rakenteen optimoimiseksi, joka laite käsittää virtalähde-elementin (3) ja näppäimistön (20), johon näppäimis-35 töön kuuluu näppäinlevy (8), tunnettu siitä, että kiinnitetään näppäinlevy (8) virtalähde-elementtiin 3. 115102
10. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että integroidaan virtalähde-elementti (3) laitteen kuoreen.
11. 15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen elektroninen laite, tunnettu siitä, että kiinnitetään mainittuun näppäinlevyyn (8) liittyvät näp- 5 päimet (10) virtalähde-elementtiin (3).
12. 16. Jonkin patenttivaatimuksen 13-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan virtalähde-elementistä (3) osa laitteen kantavaa rakennetta. t > * ·» l < k * » t • * * » i 9 115102 I. Elektronisk anordning, som omfattar ett strömkällselement (3) och en knappsats (20), vilken knappsats omfattar en knappskiva (8), känne-t e c k n a d av att knappskivan (8) är fäst vid strömkällselementet (3).
13. 2. Elektronisk anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att knappskivan (8) är löstagbart fast vid strömkällselementet (3).
14. 3. Elektronisk anordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att knappskivan (8) är anordnad som en del av ett skyddshölje (19) för strömkällan.
15. 4. Elektronisk anordning enligt nägot av de föregäende patentkra- ven, kännetecknad av att strömkällselementet (3) är integrerat i anordnin-gens hölje.
16. 5. Elektronisk anordning enligt nägot av de föregäende patentkra-ven, kännetecknad av att knappar (10), som knappskivan (8) omfattar, är 15 anordnade i strömkällselementet (3).
17. 6. Elektronisk anordning enligt nägot av de föregäende patentkra-ven, kännetecknad av att strömkällselementet (3) är anordnat som en del av anordningens bärande konstruktion.
18. 7. Elektronisk anordning enligt nägot av de föregäende patentkra- 20 ven, kännetecknad av att den är en mobil telefon eller en kommunikator. : : 8. Strömkällselement för en elektronisk anordning omfattande en j : strömkälla och ett hölje som skyddar den, kännetecknat av att strömkälls- li: I . . elementet (3) är fäst vid knappskivan (8). , ·. 9. Strömkällselement enligt patentkrav 8, kännetecknat av att ! # 25 strömkällan är ett laddningsbart batteri. ;’ 10. Strömkällselement enligt patentkrav 8, kännetecknat av att ’ 1 strömkällan är ett engängsbatteri. II. Strömkällselement enligt nägot av patentkraven 8-10, känne- , ' tecknat av att knapparna (10), som är anknutna tili knappskivan (8), är an- ,’· 30 ordnade i strömkällselementet (3). , 1. 12. Strömkällselement enligt nägot av patentkraven 8-11,känne- , 1. tecknat av att knappskivan (8) är löstagbart fäst vid strömkällselementet (3).
19. 13. Förfarande för optimering av en elektronisk anordnings kons-:1 truktion, vilken anordning omfattar ett strömkällselement (3) och en knappsats ; 35 (20), vilken knappsats omfattar en knappskiva (8), kännetecknat av att 115102 knappskivan (8) fästs vid strömkällselementet (3).
20. 14. Förfarande enligt patentkrav 13, kännetecknat av att strömkällselementet (3) integreras i anordningens hölje.
21. 15. Förfarande enligt patentkrav 13 eller 14, kännetecknat av 5 att knapparna (10), som är anknutna till knappskivan (8), fästs vid strömkällselementet (3).
22. 16. Förfarande enligt nägotav patentkraven 13-15, kännetecknat av att strömkällselementet (3) bildas som en del av anordningens bäran-de konstruktion. 1 * I · I ·