KR100763363B1 - 무접점 로터리 스위치 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로터리 스위치의 구조를 개선하여, 로터리 스위치에 의한 회로의 쇼트 및 로터리 스위치의 접점불량을 미연에 방지함과 더불어 로터리 스위치의 절대위치가 유지되도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 노브의 회전에 의해 이동되는 가동유닛과, 상기 가동유닛과 상응하도록 고정된 고정유닛이 구비된 로터리 스위치 어셈블리에 있어서, 상기 고정유닛은 빛을 발산하는 발광부와, 상기 발광부에서 발산된 빛을 받아들이는 수광부로 이루어지고, 상기 가동유닛은 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 무접촉 상태로 이동가능하게 구비되어 상기 발광부의 빛을 선택적으로 차단시키거나 통과시키면서 기능모드 선택을 위한 서로 다른 단위출력을 발생시킴을 특징으로 하는 로터리 스위치 어셈블리를 제공한다.

로터리 스위치

Description

무접점 로터리 스위치 어셈블리{Rotary switch assembly without a contact point}

도 1은 종래기술에 따른 로터리 스위치의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 도 1의 고정유닛의 구조를 나타낸 평면도.

도 3은 종래기술에 따른 로터리 스위치와 마이콤의 개략적 회로구성도.

도 4는 본 발명에 따른 로터리 스위치의 구조를 나타낸 단면도.

도 5는 도 4의 휠 형상을 각각 나타낸 분해 사시도.

도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ단면도.

도 7은 본 발명에 따른 로터리 스위치의 회전에 의해 발생되는 단위출력이 소정각도에 따라 다양하게 나타남을 도시한 도표.

도 8은 본 발명에 따른 발광소자와 수광소자 그리고 마이콤의 개략적 회로구성도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 노브 20: 가동유닛

21: 휠 21a: 제1 휠

21b: 제2 휠 21c: 제3 휠

22: 축 23: 홈

30: 고정유닛 31: 발광부

32: 수광부 100: 로터리 스위치

본 발명은 로터리 스위치 어셈블리에 관한 것으로서, 더 상세하게는 축의 회전에 의해 이동되는 가동유닛과, 상기 가동유닛과 상응하도록 고정된 고정유닛이 상호 무접촉에 의해 위상차를 발생시키는 로터리 스위치 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 로터리 스위치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 선택 사항이 있을 때 그 중 하나를 선택하기 위해 사용되는 것으로서, 단순한 버튼식이 아닌, 원주 모양으로 배치된 접점(1a)을 구비한 고정유닛 상에 와이퍼(1b)를 구비한 가동유닛을 회전시키므로써 원하는 접점을 선택하기 위한 것이다.

즉, 기계적인 아날로그 변화량을 디지털량으로 변환하는 로터리 엔코더의 특성을 살려서, 좌, 우 회전량에 따라 변화되는 펄스수를 마이컴에서 감지, 제어하여 특정 기능모드를 수행할 수 있도록 구성된 것으로서, 전자레인지 등의 제품에 널리 사용되고 있는 추세에 있다.

하지만, 물을 사용하거나 수증기를 이용하는 기기에 상기 로터리 스위치(1)가 적용되면 다음과 같은 문제점이 발생된다.

첫째, 물에 의해 상기 고정유닛의 접점(1a)들이 상호 쇼트(short)되어 화제가 발생될 염려가 있다.

즉, 소정간격을 두어 배치된 상기 접점(1a)들이 상호 쇼트됨에 따라 저항값이 "0"이 되어, 상기 로터리 스위치(1)와 상호 전기적으로 연결된 전자/전기 부품들(도시생략)에 과부하가 걸리며, 특히 저항값을 변화시켜주는 스위치나 트랜지스터에 과부하 현상이 심해져 각 부품들이 타게 된다. 따라서 과부하에 따른 화제가 발생될 수 있다.

둘째, 물에 의해 상기 고정유닛의 접점(1a) 및 상기 가동유닛의 와이퍼(1b)가 산화되어 고정유닛의 접점과 가동유닛의 와이퍼의 접촉부가 유실됨에 따라 상호 접촉되지 못하는 문제가 발생된다.

셋째, 세탁기와 같이 물을 사용하거나 전자레인지와 같이 수증기가 발생되는 기기에는 일반적으로 방수용 코팅액(3)이 도포된 회로기판(2)이 사용됨에 따라 코팅액이 상기 로터리 스위치 내부로 흘로 들어와 상기 접점부(1a, 1b)에 묻게 되어 고정유닛과 가동유닛의 접촉불량이 발생된다.

즉, 회로기판(2)에 물이 유입되면 상기 회로기판에 장착된 다수개의 전기부품들(저항, 트랜지스터 등)이 상호 쇼트(short)되는 등의 문제점이 발생되는데, 이를 미연에 방지하기 위해, 우레탄 등의 재질로 이루어진 코팅액(3)을 상기 회로기판의 상ㆍ하면에 도포시키게 된다. 하지만 상기 코팅액(3)은 다수개의 부품들로 이루어진 상기 로터리 스위치(1)의 틈새로 유입되어, 로터리 스위치의 접점부(1a, 1b)에 고착됨에 따라, 상기 코팅액의 간섭으로 상기 로터리 스위치의 와이퍼(12)가 상기 접점(1a)과 미(未) 접촉되고, 결국 소비자가 선택하고자 하는 기능모드를 선택하지 못하게 되는 문제가 발생된다.

또한, 상기한 로터리 스위치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

상기 로터리 스위치(1)는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 회전시 발생되는 접점A와 접점B의 시간차에 의한 방향성을 갖는 신호와, 상기 접점(1a)과 와이퍼(1b)가 접촉될 때 발생되는 펄수신호만이 상기 마이컴이 인가 받아 이를 인식할 수 있다. 따라서 로터리 스위치를 정지시키게 되면 상기 방향성을 갖는 신호가 발생되지 않아 로터리 스위치의 현 위치를 마이콤이 인식할 수 없는 상태인 초기화상태가 된다. 이 때 초기상태가 되면 로터리 스위치에 의해 선택되었던 기능모드를 더 이상 감지할 수 없게 된다.

즉, 로터리 스위치(1)가 일단 정지되면 방향성을 갖는 신호가 더 이상 발생되지 않으므로 마이콤은 초기상태가 되어, 다시 로터리 스위치를 회전시킬지라도 현재 진행중인 기능모드가 마이콤에서 인식되지 않으므로 현재 진행중인 것이 무슨 기능모드인지 판단이 안될 뿐만 아니라 다음단계를 위한 기능모드 선택에 차질을 초래할 수 있다.

특히, 디스플레이장치가 구비된 기기는, 다양한 기능모드 중 로터리 스위치에 의해 선택된 기능모드가 디스플레이 되어야 함에도 불구하고, 로터리 스위치를 정지시키게 되면 마이콤이 초기상태가 되어 상기 디스플레이장치에 보내줄 표시신호를 만들 수 없게 됨에 따라 현재 진행중인 기능모드를 알 수 없게 된다.

본 발명은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 로터리 스위치의 구조를 개선하여, 로터리 스위치에 의한 회로의 쇼트 및 로터리 스위 치의 접점불량을 미연에 방지함과 더불어 로터리 스위치의 절대위치가 유지되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 노브의 회전에 의해 이동되는 가동유닛과, 상기 가동유닛과 상응하도록 고정된 고정유닛이 구비된 로터리 스위치 어셈블리에 있어서, 상기 고정유닛은 빛을 발산하는 발광부와 상기 발광부에서 발산된 빛을 받아들이는 수광부로 이루어지고, 상기 가동유닛은 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 무접촉 상태로 이동가능하게 구비되어, 상기 발광부의 빛을 선택적으로 차단시키거나 통과시키면서 기능모드 선택을 위한 서로 다른 단위출력을 발생시킴을 특징으로 하는 로터리 스위치 어셈블리를 제공한다.

상기 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 로터리 스위치의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 휠 형상을 각각 나타낸 분해 사시도이며, 도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 로터리 스위치의 회전에 의해 발생되는 단위출력이 소정각도에 따라 다양하게 나타남을 도시한 도표이며, 도 8은 본 발명에 따른 발광소자와 수광소자 그리고 마이콤의 개략적 회로구성도이다.

본 발명인 로터리 스위치 어셈블리(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이 노브(10)의 회전에 의해 이동되는 가동유닛(20)과, 상기 가동유닛과 상응하도록 고정된 고정유닛(30)이 구비된 로터리 스위치 어셈블리에 있어서, 상기 고정유닛(30)은 빛을 발산하는 발광부(31)와 상기 발광부에서 발산된 빛을 받아들이는 수광부(32)로 이루어지고, 상기 발광부의 빛을 선택적으로 차단시키거나 통과시키면서 기능모드 선택을 위한 서로 다른 단위출력(가동유닛의 회전각도에 따라 얻을 수 있는 상태값)을 발생시키기 위해, 상기 가동유닛(20)은 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 무접촉 상태로 이동가능하게 구비되어 이루어진다.

이 때, 상기 발광부(31)와 상기 수광부(32)는 물로부터 보호되도록 그 겉표면이 방수재질로 둘러싸여 이루어진다. 또한, 상기 방수재질은 빛을 통과할 수 있는 재질이어야 한다.

그리고, 상기 가동유닛(20)은, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 상기 발광부(31)의 빛을 차단시키거나 통과시키는 원통형의 휠(wheel, 21)과, 상기 휠의 중심에 구비되어 상기 휠을 회전시키는 축(22)으로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 원통형의 휠(21)의 둘레부에 의해 빛이 통과되거나 통과되지 못하도록, 상기 휠은 그 둘레부에 적어도 하나의 홈(23)이 형성되어 이루어진다. 또는 상기 홈 대신 빛을 통과시킬 수 있는 투명재질이 상기 둘레부에 구비될 수 있다.

또한, 상기 서로 다른 단위출력의 수를 증가시켜 다양한 기능모드를 선택하기 위해, 상기 휠(21)의 수가 증가되되, 그 증가되는 휠의 수에 따라 상기 발광부(31) 및 수광부(32)의 수도 동일하게 증가되고, 상기 휠 둘레부에 형성되는 홈(23)의 수도 증가됨이 바람직하다.

이 때, 그 수가 증가된 상기 휠(21)들이 상기 축(22)에 의해 원활하게 회전되기 위해 상기 휠들을 상호 동심원 상에 위치시키고, 상기 발광부(31) 및 상기 수 광부(32)와 상호 간섭되지 않도록 서로 소정간격을 두어 배치시킨다.

그리고, 상기 휠 둘레부에 형성된 홈(23)의 수는 상기 휠(21)의 수가 하나씩 증가함에 따라 공비 2의 값을 갖는 등비수열로 증가되되, 상기 홈의 둘레부 길이는 미(未)홈의 둘레부의 길이와 동일함과 함께 하나의 휠에 형성된 각 홈의 둘레부 길이도 서로 동일하게 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 로터리 스위치 어셈블리의 휠에 대한 일 실시예는 다음과 같다.

일 실시예에 따른 휠은, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 시작점 S를 0도라 할 때, 0도에서 180도에 해당되는 둘레부로 빛이 통과되도록 그 둘레면에 홈이 형성된 원통형의 제1 휠(21a)과, 0도에서 90도에 해당되는 둘레부와 180도에서 270도에 해당하는 둘레부로 빛이 통과되도록 그 둘레면에 홈이 형성된 원통형의 제2 휠(21b)과, 0도에서 45도에 해당되는 둘레부와 90도에서 135도에 해당하는 둘레부와 180도에서 225도에 해당되는 둘레부 그리고 270도에서 315도에 해당하는 둘레부로 빛이 통과되도록 그 둘레면에 홈이 형성된 원통형의 제3 휠(21c)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 일실시예인 휠은 다음과 같은 역할을 수행한다.

도 6내지 도 8에 도시된 바와 같이, 축(22) 회전시, 발광부(31)와 수광부(32)가 위치한 곳에 상기 제1 휠(21a)과 제2 휠(21b) 그리고 제3 휠(21c)의 홈이 모두 위치되면 발광부의 빛이 상기 홈들을 통과하여 수광부에 입수됨에 따라 단위출력(1,1,1)을 얻을 수 있다. 그리고 계속되는 축 회전시, 발광부와 수광부가 위치한 곳에 상기 제1 휠과 상기 제2 휠의 홈이 위치됨과 함께 상기 제3 휠의 미( 未)홈부가 위치면 발광부의 빛이 상기 홈만 통과하여 수광부에 입수됨에 따라 단위출력(1,1,0)을 얻을 수 있다. 이와 더불어 축 회전이 계속됨에 따라 단위출력(1,0,1), (1,0,0), (0,1,1), (0,1,0), (0,0,1), (0,0,0)을 얻을 수 있다.

여기서, 단위출력은 축의 회전각도에 따라 얻을 수 있는 상태값으로서, 상기 마이콤 보내 특정 기능모드들을 인식할 수 있는 일종의 신호이고, "1"은 발광부(31)의 빛이 수광부(32)로 전달되었음을 의미하며, "0"는 발광부의 빛이 휠 둘레부 미홈부에 의해 차단되었음을 의미한다.

상기와 같은 다양한 단위출력들은 각각 서로 다른 기능모드의 고유값을 가짐에 따라 소비자가 상기 로터리 스위치를 소정범위 회전시킬 때마다 선택할 수 있는 기능모드는 각각 달라지게 되고, 기준좌표인 S를 기준으로 각각의 단위출력은 서로 다른 상태값을 취함에 따라 상기 로터리 스위치를 정지시켜도 마이콤(도 8의 40)은 정지된 위치의 단위출력을 인식할 수 있어 다음단계 진행 및 소비자가 원하는 단계의 진행이 용이하게 이루어질 수 있다.

즉, 상기 로터리 스위치가 기준좌표인 S를 시작점으로 하여 45도 회전될 때까지 상기 로터리 스위치는 단위출력(1,1,1)에 해당하는 기능모드를 선택할 수 있는 절대위치에 놓이게 되고, 45에서 90도로 회전될 때 상기 로터리 스위치는 단위출력(1,1,0)에 해당하는 기능모드를 선택할 수 있는 절대위치에 놓이게 되며, 이러한 기능모드 선택 기회는 45도 간격으로 얻을 수 있게 된다. 그리고 상기 로터리 스위치를 정지시킨 후에도 그 위치에 해당하는 단위출력을 계속해서 마이콤에 전달시킬 수 있고, 다시 로터리 스위치를 회전시킬 때의 시작점은 상기 기준자표인 S점 이 아니라 정지되었던 위치에서 다시 시작됨에 따라 용이하게 다음 단계의 기능모드를 선택할 수 있으며, 필요시 2, 3단계를 뛴 기능모드를 선택할 수 있음에 따라 날로 복잡해지는 전자제품(특히 세탁기)의 기능모드를 쉽게 이용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 휠은 일 실시예에서 처럼 3개만을 취할 수 도 있고, 그 이상을 취할 수도 있으며, 그 이하를 취할 수도 있다. 만약, 상기 휠을 4개 취한다면, 제1 휠, 제2 휠, 제3 휠, 제4 휠이 구비되고, 각 휠에 형성되는 홈의 수는 공비 2의 등비수열로 증가된다. 따라서 제1 휠의 홈이 1개이면 최외각 휠인 제4 휠의 홈은 8개가된다. 또한 상기 내용에 따라 단위출력의 개수는 16개가 나오게 된다.

즉, 4개의 휠을 갖는 로터리 스위치는 16개의 기능모드가 구비된 기기에 사용될 수 있게된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술 범위는 특허청구범위에 나타나 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 무접점구조인 빛을 이용하여 기능모드를 선택하는 스위치로써, 수광소자와, 발광소자 그리고 휠을 이용하여 무접촉에 의해 상호 신호를 전달하므로, 종래기술과 같이 접점구조(여기서 접점을 위해서는 접점부는 전기적 도체인 구리등의 재질을 사용하게 된다)의 문제점인 물에 의한 접점부 산 화, 접점부 쇼트등이 전혀 발생되지 않는다.

그리고 본 발명인 로터리 스위치는 무접점구조이므로, 비록 방수용 코팅액이 상기 로터리 스위치 내부로 흘러 들어올지라도, 종래기술과 같이 로터리 스위치의 접점에 코팅액이 안착되어 발생되는 접촉불량의 문제점이 전혀 발생되지 않는다.

한편, 본 발명은 다양한 단위출력을 발생시킬 수 있고 이에 따라 각각 서로 다른 기능모드의 고유값을 가질 수 있다. 따라서 소비자가 본 발명인 로터리 스위치를 소정범위 회전시킬 때마다 선택할 수 있는 기능모드는 각각 달라지게 되고, 기준좌표인 S를 기준으로 각각의 단위출력은 절대좌표를 취함에 따라 상기 로터리 스위치를 정지시켜도 마이콤은 정지된 위치의 단위출력을 인식할 수 있어 다음단계 진행 및 소비자가 원하는 단계의 진행이 용이하게 이루어질 수 있다.

즉, 다시 로터리 스위치를 회전시킬 때의 시작점은 상기 기준좌표인 S점이 아니라 정지되었던 위치에서 다시 시작됨에 따라 용이하게 다음 단계의 기능모드를 선택할 수 있으며, 필요시 2, 3단계를 뛴 기능모드를 선택할 수 있음에 따라 날로 복잡해지는 세탁기와 같은 전자제품의 기능모드를 쉽게 이용할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 휠의 수를 증가시켜 다수개의 기능모드를 선택할 수 있는 로터리 스위치의 구현이 가능하므로, 기능모드의 수가 많은 기기에도 용이하게 적용시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에 언급된 모든 효과를 다 포함한다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 노브의 회전에 의해 이동되는 가동유닛과, 상기 가동유닛과 상응하도록 고정된 고정유닛이 구비된 로터리 스위치 어셈블리에 있어서,

   상기 고정유닛은 빛을 발산하는 복수 개의 발광부와, 상기 발광부에서 발산된 빛을 선택적으로 받아들이는 복수 개의 수광부로 이루어지고;

   상기 가동유닛은 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 구비되어, 상기 발광부의 빛을 선택적으로 차단시키거나 통과시키는 원통형의 휠과, 상기 휠의 중심에 구비되어 상기 휠을 회전시키는 축으로 이루어지며,

   상기 복수 개의 수광부 각각에서 빛이 입수되는지 여부에 따라, 기능모드 선택을 위한 서로 다른 단위출력을 발생시키며,

   다양한 기능모드를 선택하기 위해, 상기 휠의 수가 증가되면 상기 발광부 및 수광부의 수도 동일하게 증가되고, 상기 휠 둘레부에 형성되는 홈의 수도 증가됨을 특징으로 하는 로터리 스위치 어셈블리.
7. 제 6 항에 있어서,

   그 수가 증가된 상기 휠은 상기 축을 중심으로 함께 회전되도록 상호 동심원 상에 위치되고, 상기 발광부와 상기 수광부 사이에 각각 위치되도록 상호 소정간격을 두어 배치됨을 특징으로 하는 로터리 스위치 어셈블리.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 휠 둘레부에 형성된 홈의 수는 상기 휠의 수가 하나씩 증가함에 따라 공비 2의 값을 갖는 등비수열로 증가되되, 상기 홈의 둘레부 길이와 미(未)홈의 둘레부의 길이가 상호 동일하게 이루어짐과 함께 하나의 휠에 형성된 각 홈의 둘레부 길이도 서로 동일하게 이루어짐을 특징으로 하는 로터리 스위치 어셈블리.
9. 제 7항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 휠은;

   시작점을 0도라 할 때, 0도에서 180도에 해당되는 둘레부로 빛이 통과되도록 그 둘레면에 홈이 형성된 원통형의 제1 휠과,

   0도에서 90도에 해당되는 둘레부와 180도에서 270도에 해당하는 둘레부로 빛이 통과되도록 그 둘레면에 홈이 형성된 원통형의 제2 휠과,

   0도에서 45도에 해당되는 둘레부와 90도에서 135도에 해당하는 둘레부와 180도에서 225도에 해당되는 둘레부 그리고 270도에서 315도에 해당하는 둘레부로 빛이 통과되도록 그 둘레면에 홈이 형성된 원통형의 제3 휠로 이루어짐을 특징으로 하는 로터리 스위치 어셈블리.
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