KR101239013B1 - 용량 근접 및 접촉 감지 스위치 - Google Patents

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베에스하 보쉬 운트 지멘스 하우스게랫테 게엠베하
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Abstract

본 발명은 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치에 관한 것이다. 이 스위치는 전기적으로 절연된 덮개 플레이트(6)와, 덮개 플레이트로부터 이격된 운송 플레이트(8) 사이에 배치된 전기전도성 몸체를 포함한다. 그리고, 이격된 방향으로 탄성이 있게 변형된다. 전기전도성 몸체는 센서 표면(15)을 형성하는 상부 끝단을 이용하여 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)에 연결되며, 하부 끝단을 이용하여 운송 플레이트(8)의 전기전도성 콘택트(9)에 연결된다. 전기전도성 몸체는 연장된 몸체로부터 구부러지는 압축 스프링(2)이다.

Description

용량 근접 및 접촉 감지 스위치{Capacitive Proximity And/Or Touch-Sensitive Switch}
본 발명은 전기적으로 절연된 덮개 플레이트와 상기 덮개 플레이트로부터 일정 간격 떨어져 배치된 운송 플레이트 사이에 위치한 전기전도성 몸체를 포함하는 용량 근접 및/또는 접촉 감지 스위치에 관한 것이다. 전기전도성 몸체는 일정한 간격의 방향으로 탄성적으로 변형될 수 있다. 전기전도성 몸체는 상부 끝단을 가지며, 센서 표면을 정의하는 덮개 플레이트의 하측부에 부착되며, 하부 끝단을 가지는 운송 플레이트의 전기전도성 콘택트에 부착된다.
용량 근접 또는 접촉 감지 스위치는 미국 특허 제5,892,652호에 이미 기술되어 있다. 판 용수철(leaf spring)이 전기전도성 몸체(body)로 제공되며, 이는 Z 모양으로 굽는다. 이러한 판 용수철은 베이스 플레이트와 상부 플레이트로 구성된다. 베이스 플레이트는 운송 플레이트에 고정되고, 상부 플레이트는 운송 플레이트에 평행하게 배치된 덮개 플레이트의 하부 측면에 대해 압력을 가할 수 있다. 따라서, 이들은 센서 표면을 형성한다. 베이스 플레이트와 상부 플레이트는 Z의 두 개의 끝단을 형성하며, 이는 Z의 중앙에 비스듬한 부분에 의해 서로 연결된다. 비스듬한 부분은 연성을 가지는 판 스프링을 제공한다. 연성은 운송 플레이트와 덮개 플레이트 사이의 균형 이탈이 판 스프링에 의해 보상될 수 있도록 한다. 그러나, 이러한 판 스프링에는, 판 스프링의 덮개 플레이트와 상부 플레이트 사이의 표면 균형이 부재한 상태에서, 판 스프링의 덮개 플레이트와 상부 플레이트 사이에 공기 공동(cavity)이 형성됨으로써, 덮개 플레이트의 상부 측면에 접하는 접촉 감지 스위치의 반응 감도를 줄이는 문제점이 있다. 덮개 및 운송 플레이트 사이의 거리 그리고 상부 플레이트와 베이스 플레이 사이의 거리가 변화하는 경우에, 덮개 플레이트와 운송 플레이트 사이의 거리에 따라 덮개 플레이트의 하부 측면 상에 위치한 센서 표면의 위치가 변한다는 것 또한 문제가 된다.
본 발명의 목적은 향상된 용량 근접 또는 접촉 감지 스위치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 전기전도성 몸체가 확장된 몸체로부터 구부러진 압축 스프링이라는 점에서, 상기 목적이 위에 언급한 것과 같은 형태의 전기전도성 근접 및 접촉 감지 스위치에 의해 달성된다.
본 발명의 효과는, 덮개 플레이트의 하부 측면 상에 위치한 센서 표면의 위치를 좌우로 이탈시키지 않고, 덮개 플레이트와 운송 플레이트 사이에 서로 다른 거리를 가진, 구부러진 압축 스프링을 설치할 수 있다는 것이다. 나아가, 운송 플레이트와 덮개 플레이트 사이의 균형을 이탈시키지 않는 것에 더하여, 덮개 플레이트의 하부 측면의 비 규칙성과 덮개 플레이트의 구부러짐 현상이 간단히 그리고 쉽게 보상될 수 있다는 것이다. 연장된 몸체(body)는 바람직하게는 둥근 또는 직사각 단면을 가지는 스프링 와이어이며, 이로부터 압축 스프링이 쉽게 구부러질 수 있다.
압축 스프링은 상부 끝단과 상부 끝단의 맞은 편에 위치한 하부 끝단을 가지며, 상부 끝단은 덮개 플레이트 상에 배치되고 하부 끝단은 운송 플레이트 상에 배치된다. 압축 스프링은 상부 끝단 상에 하나 이상의 상부 회전체를 제공한다. 상부 회전체는 덮개 플레이트의 하부 측면을 지탱하며, 여기서 회전체는 센서 표면을 형성한다. 구체적으로, 상부 회전체는 셋 이상의 위치(지점)에서 덮개 플레이트의 하부 측면과 직접적이고 기계적으로 접촉한다. 센서 표면의 서로 다른 형태가 상부 회전체 모양을 어떻게 만드느냐에 따라 쉽게 형성될 수 있다.
압축 스프링은 바람직하게는 원뿔 모양이며, 하나의 평면에 위치한 둘 이상의 회전체를 포함하는 끝단들 중 하나 이상의 위에 제공된다. 여기서, 회전체가 내부로부터 외부로 아니면 외부로부터 내부로 구부러지는지는 상관이 없다. 이러한 회전체는 하나의 안쪽에 다른 하나가 원뿔 모양으로 놓이기 때문에, 회전체 플레이트는 압축 스프링의 상부 끝단 상에 형성되고, 덮개 플레이트의 하부 측면을 지탱한다. 이러한 회전체 플레이트는 본질적으로 탄성이 있으므로 회전체 플레이트의 표면 안쪽에 위치한 덮개 플레이트의 하부 측면의 비 규칙성이 쉽게 보상될 수 있다. 회전체가 압축 스프링의 하부 끝단 상에, 하나의 안쪽에 다른 하나가 원뿔 모양으로 놓이므로, 운송 플레이트 상의 압축 스프링을 안정적으로 지지할 수 있으며, 이는 로딩 프로세스 중에, 압축 스프링이 운송 플레이트에 수직으로 정렬되도록 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 덮개 플레이트와 운송 플레이트 사이의 압축 스프링이 압축 변형력 하에 위치하며, 압축 스프링의 상부 끝단의 모양이 덮개 플레이트의 하부 측면에 맞게 볼록하게 된다. 포지티브 콘택트가 형성될 수 있도록, 압축 변형력에 의해 압축 스프링의 상부 회전체가 덮개 플레이의 하부 측면에 대해 압력을 받는다. 하나의 평면에 나선형으로 놓인 복수의 회전체에 의해 회전체 플레이트가 압축 스프링의 상부 끝단 상에 형성되는 경우에, 상부 회전체가 덮개 플레이트의 하부 측면을 확고히 지지하도록, 이러한 회전체 플레이트가 덮개 플레이트의 하부 측면의 모양에 맞게, 압축 변형력 하에서, 압축 스프링의 모양을 변경시킬 수 있다. 볼록한 덮개 플레이트의 경우에, 이는 회전체 플레이트에 의해 형성된 센서 표면과 덮개 플레이트의 하부 측면 사이에 최적의 콘택트가 설치될 수 있도록 한다.
압축 스프링은 서로 다른 회전 지름을 가지는 회전체를 포함하도록, 압축 스프링은 하나 이상의 상부 및/또는 하부 부분 영역에서 원뿔 모양을 가진다. 이의 장접은 압축 변형력 하에서, 복수의 회전체들이 하나의 평면에 나선형으로 놓이게 되며, 압축 스프링이 압축 변형력 하에 있는 때, 회전체 플레이트가 이와 같은 방법으로 형성된다는 것이다. 따라서, 회전체 플레이트를 가지는 압축 스프링이 처음부터 상부 끝단 상에 위치하도록 설계할 필요가 있다. 그러나, 압축 스프링이 덮개 플레이트와 운송 플레이트 사이의 압축 변형력 하에 설치되는 한, 회전체 플레이트가 자동으로 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 축 상 스프링 확장 방향으로 인접한 둘 이상의 회전체들 사이에서, 상부 부분 영역 및 또는 하부 부분 영역에 축 방향 거리가 존재하며, 0(zero)과 연장된 몸체의 단면 길이 사이의 범위 내에, 축 상 스프링 확장 방향으로 놓인다. 그리고 축 상 스프링 확장 방향으로 반지름 거리가 존재한다. 반지름 거리는 연장된 몸체의 단면 길이의 1과 1.5 배 사이의 범위에, 방사형 스프링 확장 방향으로 놓인다. 이는 회전체의 중심 코어(즉, 연장된 몸체의 중심 축) 사이의 거리를 정의한다. 이와 같이 가깝게 이격된 회전체가 압축 스프링의 상부 및 하부 끝단들 상에 배치되므로, 운송 플레이트를 로딩하는 자동화된 프로세스에서 동시에 복수의 압축 스프링의 인터락(interlocking)이 방지되고 또한 감소한다. 왜냐하면, 두 개의 회전체 사이의 거리가 확장된 몸체의 대응하는 길이에 비해 짧기 때문이다.
압축 스프링의 하나 이상의 부분 영역이 실린더 모양을 가진다. 따라서 압축 스프링이 운송 플레이트와 덮개 플레이트 사이에 장착될 때, 압력하에 배치되는 한, 부분 영역에서 압축 스프링이 찌그러지는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게, 실린더 부분 영역은 하나 이상의 끝단 상에 하부 부분 영역으로 제공된다. 여기서 축상 스프링 확장 방향으로 하나 위에 다른 하나가 놓이는 둘 이상의 회전체 사이에 축 방향 거리가 존재한다. 이는 축 상 스프링 확장 방향으로 연장된 몸체의 두 개의 단면보다 짧다. 여기서, 인접한 두 회전체의 중심 코어 사이의 거리가 정의된다. 이와 같이 가깝게 배치된 회전체로 인해, 가이드 실린더가 로딩 도구에 대해 형성될 수 있고 따라서 하나 이상의 압축 스프링을 가지는 운송 플레이트의 자동 로딩이 가능하다.
특히, 하부 부분 영역이 더 작은 회전 지름에 연결되는 실린더 형 부분 영역의 한 끝단 상에 배치된다. 또는 하부 부분 영역이 압축 스프링의 끝단 자체가 될 수 있다. 이와 같이 가깝게 이격된 회전체로 인해, 운송 플레이트를 로딩하는 자동화된 프로세스에서 동일한 타입의 여러 압축 스프링의 인터락이 방지 및 감소 될 수 있다. 왜냐하면, 두 개의 회전체 사이의 거리가 연장된 몸체의 대응하는 길이보다 짧기 때문이다.
바람직한 실시예에 따라, 제 1 부분 영역과 제 2 부분 영역에서 압축 스프링이 실린더형으로 형성되므로, 따라서 제 부분 영역은 제 2 부분 영역과 다른 회전 지름을 가진다. 이에 따라, 원뿔 모양의 변이 영역이 제 1 부분 영역과 제 2 부분 영역 사이에 배치된다. 압축 스프링의 최대 압력 로딩 조건에서, 두 부분 영역은 하나의 안쪽으로 다른 하나가 이동되어, 더 작은 회전 지름을 가지는 부분 영역이 더 큰 회전 지름을 가지는 부분 영역 내부의 하나 이상의 축 방향 확장 부분에 달리게 된다. 이로 인해 얻어진 압축 스프링의 스프링 패스(path)가 회전체의 균일한 상호 접촉에 의해 정의된 스프링 패스에 따라 확장된다. 결과적으로 압축 스프링이 사용되는 운송 플레이트와 덮개 플레이트 사이 거리 범위가 확장된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 근접 또는 접촉 감지 스위치 제조시, 다른 유형의 압축 스프링을 생산할 필요가 없어 생산 비용을 줄일 수 있다.
바람직하게는, 압축 스프링은 하부 끝단 상에, 위치 고정 및/또는 꼬임 방지 장치를 포함한다. 이는 구체적으로 납땜 터미널 및/또는 납땜 핀을 사용하여 형성된다. 이는 압축 스프링이 운송 플레이트의 전기전도성 콘택트에 하부 끝단을 쉽게 납땜할 수 있도록 한다.
압축 스프링은 바람직하게는 운송 플레이트를 지탱하는 하나 이상의 회전체를 하부 끝단에 포함한다. 압축 스프링은 하부 회전체를 이용하여 셋 이상의 지점에서 전기전도성 콘택트에 전기적으로 연결된다. 이의 장점은, 납땜 공정을 압축 스프링이 위해 운송 플레이트 상에 안정적으로 고정될 수 있다는 것이다. 한편으로, 이는 기계적 스트레스가 없는 납땜 조인트(joint)를 쉽게 얻을 수 있도록 하며, 다른 한편으로는 하부 회전체가 SMD 납땜한 조인트의 형태로 운송 플레이트에 납땜될 수 있도록 한다. 따라서, 이와 같은 디자인 하나 이상의 압축 스프링을 가지는 운송 플레이트의 로딩을 자동화시킬 수 있다. 특히, 압축 스프링은 그의 하부 끝단 상에, 둘 이상의 회전체를 가지며 이는 하나의 평면에 나선형으로 놓인다. 이러한 회전체의 개수 증가로 인해, 납땜 공정시, 압축 스프링의 젖은 표면(납땜 공정 시 납땜 플레이트에 젖음)이 확장되어 운송 플레이트 상의 압축 스프링의 안정성이 증가한다.
바람직한 실시예에서, 광원(즉, LED, 전구 또는 광 전도체)이 센서 표면에 의해 정의된 운송 플레이트 상에 배치되며, 구체적으로 압축 스프일의 안쪽에 배치된다. 광원은 센서 표면을 식별하거나 근접 및 접촉 감지 스위치의 서로 다른 스위칭 조건을 신호하는 데 사용된다.
도 1은 본 발명에 따라 용량 근접 또는 접촉 감지 스위치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 압력 스프링의 일 실시예를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따라 압력 스프링의 제 2 실시예를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 압력 스프링의 제 3 실시예를 나타내는 측면도이다.
*주요 도면 부호*
1. 근접 및/또는 접촉 감지 스위치
2. 구부러진 압축 스프링
3. 스프링 와이어의 단면
4. 압축 스프링의 상부 회전체
5. 덮개 플레이트의 하부 측면
6. 덮개 플레이트
7. 회전체 플레이트
8. 운송 플레이트
9. 전기전도성 콘택트 표면
10. 하부 회전체
11. 납땜 터미널
12. 운송 플레이트 내의 구멍
13. 스웰링 납땜한 조인트
14. SMD 납땜한 조인트
15. 센서 표면
16. 회전체의 바깥쪽 회전체
17. 덮개 플레이트의 표면 영역
18. 하부 부분 영역
19. 제한 회전체
20. 상부 부분 영역
21. 하부 또는 제 1 부분 영역
22. 압축 스프링의 하부 끝단
23. 원뿔 모양의 변이 영역
24. 제 2 부분 영역
25. 하부 부분 영역
A 두 개의 회전체 사이의 축 방향 거리
R 두 개의 회전체 사이의 반지름 거리
D 스프링 와이어 지름
도면을 상세히 설명하기 전에, 본 발명의 용량 근접 및/또는 접촉 감지 스위치의 다양한 실시예 내의 대응하거나 동일한 소자 또는 구성요소들은 도면의 모든 도형 내에 동일한 참조 번호로 나타낸다는 것을 미리 언급한다.
도 1은 본 발명에 따라 근접 및/또는 접촉 감지 스위치를 단면도에 도시한다. 전기전도성 몸체로서, 스위치(1)는 압축 스프링(2)을 포함하며, 이는 스프링 와이어로 형성된다. 이러한 스프링은 바람직하게는 둥근 단면(3)을 가지나, 다른 단면 형태도 가능하다. 예를 들면 타원형이나 다각형일 수 있다. 압축 스프링(2)의 상부 끝단은 복수의 회전체(turn, 4)를 포함하며, 이는 압축 변형력 하에 위치하에서 전기적으로 절연된 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)을 확고히 지탱한다. 이러한 회전체는 나선형으로, 하나가 다른 하나의 안쪽에 놓임으로써, 평평한 회전체 플레이트(7)를 형성하며, 이는 덮개 플레이트(6)의 볼록면에 대해, 스프링 장력하에서 탄성력 있게 변형된다. 덮개 플레이트(6)는 유리, 유리 세라믹 또는 플라스틱과 같은 절연체로 구성될 수 있다. 전기전도성 콘택트 표면(9)을 가지며, 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)에 접하는 운송 플레이트(8)는 덮개 플레이트(6)로부터 일정 거리 떨어진 곳에 배치된다. 운송 플레이트(8)는 플라스틱 플레이트일 수 있으며, 플레이트 측면들 중 하나 이상의 측면 상에 콘택트 표면(9)을 가진다. 필요하다면, 콘택트 표면(9)이 평가 회로(도시되지 않음)에 전기적으로 연결되는 전도체 경로(path)를 포함한다. 압축 스프링(2)은 하부 끝단 상에, 운송 플레이트(8)의 콘택트 표면(9)을 평평하게 지지하도록 하는 하부 회전체(10)를 가진다. 운송 플레이트(8) 내의 구멍(12, hole)을 통해 튀어나온, 땜질용 터미널(11)이 압축 스프링(2)의 하부 끝단 상에 위치 고정 및/또는 꼬임 방지 장치로 형성된다. 땜질용 터미널(11)은 스웰(swell) 납땜한 조인트(13)에 의해, 하부 회전체(10)는 SMD 납땜한 조인트(14)에 의해 운송 플레이트(8)에 연결된다. 압축 스프링(2)은 하부 회전체(10)와 회전체 플레이트(Turn plate, 7) 사이에 끝이 잘린 원뿔(cone)의 모양으로 설계되며, 회전 지름이 하부 회전체(10)로부터 회전체 플레이트(7)로 갈수록 감소한다.
센서 표면(15)은 덮개 플레이트의 하부 측면(5)을 지탱하는 회전체 플레이트(7)의 상부 회전체(4)에 의해 정의되며, 센서 표면이 상부 회전체(4)의 외부 회전체(16)에 의해 제한된다. 특히, 외부 회전체(16)는 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)을 완전히 지탱한다. 핑거(finger)와 같이 운송 플레이트(8)의 콘택트 표면(9)의 전위(특히, 접지 전위)와 다른 전위를 가지는 소자가 센서 표면(15)의 맞은 편 덮개 플레이트(6)의 표면 영역(17)과 접촉하도록 가까이 옮겨지는 경우에, 덮개 플레이트와 센서 표면(15)에 관련된 소자(또는 핑거)로 구성된 커패시터의 용량이 이로 인해 변경된다. 센서 표면(15)은 운송 플레이트(8)의 콘택트 표면(9)에 전기전도성을 가지도록 연결되고, 콘택트 표면(9)이 평가 회로에 연결되기 때문에, 전기 용량의 변화가 평가 회로에 의해 설정 및 평가된다. 나아가, 센서 표면(15)이나 스위치(1)의 신호 차등 스위칭 조건(signal different switching condtion)을 식별하기 위해, 광원(가령 LED, 도시되지 않음)이 압축 스프링(2) 안쪽 영역 내 운송 플레이트(8) 상에 제공될 수 있다. 또한, 접촉시나 근접시 센서 표면(15)의 맞은 편 표면 영역(17)에 균일한 전위 분포를 형성하기 위해, 전기전도성 코트(coat)가 덮개 플레이트(6)의 표면에 부가될 수 있다(도시되지 않음). 특히, 센서 표면(15)에 따라 형태가 변화하는 전기전도성 코트는 표면 영역(17)을 넘어 확장할 수도 있다. 따라서, 근접 또는 접촉 감지 스위치가 작동하는 영역이 확장될 수 있다. 다음으로, 이러한 전기전도성 코트는 절연성 보호 코트(도시되지 않음)로 도포되어 전기전도성 코트에 대한 손상을 방지하고 (또는) 근접 및/또는 접촉 스위치의 위치를 식별한다.
도 2는 본 발명에 따라 압축 스프링(2)의 제 1 실시예를 나타내는 측면도이다. 나선형으로 접힌 압축 스프링(2)은 끝이 잘린 원뿔 모양의 하부 일부 영역(18)을 가지며, 여기서 회전 지름은 하부 회전체(10)로부터 제한 회전체(19)까지 위로 향할수록 감소한다. 상부 부분 영역(20)은 끝이 잘린 원뿔 모양으로 이에 연결되나, 회전 지름은 제한 회전체(19)로부터 최상부 회전체(4a)로 갈수록 증가한다. 도 1에 따라 압축 스프링(2)이 덮개 플레이트(6)와 운송 플레이트(8) 사이의 압축 변형력 하에 장착되는 경우에, 최상부 회전체(4a, 4b, 4c)가 서로 안쪽에서 나선형으로 미끄러지는 방식으로 상부 부분 영역(20)이 뒤집어 진다. 회전체 플레이트(7)는, 도 1에 따라 동일한 방식으로 형성되며, 상부 회전체들(4a, 4b, 4c)은 덮개 플레이트의 하부 측면(5)을 확고히 지탱한다. 그러나 대안으로, 압축 스프링(2)이 아직 압축 변형력 하에 존재하지 않을 때, 회전체 플레이트(7)를 바로 제한 회전체(19) 상에 구현하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 압축 스프링(2)의 제 2 실시예를 나타내는 측면도이다. 이 경우에 나선형으로 구부러진 압축 스프링(2)은 실린더 형태의 하부 부분 영역(21)을 가진다. 이때, 회전 지름은 하부 회전체(10)로부터 제한 회전체(19)까지 동일하게 유지된다. 상부 부분 영역(20)은 이를 끝이 잘린 원뿔 모양으로 연결한다. 그러나, 회전 지름은 제한 회전체(19)로부터 최상부 회전체(4a)까지 증가함으로써, 압축 스프링(2)이 덮개 플레이트(6)와 운송 플레이트(8) 사이에 압축 변형력 하에 장착될 때, 회전체 플레이트(7)가 다시 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 압축 스프링(2)의 제 3 실시예를 나타내는 측면도이 다. 이 경우에, 나선형으로 구부러진 압축 스프링(2)은 하부 끝단(22) 상에 두 개의 하부 회전체(10, 10')를 가진다. 이 회전체는 하나의 평면에 나선형으로 놓이며, 이로써 운송 플레이트(8) 상의 압축 스프링(2)을 안정적으로 지지한다. 이러한 하부 회전체(10, 10')는 납땜 과정 중에 납땜 페이스트(paste)에 의해 적셔지며, 운송 플레이트에 납땜한다. 이는 구체적으로 SMD-납땜 조인트 형태의 회로 보드일 수 있다. 하부 회전체(10)로부터 이탈된 상태로, 도 3에 도시된 바와 같이 압축 스프링(2)이 실린더 모양의 제 1 부분 영역(21')을 가진다. 이때 회전 지름은 하부 회전체(10)로부터 제 1 제한 회전체(19')까지 동일하게 유지된다. 이는 끝이 잘린 원뿔 모양의 변이 영역(23)으로 이어진다. 그러나, 여기서 회전 지름은 제한 회전체(19')로부터 제 2 제한 회전체(19")로 감소한다. 실린더 모양의 제 2 부분 영역(24)은 제한 회전체(19")에 연결되고, 회전 지름은 제 2 제한 회전체(19")로부터 제 3 제한 회전체(19"')까지 동일하다. 따라서, 제 2 부분 영역(24)의 회전 지름은 제 1 부분 영역(21')의 회전 지름보다 작다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 부분 영역(20)은 끝이 잘린 원뿔 모양의 제 2 부분 영역(24)에 연결되고, 회전 지름은 제한 회전체(19"')로부터 최상부 회전체(4a)까지 다시 증가하며, 압력 하의 압축 스프링(2)은 회전체 플레이트(7)를 형성한다.
축 방향 확장 방향으로, 절반의 스프링 와이어 지름(D)의 축 상 확장 방향으로 축 방향 거리(A)가 두 개의 인접한 회전체 사이에 존재하며, 하나의 전체 스프링 와이어 지름(D)의 방사형 스프링 확장 방향으로 반지름 거리(R)가 존재하도록, 상부 부분 영역의 회전체(4a-4g)가 밀접하게 구부러진다. 여기서, 두 개의 회전체 사이의 거리는 이들의 중심으로부터 측정된다. 압축 스프링(2)이 압축 변형력 하에 존재하는 경우에, 닫힌 회전체 플레이트(7)가 형성되며, 여기서 회전체(4a -4g)의 인접한 회전체들 서로 접촉한다. 제 1 실리더 형 부분 영역(21')이 세 개의 회전체(26a, 26b 및 26c)를 가지는 제 1 하부 부분 영역(25)을 하부 끝단 상에 포함하고, 상부 끝단에는, 세 개의 회전체(26d, 26e, 26f)를 가지는 제 2 하부 부분 영역(25')을 가진다. 이는 하나의 스프링 와이어 지름(D)의 축 상 스프링 확장 방향으로 인접한 두 개의 회전체 사이에 축 방향 거리(A')가 존재하도록 회전체들이 인접하게 구부러진다. 즉, 인접한 회전체(26a와 26b, 26b와 26c, 26d와 26e, 26e와 26f)가 서로 접촉하여 하부 부분 영역(25, 25') 내의 압축 스프링(2)이 스프링 작용을 하지 않도록 한다. 이렇게 인접하게 이격된 회전체들(4a-4g, 26a-26c, 및 26d-26f) 때문에, 자동화된 로딩 프로세스 중에 동일한 형태의 압축 스프링(2)의 맞물림이 방지된다. 왜냐하면, 회전체(4a-4g, 26a-26c, 및 26d-26f) 중 두 개의 인접한 회전체 사이의 거리가 스프링 와이어 지름(D)보다 짧기 때문이다.
제 2 실린더 형 부분 영역(24)은 세 개의 회전체(26g, 26h, 26i)를 가지는 제 3 하부 부분 영역(25")을 상부 끝단에 포함한다. 이러한 회전체들은, 하나의 스프링 와이어 지름(D)의 축 상 스프링 확장 방향으로 두 개의 인접한 회전체들 사이에 축 방향 거리(A')를 둔 상태로 밀접하게 구부러진다. 즉, 인접한 회전체들(26g와 26h, 26h와 26i)이 서로 접촉하여 제 3 하부 부분 영역(25") 내에 압축 스프링(2)이 스프링 작용을 하지 않도록 한다. 이렇게 인접하게 이격된 회전체(26g-26i) 때문에, 가이드 실린더가 로딩 도구에 대해 형성되어, 하나 또는 복수의 압축 스프링(2)을 가지는 운송 플레이트의 자동 로딩이 가능하게 된다.
압축 스프링(2)은 일반적으로 금속 스프링 와이어를 이용하여 이음매 없이 구부린 것이다. 그러나, 플라스틱 몰딩 형태를 가지며, 전기전도성 플라스틱이나 금속 코어를 포함하는 플라스틱과 같은 다른 전기전도성 물질을 이용하여 압축 스프링(2)을 제조하는 것이 가능하다. 압축 스프링(2)은 바람직하게는 원형 회전체이나, 다양한 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 계란형이나 타원 또는 다각형 모양일 수 있다.

Claims (16)

  1. 전기적으로 절연된 덮개 플레이트(6)와 덮개 플레이트로부터 이격되어 배치된 운송 플레이트(8) 사이에 배치된 전기전도성 몸체를 포함하되,
    상기 전기전도성 몸체는 이격된 방향으로 탄성이 있게 변형되고,
    상기 전기전도성 몸체는, 상부 끝단으로 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)을 지탱하여, 센서 표면(15)을 형성하고,
    상기 전기전도성 몸체는 하부 끝단을 이용하여 운송 플레이트(8)의 전기전도성 콘택트(9)에 연결되며, 그리고
    상기 전기전도성 몸체는 연장된 몸체로부터 구부러진 압축 스프링(2)인 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치에 있어서,
    상기 압축 스프링(2)은 하나 이상의 끝단 상에 둘 이상의 회전체(4)를 가지며, 이에 의해 압축 스프링은 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)을 지탱하며, 회전체 플레이트(7)가 형성되도록 그리고 상기 회전체 플레이트(7)가 회전체(4)에 의해 센서 표면(15)을 형성하도록 상기 회전체(4)들이 하나의 회전체가 다른 회전체 내에 나선형으로 놓임을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    덮개 플레이트(6)와 운송 플레이트(6) 사이의 압축 스프링(2)은 압축 변형력하에 존재하며, 압축 스프링(2)은 상부 끝단에서, 덮개 플레이트(6)의 하부 측면(5)에 볼록하게 맞추진 모양을 가지는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 스프링(2)이 서로 다른 회전 지름을 가지는 회전체(4a, 4b, 4c)를 가지도록, 상기 압축 스프링(2)의 상부 부분 영역(20)과 하부 부분 영역(18) 중 하나 이상이 원뿔 모양인 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    축 방향 거리(A)가 축 상 스프링 확장 방향으로 인접한 둘 이상의 회전체(4a-4g) 사이의 상부 부분 영역(20) 및 하부 부분 영역(18)에 존재하고, 축 방향 거리는 0과 축 상 스프링 확장 방향으로 연장된 몸체의 단면 길이(D) 사이의 범위 내에 있으며, 그리고
    방사상 거리(R)가 방사형 스프링 확장 방향 내에 존재하고, 방사상 거리는 축 상 스프링 확장 방향으로 연장된 몸체의 단면 길이(D)의 1과 1.5 배 사이의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 스프링(2)은 하나 이상의 부분 영역(21, 21', 24)에서 실린더 모양임을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실린더형 부분 영역(21', 24)은 하나 이상의 끝단 상에 하위(sub) 부분 영역(25, 25', 25")을 가지며, 둘 이상의 연속된 회전체(26a-26g) 사이에 존재하고, 축 상 스프링 확장 방향으로 연장된 몸체의 두 개의 단면 길이(D)보다 짧은, 축 상 스프링 확장 방향으로 축 방향 거리(A')가 존재하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 하위 부분 영역(25, 25')은 실린더형 부분 영역(21')의 한쪽 끝단 상에 배치되며, 더 작은 회전체 지름을 가지는 영역(23)이 연결되거나 압축 스프링(2)의 끝 부분인 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 압축 스프링(2)은 제 1 부분 영역(21') 및 제 2 부분 영역(24)에서 실린더 모양을 가지므로, 제 1 부분 영역(21')은 제 2 부분 영역(24)과 다른 회전체 지름을 가지고,
    원뿔 모양의 변이 영역(23)은 제 1 부분 영역(21')과 제 2 부분 영역(24) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 스프링(2)은 하부 끝단 상에 위치 고정 및 꼬임 방지 장치(11, 13, 14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치 고정 및 꼬임 방지 장치(11, 13, 14)는 몰딩된 납땜 터미널(11)과 몰딩된 납땜 핀에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 스프링(2)은 하부 끝단 상에 운송 플레이트(8)를 지탱하는 하나 이상의 하부 회전체(10)를 가지며, 전기전도성 콘택트(9)에 셋 이상의 위치에서 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    광원이 센서 표면(15)에 의해 정의된 영역 내 운송 플레이트(8) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 압축 스프링(2) 안쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치.
  16. 제 1 항 또는 4항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 전기전도성 근접 또는 접촉 감지 스위치에 사용되는 압축 스프링.
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