DE3315563A1

DE3315563A1 - Tastschalter fuer tastaturen

Info

Publication number: DE3315563A1
Application number: DE19833315563
Authority: DE
Inventors: Akihiko Ibanaki Matsumaru
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1983-11-03
Also published as: GB2122422A; FR2526219A1; JPS58189918A; GB8311735D0

Description

DORNER & HUFNAGEL PATENTANWÄLTE

LANDWEHRSTR. 37 8000 MÜNCHEN 8
TEL. O DS/EC 07 84

München, den 29. April I983 /J Anwaltsaktenz.: 194 - Pat. 72

Nippon Mektron Ltd., Seiwa Bldg., 12-15 Shiba Daimon 1-chome, Minato-ku, Tokyo, Japan

Tastschalter für Tastaturen

Die Erfindung betrifft Tastschalter für Tastaturen. Im einzelnen befaßt sich die Erfindung mit einem Schaltermechanismus verbesserter Ausführung für Tastaturen oder Tastenfelder, bei denen die Bedienungsperson eine Bestätigung oder Rückmeldung bezüglich der Schalterbetätigung aufgrund einer fühlbaren Schnappwirkung während der Schalterbetätigung erhält, unabhängig davon, wie groß die ßetätigungsflache ist.

Tastschalter für Tastaturen der allgemein bekannten Bauart mit Schnappwirkung haben breite Anwendung als Eingabe-Betätigungsschalter für vielerlei elektrische und elektronische Geräte gefunden. Betätigungsschalter mit Schnappwirkung, die mit dem Tastsinn wahrnehmbar ist, erweisen sich als besonders zweckmäßig, da sie nach Betätigung der Bedienungsperson an dem Tastenfeld die Information geben, daß die Eingabe ordnungsgemäß erfolgt ist. Bekannte Tastschalter für Tastaturen mit Schnappwirkung arbeiten zufriedenstellend, wenn sie in Verbindung mit herkömmlichen Tastenfeldern eingesetzt werden, etwa bei Datenverarbeitungseinrichtungen, Rechnern oder Schreibmaschinen mit entsprechenden Tastaturen, wobei die Betätigungsfläche oder die wirksame Ta-

stenfläche verhältnismäßig klein ist. Das bedeutet, daß diese Fläche gerade groß genug ist, um Platz für die Fingerkuppe der Betätigungsperson zu bieten.

Es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, wenn die bekannten Tastschalter für Tastaturen mit Schnappwirkung in Fällen eingesetzt werden, bei denen besonders große Betätigungsbereiche oder Tastenoberflächen vorzusehen sind. Oft geschieht eine ordnungsgemäße Schalterbetätigung in diesen großen Betätigungsbereichen oder bei derart großen Tastenflächen aufgrund eines unregelmässigen Niederdrückens oder ßetätigens der Taste durch die Bedienungsperson, da die einzelnen Schnappelemente der Tastschalter im Vergleich zur Größe der Betätigungsfläche klein sind. Hieraus resultiert eine Unzuträglichkeit, da die Bedienungsperson nie ganz sicher ist, ob eine Schalterbetätigung erfolgte oder nicht. Bedauerlicherweise hat es sich als äußerst schwierig herausgestellt, einen großen Tastschalter mit Schnappfunktion als eine einzige Einheit auszubilden, welche in ihrer Größe der großen Betätigungsfläche oder Tastenfläche entspricht und eine zufriedenstellende Wirkungsweise aufweist.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Tastschalter für Tastaturen in solcher Weise auszugestalten, daß auch bei großer Tastenfläche eine zuverlässige taktile Rückmeldung erfolgt. Diese Aufgabe wird durch die im anliegenden Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Im einzelnen ist jedem ßetätigungsbereich oder jeder Taste auf der Tastatur mindestens zwei zueinander elektrisch parallelliegenden einzelnen Schalterelementen mit Schnappwirkung zugeordnet. Ein Muster oder eine Anordnung von Kontaktstellen entsprechend der Größe der Betätigungsfläche oder der Tastenfläche be-

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findet sich oberhalb der Schaltelemente, so daß unabhängig davon welcher Teil des ßetatxgungsberexches oder der Tastenfläche von der Bedienungsperson niedergerdrückt wird, mindestens eines der Schaltelemente der Parallelschaltung betätigt wird. Der neuartige Aufbau des vorliegend angegebenen Tastschalters stellt sicher, daß die Schalterbetätigung aufgrund einmaliger Druckausübung erfolgt, unabhängig davon, wie groß der Betätigungsbereich ist. unter den zahlreichen praktischen Vorteilen, welche eine mit den hier vorgeschlagenen Tastschaltern ausgerüstete Tastatur aufweist, seien geringerer Arbeitseinsatz, bessere Wirkungsweise und weniger Fehlbedienungen und damit eine geringere Belastung für die Bedienungsperson genannt.

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Tastatur mit Schnappfunktbn,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Betätigungsfläche eines Tastenfeldes oder einer Tastatur mit Tastschaltern entsprechend der Darstellung von Figur 1 und

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Tastschalter

innerhalb einer Tastatur mit Schnappwirkung entsprechend den vorliegend angegebenen Konstruktionsgedanken.

In Figur 1 ist zunächst ein Tastschalter für Tastaturen mit Schnappfunktion nach dem Stande der Technik gezeigt. Eine federnde, flexible Schaltungsträgerbahn 2 besitzt ein bestimmtes feststehendes Leitermuster von oberen Kontaktpunkten 1, welche an der Schaltungstragerbahn 2 gebildet sind. Eine federnde, flexible Schaltfolie 6 mit einem beweglichen Leitermuster unterer Kontaktpunkte 5 auf seiner Oberseite gegenüber den jeweils entsprechenden oberen Kontaktpunkten 1 befindet sich unterhalb

der Schaltungsträgerbahn 2, wobei zwischen der Schaltungsträgerbahn 2 und der Schaltfolie 6 jeweils eine die Schaltbewegungen zulassende Kammer 3 gebildet ist. Die Schaltungsträgerbahn 2 und die Schaltfolie 6 sind durch einen aus Isolierstoff gefertigten Abstandshalter k voneinander getrennt, welcher mit Durchbrüchen versehen ist, die die erwähnten Kammern bilden. Die Tastatur wird durch eine ßasisschicht 8 vervollständigt, welche die Schaltfolie 6 abstützt und aufnimmt.

Bei bekannten Konstruktionen haben die einzelnen Schaltelemente in der Schaltfolie 6 die Gestalt halbkugeliger Gebilde mit einer oberen Abflachung, wobei diese Form zur Einleitung der gewünschten Schnappwirkung geeignet ist. Die Ausbildung der Basisschicht 8 ist derart, daß offene Räume 7 zur Verfügung stehen, welche zu der Schnappwirkung der einzelnen Schnappelemente der Schaltfolie 6 beitragen, um ein Umstülpen bei Betätigung der die Deckschicht bildenden Schaltungsträgerbahn 2 zu bewirken. Wenn die Schaltelemente sich umdrehen oder umschnappen, wird auf die Hand der Bedienungsperson eine taktile Rückmeldung oder eine Schnappwirkung übertragen, während gleichzeitig die oberen Kontaktpunkte 1 in elektrischen Kontakt sowie auch in mechanischen Kontakt mit den unteren Kontaktpunkten 5 geraten und ein Schaltkontakt somit geschlossen wird, Jedes Paar von Kontaktpunkten 1 und 5 bildet einen Tastschalter der Tastatur.

Es xst zu beachten, daß die Teile des Tastschalters bzw. der Tastatur mittels eines geeigneten Verbindungsmaterials, etwa mittels Klebstoff 9, zusammengehalten werden können. Die nichtleitenden Teile der Tastatur werden zweckmäßig aus einem isolierendem Kunststoff hergestellt, während die elektrisch leitfähigen Teile der Schaltmittel in herkömmlicher Weise nach Art der gedruckten Schaltung oder in ähnlicher Technik hergestellt werden können.

Während die zuvor beschriebenen Tastschalter oder Tastaturen herkömmlicher Art für Anwendungsfälle geeignet sind, bei denen die Bedienungsflächen oder Tastenflächen verhältnismäßig klein sind, eignet sich die in Figur 1 gezeigte Konstruktion einer Tastatur verhältnismäßig schlecht im Falle größerer Bedienungsflächen oder Bedienungsbereiche der einzelnen Tasten. In Figur 2 ist die Deckschicht oder Deckplatte 10 eines Tastenfeldes mit eine Schnappfunktion aufweisenden Tasten gezeigt. Bei einem derartigen Tastenfeld sind für die verschiedenen Eingabefunktionen Betätigungsbereiche oder Tastenflächen unterschiedlicher Größe vorgesehen. Kleine Betätigungsbereiche oder Tastenflächen sind mit a, b, c und d bezeichnet, während große Bereiche bei E und F angedeutet sind. Wie zuvor erwähnt, ergibt sich im Falle eines besonders großen ßetätigungsbereiches oder einer besonders grossen Tastenfläche bei der bekannten Tastatur die Schwierigkeit, daß keine genaue und sichere Betätigung durch die Bedienungsperson möglich ist.

Bei einem Tastschalter für Tastaturen der vorliegend angegebenen Art, wie er in Figur 3 gezeigt ist, sind die vorstehend kurz beschriebenen Schwierigkeiten vermieden. Der Tastschalter bzw. die Tastatur gemäß Figur 3 besitzt ähnlichen Aufbau wie die in Figur 1 gezeigte und im Zusammenhang mit dieser Zeichnungsfigur beschriebene Konstruktion. Es ist eine Schaltungsträgerbahn 11 vorgesehen, welche ein feststehendes oberes Leitermuster l4 trägt. Eine Schaltfolie 13 mit Schnappelementen, welche in die Schaltfolie eingeformt sind und entsprechende Gestalt besitzen wie die Schnappelemente gemäß Figur 1, befindet sich unterhalb der die Deckschicht bildenden Schaltungsträgerbahn 11. Auf der Schaltfolie 13 sind untere bewegliche Koutaktpunkte in einem bestimmten Muster l8 angeordnet, wobei diese Kontaktpunkte dem Muster der oberen Kontaktpunkte lk entsprechen. Paare von Kontaktpunkten Ik und l8 bilden jeweils den Bereich einzelner Tasten. Eine Abstandshalterschicht 12 aus Isoliermaterial und eine BasLsschicht 15 sowie geeignete Klebeverbindungen vervollständigen

den Tastenschalter bzw. die Tastatur.

Die Wirkungsweise des hier vorgeschlagenen Tastschalters bzw. der Tastatur entspricht derjenigen der Konstruktion nach Figur 1, wobei die halbkugeligen, oben abgeflachten Schnappelemente der Schaltfolie 13 sich bei Betätigung der die oberste Schicht bildende Schaltungsträgerbahn 11 durch Einwirkenlassen einer abwärts gerichteten Betätigungskraft umstülpen. Bei diesem Umstülpen überträgt sich eine vom Tastsinn wahrnehmbare Schnappwirkung auf den Finger der Bedienungsperson, wenn das Muster oberer Kontaktpunkte I^ in mechanischen und elektrischen Kontakt mit den unteren Kontaktpunkten 18 kommt und ein Schalter auf diese Weise geschlossen wird.

Abweichend von dem bekannten Tastschalter bzw. der bekannten Tastatur entspricht jeder obere Kontaktpunkt lh der Größe der Betätigungsfläche oder Tastenfläche. Bei der in Figur 3 gezeigten Ausfuhrungsform ist die Betätigungsfläche oder der Betätigungsbereich eine große Fläche, welche zwischen den in Figur 3 bei 17 angedeuteten Grenzen liegt. Diesem großen Kontaktbereich lk sind zwei einzelne Schnappelemente zugeordnet, welche schaltungsmäßig parallel liegen. Eine Tastschaltereinheit ist daher nach dem vorliegend beschriebenen Gedanken aus einer Mehrzahl einzelner Schaltereinheiten aufgebaut, die zueinander parallel liegen. Aufgrund dieses neuartigen Aufbaus wird unabhängig davon, welcher Teil des Betätigungsbereiches oder der Betätigungsfläche 17 von der Bedienungsperson niedergedrückt wird, mindestens ein Schalter jedenfalls betätigt. Eine zuverlänssige Schalterbetätigung ist somit sichergestellt. Dieses vorteilhafte Ergebnis wird unabhängig von der Größe der Tastenflächen bzw. Betätigungsbereiche erzielt, da ein beliebige Anzahl einzelner Schalterelemente parallelgeschaltet werden kann und eine entsprechende Größe des oberen Kontaktbereiches oder Kontaktleitermusters I^ vorgesehen werden kann.

Es sei noch erwähnt, daß auf der Seite der die Deckschicht bildenden Schaltungsträgerbahn 11 die Durchbrüche der Abstandshalterschicht 12 jeweils eine Zuordnung zu den einzelnen Schnappelementen der Schaltfolie 13 haben, während die in der Basisschicht 15 vorgesehenen, einseitig offenen Räume 16 jeweils
mehrere, innerhalb des Betätigungsbereiches 17 gelegene Schnappelemente aufnehmen.

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Claims

Patentansprüche

1.)Tastschalter für Tastaturen, gekennzeichnet durch eine flexible Schaltungsträgerbahn (ll) mit einem Betätigungsbereich bzw. einer Tastenfläche auf einer Seite sowie mit einem auf ihrer anderen Seite vorgesehenen ersten Kontaktmuster (Ik), das in seiner Größe der Ausdehnung des Betätigungsbereiches bzw. der Tastenfläche entspricht, ferner durch eine flexible Schaltfolie (13), in welcher eine Mehrzahl beweglicher Schnappelemente eingeformt ist und welche auf den Schnappelementen ein zweites Kontaktmuster (l8) in Zuordnung zu dem ersten Kontaktmuster (lk) enthält, wobei mindestens zwei der zweiten Kontaktmuster (l8> der Schnappelemente in Pnrallelschaltung dem zugehörigen oberen Kontaktmuster (lk) gegenüberliegen, sowie schließlich durch eine Basisschicht (15) zur Abstützung und Halterung der Schaltfolie (13).

2. Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstandshalterschicht (12) zwischen der Schaltfolie (13J und der die oberste Schicht bildenden Schaltungsträgerbahn (11) vorgesehen ist.

3. Tastschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappelemente jeweils die Gestalt umgedrehter Kugelkappen mit abgeflachtem Scheitelbereich aufweisen.