Клавиатура

(55 Н 01 Н 13/7 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ льство СССР 13/70, 1988,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) КЛАВИАТУРА Изобретение относится к области коммутационной техники и может быть использовано в системах ввода и преобразования информации в качестве клавиатур и тастатур.Известны клавиатуры разного типа и назначения, например, клавиатура пишущих машинок, ПЭВМ, пультов технологического оборудования. Существуют и такие их разновидности, как клавиатуры микрокалькуляторов и телефонных аппаратов, в последнем случае называемые тастатурами.В то время как требования к эргономичности и надежности работы клавиатур разного применения имеют тенденцию к сближению, конструктивные требования в зависимости от назначения клавиатур варьируются по величине хода клавиши, усилию нажатия, шагу клавиш и их габаритам. Например, телефонные аппараты, в соответствии с современной модой, зачастую выполняются в виде узкой и плоской телефонной трубки, на которой тастатуре, состоящей иэ 10-12 клавиш, отводится очень небольшое пространство, Его желательно заполнить низкопрофильными продолгова(57) Использование; в системах ввода и преобразования информации в качестве клавиатур или тастатур. Сущность изобретения: возвратная пружина одним концом упирается в опорный элемент на панели, а другой ее конец фиксируется в клавише средством фиксации, которое расположено между опорными выступами клавиши и опорным элементом на йанели. Конструкция характеризуется малым числом деталей и простотой сборки. 1 ил. тыми клавишами с высокой надежностью коммутации и небольшим усилием нажатия. Аналогичные требования возникают и тогда, когда телефонный аппарат выполняется в более или менее традиционном виде, но с кнопочным номеронабирателем, поле кото- Я рого имеет ограниченные размеры,Не менее существенными по сравнению с уже перечисленными являются требования простоты конструкции, ее технологичности и, как их следствие - воз- Ч можности максимальной автоматизации М процесса изготовления и сборки клавиату ры. Важность выполнения этих требований, фЬ вытекает из того факта, что большинствоО) иэделий, в состав которых входит клавиату-ра, относится к иэделиям массового производства и только при соблюдении этих требований изделие будет доступно по цене, потребителю, а производство будет рентабельным.Известна тастатура, содержащая нажимные кнопки в виде колпачков, перемещающиеся в отверстиях крышки и скользящие по цилиндрическим выступам (колонкам) на направляющей плате, В ко 1775740лонках перемещаются толкатели, соединенные с нажимными кнопками через эластичные элементы (многовитковые витые пружины), перекрывающие высоту колонки, К недостаткам этой тастатуры можно отнести возможный боковой люфт кнопки, который в присутствии пыли и других неблагоприятных факторов, может привести к заклиниванию кнопок при достаточно большом их ходе, Это обстоятельство снижает вероятность безотказной работы тастатуры,Известна телефонная клавиатура с жесткой несущей платой, с которой соединено многослойное мембранное контактное устройство с выступающими над общей поверхностью участками, которые закрыты жесткими колпачками клавиатуры. Недостатком этой телефонной клавиатуры является малый ход ее кнопок, задаваемый лишь высотой выступающих участков мембраны, а также достаточно большое усилие нажатия, характерное для таких многослойных мембранных систем, Безотказность работы таких клавиатур также невысока,Наиболее близкой к заявляемой конструкции является клавиатура, содержащая пластину с отверстиями, электроконтакты контактной платы, полую клавишу с опорными выступами и толкателем, возвратную пружину в виде витка спиралй с прямолинейными концами, крепежный элемент под виток спирали, расположенный между отверстиями пластины под опорные выступы, в которой крепежный элемент под виток спирали выполнен с опорной поверхностью, а возвратная пружина установлена так, что ее виток упирается в опорную поверхность указанного крепежного элемента, а прямолинейные концы - в угол, образованный внутренними поверхностями клавиши и опорными выступами.В этой клавиатуре отсутствует боковой люфт клавиши, движение происходит только в нужном пользователю направлении, а консольная конструкция клавиши позволяет избежать трения скольжения и повысить надежность работы, Однако, недостатком этой конструкции является трудность автоматизации процесса сборки клавиатуры, в частности операции соединения клавиши с панелью и пружиной на ней, поскольку фиксация витка пружины на панели не обеспечивает фиксированного положения концов пружины до момента упора их в клавишу. В данной конструкции нежелательно также уменьшение поперечного габарита клавиши, поскольку это ведет к укорочению прямолинейных концов пружины, а, следовательно, к увеличению усилия нажатия и к большей деформации концов пружины в процессе работы, Это, в свою очередь,ведет к уменьшению вероятности безотказной работы клавиши. Указанная особен 5 ность работы пружины обсуждаемойконструкции клавиатуры сужает область ееприменения, в частности, в тастатурах,Цель изобретения - уменьшение габаритов клавиши с одновременным повыше 10 нием технологичности.Поставленная цель достигается за счеттого, что в клавиатуре, содержащей панельс отверстиями и опорным элементом, электроконтакты контактной платы, клавиши,15 каждая из которых выполнена с опорнымивыступами и толкателем, нижняя часть которого входит в зацепление с панелью, приэтом клавиши установлены на панели с возможностью поворота и воздействия толка 20 теля на контактный узел, возвратнуюпружину, взаимодействующую с опорнымэлементом и клавишей, средство фиксациипружины, возвратная пружина выполненамноговитковой, средство фиксации пружи 25 ны выполнено на внутренней поверхностиклавиши и размещено между опорными выступами клавиши и опорным элементом панели и соединено с одним из концовмноговитковой пружины.30 В предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом изменяется как формапружины, так и система ее взаимодействияс клавишей. Замена пружины с одним витком и двумя прямолинейными концами на35 многовитковую пружину, для которой характерно преобладание продольного размеранад поперечным, позволяет при сохраненииэффективной динамики работы клавиши,при необходимости, существенно сузить ее40 ширину, Кроме того, в данной конструкцииположение пружины зафиксировано в пространство за счет взаимодействия одного ееконца со средством фиксации, расположенным на внутренней поверхности клавиши,45 Положение второго конца пружины приэтом в силу конфигурации многовитковойпружины фиксируется в пространстве автоматически, что упрощает в дальнейшем процесс сборки клавиши с панелью,50 Таким образом, сравнение заявляемогорешения с прототипом позволяет сделатьвывод об отличиях как в форме пружины, таки в системе взаимодействия с клавишей,приводящих к достижению поставленнойцели.На чертеже представлена клавиатура,вариант выполнения, Клавиатура содержит панель 1, клавиши2, каждая из которых снабжена двумя опорными выступами 3, суммарная ширина кото 1775740зом рых меньше ширины клавиши 2, расположенными с одной стороны и толкателем 4, расположенным на противоположной стороне клавиши 2. Панель 1 выполнена в виде пластины с отверстиями 5 под опорные выступы 3 и отверстием 6 под толкатель 4, Толкатель 4 установлен с возможностью воздействия на контактный узел, содержащий электроконтакты 7, расположенные на контактных платах 8. Нижняя часть толкателя 4 выполнена иэ эластичного "1 атериала и входит в зацепление с нижней поверхностью панели 1. Панель 1 снабжена опорным элементом 9 для возвратного элемента клавиши 2. Возвратный элемент клавиши 2 выполнен в виде многовитковой пружины 10, один конец которой соединен со средством фиксации 11, выполненным на внутренней поверхности клавиши 2 и размещенным между опорными выступами 3 клавиши 2 и опорным элементом панели 1. а второй конец упирается в опорный элемент 9 на панели 1, оси обоих концов пружины 10 не совпадают,Клавиатура работает следующим обрапри нажатии на клавишу 2 происходит ее поворот вокруг оси, образованной кромками отверстий 5 и самой клавиши 2, при этом толкатель 4 упирается в контактную плату 8 и замыкает электроконтакты 7, После снятия усилия нажатия клавиша 2 под действием пружины 10 возвращается в исходное положение до упора нижней части толкателя 4 в нижнюю поверхность панели 1, Клавиша 2 удерживается в панели 1 за счет пружины 10, которая, будучи зафиксирована одним концом с помощью средства фиксации 11 в клавише 2, а вторым концом упираясь в опорный элемент 9 на панели 1, прижимает клавишу 2 опорными выступами 3 к кромке отверстий 5 в панели 1 и одновременно отжимает клавишу 2 вверх от панели 1, обеспечивая зацепление нижней части толкателя 4 с панелью 1, Поскольку клавиша 2, сохраняя достоинства изобретения, выбранного в качестве прототипа, повторяет механизм взаимодействия опорных выступов клавиши и отверстий панели, а именно она прижата опорными выступами 3 к кромке отверстий 5, исключается люфт клавиши в плоскости панели 1; поскольку суммарная ширина опорных выступов 3 (и соответственно, о. верстий 5 в панели 1) меньше ширины клавиши 2, исключается боковой люфт клавиши 2, Таким образом, клавиша 2 имеет возможность движения только в нужном оператору направлении,Сборку клавиатуры осуществляют следующим образом: предварительно на сред 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ство фиксации 11 в клавише 2 надевают одним из концов пружину 10. Второй конец пружины 10 остается свободным и фиксированным в пространстве, Опорные выступы 3 клавиши 2 вводят в отверстия 5 под опорные выступы 3 в панели 1, При этом пружина 10 самопроизвольно ориентируется относительно панели 1 так, что ее ось направлена под углом к панели 1, Для установки толкателя 4 в отверстие б панели 1 клавишу 2 нажимают до упора в панель 1. При этом, во время хода клавиши 2, свободный конец пружины 10 скользит по панели 1 и упирается в опорный элемент 9 панели 1, пружина 10 сжимается, запасая упругую силу, а толкатель 4 за счет кратковременной деформации его нижней эластичной части проталкивается в отверстие б панели 1, Клавишу 2 отпускают и под действием возвратной составляющей силы упругости пружины 10 клавиша 2 занимает исходное положение, при котором нижняя часть толкателя 4 входит в зацепление с нижней поверхностью панели 1, ограничивая обратный ход клавиши 2, Пружина 10 при этом остается в напряженном состоянии, что обеспечивает ее упругую силу, необходимую для постоянного прижимания опорных выступсв 3 клавиши 2 к кромкам отверстий 5 в панели 1 и одновременного отжимания клавиши 2,При необходимости съема клавиши 2 с панели 1 (например, для замены символа) клавиатуру не требуется разбирать, достаточно, потянув клавишу 2 за поднятый ее край, вытянуть толкатель 4 из отверстия б на панели 1 и затем освободить опорнь е выступы 3 из отверстий 5 на панели 1, Пружина 10 при этом самостоятельно освобожрается от взаимодействия с опорным элементом 9 панели 1 и остается зафиксированной одним концом на клавише 2.Предлагаемая конструкция была реализована на фрагменте клавиатуры с клавишами шириной 10 мм, длиной 20 мм и многовитковой пружиной 2 мм с толщиной проволоки "0,2 мм, Ширина клавиши при этом в два раза уже по сравнению с клавишами прототипа.Достоинствем предлагаемой конструкции является технологичность ее деталей, простота сборки, отсутствие сложностей на пути ее автоматизации, а также высокая надежность ее работы,Формула изобретенияКлавиатура, содержащая панель с отверстиями и опорным элементом, электро- контакты контактной платы, клавиши, каждая из которых выполнена с опорными выступами и толкателем, нижняя часть кото1775740 Составитель Т. ИвановаТехред М.Моргентал Корректор 3, Салко актор э 4035 Тираж Подписное8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 рого входит в зацепление с панелью, при этом клавиши установлены на панели с возможностью поворота и воздействия толкателя на контактный узел, возвратную пружину, взаимодействующую с опорным элементом и клавишей, средство фиксации пружины, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения габаритов клавиши с одновременным повышением технологичности, возвратная пружина выполнена многовитковой, а средство фиксации пружины выполнено на внутренней поверхности кла виши и размещено между опорными выступами клавиши и опорным элементом юа панели и соединено с одним из концов мнрговитковой пружины.