JP5042287B2

JP5042287B2 - モジュール化キーボード

Info

Publication number: JP5042287B2
Application number: JP2009194520A
Authority: JP
Inventors: 章敬暉; 謝青峰; 李科賢
Original assignee: 亞旭電腦股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2029-08-25
Also published as: DE102009028988A1; GB2469358A; FR2944382A1; JP2010251286A; CA2682871C; TWI396114B; GB0918374D0; US8274002B2; TW201037562A; US20100258417A1; CA2682871A1

Description

本発明は、キーのモジュール化の技術に関し、特に、モジュール化キーボードおよびその製造方法に関する。

パーソナルコンピュータ、ノートブック型パソコン、電子辞書、計算機、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ：ＰＤＡ）などの電子製品には、入力および操作を行うための入力装置が必要である。

例えば、コンピュータのキーボードは、複数のキーを有する上蓋と、キーの中に設けられた複数の弾性部材と、複数の弾性部材によりそれぞれ支持され、上下に可動可能な複数のキーキャップと、複数のキーキャップと電気的に接続された回路フィルムと、回路フィルムと電気的に接続された回路基板と、回路基板を搭載するために用いる台座と、を備える。キーキャップがユーザにより押圧されると、キーキャップと回路フィルムとが電気的に接続され、回路フィルム上の入出力端子（Ｉ／Ｏ）と回路基板とが電気的に接続され、キーキャップ上に表されたキーコードがコンピュータ本体に伝送され、ユーザが見れるように表示装置上に表示される。

しかし、従来、キーキャップと回路フィルムとはそれぞれ分離して設けられているため、キーキャップと回路フィルムとの隙間からお茶、コーヒーなどの液体がキーボードの中に入った場合、キーボードの電気特性に悪影響を与え、正常な動作が行われずに、キーボードの信頼性が損なわれる虞があった。この問題に鑑み、キーボードに液体が入ることを防ぐ技術が既に開示されている（例えば、特許文献１〜７）。

例えば、本体、キー本体、導電性薄膜、回路基板などによりキーボードを構成し、ゴム製押さえ部材または接着剤などにより本体とキー本体とを組み立てたものがあった。その防水設計は、主に回路基板上の電子部品のリードと電源の引き出し端子を絶縁層により覆うとともに、導電性薄膜の引き出し端子に接続された回路基板をゴム製押さえ部材および金属製押さえ部材により密封していた。

しかし、従来技術の防水レベルは撥水性程度でしかなかったため、キーボード全体が水などの液体に浸った場合、キーボードへ液体が入ることを防ぐことができなかった。さらに、従来技術では、前述の工程をそれぞれ行うため、組み立てに必要な時間が長かった。さらに、製品の使用時間が長くなりすぎると、ゴムが割れたり、接着剤が剥れたりし、防水機能が失われる虞もあった。

台湾特許出願公開第２００８０９８９１号公報台湾特許出願公開第２００８２６１３０号公報台湾実用新案登録第３３４３９０号公報台湾実用新案登録第３１２７１８号公報台湾実用新案登録第２８１２２７号公報台湾実用新案登録第２４３７２１号公報台湾実用新案登録第５５３４３３号公報

本発明の第１の目的は、キーボードに水が入ることを防ぐモジュール化キーボードおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、組付工数が少ないモジュール化キーボードおよびその製造方法を提供することにある。
本発明の第３の目的は、構造強度が高いモジュール化キーボードおよびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、互いに表裏の関係にある第１の側部と第２の側部とを有する上蓋と、前記第２の側部を封止する下蓋と、カバー空間の中で前記第２の側部に配置された導電性部材と、前記カバー空間の中で、前記導電性部材と前記下蓋との間に設けられた回路基板と、を備え、前記第１の側部には複数のキーが設けられ、前記下蓋と前記上蓋との間には前記カバー空間が設けられていることを特徴とするモジュール化キーボードが提供される。

また、前記上蓋はプラスチック製上蓋であり、前記下蓋はプラスチック製下蓋であることが好ましい。

また、前記上蓋は、前記導電性部材の厚さと前記回路基板の厚さとの総和と同じまたは総和よりも大きな深さを有する凹溝を有することが好ましい。

また、前記上蓋および前記下蓋のそれぞれは、前記導電性部材の厚さと前記回路基板の厚さとの総和に等しいまたは総和よりも大きな深さを有する対応した凹溝を有することが好ましい。

また、前記カバー空間は、前記導電性部材の厚さと前記回路基板の厚さとの総和に等しいまたは総和よりも大きな高さを有することが好ましい。

本発明の第２の形態によれば、互いに表裏の関係にあり、複数のキーを有する第１の側部と、第２の側部と、を含む上蓋を準備する工程と、前記第２の側部を封止し、前記上蓋との間にカバー空間を形成する下蓋を準備する工程と、前記第２の側部に設けられ、前記カバー空間の中に設けられた導電性部材を準備する工程と、前記導電性部材と前記下蓋との間で、前記カバー空間の中に設けられた回路基板を準備する工程と、前記上蓋と前記下蓋とを超音波溶融方式により結合し、前記カバー空間を封止する工程と、を含むことを特徴とするモジュール化キーボードの製造方法が提供される。

また、前記上蓋と前記下蓋とを前記超音波溶融方式により結合させる工程は、加圧、冷却および硬化からなる群から選ばれる一種以上の工程を含むことが好ましい。

また、前記上蓋は、前記導電性部材の厚さと前記回路基板の厚さとの総和に等しいまたは総和よりも大きな深さを有する凹溝を有することが好ましい。

また、前記上蓋および前記下蓋のそれぞれは、前記導電性部材の厚さと前記回路基板の厚さとの総和に等しいまたは総和よりも大きな深さを有する互いに対応した凹溝を有することが好ましい。

本発明のモジュール化キーボードおよびその製造方法は、従来技術と異なり、回路基板および導電性部材とを内側に配置して覆った後、溶融してモジュール化し、従来技術では撥水性程度であった防水性能を高めて、キーボードに液体が入ることを防ぐ。さらに、本発明のモジュール化キーボードおよびその製造方法は、超音波溶融方式により組立てを行うことができるため、従来技術のように様々な組立て工程に必要な時間が長くなるという問題がない。さらに、本発明では、ゴムが割れたり、接着剤が剥れたりしないため、防水機能が失われる虞がない。さらに、本発明は、上蓋と下蓋とを一体に溶着させることにより、防水効果を得ることができる上、構造強度を高めることもできる。

本発明の第１実施形態によるモジュール化キーボードを示す分解斜視図である。図１Ａを下から見たときの状態を示す分解斜視図である。本発明の第１実施形態によるモジュール化キーボードの製造方法を示す流れ図である。図１Ａのモジュール化キーボードを組立てたときの状態を示す断面図である。図１Ａのモジュール化キーボードを組立ててから下から見たときの状態を示す斜視図である。本発明の第２実施形態によるモジュール化キーボードを示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１Ａ〜図３Ｂを参照する。図１Ａに示すように、本発明の第１実施形態によるモジュール化キーボード１は、上蓋１１と、上蓋１１に対応した下蓋１３と、上蓋１１の下方で、上蓋１１と下蓋１３との間に設けられた導電性部材１５と、導電性部材１５の下方で、導電性部材１５と下蓋１３との間に設けられた回路基板１７と、を含む。

図１Ａに示すように、上蓋１１は、互いに表裏の関係にある第１の側部１１１と第２の側部１１３とを有する。第１の側部１１１は、複数のキー１１５を有し、第２の側部１１３は、下蓋１３により覆われる。第１実施形態の上蓋１１および下蓋１３は、それぞれプラスチックからなってもよく、図１Ｂに示すように、上蓋１１は凹溝１１７を有する。凹溝１１７の深さは、導電性部材１５の厚さと回路基板１７の厚さとの総和に等しいか総和よりも大きく、下蓋１３と上蓋１１との間にはカバー空間が形成されている。さらに、下蓋１３の一表面には複数の結合部１３１が設けられている。結合部１３１は、例えばスタッド（ｓｔｕｄ）などでもよい。

導電性部材１５は、カバー空間の中で第２の側部１１３に設けられている。第１実施形態の導電性部材１５は、金属製の円形シールであるが、この態様だけに限定されるわけではなく、カーボンブラック微粒子またはその他等価物でもよい。導電性部材１５の幅は、同一方向において凹溝１１７の幅に略等しい。また、導電性部材１５は、凹溝１１７の中にちょうど収納されるサイズであるが、第１実施形態の態様だけに限定されるわけではなく、当業者に知られているように、導電性部材１５の幅は、凹溝１１７の幅より小さくともよい。

回路基板１７は、カバー空間の中で導電性部材１５と下蓋１３との間に設けられている。第１実施形態の回路基板１７の幅は、同一方向において凹溝１１７の幅に略等しい。また、回路基板１７は、凹溝１１７の中に収納するのにちょうどよいサイズであるが、本発明は第１実施形態の態様だけに限定されるわけではなく、当業者に知られているように、回路基板１７の幅は、凹溝１１７の幅より小さくともよい。

図２を参照する。図２に示すように、本発明の一実施形態によるモジュール化キーボード１の製造方法は、工程１００〜５００を含む。ステップ１００では、互いに表裏の関係にある第１の側部１１１および第２の側部１１３を有する上蓋１１を準備する。第１の側部１１１は、複数のキー１１５を有する。工程２００では、第２の側部１１３を封止するために用いる下蓋１３を準備する。下蓋１３と上蓋１１との間には、カバー空間が形成される。第１実施形態のカバー空間は、凹溝１１７により構成され、下蓋１３はシート状の蓋体である。工程３００では、カバー空間の中で第２の側部１１３に配置する導電性部材１５を準備する。工程４００では、カバー空間の中で、導電性部材１５と下蓋１３との間に設けられる回路基板１７を準備する。工程５００では、超音波溶融方式により上蓋１１と下蓋１３とを結合し、カバー空間を封止する。この工程では、例えば、超音波溶接機の溶接装置などにより、加圧、冷却、硬化またはその他必要な少なくとも１つの工程をさらに行ってもよい。この工程は当業者によく知られているため、ここでは詳しく述べない。

上蓋１１および下蓋１３はプラスチック製の蓋（例えば、熱可塑性のプラスチック製の蓋）であるため、超音波溶融方式により高周波装置を使用し、上蓋１１と下蓋１３との接続箇所にある熱可塑性プラスチックを軟化または溶融させるとともに、超音波振動によりこの接続箇所にある分子を融着させ、上蓋１１と下蓋１３とを結合させてもよい。ここで、超音波溶融方式を行う際、所定の圧力により上蓋１１と下蓋１３とを固定するために、カバー空間の高さは、導電性部材１５の厚さと回路基板１７の厚さとの総和よりも略大きいことが好ましい。つまり、導電性部材１５の厚さと回路基板１７の厚さとの総和よりも凹溝１１７の深さを略大きくすることにより、結合された際に導電性部材１５および回路基板１７が圧迫されることを防ぐことができる。しかし、本発明は本実施形態の態様だけに限定されるわけではなく、カバー空間の高さを、導電性部材１５の厚さと回路基板１７の厚さとの総和に等しくしてもよい。

また、上述の工程１００〜４００は、本発明の実施形態で使用する構成要素およびその構造を説明しただけであり、本発明で用いる構成要素の順序を何ら限定するわけではなく、当業者であれば分かるように、上述の工程順序は変えることができる。

図３Ａおよび図３Ｂを参照する。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、組立てが完了した後、導電性部材１５および回路基板１７は、上蓋１１と下蓋１３との間のカバー空間の中に配置される。本実施形態のモジュール化キーボード１の結合には、超音波を利用している。超音波は、プラスチック溶融方式によりプラスチック製品を完全に接着させることができる。この方式では、上蓋１１および下蓋１３により導電性部材１５および回路基板１７を覆ってから融着させ、モジュール化させることができる。そのため、生産ラインにおける組立工程では、結合部１３１からネジなどの結合部材（図示せず）で係止するだけで、電子装置中にモジュール化キーボード１を組み立てることができる。そのため、組立時間を短縮することができる上、防水機能を得ることもできる。

（第２実施形態）
図４を参照する。図４は、本発明の第２実施形態によるモジュール化キーボードを示す断面図である。本発明の第２実施形態では、第１実施形態と同様の要素に同様の符号が付けられているため、詳細な説明を省略する。

第２実施形態は、上蓋および下蓋のそれぞれに凹溝が設けられている点で第１実施形態と異なる。

図４を参照する。図４に示すように、上蓋１１は凹溝１１７’を有し、下蓋１３’は凹溝１１７’に対応し、外側に開放した凹溝１３３’を有する。第２実施形態の製造方法では、凹溝１１７’と凹溝１３３’とを突き合わし、凹溝１１７’と凹溝１３３’との両側部分を溶接部として用い、超音波溶融方式によりカバー空間を形成する。

他の実施形態では、上蓋１１、下蓋１３’（下蓋１３）の構造を変えてもよい。例えば、上蓋１１および下蓋１３’（下蓋１３）は、互いに対応した凹部と凸部またはその他の等価物に変えてもよい。或いは、下蓋１３’に凹溝を形成しただけの構造にしてもよい。導電性部材１５および回路基板１７を覆う上蓋１１と下蓋１３’（下蓋１３）とは、その中に水分が入ることを完全に防ぐために、シームレスに結合させて密閉してもよい。

本実施形態では、上蓋１１と下蓋１３’（下蓋１３）とを固定して一体となるように溶接されるため、防水効果を得ることができるだけでなく、構造全体の強度を大幅に向上させることができる。さらに、本実施形態は、ネジなどの結合部材を利用して電子製品に組み立てることができるため、工程に必要な時間を短縮することができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の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い。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、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１モジュール化キーボード
１１上蓋
１３下蓋
１３’ 下蓋
１５導電性部材
１７回路基板
１１１第１の側部
１１３第２の側部
１１５キー
１１７凹溝
１１７’ 凹溝
１３１結合部
１３３’ 凹溝

Claims

互いに表裏の関係にある第１の側部と第２の側部とを有する上蓋と、
前記第２の側部を封止する下蓋と、
カバー空間の中で前記第２の側部に配置された導電性部材と、
前記カバー空間の中で、前記導電性部材と前記下蓋との間に設けられた回路基板と、を備え、
前記第１の側部には複数のキーが設けられ、
前記下蓋と前記上蓋との間には前記カバー空間が設けられており、
前記上蓋はプラスチック製上蓋であり、
前記下蓋はプラスチック製下蓋であり、
前記上蓋および前記下蓋のそれぞれは、前記導電性部材の厚さと前記回路基板の厚さとの総和に等しい深さを有する対応した凹溝を有することを特徴とするモジュール化キーボード。