FR2766008A1

FR2766008A1 - Keypad with elastic membrane for controlling electronic apparatus

Info

Publication number: FR2766008A1
Application number: FR9708667A
Authority: FR
Inventors: Philippe Briand; Olivier Barre
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-15
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: FR2766008B1

Abstract

The keypad comprises a rigid panel made from layers (11, 12) of plastic and sheet metal, and a series of keys (T) made in one piece with a silicone elastomer membrane (10) sandwiched between the rigid layers. Each key has an inner projection (Ti) which touches a contact when the key is depressed, and the projection is covered by a sleeve (To) of a more rigid thermo-shrink material or, in variants, by a rolled adhesive strip or a coil spring of an insulating material.

Description

La présente invention concerne un clavier de commande à touches dont les touches sont constituées, au moins partiellement, par des protubérances d'une membrane élastique qui fait partie du panneau avant du clavier ; par enfoncement, des touches, les protubérances viennent appuyer sur des contacts situés en arrière du panneau avant. The present invention relates to a key control keyboard whose keys are formed, at least partially, by protrusions of an elastic membrane which is part of the front panel of the keyboard; by pressing keys, the protrusions press on the contacts located behind the front panel.

L'invention concerne également les matériels électroniques comportant un tel clavier.The invention also relates to electronic equipment comprising such a keyboard.

De tels claviers sont connus, dans lesquels la membrane élastique, en plus du rôle qu'elle a dans la constitution des touches, est généralement conçue pour rendre étanche le clavier dont elle fait partie. Such keyboards are known, in which the elastic membrane, in addition to the role which it has in the constitution of keys, is generally designed to seal the keyboard of which it is a part.

En particulier pour des utilisations à basses températures le matériau de la membrane est une silicone sous forme d'élastomère; en effet la silicone est le seui élastomère résistant à -40 C. Mais la dureté relativement faible des élastomères de silicone nécessite de limiter la hauteur des protubérances dans un rapport longueur/diamètre inférieur à deux, sous peine de donner à ces dernières une mollesse telle que, lors de l'appui sur une touche, la sensation tactile ne soit pas franche et le déclenchement du contact ne soit pas garanti. In particular for uses at low temperatures, the membrane material is a silicone in the form of an elastomer; indeed silicone is the only elastomer resistant to -40 C. But the relatively low hardness of silicone elastomers requires limiting the height of the protrusions in a length / diameter ratio of less than two, otherwise the latter will be so soft that, when a key is pressed, the tactile sensation is not frank and the triggering of the contact is not guaranteed.

II a été proposé diverses solutions pour pallier ces inconvénients: - augmentation de la dureté de l'élastomère ou de la largeur des touches - inserts incorporés dans les protubérances lors du moulage des membranes. Mais l'augmentation de la dureté de l'élastomère réduit son étanchéité, I'augmentation de la largeur des touches n'est généralement pas acceptable, quant à la solution des inserts non seulement elle est difficile et coûteuse de réalisation et, en plus, lorsque ces inserts sont métalliques, elle amène un effet d'antenne qui est généralement inacceptable. Various solutions have been proposed to overcome these drawbacks: - increase in the hardness of the elastomer or in the width of the keys - inserts incorporated into the protuberances during molding of the membranes. But the increase in the hardness of the elastomer reduces its tightness, the increase in the width of the keys is generally not acceptable, as for the solution of the inserts not only is it difficult and costly to produce and, in addition, when these inserts are metallic, it gives an antenna effect which is generally unacceptable.

La présente invention a pour but de proposer une autre solution, qui permette de corriger la trop grande mollesse de l'élastomère de silicone tout en étant peut coûteuse et compatible avec toutes les utilisations de claviers. The object of the present invention is to propose another solution which makes it possible to correct the excessive softness of the silicone elastomer while being inexpensive and compatible with all the uses of keyboards.

Ceci est obtenu en entourant chaque protubérance d'un matériau plus rigide que l'élastomère. This is achieved by surrounding each protuberance with a more rigid material than the elastomer.

Selon l'invention il est proposé à cet effet un clavier de commande à n, ou n est un entier positif, touches, ce clavier comportant un panneau avant, avec plusieurs couches superposées dont une membrane élastique, et n contacts disposés en arrière du panneau, les touches étant réparties dans le panneau, la membrane présentant n protubérances inférieures dirigées respectivement vers les n contacts et faisant respectivement partie des n touches, le panneau pouvant ne comporter que la membrane au niveau des touches, caractérisé en ce que chaque touche comporte un entourage qui entoure sa protubérance inférieure, cet entourage étant en un matériau plus rigide que celui de la membrane afin de donner de la rigidité à la protubérance qu'il entoure. According to the invention there is proposed for this purpose a control keyboard with n, or n is a positive integer, keys, this keyboard comprising a front panel, with several superimposed layers including an elastic membrane, and n contacts arranged behind the panel , the keys being distributed in the panel, the membrane having n lower protrusions directed respectively towards the n contacts and forming respectively part of the n keys, the panel possibly comprising only the membrane at the level of the keys, characterized in that each key comprises a surrounding which surrounds its lower protuberance, this surrounding being made of a more rigid material than that of the membrane in order to give rigidity to the protuberance which it surrounds.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et de la figure s'y rapportant qui représente, en vue partielle en coupe, un clavier selon l'invention. The present invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description below and the related figure which represents, in partial sectional view, a keyboard according to the invention.

La figure 1 est une vue en coupe d'une partie d'un clavier selon l'invention ; le plan de coupe est perpendiculaire à la face avant F du clavier et passe par l'axe longitudinal de symétrie d'une touche T de ce clavier. Figure 1 is a sectional view of part of a keyboard according to the invention; the cutting plane is perpendicular to the front face F of the keyboard and passes through the longitudinal axis of symmetry of a key T of this keyboard.

Le clavier comporte un panneau avant 1 et un circuit imprimé 2, parallèle au panneau avant. Des moyens mécaniques qui n'apparaissent pas sur la figure 1 maintiennent un écart constant entre le panneau 1 et le circuit imprimé 2. The keyboard has a front panel 1 and a printed circuit 2, parallel to the front panel. Mechanical means which do not appear in FIG. 1 maintain a constant gap between the panel 1 and the printed circuit 2.

Le panneau avant comporte une membrane souple, 10, en élastomère de silicone, entourée, du côté de la face avant F, par un plastron il formé d'une plaque en plastique rigide et, du côté tourné vers le circuit imprimé, par une tôle 12. La plaque du plastron 11 et la tôle 12 sont percées de trous en regard Hi, H2 qui permettent le passage de protubérances de la membrane 10. Ces protubérances font partie des touches. Dans le cas de l'exemple décrit la touche T présente deux protubérances sensiblement cylindriques: une protubérance Te tournée vers l'extérieur du clavier et une protubérance Ti tournée en direction d'un contact C porté par le circuit imprimé 2. Pour augmenter la souplesse des touches, la base de chaque touche est constituée par un décrochement, Td, de la membrane et ce décrochement, avec la protubérance Te, forme une sorte de dôme sous lequel pend la protubérance Ti. The front panel comprises a flexible membrane, 10, made of silicone elastomer, surrounded, on the side of the front face F, by a faceplate it formed of a rigid plastic plate and, on the side facing the printed circuit, by a sheet 12. The plate of the faceplate 11 and the sheet 12 are pierced with holes opposite Hi, H2 which allow the passage of protrusions of the membrane 10. These protrusions are part of the keys. In the case of the example described, the key T has two substantially cylindrical protuberances: a protrusion Te turned towards the outside of the keyboard and a protuberance Ti turned towards a contact C carried by the printed circuit 2. To increase flexibility keys, the base of each key is constituted by a recess, Td, of the membrane and this recess, with the protuberance Te, forms a sort of dome under which hangs the protuberance Ti.

Si la touche T n'était constituée que du décrochement Td et des protubérances Te et Ti la souplesse de l'élastomère de silicone poserait problème; en effet lorsqu'il exercerait une pression sur la touche T afin de l'enfoncer et de l'amener à appuyer sur le contact C l'opérateur n'aurait pas une sensation franche et le déclenchement du contact C ne serait pas garanti. Pour éviter cet inconvénient la protubérance Ti est entourée, sauf au voisinage de ses deux extrémités, par un manchon, To, en matériau thermorétractable; le diamètre intérieur de ce manchon est choisi afin qu'après rétraction le manchon soit parfaitement accolé à la protubérance Ti. C'est à dessin que le manchon To n'entoure pas la protubérance Ti au voisinage de ses extrémités : cela permet de conserver un effet amortisseur à la protubérance Ti et, par là même, d'éviter d'abîmer, à la longue, le contact C et la touche T. II est à noter que, dans l'exemple décrit, la protubérance Ti présente un rapport longueur/diamètre environ égal à cinq. If the T key were only made up of the Td offset and the Te and Ti protrusions, the flexibility of the silicone elastomer would pose a problem; in fact when he exerts a pressure on the key T in order to depress it and cause it to press on the contact C the operator would not have a frank feeling and the tripping of the contact C would not be guaranteed. To avoid this drawback, the protuberance Ti is surrounded, except in the vicinity of its two ends, by a sleeve, To, made of heat-shrinkable material; the internal diameter of this sleeve is chosen so that after retraction the sleeve is perfectly attached to the protuberance Ti. It is in drawing that the sleeve To does not surround the protuberance Ti in the vicinity of its ends: this makes it possible to maintain a damping effect on the protuberance Ti and, thereby, to avoid damaging, in the long run, the contact C and the key T. It should be noted that, in the example described, the protuberance Ti has a length / diameter ratio approximately equal to five.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, c'est ainsi en particulier que le manchon To peut être remplacé par un doigtier c'est-àdire par un fourreau fermé à l'une de ses extrémités; bien entendu il y a intérêts à concevoir ce doigtier de telle façon de son extrémité fermée soit suffisamment souple pour ne pas risquer d'endommager le contact. The invention is not limited to the example described, it is thus in particular that the sleeve To can be replaced by a finger pocket, that is to say by a sheath closed at one of its ends; of course there are advantages in designing this finger pocket in such a way that its closed end is flexible enough so as not to risk damaging the contact.

De même le matériau thermorétractable peut être remplacé par un ruban collant convenablement enroulé autour de la protubérance Ti ou par un ressort en boudin réalisé en un matériau électriquement isolant et enfilé autour de la protubérance Ti. Similarly, the heat-shrinkable material can be replaced by an adhesive tape suitably wound around the protuberance Ti or by a coil spring made of an electrically insulating material and threaded around the protrusion Ti.

Par ailleurs en plus des couches 10, 11, 12 le panneau avant 1 peut comporter un film souple qui recouvre entièrement sa face avant
F.Furthermore, in addition to the layers 10, 11, 12, the front panel 1 may include a flexible film which completely covers its front face.
F.

La présente invention concerne tous les matériels électroniques équipés de claviers de commande à touches en particulier lorsque la face avant de ces claviers doit être étanche. The present invention relates to all electronic equipment fitted with key control keyboards, in particular when the front face of these keyboards must be waterproof.

Claims

1. Control keyboard with n, or n is a positive integer, keys (T), this keyboard comprising a front panel (1), with several superimposed layers (10, 11, 12) including an elastic membrane (10), and n contacts (C) arranged behind the panel, the keys being distributed in the panel, the membrane having n lower protrusions (Ti) directed respectively towards the n contacts and being respectively part of the n keys, the panel being able to comprise only the membrane at the level of the keys, characterized in that each key has an surround (To) which surrounds its lower protuberance (Ti), this surround being made of a more rigid material than that of the membrane in order to give rigidity to the protuberance that it surrounds.

2. Keyboard according to claim 1, characterized in that the surround (To) is a sleeve which surrounds the protuberance (Ti) leaving the ends of the latter free.

3. Keyboard according to claim 2, characterized in that the sleeve is made of heat-shrinkable material.

4. Keyboard according to claim 3, characterized in that the membrane (10) is made of silicone elastomer.

5. Electronic equipment characterized in that it comprises at least one keyboard according to claim 1.