Клавиатура Советский патент 1987 года по МПК G06F3/23 

I

Цчс1Г) относится к , 1ПТ11МПтике и вычнслитеггьипй -тс -гникр и может быть использонагго п пультах управления, клавиигпых устройгт ях вподл иы- числитсльньгх машин и телепи.чпонпых комплексов, установле шых на подводных и летательных аппаратах, а также в устройствах передачи данных.

Цель изобретения - повышение надежности клавиатуры за счет исключе- ния возможности ложных срабатывани1 { при изменениях внешнего давления и устранения окисления контактов.

На фиг. 1 показана клавиатура, общий вид; на фиг. 2 - то ЖР, попе- речное сечение; на фиг. 3 - пояснение принц тпа работы клапиатуры; на фиг. 4 - пояснение прир{ципа компенсации разности внешнего и пнутрикла виипюго давлений, когда luioinnee дав- выше внутриклавитнсто j на фиг. 5 - пояснение принпипа компенсации разности внешнего и впутрикла- вишного давлений, когда внешнее давление ниже внутриклавишного; на фиг. клавиатура, упрощеиньп вариант выполнения; на фиг. 7 - установка стандартной клавишноГг головки, пример.

ТСпавиатура содержргт основание 1 из плотного эластичного материала, куполообразные выступы 2, имитирующие клавиши, вторую печат1гую плату 3 с контактными группами ( и отверстиями 5, первую печатную плату 6 с от- рерстиями 7, эластичный слой 8 с про иодяпцгми зонами 9, демпфирующую мембрану 10, верхнюю 1 1 и нижнюю 12 части индивидуально герметизированной полости, образованной отверстляь.и 5 и 7, при упрощенном вариаг1те конст- рукции корпус 13 с ок нлми 14 и прокладки 15 с отверстиями 16; клавиш головку 1 7 .

Клавиатура работает следую1 им образом.

В исходном состоянии контактные группы 4 разомкнуты (фи1 . 2). При нажатии на клавишу 2 элас1Нчн1-1Й слоГ 8 с провсдлщими зонами 9 прогибается и через отверстие 7 в печлтмой пла- те 6 замыкает контактн1.1е rpynniji 4 (()иг. 3). Срабатывание происходит при замыкании любых двух 1чО)ггак гов . EcJni эластичный спой Н является проводящим по Hceii посг р- Пюсти, он до- г олнител FjHO обе с по п илот члектричес- кий контакт контактных г пуии 4 платы 3 с рИСУНК 1М rif Л, ПЛ10Й П.ЧЛТЫ 6.

/,I

П t1(nнт нажатии на клавишу поз- дл х (инертный глз и.ги диэлектрическая жидкость), находящийся R полости 11 клавиши 2, выходит через отверстие 5 и полость 12. При этом мембрана 10 растягивается. Дпя упели чения объема полости 12 в плате 3 мог ут быть выполнены конусообразные углубления.

При нажатии на клавишу не наблюдается резкого проваливания выступа 2(хлопка),так как воздух выходящий через отверстие 5 из полости 1 в полость 12 создает сопротивление препятствующее хлопку, чем обеспечивается лучшяя плавность хода кла- ви1;1И .

При отпускании клавиши происходит возврат ее в исходное положение. Контактные группы 4 при этом раэм7Л- каются. В момент возврата клавиши в исходное положение воздух под давлением растянутой мембраны 10 из полости 12 через отверстие 5 возвращается в полость 11. Растянутая мембрана 10 создает дополнительное усилие, способствующее более быстрому возврату клавиши Б исходное положение,

Принцип работы клавиатуры, заполненной инертным газом или жидким диэлектриком, аналогичен. Величина рабочего хода клавиши 2 определяется толщиной печатной платы 6 и высотой выступов основания 1 и может составлять 0,2-3 мм. Усилие срабатывания клавиш завргсит от толщины и эластичности подвижных элементов и составляет 50-100 г. Высота клавиатуры равна 2-5 мм в зависимости от толщины применяемых материалов и высоты выступов .

В клавиатуре предусмотрено гашение паразитных колебаний клавиш,возникающих под воздействием ударов и вибрации и приводящих к ложным срабатываниям контактов. Чаще эти явления имеют место на частоте собственного резонанса клавиатуры, когда амплитуда паразитных колебаний клавищ резко

возрастает,

При резком движении клавиши вниз (вверх) воздух через отверстие 5 выходит из полости I I (1 2) в полость 12(1 I создавая при этом сопротивление, пропорциональное скорости движения клавиши, в результате чего ее движение тормозится. Из сказанного следует, что в клавиатуре обеспечивается демп3

фирование и успокоение паразитных колебаний клавши, что понышает пибро- устойчнвость конструкции и обеспе и- вает стабильность работ 1 в услог(иях вибраций и удароп .

Под действием внешнего давления, превышающего внутриклавишное, (фиг. 4) эластичная мембрана 10 вдап- ливается в конусообразное углубление платы 3, уменьшает объем полости 12, выдавливая при этом часть воздуха к полость 11 до тех пор, пока давления в полостях 11 и 12 не сравняются и станут равны внешнему. При этом ociio- вание 1 с проводяищм слоем 8 проги- баются на незначительную величину, не влияющую на функциоиирование клавиатуры. Величина прогиба тем меньшие чем тоньше и эластичнее демпфирующая мембрана 10 по сравнению с основани- ем 1 и проводящим слоем 8.

При использовании клавиатуры в жидкости, в том числе на больших глубинах, где имеет место по1 ышенное цавление, внутренний объем кллвиату- ры заполняется диэлектрической жидкостью, которая, обладая малой степенью сжатия, предохраняет конструкцию от больших прогибов подвижных элементов и самопроизвольного ния контактов.

При работе клавиатуры в среде с пониженным давлением (фиг. 5) в результате воздействия внутриклавишно- го давления, превышающего в данном случае внешнее, эластичная мембрана 10 растягивается, увеличивая объем полости 12. Воздух через отверстие 5 переходит из полости 11 в полость 12 За счет увеличения внутреннего объе- ма полости 12 и перераспределения воздуха между полостями 11 и 12 давления в полостях 11 и 12 ч внешнее становятся равными. При этом основание 1 с проводящим слоем 8, как ив предыдущем случае, первоначального положения практически не меняют.

В упрощенном варианте конструкции (фиг. 6) Для изготовления всех деталей используют листовые материалы, серийно выпускаемые промьппленностью, в связи с чем отпадает необходимость разработки и изготовления дорогостоящих пресс-форм и сложной технической оснастки. Для повышения механической прочности конструкции и разделения клавиш 2 введен корпус 13 с окнами 14 Д.ПЯ клавиш. Для увеличения объема полости 12 испол1,яуется прокладка 15 с отверстиями 16.

При необходимости можно испольЭо- впть для нажатия на клавиши 2 стан- дартн,1е клавишные головки 17 (фиг. 7

Индивидуальная герметизация полостей II и 12 обеспечивается приклеиванием или привулканизированием слоев 1, 8, 6, 3 и 10 друг к другу по всей площади контакта.

Основание 1 и эластичный слой 8 могут быть выполнены из силиконовой резины ИРП-1265, проводяшле зоны - из токопроводной резины (эластомер СЭТ), мембрана 10 - из кремнийоргани ческого компаунда 159-167 или из ИРП 1265.

Таким образом, герметизация кла- вишг1ых полостей и введение депмфирую щей мембраны позволяют использовать клавиатуру в широком диапазоне внешних давлений, повысить устойчивость клавиатуры к резким перепадам внешнего давления, улучптть плавность хода клавиш. Заполнение герметичных полостей инертным газом или жидким диэлекриком позволяет устранить окисление контактов.

Формула изобретения

1 .Клавиатура, содержащая основание из плотног о эластичного материала, на лицевой части основания выполнены куполообразные выступы, имитирующие клавиши, эластичный слой с проводящими зонами, расположенный на нижней стороне лицевой части основания, первую печатную плату с отверстиями, расположенными напротив куполообразных выступов лицевой части основания, вторую печатную плату с отверстиями, расположенными напротив куполообразных выступов лицевой части основания, вторую печатную плату с отверстиями, расположеннЕ.1ми напротив куполообразных выступов основания, контактные группы, расположенные на верхней стороне второй печатной платы напротив куполообразных выступов лицевой части основания, первая печатная плата расположена между эластичным слоем с проводящими зонами и второй печатной платой, отличающаяся тем, что, с целью повьш ения належности за счет исключения возможности ложных срабатываний при изменениях внешнеrci давления И устранения окисления контактов, клавиатура содержит демпфирующую мембрану, расположенную между

H jix платах, индивидуальногерметизи рпианы.

2. Клавиатура по п. 1,о т л и

ч а ю III а я с я тем, чтополости

второй печатной платой и задней час- 5 клапиатуры заполнены жидким диэлект тью основания, полости, образованные риком или инертным газом под давле- отверстиями в первой и второй печатнием BF ii;ie атмосферного,

H jix платах, индивидуальногерметизи- рпианы.

2. Клавиатура по п. 1,о т л и ч а ю III а я с я тем, чтополости

клапиатуры заполнены жид риком или инертным газом

нием BF ii;ie атмосферного,

Фиг.1

Фиг.

Фиг.

25 ff

ю

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в пультах управления, клавишных устройствах ввода вычислительных машин и телевизионных комплексов, установленных на подводных и летательных аппаратах, а также в устройствах передачи данных. Цель изобретения - повышение надежности клавиатуры за счет исключения возможности ложных срабатываний при изменениях внешнего давления и устранения окисления контактов. Клавиатура содержит основание из плотного эластичного материала, две печатные платы с отверстиями, эластичный слой с проводящими зонами, контактные группы, демпфирующую мембрану. На лицевой части основания выполнены куполообразные выступы, имитирующие клавиши. Полости, образованные отверстиями печатных плат, индивидуально герметизированы и заполнены инертным газом или диэлектрической жидкостью. При нажатии на куполообразный выступ эластичный слой с проводящими зонами замыкает контактную группу через отверстие в верхней печатной плате. Инертный газ или диэлектрическая жидкость при этом вытесняется в отверстие в нижней печатной плате и растягивает демпфирующую мембрану. При отпускании куполообразный выступ и демпфирующая мембрана возвращаются в исходное положение. Изменения внешнего давления компенсируются изменением формы демпфирующей мембраны. Изменения формы куполообразных выступов при Этом незначительны и не влияют на нормальную работу клавиатуры. 1 з.п. ф-лы, 7 ил. I сл

10

Редактор П.Герепш

Составитель В.Файзрахманов

Техред А.КравчукКорректор С.Шекмар

Заказ 2864/44 Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Л(-35, Раушская наб,., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

(риг. 7