JPS5914214B2

JPS5914214B2 - 圧電キ−ボ−ド

Info

Publication number: JPS5914214B2
Application number: JP53151926A
Authority: JP
Inventors: 豊樹北山; 利信上田; 育夫並木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1978-12-11
Filing date: 1978-12-11
Publication date: 1984-04-03
Also published as: JPS5578417A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、変換素子として全固体化した圧電プリント配
線板を用いることにより、高信頼化、薄形化を実現し、
さらに操作性を向上させることが可能となる圧電キーボ
ードに関する。

従来この種の圧電キーボードにおいて、信号検出用電極
やその配布線を施したプリント配線板上に高分子系圧電
体シートを積層圧着してなる圧電プリント配線板を変換
素子として用い、この圧電プリント配線板の使用に際し
て圧電体表面の電極を用いることなく、プリント配線板
上の電極のみで信号を検出する方法が用いられている。

そして、このような方法を用いることによって、圧電プ
リント配線板の曲げ応力や振動応力が加わることにより
発生する圧電出力を取り除くことが可能となり、またプ
リント配線板の固定が簡単で、通常のプリント配線板の
実装と同様の手法により実装することが可能となってい
る。

しかし、この場合の要求条件としては、圧力応加方法に
あり、一般に、特願昭５０−１３３６１１号（特開昭５
２−５７９８３号公報）に代表される押ボタン機構が用
いられ、ハンマに導電性材料を用いることが必要とされ
ている。

したがって、このような構成による装置の欠点として圧
電プリント配線板に押下刃を加えたとき衝撃音が発生す
ることが挙げられている。

さらに、上述した構成による信号検出方法では、ハンマ
を対向電極として用い、このハンマは、接地間とは、・
・ンマの持つ接地に対する容量結合によってのみ接続さ
れており、ハンマをばね材を通して接地する方法や・・
ウジング機構を導電性材料を用いて接地する方法等も考
えられているが、実用上充分な信頼性を有するものを得
ることが困難であった。

また、このことによって得られる信号は、容量結合によ
り接地されたハンマを通して得ることになるため、大き
な信号を得るためには非常に高いインピーダンスの素子
としＳ／Ｎ比の低下を招いたり、発生信号が小さくなる
という欠点も有していた。

本発明は、これらの欠点を除去するために、圧電体上に
接する突子を有しかつ接地された導電材からなる接触子
な用いることになり、出力信号の増大と、Ｓ／Ｎ比の向
上がはかれるとの発見にもとづいて行なわれたもので、
安全でかつ信頼性が高く、しかも経済的に製造すること
を可能ならしめた圧電キーボードを提供するものである
。

以下、図に示す実施例を用いて本発明の詳細な説明する
。

図は本発明に係る圧電キーボードの一実施例を示す簡略
構成図であり、同図において、符号１は押釦で、この押
釦１は装置のキーハウジング２に摺動自在に嵌合してお
り、このキーノ・ウジング２の下端部には例えば環状の
永久磁石３が固定されている。

そして、この環状の永久磁石３の下側には円盤状磁性体
からなる吸着板付きハンマ４が配置されており、この吸
着板付きノ・ンマ４と前記押釦１との間はコイルスプリ
ング５によって連結されている。

また、吸着板付きハンマ４の直径は永久磁石３の中央の
透孔３ａの直径よりも大きく、かつその下面には、吸着
板付きノ・ンマ４の下方に位置する接触子６を衝打する
ところの突起４ａが突設されている。

ここで、この突起４ａと接触子６との間の距離はコイル
スプリング５のばね定数、永久磁石３の磁力、許容され
る押釦１のストローク等を考慮して決定される。

そして、以上の押釦１、キーハウジング２、永久磁石３
、吸着板付きハンマ４、コイルスプリング５等によって
キー機構が構成され、このキー機構は永久磁石３の吸着
力とスプリング５の蓄勢力とにより押釦１の押下速度に
関係なく、一定速度以上で・・ンマ４による衝撃応力を
加えることができるうえで効果を発揮し得るものである
。

また、前記接触子６は導電性を有する金属材料により形
成されており、接地された構成となっている。

さらに、この接触子６が載置されるところの圧電プリン
ト配線板７は、その表面に複数個の信号検出用電極γ１
ａおよびこの信号検出用電極７１ａをその読出線（図示
せず）に接続するための接続用回路（図示せず）を各々
設けたプリント配線板γ１と、このプリント配線板１１
の表面に重ねて設けられるとともに高分子複合物により
膜状に形成されかつその両面に高電圧をかげてポーリン
グ処理した高分子圧電体膜１２とから構成されている。

そして、このような構成とすることによって、従来のよ
うにキー機構の吸着板付きノ・ンマ４なる可動部品を接
地するのではなく、導電材により形成され電極として機
能する接触子６なる固定部品を接地する構成とすること
が可能となり、信頼性良く、接地した固定部品により、
圧電プリント配線板１に対し衝撃応力を加えることが可
能となり、従来のように電極として機能する・・ンマで
直接圧電プリント配線板を衝撃した場合に比して約３倍
の出力電圧値を得ることが可能となり、安定な動作を得
ることが可能となった。

特に、本発明によれば、図からも明らかなように、接触
子６の下面に、圧電プリント配線板Ｔ上に接しプリント
配線板７１上の信号検出用電極γ１ａに対向する２個の
突起６１を設けており、これにより吸着板付き・・ンマ
４にて一定の衝撃応力を加えることによって２点に拘持
な応力を加え、圧電体膜７２に応力を集中させ、さらに
信号検出電極７１ａ間との電気容量を低減することがで
き、これにより出力を増大きせることか可能となる。

そして、上述した構成によれば、前述したキー機構の原
理より明らかなように、一定速度で衝撃応力が加えられ
ること、さらに２点以上に均等な応力集中を加えること
ができることは容易に理解されよう。

また、このように接触子６を用いることは、圧電プリン
ト配線板γに固定した表面電極は構成していないため、
振動応力や曲げ応力による信号の発生は、通常の圧電キ
ーボードと同様発生せず、実装上は通常の圧電キーボー
ドと同様に取り扱うことが可能である。

さらに、このように接触子６を用いることによって、発
生信号を大きくすることもできるため、押下刃を小さく
しても安定な動作が可能で、しかも小さな衝撃力により
動作ができるため衝撃音を小さくできる。

また、上述した第１の実施例と同様な構成において、接
触子６の表面に、ゴムシートや高分子シートのような粘
弾性体層を装入することにより、吸着板付き・・ンマ４
と接触子６との直接の衝突を避けることができるので、
衝撃音のさらに低下なはかることが可能であり、さらに
この構成を用いることにより、発生信号パルスの波形を
スムーズな単一パルスのみが得られるようにすることが
可能であるという利点も有している。

その実施例としては、０．０５〜１叫程度の各種のゴム
シート、ポリエチレン等の高分子シートを用いて行なっ
た。

また、接触子６に、ビニールテープ等の粘着剤を用いて
接着した高分子フィルムによっても同様の効果を得てお
り、さらに接触子６に塗装等により得られる塗膜によっ
ても同様の効果が得られることも実験により確認されて
いる。

また、上述した第１の実施例の構成において、吸着板付
き・・ンマ４の衝撃部分を高分子材料とすることによっ
て、この高分子材料が接触子に衝撃応力を加える構造と
なるので、第２の実施例と同様にスムーズなパルスの波
形が得られ、柔らかな衝突音とすることによって、低騒
音化をはかることが可能となった。

このように接触部分を金属から、比重の軽い高分子材料
とすることにより、前記吸着板付き・・ンマの重量を軽
くすることが可能となり、吸引力の弱い小さな永久磁石
を用いたとしても吸着板付きハンマの復旧が可能となり
、この面からの製造上の経済的効果を得ることもできる
。

以上説明したように本考案によれば、プリント配線板上
に配置された圧電体を衝打する・・ンマを備えた圧電キ
ーボードにおいて、前記圧電体上に、突子を有しかつ接
地された導電材からなる接触子を介して衝撃応力を加え
る構成とすることによって、圧電プリント配線板より発
生する信号を大きくすることができるので、安定な動作
が保証された圧電キーボードが得られ、また、押下刃を
小さくすることも可能となり、よって低騒音化もはかれ
るという効果を有する。

さらに、接触子と吸着板付きハンマの衝突部分に高分子
材料のような粘弾性材料を用いることにより、直接金属
同士の衝突部分を無くすことができるので、さらに低騒
音化が可能となるのみでなく、発生信号パルスをスムー
ズな形にすることも可能になるという種々の優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る圧電キーボードの一実施例を示す簡略
構成図である。１・・・押釦、２・・・キーノ・ウジング、３・・・永
久磁石、４・・・吸着板付きハンマ、５・・・コイルス
プリング、６・・・接触子、１・・・圧電プリント配線
板。

Claims

【特許請求の範囲】１押釦を摺動自在に支持するキー・・ウジングの下端
部に設けられた永久磁石に吸着保持されかつその下方に
所定間隔おいて配置されたプリント配線板上の圧電体を
前記永久磁石の吸着力と前記押釦との間に介装されたス
プリングの蓄勢力によって衝打するハン→を備えた圧電
キーボードにおいて、前記圧電体上に接する突子を有し
かつ接地された導電材からなる接触子を、前記ハンマか
ら所定間隔おいて圧電体上に設けたことを特徴とする圧
電キーボード。２接触子を衝打する・・ンマの衝打部分な、高分子材
料で代表される粘弾性材料にて形成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の圧電キーボード。