KR20130043050A - 키보드 모듈 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20130043050A KR1020120073866A KR20120073866A KR20130043050A KR 20130043050 A KR20130043050 A KR 20130043050A KR 1020120073866 A KR1020120073866 A KR 1020120073866A KR 20120073866 A KR20120073866 A KR 20120073866A KR 20130043050 A KR20130043050 A KR 20130043050A
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Abstract

키보드 모듈은 베이스, 복수의 유지 부재들 및 복수의 키캡들을 구비한다. 각각의 상기 유지 부재들은 바닥 부분, 벤딩 부분 및 상측 부분을 구비한다. 바닥 부분은 베이스 위에 배치된다. 벤딩 부분은 바닥 부분에 연결되고 바닥 부분으로부터 멀어지는 방향을 따라 연장한다. 상측 부분은 벤딩 부분에 연결된다. 키캡들은 각각 거기에 대응하는 상측 부분들 중 하나 위에 배치된다. 키캡들이 외력에 의해 눌린 후, 상측 부분들은 키캡들과 맞닿고, 벤딩 부분은 변형된다.

Description

키보드 모듈 및 그의 제조 방법{Keyboard module and method for fabricating the same}
본 발명은 키보드 모듈에 관한 것으로서, 특히 얇은 키보드 모듈에 관한 것이다.
키보드는 거의 모든 전자 디바이스, 예컨대 휴대형 퍼스널 컴퓨터에 일반적으로 사용된다. 크기 감소가 휴대형 퍼스널 컴퓨터의 경향이므로, 휴대형 퍼스널 컴퓨터 내에 배치된 모든 요소는 납작해야 하고 가벼워야 한다. 그러나, 휴대형 퍼스널 컴퓨터의 두께 및 무게의 의미 있는 부분은 키보드에 존재한다.
종래의 키보드 모듈(1)이 도시된 도 1을 참조하며, 종래의 키보드 모듈(1)은 캡(10), 2개의 포스트들(20, 30), 버튼 베이스(40), 및 고무 부재(50)를 포함한다. 2개의 포스트들(20, 30)은 가위와 같은 방식(scissors-like manner)으로 서로에 대해 피봇한다. 2개의 포스트들(20, 30)의 각각의 단부는 원형 돌출부(21, 31)를 가지며, 캡(10) 및 버튼 베이스(40)는 그 자신의 보어들(11, 41)을 가지며, 여기서 원형 돌출부들(21, 31)은 보어들(11, 41) 내에 수용된다. 그러므로, 캡(10)은 포스트들(20, 30)에 의해 버튼 베이스(40) 위에서 지지되고, 캡(10)은 버튼 베이스(40)에 대해 수직으로 이동하도록 허용된다. 외력이 캡(10)에 대해 가해지면, 캡(10)은 버튼 베이스에 대해 정적으로 이동할 수 있다. 외력이 더 이상 캡(10)에 대해 가해지지 않으면, 고무 부재(50)는 캡(10)을 그것의 원래의 위치로 복원시키기 위해 복원력을 제공한다.
그러나, 이와 같은 가위형 기구는 조립 동작들을 복잡하게 하고 얇은 전자 디바이스의 요구를 방해하는 결합하는 많은 구성요소들을 필요로 한다.
이와 관련하여, 본 발명의 주 목적은 얇은 키보드 모듈을 제공하여 키보드 모듈을 적용하는 최종 사용 제품의 두께가 감소될 수 있게 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 조립 동작들을 단순화시키고 제조 비용들을 감소시키도록 키보드 모듈의 필요 요소들을 감소시키는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 베이스, 복수의 유지 부재들 및 복수의 키캡들을 구비하는 키보드 모듈을 제공한다. 각각의 상기 유지 부재들은 바닥 부분, 벤딩 부분 및 상측 부분을 구비한다. 바닥 부분는 베이스 위에 배치된다. 벤딩 부분은 바닥 부분에 연결되고 바닥 부분으로부터 멀어지는 방향을 따라 연장한다. 상측 부분은 벤딩 부분에 연결된다. 키캡들은 각각 거기에 대응하는 상측 부분들 중 하나 위에 배치된다. 키캡이 외력에 의해 눌린 후, 상측 부분은 키캡과 맞닿고, 벤딩 부분은 변형된다.
본 발명의 목적은 위에서 언급한 키보드 모듈을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 멤브레인을 제공하는 단계; 멤브레인 위에 복수의 탄성 부재들을 배치하는 단계; 탄성 부재들에 대응하는 복수의 유지 부재들을 멤브레인 위에 배치하는 단계; 및 탄성 부재들, 키캡들 및 유지 부재들과 함께 멤브레인을 회로 보드에 연결하는 단계를 포함한다.
따라서, 위에서 언급한 키보드 모듈의 필요 요소들의 수가 눈에 띄게 감소될 수 있다. 게다가, 키보드 모듈의 평면 구조 특징들로 인해, 키캡들의 이동 프로파일이 감소되고 그럼으로써 그것의 두께가 얇아진다. 더욱이, 유지 부재들에 의해 생성되는 피드백력에 의해, 키캡들은 눌려있는 동안 균형이 잡힌 채로 유지될 수 있고 사용자가 키캡들을 치는 동안 편안한 느낌이 사용자에 의해 느껴질 수 있다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 이루어진 다음의 상세한 설명 및 예들을 읽음으로써 더 완전하게 이해된다.
도 1은 종래의 키보드 모듈의 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예의 키보드 모듈의 상면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 키보드 모듈의 부분 분해도.
도 4a는 도 3의 유지 부재의 개략도.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예의 유지 부재의 개략도.
도 5는 키캡이 눌리지 않은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 키보드 모듈의 단면도.
도 6은 도 2의 선 B-B에 따라 취해진 본 발명의 바람직한 실시예의 키보드 모듈의 단면도.
도 7은 키캡이 눌린 본 발명의 바람직한 실시예의 키보드 모듈의 단면도.
다음의 설명은 본 발명을 실행하는 최상의 생각된 모드이다. 이러한 설명은 본 발명의 일반 원리들을 설명하기 위해 만들어지고 제한하는 의미로 해석되지 않는다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들을 참조하여 가장 잘 결정된다.
도 2-6을 참조하면, 도 5는 도 2의 선 A-A에 따라 취해진 단면도이고, 도 6은 도 2의 선 B-B에 따라 취해진 단면도이다. 도면들을 단순화하기 위해, 도 3에 있어서, 단지 요소들(110, 120, 150, 170)의 부분 구조가 도시된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 키보드 모듈(100)은 베이스(110), 지지 프레임(120), 복수의 유지 부재들(130), 복수의 키캡들(140), 전방 프레임(150), 복수의 탄성 부재들(160), 회로 보드(170) 및 복수의 볼트들(180)을 구비한다. 베이스(110)는 적어도 하나의 리세스(111) 및 플레이트(112)를 구비한다. 플레이트(112)의 표면으로부터 엠보싱한 리세스(111)는 볼트 구멍(111a)을 가진다.
복수의 개구들(125)이 지지 프레임(120)에 형성된다. 예시적인 실시예에 있어서, 지지 프레임(120)은 볼트 조이기에 의해 베이스(110) 위에 배치되고, 여기서 각각의 볼트(180)의 연장부(182)는 볼트 구멍(111a)을 통과하고 지지 프레임(120)에 연결되고, 볼트(180)의 헤드부(181)는 키보드 모듈(100)의 두께를 더욱 감소시키기 위해 리세스(111)(도 5)에 배치된다. 그러나, 베이스(110) 및 지지 프레임(120)의 연결 기구는 거기에 제한되지 않아야 한다. 예를 들어, 지지 프레임(120)은 서멀 세팅에 의해 베이스(110) 위에 고정될 수 있다.
유지 부재들(130)은 지지 프레임(120)의 개구들(125)에 배치된다. 유지 부재들(130)은 변형 가능한 요소들이고 그럼으로써 일단 외력이 그 위에 가해지면, 유지 부재(130)는 외력이 제거된 후 그것의 원래의 형상으로 변형하고 리바운드된다. 예시적인 실시예에 있어서, 유지 부재들(130)은 실리콘 재료로 만들어진 연성 패드들이지만, 그것은 거기에 제한되지 않아야 한다.
도 4a 및 도 5를 참조하면, 각각의 유지 부재들(130)은 바닥 부분(131), 4개의 관통공들(133) 및 제한 유닛(135)을 구비한다. 바닥 부분(131)은 회로 보드(170)에 연결되고(바닥 부분(131) 및 회로 보드(170)의 조립 동작들의 상세한 점들은 나중에 기술됨) 내향으로 연장하는 4개의 리브 부분들(1311)을 구비한다. 제한 유닛(135)은 실질적으로 바닥 부분(131)의 중심에 배치되고 키캡(140)을 지지하기 위해 바닥 부분(131)으로부터 연장한다. 특히, 각각의 제한 유닛(135)은 4개의 벤딩 부분들(1351), 상측 부분(1353) 및 개구(1355)를 구비한다. 4개의 벤딩 부분들(1351)은 각각 리브 부분들(1311)에 연결되고 베이스(110)로부터 멀어지는 방향을 따라 연장한다. 상측 부분들(1353)은 4개의 벤딩 부분들(1351)의 말단부들에 연결되고, 개구(1355)는 실질적으로 상측 부분(1353)의 중심에 배치된다. 4개의 관통공들(133)은 각각 벤딩 부분들(1351)의 각각의 2개 사이 및 리브 부분들(1311)의 각각의 2개 사이에 배치된다. 즉, 4개의 관통공들(133)은 유지 부재(130)의 4개의 코너들에 형성된다.
도 4b를 참조하며, 유지 부재의 구조적 특징들은 상기 실시예에 제한되지 않아야 한다. 다른 실시예들에 있어서, 각각의 유지 부재들(130')은 바닥 부분(131'), 4개의 관통공들(133') 및 제한 유닛(135')을 구비한다. 제한 유닛(135')은 실질적으로 바닥 부분(131')의 중심에 배치되고 벤딩 부분(1351'), 상측 부분(1353') 및 개구(1355')를 구비한다. 벤딩 부분(1351')은 베이스(110)로부터 멀어지는 방향으로 따라 연장한다. 상측 부분(1353')은 벤딩 부분(1351')의 말단부에 연결되고 개구(1355')는 실질적으로 상측 부분(1353')의 중심에 배치된다. 4개의 관통공들(133)은 베이스(131')의 4개의 코너들에 형성된다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 키캡(140)은 폭(W1)을 가지며 가압면(141), 플랜지(142), 바닥 표면(144) 및 4개의 유지 윙들(143)을 구비한다. 플랜지(142)는 가압면(141)을 둘러싸고 가압면(141)으로부터 멀어지는 방향을 따라 연장한다. 유지 윙들(143)은 플랜지(142)의 4개의 코너들에 배치되고 외향으로 연장한다.
가압면(141) 반대쪽의 바닥 표면(144)은 상측 부분(1353)에 연결된다. 하나의 예시적인 실시예에 있어서, 유지 부재(130) 및 키캡(140)은 일체로 형성되지만(그것의 제조 방법은 나중에 설명됨) 그것은 그것에 제한되지 않아야 한다. 다른 실시예들에 있어서, 키캡들(140) 및 유지 부재(130)는 접착제에 의해 함께 접합된다.
전방 프레임(150)은 지지 프레임(120) 위에 배치된다. 하나의 예시적인 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 것과 같이, 전방 프레임(150)의 바닥 표면은 접착제(190)를 통해 지지 프레임(120)의 상측 표면에 연결된다. 복수의 개구들(155)은 전방 프레임(150)에 형성되고, 여기서 각각의 개구들(155)은 각각 지지 프레임(120)의 개구들(125) 중 하나에 대응한다. 키캡들(140)은 개구들(155)에 배치되고, 여기서 키캡들(140)의 유지 윙들(143)은 전방 프레임(150)의 바닥 표면에 연결되고 제1 갭(G1)은 각각의 키캡들(140)의 플랜지(142)와 지지 프레임(120) 사이에 형성된다. 하나의 예시적인 실시예에 있어서, 더 얇은 키보드를 만들기 위한 목적을 달성하기 위해, 전방 프레임(150)은 전방 프레임(150)의 두께를 감소시키도록 뛰어난 신장성을 가진 금속으로 만들어진다.
폭(W2)(도 5)를 가진 탄성 부재들(160)은 유지 부재들(130) 내에 배치되고 회로 보드(170) 위에 배치된다. 특히, 각각의 탄성 부재들(160)은 4개의 벤딩 부분들(1351) 사이에 배치되고 키캡(140)의 바닥 표면(144)에 연결하도록 개구(1355)를 통과한다. 하나의 예시적인 실시예에 있어서, 탄성 부재들(160)은 고무 재료로 만들어지지만, 그것에 제한되지 않아야 한다. 압축이 제거된 후 원래의 형상으로 다시 변할 수 있는 임의의 재료가 본 발명의 탄성 부재로서 적용될 수 있다.
회로 보드(170)는 베이스(110)의 플레이트(111) 위에 배치된다. 이러한 실시예에 있어서, 회로 보드(170)는 가압력을 검출하고 신호를 생성하는 가요성 인쇄 회로 보드이다.
도 5를 참조하면, 키보드 모듈(100)을 조립하기 위한 방법은 멤브레인(195)(예컨대 PET)을 제공하는 단계, 복수의 탄성 부재들(160)을 멤브레인(195) 위에 배치하는 단계, 각각의 탄성 부재들(160)에 대응하는 복수의 유지 부재들(130)을 배치하는 단계, 멤브레인(195)을 탄성 부재들(160) 및 유지 부재들(130)과 함께 회로 보드(170)에 연결하는 단계, 및 베이스(110), 지지 프레임(120), 전방 프레임(150) 및 키캡들(140)을 조립하는 단계를 포함한다.
다른 실시예들에 있어서, 위에서 언급한 키보드 모듈(100)에 대한 조립 방법은, 멤브레인(195)(예컨대 PET)을 제공하는 단계, 복수의 탄성 부재들(160)을 멤브레인(195) 위에 형성하는 단계, 키캡(140)을 이중-사출 성형 기술들에 의해 각각의 유지 부재들(130) 위에 형성하는 단계, 각각의 탄성 부재들(160)에 대응하는 유지 부재들(130) 및 키캡들(140)을 멤브레인(195) 위에 배치하는 단계 - 유지 부재들(130) 및 키캡들(140)은 일체로 형성, 멤브레인(195)을 유지 부재들(130), 키캡들(140) 및 탄성 부재들(160)과 함께 회로 보드(170)에 연결하는 단계, 및 베이스(110), 지지 프레임(120) 및 전방 프레임(150)을 조립하는 단계,를 포함한다.
키보드 모듈(100)의 동작 방법은 다음과 같이 설명된다. 도 5 및 도 7을 참조하면, 도 5는 키캡이 눌리기 전의 본 발명의 바람직한 실시예의 키보드 모듈(100)의 단면도이고, 도 7은 키캡이 눌린 본 발명의 바람직한 실시예의 키보드 모듈(100)의 단면도이다.
키캡들(140)이 눌리기 전에, 키캡들(140)은 유지 부재들(130) 및 탄성 부재들(160)에 의해 지지되고, 여기서 유지 부재들(130)의 기계적 강도로 인해, 키캡들(140)의 바닥 표면들(144)은 유지 부재들(130)의 상측 부분들(1353)에 의해 지지된다. 따라서, 키캡들(140)은 항상 균형이 잡힐 수 있다.
도 7을 참조하면, 일반 키캡들(140) 중 하나의 가압면(141)이 외력에 의해 가압되면, 유지 부재(130)의 상측 부분(1353)은 키캡(140)의 바닥 표면(144)과 균일하게 맞닿고, 벤딩 부분들(1351)은 변형된다. 동시에, 탄성 부재(160)는 하향으로 변형되어 신호를 생성하는 회로 보드(170)를 작동시킨다.
키캡(140)으로부터의 힘이 상측 부분(1353)에 의해 균일하게 분포되기 때문에, 키캡(140)은 이동하는 동안 균형이 잡힌 채로 유지될 수 있다. 한편, 탄성 부재(160)의 힘 피드백에 의해 제공되는 접촉감이 사용자에 의해 느껴질 수 있다. 그러므로, 사용자는 키캡(140)의 장시간 사용 후 피로감을 느끼지 않을 것이다. 게다가, 키캡(140)을 누르는 데 필요한 힘은 개구(1355)의 4개의 코너들에 형성된 관통공들(133)의 배열로 인해 감소된다.
일단 가압면(141)이 외력에 의해 눌리지 않으면, 키캡(140)이 도 5에 도시된 상태로 복귀하도록 탄성력이 유지 부재(130) 및 탄성 부재(160)에 의해 제공된다. 유지 부재(130) 및 탄성 부재(160)에 의해 생성된 탄성력은 키캡(140)을 그것으로부터 분리시킬 수 있다. 이것을 방지하기 위해, 되당김력(pull-back force)이 전방 프레임(150)의 바닥에 연결되는 유지 윙들(143)에 의해 제공되고, 여기서 되당김력은 유지 부재(130) 및 탄성 부재(160)에 의해 생성된 탄성력에 제1 갭(G1)을 곱한 크기를 가진 토크와 같다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 한편, 키캡들 아래의 기계적 구조들로 인해, 종래의 키보드 모듈(1)(도 1)의 고무 부재(50)의 체적은 제한된다. 그러나, 키보드 모듈(1)의 수명은 고무 부재(50)의 체적에 의해 직접 결정되는데, 그 이유는 일단 고무 부재가 피로되면, 키캡(10)은 그것의 원래 위치로 되돌아 올 수 없기 때문이다. 반대로, 종래의 것과는 다른 키보드 모듈(100)은 베이스(110)와 키캡(140) 사이에 배치되는 지지 프레임(30)을 구비하지 않는다. 따라서, 탄성 부재(160)를 수용하기 위한 공간이 증가된다. 하나의 예시적인 실시예에 있어서, 탄성 부재들(160)의 폭(W1)은 키캡들(140)의 폭(W2)의 80 퍼센트와 같거나 또는 크다. 따라서, 탄성 부재(160)의 수명은 눈에 띄게 증가된다.
이상 본 발명이 예로서 그리고 바람직한 실시예의 점에서 기술되었지만, 본 발명은 거기에 제한되지 않는다는 것이 이해된다. 이와 반대로, 다양한 수정들 및 유사한 장치들(이 기술 분야에서 숙련된 사람들에게 명백할 수 있는)을 포괄하도록 의도된다. 그러므로, 첨부된 청구항들의 범위는 모든 이와 같은 수정들 및 유사한 장치들을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
100 : 키보드 모듈 110 : 베이스
120 : 지지 프레임 130 : 복수의 유지 부재들
140 : 복수의 키캡들 150 : 전방 프레임
160 : 복수의 탄성 부재들 170 : 회로 보드
180 : 복수의 볼트들

Claims (11)

  1. 베이스;
    복수의 유지 부재들로서, 상기 복수의 유지 부재들은 상기 베이스 위에 배치되는 바닥 부분, 상기 바닥 부분에 연결되고 상기 바닥 부분으로부터 멀어지는 방향을 따라 연장하는 벤딩 부분, 및 상기 벤딩 부분에 연결되는 상측 부분을 각각 포함하는 복수의 유지 부재들; 및
    복수의 키캡들로서, 상기 복수의 키캡들은 각각 대응하는 상기 상측 부분들 중 하나 위에 배치되는 복수의 키캡들;을 포함하며,
    상기 키캡들이 외력에 의해 눌린 후, 상기 상측 부분들은 상기 키캡들과 맞닿고, 상기 벤딩 부분은 변형되는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지 부재 사이에 배치되는 복수의 탄성 부재들;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 탄성 부재들은 제1 폭을 가지며,
    각각의 상기 키캡들은 제2 폭을 가지며,
    상기 제1 폭은 상기 제2 폭의 80 퍼센트와 같거나 큰 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    멤브레인;을 더 포함하며,
    상기 탄성 부재들 및 상기 유지 부재들은 상기 멤브레인 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 바닥 부분들은 각각 복수의 리브 부분들을 포함하며,
    벤딩 부분의 수는 복수이며,
    각각의 상기 리브 부분들은 내향으로 연장하고 상기 벤딩 부분들 중 하나에 연결하는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 유지 부재들은 상기 리브 부분들 중 각각의 2개 사이 및 상기 벤딩 부분들 중 각각의 2개 사이에 형성된 복수의 관통공들을 포함하는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 관통공들은 각각의 상기 유지 부재들의 4개의 코너들 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    지지 프레임; 및
    상기 지지 프레임에 연결되는 전방 프레임;을 더 포함하고,
    상기 지지 프레임 및 상기 전방 프레임은 각각 복수의 개구들을 포함하며,
    상기 지지 프레임의 상기 개구들은 상기 전방 프레임의 상기 개구들에 각각 대응하고, 상기 키캡들 및 상기 유지 부재들은 상기 지지 프레임 및 상기 전방 프레임의 상기 개구들에 배치되는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 키캡들은,
    외향으로 연장하며 상기 지지 프레임에 연결되는 상기 전방 프레임의 상기 바닥 표면에 연결된 복수의 유지 윙들을 포함하는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈.
  10. 멤브레인을 제공하는 단계;
    상기 멤브레인 위에 복수의 탄성 부재들을 배치하는 단계;
    상기 멤브레인 위에 상기 탄성 부재들에 대응하는 복수의 유지 부재들을 배치하는 단계; 및
    상기 탄성 부재들 및 상기 유지 부재들과 함께 상기 멤브레인을 회로 보드에 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    각각의 상기 유지 부재들 위에 키캡을 형성하는 단계;를 더 포함하고, 상기 키캡들 및 상기 유지 부재는 상기 멤브레인 위에 공통으로 배치되는 것을 특징으로 하는 키보드 모듈 제조 방법.
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