JPH0377610B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0377610B2
JPH0377610B2 JP56503137A JP50313781A JPH0377610B2 JP H0377610 B2 JPH0377610 B2 JP H0377610B2 JP 56503137 A JP56503137 A JP 56503137A JP 50313781 A JP50313781 A JP 50313781A JP H0377610 B2 JPH0377610 B2 JP H0377610B2
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JP
Japan
Prior art keywords
torsion spring
spring
force
key
movable plunger
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56503137A
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Japanese (ja)
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JPS58501608A (en
Inventor
Jasutein O Baruta
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Unisys Corp
Original Assignee
Unisys Corp
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Publication date
Application filed by Unisys Corp filed Critical Unisys Corp
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Publication of JPS58501608A publication Critical patent/JPS58501608A/en
Publication of JPH0377610B2 publication Critical patent/JPH0377610B2/ja
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Description

請求の範囲 1 光源から発せられる光の通路を開閉すること
によつてスイツチの切換えを行なう光学式キース
イツチのための機械的操作機構であつて、 固定側光通路を有する固定部材と、 移動側光通路を有し、前期固定部材に摺動可能
に保持された可動プランジヤとを備え、 前記可動プランジヤの移動途中において前記移
動側光通路と前記固定側光通路とが整列するよう
にされており、 前記固定部材と前記可動プランジヤとの間に配
置され、第1の自由端部と、第2の自由端部と、
コイル部分を含む中間部とを有するねじりばね
と、 前記ねじりばねコイル部分を支持するために前
記固定部材または前記可動プランジヤの一方に設
けられたねじりばね支持点と、 互いに間隔を隔てて設けられ、それぞれ前記第
1および第2の自由端部に接触するように前記固
定部材または前記可動プランジヤの他方に設けら
れた第1および第2の接触点とを備え、 前記可動プランジヤの摺動に伴つて、前記ねじ
りばね支持点は、前記第1および第2の接触点を
結ぶ線の一方側から他方側まで相対移動するよう
な位置関係に設けられており、 それによつて、前記ねじりばねは、前記可動プ
ランジヤの摺動に伴つて、前記第1および第2の
自由端部が劣角をなす形状から優角をなす形状へ
変化するものであり、 前記第1および第2の接触点の間隔は、前記ね
じりばねの形状変化にかかわらず、前記第1およ
び第2の自由端の間隔よりも常に小さくなるよう
に選ばれており、 前記可動プランジヤを移動させる操作力に対し
て反発する前記ねじりばねの復元力は、前記可動
プランジヤの移動途中において極大値に達するも
のであり、 前記ねじりばねの復元力が極大値近傍になる前
記可動プランジヤの位置で前記移動側光通路と前
記固定側光通路とが整列するようにされている、
機械的操作機構。
Claim 1: A mechanical operating mechanism for an optical key switch that switches the switch by opening and closing a path of light emitted from a light source, comprising: a fixed member having a fixed side optical path; and a moving side light. a movable plunger having a passage and slidably held by the fixed member, the moving side optical passage and the fixed side optical passage being aligned during the movement of the movable plunger, disposed between the fixed member and the movable plunger, a first free end and a second free end;
a torsion spring having an intermediate portion including a coil portion; a torsion spring support point provided on one of the fixed member or the movable plunger for supporting the torsion spring coil portion; and spaced apart from each other; first and second contact points provided on the other of the fixed member or the movable plunger so as to contact the first and second free ends, respectively, and as the movable plunger slides. , the torsion spring support point is provided in a positional relationship such that it moves relatively from one side to the other side of a line connecting the first and second contact points, whereby the torsion spring supports the As the movable plunger slides, the first and second free ends change from a shape forming an inferior angle to a shape forming a dominant angle, and the distance between the first and second contact points is , the torsion spring is selected to be always smaller than the spacing between the first and second free ends, regardless of changes in the shape of the torsion spring, and the torsion spring resists the operating force for moving the movable plunger. The restoring force of the movable plunger reaches a maximum value during the movement of the movable plunger, and the moving side optical path and the fixed side optical path are connected at a position of the movable plunger where the restoring force of the torsion spring approaches the maximum value. are arranged so that
Mechanical operating mechanism.

2 前記ねじりばね支持点は、前記コイル部分を
引つかける棒状部材に設けられており、前記可動
プランジヤの摺動に伴つて前記コイル部分が巻戻
される、請求の範囲第1項に記載の機械的操作機
構。
2. The machine according to claim 1, wherein the torsion spring support point is provided on a rod-shaped member that attracts the coil portion, and the coil portion is unwound as the movable plunger slides. operation mechanism.

3 前記ねじりばね支持点は、前記コイル部分を
引つかける棒状部材に設けられており、前記可動
プランジヤの摺動に伴つて前記コイル部分がより
きつく巻付けられる、請求の範囲第1項に記載の
機械的操作機構。
3. According to claim 1, the torsion spring support point is provided on a rod-shaped member that attracts the coil portion, and the coil portion is wound more tightly as the movable plunger slides. mechanical operating mechanism.

1 発明の分野 この発明は、たとえば、再編成可能なキーボー
ドで用いられるキースイツチのためにかつそのよ
うなキースイツチに用いられるような操作機構に
関する。より特定的には、この発明は、ねじりば
ねを用いる新規な操作機構を有する再編成可能な
フオトオプテイカルキーボードのためのキースイ
ツチに関する。
1 Field of the Invention The present invention relates to an operating mechanism for and as used in keyswitches used, for example, in reconfigurable keyboards. More particularly, this invention relates to a key switch for a reconfigurable photo-optical keyboard having a novel operating mechanism using torsion springs.

2 先行技術の説明 先行技術のキーボードスイツチは、一般には、
コイルばねを用いており、その一方端が(一般
に、そのばねの下方端)が、ベース支持部材に固
定され、一方その他方端が、キースイツチの移動
可能部材に固定される。その構成には、そのベー
ス構造アセンブリの底部からそのキー軸が外れ落
ちないように保持する何らかの手段と同様に、上
部および下部アタツチメントが必要となる。通
常、この構造は、そのキーボードの底部またはベ
ースボードである。この形式のキーおよびキーお
よびキーボード構成の取替、再構成またはサービ
スには、特別な道具が必要であり、かつ時間がか
かり非能率的である。また、その先行技術のキー
スイツチは、一般には、その構造が比較的複雑で
あり、かつ製造およびキーボードへの挿入のため
比較的多くの作業を必要とし、しばしばかなりの
手作業が要求される。
2 Description of prior art Keyboard switches of prior art generally include:
A coil spring is used, one end of which (generally the lower end of the spring) is secured to the base support member, while the other end is secured to the movable member of the key switch. The construction requires top and bottom attachments, as well as some means of retaining the key axle from falling out of the bottom of the base structure assembly. Usually this structure is the bottom or baseboard of the keyboard. This type of key and key and keyboard configuration replacement, reconfiguration, or servicing requires special tools and is time consuming and inefficient. Also, the prior art keyswitches are generally relatively complex in construction and require relatively many operations to manufacture and insert into the keyboard, often requiring significant manual labor.

先行技術の他のキーボードシステムは、非常に
不所望な摩損性を生ずる。
Other keyboard systems of the prior art result in very undesirable abrasion.

磁気形式キースイツチは、オペレータにとつて
は、力と効果に関してキー間において大きな変動
をもたらす傾向である。このような均等な増加す
る触覚感覚の欠乏は、実際そのキースイツチが閉
じられたことを検知することがオペレータはでき
ないので、非常に望ましくない。
Magnetic type keyswitches tend to provide operators with large variations in force and effectiveness from key to key. This lack of evenly increasing tactile sensation is highly undesirable since the operator is unable to detect that the key switch has actually been closed.

発明の要約 この発明に従つた機械的操作機構は、光源から
発せられる光の通路を開閉することによつてスイ
ツチを切替えを行なう光学式キースイツチのため
のものである。この機械的操作機構は、固定部材
と、可動プランジヤと、ねじりばねと、ねじりば
ね支持点と、第1におよび第2の接触点とを備え
る。固定部材は固定側光通路を有する。可動プラ
ンジヤは、移動側光通路を有し、固定部材に摺動
可能に保持されている。可動プラジヤの移動途中
において移動側光通路と固定側光通路とが整列す
るようになされている。ねじりばねは、固定部材
と可動プランジヤとの間に配置され、第1の自由
端部と、第2の自由端部と、コイル部分を含む中
間部とを有する。ねじりばね支持点は、ねじりば
ねのコイル部分を支持するために固定部材または
可動プランジヤの一方に設けられている。第1お
よび第2の接触点は、互いに間隔を隔てて設けら
れ、それぞれ第1および第2の自由端部に接触す
るように固定部材または可動プランジヤの他方に
設けられている。可動プランジヤの摺動に伴つ
て、ねじりばね支持点は、第1および第2の接触
点を結ぶ線の一方側から他方側まで相対移動する
ような位置関係に設けられている。それによつ
て、ねじりばねは、可動プランジヤの摺動に伴つ
て、第1および第2の自由端部が劣角をなす形状
から優角をなす形状へ変化するものである。ここ
で、劣角とは、0度よりも大きく、180度よりも
小さい角度をいう。優角とは、180度よりも大き
く、360度よりも小さい角度をいう。第1および
第2の接触点の間隔は、ねじりばねの形状変化に
かかわらず、第1および第2の自由端部の間隔よ
りも常に小さくなるように選ばれている。可動プ
ランジヤを移動させる操作力に対して反発するね
じりばねの復元力は、可動プランジヤの移動途中
においては極大値に達するものである。ねじりば
ねの復元力が極大値近傍になる可動プランジヤの
位置で移動側光通路と固定側光通路とが整列する
ようにされている。
SUMMARY OF THE INVENTION A mechanical operating mechanism according to the invention is for an optical key switch that switches by opening and closing a path of light emitted from a light source. The mechanical operating mechanism includes a fixed member, a movable plunger, a torsion spring, a torsion spring support point, and first and second contact points. The fixed member has a fixed side optical path. The movable plunger has a moving optical path and is slidably held by the fixed member. The movable optical path and the fixed optical path are aligned during the movement of the movable plastic gear. A torsion spring is disposed between the stationary member and the movable plunger and has a first free end, a second free end, and an intermediate portion including a coil portion. A torsion spring support point is provided on one of the fixed member or the movable plunger for supporting the coil portion of the torsion spring. The first and second contact points are spaced apart from each other and are provided on the other of the fixed member or the movable plunger to contact the first and second free ends, respectively. As the movable plunger slides, the torsion spring support point is provided in a positional relationship such that it moves relatively from one side to the other side of a line connecting the first and second contact points. Thereby, the torsion spring changes from a shape in which the first and second free ends form an inferior angle to a shape in which the first and second free ends form a dominant angle as the movable plunger slides. Here, the inferior angle refers to an angle larger than 0 degrees and smaller than 180 degrees. A dominant angle is an angle greater than 180 degrees and less than 360 degrees. The spacing between the first and second contact points is chosen to be always smaller than the spacing between the first and second free ends, regardless of changes in the shape of the torsion spring. The restoring force of the torsion spring that resists the operating force that moves the movable plunger reaches its maximum value during the movement of the movable plunger. The movable optical path and the stationary optical path are aligned at a position of the movable plunger where the restoring force of the torsion spring is close to a maximum value.

第12図は、ねじりばねの復元力と変位との関
係を示すグラフである。第12図に示されるよう
に、ねじりばねの復元力が、そのねじりばねの第
1と第2の自由端部の形状変化、すなわち変位に
対して弾性限度内で変化することは、米国特許第
4112284号に開示されている。すなわち、ねじり
ばねの復元力は極大値に達した後、急激に減少す
る。この発明においては、その極大値をわずかに
越えた箇所にスイツチの作動点を設定することに
よつて、このねじりばねの現象がスイツチの操作
機構に利用されている。この現象は、ねじりばね
保有の現象としてみられ、スナツプ−スルー効果
またはフオールースルー効果と呼ばれる。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between restoring force and displacement of a torsion spring. As shown in FIG. 12, it is known that the restoring force of a torsion spring varies within elastic limits with respect to shape changes, or displacements, of the first and second free ends of the torsion spring.
It is disclosed in No. 4112284. That is, the restoring force of the torsion spring rapidly decreases after reaching a maximum value. In the present invention, this torsion spring phenomenon is utilized in the switch operating mechanism by setting the operating point of the switch slightly beyond its maximum value. This phenomenon is seen as a phenomenon of torsion spring retention and is called the snap-through effect or the fall-through effect.

この発明の機械的操作機構においては、ねじり
ばねのコイル部分は、固定部材または可動プラン
ジヤの一方に設けられたねじりばね支持点に支持
されている。また、ねじりばねの第1および第2
の自由端部は、固定部材または可動プランジヤの
他方に設けられた第1および第2の接触点に接触
している。ねじりばねの支持点、第1および第2
の接触点の3点の位置関係は、可動プランジヤの
摺動に伴つて相対的に変化する。これにより、ね
じりばねの形状が変化するとともに、ねじりばね
の復元力が変化する。可動プランジヤを移動させ
る操作力に対する反発力としてのねじりばねの復
元力は、可動プランジヤの移動途中において極大
値に達する。すわなち、スイツチの切換動作にお
いて、可動プランジヤに加えられる操作力に対す
る抵抗力は増大した後に、減少する。これによ
り、可動プランジヤを操作する人間は、スイツチ
の切換動作において可動プランジヤの抵抗力が減
少するという触覚感覚を得ることができる。その
ため、可動プランジヤの移動途中におけるスイツ
チの切換点を、ねじりばねの復元力の減少し始め
る点に適宜設定することにより、スイツチの切換
動作が行われたことを触覚感覚によつて検知する
ことが可能になる。
In the mechanical operating mechanism of the present invention, the coil portion of the torsion spring is supported by a torsion spring support point provided on either the fixed member or the movable plunger. Also, the first and second torsion springs
The free ends of are in contact with first and second contact points provided on the other of the fixed member or the movable plunger. Torsion spring support points, first and second
The positional relationship of the three contact points changes relatively as the movable plunger slides. As a result, the shape of the torsion spring changes, and the restoring force of the torsion spring also changes. The restoring force of the torsion spring, which acts as a repulsive force against the operating force that moves the movable plunger, reaches a maximum value during the movement of the movable plunger. That is, during the switching operation of the switch, the resistance force against the operating force applied to the movable plunger increases and then decreases. Thereby, the person operating the movable plunger can obtain a tactile sensation that the resistance force of the movable plunger is reduced during the switching operation of the switch. Therefore, by appropriately setting the switching point of the switch during the movement of the movable plunger at the point where the restoring force of the torsion spring begins to decrease, it is possible to detect by tactile sensation that the switching operation has been performed. It becomes possible.

また、本発明によれば、スイツチの切換動作
は、光源から発せられる光の通路を開閉させる動
作である。そのため、本発明の光学式キースイツ
チにおいては、固定部材には固定側光通路が設け
られており、その固定部材に摺動可能に保持され
た可動プラジヤには移動側光通路が設けられてい
る。これらの移動側光通路と固定側光通路とが、
可動プランジヤの移動途中において整列するよう
にされている。したがつて、ねじりばねの復元力
が極大値近傍になる可動プランジヤの位置で移動
側光通路と固定側光通路とが整列するようにされ
ることによつて、光の通路の開閉動作が触覚感覚
によつて検知される。
Further, according to the present invention, the switching operation of the switch is an operation of opening and closing the path of light emitted from the light source. Therefore, in the optical key switch of the present invention, the fixed member is provided with a fixed side optical path, and the movable plastic gear slidably held by the fixed member is provided with a moving side optical path. These moving side optical path and fixed side optical path are
The movable plunger is aligned during movement. Therefore, by aligning the movable side optical path and the fixed side optical path at the position of the movable plunger where the restoring force of the torsion spring is close to its maximum value, the opening/closing operation of the optical path becomes tactile. Detected by the senses.

すなわち、本発明の対象とする光学式キースイ
ツチのスイツチ切換動作はスイツチ内部における
光の通路の開閉動作によるため、操作者がその動
作が確実に行なわれたことを認識することは困難
である。その光の通路の開閉動作の認識を確実に
行なわせるために、本発明においてはねじりばね
が利用されている。可動プランジヤを移動させる
操作力に対して反発するねじりばねの復元力は極
大値に達した後、減少する。したがつて、その減
少し始める点で光の通路が整列するようにされ
る。これにより、操作者が認識することが困難な
移動側光通路と固定側光通路との整列は、可動プ
ランジヤの操作力に対する抵抗力が減少するとい
う操作者の触覚感覚によつて認識され得る。その
結果、光の通路の開閉動作が確実に行なわれたこ
とを操作者はその触覚感覚によつて正確に検知す
ることができる。
That is, since the switching operation of the optical key switch, which is the object of the present invention, is based on the opening and closing operation of a light path inside the switch, it is difficult for the operator to recognize that the operation has been performed reliably. In order to ensure that the opening/closing operation of the light path is recognized, a torsion spring is utilized in the present invention. The restoring force of the torsion spring that resists the operating force that moves the movable plunger reaches a maximum value and then decreases. The light path is thus aligned at the point where it begins to decrease. Thereby, the alignment of the movable side optical path and the fixed side optical path, which is difficult for the operator to recognize, can be recognized by the operator's tactile sensation that the resistance force against the operating force of the movable plunger is reduced. As a result, the operator can accurately detect through his/her tactile sense that the opening/closing operation of the light path has been reliably performed.

さらに、本発明においては、可動プランジヤの
操作力に対する抵抗力、すなわち可動プランジヤ
を移動させる操作力に対して反発するねじりばね
の復元力は、ねじりばねの形状変化によつて定ま
る。このねじりの形状変化は、支持点、第1およ
び第2の接触点の位置関係の相対移動によつて定
まる。この発明においては、第1および第2の接
触点の間隔は、ねじりばねの形状変化にかかわら
ず、第1および第2の自由端部の間隔よりも常に
小さくなるように選ばれている。つまり、第1お
よび第2の自由端部は常に第1および第2の接触
点より外側に延びており、接触点は実質的には固
定された状態である。そのため、ねじりばねの3
点の位置関係の相対的な往復移動が容易にかつ再
現性よく行なわれる。
Furthermore, in the present invention, the resistance force of the movable plunger against the operating force, that is, the restoring force of the torsion spring that rebounds against the operating force that moves the movable plunger, is determined by the shape change of the torsion spring. This twisting shape change is determined by the relative movement of the positional relationship between the support point and the first and second contact points. In the invention, the spacing between the first and second contact points is chosen such that it is always smaller than the spacing between the first and second free ends, regardless of changes in the shape of the torsion spring. That is, the first and second free ends always extend beyond the first and second contact points, and the contact points remain substantially fixed. Therefore, 3 of the torsion spring
Relative reciprocating movement of the positional relationship of points can be performed easily and with good reproducibility.

その結果、可動プタンジヤの移動に伴うねじり
ばねの形状変化が再現性よく行なわれることにな
る。これにより、ねじりばねの形状変化に対する
復元力の変化が再現性よく行われる。そのため、
キー操作力と可動プランジヤの変位との関係が正
確に定められ得る。
As a result, the shape of the torsion spring changes with the movement of the movable gear with good reproducibility. This allows the restoring force to change with good reproducibility in response to changes in the shape of the torsion spring. Therefore,
The relationship between key operating force and displacement of the movable plunger can be accurately determined.

また、この発明によれば、ねじりばねの形状
は、第1および第2の自由端部が劣角をなす形状
から優角をなす形状へ変化する。そのため、その
劣角から優角までの大きな角度範囲に応じて、可
動プランジヤのストロークを適宜設定することが
可能になる。それとともに、第1および第2の自
由端部のなす角度が劣角のときにキースイツチを
組立てることができる。つまり、予備的な負荷と
して軽い力をねじりばねに付与するだけでキース
イツチを組立てることができるので、その組立が
容易になる。この作用効果は、キースイツチの分
解時においても得られる。
Further, according to the present invention, the shape of the torsion spring changes from a shape in which the first and second free ends form an inferior angle to a shape in which the first and second free ends form a dominant angle. Therefore, it is possible to appropriately set the stroke of the movable plunger depending on the large angle range from the recessive angle to the dominant angle. At the same time, the key switch can be assembled when the angle formed by the first and second free ends is an inferior angle. In other words, the key switch can be assembled simply by applying a light force to the torsion spring as a preliminary load, which facilitates assembly. This effect can also be obtained when the key switch is disassembled.

したがつて、この発明の重要な目的は、低いア
クチユエータの支持を必要たとすることなく極度
に低い輪郭を有する取外し可能なキースイツチ操
作機構を提供することである。
Accordingly, an important object of this invention is to provide a removable key switch operating mechanism that has an extremely low profile without requiring low actuator support.

この発明の別の重要な目的は、触覚感覚が、キ
ーからキーへと繰返し可能でありかつその装置の
摩損寿命にわたつて一定でかつ均等なままである
ようなキースイツチ機構を提供することである。
Another important object of this invention is to provide a key switch mechanism in which the tactile sensation is repeatable from key to key and remains constant and uniform over the wear life of the device. .

この発明のさらに他の目的とは、アクチユエー
タ支持部材の位置、すなわちねじりばねの枢軸箇
所を変えることによつて、同じアクチユエータ手
段、すなわちねじりばねで異なる力の特性を生ず
るようなキースイツチアクチユエータ手段を提供
することである。
A further object of the invention is to provide a key switch actuator in which by varying the position of the actuator support member, i.e. the pivot point of the torsion spring, different force characteristics are produced in the same actuator means, i.e. the torsion spring. It is to provide the means.

この発明の付加的な目的と利点は、通常のコイ
ルばね形状に対するねじりばねの形状のために、
そのばねが、そのキースイツチアセンブリのオー
トメーシヨンに非常に容易に役立ち、そのような
ことは、お互いに絡み合うような傾向があるコイ
ルばねの場合にはなかつたということである。
Additional objects and advantages of this invention are that due to the shape of the torsion spring as opposed to the normal coil spring shape,
The spring lends itself very easily to automation of the key switch assembly, which is not the case with coil springs, which tend to become entangled with each other.

この発明の他の重用な目的および特徴は、ねじ
りばねが、特に外力が除去される戻りストローク
のときに、支持構造の側壁に対するばねの端部の
構成によつて、そのキー開口部内のキー軸の自己
一中心決めを与える傾向があるということであ
る。
Another important object and feature of the invention is that the torsion spring is secured to the key axis within its key opening by the configuration of the end of the spring against the side wall of the support structure, particularly during the return stroke when the external force is removed. This means that there is a tendency to give self-centered decisions.

この発明の他の目的、特徴および利点は、この
発明の原理とそれらの原理を応用するための好ま
しいモードとを例としてかつ限定ではなく図解す
る添付の図面を参照して考察すると、以下の詳細
な説明において容易に明らかになろう。
Other objects, features and advantages of the invention will be apparent from the following description, when considered with reference to the accompanying drawings, which illustrate by way of example, and not by way of limitation, the principles of the invention and a preferred mode of applying those principles. This will become clear in the following explanation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第4図および第5図は、フオトオプテ
イカルキーボードアセンブリに組入れられたよう
なこの発明のキー操作機構の正面断面図である。
1, 4 and 5 are front cross-sectional views of the key operating mechanism of the present invention as incorporated into a photo-optical keyboard assembly.

第2図は、この発明に用いられるねじりばねの
1つの形式の図解的な図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of one type of torsion spring used in the present invention.

第2a図は、この発明に用いられるばねの第2
の形式を示す。
Figure 2a shows the second part of the spring used in this invention.
The format is shown below.

第3図は、第1図、第4図および第5図の構造
の一部の断面を示す断面図であり、第2図の自由
な状態に対し、予め負荷された、または予め引張
られた状態で操作機構に組立てられたばねを図解
する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion of the structure of FIGS. 1, 4, and 5 in a preloaded or pretensioned state relative to the free state of FIG. FIG.

第6図は、この発明の操作機構のキー操作力対
キー行程の力図である。
FIG. 6 is a force diagram of key operating force versus key stroke of the operating mechanism of the present invention.

第7図は、キー操作機構の多種な形式の多種な
力負荷と行程との組合せを比較するグラフであ
り、この発明の操作機構がそのグラフの中央の曲
線に描かれている。
FIG. 7 is a graph comparing various force load and travel combinations of various types of key operating mechanisms, with the operating mechanism of the present invention depicted in the central curve of the graph.

第8図は、キースイツチ装置において機能的に
組入れられたような操作機構の1つの形式の等角
図である。
FIG. 8 is an isometric view of one type of operating mechanism as functionally incorporated in a keyswitch device.

第8a図は、キースイツチに用いられた操作機
構の1つの形式の同寸大の側面図である。
FIG. 8a is a to-scale side view of one type of operating mechanism used in a keyswitch.

第9図は、第8図の図と同様な等角図である
が、そのキー軸を形成する構造的な支持が物理的
な構成において変更された点においてそれとは異
なる。
FIG. 9 is an isometric view similar to the view of FIG. 8, but differs therefrom in that the structural support forming the key axis has been modified in physical configuration.

第9a図は、キーボードの一部の上面図であ
り、キーボードへの挿入に基づくキー軸のずれを
防止する方向付け手段を図解する。
Figure 9a is a top view of a portion of the keyboard, illustrating the orientation means to prevent key axes from shifting upon insertion into the keyboard;

第10図および第11図は、この発明を具体化
した基本的な機能の操作機構の概略図であり、そ
こに用いられるねじりばねに関して2つの異なる
構造的な構成を示す。
10 and 11 are schematic illustrations of the basic functional operating mechanism embodying the invention, showing two different structural configurations for the torsion springs used therein.

第12図は、この発明の機械的操作機構に利用
されるねじりばねの復元力と変位との関係を示す
グラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the restoring force and displacement of the torsion spring used in the mechanical operating mechanism of the present invention.

好ましい実施例の簡単な発明 図面を参照すると、この発明が、キーボードの
周辺において説明され、そこでは、複数の垂直方
向に往復可能に移動可能なキーが行と列のマトリ
ツクス(図においては1つの行の一部のみを図
示)で構成されるが、しかしながらそこに述べら
れかつそれ自体の操作機構は、キーボードそれ自
体から全く異なる多種な構造物置換および応用に
おいて有効であることが注目される。
BRIEF INVENTION OF PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, the invention is illustrated in the periphery of a keyboard in which a plurality of vertically reciprocally movable keys are arranged in a matrix of rows and columns (in the figure one It is noted, however, that the operating mechanisms described therein and as such are useful in a wide variety of structural permutations and applications quite different from the keyboard itself.

キーボードスイツチ技術における従来の実際
は、一般に押圧型においてはコイルばねを用いて
おり、そとでは、そのばねは、一方が固定されか
つ他方がそれに対して移動可能な2つの対向して
配置された部材の間に取付けられていた。その押
圧力(操作力)は、製造により変えられて、予め
セツトされた押圧のパラメータまたは“触感”を
調整する。通常、その押圧力は、その操作部材、
たとえばプツシユボタン、キーなどの押圧もしく
は行程の程度または量で増加する。いわゆる“触
覚感覚”を形成する試みは、標準的なキースイツ
チにおいては、そのキースイツチの接触が閉じら
れたときを感触のみで判断するのはオペレータに
とつては困難であるという理由で比較的不成功な
ものであつた。
Conventional practice in keyboard switch technology generally employs coil springs in the push type, where the spring is comprised of two opposed members, one fixed and the other movable relative to it. It was installed between. The force (actuation force) is varied during manufacture to adjust the preset pressure parameters or "feel". Usually, the pressing force is applied to the operating member,
For example, it increases with the degree or amount of press or stroke of a push button, key, etc. Attempts to create so-called "tactile sensations" have been relatively unsuccessful because, in standard keyswitches, it is difficult for the operator to determine by feel alone when the keyswitch contacts are closed. It was something.

一方、この発明の操作機構は、キースイツチア
クチユエータがその行程を経るにつれて、操作力
が広い動作範囲にわたつて変化するような新規な
機構にねじりばねを導入しかつ用いる。このよう
に、ねじりばねは、まず最初増加しかつそれから
減少して、さらにその行程が効果的に“触覚感
覚”を与えるというような、抵抗(対抗する)力
を生じることができる。この構成における触覚感
覚は、オペレータが感ずる最初の圧力から減衰す
る知覚的感覚を形成しまたは導くような圧力の逆
の力の衰弱または急激な減少として規定される。
この点に関して、ねじりばねは、それ自体、変化
するばね力を与えるように巻かれてもよく、また
コイル状にされてもよいということも注目され
る。逆に、その取付枢軸箇所は、必要とされる外
部の操作力を変えるのに効果的にねじりばねの端
部に対して置かれてもよい。
The operating mechanism of the present invention, on the other hand, introduces and uses a torsion spring in a novel mechanism in which the operating force varies over a wide range of motion as the key switch actuator goes through its travel. In this way, the torsion spring can create a resisting force that first increases and then decreases such that its stroke effectively provides a "tactile sensation." Tactile sensation in this configuration is defined as a weakening or sudden decrease in the opposing force of pressure that creates or leads to a sensory sensation that decays from the initial pressure felt by the operator.
In this regard, it is also noted that the torsion spring may itself be wound or coiled to provide a varying spring force. Conversely, the attachment pivot point may be placed against the end of the torsion spring to effectively vary the required external operating force.

図面の第8図の等角図において最もよくわかる
ように、この発明の操作機構10は、支持部材1
2を備え、その支持部材12は、この後に詳細に
述べる開口部または関連したキーボード開口部に
対して備え付けのストツプとして働く突出部端縁
15が備わつた頂部平板部材14を有し、外観の
形態が実質的に長四角形であつてもよく、かつま
た垂直方向に配置された自由直立突出部16と中
実な底部分18とが設けられてもよい。部材12
の反対側の左および右垂直側壁部分20および2
2は、この後に説明される目的のために、図にお
いて示されるように面取りされた右側後垂直端縁
部分24でなだらかに終わる。
As best seen in the isometric view of FIG. 8 of the drawings, the operating mechanism 10 of the present invention includes a support member 1
2, the support member 12 of which has a top flat member 14 with a protruding edge 15 serving as a stop for the aperture or associated keyboard aperture described in more detail hereinafter, and having an external appearance. It may be substantially rectangular in form and may also be provided with vertically oriented free upright projections 16 and a solid bottom portion 18. Member 12
Opposite left and right vertical sidewall sections 20 and 2
2 smoothly terminates in a right rear vertical edge portion 24 which is chamfered as shown in the figures for purposes hereinafter described.

第8図に示される部材10には、大きな中央切
欠部分26が設けられる。後中実壁28から切欠
部分26へと外方向に突出しかつ一体手的に、ポ
スト、スタツドまたは枢軸部材30が設けられ
る。部材30は、第2図および第3図に示される
ように、予め巻かれてかつ予め緊張させられたね
じりばね37のための回転取付支持または枢軸と
して働く。1つの構造的た構成において、ばね3
2のコイルは、第2a図に示されるように反時計
方向に巻かれている。ばね32のこの最初コイル
巻の方向によつて、そのばねが、この後に説明さ
れる目的のために、第8図および第9図に示され
るやうな巻付けまたは巻戻し方向で用いられる。
The member 10 shown in FIG. 8 is provided with a large central cutout 26. The member 10 shown in FIG. Projecting outwardly from the rear solid wall 28 into the cutout portion 26 and integrally provided is a post, stud or pivot member 30. Member 30 serves as a rotational mounting support or pivot for a pre-wound and pre-stressed torsion spring 37, as shown in FIGS. 2 and 3. In one structural configuration, spring 3
Coil No. 2 is wound counterclockwise as shown in Figure 2a. The direction of this initial coiling of spring 32 allows the spring to be used in a winding or unwinding direction as shown in FIGS. 8 and 9 for purposes described hereinafter.

枢軸30は、支持物12の端部の中間に位置
し、その位置は、この後に述べるが、キーの動作
とそれにより与えられる触覚感覚とを変えるめに
用いられる。ばね部材32は弓状に回転自由なよ
うに部材30に取付けられる。ねじりばね32の
左および右の両側の端部それぞれ34および36
は、その中央から外方向に延び、かつ図面の第3
図に最もよく示されるように支持部材12の内方
で対向して位置する左および右端縁、38および
40に最初位置するようにされる。上述したよう
に、その休止状態、すなわち枢軸30に取付けら
れる前のばねは、360°よりも小さな円弧を通りそ
のばねが順次たわむように、端部が約90°の角度
で設けられる。
Pivot 30 is located midway between the ends of support 12, and its location, as will be described, is used to vary the operation of the keys and the tactile sensation provided thereby. Spring member 32 is rotatably attached to member 30 in an arcuate manner. Both left and right ends 34 and 36 of torsion spring 32, respectively.
extends outwardly from its center and extends outwardly from the center of the drawing.
It is initially positioned at oppositely located left and right edges, 38 and 40, inside the support member 12 as best shown in the figures. As mentioned above, in its rest state, i.e. before being attached to the pivot 30, the spring is angled at its ends at approximately 90° so that the spring deflects sequentially through an arc of less than 360°.

第8図の下の部分に示されるように、また第1
図、第4図および第5図に最もよく示されるよう
に、支持物12には、垂直方向に延びるカツト4
2が形成されている。このカツト42は、底部分
18から中央切欠26の下部分に延び、かつ部材
12の本体内に実質的に右方向にその中央に延び
て、部材12の下部分を2つの同じ半体12aお
よび12bに分ける。これらの2つの半体が、こ
の後に説明される目的のためにおの互いに方向に
非常にわずかに曲がることが可能となつている。
第8図に示されるように形態においてわずかに扁
円である個別の水平方向の溝44は、部材12の
前表面を渡つて延びる。個別の扁円の開口部また
は開口46は、部材12の本体を介して前から後
へと完全に延びて、その部材を介して延びる溝を
形成する。
As shown in the lower part of FIG.
As best shown in FIGS. 4 and 5, the support 12 includes a vertically extending cut 4.
2 is formed. This cut 42 extends from the bottom portion 18 to the lower portion of the central notch 26 and extends into the body of the member 12 substantially to the right to the center thereof to separate the lower portion of the member 12 into two identical halves 12a and 12a. Divided into 12b. These two halves are allowed to bend very slightly toward each other for purposes that will be explained later.
Discrete horizontal grooves 44, which are slightly oblate in configuration as shown in FIG. 8, extend across the front surface of member 12. The individual oblate apertures or apertures 46 extend completely through the body of the member 12 from front to back to form a groove extending therethrough.

各部材12aおよび12bの下部端縁には、そ
の2つの両側の部材12aおよび12bの前から
後へと延びる棚部またはリツプ部50から下方向
に角度が付けられて、面取りされた端縁48が設
けられる。第1図、第4図および第5図の多くの
図面に示されるように、棚部またはリツプ部50
は、部材12が、押されることによつて完全に挿
入され、この装置が動作可能に組入れられてもよ
いような支持キーボード構造54における実質的
に長四角形の溝開口部52(第1図、第4図およ
び第5図)内に嵌まると、その部材12のための
保持手段を与える。この場合、部材12はキー軸
としてみなされてもよい。図示されているよう
に、そのキー軸は、そのキー軸自身を貫通して延
びる一続きの実質的に偏円の円筒状の開口部44
および46を有する。この開口部44および46
は、キーボード構造54自体に設けられる検知器
(図示せず)へ光源(図示せず)からの光を商照
射し、または遮断するように設けられている。こ
れにより、フオトオプテイカルキーボードと機能
的に動作するように、キーボード構造54と部材
12とが配置されている。
The lower edge of each member 12a and 12b includes a chamfered edge 48 angled downwardly from a shelf or lip 50 extending from the front to the rear of the members 12a and 12b on its two sides. is provided. As shown in many of the drawings of FIGS. 1, 4 and 5, a shelf or lip 50
The member 12 may be fully inserted by being pushed into a substantially rectangular groove opening 52 (FIG. 4 and 5) provides a retention means for the member 12. In this case, the member 12 may be regarded as a key shaft. As shown, the key shaft has a series of substantially oblong cylindrical openings 44 extending therethrough.
and 46. These openings 44 and 46
is provided to irradiate or block light from a light source (not shown) to a detector (not shown) provided on the keyboard structure 54 itself. Thereby, keyboard structure 54 and member 12 are arranged for functional operation with a photo-optical keyboard.

第9図は、第8図に図示されかつ説明された構
造の変形例を示し、かつその操作機構は実質的に
は第8図のものと同様であるが、ねじりばねが、
キー軸機構においてそれが用いられたときに第8
図のねじりばねが“巻戻される”のに対し、その
ばねが使用において“巻付けられる”ように反対
の方向に巻かてれている。第9図の支持部材また
は構造56は、側部から側部に延びる中央の垂直
方向の左一右構造壁またはリブ部材58と、直交
して配置された前−後壁部材またはリブ60とを
有する長四角形部材を備える。リブ60の前部分
は、62で示されるように下が切欠かれており、
かつねじりばね66を取付けるための一体的に前
方向に延びる枢軸取付支持部材64が設けられ
る。ばね66の両方に延びる左および右端部それ
ぞれ68および70は、部材56の端縁72およ
び74にもたれて位置する。部材12と同様に、
複数の水平方向に延びる扁円の円筒状の溝76
が、部材56に形成される。前から後の扁円の開
口部78が、第9図の部材に設けられる。部材1
2の切欠部分42と同様の中央垂直切欠またはス
ロツト80が、部材56の前表面から中央部分へ
と延び、かつ部材56が動作的に関連するキーボ
ードの受入れキーボード溝開口部52内へ挿入さ
れるに従い、このようにふた又にされた下部部分
56aおよび56bがわずかに圧縮されることを
可能にする。
FIG. 9 shows a modification of the structure shown and described in FIG. 8, and whose operating mechanism is substantially similar to that of FIG. 8, but in which the torsion spring is
8th when it is used in a key shaft mechanism
Whereas the torsion spring shown is "unwound", it is wound in the opposite direction so that the spring is "wound" in use. The support member or structure 56 of FIG. 9 includes a central vertical left and right structural wall or rib member 58 extending from side to side and orthogonally disposed front-to-back wall members or ribs 60. A rectangular member having a rectangular shape. The front portion of the rib 60 is cut out at the bottom as shown at 62;
An integrally forwardly extending pivot mounting support member 64 is provided for mounting a torsion spring 66 thereon. Both extending left and right ends 68 and 70, respectively, of spring 66 rest against edges 72 and 74 of member 56. Similar to member 12,
A plurality of horizontally extending oblate cylindrical grooves 76
is formed on member 56. A front-to-back oblate opening 78 is provided in the member of FIG. Part 1
A central vertical notch or slot 80, similar to the cutout portion 42 of 2, extends from the front surface of the member 56 to the central portion, and the member 56 is inserted into the receiving keyboard groove opening 52 of the keyboard with which it is operatively associated. Accordingly, this allows the capped lower portions 56a and 56b to be slightly compressed.

部材56の低部分は、82で示されるように面
取りされており、棚部84が、部材56の下部部
分の両側に設けられており、それが動作的に関連
したキーボード内に位置すると部材56の“上方
向の”の運動のための保持リツプ部またはストツ
プとして作用する。第8図の部材16と同様の上
方向に突出するポスト86が、部材56に設けら
れる。この垂直方向に突出する部材86により、
キートツプ(図示せず)のようなアルフアベツト
数字表示部材が、この軸部分に取付けられること
ができる。正しいキートツプをその関連したキー
軸に取付ける際の間違いの可能性を少なくしたり
また回避するために、1組の方向付け溝が、88
で示されるように部材16に設けられ、1つまた
はそれ以上の外方向に突出する舌片部または段部
90が第9図に示される部材86に設けられる。
このような装置の製造によつて、オペレータが、
所望なキーの方向を誤るようなおそれがなくアル
フアベツト数字キーをキー軸に組付けることがで
きる。右側の後垂直端縁は、キーボード54にお
ける各開口部52の角度が付けられたコーナ部9
4と係合するように92で示されるように面取り
がされている。平らな頂部または部材56の下部
端縁部分91は、それが部材54内を動くときキ
ー軸56に対する“下方向の”ストツプを与え
る。
The lower portion of member 56 is beveled, as shown at 82, and shelves 84 are provided on either side of the lower portion of member 56, such that when it is located within an operatively associated keyboard, member 56 Acts as a retaining lip or stop for the "upward" movement of the Member 56 is provided with an upwardly projecting post 86 similar to member 16 of FIG. This vertically protruding member 86 allows
An alphanumeric display member, such as a key top (not shown), can be attached to this shaft portion. In order to reduce or avoid the possibility of mistakes in installing the correct key top on its associated key axle, a set of orientation grooves are provided on the 88
9, and one or more outwardly projecting tongues or steps 90 are provided on member 86, shown in FIG.
The manufacture of such equipment allows operators to
Alphabet numeric keys can be assembled onto a key shaft without fear of erroneously pointing the desired key in the wrong direction. The rear vertical edge on the right side corresponds to the angled corner 9 of each opening 52 in the keyboard 54.
It is chamfered as shown at 92 to engage 4. The flat top or lower edge portion 91 of member 56 provides a "downward" stop for key shaft 56 as it moves within member 54.

この発明の目的のために、この発明の操作機構
が、図面の第1図、第4図および第5図における
部分断面側面図に示されるように動作キーボード
に組入れられたものと仮定する。ねじりばねが、
図面の第3図に示されるように端縁部分をわたつ
て端部が延びるように、枢軸上に予め取付けられ
た後、そのキー軸は、それから、キーボードに設
けられた開口部内へその下部本体部分を押すこと
によつてキーボードの本体内に挿入され得、その
ためそのふた又になつた端部分は、キーボードの
下部端縁上の各キースナツプの底部におけるリム
または棚部がそのばねを第1図に示される位置に
わずかに曲げるまで、お互いの方へわずかに曲げ
られる。実際的な目的のために、この位置は、キ
ーボードに対するばねの予め負荷された位置であ
ると見なされてもよい。キーがオペレータの指で
押されるに従つて、そのキーの移動により、ばね
が枢軸のまわりで巻かれ、かつそのキーが挿入さ
れるキーボードの開口部の上部の露出した端縁に
ばねの端部がある状態で第4図に示されるように
緊張する。第5図に図解される最後の位置におい
ては、そのキーボード内の下方向への移動におい
て目的位置に到達する。それと同時に、ばねは上
方向の限界にまで曲げられる。これにより、その
箇所で、この構造内に含まれる光学系に従い、光
がキー構造内の開口部を介して通過するとき、そ
の光を遮りおよび/または通過させる機能が行な
われる。
For purposes of this invention, it will be assumed that the operating mechanism of this invention is incorporated into an operating keyboard as shown in partial cross-sectional side views in FIGS. 1, 4, and 5 of the drawings. The torsion spring
After being pre-mounted on the pivot, with the end extending across the edge portion as shown in FIG. 3 of the drawings, the key pivot is then inserted into the lower body into the opening provided in the keyboard. It can be inserted into the main body of the keyboard by pressing on the section, so that its bifurcated end section can be inserted into the body of the keyboard so that the rim or ledge at the bottom of each key snap on the lower edge of the keyboard allows its spring to bent slightly towards each other until bent slightly into the position shown. For practical purposes, this position may be considered the preloaded position of the spring relative to the keyboard. As a key is pressed by an operator's finger, the movement of the key causes the spring to wrap around the pivot and the end of the spring to the exposed edge at the top of the opening in the keyboard into which the key is inserted. In a certain state, there is tension as shown in Figure 4. In the final position illustrated in FIG. 5, the destination position is reached in a downward movement within the keyboard. At the same time, the spring is bent to its upper limit. This performs the function of blocking and/or passing light at that point as it passes through the opening in the key structure, in accordance with the optical system contained within this structure.

第7図のグラフを参照して述べると、Pで示さ
れた線で表わされるこの発明の操作機構は、ねじ
りばねがオペレータによる触覚感覚の適当な感覚
を生ずるように動作可能である多種な段階を図解
する。位置1は、点線90点にあり、垂直の実線の
左にあるように示されることができ、そこではそ
のばねは自由な状態、(第2図)であり、位置
は、点線のほぼ中点であり、そこではそのばねは
枢軸に組付けられる。第3の位置は、曲線Pの実
線部分のほぼ始めにあり、そこではばねは、キー
ボードまたはハウジングに予め取付けられる。明
らかなように、キーを続けて押すことによつて、
その力はわずかに増加し、曲線Pの頂部における
最大に達する。この後、その操作力は増加してい
るのにもかからわず、頂部死点をわずかに越えた
箇所Qにおいて、そのスイツチが切換え動作し、
場合により閉じられまたは開かれる。そして、そ
のスイツチの切換え動作が行なわれたことを、キ
ーの操作力に対する反発力の減少という触感感覚
により、オペレータが感じ始めるまで、その反発
力は急激に減少し始める。最後に、第2の右側の
点線の垂直線と実線との交点における位置Vにお
いて、そのスイツチは完全に閉じられ、かつその
動作は終了する。このように、この発明に従つた
操作機構によれば、ねじりばねの回復力がが最大
に達した後、その頂部死点をわずかに越えた箇所
においてスイツチが作動する。その後、ねじりば
ねの回復力は急激に減少する。このような圧縮力
と変位との関係は、一般的に、飛び移り座屈
(snap−throughbuckling)と呼ばれる。この現
象を利用した本発明の操作機構によれば、スイツ
チの作動点をばね回復力の減少し始める点に選ぶ
ことにより、抵抗力の減少という触覚感覚をオペ
レタが感じることでスイツチの作動点が検知され
得る。
Referring to the graph of FIG. 7, the operating mechanism of the present invention, represented by the line labeled P, has various stages in which the torsion spring is operable to produce the appropriate sensation of tactile sensation by the operator. Illustrate. Position 1 can be shown to be at the dotted line 90, to the left of the vertical solid line, where the spring is in its free state, (Fig. 2), and the position is approximately at the midpoint of the dotted line. , where the spring is mounted on a pivot. The third position is approximately at the beginning of the solid portion of curve P, where the spring is pre-attached to the keyboard or housing. As is obvious, by pressing the key in succession,
The force increases slightly and reaches a maximum at the top of curve P. After this, even though the operating force increases, the switch operates at a point Q slightly beyond the top dead center,
Closed or opened as the case may be. Then, the repulsive force begins to rapidly decrease until the operator begins to feel that the switch has been changed through the tactile sensation of a decrease in the repulsive force against the key operation force. Finally, at position V at the intersection of the second right dotted vertical line and the solid line, the switch is completely closed and its operation is complete. Thus, with the operating mechanism according to the invention, the switch is activated at a point slightly beyond its top dead center after the torsion spring has reached its maximum restoring force. After that, the recovery force of the torsion spring decreases rapidly. This relationship between compressive force and displacement is generally referred to as snap-through buckling. According to the operating mechanism of the present invention that takes advantage of this phenomenon, by selecting the operating point of the switch at the point where the spring recovery force begins to decrease, the operator feels the tactile sensation of a decrease in resistance force, and the operating point of the switch is adjusted. Can be detected.

上述したように、この発明に含まれる基本概念
は、トルクばねと、そのトルクばねを取付けるた
めの枢軸と、そのばねの取付手段およびそのばね
の端部の間の相対的な運動が、その動作が起こる
ときにその結果の抵抗力の量および程度と同様に
与えられる力の程度および量の両方が変わりまた
変化するようにそのばねの端部を移動可能に取付
ける手段とを用いたことに存する。
As stated above, the basic concept involved in this invention is that the relative movement between a torque spring, a pivot for mounting the torque spring, the spring mounting means and the end of the spring is and means for movably mounting the ends of the spring so that both the amount and amount of force applied as well as the amount and extent of the resulting resistance force change and vary when .

この技術および構造的な組合せの広い応用例
は、設計者に容易に得られる。
Wide applications of this technology and structural combination are readily available to designers.

1 操作力を生ずる操作部材の行程に対する減少
する操作力を必要とする全ての機構装置。
1. All mechanical devices that require a decreasing operating force relative to the stroke of the operating member that produces the operating force.

2 上述しまた請求の範囲に記載したキーボード
スイツチ。
2. A keyboard switch as described above and in the claims.

3 多種な形式の安全スイツチ。3 Safety switches of various types.

4 プツシユボタンスイツチ。4 Push button switch.

5 危険な機械およびデータ処理装置のような装
置の外部の部分の制御スイツチ。
5 Control switches for external parts of equipment such as hazardous machinery and data processing equipment.

6 電気スイツチ接触を必要とする多種の形式の
安全装置。
6. Various types of safety devices requiring electrical switch contact.

第10a図ないし第10f図および第11a図
ないし第11f図を参照して、図において最もよ
く示されるように、この本質的なエレメントにお
ける機構は、以下のものを用いる。
Referring to Figures 10a-10f and 11a-11f, the mechanism in this essential element, as best shown in the figures, employs the following.

1 支持部材または軸、 2 コイル状の中心部分とそこから外方向に延び
る2つの反対側に配置されるた端部とを有する
トルクばね(そのばねは、使用の要求にのみ基
づいて、時計方向“CW”または反時計方向
“CCW”で巻かれてもよい)、および 3 そのばねの端部とその軸との間の相対的な運
動を与えるためばねの端部に当接し、また他の
方法で置かれて、それによりその軸とその当接
している手段との間の相対的な運動が、必要と
する与えられる力を変え、かつその変化に抵抗
する結果的な力を変えるような手段。
1 a support member or shaft; 2 a torque spring having a coiled central portion and two oppositely disposed ends extending outwardly therefrom; (may be wound “CW” or counterclockwise “CCW”), and (3) abutting the end of a spring to provide relative movement between that end of the spring and its axis, and placed in such a way that relative movement between its axis and its abutting means changes the applied force required and changes the resulting force resisting that change. means.

基本的なアセンブリとして、この発明が、往復
して垂直方向に移動可能な軸またはプランジヤ状
部材96のための支持構造として作用するベース
94を備えるように、第10a図ないし第10f
図において概略的に示される。部材94は、便宜
上図示されるように丸くされた非干渉の上部端部
分を有する2つの平行な別々の直立突出部または
舌片部98を含む。軸96は、垂直方向の従属し
た突出部または舌片部100が設けられる。その
最も低い末端部は、ねじりばね104の取付枢軸
として作用する水平方向の前側に延びるスタツド
102を支持する。ねじりばね104のコイル状
の中央部分は、軸支スタツド102に取付けら
れ、ばね104の予め定められた限界までそのま
わりを自由に回転可能であるようにされる。94
に対して部材96を保持する手段は、図示されな
いが、しかしいくつかの周知な技術のどれによつ
ても達成することができる。
As a basic assembly, the invention comprises a base 94 that acts as a support structure for a reciprocating and vertically movable shaft or plunger-like member 96, as shown in FIGS. 10a-10f.
Shown schematically in the figure. Member 94 includes two parallel separate upright protrusions or tongues 98 having non-interfering upper end portions that are rounded as shown for convenience. The shaft 96 is provided with a vertically dependent projection or tongue 100 . Its lowest end supports a horizontally forwardly extending stud 102 which acts as a mounting pivot for a torsion spring 104. The coiled central portion of the torsion spring 104 is attached to the pivot stud 102 and is allowed to rotate freely thereabout up to a predetermined limit of the spring 104. 94
The means for retaining member 96 against is not shown, but may be accomplished by any of several well-known techniques.

ばね104の右および左の自由端それぞれ10
6および108は、それぞれの垂直方向の舌片部
98の最も上の丸みが付けられた部分に当接す
る。部材96は、第6図を参照して述べられるよ
うに、部材94の上部側壁110の間に望遠鏡の
ような態様で垂直方向に上下に往復可能に自由に
移動可能なようにされる。説明のために、第10
a図におけるばね102は、緊張させられていな
いまたは負荷されていない状態にあると仮定す
る。この位置は、第6図の曲線におけるマイナス
15°の位置に対応する。部材96が、部材94に
対してその下方向の移動を始めるにつれて、その
ばねの応力は、第10b図におけるように増加し
始め、それは第6図の曲線におけるほぼマイナス
7°位置における位置に対応する。部材96がさら
に下方向に移動すると、ばね力は、第6図の曲線
のほぼ0°に対応する第10c図の位置にされる。
第10d図は、第6図の曲線の5°位置にほぼ対応
する。第10e図は、第6図の曲線のほぼ21°位
置に対応し、かつ第10f図は、第6図の曲線の
75°位置に対応するいわゆる底のまたは最も低い
位置にあるその装置を概略的に示す。なお、第5
図は、第10e図と第10f図との間の位置に対
応する。もちろん、これらの位置の各々は、選択
的に定められることができ、かつこのような位置
と力は、枢軸に対する当接部材106および10
8と同様に部材96に対する枢軸の両方の位置を
変えることによつて選択的に変更することができ
る。
10 each of the right and left free ends of the spring 104
6 and 108 abut the uppermost rounded portion of the respective vertical tongue portion 98. Member 96 is freely movable vertically up and down and reciprocatingly in a telescopic manner between upper sidewalls 110 of member 94, as described with reference to FIG. For explanation, the 10th
Assume that the spring 102 in figure a is in an untensioned or unloaded state. This position is the negative point on the curve in Figure 6.
Corresponds to 15° position. As member 96 begins its downward movement relative to member 94, the stress in its spring begins to increase as in FIG. 10b, which is approximately negative in the curve of FIG.
Corresponds to the position at 7° position. Further downward movement of member 96 brings the spring force to the position of FIG. 10c, which corresponds to approximately 0° of the curve of FIG. 6.
FIG. 10d approximately corresponds to the 5° position of the curve in FIG. Figure 10e corresponds to approximately the 21° position of the curve in Figure 6, and Figure 10f corresponds to the approximately 21° position of the curve in Figure 6.
Figure 2 schematically shows the device in the so-called bottom or lowest position corresponding to the 75° position. In addition, the fifth
The figure corresponds to a position between FIGS. 10e and 10f. Of course, each of these positions can be selectively defined, and such positions and forces can be applied to abutment members 106 and 10 relative to the pivot.
8 can be selectively changed by changing the position of both pivots relative to member 96.

なお、第6図において下側に位置する直線は、
上側に位置する直線に続くるものである。すなわ
ち、25°と55°との間のキー操作力の変化は変化は
図示されていない。また、直線に付されている角
度の値が0°のとき、ねじりばねの第1および第2
の自由端部のなす角度から劣角から優角に変化す
る。第6図の75°に相当する位置は、第7図の位
置V対応する。第6図において25°より少し後の
位置(第6図には図示されていない)は、第7図
のQに対応する。
In addition, the straight line located on the lower side in Fig. 6 is
It follows the straight line located on the upper side. That is, the change in key operating force between 25° and 55° is not shown. Also, when the value of the angle attached to the straight line is 0°, the first and second torsion springs
The angle formed by the free end of the angle changes from a recessive angle to a dominant angle. The position corresponding to 75° in FIG. 6 corresponds to position V in FIG. The position slightly later than 25° in FIG. 6 (not shown in FIG. 6) corresponds to Q in FIG.

第11a図ないし第11f図は、第10図ない
し第10f図のものと実質的に同様であり、その
差異は、枢軸スタツド112が、ねじりばね11
4の取付枢軸を形成する固定部材110上に位置
することである。左および右ばね端部116およ
び118は、それぞれ、移動部材124と一体的
になつた右方向および左方向に突出する舌片部そ
れぞれ120および122に当接する。第11a
図ないし第11f図に示されるように、実質的
に、同じ力が、第6図における曲線の組に対して
与えられ、しかしねじりばね114は、その端部
116および118が反対方向には膨張されな
い。
11a-11f are substantially similar to those of FIGS. 10-10f, the difference being that the pivot stud 112
4 is located on the fixing member 110 forming a mounting pivot. The left and right spring ends 116 and 118 abut rightward and leftward projecting tongues 120 and 122, respectively, which are integral with the moving member 124. Chapter 11a
As shown in Figures 11f, substantially the same force is applied to the set of curves in Figure 6, but the torsion spring 114 has its ends 116 and 118 expanded in opposite directions. Not done.

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Publication Number Publication Date
JPS58501608A JPS58501608A (en) 1983-09-22
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