안녕하세요.

연재도 이제 반이상 흘러갔네요..  으쌰으쌰 힘냅시다!

지난 연재 :

• 1탄 분해편 : http://www.kbdmania.net/xe/4167029

• 2탄 분석편<상> : http://www.kbdmania.net/xe/4173306

• 3탄 분석편<하> : http://www.kbdmania.net/xe/4200834

• 4탄 하우징 설계편<상> : http://www.kbdmania.net/xe/4260268

오늘은 5탄 설계편 <하>입니다.

전반적인것은 <상>판에서 설명하였으니, 이번편은 실제 도면으로 옮기는 설계과정시 고려해야 할 사항등에 대하여 적고자 합니다.

1. 하우징 크기 설정

1.1 가로 세로

저번 연재의 Layout과 같이 키의 배열이 정해지면, 하우징의 가로/세로 사이즈는 어느정도 도출을 하실 수 있으실 겁니다.

여기서 가장 심도있게 고려하셔야 할것은 상하좌우의 여백입니다.

배열이 나온 Layout의 크기에서 상하좌우의 여백을 더해 주시면, 됩니다.

예를들어, 저의 경우, 497.25의 가로 사이즈에, 153.35의 세로 사이즈가 나왔는데, 여기에 각각의 여백 7mm씩을 더하여

511.25 * 167.35 의 크기를 갖습니다.

1.2 높이

비교적 간단하고 정형화 되어있는 가로세로 사이즈에 비해, 높이 사이즈는 고려해야 할 사항이 많습니다.

• 상판 윗부분과 보강판윗부분 간의 거리

• 이 이부분은 키켑이 얼마나 위로 튀어 오를것인가를 결정합니다. 일반적으로 8mm정도를 사용하나, 취양에 맞추어 변경이 가능합니다.

• 보강판 바닥과 하판윗부분간의 거리

• 저번 연재에서 스위치부분을 보시면, 보강판 윗면과, 기판 윗면의 거리는 5mm정도가 필요합니다. 여기에, 기판의 두깨, 스위치 리드선의 길이등을 더하셔서 회로가 들어갈 공간을 구성해주시면 됩니다.

• 바닥면의 두께

위의 3가지 요소에 보강판두께(일반적으로 1.5mm)를 고려하여 더하면 전체 하우징의 두께를 알 수 있습니다.

저의 경우

• 8mm : 상판 두께

• 1.5mm : 보강판 두께

• 3.5mm : 보강판과 기판과의 거리 (보강판 윗쪽으로부터 5mm)

• 1.6mm : 기판 두께

• 3.4mm : 기판과 바닥면까지의 거리 (기판 윗쪽으로부터 5mm)

• 3mm : 하판 두께

위와 같은 공간을 합하여 두께 21mm 를 사용하기로 하였습니다.

2. 보강판과 하우징의 연결

간이보강판이 되었든, 풀 보강판이 되었든, 기계식 스위치라면, 대부분은 보강판이 필요합니다.

물론, 디자인 방법에 따라, 기판을 하우징에 직접 Mount하는 형태라면, 구지 보강판이 안들어 갈 수도 있습니다만, 일반적인 커스텀 키보드라면, 설계의 편의성을 위하여 보강판을 사용하게 됩니다.

회로와 스위치는 보강판에 연결이 되고, 이부분이 하우징에 맞춰 들어가게 되면서, 어떠한 방식으로 맞춰야 할지 고민을 하셔야 합니다.

2.1 Two Piece 설계 방식

대표적으로 KMAC과 같이, 하우징 부분이 상판/하판 2개로 나뉘어져 있는 방식입니다.

일반적으로 아크릴과 같은 2차원 판재로는 구현이 매우 어렵습니다.

상판 또는 하판 쪽에 보강판이 들어갈 홈을 파는 방법을 가장 많이 사용하고 있습니다.

<한별장군님의 사진에서 발췌>

<한별장군님의 사진에서 발췌> : http://www.kbdmania.net/xe/4095637

2.2 Three Piece 설계 방식

대표적으로 더치트와 같이, 하우징 부분이 상/중/하판 3개로 나뉘어져 있는 방식입니다.

아크릴로도 형상이 가능하며, A-87 아크릴하우징과 같은 방식으로도 구현이 가능합니다.

일반적으로는 중판 부분에 보강판이 들어갈 홈을 파는 방법을 가장 많이 사용하고 있습니다.

<너머저쿵했쪄 님의 사진에서 발췌> : http://www.kbdmania.net/xe/3456928

3. 하우징 결합용 나사 선정

나사는 크게 머리의 모양, 나사의 두께, 및 길이로 구분지어 규격화 되어있습니다.

또한 체결시에 나사머리의 홈에 따라 십자나자, 일자나사, 렌치나사등으로 세부 분류가 가능합니다.

3.1 나사 머리

크게, 바인딩 머리, 둥근접시 머리, 둥근 평머리, 접시머리, 육각머리, 평머리, 냄비머리, 둥근 머리, 렌치 머리등이 있으며, 자세한 내용은 아래 링크에서 보실 수 있습니다.

http://meryvery.blog.me/110074683924

3.2 나사 두께

나사의 두께 및 나사산의 형상에 따라 여러가지로 규격화되어 구분되고 있습니다.

http://blog.naver.com/kyo1231?Redirect=Log&logNo=80152699895

3.3 나사 길이

나사의 길이는 크게 규격화되어있지는 않으나, 자신에게 필요한 나사의 길이를 계산하여, 주문이 가능합니다.

각 나사 판매 업체에 문의하시면 취급하는 나사의 길이에 대한 자세한 내용을 받으실 수 있으며, 특수길이라 할지라도, 긴 나사를 잘라서 판매하는 곳도 있는 것 같습니다.

4. 설계 시작

저는 최대한 많은 정보를 통하여, 키보드 개조 및 커스텀 제작시의 Insight를 드리기 위한 목적으로 이 연재를 하고 있다는 점과, 디자인 적인 측면을 위해서 3 Piece의 하우징을 제작하기로 하였습니다.

2 Piece의 경우는 아래 내용중, 중판과 하판을 하나로 묶어서 단일 블럭으로 생각한 후 설계하시면 됩니다.

4.1 상판

구성한 Layout을 구멍으로 쓰고, 외각선을 그려주면 되는 비교적 하우징중 가장 디자인 하기 간단한 부분입니다.

중요한것은 추후, 나사를 채결하기 위한 구멍 또는 탭을 고려해주셔야 합니다.

4.2 보강판

각각 스위치와 스테빌이 들어갈 구멍을 그려주고 외각선을 그려주면 되기 때문에 설계하기 간단한 반면, 구멍의 수가 매우 많아 노동 집약적이기 때문에 시간이 오래걸립니다.

각각 스위치들이 들어갈 위치에 14x14mm 크기의 구멍을 뚫어주시면 됩니다. 옆동에 키 위치를 계산해주는 프로그램도 있으니 활용하시면 좋을 것 같습니다. 스태빌의 구멍은 Cherry사에서 제공하는 데이터에 근거하여 작성이 가능합니다.

가공 특성상, 정확한 사각형의 구멍이 가공이 쉽지 않습니다. 따라서, 각각의 모서리 부분을 1mm정도의 r값으로 Fillet 처리(부드럽게) 해주시는게 좋습니다.

보강판의 외각선을 그릴때는, 하우징과의 접촉부분을 감안하셔야 합니다. 접촉면적에 따라 아래와 같은 특성을 가집니다.

<보강판에 따른 키감의 변화>

• 보강판과 하우징의 접촉면적이 넓은 경우

• 매우 단단한 키감을 선호하시는 분들에게 추천해 드립니다. 와이즈와 같이 보강판이 단단한 느낌을 구현하기 위해서는 보강판과 하우징을 단단하게 결합시켜야 합니다.

• 보강판과 하우징의 접촉면적이 좁은 경우

• 비교적 부드러운 키감을 선호하시는 분에게 추천해 드립니다. 더 나아가 간이 보강판, PCB기판의 두깨등의 조절을 통하여 조금 더 부드러운 키감의 구현이 가능합니다.

어느정도 면적이 자신에게 어울리는지, 또한 어떤 모양의 보강판이 자신에게 어울리는지는 여러가지 실험을 통한 시행착오로 데이터를 산출해 나가는 수밖에 없는 것 같습니다.

<보강판이 하우징에 닿는 면적에 따른 보강판 모양>

마지막으로 보강판도 마찬가지로, 보강판과 하우징 결합시에 나사구멍이 보강판을 지나가는 경우에는 나사를 위한 구멍 및 공간확보가 필요합니다.

4.3 중판

보강판 및 상판과 하판의 결합의 중심이 되는 부품입니다. 기판을 위해 가운데가 뚫려있는 형상을 가집니다.

만약 기판에 여러가지 주변장치들과의 호환성을 위해 따로 부품이 실장되는 경우에는, 중판의 설계가 매우 어려워 질 수 있습니다.

일반적으로 나사는 중판을 그냥 관통하는 경우가 많습니다. 이를 위해 중판에는 나사가 지나갈 수 있는 구멍을 뚫어주시는게 중요합니다.

4.4 하판 (Optional)

3 Piece의 경우 대부분 그냥 단순한 판재가 되는 경우가 많이 있습니다. 하지만, 상판/하판 구조의 2Piece에서는 중판과 하판이 합쳐진 하나의 부품으로 설계하셔야 합니다.

하판을 설계시에는 아래와 같은 내용에 대해 고려하셔야 합니다.

• 무게에 따른 두께

• 대부분 단순한 판재이기 때문에, 두께에 따른 무게 변화가 일정합니다.(Linear) 따라서 원하시는 무게에 따라 두께를 변화시키시면 됩니다.

• 각종 나사 머리구멍혹은 탭

• 범폰이 결합될 나사의 위치 및 형태

• 하우징 결합에 필요한 나사의 위치 및 형태

4.5 범폰 (Optional)

키보드에 각도를 주기 위해 범폰등과 같은 방법으로 뒷부분에 높이를 주는 경우가 많이 있습니다.

일반적으로 6도 정도의 각도를 주는 것이 편하다고 합니다.(개인적인 취향이 있음.)

물론 하판의 설계시, 각도를 고려하여 제작하면 생략이 가능합니다.

일반적으로는 앞이 잘린 뿔과 같은 형태로 제작을 하게 되며 원 형태의 조합이므로 매우 쉽게 작업하실 수 있습니다.

물론 일자형, 다리형등 자신이 원하는 형태로 얼마든지 제작이 가능합니다.

<케이 님의 사진에서 발췌> : http://www.kbdmania.net/xe/3316081

<LifeZone 님의 사진에서 발췌> : http://lzlife.tistory.com/

5. 도면 검토 및 3D 모델링

하우징을 제작해줄 업체에 넘기기 전에, 도면에 오류는 없는지, 공차에 따른 Risk는 없는지, 가공이 불가능한 형상은 아닌지 등에 점검이 필요 합니다.

요즘 금속 가공업체들의 경우는 3차원으로 된 도면을 요구하고 있어, 2D로 작업하여 치수들이 정확히 정해졌다면 이왕이면 3차원으로 재작성하여 업체에 넘겨주시는 것을 추천해 드립니다. (처음부터 3차원으로 설계하시는게 편하실 수 있습니다.)

• 2D의 경우(AutoCAD)는 호환성을 위하여 낮은 버젼의 DXF 파일

• 3D의 경우(Solidworks등)은 호환성을 위하여 STEP이나 IGES 파일

이걸로 하우징 설계편을 마치고 다음은 회로편에 대하여 연재하도록 하겠습니다.

이번편에서는 제가 만든 사진들 뿐만 아니라 사진첩에 있는 다른 회원분들의 사진을 발췌하여 포함하였습니다. (사진 아래에 출처 표기)

혹시 문제가 된다면 알려주시면 바로 삭제하도록 하겠습니다.

혹시 이거 공제하는건지 그런거 어쭤보시는 분들 계신데, 오해가 있을것 같아서 말씀드립니다.

이 G510 개조된 키보드는 저 혼자 쓰려고 제 취향대로 만드는 겁니다..^^;;;;;T_T

긴 글 끝까지 읽어주셔서 감사합니다.