JPH0373973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触感効果を有する密閉型モジユラキー
ボードに関する。

本発明は一般にデイジタル制御機器、書込み可
能の自動機械（オートマトン）、タイプライター
およびワードプロセツサ等に用いるシヨート・ス
トローク型キーボードに適用しうるものである。

密閉薄型、低価格キーボードの製造に於て、片
面にタイプに対応する文字等を表示したプラスチ
ツク・シートの別面にシルクスクリーン方式によ
りインクを塗布し、さらに別の可撓性プラスチツ
ク・シートの片面に導電性のインクを塗布した後
両者を貼り合わせてそれぞれのインク塗布面を数
十分の一程度の薄い空気層を介して向き合うよう
にして、よごれの落しやすい密閉薄型キーボード
を得ることはよく知られているが、このようなキ
ーボードを産業用に用いた場合にその信頼性は十
分とはいいがたい。

さらにタイプライター型式で信頼性の高い堅キ
ーボードとして、４ミリ程度の長いストロークを
有する押しボタン式キーを用いたものも知られて
おり、この場合キーボードの操作者はキーの操作
を何らの表示手段の助けによらず触知により確認
することができる。しかしながら、このようなキ
ーボードはキーのストロークが長いために密閉型
とすることができず、従つてその保守が容易でな
い。

本発明は上記のような従来のキーボードの長所
を生かしながらしかも上述の欠点を解消したキー
ボードを提供するものである。

しかして本発明によるキーボードは、複数個の
モジユラスイツチをそれぞれのハウジング内に収
納して並列に配置し、キーの変位に応答しかつそ
の変位を伝えるべく軸方向に案内されるプツシユ
ボタンにより前記スイツチを作動せしめるように
し、さらにそれぞれのキーとプツシユボタンの組
み合せからなるユニツトと関連して操作者に触感
効果を与える変形手段を有しかつ装置のケーシン
グ内に収容したキーボードに於て、平坦なスペー
サに形成されかつ対応するモジユラスイツチを囲
繞する開口部内を摺動自在の結合部材により前記
プツシユボタンを案内するとともに、変形自在の
ダイヤフラムの両側に該プツシユボタンを配置
し、このダイヤフラムとキーとを前記スペーサの
壁部に固定しさらに該スペーサが前記開口部の周
囲に延在するように配したことを特徴とするもの
である。

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に一群のキー８を支持するダイヤフラム
１の一部を切除してキー・ダイヤフラムユニツト
を支持するスペーサ３を示す。この有孔モジユラ
スペーサ３は成型体により形成され縦横に配列さ
れた開口部３０を有する。これら開口部３０はそ
れぞれ正方形で、あらかじめ切込みを施した隔壁
により画定されており、従つて特定の開口部の寸
法を変更したり、あるいは各開口部の長さ単位
（モジユール）をいろいろに選ぶことができる。
これら開口部内にはキーボードの種類により接点
モジユールもしくは視認モジユール７が内蔵さ
れ、接点モジユールにはキーボードと対応する文
字や数字、あるいは各種記号等の表示された正方
形のキーが係合する。また、キーボードの種類に
よつては、有孔モジユラスペーサはその一部のみ
を使用しても、あるいはその全体を使用してもよ
い。

後述するように、上記のようなスペーサをキー
ボードを構成する各モジユラユニツトと組合せて
用いることにより、用途に応じたキーボードを得
ることが可能である。

第２図に示す本発明の第１の実施例に於て、プ
リント回路４はキーボードとその相手装置との間
を電気的に結合する手段であるとともに、該回路
上に適当な間隔をもつて配置されかつこれに溶接
により固着された複数個の接点モジユール７を担
持し、その溶接部はこれら接点モジユール７とプ
リント回路のピン７７，７８間を電気的に結合し
ている。

プリント回路４の適当な位置には孔４０が穿設
され、マトリツクス状に配列された方形の開口部
を画定すべく設けた壁部を有する熱可塑性材のモ
ジユラスペーサ３をクリンピングまたはねじ等に
よりこれらの孔に取付けてある。

さらに各開口部を画定する四辺壁部には切欠き
３９が形成され、開口部の形状と対応すべくあら
かじめ切断された可撓性の凸状金属板からなる凸
状片９を各開口部内に収容しうるようになつてい
る。

密閉ダイヤフラム１は透明なポリウレタン・シ
ードでできており、スペーサの壁面全体にわたつ
て接着または溶着されている。このダイヤフラム
１には透明あるいは不透明の領域を有するマイラ
（Mylar）またはポリ炭酸エステルからなる取替
え自在のダイヤフラム２を重ね合せてもよい。こ
の取替え自在のダイヤフラム２には文字、数字、
記号等の表示された熱可塑性材等のキー８を接着
剤あるいは超音波融着等により固着してある。

スペーサ３に形成した開口部のうちのいくつか
にはスペーサモジユールの代りに、支持部５内に
収納されかつプリント回路４と溶接等によつて接
続された発光ダイオード６からなる視認モジユー
ルが設けてあり、さらにプリント回路の四辺に沿
つて４本のアングル・バー１３が固定されて全体
の構造を強化している。

第３図および第４図に、第１図または第５図の
キーボードに用いる接点モジユール７を示す。こ
の接点モジユール７はポリ炭酸エステルでできた
円形のケーシング７４を有しており、該ケーシン
グ７４の底部には一対の孔が形成されてそれぞれ
導電性でかつ接触頭部を有する一対のピン７７，
７８を挿通せしめてある。ケーシング７４の底部
にはさらに一対のボス部７０，７１が設けてあ
り、これらボス部７０，７１および上記ピン７７
と係合しかつこれらを支持するようにケーシング
７４内に導電性の薄片からなる接触片７５が収納
されており、非作動時にはピン７７，７８間には
電気的結合はないが作動時には電気的に接続され
るようになつている。さらにケーシング７４には
ダイヤフラム７６を形成するポリ炭酸エステルの
フイルムが接着または溶着されている。

第２図ないし第５図に示すキーボードに用いる
上記接点モジユールは剛性点の存在に起因する触
感効果を及ぼさないという長所があり、従つて該
モジユールによる触感効果が第２図の凸状片９あ
るいは第５図のボス部１０５による触感効果と重
複することはない。

ケーシング７４には環状に延在する突状７９が
その外周に設けてある。

使用時にキーボードのキーを押すとダイヤフラ
ム１，２が変形し、従つて凸状片９が湾曲する。
この場合凸状片には次第に大きな反力が生じ、こ
れが最大となつた時点で凸状片は破線で示す位置
に急に反転して接触片７５をピン７７，７８と係
合せしめる。このような急激な反転動作により、
触感効果が生じ操作者は自分の操作が確かに遂行
されたことを体感しうるのである。ダイヤフラム
１はキーボードを密閉する役割を、またキーを支
持するダイヤフラムはキーボードの形状を特定用
途に合致しかつ他と取替えがきくようにするもの
で、従つて本実施例の密閉型モジユラキーボード
は互換性のある前面部を有しかつ触感効果を与え
るのが特徴である。このようなキーボードをその
相手装置のケーシング１２の内側に取付けるに
は、キーボードとケーシングがダイヤフラム１を
介して密着するようにする。なお、ダイヤフラム
は他の手段、たとえばグリツプないしクリツプ等
でこれを把持する。

第５図に本発明による密閉型モジユラキーボー
ドの他の実施例を示す。この実施例は触感効果を
有するとともに、前述の実施例に於けるよりもス
トロークを長くしたもので、プリント回路４から
なる支持部材に接点モジユール７を設けてこれら
を該プリント回路にたとえばねじ２２により固着
したモジユラスペーサ３の開口部に対応する位置
に配列してある。本実施例に於ても上記モジユラ
スペーサ３はプリント回路４にクリンピングその
他適当な手段により固着してあり、このモジユラ
スペーサないし格子３は前述の実施例に於けると
同様、開口部を切込み部３２と分離する壁部３１
を有し、従つてキーに適合した寸法を有する開口
部を形成するように多数の壁部を取除くことが可
能である。前記スペーサはさらに開口部を画定す
る壁部と薄肉部３４を介して結合された開口部カ
バー３３を有しており、このカバーを押圧するこ
とにより該カバーがスペーサすなわち格子３から
離れ、キーを位置せしめる所定の個所に開口部を
形成することができる。格子３の壁部はプリント
回路４と接触する平坦な下面と、長手方向に延び
る溝が形成されかつそれぞれ垂直部３６およびこ
の垂直部３６とともに肩部３８を画定する傾斜部
３７を有する一対の側壁部とを有している。

開口部外方に面するカバー面は前記側部の上面
のなす面と平行な面上にある。

ダイヤフラム１は成形性の高いポリウレタンそ
の他の可撓性材料でできており、正方形の基面を
有する各錐台条の形状としており、その上面はキ
ーと係合するかあるいはキーのない場合には関連
するカバーの上面に支持され、またその下部は接
着、クリツピング、融着その他適当な手段により
スペーサ３の溝３５に嵌入する縦横の突条１０１
によりスペーサ３に固着されている。

ダイヤフラムのボス部の上方の基部は該基部を
キー８と密着せしめるビードすなわち縁部１０２
を有し、キーはダイヤフラムに第１１図および第
１２図に示すような十字形の切込みないしスロツ
トを形成後キーを前記基部に取付けることにより
キー８の頭部８４がこの切込みないしスロツトを
通過して結合部材１１に嵌入するようにしてあ
る。なお、この結合部材１１にはフランジ１１０
が形成され、該部材が肩部３８と当接係合するこ
とによりその変位が制限されるようになつてい
る。このフランジはさらに開口部を画定する壁部
の垂直部と相俟つて、キーの垂直方向移動を助け
る案内手段としても機能する。

上記より明らかなごとく、キーを挿入すべき開
口部カバーを取除きかつ所望のキーを所望の個所
に取付けることにより、所望のキー配列と所望の
キー数をそなえたキーボードを得ることができる
のである。

このようなキーボードを有する装置のケーシン
グ１２とキーボードとを密着係合せしめるために
は、たとえば第５図に示すようにケーシングに融
着したナツト１２２と、フランジ１２０と、ねじ
１２１とからなる装置を用いてダイヤフラムを該
ケーシングに圧着せしめればよい。

使用時にキーを押すと、ボス部の両側部が絞ら
れてダイヤフラムは急激に第５図に示すような逆
角錐形状になり触感効果を与える。キーはこの状
態で接触凸状片に押圧されピン７７，７８間を電
気的に結合せしめる。キーを離すと、ダイヤフラ
ムはただちに原位置に復帰する。キーのない場合
はカバー３３がダイヤフラムのボス部を支持する
役割を果してダイヤフラムの過大な変形を防止す
る。かくて本実施例のキーボードに於ても、操作
者はその指先に操作が確実に遂行されていること
を実感しうるのである。

第６図に複合キーすなわちダブル・キーの構造
およびその配置を示す。図示の場合、ダブル・キ
ー８１の長さはシングル・キーの長さの２倍と相
隣るシングル・キー間の間隔の和に相当し、ダブ
ル・キーを装着するために中間壁部を取除いた格
子ないしスペーサ３に固着されたダイヤフラムに
一対の結合部材１１を介して取付けられたスナツ
プ・ヘツド８４を有している。

第７図にラベル・ハウジングを有しかつ一体に
成形されたボタンの他の装着方法を示す。本例に
於てはスペーサ３の壁部は肩部３８をもたず、そ
の垂直部３６に延長部３６０を形成してこの延長
部に円形の孔を設けることにより、突条７９をこ
れと対応する溝３６１に嵌入せしめたときに接点
モジユールが該孔内に固定されるようにしてあ
る。また結合部材１１もフランジ部をもたず、案
内面１１２を形成することにより、ラベル保持キ
ー８に嵌着されるようになつている。なお、この
ラベル保持キーはそれ自体公知のもので、透明材
料でつくられたラベル・カバー８５と、ハウジン
グ８８内のラベル８７とからなる本体８５により
構成されている。

キー本体８５と結合部材１１とは、これらを互
いに組合せることにより、第１３図および第１４
図に示すような方法でダイヤフラムに設けた開口
部の周囲に形成したビードがキー本体と結合部材
との間に挟着されキーとダイヤフラム間が封着さ
れるようになつている。また、舌部１０４を設け
ることにより、正方形の刻み線１０３に沿つてあ
らかじめ切取つたダイヤフラム切片を取除いて第
７図に示すようにキー挿入孔としての開口部１０
６を形成する。

第８図は正方形のキーの一隅に視認モジユール
に対応させて円形の孔８３を形成しかつ指の輪郭
と適合する円形のラベル・カバーを設けた例を示
す上面図である。

また第９図は接点モジユール７の他にプリント
回路に形成した開口部４１に嵌着した発光ダイオ
ード６用の支持部材５１を設けた例を示す斜方向
断面図であり、開口部内の結合部材１１にはダイ
オードとキー内の孔との間に介在する小さな窓を
設けたものである。

第１０図はプリント回路に発光ダイオード６用
の支持部材を取付けたキー用に設けた開口部を介
して固定視認モジユールを挿入するようにした実
施例を示すもので、ダイヤフラムの切欠き部と合
致する形状を有する透明なキヤツプ２３と両側面
２５に溝２４を形成して、該キヤツプ２３に嵌入
する結合部材１１に設けた内側フランジ１１４に
よりダイヤフラムの縁部を前記溝内にクランプせ
しめてある。このキヤツプは外側フランジ１１３
と前記両側面２５とにより格子板に対して移動し
ないように保持されている。以上のごとく、各モ
ジユール化構成部材や格子板および所定寸法のダ
イヤフラムを組合せることにより視認手段を有す
るかまたは有しない密閉型キーボードが使用目的
により自在に組立てることが可能となる。なお、
上述の各実施例に於て、プリント回路にアング
ル・バーを取付けることにより全体の構造をさら
に強固なものとすることができることは明らかで
ある。

また上述の各実施例は本発明の範囲を逸脱しな
い限りに於て様々に変更しうるものである。

さらにまた、当業者に於てなされるいかなる変
更も、あるいはここに記載した各構成要素のいか
なる組み合せも、本発明の範囲内に含まれるもの
であることも明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はモジユラスペーサ上のダイヤフラムを
介して支持されたキーボードの上面図、第２図は
本発明によるキーボードの第１の実施例を示す断
面図、第３図は接点モジユールの断面図、第４図
は接点モジユールの上面図、第５図は本発明によ
るキーボードの第２の実施例を示す断面図、第６
図はダブル・キーの断面図、第７図は密閉モジユ
ラダイヤフラムの他の実施例を用いたシングル・
キーの断面図、第８図は視認ないし表示手段を有
するキーの上面図、第９図は第８図のキーの斜方
向断面図、第１０図は固定視認手段の断面図、第
１１図は密閉ダイヤフラムの斜視図、第１２図は
キー・ユニツトの第１の実施例、第１３図はキ
ー・ユニツトの第２の実施例、第１４図はキー・
ユニツトの第２実施例に用いたダイヤフラムの第
２の実施例である。 主要部分の符号の説明、１……ダイヤフラム、
３……スペーサ、４……プリント回路、６……視
認モジユール、７……接点モジユール、８，８１
……キー、９……凸状片、３０……開口部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持手段として作用しかつハウジング７４内
   に配置されてキー８の動きを伝達するプツシユボ
   タンによつて駆動される複数のモジユラースイツ
   チ７のための接続手段として作用するプリント回
   路基板４と、前記キー、プツシユボタン及びモジ
   ユラースイツチからなるサブアセンブリに応動し
   て使用者に触感効果を与える可変形手段と、前記
   プリント回路基板４に固着して前記ハウジング７
   ４を収容する複数の貫通小孔３０を有する絶縁性
   剛性平板スペーサ３とからなり、ケーシングに取
   り付けられるキーボードであつて、 前記貫通小孔３０の壁は外側エツジと前記基板
   に垂直にして前記キー８に係止する手段（38）を
   有する内壁とを有し、 前記可変形手段は、前記外側エツジに固着して
   前記貫通小孔を覆いかつ開口１０７を有するダイ
   アフラム１からなり、 前記サブアセンブリは、前記貫通小孔の各々に
   関して外側部分８、内側部分１１及び前記開口部
   を貫通しかつ前記ダイアフラムに係合して前記外
   側部分及び内側部分を結合する中間部分とからな
   り、前記内側部分はその周縁部にて前記内壁に摺
   動自在でありかつ前記係止手段（38）に協働する
   当接手段（110）を有することを特徴とするキー
   ボード。 ２ 前記ダイアフラム１は角錘台形状のボス部を
   有し、前記ボス部はその下方底部にて前記スペー
   サ３に固着しかつその可動な上方部にてキー８を
   支持していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のキーボード。 ３ 前記ボス部には前記キーに密着する手段とし
   て前記ダイアフラムのビード部１０２が作用し、
   前記ビード部１０２は前記キーの支持面と前記内
   側部分の支持面との間に挾持されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載のキーボー
   ド。 ４ 前記キーは、円形ハウジング８８と、前記ハ
   ウジング内に収納されかつ前記ハウジングに適合
   するラベルカバー８６によつて覆われたラベル８
   ７とからなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のキーボード。 ５ 前記キーは、略正方形であり、しかもその隅
   に目視用開口８３を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載のキーボード。 ６ 前記モジユラースイツチの各々のケーシング
   の底部には一対のボス７０，７１と前記底部を貫
   通する一対の接点ピン７７，７８が設けられ、金
   属接点ストリツプ７５が前記ボス７０，７１によ
   つて支持されており、ダイアフラム７６が前記ケ
   ーシングを覆つていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のキーボード。 ７ 前記ケーシングの外側面には周回リブ７９、
   第３図が設けられ、前記周回リブは前記ハウジン
   グに設けられた内側凹部３６、第７図に係合する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載のキ
   ーボード。 ８ 前記ダイアフラム１の開口は前記キーと大略
   同一のデイメンジヨンを有することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載のキーボード。 ９ 目視キヤツプ２３がダイアフラム開口１０６
   に設けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項記載のキーボード。 １０ 前記ダイアフラム１がケーシングの外側壁
   面に締結されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のキーボード。 １１ プリント回路基板と、少なくとも上方開口
   部を有する少なくとも１の小孔を有するモールド
   スペーサと、前記小孔内に収容されて前記回路基
   板に接続手段を介して接続された少なくとも１の
   スイツチと、前記小孔内に摺動自在に載置されて
   前記スイツチを作動せしめる少なくとも１のキー
   プツシユボタンユニツトと、前記キープツシユボ
   タンユニツトと協働してユーザに触感効果を与え
   る可変形手段とからなるキーボードであつて、 前記可変形手段は、弾性部材からなりボス１０
   ０を形成する膜状体１からなり、前記膜状体の上
   方ベースは前記キープツシユボタンの１部と一体
   的になつており、 前記小孔は、前記プリント回路基板に垂直な部
   分を有する内壁面を有し、前記開口部の周りには
   前記膜状体１の下方ベースに沿つて設けられた固
   定手段（101）に協働する固定手段が設けられた
   外側エツジが設けられ、 前記キープツシユボタンユニツト８，１１は前
   記小孔に収容されて前記スイツチを駆動しかつ前
   記小孔の内側面に協働する案内側面１１２を有し
   て前記キープツシユボタンユニツトの軸方向ガイ
   ドをなす部分を有する、 ことを特徴とするキーボード。 １２ 前記膜状体は開口部を有し、前記キープツ
   シユボタンユニツトの内部及び外部が前記開口部
   を貫通する部分によつて結合せしめられているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載のキ
   ーボード。