KR20060037268A - 키 유닛과 키 유닛의 제조방법 - Google Patents

키 유닛과 키 유닛의 제조방법 Download PDF

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Abstract

키 탑이 키가 눌러질 때 키 윈도우 프레임 아래로 함몰되는 것과 키 탑의 부상이 방지되고, 키 윈도우 프레임이 적용되지 않는 좁은 피치의 키보드에서 조차도 키 간의 간섭이 방지되고, 자동 조립이 쉽게 될 수 있고, 도광판이 독립된 부품으로서 키 유닛에 적층되는 이중 구조가 제거되는 키 유닛. 키 유닛은 면에 관통구멍 또는 절개부를 갖고, 경질수지판 또는 금속판과 같은 뻣뻣한 판의 경질베이스와 경질베이스의 관통구멍 또는 절개부를 폐쇄하도록 열가소성 엘라스토머의 패드부재로 이루어지는 키 패드를 포함하고, 여기서 패드부재는 스위치 누름돌기와 일체로 제공되고, 경질수지의 키 탑은 스위치 누름돌기와 일치하도록 배열된다.
키, 키 유닛, 휴대폰

Description

키 유닛과 키 유닛의 제조방법{KEY UNIT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 휴대폰이나 PDA와 같은 이동기기에 사용되기 위한 키 유닛에 대한 것으로, 특히 경질수지(hard resin)로 된 것이나 금속판과 같은 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스(hard base)를 갖는 키 패드(key pad)을 포함하는 키 유닛에 대한 것이다.
키 유닛은 휴대폰이나 PDA와 같은 이동기기를 구성하는 하나의 부품이고, 키(버튼)를 조작하는 수 많은 스위치가 하나의 시트 위에 모여서 배열된 장치이다. 키는 연질 고무 또는 열가소성 엘라스토머와 같은 탄성 재료로 구성된 키 패드와 키 패드의 표면에 부착되고 경질수지로 만들어진 키 탑(key top), 그리고 키 패드의 뒷면에 있는 스위치 누름돌기("보스(boss)"라고 함)로 구성된다. 키는 키 패드를 통하여 다른 키에 연결된다. 스위치 소자가 있는 회로기판이 이러한 방법으로 구성된 키 유닛의 밑면에 밀착되는 경우, 키 스위치는 각각의 키에 해당하는 위치에서 형성된다. 지금까지는 키 유닛에 있는 키 탑(key top)이 휴대폰등의 케이스 면에 위치하는 키 윈도우로부터 노출되는 구조가 적용되어 왔다.
최근에는 휴대폰등의 소형화의 결과로 키 유닛을 얇게하려는 요구가 증가되 어왔고, 키 탑의 윗면으로부터 키 유닛의 밑면에 이르는 거리는 과도하게 감소되었다. 이와 같은 얇은 키 유닛에서는 키가 눌러졌을 때 키 탑의 끝단부가 케이스의 키 윈도우 프레임(key window frame) 아래로 함몰되고 눌러진 키가 복귀하지 않는 단점이 있다.
상술한 단점의 원인은 아마도 전체 키 유닛이 부드럽게 늘어나고 수축되는 탄성 재료로 만들어졌기 때문일 것이다. 또한, 키 유닛이 과도하게 얇아지게 되었기 때문에 유닛은 형상 안정성이 부족하게 되었다. 키가 눌러졌을 때 키 유닛은 변형되고 키 탑은 측방향으로 미끄러진다. 이와 같은 키 유닛은 또한 자동 조립이 되기 어려운 문제점을 갖고 있다.
지금까지 키 탑의 함몰에 대한 대응책으로 도 10(A) 에서 보여지듯이 키 탑의 중앙을 둘러싸는 원형의 돌출부(리브 (rib))가 키 패드의 뒷면에 배치되는 키 유닛이 제안되었다. 그런데, 조명 기능이 있는 키에 있어서는 이러한 원형 돌출부의 그림자가 키 탑의 윗면으로부터 보이게 되어 키 유닛의 가치를 떨어뜨리게 되는 또 다른 문제를 발생시킨다.
또한, 일반적인 키 유닛에 있어서는 도 10(B) 에서 보여지듯이 키 탑을 조명하는 도광판이 키 유닛에 적층되는 구조이나, 이러한 이중구조는 키 유닛을 얇게하고자 하는 요구에 배치된다. 또 다른 전통적인 기술은 일본 공개 특허 공보 2003-7161에서 설명된 라디오 폰에 대한 키 패드이다.
더 나아가, 빠르게 발전하고 있는 PDA등의 키보드에 있어서는, 작은 공간에 많은 키를 배열해야할 필요가 있기 때문에, 키 사이의 간격이 현저하게 작은 소위 좁은 피치의 키 유닛이 적용되는 경향이다. 좁은 피치의 키 유닛에서 인접하는 키 탑들 사이에 상술한 키 윈도우 프레임을 배치하기 위한 공간적 여유가 없기 때문에, 키 탑들간의 상호 위치는 오직 부드러운 키 패드에 좌우될 수 밖에 없다. 그와 같은 구조를 갖는 키 유닛에 있어서, 키 탑이 무엇인가에 걸려 위로 튀어오르거나, 하나의 키를 누르는 동작이 키 사이의 움직임에 대한 간섭을 일으켜 인접한 키를 작동시키는 문제를 쉽게 일으킨다.
본 발명의 첫 번째 목적은 키가 눌러졌을 때 키 탑이 케이스의 키 윈도우 프레임 아래로 함몰되는 것을 방지하기 위하여, 그리고 키 탑의 부상(floating)과 키들 간의 간섭을 방지할 수 있는 키 유닛을 제공하기 위하여 키 유닛의 형상 안정성을 향상시키는 것과, 키 탑들을 상호간에 위치시키는 기능을 수행하는 키 윈도우 프레임을 적용하기 불가능한 좁은 피치의 키보드에 대해 손쉽게 자동 조립을 수행하는 것이다. 또한, 두 번째 목적은 별도의 도광판이 키 유닛에 제공되는 이중 구조를 제거하는 것이다.
본 발명에 있어서, 상술한 목적을 달성하기 위하여, 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 만들어진 가요성 패드부재를 경질수지판이나 금속판과 같이 강성을 가진 판으로 구성된 경질베이스와 결합시켜 구성되는 키 패드를 제공한다. 따라서 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 만들어진 패드부재의 가요성은 국부적으로 이용되고, 경질수지판이나 금속판과 같은 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스에 의해 전체 키 유닛에 강성이 부여되어 상술한 첫 번째 문제점은 해결된다. 또한 이때 광투과성을 갖는 경질수지로 된 것이 사용되는 경우, 경질베이스 그 자체는 또한 도광판으로써 기능하여 두 번째 목적이 동시에 해결된다.
키 패드의 구조에 있어서, 즉 패드부재를 경질베이스와 결합하는 방법에 있어 두 가지의 형태가 있을 수 있다. 우선 제 1 실시형태에 있어서, 요구되는 관통구멍이나 절개부(키 탑이 이러한 관통구멍이나 절개부에 있는 키 패드를 통하여 눌러진다)가 평평한 경질베이스의 표면에 배치되고, 관통구멍이나 절개부를 폐쇄하도록 관통구멍 또는 절개부에 고무 또는 열가소성 엘라스토머의 패드부재가 형성된다. 이 경우, 스위치 누름돌기는 패드부재의 한 면에 동시에 그리고 일체로 형성되고, 키 탑은 스위치 누름돌기에 대응하는 뒷면의 위치에 배치된다. 이러한 제 1 실시형태에 있어서, 패드부재는 각각의 관통구멍 또는 절개부에 대하여 분리된다. 청구범위의 제 1 항에서 설명된 발명은 제 1 실시형태에 대한 것이다.
키 패드의 구조에 대한 두 번째 내지 제 4 실시형태는 고무나 열가소성 엘라스토머로된 패드부재가 경질베이스의 관통구멍을 폐쇄하도록 형성되고, 키 탑과 스위치 누름돌기가 패드부재의 서로 반대면에 배치된다는 점에서 제 1 실시형태와 유사하다. 또한 상기의 구조에서는, 패드부재는 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부에 연결되어 경질베이스를 덮는다. 이 경우, 패드부재가 경질베이스의 관통구멍이나 절개부 이외 부분의 상면(키 탑이 배치된 키 패드의 표면의 방향과 같은 방향을 향하는 경질베이스의 표면, 뒷면은 하면으로 통칭한다), 하면 또는 양쪽 면에서 각각의 관통구멍이나 절개부를 넘어서 확장되는 방법으로 연결되어, 패드부재는 관통구멍 외부에서 경질베이스에 연결된다. 청구범위 제 2 항과 제 3 항에서 설명된 발명은 두 번째 내지 제 4 실시형태와 관련된 것이다. 첫 번째 내지 제 4 실시형태는 키 패드의 서로 다른 부분 각각에 대하여 병렬적으로 적용될 수 있음을 유의해야 한다.
상술된 두 번째 목적은 위에서 설명된 바와 같이 광투과성이 경질베이스와 패드부재에 부여되는 제 5 실시형태에 의해 해결될 수 있다. 또한, 광원이 LED(light-emitting diode)와 같은 발광소자인 경우에 발광소자는 경질베이스의 두께 중심에 배치된다. 따라서, 발광소자를 삽입하기 위한 구멍과 같은 광원 배치부는 경질베이스에서 관통구멍 이외의 부분에 배치될 수 있다. 광원이 전계발광(EL, electroluminescence)소자와 같은 표면 발광체인 경우에는, 표면 광원은 키 패드의 경질베이스 및/또는 패드부재에 적층될 수도 있다. 청구범위 제 4 항과 제 5 항에서 설명되는 발명은 상술한 제 5 실시형태에 대한 것이다.
본 발명의 청구범위 제 1 항에 따르면, 경질수지판 또는 금속판과 같이 강성을 가지며, 표면에 관통구멍 및/또는 절개부를 갖는 판으로 구성된 경질베이스 및 그 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부를 폐쇄하도록 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 이루어진 패드부재로 형성되는 키 패드를 포함하는 키 유닛이 제공되고, 상기 패드부재에는 스위치 누름돌기가 일체로 제공되고 경질수지로 이루어진 키 탑이 패드부재의 스위치 누름돌기와 관련되어 배치된다.
청구범위 제 1 항에 따른 키 유닛에 있어서, 패드부재는 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부에 연결되어 경질베이스를 덮는다.
청구범위 제 2 항에 따른 키 유닛에 있어서, 패드부재는 경질베이스의 한쪽 면 또는 양쪽 면을 덮도록 되어 있다.
청구범위 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 따른 키 유닛에 있어서, 키 패드와 키 탑 모두 광투과성을 갖고, 발광소자 등의 광원 배치부가 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부 이외의 다른 부분에 위치된다.
청구범위 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 따른 키 유닛에 있어서, 키 패드와 키 탑 모두 광투과성을 갖고, 전계발광(EL)소자와 같은 표면 발광체가 키 패드에 적층된다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 단계로 구성된 키 유닛을 제조하는 방법이 제시된다.
관통구멍 및/또는 절개부를 갖고 경질수지판 또는 금속판과 같이 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스를 먼저 형성하는 단계와
성형틀(molding mold)에 경질베이스를 배치한 후, 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부가 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 이루어진 패드부재에 의해 폐쇄되도록 패드부재를 고정하고 형성하기 위하여 성형몰드 안에 고무 또는 열가소성 엘라스토머를 삽입하고, 키 패드를 구성하는 패드부재에 스위치 누름돌기를 일체로써 형성시키는 단계 및
패드부재의 스위치 누름돌기와 관련된 경질수지제 키 탑을 결합시키는 단계.
도 1 은 본 발명에 따른 키 유닛의 제 1 실시형태에 해당하는 구조를 보여주는 측면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 키 유닛의 제 2 실시형태에 해당하는 구조를 보여주는 측면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 키 유닛의 제 3 실시형태에 해당하는 구조를 보여주는 측면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 키 유닛의 제 4 실시형태에 해당하는 구조를 보여주는 측면도이다.
도 5(A) 내지 도 5(F) 는 제 2 실시형태에서 키 탑을 조명하는 광원에 있어 EL소자를 사용하는 EL시트와 같은 표면 광원이 사용되는 경우의 키 유닛 구조를 보여주는 측면도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 키 유닛에 있어서 경질베이스를 보여주는 평면도이다.
도 7 은 키 패드를 구성하기 위하여 패드부재가 도 6 에서 보여지는 경질베이스의 구멍을 폐쇄하는 방법으로 형성된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 8(A) 는 키 탑이 도 7 에서 보여지는 키 패드의 표면에 설치된 상태를 보여주는 평면도이고, (B)는 (A)에서 A-A 선의 방향으로부터 보여지는 단면도이며, (C)는 (A)와 (B)에서 B-B 선의 방향으로부터 보여지는 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 경질베이스를 갖는 키 패드가 제공된 좁은 피치의 키 유닛의 측면도이다.
도 10 은 일반적인 키 유닛을 보여준다. (A)는 함몰되는 것을 방지하는 리브(rib)가 제공된 장치의 측면에 대한 단면도이고, (B)는 발광소자와 도광판이 제공된 유닛의 측면도이다.
본 발명의 실시형태의 개요를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. 각각의 도면에서 도면부호 1 은 키 유닛, 2 는 키 탑, 3 은 키 패드, 4 는 경질베이스, 4a 는 관통구멍, 4b 는 절개부, 4c 는 광원 배치부(발광소자가 배치되는 구멍), 5 는 패드부재, 5a 는 스위치 누름돌기, 5b 와 5c 는 필름형부, 6 은 LED, 7 은 표면 발광체, 8 은 회로 기판 그리고 9 는 금속 돔(dome)을 나타낸다.
경질베이스 키 유닛의 제 1 실시형태가 도 1 을 참고하여 본 발명에 따라 설명될 것이다. 즉, 키 유닛 (1) 은 키 탑 (2) 과 키 패드 (3) 를 갖는다. 키 탑 (2) 은 PC(polycarbonate)수지 또는 PET(polyethylene terephthalate)수지와 같은 열가소성의 경질수지에 의해 원하는 형상으로 만들어진다. 키 패드 (3) 는 PC수지나 PET수지와 같은 경질수지나 알루미늄, 스테인레스 스틸(SUS등) 또는 아연과 같은 금속 등의 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스 (4) 와, 고무 또는 열가소성 엘라스토머(실리콘 고무등)와 같은 탄성 재료로 만들어진 패드부재 (5) 로 구성된다.
경질베이스 (4) 에는 면상에서 여러 가지 모양의 많은 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 가 제공된다. 또한, 이러한 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 는 패드부재 (5) 에 의해 각각 메워진다. 각 패드부재 (5) 에는 한 방향으로 돌출된 스위치 누름돌기 (5a) 가 일체로 제공되고, 패드부재의 다른 부분은 경질베이스 (4) 보다 더 얇은 필름으로 실질적으로 형성된다. 또한, 키 탑 (2) 은 스위치 누름돌기 (5a) 가 형성된 각 패드부재 표면의 반대면에 배치된다. 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 를 폐쇄하는 각 패드부재 (5) 에 있어서, 패드부재의 끝단면은 각 관통구멍 (4a) 또는 각 절개부 (4b) 의 측벽이나 내부 경계벽에 접합된다.
제 1 실시형태의 키 유닛 (1) 의 키 패드 (3) 에 있어서, 패드부재 (5) 는 경질베이스 (4) 의 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 에만 존재하고, 경질베이스 (4) 의 표면 위에는 놓이지 않는다. 따라서 키 유닛 (1) 의 두께가 모든 실시형태에서 동일하게 설정된다면, 경질베이스 (4) 의 두께가 가장 크게 설정되고, 강성은 이후에 설명되는 다른 실시형태에 비교하여 가장 높게 될 것이다.
또한, 경질베이스 (4) 가 금속판으로 형성되는 경우에는 경질베이스 (4) 에 접지부재로써 기능할 수 있다. 따라서, 키 유닛 (1) 에 대전된 정전기는 경질베이스 (4) 를 통하여 방출될 수 있고, 키 유닛 (1) 에 대전된 정전기에 의해 먼지 등이 흡착되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 금속판은 변형에 강하고 그의 형상 안정성이 수지의 경우보다 더 높기 때문에, 관통구멍 (4a), 절개부 (4b) 등의 위치를 정확하게 확정하는 것이 가능하고, 만족할 만한 치수 정밀도를 갖는 키 유닛 (1) 을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 제 2 실시형태는 도 2 를 참고하여 설명한다. 제 2 실시형태 에 따르면, 키 유닛 (1) 은 제 1 실시형태에서와 같은 방법으로 키 탑 (2) 과 키 패드 (3) 를 갖는다. 키 탑 (2) 은 PC수지나 PET수지와 같은 열가소성의 경질수지에 의해 원하는 형태로 형성된다. 키 패드 (3) 는 PC수지나 PET수지와 같은 경질수지나 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 아연과 같은 금속 등의 강성을 갖는 판으로 이루어진 경질 베이스 (4) 및 고무 또는 열가소성 엘라스토머(실리콘 고무 또는 그와 유사한 것)와 같은 탄성 재료로 형성된 패드부재 (5) 로 구성된다. 패드부재 (5) 는 경질베이스 (4) 와 실질적으로 동일한 크기이다.
경질베이스 (4) 에는 면상에서 여러 가지 형상의 많은 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 가 제공된다. 한 쪽 방향으로 돌출된 스위치 누름돌기 (5a) 는 각 관통구멍 (4a) 또는 각 절개부 (4b) 를 폐쇄하는 각 패드부재 (5) 의 일부분과 일체로 형성되고, 다른 부분은 경질베이스 (4) 보다 얇은 필름으로 실질적으로 형성된다. 키 탑 (2) 은 스위치 누름돌기 (5a) 가 형성된 각 패드부재 (5) 표면의 반대면에 배치된다.
제 2 실시형태의 키 유닛 (1) 의 키 패드 (3) 에 있어서, 패드부재 (5) 는 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 에 대응하는 키 패드 일부분에 연결되어 필름형부 (5b) 가 일체로 구성된다. 따라서, 도 2 에서 경질베이스 (4) 의 표면 (11) 은 위로부터 전체적으로 덮여진다. 필름형부 (5b) 는 그 두께가 경질베이스 (4) 의 두께보다 작은 필름 상태로 형성되는 것임을 유의해야 한다. 경질베이스 (4) 는 각 관통구멍 (4a) 의 측벽/내부 테두리 벽에서뿐만 아니라 경질베이스 (4) 의 표면 (11) 에서도 패드부재 (5) 에 접합된다. 따라서, 서로 접합되는 영역 이 상술한 제 1 실시형태에 비하여 증가하게 된다.
본 발명의 제 3 실시형태는 도 3 을 참고하여 설명한다. 제 3 실시형태에 따르면, 키 유닛 (1) 은 제 1 및 제 2 실시형태에서와 같은 방법으로 키 탑 (2) 과 키 패드 (3) 를 갖는다. 키 탑 (2) 은 PC수지나 PET수지와 같이 열가소성의 경질수지에 의해 원하는 형상으로 형성된다. 키 패드 (3) 는 PC수지나 PET수지와 같은 경질수지나 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 아연과 같은 금속 등의 강성을 갖는 판으로 이루어진 경질베이스 (4) 와, 고무 또는 열가소성 엘라스토머(실리콘 고무 또는 그와 같은 것)와 같은 탄성 재료로 형성된 패드부재 (5) 로 구성된다. 패드부재 (5) 는 경질베이스 (4) 와 실질적으로 동일한 크기를 갖는다.
제 3 실시형태의 키 유닛 (1) 의 키 패드 (3) 에 있어서, 도 3 에서 보는 바와 같이 패드부재 (5) 는 경질베이스 (4) 의 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 에 대응하는 키 패드 부위로 연결되고, 필름형부 (5b), (5c) 가 경질베이스 (4) 의 표면 (11) 을 그 사이에 끼우고 상하 양측에서 일체로 형성되어 있다. 따라서, 경질베이스 (4) 의 전체 표면 (11) 이 덮이게 된다. 필름형부 (5b), (5c) 는 경질베이스 (4) 보다 더 얇은 필름으로 형성되는 것을 유의해야 한다. 경질베이스 (4) 는 각 관통구멍 (4a) 의 측벽/내부 테두리 벽에서뿐만 아니라 경질베이스 (4) 의 표면 (11) 에서도 패드부재 (5) 에 접합되고, 이에 따라 경질베이스 (4) 는 그 사이에 끼워지게 된다. 따라서, 서로 접합되는 부분은 지금까지의 실시형태 중에서 가장 크며, 가장 강한 접합 상태가 실현된다. 덧붙여, 경질베이스 (4) 가 패드부재 (5) 에 일단 접합된 후에는 부수지 않는 한 서로 분리될 수 없다.
다음 본 발명의 제 4 실시형태는 도 4 를 참고하여 설명한다. 제 4 실시형태에 따르면, 키 유닛 (1) 은 제 2 실시형태에서와 같은 방법으로 키 탑 (2) 과 키 패드 (3) 를 갖는다. 키 탑 (2) 은 PC수지나 PET수지와 같이 열가소성의 경질수지에 의해 원하는 형상으로 형성된다. 키 패드 (3) 는 PC수지나 PET수지와 같은 열가소성 수지, 메틸 페닐 실리콘 수지(methyl phenyl silicone resin), 에폭시 변성 실리콘 수지(epoxy modified silicone resin) 또는 에폭시 수지(epoxy resin)과 같은 열경화성 수지 그리고 아크릴 수지(acrylic resin)과 같은 UV경화성 수지(ultraviolet setting resin)을 포함하는 여러 종류의 경질수지나 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 아연과 같은 금속 등의 강성을 갖는 판으로 이루어진 경질베이스 (4) 와, 고무 또는 열가소성 엘라스토머(실리콘 고무 등)와 같은 탄성 재료로 형성된 패드부재 (5) 로 구성된다. 패드부재 (5) 는 경질베이스 (4) 와 실질적으로 동일한 크기를 갖는다. 경질베이스 (4) 가 메틸 페닐 실리콘 수지나 에폭시 변성 실리콘 수지와 같은 소위 실리콘 수지으로 형성되고 패드부재 (5) 는 실리콘 고무(또는 엘라스토머)로 형성되는 경우에는, 패드부재와 경질베이스와의 접합 성능이 강화된다. 이는 그 조성이 모두 유사한 실리콘계인 패드부재 (5) 와 경질베이스 (4) 사이에 실록산 결합(siloxane bonding, -Si-O-Si-)이 이루어지기 때문이다.
경질베이스 (4) 에는 면상에서 여러 가지 모양을 갖는 많은 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 가 제공된다. 또한, 이러한 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 는 패드부재 (5) 에 의해 각각 메워진다. 한 방향으로 돌출된 스위치 누름돌기 (5a) 가 각 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 를 폐쇄하는 각 패드부재 (5) 의 일부분과 일체로 형성되고, 패드부재의 다른 부분은 대체로 경질베이스 (4) 보다 더 얇은 필름으로 형성된다. 키 탑 (2) 은 스위치 누름돌기 (5a) 가 형성되는 각 패드부재 (5) 표면의 반대면에 배치된다.
제 4 실시형태에서 키 유닛 (1) 의 키 패드 (3) 에 있어서, 패드부재 (5) 는 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 에 대응하는 키 패드의 일부분에 연결되어 필름형부 (5c) 가 일체로 구성된다. 따라서, 경질베이스 (4) 의 표면 (11) 은 도 4 에서 밑에서부터 전체적으로 덮이게 된다. 필름형부 (5c) 는 그 두께가 경질베이스 (4) 보다 얇은 필름 상태로 형성되는 것임을 유의해야 한다. 경질베이스 (4) 는 각 관통구멍 (4a) 의 측벽/내부 테두리 벽에서뿐만 아니라 경질베이스 (4) 의 표면 (11) 에서도 패드부재 (5) 와 접합된다. 따라서, 서로 접합된 영역은 상술한 제 1 실시형태와 비교시 더 크게 될 수 있다.
제 1 내지 제 4 실시형태에 따른 키 유닛 (1) 이 도 1 내지 4 에서 보여지는 바와 같이 휴대폰이나 PDA와 같은 이동기기에 결합되는 경우, 유닛은 적절한 회로 기판 (8) 위에 배치된다. 회로 기판 (8) 위에는, 적당한 접촉자 패턴(도면에서는 나타나지 않음)이 형성되고, 금속 돔 (9) 이 그 접촉자 패턴을 덮도록 배치된다. 키 패드 (3) 의 스위치 누름돌기 (5a) 는 금속 돔 (9) 과 마주하면서 배치된다. 키 탑 (2) , 패드부재 (5) , 스위치 누름돌기 (5a) , 금속 돔 (9) 및 회로 기판 (8) 에 있는 접촉자 패턴은 키 스위치를 구성한다. 키 탑 (2) 이 눌러질때, 패드부재 (5) 는 휘게되고, 금속 돔 (9) 이 스위치 누름돌기 (5a) 를 통하여 변형되어, 회로 기판 (8) 상의 접촉자가 단락되어 대응하는 키 스위치가 켜지게 된다.
마지막으로 본 발명의 제 5 실시형태를 설명한다. 제 5 실시형태는 상술한 두 번째 문제점을 해결하기 위한 수단과 관련이 있다. 관련된 도면은 도 1 내지 5 이다.
본 실시형태는 경질베이스 (4) , 패드부재 (5) 및 키 탑 (2) 모두가 광투과성을 갖고 있고, 발광소자 등을 위한 복수의 광원 배치부 (4c) 가 키 탑 (2) 를 조명하기 위하여 경질베이스 (4) 의 관통구멍 (4a) 이외의 부분에 형성되어 있는 키 유닛 (1) 에 대한 것이다. 이 경우, 광투과성 경질베이스 (4) 는 도광판으로도 기능하기 때문에, 키 유닛 (1) 위에 별도의 도광판을 둘 필요가 없는데, 이러한 구성은 키 유닛 (1) 의 박형화에 기여할 수 있다. 광원 배치부 (4c) 는 예를 들어 도 1 내지 4 에서 보여지는 것과 같이 경질베이스 (4) 의 밑면에 배치되는 LED와 같은 발광소자가 삽입되는 구멍일 수 있음을 유의해야 한다. 키 유닛 (1) 에 적용되는 광원은 LED와 같은 발광소자를 위한 점 광원에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전계발광(EL)소자와 같은 표면 발광체로 된 발광소자도 사용될 수 있다.
도 5(A) 내지 도 5(F) 는 EL소자가 키 탑 (2) 들을 각각 조명하기 위한 광원으로서 사용되는 예를 보여준다. 즉, 키 유닛 (1) 그 자체의 기본 구조는 상술한 광원으로서 LED등을 사용하는 것과 동일하다(상기 제 2 실시형태에 따라 키 유닛 (1) 에 적용된 예가 설명되었다). 그러나, 경질베이스 (4) 에 있는 구멍과 같은 광원 배치부 (4c) 를 형성하는 대신에, EL소자와 같은 표면 발광체가 키 패드 (3) 에 적층된다. 표면 발광체 (7) 인 EL소자는 PET필름이나 PC필름과 같은 기판위에 발광층 및 전극 등으로 구성되는 EL소자를 형성하고 적층하여 이루어지는 시트형 구조를 갖는 EL소자(구조는 이미 알려져 있어서, 여기서 상세한 설명은 생략한다)이다(이후 "표면 발광체"는 "EL시트"라고 한다). EL시트 (7) 는 PET필름 또는 PC필름과 같은 기판과 함께 사용되거나 사용을 위해 그 기판으로부터 박리되는 것을 유의해야 한다. EL소자는 무기EL 또는 유기EL이 될 수 있다. 또한, EL시트 (7) 의 방출 색에는 어떤 특별한 제한이 없다. 그러나, 각각의 키의 기능에 따라 서로 다른 색의 층을 배치하는 대신에 EL시트 (7) 의 방출색이 부분적으로 또는 개별적으로 변하게 될 때, 각 키는 원하는 색으로 조명될 수 있다.
도 5(A) 와 도 5(B)에 있어서, EL시트 (7) 는 접착제 등을 사용하여 키 패드 (3) 에 부착된다. 도 5(A) 에서 보듯이, EL시트 (7) (도면에서 굵은 파선으로 나타남. 가는 파선으로 나타낸 부분은 각 패드부재 뒤에 존재하여 단면에서 보이지 않는 부분을 나타낸다. 이는 도 5 의 나머지 그림에도 적용된다)는 키 패드 (3) 의 상면, 즉 패드부재 (5) 의 표면에 위치하여 있다.
도 5(B) 는 EL시트 (7) 가 키 패드 (3) 의 하면, 즉 경질베이스 (4) 의 하면 (11) 에 위치되는 것을 보여준다.
도 5(C) 는 EL시트 (7) 가 키 패드 (3) 의 경질베이스 (4) 와 패드부재 (5) 사이에 위치하는 것을 보여준다. 즉, 경질베이스 (4) 와 EL시트 (7) 를 성형몰드 안에 배치하고 고무 또는 열가소성 엘라스토머를 키 패드 (3) 의 성형시에 주입 하는 인서트성형(insert molding)에 의해, EL시트 (7) 가 경질베이스 (4) 와 패드부재 (5) 사이에 끼워져 일체화된다.
도 5(D) 는 EL시트 (7) 가 키 패드 (3) 의 패드부재 (5) 에 묻혀 있는 상태를 보여준다. 즉, 경질베이스 (4) 와 EL시트 (7) 를 성형몰드 안에 배치하고 고무 또는 열가소성 엘라스토머를 키 패드 (3) 의 성형시에 주입하는 인서트성형에 의해 EL시트 (7) 가 패드부재 (5) 에 묻히고 일체화된다.
도 5(E) 는 EL시트 (7) 가 키 패드 (3) 의 경질베이스에 묻혀 있는 상태를 보여준다. 즉, 우선 EL시트 (7) 를 성형몰드 안에 미리 배치하고 경질베이스 (4) 가 상술한 여러 종류의 경질수지로 성형될 때에 여러가지 종류의 수지를 주입하는 인서트성형에 의해 EL시트 (7) 가 경질베이스 (4) 에 묻히고 일체화된다.
도 5(F) 는 금속 돔 (9) 또는 접촉 전극이 배치된 회로 기판 (8) 위에 접착제 등을 사용하여 EL시트 (7) 가 부착되어 적층되어 있는 것을 보여준다. 이 경우, EL시트 (7) 는 가요성을 갖고 회로 기판 (8) 의 표면과 이 기판 위에 배치된 금속 돔 (9) 을 따라 부분적으로 휘게 된다.
상술한 바와 같이, 표면 발광체 (7) 가 키 탑 (2) 을 조명하는 광원으로 사용될 때, 발광면의 형상은 임의로 형성될 수 있다. 따라서, 발광면은 다른 도광판을 사용함이 없이 조명이 요구되는 곳(예를 들면 키 탑 (2) 바로 아래)에 임의로 배치될 수 있고, 광원 그 자체는 얇은 시트 형상을 갖기 때문에, 경질베이스 (4) 에 구멍과 같은 광원 배치부를 배치할 필요가 없고 키 유닛 (1) 은 더 얇아질 수 있다. 따라서, 키 유닛 (1) 이 사용되는 전체 장치는 얇아질 수 있다.
다음으로, 키 유닛 (1) 을 제조하는 방법을 상술한 각각의 실시형태에 따라 설명한다. 본 발명의 키 유닛 (1) 을 제조하는 방법에 있어서, 관통구멍 (4a) 및/또는 절개부 (4b) 를 갖는 경질수지판이나 금속판과 같이 강성을 갖는 판으로 구성되는 경질베이스 (4) 가 우선 형성된다. 경질베이스 (4) 가 성형몰드에 배치된 후, 경질베이스 (4) 의 관통구멍 (4a) 및/또는 절개부 (4b) 가 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 만들어진 패드부재 (5) 에 의하여 폐쇄되도록 고무 또는 열가소성 엘라스토머를 성형몰드 안에 삽입하여 경질베이스를 고정하고 형성한다. 또한, 스위치 누름돌기 (5a) 는 키 패드 (3) 를 구성하는 패드부재 (5) 에 일체로 형성된다. 더 나아가, 경질수지로 된 키 탑 (2) 은 패드부재 (5) 의 스위치 누름돌기 (5a) 와 관련되어 결합된다.
상술한 제조 방법에 있어서, 경질베이스 (4) 가 우선 별개의 요소로 형성된 다음, 성형몰드 안에 경질베이스 (4) 를 배치하고, 경질베이스 (4) 와 패드부재 (5) 를 결합하여 키 패드 (3) 를 형성하기 위해서 고무 또는 열가소성 엘라스토머가 몰드에 주입되는 소위 말하는 인서트성형 공정이 적용된다. 이 경우, 경질수지판이나 금속판과 같이 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스 (4) 가 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 이루어진 패드부재 (5) 에 견고하게 결합되도록, 경질베이스 (4) 의 표면을 활성화시키기 위한 적절한 전처리가 바람직하게 선행하여 이루어진다.
실시예 1 :
본 발명의 바람직한 실시예는 도 6 내지 8 을 참고하여 아래에서 설명될 것 이다. 도 6 은 본 실시예에 따른 키 패드 (3) 에 있는 경질베이스 (4) 를 보여주는 평면도이다. 도시된 경질베이스 (4) 에는 다양한 형상의 관통구멍 (4a), 절개부 (4b), LED와 같은 발광 소자가 배치되는 광원 배치부 (4c) 가 제공되고, 두 개의 포지셔닝 홀(positioning hole)이 상측에 배치된다.
도 6 에서 도시된 경질베이스 (4) 에는 네 종류의 형상으로 된 관통구멍 (4a) 과 두 지점에 있는 절개부 (4b) 가 제공된다. 가장 상위 단에 있으면서 거의 장사방형인 큰 관통구멍은 하나의 다방향 키에 대응한다. 두 번째 단에서 서로 반대 쪽에 있는 짧은 사각형의 절개부 (4b) 는 오른쪽과 왼쪽에서 개방되어 있고 절개부 각각은 하나의 키에 대응한다. 두 번째 단에서 오른쪽과 왼쪽 절개부 (4b) 사이에 있는 중앙의 직사각형의 관통구멍은 두 개의 키에 대응한다. 세 번째 단에 있는 여섯 개의 타원형 관통구멍 (49) 은 각각 하나의 키에 대응한다. 가장 아래 단에 있는 큰 관통구멍 (4a) 은 여섯 개의 키를 수용한다.
도 7 은 패드부재 (5) 가 경질베이스 (4) 에 있는 각각의 관통구멍 (4a) 과 절개부 (4b) 를 폐쇄하는 방법으로 형성되는 상태, 즉 경질베이스 (4) 와 패드부재 (5) 로 구성된 키 패드 (3) 를 보여주는 평면도이다. 본 도면에서 점선으로 빗금쳐진 부분은 패드부재 (5) 이다. 패드부재 (5) 의 평면상에서 파선으로 표시된 작은 원은 뒷면에 형성된 스위치 누름돌기 (5a) 를 나타낸다.
도 8(A) 는, 도 7 에서 보여진 키 패드 (3) 의 패드부재 (5) 의 면에 키 탑 (2) 이 장착되어 키 유닛이 완성된 상태를 보여주는 평면도이고, 도 8(B) 는 도 8(A) 에 있는 단선 A-A 방향으로부터 본 단면도이다. 도 8(C) 는 도 8(A) 에 있는 단선 B-B 방향으로부터 본 단면도이다. 도 1 은 패드부재 (5) , 스위치 누름돌기 (5a) 및 키 탑 (2) 이 각각 관통구멍 (4a) 와 절개부 (4b) 에 조립된 상태의 단면도를 나타내는 것임을 유의해야 한다.
본 발명에 따라 상술한 바와 같이 구성된 키 유닛 (1) 에서 패드부재 (5) 는 , 경질수지판이나 금속판과 같이 강성을 갖는 하나의 판으로 구성된 경질베이스 (4) 의 표면에 있는 관통구멍 (4a) 과 절개부 (4b) 를 폐쇄하도록, 모든 관통구멍 (4a) 와 절개부 (4b) 에 형성된다. 키 유닛의 표면에 있는 키 탑 (2) 과 그 뒷면에 있는 스위치 누름돌기 (5a) 는 필요한 만큼 형성 또는 설치된다. 따라서, 전체가 일련의 시트형 패드부재만으로 구성된 일반적인 키 패드와 달리, 패드부재 (5) 는 모든 관통구멍 (4a) 과 절개부 (4b) 에 분산되어 위치하게 된다.
따라서, 경질수지나 금속으로 된 프레임이 하나 혹은 수 개의 키 그룹을 둘러싸면서 형성되고, 아무런 키가 없는 키 패드 (3) 의 여유 부분은 경질베이스 (4) 의 표면으로 대체된다. 결과적으로, 전체 키 유닛 (1) 의 형상 안정성이 향상되고, 측방향으로의 키 탑 (2) 의 움직임이 제어된다. 따라서 휴대폰이나 PDA와 같은 이동기기에서 키가 눌러질 때 케이스의 키 윈도우 프레임 아래로 키 패드 (3) 가 함몰되는 단점이 방지된다.
또한, 도 3 에서 도시된 바와 같이 LED와 같은 발광소자가 광투과성을 갖는 경질베이스 (4) 의 두께 중심에 위치될 수 있다. 발광소자로부터 방출되는 빛은 경질베이스 (4) 를 통과하여, 관통구멍 (4a) 또는 절개부 (4b) 를 경유하여 광투과성을 갖는 패드부재로 가기 때문에 발광소자로부터 방출된 빛은 키 탑 (2) 의 뒷 면으로 확실하게 유도된다. 경질베이스 (4) 는 이와 같은 방법으로 도광판으로서 기능하기 때문에, 별도의 도광판을 키 유닛 위에 둘 필요가 없게 되어 박형화가 실현된다.
또한, 도 5 에서 보여지는 것과 같이, EL 시트 (7) 와 같은 표면 발광체 (7) 가 키 패드 (3) 에 광원으로서 적층될 수 있다. 표면 발광체 (7) 가 키 탑 (2) 을 조명하기 위한 광원으로 사용될 때, 예를 들어 키 탑 바로 아래에서 키 탑 (2) 을 조명하는 것이 가능하다. 덧붙여, 광원 그 자체는 얇은 시트처럼 되어 있기 때문에, 키 유닛 (1) 은 더 얇아질 수 있다.
실시예 2 :
다음은 제 2 실시예로서, 경질베이스 (4) 와 패드부재 (5) 로 구성된 키 패드 (3) 를 포함하는 좁은 피치의 키 유닛 (1A) 에 대하여 설명한다. 도 9 는 본 실시예에 따른 좁은 피치의 키 유닛 (1A) 의 측면도이다. 도면상의 도면부호는 실시예 1 에서와 같다.
실시예 1 의 키 유닛 (1) 에서, 키 패드 (3) 의 관통구멍 (4a) 의 연결 치수는 각 키 탑 (2) 의 치수보다 다소 크게 설정된다. 반면, 본 실시예의 키 유닛 (1A) 에서는, 반대로 상기 치수가 작게 설정되고, 관통구멍 (4a) 들 사이의 경계 부분(연결 부분)이 인접하는 키 탑 (2) 들 사이의 작은 간격 아래에 있는 부분에 대응되는 방법으로 키 유닛이 배치된다.
이와 같은 방법으로 구성된 키 유닛 (1A) 에 있어서, 키 윈도우 프레임이 적용될 수 없는 상태일지라도 경질베이스 (4) 의 관통구멍 (4a) 에 의해 각각의 키의 움직임이 제어된다. 따라서, 키 탑 (2) 의 부상(floating)이 방지된다. 각각의 키의 움직임은 경질베이스 (4) 의 강성으로 인하여 서로 간에 분리되기 때문에, 키 간의 간섭이 방지된다.
상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에서의 키 유닛은 경질수지판 또는 금속 판과 같이 강성을 갖고 면에 관통구멍 및/또는 절개부를 갖는 판으로 구성된 경질베이스와, 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부를 폐쇄하도록 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 만들어진 패드부재에 의해 형성되는 키 패드를 포함하고, 상기 패드부재에는 스위치 누름돌기가 일체로 제공되고, 경질수지로 만들어진 키 탑이 패드부재의 스위치 누름돌기와 관련되어 배치된다.
따라서 전체 키 유닛의 강성은 향상되고 키 탑의 측방향으로의 움직임이 제어되기 때문에, 휴대폰이나 PDA와 같은 장치에서 키가 눌러질때 키 탑이 케이스의 키 윈도우 프레임 아래로 함몰되는 단점이 효과적으로 방지될 수 있다. 각각의 키의 움직임은 어떤 키 윈도우 프레임도 적용될 수 없는 좁은 피치의 키보드에서 서로간에 분리된다. 따라서, 키 탑의 부상 또는 키 사이의 간섭이 효과적으로 방지된다. 로봇 손에 의한 취급에 적합한 강성이 부여되기 때문에, 자동 조립이 쉽게 이루어질 수 있다.
또한, 경질베이스가 금속판으로 형성된 경우에는, 경질베이스는 접지부재로써도 기능할 수 있다. 따라서, 키 유닛에 대전된 정전기는 경질베이스를 통하여 방출될 수 있고, 먼지등이 키 유닛에 대전된 정전기에 의해 흡착되는 것을 방지할 수 있다. 더 나아가, 금속판은 변형에 매우 강하고 그로 인한 형상 안정성 이 수지의 경우보다 더 높기 때문에, 관통구멍이나 절개부 등의 위치를 확정할 수 있고, 만족할 만한 치수 정확도를 갖는 키 유닛을 얻는 것이 가능하다.
청구범위 제 2 항의 발명에 있어서, 상술한 패드부재는 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부에 연결되어 경질베이스를 덮기 때문에, 경질베이스와 패드부재간의 결합부분이 넓어질 수 있고, 키 패드 또는 전체 키 유닛의 내구성이 향상될 수 있다.
청구범위 제 3 항의 발명에 있어서, 패드부재는 경질베이스의 한 면 또는 양쪽 면을 덮는 구조를 갖고 있기 때문에, 경질베이스와 패드부재 사이의 결합부분이 상기 청구항에 따른 것보다 넓게 설정될 수 있고, 키 패드 또는 전체 키 유닛의 내구성이 향상될 수 있다.
청구범위 제 4 항의 발명에 있어서, 키 패드와 키 탑 모두 광투과성을 갖고 있고, 발광소자 등의 광원 배치부가 경질베이스의 관통 구멍 및/또는 절개부 이외의 다른 부분에 위치되기 때문에, 경질베이스는 일반적인 빛 유도 지선의 역할을 수행하고, 키 유닛에 별도의 도광판을 두는 것이 불필요하다. 따라서, 키 유닛의 박형화가 실현된다.
청구범위 제 5 항의 발명에 있어서, 키 패드와 키 탑 모두 광투과성을 갖고 있고, EL소자와 같은 표면 발광체가 키 패드에 적층되어 있기 때문에, 광원으로서 LED와 같은 발광소자가 광원으로 사용되는 경우 보다 키 유닛은 더 얇아질 수 있다. 키 유닛 근처에서 액정 표시부와 같은 다른 조명을 요구하는 부분을 갖는 장치에 적용함에 있어서, 키 유닛에는 EL 시트 등을 통하여 다른 조명이 요구되는 지점에 대한 광원이 일체로 형성되고, 이는 전체 장치의 제조 비용의 감소에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 다음과 같은 단계들로 구성되는 키 유닛을 제조하는 방법이 제공되는데, 관통구멍 및/또는 절개부를 갖고 경질수지판 또는 금속판과 같은 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스를 먼저 형성하고, 성형몰드 안에 경질베이스를 배치한 후, 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부가 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 만들어진 패드부재에 의해 폐쇄되도록 패드부재를 고정 및 형성하기 위하여 성형몰드 안에 고무 또는 열가소성 엘라스토머를 삽입하고, 키 패드를 구성하는 패드부재에 스위치 누름돌기를 일체로 형성시키며, 또한 패드부재의 스위치 누름돌기와 관련된 경질수지제 키 탑을 결합시키는 단계를 포함한다. 따라서 휴대폰이나 PDA와 같은 기기에서 키가 눌러질 때 키 탑이 케이스의 키 윈도우 프레임 아래로 함몰되는 단점이 효과적으로 방지되는 키 유닛을 효율적으로 만드는 방법이 제공된다. 키 탑의 부상 또는 키 간의 간섭이 효과적으로 방지될 수 있고, 자동 조립이 쉽게 이루어진다.

Claims (6)

  1. 경질수지판 또는 금속판과 같이 강성을 가지며, 면에 관통구멍 및/또는 절개부를 갖는 판으로 구성된 경질베이스, 및 그 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부를 폐쇄하도록 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 이루어진 패드부재로 형성되는 키 패드를 포함하고,
    상기 패드부재에는 스위치 누름돌기가 일체로 제공되고, 경질수지로 이루어진 키 탑이 패드부재의 스위치 누름돌기와 관련되어 배치되는 것을 특징으로 하는 키 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패드부재는 상기 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부에 연결되어 그 경질베이스를 덮는 것을 특징으로 하는 키 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 패드부재는 상기 경질베이스의 한쪽 면 또는 양쪽 면을 덮도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 키 유닛.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키 패드와 키 탑 모두 광투과성을 갖고, 발광소자 등의 광원 배치부가 상기 경질베이스의 관통 구멍 및/또는 절개부 이외의 다른 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는 키 유닛.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 키 패드와 키 탑 모두 광투과성을 갖고, 전계발광(EL)소자와 같은 표면 발광체가 그 키 패드에 적층되는 것을 특징으로 하는 키 유닛.
  6. 관통구멍 및/또는 절개부를 가지며 경질수지판이나 금속판과 같은 강성을 갖는 판으로 구성된 경질베이스를 먼저 형성하는 단계,
    성형몰드 안에 경질베이스를 배치한 후, 그 경질베이스의 관통구멍 및/또는 절개부가 고무 또는 열가소성 엘라스토머로 이루어진 패드부재에 의해 폐쇄되도록 패드부재를 고정 및 형성하기 위하여 성형몰드 안에 고무와 열가소성 엘라스토머를 삽입하고, 키 패드를 구성하는 패드부재에 스위치 누름돌기를 일체로 형성하는 단계 및
    패드부재의 스위치 누름돌기와 관련된 경질수지제 키 탑을 결합시키는 단계를 포함하는 키 유닛의 제조방법.
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