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Diese
Erfindung betrifft Tastenschalter bzw. eine diese enthaltende Tastatur,
die zur Verwendung bei verschiedenen Arten von Vorrichtungen wie
Personalcomputern, Textverarbeitungsgeräten und ähnlichem geeignet sind, insbesondere
eine derartige Tastatur bzw. Tastenschalter, deren Tastenköpfe jeweils
von einer Pantograph-Mechanik gehaltert sind.
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4 stellt ein Beispiel eines
Tastenschalters einer Tastatur gemäß dem Stand der Technik dar,
wie er prinzipiell beispielsweise aus der
DE 196 32 853 A1 bekannt
ist. Auf einer einen Tastaturträger
bildenden Platte
1 ist eine Membranfolie
2 angeordnet,
auf der ein Gehäuse
3 angebracht
ist.
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Wie
im Detail in 2 dargestellt
ist, umfaßt
die Membranfolie 2 ein Paar übereinandergeschichteter Kontaktschichten 2A und 2B,
die durch einen Abstandshalter 2C in einem vorbestimmten
Abstand voneinander gehalten werden, sowie ein Kontaktmuster 2D und
Kontaktmuster 2E, 2F, die auf den einander gegenüberliegenden
Oberflächen
der Kontaktschichten gebildet sind. Das Kontaktmuster 2D und
die Kontaktmuster 2E, 2F bilden zusammen einen
Kontakt. Wenn von oben Druck auf die Kontaktschicht 2A im
Kontaktbereich ausgeübt
wird, werden das Kontaktmuster 2D und die Kontaktmuster 2E, 2F in
Kontakt miteinander gebracht und eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen den Kontaktmustern 2E und 2F über das
Kontaktmuster 2D hergestellt wird, um ein Kontaktsignal
zu erzeugen.
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Das
aus Harz- oder Kunstharzmaterial hergestellte Gehäuse 3 weist
eine es durchsetzende Öffnung 4 gegenüber dem
Kontaktbereich auf, um die Membranfolie 2 im Kontaktbereich
und seiner Umgebung freizulegen. Ein haubenartiges Gummielement 5 ist
innerhalb der Öffnung 4 auf
der Membranfolie 2 angeordnet. Das haubenartige Gummielement 5 umfaßt einen
in Vertikalrichtung verformbaren Mantelabschnitt 5A und
einen mit der Oberseite des Mantelabschnitts 5A verbundenen
Tastschalterabschnitt 5B.
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Ein
Paar Bügel 6 und 7,
die eine scherenartige oder pantographartige Mechanik bilden, welche
hier der Einfachheit halber als Pantograph-Mechanik bezeichnet wird,
ist so aufgebaut, wie es in den 3A und 3B gezeigt ist. Der Bügel 6 umfaßt ein Paar
paralleler Bügelelemente,
die etwa in ihrer Mitte mittels eines mittig angeordneten Druckausübungsteils 6A zum
Drücken
auf das Gummielement 5 verbunden sind. Die parallelen Bügelelemente
weisen Zapfenlöcher 6B auf,
die an den entgegengesetzten Seiten des Druckausübungsteils 6A zur
Aufnahme jeweils eines Zapfens 7A gebildet sind, die sich
nach innen von den gegenüberliegenden Seiten
eines Paars Bügelelemente
aus erstrecken, welche den anderen Bügel 7 bilden. Somit
ist klar, daß die zwei
Bügel 6 und 7 an
ihren Mittelabschnitten zu einer X-Form zur Ermöglichung einer Schwenkbewegung
relativ zueinander zusammengebaut sind, indem die Zapfen 7A des
Bügels 7 in
die Zapfenlöcher 6B des
Bügels 6 eingreifen.
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Der
erste Bügel 6 weist
genauer gesagt ein Paar Zapfen 6C auf, die sich von ersten
Enden der Bügelelemente
aus nach innen aufeinander zu erstrecken. Die Bügelelemente sind an ihren zweiten
Enden durch eine Querstange miteinander verbunden, die sich zwischen
ihnen erstreckt und an ihren entgegengesetzten äußeren Enden in nach außen vorstehenden
Zapfen 6D endet. Der zweite Bügel 7 weist ein Paar
Zapfen 7C auf, die sich von den ersten Enden seiner Bügelelemente
aus nach außen
erstrecken. Die Bügelelemente
des zweiten Bügels
sind an ihren zweiten Enden durch eine sich zwischen ihnen erstreckende
Querstange 7B miteinander verbunden.
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Die
Zapfen 7C sind in entsprechenden Drehlagern 17A drehbar
gehaltert, die an der Unterseite des Tastenkopfs 17 gebildet
sind, während
die Zapfen 6D in entsprechenden Drehlagern 3A drehbar
gehaltert sind, welche am Gehäuse 3 gebildet
sind. Andererseits sind die Zapfen 6C in entsprechenden
Gleitlagern 17B gleitend verschiebbar gehaltert, welche
an der Unterseite des Tastenkopfs 17 gebildet sind, während die
Zapfen 7B in entsprechenden Gleitlagern 3B gleitend
verschiebbar gehaltert sind, welche am Gehäuse 3 gebildet sind.
Auf diese Weise wird der Druckausübungsteil 6A des Bügels 6 der
Oberseite des Tastschalterabschnitts 5B des Gummielements 5 gegenüber und
in Kontakt mit diesem angeordnet, wobei die Bügel 6 und 7 durch die
elastische Rückstellkraft
des Gummielements 5 jeweils in ihrer aufrechten oder hochstehenden
Position gehalten werden, d.h., der Tastenkopf 17 wird
an seinem oberen Tot- oder Endpunkt gehalten.
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Das
Drücken
des Tastenkopfs 17 nach unten bewegt die Bügel 6 und 7,
welche die Pantograph-Mechanik
bilden, auf die Oberseite des Gehäuses 3 zu, während sich
der Tastenkopf 17 parallel zu dieser Oberseite bewegt.
Während
dieses Vorgangs drückt
der Druckausübungsteil 6A des
Bügels 6 auf
das Gummielement 5 und drückt dieses nach unten zusammen,
wodurch ein gutes Anschlag-Gefühl
erzielt wird, während der
Tastschalterabschnitt 5B gleichzeitig auf den Kontaktbereich
der Membranfolie 2 drückt
und dadurch den Ein- und Ausschaltvorgang des zugehörigen Kontakts
bewirkt.
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Für die fortschreitende
Verkleinerung und zunehmend bessere Tragbarkeit von Geräten, die
mit Tastenschaltern oder einer Tastatur der oben beschriebenen Art
versehen sind, besteht zunehmender Bedarf für Tastenschalter bzw. eine
Tastatur, die sowohl leichter ist als bisherige als auch eine geringere
Bauhöhe
aufweist. Es besteht insbesondere Bedarf für eine Tastatur, bei der der
Tastenhub im wesentlichen gleich der herkömmlichen Tastatur ist, die
aber dennoch eine geringere Bauhöhe
aufweist.
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Bei
der Tastatur nach dem Stand der Technik mit dem oben beschriebenen
Aufbau ist jedoch einer der Faktoren, der eine Reduzierung der Dicke
bzw. Bauhöhe
verhindert, die Dicke des Gehäuses 3.
Insbesondere weil das Gehäuse 3 aus
Harz gebildet ist, darf es aus Gründen der Form- oder Gießbarkeit
sowie vom Standpunkt der Steifigkeit bzw. Festigkeit und der Wärmebeständigkeit
als Gehäuse
nicht zu dünn
hergestellt werden, was den Nachteil mit sich bringt, daß die Reduzierung
der Dicke unmöglich
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastenschalter bzw.
eine solchen aufweisende Tastatur zu schaffen, der so gestaltet
ist, daß er
Konstruktionsänderungen
und eine Reduzierung der Dicke des Gehäuses ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Tastenschalter gemäß Anspruch 1 bzw. einer Tastatur
gemäß Anspruch 15
gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
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2 eine
Darstellung des Aufbaus der in 4 gezeigten
Membranfolie;
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3A eine
perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten
Bügels 6;
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3B eine
perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten
Bügels 7;
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4 eine
Querschnittsansicht eines Beispiels einer Tastatur gemäß dem Stand
der Technik;
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5A eine
Draufsicht des in 1 gezeigten Rahmens;
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5B eine
Querschnittsansicht des Rahmens längs der Linie VB-VB in 5A;
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6A eine
perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Bügels 15;
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6B eine
perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Bügels 16;
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7 eine
perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Tastenschalters in Explosionsdarstellung;
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8A eine
Ansicht, die darstellt, wie der Rahmen und die Platte miteinander
verbunden werden können;
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8B eine
Ansicht, die eine alternative Möglichkeit
zum Verbinden des Rahmens und der Platte darstellt;
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9 eine
Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung
darstellt;
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10 eine
Querschnittsansicht, die eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung
darstellt;
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11A eine Draufsicht des in 10 gezeigten
Bügels 15;
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11B eine Seitenansicht des in 10 gezeigten
Bügels 15;
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11C eine vergrößerte Querschnittsansicht
längs der
Linie XIC-XIC in 11A;
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12A eine Draufsicht des in 10 gezeigten
Bügels 16;
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12B eine Seitenansicht des in 10 gezeigten
Bügels 16;
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13A eine Ansicht, welche die in den Rahmen eingesetzten
Bügel darstellt;
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13B eine Querschnittsansicht längs der Linie XIIIB-XIIIB in 13A;
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14A eine Darstellung, die zeigt, was mit den Bügeln passieren
würde,
wenn der Rahmen ohne das Vorhandensein von Klauen verformt würde;
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14B eine Darstellung, die zeigt, wie der Rahmen
verformt wird, wenn die Klauen vorhanden sind;
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15 eine
Draufsicht, die eine andere Form des Bügels 15 zeigt;
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16 eine
Querschnittsansicht, die eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung
darstellt;
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17 eine
Draufsicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen großen, länglichen
Taste darstellt;
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18 eine
vertikale Querschnittsansicht der in 17 gezeigten
Taste;
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19A eine Draufsicht, die eine fünfte Ausführungsform
dieser Erfindung darstellt;
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19B eine Querschnittsansicht von 19A;
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20A eine Draufsicht der in den 19A und 19B gezeigten
Führungsanordnung;
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20B eine Vorderansicht der Führungsanordnung;
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20C eine Seitenansicht der Führungsanordnung;
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21A eine Draufsicht des in den 19A und 19B gezeigten
Rahmens;
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21B eine Vorderansicht des Rahmens;
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22 eine
den Aufbau der Taste im vertikalen Querschnitt durch die Mitte des
Tastenkopfs zeigende Ansicht;
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23 eine
Darstellung, die zeigt, wie die Führungsanordnung funktioniert,
um ein Verkanten bzw. Verkippen des Tastenkopfs zu verhindern;
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24 eine
Darstellung, die zeigt, wie die Koppelstange ihre Haltefunktion
ausübt;
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25A eine Darstellung, die den Zustand zeigt, wenn
der Tastenkopf in den Preßsitz
niedergedrückt wird;
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25B eine Darstellung, die zeigt, wie der Rahmen
verformt wird; und
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25C eine der 25B ähnliche
Ansicht, die jedoch den Fall zeigt, in dem die Führungsanordnung nicht mit einem
Vorsprung versehen ist.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
dieser Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben, in denen der Einfachheit halber jeweils nur der einen
Tastenschalter umfassende Teil einer Tastatur dargestellt ist.
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Erste Ausführungsform
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1 stellt
eine erste Ausführungsform
dieser Erfindung dar. Bei dieser Ausführungsform ist auf einer aus
Metallfolie hergestellten Platte 11 eine Musterfolie 12 angeordnet,
auf der ein Rahmen 14 angeordnet ist, wobei eine Isolierfolie 13 zur
elektrischen Isolierung zwischen der Folie 12 und dem Rahmen 14 angeordnet ist.
Die Musterfolie 12 weist Kontaktmuster 12A, 12B auf,
die auf deren einer Seite gebildet sind, und die Isolierfolie 13 ist
mit einer Öffnung 13A ausgestattet,
um die Kontaktmuster 12A, 12B freizulegen.
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Im
Rahmen 14 ist eine ihn durchsetzende Öffnung 14A gebildet,
die mit dem Umfangsrand der Öffnung 13A ausgerichtet
ist und diesen umgibt. Die Öffnung 14A ist
in diesem Beispiel im wesentlichen quadratisch, wie in 5A gezeigt.
Auf dem Rahmen 14 sind ein Paar einander gegenüberliegender
Drehlager 14B und ein Paar einander gegenüberliegender
Gleitlager 14C nahe dem Rand der Öffnung 14A entlang
zweier ihrer Seiten gebildet, die einander gegenüberliegen. Wie in 5B gezeigt,
die eine Querschnittsansicht längs der
Linie VB-VB in 5A darstellt, ist das Paar der
einander gegenüberliegend
positionierten Drehlager 14B durch Ziehen in konvexer Form
im wesentlichen halbkreisförmig
auf dem Rahmen 14 gebildet, und das andere Paar einander
gegenüberliegend
positionierter Gleitlager 14C ist auf ähnliche Weise durch Ziehen
in konvexer Form im wesentlichen trapezförmig auf dem Rahmen 14 gebildet.
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Ein
Paar Bügel 15, 16,
welche dafür
vorgesehen sind, an ihren einen Enden mit den entsprechenden Drehlagern 14B und
Gleitlagern 14C in Eingriff zu gelangen, um ein Pantograph-Gestänge zu bilden,
sind in diesem so Beispiel aufgebaut, wie es in 6A und 6B gezeigt
ist. Der Bügel 15 umfaßt einen
im wesentlichen ringförmigen
Basisteil 15A, der ein Paar beabstandeter paralleler Schenkel 15B aufweist,
die sich vom äußeren Umfang
des Basisteils an einem seiner halbkreisförmigen Segmente in die gleiche
Richtung erstrecken. Die zwei Schenkel 15B weisen Zapfen 15C auf,
die sich geradlinig ausgerichtet jeweils von den äußeren Enden
aus nach innen erstrecken, und eine Querstange 15D, die
sich parallel zu den Zapfen 15C und im wesentlichen tangential
bezüglich
des anderen halbkreisförmigen
Segments des Basisteils 15A erstreckt und in entgegengesetzten
Stangenenden endet, die geradlinig zueinander ausgerichtet nach
außen
vorstehen. Die Seitenflächen
des Basisteils 15A, die sich in der zur Stange 15D parallelen
Richtung diametral gegenüberliegen,
sind flache Flächen,
in denen jeweils ein Zapfenloch 15E gebildet ist.
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Der
andere Bügel 16 ist
in etwa U-förmig
mit einer Querstange 16A und im wesentlichen parallelen Schenkeln 16B,
die sich von den entgegengesetzten Enden der Stange 16A aus
erstrecken. Die Schenkel 16B weisen Zapfen 16C auf,
die sich von deren äußeren Enden
aus in entgegengesetzten Richtungen nach außen erstrecken. Die Schenkel 16B weisen
außerdem
ein Paar Zapfen 16D auf, die sich von deren gegenüberliegenden
inneren Seiten aus zwischen dem inneren und dem äußeren Ende der Schenkel aufeinander
zu nach innen erstrecken, wobei die Zapfen 16D so ausgebildet
sind, daß sie
in die entsprechenden Zapfenlöcher 15E des
Bügels 15 eingreifen
können.
Es ist zu beachten, daß die
Bügel 15, 16 aus
Harz bzw. Kunstharz hergestellt sind.
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Es
ist daher klar, daß die
zwei Bügel 15 und 16 in
Form eines X an ihren Mittelteilen zum Ermöglichen einer gegenseitigen
Verschwenkbarkeit zusammengebaut werden können, indem das Paar Zapfen 16D des Bügels 16 in
Eingriff mit den Zapfenlöchern 15E des
Bügels 15 gebracht
werden. Es ist zu beachten, daß der Bügel 16 an
den Innenseiten der Schenkel 16B an deren äußeren Enden
mit Anschlägen 16E versehen
ist, um die Relativbewegung der Bügel 15 und 16 in
Richtung auf die Stellung zu begrenzen, in der sie sich überlappen.
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Die
entgegengesetzten Stangenenden der Stange 15D des Bügels 15 sind
von den entsprechenden Drehlagern 14B des Rahmens 14 umfaßt und in
diesen drehbar, wobei die Drehlager 14B an ihrer jeweiligen Unterseite
von der Isolierfolie 13 bedeckt sind, wie in 1 gezeigt,
während
das Paar Zapfen 16C des Bügels 16 gleitend verschiebbar
in den entsprechenden Gleitlagern 14C des Rahmens 14 aufgenommen
ist, welche an ihrer jeweiligen Unterseite ebenfalls von der Isolierfolie 13 bedeckt
sind. Andererseits ist die Querstange 16A des Bügels 16 drehbar
in ein Paar Drehlager 17A eingesetzt, die an der Unterseite
des Tastenkopfs 17 gebildet sind, während das Paar Zapfen 15C des
Bügels 15 gleitend
in den entsprechenden Gleitlagern 17B gelagert ist, die
an der Unterseite des Tastenkopfs 17 gebildet sind.
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Ein
haubenartiges Gummielement 18 ist auf der Isolierfolie 13 angebracht.
Es erstreckt sich in diesem Beispiel durch die Mittenbohrung 15f des
Basisteils 15A hindurch und befindet sich zwischen dem
Tastenkopf 17 und der Isolierfolie 13. Das Gummielement 18 umfaßt einen
zylindrischen Teil 18A, der mit einem Vorsprung 17C in
Eingriff gelangen kann, der sich vom Tastenkopf 17 aus
erstreckt, und einen Haubenteil 18B, der mit dem zylindrischen
Abschnitt verbunden ist und in einem verdickten unteren Ende endet.
Es ist jedoch festzuhalten, daß der
Vorsprung 17C weggelassen werden kann, wobei in diesem
Fall das Gummielement 18 so ausgebildet sein kann, daß es anstatt
des hohlen zylindrischen Teils 18A einen säulenartigen
(massiven zylindrischen) Teil aufweisen kann.
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Der
Haubenteil 18B ist so angeordnet, daß er die Öffnung 13A der Isolierfolie 13 umgibt.
Von der Decke des Haubenteils 18B ragt, den in der Öffnung 13A freiliegenden
Kontaktmustern 12A, 12B gegenüber, ein elektrischer Leiter
hervor, der durch Drucken oder Zweifarbengießen (Co-Spritzgießen) gebildet werden kann.
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Wenn
er vom Bediener nach unten gedrückt
wird, wird der Tastenkopf 17 aufgrund der eine Pantograph-Mechanik
bildenden Bügel 15 und 16 im
wesentlichen parallel zur Fläche
bzw. Oberseite des Rahmens 14 bewegt. Während dieser Bewegung drückt der
Tastenkopf 17 nach unten auf das Gummielement 18,
um den Haubenteil 18B zu deformieren und zusammenzudrücken, wodurch
ein gutes Anschlaggefühl
erzeugt wird, während
der Leiter 18C gleichzeitig in Kontakt mit den Kontaktmustern 12A, 12B gebracht
wird, um eine elektrische Verbindung zwischen ihnen herzustellen.
Wenn der nach unten gerichtete Druck auf den Tastenkopf nicht mehr
vorhanden ist, kehrt das Gummielement 18 aufgrund seiner
elastischen Rückstellkraft
in seine Ausgangsposition zurück,
um die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktmustern 12A und 12B zu
unterbrechen und den Tastenkopf in seine Ausgangsposition zurückzubringen.
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Das
Verbinden des Rahmens 14 mit der Platte 11, um
die Musterfolie 12 und die Isolierfolie 13 dazwischen
zu fixieren, wird in diesem Beispiel durch Laserschweißen ausgeführt. In 1 bezeichnet
die Bezugszahl 19 eine Schweißstelle, wo ein Loch 12H so
ausgebildet ist, daß es
sich durch die Musterfolie 12 und die Isolierfolie 13 hindurch
erstreckt, so daß sich
der Rahmen 14 und die Platte 11 gegenüberliegen
und durch das Loch 12H hindurch zusammengeschweißt werden
können.
Der Pfeil in 1 gibt die Richtung des Auftreffens des
Laserstrahls an.
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Bei
dem oben beschriebenen Aufbau wird der aus einer Metallfolie hergestellte
Rahmen 14 anstatt eines aus Harz gebildeten Gehäuses 3 verwendet,
wie es bei dem in 4 dargestellten Tastenschalter
gemäß dem Stand
der Technik der Fall ist, um eine drastische Dickenreduzierung zu
ermöglichen.
Das aus Harzmaterial gebildete Gehäuse 3 erforderte beispielsweise
eine Dicke von zumindest 0,9 mm aus Gründen der Gießbarkeit
und Steifigkeit. Im Gegensatz dazu ermöglicht der Metallrahmen 14 eine
Dickenreduzierung auf eine Größenordnung
von 0,15 mm.
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Wenn,
wie bei der Ausführungsform
von 1, außerdem
eine einseitige Musterfolie wie die Musterfolie 12 anstatt
der Membranfolie 2 in 4 verwendet
wird, ist es möglich,
eine weitere Reduzierung der Dicke des Tastenschalters bzw. der
Tastatur zu erzielen. Es ist außerdem
zu beachten, daß die
Lager 14B, 14C des Metallrahmens 14,
in die die Bügel 15, 16 an
einem ihrer Enden eingreifen, leicht durch Ziehen gebildet werden können, wie
oben ausgeführt.
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Da
sowohl die Platte 11 als auch der Rahmen 14 aus
Metallblech oder Metallfolie gebildet sind, d.h., zwei Metallfolien
verwendet werden, ist außerdem
klar, daß ein
effektiver Aufbau dadurch realisiert werden kann, daß die Materialien
individuell gewählt
werden. Wenn beispielsweise der Rahmen 14 aus einer Folie
aus rostfreiem Stahl und die Platte 11 aus Aluminiumfolie
gebildet sind, liefert der Rahmen 14 eine hohe Festigkeit bzw.
Steifigkeit, während
die Platte 11 eine gute Wärmeabstrahlung bietet. In diesem
Fall ist es außerdem möglich, die
Dicke der Platte 11 im Vergleich zur Platte 1 der
Tastatur nach dem Stand der Technik zu reduzieren.
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Nachstehend
wird ein Gewichtsvergleich zwischen dem Harzgehäuse
3 (das im wesentlichen
aus POM (Polyoxymethylen) gebildet ist) und dem Metallrahmen
14 unter
der Annahme angegeben, daß die
jeweiligen Dicken wie folgt sind:
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Dies
zeigt, daß der
aus rostfreiem Stahl gebildete Rahmen 14 leichter als das
Harzgehäuse 3 ist.
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Der
Einsatz des Laserschweißens
in oben beschriebener Weise zur Verbindung des Rahmens 14 mit der
Platte 11 hat folgende Wirkungen:
- (a)
Die Verbindung wird kontaktlos ausgeführt, so daß keine externen Kräfte auf
die Teile ausgeübt
werden, wodurch mögliche
Deformationen und ein Verziehen des Rahmens 14 und der
Platte 11 vermieden werden. Außerdem ist die Bestrahlungszeit
mit dem Laserstrahl nur etwa 1 ms lang, so daß keine thermischen Einflüsse auf
die umgebenden Teile stattfinden.
- (b) Die Stärke
der Verbindung beträgt
bis zu beispielsweise 10 kg/Schweißpunkt, um Schweißklumpen
mit einem Durchmesser von nur etwa 0,7 mm zu erzielen, das heißt eine
Reduzierung der für
die Verbindung benötigten
Fläche
zu erreichen. Dies hat den Vorteil, daß die Steifigkeit bzw. Festigkeit
sowie die Miniaturisierung der Tastatur verbessert wird. Es ist
außerdem
festzuhalten, daß kein
von der unteren Fläche
der Platte 11 abstehender Vorsprung vorhanden ist.
- (c) Die Automatisierung des Schweißens wird erleichtert, und
es ist ein Schweißen
mit hoher Geschwindigkeit möglich,
beispielsweise mit fünf
bis zehn Schweißpunkten
pro Sekunde.
- (d) Das Verschweißen
durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl von der Seite der Platte 11 aus
ermöglicht es,
Beschädigungen
zu vermindern, beispielsweise die Entfärbung der Vorderseite (Außenseite)
des Rahmens 14, d.h., ein qualitativ hochwertiges ästhetisches
Aussehen zu liefern.
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7 stellt
in Explosionsdarstellung die verschiedenen Komponenten des Tastenschalters
von 1 dar, wobei die Richtung der Montagesequenz durch
Pfeile gezeigt ist. Aus 7 ist ersichtlich, daß der dargestellte
Tastenschalter einfach zusammengebaut werden kann, indem die Komponenten
nacheinander in einer Richtung aufeinander aufgesetzt werden, und
daß der
Vorgang des Zusammenbaus extrem leicht ausgeführt werden kann. Außerdem ist
klar, daß,
wenn das Gummielement 18 im voraus bereits auf die Isolierfolie 13 adhäsiv aufgesetzt
bzw. geklebt wird, der Zusammenbau noch weiter vereinfacht werden
kann.
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Während bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
der Rahmen 14 und die Platte 11 zusammengebaut
und durch Laserschweißen
fest miteinander verbunden werden, kann der Zusammenbau auch durch ein
anderes Verfahren wie beispielsweise durch Verkörnen oder Verstemmen bzw. Verlappen
oder durch eine Schiebeverbindung bzw. Sickenverbindung ausgeführt werden.
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8A und 8B zeigen
schematisch Möglichkeiten,
den Rahmen und die Platte miteinander zu verbinden. Im Fall von
Verlappen kann ein Lappen 14K durch Ausstechen senkrecht
aus dem Rahmen 14 heraus gebildet werden, wie in 8A gezeigt,
um dann durch eine in der Platte 11 gebildete Öffnung 11A eingeführt und
schließlich
mit ihrem äußeren Ende
auf die Platte 11 umgelegt zu werden. Es ist jedoch festzuhalten,
daß bei
derartigen Lappverbindungen das äußere Ende
des der Lappens 14K über
die Ebene der Platte 11 hinausragt. Deshalb ist das in 1 gezeigte
Schweißverfahren,
das keine derartigen Vorsprünge
erzeugt, im Vergleich mit dem Verlappen hinsichtlich der Reduzierung
der Dicke bevorzugt.
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Im
Fall einer Schiebeverbindung können
zusammenpassende Verbindungszungen 11B und 14T in
der Platte 11 bzw. dem Rahmen 14 gebildet sein,
etwa durch Schneiden und Biegen, wie in 8B gezeigt.
Diese Verbindungszungen 11B und 14T können eine
konkave Vertiefung 11R und einen konvexen Vorsprung 14P bzw.
Sicken aufweisen, die ineinander gesetzt werden können bzw.
ineinander einrasten, wie gezeigt. Der Zusammenbau der Platte 11 und
des Rahmens 14 kann dadurch erfolgen, daß die Platte 11 in
der durch den Pfeil in 8B angegebenen Richtung geschoben
wird, bis die zueinander passenden Zungen 11B und 14T ineinander
einrasten. Es ist klar, daß das
Einrasten der zueinander passenden Zungen 11B und 14T dazu
dient, die Platte 11 und den Rahmen 14 in der
gewünschten
Lage zu positionieren und zu verriegeln.
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Es
ist zu beachten, daß auch,
wie in 8A gezeigt, eine Vertiefung
oder Senke 14G am Rahmen 14 so gebildet sein kann,
daß sie
sich zur Platte 11 hin derart erstreckt und einen bestimmten
Abstand zwischen der Platte 11 und dem Rahmen 14 gewährleistet.
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Zweite Ausführungsform
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Während die
in 1 gezeigte erste Ausführungsform den Fall der Verwendung
der Musterfolie 12 darstellt, kann eine Membranfolie 2 anstatt
der Musterfolie 12 auf der Platte 11 wie bei der
in 9 gezeigten zweiten Ausführungsform verwendet werden.
Die Membranfolie 2 kann einen ähnlichen Aufbau aufweisen wie die
zuvor beschriebene und in 2 gezeigte,
es ist jedoch ein Metallrahmen 14 auf der Membranfolie 2 angeordnet.
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Ein
haubenartiges Gummielement 18 ist auf der Membranfolie 2 über deren
Kontaktbereich innerhalb einer Öffnung 14A im
Rahmen 14 angeordnet und, in diesem Beispiel, mit einem
Tastschalterabschnitt 18D versehen. Es ist zu beachten,
daß der
Rahmen 14 mit der Platte 11 an einer Schweißstelle 19 durch
Laserschweißen
fest verbunden ist. Der Aufbau ist im übrigen demjenigen der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform ähnlich,
weshalb von einer weiteren Beschreibung abgesehen wird.
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Der
in 9 gezeigte Tastenschalter bzw. Tastaturteil ist
in der Regel etwas dicker als der in 1 gezeigte,
da hier die Membranfolie 2 verwendet wird. Die Verwendung
des Metallfolienrahmens 14 ermöglicht es allerdings immer
noch, die Dicke des Tastenschalters bzw. des Tastaturteils insgesamt
im Vergleich zum Stand der Technik zu reduzieren.
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Während bei
den in den 1 und 9 gezeigten
Tastenschaltern das Gummielement 18 zwischen dem Tastenkopf 17 und
entweder der Isolierfolie 13 oder der Membranfolie 2 angeordnet
und so ausgebildet ist, daß es
in beiden Fällen
von dem Tastenkopf 17 direkt nach unten gedrückt werden
kann, ist zu beachten, daß ein
Bügel des
Bügelpaars
einen Druckausübungsteil 6A wie
bei dem Bügel
des herkömmlichen
Tastenschalters aufweisen kann, wie er unter Bezug auf die 3A und 3B beschrieben
wurde, so daß das Gummielement 18 mittels
des Druckausübungsteils
nach unten gedrückt
werden kann.
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Wie
aus dem Vorstehenden ersichtlich, können die Tastenschalter bzw.
Tastaturen gemäß dieser
Erfindung, die als erste und als zweite Ausführungsform anhand der 1 bzw. 9 erläutert wurden,
so ausgebildet werden, daß sie
ein niedriges Profil bzw. eine niedrige Bauhöhe aufweisen und durch Aufeinandersetzen
der Komponenten nacheinander in einer Richtung auf einfache Weise
zusammengebaut werden können.
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Dritte Ausführungsform
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Wie
oben unter Bezug auf 7 beschrieben, wird der Zusammenbau
der Bügel 15, 16 mit
dem Rahmen 14 ausgeführt,
indem die zusammengebauten Bügel 15 und 16 auf
den Rahmen 14 von dessen Unterseite aus derart aufgesetzt
werden, daß die
Zapfen 16C in den Lagern oder Aufnahmen bzw. Rasten 14B bzw. 14C aufgenommen
werden. Danach werden nacheinander die Isolierfolie, die Musterfolie 12 und
die Platte 11 eine nach der anderen darübergelegt und schließlich der
Rahmen 14 mit der Platte 11 durch Laserschweißen fest
verbunden. Es ist klar, daß das
Gummielement 18 durch Kleben zuvor an der Isolierfolie 13 befestigt
werden kann.
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Es
ist klar, daß ein
derartiger Zusammenbau durch einen automatisierten Prozeß erfolgen
kann, der die Schritte des automatischen Transports der nacheinander
zu montierenden Teile zu entsprechenden Montagestationen beinhaltet.
Im Hinblick hierauf ist zu beachten, daß, wenn die Bügel 15, 16 dabei
nach einfachem Auflegen auf den Rahmen 14 transportiert
werden, sie von der richtigen Stelle auf dem Rahmen 14 verschoben oder
im schlimmsten Fall aufgrund von Vibrationen und/oder Stößen, denen
sie während
des Transports ausgesetzt sein können,
sogar vom Rahmen 14 entfernt werden können. Wenn eine derartige Situation
auftritt, müssen
die Bügel 15, 16 an
ihre Ausgangspositionen zurückgebracht
werden. Dieses Problem wird mit Reduzierung der Größe und des
Gewichts der Bügel 15, 16 zunehmend
schwieriger, was zu einer beträchtlichen Senkung
der Effizienz des Montagevorgangs führt.
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Unter
Berücksichtigung
dieses Problems der Tastenschalter bzw. der Tastatur gemäß der ersten
und der zweiten Ausführungsform
ist die dritte Ausführungsform
so ausgelegt, daß verhindert
wird, daß die
Zapfen der Bügel
unbeabsichtigt von den entsprechenden Lagern oder Rasten entfernt
werden. Gemäß der dritten Ausführungsform
weist jeder der Bügel
ein Paar Klauen auf, die sich in der Nähe des unteren Bügelendes
in entgegengesetzten Richtungen nach außen derart erstrecken, daß jede der
Klauen bezüglich
des entsprechenden Lagers auf dem Rahmen dem zugeordneten Zapfen
des Bügels
entgegengesetzt angeordnet ist und leicht über den Umfang der Öffnung des
Rahmens über
den die Öffnung
umgebenden Tafelabschnitt hinaus vorsteht, wodurch die Klauen dazu
dienen zu verhindern, daß die
Zapfen der Bügel
von den entsprechenden Lagern oder Rasten entfernt werden. Der Tastenschalter,
der so ausgebildet ist, daß er
das Versetzen und das Entfernen der Bügel verhindert, wird nachstehend
unter Bezug auf die 10 bis 13 beschrieben.
Die Teile, die denjenigen der 1 und 5 bis 9 entsprechen,
sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht erneut
beschrieben.
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In
den 10, 11A, 11B, 11C, 12A und 12B weisen die Bügel 15, 16 jeweils ein
Paar Klauen 15F, 16F auf, die an ihnen in der
Nähe der
entsprechenden Zapfen 15D bzw. 16C gebildet sind.
Die 11A, 11B und 11C sind eine Draufsicht, eine Seitenansicht bzw.
eine Teilquerschnittsansicht längs
der Linie XIC-XIC in 11A, die den mit den Klauen 15F versehenen
Bügel 15 darstellen.
Die 12A und 12B sind
eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht, die den mit den Klauen 16F versehenen Bügel 16 darstellen.
Beim Bügel 15 ist
das Paar Klauen 15F so ausgebildet, daß sich die Klauen parallel
zu den Zapfen 15D in entgegengesetzten Richtungen an einer
Position, die von den Zapfen 15D weg leicht zu den Zapfen 15C hin
versetzt ist, nach außen
erstrecken.
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Beim
Bügel 16 (12A und 12B)
ist das Paar Klauen 16F so gebildet, daß sich die Klauen von den zwei
Schenkeln 16B aus an einer Stelle, die von den Zapfen 16C aus
leicht zur Stange 16A hin versetzt ist, in entgegengesetzte
Richtungen nach außen
erstrecken. Die Bügel 15, 16 sind
Kunststoff-Formteile oder -Gußteile.
Im dargestellten Beispiel gemäß 11A, 11B, 11C ist die ringförmige Basis 15A des
Bügels 15 mit
einem Ausschnitt oder Durchbruch 15H zwischen dem Paar
Zapfen 15D sowie mit einem U-förmig gekrümmten Verbindungsglied 15G gebildet,
wobei letzteres den Ausschnitt 15H überbrückt und als die Zapfen verbindende
Blattfeder wirkt.
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Die
Klauen 15F und 16F sind so gebildet, daß sie bezüglich der
entsprechenden Lager 14B, 14C an dem Rahmen 14 den
zugeordneten Zapfen 15D, 16C der Bügel entgegengesetzt
angeordnet sind, wie in 10 gezeigt,
und die Länge
des seitlichen Vorspringens der Klauen ist derart bemessen, daß sie etwas über den
Rand der Öffnung 14A des
Rahmens 14 hinaus über
den die Öffnung
umgebenden Rahmenteil hervorstehen, wie in der Draufsicht in 13A gezeigt.
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Die
Montage der so aufgebauten Bügel 15, 16 an
dem Rahmen 14 wird ausgeführt, indem die zusammengebauten
Bügel 15 und 16 – wie bei
der ersten Ausführungsform – auf den
Rahmen 14 von dessen Unterseite aus aufgesetzt werden.
Wenn dies erfolgt ist, müssen
die Bügel 15, 16 nur
leicht zusammengedrückt werden,
um die Klauen 15F, 16F in und durch die Öffnung 14A des
Rahmens 14 hindurch einzupassen. Im Hinblick hierauf ist
jede der Klauen 15F, 16F mit einer Schräge am Einführungsende
versehen, um das Einführen
in die Öffnung 14A zu
erleichtern.
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Mit
den vorgenannten Klauen 15F und 16F, die an den
Bügeln 15 bzw. 16 vorgesehen
sind, sind die Bügel 15 und 16 so
aufgebaut, daß die
Lager 14B und 14C des Rahmens 14 zwischen
der Klaue 15F und dem Zapfen 15D bzw. zwischen
der Klaue 16F und dem Zapfen 16C gehalten werden,
wie in 13B gezeigt, wodurch die Zapfen 15D und 16C durch
die Lager 14B bzw. 14C des Rahmens 14 ortsfest
gehalten werden und durch die Klauen 15F und 16F davor
bewahrt werden, von den zugeordneten Lagern 14B bzw. 14C entfernt zu
werden.
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Es
ist somit klar, daß mit
diesem Aufbau ein Versatz und das Entfernen der Bügel vom
Rahmen 14 selbst dann verhindert werden kann, wenn die
Bügel Vibrationen
und/oder Schlägen
ausgesetzt sind, während sie
beim Montageprozeß transportiert
werden.
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Wenn
bei der Tastatur in ihrem fertigen Zustand der Rahmen 14 einer
solchen Deformation unterworfen wird, daß er von der darunterliegenden
Schicht abgehoben wird, beispielsweise bei der in 1 gezeigten Ausführungsform,
besteht die Möglichkeit,
daß der
Zapfen 15D des Bügels 15 sich
aus dem Lager 14B löst, wie
bezüglich
dieses Lagers 14B in 14A gezeigt.
Im Gegensatz dazu kann bei der in 10 gezeigten Ausführungsform,
bei der der Bügel 15 mit
den Klauen 15F versehen und die Lager 14B und 14C teilweise zwischen
den Klauen 15F und den Zapfen gehalten sind, das Vorsehen
der Klauen 15F, 16F das Problem, daß die Bügel 15, 16 sich
vom Rahmen 14 lösen,
selbst dann vermeiden, wenn der Rahmen 14 bei der fertigen Tastatur
deformiert wird (s. 14B).
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Wie
oben ausgeführt,
werden die Zapfen 15D, 16C der Bügel 15, 16 von
der Rückseite
des Rahmens 14 her in die Lager 14B bzw. 14C eingebaut.
Wenn jedoch im Gegensatz dazu der Versuch gemacht wurde, die Zapfen 15D, 16C der
Bügel 15, 16 von
der Vorderseite des Rahmens 14 her in die Lager 14B bzw. 14C einzubauen,
war dies bisher unmöglich,
insbesondere deshalb, weil das Paar Zapfen 15D des Bügels 15 in Form
einer einstückigen
Stange hergestellt ist, wie in 6A gezeigt,
die nicht in ein Paar Lager bzw. Rasten 14B eingesetzt
werden kann. Demzufolge war es unmöglich, die Bügel 15 (16)
zu ersetzen, falls dies erforderlich war.
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Im
Gegensatz dazu ist bei dieser Ausführungsform der erste Bügel 15 mit
dem gekrümmten
Verbindungsglied 15G versehen, das, wie oben bemerkt, als
Feder wirkt. Außerdem
weist dieser Teil des ringförmigen
Basisteils 15A, der sich zwischen dem Paar Schenkel 15B erstreckt,
eine geringere Wanddicke auf als der Rest des Basisteils 15A,
so daß es
möglich
ist, das Paar Schenkel 15B zueinander hin zu deformieren.
Es ist daher klar, daß während der
Montage der Bügel 15 in
den Rahmen 14 von der Oberseite des Rahmens her eingesetzt
werden kann, indem die gegenüberliegenden
Seiten des ringförmigen
Basisteils 15A ergriffen und zusammengedrückt werden,
damit sie sich aufeinander zu biegen und der Abstand zwischen den äußeren Enden
der zwei Schenkel 15B reduziert wird. Beim zweiten Bügel 16 sind
die Zapfen 16C an den freien Enden der relativ langen Schenkel 16B vorgesehen,
so daß das
Paar Schenkel 16B mittels elastischer Deformation aufeinander
zu bewegt werden kann. Daher können
bei dieser Ausführungsform
die Bügel 15, 16 in
den Rahmen von dessen Oberseite her eingebaut werden, was ein einfaches
und bequemes Ersetzen und Reparieren der Bügel 15, 16 ermöglicht.
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Der
Bügel 15 ist
nicht auf die in dieser Ausführungsform
dargestellte Konfiguration beschränkt, sondern kann auch eine
andere Konfiguration aufweisen, wie beispielsweise in 15 dargestellt,
bei der die Zapfen 15D elastisch aufeinander zu biegbar
sind.
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16 stellt
eine modifizierte Form der unter Bezug auf die 10 bis 15 beschriebenen
Ausführungsform
dar, bei der eine Membranfolie 2 anstatt der Musterfolie 12 und
der Isolierfolie 13 verwendet wird.
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Die
Membranfolie 2 umfaßt
ein Paar übereinander
geschichteter Kontaktschichten 2A und 2B, die durch
einen Abstandshalter 2C voneinander getrennt sind, sowie
Kontaktmuster, die auf den einander gegenüberliegenden Flächen der
Kontaktschichten gebildet sind, wie unter Bezug auf 4 beschrieben.
Diese Kontaktmuster sind so ausgebildet, daß sie beim Niederdrücken in
Kontakt miteinander gebracht werden. Auf der Membranfolie 2 ist
ein Rahmen 14 mit einer Öffnung 14A angeordnet,
in der ein haubenartiges Gummielement 18 auf die Membranfolie 2 montiert
ist. Es ist zu beachten, daß bei
diesem Beispiel das Gummielement 18 so ausgebildet ist,
daß es
einen Tastschalterabschnitt 18D zum Drücken auf den Kontaktbereich
der Membranfolie 2 aufweist.
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Wie
oben diskutiert, ermöglicht
es die Ausführungsform
von 10, einen Versatz der Bügel 15, 16 bezüglich des
Rahmens und ein Entfernen der Bügel
aus dem Rahmen 14 zu verhindern, um dadurch die Arbeitswirkungsgrad
bei dem Montageprozeß stark
zu verbessern. Selbst wenn der Rahmen 14 bei der Tastatur in
ihrem fertigen Zustand einer Deformation unterzogen wird, kann das
Problem vermieden werden, daß die Bügel 15, 16 frei
kommen und sich vom Rahmen 14 lösen. Außerdem vereinfacht die Möglichkeit
der Montage der Bügel 15, 16 in
den Rahmen 14 von dessen Oberseite her ein leichteres Ersetzen
und einfache Reparatur der Bügel 15, 16,
was bisher unmöglich
war.
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Vierte Ausführungsform
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Es
soll hier bemerkt werden, daß eine
Tastatur einige Tasten wie beispielsweise die Leertaste enthält, die
ein sehr hohes Seitenverhältnis
aufweisen, d.h., bei denen die Abmessung der langen Seite sehr viel
größer als
die der kurzen Seite ist. 17 ist
eine Draufsicht einer Leertaste, die hier repräsentativ für die herkömmlichen großen, länglichen
Tasten sei. Es ist ersichtlich, daß der Satz Bügel 15, 16 bei
den verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen im mittleren Bereich
des Tastenkopfs positioniert ist, wie in doppelpunktierten Linien
dargestellt ist. Bei den herkömmlichen
Tastenschaltern weist der Tastenkopf 17 Ansätze 17D auf,
die sich von seiner Unterseite nahe seinen in Längsrichtung entgegengesetzten
Enden erstrecken, um eine Rotation (Spiel) des Tastenkopfs 17 einer
derartigen großen,
länglichen
Taste in der durch die Pfeile angegebenen Richtung E zu verhindern.
Wie in 18 gezeigt, die einen solchen
herkömmlichen
Tastenschalter in einer Querschnittsansicht darstellt, sind diese
Ansätze 17D so
ausgebildet, daß sie
vertikal gleitend verschiebbar in Lagerabschnitten 3C sind,
die einstückig
mit dem Gehäuse 3 ausgebildet
sind und sich nach oben erstrecken, um eine gleitende Bewegung bei
vertikalen Bewegungen des Tastenkopfs 17 zu ermöglichen.
Es ist festzuhalten, daß die
Membranfolie 2 und die Platte 1 Öffnungen 8 aufweisen,
die sich durch sie hindurch in vertikaler Ausrichtung zu den entsprechenden
Lagerabschnitten 3C erstrecken.
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Wie
oben angegeben, wird beim Stand der Technik der Tastenkopf 17 an
seinen entgegengesetz ten Enden positioniert und vor einer Rotation
durch Eingriff zwischen den am Tastenkopf 17 gebildeten
Ansätzen 17D und
den am Gehäuse 3 gebildeten
Lagerabschnitten 3C bewahrt. Demzufolge ist es erforderlich,
den Eingriff zwischen den Ansätzen 17D und
den Lagerabschnitten 3C selbst dann aufrecht zu erhalten,
wenn sich der Tastenkopf 17 in seinem Ausgangszustand (oberer
Tot- oder Endpunkt) befindet.
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Es
wird hier wie in 18 gezeigt angenommen, daß das Maß des anfänglichen
Eingriffs Lo ist, der Hub des Tastenschalters S ist, sein Spielraum
(Zwischenraum) α ist,
der Abstand zwischen dem äußeren Ende des
Ansatzes 17D und der Bodenfläche der Platte im Anfangszustand
L ist, die Höhe
des Ansatzes 17D h ist, der Abstand zwischen der Oberseite
des Lagerabschnitts 3C und der Bodenfläche der Platte 1t ist
und die Höhe
oder das Vertikalprofil der Tastatur H ist.
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Das
Erfordernis, daß der
Ansatz 17D nicht aus dem Lagerabschnitt 3C zu
entfernen ist, bedeutet h > S
+ α. Im
Fall von h > t ist
es jedoch, wenn die Höhe
(Vertikalprofil) H der Tastatur reduziert wird, aus der Zeichnung
ersichtlich, daß die
Bedingung L < S
+ α auftritt,
und daß beim
vollständigen
Herabdrücken
des Tastenkopfs 17 der Ansatz 17D über die
Bodenfläche
der Platte 1 hinausragt. Dieser Zustand nimmt mit abnehmender
Höhe H
der Tastatur proportional zu. Daher ist klar, daß der Mechanismus zur Vermeidung
von Rotation unter Verwendung derartiger Ansätze 17D zur Verwendung
bei einer Tastatur bzw. einem Tastenschalters mit geringer Bauhöhe nicht
geeignet ist. Ein derartiger Mechanismus ist in anderen Worten ein
Faktor, der der Reduzierung der Dicke der Tastatur und des Tastenschalters
eine Grenze setzt. Außerdem
neigt bei Betätigung der
Taste, wenn der Tastenkopf 17 an einem Ende (beispielsweise
nahe dem Ansatz 17D) hinuntergedrückt wird, der Tastenkopf 17 dazu,
in der durch den Pfeil G angegebenen Richtung zu kippen, wenn sein
eines Ende tief eingedrückt
wird, während
das andere Ende nur leicht gedrückt
wird.
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Angesichts
dieses Problems schafft die Erfindung eine weitere Ausführungsform
des Tastenschaltern bzw. der Tastatur mit großen, länglichen Tasten, bei denen
eine Drehung (Spiel) der Tastenköpfe
verhindert werden und dennoch die Bauhöhe der Tastenschalter und der
Tastatur insgesamt vermindert werden kann. In einer derartigen Ausführungsform
umfaßt
die längliche
Taste einen Tastenkopf, der vertikal beweglich mittels eines eine
Pantograph-Mechanik bildenden Bügelpaars
auf einem Rahmen gelagert ist, und eine Führungsanordnung, an deren entgegengesetzten
Enden parallele Zapfen vorgesehen sind, wobei die Zapfen an einem Ende
der Führungsanordnung
in am Rahmen vorgesehenen Drehlagern drehbar gelagert sind und die
Zapfen am anderen Ende der Führungsanordnung
in an der Unterseite des Tastenkopfs vorgesehenen Gleitlagern gleitend
verschiebbar gehaltert sind. Die Führungsanordnung ist so ausgebildet,
daß der
vorgenannte Versatz in Axialrichtung der Zapfen durch die Drehlager
und die Gleitlager beschränkt
ist.
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Diese
Ausführungsform
wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Diejenigen Teile,
die jenen von 1 entsprechen, sind durch die
gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht erneut beschrieben.
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19A und 19B stellen
als Beispiel Teile eines Tastenschalters mit einem großen, länglichen Tastenkopf 17 gemäß dieser
Ausführungsform
dar. 19A stellt eine der Führungen 21 dar,
die an einem Metallrahmen 14 unterhalb des Tastenkopfs 17 nahe
dessen entgegengesetzten Enden angeordnet sind, und eine Koppelstange 25,
der sich von der Nähe
des einen Endes des Tastenkopfs bis in die Nähe des anderen Endes erstreckt. 19B zeigt einen Querschnitt einschließlich des
Tastenkopfs 17 längs
der Linie IXXB-IXXB in 19A.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Führung 21 zwischen
dem Tastenkopf 17 und dem Rahmen 14 am Längsende
des Tastenkopfs 17 angeordnet. Die Länge der Führung 21 ist mit derjenigen
des Tastenkopfs 17 ausgerichtet.
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Wie
in den 20A, 20B und 20C gezeigt, besitzt jede der Führungen 21 im
wesentlichen die Form eines H mit einem Paar im wesentlichen paralleler
Schenkel 21A und einer Verbindungsstange 21B, die
die Schenkel zwischen ihren entgegengesetzten Enden verbindet. Die
zwei Schenkel 21A weisen Zapfen 21C auf, die sich
nahe deren einen Enden in entgegengesetzten Richtungen nach außen erstrecken,
sowie ein weiteres Paar Zapfen 21D, die sich nahe deren
anderen Enden aufeinander zu nach innen und parallel zu den Zapfen 21C erstrecken.
Die Schenkel 21A weisen des weiteren Vorsprünge 21E auf,
die sich nahe deren anderen Enden im rechten Winkel zu den Achsen
der beiden Schenkel 21A und der Zapfen 21D erstrecken, wie
gezeigt.
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Wie
in den 19A und 19B gezeigt,
sind die Zapfen 21C in am Rahmen 14 gebildeten
Drehlagern 14D drehbar gelagert, während die Zapfen 21D,
welche schräge
Flächen 21t aufweisen,
in an der Unterseite des Tastenkopfs 17 vorgesehenen Gleitlagern 17E gleitend
verschiebbar gehalten werden. Es ist daher klar, daß die Führung 21 bei
einer vertikalen Bewegung des Tastenkopfs 17 um die Achse
der Zapfen 21C gedreht (geschwenkt) wird. Diesbezüglich ist
festzuhalten, daß die
im wesentlichen halbkreisförmigen
Drehlager 14D des Rahmens 14 durch Ziehen gebildet
werden können
und durch die Membranfolie 2 abgeschlossen sind, so daß die Zapfen 21C umgeben
werden.
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Die 21A und 21B stellen
die Konfiguration der dem Tastenkopf 17 gegenüberliegenden
Teile des aus Metallfolie hergestellten Rahmens 14 in den 19A und 19B dar,
wobei die äußere Kontur
des Tastenkopfs in strich-doppelpunktierter Linie gezeigt ist.
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Gegenüber dem
Mittelteil des Tastenkopfs 17 ist eine den Rahmen durchsetzende
Mittenöffnung 14A gebildet,
um deren Umfang herum ein Paar Drehlager 14B zur Aufnahme
der Zapfen 15D des Bügels 15 und ein
Paar Gleitlager 14C zur Aufnahme der Zapfen 16C des
Bügels 16 in
gleicher Weise wie die Drehlager 14D durch Ziehen gebildet
sind.
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Andererseits
ist je ein Paar Drehlager 14D für die zugeordnete Führung 21 im
rechten Winkel zur Längsrichtung
des Tastenkopfs 17 an den beiden Seitenlinien von Öffnungen 14W gebildet,
welche im Rahmen auf in Längsrichtung
entgegengesetzten Seiten der Mittenöffnung 14A gebildet
sind. In diesem Beispiel ist eine Führung 21 an jedem
der beiden entgegensetzten Enden des Tastenkopfs 17 angeordnet.
Es ist zu beachten, daß ebenfalls
vorzugsweise durch Ziehen gebildete Gleitlager 14E, die
nahe den Umfangslinien von Öffnungen 14F gebildet
sind, welche in Längsrichtung
außerhalb
der jeweiligen Öffnungen 14W gebildet
sind, dazu verwendet werden, die Koppelstange 25 (vgl. 19A, 19B)
aufzunehmen.
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Wie
in 19A gezeigt, ist die Führung 21 über der
zugeordneten Öffnung 14W im
Rahmen 14 positioniert, und die Zwischenräume D1 zwischen
den Seitenkanten der Drehlager 14D und den äußeren Seitenflächen der
Schenkel 21A sind auf ein Minimum beschränkt, so
daß die
Führung 21 hinsichtlich
des Versatzes in der Axialrichtung der Zapfen 21C durch
die zwei Drehlager 14D beschränkt ist.
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In ähnlicher
Weise sind die Zwischenräume
D2 zwischen den Seitenkanten der Gleitlager 17E und den inneren
Seitenflächen
der Schenkel 21A auf ein Minimum beschränkt, so daß die Führung 21 bezüglich des Versatzes
in der Axialrichtung der Zapfen 21D durch die zwei Gleitlager 17E beschränkt ist.
Daher ist es klar, daß die
auf diese Weise aufgebauten Führungen 21 dazu
dienen, Klapperbewegungen des Tastenkopfs 17 bezüglich des
Rahmens 14 im wesentlichen zu eliminieren. Außerdem verhindern
sie die Drehung des Tastenkopfs 17 in der Richtung E (vgl. 17).
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22 zeigt
den Aufbau der Taste im vertikalen Querschnitt durch die Mitte des
Tastenkopfs 17, wo die Bügel 15, 16 montiert
sind. Die Zapfen 15D und die Zapfen 16C sind von
den im wesentlichen halbkreisförmigen
Drehlagern 14B bzw. den im wesentlichen trapezförmigen Gleitlagern 14C umfaßt, die
am Rahmen durch Ziehen gebildet sind. Die Länge der Bügel 15, 16 erstreckt
sich im rechten Winkel zur Länge
des Tastenkopfs 17. Diese Konfigurationen sind die gleichen
wie die bezüglich
der ersten Ausführungsform
beschriebenen.
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23 zeigt
den Aufbau bezüglich
der Führung 21 einschließlich des
großen,
länglichen
Tastenkopfs 17 in einer Querschnittsansicht längs der
Linie XXIII-XXIII in 19A in der gleichen Richtung
wie die Querschnittsansicht der 22. Die
beiden Zapfen 21D der Führung 21 werden
gleichzeitig nach unten gedrückt, wenn
der Tastenkopf 17 gedrückt
wird. D.h., es wird eine Steuerung mit gegenseitiger Verriegelung
geschaffen, bei der, wenn einer der Zapfen 21D abgesenkt
wird, der andere Zapfen 21D gleichzeitig abgesenkt wird, wodurch
eine Schrägneigung
des Tastenkopfs 17 aufgrund eines Kippmoments in den durch
die Pfeile angegebenen Richtungen F ebenfalls durch die Führung 21 unterdrückt wird.
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24 zeigt
den Aufbau zum Halten der Koppelstange 25 in einer Querschnittsansicht
längs der
Linie XXIV-XXIV in 19A. Die Koppelstange 25 umfaßt einen
Mittelabschnitt 25A, der sich zwischen den in Längsrichtung
entgegengesetzten Enden des Tastenkopfs 17 erstreckt, wie
in 21A gestrichelt gezeigt, kurze Koppelarme 25B,
die sich im rechten Winkel von den entgegengesetzten Enden des Mittelabschnitts
aus erstrecken, und Koppelgleitzapfen 25C, die sich im
rechten Winkel von den jeweiligen Armen 25B aus aufeinander
zu nach innen erstrecken. Der Mittelabschnitt 25A der Koppelstange 25 ist
in Drehlagern 17F drehbar gehaltert, die an der Unterseite
des Tastenkopfs 17 nahe einer von dessen Längskanten
gebildet sind, während
die Koppelgleitzapfen 25C in den am Rahmen 14 gebildeten,
im wesentlichen trapezförmigen
Gleitlagern 14E gleitend verschiebbar gehaltert sind. Es
ist daher festzuhalten, daß,
wenn ein Ende des Tastenkopfs 17 nach unten gedrückt wird,
die resultierende Schwenkbewegung des zugeordneten Koppelarms 25B auf
den anderen Koppelarm 25B am entgegengesetzten Ende übertragen
wird, wodurch die mit G in 18 gezeigte Rotation
minimiert wird.
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Das
Einsetzen der Zapfen 21D der Führung 21 in die Gleitlager 17E des
Tastenkopfs 17 kann ausgeführt werden, indem die zwei
Schenkel 21A nahe den Zapfen 21D elastisch nach
außen
voneinander weggebogen werden, wenn die Gleitlager 17E durch
die Schrägflächen 21t (vgl. 23)
der Zapfen 21D zwischen die Zapfen gepreßt werden.
Dieser Prozeß ist
in den 25A und 25B gezeigt.
Die auf die Zapfen 21D ausgeübte Kraft P beim Eindrücken des
Tastenkopfs 17 erzeugt eine Hebelkraft P', die auf die Drehlager 14D des
Rahmens wirkt und ihrerseits eine gewisse Deformation (Abhebung
G1) vom Rahmen 14 bewirkt. Die
Anordnung ist jedoch so getroffen, daß die Vorsprünge 21E,
die sich zum Rahmen 14 hin erstrecken, dazu dienen, daß Absenken
der Zapfen 21D zu begrenzen, wodurch die Deformation des
Rahmens 14 unterdrückt oder
minimal gehalten wird. 25C stellt
den Fall dar, bei dem die Führung
nicht mit den Vorsprüngen 21E versehen
ist. Es ist ersichtlich, daß sich
der Rahmen um ein beträchtliches
Maß G2 abhebt.
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Die
Größe des Vorsprungs
der Vorsprünge 21E ist
derart, daß bei
vollständigem
Niederdrücken
des Tastenkopfs 17 die unteren Enden der Vorsprünge 21E nicht
in Berührung
mit dem Rahmen 14 gelangen. Die unterste Position des Tastenkopfs 17 ist
in strich-doppelpunktierten Linien in 19B gezeigt,
aus der ersichtlich ist, daß das
untere Ende des Vorsprungs 21E einen kleinen Abstand zur
Oberseite des Rahmens 14 aufweist.
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Während in
den verschiedenen Ausführungsformen
gemäß obiger
Beschreibung ein zwei Führungen 21 so
dargestellt sind, daß jeweils
eine an jedem der in Längsrichtung
entgegengesetzten Enden des großen, länglichen
Tastenkopfs 17 angeordnet ist, ist Fachleuten klar, daß es auch
möglich
ist, abhängig
von der Größe (Länge) des
Tastenkopfs 17 nur eine Führung 21 vorzusehen.
In diesem Fall sind die Koppelstange 25 sowie die zugehörigen Dreh-
und Gleitlager 17F, 14E überflüssig.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei dieser
Erfindung anstatt des herkömmlichen
Kunststoffgehäuses
ein aus Metallfolie gebildeter Rahmen verwendet wird, dessen Dicke
im Vergleich zum Kunststoffgehäuse
stark reduziert werden kann, womit eine entsprechende Reduzierung
der Dicke der Tastenschalter und damit der gesamten Tastatur realisiert
werden kann.
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Außerdem zeigt
der aus Metall hergestellte Rahmen eine bessere räumliche
Stabilität
sowie gute Wärmeableitungseigenschaften,
wodurch ferner eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit erzielt werden kann.
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Für große, längliche
Tasten kann eine Führungsanordnung
zum Beschränken
von Bewegungen des Tastenkopfs in denjenigen Richtungen, in denen
keine Bewegung erwünscht
ist, zwischen dem Tastenkopf und dem Rahmen an einer Stelle vorgesehen
werden, die von dem vorgenannten Paar Bügel beabstandet ist. Außerdem kann
eine Koppelstange vorgesehen werden, wenn dies erforderlich ist,
um eine unerwünschte
Drehung (Klapperbewegung) des Tastenkopfs zu minimieren, ohne daß eine Anordnung
zum Verhindern von Drehungen (Ansätze) erforderlich wäre, die
aus der Unterseite des Bodenfläche
der Platte herausragen kann, wie es beim Stand der Technik der Fall
war. Die vorliegende Erfindung realisiert daher eine beträchtliche
Reduzierung der vertikalen Bauhöhe
der Tastatur.