DE2543044A1

DE2543044A1 - Drucktastenschalter

Info

Publication number: DE2543044A1
Application number: DE19752543044
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kawasaki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1976-04-01
Also published as: US4066860A; DE2543044C3; DE2543044B2

Description

13. Dezember 1974; Japan; Nr. 143913/1974

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucktaatenschalter.

Der übliche Drucktastenschalter enthält eine Taste und eine Feder, wobei diese beiden Elemente voneinander getrennt sind. Wenn der DrucktaBtenschalter sich in einer Tastatur befindet, welche eine Vielzahl von Tastenschaltern zur Informationseingabe aufweist, ist eine "Vielzahl von Drucktasten und Federn für die jeweiligen Druektastenschalter erforderlich, und daher ist die Herstellung einer solchen Tastatur sehr mühsam und zeitraubend.

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Die Aufgabe der Erfindung ist es, Drucktastenschalter zu schaffen, die einen einfachen Aufbau haben und einfach herstellbar sind. In weiterer Ausbildung der Erfindung soll ein Drucktastenschalter geschaffen werden, dessen Taste mit einer die Taste bewegbar tragenden Feder einstückig ausgebildet ist.

Gemäß der Erfindung wird eine Drucktaste vorgesehen, die aus elastischem Material bestehend mit einer Feder einstückig ausgebildet ist. Bei Herstellung einer aus mehreren derartigen Drucktastenschaltern bestehenden Tastatur sind die Drucktasten und die Federn in einem einzigen Körper ausgebildet, d. h. kontinuierlich miteinander verbunden, so daß die Fertigung einer solchen Tastatur erheblich vereinfacht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Tn den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter;

Figur 2 einen Querschnitt durch den Drucktastenschalter von Figur 1 während dessen Betätigung;

Figur 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckschalters;

Figur 4 eine perspektivische Ansicht, welche die gegenseitige Anordnung mehrerer Drucktastenschalter gemäß Figur 1 zeigt;

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Figur 5 eine Draufsicht auf eine Tastatur bestehend aus erfindungsgemäßen Drucktastenschaltern;

Figur 6 eine Seitenansicht der bei der Tastatur von Figur 5 verwendeten Drucktastenschalter;

Figur 7 eine Seitenansicht, welche die Betätigung von Drucktastenschaltern gemäß Figur 6 zeigt;

Figur 8 eine Draufsicht auf einen Rahmen, der bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters zur Anwendung kommt;

Figur 9 einen Querschnitt durch den Rahmen von Figur 8;

Figur 10 einen Querschnitt durch einen Drucktastenschalter, bei dem der Rahmen von Figur 8 verwendet wird;

Figur 11 einen Querschnitt durch den Drucktastenschalter von Figur 10 bei dessen Betätigung;

Figur 12 eine Draufsicht auf eine Tastatur, bei welcher der Rahmen vonFigur 8 verwendet wird;

Figur 13 eine Ausführungsform, bei der eine Kennzeichnung der Funktion des Drucktastenschalters unter Verwendung des Rahmens von Figur 8 vorgenommen wird;

Figur 14 eine weitere Ausführungsform, bei der eine Kennzeichnung der Funktion des Drucktastenschalters unter Verwendung des Rahmens von Figur 8 vorgenommen wird;

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Figur 15 eine dritte Ausführungsform, bei der eine Kennzeichnung der Funktion des Drucktastenschalters

unter Verwendung des Rahmens von Figur 8 vorgenommen wird;

Figur 16 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform von erfindungsgemäßen Drucktastenschaltern;

Figur 17 einen Querschnitt durch die Drucktastenschalter von Figur 16;

Figur 18 einen Querschnitt, der die Drucktastenschalter von Figur 16 bei deren Betätigung zeigt;

Figur 19 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Rahmens für einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter;

Figur 20 einen Querschnitt durch einen Drucktastenschalter, bei dem der Rahmen von Figur 19 verwendet wird; .

Figur 21 eine Draufsicht auf eine Tastatur, bei der die Drucktastensohalter von Figur 20 verwendet werden;

Figur 22 eine Seitenansicht der Tastatur von Figur 21;

Figur 23 eine Querschnittsansicht, die Einzelheiten des Aufbaus des Drucktastenschalters von Figur 20 zeigt;

Figur 24 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter;

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Figur 25 eine Querschnittsansicht gemäß A-A von Figur 24;

Figur 26 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters;

Figur 27 eine Querschnittsansicht gemäß B-B von Figur 26;

Figur 28 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters;

Figur 29 eine Querschnittsansicht gemäß C-C von Figur 28;

Figur 30 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters;

Figur 31 eine Querschnittsansicht gemäß D-D von Figur 30;

Figur 32 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters;

Figur 33 einen Querschnitt gemäß E-E von Figur 32;

Figur 34 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Rahmens für einen erfindungsgemäßen Drucktastenschalter;

Figur 35 eine perspektivische Ansicht des Rahmens von Figur 34; und

Figur 36 eine Querschnittsansicht eines Drucktastenschalters, bei dem der Rahmen von Figur 34 verwendet wird.

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Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die Taste 10 mit einem Federelement 12 einstückig ausgebildet und besteht aus elastischem Kunstharz wie Polypropylen.

Ein Paar von kammförmigen Kontaktmustern 14 und 16 ist direkt auf einem Substrat 18 ausgebildet. Eine leitende Gummiplatte 20 ist auf dem Substrat 18 über ein Abstandsglied 22 angebracht. Ein Gummikissen 24 ist auf der leitenden Gummiplatte 20 angeordnet, und die aus der Taste 10 und dem Federelement 12 bestehende integrale Einheit ist auf dem Gummikissen 24 so angeordnet, daß sie mit den Kontaktmustern 14 und 16 korrespondiert. Die Position der Taste 10 wird durch ein Gehäuse 26.eines elektronischen Geräts wie etwa eines elektronischen Rechners bestimmt.

Wenn die Taste 10 manuell niedergedrückt wird, wie in Figur 2 gezeigt wird, drückt ein mit der Taste 10 und dem ■ Federelement 12 einstückiger Vorsprung 28 die leitende Gummiplatte 20 abwärts, wodurch die kammförmigen Kontaktmuster 14 und 16 leitend überbrückt werden.

Bei der Ausführungsform von Figur 3 ist eine leitende Gummischicht 30 an der Unterseite des Vorsprungs 28 befestigt. Bei dieser Ausführungsform entfallen die leitende Gummiplatte 20, das Abstandsglied 22 und das Gummikissen

Wenn die manuelle Betätigung aufhört, kehrt die Taste unter der Wirkung des Federelements 12 in ihre Ausgangsstellung zurück und trennt dadurch die kammförmigen Kontaktmuster 14 und 16 voneinander.

Das Federelement 12 weist gemäß Figur 4 zwei Schenkel auf zwecks Erhöhung der Elastizität. Dünne vorstehende Verbindungsstege 32 sind mit der Taste 10 einstückig ausge-

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tildet und dienen dazu, zwei benachbarte Tasten 10 miteinander zu verbinden, um die Herstellung einer aus den hier beschriebenen Drucktastenschaltern bestehenden Tastatur zu erleichtern.

Figur 5 zeigt eine matrixartig ausgebildete Tastatur, bei der die Tasten 10 und dünne Verbindungsstege 34 aus einem einzigen Körper aus elastischem Kunstharz bestehen. Ein flacher Tastaturrahmen 36, der mit den Tasten 10 einstückig ausgebildet ist, erleichtert den Einbau der Tastatur in das elektronische Gerät.

Die dünnen Verbindungsstege 34- stören die Abwärtsbewegung der jeweiligen Tasten 10 nicht, und daher kann jede Taste 10 unabhängig von den benachbarten Tasten niedergedrückt werden, wie in Figuren 6 und 7 gezeigt wird. In den Figuren 6 und 7 sind die Federelemente 12 nicht mit eingezeichnet, um das Verständnis der Bewegung der Tasten zu erleichtern. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die dünnen Verbindungsstege 34 selbst als Federelemente dienen können.

Bei der weiteren Ausführungsform gepäß Figuren 8 bis 11 sind ein Federelement 38 und eine Taste 40 in einer dünnen Metallplatte 42 ausgebildet unter Verwendung bekannter Ätztechniken. Die Taste 40 ist durch Pressung so bearbeitet, daß ein vorstehender Teil 44 entstanden ist, und das Federelement 38 ist nach oben gezogen, so daß es die Taste 40 beweglich trägt, wie in Figur 9 gezeigt ist.

Eine isolierende Gummiplatte 46, die mit einem Tastentragkörper 48, einem tragenden Wandteil 50uid einem Vorsprung einstückig ausgebildet ist, ist auf einem Substrat54 angeordnet, auf dem ein Paar von kammförmigen Kontaktmustern

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56 und 58 direkt aufgebracht sind, wie in Figur 10 gezeigt ist. Der Tastentragkörper 48 ist in den vorstehenden Teil 44 der Taste 40 eingesetzt, um die Taste 40 fest zu tragen. Das Federelement 38 erstreckt sich rings um den tragenden Wandteil 50, um die Abwärtsbewegung der Taste 40 und des Tastentragkörpers 48 zu ermöglichen. Eine leitende Gummiplatte 60 ist an der Unterseite des Vorsprungs 52 befestigt und dient dazu, das Paar von kammförmigen Kontaktmustern 56 und 58 bei manuellem Herabdrücken der Taste 40 kurzzuschließen. Der Tastenoberteil 40 steht nach außen durch eine Ausnehmung vor, die an einer geeigneten Stelle eines Gehäuses 62 eines elektronischen Geräts vorgesehen ist.

Wenn die Taste 40 manuell abwärts gedrückt wird gegen die elastische Wirkung des Federelements 38 und des tragenden Wandteils 50, schließt die leitende Gummiplatte 60 die Kbntaktmuster 56 und 58 kurz, wie in Figur 11 gezeigt wird. Die Taste 40 kehrt bei' Aufhören des manuellen Herabdrückens unter der Wirkung des Federelements 38 und des tragenden Wandteils 50 in ihre Ausgangsstellung zurück und löst dabei die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktmustern 56 und 58.

Gemäß Figur 12 sind die Tasten 40 und die Federelemente 38 auf einer kontinuierlichen Metallplatte 42 matrixartig angeordnet zur Bildung einer Tastatur mit 17 Tastenschaltern. Die jeweiligen Tastenschalter K1 bis K17 sind in der in Figuren 8 bis 11 gezeigten Weise ausgebildet. In Figur 12 werden nur die Tastenschalter K1 und K2 im einzelnen gezeigt, während von den übrigen Tastenschaltern einfachheitshalber nur deren Positionen gezeigt werden, wobei diese übrigen Tastenschalter in derselben Weise wie die Tastenschalter K1 und K2 ausgebildet sind.

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Gemäß den Figuren 13 bis 15 sind die Tasten 40 markiert, um d-ie jeweilige Funktion der betreffenden Tastenschalter zu beschreiben, wobei es sich z. B. um die numeriechen Tasten O bis 9 und die Funktionstasten x, +, f, usw. handeln kann.

Gemäß Figur 13 ist auf dem Tastenoberteil 40 mittels der erwähnten Pressung eine Vertiefung 64 ausgebildet. Auf die Vertiefung 64 ist ein Lack oder ein geeigneter Kunstharz 68 aufgetragen, um das Tastenoberteil 40 zu markieren. Bei der Ausführungsform von Figur 14 ist in dem Tastenoberteil 40 ein Vorsprung 66 ausgebildet, auf dem die Markierung aufgebracht ist. In Figur 15 ist die Markierung auf der flachen Oberfläche des Tastenoberteils 40 gebildet.

Bei der Ausführungsform von Figur 16 sind ein plattenförmiges Federelement 70 und eine Taste 72 von hohler quadratischer Bauart auf einer Metallplatte 74 ausgebildet unter Verwendung von Ätz- und Preßtechniken. Eine Bohrung 76 ist an einer gewünschten Stelle der Metallplatte 74 vorgesehen, und ein Vorsprung 78 ist auf der Unterseite einer Gehäusewand 80 eines elektronischen Geräts vorgesehen, und zwar an einer der Bohrung 76 entsprechenden Stelle. Der Vorsprung 78 wird in die Bohrung 76 eingesetzt und zum Schmelzen gebracht, so daß die Metallplatte 74 fest an der Unterseite der Gehäusewand 80 gemäß Figur 17 getragen wird.

Wenn die Taste 72 manuell abwärts gedrückt wird, wird der Drehpunkt der Bewegung von dem Vorsprung 78 fest fixiert, und daher kann gemäß Figur 18 die Taste 72 unabhängig von benachbarten Tasten gedrückt werden. Es versteht sich, daß der Tastentragkörper und der das leitende Gummi aufweisende Vorsprung unterhalb der Taste 72 angeordnet sein müssen, in der Zeichnung jedoch einfachheitshalber weggelassen worden sind.

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Bei der Ausführungsform von Figur 19 sind ein Federelement 82, eine Tastenoberseite 84, ein Tastenrahmen 86 und ein Tragkörper 88 unter Verwendung üblicher Ätztechniken auf einer Metallplatte ausgebildet. Das Federelement 82 und der Tastenrahmen 86 sind gemäß Figur 20 nach oben gezogen. Eine Metallstruktur ist rings um den Tastenrahmen 86 angeordnet, und ein geeignetes Kunstharz ist in diese Metallstruktur eingegossen, um einen Tastenblock 90 zu bilden. Die Metallstruktur ist vorzugsweise so ausgebildet, daß eine gewünschte Stelle 92 auf der Tastenoberseite 84 von Kunstharz frei bleibt, so daß dort die Tastenoberseite sichtbar bleibt und daher mit einer Markierung versehen werden kann. Das Kunstharz wird in einen Bereich 94 durch eine Bohrung 96 eingegossen, die in der Mitte der Tastenoberseite 84 vorgesehen ist.

Nach der Herstellung des Tastenblocks 90 wird das Federelement 82 nach oben gezogen, so daß es den Tastenblock 90 beweglich abstützt.

Gemäß Figur 21 sind Tastenschalter der vorstehend beschriebenen Art zu einer Tastatur zusammengefaßt.Eine gewünschte Anzahl von Tastenblöcken 90 ist ausgebildet und wird von Federelementen 82 getragen, die mit einer Rahmenplatte 98 einstückig sind, welche aus einer dünnen Metallplatte, wie etwa aus einer Platte aus rostfreiem Stahl besteht. In Figur 21 werden die Tastenschalter K7, K8 und K9 in dem Zustand vor dem Eingießen des Kunstharzes gezeigt, um die Herstellung der Tastatur verständlicher zu machen.

Die Bohrung 96, die in der Tastenoberseite 84 vorgesehen ist, muß an einer geeigneten Stelle ausgebildet werden unter Berücksichtigung der Struktur der Markierung.

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Die jeweiligen Tastenblöcke 90 werden von den Federelementen 82 beweglich getragen, um das manuelle Herabdrücken der Tastenblöcke 90 zu ermöglichen, wie in Figur 22 gezeigt wird.

Figur 23 zeigt einen Tastenschalter der vorstehend beschriebenen Art, der auf einem Substrat 100 angebracht ist. Ein Paar von kammförmigen Kontaktmustern 102 und 104 sind direkt auf dem Substrat 100 ausgebildet, auf dem eine leitende Gummiplatte 106 über ein Abstandsglied 108 angebracht ist. Wenn der Tastenblock 90 manuell abwarte gedrückt wird, drückt ein an der Unterseite des Tastenblocks 90 vorgesehener Vorsprung 110 die leitende Gummiplatte 106 abwärts, wodurch die Kontaktmuster 102 und 104 kurzgeschlossen werden.

Die Figuren 24 bis 33 zeigen mehrere Möglichkeiten zum Markieren der Tasten.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 24 und Figur 25 ist ein Vorsprung 112 auf der Tastenoberseite 84 ausgebildet unter Verwendung üblicher Preßbearbeitung. Der Vorsprung 112 weist eine die Markierung der Taste bildende Struktur auf. Der Vorsprung 112 wird von dem den Tastenblock 90 bildenden Kunstharz freigelassen und stellt somit eine sichtbare Markierung für die Taste dar.

Bei der Ausführungsform gemäß Figuren 26 und 27 ist auf der Tastenoberseite 84 eine Vertiefung 114 geeigneter Struktur ausgebildet, um auf die-se Weise die Taste unter Verwendung von Ätztechniken zu markieren. Die Tastenoberseite 84 wird von dem den Tastenblock 90 bildenden Kunstharz mit Ausnahme ihres Randes freigelassen.

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Bei der Ausführungsform von Figuren 28 und 29 ist ein Vorsprung 116, der die gewünschte Zahl oder Funktion darstellt, auf der Tastenoberseite 84 ausgebildet unter Verwendung üblicher Ätztechniken. Die Tastenoberseite 84 wird an ihrem Rande von dem den Tastenblock 90 bildenden Kunstharz bedeckt.

Ein Schlitz 118, der der Struktur der gewünschten numerischen oder Funktionsmarkierung entspricht, ist gemäß der Ausführungsform von Figuren 30 und 31 auf der Tastenoberseite 84 unter Verwendung von Ätztechniken gebildet worden. Das Harz ist durch den Schlitz 118 sichtbar, so daß die Bedienungsperson die Funktion der Taste erkennen kann. Der Rand der Tastenoberseite 84 ist mit dem den Tastenblock 90 bildenden Kunstharz bedeckt.

Bei der Ausführungsform von Figuren 32 und 33 ist die Vertiefung 114 in derselben Weise wie bei der Ausführungsform von Figuren 26 und 27 gebildet, und der markierende Teil der Tastenoberseite ist durch Preßbearbeitung nach oben gezogen worden, wodurch eine Im wesentlichen ebene Oberfläche der Taste entsteht.

Bei der Ausführungsform der Figur 34 sind eine Taste 120, ein Federelemente 122 und Kontaktteile 124 unter Verwendung von Ätztechniken in einer elastischen Metallplatte 126 ausgebildet. Die Taste 120 steht nach oben vor, während die Kontaktteile 124 gemäß Figur 35 aufgrund der Preßbearbeitung nach unten vorstehen.

Der vorstehend beschriebene Drucktastenschalter wird auf einem Substrat 128 unter Zwischenschaltung eines Abstandsgliedes 130 angeordnet. Kontaktmuster 132 und 134 sind direkt auf dem Substrat 130 gebildet, und zwar an Stellen,

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die den Kontaktteilen 124 entsprechen. Die Taste 120 steht durch eine Ausnehmung vor, die in einem Gehäuse 136 eines elektronischen Geräts vorgesehen ist.

Wenn die Taste 120 manuell abwarte gedrückt wird, gelangen

die Kontaktteile 124 in elektrischen Kontakt mit den

Kontaktmustern 132 und 134 und schließen dadurch die Kontaktmuster 132und 134 kurz.

Patentansprüche;

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Claims

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Patentansprüche

Drucktastenschalter -bestehend aus einer Taste und der Taste zugeordnete Kontaktmuster, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Glied (12) dazu vorgesehen ist, die Taste (10) beweglich oberhalb der Kontaktmuster zu lagern, und daß eine elastische Kopplung die Taste (10) mit dem federnden Glied (12) in der Weise verbindet, daß die Taste (10) mit dem federnden Glied (12) einstückig ist.
2. Drucktastenschalter mit einer Taste und mit der Taste zugeordneten, auf einem Substrat ausgebildeten Kontaktmustern, dadurch gekennzeichnet, daß eine federnde Metallplatte (42) vorgesehen ist, auf welcher eine Tastenoberseite (40) und ein Pedorelement zur beweglichen Lagerung der Tastenoberseite (40) ausgebildet sind, und daß ein Abstandsglied (46) zwischen der federnden Metallplatte (42) und dem Substrat (54) angeordnet ist.
3. Drucktastenschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Tastenoberseite mit einem Kunstharz bedeckt ist.
4. Drucktastenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Teil (92) der Tastenoberseite (84) zwecks Markierung des Drucktastenschalters nicht mit Kunstharz bedeckt ist.
5. Drucktastenschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Vorsprünge (124) an dem Pederelement (122) vorgesehen sind, um die Kontaktmuster (132,134) bei manuellem Herabdrücken der Tastenoberseite (120) elektrisch kurzzuschließen.

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