KR200210934Y1 - 에어튜브를 이용한 컴퓨터 키보드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 일반키보드의 구조에 있어 공지화된 멤브레인방식 매트릭스를 그대로 활용하는 키보드의 본체와 각 키의 개별 혹은 그룹을 형성하고 있는 키판의 구성을 위한 고안으로서, 키보드본체와 각 문자 또는 기능 키의 개별적인 혹은 그룹형태의 결합에 있어 기존의 제작방법과 달리 상부 개별 각 키와 하부 키본체 사이를 공기로 채워 사용자가 키를 누를 때 키의 연질 돌출부와 하부 연질 박막 사이의 이미 형성된 공기압이 아래로 밀리고 이때 밀린 연질박막의 아래쪽에 형성된 돌기가 키보드 본체의 하부 키접점을 누르게하는 방식의, 공기압을 이용한 작동을 특징으로 하는 키보드의 고안이다.

Description

에어튜브를 이용한 컴퓨터 키보드{computer keyboard using air tube}

본 고안은 종래의 키보드에 있어 공기압을 이용하여 작동되게 하는 컴퓨터 키보드에 관한 고안이다. 보다 구체적으로 본 고안은 기존 키보드의 PCB회로부 및 멤브레인구조를 그대로 사용하면서 사용자가 키를 작동시킬시 기 형성시킨 공기압을 이용하여 도체용 고무돌기를 아래로 밀어 바닥 PCB 키접점에 접촉되게 하는 구조의 컴퓨터 키보드에 관한 것이다.

최근 정보를 접할 수 있는 환경의 발달에 따라 컴퓨터를 사용하는 유저가 급격히 증가하고 있는 추세이다. 따라서 보다 편리한 사용자의 환경을 만들기 위해 하드웨어분야의 개선이 많이 요구되고 있는 실정이다. 그 중에서도 특히 사용자가 컴퓨터상의 정보를 다룸에 있어 입력장치로서 키보드를 사용하며 그 작업시간은 날로 늘어 나고 있는 추세이며 그에 따른 개선이 많이 따라주어야 한다

특히 사용자가 입력장치로서 키보드를 사용할 때 손가락으로 키를 반복적으로 누를때 가해지는 기계적인 피로감과 장시간 사용하는 관계로 인한 접촉시의 사용자의 감성적인 측면도 고려한 제품이 개발되어져야 하는 시점이다.

종래의 키보드의 발전은 기계스위치를 조합한 키보드형태에서, 현재 일반적으로 사용되는 키보드의 구조는 PCB에 형성된 카본패턴 부분만이 노출되도록 얇은 절연막(멤브레인)을 씌우고 카본패턴을 전도성 고무로 된 키로 눌러서 도통시키는 방식의 멤브레인 스위치방식으로 되어 있다.

이러한 구조를 갖는 키보드는 종래의 기계스위치 방식에 비해 단가가 낮고 조립성이 우수하며 기구적 안정성이 있다는 장점 때문에 대부분의 키보드가 채용하고 있는 구조이다.

본고안은 종래의 PCB회로나 멤브레인 방식의 구조는 그대로 이용하며, 특히 본고안의 요지는 탄성력을 가지는 유연한 재질의 각 키의 돌출부와 연질의 얇은 고무판사이의 공간을 공기로 채워질 수 있게 접착혹은 압착한후 사용자가 사용할때 손가락으로 키를 누를시 이미 채워진 내부의 공기의 압력으로 고무혹은 다른 연질의 얇은 막 아래에 형성된 전도성 돌기면이 아래로 밀리고 이때 아래로 밀린 돌기면이 PCB판의 접점에 접촉 되도록 하여 해당회로가 연결되게 한다. 이 때 연결된 해당회로로 인해 특정코드가 컴퓨터에 입력되게 된다. 따라서 본고안은 공기압을 이용해 키접점을 접촉되게하는 키보드의 구성에 따른 고안이다.

도1은 일반적인 키보드의 내부 구성도.

도2는 일반적인 키보드의 외부 구성도.

도3은 본 고안에 따른 키보드 본체의 사시도

도4는 본 고안에 따른 구성요소 단면도

도5는 본 고안에 따른 구성의 상세 단면도

도6은 본 고안에 따른 실시예의 단면도.

＜도면 주요부의 설명＞

하층PCB(1,), 상층PCB(3,),키접점(1-1,3-1),절연막(2,),관통구멍(2-1,),전도성고무판(4,),탄력부(4-1),키(5-1),키판(5),문자키그룹(10),기능키그룹(20),숫자키그룹(30),키접점(10-1,30-1),) 하층 PCB(100),상층 PCB(300),키접점(101,301),절연막(200),키판(600),관통구멍(601),전도성고무판(400)고무돌기(401), 키돌출 성형물(500),키돌출부(501),손가락(700),밀폐된 공기막 내부(800),

본 고안은 각 키 즉 문자키,기능키,숫자키 등의 각 개별, 그룹 혹은 일체로 이루어지는 탄성력을 가지는 재질의 키돌출부.와

관통홈이 나 있는 키판. 각 돌기가 나 있는 탄성력을 가진 연질의 얇은 전도성판. 상,하측 PCB판. 절연막등으로 구성된다.

본 고안에 따른 컴퓨터 키보드를 설명하기 위해 일반적인 컴퓨터 키보드의 내,외부 구성에 대해 설명한다.

도1은 일반적인 키보드의 내부구성을 나타내는 것으로 키접점을 패턴화한 두장의 플렉시블 PCB를 겹쳐서 키접점 패턴을 키가 누르도록 하는 방식으로 이루어져 있다.

하층 PCB(1)와 상층PCB(3)에 각각 키접점(1-1,3-1)이 패턴형성되어 있다. 이들 PCB는 얇고 유연한 플렉시블 PCB이고, 하층PCB(1)와 상층PCB(3)의 각 접점(1-1,3-1)이 접촉되면 해당 회로가 연결되어 특정 코드를 컴퓨터에 입력할 수 있도록 한다. 하층 PCB(1)와 상층 PCB(3) 사이에는 절연막(2)이 있다. 절연막(2)에는 관통구멍(2-1)이 접점(1-1,3-1)과 같은 위치에 형성되어 PCB의 접점 이외의 영역을 서로 절연시키는 역할을 한다. 상층 PCB(3) 위에는 고무판(4)이 올라간다. 고무판(4)에는 PCB의 각 접점과 동일한 위치에 볼록한 탄력부(4-1) 가 형성되어 키(51)의 누름동작을 부드럽게 해 준다. 키(5-1)는 금속 또는 합성수지로 제작되어 키판(5)에 얹어진다.

도2는 일반적인 키보드의 외관을 나타내는 것으로, 중앙부에는 문자키, 숫자키, 엔터, 한자변환 키 등이 모여서 문자키그룹(10)을 이루고, 그 주위에는 각종 기능키(F1-F12, Esc, 스트롤 등)와 이동키(Home, End, 화살표키 등)로 이루어지는 기능키그룹(20)이 배열되고, 가장 오른쪽에는 별도의 숫자키와 연산자(+,-,*,/)등으로 이루어지는 숫자키그룹(30)이 배열된다.

도3은 본 고안에 따른 컴퓨터 키보드의 기본개념으로, 위와 같이 구성되는 컴퓨터 키보드에서 상층 PCB(300). 절연막(200). 하층 PCB(100)등의 키보드 내부구조의 키매트릭스 회로를 그대로 이용하며, 관통 구멍(601)이 있는 키판(600), 탄력부로서의 각돌기(401)가 형성된 탄성력 좋은 얇은 연질의 고무판(400) 그리고 각 개별 혹은 그룹으로 형성된 탄성력을 지닌 키 돌출성형물(500) 을 순서대로 결합하여 이중 각 키 돌출부(501)와 돌기가 형성된 얇은 연질의 고무막(400)사이의 공간을 공기로 채울 수 있게 돌출형상인 탄성체의 각 키 성형물의 둘레를 고무판(400)과 접착이나 압착하여 형성시킨다.

본 고안의 기술적 사상은 도4, 도5, 도6 등에 나타낸 실시예에 의해 구체화 될 수 있다.

도4는 각 개별키와 하부의 구조를 나타낸 단면도로서 상측 연질의 키(501)와 하측에 돌기(401)가 형성된 얇은 고무판(400), 그리고 관통구멍이 나 있는 키판(600), 그 아래로 상측PCB(300)와 절연막(200),하측PCB(100)를 순서대로 위치시킨다.

그리고 이때 상측 키 (501)와 고무판(400)사이는 돌출 형성된 키주위의 아래 빗금친부분을 접착 혹은 압착하여 밀폐시켜 내부에 공기압을 형성시킨다.

도5는 도4와 같이 구성하여 형성된 단면으로 이때 상측키(501)와 고무판(400) 사이에 채워진 공기 튜브내에는 일정한 공기압이 화살표처럼 형성되어 있다.

또한 관통된 키판(600)은 아래 PCB회로부(300)(100)와 고무돌기(401) 사이를 일정 간격으로 띄어 놓는 받침대 역할을 하고 있다.

도6은 도5와 같이 형성된 구조의 키보드에 있어 그 작동의 예를 표현한 그림이다. 즉 사용자의 손가락이(700) 키돌출부(501)를 누르면 이미 형성된 내부의 공기가 화살표와 같이 압력을 받는다. 이같은 현상은 정상적으로 일어나는 물리적인 공기압 현상으로서 자명한 사실이다. 이때 얇은 연질의 전도체 고무막(400)은 아래로 밀려나게 한다. 그리고 이때 밀려난 연질의 고무막의 아래에 형성된 돌기(401)는 하층 PCB(100) 와 상층 PCB(300)의 각 접점에 접촉되어 해당 회로가 연결되어 특정 코드가 컴퓨터에 입력 될 수 있게 한다.

본 고안은 여러 가지 환경에 있어 다양한 효과를 창출할 수 있다.

컴퓨터를 장시간 사용하는 유저들에게 있어 중요한 입력 수단으로서 키보드를 오랜 시간 다뤄야 하고 이 경우 반복적인 상하 누름운동으로 손가락신경과 관절 근육상의 기계적인 피로감이 쌓이게 된다. 이같은 기존의 상황은 사용자가 키를 누를 경우 합성수지나 금속성의 사출물을 누르고 이 사출물은 고무판의 돌기를 눌러 이돌기로 하여금 직접적으로 키접점에 접촉되게 하는 기능상에 있어. 이 같은 직접적인 물리적 작동으로 발생하는 손가락의 기계적인 피로감은 장시간 사용시 더욱 더 가중되게 되어 있는 실정이다.

본 고안은 이같이 키와 고무돌기가 닿게하는 기계적이며 직접적인 작동으로 키접점을 접촉시키는 기존의 방식 대신에 키돌출부와 연질 고무판사이의 형성시킨 공기압을 이용하여 키 접점을 접촉하도록 하는 방식으로서 이때 사용자는 손가락에 무리가 가지않는 적당한 공기압의 탄력을 이용하여 부드러운 터치 및 장시간의 작업에 따른 손가락의 기계적인 피로도를 줄일 수 있다.

또한 공기압을 이용한 얇은 탄성고무막의 전도성 돌기가 예민하게 키접점을 접촉하므로써 빠른 입력 속도가 구현될 수 있으며

또한 기존 키보드의 각 키를 그룹별 혹은 일체로 접착 혹은 압착하여 제작하는 공정으로 기존의 각 개별적인 키 (숫자키, 문자키, 기능키)의 별도 제작후 일일이 삽입 시키는 등의 제작방식보다 나은 공정상의 효율성에 기여할 수 있다.

Claims (2)

1. 각 문자키.숫자키.기능키등으로 이뤄지는 컴퓨터 키보드에 있어서 탄성력을 가지는 각 키의 돌출부(501)와 하부의 키접점(301,101)을 누를수 있는 돌기(401)가 형성된 도체용 얇은 고무판(400)사이를 접착 혹은 압착하는 방식으로 그 공간을 밀폐한후 형성된 공기압(800)이 사용자가 키를 누를시 이 내부의 공기압이 아래로 밀려 얇은 전도성 고무판의 돌기가 키접점(301,101)을 누를 수 있도록 하여 PCB회로가 작동되는 방식으로 고안된 컴퓨터 키보드
2. 청구항1 에서와 같이 공기압을 이용하는 방식으로서 탄성력을 가지는 재질의 키돌출부판(500)과 하부의 얇은 탄성고무판(400) 사이에 별도의 공기압을 조절할 수 있는 가압장치가 부착된 에어튜브판을 별도제작하여 맞춰 끼워넣고 고정 부착시켜 역시 사용자가 키를 누를시 역시 이 사이의 공기압이 탄성고무판(400)의 돌기(401)를 아래로 밀어 키접점(301,101)을 눌러 PCB회로가 작동이 되게 하는 방식의 컴퓨터 키보드.