KR101379994B1 - 비접촉식 스위치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비접촉식 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하우징의 소정 위치에 배치되고 외부의 압력에 의해 동작하며, 일단부에 자성체가 형성되어 있는 버튼; 상기 하우징에 수납되어 상기 자성체와 마주보고 있으며, 상기 자성체와의 간격에 따라 유도전압을 발생시키는 자계센서소자; 및 상기 자계센서소자에서 발생된 유도전압에 의해 구동되어 상기 별도의 배터리로부터 상기 별도의 부하로 공급되는 전원을 스위칭하는 반도체소자; 를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 기존의 스위치가 접속식 구조를 채택함과 달리 자계센서소자 및 반도체소자를 이용해 비접촉식 구조를 구현함으로써, 기존의 스위치에 비해 내구성을 향상함과 더불어 스위치의 동작시 발생할 수 있는 소음을 제거하는 효과가 있다.

Description

비접촉식 스위치{Contactless switch}
본 발명은 비접촉식 스위치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위치 내 버튼의 하단부에 형성된 자성체에 의해 자계센서소자에 유도되는 유도전압으로 반도체소자를 구동하여 배터리로부터 부하로 공급되는 전류를 스위칭하는 비접촉식 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 배터리로부터 부하에 공급되는 전류의 흐름을 제어하는 스위치, 특히 자동차에 사용되는 스위치의 경우 외부의 압력에 의해 배터리로부터 부하로 공급되는 전기적 경로를 연결하거나 차단하는 접촉식 구조가 주로 채택되고 있다. 이러한 접촉식 구조의 스위치는 스위치의 구성이 간단하여 생산이 용이한 장점이 있으나, 스위치의 사용기간이 장기화되는 경우 접촉부위의 마모 등으로 인하여 스위치 자체의 내구성이 낮다는 점과 상기 접촉부위의 마모형상에 따라 소음이 발생하는 단점이 있다.
이에 따라, 상기 기존 스위치의 단점을 극복하기 위해 다양한 형태의 비접촉식 스위치가 제안되고 있으며, 이와 관련한 종래기술로 광센서를 이용한 기술적 구성(한국등록특허 0275150호)나 적외선 센서를 사용한 기술적 구성(한국등록실용신안 0180845호)등이 출원된 바 있으나, 본 발명은 상기 전술한 종래기술과 달리 상기 언급한 접촉식 구조의 스위치의 단점을 해결한 비접촉식 스위치에 관해 아래와 같이 개시한다.
본 발명의 목적은, 스위치의 사용기간에 따라 접촉부위의 마모로 인해 파손되어 내구성이 낮으며 스위치의 동작시 접촉부위에서 소음이 발생하는 기존의 접촉식 스위치의 문제점을 해결한 비접촉식 스위치 구조를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 비접촉식 스위치는, 하우징의 소정 위치에 배치되고 외부의 압력에 의해 동작하며, 일단부에 자성체가 형성되어 있는 버튼; 상기 하우징에 수납되어 상기 자성체와 마주보고 있으며, 상기 자성체와의 간격에 따라 유도전압을 발생시키는 자계센서소자; 및 상기 자계센서소자에서 발생된 유도전압에 의해 구동되어 상기 별도의 배터리로부터 상기 별도의 부하로 공급되는 전원을 스위칭하는 반도체소자; 를 포함한다.
이때, 상기 자계센서소자는, 홀소자(Hall device), 리드 스위치(Reed switch), AMR(Anisotropic Magneto-Resistive) 센서 및 GMR(Giant Magneto-Resistive) 센서 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 반도체소자는, FET(Field Effect Transistor), 트랜지스터, 전자릴레이, IPS(Intelligent Power Switching)소자, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 버튼은 외부의 압력에 의해 상기 하우징의 소정 위치에서 푸시(Push) 방식으로 동작하거나, 외부의 압력에 의해 상기 하우징의 소정 위치에서 슬라이드(Slide) 방식으로 동작하는 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 자계센서소자는 PCB(Printed Circuit Board)에 배치되는 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 반도체소자는 PCB(Printed Circuit Board)에 배치되는 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 전원은 전류 또는 전압 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 기존의 스위치가 접촉식 구조를 채택함과 달리 자계센서소자 및 반도체소자를 이용해 비접촉식 구조를 구현함으로써, 기존의 스위치에 비해 내구성을 향상함과 더불어 스위치의 동작시 발생할 수 있는 소음을 제거하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제1 실시예를 설명하기 위한 예시도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제2 실시예를 설명하기 위한 예시도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제3 실시예를 설명하기 위한 예시도면이다.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 비접촉식 스위치는, 하우징의 소정 위치에 배치되고 외부의 압력에 의해 동작하며, 일단부에 자성체가 형성되어 있는 버튼; 상기 하우징에 수납되어 상기 자성체와 마주보고 있으며, 상기 자성체와의 간격에 따라 유도전압을 발생시키는 자계센서소자; 및 상기 자계센서소자에서 발생된 유도전압에 의해 구동되어 상기 별도의 배터리로부터 상기 별도의 부하로 공급되는 전원을 스위칭하는 반도체소자; 를 포함한다.
이때, 상기 자계센서소자는, 홀소자(Hall device), 리드 스위치(Reed switch), AMR(Anisotropic Magneto-Resistive) 센서 및 GMR(Giant Magneto-Resistive) 센서 중 어느 하나인 것이 바람직하나, 다만 이에 한정되지 아니한다.
또한 이때, 상기 반도체소자는, FET(Field Effect Transistor), 트랜지스터, 전자릴레이, IPS(Intelligent Power Switching)소자, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated gate bipolar transistor) 중 어느 하나인 것이 바람직하나, 다만 이에 한정되지 아니한다.
또한 이때, 상기 버튼은 외부의 압력에 의해 상기 하우징의 소정 위치에서 푸시(Push) 방식으로 동작하거나, 외부의 압력에 의해 상기 하우징의 소정 위치에서 슬라이드(Slide) 방식으로 동작하는 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 자계센서소자 및 상기 반도체소자는 PCB(Printed Circuit Board, 이하 'PCB')에 배치되는 것이 바람직하다.
아울러 이때, 상기 전원은 전류 또는 전압 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제1 실시예에 대해 첨부한 예시도면을 토대로 상세히 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제1 실시예를 설명하기 위한 예시도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 스위치는 하우징(H)의 상부면에 배치되며 외부의 압력에 의해 동작하고, 하단부에 자성체(111)가 형성되어 있는 버튼(110) 및 상기 하우징(H)의 내부에 수납된 PCB(350)에 배치된 자계센서소자(310)로 홀소자를 포함하고, 또한 반도체소자(330)로 IPS소자를 포함한다.
이때, 상기 버튼(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 외부에서 압력이 가해진 경우 푸시(Push) 방식, 즉 상기 버튼(110)이 배치되어 있는 상기 하우징(H)의 외측면의 수직방향으로 이동하는 형태로 동작하는 것이 바람직하나, 다만 이에 한정되지 아니한다.
전술한 바와 같이, 상기 버튼(110)이 외부에서 가해진 압력에 따라 상기 하우징(H)의 외측면에서 상기 하우징(H)의 내부방향으로 이동함에 따라 상기 버튼(110)의 하단부에 형성된 자성체(111)와 상기 홀소자 간의 간격이 가까워지는 경우, 상기 홀소자에서 유도전압이 발생하게 되고, 이에 따라 상기 IPS소자가 온(On)이 되어 상기 IPS소자의 입력단에 연결된 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 IPS소자를 통해 출력되며, 이에 따라 상기 IPS소자는 상기 PCB(350)에 형성된 전기적 통로를 통해 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 전류가 흐르도록 스위칭하게 된다.
또한, 이와 반대로 상기 버튼(110)이 외부에서 가해진 압력에 따라 상기 하우징(H)의 내부방향에서 상기 하우징(H)의 외측면 방향으로 이동함에 따라 상기 버튼(110)의 하단부에 형성된 자성체(111)와 상기 홀소자 간의 간격이 멀어지는 경우, 상기 홀소자에서 발생하는 유도전압이 중단되어 상기 IPS소자가 오프(Off)됨에 따라, 상기 IPS소자는 상기 PCB(350)에 형성된 전기적 통로를 통해 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 흐르던 전류가 중단되도록 스위칭하게 된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 비접촉식 스위치가 자동차의 브레이크 표시등의 점등을 위한 스위치로 사용되는 경우, 운전자가 자동차의 브레이크를 밟는 경우 상기 브레이크에 전달된 압력에 의해 버튼(110)이 푸시(Push)되게 되고, 이에 따라 버튼(110)의 하단부에 위치한 자성체(111)와 상기 홀소자간 간격이 가까워짐에 따라 발생된 유도전압에 의해 상기 IPS소자가 온(On)되어 상기 자동차의 배터리로부터 상기 자동차의 브레이크 표시등으로 전류가 흐르도록 하여 상기 브레이크 표시등이 점등되게 된다.
반대의 경우, 운전자가 자동차의 브레이크를 밟지 않는 경우 상기 버튼(110)의 하단부에 위치한 자성체(111)와 상기 홀소자간 간격이 멀어짐에 따라 상기 IPS소자가 오프(Off)되게 되어 상기 자동차의 배터리로부터 상기 자동차의 브레이크 표시등으로 흐르던 전류를 차단하게 되어 상기 브레이크 표시등이 소등되게 된다.
이하, 전술한 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제2 실시예에 대해 첨부한 예시도면을 토대로 상세히 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제2 실시예를 설명하기 위한 예시도면이다.
본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제2 실시예의 경우, 전술한 제1 실시예와 같이 자계센서소자(310)로 홀소자를 포함하고, 또한 반도체소자(330)로 IPS소자를 포함하나, 제1 실시예와 달리 도 3에 도시된 바와 같이 외부에서 압력이 가해진 경우 슬라이드(Slide) 방식, 즉 상기 버튼(110)이 배치되어 있는 상기 하우징(H)의 외측면의 수평방향으로 형태로 동작하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 버튼(110)이 외부에서 가해진 압력에 따라 수평방향으로 이동하여 상기 버튼(110)의 하단부에 형성된 자성체(111)와 상기 홀소자가 가까워지는 경우, 전술한 바와 같이 상기 홀소자에서 유도전압이 발생하게 됨에 따라 상기 IPS소자가 온(On)이 되어 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 전류가 흐르도록 스위칭하게 되며, 반대의 경우 상기 IPS소자가 오프(Off)되어 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 흐르던 전류가 중단되도록 스위칭하게 된다.
다음, 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제3 실시예에 대해 첨부한 예시도면을 토대로 설명한다. 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 비접촉식 스위치의 제3 실시예를 설명하기 위한 예시도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 스위치는 하우징(H)의 좌측면에 배치되며 외부의 압력에 의해 동작하고, 우단부에 자성체(111)가 형성되어 있는 버튼(110) 및 상기 하우징(H)의 내부에 수납된 PCB(350)에 배치된 자계센서소자(310)로 홀소자를 포함하고, 또한 반도체소자(330)로 IPS소자를 포함한다.
이때, 상기 버튼(110)은 도 6에 도시된 바와 같이, 외부에서 압력이 가해진 경우 푸시(Push) 방식, 즉 상기 버튼(110)이 배치되어 있는 상기 하우징(H)의 우측면 방향으로 이동하는 형태로 동작하는 것이 바람직하나, 다만 이에 한정되지 아니한다.
전술한 바와 같이, 상기 버튼(110)이 외부에서 가해진 압력에 따라 상기 하우징(H)의 좌측면에서 상기 하우징(H)의 우측면 방향으로 이동함에 따라 상기 버튼(110)의 우단부에 형성된 자성체(111)와 상기 홀소자 간의 간격이 가까워지는 경우, 상기 홀소자에서 유도전압이 발생하게 되고, 이에 따라 상기 IPS소자가 온(On)이 되어 상기 IPS소자의 입력단에 연결된 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 IPS소자를 통해 출력되며, 이에 따라 상기 IPS소자는 상기 PCB(350)에 형성된 전기적 통로를 통해 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 전류가 흐르도록 스위칭하게 된다.
또한, 이와 반대로 상기 버튼(110)이 외부에서 가해진 압력에 따라 상기 하우징(H)의 우측면 방향에서 상기 하우징(H)의 좌측면 방향으로 이동함에 따라 상기 버튼(110)의 우단부에 형성된 자성체(111)와 상기 홀소자 간의 간격이 멀어지는 경우, 상기 홀소자에서 발생하는 유도전압이 중단되어 상기 IPS소자가 오프(Off)됨에 따라, 상기 IPS소자는 상기 PCB(350)에 형성된 전기적 통로를 통해 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 흐르던 전류가 중단되도록 스위칭하게 된다.
이상으로, 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 상기 설명 및 도시대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니다. 아울러 본 발명의 기술적 사상의 범주를 일탈하지 않는 범위 내에서 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 모든 적절한 변경 및 수정이 가해진 발명 및 본 발명의 균등물에 속하는 발명들도 본 발명에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
B : 별도의 배터리 L : 별도의 부하
H : 하우징
100 : 버튼 111 : 자성체
310 : 자계센서소자
330 : 반도체소자
350 : PCB(Printed Circuit Board)

Claims (7)

  1. 별도의 배터리(B)로부터 별도의 부하(L)로 공급되는 전류를 제어하는 비접촉식 스위치에 있어서,
    하우징(H)의 소정 위치에 배치되고 외부의 압력에 의해 동작하며, 일단부에 자성체(111)가 형성되어 있는 버튼(110);
    상기 하우징(H)에 수납되어 상기 자성체(111)와 마주보고 있으며, 상기 버튼(110)의 동작에 따라 변동되는 상기 자성체(111)와의 간격에 따라 유도전압을 발생시키는 자계센서소자(310); 및
    상기 자계센서소자(310)에서 발생된 유도전압에 의해 구동되어 상기 별도의 배터리(B)로부터 상기 별도의 부하(L)로 공급되는 전원을 스위칭하는 반도체소자(330); 를 포함하는 비접촉식 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자계센서소자(310)는,
    홀소자(Hall device), 리드 스위치(Reed switch), AMR(Anisotropic Magneto-Resistive) 센서 및 GMR(Giant Magneto-Resistive) 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체소자(330)는,
    FET(Field Effect Transistor), 트랜지스터, 전자릴레이, IPS(Intelligent Power Switching)소자, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 버튼(110)은 외부의 압력에 의해 상기 하우징(H)의 소정 위치에서 푸시(Push) 방식으로 동작하거나, 외부의 압력에 의해 상기 하우징(H)의 소정 위치에서 슬라이드(Slide) 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자계센서소자(310)는 PCB(Printed Circuit Board, 이하 'PCB)(350)에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체소자(330)는 PCB(350)에 배치되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원은 전류 또는 전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비접촉식 스위치.
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