JPS58808B2 - キ−ボ−ドスイツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、多数個のスイッチに対応する位置に突起部
をマトリックス状に形成した成形プラスチックフィルム
を用い、この突起部の変形によって生ずる変位または応
力を利用してスイッチング手段を作動させ、各種のキー
ボードに適用しうるキーボードスイッチに関するもので
ある。

従来のスイッチ機構としては、多種多様のものが提案さ
れている。

中でも電子計算機に用いられるキーボードにおいては、
スイッチをマトリックス状に配置して検出素子の数を低
減し、価格を低減しようとするものが多い。

これらに用いられる機械電気変換素子としては圧電膜を
用いてその電圧変化を検出する圧電形、電気的導通を得
る接触抵抗形、またはエレクトレット膜や金属膜を用い
てその静電容量変化を検出する静電形等のものがある。

これらのスイッチに共通しでいる点は、機械電気変換素
子を一枚の膜とし、第１図に示すようにこの膜に引張力
Ｔを加えて保持し、押圧力Ｆにより膜面に対し垂直方向
の変位Ｘを与えて各原理による動作をさせていることに
ある。

すなわち、圧電形のスイッチでは膜を圧電膜として膜の
変化による膜内の応力から生ずる出力電圧を得る。

接触抵抗形のスイッチでは膜が基板と接触することによ
って電気的導通を得る。

また静電形のスイッチでは膜の変位によって膜と基板と
の間の静電容量が変化することを利用するものである。

しかしながら、これらのスイッチは薄形、かつ低価格化
が見込まれる反面、次のような欠点がある。

すなわち、第１に、膜の復元力は初期に与えられた張力
のみに依存するため、使用回数が多くなると膜のクリー
プ特性によって比較的短期間のうちに膜が復元できなく
なり、スイッチとして動作不良になる恐れがある。

第２に、この膜のクリープ特性は、温度、湿度等の影響
を大きく受けるため、スイッチの使用場所あるいは使用
条件が制約され、一般に広く用いられ難い。

第３に、各スイッチにおける膜の引張力は、隣接するス
イッチの固定状態によって影響され易く、各スイッチの
引張力を一定にすることは難しいので、製造が困難であ
り、かつ均一な動作特性を有するスイッチが得られない
。

この発明は、上述の点にかんがみなされたもので、プラ
スチックフィルムを成形して、マトリック状に配置され
た球状の突起部を得、この突起部の変形によって生ずる
膜の変位あるいは膜内に生ずる応力を利用することによ
り、上記欠点を除去したものである。

以下この発明について説明する第２図はこの発明の一実
施例を示すもので、成形プラスチックフィルムを圧電形
のスイッチに適用した場合のスイッチをマトリックス状
に配置した部分側断面図である。

この図において、１は成形プラスチックフィルムで、球
状の突起部２を有する。

この成形プラスチックフィルム１として、例えばポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＦ２）を用いて、これをプラスチ
ック成形することによって突起部２を形成し、次に分極
処理して圧電性を得る。

なお、ポリフッ化ビニリデン等のプラスチックフィルム
の圧電性はよく知られている。

３，３′は前記成形プラスチックフィルム１を固定する
ための第１および第２のプリント配線用基板であり、各
々突起部２が通る穴を有する。

４，４′は前記プリント配線基板３，３′の穴周辺に形
成したリング状の電極である。

なお、これら電極４，４′は隣接するスイッチにおける
と同様の電極と行または列方向に電気的に接続されてい
る。

５は固定用基板であり、突起部６を有する。

固定用基板５の突起部６と成形プラスチックフィルム１
の突起部２との間には、微小な空隙を設けておく。

次にこのように構成した圧電形のスイッチの動作を説明
する。

手あるいは従来の押ボタン等の先端で、成形プラスチッ
クフィルム１の突起部２を押えると、突起部２は変形す
ると同時に膜内に圧縮応力が発生する。

この応力は、突起部２の固定部すなわち、リング状の電
極４，４′間にある成形プラスチックフィルム１内に伝
達される。

従って成形プラスチックフィルム１の圧電効果により、
電極４，４′に電圧が発生する。

この発生した電圧は電極４，４′によって行および列方
向に検出されるからスイッチの位置が判別される。

なお、固定用基板５の突起部６は成形プラスチックフィ
ルム１の突起部２が、成形プラスチックフィルム１自体
のはねアクションによって復元可能な変位量内に保持す
るためのものである。

以上説明したようにこの発明は、成形プラスチックフィ
ルムを用いたので、従来のフィルムのように高い引張応
力を与えて保持する必要がなく、そのため、全体の構造
が非常に簡単になる。

また、成形プラスチックフィルムは容易に製造できると
ともに、組立に際しては単に各部品を積層するのみであ
るから調整が不要となり、安価、大量に得ることができ
る。

さらに成形プラスチックフィルムは高い張力を受けでお
らず、それ自体の剛性で形状を保つでおり、固定用基板
の突起部と成形プラスチックフィルムの突起部との空隙
によって最大振幅範囲が決められるので、成形プラスチ
ックフィルムの変形歪が一定している。

そのため、スイッチングの復元動作が安定しており、長
期間使用しても成形プラスチックフィルムがクリープす
るおそれがなく、信頼性の高いキーボードスイッチを得
ることができる。

かように、この発明は構造が非常に簡単で、かつ安価に
量産でき、長期間の使用に対しても信頼性の高いキーボ
ードスイッチを提供できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来のフィルムを利用したスイッチの概略図、
第２図はこの発明の一実施例を示す部分側断面図である
。 図中、１は成形プラスチックフィルム、２，６は突起部
、３．３’、３“はプリント配線用基板、４゜４′は電
極、５は固定用基板である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １成形プラスチツクフイルムと、この成形プラスチック
   フィルムを表裏からはさむ第１のプリント配線用基板お
   よび第２のプリント配線用基板とを固定用基板上に積層
   し一体化してなり；前記成形プラスチックフィルムは多
   数の球状突起部がマトリックス状にプラスチックフィル
   ムに形成されかつ圧電性を有しており、前記第１のプリ
   ント配線用基板は前記成形プラスチックフィルムの球状
   突起部より大きい直径の穴がマトリックス状に形成され
   、かつ前記各穴の周辺部にリング状の電極を有し、さら
   にこれらのリング状の電極は行方向に電気的に接続され
   ており、前記各リング状の電極は前記成形プラスチック
   フィルムの各球状突起部の周辺部に接触して配置されて
   おり；前記第２のプリント配線用基板は前記成形プラス
   チックフィルムの球状突起部より大きい直径の穴がマト
   リックス状に形成され、かつ前記各穴の周辺部にリング
   状の電極を有し、さらにこれらのリング状の電極は列方
   向に電気的に接続されており、前記各リング状の電極は
   前記成形プラスチックフィルムの各球状突起部の周辺部
   の裏側に接触して配置されており；前記固定用基板は前
   記成形プラスチックフィルムの各球状突起部と対応する
   球状突起部がマトリックス状に形成され、前記両法状突
   起部の間に微小の空隙を有して配置されていることを特
   徴とするキーボードスイッチ。