JPH0216526B2 - - Google Patents

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JPH0216526B2
JPH0216526B2 JP56012817A JP1281781A JPH0216526B2 JP H0216526 B2 JPH0216526 B2 JP H0216526B2 JP 56012817 A JP56012817 A JP 56012817A JP 1281781 A JP1281781 A JP 1281781A JP H0216526 B2 JPH0216526 B2 JP H0216526B2
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JP
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dome
sheet
keyboard
key
dome portion
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Pii Haapaa Uiriamu
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Rogers Corp
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Publication of JPH0216526B2 publication Critical patent/JPH0216526B2/ja
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    • H01H2229/008—Die stamping

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はオペレータに触感を戻すようなスナツ
プ・アクシヨン電気スイツチ要素を備えたキーボ
ードスイツチに関する。
このスナツプ・アクシヨン電気スイツチ要素は
キーボードの複数の各キーと協働する。一例まで
に、本キーボードは、小売店、航空路ターミナ
ル、フアースト・フード・レストラン端末機、デ
ータ端末機および計算器等に有益である。
本発明の概要を云えば、キーボード用触感スナ
ツプ・アクシヨン電気スイツチ要素は弓形状の反
転可能な第一のドームと、反転可能な第一のドー
ムから伸長する第二のドーム状操作突起とからな
り、この操作ドーム状突起は反転可能なドームと
一体であつて反転しない。スナツプ・アクシヨン
電気スイツチ要素は、第一のドームを反転させま
た触感をフイードバツクさせるように反転しない
第二のドームを介して直接または間接的に与えら
れる操作力によつて作動される。このキーボード
は、一個のエレメントからなる多数のキーと、該
エレメントに被着した第二の導電性回路と電気接
触するように上記第一のドームに被着されて反転
可能な導電性回路とを備えている。
従来のキーボードは二つの基本的な形態があ
る。一方の形態のキーボードは一連の独立または
個別のキーがあり、これらのキーはその下部に配
置した回路を接続するように操作される。別個の
キーを有するキーボードの典型的な用途は携帯用
電子計算器である。他方の形態は、平坦なプラス
チツクシートがその上に印刷した凡例を持つよう
なキーボードであつて、この凡例は平坦なプラス
チツクシートの下に配置したキーを操作させるよ
うに押圧する領域を形成している。
平坦な凡例シートを有する形態のキーボードで
は、その凡例シートが該シートに設けた複数の点
若しくは領域を形成するもので、その特定の領域
或いは点と関連してキーを操作するようにオペレ
ータが押圧する場合がある。キーボードの各キー
がその一個のキーの操作によつて電気的接続がな
されたときにオペレータにその触感をフイードバ
ツクして与えるものであれば特に望ましいことで
ある。平坦な凡例シートの下に配置したキーは、
電気回路の接続の為に設けられ、また、電気回路
が形成されたときにオペレータにその触感をフイ
ードバツクして伝えるものである。
平坦な凡例シートを有する従来のキーボードが
もつ一つの問題は、該シートの下に配装したキー
が多数の部品を要しそれ故に組立に多大の時間を
要するような複雑な構造をもつことである。キー
を組立てるために比較的多大の時間を要するの
は、キーが多数の部品から成ることに関係がある
だけでなく、キーの適正な作動を確保する為にそ
れら部品を整合させる必要があるからである。典
型的なキーボードは多数の点を形成する凡例シー
トを含むもので、オペレータはその点を押圧して
凡例シートの下に配置されたキーを作動させるも
のである。典型的には、凡例シートの下には小さ
な多数の突起を有する第二のシートがあつて、こ
の第二のシートは凡例シートと整合されて凡例シ
ート上の点または領域のそれぞれに一個の突起が
位置するように配置される。各突起はキーボード
に下向きに挿入され、弓形状の個々の反転可能な
金属性ドームを作動させる為に用意される。この
キーボードは各キーに対して個々若しくは個別の
金属性ドームを備える。各ドームは、その外周に
接続した第一の回路と該ドーム中心下部に配置し
た第二の回路とを与える印刷回路基板上に配装さ
れ、これによつてドームが反転した際に、両回路
の接続がなされる。個々の金属性ドームは、その
ドーム突起の頂部を通す穴をもつ接着テープで基
板に保持される。部品点数が比較的多数である
為、斯かるキーボードのコストは極めて高く、ま
た組立て作業も相当なものとなる。このような従
来のキーボードを組立てる場合、各キーが電気的
接続と触感をフイードバツクできるように個々の
ドーム中心を小さな突起それぞれと正確に合致さ
せるようにする。従つて、この組立て手法では高
い正確度が要求される。更に、部品点数が多い
為、そのキーボードは比較的厚くなり、かつユー
ザに乱雑な形状を与えてしまう。厚みの大きなキ
ーボードはそれを装着する為に大きなスペースを
要することとなる。更にまた、斯かる従来のキー
ボードは、キーを押圧したときレジスターに二重
の入力を与える傾向がある。このような二重入力
はドームと小さな突起との整合ミスに起因するこ
とが多い。二重入力の他の原因は、従来のドーム
がキーの二重操作のときに振動または飛びはね易
いことにある。従来のキーはまた触感をフイード
バツクすることなく閉成しがちである。触感のフ
イードバツクなしにキーがこのように閉成するの
は、小さな突起とドームとの整合ミスによること
が多い。例えば、小さな突起がドームの中心から
外れて配置された場合には、ユーザに触感をフイ
ードバツクすることなくその突起がキーを作動さ
せてしまう。
平坦な可撓性凡例シート上の点をオペレータの
指で押すことによつてそれぞれのキーが作動され
るものであることが分る。従来のスイツチは、金
属性ドームを作動させる突起に極めて近接した点
でシートが押圧されるという欠点があつた。従来
のキーボードでは、オペレータが突起から外れた
点を押すと、所望とするキーが作動しないばかり
かその隣り合つたキーを作動させるという可能性
が非常に高かつた。
第二の形態のキーボードは多数の個別なキーを
有するものである。斯かるキーボードは米国特許
第3898421号に開示されている。この特許は個々
のキーがアクチユエータを反転させるように押さ
れるようなキーボードを開示しており、そのアク
チユエータはダブルスナツプアクシヨン要素を与
えるように曲がり節で中央部から分割された環状
突出部を有する球状突起から構成されている。中
央部に力を及ぼすことによつてこの要素が押圧さ
れると、環状突出部が移動し、そして一対の固定
接点と共にメーク接点が電気的接触を形成し、ま
た第一のスナツプアクシヨンが与えられる。その
後、中央部分が第二のスナツプアクシヨンを受け
てこの中央部分が両固定接点の間に位置する。こ
の特許に開示された要素の重大な欠点は、この要
素が二つのスナツプアクシヨンを受けることにあ
る。二つのスナツプアクシヨンを通してキーを押
圧するオペレータは、電気接触が一度形成された
のか、または二度形成されたのかと混同するよう
になる。従つて、中央部分で反転を可能にするよ
うなことは望ましいのもではない。
本発明の目的は、簡単かつ部品点数の少ないも
のであつてこれによつて簡便な組立て法が可能な
キーボードを提供することにある。
本発明の目的は、またドームアクチユエータが
作動突起部と整合する必要のないキーボードを提
供することにある。
本発明の他の目的は、二重の入力が低減される
ようなキーを有するキーボードを提供することに
ある。本発明の更に他の目的は、触感をフイード
バツクすることなくキーが閉成される事態を減少
させることにある。
本発明の更に他の目的は、キーの中心に向ける
力の度合を少なくするキー、換言すれば、アクチ
ユエータの中心から外れた部位、例えば凡例シー
トの領域に力が加えられた場合でも作動するキー
をもつキーボードスイツチを提供することにあ
る。
本発明の更に他の目的は、部品点数を少なくし
て材料および組立てコストを低減するようにした
キーボードを提供することである。
本発明は多数のキーを有するキーボードを提供
するもので、各キーは第一の反転可能なドームか
らなるスナツプアクシヨン触感アクチユエータを
含み、このドームはそれと一体であつて反転しな
いドーム作動突起部を有する。この作動突起部は
ドームに比して比較的硬く、ドームが正規の負荷
で反転するまでその反転に抗する。ここに説明す
る本発明の好ましい実施例において、ドーム操作
突起部は第一のドームと一体であつて第一のドー
ムの中心から伸長する第二の弓状またはドーム状
突起部から成る。この第二のドーム突起部は正規
の負荷での反転に抗する形状を有し、また第一の
ドームは正規の負荷で反転するような形状を備え
る。
上記のアクチユエータは従来周知の種々のキー
応用製品に適用することが可能である。本発明の
アクチユエータは、携帯用計算器などのように独
立した又は個別のキーを有する機器にも適用でき
るが、比較的平坦であつてその上に印刷した凡例
をもつシートを有する形態のキーボードに使用す
るのが特に適当である。
凡例シート形態のキーボードにおいて、本発明
は特に新規なキーボードを提供するものである。
このキーボードは、その一方面に設けた回路パタ
ーンをもつ第一の可撓性シートを含み、該シート
はモールド成形するか又はこのシートと一体成形
可能な多数のドームアクチユエータを更に備え
る。これらのドームアクチユエータをもつ第一の
シートは印刷回路を有する第二のシートと整合さ
れ、第一のシートに設けた回路はドームアクチユ
エータが操作されたときに回路が接続されるよう
に第二のシートに設けた回路と対面して整合され
る。第二のシートは可撓性かまたは硬質のもので
あつてもよい。好ましくは、ドームアクチユエー
タが作動したときこのアクチユエータが第二のシ
ートと接触する点を除いて、第一のシートに設け
た回路と第二のシートに設けた回路とを絶縁する
ように機能する絶縁性のセパレータまたは接着材
でこれら両シートを離間した位置に支持するのが
よい。
ドーム操作突起部がこのキーボードを操作する
人の方向に突出するようにキーボードが配装され
ている。この場合、その上面に印刷した凡例を有
する凡例シートがドームアクチユエータの上に配
置され、そして凡例ボードを押す人がアクチユエ
ータを下方に変形させるように印刷された凡例上
の点をアクチユエータと整合させる。
本発明に従つたキーボードの組立て法は特に簡
単であり、ドームが形成され印刷回路を有する第
一の可撓性シートをその間に設けた絶縁スペーサ
で印刷回路をもつ第二のシートに整合して接合す
るだけでよく、また、これらの部品は必要ならば
相互に接着してもよい。
以下、図面に示す実施例を参照しながら本発明
を更に詳細に説明する。
第１図および第２図を参照すると、新規なキー
ボード部品およびキーボード・アセンブリが示さ
れている。第１図のキーボード・アセンブリは、
金属、ベークライトの如き硬質プラスチツク、フ
アイバーボードまたはその他の適当な支持部材か
らなる硬質背板若しくは補強ボード１１０を有す
る。一層の可撓性プラスチツク絶縁材１１２、例
えばマイラまたはその他の適当な絶縁材が、背板
１１０上に配装され、好ましくはその背板に接着
される。銅或いは導電性インクの如き導電性プリ
ント回路パターン１１４が絶縁材１１２の上面側
に設けられ、これら絶縁材１１２と導電性パター
ン１１４とは実質的に一体な層のプリント回路を
形成する。プラスチツク製スペーサ１１６は絶縁
材１１２上に配装接着される。該スペーサ１１６
（同じくマイラからなる）は一連の円孔１１８を
有し、これら各円孔１１８は上記各回路パターン
１１４と整合しており、また、ドーム状キー要素
１２０と協働する。各ドーム状キー要素１２０は
一枚の単一プラスチツク部材１２２（例えばマイ
ラ）に形成された突起部であり、この部材１２２
の下側に沿つて伸長する銅、インクまたはその他
の適当な導電性材料からなるプリント回路パター
ン１２４がこれら各キー要素１２０の下側の少な
くとも一部に延設されている。単一のプラスチツ
ク部材１２２は、最初は所望の上記回路パターン
１２４を有する一枚の平坦な可撓性プリント回路
からなるものである。ドーム状キー要素１２０そ
れぞれは、公知技術によつて加熱加圧下に押型工
具の形状に形成される。単一のプラスチツク部材
１２２の平坦部（すなわち、ドーム部以外の部
分）はスペーサ１１６に接着される。
各キー要素１２０は、弓形状または球状の第一
のドーム部１２６とおよびこのドーム部１２６の
中央から突出する弓形状若しくは球状の第二のド
ーム部１２８とを備える。一方のドーム部１２６
は反転自在なドーム部を構成し、また他方のドー
ム部１２８は反転可能なドーム部１２６に対する
反転しないドーム状アクチユエータである。
プラスチツク（例えばマイラ）からなる凡例シ
ートとしての平坦なカバーシート１３０は各ドー
ム状キー要素１２０の頂部におけるアクチユエー
タ１２８と接触するように配装されており、この
カバーシート１３０の上面部（すなわち、各ドー
ムと接触しない側）には、キーボードの使用者に
読まれるような数字・文字またはその他のキー表
示が設けられる。ドーム状キー要素１２０および
それらと協働する絶縁材１１２上の回路パターン
は事実上キーステーシヨンを構成する。第１図に
示すキーボードの操作において、使用者は操作さ
せようとする特定のキーステーシヨンに指等を置
く（カバーシート１３０に設けたキー表示をみな
がらなどして）。使用者は次いでそのキーを下方
に押して両回路パターン１１４と１２４とを接触
させて回路を形成させ、これによつて電気信号を
キーボードから発生させるようにする。カバーシ
ート１３０から特定のキーに操作力を与えると、
この操作力はドーム状アクチユエータ１２８を介
し第一のドーム部１２６に伝えられ、該ドーム部
１２６は下方に移動してその回路パターン１２４
を他の回路パターン１１４に接触させて電気回路
を形成する。この下方移動において、第一のドー
ム部１２６の少なくとも一部が第２図に点線で示
すとおり、下方の対応位置またはキー要素１２０
の作動位置に反転する。すなわち、作動前の位置
では第一のドーム部１２６は既述の如く凸状の曲
面を有するが、その少なくとも一部はその曲面が
反対になるように、すなわち凹状になるように作
動位置に反転する。換言すれば、ドーム部１２６
の曲がりは非作動位置においてポジテイブであ
り、一方作動位置では少なくともその一部がネガ
テイブとなる。この反転によつてスナツプ・アク
シヨンが起きて、使用者はドーム部１２６が下方
に移動して両回路パターン１１４と１２４との間
に電気接触を確立したという触感フイドバツクを
感じることとなる。ドーム状アクチユエータ１２
８は上記ドーム作動中に亘つて反転するものでは
ない。キーに対してアクチユエータとして機能す
るこのドーム部、すなわち、アクチユエータ１２
８は下方のドーム部１２６に操作力を伝えるよう
に機能する。
この結果、アクチユエータ１２８は反転しない
が（正規の操作負荷の状態で）、下方のドーム部
１２６はこれら両ドーム形状部の相対的な寸法に
よつて少なくともその一部が反転する。斯かる相
対的寸法は第２図に好ましいドーム形状としてそ
の詳細が示されている。第２図のドーム形状にお
いて、大きなドーム部１２６の半径“Ｒ”は
0.200インチから1.0インチ（5.08〜25.4mm）の範
囲であり（図示の場合では0.750インチ）、その高
さＨは0.010〜0.100インチ（0.254〜2.54mm）の範
囲であり（図示の場合0.030インチ）、また、アク
チユエータ１２８の半径ｒは0.030〜0.125インチ
（0.762〜3.175mm）の範囲であり（図示の場合
0.0625インチ）、そしてその高さｈは0.010〜0.060
インチ（0.254〜1.524mm）の範囲である（図示の
場合0.02インチ）。シート１２２の厚みは0.002〜
0.007インチ（0.0508〜0.1778mm）である。大きな
ドーム部１２６の寸法ＤはｒおよびＨ、そしてア
クチユエータ１２８の寸法ｄはｒおよびｈの関数
として各々決められる。
シートの厚みｔは変え得るが、大きなドーム部
１２６およびアクチユエータ１２８の両寸法は前
記各範囲の比率に維持するか或いは既述の厚みｔ
を変化させる場合には適当に調整する必要がある
など所定の限定がある。それらの範囲内で、本発
明のキー形態は正常な操作力の下でドーム部１２
６の少なくとも一部が反転する一方、アクチユエ
ータ１２８が操作力の伝達器の如く作用して反転
しないように機能するものである。
本発明は以上のとおり、プラスチツク絶縁シー
ト部材に形成したスナツプ・アクシヨン突起部を
備える可撓性プリント回路板を有し、この突起部
は、操作力を加えた際に触感フイードバツクを与
えるように反転可能な弓状の第一のドーム部と、
該第一のドーム部上に一体に形成され且つこの第
一のドーム部の半径より小さな半径を有する反転
しない弓状の第二のドーム部とを備え、反転しな
いこの第二のドーム部は上記第一のドーム部に反
転の為の操作力を伝えるアクチユエータとなる構
成を具備し、且つこれらアクチユエータの頂部に
共通に接触配置したキー表示を設けた平坦なカバ
ーシートを備えるように構成したので、このキー
ボードスイツチは、操作力がセンターを外れて加
えられた場合でも、適正なキーアクシヨンが触感
を伴つて達成されるということである。従つて例
えば、操作力が特定のドームのそのセンターから
いくらか外れた部分に加えられた場合、すなわ
ち、操作すべきドーム上のカバーシートにおいて
そのドームを直接下方に押さないような操作力が
該シートに加えられた場合でも、アクチユエータ
は大きなドーム部を作動させるようにそれに下方
向に十分な操作力を伝えて所望の触感レスポンス
を達成するものである。このことは、プラスチツ
ク製ドームキーがその中心を外して操作された場
合に触感レスポンスが貧弱であるか若しくは全く
感じられないという従来の各種形態を克服する重
要な利点となる。斯かる利点の結果、本発明によ
れば、二重入力の低減化と良好な触感レスポンス
を伴うスイツチの閉成が達成され、また、部品点
数の少ないコスト低減を図れる組立ての簡便なキ
ーボードスイツチを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る新規なキーボードスイツ
チの拡大断面図、第２図はこのキーボードスイツ
チで採用した反転可能な触感スナツプ・アクシヨ
ン電気スイツチ要素の部分詳細図である。 １１０：背板または補強ボード、１１２：絶縁
材、１１４：回路パターン、１１６：スペーサ、
１１８：円孔、１２０：ドーム状キー要素、１２
２：単一のプラスチツクシート部材、１２４：回
路パターン、１２６：第一のドーム部、１２８：
アクチユエータ、１３０：カバーシート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 一方の接点を形成する導電性回路パターンを
    多数有する絶縁ベース部材と、プラスチツク絶縁
    シート部材に形成した多数のスナツプ・アクシヨ
    ン突起部を備える可撓性プリント回路板とを設
    け、該可撓性プリント回路板の上記各スナツプ・
    アクシヨン突起部は、操作力を加えた際に触感フ
    イードバツクを与えるように反転可能な弓状の第
    一のドーム部と、該第一のドーム部上に一体に形
    成され且つこの第一のドーム部の半径より小さな
    半径を有する反転しない弓状の第二のドーム部と
    を備え、上記第一のドーム部はその内面に接点を
    形成する導電性回路パターンを有し、上記絶縁ベ
    ース部材と上記可撓性プリント回路板とは、それ
    らの対応する上記接点とスナツプ・アクシヨン突
    起部とが対向するように絶縁スペーサを介して接
    合され、上記各スナツプ・アクシヨン突起部に於
    ける反転しない上記第二のドーム部は上記第一の
    ドーム部に反転の為の操作力を伝えるアクチユエ
    ータとなるように構成され、これらアクチユエー
    タの頂部に共通に接触配置したキー表示を設けた
    平坦なカバーシートを具備するように構成したこ
    とを特徴とする触感フイードバツクを与えるよう
    に操作力で反転可能なスナツプ・アクシヨン電気
    スイツチ要素を備えたキーボードスイツチ。
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