KR200419265Y1 - 자석을 이용한 키 스위치 - Google Patents

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KR200419265Y1 KR2020060008804U KR20060008804U KR200419265Y1 KR 200419265 Y1 KR200419265 Y1 KR 200419265Y1 KR 2020060008804 U KR2020060008804 U KR 2020060008804U KR 20060008804 U KR20060008804 U KR 20060008804U KR 200419265 Y1 KR200419265 Y1 KR 200419265Y1
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Abstract

키 스위치의 척력을 유지하기 위하여 영구자석을 사용하는 키 스위치가 제공된다. 본 고안에 따른 자석을 이용한 키 스위치는, 접촉여부에 따라 전기신호를 발생시키는 접점단자부가 형성되는 베이스부 및 키스트로크를 받아, 상하운동을 하는 키톱부를 포함하는 키 스위치에 있어서, 상기 키톱부는 하부에 부착된 상부 자석을 포함하며 상기 베이스부는, 상부접점을 포함하는 상부 멤브레인 필름, 상기 상부접점과 접촉 가능한 하부접점을 포함하는 하부 멤브레인 필름, 상기 상부 멤브레인 필름과 상기 하부 멤브레인 필름간에 소정의 간격을 형성시키는 스페이서 필름, 상기 상부 자석과 대향되도록 상기 상부 멤브레인 필름 상단에 위치되는 하부자석 및 상기 하부자석의 상단에 배치되어 상기 하부자석을 고정하는 코팅비닐을 포함하며 그리고 상기 상부 자석과 상기 하부 자석은 상기 키톱부와 상기 베이스부에 척력을 제공한다.
키 스위치, 접촉단자, 키톱, 멤브레인 필름, 자석, 링크부

Description

자석을 이용한 키 스위치{Key Switch Using Magnetic Force}
도 1은 종래의 자석을 이용한 키 스위치의 구조를 나타낸 도면.
도 2는 키보드유닛을 구비한 기기의 예를 나타낸 도면.
도 3은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 구조를 나타낸 분리사시도이다.
도 4a는 도3의 Ⅳa-Ⅳa' 단면도이다.
도 4b는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 단면도이다.
도 5b는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 사용상태도이다.
도 6a는 본 고안의 제 3 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 단면도이고,
도 6b는 본 고안의 제 3 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 사용상태도이다.
도 7a는 각 키 스위치가 담당하는 문자 위치에 따라서 타이핑시 힘의 배분을 달리한 키보드를 나타낸 도면이다.
도 7b 및 도 7i는 본 고안의 제 4 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 단면도들이다.
도 8a는 본 고안의 제 5 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 단면도이다.
도 8b는 본 고안의 제 5 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치의 사용상태도이다.
도 9는 본 고안의 제 6 실시예에 따른 자석과 크로스 링크의 결합 방식의 키 스위치의 분리사시도이다.
도 10a는 도 9의 Ⅹa- Ⅹa'의 단면도이다.
도 10b는 본 고안의 제 6 실시예에 따른 자석과 크로스 링크의 결합 방식의 키 스위치의 사용상태도이다.
도 11은 자석을 키톱에 고정하는 예를 나타낸 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100, 100': 키톱부 110: 키톱
120: 키샤프트 130: 상부자석
140: 접촉돌기 150: 접촉돌기판
200: 키 프레임부 300, 300': 베이스부
310: 하판 320: 하부 멤브레인 필름
330, 330': 상부 멤브레인 필름 340: 스페이서 필름
350: 접촉단자부 360: 하부자석
370, 370': 코팅비닐 400: 링크부
410: 외부링크 420: 내부링크
본 고안은 정보프로세서의 입력장치로 사용되는 키보드유닛의 키 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 키 스위치의 척력을 유지하기 위하여 영구자석을 사용하는 키 스위치 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 노트북컴퓨터나 PDA, 데스트탑 컴퓨터, 전자계산기 등과 같은 정보프로세서에는 입력수단인 키보드가 구비되어 있다.
종래의 러버돔 방식을 포함한 키보드 들은 탄성 및 복원력을 위한 부재로서 고무나 합성수지 등의 소재를 사용하거나, 코일 스프링을 사용하였다. 이들 재료들도 상당한 기간동안 반복하여 하중을 견디는 데 무리가 없다고 볼 수도 있지만, 외부적 환경이 열악한 경우, 즉 지나치게 습도가 많은 환경에서나, 추운 날씨가 계속되는 환경에서는 반드시 그러하다고도 볼 수 없다. 그리고, 상기와 같은 환경을 고려하여 엄격한 품질 기준을 적용한다면 탄성부재를 생산하는 공장에서의 수율도 낮아지기 마련일 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 일본공개특허5-62561호에 키 스위치가 제안되어 있다. 종래의 특허등록된 5-62561호의 키 스위치는 자석의 척력 이용한 키 스 위치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 지지판(13) 상부에 구비된 세퍼레이터(12)와 키톱(3)의 내부에 각각 자석(14, 15)을 마련한다. 이 자석은(14, 15) 각각 상하에 자극을 갖고 예를 들면 자석(14)의 위가 N극 아래가 S극이라 한다면, 자석(15)은 자석(14)을 반발하도록 위는 S극 아래는 N극을 가진다.
키톱(3)을 손으로 눌러 밑으로 내린다면, 키톱(3)에 구비된 키 샤프트(4)가 키 프레임(7)을 따라 하강한다. 그러면, 스페이서(9)에 의해 떨어져있던 위쪽 멤브레인 시트(8)가 아래측 멤브레인 시트(10)에 접촉하여 멤브레인상의 각각의 도체가 접촉하게 되어 키 스위치가 온(on) 된다. 반대로 손을 떼어 하중을 제거한다면, 자석(14)과 자석(15)의 같은 극끼리 밀어내는 척력에 의해 키톱(3)은 원위치로 복귀하고 멤브레인상의 각각의 도체의 접점이 떨어지면서 키 스위치는 오프(off)상태로 되돌아가게 된다. 하지만, 이러한 키 스위치는 지지판(13)에 세퍼레이터(12)를 더 구비하여 자석(15)이 안착될 수 있는 안착홈(15a)을 더 마련하고 자석(15) 하나하나를 일일이 결착시켜야 한다는 점에서 제조공정상의 단가가 높아지게 되는 문제점이 있었다.
또한, 사용자의 손가락 마다 즉, 엄지, 검지, 중지, 약지, 새끼손가락 별로 제공할 수 있는 힘은 각각 다르기 때문에 장시간 타이핑시 새끼손가락과 같은 힘이 약한 손가락은 단시간에 지치게 되는 단점이 있었다.
따라서 적은 부품을 사용하여 보다 경제적이고, 조립공수가 적게 들며, 입력하는 손가락에 대응되어 키보드의 각 위치별로 서로 다른 척력을 부여함으로써 전체적으로 편안한 키입력이 가능하게 하는 키 스위치가 필요하게 되었다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다수개의 자석이 안착할 수 있는 별도의 안착홈이 구비되지 않아 제조단가가 절감되고, 키 스위치를 담당하는 손가락별로 다른 힘이 배분되도록 하여 사용자에게 피로함을 줄이는 키 스위치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 고안은 휴대용 디바이스의 키입력 장치에 있어서 필수적이라 할 수 있는 키입력 장치의 슬림화를 고려한 키 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일실시예에 따른 자석을 이용한 키 스위치는 접촉여부에 따라 전기신호를 발생시키는 접점단자부가 형성되는 베이스부 및 키스트로크를 받아, 상하운동을 하는 키톱부를 포함하는 키 스위치에 있어서, 상기 키톱부는 하부에 부착된 상부 자석을 포함하며 상기 베이스부는, 상부접점을 포함하는 상부 멤브레인 필름, 상기 상부접점과 접촉 가능한 하부접점을 포함하는 하부 멤브레인 필름, 상기 상부 멤브레인 필름과 상기 하부 멤브레인 필름간에 소정의 간격을 형성시키는 스페이서 필름, 상기 상부 자석과 대향되도록 상기 상부 멤브레인 필름 상단에 위치되는 하부자석 및 상기 하부자석의 상단에 배치되어 상기 하부자석을 고정하는 코팅비닐을 포함하며 그리고 상기 상부 자석과 상기 하부 자석은 상기 키톱부와 상기 베이스부에 척력을 제공한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하고, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 2에 도시된 바와 같이 복수의 키 스위치(2)들로 이루어진 키보드유닛(1)이 정보 입력 유닛으로서 구비되어 있다. 본원에서 사용되는 자석을 이용한 키 스위치는 컴퓨터 입력수단인 키보드 장치로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 데스크탑 컴퓨터, PDA, 노트북컴퓨터, 및 전자계산기 등과 같은 정보프로세서에 사용되며 상기에서 언급한 것들은 예시적인 것에 불과하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 3은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(10)의 구조를 나타낸 분리사시도이고, 도 4a는 도3의 Ⅳa-Ⅳa' 단면도이며, 도 4b는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(10)의 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 고안의 제 1 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(10)는 사용자의 손이 터치되는 키톱부(100)와, 키톱부(100)를 지지하는 키 프레임부(200) 및 키톱부(100)의 압력을 받는 베이스부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
키톱부(100)는 사용자의 손이 터치되는 키톱(110)과 키샤프트(120)로 구성될 수 있으며, 키샤프트(120)에는 소정의 척력을 유지하게 하는 상부자석(130)이 구비된다. 또한 키샤프트(120)의 말단에는 걸림돌기(123)가 마련된다.
키 프레임부(200)는 가이드홈(210)이 형성되어 키샤프트(120)가 그 곳을 따라 상하수직운동을 한다. 그리고 걸림턱(212)이 형성되어 키샤프트(120)의 걸림돌기(123)는 이 걸림턱(212)에 지지된다.
베이스부(300)는 키 입력장치 하판(310) 상에 마련되어 있는 하부 멤브레인 필름(320)과, 그 상단에 마련된 상부 멤브레인 필름(330), 그리고, 상부 멤브레인 필름과 하부 멤브레인 필름간에 소정의 간격을 형성시키는 스페이서 필름(340)으로 구성될 수 있다. 상부 멤브레인 필름(330)과 하부 멤브레인 필름(320)은 가압력에 따라 접촉하는 경우에 전기신호를 발생시키는 접촉단자부(350)가 형성되어 있다. 또한, 상부 멤브레인 필름(330)의 상단에는 상부자석(130)과 대응되도록 하부자석(360)이 마련되고, 하부자석(360)을 고정하도록 코팅비닐(370)이 코팅된다. 이때 상부자석(130)과 하부자석(360)은 소정의 척력을 유지하기 위해 같은 극을 바라보게 위치시키는 것이 바람직하다.
코팅비닐(370)의 재질은 연질필름등의 합성수지로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 코팅비닐(370)로 하부자석(360)을 밀착하여 코팅하게 되면 하부자석(360)의 부식 및 산화를 방지하는 역할을 한다.
상기 구성에 있어서, 사용자가 키톱(110)을 누르게 되면, 상기 키톱(110)은 상부자석(130)과 하부자석(360)에 의하여 소정의 척력을 받으면서 하강한다. 일정 거리 이상 키톱(110)이 하강하여 키샤프트(120)에 의하여 접촉단자부(350)가 접촉되면 그 키 스위치(10)에 부여된 전기신호가 입력된다. 상기 키샤프트(120)가 접촉되어 압력을 받을 경우에 상부자석(130)이 밀려 올라가지 않도록 키톱(110)의 내부에 지지칼럼(122)을 구비한다. 이 후 사용자가 키톱(110)을 릴리스하면 상하자석(130, 360)의 척력에 의하여 최초의 위치로 돌아온다. 키톱(110) 하강시의 최종 지지는 키톱(110) 내부의 상면(112)과 키 프레임의 상단(202)이 맞닿음으로써 이루어지고, 키톱(110) 상승시의 최종 지지는 키톱(110)의 걸림돌기(123)와 키 프레임의 걸림턱(212)이 맞닿음으로써 이루어진다.
이와 같이, 접촉단자부(350)를 포함하는 멤브레인 스위치 부분은 얇은 회로막으로 이루어져 있다. 보통 상부 멤브레인 필름(330)과 하부 멤브레인 필름(320)으로 구성되며, 둘 사이에는 쇼트를 막는 스페이서 필름(340)이 놓여져 있다. 하부 멤브레인 필름(320)에는 키톱(110)의 각 행을 가로지르는 전극이 깔려 있고, 상부 회로막에는 접촉단자부(350)가 형성되어 있다. 절연막에는 접촉단자부(350)가 있는 위치마다 구멍(342)이 뚫려 있다. 사용자가 키톱(110)을 누르면 키톱(110)이 하강하며 상부 멤브레인 필름(330)에 압력을 가한다. 그리고 상부 멤브레인 필름(330)의 접점이 절연막 사이에 뚫린 구멍을 통해 하부 멤브레인 필름(320)의 접점과 연결되어 스위치 입력을 인식하게 된다. 멤브레인 스위치는 얇은 회로막 위에 도전성 잉크를 인쇄하므로 생산 원가가 대폭 절감된다. 그렇기 때문에 오늘날 저가형 키보드 거의 대부분이 멤브레인 스위치를 채택하고 있다.
도 5a는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(20)의 단면도이고, 도 5b는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(20)의 사용상태도이다. 상기 제 1 실시예의 구조와 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와같이, 본 고안의 제 2 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(20)는 키샤프트(120)의 말단에 접촉돌기(140)를 구비한다. 따라서 접촉단자부(350)의 접촉을 보다 확실히 해주는 효과를 거둔다. 상기 접촉돌기(140)는 탄력성 있는 고무 또는 합성수지 재료로서 제작되는 것이 바람직하다.
도 6a는 본 고안의 제 3 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(30)의 단면도이고, 도 6b는 본 고안의 제 3 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(30)의 사용상태도이다. 본 실시예도 제 2 실시예와 유사하지만, 접촉돌기(140)를 사용하지 않고 상부 멤브레인 필름(330) 위에 별도의 접촉돌기판(150)을 구비한다. 상기 접촉돌기판(150)은 탄력성 있는 고무 또는 합성수지 재료로서 제작되는 것이 바람직하며, 각 키 스위치(20) 마다 돌기를 하나씩 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 접촉돌기판(150)을 이용하면 도 5a 및 도 5b에서와 같이 상부자석(130)과 접촉돌기(140)를 부착할 필요가 없어 편리하다.
도 7a는 각 키 스위치가 담당하는 문자 위치에 따라서 타이핑시 힘의 배분을 달리한 키보드를 나타낸 도면이다. 현재 사용되는 고급형 키보드 중에서는 사용자가 스트로크를 하는 손가락 별로 가하는 힘이 다르다는 것을 이용하여 키 별로 가 압력을 다르게 설정한 것들이 있다. 이러한 기술을 ＇Ergo Force＇ 기술이라고 한다. 인간의 엄지, 검지, 중지, 약지, 새끼손가락의 힘은 약간씩 다르다. 보통은 엄지가 제일 세고 중지, 검지, 약지, 새끼손가락 순으로 약해진다. 대부분의 키보드는 손가락 힘의 차이를 고려하지 않고 모든 키에 균일한 키 압력을 적용하기 때문에 오랫동안 타이핑을 하노라면 새끼손가락이 금새 지치기 마련이다. ＇Ergo Force＇는 손가락의 힘 차이를 고려해 키 압력을 단계별로 나눠서 배치하는 것이다. 본 도에서는 그 일예로 상기 단계를 5단계로 나누어 배치하고, 각 단계는 80, 60, 55, 45, 및 35 그램 force의 가압력을 갖는 것으로 한다. 본 도에서 보듯이 새끼손가락으로 누르는 키는 제일 약한 35그램, 그 외 일반 키는 45그램, 펑션 키 및 편집 키 등은 55그램, 엔터 키는 65그램, 스페이서 바/Alt/Ctrl 키에는 제일 무거운 80그램 압력을 적용하고 있다.
도 7b 및 도 7i는 본 고안의 제 4 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(40, 41, 42, 43)의 단면도들이다. 종래의 자석을 사용하는 경우에는 이와 같이 원하는 가압력을 용이하게 조절하는 키 스위치(40, 41, 42, 43)를 제작하는 것이 쉽지 않았다. 그러나 도 7b 및 도 7c 도시된 바와 같이 하부자석(360)을 고정하는 코팅비닐(370')과 하부자석(360)의 하부에 위치한 상부 멤브레인 필름(330')의 두께를 소정의 두께만큼 조절함으로써 상부자석(130)과 하부자석(360) 사이의 척력을 조절한다. 즉, 상부 멤브레인 필름(330')에 소정의 두께를 형성하여 상부자석(130)과 하부자석(360)의 간격(h1)을 좁게 하면 보다 센 척력을 제공하고, 상부자석(130)과 하부자석(360)의 간격(h2)을 멀게 하면 보다 약한 척력을 제공하여 키 스위치(40) 별로 용이하고 정확하게 가압력을 조절할 수 있게 된다. 이때, 사용자가 키 스위치를 눌렀다 떼는, 키 샤프트(120)에 구비된 상부자석(130)이 코팅비닐(370')에 닿는 거리 즉, 코팅비닐(370')이 하부자석(360)을 코팅하여 돌출된 두께(t)는 같은 것이 바람직하다.
또한, 코팅비닐(370)과 하부자석(360)의 하부에 위치한 상부 멤브레인 필름(330)의 두께를 조절하지 않아도, 상부자석(130)을 수용할 수 있는 수용공간이 형성된 자석홀더(130a)를 키 샤프트(120) 내에 구비함으로써 상부자석(130)과 하부자석(360)의 간격을 조절할 수 있다.
즉, 7d 및 도 7e에 도시된 바와 같이, 자석홀더(130a)의 상부자석(130)을 위로 향하도록 하여 상부자석(130)과 하부자석(360)의 간격(h3)을 멀게 하면 약한 척력이 제공되고, 자석홀더(130a)의 상부자석(130)을 아래로 향하도록 하여 상부자석(130)과 하부자석(360)의 간격(h4)을 좁게 하면 보다 강한 척력이 제공되어 키 스위치(41)별로 용이하고 정확하게 가압력을 조절할 수 있게 된다. 여기서 상부자석(130)과 하부자석(360)이 보다 먼 간격(h3) 일때, 자석홀더(130a)의 하부 두께를 조절함으로써, 척력을 변화시킬 수도 있다. 상기와 같은, 자석홀더(130a)의 재질로는 고무 및 합성수지 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
자석홀더(130a)가 상부자석(130)을 위로 향하도록 하여 키 샤프트(120) 내에 구비될 경우, 도 7f 및 도 7g에 도시된 바와 같이, 상부자석(130)의 높이(l1, l2)를 다르게 하여 척력을 변화시킬 수도 있다. 이때, 길어진 상부자석(130)이 자석홀더(130a)를 지지하는 지지칼럼(122)에 간섭을 받기 때문에 지지칼럼(122)의 길이를 짧게 형성하여 키 샤프트(120)와 하부자석(360) 상부의 비닐코팅(370)이 닿는 거리가 동일하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 상부자석(130)의 높이가 짧을 경우(l1)에는 보다 약한 척력이 제공되고, 상부자석(130)의 높이가 높을 경우(l2)에는 보다 강한 척력이 제공되어 상부자석(130)의 높이를 변경함으로써, 키 스위치(42)별로 용이하고 정확하게 가압력을 조절할 수 있게 된다.
그리고, 도 7h 및 도 7i에 도시된 바와 같이, 자석홀더(130a) 내부에 수용된 상부자석(130)의 크기를 조절하여 척력에 변화를 줌으로써 키 스위치(43)별로 용이하고 정확하게 가압력을 조절할 수 있게 된다.
따라서 각 키 스위치(40, 41, 42, 43)가 담당하는 손가락별로 힘의 배분을 달리하는 방법으로는 상기한 바와 같이, 코팅비닐(370)과 상부 멤브레인 필름(330)의 두께를 조절하는 방법과 자석홀더(130a)를 이용하는 방법 등 여러 가지 형태로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 8a는 본 고안의 제 5 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(50)의 단면도이고, 도 8b는 본 고안의 제 5 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(50)의 사용상태도이다. 상기 도 3의 구조와 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 고안의 제 5 실시예에 따른 자석 방식의 키 스위치(50)는 사용자에게 클릭감을 제공하는 클릭감생성부(160)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구성에 있어서, 사용자가 키톱(110)을 누르게 되면, 상기 키톱(110)은 상부자석(130)과 하부자석(360)에 의하여 소정의 척력을 받으면서 하강한다. 소정 의 거리 이상 키톱(110)이 하강하여 키톱(110)의 키샤프트(120)가 상기 접촉단자부(350)에 접촉되어 그 키 스위치(50)에 부여된 전기신호가 입력된다. 이와 같이, 키톱(110)이 아래쪽으로 움직이면 상하부 자석(130, 360)에 의해 척력이 걸리고, 상기 클릭감생성부(160)가 휘어지면서 키톱(110)을 움직이는데 필요한 압력이 미묘하게 달라진다. 이 경우 상기 접촉단자부(350)가 접촉하는 순간과 비슷한 순간에 상기 클릭감생성부(160)에 의하여 클릭음향이 제공됨으로써 사용자는 키 입력이 되었음을 감지할 수 있다. 한편, 키샤프트(120)가 접촉되어 압력을 받을 경우에 상부자석(130)이 밀려 올라가지 않도록 키샤프트(120)의 내부에 지지칼럼(122)을 구비한다. 이 후 사용자가 키톱(110)을 릴리스하면 상하자석(130, 360)의 척력에 의하여 최초의 위치로 돌아온다. 본 실시예에서, 키톱(110) 하강시의 최종 지지는 키톱(110) 내부의 상면(112)과 키 프레임의 상단(202)이 맞닿음으로써 이루어지고, 키톱(110) 상승시의 최종 지지는 키샤프트(120)의 걸림돌기(123)와 키 프레임(200)의 걸림턱(212)이 맞닿음으로써 이루어진다.
이상 도 1 내지 도 8b에서 설명한 본 고안의 실시예들은 키톱부(100)를 지지하는 키 프레임부(200)를 이용하여 설명하였으나, 도 9와 같이 키톱부(100)를 가이드하는 키 프레임부(200) 대신, 링크구조로 된 경우에도 적용될 수 있다. 도 9는 본 고안의 제 6 실시예에 따른 자석과 크로스 링크의 결합 방식의 키 스위치(60)의 분리사시도이고, 도 10a는 도 9의 Ⅹa- Ⅹa'의 단면도이며, 도 10b은 본 고안의 제 6 실시예에 따른 자석과 크로스 링크의 결합 방식의 키 스위치(60)의 사용상태도이다. 설명의 편의상, 상기 제 1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖 는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 크로스 링크 스위치 방식의 키 스위치(60)는, 도 9 내지 도 10b에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예와 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.
즉, 본 고안의 제 6 실시예에 따른 크로스 링크 스위치 방식의 키 스위치(60)는 사용자의 손이 터치되는 키톱부(100')와, 키톱부(100')를 지지하는 링크부(400) 및 키톱부(100')의 압력을 받는 베이스부(300')를 포함하여 구성될 수 있다.
키톱부(100')는 사용자의 손이 터치되는 키톱(110')과 키샤프트(120)로 구성될 수 있으며, 키샤프트(120)에는 소정의 척력을 유지하게 하는 상부자석(130)이 구비된다.
링크부(400)는 외부링크(410)와 상기 외부링크(410)의 내부에 꼭 맞도록 제작된 내부링크(420) 및 상기 링크들(410, 420)을 결합하고 피봇 역할을 하는 링크고정피봇(430)으로 구성된다. 상기 키톱(110')이 상하로 움직이면 상기 링크들(410, 420)과 키 입력장치 하판(310)과 이루는 각이 작아졌다 커졌다 하면서 전체 키 스위치가 동작하게 된다. 역시 본 실시예에서도 키톱(110')의 척력과 키 릴리스시의 복원력은 자석의 척력을 이용하여 생성한다.
베이스부(300)는 키 입력장치 하판(310) 상에 마련되어 있는 하부 멤브레인 필름(320)과, 그 상단에 마련된 상부 멤브레인 필름(330), 그리고, 상부 멤브레인 필름과 하부 멤브레인 필름간에 소정의 간격을 형성시키는 스페이서 필름(340)으로 구성될 수 있다. 상부 멤브레인 필름(330)과 하부 멤브레인 필름(320)은 가압력에 따라 접촉하는 경우에 전기신호를 발생시키는 접촉단자부(350)가 형성되어 있다. 또한, 상부 멤브레인 필름(330)의 상단에는 상부자석(130)과 대응되도록 하부자석(360)이 마련되고, 하부자석(360)을 고정하도록 코팅비닐(370)이 코팅된다. 이때 상부자석(130)과 하부자석(360)은 소정의 척력을 유지하기 위해 같은 극을 바라보게 위치시키는 것이 바람직하다.
상기 키 입력장치 하판(310) 위에는 상기 링크들(410, 420)을 지지하기 위한 하부고정지지부(440) 및 하부이동슬롯(445)이 구비되어 있다. 하부고정지지부(440)는 상기 외부링크(410)의 일측을 고정하는 역할을 하고, 하부이동슬롯은 상기 내부링크(420)의 일측을 지지하고 키톱(110')이 하강할 때 좌우로 소정의 폭만큼 움직일 수 있도록 한다. 상기 외부링크(410)의 타측은 키톱(110')의 하부에 구비된 상부이동슬롯(175)에 연결되고, 상기 내부링크(420)의 타측은 키톱(110')의 하부에 구비된 상부고정지지부(170)에 연결된다.
따라서, 본 실시예에서는 제 1 실시예와는 달리 키톱(110')을 지지 및 이동안내를 위한 별도의 상부 키 프레임(도 4의 200)은 존재하지 않으며, 이러한 지지 역할을 수행하는 2개의 링크(410, 420)가 상기 지지 및 이동 안내 역할을 수행하게 된다.
상기 구성에 있어서, 사용자가 키톱(110')을 누르게 되면, 상기 키톱(110')은 상부자석(130)과 하부자석(360)에 의하여 소정의 척력을 받으면서 하강한다. 정확히 말하면 상기 링크들(410, 420)에 의하여 약간 우측으로 이동하면서 하강하지만, 우측으로 이동하는 정도는 그다지 크지 않아서 대체적으로 하강하는 동작으로 볼 수 있다. 일정 거리 이상 키톱(110')이 하강하여 키샤프트(120)에 의하여 접촉단자부(350)가 접촉되면 그 키 스위치에 부여된 전기신호가 입력된다. 상기 키샤프트(120)가 접촉되어 압력을 받을 경우에 키샤프트(120) 말단에 구비된 상부자석(130)이 밀려 올라가지 않도록 키톱(110')의 내부에 지지칼럼(122)을 구비한다. 이 후 사용자가 키톱(110')을 릴리스하면 상하자석(130, 360)의 척력에 의하여 최초의 위치로 돌아온다. 키톱(110') 하강시의 최종 지지는 키 입력장치 하판(310)에 의하여 이루어지고, 키톱(110') 상승시의 최종 지지는 상기 링크들(410, 420)의 우측부분이 상부이동슬롯(175) 및 하부이동슬롯(445)의 좌측부분에 걸림으로써 이루어진다.
본 실시예에서는 키샤프트(120)가 눌리면서 접촉단자부(350)의 접점을 단속시키고 있으나, 도 5a 또는 도 6a에서와 같이 접촉돌기(140) 또는 접촉돌기판(150)을 이용하여 구성할 수도 있다. 이와 같은 변형된 실시예의 구성과 동작은 당업자라면 쉽게 구현할 수 있을 것이므로 별도의 설명은 생략하기로 한다.
이상 실시예들을 개별적으로 설명하였으나 본 고안의 자석을 이용한 키 스위치는 이러한 실시예들을 하나 이상 혼합하여 적용할 수 있다.
도 11은 본 고안에 반드시 필요한 자석을 키톱에 고정하는 예를 나타낸 도면이다. 하부자석(360)은 베이스부(300)의 상부 멤브레인 필름(330)에 코팅비닐(370)에 의해 잘 고정되어 있을 수 있지만, 상부자석(130)은 키톱(110.110')에 형성된 키샤프트(120)의 내주면에 끼워져 있어 정확하게 고정되지 않을 수 있다. 따라서, 본 고안에서는 키샤프트(120)의 내부에서 상부자석(130)이 위로 이동하는 것을 방 지하기 위하여 지지 칼럼(112)을 둠과 아울러 키샤프트(120)의 내주면에 홈(125)을 파고, 상부자석(130)의 외주면에 이 홈(125)과 결합될 수 있는 고정멈치(135)를 생성할 수 있다. 본 실시예에서는 고정멈치(135)의 모양을 반원 모양으로 하였지만 이외에도 필요에 따라 다양한 모양으로 만들 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 고안에 따른 자석을 이용한 키 스위치에 의하면, 서로 다른 극을 갖는 자석이 척력을 갖는 성질을 이용함으로써, 키 스트로크의 반복에 의한 마모나 고장을 줄일 수 있어 키 스위치의 수명을 연장시키는 장점이 있다.
또한 본 고안에 따르면, 키보드의 슬림화가 가능하다. 기존의 척력을 얻기 위하여는 스위치의 일정 높이가 요구되었으나 자석의 척력을 이용하면 키 스위치의 높이를 줄일 수 있는 효과가 있다. 이와 같이 키보드를 슬림화를 구현하면, 장시간 키 입력장치를 이용하는 경우에 키 입력장치의 두께로 인하여 발생하는 손목꺾임을 최소화함으로써 편안한 작업을 가능하게 하는 장점이 있다.
또한 일반적으로 자석은 자석에 의한 신진대사 기능을 유도하는 것으로 알려져 있는데, 키 캡에 들어 있는 자석은 이와 같은 기능을 수행할 수도 있다는 장점 이 있다.
그리고 본 고안에 따르면, 각 키 스위치는 자석의 척력에 의하여 작동되고 상기 척력은 자석의 자화정도에 따라 결정되므로, 자화정도를 조절함으로써 키 스위치의 반발력을 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다. 이러한 원리를 이용하면, 각 키 스위치 별로 각 손가락에 맞는 적절한 압력을 배분할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 고안은 척력을 통하여 키의 스트로크를 입력할 수 있도록 하는 모든 압력식 키 스위치에 융통성 있게 적용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 접촉여부에 따라 전기신호를 발생시키는 접점단자부가 형성되는 베이스부 및 키스트로크를 받아, 상하운동을 하는 키톱부를 포함하는 키 스위치에 있어서,
    상기 키톱부는 하부에 부착된 상부 자석을 포함하며; 상기 베이스부는,
    상부접점을 포함하는 상부 멤브레인 필름,
    상기 상부접점과 접촉 가능한 하부접점을 포함하는 하부 멤브레인 필름,
    상기 상부 멤브레인 필름과 상기 하부 멤브레인 필름간에 소정의 간격을 형성시키는 스페이서 필름,
    상기 상부 자석과 대향되도록 상기 상부 멤브레인 필름 상단에 위치되는 하부자석 및
    상기 하부자석의 상단에 배치되어 상기 하부자석을 고정하는 코팅비닐을 포함하며; 그리고 상기 상부 자석과 상기 하부 자석은 상기 키톱부와 상기 베이스부에 척력을 제공하는 자석을 이용한 키 스위치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 키 스위치는 각 키스위치가 담당하는 손가락별로 상기 척력을 달리하는 자석을 이용한 키 스위치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 척력은,
    상기 코팅비닐의 두께에 의해 조절되는 자석을 이용한 키 스위치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 척력은,
    상기 상부 자석을 수용하는 자석홀더에 의해 조절되는 자석을 이용한 키 스위치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 척력은,
    상기 자석홀더에 수용된 상부자석의 크기에 의해 조절되는 자석을 이용한 키 스위치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부자석의 하부에 위치되어, 상기 키톱부가 소정 거리 이상을 하강하면 상기 상부 멤브레인 필름에 부착된 상기 상부 접점을 눌러서 상기 하부 접점과 접촉하게 하는 접촉돌기를 더 포함하는 자석을 이용한 키 스위치.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 멤브레인 필름의 상부에 위치되어 판형태로 만들어지고 상기 판형태의 하부에 키 스위치별로 하나씩 돌기가 형성되고, 상기 키톱이 소정 거리 이상을 하강하면 상기 상부 멤브레인 필름에 부착된 상기 상부 접점을 눌러서 상기 하부 접점과 접촉하게 하는 접촉돌기판을 더 포함하는 자석을 이용한 키 스위치.
  8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스부의 상단에 위치되어 상키 키톱부의 상기 상하운동을 가이드하는 가이드부를 더 포함하는 자석을 이용한 키 스위치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 가이드부는,
    탄력성 있는 금속 재질로 제작되고, 비스듬히 2단으로 구부러져 있어서, 상기 키톱부가 소정의 거리 이상 하강하는 경우에는 사용자로 하여금 클릭감을 느낄 수 있도록 하는 클릭감 생성부를 더 포함하는 자석을 이용한 키 스위치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 가이드부는,
    상기 키톱부 및 베이스부에 2개의 링크가 회동가능하게 결합된 링크부로 이루어지는 자석을 이용한 키 스위치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103325604A (zh) * 2013-06-13 2013-09-25 苏州达方电子有限公司 按键及应用其的键盘
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CN116564649A (zh) * 2023-04-14 2023-08-08 南京开聚电子科技有限公司 一种电力电子变压器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103325604A (zh) * 2013-06-13 2013-09-25 苏州达方电子有限公司 按键及应用其的键盘
CN104036999A (zh) * 2013-06-13 2014-09-10 苏州达方电子有限公司 按键及应用其的键盘
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