JPS63500834A - ダイヤフラムスイッチキ−ボ−ド用キ−モジュ−ル - 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】 ダイヤフラムスイッチキーボード用キーモジュール本発明は、請求の範囲第１項 の前文部分に記載のようにキーハウジング内で一方向に延伸された板ばねを備え たキー作動ダイヤフラムスイッチパネル用キーモジュール、ならびに切換時間調 整法に関する。

キーハウジングの底面側に直角に折曲した板ばねを配して一方向に延伸させ、そ の折曲端部をキーハウジングの開口に下から挿入して成るダイヤフラムスイッチ パネル用のキーモジュールはＧＢ−Ａ−２１４１８７４により公知である。キー ハウジング内において、プランジャーは変位可能あり、板ばねの自由端に作用し て板ばねを下方へ撓ませ、これによりダイヤフラムスイッチ列の上部ダイヤフラ ムがスペーサーの自由面を介して下部ダイヤフラムに対して押し曲げられ、これ により両ダイヤフラムの接点が接触する。プランジャーは、キーモジュール取付 面の中心線に対してスロットの反対側に位置するハウジングの円筒部内を案内さ れ、該スロット内には板ばねの延伸端部が挿入される。プランジャーにはキーキ ャップが上から取付可能になっている。板ばねには十分な剛性がないので、所定 の作動力により所望のばね特性を得るため、設するとともに、プランジャーが装 入された円筒部の周囲に圧縮ばねを設けている。この構成により、キーモジュー ルは完全に組立てられた状態においてのみ機能可能であり、従って、製造工程中 にばね特性や切換時間の位置はチェックすることができないという難点がある。

もちろん、ＥＰ−Ａ−１８７３９６により、このような追加の圧縮ばねを設けず にすむキーモジュールも知られているが、しかしこのキーモジュールは二つのキ ーモジュールの取付面積に亘る取付スペースは必要とするという難点がある。

ＧＢ−Ａ−２１４１８７４に関するかぎり、キーキャップはプランジャーに取付 けるだけでよいが、反面、このキーキャップの下端とキーハウジング間の距離が 追加の圧縮ばねのスパンを決定することになり、不可避的に大ぎな取付許容差が 必要とされるため、−個のキーボードに収容されるべきすべてのキーモジュール について非常に狭い許容差範囲で一定の初期作動力を得ることが困難である。従 って、プランジャー行程の限界を設け、これにより追加の圧縮ばねの初期作動力 の値をキーモジュール組立ての際に予め正確に決定できるようにすることが望ま しい。

しかし、最も好適な設計のキーボードとしては、個々のキーモジュールがほぼ完 全に同じ初期作動力で作動可能であるのみならず、切換え時間、すなわち切換え が発生する時間ができるだけ正確かつ厳密に調整されるようにすることが望まし い、ＧＢ−Ａ−２１４１８７４に従ったキーモジュールにおいては、板ばねの挿 入工程の際、板ばねの位置決めの再調整が極めて困難であるため、種々異なる切 換え時間について時間がかなり広い範囲に設定されることが避けられない。さら に、切換時間の適時拡大のためには、板ばねの位置決めのみならず、ある程度ま で上部ダイヤフラムの剛性が必須条件となる。このことから、キーモジュールの 組立て工程の際のみならず、ダイヤフラムスイッチパネルへのキーモジュールの 組付は後においても、切換時間を調整しうるようにすることが要求される。特に 、ワード処理やデータ処理システム用キーボード等の特に高価なキーボードの場 合において然りである。

従って、本発明は特に切換時間ならびに切換時に必要とされる作動力に関して可 能な限り正確な切換時間の調整ができるダイヤフラムスイッチキーボード用のキ ーモジュールを提供することを目的とする。

この問題は、請求の範囲第１項に従りたキーモジュールにより、また切換時間の 調整については、請求の範囲第９項の方法により解決される。

本発明の他の詳細な展開については、サブフレイムの対象としている。

本発明の構成はキーモジュールの製造に好適に利用しうるもので、この構成によ りすべての設置キーモジュールの初期作動力の均等化と正確な切換え時間の調整 、ならびに切換え時における定作動力に関する最高の要求条件を満足するダイヤ フラムスイッチキーボードの製造が可能となる。板ばねの延伸された端部はスロ ットから上方へ突出させ、その延伸された端部に隣接するセクションと共に、こ れをダイヤフラムスイッチパネルに設けられた貫通開口中に露出させて、この延 出端部を自己固定させることにより、板ばねはラム作用具でごく軽微な調整スト ロークを与えるだけで切換え時間に関してこれを正確に調整することができる。

圧縮ばね支持用のクロスピースがキーハウジングのスイッチばね上に延在してい るため、作動力を決定する圧縮ばねはプランジャーとキーハウジング間で正確に クランプすることができる。従って、圧縮ばねはばね定数に関して極めて高い安 定度をもって取付は得るので、均一性の極めて高い作動力調整が可能となる。さ らに、プランジャーにはキーハウジングの止めショルダーの下面に達してプラン ジャーの昇程を終止させる可撓性フックを具備させであるので、初期作動力を正 確に決定することができる。何故ならば１、プランジャーとキーハウジングとは 最高の寸法精度と最小の許容差をもって製造可能だからである。このように個々 のキーモジュールについて極めて厳密かつ一定の初期作動力を決定することが可 能であることから、キーモジュールをキーボードに組付けるに際して、切換え時 における極めてコンスタントな作動力が保証される１本発明の構成により得られ るこれらの効果により、本発明に従ったキーモジュールを用いれば、極めて正確 な切換え時間の調整とコンスタントな作動力により、高度な専門的用途に特に好 適なダイヤフラムキーボード、例えばより高速の書込み速度でより高い書込み入 力が得られるボードプロセシング用のダイヤフラムキーボードを製造することが 可能となる。

本発明の利点と特徴はまた、図面に示された本発明の詳細な説明から明らかとな る。

￥Ｓ１図は本発明によるキーモジュールの分解図；第２図はキーモジュールの平 面図； 第３図は第２図の線ＩＩＩ　−ＩＩＩに沿った断面図；第４図は第２図の線ＩＶ −ＩＶに沿った断面図：第５図は第２図の線Ｖ−Ｖに沿った断面図で、キーモジ ュールの板ばねなラム作用具で調整する構成を示しており、図中プランジャーは 休止位置にある：第６′図は第５図の断面図に対応する断面図で、キーモジュー ルが動作位置にある状態を示す；第７図は・板ばねの自己固定構造の別の態様を 示す部分断面図である。

第１図に分解図で示したキーモジュールは、キーハウジング１１と、プランジャ ー１２と、板ばね１４と、圧縮とは、周知の射出成形法を用いて極めて高い寸法 精度をもって製造される。キーハウジング１１の下端部は実質的に偏平な基板２ ０から成り、その中央部から実質的に方形の横断面を有する中空の円筒形ショル ダー２１が上方に伸びている。この中空の円筒形ショルダー２１の内部には基板 ２０のほぼ平面を起点として基板の対角線方向に延びるクロスピース２２が設け られている。′ｔＳ３図から分かるように、中央部は上向詮のアーチ状に形成さ れ、圧縮ばね１５を保持するピン２３を備えている。

中央円筒状ショルダー２１の四隅の内面には、プランジャ１２の案内溝２６が設 けられている。また対向する二つの内壁には、以下にその作用を説明する固定シ ョルダー２７を設けである。

板ばね１４は、クロスピース２２に垂直に且つ第２図の断面線Ｖ−Ｖに沿って伸 びる対角線に沿って基板の底面上に延在している。基板２０上の前記断面線が通 過するコーナ一部には、ショルダー状に形成された板ばね取付部２８が設けられ 、上方に突出して垂直形スロット２９を備え、このスロットに第４〜７図に示す ように板ばね１４の上向きに折曲された端部３０が下から挿入できるようになっ ている。このスロットについては、以下にさらに詳細に説明する。

板ばね１４は一体形成されたもので、セクション３１を含み、このセクションの 一側は上向き垂直方向に延びる端部３０に接続している。セクション３１の他端 側はばねアーム３２に接続し、該ばねアームはセクション３１の平面に対して鋭 角状に上向きに折曲されている。ばねアーム３２はその自由端に衝撃面３３を有 する。

第３図、第５図、および第６図から分かるように、ばねアーム３２はクロスピー ス２２の下を伸張して、折曲線部３４が接触領域上に乗っている。

中空円筒状ショルダー２１に上方から挿入可能なプランジャー１２は底面側方向 に開口し、はぼボックス形の構造を有している。プランジャーはその上面４０に キーキャップを通常の方法で取付けられる延長部４１を有する。またコーナ一部 に沿って案内リブ４２が形成され、キーハウジング１１の案内溝２６に係合して いる。延長部４１の下のプランジャー１２の内面にはシェル状のハウジング４３ が設けられ、該ハウジング内には第３図に示すように圧縮ばね１５が装入されて いる。衝繁面３３上に乗り案内溝２６°内へ案内される案内リブ４２′　は底面 側が球状に形成され、これにより該リブが衝撃面３３上を摺動しつつ板ばね１４ を撓ませる作動力ができる限り摩擦を小さくして加えられるようになっている。

プランジャー１２の壁面内にはフック４６を有するばね形舌片４５を設けるため スロット４４が設けられ、このフックは対向配置された固定ショルダー２７と係 合する。

プランジャー１２が挿入位置にあるとき、これらのフック４６は止めショルダー ２７の下面に達してプランジャーの昇程を終止させ、これによりクロスピース２ ２上のピン２３とシェル状ハウジング４３間の寸法許容差が狭いことから各々距 離が限定され、且つまた圧縮ばね１５も同様に極めて狭い許容差で生産されるこ とにより、キーモジュールの初期作動力を極めて正確に決定することが可能とな る。また各可撓性フック４６の上方には、キーハウジング内のみ１２らず、プラ ンジャー内においても、対応する隙間４８が設けられているため、プランジャー をキーハウジングから取外したいときには、可撓性フック４６を簡単な工具で押 圧しつるようになっている。

円筒形ショルダー２１の外側に圧縮ばねを配置した周知の構成とは逆に、本発明 においては圧縮ばね１５をキーモジュール内に取付けているため、プランジャー １２と板ばね１４を組付けた後において、板ばねの調整が可能となり、かつ通常 キーボードの組立て工程の最後に取付けられるキーキャップの取付は前にキーモ ジュールの選択が可能となるという利点が得られる。

従って、本発明によるキーモジュールを使用する場合、高品質要件を満足しなけ ればならないにも拘わらが低品質のモジュールをキーボードに取付け、あとでこ れの取替えが必要となり大きな時間的損失を生じるといった事態を防止する必要 などは起り得ない。

第４〜６図は板ばね取付部２８における板ばね１４の垂直方向に折曲された端部 ３０のアセンブリ体を示す、第４図から分かるように、自由端３０の側縁には歯 ３６が設けられ・、この歯はスロ、ット２９に挿入された後スロットの側壁を掴 持している。また第２図の平面図は、スロット２９内との自由端３０がやや屈曲 した状態で挿入され、−１該自由＃３Ｏの側縁を受ける側溝３７がリブ３８の前 縁の背後の平面内を走り、該リブがキーハウジングの対角平面内のスロット２９ の全長に亘ってほぼ上から下へと伸びている状態を示している。リブ３８は板ば ねの下側の部位には接触しておらず、該部位では自由端３０がセクション３１へ と連なフている。

リブ３８とスロット２９の反対側壁面間の距離は、好ましくは板ばねの厚みより 大きく、従って、板ばねの自由端の挿入のため板ばねは器具を介して相当程度撓 ませることができ、かつこの挿入の際に側縁または歯３６を壁面に当接させるこ となく側溝３７に沿ってＢ動させるようにされている。

第５図および第６図からみられるように、基板２ｏの底面には隙間４０が設けら れている。この隙間は板ばね１４のセクション３１の厚さより深く形成されてい る。この隙間４０により板ばねの調整のための十分な自由空間が得られる。完全 に取付けられたキーモジュールの板ばねの調整は、ダイヤフラムスイッチパネル ５ｏへのモジュールの組付は後、または対応する調整パターンへのキーモジュー ルの取付後に行う。前記の調整パターンハ、例えば自！ｊ組立汲内で自動組立に より設けることができる。ダイヤフラムスイッチパネル５０のみならず、板ばね １４の自由端３０の下の調整パターンにも、貫通開口５２が設けられ、この開口 を介してラム作用具６２を挿入することができる。また対応するラム作用具６３ が板ばね取付部２８から突出する自由端３０の上に配設される。これらの作用具 は共に、ストローク方式で又は連続的にばねに対して圧力を負荷して、垂直スロ ット２９内のばねの自由端を上下方向へ８動させることにより切換え時間を調整 することができる。この調整は制御回路を通じてラム作用具５２．６３に圧力を 負荷することにより自動的に行なうことができるが、調整作業中の切換え時間の 設定如何により上側または下側からの調整ストローク数を多くしたり少くしたり して加えることができる。

ラム作用具の制御手段としては公知の中央制御回路を用いて、切換え時間の設定 と所望数値からの偏差測定を行うことによりラム作用具を制御することができる 。

板ばねの調整は上部ラム作用具６３を単独で用いて達成することもできる。この 場合、板ばねの自由端をスロット２９内へできる限り高い部位まで挿入する。次 いでラム作用具を介して、数量的に調整されたストロークを数回加えて該自由端 を下方へゆっくりと変位させ、所望の切換え時間設定値が達せられる部位へもた らす。この位置で板ばねは、歯３６が屈曲した板ばねの初期応力の下で溝３７の 側壁を掴持する限りにおいて、該歯により確実に保持される。

第５図および第６図にダイヤフラムスイッチパネルに取付けられたキーモジュー ルを示すが、第５図では板ばねが休止位置にある状態を、第６図では板ばねが作 動位置にある状態を示している。ダイヤフラムスイッチパネルは上部ダイヤフラ ム５２と下部ダイヤフラム５３とそれらの中間に配したスペーサ５４とから成る 。接触領域において、スペーサー５４には複数の孔が設けてあり、上部ダイヤフ ラム５２が下部ダイヤフラム５３に接触するまでスペーサー５４の孔を介して下 方へ撓ませられるようになっている。第６図から分かるように、上部ダイヤフラ ム５２の屈曲は曲げリム部３４の作用による。まず第一に、プランジャー１２を 圧縮ばね１５と板ばね１４の力に抗して下方へＢ動させるためには、この構造に より初期作動力を生じさせねばはならない。板ばねをキーモジュールの一対角線 に沿って取付けることにより、相対的に長いばねアームとなり、従って確実な接 触が相対的に低い作動力をもってすでに保証されている。また、この相対的に長 いばねアームにより、均一な作動力特性が実現可能となる。すなわち、スイッチ 作動の際、切換え時間の設定値が平らなカーブで通過されて、切換え時間が調整 される０本発明に従ったキーモジュールによれば、ダイヤフラムキーボードに関 して望ましい約５０〜６０グラムの作動力が、確実なタイピング用として十分大 きなキーストロークをもって実現する。また、圧縮ばね１５と板ばね１４の最終 調整による接点形成後における軽度かつ無段増加する作動力に対する追従を容易 に実現することができる。

接触の運転サイクル中において上部ダイヤフラム５２の撓みはそれ自体追加のば ね力を示すものであるから、キー動作は３つのばねの直列接続として機能し、自 動的に切換え時間に関する分散領域の拡大へと導く、このため、分散へのダイヤ フラムの影響を除き、かつキーが−ドのすべてのモジュールにつき極めて狭い許 容差範囲内の切換え時間を得るたるめには、キーモジュールをキーボードへの取 付は前に予備調整するとともに、個々の異なるキーモジュールをキーボードへの 取付は後に最終調整することが望ましい。この目的のため、既に述べたようにダ イヤフラムスイッチパネルに開口５２を設け、キーボードへの取付は後に個々の キーモジュールをラム作用具６２又は６３を用いて極めて正確に調整しうるよう にしている。

Ｍ７図に、５３１）の態様の自己固定板ばね１４°を板ばね取付部２８に装入し た状態を示す、この板ばね取付部は前述のキーモジュールの場合と同様に構成し たものであるが、しかし板ばねの垂直方向に折曲した端部３０′には打抜ぎ加工 した舌片３９を設けている。この舌片は、ハウジングの対角平面で板ばねの端部 ３０°から屈曲して、リブ３８に対向する開口２９の壁面に鋭角的な縁を当接し ている。そして、この舌片３９は、上から圧力が加わると、第５図に示すように 特にラム作用具６３の作用下に垂直方向のスロット内にクランプされる。このよ うに屈曲された舌片３９は横面３６に加えてスロット２９内に設けられてもよく 、また板ばねの自己固定用の唯一の掴持手段として設けてもよい、ざらに又（図 示していないが）、プレス打抜きにより前記ばねの自由端部から互いに反対方向 へ形成した二つの舌片を用いて、これをスロット２９の対向する壁面を掴持させ るようにしてもよい。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＩＤＥ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．キーハウジングと、該キーハウジング内に一方向に延伸して配された板ばね を有し、該板ばねの延伸された端部は垂直方向に折曲されてキーハウジング内に 位置するスロットに挿入可能にされ、その自由端上ではキーハウジング内を案内 されるプランジャーが該板ばねを下方へ撓ませ、これにより板ばねがダイヤフラ ムスイッチ列の上部ダイヤフラム上に乗り該上部ダイヤフラムをスペーサーによ り形成された自由空間を移動させ、これにより上部ダイヤフラムと下部ダイヤフ ラムに相互に対向して設けられた接点が前記プランジャーが起動されると閉じら れるように構成されたキーボードの一部を形成するキー作動ダイヤフラムスイッ チパネル用キーモジュールにおいて、キーハウジング（１１）のスロット（２９ ）が頂部に向けて開口し、板ばね（１４，１４′）の一方向に延伸された自由端 （３０，３０′）が取付部を越えて上方へ伸張してスロット（２９）から突出し 、板ばね（１４，１４′）の自己固定端（３０，３０′）はスロット（２９）に 固定され且つ異なる保持位置に調節可能であることを特徴とするキーモジュール 。
2. ２．板ばね（１４，１４′）の端部（３０，３０′）に側縁に沿って形成された 歯（３６）を設け、その掴持力によりスロット（２９）の壁面を掴むようにした ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のキーモジュール。
3. ３．板ばね（１４′）の端部（３０′）がスロット（２９）の壁面へ延出する一 または数個の舌片を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のキーモジ ュール。
4. ４．板ばね（１４，１４′）の端部（３０，３０′）に隣接するセクション（３ １）ょを受ける凹部（４０）をキーハウジングの底面に設け、該凹部が板ばねの 厚みよりも深いことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項の一に記載のキ ーモジュール。
5. ５．ダイヤフラムスイッチ列（５０）に凹部（４０）の下の部位に貫通開口（５ ２）を設け、これを介して板ばね（１４，１４′）の端部（３０，３０′）に隣 接するセクション（３１）が露出されることを特徴とする請求の範囲第１項ない し第４項に記載のキーモジュール。
6. ６．キーハウジング（１１）内でクロスピース（２２）を板ばね（１４，１４′ ）上を斜め方向に伸張させ、プランジャー（１２）の底面側に圧縮ばね（１５） の一端を受けるハウジング状の肩部（４３）を設けるとともに、該ばねの他端が クロスピース（２２）上に支持されるようにし、 プランジャー（１２）に可撓性フック（４６）を配設し、このフックがプランジ ャー（１２）のキーハウジング（１１）への装入に際して止めショルダー（２７ ）の下面に係脱自由に咬合するとともに、プランジャー（１２）の上昇移動を停 止させ、これにより初期キー作動力を決定するようにしたことを特徴とする請求 の範囲第１項に記載のキーモジュール。
7. ７．板ばね（１４，１４′）がクロスピース（２２）に対して垂直方向に伸びる キーハウジング（１１）の対角線に沿って配設されていることを特徴とする請求 の範囲第６項に記載のキーモジュール。
8. ８．プランジャー（１２）がやや立方体状の、底部に向けて開口した中空体とし て形成され、プランジャーの長手方向の側縁に垂面に下方へ伸びる案内リブ（４ ２）が設けられ、これがキーハウジングに形成された対応する案内溝（２６）と 係合し、 而してキーハウジングの二つの対向面が下端にフック（４６）を有するばね形舌 片を具備することを特徴とする請求の範囲第６項および第７項に記載のキーモジ ュール。
9. ９．案内リブ（４２′）の一の下端が球状に拡大されて板ばね（１４，１４′） のトリッピングカムとして形成されていることを特徴とする請求の範囲第８項に 記載のキーモジュール。
10. １０．板ばねをキーモジュールのスロット（２９）内へ下側からセットして板ば ねの装入された自由端（３０）がスロットの上端側から突出するようにし、板ば ねの下側に配されたダイヤフラムスイッチ列上に一又は数個のキーモジュールを 取付け後、もしくは対応する調整パターン上に一又は数個のキーモジュールを取 付け後、板ばね取付け面から上方へ突出する自由端および／または貫通開口上に 位置する板ばねのセクション（３１）に、断続的または連続的にラム作用具（６ ２，６３）を用いて圧力を負荷し、 キーモジュールの作動により同時に切換え時間を測定するとともに、所望の切換 え時間の偏差に応じてラム作用具の操作を制御することを特徴とする請求の範囲 第１項ないし第９項に従ったキーモジュールの板ばねの切換え時間の設定法。