панель клавиатуры

Формула изобретения

1. Панель клавиатуры в виде металлической пластины с выгнутыми участками, выполняющими функцию клавиш, имеющих возможность упругого прогиба под действием давления, отличающаяся тем, что пластина выполнена толщиной 0,10÷0,20 мм из алюминиевых или титановых сплавов с анодированным слоем на ее лицевой поверхности, который окрашен с образованием изображения клавиш с маркировочными метками на них.

2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что пластина панели выполнена с дополнительным анодированным слоем на ее обратной поверхности.

3. Панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на обратной поверхности выгнутых участков пластины выполнены контактные площадки в виде отверстий в анодированном слое или в виде вакуумного напыления из проводящего материала, нанесенного на анодированный слой.

4. Панель по п.1 или 3, отличающаяся тем, что в дополнительном анодированном слое на обратной поверхности пластины выполнен вспомогательный контакт для подключения к панели заземления, выполненный в виде отверстия в анодированном слое.

5. Панель по п.3, отличающаяся тем, что вакуумное напыление выполнено из меди или никеля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры, в частности устройств ввода информации в компьютерах, телефонах, приборах и т.п.

Известна панель клавиатуры в виде пластины с одним или несколькими участками, выполняющими функцию клавиш, имеющих возможность упругого прогиба под действием давления, на обратной стороне которых размещены контакты. Пластина выполнена из алюминия или его сплавов с анодированным слоем на ее лицевой и обратной поверхностях. Этот слой на лицевой поверхности окрашен образованием изображения клавиш с индикаторными метками на них. На обратной поверхности пластины поверх анодированного слоя вокруг мест расположения контактов нанесен слой защитного материала из фоторезиста, а на участках, свободных от этого слоя, в анодированном слое выполнены отверстия, открывающие участки поверхности пластины, которые выполняют функцию контактов (см. РФ №2151419, кл. H 01 Н 13/70, заявл. 27.11.97, опубл. 20.06.2000 "Панель клавиатуры").

Недостатком панели является отсутствие у человека, работающего с ней, чувства осязания при срабатывании клавиши, т.е. у панели отсутствует так называемый тактильный эффект.

Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранной в качестве прототипа является панель клавиатуры в виде металлической (стальной или бронзовой) пластины с выгнутыми участками, выполняющими функцию клавиш, имеющих возможность упругого прогиба под действием давления. На металлической поверхности пластины выполнены шлицы для компенсации механического усилия, возникающего при перемещении выгнутых элементов. Поверх металлической пластины расположен защитный слой для предотвращения проникновения через шлицы загрязняющих частиц, а также для нанесения маркировочных обозначений на клавиши (см. ФРГ №3618131, кл. Н 01 Н 13/70, опубл. в реферативном журнале "Изобретения стран мира", вып.127, №8, 1987 г.).

Данная панель обладает тактильным эффектом. Однако из-за того, что она выполнена из достаточно жесткого материала (стали или бронзы) для обеспечения возможности упругого прогиба клавиш пластина панели прорезана шлицами. Это вызывает необходимость установки поверх металлической пластины дополнительного защитного слоя, что увеличивает толщину панели. Кроме того, маркировка, нанесенная на поверхность защитного слоя, при прогибании клавиш легко разрушается от знакопеременных нагрузок, нарушая тем самым работоспособность прибора с такой клавиатурой.

Таким образом, недостатками данной панели являются малая долговечность и сравнительно большая толщина, не удовлетворяющая требованиям миниатюризации радиоэлектронной аппаратуры.

Задачей настоящего изобретения является увеличение срока службы клавиатуры при уменьшении ее толщины.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является выполнение панели клавиатуры в виде единой пластины с ненарушенной целостностью поверхности, маркировочные обозначения на которой размещены внутри материала пластины.

Указанная задача решается за счет того, что известная панель клавиатуры в виде металлической пластины с выгнутыми участками, выполняющими функцию клавиш, имеющих возможность упругого прогиба под действием давления, согласно изобретению выполнена в виде пластины толщиной 0,10-0,20 мм из алюминиевых или титановых сплавов с анодированным слоем на ее лицевой поверхности, который окрашен с образованием изображения клавиш с маркировочными метками на них.

Панель может быть выполнена с дополнительным анодированным слоем на ее обратной поверхности. При этом в дополнительном анодированном слое на выгнутых участках поверхности пластины могут быть выполнены контактные площадки в виде отверстий в слое, которые открывают участки поверхности пластины, или в виде вакуумного напыления из проводящего материала, нанесенного на этот слой. Вакуумное напыление может быть выполнено из меди или никеля. В дополнительном анодированном слое на обратной поверхности пластины может быть также выполнен вспомогательный контакт в виде отверстия в анодированном слое. Вспомогательный контакт предназначен для подключения к панели заземления.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемая панель клавиатуры неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Панель клавиатуры может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные материалы и стандартное оборудование, и широко использована в приборостроении, т.е. является промышленно применимой.

Выполнение панели в виде пластины из алюминиевых или титановых сплавов заявляемой толщины позволяет обеспечить многократный (пластина выдерживает несколько десятков миллионов срабатываний) упругий прогиб клавиш. При толщине пластины менее 0,10 мм снижаются ниже допустимого уровня прочностные качества панели, а толщина более 0,20 мм вызывает усталость оператора, пальцы которого преодолевают упругое сопротивление пластины при нажатии. Анодированный слой пластины из алюминиевых или титановых сплавов представляет собой высокопрочный диэлектрический материал с пористой поверхностью. Это позволяет, с одной стороны, придать большую прочность пластине, не увеличивая ее толщину, а с другой стороны, при помощи красителя, глубоко внедренного в толщу материала пластины, получить такое изображение клавиш с индикаторными метками на них, которое невозможно разрушить даже при многократных знакопеременных нагрузках, вызываемых прогибом клавиш. Выполнение пластины с анодированным слоем на обратной поверхности повышает прочность клавиатуры на истирание за счет того, что при прогибании клавиши с коммутирующими элементами радиоаппаратуры соприкасается высокопрочный анодированный слой пластины. Кроме того, анодированный слой на обратной поверхности пластины позволяет образовать контактные площадки внутри материала пластины, которая в этом случае не только передает нажатие на расположенные под ней коммутирующие устройства, но и сама выполняет функцию замыкателя коммутирующего устройства. Контактные площадки получают за счет выполнения отверстий в анодированном слое и обнажения поверхности алюминия, являющегося проводником. Контактные площадки могут быть выполнены также и за счет нанесения вакуумного напыления из проводящего материала на анодированный слой. Напыление, также как и краска, глубоко внедряется внутрь пористого материала анодированного слоя, прочно сцепляясь с ним и надежно выдерживая многократные прогибы клавиши панели. При этом напыление практически не увеличивает толщину пластины за счет того, что напыленный материал располагается внутри пор анодированного слоя, заполняя их. Использование для вакуумного напыления меди или никеля позволяет обеспечить хорошую работоспособность панели при сравнительно невысокой стоимости изделия. Выполнение в дополнительном анодированном слое на обратной поверхности пластины вспомогательного контакта для подключения к панели заземления позволяет снять с панели статическое электричество и повышает электробезопастность панели.

Все это позволяет решить поставленную задачу - увеличение срока службы панели клавиатуры при уменьшении ее толщины.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:

Фиг.1. Фрагмент панели клавиатуры без контактных площадок на обратной поверхности пластины в разрезе.

Фиг.2. Фрагмент панели клавиатуры с контактными площадками на обратной поверхности пластины в разрезе.

Фиг.3. Фрагмент панели клавиатуры без контактных площадок на обратной поверхности пластины в разрезе (пунктиром показано положение клавиши панели при нажатии) в сборе с переключающим устройством.

Заявляемая панель клавиатуры выполнена в виде пластины 1 из дюралюминиевой фольги, толщиной 0,15-0,16 мм (или из другого термообрабатываемого алюминиевого или титанового сплава с пределом прочности на растяжение не менее 400 МПа, пределом текучести не менее 350 МПа) с анодированным слоем 2 на ее лицевой поверхности и анодированным слоем 3 на ее обратной поверхности. На лицевой поверхности пластины анодированный слой 2 окрашивают с образованием изображения клавиш 4 с индикаторными метками на них. Окраска слоя 2 может быть проведена либо методом фотопереноса, т.е. путем нанесения фоторезиста, его экспонирования, дубления, удаления с неэкспонированных участков, нанесения краски на свободные от защитного материала участки пластины; либо при помощи графопостроителя, наносящего краску на анодированный слой 2 в соответствии с программой, либо просто посредством тампонной печати. При этом краска, глубоко проникая в пористую поверхность анодированного слоя 2, закрепляется в нем настолько надежно, что маркировка клавиш не разрушается даже при многократном прогибе клавиш. Причем краска не образует слоя на поверхности 2 пластины 1 и, следовательно, не увеличивает ее толщину.

При изготовлении панели с контактными площадками 5 и со вспомогательным контактом 6 на обратной поверхности пластины 1 в анодированном слое 3 в местах их расположения выполняются отверстия. Отверстия получают путем травления в насыщенном растворе NaOH, предварительно проведя покрытие защитным материалом тех участков поверхности 3 пластины 1, которые не подлежат травлению. Контактные площадки 5 могут быть получены и путем напыления проводящего материала на анодированный слой 3. Напыление проводящего материала на поверхность анодированного слоя 3 проводят любым известным методом (электродуговым, плазменным и пр.) в камере вакуумного напыления.

Затем пластине 1 при помощи штамповки придают необходимую форму с выгибами в местах расположения клавиш 4. Возможен вариант выполнения панели, при котором пластине 1 сначала придают необходимую форму с выгибами в местах расположения клавиш 4, а затем подвергают ее обработке по нанесению требуемых видов покрытия.

При использовании данной панели ее наклеивают на верхнюю пластину 7 коммутационного устройства. При нажатии на клавишу 4 она прогибается и касается верхней пластины 7 коммутационного устройства, прогибая ее и замыкая цепь. В случае выполнения панели с контактными площадками 5 на ее обратной поверхности, панель склеивают непосредственно с нижней платой 8 коммутационного устройства, на которой расположены контактные гребенки. При прогибе клавиши 4 расположенная на ее обратной поверхности контактная площадка 5 касается контактной гребенки на плате 8 и замыкает цепь.

Следовательно, выполнение панели клавиатуры с тактильным эффектом в виде единой пластины с ненарушенной целостностью поверхности, маркировочные обозначения и контактные площадки на которой размещены внутри материала пластины, позволяет решить поставленную задачу - увеличение срока службы клавиатуры при уменьшении ее толщины.