KR100606604B1 - 키스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확실한 클릭감을 제공하고 키보드를 박형화 할 수 있는 키스위치에 관한 것으로서, 사용자 손가락의 압력을 받아드리는 키톱과, 상기 키톱의 압력을 받아 하강하여 키동작을 인식시키고 상기 압력이 해제되면 상승하는 한 쌍의 링크와, 프레임의 상면에 배치되어 가압접촉에 의하여 키동작을 인식하는 FPC로 구성되는 키스위치에서, 접촉 판스프링과 압축상승 판스프링을 일체로 구비하며 프레임의 상면에 배치되는 슬라이더를 구비하고, 상기 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 상기 접촉 판스프링은 링크의 바닥에 형성되어 있는 경사면을 따라 이동하여 링크를 상승시킴과 아울러 상기 압축상승 판스프링은 링크에 형성되어 있고 폭이 변하는 압축상승 판스프링용 홈의 폭이 넓은 변을 따라 이동하며, 상기 슬라이더의 계속되는 슬라이딩에 의하여 압축상승 판스프링은 압축상승 판스프링용 홈의 폭이 좁은 변을 따라 이동함으로써 링크가 더 상승하도록 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 키스위치이다.

Description

키스위치{KEY SWITCH}

도1은 본 발명의 키스위치의 분해 사시도를 나타내는 사시도이다.

도2는 링크를 나타내는 도면으로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도, (c)는 저면도이다.

도3은 슬라이더를 나타내는 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 정면도이다.

도4는 키톱과 링크와의 접속관계를 나타내는 정면도이다.

도5는 접이식 키보드를 나타내는 도면으로서, (a)는 키보드가 접혀져 있는 상태에서 키보드를 펼친 상태를 나타내는 도면, (b)는 (a)의 상태에서 좌측 키보드를 X방향으로 이동시켜 결합한 상태를 나타내는 도면이다.

도6은 주요 구성요소의 결합상태를 나타내는 도면으로서, (a)는 키보드가 접혀져 있는 최저위치에서의 정면도, (b)는 (a)의 상태에서의 평면도, (c)는 키보드를 펼쳐서 좌측 키보드를 X방향으로 이동시키는 과정에서 키톱이 접점 판스프링에 의하여 상승하는 과정을 나타내는 정면도, (d)는 (c)의 상태에서의 평면도, (e)는 키톱이 압축상승 스프링에 의하여 최고위치로 상승한 상태를 나타내는 정면도, (f)는 (e)의 상태에서의 평면도이 다.

도7은 FPC, 슬라이더, 프레임의 위치관계를 나타내는 도면으로서, (a)는 키보드가 접혀져 있는 최저위치를 나타내는 평면도, (b)는 키보드를 펼쳐서 좌측 키보드를 X방향으로 이동시키는 과정에서 키톱이 접점 판스프링에 의하여 상승하는 과정을 나타내는 평면도, (c)는 키톱이 압축상승 스프링에 의하여 최고위치로 상승한 상태를 나타내는 평면도이다.

도8은 키스위치의 하강동작 및 상승동작을 나타내는 도면으로서, (a)는 키톱이 압축상승 스프링의 탄성력에 의하여 최고위치에 있는 상태를 나타내는 정면도, (b)는 접점 판스프링이 FPC의 접점에 접촉한 상태를 나타내는 정면도, (c)는 키톱이 FPC에 접촉되어 더 이상 하강하지 않는 최저위치를 나타내는 정면도이다.

도9는 링크A와 압축상승 스프링의 접촉점, 링크 회전축25T, 링크B와 압축상승 스프링의 접촉점 사이의 위치관계를 나타내는 정면도로서, (a)는 도8의 (a)에, (b)는 도8의 (b)에, (c)는 도8의 (c)에 각각 대응하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 키톱(key top) 11 : 키톱 리브(key top rib)

12 : 링크 결합용 구멍 13 : 링크 가압용 홈

20 : 링크(link) 21 : 링크A

22 : 링크B 23 : 어깨부

24 : 링크 회전용 홈 25 : 링크 회전돌기

25T : 링크 회전축 26 : 링크 고정돌기

27 : 키톱 위치제어용 돌기 28 : 키톱용 지지보스

30 : 상승 판스프링 홈 31 : 접점 판스프링 홈

32 : 경사면 33 : 하강 판스프링용 홈

40 : FPC(Flexible Printed Circuits) 41 : 접점

50 : 슬라이더(slider) 51 : 접점 판스프링

52 : 압축상승 스프링 53 : 하강 판스프링

54 : 슬라이더 시프트용 홈 55 : 고정부

60 : 프레임(frame) 61 : 프레임 돌기

62 : 프레임 고정돌기 100 : 외곽 프레임

101 : 제1돌출부 102 : 제2돌출부

103 : 제1시프트바

103A, 104A, 105A, 106A : 슬라이더 시프트용 홈

104 : 제2시프트바 105 : 제1고정바

106 : 제2고정바 110 : 제1가이드

111 : 제2가이드 120 : 고정부

KB : 키보드(key board) KL : 좌측 키보드

KR : 우측 키보드

본 발명은 PC(Personal Computer) 등의 입력장치(入力裝置)로서 사용되는 키보드(key board)의 키스위치(key switch)에 관한 것이다. 특히 노트북 컴퓨터나 PDA(Personal Display Assistance)를 위하여 키보드의 소형화(小型化)와 박형화(薄型化)를 추구하면서 키 스트로크(key stroke)를 크게 하여 확실한 클릭감(click 感)을 요구하고 또한 키보드의 스프링(spring) 등의 소성(塑性) 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 키보드의 두께도 감소시킬 수 있는 키스위치를 요구하고 있다.

이에 따라 확실한 클릭감을 제공하고 키보드를 박형화 할 수 있는 키스위치를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

이러한 키보드에 사용되는 키스위치로서 다양한 키스위치가 제안되어 있다. 예를 들어 일본국 특허공개공보 특개평(特開平)8-279316에는 다음과 같은 키스위치가 제안되어 있다.

즉 키톱의 상하운동을 안내하는 안내부재를 제1링크부재와 제2링크부재로 구성하고, 이 제1, 2링크부재를 X자형으로 결합하여 키톱의 상하운동을 안내하게 한다. 상기 제1링크부재에는 그 끝에 스위치 작동부가 형성된 스프링 부재를 형성하고, 지지판에는 경사면을 갖춘 경사돌기부를 형성한다. 스프링 부재가 경사돌기부의 경사면을 따라 슬라이딩하면서 키톱의 압력하중을 높이게 한다. 스프링 부재가 경사돌기부를 넘어 스위치 시트면에 떨어지면서 압력하중을 급작스럽게 낮게 하여 클릭감을 부여한다. 동시에 스프링 부재의 스위치 작동부가 스위칭부를 가압하면서 접촉하게 되어 키동작이 이루어진다.

상기의 키스위치는 러버 스프링(rubber spring)을 사용하지 않고 링크 구조의 안내부재를 사용함으로써 키보드의 소형화, 박형화를 실현할 수 있다. 또한 지지판에 경사돌기부를 형성하여 스프링 부재의 스위치 작동부가 이 경사돌기부를 넘어 슬라이딩하여 압력하중을 변경함으로써 클릭감을 부여하는 효과가 있다.

그러나 지금까지 개발되어 있는 키스위치의 구조로는 키보드의 두께를 감소시키는 것에 한계가 있다. 즉 키톱의 스트로크를 감소시키면 클릭감이 현저하게 떨어지기 때문에 키톱의 두께를 스트로크 이하까지 감소시킬 수는 없다는 것이다.

최근에는 노트북 PC나 PDA 등의 보급이 확대되면서 작은 크기의 키스위치를 요구하고 있다.

따라서 본 발명의 키스위치는, 키보드를 사용할 때에는 키톱을 최고위치에 있게 함으로써 스트로크를 크게 하여 확실한 클릭감을 제공하고, 또한 키보드를 사용하지 않을 때에는 키톱을 최저위치에 있게 함으로써 스프링 등의 소성(塑性) 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 키보드의 두께도 감소시킬 수 있는 키보드를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 있어서의 키스위치(key switch)는, 사용자 손가락의 압력을 받아드리는 키톱(key top)과, 상기 키톱의 압력을 받아 하강하여 키동작을 인식시키고 상기 압력이 해제되면 상승하는 한 쌍의 링크(link)와, 프레임(frame)의 상면에 배치되어 가압접촉(加壓接觸)에 의하여 키동작을 인식하는 FPC(Flexible Printed Circuits)로 구성되는 키스위치로서, 접촉 판스프링과 압축상승 판스프링을 일체(一體)로 구비하며 프레임의 상면에 배치되는 슬라이더(slider)를 구비하고, 상기 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 상기 접촉 판스프링은 링크의 바닥에 형성되어 있는 경사면을 따라 이동하여 링크를 상승시킴과 아울러 상기 압축상승 판스프링은 링크에 형성되어 있고 폭이 변하는 압축상승 판스프링용 홈의 폭이 넓은 변을 따라 이동하며, 상기 슬라이더의 계속되는 슬라이딩 이동에 의하여 압축상승 판스프링은 압축상승 판스프링용 홈의 폭이 좁은 변을 따라 이동함으로써 링크가 더 상승하도록 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 키스위치는, 키스위치를 사용하지 않을 때에는 상기 접점 판스프링을 완전하게 수용하는 접점 판스프링용 홈을 링크의 바닥면에 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 키스위치는, 상기 슬라이더는 하강 판스프링을 일체로 구비하며, 상기 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 상기 하강 판스프링은 상기 양 링크의 하강 판스프링용 홈을 상승시켜 상기 양 링크를 수평하게 만드는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 키스위치는, 상기 압축상승 판스프링은 키톱의 하강에 의하여 링크가 벌어지는 것을 방해함으로써 하강압력을 증가시키다가 피크(peak)가 지나면 상기 하강압력을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 키스위치는, 상기 하강압력이 0이 되기 전에 상기 링크는 상기 접점 판스프링을 누르기 시작하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 키스위치의 분해 사시도를 나타내는 사시도이고, 도2는 링크를 나타내는 도면으로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도, (c)는 저면도이고, 도3은 슬라이더를 나타내는 도면으로서, (a)는 사시도, (b)는 평면도, (c)는 정면도이다. 또한 도4는 키톱과 링크와의 접속관계를 나타내는 정면도이다.

도1에 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 키스위치(key switch)는 키톱(key top)10, 링크(link)20, FPC(Flexible Printed Circuits)40, 슬라이더(slider)50 및 프레임(frame)60 등으로 구성된다. 도1에 있어서 위에서부터 아래로 즉 키보드(key board)의 표면으로부터 하부측으로 키톱10, 링크20, FPC40, 슬라이더50, 프레임60의 순서로 배치된다.

키톱10은 키보드 등의 표면에 위치하여 숫자(0, 1, 2, 3, ...), 문자(a, b, c, ..., !, @, #, ...) 또는 기타의 기능(Esc, Ctrl, Alt, Home, PgUp, ...)이 그 표면 즉 상측면에 인쇄되어 있고, 사용자의 손가락 등에 접촉되어 압력을 받아 하강하여 키입력을 하고 후술하는 링크20의 압력을 받아 원래의 상태로 복귀하는 등의 상하운동을 하는 부재(部材)로서 대략 4각형 모양의 지붕 형태를 구비하고 있으며 보통 플라스틱 등으로 제작된다.

링크20은 상기 키톱10의 상하운동을 안내하는 부재이다. 즉 상기 키톱10의 압력을 받으면 좌측 및 우측의 어깨부23, 23이 각각 좌측 및 우측으로 벌어져서 링크A21 및 링크B22가 대략 일직선이 됨으로써 사용자에게 클릭감(click 感)을 제공하는 기능을 한다.

FPC(Flexible Printed Circuits)40은 상기 키톱10의 하강에 의하여 슬라이더50의 접점 판스프링(接點 板spring)51이 FPC40의 접점(接點)41에 접촉되어 각각의 키톱10에 해당하는 문자 등을 인식하기 위한 회로로서 통상 매트릭스 회로(matrix 回路)로 구성된다.

슬라이더50은, 접점 판스프링51, 압축상승 스프링(壓縮上昇 spring)52, 하강 판스프링(下降 板spring)53 및 슬라이더 시프트용 홈54 등이 일체(一體)로 형성되는 부재로서, FPC40과 프레임60의 사이에서 슬라이딩(sliding) 이동에 의하여 키톱10을 상승시키거나 하강시키는 기능을 한다.

프레임60은 상기 링크20과 결합하는 부재로서, 상기 링크20을 지지하여 키톱10을 지지하는 부재이다. 그리고 프레임60은 링크20의 링크 고정돌기26을 수용하기 위하여 ㄱ자 모양으로 돌출하도록 형성되는 복수의 프레임 고정돌기61과 슬라이더50의 슬라이더 시프트용 홈54에 삽입시키기 위하여 돌출하도록 형성되는 복수의 프레임 고정돌기62로 구성되어 있다.

다음에 상기 키톱10에 대하여 상세하게 설명한다.

상기 키톱10의 밑면에는, 도4에 나타나 있는 바와 같이 링크20의 링크A21 및 링크B22와 결합하기 위한 4개의 키톱 리브(key top rib)11이 형성되어 있다. 상기 키톱 리브11은 대략 직사각형 모양으로서 키톱10 밑면의 네 모서리 부분에 각각 하나씩 형성되어 있고, 이 각각의 키톱 리브11에는 링크결합용 구멍12와 링크가압용 홈13이 각각 형성되어 있다. 이 링크결합용 구멍12는 대략 갸름한 형상으로 형성되는 구멍으로서 후술하는 링크20의 키톱 위치제어용 돌기27을 그 내부에 수용하여 키톱10의 상하운동을 키톱 위치제어용 돌기27의 좌우운동으로 변환시킨다. 또한 링크가압용 홈13은 대략 부채꼴 모양으로 형성된 것으로서 후술하는 링크20의 키톱용 지지보스28과 맞닿아 키톱10의 하강운동을 링크20의 좌측 및 우측의 어깨 부23, 23이 각각 좌측 및 우측으로 벌어지도록 하는 운동으로 변환시킨다. 즉 키톱10에 하강력이 작용하면 링크20의 키톱용 지지보스28이 링크가압용 홈13을 따라 슬라이딩하면서 링크가압용 홈13의 좌측 상방으로 이동한다.

이어서 링크20에 대하여 설명한다.

링크20은, 도2에 나타나 있는 바와 같이 링크A21과 링크B22로 구성되어 있다. 링크A21 및 링크B22에는 각각 어깨부23, 링크 고정돌기26, 키톱 위치제어용 돌기27, 키톱용 지지보스28, 상승 판스프링용 홈30, 접점 판스프링용 홈31, 경사면32, 하강 판스프링용 홈33 등이 일체로 형성되어 있다. 상승 판스프링용 홈30은 대략 다각형 모양으로 형성되는 개구부(開口部)로서, 상부의 폭이 하부의 폭보다 좁게 되도록 형성되어 있다. 따라서 링크A21 및 링크B22에 있어서의 상승 판스프링용 홈30, 30의 상부에 후술하는 압축상승 스프링52가 결합되는 경우에는 키톱10의 높이가 최대로 된다.

또한 링크A21 및 링크B22의 이면(裏面)에는 각각 접점 판스프링용 홈31, 경사면32 및 하강 판스프링용 홈33이 일체로 형성되어 있다. 접점 판스프링용 홈31은 슬라이더50의 접점 판스프링51을 수용하기 위하여 형성된 홈으로서, 접점 판스프링51에 탄성력에 의하여 키톱10을 상승시키는 기능을 한다. 그리고 경사면32는 슬라이더50의 이동에 의하여 접점 판스프링51이 이동하기 위하여 형성한 경사면으로서, 슬라이더50이 이동할 때에 슬라이더50의 접점 판스프링51이 경사면32를 따라 이동하여 키톱10을 상승 또는 하강시키는 기능을 한다. 그리고 하강 판스프링용 홈33은 하강 판스프 링53을 수용하기 위하여 형성한 홈으로서, 슬라이더50의 이동에 의하여 하강 판스프링53이 하강 판스프링용 홈33에 삽입되면 링크 회전축25T를 상승시켜서 링크A21 및 링크B22가 일직선 상이 되도록 함으로써 키톱10이 FPC40의 표면에 밀착되도록 하는 기능을 한다.

그리고 링크A21의 일단부(一端部)에는 링크 회전돌기25가 형성되어 있고, 링크B22의 일단부에는 상기 링크 회전돌기25의 형상과 대응하는 형상으로 링크 회전용 홈24가 형성되어 있다. 이들 링크 회전용 홈24 및 링크 회전돌기25가 결합하여 링크 회전축25T를 형성한다. 또한 링크A21 및 링크B22에 있어서 각각의 일단부 부근에는 링크 고정돌기26이 각각 형성되어 있다. 이들 각각의 링크 고정돌기26은 후술하는 프레임60에 ㄱ자 모양으로 돌출하도록 형성되는 복수의 프레임 돌기61에 각각 삽입되어 있다. 또한 링크A21 및 링크B22의 타단부(他端部)에는 키톱 위치제어용 돌기27과 키톱용 지지보스28이 각각 형성되어 있다. 키톱 위치제어용 돌기27은 대략 원형의 돌기로서 키톱10의 링크결합용 구멍12 내에 수용되어 있고, 키톱용 지지보스28은 대략 부채꼴 모양의 돌기로서 키톱10의 링크 가압용 홈13과 접촉하도록 되어 있다.

이와 같이 구성함으로써 키톱10이 하강할 때에 링크A21 및 링크B22는 링크 회전축25T를 중심으로 하여 각각 반시계방향 및 시계방향으로 회전하고 또한 링크 고정돌기26이 프레임 돌기61과 결합되어 있기 때문에 프레임60을 기준으로 하여 링크A21 및 링크B22에 있어서의 일단부가 상방으 로 이동한다.

그리고 링크A21 및 링크B22가 링크 회전축25T를 중심으로 하여 좌측 및 우측의 어깨부23, 23이 하방으로 벌어지는 회전운동을 할 때에 각각의 링크 고정돌기26은 프레임 돌기61 내에서 좌우로 슬라이딩 운동을 함으로써 링크20의 키톱 위치제어용 돌기27 및 키톱용 지지보스28이 링크 회전축25T에 대하여 좌우로 균일하게 벌어지는 부채꼴 모양의 회전운동을 하도록 하는 기능을 한다. 또한 링크20의 키톱 위치제어용 돌기27 및 키톱용 지지보스28에 연결되는 키톱 리브11이 좌우 양측으로 동일한 높이로 하강하도록 함으로써 키톱10이 항상 평행한 상태를 유지하도록 하는 기능을 한다.

이어서 슬라이더50에 대하여 설명한다.

접점 판스프링51은 링크20의 접점 판스프링용 홈31 내에 수용되어 있어 슬라이더50의 슬라이딩 이동에 의하여 접점 판스프링용 홈31 및 경사면32를 따라 이동하여 접점 판스프링51에 탄성력에 의하여 링크20에 상승 압력을 가함으로써 키톱10을 상승시키는 기능을 한다. 또한 키톱10의 하강 압력에 의하여 접점 판스프링51이 FPC40의 접촉점41에 접촉되어 각각의 키톱10에 해당하는 문자 등을 입력하는 기능을 한다.

그리고 압축상승 스프링52는 링크20의 상승 판스프링용 홈30의 폭이 넓은 하부에 수용되어 있는 상태에서 슬라이더50의 슬라이딩 이동에 의하여 상승 판스프링용 홈30의 폭이 좁은 상부로 이동한다. 이에 따라 압축상승 스프링52의 탄성력에 의하여 링크A21 및 링크B22를 대략 V자 모양으로 형 성함으로써 키톱10의 높이가 최대로 된다. 따라서 키톱10에 작용하는 스트로크(stroke)가 커지게 되어 사용자에게 우수한 클릭감을 제공할 수 있다.

또한 하강 판스프링53은 슬라이더50의 슬라이딩 이동에 의하여 하강 판스프링53을 하강 판스프링용 홈33에 삽입시켜 링크A21 및 링크B22가 일직선 상이 되도록 함으로써 키톱10이 FPC40의 표면에 밀착되도록 하는 기능을 한다.

다음에는 접이식 키보드에 있어서의 키스위치의 동작에 대하여 설명한다.

도5는 접이식 키보드를 나타내는 도면으로서, (a)는 키보드가 접혀져 있는 상태에서 키보드를 펼친 상태를 나타내는 도면, (b)는 (a)의 상태에서 좌측 키보드를 X방향으로 이동시켜 결합한 상태를 나타내는 도면이다. 도6은 주요 구성요소의 결합상태를 나타내는 도면으로서, (a)는 키보드가 접혀져 있는 최저위치에서의 정면도, (b)는 (a)의 상태에서의 평면도, (c)는 키보드를 펼쳐서 좌측 키보드를 X방향으로 이동시키는 과정에서 키톱이 접점 판스프링에 의하여 상승하는 과정을 나타내는 정면도, (d)는 (c)의 상태에서의 평면도, (e)는 키톱이 압축상승 스프링에 의하여 최고위치로 상승한 상태를 나타내는 정면도, (f)는 (e)의 상태에서의 평면도이다. 그리고 도7은 FPC, 슬라이더, 프레임의 위치관계를 나타내는 도면으로서, (a)는 키보드가 접혀져 있는 최저위치를 나타내는 평면도, (b)는 키보드를 펼쳐서 좌측 키보드를 X방향으로 이동시키는 과정에서 키톱이 접점 판스프링 에 의하여 상승하는 과정을 나타내는 평면도, (c)는 키톱이 압축상승 스프링에 의하여 최고위치로 상승한 상태를 나타내는 평면도이다.

접이식 키보드KB에 있어서 좌측 키보드KL, 우측 키보드KR의 구성요소는 상기한 키스위치와 동일하기 때문에 동일한 구성요소에 관하여는 동일한 부호를 붙이고, 새로운 구성요소에만 새로운 부호를 붙인다.

접이식 키보드KB는 좌측 키보드KL, 우측 키보드KR, 외곽 프레임100, 제1시프트바103, 제2시프트바104, 제1고정바105, 제2고정바106 등으로 이루어진다.

먼저 좌측 키보드KL에 대하여 설명한다. 외곽 프레임100의 일방측(一方側)에 있어서의 대향(對向)하는 2개의 변에는 대략 사각형 모양의 제1돌출부101 및 제2돌출부102를 동일한 형상 및 동일한 크기로 외곽 프레임100에 일체로 형성한다. 이 제1돌출부101 및 제2돌출부102의 1개의 변은 일정한 경사각을 갖는 변으로 형성한다. 제1시프트바103 및 제2시프트바104는 제1돌출부101 및 제2돌출부102의 형상에 대응하는 부분을 포함하도록 대략 막대 모양으로 형성한다. 또한 제1시프트바103 및 제2시프트바104에는 좌측 키보드KL의 슬라이더50을 제1시프트바103 및 제2시프트바104에 고정하기 위한 복수의 고정부120을 형성한다. 이렇게 함으로써 제1시프트바103 및 제2시프트바104가 이동할 때에 좌측 키보드KL의 슬라이더50도 함께 슬라이딩 이동을 할 수 있다. 또한 제1시프트바103 및 제2시프트바104에는 좌측 키보드KL의 슬라이더 시프트용 홈54, 54와 동일한 형상 및 동일한 크기로 슬 라이더 시프트용 홈103A, 104A를 형성한다. 그리고 도5(b)에 나타나 있는 바와 같이 제1시프트바103은 제1돌출부101과 맞물리지 않도록 설치하고, 제2시프트바104는 제2돌출부102와 맞물리도록 설치한다. 그리고 좌측 키보드KL의 프레임 고정돌기62, 62를 슬라이더 시프트용 홈103A, 104A에 삽입한 후에 제1시프트바103 및 제2시프트바104의 고정부120에 좌측 키보드KL의 슬라이더50의 고정부55를 삽입하여 고정한다.

이어서 우측 키보드KR에 대하여 설명한다. 외곽 프레임100의 타방측(他方側)에 있어서의 대향하는 2개의 변에 긴 막대 모양의 제1고정바105 및 제2고정바를 설치한다. 또한 제1고정바105 및 제2고정바106에는 우측 키보드KR의 슬라이더50을 제1고정바105 및 제2고정바106에 고정하기 위한 복수의 고정부120을 형성한다. 제1고정바105 및 제2고정바106에는 우측 키보드KR의 슬라이더 시프트용 홈54, 54와 동일한 형상 및 동일한 크기로 슬라이더 시프트용 홈105A, 106A를 형성한다. 그리고 도5(b)에 나타나 있는 바와 같이 제1고정바105 및 제2고정바106을 설치하고, 우측 키보드KR의 프레임 고정돌기62, 62를 슬라이더 시프트용 홈105A, 106A에 삽입한 후에 제1고정바105 및 제2고정바106의 고정부120에 우측 키보드KR의 슬라이더50의 고정부55를 삽입하여 고정한다. 그리고 우측 키보드KR의 슬라이더50에는, 제1시프트바103 및 제2시프트바104가 이동할 때에 우측 키보드KR의 슬라이더50이 Y방향으로 슬라이딩 이동하는 것을 가이드하는 제1가이드110 및 제2가이드111을 우측 키보드KR의 슬라이더50에 일체로 형성한다.

이어서 키보드KB를 펼친 상태(도5(b)의 상태)에서 좌측 키보드KL을 X방향으로 이동시켜 우측 키보드KR과 결합시키는 과정(도5(c)의 상태)에 대하여 설명한다.

좌측 키보드KL을 X방향으로 이동시키기 시작하면, 제2시프트바104는 우측 키보드KR의 슬라이더50에 일체로 형성되어 있는 제2가이드111의 아래쪽으로 이동함과 동시에 제1시프트바103은 우측 키보드KR의 슬라이더50에 일체로 형성되어 있는 제1가이드110의 위쪽으로 이동한다. 그리고 좌측 키보드KL을 X방향으로 더 이동시키면, 제2시프트바104는 제2돌출부102의 경사면을 따라 X방향으로 이동하면서 Y방향으로 이동한다. 이와 동시에 제1시프트바103도 제1돌출부101의 경사면을 따라 X방향으로 이동하면서 Y방향으로 이동한다. 이에 따라 제1시프트바103 및 제2시프트바104에 고정되어 있는 좌측 키보드KL의 슬라이더50이 Y방향으로 이동함과 동시에 우측 키보드KR의 제1가이드110 및 제2가이드111이 Y방향으로 이동함으로써 우측 키보드KR의 슬라이더50이 Y방향으로 이동하게 된다.

이어서 슬라이더50의 이동에 따른 키스위치의 높이 변화에 대하여 설명한다.

접이식 키보드에 있어서 키보드를 접은 상태(도5(a)의 상태)에서는, 키톱10이 FPC40에 밀착되어 있다. 즉 도6(a) 및 (b)에 나타나 있는 바와 같이 일정한 경사각을 갖도록 형성되어 있는 하강 판스프링53이 링크A21 및 링크B22의 하강 판스프링용 홈33, 33에 삽입되어 있어 링크 회전축25T가 정면에서 볼 때에 Y방향으로 상승하여 링크A21 및 링크B22가 일직선의 상태를 유지하도록 되어 있다. 또한 이 상태에서는 접점 판스프링51이 접점 판스프링용 홈31에 접촉하지 않도록 접점 판스프링용 홈31의 깊이를 조정한다. 그 이유는 접이식 키보드가 완전히 접혀져 있는 상태, 즉 키보드를 사용하지 않는 상태에서 접점 판스프링51이 접점 판스프링용 홈31에 접촉되어 있으면 접점 판스프링51의 탄성력이 변화되는데 이를 방지하기 위한 것이다. 또한 도7(a)에 나타나 있는 바와 같이 접점 판스프링51의 위치는 FPC40의 접점41보다 하방측에 위치하여 접점 판스프링51이 접점41을 온(on)시키지 않도록 되어 있다.

그리고 좌측 키보드KL을 X방향으로 이동시켜서 좌측 키보드KL의 슬라이더50 및 우측 키보드KR의 슬라이더50을 Y방향으로 이동시키는 경우에 있어서는, 키톱10이 접점 판스프링51에 탄성력에 의하여 Y방향으로 이동한 후에 압축상승 스프링51에 탄성력에 의하여 Y방향으로 더 이동하게 된다.

먼저 접점 판스프링51에 의한 키톱10의 상승에 대하여 설명한다. 좌측 키보드KL을 X방향으로 이동시켜서 좌측 키보드KL의 슬라이더50 및 우측 키보드KR의 슬라이더50을 Y방향으로 이동시키면, 도6(c) 및 (d)에 나타나 있는 바와 같이 접점 판스프링51이 접점 판스프링용 홈31에 접촉하고, 이 상태에서 접점 판스프링51이 링크20의 경사면32를 따라 이동하여 접점 판스프링51의 탄성력에 의하여 링크A21 및 링크B22를 밀어 올린다. 이에 따라 링크 회전축25T는 정면에서 볼 때에 하방으로 이동하여 링크A21 및 링크B22가 대략 V자 형상을 이루면서 키톱10이 상승하게 된다. 이 때 FPC40, 슬라이더50, 프레임60의 위치관계는, 도7(b)에 나타나 있는 바와 같이 슬라이더50은 FPC40과 프레임60과의 사이에서 Y방향으로 약간 슬라이딩 이동한다. 이에 따라 접점 판스프링51의 위치는 슬라이더50의 슬라이딩 이동에 의하여 FPC40의 접점41에 근접하지만 FPC40의 접점41보다 하방측에 위치한다.

이어서 압축상승 스프링52에 의한 키톱10의 상승에 대하여 설명한다. 도6(e) 및 (f)에 나타나 있는 바와 같이 링크20의 상승 판스프링용 홈30에 있어서의 가로방향의 폭은, 세로방향의 일방(一方)의 변에 있어서의 대략 중앙의 경사진 부분을 중심으로 하여 그 하부는 가로방향의 폭이 넓게 되어 있고 그 상부는 가로방향의 폭이 좁게 되어 있다. 압축상승 스프링52의 폭은 링크 회전축25T를 중심으로 하여 링크A21의 상승 판스프링용 홈30과 링크B22의 상승 판스프링용 홈30의 하부를 수용하는 정도로 되어 있다. 따라서 좌측 키보드KL의 슬라이더50 및 우측 키보드KR의 슬라이더50이 Y방향으로 더 이동하는 경우에는, 압축상승 스프링52가 상승 판스프링용 홈30의 경사부분을 통과하여 상부로 이동하면서 링크A21의 상승 판스프링용 홈30과 링크B22의 상승 판스프링용 홈30을 압축상승 스프링52의 탄성력에 의하여 압축시킴으로써 링크A21 및 링크B22를 완전히 밀어 올린다. 이에 따라 링크 회전축25T는 정면에서 볼 때에 하방으로 완전히 이동하여 링크A21 및 링크B22가 V자 형상을 이루면서 키톱10이 완전히 상승하게 된다. 이 때 FPC40, 슬라이더50, 프레임60의 위치관계는, 도7(c)에 나타나 있는 바와 같이 슬라이더50은 FPC40과 프레임60과의 사이에서 Y방향으로 완전히 슬라이딩 이동한다. 즉 슬라이더50은, 슬라이더 시프트용 홈54의 하부가 프레임60의 프레임 고정돌기62에 접촉되어 더 이상 Y방향으로 슬라이딩 이동을 하지 못한다. 이에 따라 접점 판스프링51의 위치는 슬라이더50의 슬라이딩 이동에 의하여 FPC40의 접점41과 일치하게 되어 후술하는 키스위치의 하강에 의하여 접점 판스프링51이 FPC40의 접점41에 접촉하게 된다.

다음에 키스위치의 하강동작 및 상승동작에 대하여 설명한다.

도8은 키스위치의 하강동작 및 상승동작을 나타내는 도면으로서, (a)는 키톱이 압축상승 스프링의 탄성력에 의하여 최고위치에 있는 상태를 나타내는 정면도, (b)는 접점 판스프링이 FPC의 접점에 접촉한 상태를 나타내는 정면도, (c)는 키톱이 FPC에 접촉되어 더 이상 하강하지 않는 최저위치를 나타내는 정면도이다. 그리고 도9는 링크A와 압축상승 스프링의 접촉점, 링크 회전축25T, 링크B와 압축상승 스프링의 접촉점 사이의 위치관계를 나타내는 정면도로서, (a)는 도8의 (a)에, (b)는 도8의 (b)에, (c)는 도8의 (c)에 각각 대응하는 도면이다.

사용자가 키스위치를 눌러서 키톱10에 하강력이 작용하면, 도4 및 도8(a)에 나타나 있는 바와 같이 키톱 위치제어용 돌기27이 링크 결합용 구멍12의 하측에 위치하고 있는 초기의 상태에서 링크 가압용 홈13과 접촉하고 있는 키톱용 지지보스28에 압력이 작용한다. 이에 따라 키톱용 지지보스28은 링크20의 링크 회전축25T를 중심으로 하여 부채꼴 모양으로 벌어지는 회전운동을 하게 된다. 이 때에는 압축상승 스프링52의 탄성력에 의한 저항에 의하여 압축상승 스프링52가 키톱10을 들어 올리려고 하는 상승력이 작용하는 상태이다. 이러한 상태에 있어서의 링크 회전축25T의 위치는, 도9(a)에 나타나 있는 바와 같이 링크A21과 압축상승 스프링52와의 접촉점 및 링크B22와 압축상승 스프링52와의 접촉점을 수평으로 연결한 가상선(假想線)보다 하측에 위치하고 있다.

상기한 바와 같은 상태에서 키톱10의 하강력이 계속 작용하면, 키톱10의 하강력이 증가하여 압축상승 스프링52의 탄성력에 의한 저항에 의하여 키톱10을 들어 올리려고 하는 상승력보다 커지게 된다. 이 압축상승 스프링52는 키톱10의 하강력에 의하여 링크 회전축25T가 벌어지는 것을 방해함으로써 키톱10의 상승력을 증가시키다가 피크점(peak point)을 지나면서 감소한다. 이러한 압축상승 스프링52에 의한 키톱10의 상승력은 감소되어 도9(b)에 나타나 있는 바와 같이 압축상승 스프링52의 접촉점들을 수평으로 연결한 가상선과 일직선 상에 링크 회전축25T가 위치하게 되면 압축상승 스프링52에 의한 키톱10의 상승력은 0이 된다. 따라서 압축상승 스프링52에 의한 키톱10의 상승력이 0이 되기 전에 키톱10의 하강력에 의하여 도8(b)에 나타나 있는 바와 같이 링크20이 접점 판스프링51을 밀어 내려서 접점 판스프링51이 FPC40의 접점41에 접촉되어 키톱10에 해당하는 문자 등의 입력이 이루어지게 된다. 이 상태로부터 키톱10의 상승력이 급격하게 감소하 여, 도9(c)에 나타나 있는 바와 같이 링크 회전축25T의 위치가 압축상승 스프링52의 접촉점들을 수평으로 연결한 가상선보다 상측에 위치하여 키톱10을 하강시키는 힘이 발생한다. 따라서 사용자는 키스위치를 누를 때에 클릭감(click 感)을 느끼게 된다. 이와 동시에 도8(c)에 나타나 있는 바와 같이 키톱10은 FPC40의 표면에 접촉하게 되어 더 이상 하강하지 못하게 된다.

이어서 키톱10에 하강력이 제거되어 키톱10이 원래의 위치로 복귀하는 과정에 대하여 설명한다. 키톱10의 복귀는 상기에서 설명한 키톱10의 하강력에 의한 경우의 역순서로 이루어지므로 간단하게 설명한다. 키톱10에 하강력이 제거되면, 접점 판스프링51의 탄성력에 의하여 링크20은 일정한 위치까지 상승하게 되고, 그 이후에는 압축상승 스프링52의 탄성력에 의하여 링크20이 더 상승하게 되어 키톱10이 원래의 위치로 복귀하게 된다.

다음에 접이식 키보드를 사용한 후에 키보드를 접는 과정에서의 키스위치의 동작에 대하여 도5를 참조하여 설명한다. 이러한 동작의 진행과정은 앞에서 설명한 접이식 키보드를 펼쳐서 사용할 때의 동작과정과 역순서로 이루어지므로 간단하게 설명한다.

좌측 키보드KL을 -X방향으로 이동시키면, 제1시프트바103 및 제2시프트바104는 -X방향으로 이동하면서 -Y방향으로 이동한다. 따라서 좌측 키보드KL의 슬라이더50과 우측 키보드KR의 슬라이더50은 -Y방향으로 이동하게 된다. 즉 슬라이더50과 일체로 형성되어 있는 압축상승 스프링52가 상승 판스프링 용 홈30의 경사부분을 통과하여 하부로 이동하면, 링크A21 및 링크B22가 하강하면서 접점 판스프링51이 경사면32를 따라 이동하여 접점 판스프링용 홈31에 수용된다. 그리고 하강 판스프링53이 링크A21 및 링크B22의 하강 판스프링용 홈33, 33에 삽입되어 링크 회전축25T를 정면에서 볼 때에 Y방향으로 상승시켜서 링크A21 및 링크B22가 일직선의 상태를 유지하도록 한다. 이 상태에서는 키톱10이 FPC40의 표면에 밀착되어 더 이상 하강하지 않는 최저위치가 된다. 이후에 키보드를 접으면 된다.

본 실시예에서는 키보드를 2단으로 접는 키보드를 예로 하여 설명하였지만, 3단, 4단 또는 그 이상으로 접는 키보드에 대하여도 본 발명의 키스위치를 적용할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 키보드의 이동에 의한 결합에 의하여 키보드의 슬라이더를 슬라이딩 이동시키는 구성을 예로 하여 설명하였지만, 키보드의 일부분에 키보드가 펼쳐지거나 닫혀지는 것을 감지하는 센서부를 구성하여 슬라이더를 자동으로 구동시키는 구성으로 하더라도 좋다. 즉 키보드가 펼쳐지면 센서부에서 이를 감지하여 키보드의 슬라이더를 일방(一方)의 방향으로 자동적으로 슬라이딩 이동시켜서 키톱을 최고위치의 상태로 하고, 키보드가 닫히면 센서부에서 이를 감지하여 키보드의 슬라이더를 상기의 방향과는 반대의 방향으로 자동적으로 슬라이딩 이동시켜서 키톱을 최저위치의 상태로 하는 구성으로 하더라도 좋다.

또한 본 실시예에서는 키보드를 접어서 간편하게 소지할 수 있는 접이식 키보드를 예로 하여 설명하였지만, 접이식 키보드 뿐만 아니라 모든 종류의 키보드에도 본 발명의 키스위치를 적용할 수 있다.

즉 키보드의 일부분에 키보드의 슬라이더를 슬라이딩 이동시킬 수 있는 스위치를 설치하고, 키보드를 사용할 때에는 이 스위치를 온(on)시켜서 키보드의 슬라이더를 일방의 방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써 키톱을 최고위치의 상태로 하고, 키보드를 사용하지 않는 경우에는 이 스위치를 오프(off)시켜서 상기의 방향과는 반대의 방향으로 키보드의 슬라이더를 슬라이딩 이동시킴으로써 키톱을 최저위치의 상태로 하는 구성으로 하더라도 좋다.

또한 노트북 PC 등에 본 발명의 키스위치를 적용하는 경우에는, 노트북 PC의 커버(즉, 디스플레이 부분 또는 키보드 부분)의 개폐(開閉)를 감지하는 센서부를 구성하고, 노트북 PC의 커버를 열었을 때에는 센서부에서 이를 감지하여 키보드의 슬라이더를 일방의 방향으로 자동적으로 슬라이딩 이동시켜서 키톱을 최고위치의 상태로 하고, 노트북 PC의 커버를 닫았을 때에는 센서부에서 이를 감지하여 키보드의 슬라이더를 상기의 방향과는 반대의 방향으로 자동적으로 슬라이딩 이동시켜서 키톱을 최저위치의 상태로 하는 구성으로 하더라도 좋다.

또한 노트북 PC의 커버를 개폐할 때에 발생하는 커버의 회전운동을 동력전달장치를 통하여 키보드의 슬라이더로 전달하여 키보드의 슬라이더가 커버의 회전운동과 연동(連動)되어 슬라이딩 이동하도록 구성하더라도 좋다. 즉 노트북 PC의 커버를 열었을 때에는 커버의 회전운동에 의하여 커버의 회전운동을 키보드의 슬라이더로 전달하는 동력전달장치가 구동되어 키보드의 슬라이더를 일방의 방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써 키톱을 최고위치의 상태로 하고, 노트북 PC의 커버를 닫았을 때에는 커버의 회전운동을 키보드의 슬라이더로 전달하는 동력전달장치가 구동되어 키보드의 슬라이더를 상기의 방향과는 반대의 방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써 키톱을 최저위치의 상태로 하는 구성으로 하더라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 키스위치는, 키보드를 사용할 때에는 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 키톱을 최고위치에 있게 함으로써 스트로크를 크게 하여 확실한 클릭감을 제공할 수 있다. 또한 키보드를 사용하지 않을 때에는 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 키톱을 최저위치에 있게 함으로써 스프링 등과의 접촉상태를 제거하여 접촉에 의한 스프링 등의 탄성력 등의 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 키보드의 두께도 감소시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 사용자 손가락의 압력을 받아드리는 키톱(key top)과, 상기 키톱의 압력을 받아 하강하여 키동작을 인식시키고 상기 압력이 해제되면 상승하는 한 쌍의 링크(link)와, 프레임(frame)의 상면에 배치되어 가압접촉(加壓接觸)에 의하여 키동작을 인식하는 FPC(Flexible Printed Circuits)로 구성되는 키스위치(key switch)에서,

   접촉 판스프링과 압축상승 판스프링을 일체(一體)로 구비하며 프레임의 상면에 배치되는 슬라이더(slider)를 구비하고,

   상기 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 상기 접촉 판스프링은 링크의 바닥에 형성되어 있는 경사면을 따라 이동하여 링크를 상승시키고,

   상기 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 상기 압축상승 판스프링은 링크에 형성되어 있고 폭이 변하는 상승 판스프링용 홈의 폭이 넓은 변을 따라 이동하다가 상기 슬라이더의 계속되는 슬라이딩 이동에 의하여 압축상승 판스프링은 상승 판스프링용 홈의 폭이 좁은 변을 따라 이동하면서 상기 링크를 들어올림으로써 상기 링크가 더 상승하도록 압력을 가하는 것

   을 특징으로 하는 키스위치.
2. 제1항에 있어서,

   사용하지 않을 때에는 상기 접점 판스프링을 완전하게 수용하는 접점 판스프링용 홈을 링크의 바닥면에 형성하는 것을 특징으로 하는 키스위치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 슬라이더는 하강 판스프링을 일체로 구비하며,

   상기 슬라이더의 슬라이딩 이동에 의하여 상기 하강 판스프링은 상기 양 링크의 하강 판스프링용 홈을 상승시켜 상기 양 링크를 수평하게 만드는 것을 특징으로 하는 키스위치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 압축상승 판스프링은 키톱의 하강에 의하여 링크가 벌어지는 것을 방해함으로써 상승력을 증가시키다가 피크(peak)가 지나면 상기 상승력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 키스위치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 상승력이 0이 되기 전에 상기 링크는 상기 접점 판스프링을 누르기 시작하는 것을 특징으로 하는 키스위치.

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