JPS6023918A - 電気回路の選択的な閉成に使用される駆動装置 - 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】 技術分野 本発明は電気回路の選択的な閉成に使用される駆動装置
に関し、さらに明確には電子ポケット計算機、電話、ま
たはそれらに類似したものに使用する、電気回路の選択
的な閉成に使用される駆動装置に関する。

背景技術 従来のポケット計算機においてはデータ（たとえば数字
および算術演算）は通常単極単投（ｓｉｎｇｌｅ　ｐｏ
ｌｅ、　ｓｉｎｇｌｅ−ｔｈｒｏｗ　（５ＰＳＴ　）　
）瞬時スイッチを閉じる特定のキーを押して入れられる
。

キーボード上でのキーの物理的配置は通常Ｘ−Ｙマトリ
クス（すなわち行と列の直角の配列）になされている。

選択されたキーを押すと独自の信号が発生される。たと
えばキーの配列のうちで行がＫＮ　、　ＫＯ、ＫＰおよ
びＫＱと指定され、キーの列がＤＩ、Ｄ２．・・・ＤＩ
（１と指定されていたとし、たとえば行ＫＮ列Ｄ１のキ
ーを押したとすると、数字１に対応する信号が計算機へ
供給される。

多くの従来のキーボードにおけるキー（駆動素子）の物
理的配置は規則正しいＸ−Ｙマトリクスになされていて
も、キーボードの電気的導体通路は通常この規則正しい
配置に従っていなかった。

しばしばキーボードに使用されるスイッチの型は各スイ
ッチへいくつかの導電路を特徴とする特許で、したがっ
て印刷回路基板あるいはそれに類似した比較的複雑でこ
みいった導体パターンを印刷しなければならなかった。

その他の従来のキーが−ドにおいては一般的に直角のＸ
−Ｙマトリクス状導体が使用されているけれども、導体
は格子パターン中で互いに交叉してキーボードの上側と
１つの横側からキーボードを出ており、キーボードを基
台または電子論理構成要素へ電気的に接続するためには
前記キーボードの上側と横側とから出る２組の導体のた
めのそれぞれのコネクタあるいは接続線が必要である。

これらの接続線等を導体へ接続するには時間がかかり、
必要とするコネクタあるいは接続線のふんだけ高価にな
る。

本発明の従来技術としては米国特許 第３．６８４，８４２号、第３，８０６．６７３号、お
よび第３，８０８，５８４号等が参照される。

発明の要約 本発明の目的は、組み立ておよび取扱いが容易な、電気
回路の選択的な閉成に使用される駆動装置を提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、電気回路が閉成され所望の電気信
号が発生した事を容易に確認し得る、電気回路の選択的
な閉成に使用される駆動装置を提供することである。

簡単に述べると、押しボタンキーボード装置ｋま電気的
絶縁性基板、基板の１つの面に行と列に配列された複数
個の駆動素子、および前記基板の１つの面上の複数個の
導体からなっている。導体＋−ｉ互いに平行で前記行の
方向に伸びている。駆動素子の各列に１つの導体があり
、素子の各行には他の導体がある。各行導体は基板と各
々の行の素子との間に配置されている。各素子は“柔軟
な導電性物質で、各行導体から離れた初期位置を有する
。

さらに素子の各々はその初期位置から素子の少なくとも
１つの点がそれに対応した行導体と接触している駆動位
置へ変形可能なように弾力性を有する。各列の素子をそ
の各々の列導体へ電気的に接続する装置が備えられてお
り、素子の任意の１つを駆動された位置へ動かすと行導
体と駆動された素子の列導体の間で回路が完結する。

発明の実施態様 次に添付図面を参照する。同一部材については同一参照
符号が各図面に付けられている。

添付図面において全体的に１で示されているポケット計
算機は鋳造された合成樹脂あるいはそれと類似物のケー
ス３（仮想線で示されている）からなり、その中で各種
の電気的装置あるいは電子構成要素（たとえば各種の固
体、集積回路および半導体論理構成要素）が基台５の上
にすえられている。データはキーボード装置９の所望の
押しボタンキー７を手で押し下げることにより計算機に
入れられ、計算機のデータ出力はディスプレイ１１に示
される。このディスプレイは、たとえば発行ダイオード
（ＬＥＤ　）モジュールからなる。計算機の電源は示さ
れていない。

キーボード装置９は鋳造された合成樹脂からなる電気的
絶縁性基板が−ド１３と、本発明の複数個の単極単投（
５ＰＳＴ　）瞬時スイッチ１５からなる。これらのスイ
ッチはボード１３０１つの表面にｘ　１　＋　ｘ２　＋
　ｘ３　＋およびｘ４で示されている行と、ｙｌ、Ｙ’
２．Ｙ３．、Ｙ４．およびＹ５で示されている列とに配
列された複数個の駆動素子すなわちドーム型円盤１７、
およびボードのこの表面上の複数個の導体からなる。こ
れらの導体は互いに平行で、行の方向に伸びている。素
子の各行には１つの導体があり、これらの行導体は行ｘ
ＬＸ２　、Ｘ３　、Ｘ４の各々に対してｏｘ　１．　ｏ
ｘ　２゜ｏｘ　３　、　ａｘ　４で示されている。さら
に素子の各列には１つの導体があり、これらの列導体は
列Ｙ１゜Ｙ２　ｔ　ｙ　３　ｔ　ｘ　４　ｔおよびＹ５
の各々に対してａｙ　１．　ａｙ　２．　ａｙ　３　、
　ａｘ　４　、およびａｙ　５で示されている。各行導
体ｏｘ　１　、　ａｘ　２　、等はボード１３とその各
々の円盤の行との間に配置されており、円盤の各々の中
心部分はその行に整列されている。列導体ＯＹ１とａｙ
　５は各々行ｘ１とＸ４の外側に離れて示されているが
、他の列導体は隣接した行の間に位置している。

各円盤１７は燐青銅合金の比較的薄いシートのような導
電性材料の凹凸円形部材からなり、第６図、６図、７図
に示されているような凸状の初期位置を有する。円盤は
その凹面をボード１３およびそれらの行導体へ向けて配
置されている。各円盤１７はその中央部分が各行導体か
ら離れている初期凸状位置（第６図、６図、７図参照）
から、少なくとも１つの点１８（すなわちその中心部分
）が各行導体と接触するように駆動された位置（第８図
参照）へ部分的に中央を越えて弾性的に変形することに
より互いに独立に動くことができる。

一般的に１９で指示されている手段が備えられており、
円盤の各列Ｙ１．Ｙ２．．等をその各々の列導体ａｙ　
１．　ａｙ　２．等へ電気的に接続する。したがって列
の円盤の任意の１つを駆動位置へ動かすと、各行導体と
駆動された円盤の列導体の間に回路が完結する。たとえ
ば、もし行ｘ３と列Ｙ４の円盤がその駆動位置へ中心を
越えて押下げられると、行導体ａｘ　３と列導体ｏｘ　
４０間で回路が完結し、その円盤独自の回路が完了する
。

次に第２図から第４図を参照すると、基板ボード１３は
鋳造されたプラスチックボードからなり、それは各々円
形断面をした導電性金属で通常構成されている導体ａｘ
　１−４とａｙ　１−５を受け入れて固定させるための
互いに平行にボードの縦方向に伸びて形成された一連の
みぞ２１を有する。みぞ２１は一般的に断面が半円形に
示されているけれども、この断面形状は使用可能なもの
であると理解されたい。たとえばみぞは幅が線の直径よ
りも少し狭い矩形断面にすることができ、そうすれば線
はその中へ押し込まれた場合しっかりと固定される。第
２図に示されているようにボードの各円盤の位置にはあ
さい円形の凹所２５が備えられている。線の上表面は基
板ボード１３の凹所２５の底面の上を伸びており、円盤
１７の中心部分と接触することができる。これらの凹所
は円盤の領域でさらに多く線を露出させて円盤が駆動位
置へ中心を越えて押し下げられた時に容易に接触するよ
うにできる。これらの凹所２５は各円盤１７よりも直径
が多少小さい。

第２図と第４図にはっきりと示されているように、円盤
１７と導体との間に絶縁物２７が配置されていて、電気
的接続が好ましくない場所で円盤を導体から電気的に絶
縁しており、円盤が駆動位置にある時に円盤の各々の中
央部分が中央を越えて曲がって各行導体と接触してもよ
いようになされている。さらに明確に絶縁物はＢ、　■
、　ＤｕｐｏｎｔｄθＮｅｍｏｕｒｓ　ａｎｄ　Ｏｏｍ
ｐａｎｙからマイラー（＝ＭｙｒＡＲ”）ノ商標で売ら
れているポリエチレンテレフタレイ）　（ｐｏｌｙｅｔ
ｈｙｌｅｎｅ　ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ　）のよう
な絶縁物質の柔軟なシートからなるシート２９である。

シート２９はこの例ではシート２９の下面あるいはボー
ド１３の上面に付けられた熱的に活性化された接着剤に
よつ゛Ｃポード１３の１つの面に固定されている。公知
の他の接着剤を使用することもできる。シート２９はみ
ぞ２１に受けられた導体線の上にあり、それらの線を各
みぞの中へしっかりと保持している。シートは円盤１７
０列に対応する円形の開口３１０列を有し、各円盤ごと
に１つの開口３１がある。これらの開口は円盤１７より
多少小さく、一般的に凹所２５と同じ直径を有している
。したがって各円盤１７の外周のへりは絶縁シート２９
の上面に各凹所２５より上へ支持されており、したがっ
て導体線から電気的に絶縁されている。シート２９の厚
さと開口３１の直径は、円盤が駆動された位置へ中央を
越えて動かされた時円盤の中心部分が各行導体ｏｘ　１
．　ｏｘ　’１等と接触するように定められている。し
たがってシート２９の厚さは円盤を各行導体から離す手
段となっている。

円盤１７の各列Ｙ１　、Ｙ２　＋等は単一の金属部材３
３からなり、打ぬかれた複数個の円盤１７と、円盤と各
キャリヤ細片３５ａ、３５’ｂの間にある円盤の両側の
各タゾ３７ａと３７ｂによって列の円盤の各々に１体に
電気的に接続されている１対の金属キャリヤ細片３５ａ
、３５ｂとを有する。

各円盤の周辺の残りの部分はそれをとりまくスリット３
９で定められており、したがって各円盤は部材３３の他
の円盤とは独立にその駆動された位置へ中央を越えて弾
力的に動くことができる。キャリヤ細片３５ａと３５ｂ
は列の中のすべての円盤を電気的に互いに接続し各列の
円盤を電気的に共通にする手段を構成している。シート
２９は−連の孔４１　ａ−４１９を有し、それらは１つ
づつ各列導体（第２図参照）に対応している。たとえば
孔４１ａは列Ｙ１を構成している部材３３のキャリヤ細
片３５ｂの下の列導体ＯＹ１と一致しており、キャリヤ
細片３５ｂをそれに対応した列導体ａｙ　１へ孔４１ａ
を通した導体の細片のスポット溶接によって電気的に接
続することができる。

孔４１ｂ−４１８は同様にそれに対応した列導体ａｙ　
２−　ｏ、ｙ　５と一致しており、各円盤列部材３３を
各列導体へ電気的に接続することができる。このように
して各列導体へスポット溶接された部材３３の各々のキ
ャリヤ細片３５ａ、３５ｂは円盤の各列の各々な各列導
体へ電気的に接続する手段１９を構成する。

円盤１７は平面図では通常円形で回転楕円体の１部分の
ような２重曲率外面を有する皿形断面をしており、それ
らが初期あるいは静止位置にある時は一般に凸の上面を
有し、この凸面は押しボタンキー７のちくび４０によっ
てかみ合うことができる。円盤はその中央部分１８があ
らかじめ選択されたたわみ力を受けた時中央を越えた駆
動位置を有し、たわみ力を除くとその初期位置へ自動的
にもどるので、この素子はその初期位置へもどる機械的
メモリーを有する。もちろん、これらの駆動素子はここ
に示し説明したものとは異なる形にすることができる。

この円盤はその各々の行導体と電気的接触する時に、そ
の初期位置から中央を越えた駆動位置へ急にたわむこと
が望ましい。この急なたわみの結果キーを押下げるオペ
レーターに触感のフィードバックが与えられ、それは指
先に感じられる。さらに急に中央を越えて変形するとき
耳に聞える信号を発生し、押しボタンが正しく押下げら
れて所望の電気的信号を発生したことを指示する。

好ましくは透明なマイラーからなる柔軟な絶縁材料の第
２のシート４３は部材３３とシート２９上に粘着され、
部材３３をボード１３上の正しい位置に粘着して保持し
、円盤１７をが−ドに対して密閉する。シート４３は好
ましくはその下面に圧力感受性接着剤被覆を有しており
、部材３３とシート２９の上面に粘着する。前に述べた
ようにシート４３は柔軟であるから、円盤１７を中央を
越えた駆動位置へ自由に押下げることかできる。

円盤をボードに対して密閉することにより、円盤と各々
の行導体の接触面は円盤と各々の導体の間の接触動作に
悪影響を及ぼすほこりの侵入を免かれることができる。

次に第５図と第６図を参照すると、本発明の駆動装置が
適用されたキーボード装置９ａが示されている。キーボ
ード装置９と９ａは同じ機能を有する部品には同一参照
符号が付せられている。キーが−ド９と９ａの主な差は
導体の形にある。さらに明確には第６図に示されている
ように、キーボードシステム９ａのボード１３′では、
プライムを付けた参照文字ＯＸ　２’　、　ＯＹ　３’
等で示されており一般的に断面が矩形で平らな上面４９
（第６図参照）を有する行と列導体を受け入れるみぞ４
５は一般的に矩形の断面をしている。この平らな上面は
ボード１３０四所の底面より上に出ており、円盤がその
駆動位置へ中央を越えて動かされると円盤１７の中心部
と接触をする。キーボード装置９に使用された導体のよ
うな円形の線も半円形あるいは矩形断面のみその中へ受
入れることができるが、キーボード装置９ａでは矩形断
面のみぞを用意することが望ま１．シフ、そうすること
により平らな面４９がボード１３′の上面に対して斜め
になることがなくなる。キーボード９と同じく、キーボ
ード装置９ａのシート２９がボードの上面に接着させて
導体細片４７をみぞ４５の所定の位置に保持する。キー
ボード装置９ａのオペレーションはキーボード９と同様
であるから詳細に説明する必要はないであろう。

キーボード装置９と９ａのいずれにおいても、線または
細片導体は第２図と第５図に各々示されている２３ａと
４７ａのようにボード１３と１３′の１端から伸び出し
ている。これらの導体の端末または伸張部は曲げること
ができ、キーボードと基台とを接続するために基台５の
受入れ接続端子ソケット５０へ直接そう人できるコネク
タピンを形成する。このように行導体と列導体はすべて
ボ−ド１３の同じ端から出ているので、キーボードを基
台あるいは他の電子構成部品へ電気的に接続するために
付加的なコネクタを必要としない。さらに明確には導体
伸張部２３ａと４７ａは基台の受入れ端子ソケットへそ
う人され、所定の位置でハンダづげされればよい。前述
のキーボード装置は、基台の１端にある端子ソケットへ
そう人される導体端末２３ａと４７＆および、基台のも
う１つの端にある対応した端子ソヶッ）５０へそう人さ
れるディスプレイ１１の導体端末５１により、キーボー
ドとディスプレイの両方の導体リード線を波ハンダ付は
装置中で基台へ同時にハンダ付けできる。ハンダ付けを
した後、導体端末２３ａまたは４７ａは曲げられ、キー
ボード装置９または９ａは第１図に示されているように
基台５の上の所定の位置に横になり、キー７で駆動する
ことができる。

線および細片導体は基板ボード１３と１３ａの各々のみ
ぞ２１と４５の中へ容易に受入れられ、またこれらの導
体は絶縁性シート２９によりボード上の所定の位置に粘
着上て保たれているので、印刷回路ボードは必要でなく
なる。さらに本発明のキーボードシステムではハンダ付
げを必要としないので、基板ボード１３または１３′は
アクリロニ）　ＩＪルーシタジエン・スチレン（ＡＢＳ
　）（ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ　−ｂｕｔａｄｉｅ
ｎｅ　：＝　５ｔｙｒｅｎｅ　）またはそれと同類のよ
うな、安価で溶解温度が比較的低い加熱可塑性樹脂の中
に鋳造することができる。

さらに基板ボードは計算機の中に組込まれた時外から見
えないので、いろいろな色のスクラッププラスチック中
に鋳造することもできる。

第１０図に示されているように、シート２９と円盤部材
３３はボード１３の凹所２５に対して任意に合わせて、
一般的に５３で示されているような手段により所定の位
置に固定することができる。

さらに明確には、手段５３はボード１３の上面に一般的
に直角にそこから突き出して鋳造されている複数個の位
置決め突起として示されている。突起５５は一般に断面
が弧状になっていて、絶縁シート２９の位置決め孔５７
および円盤部材３３のキャリヤ細片３５ａ、３５ｂの孔
５９を通してそう人することができ、こうしてシート２
９の開口３１と部材３３の円盤１７をボード１３の凹所
２５に対して正しく位置を定める。突起は孔５９の中で
きちっと合うように多少テーパになっている。このよう
に突起５５と孔５９を押し合わせることにより部材３３
はボード１３上に確実に固定される。

各々の行導体を円盤の各行の下に離して並べられた平行
な線または細片の対で構成して、円盤が中央を越えた駆
動位置へ動がされた時に円盤が同時に接触するようにす
ることもできる。

上に述べたことから本発明のいくつかの目的が達成され
、他の利点も得られることが分るであろう。

本発明ハ、前述したように駆動素子としての複数の凹凸
円盤部材とキャリヤ細片手段とを一体的に形成すること
によって、キャリヤ細片手段の一点のみを対応する列導
体に、スポット溶接などによって、接続しておくだけで
、複数の円盤部材と前記列導体との電気的接続を簡単に
しかも一挙に得る事ができ、組み立ておよび取り扱いが
容易で浸るという効果を有する。又、前記凹凸円盤部材
はキーを押下げるオペレータの指先に対し、適度の抵抗
感覚を与えすなわち触感的であるばかりでなく、適当の
音を発生することから聴覚的にも押しボタンが正しく押
下げられて所望の電気信号が発生したことが容易に確認
可能であるという効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はポケット計算機の倒立面図、第２図は本発明の
駆動装置をキーボード装置に適用し、種種の部分を破断
で示した拡大平面図、第３図は第１図の線６−６に沿っ
て拡大された横断面図、第４図は第２図と第６図に示し
たキーボード装置の分解斜視図、第５図は第２図に示し
たキーボード装置とは異なるキーボード装置に本発明を
適用した部分平面図、第６図は第５図のキーボード装置
の横断面図、第７図は第２図から第４図に示したキーが
−ド装置の一部分の拡大断面図、第８図は第７図と同様
な図で、スイッチ素子の中央を越えた駆動位置を示す拡
大断面図、第９図は計算機またはその類似物の基台へ同
時にハンダ付けするために基台へ接続されたディスプレ
イモジュールとを示す図、および、第１０図はキーボー
ド装置の一部分の分解部分斜視図である。 １・・・ポケット計算機、３・・・ケース、５・・・基
台、１・・・押しボタンキー、９，９ａ・・・キーボー
ド装置、１１・・・ディスプレイ、１３．１３’・・・
基板ボード、１５・・・スイッチ、１７・・・Ｐ−ム型
円盤、１８・・・点、１９・・・電気的接続手段、２１
・・・みぞ、２３ａ・・・線、２５・・・凹所、２７・
・・絶縁物、２９・・・絶縁物シート、３１・・・開口
、３３・・・金属部材、３５ａ、３５ｂ・・・キャリヤ
細片、３７ａ、３７ｂ・・・タブ、３９・・・スリット
、４０・・・ちくび、４１　ａ−４１８・・・孔、４３
・・・絶縁物シート、４５・・・みぞ、４７ａ・・・線
、４９・・・平らな面、５０・・・接続端子ソケット、
５１・・・導体端末、５３・・・固定手段、５５・・・
突起、５Ｔ・・・位置決め孔、５９・・・孔。 代理人　浅　村　皓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の凹凸皿型部分と電気的に接続され、かつ一体に結
   合されたキャリヤ細片手段を備えた導電性金属部材を具
   備し、前記各凹凸皿型部分の外周の大部分は前記キャリ
   ヤ細片手段から切離されており、前記凹凸皿型部分に加
   えられる力に応答して前記凹凸皿型部分が個別独立に移
   動して初期皿型形状から逆向き皿型形状へのスナップ動
   作を可能としたことを特徴とする前記スナップ動作を伴
   ない複数個の電気回路の選択的な閉成に使用される駆動
   装置。