Клавиатура
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
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИ Х
РЕСПУБЛИН
А1 (51)4 G 06 F 3/02
113
БИБЛК<,,g, .;
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) КЛАВИАТУРА
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4019781/24 — 24 (22) 22.01.86 (46) 07.07.87. Бюл. М 25 (72) А.А.Задорожный (53) 68 1.327.11 (088.8) (56) Авторское свидетельства СССР
Ф 1095 162,кл . Г 06 F 3/02, 1983.
Патент Великобритании
Ф 1484857, кл. G 06 F 3/02, 1977. (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мажет 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. з.п. ф-лы, 7 ил.! ) < > э (!!!зоб!э«т«ни« Цель изобретения — потэьппение ттл—! 0 дежносги клавил гуры зл сче иск?!юче— ния возможности ложных стэаблть!вани!1 ПРИ ИЗМЕНЕНИЯХ ВНЕ<ПНЕГО ЛЛВЛЕНИЯ И устранения окисления кoBò»êòoн. На фиг. 1 показана кллвттлтура, общий вид; на фиг. 2 — то ж<, поперечное сечение; Ira фиг. 3 — пояснение птэlтнцlтllл !э»боты т< 1,1! В исходном состоя!ппт контактные группы 4 рл.эомкнуты ( 1;cstrf -.эллстич!и тй с пой t п!33!яс7 ся rrpo— f3OIJ?t IrtIIM IlO НС «13 П ОН !Э. (It(t< Гтт э О Н ДО ! <с л!
I(? ЕСллв?тлтура содерж?тт ос!<он(тние 1 из плотного эластичного млтерилла, куполообразные выступы 2, ттмитирующие клавиши, BTopvt Г<ерстиями 7, эластичный слой Я с про†З5 тэодяп!?Гми зонами 9, демпфирук<щую ме>l брлну 10> верхнто!о l 1 и н?111(!<юто 12 члс— ти !тндивидулльно герм«ти.эировлнной полости, образ oвлltной oòнерс Tlt Iми 5 и 7, пр?т упрощет<ном !<яр!1<3!<те конст- 40 рукции корпус 13 с !» Il(3 III 14 и про— кллдки 15 с (этгэерсттт?! !tr 16 клавишную головку 1 7. Клавиатура работ»с т сл(д Уюг! !1?1 обВ t« ÷oíт н»ж;!тип нл клавишу ! <ух (нн< ртпь!й глз или ци.электричес— кля жидк<эстт ), нлходяпвтйся R полос— ти 11 клан!нпи 2, выходит через оТ перстне 5 в полость 12. При этом мембрл ил 10 растягиваетo ?t, Дпя увеличения об<нема 13(>лости 12 в плате 3 могут быть выполнены конусообразные ут лубления. При нажатии на клавишу не наблю— дается резкого проваливания выступа 2 ("хлопка" ), тлк как воздух Bbfxoдя!пий через отверстие 5 из полости 11 в полость 12 создлет сопротивление препятствующее "хлопку", чем обеспечивается лучшяя плавность хода кла-! 3ИП
При отпускал?1?1 клавиши происходит возврат ее в исходное положение. Контактные группы 4 при этом размыкаются. В момент возврата клавиши в исходное положение воздух под давлением растянутой мембраны 1О из полости 1? через отверстие 5 возвращается в полость 11. Растянутая мембрана 10 создает дополнительное усилие, способствующее более быстрому возврату клавиши в исходное положение. Принцип работы клавиатуры, заполrrefItto?t 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 зависит от толщины и эластич1 эсти подвижных элементов и составляет 50-100 r. Высота клавиатуры равна 2-5 мм в зависимости от толщины применяемых материалов и высоты выстулон. В клавиатуре предусмотрено гашение плразитных колебаний клавиш,возник»!<ппих под воздействием ударов и вибрации и приводящих к ложным срабатываниям контактов. Чаще эти явления имент место нл частоте собственного резонанса клавиатуры, когда амплитуда 11(tp»B«7 trftx колебаний клавиш резко 13oзр !стает При резком движении клавиши вниз (»t3epx) воздух через отверстие 5 выходит из пол(эсти ! (! 2) в полость 2 (! ), создлвля при -этом сопротивление, пропорциональное скорости движения клавиши, в pp»óëüò»òå чего ее движение тормозится. !!з сказанного следует, что в клан!!»туре обеспечивается демп? ?? фировлние и успп коение иярл итиых колебаний клавиш, что IIAIIbllll Iåò ниброустойчивость конструкиии и обесие ивяет стабильность работы II усланиях вибраций и ударон. Под действием внешнего давления, превышающего ннутриклавишное, (фиг. 4) эластичная мембранл 1О вдавливается и конус 1абря зное углуб?и иие платы 3> уменьшает объем иои?с ти 12, выдавливая при этом часть IIîэдуха н полость 11 до тех пор, пока давления в полостях 11 и 12 не сравняются и станут равны ннешнему. При этом ос.но— вание 1 с проводящим слоем Я праги- 15 баются на незначительную величину, не влияющую нл функционироняние кла— ! виатуры. Величина прогиба тем меньше, чем тоньше и эллстичиее демифируюшая мембрана 10 п сравнению с оснаняни- 20 ем 1 и проводящим слоем 8. При использовании клавиатуры в жидкости, в там числе на больших глубинах, где имеет место IIoIIIIIlleIIIIoe давление, внутренний объем клавиатуры заполняется диэлектрической жидкостью, которая, обладая малой степенью сжатия, предохраняет коч трук— цию от больших прогибов подвижных элементов и самопроизвольного замыка- Çp ния контактов. При работе клавиатуры в среде с пониженным давлением (фиг. 5) в результате воздействия ннутриклавишна— го давления, превьппающего 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- 40 ма полости 12 и перераспределения воздуха между полостями 11 и 12 давления в полостях 11 и 12 и внешнее становятся равными. При этом основание 1 с проводящим слоем 8, как и в 45 предыдущем слу . ае, первоначального положения практически не меняют. В упрощенном варианте конструкции (фиг. 6) для изготовления всех деталей используют листовые материалы, 50 серийно выпускаемые промышленностью, в связи с чем отпадает необходимость разработки и изготовления дорогостояших пресс-форм и сложной технической оснастки. Для повышения механической 55 прочности конструкции и разделения клавиш 2 введен корпус 13 с окнами 14 для клавиш. Для увеличения объема по 9 4 ласти 12 исиоль yelcя прокладка 15 с отверстиями 16. При необходимости можно испогьзо— вать для нажатия ия клавиши 2 стандартные клавишные головки 17 (фиг . 7) Индивидуальная герметизация полостей 11 12 обеспечивается приклеиванием или привулклнизиронянием слоев 1, 8, 6, 3 и 10друг кдругупа нсей площади контакта. Основание 1 и эластичный слой 8 могут быть выполнены из силиконовой резины ИРП-1265, проводящие зоны из токопроводис и резины (эластомер СЭТ), мембрана 10 — из кремнийорганического компаунда 159-167 или из ИРП1265. Таким образам, герметизация клавишных полостей и введение депмфирующей мембраны позволяют использовать контактов Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1.Клавиатура, содержащая основание из плотного 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, расположенными напроTHB куполообразных выступов основания, контактные группы, расположенные ня 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, о т л и ч а ю ш я я с я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения возможности ложных срабаклавиатуру в них давлений, кпавиатуры к ro давления, клавиш. Запал тей инертным риком позволя широком диапазоне внешповысить устойчивость резким перепадам внешнеулучшить плавность хода нение герметичных полосгазом или жидким диэлектет устранить окисление Фиг.! тываний при изменениях внешнего давления и устранения окисления контактов, клавиатура содержит демпфируюшую мембрану, расположенную между второй печатной платой и задней час— тью основания, полости, образованные отверстиями в первой и второй печатных платах, индивидуально герметизированы. 1 лаьиатура по п. 1, о т л и ч а ю п а я с я тем, что полости кпаниатуры заполнены жидким диэлектриком или инертным газом под давлением ныне атмосферного. ) 37? 1 () 11 9g Риг. 2 Фиг. Ф 12 5 10 1322249 Рцг б Составитель В.Файзрахманов Техред А. Кравчук Корректор С.Шекмар Редактор П.Гереши Заказ 2864/44 Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
