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JPS5913813B2 - キ−ボ−ドアセンブリおよびその製造方法 - Google Patents
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JPS5913813B2 - キ−ボ−ドアセンブリおよびその製造方法 - Google Patents

キ−ボ−ドアセンブリおよびその製造方法

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JPS5913813B2 JP49124813A JP12481374A JPS5913813B2 JP S5913813 B2 JPS5913813 B2 JP S5913813B2 JP 49124813 A JP49124813 A JP 49124813A JP 12481374 A JP12481374 A JP 12481374A JP S5913813 B2 JPS5913813 B2 JP S5913813B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気的接続が行われたことを使用者に確信させ
るようにするために、使用者が減するための新規かつ改
良した機構を含む、新規かつ改良したキーボード装置に
関する。
過去数年来、個人用の電子式卓上計算機の市場が急速に
拡がり、その結果多数の製造メーカーがこの分野に参入
した。
多数の製造者が同一市場で競争しているから、その価格
は急激に低下しつつ１ ある。従つて、価格の低下につ
れて計算機メーカーはその製作コスト特に部品コストを
切り下げる方途を探している。
電子式卓上計算機メーカーのコスト切り下げのフ 努力
を満足させるために、キーボードメーカーもそれらのコ
スト低減の新規かつ改良した技術を開発せねばならなか
つた。
第２３Ａ図及び第２３Ｂ図はそれぞれ公知の３つのキー
ボードアセンブリを示したものである。
５ これらの公知アセンブリはそれぞれ支持部材Ｂ上の
導電接触部材Ａ、この接触部材Ａ上に離間して取付けら
れたプラスチック材製の絶縁シートＣを具えたものであ
る。
そしてシートＣ上には複数のドームＤ（第２３Ｂ図の場
合は１つのドーム）が設けられており、このドームＤの
下方と接触部材Ａとの間には接触要素Ｅが設けられてい
る。絶縁シートＣと接触要素Ａとの間には絶縁層Ｆが設
けられており、この絶縁層Ｆには開口群Ｇ（第２３Ｂ図
の場合１つの開口）が設けられている。そして各開口Ｇ
はドームＤと組合わされ、ドームＤに下向きの力が与え
られることにより対応する接触要素Ｅを接触部材Ａと係
合させる。第２３Ａ図および第２３Ｂ図のキーボードに
おいて、ドームＤは絶縁シートＣの突起形状をしている
が金メツキされたばね性金属板状をしている事が望まし
い。
経済性から云えば、ドームは金属であるよりも絶縁シー
トから突出した形状であることが望ましいが、金属の場
合のような感じのスナツプ動作は得られない。
最も重要なことはキーボードを迅速に操作したときにド
ームがスイツチが閉じるまで押されたことを、オペレー
タが明確に感知し得るようなスナツプ動作が行われるこ
とを要する点である。第２３Ｂ図のキーボードアセンブ
リでは、ドームＣと一体成形された層ＦはドームＤより
も遥かに厚さが大であつて上記装置のようには作動でき
ず接触部材Ａに向かうドームＤの移動量は非常に小さく
ドームＤは開口Ｇを通つて移動することはない。
本発明はコスト低減におけるそのような努力の成果の現
われの１つであつて、従来よりも低コス （トで製造さ
れるキーボードおよびその製造方法を提供するものであ
る。
たとえば、米国特許第３７０５２７６，３７２１７７８
号、および特許査定となつている１９７２年１０月１６
日付出願の米国特許出願第２９７７２１，２９７６３６
号、３およびその他米国特許局で審食中の米国特許出願
に開示されている。また、米国特許第３６９９２５４，
３７０７６０９，３１２０５８３，３６００５２８，３
５９４６８４，３４７６７２号にも各種のキーボードが
開示され ４ｔている。
本発明はこのような傾向に沿つてなされたもので、支持
板上の導電接触要素と、離間して前記接触要素上に取付
けられ、前記接触要素から離れるつ方向の複数のドーム
状突起が形成されこれら突起の各々が導電接触要素を持
つた前記接触要素との間に設けられているプラスチツク
材製の絶縁シートと、この絶縁シートと前記接触要素と
の間に取付けられ且つ前記突起の何れか１つとそれぞれ
係合する複数の開口を有し、各突起は接触要素から遠去
かるようにその表面に下向きの力を与えて抑圧され、対
応する接触要素を前記接触要素と係合させる絶縁層とを
そなえたキーボードアセンブリにおいて、前記接触要素
は前記絶縁層における対応する開口を介して動き、各突
起は弾性可撓管状ペデスタル状の外側部を形成し、この
ペデスタルにより取囲まれるように配された中央ドーム
部と一体であり、このドーム部は前記接触要素から離れ
るようにその表面に下向きの力が与えられたとき前記ペ
デスタル中に嵌り込み、これにより前記ペデスタルは前
記ドーム部３５ａがその中心位置を通過したとき前記下
向きの力の作用線から離れるように弾性的に拡がること
を特徴とするキーボードアセンブリを構成したものであ
る。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
まず第１〜６図を参照して本発明のキーボードの一実施
例を説明する。図示のキーボードはポリスチレン、ポリ
プロピレンその他の高耐衝撃性プラスチツク製のフレー
ム３０を有する。フレームの底部は開放状態であり、複
数の窓すなわち開口部３１と、下方へ延びる複数のロツ
ド３２が設けられる。
キーボードの後述する層をユニツトとして保持するため
に、使用されるプラスチツクの種類によつてはヘツド３
２ａをロツドに熱で付着させることができる。あるいは
ロツドにねじ部を設けて、そのねじ部にナツトをねじ込
むこともできる。フレーム３０の頂部の下には層３５が
設けられる。
層３５は複数の上昇突起を有する弾力のある柔軟なプラ
スチツタでなるべく作る。曲つたスナツプ可能な部分３
５ａがペデスタル３５ｂの頭部にかぶせられる。ペデス
タル３５はなるべくなら円筒形状とするが、スナツプ可
能な部分が中心を通る時に（第６図）側壁が外方に容易
に拡がるかぎり、ペデスタルの形状は多少変えることが
できる。プラスチツク層２５はポリエステル、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、シリコンゴム、ポリウレタンの
ような熱可塑性または熱硬化性の柔軟で弾力性のある材
料で作ることができる。
スナツプ可能な層の下側にはなるべくスナツプ介在層（
ＳｎａｐｔｈｒＯｕｇｈｌａｙｅｒ）３６を設ける。
この層はペデスタル３５の底部３５ｂとほぼ同じ寸法の
窓すなわち穴３６ａを複数個有し、ポリエステルのよう
な絶縁材料で作る。スナツプ介在層３６はスナツプ可能
な部分３５ａに反転を十分に行えるだけの余地を与える
ことによつて、スナツプ介在層３６は必ずしも必要では
ないが、ほとんどの場合に最良の感触を与えるために使
用するとよい。
スナツプ介在層３６の下には、銀のような導電性粒子が
混和されたシリコンゴムのような弾力のある導電性プラ
スチツク層３７が設けられる。
米国特許第３７２１７７８号にはそれらについての記載
がある。導電粒子としては炭素、金、あるいはそれらの
混合物も使用できる。導電性プラスチツク層３７の下に
は絶縁セパレータ層３８が設けられる。
この層３８はスナツプ介在層３ｅとほぼ同じ形状をして
おり、複数の窓３８ａを有する。これらの窓３８ａには
導電性プラスチツク層３７が押しつけられる。セパレー
タ層３８はポリエステルやポリエチレンで作られる。参
照番号４０で示すのはたとえばベークライト製の回路盤
であつて、この回路盤の上には導電パターン３９が形成
される。導電パターン３９は銅のエツチングまたは導電
性インキで形成できる。第５図に示す実施例では、導電
性プラスチツク層３７と回路パターン３９に電気的に接
触するための接触ピン４１，４２が示されている。第６
図は、スナツプ可能な部分３５ａに押圧力が加えられて
、スナツプ可能な部分３５ａが下方に屈曲され、導電プ
ラスチツク層３７をセパレータ層３８の貫通部を通り抜
けさせて回路パターン３９の１つまたはそれ以上の素子
に接触させている状態を示す。
前記米国特許第３７０５２７６，３７２１７７８号には
各種の回路パターンが示されている。
スナツプ部３５ａから指を離すと、スナツプ可能な部材
３５ａとペデスタル３５ｂは第５図に示す位置へ戻り導
電性プラスチツク層３７も第５図に示す位置へ戻る。こ
の指によるスナツプ部３５ａの操作において、′フ スナツプ部３５ａを指で押したときは、まずスナツプ部
３５ａの中央部が窪み、更に指を押し付けるとスナツプ
部３５ａ全体がペテスタル３５ｂ中に嵌り込む。
このときスナツプ部３５ａは上方に凸の状態（第５図の
状態）から下方に凸の状態（第６図の状態）に明確に切
換わるから、操作者の指で得られる感触はいわば思案ば
ねの反転動作のようなものとなる。したがつて操作者は
キーボードにおけるキーの操作を明確に感得することが
できる。しかもスナツプ部３５ａは自己復元性を有する
から指をスナツプ部３５ａから離せば第６図の状態から
第５図の状態に自然に戻る。スナツプ可能な部分３５ａ
の上には数字のような標識を付着できる。
したがつてスナツプ可能な部分３５ａはキーのように見
える。実際には、突出部を有する層は厚さが約０．１３
７！ＩＪＩ（５ミル）のポリエステルで作ることができ
ペデスタルの高さＴｐ（第４図）は約０．２５ｍＪｔ（
１０ミル）で、ペデスタル底部の直径は約９．５藺（３
／８インチ）であり、曲つた部分の高さは約５．３ｕ（
２１ミル）である。曲つた部分は半径が約１７．８ｕ（
７００ミル）の球の一部である。第７図には弾力のある
非導電層５０と、導電性粒子が混和されたポリイミドの
ような薄い柔軟な導電層５１とで構成される、複合接触
子が示されている。
弾力のある層５０はシリコンゴム等のゴムで作られ、導
電層５１はたとえばゼネラルーエレクトリツク社製のＶ
ｅｒｓａｌＯｎｌｌ４Ｏのようなポリイミドやポリエス
テルに銀の粒子をたとえば２０〜４０容量％の割合で混
合して作る。
弾力のある層の厚みは、約０．１３〜５．１１１１ａ（
５〜２００ミル）にできるが約０．５１ｕが好適である
。柔軟な導電層５１の厚みは５ミクロンから約０．０６
１１Ｊ１１（２ミル）とするが１０〜２５ミクロンが一
層好適である。第８〜１０には更に別の実施例が示され
ている。
この実施例では電気的接触は導電パターン６１の部分と
、回路パターン３９の部分すなわち要素との間で行われ
る。導電パターン６１は弾力のある層６０により支持さ
れる。
パターン６１はステンシルの吹きつけにより形成できる
。導電パターン６１に使用される柔軟な導電性プラスチ
ツク材料は層５１に使用されるものと同じであり、弾力
層６０も層５０と同じ材料で作られる。
第１１〜１３図は本発明の更に別の実施例を示す。
この実施例と第１４〜１８図の実施例では第１〜１０図
に示されているような弾力のある層や、柔軟な層は使用
されていない。第１１〜１３図では層３５はスナツプ可
能な部材３５ａの下で、柔軟な導電性プラスチツクの層
７０を支持する。
このプラスチツクはエポキシ樹脂のようなプラスチツク
の薄い膜で構成される。層３５に層７０を接着させるた
めに接着剤も使用できる。層７０には銀、金、炭素のよ
うな導電体の粒子が容量比で１０〜８０％の割合で混入
される。
この混入割合は２０〜４０容量％が好ましい。層７０の
厚みは５ミクロン〜約０．０２５ｖ１（１ミル）である
が、５〜１２ミクロンが好ましい。層７０−の体積抵抗
はなるべく１０オーム礪以下、できるならば１オームＣ
以下、更に望むならば０．５オーム儂以下にする。銀粒
子は周知のＳｉｌｆｌａｋｅｌ３５を使用できる。）、
３：τ袖：′．呈：；呻＝′．″：，：こ工、可塑剤を
混和され、または混和されないポリカーー゛ニ：｝゛忰
二；！′：ニ呻上神二柔軟な導電層７０は、たとえばナ
ツダール社（ＮａｚｄａｒＣＯ．）のＢＥ−１７０エボ
キシ樹脂を重量比で２０部、．Ｓｉｌｆｌａｋｅｌ３５
を重量比で ５８０部混和して作ることができる。
この材料を第２０〜２２図に示す突出部を形成する前に
層３５になるべく付着させる。層７０はナイフコーテイ
ング、シノレクスクリーニング、あるいは網目またはス
テンシルを介して吹き付けることによつて層 （３５に
付着させることができる。それから層７０を炉の中で硬
化させる。次にスナツブ可能な突出部材３５ａを形成す
る。
あるいは、スナツプ可能な突出部３５ａを形成してから
柔軟な導電層を形成することもできる。層 ＴｌＯの付
着を容易にしたい場合には、前記ナツダール社の７０〜
１８２リターダ・シンナ一のような有機溶剤を添加する
こともできる″。第１３図かられかるように、セバレー
タ一層３８は除去され、導電パターン３９は分離された
素子３９ａ，３９ｂに分けられ、それらの素子には接触
ピン４２ａ，４２ｂが図示のように取りつけられる。
スナツプ可能な突出部材３５ａが押されると、層７０を
介して導電素子３９ａと３９ｂが電気的に接触する。
第１４〜１６図は更に別の実施例を示す。
この実施例では、柔軟な導電層７０と同じ組成で同じ厚
みの柔軟な導電性プラスチツクの層が層３５に付着され
る。第１７，１８図は柔軟な導電性プラスチツク回路パ
ターン８５が層３５に付着される更に別の実施例を示す
。
回路パターン８５の一部と電気的に接触をするためにピ
ン１８が設けられる。第１７，１８図に示す実施例は材
料を節約できる利点がある。
回路パターン８５の材料は柔軟な導電層７０の材料と同
じである。
第１９図はスナツプ可能な部材３５ａを押すために、変
形されたフレーム９０に支持されるボタン９１を用いる
第１図に類似する構造を示す。
この構造では、ボタン９１は使用者の指の単なる延長に
すぎない。この構造のキーの動作は前記したと同じであ
る。柔軟な層３５と、ペデスタル３５ｂおよびスナツプ
可能な部材３５ａを有する突出部とを作るために、第２
０〜２２図に示すような型を使用できる。
この型では空胴９６ａに合わせるために成形されたロツ
ド９５ａが設けられる。金属たとえば鋼の型の中にポリ
エステルのようなプラスチツク原料３５を入れ（第２２
図）、所要時間だけ圧力と熱を加えて突出部を成形する
。
実際にの例では、厚さが約０．１３ｍ（５ミル）のポリ
エステルフィルムでは幅（底の開口部）が約９．５藺（
３／８インチ）のペデスタルと曲つた部分を作るのには
、約９８．８℃（２１０７）の温度と、約１３４０！（
３０００ポンド）の圧力を約１５秒加えるのが適当であ
る。以上本発明を詳細に説明したが、以下に本発明の主
な実施の態様を列挙する。
１．特許請求の範囲の第１，３，７項に記載のアセンプ
リにおいて、スナツプ介在層が前記シート部材と前記導
電性接触部材との間に設けら飄前記スナツプ介在層は前
記突出部と位置が合う複数の貫通孔を有し、前記突出部
は押し下げられた時に前記接触子と前記接触部材を接触
させるのに十分なだけ前記貫通孔の中に延びてなるアセ
ンブリ。
２．特許請求の範囲の第１，５項に記載のキーボードに
おいて、前記接触部材と前記接触子との間にセバレータ
層が設けられ、前記セパレータ層は前記各突出部に位置
が合う複数の開口部を有し、これらの開口部は前記接触
部材の部分を前記接触子に接触させるために前記接触部
材を露出させてなるキーボード。
３．態様１に記載のキーボードにおいて、前記接触子と
前記接触部材の間にスナツプ介在層が設けられ、このス
ナツプ介在層は複数の開口部を有し、各開口部は前記各
突出部に位置が合い、かつ前記セパレータ層の前記各開
口部と位置が合うキーボード。
４．特許請求の範囲の第３，７項および態様１，＝：ニ
；種ス：中二リニ伸タンアセンブリが前記突出部を押し
下げるために設けられ、前記各ボタンは前記各突出部を
押し下げるために位置されてなるキーボード。
５．特許請求の範囲の第１，５項および態様３に記載の
キーボードにおいて、前記接触子は弾力のある導電層を
有してなるキーボード。
６．特許請求の範囲の第１，５項に記載のキーボードに
おいて、接触子は柔軟なプラスチツク導電層を有してな
るキーボード。
７．特許請求の範囲の第１項に記載のキーボードにおい
て、ペデスタルは円筒形であるキーボード。
８．特許請求の範囲の第１，５項に記載のキーボードに
おいて、曲つた部分は球面の一部であるキーボード。
９．態様７に記載のキーボードにおいて、ペデスタルは
円筒形であるキーボード。
１０．特許請求の範囲の第２，４，６項に記載のキーボ
ードにおいて、曲つた表面部分に標識が付着されてなる
キーボード。
１１．態様１０に記載のキーボードにおいて、ペデスタ
ルは円筒形であり、曲つた表面部分は球面の一部である
キーボード。
］ １２．特許請求の範囲の第１，５項に記載のキーボード
において、前記突出部を押し下げるためにスプリングで
力を加えられる複数のボタンを含んでなるキーボード。
１３．特許請求の範囲の第３，１項に記載のキーボード
において、柔軟なプラスチツク導電層はシート部材の上
を延びてなるキーボード。
１４．特許請求の範囲の第３，７項に記載のキーボード
において、柔軟なプラスチツク導電層は曲つた表面に制
限されてなるキーボード。
１５．特許請求の範囲の第３，７項に記載のキーボード
において、柔軟なプラスチツク導電層は回路パターンの
形をしており、その部分は曲つた表面に支持されてそれ
と共に動くようにされてなるキーボード。
１６．態様４に記載のキーボードにおいて、複数のボタ
ンを有するスプリングにより力を加えられるボタンアセ
ンブリが前記突出部を押し下げるために設けられてなる
キーボード。
【図面の簡単な説明】
第１図は一部を切り欠いて示す本発明のキーボードの平
面図、第２図はキーボードのシート内での複数のスナツ
プ作用突出部を示す平面図、第３図は第１図に示すキー
ボードの第１、第２のセパレータシートを示す平面図、
第４図は第３図の４一４線に沿う断面図、第５図は押さ
れる前のキーボードの可動部品を示す第１図の５−５線
に沿う断面図、第６図は押された後のキーボードの可動
部品を示す第５図と同様な断面図、第７図は別の実施例
の第５図と同じ断面図、第８図は別の実施例の第５図と
同じ断面図、第９図は第８図に示すキーボードの接触子
の底面図、第１０図は第９図の１０−１０線に沿う断面
図、第１１図は突出部が導電性接触子の分離された層を
支持している状態を示す底面図、第１２図は第１１図の
１２一１２線に沿う断面図、第１３図は第１１．１２図
に示す接触子とシートを示す第５図と同様な図、第１４
図は突出部が導電性接触により覆われている状態を示す
底面図、第１５図は第１４図の１５−１５線に沿う断面
図、第１６図は第１４，１５図の被覆されたシートを示
す第５図と同様な図、第１７図は回路盤の接触素子と接
触するために回路パターンの層により覆われる突出部を
有するシートの底面図、第１８図は第１７図の１８−１
８線に沿う断面図、第１９図はシートの突出部を押すた
めにボタンを用いるキーボードの断面図、第２０，２１
図はシートの突出部の形成に適当な装置の上面図および
底面図、第２２図はプラスチツクシートで作られた突出
部の断面図第２３Ａ図および第２３Ｂ図は従来のキーボ
ードの構造説明図である。 ３０，９０・・・フレーム、３１・・・開口部、３６・
・・スナツプ介在層、３７・・・導電性プラスチツク層
、３８・・・セパレータ層、３９・・・回路パターン、
５０，６０・・・弾力層、５１，６１，７０・・・柔軟
な導電層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 支持板４０上の導電接触要素３９と、離間して前記
    接触要素３９上に取付けられ、前記接触要素３９から離
    れる方向の複数のドーム状突起３５ａ，３５ｂが形成さ
    れこれら突起の各々が導電接触要素３７，７０または８
    ５を持つた前記接触要素３９との間に設けられているプ
    ラスチック材製の絶縁シート３５と、この絶縁シート３
    ５と前記接触要素３９との間に取付けられ且つ前記突起
    ３５ａ，３５ｂの何れか１つとそれぞれ係合する複数の
    開口３６ａを有し、各突起３５ａ，３５ｂは接触要素３
    ９から遠去かるようにその表面に下向きの力を与えて抑
    圧され、対応する接触要素３７，７０または８５を前記
    接触要素３９と係合させる絶縁層３６または３８とをそ
    なえたキーボードアセンブリにおいて、前記接触要素３
    ７，７０または８５は前記絶縁層３６または３８におけ
    る対応する開口３６ａを介して動き、各突起は弾性可撓
    管状ペデスタル３５ｂ状の外側部を形成し、このペデス
    タル３５ｂにより取囲まれるように配された中央ドーム
    部３５ａと一体であり、このドーム部３５ａは前記接触
    要素３９から離れるようにその表面に下向きの力が与え
    られたとき前記ペデスタル３５ｂ中に嵌り込み、これに
    より前記ペデスタルは前記ドーム部３５ａがその中心位
    置を通過したとき前記下向きの力の作用線から離れるよ
    うに弾性的に拡がることを特徴とするキーボードアセン
    ブリ。
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