JPH0414451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はキー入力装置に係り、さらに詳しくは
電子式卓上計算機（以下電卓と略称する）などに
適応して効果のある構造が簡単で薄型化の可能な
キー入力装置に関するものである。

従来技術 従来から広く採用されている電卓等のキー入力
装置においては、プリント基板上に形成された一
対の入力用固定接点をこれらの固定接点と対応す
る位置に配置された導電ゴムなどからなる可動接
点を上下動可能に設けられたキートツプを介して
下降させて、ブリツジシヨートを生じさせて入力
する構造を採用していた。

ところが、このような構造を採用すると、キー
トツプや導電ゴムなどの多数の部品を必要とし、
しかもそれぞれが所定の厚みを有するため電卓を
携帯性にとんだ薄型構造にするさまたげとなつ
た。

また、入力キーを多数設けることを考えると、
従来方式はプリント基板上の個々の固定接点間を
それぞれ対応する導電ゴムを介してブリツジシヨ
ートするものであるため、プリント基板上に各固
定接点を結ぶ共通回路としての信号ラインをプリ
ント基板上の回路パターンとして構成しなければ
ならず、プリント基板の製造工程が増大し、さら
に両面プリント基板を使用せざるを得なくなり、
結果として極めてコスト高となる欠点があつた。

目 的 本発明は以上のような従来の欠点を除去するた
めになされたもので、薄型でしかも、片面プリン
ト基板を使用することができ、構造が簡単で、製
造の容易なキー入力装置を提供することを目的と
している。

実施例 以下、図面に示す実施例に基いて本発明の詳細
を説明する。第１図は本発明の要部をなす金属薄
板１の構造を説明するもので、この金属薄板１は
リン青銅ステンレス、あるいは真鍮などの弾性に
富んだ金属板をエツチングあるいはプレスなどの
加工手段により成形したもので板厚は50〜100μ
ｍ程度のものである。

この金属薄板１のキー入力部には、複数個の透
孔１ａが形成されており、それぞれはまとまつた
キーブロツクB₁ないしB₈のように切れ目のない
面で連なつており、各ブロツク間は幅のせまい接
続部１ｃで連結されている。

また、外側を囲んで配置された枠部１ｄとも接
続部１ｃにより連結してあり、成形直後において
は、全体として１枚板の形態を保持している。

また、符号１ｅ，１e′で示すものは、成形金型
に設けられた位置決めピンが嵌合される位置決め
用の穴である。

また金属薄板１の各キーブロツクに連続した状
態で液晶表示器等の保持部となる開口部１ｈと、
太陽電池等の電源を収容する保持部となる開口部
１ｉとが形成されている。

一方、第２図に電卓のブロツク回路図を示す。
第２図のキー入力部におけるキー入力信号はＫ１
〜Ｋ８で示される信号ラインのうち任意の２つの
信号ラインを短絡させることによつて得られる。
たとえばＫ３とＫ６の信号ラインを短絡させるこ
とにより演算処理部に信号がよびこまれ、表示部
に「１」の表示がなされる。

従つて、「・」、「０」、「１」、「２」、「３」、
「９」
「％±」のキー入力信号情報を演算処理部に導く
ため、これらの端子は後述するように第５図に示
す、表面シート４に示されている電卓キーレイア
ウトを採用すると、第１図に示したキーブロツク
B₅の部分に相当することになる。

なお、第１図においては、電卓キーレイアウト
の関係で「９」はＫ８ラインのブロツクB₄に含
めてある。

第２図に示したキー入力部の構成に応じてプリ
ント基板の回路パターンの引きまわしを考慮し、
プリント基板を片面基板で、しかもキーブロツク
数の最も少いように構成したものが第１図に示し
たキーブロツクB₁〜B₈である。

このような構造を有する金属薄板１は第３図に
示すように絶縁性高分子材料からなるフレーム２
内にインサート成形される。

このフレーム２の材料としてはABS樹脂、ス
チロール樹脂、ポリカーポネイト樹脂等の熱可塑
性材料を用いた場合にはインジエクシヨン成形に
より金属薄板１をインサート成形し、エポキシ樹
脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂の場合には
コンプレツシヨン成形によつて金属薄板１をイン
サート成形する。

このインサート成形された状態が第３図に示さ
れている。第３図において第１図と同一部分には
同一符号が付されており、透孔１ａの部分及びそ
の周縁部は全てフレーム２から露出した状態にな
つている。

なお、第１図及び第３図において符号１ｊで示
すものは第５図に示すプリント基板３上に設けら
れたアースパターン３ｃと外枠１ｄを同一電位に
するためのアース接点用の突片である。

また、フレーム２の外周に設けられた小孔２ｆ
は金属薄板１をフレーム２の肉厚方向の所定位置
へ位置ぎめするために金型に先端が平坦となつた
小直径の位置決めピンを設け、この部分を金属薄
板１の表裏両面の同位置につきあて位置決めを行
う状態でインサート成形がなされたために形成さ
れたピン穴である。

このようにして金属薄板を金型内に位置決め挟
持した状態で成形を行うため、金型内に成形材料
が高圧力で充てんされた場合においても金属薄板
の変形や位置ずれを防止することができる。

このようにしてインサート成形されたのちのフ
レーム２及び金属薄板１の断面構造を第４図に示
す。

第４図は第３図のＡ−Ａ線拡大断面図で、イン
サート成形された金属薄板１の透孔１ａとその外
周部は同心円上に露出している。符号Ｒで示すも
のはキー導電ゴムでその詳細は後述する。

また、接続部１ｃも露出しており、第６図に示
すようにインサート成形したのち切断、分離さ
れ、キーブロツクB₁〜B₈間及び外枠１ｄ間の電
気的導通が断たれる。

しかし、この接続部１ｃは第６図に符号１ｇで
示すように、単に切断分離される部分と、符号１
ｆで示すようにプリント基板３の接点パターン３
ａに導通させるために折り曲げられる部分の２種
類の形態をとる。

このようにしてそれぞれのキーブロツクB₁〜
B₈は少くとも１ケ所の折曲部１ｆを有しており、
プリント基板上の信号ラインと常時接触し導通状
態が保たれている。

このようにして接続部１ｃを全て分離すること
によつて得られたフレーム２を用いた電卓の組み
立て方法を第５図に示す。

第５図において符号４で示すものは表面シート
で適度な柔軟性を有する透明な材料、例えば塩化
ビニールポリエステル、ポリカーボネイト、ウレ
タン等からなり、裏面に表示窓４ａ及び太陽電池
の受光窓４ｂを除いて、印刷処理がほどこされ、
キー入力部においてはキーシンボルマークを表示
し、その他必要な電卓機種名等を印刷してあり、
組み立て工程でフレーム２の上面へ接着固定され
る。

一方、符号３で示すものは前述したプリント基
板で、銅張積層板へ所定のパターンにエツチング
した片面プリント基板として形成され、複数のキ
ー入力用固定接点３ｂが金属薄板１の透孔１ａと
１対１に対応した状態で形成されている。

また、アースパターン３ｃは外枠１ｄをアース
電源に導くためのもので、金属薄板１側に設けら
れた突片１ｊと常時接触し、電卓外部から外枠１
ｄに放電され、蓄積された静電気による誤動作や
電子部品の破壊を防止している。

LSI8はプリント基板３上に半田付け固定され、
第２図のブロツク図に示す演算処理部を構成して
いる。

また、抵抗やコンデンサなどの電子部品９，１
０もプリント基板３上に実装されている。

符号６で示すものは液晶表示器で、プリント基
板３上の接続用パターン３ｄとの間に圧接型コネ
クタ７を介して電気的接続をとつた状態で取り付
けられる。

プリント基板３の下面には、剛性の高い材料か
ら成る補強板５が位置しており、電卓裏面を覆
い、プリント基板３及びフレーム２の下面の周辺
部に接着固定され、電卓全体の強度を補償してい
る。

プリント基板３は片面プリント基板であり、補
強板５との接着面側は回路パターンがなく、補強
板５の材質として安価で、剛性の優れた金属板を
使用することができる。第７図に符号１１で示し
たものは偏光板である。

このようにして各種の電子部品をプリント基板
３に対し第５図に示すように積層すれば、極めて
薄型の電卓を得ることができる。

一方、第６図及び第７図は積層状態のキー入力
部及び表示部の断面を示す。第６図及び第７図に
おいて符号Ｒで示すものはキートツプの役割を果
たす導電ゴムで、その下面の中央部には突起R₁
が突設されており、金属薄板１の透孔１ａから下
方に位置する導電パターンである固定接点３ｂと
所定のストローク分の間隙を持つて１対１に対向
している。

導電ゴムＲの一部には薄肉部R₂が形成されて
おり、上面の外周部と中央部とは表面シート４の
下面に接触している。

キー信号ラインの一部である導電パターン３ａ
と、キーブロツクB₁〜B₈とは、折曲部１ｆを介
して接触しているため、電流は金属薄板の露出部
にも導かれ、その上面に載置された導電ゴムＲも
特定のキー信号ラインと常時導通状態にある。従
つて、表面シート４を第６図に矢印で示すように
指等で押圧すると表面シート４がたわみ導電ゴム
Ｒの中央部が薄肉部R₂を介して弾性変形し、突
起R₁が固定接点３ｂと接触し、キー入力がなさ
れる。

一方、第８図は演算処理部に電源を供給する太
陽電池１２の実装状態を示す。

金属薄板１の太陽電池の保持部となる開口部１
ｉの周縁は、第１図に示すように所定幅で一段高
く絞られている。この開口部１ｉの絞り部１ｋの
内側に、アモルフアス型の太陽電池１２が保持さ
れる。この開口部１ｉと対応した表面シート４の
受光窓４ｂの部分も印刷や着色がされておらず、
外部の光を太陽電池１２へ導くことができ、起電
力を生じ、この起電力はコネクタ１３を介してプ
リント基板３上の導電パターンに供給される。

太陽電池は従来から一般に用いられている一次
電池と異なり、半永久的に使用可能で交換する必
要がないため、完全な密閉状態で実装することが
できる。

本実施例は以上のように構成されているため、
キー入力部の表面にはキートツプなどで代表され
る凸凹が全くなく、すつきりとした外観を持つ薄
型のカード型電卓を実現でき、密閉構造で防水、
防塵構造とすることが可能で、使用環境に制限さ
れないキー入力装置を得ることができる。

また、高分子材料の弱点である熱変形性や、機
械的弱さは、フレーム２内に一体的にモールドさ
れた金属薄板１によつて補うことができる。ま
た、キー入力部の外観面に臨まされる部品は、表
示器や太陽電池などのように平板状の単純な部品
であるため、部品の供給がたやすく、自動組立も
容易に行なえる。

さらに、上記実施例によれば、従来のブリツジ
シヨート方式と異なり、フレームにモールドした
金属薄板上のフレーム外への複数の露出部に複数
の導電ゴムを配置し、また共通の信号ラインを構
成する金属薄板を別の露出部を介してプリント基
板と接続する構成を採用しているので、部品点数
が減少して構造が簡単になり、半田付け箇所の減
少、あるいはプリント基板上の回路パターンの単
純化により片面基板が採用可能となることなどに
より製造コストが低減されるとともに、製品の信
頼性が向上する。

効 果 以上から明らかなように、本発明によれば、複
数の第１の露出部と第２の露出部が形成された金
属薄板と、前記金属薄板をインサート成形して複
数の第１の露出部及び第２の露出部をそれぞれ露
出させた絶縁性高分子材料から成るフレームと、
前記金属薄板の複数の第１の露出部にそれぞれ支
持された導電性弾性部材より成る複数の可動接点
と、前記金属薄板の第２の露出部が接続される配
線部を形成して成るプリント基板と、前記プリン
ト基板の配線部に形成され前記複数の可動接点に
それぞれ対向して配置された複数の固定接点と、
前記フレームの表面に固定されて前記可動接点に
押圧力を伝達する絶縁性シートとを有する構成を
採用している。

すなわち、本願発明では、金属薄板の複数の第
１の露出部、複数の可動接点、および可動接点に
それぞれ対向して配置された複数の固定接点、お
よび、金属薄板により構成される共通回路をプリ
ント基板の配線部に接続する第２の露出部から、
複数のキー入力部が構成されるため、部品点数が
減少して構造が簡単になり、半田付け箇所の減
少、あるいはプリント基板上の回路パターンの単
純化などにより製造コストが低減されるととも
に、製品の信頼性が向上し、さらに、金属薄板を
絶縁性高分子材料フレームにインサート成形する
ことにより、装置の機械的強度が向上されるなど
の優れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するもので、第１
図は金属薄板の斜視図、第２図は制御回路のブロ
ツク図、第３図は金属薄板を一体成形したフレー
ムの斜視図、第４図は第３図のＡ−Ａ線拡大断面
図、第５図は電卓に適用した場合の分解斜視図、
第６図は可動接点の実装状態を説明する一部拡大
縦断側面図、第７図は表示器の実装状態を説明す
る一部拡大縦断側面図、第８図は太陽電池の実装
状態を説明する一部拡大縦断側面図である。 １…金属薄板、１ａ…透孔、１ｃ…接続部、１
ｄ…外枠、２…フレーム、３…プリント基板、４
…表面シート、５…補強板、６…表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の第１の露出部と、第２の露出部が形成
   された金属薄板と、 前記金属薄板をインサート成形して複数の第１
   の露出部、及び第２の露出部をそれぞれ露出させ
   た絶縁性高分子材料から成るフレームと、 前記金属薄板の複数の第１の露出部にそれぞれ
   支持された導電性弾性部材より成る複数の可動接
   点と、 前記金属薄板の第２の露出部が接続される配線
   部を形成して成るプリント基板と、 前記プリント基板の配線部に形成され前記複数
   の可動接点にそれぞれ対向して配置された複数の
   固定接点と、 前記フレームの表面に固定されて前記可動接点
   に押圧力を伝達する絶縁性シートとを有すること
   を特徴とするキー入力装置。