JP2016531409A - バタフライヒンジを使用する移動量が少ないキー機構 - Google Patents

Abstract

１つ以上のバタフライヒンジを含む、キー機構。各バタフライヒンジは、押下位置と非押下位置との間で移動するように動作する、二重ウィング設計を含み得る。ヒンジ式結合機構が、それらのウィングの対応するアームを、一体に結合する。更には、又は代替的に、キー機構は、１つ以上の半バタフライヒンジを含み得る。各半バタフライヒンジは、押下位置と非押下位置との間で移動するように動作する、二重ウィング設計を含む。ヒンジ式結合機構が、それらのウィングの対応するアームの一方のセットを一体に結合する一方で、対応するアームの他方のセットは、一体に結合されない。【選択図】図１

Description

［関連出願の相互参照］
この特許協力条約特許出願は、２０１３年９月３０日出願の「Ｌｏｗ−Ｔｒａｖｅｌ Ｋｅｙ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ Ｈｉｎｇｅｓ」と題された米国仮特許出願第６１／８８４，１８０号、２０１２年１０月３０日出願の「Ｌｏｗ−Ｔｒａｖｅｌ Ｋｅｙ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ Ｈｉｎｇｅｓ」と題された同第６１／７２０，３７３号、２０１３年１０月２１日出願の「Ｌｏｗ−Ｔｒａｖｅｌ Ｋｅｙ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ Ｈｉｎｇｅｓ」と題された米国非仮特許出願第１４／０５８，４４８号、及び２０１３年１０月２２日出願の「Ｌｏｗ−Ｔｒａｖｅｌ Ｋｅｙ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｔｔｅｒｆｌｙ Ｈｉｎｇｅｓ」と題された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６６００９号の利益を主張するものであり、それらの開示は、全体が参照により本明細書に組み込まれる。

開示される実施形態は、全般的に、電子デバイスに関し、より詳細には、電子デバイス用の入力デバイスに関する。

多くの電子デバイスは、典型的には、ユーザがデバイスと対話することを可能にするための、キーボード、タッチパッド、マウス、又はタッチスクリーンなどの、１つ以上の入力デバイスを含む。これらのデバイスは、電子デバイス内に組み込まれる場合もあり、あるいは、有線又は無線接続のいずれかを介して別のデバイスに信号を送信することが可能な個別デバイスとして、単独で動作する場合もある。例えば、キーボードは、ラップトップコンピュータの筐体内に組み込まれる場合もあり、又は、そのキーボード自体の筐体内に存在する場合がある。

電子デバイスのサイズを縮小して、そのようなデバイスの加工コスト及び製造時間を最小限に抑えることが、多くの場合望ましい。例えば、ラップトップは、可能な限り小さく、かつ軽量に設計することができるが、キーボードなどの入力デバイスが、利用可能な内部空間の比較的大きい部分を占有する恐れがある。キーボードの設計上の制約を軽減する１つの方法は、キー機構のｚスタックアップを最小限に抑えることである。したがって、必要とされるのは、改善されたキー機構設計である。

一態様では、キー機構は、バタフライヒンジを含む。様々な実施形態に係るバタフライヒンジ式キー機構は、所望の触知反応を有する、実質的に少ない移動距離を可能にする。このキー機構は、押下位置と非押下位置との間で移動するように動作する、二重ウィング設計を使用する。一実施形態では、移動量が少ないキー機構は、キーキャップアセンブリと、支持構造体と、独立して関節運動する２つのウィングを有する、バタフライヒンジとを含み、各ウィングは、キーキャップアセンブリ及び支持構造体に結合され、各ウィングは、キー機構のキーストロークの間、それ自体のピボット軸を中心に旋回するように動作する。

別の態様では、移動量が少ないキー機構は、キーキャップアセンブリと、支持構造体と、２つのウィング間に空洞部が形成されるように、互いに隣接して位置決めされた２つの別個のウィングを含む、バタフライヒンジとを含み、各ウィングは、ピボットピンのペア及びキーキャップピンのペアを備え、ピボットピンは、支持構造体に結合され、キーキャップピンは、キーキャップアセンブリに結合される。更には、キーキャップアセンブリと支持構造体との間の空洞部の内部に、ドームスイッチが固定され、このドームスイッチは、第１の位置にキーキャップアセンブリを付勢するように動作する。

更に別の態様では、移動量が少ないキー機構は、キーキャップを有するキーキャップアセンブリと、係止ピボット受容部材のペア、及び摺動ピボット受容部材のペアを有する、下部構造体とを含む、このキー機構は、４つのペアのピンを有するバタフライヒンジを更に含み、第１のペアのピンは、係止ピボット受容部材のペアに確実に結合され、第２のペアのピンは、摺動ピボット受容部材のペアに、移動可能に結合される。このキー機構は、キー機構にキーストロークが実施される際、第３及び第４のペアのピンが自由に回転するように、それらの第３及び第４のペアのピンを所定の位置に固定する、支持構造体を含み、キーキャップアセンブリが、キーストロークイベントの間に、その支持構造体に対して垂直方向で上下に移動する際、第２のペアのピンは、摺動ピボット受容部材のペアの内部で、水平方向に移動する。

別の態様では、移動量が少ないキー機構は、キーキャップアセンブリと、プレート及びそのプレートの両端部に固定されたアームを備え、各アームが、複数のピボットピン保持部材を含む、キャリア構造体と、互いに隣接して位置決めされた２つの別個のウィングを備え、各ウィングが、ピボットピンのペア及びキーキャップピンのペアを備え、ピボットピンが、キャリア構造体に結合され、キーキャップピンが、キーキャップアセンブリに結合される、バタフライヒンジとを含む。キャリア構造体は、スイッチ、光源、又はディスプレイなどの回路機構を含む、電子回路パッケージを収納することができる。

別の態様では、バタフライアセンブリは、第１のウィング及び第２のウィングを含み得るものであり、各ウィングは、ピボットピンのペア及びキーキャップピンのペアを備え、各ペアのピンは、それら自体の対応するペア軸と同軸上に位置合わせされ、第１のヒンジ及び第２のヒンジが、第１のウィング及び第２のウィングを一体に結合して、それらのウィングが一体にヒンジ留めされる場合に、第１のウィングと第２のウィングとの間に空洞部が形成される。

更に別の態様では、キー機構は、キーキャップアセンブリ、支持構造体、及び半バタフライヒンジを含み得る。この半バタフライヒンジは、２つのウィング間に空洞部が形成されるように、互いに隣接して位置決めされた、２つの別個のウィングを含む、各ウィングは、完全アーム又は大アームと、その大アームよりも短い小アームとを含む。各ウィングは、支持構造体に結合するピボットピンのペア、及びキーキャップアセンブリに結合するキーキャップピンのペアを含む。結合機構が、半バタフライヒンジの大アームを一体に結合する。この結合機構は、例えば、可撓性ヒンジ若しくはリビングヒンジ、又はギアヒンジとすることができる。

別の態様では、スイッチは、基板に取り付けられた上部導電性構造体と、その上部導電性構造体の下に配置され、基板に取り付けられた、下部導電性構造体とを含む。これらの上部導電性構造体及び下部導電性構造体は、導電性変形可能構造体とすることができる。このスイッチは、上部導電性構造体が下部導電性構造体に接触する場合に、閉成される。

別の態様では、トグルスイッチは、第１のウィング及び第２のウィングと、それらの第１のウィング及び第２のウィングを一体に結合する、第１のヒンジ及び第２のヒンジとを含む。それらのウィングが一体にヒンジ留めされる場合に、第１のウィングと第２のウィングとの間に空洞部が形成される。第１のスイッチが、第１のウィングの下に位置決めされ、第２のスイッチが、第２のウィングの下に位置決めされる。

更に別の態様では、キーキャップの上面に関するグリフを作り出すための方法は、下地の第１の層に箔層を接合することと、その箔層内に開口部を形成することとを含み得る。この箔層は、１００マイクロメートル未満の厚さを有し得る。例えば、箔層の厚さは、一部の実施形態では、約５０マイクロメートルである。次いで、開口部を、下地の第１の層内の材料で充填することにより、グリフを作り出す。この開口部は、下地の第１の層に、熱及び／又は圧力を加えることによって充填することができる。下地の第１の層は、例えば、熱可塑性層とすることができる。

別の態様では、キーキャップの上面に関するグリフを作り出すための別の方法は、底部箔層に上部ライナ層を接合することと、その箔層内に開口部を形成することとを含み得る。この箔層は、１００マイクロメートル未満の厚さを有し得る。例えば、箔層の厚さは、一部の実施形態では、約５０マイクロメートルである。次いで、開口部を材料で充填することにより、グリフを作り出し、上部ライナ層を除去する。この開口部は、液体又はインクで充填することができる。

本発明の上述並びに他の態様及び利益は、以下の「発明を実施するための形態」を添付の図面と併せて考慮することでより明らかになり、それらの図面内では、同様の参照符号は、全体を通じて同様の部分を指す。
一実施形態に係る、内部に組み込まれたキーボードを有する、コンピューティングデバイスの斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーボードの一区画の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の包括的かつ例示的な分解図を示す。 一実施形態に係る、非押下位置及び押下位置でのキー機構の、それぞれの例示的な部分断面図を示す。 一実施形態に係る、非押下位置及び押下位置でのキー機構の、それぞれの例示的な部分断面図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、図６のキー機構の例示的な分解図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、電子回路パッケージの例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリ及び電子回路パッケージの例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、支持構造体の例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、支持構造体に結合されたバタフライヒンジの例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、代替的支持構造体の例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、更に別の代替的支持構造体の例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、別のキー機構の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、図１７のキー機構の例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジ及び支持構造体の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な分解図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、キャリア構造体に結合されたバタフライヒンジの例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、キャリア構造体に結合されたバタフライヒンジの例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な断面図を示す。

一実施形態に係る、支持構造体に結合されたキャリア構造体の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な分解図を示す。 一実施形態に係る、非押下位置及び押下位置での図３４のキー機構の、それぞれの例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、非押下位置及び押下位置での図３４のキー機構の、それぞれの例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、半バタフライヒンジの例示的な図を示す。 一実施形態に係る、半バタフライヒンジを有するキー機構の例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、スイッチの例示的な斜視図である。

一実施形態に係る、図４２のスイッチの例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、図４２のスイッチの例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリ及び下部構造体の様々な例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリ及び下部構造体の様々な例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップアセンブリ及び下部構造体の様々な例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キー機構の例示的な上面図を示す。 一実施形態に係る、図５３のキーキャップアセンブリの例示的な断面図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための方法の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための方法の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための方法の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための別の方法の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための別の方法の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための別の方法の例示的な斜視図を示す。 一実施形態に係る、キーキャップを形成するための別の方法の例示的な斜視図を示す。

本明細書で説明される一部の実施形態は、バタフライヒンジを含む、キーボードなどの入力デバイス用のキー機構を提供する。このバタフライヒンジ式キー機構は、所望の触知反応を有する、実質的に少ない移動距離を可能にし得る。例えば、バタフライヒンジ式キー機構は、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲のキーストロークを可能にし得るものであり、一部の実施形態では、キーストロークは、０．５ｍｍ又は０．７５ｍｍとすることができる。このキー機構は、押下位置と非押下位置との間で移動するように動作する、二重ウィング設計を使用する。バタフライヒンジの対応するアームは、結合機構で一体に結合される。この結合機構は、例えば、可撓性ヒンジ若しくはリビングヒンジ、又はギアヒンジとすることができる。バタフライヒンジのウィングは、独立して関節運動し、各ウィングは、キー機構のキーストロークの間、それ自体のピボット軸を中心に旋回するように動作する。

本明細書で説明される他の実施形態は、半バタフライヒンジを含む、キーボードなどの入力デバイス用のキー機構を提供する。この半バタフライヒンジ式キー機構は、所望の触知反応を有する、同様の少ない移動距離を、より小さい空間内で可能にし得る。各ウィングの一方のアームは、完全アーム又は大アームであるが、他方のアームは、より短いアーム又は小アームである。２つの大アームは、結合機構で一体に結合される。この結合機構は、例えば、可撓性ヒンジ若しくはリビングヒンジ、又はギアヒンジとすることができる。２つの小アームは、互いに結合されないが、スイッチ筐体などの、キー機構内の構成要素に結合することができる。半バタフライヒンジのウィングは、独立して関節運動し、各ウィングは、キー機構のキーストロークの間、それ自体のピボット軸を中心に旋回するように動作する。

キー機構のキーキャップに対する支持を提供する、様々な下部構造体が、本明細書で説明される。ロッド又は補強プレートなどの、追加的支持デバイスを、キー機構内に含めることにより、支持を提供することができ、かつ／又は、キーストロークイベントの間に、加えられた力を、キー機構の全域若しくはキー機構の上に伝達することができる。

キーキャップ又はキーキャップの上面を作り出すための方法が、開示される。１つの方法は、第１の層を第２の層に接合して、その第１の層を貫通する開口部を形成することにより、第２の層を露出させる。第１の層は、アルミニウム箔層などの、箔層とすることができる。この第１の層は、１００マイクロメートル未満の厚さを有し得る。一部の実施形態では、この箔層は、約５０マイクロメートルの厚さを有する。第２の層は、樹脂層又は熱可塑性層とすることができる。開口部は、キーキャップの上面上で可視となる、１つ以上のグリフの形状にすることができる。第１の層内に開口部を形成した後、それらの層に圧力及び／又は熱を加えることにより、開口部内に第２の層を流入させて、所望のグリフ（単数又は複数）を作り出す。

別の方法は、第１の上層及び第２の底層を一体に接合して、第２の底層内に開口部を形成することにより、第１の上層を露出させる。第２の底層は、アルミニウム箔層などの、箔層とすることができる。この第１の層は、１００マイクロメートル未満の厚さを有し得る。一部の実施形態では、この箔層は、約５０マイクロメートルの厚さを有する。第１の上層は、ライナ層とすることができる。開口部は、キーキャップの上面上で可視となる、１つ以上のグリフの形状にすることができる。第２の底層内に開口部を形成した後、その開口部を材料で充填することにより、所望のグリフ（単数又は複数）を作り出す。この開口部は、例えば、液体又はインクを使用して充填することができる。

図１は、内部に組み込まれたキーボード１２を有する、コンピューティングデバイス１０の斜視図を示す。コンピューティングデバイス１０は、例えば、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、電話機、スマートフォン、又はゲーム機などの、任意の好適なコンピューティングデバイスとすることができる。キーボード１２は、コンピューティングデバイス１０の内部に一体形成することができる。他の実施形態では、一実施形態に係るキーボードは、コンピューティングデバイスから分離することができ、自立型デバイスとして単独で動作することができる。例えば、キーボードは、例えば、コンピューティングデバイスとの間でデータを伝送することが可能な、有線キーボード又は無線キーボードなどの、通信インタフェースとすることができる。

図２は、キー１４を含むキーボード１２の一区画の例示的な斜視図を示す。図２はまた、ウェブ３０及び支持構造体７０のスタックアップも示す。ウェブ３０は、キーボード１２の各キーを取り囲み、キーボード１２に構造的属性及び装飾的属性を提供する、骨組み構造体とすることができる。ウェブ３０は、例えば、接着剤、グルー、溶接、ピン、接触面間の嵌合、又はこれらの任意の組み合わせなどの、任意の好適な手法を使用して、支持構造体７０に固定することができる。支持構造体７０は、キーボード内部に収容される構成要素に関する、プラットフォームを提供することができる。支持構造体７０は、機能プレートと称される場合もある。本明細書で定義されるように、支持構造体７０は、様々なキーボード機構の実施形態で使用するための、機能プレート、回路基板、及び保持機構の任意の組み合わせを含み得る。

本明細書で論じられる様々な実施形態に係るキー機構は、実質的に少ない移動量のキーストロークを提供するとともに、キーボードの耐用期間にわたる、所望の触感を維持する。キーストロークの距離を減少させることにより、キーボード１２を、現状のキーボードよりも薄く構築することが可能となる。例えば、本明細書で説明される様々な実施形態に係るキー機構は、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲のキーストロークを可能にし得るものであり、一部の特定の実施形態では、キーストロークは、０．５ｍｍ又は０．７５ｍｍとすることができる。

このキー機構の触知的性能は、ユーザがキー１４のいずれの場所を押し下げるかにかかわらず、一貫している。すなわち、キー１４の触知反応は、ユーザが、キー１４の中央部で（領域１５ａで）、角部で（領域１５ｂで）、又は縁部で（領域１５ｃで）押し下げたとしても、実質的に同じである。均一な触知反応を有することに加えて、キーストロークの間のキー１４の移動もまた、いずれの場所が押下されるかにかかわらず均一である。例えば、キー１４の上面に基準面が存在すると仮定する。キー１４が、領域１５ａで押圧される場合、その移動は、キー１４の上部平面が、そのキーストロークの間中、基準面に対して平行のまま維持されるものである。キー１４が、角部又は縁部で押下される場合も同様であり、上部平面は、そのキーストロークの間中、基準面に対して平行、又は実質的に平行のまま維持される。比較的少ない移動量、及び所望の触知反応を有する、この平行移動を維持することは、様々な実施形態に係るバタフライヒンジ機構を使用することで達成される。

ここで図３を参照すると、キー機構１２の包括的かつ例示的な分解図が示される。キー機構１２がどのように動作するかについての説明を手助けするために、図４、図５もまた参照される。キー機構１２は、キーキャップ１４、下部構造体２０、ウェブ３０、スイッチ４０、バタフライヒンジ５０、及び支持構造体７０を含み得る。キー機構の組み立ては、以下の通りである。キーキャップ１４が、下部構造体２０に固定されることにより、キーキャップアセンブリが形成される。このキーキャップアセンブリは、ウェブ３０の内側周縁部の内部に適合することができ、ウェブ３０は、支持構造体７０の外側境界部に固定される。他の実施形態では、キーキャップアセンブリは、ウェブ３０の上方に存在し得る。バタフライヒンジ５０が、下部構造体２０及び支持構造体７０に固定され、かつウェブ３０の内側周縁部の内部にも収容される。スイッチ４０は、バタフライヒンジ５０の空洞部５３の内部に存在し、キーキャップアセンブリ又は支持構造体７０のいずれかに固定することができる。

キーキャップ１４は、ユーザがキーストロークの間に押下する、キー機構の部分である。キーキャップ１４は、任意の好適な形状を取ることができ、任意の好適な材料から構築することができる。例えば、キーキャップ１４は、プラスチック、ガラス、又は金属から構築することができる。一部の実施形態では、キーキャップ１４は、バックライトが通過して光ることができるように、半透明材料から構築することができる。更には、文字が表示されるように、半透明のキーキャップをマスクすることができる。

下部構造体２０は、任意の好適な形状を取ることができ、任意の好適な材料から構築することができる。下部構造体２０は、キー機構内で使用される際に、幾つかの異なる機能を果たし得る。１つの機能では、下部構造体２０は、バタフライヒンジ５０を結合するための、ピン保持機構２２を提供する。具体的には、下部構造体は、４つのピン保持機構２２を含み得るものであり、各ピン保持機構２２は、バタフライヒンジ５０のキーキャップアセンブリピン５４及びキーキャップアセンブリピン５７のうちの１つに結合するように動作する。ピン保持機構２２の更なる詳細は、以下でより詳細に論じられる。

別の機能としては、下部構造体２０は、例えばＬＥＤなどの光源から放出されたバックライトを配光するための、導光パネル（以降では「ＬＧＰ」）としての役割を果たし得る。下部構造体２０をＬＧＰとして使用する実施形態では、下部構造体２０の形状は、バックライト性能の影響を最小限に抑えるように設計することができる。例えば、下部構造体２０は、キーキャップ１４の外周を占有することにより、キーキャップの内側部分を、殆ど見えにくくすることなく残すことができる。下部構造体２０の一部としてのＬＧＰの使用は、以下でより詳細に論じられる。

キーキャップ１４及び下部構造体２０（並びに、潜在的には、スイッチ４０、電子装置（図示せず）、及びフレックス回路（図示せず）などの他の構成要素）の組み合わせは、本明細書では、キーキャップアセンブリと称される場合がある。一部の実施形態では、キーキャップ１４の剛直性に応じて、キー機構１２の特性動作に必要な剛性を提供するように、比較的強固な下部構造体が必要とされる。例えば、キーキャップ１４がプラスチックから構築される場合には、下部構造体２０は、金属から構築することができる。他の実施形態では、キーキャップ１４は、ガラスなどの比較的硬い材料から構築することができ、下部構造体は、プラスチック又は金属材料から構築することができる。更に別の実施形態では、キーキャップ１４及び下部構造体２０は、一体形成されたキーキャップアセンブリとすることができる。例えば、キーキャップ１４及び下部構造体２０は、単一のプラスチック成形品、又は機械加工された単一のガラス片から形成することができる。

スイッチ４０は、ドームスイッチなどの、任意の好適な機械的スイッチとすることができる。例えば、金属製ドームスイッチ又はエラストマ製ドームスイッチを使用することができる。図４に関連してより詳細に説明されるように、スイッチ４０は、キーキャップアセンブリを、その自然な非押下位置となるように付勢することができる。換言すれば、キー機構がキーストロークイベントを経験していないとき、スイッチ４０は、キーキャップアセンブリを、その非押下位置となるように付勢することができる。キー機構１２に、キーストロークイベントが実施されると、スイッチ４０は、キーキャップ１４に加えられた力の下で座屈することにより、キーキャップアセンブリを、その押下位置にすることが可能となり得る。キーキャップアセンブリが、その押下位置になると、スイッチ４０に関連付けられた回路機構によって、又はキー機構内部に収容された他の回路機構（例えば、平行平板センサ膜）によって、そのキーストロークを登録することができる。

バタフライヒンジ５０は、支持構造体７０に対してキーキャップアセンブリが移動することを可能にする、可動ヒンジとして機能する。バタフライヒンジ５０は、結合機構６０によって一体に結合される別個の構成要素である、ウィング５１及びウィング５２を含み得る。ウィング５１は、キーキャップアセンブリピン５４及びピボットピン５５を含み、ウィング５２は、キーキャップアセンブリピン５７及びピボットピン５６を含む。ウィング５１及びウィング５２はそれぞれ、ウィング５１及びウィング５２が一体に結合される場合に、空洞部５３が存在するような、切り欠き部を含み得る。空洞部５３は、例えば、正方形、長方形、円形、又は楕円形などの、任意の好適な形状を有し得る。

キーキャップアセンブリピン５４及びキーキャップアセンブリピン５７は、下部構造体２０のピン保持機構２２ｂ、２２ａに結合される。ピボットピン５５及びピボットピン５６は、それぞれ、支持構造体７０のピボットピン保持機構７５及びピボットピン保持機構７６に結合される。下部構造体２０及び支持構造体７０にピンが結合される方式は、具体的な実施形態によって異なるものであり、以下で論じられる。

結合機構６０は、ウィング５１及びウィング５２を一体に結合するものであるが、ウィング５１及びウィング５２が、互いに独立して移動することを可能にし得る。それゆえ、一方のウィングが１つの位置に係止されたとしても、他方のウィングは自由に移動し、逆もまた同様である。しかしながら、図４、図５で説明されるように、ウィング５１及びウィング５２は、双方とも支持構造体７０に固定され、互いに連携して移動する（又は、跳ね動く）ように動作し、結合機構６０は、実質的に平坦な形状の位置とＶ字形状との間で変化する。結合機構６０の多くの異なる実施形態を、バタフライヒンジ５０と共に使用することができる。これらの実施形態は、図４、図５を伴う以下の説明と関連して、より詳細に論じられる。他の実施形態では、結合ヒンジ６０は、バタフライヒンジ５０から省略することができる。

支持構造体７０は、任意の好適な材料、又は種々の材料の組み合わせから構築することができる。使用される具体的な構成及び材料は、採用されている特定のキー機構の実施形態に応じて異なるため、これらの重要な特徴は、以下でより詳細に論じられる。図３に示される構造体７０の１つの重要な特徴は、切り欠き部７７である。切り欠き部７７は、キー機構が、その押下位置にある場合に、下部構造体２０のピン保持機構２２が、対応する切欠き部内に適合し得るように、構造体７０上の既定の位置に位置決めされる。キーストロークの間、このように構成要素が互いの内部に収まることは、キー機構１２が、その比較的薄いｚ高さを維持するために役立つ。

ここで図４Ａ、図４Ｂを参照すると、キー機構１２の例示的な部分断面図が、非押下位置（図４Ａ）及び押下位置（図４Ｂ）で示される。双方の図は、キーキャップ１４、下部構造体２０のピン保持機構２２ａ、２２ｂ、ピボットピン５５及びキーキャップアセンブリピン５４を有するウィング５１、ピボットピン５６及びキーキャップアセンブリピン５７を有するウィング５２、結合部材６０、スイッチ４０、支持構造体７０、並びにピボットピン保持部材７５及びピボットピン保持部材７６を示す。図を乱雑なものにしないため、また論考の容易性を促すために、キー機構１２の他の構成要素は省略されている。

図４Ａ、図４Ｂはまた、キーキャップ平面４００、ピボットピン平面４１０、及び構造体平面４２０も示す。キー機構１２が、その押下状態又は非押下状態のいずれにあるかにかかわらず、ピボットピン平面４１０及び構造体平面４２０の位置は、双方の図内の２つの平面間の（Ｚｆｉｘｅｄとして示される）ｚ高さを画定する、双方向矢印のセットによって示されるように、固定されたまま維持される。しかしながら、キーキャップ平面４００と構造体平面４２０との間のｚ高さは、キー機構１２の位置に応じて変化する。押下位置では、図示のように、ｚ高さはＺｄｅｐｒｅｓｓｅｄであり、非押下位置では、ｚ高さはＺｎｏｎ−ｄｅｐｒｅｓｓｅｄである。

ピボットピン保持機構７５及びピボットピン保持機構７６は、ピボットピン５５及びピボットピン５６を、所定の位置で確実に保持するように動作するとともに、ピボットピン保持機構７５及びピボットピン保持機構７６内部で、ピボットピン５５及びピボットピン５６が回転することを可能にする。キーキャップアセンブリピン５７は、ピボットピン保持機構７５及びピボットピン保持機構７６が、それらのピンを固定する方式と同様の方式で、下部構造体２０（図示せず）にキーキャップアセンブリピン５７を固定することが可能な、ピン保持機構２２ａに結合される。それゆえ、ピン保持機構２２ａは、キーキャップ１４がキーストロークを経験している際に、回転することができる。キーキャップアセンブリピン５４は、キー機構１２が上下に移動する際に、ピン保持機構内部で、キーキャップアセンブリピン５４が水平方向に摺動することを可能にするように動作する、ピン保持機構２２ｂに結合することができる。それゆえ、このピン保持システムは、回転するピン５７、５６及びピン５５を最小限の水平移動で所定の位置に固定するための、ピン保持機構の３つのセット（ピン５７、５６、及びピン５５の各ペアに関して１つのセット）と、摺動するピン５４を一定量の水平移動で所定の位置に固定するための、（ピン５４に関する）第４のセットとを使用する。これらの保持機構についての更なる態様及び特徴は、様々な異なる実施形態に関して、以下でより詳細に論じられる。

ここで図４Ａ、図４Ｂ、及び図５Ａ〜図５Ｃを全体的に参照すると、ウィング５１及びウィング５２は、それら自体の対応するピボット軸を中心に旋回する。ウィング５１は、ピボットピン５５の中心軸と同軸方向に延びる、軸５１０を中心に旋回し、ウィング５２は、ピボットピン５６の中心軸と同軸方向に延びる、軸５２０を中心に旋回する。ピボットピン５５及びピボットピン５６は、構造体７０に対して所定の（固定されたｚ高さＺｆｉｘｅｄによって示されるような）位置に固定されるため、ウィング５１及びウィング５２の外側部分が（具体的には、キーキャップアセンブリピン５４及びキーキャップアセンブリピン５７で）、ピボットピン５５及びピボットピン５６に対して移動する。

非押下位置では、スイッチ４０は、その自然な非座屈位置にある。この位置では、スイッチ４０は、キー機構１２にキーストロークイベントが実施されていない場合、キーキャップ１４を上向きに付勢する。このスイッチ４０の上向き付勢により、スイッチ４０がキーキャップ１４を押し上げ、結果的に、ピン保持機構２２ｂ、２２ａに、ウィング５１、５２のキーキャップアセンブリピン５４、５７を引き上げさせる。ピボットピン５５及びピボットピン５６は、所定の位置に固定され、ウィング５１及びウィング５２は、それら自体の対応するピボット軸５１０及びピボット軸５２０を中心に旋回し、キーキャップアセンブリピン５７は、所定の位置に固定されたまま維持されるため、キーキャップアセンブリピン５４は、ピン保持機構２２ｂの内部で、左側へと（ここでは、−Ｘ方向として示される）水平方向に摺動する。図示のように、非押下位置では、ウィング５１及びウィング５２は、その外側部分（例えば、ピン領域５７及びピン領域５４）がピン平面４１０に対して上昇して、Ｖ字形状のヒンジに類似する。

押下位置では、スイッチ４０が座屈し、キーキャップ１４が垂直方向で下に移動していることにより、ウィング５１及びウィング５２の外側部分は、支持構造体７０に向けて押し下げられる。ピン５７、５６、及びピン５５は、所定の位置に固定され、それらの固定された位置内で回転するが、その一方で、キーキャップアセンブリピン５４は、その保持機構内部で、＋Ｘ方向で水平方向に摺動する。図４Ａ、図４Ｂに示されるように、キー機構１２が押下位置にある場合、キーキャップアセンブリピン５４の相対位置は、＋Ｘ方向に移動する。更には、押下位置では、ウィング５１及びウィング５２は、全てのピン５４〜５７が実質的に同じ平面内にあり、丸太形状のヒンジに類似する。

キー機構１２内でのバタフライヒンジ５０の使用により、少ない移動量のキーストロークのみならず、安定したキー機構もまた提供される。このバタフライヒンジ５０の二重ウィング設計は、キーキャップアセンブリに対して、荷重を均等に分散させる。この均等な荷重の分散は、荷重支持キーキャップアセンブリピン５７及びキーキャップアセンブリピン５４を、それぞれ、ウィング５１及びウィング５２の外側部分に配置することによって達成される。この安定した荷重が、キーキャップ１４に伝達される理由は、ユーザがキーキャップ１４のいずれの場所を押し下げるかにかかわらず、キー全域にわたって荷重が分散されるためであり、結果として、触知的に望ましく、かつ揺れ動くことのないキーストロークがもたらされる。

ここで図６〜図１６を参照すると、一実施形態に係る、移動量が少ないキー機構が論じられる。図２〜図５に関連する上述の特徴は、図６〜図１６に関連して論じられる同様の特徴にも適用されるが、しかしながら、より詳細に重要な特徴が論じられる。図６は、キー機構６１２の例示的な上面図を示し、キーキャップ６１４、及び実線によって示される幾つかの内部特徴を示すが、それらの構成要素は、隠される場合もある。具体的には、下部構造体６２０（組み込まれた導光パネルを有する）及びＬＥＤ ６４８は、実線によって示されるが、キーキャップ６１４によって隠される場合がある。

図７は、キー機構６１２の例示的な分解図を示す。図示のように、キー機構６１２は、キーキャップ６１４、下部構造体６２０、ウェブ６３０、電子パッケージ６４２、バタフライヒンジ６５０、支持構造体６７０、及びカバープレート６８０を含み得る。支持構造体６７０は、ピボットピン保持部材６７５及びピボットピン保持部材６７６を含み得る。カバープレート６８０は、プリント回路基板又はヒートスプレッダとすることができる。図８は、下部構造体６２０がキーキャップ６１４に固定された状態の、キーキャップ６１４及び下部構造体６２０の底部の例示的な斜視図を示す。この実施形態では、下部構造体６２０は、ピン保持構造体及びＬＧＰを兼務する。下部構造体６２０のＬＧＰの態様は、この下部構造体６２０が、キーキャップ６１４の表面積の大部分を占有しており、ＬＧＰに隣接してＬＥＤ ６４８などの光源が適合することを可能にするための、ノッチ６２４を含む点から明らかである。

図示のように、下部構造体６２０は、キーキャップ６１４の角部付近に配置された、ピン保持機構６２２ａ及びピン保持機構６２２ｂを有する。ピン保持機構６２２ａは、確実にピンを結合し、それらのピンが内部で自由に回転することを可能にするように動作する。具体的には、ピン保持機構６２２ａは、ｃクリップ保持部材とすることができる。ピン保持機構６２２ｂは、その内部にピンを摺動可能に結合するように動作する。すなわち、それらのピンは、この機構内部に保持されるが、キー機構がキーストロークイベントを経験しているとき、この機構内部で水平方向に摺動することが可能となる。ピン保持機構６２２ｂは、摺動するピンを収容するために十分な最小距離で延在する、突出Ｌ字形状を有し得る。双方のピン保持機構６２２ｂは、互いに向き合うことができる点に留意されたい。任意の好適な数の、種々のピン保持機構６２２ｂの構成を使用して、所望の結合効果を達成することができる点が理解されよう。

図９は、電子回路パッケージ６４２の例示的な斜視底面図を示す。電子回路パッケージは、フレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）６４３に実装されたスイッチ６４０、コネクタ部分６４４、支持部分６４５、及びＬＥＤ ６４８を含み得る。他の実施形態では、電子回路パッケージ６４２は、ＯＬＥＤディスプレイなどの、ディスプレイを含み得る。図９及び図１０の双方を参照すると、電子回路パッケージ６４２は、下部構造体６２０に実装される。この配置構成では、スイッチ６４０の基底部は、下部構造体６２０に対して押圧され、ＬＥＤ ６４８は、ノッチ６２４（図８）内部に適合する。支持部分６４５は、コネクタ部分６４４を介して、ＰＣＢ ６４３に対して浮遊し、キーキャップ６１４及び下部構造体６２０を取り囲む。それゆえ、キー機構６１２が組み立てられた場合、スイッチ６４０のニップル側は、支持構造体６７０（図示せず）に向けて下向きに面し、バタフライヒンジ６５０の空洞部６５３（図１１に示される）を貫通する。更には、組み立て時に、支持部分６４５を、ウェブ６３０（図７）と位置合わせすることができ、ウェブ６３０及び支持部分６４５の双方を、支持構造体６７０（図７）に固定することができる。

図１１は、バタフライヒンジ６５０の例示的な上面図を示す。バタフライヒンジ６５０は、ウィング６５１及びウィング６５２を含む。ウィング６５１及びウィング６５２を一体に結合する結合機構は、この詳細図には示されない。ウィング６５１は、ピボットピン６５６、キーキャップアセンブリピン６５７、及びアップストップ部材６５８を含み得る。ウィング６５２は、ピボットピン６５５、キーキャップアセンブリピン６５４、及びアップストップ部材６５９を含み得る。ウィング６５１及びウィング６５２の双方は、それらのウィングが互いに隣接して配置される場合に、空洞部６５３が存在するように成形される。ピボットピン６５５及びピボットピン６５６、並びにアップストップ部材６５８及びアップストップ部材６５９は、バタフライヒンジ６５０の外側表面から離れる方向で延出するが、その一方で、キーキャップアセンブリピン６５４及びキーキャップアセンブリピン６５７は、バタフライヒンジ６５０内部に延出する。ピボットピン６５５及びアップストップ部材６５９は、互いに同一平面上に存在し、バタフライヒンジ６５０から離れる方向に、ほぼ同じ距離で延出し得る。同様に、ピボットピン６５６及びアップストップ部材６５８は、互いに同一平面上に存在し、バタフライヒンジ６５０から離れる方向に、ほぼ同じ距離で延出し得る。

図１２は、支持構造体６７０の例示的な上面図を示す。支持構造体６７０は、ピボットピン保持部材６７５及びピボットピン保持部材６７６、並びにアップストップ６７８及びアップストップ６７９を有する。ピボットピン保持部材６７５及びピボットピン保持部材６７６は、それぞれ、ピボットピン６５５及びピボットピン６５６を所定の位置に固定するが、それらのピンが内部で自由に回転することを可能にするように動作する。ピボットピン保持部材６７５及びピボットピン保持部材６７６は、ｃクリップ型の保持部材とすることができる。アップストップ６７８及びアップストップ６７９は、それぞれ、アップストップ部材６５８及びアップストップ部材６５９に係合するように動作する、フック形状の部材とすることができる。アップストップ６７８及びアップストップ６７９は、キー機構が、その自然な非押下位置にある場合に、ウィング６５１及びウィング６５２が、既定の垂直距離を超えて上に移動しないことを確実にする。支持構造体６７０はまた、切り欠き部６７７も含み得る。

図１３は、支持構造体６７０に結合された、バタフライヒンジ６５０の例示的な上面図を示す。この図では、ピボットピン６５５及びピボットピン６５６は、それぞれ、ピボットピン保持部材６７５及びピボットピン保持部材６７６を介して、支持構造体６７０に固定され、アップストップ部材６５８及びアップストップ部材６５９は、それぞれ、アップストップ６７８及びアップストップ６７９の下に位置決めされる。図１３はまた、（キーキャップアセンブリピン６５４及びキーキャップアセンブリピン６５７を中心とする）末端部分が、どのように切り欠き部６７７の上に位置決めされるかも示す。図１５は、キー機構６１２の例示的な断面図を示し、ピボットピン６５５及びピボットピン６５６と、ピボットピン保持部材６７５及びピボットピン保持部材６７６との相互作用、並びに、アップストップ部材６５８及びアップストップ部材６５９と、アップストップ６７８及びアップストップ６７９との相互作用を示す。

図１４Ａ、図１４Ｂは、様々な実施形態に係る、代替的支持構造体の斜視図を示す。具体的には、図１４Ａは、支持構造体１４００にバタフライヒンジ６５０を固定するための、異なる保持部材構成を示す。支持構造体１４００は、バタフライヒンジのピン（図示せず）を保持するための、ｃクリップ保持部材１４２２及びフック保持部材１４３２を含む。構造体１４００はまた、アップストップ部材１４４０も含む。

図１４Ｂは、ピボットピン保持部材１４６２及びアップストップ部材１４７０を含む、支持構造体１４５０を示す。ピボットピン保持部材１４６２は、ピボットピンを保持するための２つの円形の小穴を含む、一体形構造物である。ピボットピン保持部材１４６２は、バタフライヒンジのピボットピンが小穴の内部に固定される際に、バタフライヒンジに対して押圧するための、バネ荷重の付勢力を有し得る。

図１６は、非押下位置での、キー機構６１２の別の例示的な断面図を示す。この図は、非座屈位置でのスイッチ６４０、ｖ字形状の配置構成でのウィング６５１及びウィング６５２、ピン保持機構６２２ａ、６２２ｂ、キーキャップアセンブリピン６５７及びキーキャップアセンブリピン６５４、並びに他の構成要素を示す。

図１７〜図１９は、一実施形態に係る、別のキー機構の様々な例示的な図を示す。具体的には、図１７は、非押下位置でのキー機構１７１２の例示的な斜視図を示す。図１８は、図１７内の線１８−１８に沿った断面図を示す。また図１９は、キーキャップアセンブリを有さない、キー機構の例示的な斜視図を示す。キー機構１７１２は、図２〜図５の包括的なキー機構と同じ属性のうちの多くを呈するが、そのヒンジ及び支持構造体に関する、より多くの詳細を含む。図１７に示されるように、キー機構１７１２は、キーキャップ１７１４、ラミネート層１７１６、下部構造体１７２０、スイッチ１７４０、バタフライヒンジ１７５０、及び支持構造体１７７０を含み得る。

バタフライヒンジ１７５０は、ウィング１７５１及びウィング１７５２を含み得る。ウィング１７５１は、ピボットピン１７５５及びキーキャップアセンブリピン１７５４を含み得る。ウィング１７５２は、ピボットピン１７５６及びキーキャップアセンブリピン１７５７を含み得る。キーキャップアセンブリピン１７５４及びキーキャップアセンブリピン１７５７は、下部構造体１７２０に結合され、ピボットピン１７５５及びピボットピン１７５６は、支持構造体１７７０に結合される。ピボットピン１７５５及びピボットピン１７５６は、支持構造体１７７０のスロット１７７５及びスロット１７７６内部に固定される。スロット１７７５及びスロット１７７６は、ラミネート材料１７１６によって覆われる、構造体１７７０内の空洞部とすることができる。一部の実施形態では、ラミネート材料１７１６は、ウェブ（ウェブ３０など）と同じものとすることができる。実際に、ラミネート材料１７１６は、支持構造体１７７０内部の所定の位置に、ピボットピン１７５５及びピボットピン１７５６を係止する。この実施形態では、ピボットピン１７５５、１７５６、及びキーキャップアセンブリピン１７５４、１７５７は全て、バタフライヒンジ１７５０から離れる方向で延出する。

スイッチ１７４０は、図示のように、ウィング１７５１とウィング１７５２との間に存在する空洞部内に適合し得る。この特定の実施形態では、スイッチ１７４０の基底部は、下部構造体１７２０に固定されているのではなく、支持構造体１７７０上に存在し得る。キー機構１７１２が、その非押下位置にある場合、スイッチ１７４０は、その非座屈状態にあり、キーキャップアセンブリを下支えするか、又は上向きに付勢する。キー機構１７１２が、その押下位置にある場合、スイッチ１７４０が座屈して、ウィング１７５１及びウィング１７５２は、丸太形状の位置に押し下げられ、全てのピン１７５４、１７５５、１７５６、１７５７は、実質的に同じ平面内にある。

各ウィングは、キー機構が、その非押下位置にある場合に、それらのウィングの上方移動を制限するように動作する、アップストップ１９１０を含み得る。アップストップ１９１０は、非押下位置で、ラミネート層１７１６に係合し得る。アップストップ１９１０は、ラミネート層と同一平面で整合することを可能にする角度に、成形することができる。

図２０〜図２８は、一実施形態に係る、キャリアプレートを使用するキー機構２０１２の様々な図を示す。キー機構２０１２に対する言及は、図２０〜図２８の全てを含み、個別の図に対する具体的な言及が、適宜なされる。キャリアプレートは、構造上の支持体ではなく、バタフライヒンジのピボットピンを所定の位置に固定する役割を担う。更には、キャリアプレートは、電子回路パッケージを支持することもできる。ここで図２０を参照すると、キー機構２０１２の分解図が示されている。キー機構２０１２は、キーキャップ２０１４、下部構造体２０２０、キャリアプレート２０９０、電子回路パッケージ２０４２、スイッチ２０４０、バタフライヒンジ２０５０、ウェブ２０３０、及び回路基板２０８０を含み得る。図２〜図５に関連して前述された構成要素は、キー機構２０１２の同様の構成要素と、特性を共有することができる。例えば、キーキャップ２０１４及び下部構造体２０２０、並びに、それらとバタフライヒンジ２０５０のキーキャップアセンブリピンとの相互作用は、キーキャップ１４及び下部構造体２０が、バタフライヒンジ５０と相互作用する方式と同様である。

キャリアプレート２０９０は、バタフライヒンジ２０５０の空洞部２０５３（図２１）内部に適合し、回路基板２０８０に固定されるように構築される。キャリアプレート２０９０は、任意数の好適な異なる方式で、回路基板２０８０に固定することができる。例えば、キャリアプレート２０９０は、回路基板２０８０にグルー接着するか、又は溶接することができる。別の実施例として、キャリアプレート２０９０は、キャリアプレートの底面から延出して、回路基板２０８０内の対応する空洞部と係合する、幾つかの支柱を有し得る。更に別の実施例として、キャリアプレート２０９０は、図２８に示されるように、２つ以上のクリップ２８０２で、所定の位置に固定することができる。キャリアプレート２０９０は、回路基板２０８０に固定される場合、ピボットピン２０５６及びピボットピン２０５５を、それらがピボットピン保持部材２０９５及びピボットピン保持部材２０９６内部の所定の位置で自由に回転するように、所定の位置に固定する。バタフライヒンジ２０５０のピンの配置構成は、図２１でより詳細に示され、キャリアプレート２０９０のピボットピン保持部材は、図２２、図２３、図２４、及び図２５で、より詳細に示される。

バタフライヒンジ２０５０は、結合機構（図示せず）を使用して一体に接続される、２つのウィング２０５１、２０５２を含み得る。任意の好適な結合機構を使用することができる。そのような結合機構の様々な実施例は、以下でより詳細に説明される。２つのウィング２０５１、２０５２の間には、それらのウィングが互いに隣接して配置される場合、空洞部２０５３が存在し得る。

キャリアプレート２０９０は、金属又はプラスチックなどの、任意の好適な材料から構築することができる。キャリアプレート２０９０の構成は、２つの隆起アーム部材２０９２が両側に隣接する、平坦プレート２０９１を含み得る。各隆起アーム部材２０９２は、ピボットピン保持部材２０９５及びピボットピン保持部材２０９６を含み得る。更には、各隆起アーム部材２０９２は、２つのアップストップ突起部２０９９を含み得る。アップストップ突起部２０９９は、キー機構２０１２が、その非押下位置にある場合、バタフライヒンジ２０５０のアップストップ２０５９に係合するように動作する。突起部２０９９は、バタフライヒンジ２０５０のウィング２０５１、２０５２が、固定された垂直上方向を超えて移動することを防止する。

平坦プレート２０９１は、幾つかの特徴の中でも特に、スイッチ２０４０、ＬＥＤ、導光パネル、ディスプレイ、及び／又はフレックス回路を含み得る、電子回路パッケージ２０４２に関するプラットフォームとしての役割を果たし得る。この配置構成では、キャリアプレート２０９０が、回路基板２０８０に直接接続されるため、回路基板２０８０と電子回路パッケージ２０４２との間の容易な接続が促進される。このことは、（前述の）キー機構６１２に関連付けられた、フレックスプリント回路基板の実施形態とは対照的である。更には、この実施形態で示されるように、スイッチ２０４０は、そのドームが下部構造体２０２０及びキーキャップ２０１４に面しているように実装される。それゆえ、スイッチ２０４０は、その非座屈位置にある場合、キーキャップ２０１４及び下部構造体２０２０を上向きに付勢するように動作する。

ここで図２６及び図２７を参照すると、キーキャップアセンブリピン２０５４及びキーキャップアセンブリピン２０５７と整合している、下部構造体２０２０のピン保持機構２０２２ａ、２０２２ｂが示されている。具体的には、図２７は、異なるピン保持機構を示し、キー機構２０１２が押下されているとき、キーキャップアセンブリピン２０５４が所定の位置内で回転するように、所定の位置にキーキャップアセンブリピン２０５４を固定するための、ピン保持機構２０２２ａと、キーキャップアセンブリピン２０５７が水平方向に摺動することを可能にするための、ピン保持機構２０２２ｂとを示す。

図２９〜図３３は、キー機構と共に使用することが可能な、幾つかの異なるバタフライヒンジの実施形態を示す。図２９〜図３３に関連して論じられる実施形態のそれぞれは、結合機構で一体に結合される２つのウィングを含む。この結合機構の性質は様々であり、２つの一般的なタイプである、リビングヒンジ及びギアヒンジを含み得る。リビングヒンジ結合機構は、可撓性材料、又は、２つのウィングを物理的に一体に取り付ける材料の組み合わせとすることができる。ギアヒンジは、ウィング間でのギア様の相互作用を可能にする、それらのウィング自体の中に構築された結合機構である。

図２９Ａ、図２９Ｂは、一実施形態に係る、バタフライヒンジ２９００の例示的な上面図及び部分的斜視図を示す。ヒンジ２９００は、リビングヒンジ２９３０で一体に結合された、ウィング２９１０及びウィング２９２０を含む。ウィング２９１０及びウィング２９２０は、図示のようなピンを含み得るものであり、例えば、ガラス繊維入りプラスチックから作製することができる。リビングヒンジ２９３０は、ウィングを作製するために使用される材料よりも柔軟な、プラスチック材料から作製することができる。ウィング２９１０及びウィング２９２０はまた、自己係止構造体２９１２及び自己係止構造体２９２２も含む。

バタフライヒンジ２９００は、ダブルショットプロセスを使用して製造することができ、第１のショットが、ウィング２９１０及びウィング２９２０を作り出し、第２のショットが、リビングヒンジ２９３０を形成する。第２のショットが適用される際に、それ自体が自己係止構造体２９１２及び自己係止構造体２９２２に自己係止されることにより、ウィング２９１０及びウィング２９２０が一体に結合される。リビングヒンジ２９３０の厚さは、バタフライヒンジ２９００の中心軸２９４０で、リビングヒンジ２９３０の他の部分よりも実質的に薄くなることに留意されたい。ウィング２９１０とウィング２９２０との間の、より薄い接合部の区画により、ウィング２９１０とウィング２９２０との間の屈曲の容易性を促進することができる。

図３０Ａ、図３０Ｂは、一実施形態に係る、バタフライヒンジ３０００の例示的な上面図及び斜視図を示す。バタフライヒンジ３０００は、リビングヒンジ３０３０の周囲に、ウィング３０１０及びウィング３０２０をインサート成形することによって製造することができる。成形されたウィング３０１０及びウィング３０２０は、図示のように、ピンを含み得る。リビングヒンジ３０３０は、（図３０Ｃに示されるような）幾つかのリビングヒンジ３０３０を含む、金属ストリップ３０５０の一部とすることができる。単一のストリップ上に幾つかのリビングヒンジ３０３０を含めることにより、バタフライヒンジ３０００の製造スループットを向上させることができる。ストリップ３０５０上にウィング３０１０及びウィング３０２０を成形した後、このストリップを切り離すことにより、キー機構内で使用するために好適な、個別のバタフライヒンジ３０００を得ることができる。ウィング３０１０及びウィング３０２０は、例えば、ガラス繊維入りプラスチックなどの、プラスチックで構築することができる。

リビングヒンジ３０３０は、キー機構内で使用される際に、屈曲することにより、ウィング３０１０及びウィング３０２０の移動を可能にするように動作する、比較的薄い金属（例えば、スチール）片とすることができる。リビングヒンジ３０３０は、ウィングがリビングヒンジ３０３０に成形される際に、それらのウィングへの接着を促進するための、保持特徴部３０１２及び保持特徴部３０１４を含み得る。ストリップ３０５０上にウィング３０１０及びウィング３０２０を成形する際、ウィングがリビングヒンジ３０３０を完全に覆うことを防止するために、遮断具を使用することにより、リビングヒンジ３０３０の一部分を露出させたまま残すことができる。

図３１Ａ〜図３１Ｃは、一実施形態に係る、バタフライヒンジ３１００の様々な図を示す。バタフライヒンジ３１００は、金属ウィング３１１０及び金属ウィング３１２０を、射出成形されたリビングヒンジ３１３０で一体に結合することによって構築することができる。ウィング３１１０及びウィング３１２０は、ダイカスト金属又は鍛造金属から構築することができる。一実施形態では、ウィングは、亜鉛ダイカストから形成することができる。この実施形態では、ピンもまた、ダイカスト金属又は鍛造金属で形成される。ウィング３１１０及びウィング３１２０は、リビングヒンジ３１３０の保持を補助するための、保持特徴部３１１２及び保持特徴部３１２２を有するように構築することができる。リビングヒンジ３１３０は、屈曲することが可能な、任意の好適な従順性材料とすることができる。例えば、リビングヒンジ３１３０は、プラスチック又はゴム材料から構築することができる。

図３２Ａ〜図３２Ｃは、一実施形態に係る、バタフライヒンジ３２００の例示的な図を示す。バタフライヒンジ３２００は、成形材料でオーバーモールディングされている、２つの（隠線によって示される）金属コア３２０１及び金属コア３２０２から構築することができる。この成形材料は、金属コア３２０１及び金属コア３２０２を完全に封入して、そのオーバーモールドによって形成されたピンをそれぞれが含むウィング３２１０及びウィング３２２０、並びにリビングヒンジ３２３０を形成する。コア３２０１及びコア３２０２は、保持特徴部３２０５が内部に組み込まれた、別個の金属構成要素とすることができる。保持特徴部３２０５は、射出成形される材料が、それ自体をコア３２０１及びコア３２０２に自己係止することを可能にし得る。

リビングヒンジ３２３０は、コア３２０１及びコア３２０２を一体に結合する、オーバーモールドから形成することができる。このオーバーモールドは、ウィング３２１０とウィング３２２０との間の接合部で、サイズを比較的狭くすることにより、移動の容易性を促進することができる。ヒンジ３２００は、一括様式で構築することができ、その場合、ストリップ３２５０が幾つかのコアを含み得る。それらのコアをオーバーモールディングして、次いでダイ打ち抜きすることにより、各バタフライヒンジ３２００を得ることができる。

別の実施形態（図示せず）では、バタフライヒンジは、鍛造ピン又はダイカストピンを有する、２つの金属コアから構築することができ、それらの金属コアは、成形材料で少なくとも部分的にオーバーモールディングされるが、ピンが露出したまま残されるような方式でオーバーモールディングされる。この方式で、金属ピンが露出され、射出成形プラスチックではなく、金属から形成される。リビングヒンジは、２つのコアを結合する、射出成形プラスチックから形成される。

図３３Ａ、図３３Ｂは、一実施形態に係る、バタフライヒンジ３３００の例示的な図を示す。ヒンジ３３００は、図示のように、それぞれがピン及びアップストップを含む、ウィング３３１０及びウィング３３２０を含む。ウィング３３１０は、ギア部材３３１５を有し、ウィング３３２０は、ギア部材３３２５を有する。ギア部材３３１５、３３２５は、互いに整合して、ギアヒンジを形成する。

図３３Ｂを参照すると、このギアヒンジの拡大図が示される。具体的には、ギア部材の歯が示される。ウィング３３１０は、上歯３３１５Ｕ及び下歯３３１５Ｌを有し、ウィング３３２０は、下歯３３２５Ｌ及び上歯３２３５Ｕを有する。上歯３３１５Ｕは、下歯３３２５Ｌと整合し、上歯３３２５Ｕは、下歯３３１５Ｌと整合する。この上歯／下歯の構成により、キー機構内で使用される際の、ウィング３３１０及びウィング３３２０の結合を促進することができる。

図３４は、一実施形態に係る、キー機構の例示的な分解図を示す。キー機構３４１２は、キーキャップ３４１４、下部構造体３４２０、ウェブ３４３０、バタフライヒンジ３４５０、スイッチ筐体３４５９、スイッチ３４４０を有するメンブレン３４６０、及び機能プレート３４７０を含み得る。図２〜図５に関連して前述された構成要素は、キー機構３４１２の同様の構成要素と、特性を共有することができる。例えば、キーキャップ３４１４及び下部構造体３４２０、並びに、それらとバタフライヒンジ３４５０のキーキャップアセンブリピン３４５４、３４５７との相互作用は、キーキャップ１４及び下部構造体２０が、バタフライヒンジ５０と相互作用する方式と同様である。

バタフライヒンジ３４５０は、結合機構（図示せず）を使用して一体に接続される、２つのウィング３４５１、３４５２を含み得る。任意の好適な結合機構を使用することができる。例えば、リビングヒンジ又はギアヒンジを使用して、ウィング３４５１、３４５２を一体に接続することができる。２つのウィング３４５１、３４５２の間には、それらのウィングが互いに隣接して配置される場合、空洞部３４５３が存在し得る。ピボットピン３４５５、３４５６は、バタフライヒンジ３４５０の空洞部３４５３内部に延出し、その一方で、キーキャップアセンブリピン３４５４及びキーキャップアセンブリピン３４５７は、バタフライヒンジ３４５０の外側表面から離れる方向に延出する。

スイッチ筐体３４５９は、バタフライヒンジ３４５０の空洞部３４５３内部に適合し、機能プレート３４７０に固定されるように構築される。スイッチ筐体３４５９は、任意数の好適な異なる方式で、機能プレート３４７０に固定することができる。例えば、スイッチ筐体３４５９は、機能プレート３４７０にグルー接着するか、又は溶接することができる。別の実施例として、スタッド３４７２を使用して機能プレート３４７０にスイッチ筐体３４５９を固定するために、熱カシメ成形を使用することができる。あるいは、スイッチ筐体３４５９上のピン（図示せず）を、スタッド３４７２と結合させる（例えば、スタッド内に嵌め込む）ことができる。

ピボットピン３４５５及びピボットピン３４５６は、ピボットピン保持部材３４９５及びピボットピン保持部材３４９６を使用して、スイッチ筐体３４５９に固定される。ピボットピン保持部材３４９５及びピボットピン保持部材３４９６は、スイッチ筐体３４５９の側面を貫通して形成された、空洞部又は開口部とすることができる。ピボットピン保持部材３４９５は、ウィング３４５１上のピボットピン３４５５を固定し、ピボットピン保持部材３４９６は、ウィング３４５２上のピボットピン３４５６を固定する。固定された後、ピボットピン３４５５、３４５６は、ピボットピン保持部材３４９５、３４９６内部の所定の位置で、自由に回転する。

ウィング３４５１上のキーキャップアセンブリピン３４５４は、下部構造体３４２０のピン保持機構３４２２ａに結合し、ウィング３４５２上のキーキャップアセンブリピン３４５７は、下部構造体３４２０のピン保持機構３４２２ｂに結合する。

機能プレート３４７０は、金属又はプラスチックなどの、任意の好適な材料から構築することができる。メンブレン３４６０は、例えば感圧接着剤３４６５で、機能プレート３４７０に固定することができる。スイッチ３４４０は、一部の実施形態では、変形可能又はゴム製のドームスイッチとして実装することができる。スイッチ３４４０は、スイッチ３４４０に関する回路機構を含み得る、メンブレン３４６０に接続される。スイッチ３４４０は、任意数の好適な異なる方式で、メンブレン３４６０に接続することができる。例えば、接着剤層を使用して、メンブレン３４６０にスイッチ３４４０を固定することができる。スイッチ３４４０は、スイッチ筐体３４５９の底面を貫通して形成された開口部３４９７内に、適合するように構成される。更には、この実施形態で示されるように、スイッチ３４４０は、そのドームが下部構造体３４２０及びキーキャップ３４１４に面しているように実装される。それゆえ、スイッチ３４４０は、その非座屈位置にある場合、キーキャップ３４１４及び下部構造体３４２０を上向きに付勢するように動作する。

メンブレン３４６０は、開口部３４６１、３４６２、３４６３、及び開口部３４６４を含み、ＰＳＡ ３４６５は、開口部３４６６、３４６７、３４６８、及び開口部３４６９を含む。機能プレート３４７０は、開口部３４７３及び開口部３４７４を含む。開口部３４６３、３４６８、及び開口部３４７３、並びに開口部３４６４、３４６９、及び開口部３４７４は、バタフライヒンジ３４５０のウィング３４５１及びウィング３４５２の、対応するアームと位置合わせされる。開口部３４６１及び開口部３４６６、並びに開口部３４６２及び開口部３４６７は、対応するウィング３４５１及びウィング３４５２の外側部分と位置合わせされる。

図３５Ａ、図３５Ｂは、一実施形態に係る、非押下位置及び押下位置での図３４のキー機構の、それぞれの例示的な断面図を示す。図３５Ａは、非座屈位置でのスイッチ３４４０、ｖ字形状の配置構成でのウィング３４５１及びウィング３４５２、ピン保持機構３４２２ａ、３４２２ｂ、キーキャップアセンブリピン３４５７及びキーキャップアセンブリピン３４５４、並びに他の構成要素を示す。この位置では、スイッチ３４４０は、キーキャップ３４１４を上向きに付勢し得る。

図３５Ｂに示される押下位置では、スイッチ３４４０が座屈し、キーキャップ３４１４が垂直方向で下に移動していることにより、ウィング３４５１及びウィング３４５２の外側部分は、機能プレート３４７０に向けて押し下げられる。キーキャップアセンブリピン３４５４は、所定の位置に固定され、その固定された位置内で回転されるが、その一方で、キーキャップアセンブリピン３４５７は、その保持機構内部で、＋Ｘ方向で水平方向に摺動する。図３５Ａ、図３５Ｂに示されるように、キー機構３４１２が押下位置にある場合、キーキャップアセンブリピン３４５７の相対位置は、＋Ｘ方向に移動する。更には、押下位置では、ウィング３４５１及びウィング３４５２は、それぞれ、開口部３４６１、３４６６、及び開口部３４６２、３４６７を使用して、やや逆「ｖ」字に類似するように、過度に移動する。図３５Ａでは、ウィング３４５１及びウィング３４５２は、「ｖ」字形状に類似するように位置決めされているが、その一方で、図３５Ｂでは、ウィング３４５１及びウィング３４５２は、ウィング３４５１、３４５２の内側部分が下部構造体３４２０に向けて上向きに移動された状態の、「∧」形状に類似する位置に移動している。ウィング３４５１及びウィング３４５２は、上方に関節運動し、下部構造体３４２０に接して収まるか、又は下部構造体３４２０の内部に収まる。例えば、ウィング３４５１及びウィング３４５２の、少なくとも結合機構によって一体に接続された部分に関して、下部構造体３４２０の底部内に、空洞部を形成することができる。ウィング３４５１、３４５２が収まることにより、キー機構３４１２は、より大きい距離を移動又は押下することが可能となる。

ここで図３６〜図３９を参照すると、一実施形態に係る、キーキャップ機構の様々な例示的な底面図が示されている。機能プレート又は回路基板などの、キーキャップ機構の底部要素は、明瞭性のために、これらの図では示されない。図３６は、１つのスイッチ（図示されていないが、スイッチはメンブレン３６６０に取り付けられる）を含む、正方形のキー機構を示す。例えば、キー機構３６１２は、キーボード内の、英数字キー機構、ページアップキー及びページダウンキー機構、矢印（＜又は＞）キー機構、並びに／あるいはエンドキー又はホームキー機構に関して使用することができる。このキー機構は、結合機構３６３０によって一体に接続されたウィング３６５１及びウィング３６５２で形成される、１つのバタフライヒンジを含む。スイッチ筐体３６５９内のスイッチは、このバタフライヒンジのウィング３６５１及びウィング３６５２によって形成される、空洞部内に配置される。

長方形のキー機構が、図３７に示される。キー機構３７１２は、例えば、キーボード内の、シフトキー機構、エンターキー機構、及び／又はバックスペースキー機構に関して使用することができる。キー機構３７１２は、結合機構３７３０によって一体に結合されたウィング３７５１及びウィング３７５２で形成される、バタフライヒンジを含む。ウィング３７５１とウィング３７５２との間に形成される空洞部内に、スイッチ筐体３７５９が位置決めされる。スイッチ筐体３７５９は、メンブレン３７６０に固定されたスイッチ（図示せず）を含む。保持機構３７５０が、ウィング３７５１及びウィング３７５２に、ロッド３７８５を固定する。ロッド３７８５は、任意の好適な材料で形成することができ、その例としては、スチール製ロッド及びカーボン製ロッドが挙げられる。ロッド３７８５は、ウィング３７５１及びウィング３７５２の外側部分の幅の、実質的に全域にわたって延在する。キーキャップ３７１４が押下されると、ロッド３７８５は、その力を、ウィング３７５１及びウィング３７５２の全域にわたって伝達する。それゆえ、ユーザが、キー機構３７１２の縁部若しくはキー機構３７１２の角部、又はその近傍を押下する場合には、キーキャップ３７１４は、キーキャップが下向きに移動する際、その水平位置を実質的に維持することになり、このことにより、スイッチが適切に押下されることを確実にすることができる。

図３８は、より大きい長方形のキー機構を示す。より大きい長方形のキー機構３８１２は、例えば、キーボード内のスペースバーキー機構に関して使用することができる。キー機構３８１２は、２つのバタフライヒンジ３８１６及びバタフライヒンジ３８１８を含む。各バタフライヒンジは、結合機構３８３０によって一体に結合された、ウィング３８５１及びウィング３８５２で形成される。スイッチ筐体３８５９が、２つのバタフライヒンジ３８１６とバタフライヒンジ３８１８との間に位置決めされ、バタフライヒンジ３８１６及びバタフライヒンジ３８１８の、ウィング３８５１とウィング３８５２との間に延びる。キー機構３８１２の中心部付近に、スイッチ筐体３８５９は、メンブレン３８６０に固定されたスイッチ（図示せず）を含む。保持機構３８５０が、バタフライヒンジ３８１６並びにバタフライヒンジ３８１８の、ウィング３８５１及びウィング３８５２に、ロッド３８８５を固定する。ロッド３８８５は、ウィング３８５１及びウィング３８５２の外側部分の幅の、実質的に全域にわたって延在し、キー機構３８１２の縁部若しくは角部、又はその近傍での押下力を、対応するバタフライヒンジの幅にわたって伝達することができる。

図３９は、より大きい別の長方形のキー機構を示す。キー機構３９１２は、２つのバタフライヒンジ３９１６及びバタフライヒンジ３９１８を含む。各バタフライヒンジは、結合機構３９３０によって一体に結合された、ウィング３９５１及びウィング３９５２で形成される。２つのバタフライヒンジ３９１６とバタフライヒンジ３９１８との間に、スイッチ筐体３９５９が位置決めされる。バタフライヒンジ３９１６及びバタフライヒンジ３９１８の、ウィング３９５１には、補強プレート３９７０が取り付けられ、ウィング３９５２には、補強プレート３９８０が取り付けられる。補強プレート３９７０及び補強プレート３９８０は、ウィング３９５１及びウィング３９５２の外側部分の幅の、実質的に全域にわたって延在し、キー機構３９１２の剛直性を増大させる。キー機構３９１２の各端部に、ＬＧＰ ３９９０及びＬＧＰ ３９９５を位置決めすることができる。

ここで図４０を参照すると、一実施形態に係る、半バタフライヒンジの例示的な図が示されている。図４１は、一実施形態に係る、半バタフライヒンジを有するキー機構の例示的な底面図を示す。機能プレート又は回路基板などの、キーキャップ機構４１１２の底部要素は、明瞭性のために、これらの図では示されない。

一部の実施形態では、半バタフライヒンジは、より小さいキーキャップを有するキー機構内に含めることができる。他の実施形態は、より大きいキーキャップ内に、１つ以上の半バタフライヒンジを含み得る。半バタフライヒンジ４０５０は、ウィング４０５２に隣接するウィング４０５１を含む。ウィング４０５１の、１つの完全アーム又は大アームは、結合機構４０３０によって、ウィング４０５２の、対応する大アームに接続される。ウィング４０５１及びウィング４０５２の、より短いアーム又は小アームは、４０５６及び４０５８で、スイッチ筐体４０５９に固定される。この小アームは、任意の好適な手段によって、スイッチ筐体４０５９に接続することができる。例えば、ピボットピン（図示せず）が、小アームの内側表面から外に延出して、スイッチ筐体内の、対応する開口部又はスロット内に固定することができる。

キーキャップアセンブリピン４０５４及びキーキャップアセンブリピン４０５７は、それぞれ、ウィング４０５１及びウィング４０５２の外側表面から離れる方向に延出する。キーキャップアセンブリピン４０５４及びキーキャップアセンブリピン４０５７は、ピン保持機構４１２２ａ及びピン保持機構４１２２ｂ（図４１）を使用して、キーキャップ又は下部構造体に取り付けることができる。ウィング４０５１とウィング４０５２との間に形成される空洞部内に、スイッチ筐体４０４０が配置される。

半バタフライヒンジ４０５０は、バタフライヒンジと同じ移動距離を維持するが、より小さい空間内に維持することができる。更には、キー機構４１１２は、ユーザが角部を押下する場合にも安定しているが、これは、接続点４０５６及び接続点４０５８が、キー機構４１１２を安定化させ、加えられた力を、ウィング４０５１及びウィング４０５２の全域にわたって伝達するためである。例えば、ユーザが、ウィング４０５１の右下角部を押下する場合には、その力は、ウィング４０５１の外側部分を介して結合機構４０３０に伝達され、結合機構４０３０は、次に、その力をウィング４０５２に伝達する。

ここで図４２を参照すると、一実施形態に係る、スイッチの例示的な斜視図が示されている。スイッチ４２００は、上部導電性変形可能構造体４２０５と、その上部導電性変形可能構造体４２０５の下に配置された下部導電性変形可能構造体４２１０とを含む、積層ドームスイッチである。上部導電性変形可能構造体４２０５及び下部導電性変形可能構造体４２１０は、任意の所望の形状を有し得るものであり、任意の好適な導電性材料で作製することができる。例えば、上部導電性変形可能構造体及び下部導電性変形可能構造体の双方を、金属で作製することができる。あるいは、上部導電性変形可能構造体４２０５を金属で作製し、下部導電性変形可能構造体４２１０を、導電性ゴムなどの導電性エラストマで作製することができる。このスイッチが押下されると、上部導電性変形可能構造体４２０５が圧縮して、下部導電性変形可能構造体４２１０に接触することができる。このスイッチは、上部導電性変形可能構造体４２０５が下部導電性変形可能構造体４２１０に接触する場合に、閉成又は作動される。

図４３、図４４は、一実施形態での、図４２のスイッチ４２００の断面図を示す。図４３では、上部導電性変形可能構造体４２０５は、外側端子４３０２に電気的に接続され、下部導電性変形可能構造体４２１０は、内側端子４３０６に電気的に接続される。外側端子４３０２及び内側端子４３０６は、他の回路機構（図示せず）に接続する、配線又は導線に接続する。それらの配線又は導線は、基板４３０８上に配置するか、又は基板４３０８内部に埋め込むことができる。スイッチ４２００が、図示のように弛緩状態又は非押下状態にある場合、上部導電性変形可能構造体４２０５及び下部導電性変形可能構造体４２１０が互いに接触していないため、このスイッチは開成され、すなわち作動されない。上部導電性変形可能構造体４２０５が、下部導電性変形可能構造体４２１０に接触すると、回線経路が完成して、このスイッチは閉成され、すなわち作動される。

図４４でのスイッチ４２００は、下部導電性変形可能構造体４２１０の形状を除けば、図４３でのスイッチと、設計及び動作は同様である。図４３及び図４４での上部導電性変形可能構造体は、ユーザに対する触知フィードバックを提供することができ、その一方で、下部導電性変形可能構造体は、キー機構に対する音及び／又は感触を提供することができる。下部導電性変形可能構造体を使用して、キー機構の移動距離を決定することができる。

ここで図４５〜図４９を参照すると、一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な底面図が示されている。前述のように、キーキャップアセンブリは、下部構造体に固定されたキーキャップで形成することができる。一部の実施形態では、キーキャップアセンブリは、ウェブなどの別の構成要素の、内側周縁部の内部に適合することができる。図４５〜図４９に示されるキーキャップアセンブリは、ＬＧＰなどの光で、背面照明することができる。

図４５は、キーキャップ４５１４の側面の内側表面に沿って延在し、キーキャップ４５１４の２つの側面に固定される２つの下部構造体構成要素４５０６、４５０４を含む、下部構造体４５２０を示す。下部構造体構成要素４５０６、４５０４は、キーキャップ４５１４の側面から、キーキャップ４５１４の内側底部の周縁部内に延出する。下部構造体４５２０は、例えば板金などの、任意の好適な材料で形成することができる。下部構造体４５２０は、任意の好適な方法によって、キーキャップ４５１４の側面に装着することができる。例えば、下部構造体４５２０は、キーキャップ４５１４の側面に、接着剤で取り付けるか、又は溶接することができる。

第１の下部構造体構成要素４５０６は、バタフライヒンジ又は半バタフライヒンジ上のキーキャップアセンブリピンに結合するように構成された、ピン保持機構４５２２ａを含む。図４５では不可視であるが、第２の下部構造体構成要素４５０４もまた、バタフライヒンジ又は半バタフライヒンジ上のキーキャップアセンブリピンを固定するように構成された、ピン保持機構を含む。これらのピン保持機構は、キーキャップ４５１４の下側表面に向けて方向付けられ、任意の所定の形状を有し得る。例えば、図示の実施形態では、ピン保持機構４５２２ａは、ｃクリップ保持部材として構成されるが、その一方で、第２の下部構造体構成要素４５０４のピン保持機構は、図８に示されるピン保持機構６２２ｂと同様の、突出Ｌ字形状を有し得る。

図４６でのキーキャップ４６１４は、キーキャップ４６１４の側面の内側表面に装着された、対向する支持棚部４６０６の１つ以上のペアを含む。下部構造体４６２０は、２つの対向する棚部４６０６の間に延在し、任意の好適な取り付け手段を使用して、対向する支持棚部４６０６のペアに固定することができる。単なる例として、下部構造体４６２０は、支持棚部４６０６に接着又は溶接することができる。

下部構造体４６２０は、バタフライヒンジ又は半バタフライヒンジ上の、対応するキーキャップアセンブリピンと結合する、ピン保持機構４６２２ａ及びピン保持機構４６２２ｂを含む。図示の実施形態では、ピン保持機構４６２２ａは、ｃクリップ保持部材であり、ピン保持機構４６２２ｂは、図８及び図４５に示されるピン保持機構と同様の、突出Ｌ字形状を有する。

ここで図４７を参照すると、下部構造体４７２０は、キーキャップ４７１４の下側表面の周縁部に沿って延在する、フレームとして構成される。下部構造体４７２０は、金属などの、任意の好適な材料で作製することができる。下部構造体４７２０は、接着剤又は溶接などによる、任意の好適な方法によって、キーキャップ４７１４の下側表面に取り付けられる。下部構造体４７２０は、バタフライヒンジ又は半バタフライヒンジ上の、対応するキーキャップアセンブリピンと結合する、ピン保持機構４７２２ａ及びピン保持機構４７２２ｂを含む。ピン保持機構４７２２ａ及びピン保持機構４７２２ｂは、図４５、図４６に示されるピン保持機構と同様に構成することができる。

図４８の実施形態では、下部構造体４８２０は、「Ｘ」字のように成形され、キーキャップ４８１４の下側表面の全域にわたって延在する。下部構造体４８２０は、バタフライヒンジ又は半バタフライヒンジ上の、対応するキーキャップアセンブリピンと結合する、ピン保持機構４８２２ａ及びピン保持機構４８２２ｂを含む。図示の実施形態では、ピン保持機構４８２２ａは、ｃクリップ保持部材であり、ピン保持機構４８２２ｂは、図４５〜図４７に示されるピン保持機構と同様の、突出Ｌ字形状を有する。下部構造体４８２０は、プラスチックなどの、任意の好適な材料で作製することができ、任意の好適な方法によって、キーキャップ４８１４の下側表面に取り付けることができる。

図４９は、キーキャップ４９１４の内側底部表面に取り付けられた、シート又はプレート下部構造体４９２０を示す。下部構造体４９２０は、バタフライヒンジ又は半バタフライヒンジ上の、対応するキーキャップアセンブリピンと結合する、ピン保持機構４９２２ａ及びピン保持機構４９２２ｂを含む。これらのピン保持機構は、任意の所定の形状及び／又は向きで形成することができる。図示の実施形態では、ピン保持機構２９２２ａは、ｃクリップ保持部材であり、ピン保持機構４９２２ｂは、図４５〜図４８に示されるピン保持機構と同様の、突出Ｌ字形状を有する。

下部構造体４９２０は、プラスチックなどの、任意の好適な材料で作製することができ、任意の好適な方法によって、キーキャップ４９１４の下側に取り付けることができる。下部構造体４９２０は、バックライト効果用の光を放出する、開口部４９９０を含み得る。一実施形態では、この光は、ＬＥＤ構成要素によって生成することができ、下部構造体４９２０は、ＬＧＰとしての機能を果たし得る。

ここで図５０〜図５２を参照すると、一実施形態に係る、キーキャップアセンブリの様々な例示的な断面図が示されている。下部構造体５０２０は、ピン保持機構５０２２ａ及びピン保持機構５０２２ｂ（図５０）を含む。本明細書で説明される他の実施形態と同様に、ピン保持機構５０２２ａ及びピン保持機構５０２２ｂは、下部構造体５０２０と共に成形するか、又は下部構造体５０２０に装着することができる。キーキャップ５０１４は、接着剤などの、任意の好適な方法を使用して、下部構造体５０２０に固定することができる。

図５１では、ピン保持機構５１２２ａ、５１２２ｂは、梁部５１３０と共に成形するか、又は梁部５１３０に装着することができ、この梁部５１３０が、下部構造体５１２０に固定される。梁部５１３０は、金属又はプラスチックなどの、任意の好適な材料で作製することができる。梁部５１３０及びキーキャップ５１１４は、限定するものではないが、接着剤を含めた、任意の好適な方法を使用して、下部構造体５０２０に固定することができる。

図５２での下部構造体は、２つの構成要素５２２０及び構成要素５２２１へと分離される。各構成要素は、Ｌ字形状とし、離間した関係でキーキャップ５２１４に取り付けることができる。２つのＬ字形状の下部構造体構成要素５２２０と下部構造体構成要素５２２１との間に、取り付け構成要素５２０６が配置される。取り付け構成要素５２０６は、全てを単一部品として形成又は成形することが可能な、ピン保持機構５２２２ａ及びピン保持機構５２２２ｂを含む。

図５３は、一実施形態に係る、キー機構の例示的な上面図を示す。キー機構５３００は、中心軸５３０６を中心に揺動する、単一のキーである。グリフ５３０２及びグリフ５３０４は、キー機構の機能又は動作を示す。図示の実施形態では、グリフ５３０２は上矢印であり、グリフ５３０４は下矢印である。単なる例として、ユーザは、これらの上矢印又は下矢印を押し下げることにより、スクリーン上に表示されたカーソルを移動させることができる。

キー機構５３００は、押下されていないとき、実質的に水平とすることができる。ユーザが上矢印を押下する場合には、このキー機構は、上矢印に向けて下向きに揺動する。同様に、このキー機構は、ユーザが下矢印を押下する場合、下矢印に向けて下向きに揺動する。

図５４は、一実施形態に係る、図５３のキーキャップアセンブリの例示的な断面図を示す。キーキャップ５４１４は、ウィング５４５１及びウィング５４５２を通じて、構造体５４７０に取り付けられる。ウィング５４５１及びウィング５４５２は、バタフライヒンジ内に含めることができ、又はウィング５４５１、５４５２は、構造体５４７０に取り付けられた、独立ウィングとすることもできる。バタフライヒンジ内にウィングが含まれることにより、それらのウィング及びキー機構が、中心軸（例えば、軸５３０６）に対してバランスを取ることが可能となる場合、結合機構を省略することができる。

ウィング５４５１上のピン保持機構５４２２ａ、及びウィング５４５２上のピン保持機構５４２２ｂが、それぞれ、キーキャップアセンブリピン５４５４及びキーキャップアセンブリピン５４５７を固定する。図示の実施形態では、ピン保持機構５４２２ａ、５４２２ｂは、キーキャップ５４１４に取り付けられる。他の実施形態では、キーキャップ５４１４に取り付けられた下部構造体上に、ピン保持機構５４２２ａ、５４２２ｂを位置決めすることができる。ピボットピン（図示せず）を使用して、構造体５４７０にウィング５４５１及びウィング５４５２を取り付けることができる。スイッチ５４４０が、キーキャップ５４１４上の各グリフ（図示せず）の下に配置される。ウィング５４５１、５４５２の間に、変形可能構造体５４９０が配置されることにより、押下時に、キーキャップ５４１４の下向き移動を制限することができる。例えば、変形可能構造体５４９０は、キーキャップ５４１４が、双方のスイッチ５４４０を、同時に又は連続的に作動させることを防止することができる。双方のスイッチの連続的作動は、ダブルクリックイベントとして既知である。

ここで図５５〜図５７を参照すると、一実施形態に係る、キーキャップを形成するための方法の例示的な斜視図が示されている。図５５に示されるように、第１の層５５００が、第２の層５５０２に接合される。第１の層５５００は、アルミニウム箔層などの、箔層とすることができる。この第１の層は、１００マイクロメートル未満の厚さを有し得る。一部の実施形態では、この箔層は、約５０マイクロメートルの厚さを有する。第２の層５５０２は、樹脂層又は熱可塑性層とすることができる。第１の層及び第２の層により、一部の実施形態でのキーキャップを形成することができ、第１の層が、キーキャップの上面を形成する。

グリフ開口部５６００が、第１の層５５００内に形成され、第２の層５５０２を露出させる（図５６）。グリフ開口部５６００は、例えば、第１の層５５００の上面をレーザエッチングすることによって、形成することができる。第１の層及び第２の層に、圧力及び／又は熱を加えることにより、グリフ開口部５６００内に、第２の層５５０２を流入させることができる（図５７）。一実施形態では、第２の層５５０２が、グリフ開口部５６００を充填することにより、キーキャップの上面上に、グリフ５７００が形成される。図示の実施形態では、１つのみのグリフが形成されるが、図５５〜図５７に示されるプロセスを使用して、１つ以上のグリフを作り出すことができる。それらの１つ以上のグリフは、文字、数字、語句、及び記号を、単独で、若しくは様々な組み合わせで表現することができる。例えば、ＱＷＥＲＴＹキーボード上では、文字キー機構、数字キー及び記号キー機構、あるいはシフトキー又はタブキー機構に関するキーキャップ上に、それらの１つ以上のグリフを形成することができる。

図５８〜図６１は、一実施形態に係る、キーキャップを形成するための別の方法の例示的な斜視図を示す。図５８に示されるように、第１の層５８００が、第２の層５８０２に接合される。第１の層５８００は、ライナ層とすることができる。第２の層５８０２は、アルミニウム箔層などの、箔層とすることができる。このアルミニウム箔層は、１００マイクロメートル未満の厚さを有し得る。一部の実施形態では、この箔層は、約５０マイクロメートルの厚さを有する。

グリフ開口部５９００が、第２の層５８０２内に形成され、第１の層５８００を露出させる（図５９）。グリフ開口部５９００は、例えば、第２の層５５０２の裏面をレーザエッチングすることによって、形成することができる。次いで、グリフ開口部５９００内に、材料６０００を堆積させることにより、グリフ開口部５９００を充填して、グリフを形成する（図６０）。例えば、液体による裏側充填を実行して、グリフ開口部５９００を充填することができる。次に、図６１に示されるように、第１の層５８００を除去して、第２の層５８０２及びグリフ６００２を残す。これらの第２の層及びグリフにより、一部の実施形態でのキーキャップ、又はキーキャップの上面を形成することができる。

様々な実施形態が、それらの特定の特徴を具体的に参照して詳細に説明されてきたが、本開示の趣旨及び範囲内で、変形形態及び修正形態を実施することができる点が理解されるであろう。例えば、キー機構は、バタフライヒンジ及び半バタフライヒンジを含み得る。更には、本明細書で説明されるスイッチとは異なる方式で、スイッチを構築することができる。例えば、スイッチは、第２の導電性構造体の上に位置決めされた、第１の導電性構造体を含み得る。第１の導電性構造体は、第２の導電性構造体のドーム又は頂部領域の上に位置決めされた、プランジャを有する。このスイッチは、プランジャが第２の導電性構造体に接触する場合に、閉成又は作動される。

本明細書では、具体的な実施形態が説明されてきたが、適用例は、これらの実施形態に限定されるものではないことに留意されたい。具体的には、一実施形態に関連して説明される任意の特徴はまた、適合する場合、他の実施形態でも使用することができる。同様に、異なる実施形態の特徴は、適合する場合、交換することができる。

Claims (20)

1. キー機構であって、
   キーキャップアセンブリと、
   支持構造体と、
   ２つの別個のウィングを含む、半バタフライヒンジであって、前記２つの別個のウィングが、前記２つのウィング間に空洞部が形成されるように、互いに隣接して位置決めされ、各ウィングが、大アームと、前記大アームよりも短い小アームとを含み、各ウィングが、前記支持構造体に結合されるピボットピンのペアと、前記キーキャップアセンブリに結合されるキーキャップピンのペアとを含む、半バタフライヒンジと、
   前記半バタフライヒンジの前記大アームを一体に結合する、結合機構と、
   を備える、キー機構。
2. 前記キーキャップアセンブリと前記支持構造体との間の、前記空洞部の内部に固定された、スイッチを更に備える、請求項１に記載のキー機構。
3. 前記スイッチが、下部導電性変形可能構造体の上に配置された、上部導電性変形可能構造体を含み、前記上部導電性変形可能構造体が前記下部導電性変形可能構造体と接触する場合に、前記スイッチが閉成される、請求項２に記載のキー機構。
4. 前記ピボットピンのペアのうちの第１のピボットピンが、ｃクリップ保持部材によって前記支持構造体に結合され、前記ピボットピンのペアのうちの第２のピボットピンが、Ｌ字形状の保持部材によって前記支持構造体に結合される、請求項１に記載のキー機構。
5. 前記ピボットピンのペアのうちの第１のピボットピンが、ｃクリップ保持部材によって前記支持構造体に結合され、前記ピボットピンのペアのうちの第２のピボットピンが、スロットによって前記支持構造体に結合される、請求項１に記載のキー機構。
6. 前記キーキャップピンのペアのうちの第１のキーキャップピンが、ｃクリップ保持部材によって前記キーキャップアセンブリに結合され、前記キーキャップピンのペアのうちの第２のキーキャップピンが、Ｌ字形状の保持部材によって前記キーキャップアセンブリに結合される、請求項１に記載のキー機構。
7. キー機構であって、
   キーキャップアセンブリと、
   支持構造体と、
   ２つの別個のウィングを含む、第１の半バタフライヒンジであって、前記２つの別個のウィングが、前記２つのウィング間に空洞部が形成されるように、互いに隣接して位置決めされ、各ウィングが、大アームと、前記大アームよりも短い小アームとを含み、各ウィングが、前記支持構造体に結合されるピボットピンのペアと、前記キーキャップアセンブリに結合されるキーキャップピンのペアとを含む、第１の半バタフライヒンジと、
   前記半バタフライヒンジの前記大アームを一体に結合する、結合機構と、
   を備える、キー機構。
8. 前記キーキャップアセンブリと前記支持構造体との間に固定されたスイッチを更に備え、前記第１の半バタフライヒンジが、前記スイッチの第１の側面に隣接して位置決めされる、請求項７に記載のキー機構。
9. 前記スイッチの第２の側面上に位置決めされた、第２の半バタフライヒンジであって、２つの別個のウィングを含み、前記２つの別個のウィングが、前記２つのウィング間に空洞部が形成されるように、互いに隣接して位置決めされ、各ウィングが、大アームと、前記大アームよりも短い小アームとを含み、各ウィングが、前記支持構造体に結合されるピボットピンのペアと、前記キーキャップアセンブリに結合されるキーキャップピンのペアとを含む、第２の半バタフライヒンジと、
   前記第２の半バタフライヒンジの前記大アームを一体に結合する、結合機構と、
   を更に備える、請求項８に記載のキー機構。
10. 半バタフライアセンブリであって、
    ２つの別個のウィングであって、前記２つのウィング間に空洞部が形成されるように、互いに隣接して位置決めされ、各ウィングが、大アームと、前記大アームよりも短い小アームとを含む、２つの別個のウィングと、
    前記半バタフライヒンジの前記大アームを一体に結合する、結合機構と、
    を備える、半バタフライアセンブリ。
11. スイッチを更に備え、前記スイッチが、
    基板に取り付けられた、上部導電性構造体と、
    前記上部導電性構造体の下に配置され、前記基板に取り付けられた、下部導電性構造体と、を含み、前記上部導電性構造体が前記下部導電性構造体に接触する場合に、前記スイッチが閉成される、請求項１０に記載の半バタフライアセンブリ。
12. 前記上部導電性構造体及び前記下部導電性構造体がそれぞれ、導電性変形可能構造体を含む、請求項１１に記載の半バタフライアセンブリ。
13. 前記上部導電性変形可能構造体及び前記下部導電性変形可能構造体が前記基板に取り付けられる場所で、前記基板と、前記上部導電性変形可能構造体及び前記下部導電性変形可能構造体との間に配置された、コンタクトパッドを更に備える、請求項１１に記載の半バタフライアセンブリ。
14. キー機構に関するキーキャップをが、
    前記キーキャップの底面に固定された、下部構造体と、
    前記下部構造体に取り付けられた、ピン保持機構と、
    光が通過することを可能にするように、前記下部構造体を貫通して形成された、開口部と、
    を含む、請求項１０に記載の半バタフライアセンブリ。
15. トグルスイッチであって、
    第１のウィング及び第２のウィングと、
    前記第１のウィング及び前記第２のウィングを一体に結合する、第１のヒンジ及び第２のヒンジと、
    前記ウィングが一体にヒンジ留めされた場合に、前記第１のウィングと前記第２のウィングとの間に形成される、空洞部と、
    前記第１のウィングの下に位置決めされた、第１のスイッチと、
    前記第２のウィングの下に位置決めされた、第２のスイッチと、
    を備える、トグルスイッチ。
16. 前記空洞部内に位置決めされた、変形可能構造体を更に備える、請求項１５に記載のトグルスイッチ。
17. キーキャップの上面に関するグリフを作り出すための方法であって、
    下地の第１の層に箔層を接合することと、
    前記箔層内に開口部を形成することと、
    前記開口部を、前記下地の第１の層内の材料で充填することにより、前記グリフを作り出すことと、
    を含む、方法。
18. 前記下地の第１の層が、熱可塑性層を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記開口部を、前記下地の第１の層内の材料で充填することが、前記開口部内に熱可塑性材料が流入するように、前記熱可塑性層に熱を加えることを含む、請求項１８に記載の方法。
20. キーキャップに関する上面を作り出すための方法であって、
    底部箔層に上部ライナ層を接合することと、
    前記箔層内に開口部を形成することと、
    前記開口部を材料で充填することにより、前記グリフを作り出すことと、
    前記上部ライナ層を除去することと、
    を含む、方法。

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