JPH04230918A - 娯楽電子装置用入力キーボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、キーボードカバープレ
ートに対して直角に案内される押ボタンと、押ボタンと
関係する位置に保持され、電気的に接続される接点ライ
ニングを備えた絶縁印刷回路板と、押ボタンと絶縁印刷
回路板の間に配置され、押ボタンの１つと関係し、スイ
ッチング装置と関係する押ボタンが押された位置にある
とき関係する接点ライニング間の大きい面積の電気接続
を与える対向接点を含むスイッチング装置とを具備して
いる娯楽電子装置用の入力キーボードに関する。

【０００２】

【従来の技術】娯楽エレクトロニクス装置は一般的に局
部制御装置または遠隔制御装置による遠隔制御のために
入力キーボードを備えている。その場合前記キーボード
の基体は印刷スイッチ接点を有する回路板によって構成
されている。入力キーボードのこの設計はこの型の入力
キーボードの製造を容易にし、さらに製造コストを低下
する。遠隔制御送信機用のこの型の入力キーボードは例
えば文献（Ｇｅｒｍａｎ　ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌ　ｒｍ
ｅ，１９８０年のＮｏ．１１３１１　乃至３１５　頁）
に開示されている。この既知の遠隔制御送信機はその押
ボタン式スイッチの接点を含む。前記接点は銅カーボン
技術により印刷回路板上に設けられ、回路板と押ボタン
の間に接触ゴムマットが配置され、押ボタンは遠隔制御
送信機のカバープレート中の開口によって案内される。 遠隔制御送信機の種々の押ボタンに対応する位置におい
て、ゴムドームはスプリング素子として機能するように
接触マット中に形成される。このゴムドームは押ボタン
を押す時にスナップ効果を生成し、回路板上の接点と反
対側に硬化されたカーボンが接着されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】多くの場合において、
そのような入力キーボードは機能の選択または設定のみ
に使用されるものではなく、値の変化に使用されること
ができる。そのような値の調節は電子装置、例えば変調
速度が選択装置の位置にしたがい設定可能である電子選
択装置または調節可能なトリガーしきい値によって行わ
れる。

【０００４】それ故本発明は、最初に述べたような入力
キーボードの押ボタン式スイッチング装置を備える装置
における高さを減少させる問題を解決するものである。 本発明はスイッチング過程だけでなく調節過程に使用さ
れることが可能であり、そのような入力キーボードの製
造工程をそれほど複雑にさせないようにする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるとこの問題
は、対向接点は印刷回路板とプラスチック箔の間に配置
され、押ボタンに関係する接点ライニング区域を囲む絶
縁エッジに支持されている高抵抗の炭化プラスチック箔
を含み、この炭化プラスチック箔は押ボタンと関係する
接続される接点ライニング間の距離と比較して非常に小
さな厚さとを有し、接点ライニングと反対側の炭化プラ
スチック箔の片面に炭化プラスチック箔の導電度と比較
して非常に大きい導電度を有する導電層が配置され、所
定の押ボタンと関係する接点ライニングはスイッチング
装置のブリッジ抵抗の値を制御命令に変換する制御回路
装置に接続され、前記ブリッジ抵抗は押されたボタンが
その押ボタンの対向接点に加える圧力に依存し、前記制
御命令は制御または調節関数および制御または調節変数
の両方を決定することを特徴とする入力キーボードによ
って解決される。

【０００６】全ての目的に対して、本発明による入力キ
ーボードはスイッチング機能だけを含む通常の入力キー
ボードと全く同じ方法で設計されることが可能である。 追加されなければならない付加的な導電層を有する炭化
プラスチック箔は数十マイクロメータ以下の高さを占め
、たとえこの高さが通常数ミリメータ程度だけだとして
もそのような入力キーボードの全体の高さと比較して全
然問題にならない。

【０００７】本発明の利点は、接続素子の支持表面にお
ける転移抵抗は１０２　以上の広範囲に及ぶ圧力の実用
的な線形関数を保持し、炭化された接点箔に対して直角
方向のこの抵抗パターンは接点箔を通して監視され、押
ボタン接点に接続された制御回路装置の評価のために与
えられることである。炭化プラスチック箔の横方向の拡
大は本質的な影響を前記パターンに与えない。

【０００８】欧州特許出願００５０２３１　Ａ２号では
導電粒子が分散されたエラストマー物質から形成された
圧力依存の容積抵抗によって特徴付けられる２つの層を
本質的に含むスイッチング装置が開示されている。しか
し、本発明による入力キーボードの目的に対して、その
ような装置は垂直方向（高さ）において非常に大きな空
間を占有する。さらに、この物質の長期間の安定性がそ
れに基づいて機能する環境の影響および耐えるべき圧力
の逆転の両方に関係して全く不十分である調査結果が示
されている。この点において、本発明による入力キーボ
ードに使用された炭化プラスチック箔は数倍の優れた結
果を与える。

【０００９】特許請求の範囲第２項以下には本発明の有
効な実施態様が示されている。例えば、押ボタンの底端
部と押ボタンの対向接点の間にスプリング素子を配置す
ることが有効であり、押ボタンが動作されるとき、その
圧力は対向接点として機能する炭化プラスチック箔上に
均一に分布されることを保証する。前記スプリング素子
は一定の厚さからなるとき、それは感覚を入力キーボー
ドのユーザに伝える変位感知圧力変換器として機能する
。非常に短い距離を通って押ボタンを移動するだけで心
理的に慣れるように押ボタンにより設定されるべき調節
速度またはパラメータの大きさを感知することが可能で
ある。

【００１０】導電層がグラファイト層として実現される
ことは、そのようなグラファイト層が環境的影響にそれ
ほど敏感でない有利な効果を有するので、押ボタン接点
システムの接点特性は非常に長い期間および多数の押ボ
タンの作動回数によりほとんど変化しない。

【００１１】ブリッジされるべき接点面に関係して炭化
プラスチック箔を支持する特別に有利な方法は、回路板
とプラスチック箔の間に配置された薄い絶縁プレートの
カットアウトのエッジにこの機能を割当てることである
。前記絶縁プレートのカットアウトはブリッジする接点
面を支持するように配置される。小さな厚さのそのよう
な絶縁プレートは印刷回路板とキーボードカバープレー
トの間に付加的な空間を再び必要しない。それはまた炭
化プラスチック箔の垂直方向の動作を非常に小さく保つ
ことを保証する。

【００１２】

【実施例】図１は入力キーボード１　の要部を示し、入
力キーボード１　のカバープレート２３中の開口２　を
通る押ボタン２２の部分の断面図であり、スイッチング
装置３　の２つの接点ライニング１１．１と１１．２の
間の感圧接続を示す。 押ボタン２２の底端部２７は押ボタンの休止位置におい
て前記押ボタン２２の本体を越えて横方向に突出し、キ
ーボードカバープレート２３の下面２８に（その上面が
接して）接触し、圧縮に対して跳返る良好な弾性を有す
るプラスチック材料から構成されたプレート状のスプリ
ング素子２０にその下面が固定されて保持される。スプ
リング素子２０の下面１９は高導電性を有する導電層１
７で被覆され、この層は炭化プラスチック箔１４によっ
て被覆される。炭化プラスチック箔１４およびその上面
に位置する導電層１７は押ボタン２２により動作される
スイッチング装置３　の対向接点１６を構成する。対向
接点１６によって接続されるべきスイッチング装置３　
の接点は接点ライニング１１．１，１１．２　を入力キ
ーボードの印刷回路板１０の導体ストリップ１２．１，
１２．２　に設けて形成される。前記導体ストリップは
接点ライニングの区域で適切な表面に広げられている。 ここで示された実施例において、この接点ライニングは
グラファイトライニングである。導体ストリップ上に設
けられた薄い絶縁プレート１３を含む。このプレートは
押ボタン２２の対向接点１６と印刷回路板１０の導体ス
トリップ１２．１，１２．２　の接点ライニング１１．
１，１１．２　の間のスペーサとして機能する。接点面
１１．１，１１．２　の区域において、薄い絶縁プレー
ト１３は全ての目的に対してカットアウト２５およびこ
のカットアウト２５のエッジ２６を含み、スイッチング
装置３　の対向接点１６の支持を行う。

【００１３】押ボタン２２は図１に示された矢印の方向
において作用する力Ｐを動作表面２９に供給することに
よって動作されるとき、絶縁プレート１３のカットアウ
ト２５のエッジ２６に位置する対向接点１６の接点面１
８が接点ライニング１１．１，１１．２　の接点面１５
．１，１５．２　と接触するようにスプリング素子２０
は変形される。このスイッチング状態は図１においてス
イッチング装置の区域が破線で示されている。このスイ
ッチング状態において対向接点１６の接点面１８と接点
面１５．１，１５．２　との間の接触抵抗Ｒｋ（Ｐ）　
は押ボタン２２に供給された動作圧力に依存する。

【００１４】スイッチング装置により接続されるべき導
体１２．１と１２．２との間のブリッジ抵抗は接点面１
５，１８　の間の接触抵抗Ｒｋ（Ｐ）　と対向接点１６
の抵抗Ｒｄから構成され、このブリッジ抵抗の動作モー
ドは図２に示された回路図を参照にしてより詳細に説明
される。プラスチック箔の小さい導電に耐えられない炭
化プラスチック箔の２つの表面間の電気抵抗Ｒｄが全ブ
リッジ抵抗およびプラスチック箔の縦方向における実効
的な電気抵抗Ｒａと比較して比較的小さい状態を維持す
るよう対向接点１６の炭化プラスチック箔１４の厚さｄ
　は選択される。したがって、プラスチック箔の厚さｄ
　は互いに接続されるべき２つの接点ライニング１１．
１と１１．２の間の距離よりも実質上小さい。ここで示
された実施例において、プラスチック箔の厚さは２０マ
イクロメータ程度である。所定のこの寸法の関係におい
て接続部分と反対側の炭化プラスチック箔の側面に位置
する導電層１７が炭化プラスチック箔自身の導電度と比
較して高い導電度を有する。図２において概略的に示さ
れているように、炭化プラスチック箔１４中の抵抗Ｒｄ
によって炭化プラスチック箔１４の電流導電はプラスチ
ック箔に対して直角の方向に本質的に生じる。

【００１５】ここに図示された縦方向の抵抗Ｒａは２つ
の導体ストリップ１１．１と１１．２の間のプラスチッ
ク箔に対する個々の抵抗を示し、炭化プラスチック箔に
よる非常に大きい接触抵抗Ｒｄであるので、表面と平行
の方向における炭化プラスチック箔内の電流は完全に不
十分である。 故に、全ての目的に対して、この方向の電流導電はこの
層内の電気リード２１によって概略的に示されるように
炭化プラスチック箔１４の外側すなわち導電層１７のみ
に生じる。炭化プラスチック箔の接点面１８と回路板１
０の導体ストリップ１２．１，１２．２　の接点ライニ
ング１１．１，１１．２の接点面１５．１，１５．２　
の間の圧力に依存する接触抵抗は図２において圧力Ｐに
よって制御された抵抗Ｒｋ（Ｐ）　により概略的に示さ
れる。この抵抗は接触圧力増加にしたがって線形に減少
し、線形関係は１０２　乃至１０３　の範囲にわたって
保持される。スプリング素子２０はこの圧力を炭化プラ
スチック箔１４の接点面１８に送るために、この接触圧
力は押ボタン２２に基づいて動作する動作圧力Ｐ　によ
って構成される。

【００１６】ここに示された実施例において、回路板１
０の導体１２．１は図２に示されたような基準電位導体
４　である。別の接点ライニング１１．２は導体ストリ
ップ１２．２を通って制御回路装置６　の制御入力５　
に接続される。押ボタン２２を押すとき、制御回路装置
６　は入力キーボードによって遠隔制御される電子装置
の機能を設定する機能命令Ｂｆおよび押された押ボタン
２２によって発生されたブリッジ抵抗の値に依存しトリ
ガーされた機能に関係する値または調節速度の値を設定
する命令Ｂｗを与えることによって制御入力５　に供給
されたブリッジ抵抗に反応する。

【００１７】図１に示された実施例において、スプリン
グ素子２０の厚さおよびコンプライアンス（弾性）は対
向接点１６の接点面１８とスイッチング装置３　の接点
ライニング１１．１，１１．２　の間の支持面積の全体
にわたるほぼ均一の圧力を得るだけではなく、スプリン
グ素子２０が入力キーボードのユーザ用の感圧変換器と
して機能することを保証し、結果的に、押ボタンの移動
が大きくなるにつれて増加する圧力の感覚をユーザに伝
える。

【００１８】図面に示されていない入力キーボードの別
の有利な実施例において、スプリング素子２０は押ボタ
ン２２の底部２７と前記スプリング素子２０の間に配置
される接触マットのゴムドームの天井表面に取付けられ
る。上記実施例の薄い絶縁プレートと同様にゴムドーム
は印刷回路板１０に対して支持し、適切に押ボタン２２
を押すとき、初めにスナップ効果を有するスイッチング
過程を実行し、次に関数変数の圧力依存の調節を許容す
る。このようにして、１つの同じ接触マットの付加的な
圧力依存の調節機能を有するおよびそれを有しないスイ
ッチング装置を組合わせることを可能にさせる。

【００１９】そのような入力キーボードのさらに別の実
施例において、炭化プラスチック箔は入力キーボードの
押ボタン面積の全体にわたる連続性の解決なしで延在す
る。この場合、高導電性の導電層は各押ボタンのスプリ
ング素子の下面またはスイッチング装置３　の区域の押
ボタン２２と対向する炭化プラスチック箔１４の片面の
いずれかに設けられる環境の影響または押ボタンを繰返
して押す効果に全く無関係であるグラファイトライニン
グは、抵抗の幅広い範囲に及ぶ線形圧力抵抗の関係にし
たがって動作する実質上再生可能な接触抵抗を長い間生
じるので、炭化プラスチック箔の表面と対向する接点ラ
イニングのようなグラファイトライニングの使用は特に
有効であることがわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御回路装置に電気的に接続される接点装置お
よび入力キーボードの１部分概略的な断面図。

【図２】図１に示された接続装置に対応する回路図。

【符号の説明】

１　…入力キーボード、３　…スイッチング装置、１０
…印刷回路板、１１．１，１１．２　…接点ライニング
、１２．１，１２．２　…導体ストリップ、１４…プラ
スチック箔、１５．１，１５．２　…接点面、１６…対
向接点、２２…押ボタン。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　キーボードカバープレートに対して直
   角に案内される押ボタンと、押ボタンと関係する位置に
   保持され、電気的に接続される接点ライニングを備えた
   絶縁印刷回路板と、押ボタンと絶縁印刷回路板の間に配
   置され、押ボタンの１つと関係し、スイッチング装置と
   関係する押ボタンが押された位置にあるとき関係する接
   点ライニング間の大きい面積の電気接続を与える対向接
   点を含むスイッチング装置とを具備している娯楽電子装
   置用入力キーボードにおいて、対向接点は印刷回路板と
   押ボタンの間に配置され、押ボタンに関係する接点ライ
   ニング区域を囲む絶縁エッジに支持されている高抵抗の
   炭化プラスチック箔を含み、この炭化プラスチック箔は
   押ボタンと関係する接続される接点ライニング間の距離
   に比較して非常に小さな厚さとを有し、接点ライニング
   と反対側の炭化プラスチック箔の片面に炭化プラスチッ
   ク箔の導電度と比較して非常に大きい導電度を有する導
   電層が配置され、所定の押ボタンと関係する接点ライニ
   ングはスイッチング装置のブリッジ抵抗の値を制御命令
   に変換する制御回路装置に接続され、前記ブリッジ抵抗
   は押されたボタンがその押ボタンの対向接点に加える圧
   力に依存し、前記制御命令は制御または調節関数および
   制御または調節変数の両方を決定することを特徴とする
   入力キーボード。
2. 【請求項２】　　対向接点の接点面の均一の圧力分布を
   保証するために、押ボタンの底部と前記押ボタンの対向
   接点の間にスプリング素子が配置されていることを特徴
   とする請求項１記載の入力キーボード。
3. 【請求項３】　　スプリング素子は圧縮に対して弾性を
   有するプラスチック材料から構成されていることを特徴
   とする請求項２記載の入力キーボード。
4. 【請求項４】　　スプリング素子は押ボタンの部品を構
   成するように押ボタンの底部に固定されていることを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の入力キー
   ボード。
5. 【請求項５】　　導電層は端子層として押ボタンの底部
   に設けられていることを特徴とする請求項４記載の入力
   キーボード。
6. 【請求項６】　　導電層は少なくとも接点ライニングの
   区域に位置するスイッチング装置の接点ライニングと反
   対側の炭化プラスチック箔の片面に設けられことを特徴
   とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の入力キーボ
   ード。
7. 【請求項７】　　導電層はグラファイト層であることを
   特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の入力キ
   ーボード。
8. 【請求項８】　　押ボタンと関係する接点ライニングは
   印刷回路板の適切な導体表面に設けられるグラファイト
   層から構成されていることを特徴とする請求項１乃至７
   のいずれか１項記載の入力キーボード。
9. 【請求項９】　　炭化プラスチック箔に支持する絶縁エ
   ッジは印刷回路板と炭化プラスチック箔の間に配置され
   押ボタンに関係する接点ライニングの区域を囲む薄い絶
   縁層中のカットアウトのエッジであることを特徴とする
   請求項１乃至８のいずれか１項記載の入力キーボード。