JPH04256008A

JPH04256008A - フラットキーボード

Info

Publication number: JPH04256008A
Application number: JP3217289A
Authority: JP
Inventors: Thomas Iten; トマース・イテン
Original assignee: DYNALAB AG
Current assignee: DYNALAB AG
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1992-09-10
Also published as: FI106229B; NO913156D0; ATE167767T1; BR9103703A; NO305498B1; FI914006A; DE59109015D1; CA2049150A1; EP0472888B1; RU2025771C1; NO913156L; CH680890A5; EP0472888A1; FI914006A0

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、ベース箔とカバー箔と
の間に配置されたピエゾ電気要素であって、実質的にス
トロークなしの機械的加圧により電気信号を発生すると
ころの該ピエゾ電気要素を備えたフラットキーボードに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなキーボードはたとえば欧州特
許第２１０　　３８６号から周知である。この場合その
都度、ベース箔とカバー箔との間に他の層として剛な間
隔保持箔が設けられ、該間隔保持箔はピエゾ電気要素の
ための凹部を形成しかつその厚さは実質的にこの要素の
厚さに対応している。この剛な間隔保持箔は他方で、ピ
エゾ電気要素を位置決めする機能と、ベース箔およびカ
バー箔上のプリント回路を相互に分離する機能とおよび
隣接するキーの間の連動操作を防止する機能とを有する
。

【０００３】しかしながらこのような間隔保持箔を設け
ることは、キーボードの製作の際に追加の作業工程をも
たらすものである。さらに全体として３つの箔および接
着層が必要となってくる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を解消す
るように冒頭記載のようなキーボードを改良することが
本発明の課題である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】これらの課題の解決は特
許請求の範囲に記載のような特徴により達成される。こ
れにより、キーボードの機能が影響を受けることなく間
隔保持箔を削除することが可能である。フラットキーボ
ードはより少ない作業工程でしかもより小さい厚さで製
作可能である。

【０００６】以下に図面を用いて、本発明の特徴および
利点を示す実施例を説明する。

【０００７】

【実施例】まず図１によりフラットキーボードの基本構
造を説明してから他の図面を用いて種々の応用例および
補足例を示していこう。それぞれカバー箔およびベース
箔として区別されているが、用途に応じてフラットキー
ボードはたとえばベース箔をキー操作側に使用するとい
うように逆にしてもいっこうにかまわない。図１はキー
ボードの隣接する２つのキー１、２を貫通する断面図を
示す。このキーボードはベース箔３およびカバー箔４を
有し、これらの箔はその間に各キー１、２の位置に配置
されたピエゾ電気要素５を内包している。該ピエゾ電気
要素５はプレート状のセラミック要素または結晶要素で
あり、機械的に加圧されると該要素のカバー表面および
ベース表面間に電圧が発生する。この電圧は測定されか
つ周知のようにインタフェース電子装置を介して操作信
号として評価されることが可能である。ピエゾ電気要素
５はディスク上の金属またはセラミック支持体７上に配
置され、該支持体７はピエゾ電気要素５に対し必要な機
械的安定性を与えさらに下部接触面としても働く。

【０００８】ピエゾ電気要素はその上側に導電性材料か
らなる接続面１０を備えている。下部接触面７ならびに
上部接続面１０は、のちに詳細に述べるように箔の内面
に設けられているプリント回路と接触をなしている。

【０００９】この構造の場合カバー箔４だけでなくベー
ス箔３にもそれぞれのキー１、２の位置で隆起部を設け
てもよく、これによりカバー箔とベース箔との間にピエ
ゾ電気要素を受け入れるための室６がそれぞれ形成され
る。各室の範囲は実質的に、その中に内包されたそれの
支持体７上のピエゾ電気要素５に対応する。図１の例に
おいては隆起部はカバー箔４上にのみ設けられ、したが
って平坦なベース箔３が存在している。

【００１０】さらにベース箔３およびカバー箔４は室６
の中間で剥がれないように相互に接続されている。これ
は接着層８を介してすなわち箔の貼り合わせあるいはラ
イニングを介して行うことができる。このようにして室
６は接続される２枚の箔３、４の間に一種の袋を形成し
、該袋内にピエゾ電気要素５、７が内包されている。それにもかかわらず、のちに説明するようにキーボード
の操作は実質的にストロークなしに行われるので、キー
ボードの操作が可能となるのである。

【００１１】ここで図２に関してその機能を詳細に説明
しよう。この場合記載のフラットキーボードは、キー領
域に穴１４を形成する移行接着剤１９を介して支持プレ
ート９上に設けられている。移行接着剤（たとえばタイ
プ３Ｍ、４６８）は僅か約１／１０ｍｍの厚さとするこ
とができる。この穴１４により、キー操作の際にピエゾ
電気要素５は加圧されて確実に曲がることができる。曲
げモードの際に顕著なストロークなしに加圧される要素
は電圧信号を発生し、該電圧信号がキー信号として評価
される。図２には１つのキー２のカバー箔４に加えられ
る操作力Ｋが略図で示されている。カバー箔４は隣接キ
ー１との中間領域においてベース箔３と当接しかつ剥が
れないようにベース箔３と接続されているので、カバー
箔４がたとえ比較的剛に形成されたとしても操作力Ｋは
この中間領域において完全に排除される。したがって領
域キー１、２がたとえ相互に接近して配置されたとして
も、それらの間に連動操作は発生することはない。

【００１２】キー操作の際に顕著なキーストロークが存
在しないので、カバー箔４の応力は僅かである。

【００１３】既に述べたように、カバー箔４は比較的剛
に形成可能である。この場合隆起部１１はカバー箔４内
に固定した形に打ち込まれる。比較的弾性のある箔が使
用される場合、この隆起部１１はたとえば図４および図
８に示すように該箔の弾性変形により形成可能である。いずれの場合も隆起部１１を角のない丸みを設けた形状
とすることにより、これらの領域内の機械的応力は軽減
される。

【００１４】図４には本発明の一実施態様が示され、こ
の場合ピエゾ電気要素５および金属支持体７は湾曲を有
している。金属支持体７はその周辺のみがベース箔３上
に当接しかつ加圧によりその中心において曲げ弾性応力
を与えることができる。したがってピエゾ電気要素５は
加圧により曲げモードをとりかつ顕著なストロークなし
に電圧信号を発生する。この場合またとくにカバー箔４
の隆起部１１は顕著に押し込まれることはない。この場
合ベース箔３は前に述べたように支持プレート９上に支
持されているので、この場合には移行接着層内には穴１
４が必要ではない。したがって、ベース箔３それ自身を
剛な支持プレートとして形成することもまた可能である
。

【００１５】同様なことは図５に示す実施態様について
も当てはまる。この場合支持体７上のピエゾ電気要素５
の曲げ応力は、カバー箔４に配置された節１３ならびに
ベース箔３に配置されたリング状の支持体１２により与
えられる。

【００１６】キー操作により各ピエゾ電気要素５におい
て発生される電圧を測定するために、該ピエゾ電気要素
５の接触面７、１０がプリント回路を介してインタフェ
ース電子装置に接続されている。プリント回路は前に述
べたようにベース箔およびカバー箔の内側に配置されて
おりかつ該プリント回路はたとえばプリント法によって
設けることができる。

【００１７】図６にはベース箔およびカバー箔の間の境
界面におけるこのようなプリント回路の配置が示されて
おり、ここで太線で描かれたプリント回路１５はカバー
箔に配置されまた共通のアース接点を形成する２本線で
描かれたプリント回路１６はベース箔に配置されている
。これからわかるように、カバー箔上のプリント回路１
５はキー１、２においてのみベース箔上のプリント回路
１６と交差しているので、すべてのプリント回路が同一
平面内を走行していても短絡は回避される。

【００１８】ピエゾ電気要素の上部および下部接触面７
、１０はそれぞれ、交差点において接触が形成される。

【００１９】他方で、箔３、４の間に絶縁接着層８があ
る場合または絶縁されたプリント回路１６の場合、プリ
ント回路が接続平面内で交差するように配置することも
また可能である。この場合カバー箔またはベース箔が金
属箔として形成されかつすべてのピエゾ電気要素に対し
て共通のアース接点１６を形成してもよく、この場合金
属箔はその残りの領域において絶縁層を設け、該絶縁層
が他のプリント回路１５との短絡を防止している。この
場合絶縁層は同時に箔３、４の間の接着層を形成するこ
とができる。

【００２０】ベース箔３およびカバー箔４としてプラス
チック箔（または場合により金属箔）が使用される。こ
の場合ベース箔３は約０．４ｍｍの厚さをもちかつカバ
ー箔は０．１ｍｍの厚さを有することができる。

【００２１】図３には、フラットキーボード用に箔３、
４を結合するための第１の方法が示されている。この方
法はある制限された大きさの範囲の比較的剛な板状配置
に対して適している。この場合まず支持体７の上のピエ
ゾ電気要素５はベース箔上に配置される。このために領
域１７が打ち込みされ、ここには場合により接着剤８が
設けられてない。その後、型１８（略図）を用いてベー
ス箔３に対してカバー箔４が圧着される。この場合型１
８は隆起部１１に対応する凹部１９を備えている。

【００２２】カバー箔４が熱および圧着作用によりベー
ス箔３上に貼り合わせられるように型１８を加熱しても
よい。

【００２３】この場合カバー箔４は既に打ち込まれた隆
起部１１をあらかじめ備えていてもよく、または隆起部
１１はカバー箔とベース箔との結合の際に初めて設けも
よい。弾性を有するカバー箔４が使用される場合、カバ
ー箔４は弾性伸びを受けながらピエゾ電気要素上に展張
し（たとえば図４を参照）、これにより軽い機械的前応
力が与えられ、この前応力は接続接触力を与えやすくす
るように作用する。

【００２４】図３に略図で示した製作方法は不活性ガス
雰囲気で行われるので、個々の室６には不活性ガスが充
満されたままである。したがって接触面の酸化は長期に
わたり防止されしたがってキーの確実な操作が保証され
る。

【００２５】図１０は第２の製作方法を略図で示し、こ
の場合フラットキーボードは連続作業で製作可能である
。この場合プリント回路があらかじめプリントされてい
るベース箔３およびカバー箔４は、打ち込まれた領域１
７と共にベース箔３上に接着剤８が塗布されたのちに２
つのローラ２２、２３の間に連続的に一緒に供給される
。両方が貼り合わされる前に支持体７上に設けられたピ
エゾ電気要素５がそこに載せられる。ローラ２２、２３
は対応の凹部２４を備え、これによりピエゾ電気要素５
の加圧および損傷が防止される。層の接着の代わりに溶
接する方法もある。

【００２６】このような方法の場合、フラットキーボー
ドは帯状に製作可能である。この帯からのちに個々のキ
ーボードが切断可能である。図８で明らかなように、こ
の場合ベース箔だけでなくカバー箔にも隆起部１１を設
けてもよい。ベース箔３に設けられた下部隆起部１１は
移行接着層１９の穴１４内に受け入れられる。

【００２７】上記の種々の実施例におけるキーボードは
、カバー箔４がキーボードの上部表面を直接形成するよ
うに配置可能である。これはとくにより厚いカバー箔４
を使用した場合に可能である。

【００２８】キーボードが、とくに抵抗力のある上部表
面または実質的に平らな上部表面を設けたい場合には、
図７に示すようにカバー箔４の前に丈夫な正面プレート
２０が配置される。これはたとえばキー１、２の位置に
隆起部１１を受け入れる凹部２１を有する５ｍｍ厚さの
金属プレートまたはフレキシガラスプレートでよい。こ
の位置では正面プレートの厚さはたとえば約２ｍｍに減
少され、これによりキー操作圧力を下に存在する構造物
へ伝達するための局部的に弱くされた領域が形成される
。

【００２９】正面プレート２０は隆起部１１の位置にお
いて裏側に弱くされた領域とおよびそれらの中間に存在
するカバー箔４の範囲内の弱くされてない領域とを備え
ている。これによりこの場合もまた隣接するキー１、２
の間の連動操作が防止される。この実施態様は、キーボ
ードが損傷とくに破損に対し良好に保護されかつこの場
合きわめて薄い相対厚さを備えているという利点を有す
る。正面プレート２０の代わりにたとえばプラスチック
のような流し込み可能なシーリング材料からなるカバー
層を設けてもよく、この場合個々のキーの位置に対応す
る局部的に弱くされる領域は流し込みの際に自動的に形
成される。

【００３０】正面プレートは図９の実施例に示されてい
るように同時にカバー箔４を形成してもよい。このとき
はピエゾ電気要素のための室６はこの正面プレート４の
下側に設けた凹部２５によって形成される。

【００３１】上記のフラットキーボードは種々の使用方
法を有する。これはとくに、大きい機械的応力が発生す
る場合およびキーボードへの湿気の影響が考えられる場
合の使用に対しても適している。ストロークのないキー
の応答感度は箔の厚さすなわちカバープレートの厚さの
選択とおよびインタフェース電子装置とにより最適に設
定可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】フラットキーボードの第１の実施態様のカバー
箔およびベース箔の断面図である。

【図２】支持プレートをさらに有する図１のフラットキ
ーボードである。

【図３】このようなキーボードの第１の製作方法の略示
図である。

【図４】支持プレートをさらに有するフラットキーボー
ドの他の実施態様の断面図である。

【図５】支持プレートをさらに有するキーボードの第３
の実施態様の断面図である。

【図６】プリント回路の配置の一例の略示図である。

【図７】剛な正面プレートをさらに有するフラットキー
ボードの第１の実施態様のカバー箔およびベース箔の断
面図である。

【図８】隆起部を設けたカバー箔およびベース箔を有す
るフラットキーボードの他の変更態様である。

【図９】カバー箔がピエゾ電気要素のための凹部を有す
るフラットキーボードの一実施態様である。

【図１０】フラットキーボードの第２の製作変更態様で
ある。

【符号の説明】

１、２　　キー３　　ベース箔４　　カバー箔５　　ピエゾ電気要素６　　室７　　支持ディスク８　　絶縁層９　　支持プレート１０　　接続面１１　　隆起部１４　　開口１９　　移行接着層２０　　正面プレート２１　　凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ベース箔およびカバー箔（３、４）の
間に配置されたピエゾ電気要素（５）であって、実質的
にストロークなしの機械的加圧により電気信号を発生す
る該ピエゾ電気要素を備えたフラットキーボードにおい
て：ベース箔およびカバー箔（３、４）が相互に接続さ
れかつそれらの間にそれぞれがピエゾ電気要素（５）を
受け入れるための袋状の室（６）を形成することを特徴
とするフラットキーボード。
【請求項２】　　ベース箔およびカバー箔（３、４）が
少なくとも該室（６）の周りで剥がれないように相互に
接続されていることを特徴とする請求項１のフラットキ
ーボード。
【請求項３】　　ベース箔（３）あるいはカバー箔（４
）がピエゾ電気要素（５）のための室（６）を形成する
ために隆起部（１１）を備えていることを特徴とする請
求項１あるいは２のフラットキーボード。
【請求項４】　　隆起部（１１）がカバー箔内に打ち込
まれていることを特徴とする請求項３のフラットキーボ
ード。
【請求項５】　　ピエゾ電気要素（５）の各々が剛な支
持ディスク（７）に固定され、該支持ディスク（７）を
介して該ピエゾ電気要素（５）がその下側で接触してい
ること；およびピエゾ電気要素（５）の各々がその上側
において導電性材料からなる接触表面（１０）を設けて
いること；を特徴とする請求項１ないし４のいずれかの
フラットキーボード。
【請求項６】　　ピエゾ電気要素の各々が、該ピエゾ電
気要素がキー操作の際に加圧されて曲げられるように装
着されていることを特徴とする請求項１ないし５のいず
れかのフラットキーボード。
【請求項７】　　ベース箔（３）が移行接着層（１９）
を介して支持プレート（９）上に配置され、この場合ピ
エゾ電気要素（５）を周縁で確実に支持するために該移
行接着層（１９）がキー（１、２）の位置で開口（１４
）を形成していることを特徴とする請求項６のフラット
キーボード。
【請求項８】　　カバー箔またはベース箔が金属箔であ
り、この場合両方の箔が絶縁層（８）を介して相互に接
続されていることを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかのフラットキーボード。
【請求項９】　　カバー箔（４）が実質的に剛なプレー
トとして形成されていること；または実質的に剛な追加
の正面プレート（２０）が正面側に配置され、該正面プ
レート（２０）が平らな前方側を有しかつその後方側に
カバー箔の隆起部のための凹部（２１）を備え、これに
より該凹部がすべての点でカバー箔を支持していること
；を特徴とする請求項１ないし８のいずれかのフラット
キーボード。
【請求項１０】　　ベース箔（３）が支持プレートとし
て形成されているかまたは追加の支持プレート（９）上
に載っていることを特徴とする請求項１ないし９のいず
れかのフラットキーボード。