KR101025951B1 - 다방향 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 조작로드를 경동(傾動)조작한 경우에도, 조작로드에 작용하는 부세력을 적정하게 하는 다방향 스위치를 구성하는 것을 과제로 한 것이며, 그 해결수단에 있어서, 조작로드(20)의 내단부 위치의 걸어맞춤체(24)와, 케이스(10)의 저벽부(13B)와의 사이에, 부세축심(Q)을 따라서 이동이 자유로운 수압부재(26), 수압부재(26)를 걸어맞춤체(24)의 방향으로 부세하는 압축코일스프링(48)을 구비하고 있다. 걸어맞춤체(24)의 외주부의 걸어맞춤편(24A)에 걸어맞춰서 일체 회전하는 로터(56)의 통형상부(56A)의 내부면에는 수압부재(26)에 접촉함으로써 경동을 규제하는 복수의 돌출편(60)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한　것이다.

Description

다방향 스위치{MULTIDIRECTIONAL SWITCH}

본 발명은, 케이스에 지지된 조작로드의 경동(傾動)조작을 전기적으로 검출하는 경동검출부와, 이 조작로드의 로드축심을 따르는 방향으로의 압압조작을 전기적으로 검출하는 압압검출부와, 이 조작로드의 회전조작을 전기적으로 검출하는 회전검출부를 구비하고 있는 다방향 스위치에 관한 것이다.

상기와 같이 구성된 다방향 스위치로서 특허문헌 1에 기재된 것이 존재한다. 이 특허문헌 1에 있어서는, 조작로드의 중간에 작동체가 외감(外嵌)되어, 조작로드가 경동조작된 경우에는, 작동체에 형성된 4개의 압압조작부의 어느 하나가 대응하는 위치의 스프링판재를 압압해서 탄성 변형시키고, 이 스프링판재가 대응하는 전극에 접촉됨으로써, 이 경동조작을 전기적으로 검출하도록 경동검출부가 구성되어 있다.

또, 특허문헌 1에 있어서는, 조작로드의 하단부 위치에 접촉부가 돌출 형성되고, 조작로드가 로드축심의 방향으로 압압조작되었을 때에, 접촉부가 스프링판재를 압압해서 탄성 변형시키며, 이 스프링판재가 대응하는 전극에 접촉됨으로써, 이 압압조작을 전기적으로 검출하도록 압압검출부가 구성되어 있다. 특히, 접촉부를 둘러싸는 위치에 링형상의 스프링수용부재를 구비하고, 이 스프링수용부재와 케이스의 저벽부와의 사이에 압축코일형의 복귀 스프링을 구비하고 있다.

또한, 특허문헌 1에서는, 조작로드의 하부에 기어형상으로 형성된 복수의 걸어맞춤편에 걸어맞추는 통형상부와, 이 통형상부의 하단부에 일체 형성된 플랜지형상부로 이루어지는 로터를 구비하고 있다. 이 로터는 조작로드와 일체 회전하는 것이며, 조작로드의 회전조작 시에는 플랜지형상부의 하부면의 슬라이딩 접촉부와, 케이스의 바닥면에 형성된 복수의 전극과의 접촉에 의해서 회전량을 전기적으로 검출하도록 회전검출부가 구성되어 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2007-227006호 공보(단락번호〔0020〕~〔0054〕, 도 3 ~ 도 11)

특허문헌 1에 나타낸 다방향 스위치의 복귀 스프링은, 조작로드가 로드축심의 방향을 따라서 압압조작된 경우에, 이 조작로드를 복귀시키는 방향으로 부세력을 작용시키는 기능을 하는 것이지만, 조작로드가 경동조작된 경우에는, 이 조작로드를 중립자세로의 복원시키는 힘을 작용시키는 기능도 가지고 있다.

이 특허문헌 1에 나타낸 다방향 스위치에 있어서, 복귀 스프링으로부터 조작로드에 작용하는 부세력을 고려하면, 조작로드를 경동조작한 경우에는, 특허문헌 1의 도 6에 도시된 바와 같이, 복귀 스프링에 있어서의 직경방향에서의 한쪽의 부위가 압축되는 동시에, 이것과는 반대쪽의 부위가 신장되는 형태가 된다.

이와 같이 복귀 스프링이 편향된 가중에 의해서 불균일하게 압축된 경우에는, 복귀 스프링의 축심(코일이 그리는 원의 중심을 연결하는 가상직선)으로부터 벗어난 방향으로 부세력이 작용하기 때문에 조작로드에 대해서 중립방향으로 작용하는 부세력이 저하된다.

즉, 조작로드를 경동조작한 경우에는, 복귀 스프링 중 압축된 부위에 부세력이 발생하는 것이지만, 스프링수용부재가 복귀 스프링의 축심에 대해서 경사지기 때문에 부세력은 스프링수용부재의 경사면을 따르는 방향으로 작용하게 되며, 조작로드에 작용하는 복원력이 저하된다.

특히, 조작로드의 경동조작에 따라서, 상술한 바와 같이 복귀 스프링의 부세력이 스프링수용부재의 경사면을 따르는 방향으로 작용하는 경우에는, 이 부세력이 복귀 스프링 자체를 이동시키는 방향으로 작용하는 결과, 조작로드의 경동조작 도중에 케이스의 바닥면과 스프링수용부재와의 사이에서 복귀 스프링이 변위되고, 조작로드에 작용하는 부세력의 방향이 변화해서 조작감이 악화되는 것이어서 개선의 여지가 있다.

본 발명의 목적은, 조작로드를 경동조작한 경우에도, 조작로드에 대해서 적정하게 부세력을 작용시키는 다방향 스위치를 합리적으로 구성하는 점에 있다.

본 발명의 특징은, 케이스에 지지된 조작로드의 경동조작을 전기적으로 검출하는 경동검출부와, 이 조작로드의 로드축심을 따르는 방향으로의 압압조작을 전기적으로 검출하는 압압검출부와, 이 조작로드의 회전조작을 전기적으로 검출하는 회전검출부를 구비하고 있는 다방향 스위치로서,

경동조작방향에서 중립자세에 있는 상기 조작로드의 로드축심과 동축심이 되는 부세축심을 따라서 상기 조작로드에 부세력을 작용시키는 부세부재를 구비하고, 상기 조작로드 중 케이스 내의 내단부에 대해서 상기 부세부재로부터의 부세력에 의해서 접촉되는 수압부재를 구비하는 동시에, 이 수압부재는 조작로드의 경동조작 시에 있어서의 경동 한계가 설정되어 있는 점에 있다.

이 구성에 의하면, 조작로드가 경동조작되고, 조작로드의 내단부의 외주부의 한쪽의 부위가 부세부재를 압축하는 방향으로 변위되고, 조작로드의 내단부의 외주부의 다른 쪽의 부위가 부세부재를 신장하는 방향으로 변위된 경우에서도, 수압부재의 경동 한계가 설정되어 있으므로, 수압부재 중, 부세부재가 신장하는 위치에 대응하는 부위가 조작로드의 방향으로 크게 변위되는 현상을 저지해서, 이 수압부재의 자세를 부세축심에 직교하는 자세에 가까운 자세로 유지할 수 있다. 이와 같이 수압부재의 경동 한계가 설정되어 있으므로 조작로드를 경동조작한 경우에는, 압압측에 있어서 수압부재와 조작로드가 접촉되는 것의 다른 쪽이 이간하기 때문에, 이 접촉되는 부위로부터 부세부재의 부세력만을 조작로드에 작용시켜서, 조작로드의 복원력을 높이는 것이 된다. 그 결과, 조작로드를 경동조작한 경우에도, 조작로드에 대해서 부세력을 적정하게 작용시키는 다방향 스위치가 구성되었다.

본 발명에서는, 상기 수압부재에 접촉됨으로써 상기 경동 한계를 설정하는 돌출편을 구비해도 된다. 이에 의하면, 수압부재에 접촉되는 돌출편을 구비한다고 하는 간단한 구조에 의해 수압부재의 경동 한계를 설정할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 회전검출부가, 상기 조작로드와 함께 회전하는 로터와, 이 로터의 회전위치를 검출하는 복수의 전극을 구비해서 구성되고, 상기 로터가, 상기 조작로드의 내단부의 외주부에 걸어 맞춰서 일체적으로 회전 가능한 통형상부를 구비해서 구성되고, 상기 부세부재와 수압부재가 상기 통형상부의 내부에 배치되며, 상기 돌출편이, 상기 통형상부의 내부면에 형성되어도 된다. 이에 의하면, 돌출편을 구비하기 위한 부재를 특별히 형성하지 않아도 로터의 통형상부를 이용함으로써 부품점수를 증대시키지 않고 수압부재의 경동 한계를 설정할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 압압검출부가, 상기 조작로드의 압압방향으로의 조작에 기인하는 압압력의 작용에 의해 탄성 변형되는 도체로 이루어진 스프링판재와, 이 스프링판재의 탄성 변형 시에 스프링판재와의 접촉에 의해서 도통상태에 도달하는 한 쌍의 전극을 구비해서 구성되고, 상기 부세부재가 압축코일스프링으로 구성되는 동시에, 이 압축코일스프링이 상기 스프링판재를 둘러싸는 위치에 배치되어도 된다. 이에 의하면, 조작로드를 로드축심을 따라서 압압조작한 경우에는, 스프링판재와 전극과의 접촉에 의해서 압압조작을 검출할 수 있다. 또, 조작로드를 경동조작한 경우에는, 이 경동에 따라서 수압부재가 변위되어서 압축코일스프링이 압축되기 때문에, 이 압축코일스프링으로부터 수압부재에 작용하는 부세력을 조작로드를 중립자세로 복귀시키는 방향으로 작용시키는 것도 가능해진다.

본 발명에서는, 상기 경동검출부가, 상기 조작로드와 일체적으로 경동하는 작동체와, 이 작동체로부터의 압압력의 작용에 의해 탄성 변형되는 도체로 이루어진 스프링판재와, 이 스프링판재의 탄성 변형 시에 스프링판재와의 접촉에 의해서 도통상태에 도달하는 한 쌍의 전극을 상기 조작로드를 둘러싸는 위치에 배치해서 구성해도 된다. 이에 의하면, 조작로드를 경동조작한 경우에는, 대응하는 스프링판재와 전극이 접촉됨으로써, 이 경동조작의 방향을 전기적으로 검출할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거해서 설명한다.

[전체 구성]

도 1 ~ 도 4에 도시한 바와 같이, 케이스(10)에 대해서 상하방향을 향하는 자세의 조작로드(20)를 구비하는 동시에, 이 조작로드(20)의 경동조작을 전기적으로 검출하는 경동검출부(A)와, 이 조작로드(20)의 로드축심(Y)을 따르는 방향으로의 압압조작을 전기적으로 검출하는 압압검출부(B)와, 이 조작로드(20)의 회전조작 을 전기적으로 검출하는 회전검출부(C)를 구비해서 다방향 스위치가 구성되어 있다.

이 다방향 스위치는, 휴대전화기, PDA, 게임기기의 콘트롤러나, 가전제품의 리모트 콘트롤러 등에 구비되는 것이다. 또한, 이 다방향 스위치는 사용 시에 있어서 상하방향은 상관은 없으나, 본 실시형태에서는 도 3의 상부측을 위쪽이라고 하고, 하부측을 아래쪽이라고 한다.

다방향 스위치는, 비조작상태에 있는 경우에는 상기 조작로드(20)가 중립자세(N)를 유지한다. 경동검출부(A)는 중립자세(N)를 기준으로 해서 십자(十字) 방향(4방향)으로의 경동조작을 검출한다. 조작로드(20)의 축심을 상기 로드축심(Y)이라고 하고, 상기 압압검출부(B)는 로드축심(Y)을 따르는 방향으로의 압압조작을 전기적으로 검출한다. 상기 회전검출부(C)는, 중립자세(N)의 로드축심(Y) 주변에서의 회전조작량을 전기적으로 검출한다.

이 다방향 스위치에서는 경동검출부(A)로서 조작로드(20)를 십자방향의 어느 한쪽으로 조작했을 때의 4방향으로의 조작을 검출하도록 구성하고 있지만, 경동검출부(A)가 예를 들면 2방향과 같이 4방향 미만의 방향으로의 경동을 검출하는 것이어도 되며, 또, 8방향 등, 5방향 이상의 방향으로의 경동을 검출하는 것이어도 된다.

케이스(10)는, 모두 절연성의 수지재료로 이루어지는 탑 커버(11)와 상부 케이스(12)와 하부 케이스(13)를 연결해서 구성되어 있다. 이들 탑 커버(11)와 상부 케이스(12)와 하부 케이스(13)는, 중립자세(N)의 로드축심(Y)을 따르는 방향에서 본(평면에서 보면) 단면형상이 정팔각형이 되도록 틀성형되어 있다.

탑 커버(11)에는 조작로드(20)가 상하방향으로 관통하는 관통구멍(11A)이 형성되어 있다. 이 탑 커버(11)의 하부면측에는 조작로드(20)의 경동 중심(P)으로부터 등거리가 되는 오목형상의 안내면(11G)이 형성되어 있다. 또한, 이 탑 커버(11)의 외주부에는 4개의 연결편(14)이 아래쪽을 향해서 일체적으로 돌설 형성되고, 이 연결편(14)의 선단부에 구멍형상이 되는 걸어맞춤연결부(14A)가 형성되어 있다.

관통구멍(11A)은 평면에서 보면 경동방향을 따르는 십자형상의 안내홈(11AG)을 가진 구조이며, 이 안내홈(11AG)의 내부면에는 상기 경동 중심(P)의 방향을 향하는 경사면이 형성되어 있다.

상부 케이스(12)는, 중립자세(N)의 로드축심(Y)을 따르는 자세의 통형상의 측벽부(12A)와, 중립자세(N)의 로드축심(Y)에 대해서 직교하는 자세의 중간벽부(12B)가 일체 형성되어 있다. 또, 중간벽부(12B)의 중앙위치에는 개구(12H)가 형성되고, 측벽부(12A)의 외부면에는 볼록형상이 되는 8개의 걸어맞춤편(12T)이 주변방향에서 등간격으로 형성되어 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 이 상부 케이스(12)의 중간벽부(12B)의 상부면측에는 상기 조작로드(20)를 사이에 두고 십자방향으로 대응하는 4개소의 검출위치에 도체로 이루어진 센터전극(31)이 형성되고, 이 센터전극(31)을 둘러싸는 위치에 도체로 이루어진 링전극(32)이 형성되어 있다.

이 상부 케이스(12)의 중간벽부(12B)에는 4개의 상기 센터전극(31)과 개별적으로 도통하는 독립된 경동검출회로와, 4개의 상기 링전극(32)과 도통하는 코먼회 로가 인서트의 기술에 의해서 형성되어 있다. 또, 이 상부 케이스(12)에는, 경동 검출회로에 도통하는 4개의 경동검출리드(33)가 아래쪽을 향해서 돌출 형성되고, 코먼회로와 도통하는 단일의 코먼리드(34)가 아래쪽을 향해서 돌출 형성되어 있다.

하부 케이스(13)는, 중립자세(N)의 로드축심(Y)을 따르는 자세의 통형상의 측벽부(13A)와, 중립자세(N)의 로드축심(Y)에 대해서 직교하는 자세의 저벽부(13B)가 일체 형성되어 있다. 또, 저벽부(13B)의 상부면 중앙에는 상기 압압검출부(B)가 배치되는 환상의 리브형상이 되는 규제부(13C)와, 이 외주부 위치에 환상의 리브형상이 되는 스프링수용부(13D)가 동심원형상으로 돌출 형성되어 있다.

이 하부 케이스(13)의 측벽부(13A)에는 위쪽을 향해서 4개의 연결편(15)이 일체적으로 돌출 형성되고, 이 연결편(15)의 선단부에 구멍형상이 되는 걸어맞춤연결부(15A)가 형성되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 하부 케이스(13)의 저벽부(13B) 중, 규제부(13C)에 둘러싸인 부위의 중앙위치에는 도체로 이루어진 센터전극(41)이 형성되고, 이 센터전극(41)을 둘러싸는 위치에는 도체로 이루어진 링전극(42)이 형성되어 있다. 이 하부 케이스(13)의 저벽부(13B)에는 센터전극(41)에 도통하는 압압조작검출회로와, 링전극(42)에 도통하는 링회로가 인서트의 기술에 의해서 형성되어 있다. 또한, 압압조작검출회로에 도통하는 압압조작검출리드(43)가 아래쪽을 향해서 돌출 형성되고, 상기 링회로에 도통하는 링리드(44)가 아래쪽을 향해서 돌출 형성되어 있다.

이 하부 케이스(13)의 저벽부(13B) 중, 상기 스프링수용부(13D)의 외주부분 에는 도체로 이루어진 링형상의 공통전극(51)과, 도체로 이루어진 복수의 카운트전극(52)을 배치하고 있으며, 이 카운트전극(52)을 둘러싸는 위치에는 클릭용인 다수의 요철부(53)가 형성되어 있다.

또, 공통전극(51)은 하부 케이스(13)의 저벽부(13B)의 내부에 인서트의 기술에 의해서 형성된 회로를 통해서 공통리드(54)에 도통하고, 카운트전극(52)은 인서트의 기술에 의해서 형성된 회로를 통해서 카운트리드(55)에 도통하고 있다. 이 공통리드(54)와 카운트리드(55)는 아래쪽을 향해서 돌출 형성되어 있다. 또, 이 하부 케이스(13)의 외부면 하부에는 4개의 경동검출리드(33)와, 1개의 코먼리드(34)가 삽통(揷通)하는 구멍부를 형성한 리드홀더부(13H)가 형성되어 있다.

[조작로드]

상기 조작로드(20)는 구리합금 등의 비교적 강성이 높은 소재가 이용되는 동시에, 케이스(10)로부터 윗쪽으로 돌출하는 상단부(21)에는 노브 등이 장착되는 D커트부(21A)가 형성되어 있다. 이 상단부(21)의 하부측에 소경부(小徑部)(21B)와, 중간부(22)가 형성되고, 이 중간부(22)보다 하부측에서 케이스(10)의 내부에 위치하는 부위에는 대경부(大徑部)(23)가 형성되어 있다.

소경부(21B)는 탑 커버(11)의 안내홈(11AG)에 유입되는 직경으로 설정되고, 대경부(23)로부터 아래쪽으로 돌출하는 부위에는 회전력을 출력하는 기어형상이 되는 복수의 걸어맞춤편(24A)을 가지는 걸어맞춤체(24)가 연결되고, 이 걸어맞춤체(24)의 하단부에는 접촉부(25)가 돌출 형성되어 있다. 또한, 접촉부(25)는 도 3에 나타낸 경동 중심(P)을 중심으로서 아래쪽으로 돌출하는 반구면형상으로 성형되 어 있다.

스프링수용부(13D)에는 부세부재로서의 압축코일스프링(48)을 구비하고, 이 압축코일스프링(48)과, 조작로드(20)의 내단부에 위치하는 걸어맞춤체(24)와의 사이에는 수지제의 수압부재(26)가 배치되어 있다. 이 수압부재(26)는, 그 중앙위치에 접촉부(25)가 삽통하는 구멍부(26A)가 형성되어 있다. 이 수압부재(26)는, 후술하는 로터(56)의 통형상부(56A)의 내부면에 형성된 복수의 돌출편(60)에 접촉됨으로써 경동 한계가 결정된다.

특히, 이 압축코일스프링(48)의 부세축심(Q)(코일이 그리는 원의 중심을 연결한 가상직선)은, 중립자세(N)에 있는 조작로드(20)의 로드축심(Y)과 동축심상에 배치된다. 이에 의해, 수압부재(26)는 부세축심(Q)을 따라서 이동 가능하게 되며, 복수의 돌출편(60)에 접촉됨으로써 경동 한계가 결정된다.

[경동검출부]

상기 경동검출부(A)는, 상술한 바와 같이 상부 케이스(12)의 중간벽부(12B)의 4개소에 형성된 센터전극(31)과, 링전극(32)과, 이들을 덮는 위치에 배치되는 도체로 이루어진 돔형상의 스프링판재(35)와, 이 4개의 스프링판재(35)의 상부면에 접촉하는 완충체(36A)를 일체 형성한 고무링(36)과, 이 고무링(36)의 상부면에 밀착 배치된 링형상의 스프링재로 이루어진 스프링 링(37)과, 조작로드(20)의 경동 시에 완충체(36A)를 통해서 스프링판재(35)에 압압력을 작용시키는 작동체(38)를 구비하고 있다.

상기 스프링판재(35)는, 구리합금이나 철합금 등의 도체로 이루어진 원반형 상의 소재가 이용되고, 이 중앙부가 위쪽으로 팽출(膨出)하는 돔형상으로 성형되어 있다. 이 스프링판재(35)는 압압력이 작용하지 않는 상황에서는 주위가 상기 링전극(32)에 접촉되어 있으며, 중앙부가 센터전극(31)으로부터 이간되어 있다.

이 스프링판재(35)의 중앙부에 위쪽으로부터 압압력이 작용한 경우에는 탄성 변형에 의해 스프링판재(35)의 중앙부가 센터전극(31)에 접촉됨으로써, 이 센터전극(31)과 링전극(32)이 도통상태에 도달한다. 또한, 도면에는 검출위치에 단일의 스프링판재(35)를 배치한 구조를 나타내고 있지만, 이 스프링판재(35)를 복수매 포개서 이용해도 된다.

상기 고무링(36)은, 실리콘 고무 등의 유연하며 절연성을 지니는 재료가 이용되고, 이 고무링(36)의 4개소의 표리 양면에 돌출되는 형태로 상기 완충체(36A)가 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 스프링 링(37)에는 상기 완충체(36A)가 관통하는 구멍부(37A)가 형성되어 있다. 이와 마찬가지로, 고무링(36)과 스프링 링(37)에는 끼워맞춤구멍(36S, 37S)이 형성되고, 중간벽부(12B)에 돌설된 끼워맞춤편(12S)을 끼워맞춤구멍(36S, 37S)에 끼워 맞춤으로써, 고무링(36)과 스프링 링(37)이 적정한 위치에 지지된다.

작동체(38)는, 절연성의 수지재료를 틀성형함으로써, 중앙에 구멍부(38A)가 형성되고, 중앙의 상부면에는 상기 탑 커버(11)의 하부면측에 형성된 상기 안내면(11G)에 슬라이딩식 접촉되는 볼록형상의 슬라이딩식 접촉면(38G)이 형성되고, 외주부분에는 아래쪽을 향해서 4개의 압압조작부(38B)가 돌출 형성되어 있다.

구멍부(38A)의 내주면에는 조작로드(20)의 로드축심(Y)과 평행자세가 되는 복수의 홈부(T)가 형성되고, 이 구멍부(38A)에 상기 조작로드(20)를 삽통하고 있다. 이 조작로드(20)의 중간부(22)를 조작로드(20)에 외감한 상태에서는, 구멍부(38A)의 내부면의 돌출된 부위만이 조작로드(20)에 접촉되기 때문에, 조작로드(20)와의 접촉면적을 작게 해서 상기 로드축심(Y) 주변에서의 상대회전과, 로드축심(Y)방향에서의 상대적인 슬라이드 이동을 원활하게 실행할 수 있다. 또, 상기 슬라이딩식 접촉면(38G)은 상기 조작로드(20)의 경동중심(P)으로부터 등거리가 되는 매끄러운 구면의 일부에 형성되고, 원활하고 안정된 경동을 나타낸다.

이 작동체(38)의 상부면의 외주부 부근에는 4개의 오목부(38S)가 형성되고, 이 오목부(38S)를 상기 탑 커버(11)의 하부면측에 돌출 형성된 위치결정편(도시하지 않음)에 끼워맞춤으로써, 이 작동체(38)의 압압조작부(38B)와 상기 검출위치와의 상대적인 위치관계가 적정하게 유지된다.

[압압검출부]

상기 압압검출부(B)는, 하부 케이스(13)의 저벽부(13B)에 형성된 센터전극(41)과, 링전극(42)과, 이들을 덮는 위치에 배치되는 돔형상의 스프링판재(45)와, 이 스프링판재(45)의 상부에 배치되는 제1 접촉부재(46)와, 이것에 끼워맞춤 연결되는 제2 접촉부재(47)를 구비하고 있다.

상기 스프링판재(45)는, 경동검출부의 것과 마찬가지로, 구리합금이나 철합금 등의 도체로 이루어진 원반형상의 소재가 이용되고, 그 중앙부가 위쪽으로 팽출하도록 돔형상으로 성형되어 있다. 이 스프링판재(45)는 압압력이 작용하지 않는 상황에서는 주위가 상기 링전극(42)에 접촉되어 있으며, 중앙부가 센터전극(41)으 로부터 이간되어 있다.

이 스프링판재(45)에 위쪽으로부터 압압력이 작용한 경우에는 탄성 변형에 의해 스프링판재(45)의 중앙부가 센터전극(41)에 접촉됨으로써, 센터전극(41)과 링전극(42)이 도통상태에 도달한다. 또한, 도면에는 단일의 스프링판재(45)를 배치한 구조를 나타내고 있지만, 이 스프링판재(45)를 복수매 포개서 이용해도 된다.

하부측의 상기 제1 접촉부재(46)는 실리콘 고무 등의 비교적 유연하며 절연성을 지니는 수지재료로 형성되고, 상부측의 상기 제2 접촉부재(47)는 절연성이며 비교적 경질인 수지재료를 이용하며, 이 제1 접촉부재(46)와 제2 접촉부재(47)는 끼워맞춤 연결되어 있다. 하부측의 제1 접촉부재(46)는 상기 규제부(13C)의 내부면에 안내하는 형태에서 상하방향으로 작동이 자유자재이며, 상부측의 제2 접촉부재(47)의 상부면에는 조작로드(20)의 하단부의 접촉부(25)의 형상을 따르는 오목형상면을 상부면에 형성함으로써, 상기 조작로드(20)가 다소 경사진 상태에서도, 이 접촉부(25)로부터의 압력을 제1 접촉부재(46)을 통해서 스프링판재(45)에 전달하도록 기능한다.

리브형상의 규제부(13C)는, 조작로드(20)를 압압조작했을 때에, 이 조작로드(20)로부터의 압압력에 의해서 상기 압압검출부(B)가 검출상태에 도달한 후에, 수압부재(26)에 접촉되도록, 하부 케이스(13)의 저벽부(13B)로부터의 돌출량이 설정되어 있다.

[회전검출부]

상기 회전검출부(C)는, 조작로드(20)의 내단부 위치에 형성된 걸어맞춤 체(24)의 기어형상으로 형성된 복수의 걸어맞춤편(24A)으로부터 회전력이 전달되는 로터(56)와, 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 이 로터(56)의 하부면에 형성된 접촉자(57)와, 이 로터(56)의 하부면에 형성된 클릭 스프링(58)을 구비하고 있다.

이 로터(56)는, 절연성의 수지재료를 틀성형함으로써, 중앙부에 통형상부(56A)를 형성하고, 이 통형상부(56A)의 하단부측에 플랜지형상부(56B)를 형성하고 있다. 통형상부(56A)의 상단부에 상기 걸어맞춤편(24A)이 끼이는 홈형상의 걸어맞춤부(56C)를 형성하고 있다. 이 걸어맞춤부(56C)는 상기 조작로드(20)의 경동에 따른 기어형상의 걸어맞춤체(24)의 경동을 허용하도록 구성되어 있다.

도 3 ~ 도 6 및 도 8 ~ 도 10에 도시한 바와 같이, 통형상부(56A)의 상부에는 주변방향으로 4개의 걸어맞춤부(56C)가 형성되어 있다. 각각의 걸어맞춤부(56C)의 주변방향에서의 중간부 위치에, 이 통형상부(56A)의 내부로 돌출하는 형태로 돌출편(60)이 형성되어 있다.

또, 이 로터(56)의 통형상부(56A)의 외경을 상기 상부 케이스(12)에 형성한 개구(12H)에 유입되는 값으로 설정하고, 이 통형상부(56A)의 하단부의 내경을 상기 하부 케이스(13)의 스프링수용부(13D)의 외경보다 약간 큰 값으로 설정하고 있다. 이에 의해, 이 다방향 스위치를 조립한 상태에서는, 이 로터(56)의 통형상부(56A)의 외부면이 상부 케이스(12)에 형성된 개구(12H)의 내부면에 가볍게 접촉되는 동시에, 이 통형상부(56A)의 하단부의 내부면이 하부 케이스(13)의 스프링수용부(13D)에 가볍게 접촉되게 되며, 이 로터(56)의 회전 시에는 개구(12H)의 내부면과, 스프링수용부(13D)의 외부면에 안내되는 형태로 안정된 회전이 실현된다.

이 로터(56)의 플랜지형상부(56B)의 하부면측에는 상기 아래쪽을 향해서 돌출하는 리브가 형성되고, 이 리브의 하단부와, 이 플랜지형상부(56B)의 상부면과의 거리를, 하부 케이스(13)에 형성되는 공간의 상하방향의 치수보다 약간 작은 값으로 설정되어 있다. 이에 의해, 이 다방향 스위치를 조립한 상태에서는, 이 로터(56)의 플랜지형상부(56B)의 상부면이 상부 케이스(12)의 중간벽부(12B)의 하부면에 가볍게 접촉되게 되며, 로터(56)의 한층 더 안정된 회전을 나타낸다.

상기 접촉자(57)는, 구리합금 등의 도체를 링형상으로 성형하고, 그 내주측에 상기 공통전극(51)에 상시 접촉되는 주슬라이딩 접촉부(57A)를 형성하고, 또, 그 외주측에는, 원주방향에서의 특정위치에 있어서 상기 카운트전극(52)에 슬라이딩 접촉 가능한 부슬라이딩 접촉부(57B)를 형성한 구조를 가지고 있다. 이와 같은 구조이기 때문에, 로터(56)의 회전 시에는 접촉자(57)의 외주측의 부슬라이딩 접촉부(57B)가 카운트전극(52)에 접촉된 타이밍에서 카운트전극(52)과 공통전극(51)이 도통상태에 도달하고, 부슬라이딩 접촉부(57B)가 카운트전극(52)으로부터 이간된 타이밍에서 카운트전극(52)과 공통전극(51)이 절연상태가 된다.

상기 클릭 스프링(58)은 유연하게 탄성 변형하는 금속재료를 링형상으로 성형하고, 그 주변방향에서의 2개소를 아래쪽으로 돌출시킨 돌출부(58A)를 구비한 구조를 가지며, 로터(56)의 회전 시에는 돌출부(58A)가 상기 하부 케이스(13)의 저벽부(13B)에 형성된 클릭용의 요철부(53)에 걸거나 빼서 클릭감을 만들어 낸다.

[검출형태]

상기 4개의 경동검출리드(33)와, 1개의 코먼리드(34)의 어느 하나의 전압을 인가하는 상태에 있어서, 중립자세(N)를 기준으로 해서 조작로드(20)를 어느 한 방향으로 경동조작한 경우에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 이 경동에 따라서 작동체(38)가 경동되고, 대응하는 방향에 위치하는 스프링판재(35)에 대해서 완충체(36A)를 통해서 작동체(38)의 압압조작부(38B)로부터의 압압력이 작용함으로써, 스프링판재(35)가 탄성 변형되어서 센터전극(31)과 링전극(32)이 도통상태에 도달하고, 이 경동조작을 대응하는 경동검출리드(33)의 전압신호의 변화로서 방출할 수 있다.

이와 같이 조작로드(20)를 경동조작한 경우에는, 이 조작로드(20)에 지지된 작동체(38)의 슬라이딩 접촉면(38G)이 탑 커버(11)의 하부면측에 형성된 안내면(11G)을 따라서 이동됨으로써, 경동 중심(P)을 중심으로 하는 형태로 조작로드(20)를 경동시킨다. 그리고, 경동조작에 따라서 경동방향에 대응하는 스프링판재(35)가 탄성 변형될 때에 클릭감을 만들어 내고, 경동조작이 검출된 상황에 도달한 것을 조작하는 사람에게 인식시킬 수 있는 것이다. 또, 경동조작 시에는, 완충체(36A)를 통해서 작동체(38)의 압압조작부(38B)로부터의 압압력이 작용하기 때문에, 강한 압압력이 작용하는 상황이어도, 완충체(36A)가 압축 변형됨으로써, 강한 힘이 스프링판재(35)에 작용해서 파손되는 문제를 회피할 수 있는 것이다. 그리고, 이 경동조작 후에 조작로드(20)의 경동조작을 해제했을 때에는, 스프링 링(37)과 압축코일스프링(48)으로부터의 부세력에 의해서 조작로드(20)가 중립자세(N)로 복원된다.

특히, 조작로드(20)를 경동조작한 경우에는, 걸어맞춤체(24)의 바닥면의 외 주부분의 일부가 수압부재(26)의 외주부분에 접촉되고, 이 수압부재(26)를 경사시키는 힘을 작용시키게 된다. 그러나, 수압부재(26)는 돌출편(60)에 의해서 경동이 규제되는 동시에, 위쪽으로의 이동이 규제되어 있으므로, 걸어맞춤체(24)가 접촉되는 부위와 반대측의 부위가 상승하는 현상을 돌출편(60)이 저지하고, 도 5에 도시한 바와 같이, 수압부재(26)를 크게 경사시키지 않고, 대략 수평자세로 유지한다. 이에 의해, 압축코일스프링(48)으로부터 조작로드(20)에 대해서 편향된 방향으로 부세력이 작용하는 현상을 회피할 수 있는 것이다. 또한, 조작로드(20)를 경동조작한 경우에는, 압압측에 있어서 수압부재(26)와 조작로드(20)의 하단부의 걸어맞춤체(24)의 바닥면이 접촉되지만, 이 걸어맞춤체(24)의 바닥면의 다른 쪽이 이간되는 것으로 되기 때문에, 접촉되는 부위에서의 압축코일스프링(48)으로부터의 부세력만을 조작로드(20)를 복원방향으로 작동시켜 복원력을 높이는 것이 된다.

또, 상기 압압조작검출리드(43)와, 링리드(44)의 어느 하나의 전압을 인가하는 상태에 있어서, 조작로드(20)를 압압조작한 경우에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 조작로드(20)가 로드축심(Y)을 따라서 이동된다. 그리고, 이 이동에 따라서 스프링판재(45)에 대해서 제1 접촉부재(46)와 제2 접촉부재(47)를 통해서 조작로드(20)로부터의 압압조작력이 작용하고, 스프링판재(45)가 탄성 변형되어서 센터전극(41)과 링전극(42)이 도통상태에 도달하고, 이 압압조작을 압압조작검출리드(43)의 전압신호로서 방출할 수 있다.

이와 같이 조작로드(20)를 압압조작했을 때에는, 상기 스프링판재(45)가 탄성 변형될 때에 클릭감을 만들어 내고, 압압조작이 검출된 상황에 도달한 것을 조 작하는 사람에게 인식시킬 수 있는 것이다. 또, 조작로드(20)를 압압조작했을 때에는, 스프링판재(45)가 탄성 변형되어서 센터전극(41)과 링전극(42)이 도통상태에 도달한 직후에, 리브형상의 규제부(13C)에 대해서 조작로드(20)의 수압부재(26)가 접촉된다. 그리고, 상기 제1 접촉부재(46)가 유연하게 탄성 변형되기 때문에, 조작로드(20)가 강한 힘으로 압압조작된 경우에서도, 과대한 힘을 센터전극(41)이나 링전극(42), 혹은, 스프링판재(45)에 작용시켜서 파손시키는 문제를 회피할 수 있는 것이다.

조작로드(20)를 압압조작할 때에는 조작로드(20)가 중립자세(N)에 있는 것이 이상적이지만, 이 조작로드(20)가 다소 경동된 상태에서의 압압조작도 가능하다. 특히, 조작로드(20)가 크게 경동된 상태에서, 압압조작한 경우에는, 조작로드(20)의 하단부의 수압부재(26) 중, 경동에 의해서 가장 아래쪽으로 돌출한 부위가 규제부(13C)에 접촉됨으로써, 이 조작로드(20)를 중립자세(N)를 향하는 방향으로의 힘을 작용시켜, 조작로드(20)를 중립자세(N)에 근접한 상태에서의 압압조작을 실현하는 것이다.

또한, 공통전극(51)과 카운트전극(52)의 어느 하나에 전압을 인가하는 상태에 있어서, 조작로드(20)를 회전 조작한 경우에는, 로터(56)의 회전에 따라서 접촉자(57)의 외주측의 부슬라이딩 접촉부(57B)가 카운트전극(52)에 접촉된 타이밍에서 카운트전극(52)과 공통전극(51)이 도통상태에 도달하고, 이 부슬라이딩 접촉부(57B)가 카운트전극(52)으로부터 이간된 타이밍에서 카운트전극(52)과 공통전극(51)이 절연상태가 되는 결과, 상기 카운트리드(55)의 전압이 반대방향으로 변화 된다. 이와 같이 전압이 변화될 때마다, 이 다방향 스위치의 외부의 기판 등에 있어서 전압신호의 변화를 카운트(계수)함으로써, 초기 회전자세를 기준으로 해서 조작로드(20)의 회전량을 파악할 수 있다(인크리멘탈형의 로터리 엔코더로서 기능함).

또, 조작로드(20)를 회전 조작했을 때에는, 상기 클릭 스프링(58)의 돌출부(58A)가 요철부(53)에 걸거나 빼게 되며, 이 회전이 실행되고 있는 것을 조작로드(20)에 작용하는 클릭감으로 파악할 수 있다.

[실시형태의 작용ㆍ효과]

이와 같이 본 발명에 의하면, 조작로드(20)의 경동조작을 경동검출부(A)에서 전기적으로 검출하고, 이 조작로드(20)의 로드축심(Y)을 따르는 방향으로의 압압조작을 압압검출부(B)에서 전기적으로 검출하고, 조작로드(20)의 로드축심(Y) 주변에서의 회전 조작을 회전검출부(C)에서 전기적으로 검출한다.

그리고, 조작로드(20)가 비조작상태에 있는 경우에는, 경동검출부(A)를 구성하는 스프링판재(35), 고무링(36)으로부터의 중립자세(N)방향으로의 부세력, 및, 압축코일스프링(48)으로부터의 부세력에 의해, 이 조작로드(20)가 중립자세(N)로 유지된다. 이 중립자세(N)에서 조작로드(20)를 경동조작한 경우에는, 조작로드(20)의 내단부의 걸어맞춤체(24)의 외주부로부터 수압부재(26)를 통해서 압축코일스프링(48)의 외주부(코일의 외주부)에 대해서 압력이 작용하게 된다.

이와 같이 편향된 힘이 압축코일스프링(48)에 작용하는 상황에서는, 압력이 작용한 위치를 기준으로 해서 부세축심(Q)을 사이에 두고 대향하는 외주부(코일의 외주부)가 신장하는 방향으로 변형되는 현상으로 연결된다. 그러나, 이와 같이 신장하는 부위에 대응하는 수압부재(26)의 상승을 돌출편(60)이 규제함으로써, 수압부재(26)가 대략 수평자세(부세축심(Q)에 직교하는 자세)로 유지되므로, 조작로드(20)의 복원력이 저하되는 문제나, 조작로드(20)의 조작 도중에 있어서 조작감이 악화되는 문제를 회피할 수 있는 것이다.

[별도의 실시형태]

본 발명은 상기한 실시형태 이외에, 예를 들면, 수압부재(26)의 외주부의 복수 개소에 바깥쪽으로 돌출하는 규제편을 형성하고, 로터(56)의 통형상부에는, 규제편이 유입되도록 세로방향을 따르는 복수의 슬릿, 혹은, 홈을 형성하고, 이 슬릿이나 홈의 상단부 위치에 규제편을 접촉시킴으로써, 부세부재(압축코일스프링(48))로부터 작용하는 부세력에 의한 경동 한계를 설정하도록 구성해도 된다.

이와 같이 구성된 것에는, 조작로드(20)가 경동조작된 경우와 같이, 걸어맞춤체(24)의 바닥면의 외주부분의 일부가 수압부재(26)의 외주부분에 접촉되고, 이 수압부재(26)를 경사시키는 힘을 작용시키는 상황에서도, 수압부재(26)는 규제편이 슬릿이나 홈의 상단부에 접촉됨으로써 위쪽으로의 이동이 규제되므로, 걸어맞춤체(24)가 접촉되는 부위와 반대측의 부위가 상승하는 현상을 규제편이 슬릿이나 홈의 상단부에 접촉됨으로써 저지한다. 그 결과, 수압부재(26)를 크게 경사시키지 않고, 대략 수평자세로 유지하고, 압축코일스프링(48)으로부터 조작로드(20)에 대해서 편향된 방향으로 부세력이 작용하는 현상을 회피할 수 있는 것이 된다.

도 1은 다방향 스위치의 사시도;

도 2는 다방향 스위치의 저면도;

도 3은 다방향 스위치의 종단측면도;

도 4는 다방향 스위치의 분해사시도;

도 5는 경동조작상태의 다방향 스위치의 종단측면도;

도 6은 압압조작상태의 다방향 스위치의 종단측면도;

도 7은 하부 케이스의 저벽부의 전극 배치를 나타낸 평면도;

도 8은 로터의 저면도;

도 9는 로터의 사시도;

도 10은 상부 케이스의 중간벽부의 전극 배치를 나타낸 평면도.

<도면의 주요부위에 대한 부호의 설명>

10: 케이스 20: 조작로드

26: 수압부재 31, 32: 전극(센터전극, 링전극)

35: 스프링판재 38: 작동체

48: 부세부재ㆍ압축코일스프링 41, 42: 전극(센터전극, 링전극)

45: 스프링판재 52: 전극(카운트전극)

56: 로터 56A: 통형상부

60: 돌출편 A: 경동검출부

B: 압압검출부 C: 회전검출부

N: 중립자세 Y: 로드축심

Q: 부세축심

Claims (5)

1. 케이스에 지지된 조작로드의 경동(傾動)조작을 전기적으로 검출하는 경동검출부와, 이 조작로드의 로드축심을 따르는 방향으로의 압압조작을 전기적으로 검출하는 압압검출부와, 이 조작로드의 회전조작을 전기적으로 검출하는 회전검출부를 구비하고 있는 다방향 스위치로서,

   경동조작방향에서 중립자세에 있는 상기 조작로드의 로드축심과 동일축심이 되는 부세축심을 따라서 상기 조작로드에 부세력을 작용시키는 부세부재를 구비하고, 상기 조작로드 중 케이스 내의 내단부에 대해서 상기 부세부재로부터의 부세력에 의해서 접촉되는 수압부재를 상기 조작로드에 대해서 경동자재하게 구비하는 동시에, 상기 조작로드의 내단부의 외주부에 걸어맞춰서 일체적으로 회전가능한 통형상부를 구비하고, 이 통형상부의 내부에 상기 부세부재와 수압부재가 배치되고, 이 통형상부의 내부면에 돌출편이 형성되며,

   상기 수압부재는 조작로드의 경동조작 시에 상기 돌출편에 접촉하는 것에 의해 경동 한계가 설정되는 다방향 스위치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수압부재가 중앙위치에 구멍부가 형성되는 동시에, 상기 조작로드의 내단부에 돌출형성한 접촉부를 상기 구멍부에 삽통하는 것을 특징으로 하는 다방향 스위치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 회전검출부가, 상기 조작로드와 함께 회전하는 로터와, 이 로터의 회전위치를 검출하는 복수의 전극을 구비해서 구성되고, 상기 로터에 상기 통형상부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다방향 스위치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 압압검출부가, 상기 조작로드의 압압방향으로의 조작에 기인하는 압압력의 작용에 의해 탄성 변형되는 도체로 이루어지는 스프링판재와, 이 스프링판재의 탄성 변형 시에 스프링판재와의 접촉에 의해서 도통상태에 도달하는 한 쌍의 전극을 구비해서 구성되고, 상기 부세부재가 압축코일스프링으로 구성되는 동시에, 이 압축코일스프링이 상기 스프링판재를 둘러싸는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다방향 스위치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 경동검출부가, 상기 조작로드와 일체적으로 경동하는 작동체와, 이 작동체로부터의 압압력의 작용에 의해 탄성 변형되는 도체로 이루어지는 스프링판재와, 이 스프링판재의 탄성 변형 시에 스프링판재와의 접촉에 의해서 도통상태에 도달하는 한 쌍의 전극을 상기 조작로드를 둘러싸는 위치에 배치해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다방향 스위치.

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