KR101170900B1 - 내구성이 강하며 터치감을 주는 기계식 키의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기계식 터치로 가볍게 누르는 압력에 따라 키(key) 신호를 발생시키되, 키 구조가 단순하고 내구성이 강하며 터치할 때의 클릭(click)감이나 클림음을 좋게 할 수 있는 스위칭을 위한 키의 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일면에 따른 키는, 상부판의 관통홀 위로 올라온 캡을 터치하면 상기 캡의 하부에 구비된 돌기가 하부판 상에 설치한 회로 기판을 눌러 키 신호를 발생시키고, 상기 터치를 제거하면 자석에 의한 복원력으로 상기 캡이 원위치로 돌아가는 구조를 갖는다.

Description

내구성이 강하며 터치감을 주는 기계식 키의 구조{Mechanical Key for Durability Enhancement and Touch-Feeling}

본 발명은 키의 구조에 관한 것으로서, 특히, 기계식 터치로 가볍게 누르는 압력에 따라 키(key) 신호를 발생시키되, 키 구조가 단순하고 내구성이 강하며 터치할 때의 클릭(click)감이나 클림음을 좋게 할 수 있는 스위칭을 키의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터나 기타 전자 제품에 사용되는 키보드는, 키 스트로크(stroke) 구조에 따라 스프링 타입, 러버 돔(rubber dome) 타입, 또는 펜타그래프(pentagraph) 타입 등으로 나뉘어 진다.

예를 들어, 스프링 타입은 메카니컬 스위치(Mechanical Switch) 타입의 스위치 접점 방식에 적용되며, 이 경우에 키 캡(cap)이 눌러진 후 복원을 위해 스프링의 탄성력을 이용한다. 이는 수명이 오래가는 장점이 있으나 각 키마다 스프링을 장착하는 구조를 가지므로 구성 부품이 많아 복잡한 구조를 이룬다. 러버 돔(rubber dome) 타입은, 멤브레인(membrane) 타입의 스위치 접점 방식에 적용될 수 있으며, 멤브레인의 상부에 돔 형태의 고무막을 두고 고무막이 찌그러졌다 다시 펴지는 고무의 복원력을 이용한다. 펜타그래프(pentagraph) 타입은 멤브레인(membrane) 타입의 스위치 접점 방식에 적용될 수 있으며, 주로 얇은 키 캡을 사용하는 슬림형 키보드에서 키 캡의 압력이 멤브레인에 고르게 전달되도록 X자형 지지대를 사용하는 방식이다. 　이와 같은 러버 돔(rubber dome) 타입이나 펜타그래프(pentagraph) 타입은, 키보드 전체의 스위치 접점들이 하나의 고무막 하부나 멤브레인 내에 형성되어 간단한 구조를 이루고 내구성이 좋지만, 터치할 때의 클릭(click)감이나 클림음이 현저히 떨어지는 문제점이 있다. 펜타그래프(pentagraph) 타입은 순수 멤브레인 접점 방식보다 가격이 높고 고장이 잦은 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 기계식 터치로 가볍게 누르는 압력에 따라 키 신호를 발생시키되, 키 스트로크 구조가 단순하고 내구성이 강하며 터치할 때의 클릭감이나 클림음을 좋게 할 수 있는 스위칭을 위한 키의 구조를 제공하는 데 있다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 스위칭을 위한 키의 구조는, 상부판의 관통홀 위로 올라온 캡을 터치하면 상기 캡의 하부에 구비된 돌기가 하부판 상에 설치한 회로 기판을 눌러 키 신호를 발생시키고, 상기 터치를 제거하면 자석에 의한 복원력으로 상기 캡이 원위치로 돌아가는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따른, 스위칭을 위한 키의 구조는, 하부판, 상기 하부판 상에 설치된 회로 기판, 상기 회로 기판과 위로 이격되어 있으며 관통홀이 형성된 상부판, 및 상기 회로 기판과 상기 상부판 사이에 삽입된 캡을 포함하고, 상기 캡은 상기 관통홀 위로 올라온 평면부, 상기 평면부의 한쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 평행한 평면을 가지는 제1연장부, 상기 평면부의 다른쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 일정 각도로 경사를 갖는 경사면을 갖는 제2연장부, 및 상기 평면부의 하부에 구비된 돌기를 포함하며, 상기 제1연장부에 금속판을 설치하고, 상기 제1연장부 위의 상기 상부판의 하면에 자석을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 캡의 터치 시에 상기 돌기가 상기 회로 기판을 눌러 키 신호를 발생시키고, 상기 터치를 제거하면 상기 자석에 의한 복원력으로 상기 캡이 원위치로 돌아간다.

그리고, 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 스위칭을 위한 키의 구조는, 하부판, 상기 하부판 상에 설치된 회로 기판, 상기 회로 기판과 위로 이격되어 있으며 관통홀이 형성된 상부판, 및 상기 회로 기판과 상기 상부판 사이에 삽입된 캡을 포함하고, 상기 캡은 상기 관통홀 위로 올라온 평면부, 상기 평면부의 한쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 평행한 평면을 가지는 제1연장부, 상기 평면부의 다른쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 일정 각도로 경사를 갖는 경사면을 갖는 제2연장부, 및 상기 평면부의 하부에 구비된 돌기를 포함하며, 상기 제1연장부에 자석을 설치하고, 상기 제1연장부 위의 상기 상부판의 하면에 금속판을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 키의 구조는, 상기 하부판 상에 설치한 스토퍼를 더 포함하고, 상기 금속판의 한쪽 끝이 상기 상부판의 하면에 고정되고, 고정되지 않은 상기 금속판의 다른 쪽 끝이 상기 스토퍼 위에 위치할 수 있다.

상기 캡의 터치 시에, 상기 금속판의 다른 쪽 끝이 상기 스토퍼까지 내려 왔다가 되돌아가며, 상기 돌기가 상기 회로 기판을 눌러 키 신호를 발생시키고, 상기 터치를 제거할 때, 상기 금속판의 다른 쪽 끝이 상기 자석의 힘에 의해 상기 스토퍼까지 내려 왔다가 상기 자석에 붙은 상태로 상기 자석의 힘과 상기 금속판의 복원력에 의하여 상기 캡이 원위치로 돌아간다.

상기 금속판 위의 상기 상부판의 하면, 상기 금속판의 상면, 상기 금속판의 하면, 또는 상기 자석의 상면에 완충코팅을 형성할 수 있다.

또한, 상기 돌기의 하면이나 상기 돌기 아래의 상기 회로기판의 상면에 완충코팅을 형성할 수도 있다.

상기 하부판과 상기 스토퍼 사이에 설치된 높이 조절 수단을 더 포함하고, 클릭감이나 클릭음의 조절을 위해 상기 높이 조절 수단을 조절하여 상기 스토퍼의 높이가 조절될 수 있다.

상기 회로 기판은, 메카니컬 스위치 (Mechanical Switch) 타입, 리드 (Read) 방식, 폼 엘레먼트 (form element) 타입, 컨덕티브 러버 (Conductive-Rubber) 타입, 커패시티브 (Capacitive) 타입, 멤브레인(membrane) 타입, 또는 멤브레인과 메커니컬 타입의 혼합 방식의 스위치 접점 방식을 이용하여, 상기 캡의 터치 시에 키 신호를 발생시킬 수 있다.

상기 제2 연장부의 경사면의 길이가 상기 제1연장부의 평면의 길이보다 길게 뻗도록 형성될 수 있다.

2차원 배열된 키 구조를 위하여 인접 키의 다른 돌기에 대응되는 상기 제2 연장부의 경사면에 관통홀을 형성할 수 있다.

상기 자석은 해당 위치에 금속편을 설치하고 상기 금속편을 자기력에 노출시켜 자화시킴으로써 형성된 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 키보드 등에서 스위칭을 위한 키는, 기계식 터치로 가볍게 누르는 압력에 따라 키 신호를 발생시킬 수 있는 간단한 키 스트로크 구조를 가지며, 내구성이 강하고 터치할 때의 클릭감이나 클림음이 우수하다.

또한, 키 캡의 복원을 위한 탄성력을 위하여 스프링이나 러버돔 대신에 자석을 이용하여, 키 캡에 고정된 상기 자석이 키의 상부판의 하면에 부착된 금속판에 달라붙어 있다가 키 스트로크가 끝나고 복원할 때 다시 상기 자석에 의한 복원력을 이용하므로, 간단한 키 스트로크 구조로 얇은 박형의 키보드를 실현할 수 있다.

또한, 펜타그래프 대신에 키 캡의 한쪽으로부터 길게 연장된 부분을 경첩과 같이 하부판에 고정시킴으로써 키 스트로크 시에 발생할 수 있는 압력의 고르지 못함을 방지할 수 있고, 상기 길게 연장된 부분과 키의 하부판과의 사이에 유격이 없이도 키 캡의 흔들리는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 스위치 접점 방식으로서, 메카니컬 스위치 (Mechanical Switch) 타입, 리드 (Read) 방식, 폼 엘레먼트 (form element) 타입, 컨덕티브 러버 (Conductive-Rubber) 타입, 커패시티브 (Capacitive) 타입, 멤브레인(membrane) 타입, 멤브레인과 메커니컬 타입의 혼합 방식 등 종래의 모든 스위치 접점 방식을 이용할 수 있다.

또한, 자석과 상부판 사이에 클릭감과 완충제 역할을 하는 스프링 보드로서의 금속판을 이용하며, 이 금속판은 자석에 붙는 금속으로 탄성을 많이 가진 재질로 이루어지고 그 한쪽 끝이 상부판의 하면에 붙어 고정되어, 금속판이 스토퍼에 걸리거나 자석이 금속판에서 떨어질 때 클릭음을 발생시킬 수 있고, 키 캡이 복원되면서 자석이 금속판을 잡아당겨 금속판 또는 스토퍼에 부딪힐 때에도 클릭음을 발생시켜 사용상 클릭음에 의한 클릭감을 제공할 수 있다. 또한, 이 완충제 역할의 스프링 보드는 키 캡을 두드리는 손가락의 충격을 흡수하는 역할도 할 수 있다.

또한, 금속판(스프링 보드) 위의 상부판 하면, 금속판(스프링 보드) 상면, 금속판(스프링 보드) 하면, 자석의 상면, 돌기의 하면, 돌기 아래의 회로기판의 상면 등을 완충코팅 하여 클릭음을 현저히 줄일 수도 있으므로, 클릭음으로 인해 방해가 되는 조용한 환경에서 클릭감만이 필요할 때 이 완충코팅을 사용할 수 있다.

그리고, 키 캡과 하부판이 만나기 위해 길게 경사진 경사면의 부분 위에 인접한 키 캡이 위치해야 할 경우, 인접 키의 캡 하부의 돌기가 움직일 관통홀을 경사면에 형성함으로써, 키캡의 경사진 부분이 인접 키 캡의 동작을 방해하지 않고, 조밀하게 키 캡들이 복수로 배치되도록 할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 키 구조이다.
도 2는 도 1의 키를 비스듬히 올려본 사시도이다.
도 3은 도 1의 키가 눌러지기 전에 앞에서 본 모양이다.
도 4는 도 1의 키가 눌러질 때 앞에서 본 모양이다.
도 5는 도 1의 키의 하부판에 설치된 회로 기판을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 키 구조이다.
도 7은 도 6의 키가 눌러지기 전에 앞(A)에서 본 모양이다.
도 8은 도 6의 키가 눌러지기 전에 옆(B)에서 본 모양이다.
도 9는 도 6의 키가 눌러지기 시작할 때 앞(A)에서 본 모양이다.
도 10은 도 6의 키가 눌러지기 시작할 때 옆(B)에서 본 모양이다.
도 11은 도 6의 키가 완전히 눌러질 때 앞(A)에서 본 모양이다.
도 12는 도 6의 키가 완전히 눌러질 때 옆(B)에서 본 모양이다.
도 13은 도 6의 키가 완전히 눌러질 때의 사시도이다.
도 14는 도 6의 키가 복원을 시작할 때 앞(A)에서 본 모양이다.
도 15는 도 6의 키가 복원을 시작할 때 옆(B)에서 본 모양이다.
도 16은 도 6의 키가 복원을 완료할 때 앞(A)에서 본 모양이다.
도 17은 도 6의 키가 복원을 완료할 때 옆(B)에서 본 모양이다.
도 18은 본 발명에 따른 키를 복수로 채용한 키보드의 캡 배열에 대한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 키를 적용한 컴퓨터 키보드의 일례이다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 키(10) 구조이다. 도 2는 도 1의 키(10)를 비스듬히 올려본 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 키보드 등에 적용을 위한 본 발명의 일실시예에 따른 키(10)는, 하부판(11), 상부판(12), 금속판(13), 캡(cap)(14), 자석(magnet)(16), 및 회로 기판(20)을 포함한다. 캡(14)은 터치를 위한 부분으로서, 상부판(12)에 형성된 관통홀 위로 올라온 평면부, 상기 평면부의 한쪽(예를 들어, 좌측 끝)에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 평행한 평면을 가지는 제1연장부(15), 상기 평면부의 다른쪽(예를 들어, 우측 끝)에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 일정 각도로 경사를 갖는 경사면을 갖고, 그 끝이 하부판(11) 또는 회로 기판(20)에 의해 지지 고정되는 제2연장부(17), 및 상기 평면부의 하부에 구비된 돌기(18)를 포함한다. 자석(16)은 제1연장부(15)의 소정 홈에 삽입되어 장착된다.

하부판(11)과 상부판(12)은 겉으로 드러나는 부분으로서, 심미감을 줄 수 있는 소정 재질, 예를 들어, 플라스틱, 금속, 나무, 고무 등 목적에 맞는 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 상부판(12) 상에는 소정 로고(logo) 등 다양한 도안이 포함될 수 있다. 상부판(12)은 하부판(11) 상에 설치된 회로 기판(20)과 위로 이격되어 있으며, 회로 기판(20)과 상부판(12) 사이에 캡(14)이 삽입되고, 캡(14)의 상기 평면부가 상부판(12)의 관통홀로 삽입된다. 캡(14)의 상기 평면부에는 키 종류를 구분할 수 있는 알파벳, 한글 음소, 숫자, 기호, 기타 특수 기능 알림 문자 등이 새겨질 수 있다.

도 1및 도 2와 같이, 캡(14)의 제1연장부(15)에 자석(16)을 설치하고, 제1연장부(15) 위의 상부판(12)의 하면에 금속판(13)을 설치한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 자석(16)과 금속판(13)의 배치는 서로 반대로 될 수 있다. 예를 들어, 제1연장부(15)의 상면에 금속판(13)이 설치될 수 있고, 이때, 제1연장부(15) 위의 상부판(12)의 하면에 자석을 설치할 수도 있다.

도 1및 도 2와 같이, 캡(14)의 제2 연장부(17)의 경사면의 길이는 제1연장부(15)의 평면의 길이보다 길게 뻗도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 제2 연장부(17)를 길게 한 것은, 캡(14)의 상기 평면부가 터치될 때에도 지렛대의 원리에 따라 상기 평면부의 상하 기울어짐 정도를 작게 하여 평평하게 내려가는 것으로 보이게 함으로써 미감을 주기 위한 것이다.

도 3은 도 1의 키(10)가 눌러지기 전에 앞에서 본 모양이다. 도 3과 같이, 키(10)가 눌러지기 전, 즉, 캡(14)을 터치하기 전에는, 자석(16)에 의하여 금속판(13)과 제1연장부(15)가 붙어있게 된다.

도 4는 도 1의 키(10)가 눌러질 때 앞에서 본 모양이다. 도 4와 같이, 키(10)가 눌러질 때, 즉, 캡(14)을 손가락 등으로 터치하면, 돌기(18)가 회로 기판(20)의 해당 스위치(19)을 일정 압력으로 누르게 되며, 이때 회로 기판(20)은 해당 위치의 키 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 캡(14)으로부터 터치를 제거하면, 자석(16)에 의한 복원력으로 캡(14)이 원위치로 돌아간다. 즉, 제1연장부(15)의 자석(16)에 의한 자기력이 제1연장부(15)를 금속판(13) 쪽으로 이동하도록 작용하여 제1연장부(15)가 금속판(13)에 붙게 되며, 이에 따라 캡(14)이 원위치로 돌아간다.

도 5는 도 1의 키(10)의 하부판(11)에 설치된 회로 기판(20)을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 캡(14)의 터치 시에 돌기(18)가 회로 기판(20)을 일정 압력으로 누를 때, 키 신호를 발생시키기 위한 회로 기판(20)의 각 키(10)의 해당 스위치(19)는, 금속으로 이루어진 하부 전극(21)과 상부 전극(22)을 포함하는 스위치 접점 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 돌기(18)가 누르는 압력에 따라, 상부 전극(22)이 하부 전극(21) 쪽으로 이동하여 연결되고, 캡(14)의 터치가 제거되면 하부 전극(21)의 두 금속패턴이 오픈(open)됨으로써, 해당 스위칭 온/오프 신호를 키 신호로서 발생시킬 수 있다. 이는 회로 기판(20)에서의 스위치 접점 방식의 한 예로서 이외에도 다양한 전극 구조가 이용될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(21)이 하나의 금속패턴으로 이루어질 수도 있다.

예를 들어, 이와 같은 다양한 전극 구조로 회로 기판(20)에 적용될 수 있는 스위치 접점 방식을 좀 더 자세히 설명하면, 메카니컬 스위치 (Mechanical Switch) 타입, 리드 (Read) 방식, 폼 엘레먼트 (form element) 타입, 컨덕티브 러버 (Conductive-Rubber) 타입, 커패시티브 (Capacitive) 타입, 멤브레인(membrane) 타입, 멤브레인과 메커니컬 타입의 혼합 방식 등이 회로 기판(20)에 적용될 수 있다. 이들에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

메카니컬 스위치 (Mechanical Switch) 타입은, 키 캡을 터치함에 따라 그 아래에 있는 두 개의 전극이 연결되어 키 신호를 발생시킬 수 있는 방식이다. 리드 (Read) 방식은, 키 캡이 눌리면 자석이 함께 내려와서 일정 위치까지 도달하고 움직인 자석은 두 개의 전극 중 철이 함유된 하나의 전극을 다른 전극 쪽으로 끌어당겨 접촉시켜 키 신호를 발생시킬 수 있는 방식이다. 폼 엘레먼트 타입은,　도 5와 유사하게 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 인쇄되어 있는 끊겨진 두 전극을 키 캡에 부착되어 있는 전극이 내려가서 연결시킴으로써 키 신호를 발생시킬 수 있는 방식이다. 컨덕티브 러버 (Conductive-Rubber) 타입은, 전자 계산기 등에도 쓰이고 있는 방식으로서, 고무 탄성체 아랫면에는 탄소로 이루어진 접촉 전극이 있고 그 하부의 전극에 닿으면 스위치가 동작하여 키 신호를 발생시킬 수 있고, 고무 탄성체가 고무의 자체 탄성력에 의하여 복원되는 방식이다.

커패시티브 (Capacitive) 타입은,　물리적 접촉 전극을 가지지 않는 유일한 방식으로서, 커패시터와 일련의 회로가 스위치 기능을 수행한다. 키 캡 아래면에 캐패시터 모듈이 존재하며, 캐패시터 모듈은 PCB 기판 상에 일정한 간격을 두고 있으며, 키 캡이 최대로 눌린 상태에서도 상부와 하부의 전극이 서로 접촉되지 않는다. 여기서는, 키 캡이 눌려서 캐패시터 모듈의 상부와 하부의 전극이 서로 가까워지면 캐패시터 모듈에 쌓이는 전하량이 늘어나게 되며, PCB 기판 상의 오실레이터와 위상고정회로, 비교회로 등의 동작으로, 캐패시터 모듈에 쌓이는 전하량을 검출하여 키 스트로크를 확인할 수 있도록 키 신호를 발생시킬 수 있는 방식이다.

멤브레인 타입은, PCB 기판 상에 형성된 하부 회로막, 절연막, 상부 회로막, 탄성을 위한 러버 돔을 포함한다. 상부 회로막과 하부 회로막은 절연막에 의해 구분되어 있으나 접촉 전극이 있는 부분은 절연막이 없다. 　키 캡을 누르면 러버돔을 누르게 되고, 눌린 러버돔은 아래 있는 상부 회로막을 누르며, 상부 회로막이 눌리면, 하부 회로막과의 접촉 전극이 연결되어 키 스트로크를 확인할 수 있도록 키 신호를 발생시킬 수 있는 방식이다. 멤브레인과 메커니컬 타입의 혼합 방식은, 멤브레인 방식의 고무돔 대신에 메커니컬 스위치 방식의 스프링을 사용하여 키 스트로크가 이루어지도록 한 방식으로서, 멤브레인 방식의 키 스트로크의 단점을 보완하면서 신뢰성이 높은 키 신호를 발생시킬 수 있는 방식이다.

이와 같이 다양한 스위치 접점 방식을 회로 기판(20)에 적용한 키보드가 컴퓨터, 계산기, 기타 전자 장치 등의 좌표 입력 장치로 사용될 수 있으며, 이때 키보드에 구비된 키들(10)이 발생시키는 키 신호는 소정 프로세서에서 처리되어, 해당 키가 나타내는 알파벳, 한글 음소, 숫자, 기호, 기타 특수 기능을 나타내는 신호가 될 수 있고, 이에 따라 각 전자 장치는 그에 따라 필요한 동작, 또는 화면에 표시 기능 등을 수행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 키보드를 위한 키(10)는, 상부판(12)의 관통홀 위로 올라온 캡(14)을 터치하면 캡(14)의 하부에 구비된 돌기(18)가 하부판(11) 상에 설치한 회로 기판(20)을 눌러 해당 키 신호를 발생시킬 수 있고, 캡(14)으로부터 터치를 제거하면 자석(16)에 의한 복원력으로 캡(14)이 원위치로 돌아가는 구조를 갖는다. 이와 같이 본 발명에서는, 기계식 터치로 가볍게 누르는 압력에 따라 키 신호를 발생시킬 수 있도록 하였으며, 구조가 단순하지만, 이물질이 들어가도 동작에 거의 영향이 없고 낙하 시에도 고장의 염려가 적도록 내구성이 강하며, 세척이 용이하고 세척에 따른 키(10)나 회로 기판(20)의 손상이 거의 없게 사용 가능한 구조의 키(10)를 제안한다. 또한, 본 발명에서는, 사용자가 키(10)를 누를 때 클릭감을 가질 수 있으며, 자석(16)과 금속판(13) 사이의 자기력에 의한 복원을 이용하므로 이때 발생하는 우수한 클림음에 의하여 더욱 클릭감을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 6내지 도 18을 참조하여, 클릭감이나 클릭음을 더욱 향상시킬 수 있는 키보드의 구조를 설명한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 키(30) 구조이다. 도 7은 도 6의 키(30)가 눌러지기 전에 앞(A)에서 본 모양이다. 도 8은 도 6의 키(30)가 눌러지기 전에 옆(B)에서 본 모양이다.

도 6내지 도 8을 참조하면, 키보드에 적용을 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 키(30)는, 하부판(11), 상부판(12), 금속판(33), 캡(14), 자석(16), 및 회로 기판(20)을 포함한다. 캡(14)은 터치를 위한 부분으로서, 상부판(12)에 형성된 관통홀 위로 올라온 평면부, 상기 평면부의 한쪽(예를 들어, 좌측 끝)에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 평행한 평면을 가지는 제1연장부(15), 상기 평면부의 다른쪽(예를 들어, 우측 끝)에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 일정 각도로 경사를 갖는 경사면을 갖는 제2연장부(17), 및 상기 평면부의 하부에 구비된 돌기(18)를 포함한다. 자석(16)은 제1연장부(15)의 소정 홈에 삽입되어 장착된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 키(30)의 각부의 구성 중 도 1내지 도 4의 키(10)의 동일 부호에 해당하는 부(unit)는, 같은 기능 또는 동작을 하며, 동일한 설치 구조를 갖는다. 이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 키(30)에 대한 설명 중 도 1내지 도 4의 키(10)의 동일 부호에 해당하는 부에 대한 설명은 생략하며, 이에 대한 설명은 도 1내지 도 4의 구조와 동작을 참조할 수 있다.

다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 키(30)는, 도 1내지 도 4의 키(10)와는 달리, 스토퍼(stopper)(39)를 더 포함하고 있으며, 또한, 이하의 금속판(33)은 도 1내지 도 4의 금속판(13) 과는 다른 형태로 설치된다.

금속판(33)의 한쪽 끝(예를 들어, 도 6의 뒤 쪽으로서, 도 8의 BB 부분)은 상부판(12)의 하면에 고정되어 있다. 스토퍼(39)는 하부판(11) 상에 설치되며, 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)이 스토퍼(19) 위에 위치하도록 설치된다.

도 9는 도 6의 키(30)가 눌러지기 시작할 때 앞(A)에서 본 모양이다. 도 10은 도 6의 키(30)가 눌러지기 시작할 때 옆(B)에서 본 모양이다.

키(10)가 눌러지기 전, 즉, 캡(14)을 터치하기 전에는, 자석(16)에 의하여 금속판(33)과 제1연장부(15)가 붙어있다. 도 9및 도 10과 같이, 키(30)가 눌러지기 시작할 때, 즉, 캡(14)이 내려갈 수 있는 최대 거리 보다 적게 내려가도록 약한 압력으로 눌러질 때, 제1연장부(15)는 일정 부분 내려오고, 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)은 자석(16)의 힘에 의해 제1연장부(15)와 함께 내려 오다가 스토퍼(39)에 의해 더 이상 내려오지 못하고 스토퍼(39)까지만 내려오게 된다. 이때 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)이 스토퍼(39)에 걸리면서 일정 클림음이 발생될 수 있다.

도 11은 도 6의 키(30)가 완전히 눌러질 때 앞(A)에서 본 모양이다. 도 12는 도 6의 키(30)가 완전히 눌러질 때 옆(B)에서 본 모양이다. 도 13은 도 6의 키(30)가 완전히 눌러질 때의 사시도이다.

도 11 내지 및 도 13과 같이, 키(30)가 완전히 눌러지면, 즉, 캡(14)이 내려갈 수 있는 최대 거리까지 내려가도록 압력이 가해질 때, 제1연장부(15)는 완전히 내려갔으나, 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)은 제1연장부(15)와의 거리가 멀어져 자석(16)의 힘이 약해지고, 이에 따라 본래의 위치로 되돌아 간다. 동시에 돌기(18)는 회로 기판(20)의 해당 스위치(19)을 일정 압력으로 누르게 되며, 이때 회로 기판(20)은 해당 위치의 키 신호를 발생시킬 수 있다. 이때 자석(16)이 금속판(33)에서 떨어질 때에도 일정 클림음이 발생될 수 있다.

도 14는 도 6의 키(30)가 복원을 시작할 때 앞(A)에서 본 모양이다. 도 15는 도 6의 키(30)가 복원을 시작할 때 옆(B)에서 본 모양이다.

도 14 및 도 15와 같이, 키(30)가 복원을 시작할 때, 즉, 캡(14)이 내려갈 수 있는 최대 거리까지 내려간 후, 캡(14)으로부터 터치가 일부 제거되고 약한 압력으로 눌러질 때, 제1연장부(15)는 자석(16)의 힘에 의해 일정 부분 올라가고, 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)은 자석(16)의 힘에 의해 제1연장부(15) 쪽으로 내려 오다가 스토퍼(39)에 의해 더 이상 내려오지 못하고 스토퍼(39)까지만 내려오게 된다. 이때 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)이 자석(16)과 부딪히거나 스토퍼(39)에 걸리면서 일정 클림음이 발생될 수 있다.

도 16은 도 6의 키(30)가 복원을 완료할 때 앞(A)에서 본 모양이다. 도 17은 도 6의 키(30)가 복원을 완료할 때 옆(B)에서 본 모양이다.

도 16 및 도 17과 같이, 키(30)가 복원을 완료할 때, 즉, 캡(14)으로부터 터치를 완전히 제거하면, 자석(16)의 힘과 스프링 동작이 가능한 금속판(33)의 복원력(또는 탄성력)으로 캡(14)이 원위치로 돌아간다. 즉, 제1연장부(15)가 스토퍼(39)까지 올라 온 이후로는 고정되지 않은 금속판(33)의 다른 쪽 끝(예를 들어, 도 6의 앞쪽으로서, 도 8의 우측 부분)이 자석(16)에 붙은 상태로 올라가고 이때 사용되는 힘은 금속판(33)의 탄성력이다.

이와 같이 도 6내지 도 18에 따른 키(30)의 동작에서는, 자석(16)과 상부판(12) 사이에 클릭감과 완충제 역할을 하는 스프링 보드로서의 금속판(33)을 이용하며, 이 금속판(33)은 자석(16)에 붙는 금속으로 탄성을 많이 가진 재질로 이루어지고 그 한쪽 끝이 상부판(12)의 하면에 붙어 고정되어, 금속판(33)이 스토퍼(39)에 걸리거나 자석(16)이 금속판(33)에서 떨어질 때 클릭음을 발생시킬 수 있고, 키 캡(14)이 복원되면서 자석(16)이 금속판(33)을 잡아당겨 금속판(33)또는 스토퍼(39)에 부딪힐 때에도 클릭음을 발생시켜 사용상 클릭음에 의한 클릭감을 제공할 수 있다. 완충제 역할을 하는 스프링 보드로서의 금속판(33)은 키 캡(14)을 두드리는 손가락의 충격을 흡수하는 역할도 할 수 있다.

한편, 위와 같이 자석(16)이 금속판(33)과 부딪히거나, 금속판(33)이 스토퍼(39)에 걸리면서 클릭음을 발생시킬 때, 조용한 환경에서는 그 소리로 인해 다른 사용자에게 방해가 될 수 있으므로, 클릭음을 줄일 필요성도 있다. 이와 같은 클릭음을 줄이기 위하여, 금속판(33) 위의 상부판(12) 하면, 금속판(33) 상면, 금속판(33) 하면, 또는 자석(16)의 상면에, 고무계 물질 등으로 완충코팅을 형성할 수 있다. 이외에도 돌기(18)가 회로기판(20)의 스위치(19)를 누를 때에도 발생할 수 있는 일정 소리를 줄이기 위하여 돌기(18)의 하면이나 돌기(18) 아래의 회로기판(20)의 상면 등에도 완충코팅을 형성할 수 있다.

경우에 따라서는, 클릭감이나 클릭음을 조절하기 위해 하부판(11)과 스토퍼(39) 사이에 높이 조절 수단을 구비할 수도 있다. 사용자는 위와 같은 높이 조절 수단을 조절하여 스토퍼(39)의 높이가 조절되도록 함으로써 클릭감이나 클릭음을 조절할 수 있다. 예를 들어, 높이 조절 수단은 사용자가 소정 나사를 돌림으로써 그 높이가 조절될 수 있는 구조물 형태일 수 있다. 이때, 높이 조절 수단을 조절하여 스토퍼(39)의 높이가 적절히 높아지면 높아지면 적절한 클릭감이나 클릭음을 제공할 수 있고, 스토퍼(39)의 높이가 낮아짐에 따라 클릭감이나 클릭음이 점점 줄어들면서 클릭감이나 클릭음이 없는 무소음 모드까지도 가능하다. 도 18은 본 발명에 따른 키(10/30)를 복수로 채용한 키보드의 캡(14) 배열에 대한 일례를 설명하기 위한 도면이다. 지금까지 설명된 본 발명에 따른 키(10/30)는, 복수 개가 배치되어 다양한 키 신호를 발생시키도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 각종 전자 장치의 키 신호 입력 장치인 키보드가 도 18과 같이 일렬로 배열된 캡(14)을 갖는 형태로 실현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 19와 같이, 키(10/30)가 2차원 배열된 복수의 키를 갖는 키보드를 실현하여 컴퓨터 키보드 등에 활용되도록 할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 키가 컴퓨터 키보드에 활용되는 예를 예시하였으나, 본 발명에 따른 키는 각종 전자 장치에서 각종 버튼, 스위치 등 터치를 통해 온오프를 스위칭할 수 있는 수단으로 활용될 수 있다.

키(10/30)가 1차원 또는 2차원 어레이 형태로 배열되는 경우에는, 키 캡(14)에서 연장되는 제2연장부(17)의 경사진 부분이 인접 키 캡의 동작을 방해하지 않고, 조밀하게 키 캡들이 복수로 배치되도록 하기 위하여, 도 18과 같이 그 경사면에 관통홀을 형성할 수 있다. 이에 따라, 인접 키의 돌기(18)가 이 관통홀을 통해 움직여 키 신호를 발생시키도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 위에서 기술한 자석은 해당 위치에 금속편(예를 들어, 고투자율을 갖는 금속 조각)을 설치하고, 해당 금속편을 일정 온도로 가열한 후 강한 자기력(예를 들어, 전자석)에 노출시켜 자화 또는 착자시킴으로써 형성된 형태일 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10, 30: 키
11: 하부판
12: 상부판
13, 33: 금속판
14: 캡(cap)
16: 자석
20: 회로 기판
15: 제1연장부
17: 제2연장부
39: 스토퍼(stopper)

Claims (13)

1. 삭제
2. 하부판, 상기 하부판 상에 설치된 회로 기판, 상기 회로 기판과 위로 이격되어 있으며 관통홀이 형성된 상부판, 및 상기 회로 기판과 상기 상부판 사이에 삽입된 캡을 포함하고,
   상기 캡은 상기 관통홀 위로 올라온 평면부, 상기 평면부의 한쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 평행한 평면을 가지는 제1연장부, 상기 평면부의 다른쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 일정 각도로 경사를 갖는 경사면을 갖는 제2연장부, 및 상기 평면부의 하부에 구비된 돌기를 포함하며,
   상기 제1연장부에 금속판을 설치하고, 상기 제1연장부 위의 상기 상부판의 하면에 자석을 설치한 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 캡의 터치 시에 상기 돌기가 상기 회로 기판을 눌러 키 신호를 발생시키고,
   상기 터치를 제거하면 상기 자석에 의한 복원력으로 상기 캡이 원위치로 돌아가는 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
4. 하부판, 상기 하부판 상에 설치된 회로 기판, 상기 회로 기판과 위로 이격되어 있으며 관통홀이 형성된 상부판, 및 상기 회로 기판과 상기 상부판 사이에 삽입된 캡을 포함하고,
   상기 캡은 상기 관통홀 위로 올라온 평면부, 상기 평면부의 한쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 평행한 평면을 가지는 제1연장부, 상기 평면부의 다른쪽에서 하부로 연장되어 상기 평면부와 일정 각도로 경사를 갖는 경사면을 갖는 제2연장부, 및 상기 평면부의 하부에 구비된 돌기를 포함하며,
   상기 제1연장부에 자석을 설치하고, 상기 제1연장부 위의 상기 상부판의 하면에 금속판을 설치한 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하부판 상에 설치한 스토퍼를 더 포함하고,
   상기 금속판의 한쪽 끝이 상기 상부판의 하면에 고정되고,
   고정되지 않은 상기 금속판의 다른 쪽 끝이 상기 스토퍼 위에 위치한 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 캡의 터치 시에, 상기 금속판의 다른 쪽 끝이 상기 스토퍼까지 내려 왔다가 되돌아가며, 상기 돌기가 상기 회로 기판을 눌러 키 신호를 발생시키고,
   상기 터치를 제거할 때, 상기 금속판의 다른 쪽 끝이 상기 자석의 힘에 의해 상기 스토퍼까지 내려 왔다가 상기 자석에 붙은 상태로 상기 자석의 힘과 상기 금속판의 복원력에 의하여 상기 캡이 원위치로 돌아가는 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
7. 제5항에 있어서,
   상기 금속판 위의 상기 상부판의 하면, 상기 금속판의 상면, 상기 금속판의 하면, 또는 상기 자석의 상면에 완충코팅을 형성한 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
8. 제5항에 있어서,
   상기 돌기의 하면이나 상기 돌기 아래의 상기 회로기판의 상면에 완충코팅을 형성한 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
9. 제5항에 있어서,
   상기 하부판과 상기 스토퍼 사이에 설치된 높이 조절 수단을 더 포함하고,
   클릭감이나 클릭음의 조절을 위해 상기 높이 조절 수단을 조절하여 상기 스토퍼의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로 기판은,
    메카니컬 스위치 (Mechanical Switch) 타입, 리드 (Read) 방식, 폼 엘레먼트 (form element) 타입, 컨덕티브 러버 (Conductive-Rubber) 타입, 커패시티브 (Capacitive) 타입, 멤브레인(membrane) 타입, 또는 멤브레인과 메커니컬 타입의 혼합 방식의 스위치 접점 방식을 이용하여, 상기 캡의 터치 시에 키 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
11. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 연장부의 경사면의 길이가 상기 제1연장부의 평면의 길이보다 길게 뻗도록 형성된 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
12. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    2차원 배열된 키 구조를 위하여 인접 키의 다른 돌기에 대응되는 상기 제2 연장부의 경사면에 관통홀을 형성한 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.
13. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,상기 자석은 해당 위치에 금속편을 설치하고 상기 금속편을 자기력에 노출시켜 자화시킴으로써 형성된 형태인 것을 특징으로 하는 스위칭을 위한 키의 구조.

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