JP4152976B2

JP4152976B2 - キー間隔の調整が可能なキーボード構造

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Publication number: JP4152976B2
Application number: JP2005241658A
Authority: JP
Inventors: チ−ヒュンチェン
Original assignee: Asustek Computer Inc
Current assignee: Asustek Computer Inc
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: TWI282507B; JP2006309689A; US20060245807A1; US7594772B2; TW200638243A

Description

本発明は電子製品のキーボード構造に関し、特にキー間隔の調整が可能なキーボード構造に関する。

ノートブック型コンピュータ、携帯式テレビ、携帯電話およびパーソナルデジタルアシスタント（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）などの様々な電子製品の設計は、小型且つ携帯性の趨勢に向かって発展している。

各種電子製品において、キーボードは最も普及している入力装置である。そして、小型化・軽量化のためには、キーボードの体積を小さくして携帯の利便性を高める必要がある。そのため、従来技術の「折畳み式キーボード」は、使用しないときには折り畳んで横向長さを小さくしていた。

しかし、キーボードの体積は折畳んだ後も小さくならず、折畳んだ後にキーボードが互いに押し合うことがないように、折畳む二つのキーボードモジュールの間に隙間を残さなければならなかった。そのため、キーボード全体の体積は反対に増大した。

また、その他の従来技術においては、キー要素のサイズおよび間隔を直接小さくすることにより、キーボード全体の小型化を行っていた。

しかし、キー要素のサイズおよび間隔が小さすぎる場合、人間工学の原理に合致しないため、ユーザは操作が困難となって疲労しやすく、データ入力の効率は下がった。

そのため、キーボードのサイズを小さくして携帯の利便性を向上させるとともに、キー要素の操作間隔を調整することにより操作効率を向上させるキー間隔の調整が可能なキーボード構造が求められていた。

本発明の主な目的は、携帯の利便性および操作の効率性に優れたキー間隔の調整が可能なキーボード構造を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のキー間隔の調整が可能なキーボード構造は、基板、複数組のキーモジュール、圧電素子および差動装置を少なくとも備える。各一組のキーモジュールは、基板の横軸中心線を基準とし、基板上へ横向き対称に配列され、モジュールベース上に配列された少なくとも一つのキー要素を有する。圧電素子はキーモジュールに接続され、キー要素に接触させることにより圧電素子に電気信号を出力させる。差動装置は、少なくとも一つの差動要素および少なくとも一つの移動制御ユニットを有し、各差動要素は基板の横軸中心線に固定され、それぞれ特定の回転半径を有し、各移動制御ユニットは、それぞれ特定の横向の移動範囲を有する。各移動制御ユニットはそれぞれ各組のキーモジュール上へ対称に固定される。

キーモジュールのうちの一つに横向きの力を加えて、基板の横軸中心線から離れるように引っ張ると、このキーモジュールは対応する移動制御ユニットを連動し、差動要素を伝動することにより、その他の移動制御ユニットを連動し、その他のキーモジュールを基板の横軸中心線から離れるように駆動する。

キーモジュールのうちの一つに横向きの力を加えて、基板の横軸中心線へ向かって押すと、このキーモジュールは対応する移動制御ユニットを連動し、差動要素を伝動することにより、その他の移動制御ユニットを連動し、その他のキーモジュールを基板の横軸中心線へ向かって駆動させる。

また、各移動制御ユニットは、それぞれ対称で偶数の制御要素を有し、制御要素と対応する制御要素の一方の一端は、それぞれ対称の方式により差動要素の一つに接続される。そして、制御要素と、制御要素から離れて対応する差動要素の他方の一端とは、対称方式によりそれらキーモジュールのうちの一組にそれぞれ固定される。

上述した好適な実施形態から分かるように、本発明の技術特徴はキーボードを自在に動かす方式により、複数組のキーモジュールに分けてから、差動装置によりキーボードの横軸中心線Ｓを基準にキーモジュールを横向きに引っ張り、各キー間の距離を増やして、人間工学に適した設計をユーザに提供することにある。そして、使用しないときには、差動装置によりキーモジュールをキーボードの横軸中心線Ｓの方向へ寄せることができるため携帯の利便性が高まる。

本発明の好適な実施形態は、携帯の利便性および操作の効率性に優れたキー間隔の調整が可能なキーボード構造を提供することにある。

本発明の好適な実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造は、基板１００、複数組のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂ、圧電素子（図示せず）および差動装置２００、３００、４００を少なくとも備える。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の好適な一実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す平面図である。図１Ａは、複数組のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂが寄せられたときの状態を示す平面図である。図１Ｂは、複数組のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂが延伸されたときの状態を示す平面図である。

各キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂは、基板の横軸中心線Ｓおよびスペースキー１０７を基準にして、基板１００上で横向対称に配列される。各キーモジュール１０１ａは、少なくとも一つのキー要素１２１、１２２、１２３、１２４、１２５を有してモジュールベース１３１ａ上に固定される。ここでモジュールベース１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ、１３６ａ、１３６ｂは、例えば剛性の金属板材および剛性の非金属板材からなる群から選ばれる一種以上を含む基板１００の剛性板材上に設置される。

本発明の好適な一実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造は、基板１００の横軸中心線Ｓを基準に、各組キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂの最も外側へ横向対称に設置された一組のフレーム要素１０８ａ、１０８ｂを少なくとも有する。この一組のフレーム要素１０８ａ、１０８ｂは、各組キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂを保護するとともに、キー間隔を調整するときに伸ばしたり縮めたりする作用点として利用される。

本発明の好適な一実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造は、キーボード構造を伸ばしたときの状態のキー間隔を固定して、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂが、ユーザに押されても位置が移動しないようにするためのスケール装置１０９を少なくともさらに備える。このスケール装置１０９には、一つのスケール要素１０９ａおよび一つの係合要素１０９ｂが含まれる。

スケール要素１０９ａは基板１００上に固定され、係合要素１０９ｂはフレーム要素１０８ａ上に固定される。スケール要素１０９ａは複数のスケール記号１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃおよび複数の凹部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃを有し、これらのスケール記号１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃはスケール要素１０９ａ上に表示され、これらの凹部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、それぞれスケール記号１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに対応し、スケール要素１０９ａの縁に設置される。係合要素１０９ｂは、例えば１１１ｂ中などの凹部に係り合わせられるフランジである。

圧電素子（図示せず）はキーボードモジュール中に接続され、キーボード構造はこれらのキー素子を押して接触させ、圧電素子に電気信号を出力させる。本発明の好適な実施形態の圧電素子はフレキシブル印刷基板である。本実施形態のキーボード構造の圧電素子は、二つのフレキシブル印刷基板から構成される。その他の実施形態のキーボード構造の圧電素子は、一つのフレキシブル印刷基板から構成されてもよい。

（第１実施形態）
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の第１実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。

差動装置２００は、複数の差動要素および複数の移動制御ユニットを有し、各移動制御ユニットには対称で偶数の制御要素が含まれる。また、それらの差動要素２０１、２０２、２０３、２０４は、一つの差動歯車列（Compensating Gear Train）を構成する。

これらの差動要素は基板１００の横軸中心線Ｓ上に固定されている。各差動要素は、少なくとも一つの差動歯車２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａおよび一つの伝動軸２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂを有し、各一つの差動歯車２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａとそれに対応する伝動軸２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂとは、同軸方式により互いに連結されて伝動する。本実施形態の伝動軸２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂは全て伝動歯車（以下、単に「伝動歯車２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂ」とする。）である。

各差動歯車２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａは、例えば異なる回転半径を有するなど、それぞれ特定の回転半径を有し、その回転半径が大きい順に上から下に向かって配置されている。各伝動歯車２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂは、それぞれ異なるサイズを有するため、２０１ａなどの差動歯車の一つが回転すると、その他の差動歯車２０２ａ、２０３ａ、２０４ａも連動して回転する。それぞれの差動歯車２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａは回転半径が異なるため、それぞれの回転数は互いに異なり、同時に連動する伝動歯車２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂの回転数もそれぞれ異なる。

本実施形態の移動制御ユニットは、同様の歯車ピッチを有し、複数組で対称の二つずつのラック（rack）である偶数の制御ユニットを含む。各一組のラック（例えば２２１ａ、２２１ｂ）は特定の横向の移動範囲をそれぞれ有し、各組のラック（例えば２２１ａ、２２１ｂおよび２２２ａ、２２２ｂ）は、それぞれ横向長さが異なる。そのため、ラック２２１ａ、２２１ｂまたはラック２２２ａ、２２２ｂを操作すると、それぞれ伝動歯車２０１ｂ、２０２ｂの伝動により幅が異なる横向移動を行う。

例えば２２１ａおよび２２１ｂなど、各一組のラックの一端２２１ａ’、２２１ｂ’は、それぞれ一つの対応する伝動歯車２０１ｂに噛み合わさる。伝動歯車２０１ｂから離れて対応した位置にあるラック２２１ａおよびラック２２１ｂの一端２２１ａ”、２２１ｂ”は、例えばフレーム要素１０８ａ、１０８ｂなど、それぞれキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一組と対称に接続される。

本実施形態の差動装置とキーモジュールとの接続は、基板１００の横軸中心線Ｓを中心として、最大横向長さを有する一組のラック２２１ａ、２２１ｂの一方の二対称端部２２１ａ’、２２１ｂ’は、それぞれサイズが最大の伝動歯車２０１ｂと可動方式で噛み合わさる。伝動歯車２０１ｂから離れた位置にあるラック２２１ａ、２２１ｂの他方の二対称端部２２１ａ”、２２１ｂ”は、それぞれ横軸中心線Ｓから最も離れた位置にある一組のフレーム要素１０８ａ、１０８ｂと対称に接続される。横向長さが二番目に長い一組のラック２２２ａ、２２２ｂの一方の二対称端部２２２ａ’、２２２ｂ’は、それぞれサイズが二番目に大きい伝動歯車２０２ｂと可動方式により噛み合わさる。伝動歯車２０２ｂから離れた位置にあるラック２２２ａ、２２２ｂの他方の二対称端部２２２ａ”、２２２ｂ”は、横軸中心線Ｓから二番目に離れた位置にある一組のキーモジュール１０６ａ、１０６ｂにそれぞれ対称に接続される。これから類推されるように、横向長さが最も短い一組のラック（図示せず）の一方の二対称端部は、それぞれサイズが最小の伝動歯車と噛み合わさる。伝動歯車から離れた位置にある他方の二対称端部は、それぞれ横軸中心線Ｓから最も近くにある一組のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂへ対称に接続される。

図２Ａは、例えば１０６ａまたは１０６ｂなど、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一つを横向方向２３０（矢印方向）へ引っ張ったときの状態を示す。基板１００を横軸中心線Ｓから離れるように引っ張ると、このキーモジュール１０６ａ、１０６ｂは、例えばラック２２２ａ、２２２ｂなど、対応する一組の制御要素を連動し、差動歯車２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａなどの差動要素を伝動することにより、ラック２２１ａ、２２１ｂなどのその他の制御要素を連動して、その他のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂを基板１００の横軸中心線Ｓから離れるように駆動する。

図２Ｂは、例えば１０６ａまたは１０６ｂなど、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一つを横向方向２３１（矢印方向）へ押したときの状態を示す。基板１００を横軸中心線Ｓへ向かって押すと、このキーモジュール１０６ａ、１０６ｂは、例えばラック２２２ａ、２２２ｂなどの対応する一組の制御要素を連動し、差動歯車２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａなどの全ての差動要素を伝動することにより、例えばラック２２１ａ、２２１ｂなどその他の制御要素を連動し、その他のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂなどを、基板１００の横軸中心線Ｓへ向かうように駆動する。

（第２実施形態）
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の第２実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。図３Ａおよび図３Ｂの構造は図２Ａおよび図２Ｂと似ていて、差動要素および移動制御ユニットの構造部分だけが異なっている。

差動装置３００は、複数の差動要素および複数の移動制御ユニットを備え、移動制御ユニットには偶数の制御要素（例えば３２１ａ、３２１ｂ）が含まれる。また、これらの差動要素３０１、３０２、３０３、３０４は、一つの差動歯車列を構成する。

これらの差動要素は基板１００上の横軸中心線Ｓ上に固定されている。各差動要素は、少なくとも一つの差動歯車３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａおよび一つの伝動軸３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂを有し、各一つの差動歯車３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａおよび対応する伝動軸３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂは、同軸方式により互いに接続されて伝動する。本実施形態の伝導軸３０１ｂは伝動歯車（以下、単に「伝動歯車３０１ｂ」とする。）であり、伝導軸３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂはワイヤ巻取ローラ（以下、単に「ワイヤ巻取ローラ３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂ」とする。）である。

各差動歯車３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａは、例えばそれぞれが異なる回転半径を有するなど、それぞれ特定の回転半径を有し、回転半径が大きい順に上から下に向かって配置される。各ワイヤ巻取ローラ３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂおよび伝動歯車３０１ｂは、それぞれ異なる回転半径を有するため、３０１ａなどの差動歯車の一つが回転するとき、その他の差動歯車３０２ａ、３０３ａ、３０４ａも連動して回転する。そして各差動歯車３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａの回転半径がそれぞれ異なるため、同時に連動する伝動歯車３０１ｂまたはワイヤ巻取ローラ３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂの回転数はそれぞれ異なる。

本実施形態の移動制御ユニットに含まれる偶数の制御ユニットは、同様の歯車ピッチを有して二つずつ対称なラック（rack）３２１ａ、３２１ｂおよび二つずつ対称な三組のワイヤ（図ではワイヤ３２２ａ、３２２ｂだけが示されている）から構成される。ラックおよびワイヤは、それぞれ特定の横向の移動範囲を有する。例えば、ラック３２１ａ、３２１ｂおよびワイヤ３２２ａ、３２２ｂは、それぞれ異なる横向長さを有する。ラック３２１ａ、３２１ｂおよびワイヤ３２２ａ、３２２ｂは、それぞれ伝動歯車３０１ｂおよびワイヤ巻取ローラ３０２ｂにより伝動され、幅が異なる横向移動を行う。

ラック３２１ａ、３２１ｂの一方の端部３２１ａ’、３２１ｂ’は、一つの対応する伝動歯車３０１ｂと可動方式により噛み合わさる。伝動歯車３０１ｂから離れた位置にあるラック３２１ａ、３２１ｂの他方の端部３２１ａ”、３２１ｂ”は、例えばフレーム要素１０８ａ、１０８ｂなど、それぞれキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一組に接続される。そして、例えばワイヤ３２２ａ、３２２ｂの一方の端部３２２ａ’、３２２ｂ’は、それぞれ一つの対応するワイヤ巻取ローラ３０２ｂと可動方式により結合される。ワイヤ巻取ローラ３０２ｂから離れた位置にあるワイヤ３２２ａ、３２２ｂの他方の端部３２２ａ”、３２２ｂ”は、例えばキーモジュール１０６ａ、１０６ｂなど、それぞれキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一組に接続される。

本実施形態の差動装置とキーモジュールとの接続は、基板１００の横軸中心線Ｓを中心として、最大横向長さを有するラック３２１ａ、３２１ｂの一方の二対称端部３２１ａ’、３２１ｂ’は、それぞれサイズが最大の伝動歯車３０１ｂと可動方式により噛み合わさる。伝動歯車３０１ｂから離れた位置にあるラック３２１ａ、３２１ｂの他方の二対称端部３２１ａ”、３２１ｂ”は、それぞれ横軸中心線Ｓから最も離れた位置にある一組のフレーム要素１０８ａ、１０８ｂへ対称に接続される。横向長さが二番目に長い一組のワイヤ３２２ａ、３２２ｂの一方の二対称端部３２２ａ’、３２２ｂ’は、それぞれサイズが二番目に大きいワイヤ巻取ローラ３０２ｂに固定される。ワイヤ巻取ローラ３０２ｂから離れた位置にあるワイヤ３２２ａ、３２２ｂの他方の二対称端部３２２ａ”、３２２ｂ”は、それぞれ横軸中心線Ｓから二番目に離れた位置にある一組のキーモジュール１０６ａ、１０６ｂと対称に接続される。これから類推されるように、横向長さが最も短い一組のワイヤ（図示せず）の二つの対称端部は、それぞれサイズが最小のワイヤ巻取ローラに固定される。ワイヤ巻取ローラから離れた位置にある他方の二対称端部は、それぞれ横軸中心線Ｓから最も近くにある一組のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂへ対称に接続される。

図３Ａは、例えば１０６ａ、１０６ｂなど、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂの一つを横向方向３３０（矢印方向）へ引っ張ったときの状態を示す。基板１００の横軸中心線Ｓから離すように引っ張ると、このキーモジュール１０６ａ、１０６ｂは、例えばワイヤ３２２ａ、３２２ｂなど、対応する偶数の制御要素を連動し、差動歯車３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａなどの全ての差動要素を伝動することにより、ラック３２１ａ、３２１ｂおよびワイヤ３２３ａ、３２３ｂなどのその他の制御要素を連動し、その他のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂを基板１００の横軸中心線Ｓから離すように駆動する。

図３Ｂに示すように、フレーム要素１０８ａ、１０８ｂを横向方向３３１（矢印方向）へ押して、基板１００の横軸中心線Ｓへ向かって寄せるとき、このフレーム要素１０８ａ、１０８ｂは、例えばラック３２１ａ、３２１ｂなど、対応する一組の制御要素を連動し、差動歯車３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａなどの全ての差動要素を伝動することにより、ワイヤ３２２ａ、３２２ｂなどのその他の制御要素を連動し、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂおよび１０６ａ、１０６ｂなどのその他のキーモジュールを駆動して、基板１００の横軸中心線Ｓへ寄せる。

（第３実施形態）
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第３実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。図４Ａおよび図４Ｂの構造は図３Ａおよび図３Ｂと似ていて、差動要素および移動制御ユニットの構造部分だけが異なる。

作動装置４００は、複数の差動要素および複数組の移動制御ユニット４２１ａ、４２１ｂおよび４２２ａ、４２２ｂを備える。そして、それらの差動要素４０１、４０２、４０３、４０４は一つの差動歯車列を構成する。

これらの差動要素は、基板１００の横軸中心線Ｓ上に固定されている。各差動要素は、少なくとも一つの差動歯車４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａおよび一つの伝動軸４０１ｂ、４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂを有し、各一つの差動歯車４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａおよび対応する伝動軸４０１ｂ、４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂは、同軸方式により互いに接続されて伝動する。本実施形態の伝動軸４０１ｂは伝動歯車（以下、単に「伝動歯車４０１ｂ」とする。）であり、伝動軸４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂはドライバカム（以下、単に「ドライバカム４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂ」とする。）である。

各差動歯車４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａは、例えば異なる回転半径を有するなど、それぞれ特定の回転半径を有し、回転半径のサイズが大きい順に上から下に向かって配置される。各ドライバカム４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂまたは伝動歯車４０１ｂは、それぞれ異なる回転半径を有する。そのため、４０１ａなどの差動歯車の一つが回転すると、その他の差動歯車４０２ａ、４０３ａ、４０４ａも連動して回転する。各差動歯車４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａの回転半径が異なるため、同時に連動する伝動歯車４０１ｂまたはドライバカム４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂの回転数はそれぞれ異なる。

本実施形態の移動制御ユニットに含まれる偶数の制御ユニットは、同様の歯車ピッチを有して二つずつ対称なラック（rack）４２１ａ、４２１ｂおよび二つずつ対称的な三組の連結棒（図では連結棒４２２ａ、４２２ｂのみが示されている）から構成される。ラック４２１ａ、４２１ｂおよび連結棒４２２ａ、４２２ｂは、それぞれ特定の横向の移動範囲を有する。例えば、ラック４２１ａ、４２１ｂおよび連結棒４２２ａ、４２２ｂは、それぞれ異なる横向長さを有する。ラック４２１ａ、４２１ｂおよび連結棒４２２ａ、４２２ｂは、それぞれ伝動歯車４０１ｂおよびドライバカム４０２ｂにより伝動されて、幅が異なる横向移動を行う。

ラック４２１ａ、４２１ｂの一端４２１ａ’、４２１ｂ’は、それぞれ一つの対応する伝動歯車４０１ｂと可動方式により噛み合わさる。伝動歯車４０１ｂから離れたラック４２１ａ、４２１ｂの他方の一端４２１ａ”、４２１ｂ”は、例えばフレーム要素１０８ａ、１０８ｂなど、それぞれキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一組に接続される。また、連結棒４２２ａ、４２２ｂの一端４２２ａ’、４２２ｂ’は、それぞれ一つの対応するドライバカム４０２ｂと可動方式により結合される。ドライバカム４０２ｂから離れて対応した位置にある連結棒４２２ａ、４２２ｂの他方の一端４２２ａ”、４２２ｂ”は、例えばキーモジュール１０６ａ、１０６ｂなど、それぞれキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一組に接続される。

本実施形態の差動装置とキーモジュールとの接続は、基板１００の横軸中心線Ｓを中心として、最大横向長さを有する一組のラック４２１ａ、４２１ｂの一方の二対称端部４２１ａ’、４２１ｂ’は、それぞれサイズが最大の伝動歯車４０１ｂと噛み合わさる。伝動歯車４０１ｂから離れた位置にある他方の二対称端部４２１ａ”、４２１ｂ”は、横軸中心線Ｓから最も離れた位置にあるフレーム要素１０８ａ、１０８ｂとそれぞれ対称に接続される。横向長さが二番目に長い一組の連結棒４２２ａ、４２２ｂの二対称端部４２２ａ’、４２２ｂ’は、それぞれサイズが二番目に大きいドライバカム４０２ｂに固定される。ドライバカム４０２ｂから離れた位置にある他方の二対称端部４２２ａ”、４２２ｂ”は、それぞれ横軸中心線Ｓから二番目に離れた位置にある一組のキーモジュール１０６ａ、１０６ｂと対称に接続される。これから類推されるように、横向長さが最も短い一組の連結棒（図示せず）の二つの対称端部４２２ａ’、４２２ｂ’は、それぞれサイズが最も小さいドライバカムに固定される。ドライバカムから離れた位置にある他方の二対称端部は、それぞれ横軸中心線Ｓから最も近くの位置にある一組のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂと対称に接続される。

図４Ａに示すように、例えば１０６ａ、１０６ｂなど、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂのうちの一つを横向方向４３０（矢印方向）へ引っ張る。基板１００の横軸中心線Ｓから離すように引っ張るとき、このキーモジュール１０６ａ、１０６ｂは、例えば連結棒４２２ａ、４２２ｂなど、対応する一組の制御要素を連動し、差動歯車４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａなどの差動要素を伝動することにより、ラック４２１ａ、４２１ｂなどのその他の制御要素を連動し、その他のキーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂおよびフレーム要素１０８ａ、１０８ｂを基板１００の横軸中心線Ｓから離すように駆動する。

図４Ｂに示すように、フレーム要素１０８ａ、１０８ｂを横向方向４３１（矢印方向）へ押して、基板１００の横軸中心線Ｓへ向かって寄せた場合、このフレーム要素１０８ａ、１０８ｂは、例えばラック４２１ａ、４２１ｂなど、対応する一組の制御要素を連動し、差動歯車４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａなどの全ての差動要素を伝動することにより、例えば連結棒４２２ａ、４２２ｂなどのその他の制御要素を連動し、キーモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂおよび１０６ａ、１０６ｂなどのその他のキーモジュールを駆動して、基板１００の横軸中心線Ｓへ寄せる。

上述した好適な実施形態から分かるように、本発明の技術特徴はキーボードを自在に動かす方式により、複数組のキーモジュールに分けてから、差動装置によりキーボードの横軸中心線Ｓを基準にキーモジュールを横向きに引っ張り、各キー間の距離を増やして、人間工学に適した設計をユーザに提供することにある。そして、使用しないときには、差動装置によりキーモジュールをキーボードの横軸中心線Ｓの方向へ寄せることができるため携帯に便利である。

従って、本発明の好適な実施形態は、携帯の利便性および操作の効率性に優れたキー間隔の調整が可能なキーボード構造を提供して、上述の目的を達成することができる。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の好適な一実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す平面図である。本発明の好適な一実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す平面図である。本発明の第１実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。本発明の第１実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。本発明の第２実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。本発明の第２実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。本発明の第３実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。本発明の第３実施形態によるキー間隔の調整が可能なキーボード構造を示す断面図である。

符号の説明

１００基板、１０１ａ、１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１０６ａ、１０６ｂキーモジュール、１０８ａ、１０８ｂフレーム要素、１０９スケール装置、１０９ａスケール要素、１０９ｂ係合要素、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃスケール記号、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ凹部、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５キー要素、１３１ａ、１３１ｂ、１３２ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１３５ａ、１３５ｂ、１３６ａ、１３６ｂ、１３７モジュールベース、２００、３００、４００差動装置、２０１、２０２、２０３、２０４差動要素、２２１ａ、２２１ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、３２１ａ、３２１ｂ、４２１ａ、４２１ｂラック、３２２ａ、３２２ｂワイヤ、４２２ａ、４２２ｂ連結棒、２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａ、３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａ、４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａ差動歯車、２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂ、３０１ｂ、４０１ｂ歯車、２２１ａ’、２２１ｂ’、２２１ａ”、２２１ｂ”、３２１ａ’、３２１ｂ’、３２１ａ”、３２１ｂ”、４２１ａ’、４２１ｂ’、４２１ａ”、４２１ｂ”、２２２ａ’、２２２ｂ’、２２２ａ”、２２２ｂ”、３２２ａ’、３２２ｂ’、３２２ａ”、３２２ｂ”、４２２ａ’、４２２ｂ’、４２２ａ”、４２２ｂ” 対称端部、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂワイヤ巻取ローラ、４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂドライバカム、２３０、２３１、３３０、３３１、４３０、４３１横向方向、Ｓ横軸中心線

Claims

基板、少なくとも一組のキーモジュール、少なくとも一つの圧電素子および差動装置を少なくとも備えるキー間隔の調整が可能なキーボード構造であって、
各前記一組のキーモジュールは、前記基板の横軸中心線を基準とし、前記基板上に横向き対称に配列され、少なくとも一つのキー要素を有して、モジュールベース上に配列され、
前記少なくとも一つの圧電素子は、前記キーモジュールに接続され、前記キー要素に接触されることにより少なくとも一つの圧電素子が電気信号を出力し、
前記差動装置は、前記基板の横軸中心線Ｓ上に固定される複数の差動要素および複数組の移動制御ユニットを有し、
前記差動要素は、一つの差動歯車列を構成し、前記各差動要素は、少なくとも一つの特定の回転半径を有する差動歯車及び前記差動歯車に対応して同軸方式により互いに連結されて伝動する一つの伝動軸を有し、且つ、各前記移動制御ユニットは、対称のラック組を含み、各組のラックの一端がそれぞれ可動に一つの対応する伝動歯車に噛み合わせて、他端がそれぞれ前記キーモジュール又はフレーム要素のうちの一つ組上へ対称に固定され、前記キーモジュール又はフレーム要素の何れか一つ組に横向きの力を加えて、前記横軸中心線Ｓへ寄せたり離したりする場合に、前記キーモジュールは対応する前記一つ組のラックを連動し、更に前記あらゆる差動要素を伝動することにより、その他の前記ラックを連動し、その他の前記キーモジュールを共に前記基板の横軸中心線に向かう又は離れるように駆動することを特徴とするキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
基板、少なくとも一組のキーモジュール、少なくとも一つの圧電素子および差動装置を少なくとも備えるキー間隔の調整が可能なキーボード構造であって、
各前記一組のキーモジュールは、前記基板の横軸中心線を基準とし、前記基板上に横向き対称に配列され、少なくとも一つのキー要素を有して、モジュールベース上に配列され、
前記少なくとも一つの圧電素子は、前記キーモジュールに接続され、前記キー要素に接触されることにより少なくとも一つの圧電素子が電気信号を出力し、
前記差動装置は、前記基板の横軸中心線Ｓ上に固定される複数の差動要素および複数組の移動制御ユニットを有し、
前記差動要素は、一つの差動歯車列を構成し、前記各差動要素は、少なくとも一つの特定の回転半径を有する差動歯車及び前記差動歯車に対応して同軸方式により互いに連結されて伝動する一つの伝動軸またはワーヤ巻取ローラを有し、且つ、各前記移動制御ユニットは、一つの対称のラック組及び複数対称なワーヤを含み、前記ラックの一端がそれぞれ可動に一つの対応する伝動歯車に噛み合わせて、前記ワーヤの一端の端部がそれぞれ一つの対応するワーヤ巻取ローラと可動方式により結合され、また、前記ラックまたはワーヤの他端がそれぞれ前記キーモジュール又はフレーム要素のうちの一つ組上へ対称に固定され、前記キーモジュール又はフレーム要素の何れか一つ組に横向きの力を加えて、前記横軸中心線Ｓへ寄せたり離したりする場合に、前記キーモジュールは対応する前記一つ組のラックまたはワイヤを連動し、更に前記あらゆる差動要素を伝動することにより、その他の前記ラックまたはワイヤを連動し、その他の前記キーモジュールを共に前記基板の横軸中心線に向かう又は離れるように駆動することを特徴とするキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
基板、少なくとも一組のキーモジュール、少なくとも一つの圧電素子および差動装置を少なくとも備えるキー間隔の調整が可能なキーボード構造であって、
各前記一組のキーモジュールは、前記基板の横軸中心線を基準とし、前記基板上に横向き対称に配列され、少なくとも一つのキー要素を有して、モジュールベース上に配列され、
前記少なくとも一つの圧電素子は、前記キーモジュールに接続され、前記キー要素に接触されることにより少なくとも一つの圧電素子が電気信号を出力し、
前記差動装置は、前記基板の横軸中心線Ｓ上に固定される複数の差動要素および複数組の移動制御ユニットを有し、
前記差動要素は、一つの差動歯車列を構成し、前記各差動要素は、少なくとも一つの特定の回転半径を有する差動歯車及び前記差動歯車に対応して同軸方式により互いに連結されて伝動する一つの伝動軸またはドライバカムを有し、且つ、各前記移動制御ユニットは、一つの対称のラック組及び複数対称な連結棒を含み、前記ラックの一端がそれぞれ可動に一つの対応する伝動歯車に噛み合わせて、前記連結棒の一端がそれぞれ一つの対応するドライバーカムと可動方式により結合され、また、前記ラックまたは連結棒の他端がそれぞれ前記キーモジュール又はフレーム要素のうちの一つ組上へ対称に固定され、前記キーモジュール又はフレーム要素の何れか一つ組に横向きの力を加えて、前記横軸中心線Ｓへ寄せたり離したりする場合に、前記キーモジュールは対応する前記一つ組のラックまたは連結棒を連動し、更に前記あらゆる差動要素を伝動することにより、その他の前記ラックまたは連結棒を連動し、その他の前記キーモジュールを共に前記基板の横軸中心線に向かう又は離れるように駆動することを特徴とするキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記各組のラックは、それぞれ異なる横向長さを有することを特徴とする請求項１記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記各組のラックまたはワイヤは、それぞれ異なる横向長さを有することを特徴とする請求項２記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記各組のラックまたは連結棒は、それぞれ異なる横向長さを有することを特徴とする請求項３記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記差動歯車は、その回転半径が大きい順に上から下に向かって配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記基板上に固定されたスケール要素と、前記フレーム要素上に固定された係合要素とを有するスケール装置をさらに含むことを特徴とする請求項７記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記スケール要素は、その上に設けられたスケール記号表示と、前記スケール記号に対応するように、前記スケール要素の縁に設けられた複数の凹部とを有することを特徴とする請求項８記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記係合要素は、前記凹部の一つに係り合わせられる凸縁であることを特徴とする請求項９記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記モジュールベースは、剛性の金属板材および剛性の非金属板材からなる群から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記圧電素子は、少なくとも一つのフレキシブル基板を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
前記伝動軸のサイズが互いに同じであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。
各前記移動制御ユニットは、横向の移動範囲が大きい順に上から下に向かって配置され、前記基板の前記横軸中心線を基準に外側から内側へ前記キーモジュールを組み合わせるとともに、対応する前記キーモジュール上に固定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のキー間隔の調整が可能なキーボード構造。