KR101956745B1 - Metal touch switch assembly adapted capacitive force sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장기적인 사용 후에도 정전용량 포스 센서와 메탈터치 패널이 원상태를 유지하도록 함으로써, 시간에 따른 감도의 저하를 최소화하는 구조를 가지는 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리에 관한 것이다.
상기 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리는, 기판(1); 기판의 상부에 열을 이루며 장착되는 다수의 포스센서부(10); 상기 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되는 절연패널(21); 및 상기 절연패널(21)의 상부에 장착되는 메탈패널(7);을 포함하여 구성된다.The present invention relates to a metal touch switch assembly employing a capacitive force sensor having a structure that minimizes deterioration in sensitivity over time by allowing a capacitive force sensor and a metal touch panel to maintain their original state even after long-term use.
The metal touch switch assembly to which the capacitive force sensor is applied includes a substrate (1); A plurality of force sensor parts 10 mounted on the substrate in a row in a row; A plurality of switch bosses 25 protruding from a position corresponding to the force sensor unit 10 and brought into close contact with the upper portions of the force sensor units 10 and a plurality of spacers 25 protruding from both sides of the switch bosses 25, (21) formed on the upper surface of the rows of the force sensor parts (10), the insulating panel (21) And a metal panel (7) mounted on the upper part of the insulating panel (21).
Description
본 발명은 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 장기적인 사용 후에도 정전용량 포스 센서와 메탈터치 패널이 원상태를 유지하도록 함으로써, 시간에 따른 스위칭 감도의 저하를 최소화하는 구조를 가지는 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal touch switch assembly using a capacitive force sensor, and more particularly, to a metal touch switch assembly using a capacitive force sensor and a metal touch panel, The present invention relates to a metal touch switch assembly to which a capacitive force sensor having a structure is applied.
금속광택에 의한 심미적 효과와 높은 위생성으로 인해 노트북의 기능키 패널부 또는 자동차의 프론트 패널에 장착되는 기능키 패널 등에 정전용량 포스 센서가 적용된 메탈터치 스위치 어셈블리가 적용되고 있다.A metal touch switch assembly to which a capacitive force sensor is applied is applied to a function key panel panel of a notebook or a function key panel mounted on a front panel of a vehicle due to aesthetic effect due to metallic luster and high hygiene.
도 1은 종래기술의 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리의 사진 및 스위치 기능을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a photograph and a switch function of a metal touch switch assembly to which a capacitive force sensor of the related art is applied.
도 1과 같이 종래기술의 정전용량 포스 센서가 적용된 메탈터치 스위치 어셈블리는 기판(1)의 상부에 다수의 정전용량부(3)를 형성하고, 양면 테이프 등의 스페이서(5)를 개재하여 정전용량부(3)의 상부에 정전용량부(3)의 스위치 기능에 대응하는 기능 아이콘(6)들이 음각 또는 양각된 스테인리스 강판 또는 알루미늄 강판 등의 메탈 패널(7)을 안착시킨 구성을 가진다.1, a metal touch switch assembly to which a capacitive force sensor according to the related art is applied includes a plurality of capacitance portions 3 formed on an upper surface of a substrate 1 and a plurality of capacitance portions 3,
상술한 구성의 종래기술의 정전용량 포스 센서가 적용된 메탈터치 스위치 어셈블리는 도 1의 동작을 나타내는 단면도와 같이, 기능 아이콘(6)이 터치되는 경우 메탈 패널(7)의 미세 변형에 따라 대응되는 위치의 정전용량부(3)의 사이의 길이가 변화되어 정전용량부(3)의 정전용량이 가변되고, 이러한 가변되는 정전용량을 제어부가 검출하여 스위칭 신호를 출력하도록 동작한다.The metal touch switch assembly to which the capacitive force sensor according to the related art is applied has the structure as shown in the sectional view of the operation of FIG. 1 when the function icon 6 is touched, And the capacitance of the capacitance section 3 is varied, and the control section detects the variable capacitance and operates to output the switching signal.
그러나 상술한 종래기술의 정전용량 포스 센서가 적용된 메탈터치 스위치 어셈블리의 경우 스위칭을 위해 메탈 패널(7)이 눌려 변형된 후 눌림 부위가 완전하게 복원되지 않게 되어 장시간 사용하는 경우 오동작을 일으키는 문제점을 가진다.However, in the case of the metal touch switch assembly using the conventional capacitive force sensor as described above, since the
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장시간 사용 후에도 정전용량 포스 센서와 메탈터치 패널이 원상태를 유지하도록 함으로써, 시간에 따른 감도의 저하를 최소화하는 구조를 가지는 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the conventional technology, and it is an object of the present invention to provide a capacitive force sensor having a structure that minimizes deterioration of sensitivity over time by allowing a capacitive force sensor and a metal touch panel to remain intact after prolonged use. And a metal touch switch assembly using the same.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리는,According to an aspect of the present invention, there is provided a metal touch switch assembly to which a capacitive force sensor is applied,
기판(1);A substrate 1;
기판의 상부에 열을 이루며 장착되는 다수의 포스센서부(10);A plurality of
상기 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되는 절연패널(21); 및A plurality of
상기 절연패널(21)의 상부에 장착되는 메탈패널(7);을 포함하여 구성된다.And a metal panel (7) mounted on the upper part of the insulating panel (21).
상기 포스센서부(10)는,The force sensor unit (10)
고정전극부(110);A
상기 고정전극부(110)의 둘레에 배치되는 가변전극단자부; 및A variable electrode terminal portion disposed around the
상기 가변전극단자부에 접속되는 탄성지지체(133)와 상기 탄성지지체(133)에 의해 상기 고정전극부(110)와 일정 간격 이격 지지되어 고정전극부(110)와의 사이에 정전용량을 형성하고 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량을 변화시키는 가변전극(131)을 구비한 가변전극부;를 포함하여 구성되는 비접지식 정전용량 포스 센서(100)로 구성될 수 있다.An
상기 고정전극부(110)는,The
축전되는 전하량의 용량 크기에 따라 전하 축전 표면적의 조절을 위해 양 측면에서 서로 교대로 지그재그 형상으로 형성되는 다수의 절개홈(113)을 가지는 고정전극패턴이 형성되는 원판형의 고정 전극(111)을 포함하여 구성된다.Shaped
상기 탄성지지체(133)는,The elastic supporter (133)
상기 가변전극(131)에서 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 굽어져 연장되는 형상을 가지고 2개 이상으로 구성될 수 있다.And may be formed of two or more shapes having a shape that protrudes at equal angular intervals from the
상기 탄성지지체(133)는,The elastic supporter (133)
상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 연장되는 연장부 상에 단차를 가지는 복원 단차(135) 및 상기 탄성지지체(133)의 단부측 측면에서 돌출 형성되어 상기 가변전극단자부에 접속되는 탄성지지체 단자(136)를 포함하여 구성될 수 있다.A
상기 탄성지지체(133)는,The elastic supporter (133)
상기 가변전극(131)에서 방사상으로 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 측으로 직각으로 굽어지는 형상으로 2개 이상으로 구성될 수 있다.And may be formed in two or more shapes in a shape that protrudes radially at an equal interval from the
상기 가변전극부는,The variable-
상기 탄성지지체(133)들의 단부가 일체형으로 결합되도록 상기 가변전극부의 둘레를 따라 형성되는 테두리(137)를 더 포함하여 구성될 수 있다.And a
상기 가변전극부는,The variable-
상기 탄성지지체(133)들 상에 상기 탄성지지체(133)들의 단부측으로 하방향으로 경사 형성되는 경사부(139)를 더 포함하여 구성될 수 있다.And an
상기 탄성지지체(133)와 상기 가변전극(131)은,The
일체형의 판스프링으로 구성될 수 있다.And can be configured as an integral plate spring.
상기 포스센서부(10)는,The force sensor unit (10)
고정전극부(110), 상기 고정전극부(110)의 외주연에 배치되는 가변전극단자부 및 상기 가변전극단자부에 얹혀 접속되어 상기 고정전극부(110)와 일정 간격 이격된 후 정전용량을 형성하고 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량을 변화시키는 가변전극부가 형성된 포스 센서(100); 및A
보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)에 삽입 결합되는 보스(320) 및 상기 포스센서(100)가 장착되고 상기 보스(320)가 상기 가변전극부(130, 130a, 130b)의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스(310)가 결합되는 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300);를 포함하는 비접지식 정전용량 포스 센서 스위치(400)로 구성될 수도 있다.An
상기 포스센서부(10)는The
정전용량부(210);A
접지되어 상기 정전용량부(210)의 둘레에 배치되는 다수의 접지단자부; 및A plurality of ground terminal portions that are grounded and disposed around the
상기 접지단자부들에 접속되는 탄성지지체(133)과 상기 탄성지지체(133)에 의해 상기 정전용량부(210)와 일정 간격 이격 지지되어 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량부(210)의 정전용량을 변화시키는 가변전극(131)을 구비한 가변전극부;를 포함하는 접지식 정전용량 포스 센서(200)로 구성될 수도 있다.An
상기 정전용량부(210)는,The
축전되는 전하량의 용량 크기에 따라 전하 축전 표면적의 조절을 위해 정전용량부 패턴을 생성하도록 지그재그 형상으로 형성되는 이격부(211)를 사이에 두고 이격 배치되는 RX 전극(212)과 TX 전극(215)을 포함하여 구성된다.An
상기 탄성지지체(133)는,The elastic supporter (133)
상기 가변전극(131)에서 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 굽어져 연장되는 형상을 가지고 2개 이상으로 구성될 수 있다.And may be formed of two or more shapes having a shape that protrudes at equal angular intervals from the
상기 가변전극부는,The variable-
상기 탄성지지체(133)들 상에 상기 탄성지지체(133)들의 단부측으로 하방향으로 경사 형성되는 경사부(139)를 더 포함하여 구성될 수 있다.And an
상기 탄성지지체(133)는,The elastic supporter (133)
상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 연장되는 연장부 상에 단차를 가지는 복원 단차(235) 및 상기 탄성지지체(133)의 단부측 측면에서 돌출 형성되어 상기 제1 접지단자부(220)에 접속되는 탄성지지체 단자(236)를 포함하여 구성될 수 있다.A restoring step 235 having a step on an extension extending along the outer circumference of the
상기 탄성지지체(133)는,The elastic supporter (133)
상기 가변전극(131)에서 방사상으로 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 측으로 직각으로 굽어지는 형상으로 2개 이상으로 구성될 수 있다.And may be formed in two or more shapes in a shape that protrudes radially at an equal interval from the
상기 가변전극부는, The variable-
상기 탄성지지체(133)들의 단부가 일체형으로 결합되도록 상기 가변전극부의 둘레를 따라 형성되는 테두리(237)를 더 포함하여 구성될 수 있다.And a rim 237 formed along the circumference of the variable electrode unit so that the ends of the
상기 탄성지지체(133)과 상기 가변전극(131)은,The
일체형의 판스프링으로 구성될 수 있다.And can be configured as an integral plate spring.
상기 포스센서부(10)는The
정전용량부(210), 접지되어 상기 정전용량부(210)의 외주연에 배치되는 다수의 접지단자부 및 상기 접지단자부들에 얹혀 접속되어 상기 정전용량부(210)와 일정 간격 이격된 후 외부 압력에 의해 가변되어 상기 정전용량부(210)의 정전용량을 변화시키는 가변전극부가 형성된 포스 센서(200); 및A plurality of ground terminal portions that are grounded and are disposed on the outer circumference of the
보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)에 삽입 결합되는 보스(320) 및 상기 포스 센서(200)가 장착되고 상기 보스(320)가 상기 가변전극부의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스(310)가 결합되는 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300);를 포함하는 접지식 정전용량 포스 센서 스위치(500)로 구성될 수 있다.An
상술한 구성의 본 발명의 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리는, 스위칭 동작을 위해 메탈 패널(7)이 눌리는 경우, 메탈 패널(7)의 자체 탄성 복원력과 포스센서부(10)를 구성하는 스프링판으로 형성되는 가변전극부에 의한 탄성 복원력이 작용하여 메탈 패널(7)의 원상회복의 효율을 현저히 향상시킴으로써 장시간 사용되는 경우에는 정확한 스위칭 기능을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.The metal touch switch assembly to which the electrostatic capacitive force sensor of the present invention is applied has a structure in which when the
상술한 구성의 본 발명의 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리는, 가변전극부의 가변전극(131)과 가변전극(131)을 지지하는 탄성지지체(133)이 일체형의 판스프링으로 제작되는 것에 의해, 외부에서 압력이 가해지는 경우 탄성지지체(133)이 변형되어 가변전극(131)의 변형이 최소화되고, 탄성지지체(133)이 가변전극(131)의 위치를 복원하는 탄성력을 제공하여 가변전극(131)의 위치 복원 성능을 높이게 되므로, 장시간 사용되는 경우에도 가변전극(131)의 형상 변형 및 위치 변형이 발생하지 않거나 최소화되어 정확한 센서 기능을 지속적으로 수행할 수 있도록 함으로써 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리의 성능을 향시키는 효과를 제공한다.The metal touch switch assembly to which the capacitive force sensor according to the present invention is applied has the
또한, 본 발명은 상술한 포스 센서부(10)의 성능 향상에 따라 포스 센서부(10)의 장기간 사용 시 0점 조정을 빈번하게 수행해야 하는 사용상의 번거로움 또한 해소하는 효과를 제공한다.The present invention also provides the effect of eliminating the need for frequent zero point adjustment during long term use of the
도 1은 종래기술의 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리의 사시도 및 스위치 기능을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리(30)의 조립상태를 나타내는 분해사시도.
도 3은 도 2의 메탈터치 스위치 어셈블리의 단면도.
도 4는 종래기술의 비접지식 정전용량 포스 센서의 구성도.
도 5는 종래기술의 접지식 정전용량 포스 센서의 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 비접지식 정전용량 포스 센서(100)의 구성도.
도 7은 고정전극부(110)들의 변형 실시예들을 나타내는 도면.
도 8은 제1 가변전극부(130)의 사시도.
도 9는 상기 가변전극부(130)의 변형 실시예들을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 접지식 정전용량 포스 센서(200)의 구성도.
도 11는 정전용량부(210)들의 변형 실시예들을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따르는 비접지식 정전용량 포스 센서 스위치(400)의 분해 사시도.
도 13은 제2 가변전극부(130a)의 변형 실시예들을 나타내는 도면.
도 14는 제3 가변전극부(130b)의 사시도.
도 15는 본 발명의 실시예에 따르는 접지식 정전용량 포스 센서 스위치(500)의 분해 사시도.1 is a perspective view and a cross-sectional view showing a switch function of a metal touch switch assembly to which a conventional capacitive force sensor is applied.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an assembled state of the metal
3 is a cross-sectional view of the metal touch switch assembly of FIG.
4 is a configuration diagram of a non-contact capacitive force sensor of the prior art.
5 is a block diagram of a prior art grounded capacitive force sensor.
6 is a configuration diagram of the non-contact
7 is a view showing modified embodiments of the fixed
8 is a perspective view of the first
9 is a view showing modified embodiments of the
10 is a configuration diagram of a grounded
11 is a view showing modified embodiments of the
12 is an exploded perspective view of a torsionless capacitive
13 is a view showing modified embodiments of the second
14 is a perspective view of the third
15 is an exploded perspective view of a grounded capacitive
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 단어 "예시적인" 은 "예로서, 일례로서, 또는 예증으로서 역할을 한다."라는 것을 의미하기 위해 이용된다. "예시적"으로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태들은 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 또는 유리하다는 것으로서 해석되어야 하는 것만은 아니다.The embodiments according to the concept of the present invention can be variously modified and can take various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the specification or the application. It is to be understood, however, that the intention is not to limit the embodiments according to the concepts of the invention to the specific forms of disclosure, and that the invention includes all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Also, the word "exemplary" is used herein to mean "serving as an example, instance, or illustration." Any aspect described herein as "exemplary " is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 정전용량 포스 센서를 적용한 메탈터치 스위치 어셈블리(30)의 조립상태를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 메탈터치 스위치 어셈블리(30)의 단면도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating an assembled state of the metal
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메탈터치 스위치 어셈블리(30)는 기판(1), 다수의 포스센서부(10), 절연패널(21) 및 메탈패널(7)을 포함하여 구성된다.2 and 3, the metal
상기 기판(1)은 PCB 형태로 제작되거나, 두께를 줄이고 사용성을 높이기 위해 FPCB 등의 형태로 제작될 수 있다.The substrate 1 may be manufactured in the form of a PCB, or may be manufactured in the form of FPCB or the like to reduce thickness and improve usability.
상기 다수의 포스센서부(10)는 기판의 상부에 열을 이루며 장착되어 메탈패널(7)의 기능아이콘(6)들이 눌리는 경우 정전용량이 가변되어 기판(1)에 형성된 전극을 통해 스위칭 신호를 출력하도록 구성되는 정전용량 포스 센서(100-도 5참보, 200-도 10 참조) 또는 정전용량 포스 센서 스위치(400-도 12 참조, 500-도 15 참조)로 제작된다.When the function icons 6 of the
상기 절연패널(21)은 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되도록 구성된다.The
상기 메탈패널(7)은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄 등의 금속판으로 상기 다수의 포스센서부(10)들이 형성하는 열을 덮을 수 있는 폭을 가지는 띠 형상으로 제작되어 상기 절연패널(210)의 상부에 일체형으로 장착되도록 구성된다.The
상술한 구성의 메탈터치 스위치 어셈블리(30)는 메탈패널(7)의 기능아이콘(6)의 위치가 터치되는 경우 해당 부위의 변형이 발생하고, 이에 의해 스위치보스(25)가 포스센서부(10)를 가압하여 포스센서부(10)의 정전용량을 가변시키며, 제어부는 기판(1)에 형성된 전극을 통해 포스센서부(10)의 정전용량의 변화를 감지하여 스위칭 신호를 출력하도록 동작한다.When the position of the function icon 6 of the
상술한 동작을 수행하는 메탈터치 스위치 어셈블리(30)는 스위칭을 위해 메탈패널(7)이 눌리는 경우, 메탈패널(7) 자체의 탄성 복원력과 하기에 설명될 포스센서부(10)를 구성하는 스프링판으로 제작되는 제1 가변전극부(130)의 탄성 복원력에 의해 메탈패널(7)의 원상회복 효율이 향상된다. 이에 따라, 지속적인 스위칭 기능의 수행 시에도 메탈패널(7)의 변형을 최소화하여 메탈터치 스위치 어셈블리(30)의 스위칭 기능의 저하가 방지된다.When the
상술한 바와 같이 상기 포스센서부(10)는 정전용량 포스 센서(100-도 5참보, 200-도 10 참조)로 구성될 수 있는바 상기 정전용량 포스 센서는 비접지식 정전용량 포스 센서(100) 및 접지식 정전용량 포스 센서(200)로 구성될 수 있다.As described above, the
도 4는 일반적인 비접지식 정전용량 포스 센서의 구조를 나타내는 도면이고, 도 5는 종래기술의 접지식 정전용량 포스 센서의 구성도이다.FIG. 4 is a diagram showing the structure of a general torsional capacitance force sensor, and FIG. 5 is a diagram showing the structure of a conventional inductive capacitance force sensor.
도 4와 같이, 종래기술의 비접지식 정전용량 포스 센서는 절연체 기판 상에 장착되는 고정전극과 고정전극과 일정 간격 이격 배치되는 타 전극으로서의 다이어프램 등의 가변 전극을 포함하여 구성된다. 즉, 본 발명에서는 가변전극과 고정전극이 접지됨이 없이 정전용량을 형성하여 구성된 포스 센서를 비접지식 정전용량 포스 센서라 정의한다.As shown in FIG. 4, the non-conductive capacitive force sensor of the related art includes a fixed electrode mounted on an insulator substrate and a variable electrode such as a diaphragm as another electrode disposed at a fixed distance from the fixed electrode. That is, in the present invention, the force sensor constituted by forming the electrostatic capacitance without grounding the variable electrode and the fixed electrode is defined as a non-contact capacitive force sensor.
그리고 도 5와 같이, 종래기술의 접지식 정전용량 포스 센서는 절연체 기판 상에 장착되는 정전용량부와 접지되어 정전용량부와 일정 간격 이격 배치되는 가변전극을 가지는 가변전극부를 포함하여 구성된다. 즉, 본 발명에서는 정전용량부가 스위칭을 위한 정전용량을 형성하고 정전용량부의 정전용량을 가변시키는 가변전극이 접지되는 구조를 가지는 포스 센서를 접지식 정전 용량 포스 센서라 정의한다.As shown in FIG. 5, the conventional inductive capacitive force sensor includes a capacitance portion mounted on an insulator substrate, and a variable electrode portion having a variable electrode that is grounded and spaced apart from the capacitance portion by a predetermined distance. That is, in the present invention, a force sensor having a structure in which a capacitance for switching a capacitance portion is formed and a variable electrode for varying a capacitance of the capacitance portion is grounded is defined as a grounded capacitance force sensor.
상술한 구성의 종래기술의 정전용량 포스 센서는 외부의 압력에 의해 가변 전극이 변형되는 경우, 용량이 가변되어 용량의 가변에 따른 정압, 동압을 측정하거나, 정압 또는 동압에 대응하는 스위칭 신호를 출력하도록 구성된다.When the variable electrode is deformed by an external pressure, the capacitive force sensor according to the related art having the above-described configuration measures the static pressure and the dynamic pressure according to the variation of the capacitance, or outputs the switching signal corresponding to the static pressure or dynamic pressure .
이를 일반적인 텍트 스위치와 비교하면, 일반적인 텍트 스위치의 경우에는 기구물 오차를 가지는 경우 0점 조정을 수행하지 못하게 된다. 이에 따라, 종래기술의 텍트 스위치는 기구물 오차로 인해 원하지 않는 스위칭 동작을 수행하는 문제점을 가진다. 이에 반해, 포스 센서의 경우 가변 전극의 변형 시 해당 위치에서의 정전용량 값을 0점으로 설정하는 것에 의해 기구물 오차에도 불구하고 0점 조절을 용이하게 하고, 감지 감도가 현저히 높은 장점을 가진다. 따라서 근래 들어 정전용량 포스 센서가 널리 사용되고 있다.Compared with general tect switch, it can not perform 0 point adjustment in case of general tect switch with instrument error. Accordingly, the conventional tect switch has a problem of performing an undesired switching operation due to a mechanical error. On the other hand, in the case of the force sensor, when the variable electrode is deformed, the capacitance value at the corresponding position is set to zero, thereby facilitating adjustment of the zero point despite the error of the mechanism, and the sensitivity is remarkably high. Recently, capacitive force sensors have been widely used.
이러한 정전용량 포스 센서는 포스 터치 기능을 갖는 전자기기, 압력감응 터치패널, 자동차용 터치식 죠그 셔틀, 메탈 터치패널 스위치 등에 적용되어 외부의 압력에 따라 가변 전극이 가변되어 고정전극과의 사이의 정전 용량을 변화시키고, 변화된 정전용량을 감지하여 압력신호 또는 스위칭 신호를 출력하도록 동작된다.The capacitive force sensor is applied to an electronic device having a force touch function, a pressure sensitive touch panel, a touch jog shuttle for automobile, a metal touch panel switch, etc., so that the variable electrode is varied according to the external pressure, To change the capacitance, to sense the changed capacitance, and to output a pressure signal or a switching signal.
이 경우, 상술한 정전용량 포스 센서를 구성하는 가변 전극은 반복적으로 변형된 후 탄성력에 의해 복원되는데, 이러한 탄성력에 의한 복원은 가변전극의 변형을 완전하게 원상태로 복구시키지 못하게 된다. 따라서 정전용량 포스 센서를 장시간 지속적으로 사용하는 경우 변형이 누적되는 것에 의해 가변 전극이 지속적으로 변형되어 정확한 압력 검출이 수행되지 못하는 문제점을 가진다. 이에 따라, 반복적 인 0점 조절을 수행해야하는 사용상의 번거로움 또한 발생하는 문제점을 가진다.In this case, the variable electrode constituting the above-described capacitive force sensor is repeatedly deformed and then restored by the elastic force. Such restoration by the elastic force prevents the deformable electrode from being completely restored to its original state. Therefore, when the capacitive force sensor is continuously used for a long period of time, the variable electrode is continuously deformed due to accumulation of deformation, so that accurate pressure detection can not be performed. Accordingly, there is a problem that the user is required to perform repetitive zero-point adjustment.
따라서 본 발명은 장시간 사용하는 경우에도 가변 전극의 변형이 최소화되어 정확한 압력검출을 수행하는 것에 의해 포스 센서의 감지 성능을 지속적으로 유지할 수 있도록 하는 접지식 정전용량 포스 센서 및 포스 센서 스위치를 적용한다.Therefore, the present invention applies the inductive capacitive force sensor and the force sensor switch that can continuously maintain the sensing performance of the force sensor by performing accurate pressure detection while minimizing deformation of the variable electrode even when used for a long time.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 비접지식 정전용량 포스 센서(100)의 구성도이고, 도 7은 고정전극부(110)들의 변형 실시예들을 나타내는 도면이다, FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the non-conductive
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 비접지식 포스 센서(100)는, 고정전극부(110), 가변전극단자부(120) 및 외부의 압력에 따라 탄성 변형된 후 복원되는 구조를 가지고 고정전극부(110)와 정전용량을 형성하도록 가변전극단자부(120)에 접속된 상태로 고정전극부(110)와 일정 간격 이격되어 배치되는 제1 가변전극부(130)를 포함하여 PCB 또는 FPCB 등의 기판에 일체로 장착되도록 구성된다.6 and 7, the
상기 고정전극부(110)는, 양 측면에서 서로 교대로 지그재그 형태로 형성되는 다수의 절개홈(113)을 가지는 고정전극패턴이 형성되는 원판형의 고정 전극(111)을 포함하여 구성된다.The fixed
상기 절개홈(113)은 포스 센서의 감지 감도 요구에 따른 정전용량을 가지도록 전하의 축전 표면적을 증가시키는 것으로서, 필요 용량에 따라 개수 및 폭이 조절될 수 있다. 이에 따라, 상기 고정전극부(110)는 도 7과 같이, 절개홈(113)들에 의해 형성되는 다양한 고정전극패턴을 가지도록 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.The cut-off
도 8은 도 6에 형성되는 제1 가변전극부(130)의 사시도이고, 도 9는 상기 제1 가변전극부(130)의 변형 실시예들을 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a perspective view of the first
도 8 및 도 9와 같이, 상기 제1 가변전극부(130)는 가변전극단자부(120)에 접속되는 탄성지지체(133)와 상기 탄성지지체(133)에 의해 지지되는 가변전극(131)을 포함하는 일체형의 판스프링으로 제작된다.8 and 9, the first
상기 탄성지지체(133)는 가변전극(131)의 변형 시 탄성 복원력을 제공하는 것으로서, 가변전극(131)에서 등각도 간격으로 돌출된 후, 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 굽어져 연장되는 형상을 가지고 2개 이상으로 구성되어 가변전극(131)을 균등하게 지지하도록 구성된다.The
또한, 상기 탄성지지체(133)는, 가변전극(131)의 탄성 복원 성능을 높이기 위해 상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 연장되는 연장부 상에 단차를 가지는 복원 단차(135)가 형성될 수 있다. 그리고 탄성지지체(133)의 단부측 측면에는 가변전극단자부(120)에 접속되는 탄성지지체 단자(136)가 돌출 형성될 수 있다.The
상기 탄성지지체(133)와 상기 가변전극(131)은 원판형을 이루는 일체형의 판스프링으로 구성될 수 있다.The
도 9와 같이, 상술한 구성을 가지는 제1 가변전극부(130)는 가해지는 압력 범위와 탄성 복원력의 필요 정도에 따라 등각도 간격을 가지고 형성되는 2 개 이상의 탄성지지체(133)를 가지도록 다양하게 변형 실시될 수 있다. 도 9와 같이 상기 탄성지지체(133)는 복원 단차(135)를 가지지 않을 수도 있다.As shown in FIG. 9, the first
상술한 구성을 가지는 포스 센서(100)는, 도 6과 같이, 기판 상에 고정전극부(110)와 가변전극단자부(120)가 인쇄 성형되어 일체로 형성된다. 이때 가변전극단자부(120)는 고정전극부(110)의 둘레를 따라 탄성지지체(133)의 단부와 대향하는 위치를 가지도록 등각도 각도로 형성된다. 상기 제1 가변전극부(130)는 탄성지지체(133)의 탄성지지체 단자(136)가 형성된 단부가 가변전극단자부(120)와 접촉되도록 납땜 등에 의해 고정되어 고정전극부(110)와 대향하도록 기판 상에 장착된다. 이 경우, 고정전극부(110)와 제1 가변전극부(130)는 접지됨이 없이 고정전극부(110)는 캐패시터의 RX전극을 형성하고, 제1 가변전극부(130)는 캐패시터의 TX전극을 형성하도록 구성되는 것에 의해 비접지식 정전용량 포스 센서(100)를 형성하게 된다.6, the
도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 접지식 정전용량 포스 센서(200)의 구성도이고, 도 11은 정전용량부(210)들의 변형 실시예들을 나타내는 도면이다.FIG. 10 is a configuration diagram of a grounded
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 접지식 포스 센서(200)는, 정전용량부(210), 접지되는 제1 접지단자부(220) 및 외부의 압력에 따라 탄성 변형된 후 복원되는 구조를 가지고 제1 접지단자부(220)에 접속된 상태로 정전용량부(210)와 일정 간격 이격되어 배치되는 제1 가변전극부(130)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 10 and 11, the earthing
상기 정전용량부(210)는, 정전용량을 형성하도록 이격부(211)에 의해 이격 배치되는 RX전극(212)과 TX전극(215)을 포함하여 구성된다. 이때 상기 이격부(211)는 유전체가 충진되거나 공기층이 유전체의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 이격부(211)는 접지식 포스 센서의 감지 감도 요구에 따른 정전용량을 가지도록 전하의 축전 표면적을 증가시키기 위해 정전용량부 패턴을 생성하도록 지그재그 형상으로 형성되고, 이때 지그재그 패턴을 형성하는 이격부의 폭 및 지그재그 패턴의 수는 필요 정전 용량에 따라 가변될 수 있다. 이에 따라, 상기 정전용량부(210)는 도 11과 같이, 이격부(211)들에 의해 형성되는 다양한 정전용량부 패턴을 가지도록 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.The
도 10 및 도 11의 접지식 포스 센서(200)를 구성하는 제1 가변전극부(130) 또한 도 8 및 도 9의 제1 가변전극부(130)와 동일한 구성으로 다양하게 변형 실시될 수 있다.The first
상술한 구성을 가지는 포스 센서(200)는, 도 10과 같이, 기판 상에 정전용량부(210)와 제1 접지단자부(220)가 인쇄형성되고, 제1 가변전극부(130)의 탄성지지체(133)들이 제1 접지단자부(220)에 납땜되어 일체로 기판 상에 장착되어 접지식 정전용량 포스 센서(200)를 형성하게 된다.10, the
상술한 바와 같이 상기 포스센서부(10)는 정전용량 포스 센서 스위치(400-도 12참보, 500-도 15 참조)로 구성될 수 있는바 상기 정전용량 포스 센서 스위치는 비접지식 정전용량 포스 센서 스위치(400) 및 접지식 정전용량 포스 센서 스위치(500)로 구성될 수도 있다.As described above, the
도 12는 본 발명의 실시예에 따르는 비접지식 정전용량 포스 센서 스위치(400)의 분해 사시도이고, 도 13은 제2 가변전극부(130a)의 변형 실시예들을 나타내는 도면이며, 도 14는 제3 가변전극부(130b)의 사시도이다.FIG. 12 is an exploded perspective view of a torsional capacitive
도 12와 같이, 상기 포스 센서 스위치(400)는 포스 센서(100)와 포스 센서(100)가 내부에 장착되어 스위칭을 수행하도록 구성되는 케이스(300)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 12, the
상기 포스 센서(100)들은 고정전극부(110), 상기 고정전극부(110)의 외주연에 배치되는 제2 가변전극단자부(120a) 및 제2 가변전극단자부(120)에 얹혀 접속되어 상기 고정전극부(110)와 일정 간격 이격된 후 정전용량을 형성하고 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량을 변화시키는 가변전극부(130, 130a, 130b)를 포함하여 구성된다.The
상기 고정전극부(110)는 도 7의 설명에서와 같이, 다수의 절개홈(113)들에 의해 형성되는 고정전극패턴이 형성되고, 이에 부가하여, 케이스(300)에 장착되는 경우 외부로 노출되어 기판에 납땜 등에 의해 접속 연결되는 RX 단자(115)를 구비하도록 프레스 가공 등에 의해 제작 형성된다.7, the fixed
상기 제2 가변전극단자부(120a)는 고정전극부(110)의 외주 둘레에 배치되도록 'ㄷ' 형상으로 형성되는 제2 가변전극단자(121a)와, 케이스(300)의 외부로 노출되도록 제2 가변전극단자(121a)에서 돌출되어 형성되는 TX 단자(123a)와, 고정전극부(110)와 가변전극부(130, 130a, 130b)들이 일정 간격을 유지하도록 제2 가변전극단자(121a)의 단부에서 상 방향으로 돌출 형성되는 받침부(122)가 일체로 형성되도록 제작된다. 상술한 구성의 제2 가변전극단자부(120a)는 구리 등의 도전체로 주물 또는 프레스 가공 등을 수행하여 형성될 수 있다.The second variable
상기 가변 전극부는 도 8 및 도 11에 도시되고, 도 8 및 도 11을 참조하여 먼저 설명된 제1 가변전극부(130)들로 구성될 수 있다.The variable electrode unit may be composed of the first
이와 달리, 상기 가변전극부는 도 13에 도시된 바와 같이, 탄성지지체(133)의 단부들이 지지되는 테두리부(137)를 가지도록 프레스 가공 등에 의해 관통홀(138)을 형성하는 것에 의해 가변전극(131)과 탄성지지체(133) 및 테두리(137)가 일체로 형성되는 제2 가변전극부(130a)로 구성될 수 있다.13, by forming the through
또한, 상기 가변전극부는 도 14와 같이, 테두리(137)를 구비함이 없이. 탄성지지체(133)들이 단부측으로 하 방향 경사를 가지도록 하는 경사부(139)를 가지는 제3 가변전극부(130b)로 구성될 수도 있다. 이 경우 상기 경사부(139)에 의해 받침턱(122)의 높이를 줄일 수 있게 되어 포스 센서 스위치(400)의 전체 높이를 줄일 수 있어 포스 센서 스위치(400)가 장착되는 장치의 크기를 줄일 수 있도록 한다.Also, as shown in FIG. 14, the variable electrode unit does not have the
상기 케이스(300)는, 보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)에 삽입 결합되는 보스(320) 및 상부 케이스(310)가 결합되는 하부케이스(330)를 포함하여 구성된다.The
상기 상부 케이스(310)의 측면에는 결합홀(315)이 관통 형성된 결합부(313)가 하 방향으로 연장 형성된다. A
상기 보스(320)는 하단부의 외주연이 돌출되어 보스홀(311)이 테두리 저면에 걸리어지는 원통 형상으로 형성된다.The
상기 하부 케이스(330)는 포스 센서(100)가 장착되는 포스 센서 장착홈(335)이 중앙부에 형성되는 박스 형상으로 형성된다. 상부 케이스(310)의 결합부(313)가 결합되는 하부 케이스(330)의 양 측면에는 상부 케이스(310)의 결합홀(315)에 삽입되어 하부 케이스(330)에 상부 케이스(310)를 고정시키는 결합턱(333)이 각각 형성된다. 또한 하부 케이스(330)의 결합턱(333)이 형성되지 않은 양측면에는 포스 센서(100)를 구성하는 제2 가변전극단자부(120a)의 TX 단자(123a)와 고정전극부(110)의 RX 단자(115)가 하부 케이스(330)의 외부로 노출되도록 관통 결합되는 단자관통홀이 각각 형성된다.The
상술한 구성의 포스 센서 스위치(400)는 하부 케이스(330)의 포스 센서 장착홈(335)에 RX 단자(115)와 TX 단자(123)가 하부 케이스(330)의 측면으로 노출되도록 고정전극부(110)와 가변전극단자부(120)가 장착된다. 이때 가변전극단자부(120)는 포스 센서 장착홈(335)의 둘레에 위치되며, 고정전극부(110)는 가변전극단자부(120)의 중심부에 위치된다. 그리고 가변전극부(130, 130a, 130b)가 가변전극단자부(120)에 얹혀 포스 센서 장착홈(335)에 장착된다. 이 후, 보스(320)가 가변전극부(130, 130a, 130b)의 상부면에 안착된 후 상부 케이스(310)가 하부 케이스(330)와 결합되는 것에 의해 포스 센서 스위치(400)로 조립된다. The
도 15는 본 발명의 실시예에 따르는 접지식 정전용량 포스 센서 스위치(500)의 분해 사시도이다.15 is an exploded perspective view of a grounded capacitive
도 15와 같이, 상기 포스 센서 스위치(500)는 접지식 포스 센서(200)와 포스 센서(200)가 내부에 장착되어 스위칭을 수행하도록 구성되는 케이스(300)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 15, the
상기 접지식 포스 센서(200)들은 정전용량부(210), 접지되어 상기 정전용량부(210)의 외주연에 배치되는 제2 접지단자부(220a) 및 제2 접지단자부(220a)에 얹혀 접속되어 상기 정전용량부(210)와 일정 간격 이격된 후 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량부(210)의 정전용량을 변화시키는 가변전극부(130, 130a, 130b)를 포함하여 구성된다.The grounded
상기 정전용량부(210)는 도 11의 설명에서와 같이, 다수의 이격부(211)들에 의해 정전용량부 패턴을 형성하며 이격 배치되는 RX전극(212)과 TX전극(215)을 포함하여 구성된다. 다시 도 15를 참조하여 설명하면, 상기 포스 센서 스위치(500)에 구성되는 정전용량부(210)는 RX전극(212)에는 케이스(300)에 외부로 노출되는 RX전극단자(213)가 형성되고, TX전극(215) 또한 케이스(300)의 외부로 노출되는 TX전극단자(216)가 형성된다.11, the
상기 제2 접지단자부(220a)는 접지된 상태로 정전용량부(210)의 외주 둘레에 배치되는 것으로서, 가변전극부(130, 130a, 130b)들이 안착되어 접속되도록 상 방향으로 돌출 형성되는 받침턱(222)과 케이스(220)의 외부로 노출되어 접지되는 접지단자(221)를 포함하여 구성될 수 있다.The second
상술한 구성의 제2 접지단자부(220a)는 구리 등의 도전성 도체의 주물 또는 프레스 가공 등을 수행하여 형성될 수 있다.The second
그리고 가변전극부(130, 130a, 130b)들은 도 13 내지 도 15의 제2 가변전극부(130a), 제3 가변전극부(130b)들이 적용될 수도 있다.Also, the
상기 케이스(300)는, 보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)에 삽입 결합되는 보스(320) 및 상부 케이스(310)가 결합되는 하부케이스(330)를 포함하여 구성된다.The
상기 상부 케이스(310)의 측면에는 결합홀(315)이 관통 형성된 결합부(313)가 하 방향으로 연장 형성된다. A
상기 보스(320)는 하단부의 외주연이 돌출되어 보스홀(311)이 테두리 저면에 걸리어지는 원통 형상으로 형성된다.The
상기 하부 케이스(330)는 포스 센서(200)가 장착되는 포스 센서 장착홈(335)이 중앙부에 형성되는 박스 형상으로 형성된다. 상부 케이스(310)의 결합부(313)가 결합되는 하부 케이스(330)의 양 측면에는 상부 케이스(310)의 결합홀(315)에 삽입되어 하부 케이스(330)에 상부 케이스(310)를 고정시키는 결합턱(333)이 각각 형성된다. 또한 하부 케이스(330)의 결합턱(333)이 형성되지 않은 양측면에는 포스 센서(200)를 구성하는 제2 접지단자부(220a)의 접지단자(221)와 RX전극(212)의 RX전극단자(213) 및 TX전극(215)의 TX전극단자(216)가 케이스(300)외 외부로 노출되도록 하는 단자관통홀이 각각 형성된다.The
상술한 구성의 포스 센서 스위치(500)는 하부 케이스(330)의 포스 센서 장착홈(335)에 RX 전극단자(215)와 TX 전극단자(216) 및 접지단자(221)가 하부 케이스(330)의 측면으로 노출되도록 정전용량부(210)와 제2 접지단자부(220a)가 장착된다. 이때 제2 접지단자부(220a)는 포스 센서 장착홈(335)의 네 꼭지점에 위치되며, 정전용량부(210)는 제2 접지단자부(220a)들의 중심부에 위치된다. 그리고 가변전극부(230, 230a, 230b)가 제2 접지단자부(220a)에 얹혀 포스 센서 장착홈(335)에 장착된다. 이 후, 보스(320)가 가변전극부(230, 230a, 230b)의 상부면에 안착된 후 상부 케이스(310)가 하부 케이스(330)와 결합되는 것에 의해 포스 센서 스위치(500)로 조립된다.The
상술한 구성의 포스 센서(100, 200) 및 포스 센서스위치(400, 500)는 가변전극부(130, 130a, 130b)의 가변전극(131)과 가변전극(131)을 지지하는 탄성지지체(133)이 일체형의 판스프링으로 제작되는 것에 의해, 외부에서 압력이 가해지는 경우 탄성지지체(133)가 변형되어 가변전극(131)의 변형이 최소화된다, 그리고 탄성지지체(133)이 가변전극(131)의 위치를 복원하는 탄성력을 제공하여 가변전극(131)의 위치 복원 성능을 높이게 된다. 이에 따라, 상술한 구성의 포스 센서(100, 200)는 장시간 사용되는 경우에도 가변전극(131)의 형상 변형 및 위치 변형이 발생하지 않거나 최소화되어 정확한 센서 기능을 지속적으로 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 포스 센서(100, 200)의 장기간 사용 시 0점 조정을 빈번하게 수행해야 하는 사용상의 번거로움 또한 해소된다.The
또한, 고정전극부와 정전용량부는 절개홈(113) 또는 이격부(211)의 개수 또는 폭을 조절하는 것에 의해 다양한 정전용량을 가지도록 용이하게 설계 변경될 수 있도록 하는 장점을 가진다.In addition, the fixed electrode unit and the electrostatic capacity unit have an advantage that they can be easily changed in design so as to have various capacitances by adjusting the number or width of the
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
1: 기판 3: 정전용량부
5: 스페이서 6: 기능아이콘
7: 메탈 패널 8: 절연 패널
10: 포스센서부 20: 절연보스부
21: 절연패널 22: 고정브라켓
23: 절연스페이서 25: 스위치보스
100: 비접지식 정전용량 포스 센서
110: 고정전극부
111: 고정전극 113: 절개홈
115: RX단자 120: 제1 가변전극단자부
120a: 제2 가변전극단자부 121a: 제2 가변전극단자
122: 받침턱 123a: TX단자
130: 가변전극부
130a: 제2 가변전극부 130b: 제3 가변전극부
131: 가변전극 133: 탄성지지체
135: 복원 단차 136: 탄성지지체 단자
137: 테두리 138: 관통홀
139: 경사부
200: 접지식 정전용량 포스 센서 210: 정전용량부
211: 이격부 212: RX전극
213: RX전극단자 215: TX전극
216: TX전극단자 220: 제1 접지단자부
220a: 제2 접지단자부 221: 접지단자
222: 받침턱 300: 케이스
310: 상부케이스 311: 보스홀
313: 결합부 315: 결합홀
320:보스 330: 하부케이스
333: 결합턱 335: 포스 센서 장착홈
400: 비접지식 포스 센서 스위치
500: 접지식 포스 센서 스위치1: substrate 3: capacitance part
5: Spacer 6: Function icon
7: metal panel 8: insulated panel
10: Force sensor part 20: Insulation boss part
21: Insulation panel 22: Fixing bracket
23: Insulation spacer 25: Switch boss
100: Non-contact capacitive force sensor
110: fixed electrode part
111: fixed electrode 113: incision groove
115: RX terminal 120: first variable electrode terminal part
120a: second variable
122:
130: variable electrode portion
130a: second
131: variable electrode 133: elastic support
135: Restoring step 136: Elastic support terminal
137: rim 138: through hole
139:
200: grounding capacitive force sensor 210: capacitance part
211: separation part 212: RX electrode
213: RX electrode terminal 215: TX electrode
216: TX electrode terminal 220: first ground terminal part
220a: second ground terminal part 221: ground terminal
222: Base jaw 300: Case
310: upper case 311: boss hole
313: engaging portion 315: engaging hole
320: Boss 330: Lower case
333: coupling jaw 335: force sensor mounting groove
400: Non-contact force sensor switch
500: Inground force sensor switch
Claims (19)
상기 기판의 상부에 열을 이루며 장착되는 다수의 포스센서부(10);
상기 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과, 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 각각 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되는 절연패널(21); 및
상기 절연패널(21)의 상부에 일체형으로 장착되는 띠 형상의 메탈패널(7);을 포함하고,
상기 포스센서부(10)는, 상기 메탈패널(7)의 기능아이콘(6)들이 눌리는 경우 정전용량이 가변되어 상기 기판에 형성된 전극을 통해 스위칭 신호를 출력하며,
상기 포스센서부(10)는,
고정전극부(110);
상기 고정전극부(110)의 둘레에 배치되는 가변전극단자부; 및
상기 가변전극단자부에 접속되는 탄성지지체(133)와 상기 탄성지지체(133)에 의해 상기 고정전극부(110)와 일정 간격 이격 지지되어 고정전극부(110)와의 사이에 정전용량을 형성하고 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량을 변화시키는 가변전극(131)을 구비한 가변전극부;를 포함하여 구성되는 비접지식 정전용량 포스 센서(100)로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.A substrate 1;
A plurality of force sensor units 10 mounted on the substrate in a row;
A plurality of switch bosses 25 protruding from a position corresponding to the force sensor unit 10 and closely attached to the upper portions of the force sensor units 10 and a plurality of switch bosses 25 protruding from both sides of the switch bosses 25 An insulating panel 21 having spacers 23 formed on the upper surface of the force sensor parts 10 and mounted on the upper part of the rows of the force sensor parts 10; And
And a strip-shaped metal panel (7) integrally mounted on the upper part of the insulating panel (21)
When the function icons 6 of the metal panel 7 are depressed, the force sensor unit 10 outputs a switching signal through an electrode formed on the substrate,
The force sensor unit (10)
A fixed electrode unit 110;
A variable electrode terminal portion disposed around the fixed electrode portion 110; And
An elastic supporter 133 connected to the variable electrode terminal portion and an elastic supporter 133 are formed to be spaced apart from the fixed electrode portion 110 by a predetermined distance to form an electrostatic capacitance between the fixed electrode portion 110, And a variable electrode unit having a variable electrode (131) varying the capacitance by varying the capacitance of the metal touch switch assembly.
축전되는 전하량의 용량 크기에 따라 전하 축전 표면적의 조절을 위해 양 측면에서 서로 교대로 지그재그 형상으로 형성되는 다수의 절개홈(113)을 가지는 고정전극패턴이 형성되는 원판형의 고정 전극(111)을 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[3] The apparatus of claim 1, wherein the fixed electrode unit (110)
Shaped fixed electrode 111 having a plurality of cut-out grooves 113 formed in alternate zigzag shapes on both sides for controlling the charge storage surface area according to the capacity size of the stored charge amount, The metal touch switch assembly comprising:
상기 가변전극(131)에서 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 굽어져 연장되는 형상을 가지고 2개 이상으로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[2] The method according to claim 1, wherein the elastic supporter (133)
The metal touch switch assembly has a shape that protrudes at equal angular intervals in the variable electrode (131) and then bends and extends along the outer circumference of the variable electrode (131).
상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 연장되는 연장부 상에 단차를 가지는 복원 단차(135) 및 상기 탄성지지체(133)의 단부측 측면에서 돌출 형성되어 상기 가변전극단자부에 접속되는 탄성지지체 단자(136)를 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[5] The elastic supporting member according to claim 4,
A restoring step 135 having a step on an extension extending along the outer periphery of the variable electrode 131 and a resilient support 135 protruding from an end side of the elastic supporter 133 and connected to the variable electrode terminal, And a terminal (136).
상기 탄성지지체(133)들 상에 상기 탄성지지체(133)들의 단부측으로 하방향으로 경사 형성되는 경사부(139)를 더 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[5] The apparatus according to claim 4,
And an inclined portion (139) formed on the elastic supporters (133) and inclined downward toward an end side of the elastic supporters (133).
상기 가변전극(131)에서 방사상으로 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 측으로 직각으로 굽어지는 형상으로 2개 이상으로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[2] The method according to claim 1, wherein the elastic supporter (133)
The metal touch switch assembly as set forth in claim 1, wherein the variable electrode (131) has a shape that is protruded radially at an equal interval and then bent at a right angle to the outer peripheral side of the variable electrode (131).
상기 탄성지지체(133)들의 단부가 일체형으로 결합되도록 상기 가변전극부의 둘레를 따라 형성되는 테두리(137)를 더 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[Claim 8] The method of claim 7,
And a rim (137) formed along the circumference of the variable electrode portion so that the ends of the elastic supporters (133) are integrally coupled.
일체형의 판스프링으로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[2] The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the elastic supporter (133) and the variable electrode (131)
A metal touch switch assembly comprising an integral plate spring.
상기 기판의 상부에 열을 이루며 장착되는 다수의 포스센서부(10);
상기 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과, 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 각각 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되는 절연패널(21); 및
상기 절연패널(21)의 상부에 일체형으로 장착되는 띠 형상의 메탈패널(7);을 포함하고,
상기 포스센서부(10)는, 상기 메탈패널(7)의 기능아이콘(6)들이 눌리는 경우 정전용량이 가변되어 상기 기판에 형성된 전극을 통해 스위칭 신호를 출력하며,
상기 포스센서부(10)는,
고정전극부(110), 상기 고정전극부(110)의 외주연에 배치되는 가변전극단자부 및 상기 가변전극단자부에 얹혀 접속되어 상기 고정전극부(110)와 일정 간격 이격된 후 정전용량을 형성하고 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량을 변화시키는 가변전극부가 형성된 포스 센서(100); 및
보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)에 삽입 결합되는 보스(320) 및 상기 포스센서(100)가 장착되고 상기 보스(320)가 상기 가변전극부(130, 130a, 130b)의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스(310)가 결합되는 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300);를 포함하는 비접지식 정전용량 포스 센서 스위치(400)로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.A substrate 1;
A plurality of force sensor units 10 mounted on the substrate in a row;
A plurality of switch bosses 25 protruding from a position corresponding to the force sensor unit 10 and closely attached to the upper portions of the force sensor units 10 and a plurality of switch bosses 25 protruding from both sides of the switch bosses 25 An insulating panel 21 having spacers 23 formed on the upper surface of the force sensor parts 10 and mounted on the upper part of the rows of the force sensor parts 10; And
And a strip-shaped metal panel (7) integrally mounted on the upper part of the insulating panel (21)
When the function icons 6 of the metal panel 7 are depressed, the force sensor unit 10 outputs a switching signal through an electrode formed on the substrate,
The force sensor unit (10)
A fixed electrode unit 110, a variable electrode terminal unit disposed on the outer periphery of the fixed electrode unit 110, and a fixed electrode unit 110 mounted on the variable electrode terminal unit, spaced apart from the fixed electrode unit 110 by a predetermined distance, A force sensor 100 having a variable electrode portion which is varied by an external pressure to change the capacitance; And
An upper case 310 having a boss hole 311 formed therein and a boss 320 inserted and coupled to the boss hole 311 and the force sensor 100 are mounted and the boss 320 is connected to the variable electrode units 130, And a case 300 having a lower case 330 to which the upper case 310 is coupled after the lower case 330 is mounted on the upper surface of the upper case 310. [ Switch assembly.
상기 기판의 상부에 열을 이루며 장착되는 다수의 포스센서부(10);
상기 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과, 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 각각 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되는 절연패널(21); 및
상기 절연패널(21)의 상부에 일체형으로 장착되는 띠 형상의 메탈패널(7);을 포함하고,
상기 포스센서부(10)는, 상기 메탈패널(7)의 기능아이콘(6)들이 눌리는 경우 정전용량이 가변되어 상기 기판에 형성된 전극을 통해 스위칭 신호를 출력하며,
상기 포스센서부(10)는,
정전용량부(210);
접지되어 상기 정전용량부(210)의 둘레에 배치되는 다수의 접지단자부; 및
상기 접지단자부들에 접속되는 탄성지지체(133)과 상기 탄성지지체(133)에 의해 상기 정전용량부(210)와 일정 간격 이격 지지되어 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량부(210)의 정전용량을 변화시키는 가변전극(131)을 구비한 가변전극부;를 포함하는 접지식 정전용량 포스 센서(200)로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.A substrate 1;
A plurality of force sensor units 10 mounted on the substrate in a row;
A plurality of switch bosses 25 protruding from a position corresponding to the force sensor unit 10 and closely attached to the upper portions of the force sensor units 10 and a plurality of switch bosses 25 protruding from both sides of the switch bosses 25 An insulating panel 21 having spacers 23 formed on the upper surface of the force sensor parts 10 and mounted on the upper part of the rows of the force sensor parts 10; And
And a strip-shaped metal panel (7) integrally mounted on the upper part of the insulating panel (21)
When the function icons 6 of the metal panel 7 are depressed, the force sensor unit 10 outputs a switching signal through an electrode formed on the substrate,
The force sensor unit (10)
A capacitance unit 210;
A plurality of ground terminal portions that are grounded and disposed around the capacitance portion 210; And
An elastic supporter 133 connected to the ground terminal portions and a resilient supporter 133 are spaced apart from the electrostatic capacitive portion 210 by a predetermined distance to be varied by an external pressure so that the electrostatic capacity of the electrostatic capacitive portion 210 And a variable electrode unit having a variable electrode (131) for changing the capacitance of the metal touch switch assembly.
축전되는 전하량의 용량 크기에 따라 전하 축전 표면적의 조절을 위해 정전용량부 패턴을 생성하도록 지그재그 형상으로 형성되는 이격부(211)를 사이에 두고 이격 배치되는 RX 전극(212)과 TX 전극(215)을 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[Claim 18] The plasma display panel of claim 11,
An RX electrode 212 and a TX electrode 215 spaced apart from each other by a spacing portion 211 formed in a staggered shape to generate a capacitive portion pattern for controlling the charge storage surface area according to a capacity amount of the stored charge amount, The metal touch switch assembly comprising:
상기 가변전극(131)에서 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 굽어져 연장되는 형상을 가지고 2개 이상으로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[Claim 13] The elastic support member according to claim 11,
The metal touch switch assembly has a shape that protrudes at equal angular intervals in the variable electrode (131) and then bends and extends along the outer circumference of the variable electrode (131).
상기 가변전극(131)의 외주연 둘레를 따라 연장되는 연장부 상에 단차를 가지는 복원 단차(135) 및 상기 탄성지지체(133)의 단부측 측면에서 돌출 형성되어 상기 접지단자부에 접속되는 탄성지지체 단자(136)를 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[Claim 14] The method of claim 13, wherein the elastic support (133)
A restoring step 135 having a step on an extension extending along the outer periphery of the variable electrode 131 and a resilient supporter protruding from an end side of the elastic supporter 133 and connected to the ground terminal, (136). ≪ / RTI >
상기 가변전극(131)에서 방사상으로 등각도 간격으로 돌출된 후, 상기 가변전극(131)의 외주연 측으로 직각으로 굽어지는 형상으로 2개 이상으로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[Claim 13] The elastic support member according to claim 11,
The metal touch switch assembly as set forth in claim 1, wherein the variable electrode (131) has a shape that is protruded radially at an equal interval and then bent at a right angle to the outer peripheral side of the variable electrode (131).
상기 탄성지지체(133)들의 단부가 일체형으로 결합되도록 상기 가변전극부의 둘레를 따라 형성되는 테두리(137)를 더 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[16] The apparatus of claim 15,
And a rim (137) formed along the circumference of the variable electrode portion so that the ends of the elastic supporters (133) are integrally coupled.
상기 탄성지지체(133)들 상에 상기 탄성지지체(133)들의 단부측으로 하방향으로 경사 형성되는 경사부(139)를 더 포함하여 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[16] The apparatus of claim 15,
And an inclined portion (139) formed on the elastic supporters (133) and inclined downward toward an end side of the elastic supporters (133).
일체형의 판스프링으로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.[Claim 13] The method of claim 11, wherein the elastic supporter (133) and the variable electrode (131)
A metal touch switch assembly comprising an integral plate spring.
상기 기판의 상부에 열을 이루며 장착되는 다수의 포스센서부(10);
상기 포스센서부(10)에 대응하는 위치에 돌출 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 상부에 밀착되는 다수의 스위치보스(25)들과, 상기 스위치보스(25)들의 양측으로 돌출 형성되는 다수의 스페이서(23)들이 각각 형성되어 상기 포스센서부(10)들의 열의 상부에 장착되는 절연패널(21); 및
상기 절연패널(21)의 상부에 일체형으로 장착되는 띠 형상의 메탈패널(7);을 포함하고,
상기 포스센서부(10)는, 상기 메탈패널(7)의 기능아이콘(6)들이 눌리는 경우 정전용량이 가변되어 상기 기판에 형성된 전극을 통해 스위칭 신호를 출력하며,
상기 포스센서부(10)는,
정전용량부(210), 접지되어 상기 정전용량부(210)의 외주연에 배치되는 다수의 접지단자부 및 상기 접지단자부들에 얹혀 접속되어 상기 정전용량부(210)와 일정 간격 이격된 후 외부 압력에 의해 가변되어 상기 정전용량부(210)의 정전용량을 변화시키는 가변전극부가 형성된 포스 센서(200); 및
보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)에 삽입 결합되는 보스(320) 및 상기 포스 센서(200)가 장착되고 상기 보스(320)가 상기 가변전극부의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스(310)가 결합되는 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300);를 포함하는 접지식 정전용량 포스 센서 스위치(500)로 구성되는 메탈터치 스위치 어셈블리.A substrate 1;
A plurality of force sensor units 10 mounted on the substrate in a row;
A plurality of switch bosses 25 protruding from a position corresponding to the force sensor unit 10 and closely attached to the upper portions of the force sensor units 10 and a plurality of switch bosses 25 protruding from both sides of the switch bosses 25 An insulating panel 21 having spacers 23 formed on the upper surface of the force sensor parts 10 and mounted on the upper part of the rows of the force sensor parts 10; And
And a strip-shaped metal panel (7) integrally mounted on the upper part of the insulating panel (21)
When the function icons 6 of the metal panel 7 are depressed, the force sensor unit 10 outputs a switching signal through an electrode formed on the substrate,
The force sensor unit (10)
A plurality of ground terminal portions that are grounded and are disposed on the outer circumference of the capacitance portion 210 and are connected to the ground terminal portions to be spaced apart from the capacitance portion 210 by a predetermined distance, A force sensor 200 having a variable electrode portion that is varied by the capacitance portion 210 to change the capacitance of the capacitance portion 210; And
An upper case 310 having a boss hole 311 formed therein and a boss 320 inserted and coupled to the boss hole 311 and a boss 320 mounted on the upper surface of the variable electrode unit, And a case (300) having a lower case (330) to which the upper case (310) is coupled after the grounding capacitive force sensor switch (500) is coupled.
Priority Applications (1)
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KR1020170062521A KR101956745B1 (en) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | Metal touch switch assembly adapted capacitive force sensor |
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KR (1) | KR101956745B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102178052B1 (en) | 2019-06-07 | 2020-11-12 | 주식회사 시노펙스 | A key-pad with the hybrid switch |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013537972A (en) * | 2010-09-30 | 2013-10-07 | シェンゼン キングイールド テクノロジー カンパニー,リミテッド | Movable electrode device, pressure sensor and electronic pressure gauge |
-
2017
- 2017-05-19 KR KR1020170062521A patent/KR101956745B1/en active IP Right Grant
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KR102178052B1 (en) | 2019-06-07 | 2020-11-12 | 주식회사 시노펙스 | A key-pad with the hybrid switch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR20180127111A (en) | 2018-11-28 |
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AMND | Amendment | ||
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GRNT | Written decision to grant |