RU1775740C - Клавиатура - Google Patents

Abstract

Использование в системах ввода и преобразовани  информации в качестве клавиатур или тастатур Сущность изобретени : возвратна  пружина одним концом упираетс  в опорный элемент на панели, а другой ее конец фиксируетс  в клавише средством фиксации, которое расположено между опорными выступами клавиши и опорным элементом на панели. Конструкци  характеризуетс  малым числом деталей и простотой сборки. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области коммутационной техники и может быть использовано в системах ввода и преобразовани  информации в качестве клавиатур и таста- тур.

Известны клавиатуры разного типа и назначени , например, клавиатура пишущих машинок, ПЭВМ, пультов технологического оборудовани . Существуют и такие их разновидности, как клавиатуры микрокалькул торов и телефонных аппаратов, в последнем случае называемые тастатурами.

В то врем  как требовани  к эргономич- ности и надежности работы клавиатур разного применени  имеют тенденцию к сближению, конструктивные требовани  в зависимости от назначени  клавиатур варьируютс  по величине хода клавиши, усилию нажати , шагу клавиш и их габаритам. Например , телефонные аппараты, в соответствии с современной модой, зачастую выполн ютс  в виде узкой и плоской телефонной трубки, на которой тастатуре, состо щей из 10-12 клавиш, отводитс  очень небольшое пространство. Его желательно заполнить низкопрофильными продолговатыми клавишами с высокой надежностью коммутации и небольшим усилием нажати . Аналогичные требовани  возникают и тогда , когда телефонный аппарат выполн етс  в более или менее традиционном виде, но с кнопочным номеронабирателем, поле которого имеет ограниченные размеры

Не менее существенными по сравнению с уже перечисленными  вл ютс  требо- вани  простоты конструкции, ее технологичности и, как их следствие - возможности максимальной автоматизации процесса изготовлени  и сборхи клавиатуры . Важность выполнени  этих требований вытекает из того факта, что большинство изделий, в состав которых входит клавиатура , относитс  к издели м массового производства и только при соблюдении этих требований изделие будет доступно по цене потребителю, э производство будет рентабельным .

Известна тастатура, содержаща  нажимные кнопки в виде колпачков, перемещающиес  а отверсти х крышки и скольз щие по цилиндрическим выступам (колонкам) на направл ющей плате. В коVI

а.

vi3

б

ломках перемещаютс  толкатели, соединенные с нажимными кнопками через эластичные элементы (многовитковые витые пружины), перекрывающие высоту колонки. К недостаткам этой тастатуры можно отнести возможный боковой люфт кнопки, кото- рый в присутствии пыли и других неблагопри тных факторов, может привести к заклиниванию кнопок при достаточно большом их ходе. Это обсто тельство снижает веро тность безотказной работы тастатуры .

Известна телефонна  клавиатура с жесткой несущей платой, с которой соединено многослойное мембранное контактное устройство с выступающими над общей поверхностью участками, которые закрыты жесткими колпачками клавиатуры. Недостатком этой телефонной клавиатуры  вл етс  малый ход ее кнопок, задаваемый лишь высотой выступающих участков мембраны, а также достаточно большое усилие нажати , характерное дл  таких многослойных мембранных систем. Безотказность работы таких клавиатур также невысока.

Наиболее близкой к за вл емой конструкции  вл етс  клавиатура, содержаща  пластину с отверсти ми, электроконтакты контактной платы, полую клавишу с опорными выступами и толкателем; возвратную пружмну в виде витка спирали с пр молинейными концами, крепежный элемент под виток спирали, расположенный между отверсти ми пластины под опорные выступы, в которой крепежный элемент под виток спирали выполнен с опорной поверхностью , а возвратна  пружина установлена так, что ее виток упираетс  в опорную поверхность указанного крепежного элемента , а пр молинейные концы - в угол, образованный внутренними поверхност ми клавиши и опорными выступами.

В этой клавиатуре отсутствует боковой люфт клавиши, движение происходит только в нужном пользователю направлении, а консольна  конструкци  клавиши позвол ет избежать трени  скольжени  и повысить надежность работы. Однако, недостатком этой конструкции  вл етс  трудность автоматизации процесса сборки клавиатуры, в частности операции соединени  клавиши с панелью и пружиной на ней, поскольку фиксаци  витка пружины на панели не обеспечивает фиксированного положени  концов пружины до момента упора их в клавишу. В данной конструкции нежелательно также уменьшение поперечного габарита клавиши , поскольку это ведет к укорочению пр молинейных концов пружины, а, следовательно, к увеличению усили  нажати  и к большей деформации концов пружины в процессе работы. Это, в свою очередь, ведет к уменьшению веро тности безотказной работы клавиши. Указанна  особенность работы пружины обсуждаемой конструкции клавиатуры сужает область ее применени , в частности, в тастатурах.

Цель изобретени  - уменьшение габаритов клавиши с одновременным повыше0 кием технологичности.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в клавиатуре, содержащей панель с отверсти ми и опорным элементом, электроконтакты контактной платы, клавиши,

5 кажда  из которых выполнена с опорными выступами и толкателем, нижн   часть которого входит в зацепление с панелью, при этом клавиши установлены на панели с возможностью поворота и воздействи  толка0 тел  на контактный узел, возвратную пружину, взаимодействующую с опорным элементом и клавишей, средство фиксации пружины, возвратна  пружина выполнена многовитковой, средство фиксации пружи5 ны выполнено на внутренней поверхности клавиши и размещено между опорными выступами клавиши и опорным элементом панели и соединено с одним из концов многовитковой пружины.

0 В предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом измен етс  как форма пружины, так и система ее взаимодействи  с клавишей. Замена пружины с одним витком и двум  пр молинейными концами на

5 многовитковую пружину, дл  которой характерно преобладание продольного размера над поперечным, позвол ет при сохранонии эффективной динамики работы клавиши, при необходимости, существенно сузить ее

0 ширину. Кроме того, в данной конструкции положение пружины зафиксировано в пространство за счет взаимодействи  одного ее конца со средством фиксации, расположенным на внутренней поверхности клавиши.

5 Положение второго конца пружины при этом в силу конфигурации многовитковой пружины фиксируетс  в пространстве автоматически , что упрощает в дальнейшем процесс сборки клавиши с панелью.

0 Таким образом, сравнение за вл емого решени  с прототипом позвол ет сделать вывод об отличи х как в форме пружины, так и в системе взаимодействи  с клавишей, привод щих к достижению поставленной

5 цели.

На чертеже представлена клавиатура, вариант выполнени .

Клавиатура содержит панель 1, клавиши 2, кажда  из которых снабжена двум  опорными выступами 3, суммарна  ширина которыж меньше ширины клавиши 2, расположенными с одной стороны и толкателем 4, расположенным на противоположной стороне клавиши 2. Панель 1 выполнена в виде пластины с отверсти ми 5 под опорные вы- ступы 3 и отверстием 6 под толкатель 4, Толкатель 4 установлен с возможностью воздействи  на контактный узел, содержащий электроконтакты 7, расположенные на контактных платах 8. Нижн   часть толкате- л  4 выполнена из эластичного материала и входит в зацепление с нижней поверхностью панели 1. Панель 1 снабжена опорным элементом 9 дл  возвратного элемента клавиши 2. Возвратный элемент клавиши 2 вы- полней в виде многовитковой пружины 10, один конец которой соединен со средством фиксации 11, выполненным на внутренней поверхности клавиши 2 и размещенным между опорными выступами 3 клавиши 2 и опорным элементом панели 1. а второй конец упираетс  в опорный элемент 9 на панели 1, оси обоих концов пружины 10 не совпадают.

Клавиатура работает следующим обра- зом:

при нажатии на клавишу 2 происходит ее поворот вокруг оси, образованной кромками отверстий 5 и самой клавиши 2, при этом толкатель 4 упираетс  в контактную плату 8 и замыкает электроконтакты 7. После сн ти  усили  нажати  клавиша 2 под действием пружины 10 возвращаетс  в исходное положение до упора нижней части толкател  4 в нижнюю поверхность панели 1. Клавиша 2 удерживаетс  в панели 1 за счет пружины 10, котора , будучи зафиксирована одним концом с помощью средства фиксации 11 в клавише 2, а вторым концом упира сь в опорный элемент 9 на панели 1, прижимает клавишу 2 опорными выступами 3 к кромке отверстий 5 в панели 1 и одновременно отжимает клавишу 2 вверх от панели 1, обеспечива  зацепление нижней части толкател  4 с панелью 1. Поскольку клавиша 2, сохран   достоинства изобретени , выбранного в качестве прототипа, повтор ет механизм взаимодействи  опорных выступов клавиши и отверстий панели, а именно она прижата опорными выступами 3 к кромке отверстий 5, исключаетс  люфт клавиши в плоскости панели 1; поскольку суммарна  ширина опорных выступов 3 (и соответственно, отверстий 5 в панели 1) меньше ширины клавиши 2, исключаетс  боковой люфт клавиши 2. Таким образом, клавиша 2 имеет возможность движени  только в нужном оператору направлении.

Сборку клавиатуры осуществл ют следующим образом: предварительно на средство фиксации 11 в клавише 2 надевают одним из концов пружину 10. Второй конец пружины 10 остаетс  свободным и фиксированным в пространстве. Опорные выступы 3 клавиши 2 ввод т в отверсти  5 под опорные выступы 3 в панели 1. При этом пружина 10 самопроизвольно ориентируетс  относительно панели 1 так, что ее ось направлена под углом к панели 1. Дл  установки толкател  4 в отверстие б панели 1 клавишу 2 нажимают до упора в панель 1. При этом, во врем  хода клавиши 2, свободный конец пружины 10 скользит по панели 1 и упираетс  в опорный элемент 9 панели 1, пружина 10 сжимаетс , запаса  упругую силу, а толкатель 4 за счет кратковременной деформации его нижней эластичной части проталкиваетс  в отверстие 6 панели 1. Клавишу 2 отпускают и под действием возвратной составл ющей силы упругости пружины 10 клавиша 2 занимает исходное положение , при котором нижн   часть толкател  4 входит в зацепление с нижней поверхностью панели 1, ограничива  обратный ход клавиши 2. Пружина 10 при этом остаетс  в напр женном состо нии, что обеспечивает ее упругую силу, необходимую дл  посто нного прижимани  опорных выступов 3 клавиши 2 к кромкам отверстий 5 в п нели 1 и одновременного отжимани  клавиши 2.

При необходимости съема клавиши 2 с панели 1 (например, дл  замены символа) клавиатуру не требуетс  разбирать, достаточно , пот нув клавишу 2 за подн тый ее край, выт нуть толкатель А из отверсти  6 на панели 1 и затем освободить опорные выступы 3 из отверстий 5 на панели 1. Пружина 10 при этом самосто тельно освобождаетс  от взаимодействи  с опорным элементом 9 панели 1 и остаетс  зафиксированной одним концом нз клавише 2.

Предлагаема  конструкци  была реализована на фрагменте клавиатуры с клавишами шириной 10 мм, длиной 20 мм и многовитковой пружиной 2 мм с толщиной проволоки 0,2 мм. Ширина клавиши при этом в два раза уже по сравнению с клавишами прототипа.

Достоинством предлагаемой конструкции  вл етс  технологичность ее деталей, простота сборки, отсутствие сложностей на пути ее автоматизации, а также высока  надежность ее работы,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Клавиатура, содержаща  панель с отверсти ми и опорным элементом, электроконтакты контактной платы, клавиши, кажда  из которых выполнена с опорными выступами и толкателем, нижн   часть которого входит в зацепление с панелью, при этом клавиши установлены на панели с возможностью поворота и воздействи  толкател  на контактный узел, возвратную пружину, взаимодействующую с опорным элементом и клавишей, средство фиксации пружины, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  габаритов клавиши с одновременным повышением технологично сти, возвратна  пружина выполнена много- витковой, а средство фиксации пружины выполнено на внутренней поверхности клавиши и размещено между опорными выступами клавиши и опорным элементом на панели и соединено с одним из концов мщо- говитковой п ружины.