ES2902721T3 - Teclado elastomérico - Google Patents

Abstract

Un teclado elastomérico (1) que tiene al menos una tecla (3) que comprende una cúpula elastomérica (41) que define una cámara (42) y está provista en el interior de unos medios activadores (43), unos medios de activación (44) que cooperan con dichos medios activadores (43) para transmitir la señal que indica la activación de dicha tecla (3) a un sistema de control externo, y al menos un canal de compensación (48) que se abre en dicha cámara (42) para permitir un flujo de fluido desde dicha cámara (42), mientras dicha cúpula elastomérica (41) colapsa, y hacia dicha cámara (42), mientras dicha cúpula elastomérica (41) se libera, caracterizado por que al menos uno de dichos canales de compensación (48) comprende al menos una disposición de válvula (5) que actúa como una válvula de retención pasiva que genera restricciones de fluido mientras el fluido regresa a dicha cámara (42), mientras que proporciona un flujo sustancialmente laminar de fluido mientras dicha cúpula elastomérica (41) colapsa.

Description

DESCRIPCIÓN

Teclado elastomérico

La presente invención se refiere a un teclado elastomérico que tiene al menos una tecla que comprende una cúpula elastomérica que define una cámara y proporcionada en el interior de unos medios activadores, unos medios de activación que cooperan con dicho medios activadores para transmitir la señal que indica dicha activación de tecla a un sistema de control externo, y al menos un canal de compensación que se abre en dicha cámara para permitir un flujo de fluido desde dicha cámara, mientras dicha cúpula elastomérica colapsa, y hacia dicha cámara, mientras dicha cúpula elastomérica se libera.

Antecedentes de la invención

Los teclados elastoméricos de este tipo, también conocidos como teclados de caucho de silicona, se utilizan como una solución de conmutación fiable y de bajo coste.

La Solicitud de patente US 2002163451 divulga una matriz de interruptores a prueba de líquidos que comprende una matriz de cúpulas elastoméricas, cada una definiendo una cámara, y una pluralidad de canales que interconectan las cámaras de las cúpulas de manera que cada cámara de cada cúpula está en comunicación fluida con la cámara de al menos una de las otras cúpulas que permiten un flujo de aire sin restricciones entre estas cámaras.

Otras construcciones de teclado que comprenden cúpulas elastoméricas que definen cámaras interconectadas por canales también se conocen a partir de las publicaciones US 4527030, US 2005000789, US 2002009322, US 2009032380 o US 5874700.

Se genera un sonido mientras se presiona una cúpula en el interior y se genera otro sonido mientras la cúpula vuelve a su posición neutra. Por lo tanto, la sonoridad del teclado se caracteriza por dos eventos: evento de empuje hacia abajo y evento de empuje hacia arriba. Como la acción de la tecla se activa mientras se presiona la tecla, la intensidad del sonido del evento de empuje hacia abajo debería ser obviamente más alta que la del evento de empuje hacia arriba. Desafortunadamente, los teclados elastoméricos conocidos presentan una característica bastante opuesta: la intensidad del sonido del evento de empuje hacia abajo es menor, porque es suprimida por la deformación de la cúpula, mientras que la intensidad del sonido del evento de empuje hacia arriba no solo no se suprime, sino que generalmente también se genera durante colisión de la cúpula con un botón de plástico o una tapa de tecla que a su vez choca con la carcasa del teclado.

La publicación US 5710397 divulga un actuador de interruptor que comprende una cúpula de caucho, una carcasa y una tapa de tecla con un émbolo. La cúpula de caucho está asentada en el interruptor y se deforma selectivamente para accionar el interruptor. La carcasa recibe la cúpula de caucho en su interior y tiene una abertura superior que define un borde de la abertura y tiene una superficie interior. El émbolo se mueve recíprocamente dentro de la carcasa y es guiado por el borde durante el movimiento recíproco del teclado. La parte superior de la tecla, que tiene una superficie inferior, se mueve recíproca y verticalmente junto con el émbolo para deformar selectivamente la cúpula de caucho para accionar el interruptor como resultado de la operación del usuario. Para mejorar la característica de sonido del teclado, se forma una superficie inclinada en la superficie interior de la carcasa para retener el extremo de gancho bifurcado del émbolo con el fin de reducir el ruido generado durante el movimiento de retorno del émbolo.

Otras construcciones de teclado que mejoran las características de sonido del teclado se conocen, por ejemplo, a partir de la publicación US 5418530 se divulga una tecla con movimiento de retorno silencioso o US 6672781 que divulga una unidad de tecla de ruido reducido.

La publicación DE 102009051829 A1 divulga un interruptor eléctrico que tiene dos superficies de contacto opuestas separadas en un estado abierto del interruptor por espacios llenos de un fluido aislante. Un depósito de fluido está conectado de forma fluida con los espacios para suministrar el fluido aislante en caso de desplazamiento del depósito de fluido por presión mecánica sobre el depósito de fluido en los espacios de manera que el interruptor cambia de un estado cerrado a un estado abierto. La conexión entre el depósito y el espacio actúa como una especie de freno líquido.

Por lo tanto, el objeto de la presente invención ha sido proporcionar un teclado elastomérico en el que la intensidad del sonido del evento de empuje hacia abajo sería mayor que la del evento de empuje hacia arriba, que sería rentable y simple de fabricar.

Sumario de la invención

Un teclado del tipo mencionado al principio, según la presente invención, se caracteriza porque al menos uno de dichos canales de compensación comprende al menos una disposición de válvula que actúa como válvula de retención pasiva generando restricciones de fluido mientras el fluido regresa a dicha cámara, mientras que proporciona un flujo sustancialmente laminar de fluido mientras dicha cúpula elastomérica colapsa.

Preferiblemente, dicha válvula de retención pasiva tiene la forma de una válvula Tesla.

Preferiblemente, dicha válvula de retención pasiva se extiende a lo largo de toda la longitud de dicho canal de compensación.

Preferiblemente, dicho canal de compensación termina con una cámara de compensación.

Preferiblemente, el teclado según la presente invención comprende una pluralidad de dichas cúpulas, formadas integralmente en una hoja elastomérica.

Preferiblemente, dichos canales de compensación y dichas válvulas de retención pasivas se forman dentro de dicha lámina elastomérica.

Preferiblemente, dicha hoja elastomérica linda con una placa de soporte.

Preferiblemente, dicha al menos una tecla comprende una tapa de tecla dispuesta de forma deslizante dentro de una carcasa y dicha cúpula elastomérica coopera con dicha tapa de tecla.

Preferiblemente, dichos medios activadores y/o dichos medios de activación tiene/tienen forma de capa(s) conductora(s).

Preferiblemente, dicha al menos una tecla comprende un resorte dispuesto dentro de dicha cúpula elastomérica. Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá y explicará a continuación en relación con los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es una vista esquemática en sección transversal de una parte de una realización de un teclado según la presente invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de una hoja elastomérica del teclado que se muestra en la Figura 1;

La Figura 3 ilustra la hoja elastomérica mostrada en la Figura 2 en una vista superior (figura 3a), inferior (figura 3b) y lateral (figura 3c);

La Figura 4 ilustra el funcionamiento de una realización del teclado mientras se presiona la tecla en una vista en sección transversal (figura 4a) e inferior (figura 4b); y

La Figura 5 ilustra el funcionamiento de una realización del teclado mientras la tecla vuelve a su posición normal en la vista en sección transversal (figura 5a) e inferior (figura 5b).

Descripción detallada de realizaciones preferidas

La Figura 1 presenta una realización de un teclado 1 según la presente invención que comprende una carcasa 2 que tiene siete teclas 3. Cada tecla 3 comprende una tapa de tecla 32 que tiene un émbolo 31 dispuesto de forma deslizante dentro de una abertura 21 de la carcasa 2. Una hoja elastomérica 4 está dispuesta dentro de la carcasa 2 y comprende siete cúpulas 41 dispuestas debajo de los émbolos 31 de las teclas 3. Cada cúpula 41 define una cámara 42 y está provista en el interior de unos medios activadores 43, en forma de capa conductora, que cooperan con unos medios de activación 44, también en forma de capa conductora, dispuestos debajo de la lámina elastomérica 4 en una placa de soporte rígida 6 del teclado. Cada cúpula 41 normalmente mantiene una posición inactiva de la tecla 3 que actúa sobre un émbolo 31 y mantiene la tapa de tecla 32 en su posición hacia arriba con respecto al dibujo. Con este fin, un limitador 33 en forma de un rebaje circunferencial está bloqueado a presión sobre el borde de la abertura 21 evitando que la tapa de tecla 32 se deslice hacia afuera.

Como es conocido por el estado de la técnica, cuando el usuario presiona la tapa de la tecla 32 con un dedo, el émbolo 31 se mueve hacia abajo actuando sobre la cúpula 41, la cúpula 41 colapsa y finalmente la capa conductora activadora 43 dentro de la cúpula 41 toca la capa conductora de activación 44 que tiene dos o más trayectorias eléctricas separadas (no mostradas) creando una trayectoria conductora entre las mismas y transmitiendo la señal que indica una activación de tecla dada a un sistema de control externo (no mostrado), con el que el teclado 1 está acoplado. Los elementos móviles e interactivos de la tecla 3, así como la cúpula 41 deformada, generan un sonido durante tal evento de empuje hacia abajo. Cuando el usuario suelta la tapa de tecla 32, la energía de deformación almacenada en la cúpula 41 durante su deformación también se libera rápidamente, lo que obliga a la cúpula 41 a volver rápidamente a su posición neutra junto con la tapa de tecla 32. Se genera otro sonido durante dicho evento de empuje hacia arriba que generalmente es más fuerte que el sonido del evento de empuje hacia abajo, ya que la cúpula 41 choca con el émbolo 31 de la tapa de tecla 32, que a su vez choca con la carcasa del teclado 2.

Para permitir un flujo de aire desde la cámara 42, mientras la cúpula elastomérica 41 se empuja hacia abajo, y de regreso a la cámara 42, mientras que la cúpula elastomérica 41 se empuja hacia arriba, la cámara 42 se conecta de forma fluida con un canal de compensación 48. Los canales de compensación 48 terminan con cámaras de compensación 47 o se conducen al exterior a través de las aberturas 47a.

Como se muestra en la Figura 2 y la Figura 3, cada canal de compensación 48 comprende una disposición de válvula 5 en forma de válvula Tesla que se extiende casi a lo largo de toda la longitud del canal 48.

El interior de cada válvula Tesla 5 está provisto de meandros 51 y deflectores 52 que, aunque no ofrecen prácticamente ninguna resistencia al flujo de aire desde la cámara 42 a la cámara de compensación 47 (véase la Figura 4), aparte de la fricción superficial, constituyen una barrera casi infranqueable a su flujo en la dirección opuesta (véase la Figura 5).

En otras palabras, como se muestra con flechas discontinuas en la Figura 4 y la Figura 5, la disposición de válvula 5 actúa como una válvula de retención pasiva que proporciona un flujo de aire sustancialmente laminar durante un evento de empuje hacia abajo y un flujo sustancialmente turbulento durante un evento de empuje hacia arriba. Esto, a su vez, requiere más tiempo para que la cámara de la cúpula 42 se limpie mediante el aire de retorno y, por lo tanto, suprime la liberación de energía de tensión de la cúpula 41. Por tanto, la cúpula 41 se suelta o vuelve lentamente a su posición neutra sin golpear el émbolo 31. En consecuencia, se suprime la intensidad del sonido del evento de flexión.

Aunque en la realización presentada, la disposición de válvula 5 se extiende a lo largo de toda la longitud del canal de compensación 48, obviamente no es necesaria. La cúpula 41 también puede estar conectada con más de un canal de compensación 48.

Las realizaciones anteriores de la presente invención son simplemente a modo de ejemplo. Las figuras no están necesariamente a escala y algunas características pueden exagerarse o minimizarse. Sin embargo, estos y otros factores no deben considerarse como limitantes de la invención, cuyo ámbito de protección previsto se indica en las reivindicaciones adjuntas. Lista de referencias numerales

1. teclado

2. carcasa

21. abertura

3. tecla

31. émbolo

32. tapa de la tecla

33. limitador

4. hoja elastomérica

41. cúpula

42. cámara

43. medios activadores (capa conductora)

44. medios de activación (capa conductora)

45. émbolo

46. orificio de fijación

47. cámara de compensación (abertura)

48. canal de compensación

5. válvula

51. meandro

52. deflector

6. placa de soporte

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un teclado elastomérico (1) que tiene al menos una tecla (3) que comprende

una cúpula elastomérica (41) que define una cámara (42) y está provista en el interior de unos medios activadores (43),

unos medios de activación (44) que cooperan con dichos medios activadores (43) para transmitir la señal que indica la activación de dicha tecla (3) a un sistema de control externo, y

al menos un canal de compensación (48) que se abre en dicha cámara (42) para permitir un flujo de fluido desde dicha cámara (42), mientras dicha cúpula elastomérica (41) colapsa, y hacia dicha cámara (42), mientras dicha cúpula elastomérica (41) se libera, caracterizado por que

al menos uno de dichos canales de compensación (48) comprende al menos una disposición de válvula (5) que actúa como una válvula de retención pasiva que genera restricciones de fluido mientras el fluido regresa a dicha cámara (42), mientras que proporciona un flujo sustancialmente laminar de fluido mientras dicha cúpula elastomérica (41) colapsa.

2. El teclado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha válvula de retención pasiva (5) tiene forma de válvula Tesla.

3. El teclado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que, dicha válvula de retención pasiva (5) se extiende a lo largo de toda la longitud de dicho canal de compensación (48).

4. El teclado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho canal de compensación (48) termina con una cámara de compensación (47).

5. El teclado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de dichas cúpulas (41), formadas integralmente en una hoja elastomérica (4).

6. El teclado de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que dichos canales de compensación (48) y dichas válvulas de retención pasivas (5) están formados dentro de dicha lámina elastomérica (4).

7. El teclado de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que dicha hoja elastomérica (4) linda con una placa de soporte (6).

8. El teclado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha al menos una tecla (3) comprende una tapa de tecla (32) dispuesta de forma deslizante dentro de una carcasa (2) y dicha cúpula elastomérica (41) coopera con dicha tapa de tecla (32).

9. El teclado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dichos medios activadores (43) y/o dichos medios de activación (44) tiene/tienen forma de capa(s) conductora(s).

10. El teclado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha al menos una tecla (3) comprende un resorte dispuesto dentro de dicha cúpula elastomérica (41).