KR102398927B1 - 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷에 관한 것으로, 서로 대향하는 전기전도성 대상물들 사이, 특히 피씨비 기판의 도전 패턴과 터치 패널을 신뢰성 있게 전기적으로 연결시켜 터치 스위치를 구현함은 물론, 압축 정도에 따라 가변되는 전기 저항을 이용해 별도의 신호를 구현하여 복수개의 동작 신호를 발생시킬 수 있으며, 물리적 누름 스위치와 터치 스위치의 중간 단계에 해당하는 작동감을 주어 사용자의 사용 감성을 직관적으로 개선할 수 있게 하는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷은, 터치 패널의 배면을 향하는 협폭부와, 피씨비 기판의 전면에 밀착되는 광폭부와, 상기 협폭부와 광폭부 사이의 폭 가변부를 갖는 완충재; 및 상기 완충재의 표면에 부착된 전도성 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 스위치용 전도성 폼 개스킷{CONDUCTIVE FOAM GASKET FOR TOUCH SWITCH}

본 발명은 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷에 관한 것으로, 서로 대향하는 전기전도성 대상물들 사이, 특히 피씨비 기판의 도전 패턴과 터치 패널을 신뢰성 있게 전기적으로 연결시켜 터치 스위치를 구현함은 물론, 압축 정도에 따라 가변되는 전기 저항을 이용해 별도의 신호를 구현하여 복수개의 동작 신호를 발생시킬 수 있으며, 물리적 누름 스위치와 터치 스위치의 중간 단계에 해당하는 작동감을 주어 사용자의 사용 감성을 직관적으로 개선할 수 있게 하는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷에 관한 것이다.

전도성 폼 개스킷은 EMI/EMC 차폐를 위한 차단막을 기구적으로 구현하거나, 통전성을 이용하여 회로적 GND(ground 접지)를 구성함에 따라 회로적 안전성을 확보하기 위해 사용되는 것으로, 대표적으로 터치 패널과 피씨비 기판 사이에 개재되어 개스킷의 상하 양면의 통전성을 이용해 터치 스위치 내 피씨비 기판과의 안정적인 통적 역할을 통한 기능 부여에 적용된다.

이러한 전도성 폼 개스킷은 다양한 전자제품에 사용되고 있는데 대표적으로 터치 스위치가 있다.

터치 스위치에 사용되는 종래의 전도성 폼 개스킷은 상하 양면이 동일한 면적으로 형성된 사각 기둥의 형상으로 이루어져 있으며, 개스킷의 상하 양면 각각이 서로 중첩되는 터치 패널과 피씨비 기판의 통전부에 밀착된 상태에서, 터치 패널의 터치 시 통전에 따른 전기적 신호를 발생시켜 터치 스위치의 ON/OFF 기능이나 A/B 선택 기능이 구현되게 한다.

그런데 종래의 전도성 폼 개스킷은 ON/OFF와 같은 단순 선택 기능만이 구현 가능하여 그 기능의 한계가 분명하기 때문에 하나의 터치 스위치로 다양한 복수개의 동작을 위한 기능 구현이 불가능하고, 물리적 스위치와 달리 터치 시 별도의 동작 감응이 없기 때문에 사용자가 터치 스위치의 사용을 직관적으로 바로 느낄 수 없는 단점이 있다.

참고로 이와 관련된 종래기술로써, 등록특허 제10-1538435호 등이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

하나의 터치 스위치를 이용해 다양한 복수개의 동작을 위한 기능 구현이 가능하면서, 사용자 입장에서 작동 감성 차별화를 구현할 수 있는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷은,

터치 패널의 배면을 향하는 협폭부와, 피씨비 기판의 전면에 밀착되는 광폭부와, 상기 협폭부와 광폭부 사이의 폭 가변부를 갖는 완충재; 및

상기 완충재의 표면에 부착된 전도성 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷에서,

상기 완충재는 내부가 비어서 관통 형성된 공간부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷에서,

상기 완충재는 'D'자형 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷은,

상기 광폭부의 전도성 시트 외면에 구비된 전도성 점착층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷은,

평면 구조를 이용해 밀착성을 확보하여 서로 대향하는 전기전도성 대상물들 사이, 특히 피씨비 기판의 도전 패턴과 터치 패널을 신뢰성 있게 전기적으로 연결시켜 터치 스위치를 구현함은 물론, 압축 정도에 따라 가변되는 전기 저항을 이용해 별도의 신호를 구현하여 복수개의 동작 신호를 발생시킬 수 있으며, 물리적 누름 스위치와 터치 스위치의 중간 단계에 해당하는 작동감을 주어 사용자의 사용 감성을 직관적으로 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷의 제조 공정도.
도 4는 도 2의 작동 상태별 단면도들.
도 5는 본 발명의 압축 정도에 따른 저항값 변화를 보여주는 시험 결과도.
도 6은 본 발명에 따른 탄성링을 설명하기 위한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 게시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1을 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 터치 스위치를 구성하는 터치 패널(T)과 피씨비 기판(P) 사이에 개재되는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷(G)에 관한 것으로,

구체적으로,

터치 패널(T)의 배면을 향하는 협폭부(11)와, 피씨비 기판(P)의 전면에 밀착되는 광폭부(12)와, 상기 협폭부(11)와 광폭부(12) 사이의 폭 가변부(13)를 갖는 완충재(1); 및

상기 완충재(1)의 표면에 부착된 전도성 시트(2);를 포함한다.

상기 완충재(1)는 형상 복원력을 갖는 스펀지, 실리콘 등의 고무(rubber)류, 발포방식을 이용한 폴리우레탄(poron)류의 소재가 사용된다.

이러한 완충재(1)는 몰드(mold) 성형을 통해 커팅, 연마, 성형 등의 공정으로 형상을 구현한 후 소정 길이의 바(bar) 타입으로 가공되어 제작된다.

특히 상기 완충재(1)는 좌우 폭 너비가 상측단에서 하측단으로 넓어지는 폭 가변부(13)로 연결된 협폭부(11)와 광폭부(12)를 갖는 상협하광(上狹下廣)의 구조로 이루어져 압축 시 완충재(1)의 상면부에 대한 접촉 면적의 가변이 발생하며 이는 후술한다.

이를 위해 상기 완충재(1)는 'D'자형 또는 유사 사다리꼴 단면 구조를 갖는 것이 바람직하며,

이때 유사 사다리꼴 단면 구조의 경우, 상단의 양측 모서리에 소정의 R값으로 라운드지게 가공되는 것이 바람직하다.

또한 상기 완충재(1)는 내부가 비어서 관통 형성된 공간부(14)를 포함한다.

상기 공간부(14)는 상기 완충재(1)의 길이방향으로 타공되어 형성된다.

그리고 상기 완충재(1)는 상기 공간부(14)의 상측 내주면 중앙 및 하측 내주면 중앙에서 돌출된 돌출단(141)(142)을 구비하여, 유사 '∞'자형 공간부(14)가 형성되어, 압축 저항을 감소시킬 수 있다.

즉, 상기 완충재(1)는 상, 하측 내주면에서 돌출된 돌출단(141)(142)을 기준으로 양측에 탄성홀(143)이 형성된 유사 '∞'자형 공간부(14)가 형성되며,

필요 시'∞'자형 공간부(14)의 양측 탄성홀(143) 부분에 별도의 케이블(전선)을 끼워서 배선 연결이 가능하게 할 수도 있다.

이러한 완충재(1)는 'D'자형 또는 유사 사다리꼴 단면 구조의 상협하광 구조로써 협폭부(11)에 가해지는 압력에 의해 터치 패널(T)과의 접촉 면적이 가변된다.

상기 전도성 시트(2)는 전도성 섬유(conductive fabric), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등을 포함한 시트 형태로써, 상기 완충재(1)의 전체 둘레에 상응하는 폭 너비를 갖도록 재단되어, 상기 완충재(1)의 표면에 부착된다.

이때 상기 전도성 시트(2)는 양 측단이 상기 광폭부(12)의 표면 중앙에 위치하도록 완충재(1)를 감싸면서 접착층(21)으로 부착되며, 완충재(1)와의 밀착성을 위해 상기 접착층은 핫 멜트(hot melt), 실리콘 접착제, 양면테이프 등으로 구현될 수 있다.

또한 본 발명의 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷(G)은 상기 광폭부(12)의 전도성 시트(2) 외면에 구비된 전도성 점착층(3)을 더 포함한다.

상기 전도성 점착층(3)은 전도성 폼 개스킷(G)을 피씨비 기판(P)의 회로 패턴(통전부)에 고정시키면서 통전성을 확보하기 위한 것으로, 전도성 접착제 또는 점착제가 도포되거나, 전도성 테이프가 부착되는 형태로 형성될 수 있다.

이렇게 바(bar) 타입으로 제작된 전도성 폼 개스킷(G)은 터치 스위치 등의 크기나 설계 구조 등을 감안하여 사용하고자 하는 만큼의 길이로 재단되어 상기 전도성 점착층(3)에 의해 피시비 기판(P)의 전면에 부착되어 고정된다.

이에 본 발명의 전도성 폼 개스킷(G)은 완충재(1)를 감싸는 전도성 시트(2)를 통해 상, 하부에 배치되어 서로 대향하는 전기전도성 대상물, 특히 터치 패널(T)과 피씨비 기판(P) 사이의 통전성을 확보하게 된다.

그리고 터치 스위치의 사용을 위해 사용자가 손으로 터치 패널(T)을 가압하면(누르면), 터치 패널(T)이 협폭부(11)에 면 접촉함에 따라 신체 전기의 통전으로 작동 신호가 피씨비 기판(P)으로 전달되어, 해당 기능(예를 들어 제품의 ON/OFF나 A/B 기능 선택 등)이 동작한다.

특히 본 발명은 상협하광의 단면 구조로 인해, 개스킷이 눌리면서 터치 패널(T)과의 접촉 면적이 달라짐에 따라, 압축 정도에 따른 전기 저항의 가변이 발생하여,

종래의 폼 개스킷(G)과 다르게 단순 2단계 선택 동작이 아닌 다단계의 복수 동작이 가능해진다.

즉, 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 터치 패널(T)과 협폭부(11)의 최초 접촉 상태에서 터치 패널(T)을 가압하면 압력에 의해 협폭부(11)의 높이가 낮아지는데, 이때 폭 가변부(13)의 압착에 의해 터치 패널(T)과의 접촉 면적(S1)(S2)이 점차적으로 늘어남에 따라 전기 저항의 수치가 가변되며,

이는 도 5에서와 같이 압축 정도(접촉 면적) 대비 저항값이 감소하는 시험표로 확인할 수 있다.

이에 피씨비 기판(P)의 회로 구성 시, 저항값 변화에 따라 별도의 신호가 발생하게 구현하면, 종래의 폼 개스킷(G)과 다르게 3개 이상의 동작이 가능하게 할 수 있다.

즉, 예를 들어 본 명세서의 도 5를 기준으로,

완충재(1)가 10~20% 압착되어 저항값이 0.05Ω 초과일 때 A 기능이 동작하게 하고,

완충재(1)가 20~30% 압착되어 저항값이 0.4~0.5일 때 B 기능이 동작하게 하고,

완충재(1)가 30~40% 압착되어 저항값이 0.3~0.4일 때 C 기능이 동작하게 하고,

완충재(1)가 50% 이상 압착되어 저항값이 0.3 미만일 때 D) 기능이 동작하게 할 수 있다.

따라서 본 발명은 단순 통전 유무만으로 기능의 ON/OFF와 같은 단순 동작에 사용되는 터치 스위치가 아니라, 3개 이상의 복합적인 기능 선택이 가능한 터치 스위치로 그 활용폭을 증대시킬 수 있게 된다.

또한 종래의 단순 터치 스위치와 달리, 전도성 폼 개스킷(G)의 압축에 의해 터치 패널(T) 자체가 직접적으로 눌리게 되므로, 터치 스위치에 물리적 스위치 방식이 혼합된 형태가 되어서, 물리적 스위치와 유사한 느낌을 주어 사용자에게 직관적인 사용감을 제공할 수 있게 된다.

한편 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 공간부(14)에 길이방향으로 끼워져 장착되며, 상기 완충재(1)의 탄성 복원력을 향상시키는 탄성링(15)을 더 포함한다.

먼저 상기 완충재(1)는 상기 공간부(14)의 하측 돌출단(142)을 따라 길이방향으로 오목하게 형성된 장착홈(144)을 포함하고,

상기 탄성링(15)은, 상기 장착홈(144)의 일측에 길이방향으로 장착되는 지지부(151), 상기 지지부(151)의 양측 끝단에서 상기 장착홈(144)의 타측으로 연결된 꼬임부(152), 양측 꼬임부(152)의 타측단에서 상부로 연장 연결되어 상기 공간부(14)의 상측 돌출단(141)을 지지하는 탄성발생부(153)를 포함한다.

상기 장착홈(144)은 상기 상측 돌출단(141)의 직하부에서 일측으로 상기 탄성링(15)의 가닥 두께보다 넓게 형성된다.

상기 탄성링(15)은 상기 장착홈(144)에 길이방향으로 끼워지는데,

이때 상기 지지부(151)는 '-'자형으로 상기 장착홈(144)의 일측부에 끼워지며, 지지부(151)의 양측 끝단에서 타측으로 상기 꼬임부(152)가 연결되면서, 상기 장착홈(144)의 타측부에서 상기 탄성발생부(153)가 상부를 향해 원호 형상으로 연결되어, 상기 탄성발생부(153)의 상측단이 상기 상측 돌출단(141) 중앙에 접촉하여 지지한다.

이에 상기 완충재(1), 즉 폼 개스킷(G)이 눌리면, 상기 공간부(14)의 압축에 의해 상기 탄성발생부(153)가 압축되면서 탄성력이 축적되고, 폼 개스킷(G)에 가해지던 외력이 해소되면, 상기 탄성발생부(153)의 탄성력이 상측 돌출단(141)에 작용하여, 완충재(1), 즉 폼 개스킷(G)이 원래의 형상으로 복원되게 하여, 완충재(1)의 탄성 복원력 저하를 방지한다.

이때 상기 지지부(151)와 상기 탄성발생부(153)가 수직방향으로 서로 다른선 상에 위치하므로, 폼 개스킷(G)이 완전하게 눌릴 경우, 상기 탄성발생부(153)가 상기 장착홈(144) 내부로 끼워져 수용되기 때문에, 탄성링(15)의 두께로 인한 완충재(1)의 압축 정도에 제한을 받지 않아, 접촉 면적 가변에 따른 전기 저항의 변화를 최대한으로 확보할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷(G)을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

T : 터치 패널 P : 피씨비 기판
G : 전도성 폼 개스킷
1 : 완충재 11 : 협폭부
12 : 광폭부 13 : 폭 가변부
14 : 공간부
2 : 전도성 시트
3 : 전도성 점착층

Claims (4)

1. 터치 패널의 배면을 향하는 협폭부(11)와, 피씨비 기판의 전면에 밀착되는 광폭부(12)와, 상기 협폭부(11)와 광폭부(12) 사이의 폭 가변부(13)를 갖는 완충재(1); 및
   상기 완충재(1)의 표면에 부착된 전도성 시트(2);를 포함하고,
   상기 완충재(1)는 내부가 비어서 관통 형성된 공간부(14)를 포함하고,
   상기 완충재(1)는 상기 공간부(14)의 상측 내주면 중앙 및 하측 내주면 중앙에서 돌출된 돌출단(141)(142)을 구비하여, 유사 '∞'자형 공간부(14)가 형성되어 있고,
   상기 공간부(14)에 길이방향으로 끼워져 장착되는 탄성링(15)을 포함하되,
   상기 완충재(1)는 상기 공간부(14)의 하측 돌출단(142)을 따라 길이방향으로 오목하게 형성된 장착홈(144)을 포함하고,
   상기 탄성링(15)은, 상기 장착홈(144)의 일측에 길이방향으로 장착되는 지지부(151), 상기 지지부(151)의 양측 끝단에서 상기 장착홈(144)의 타측으로 연결된 꼬임부(152), 양측 꼬임부(152)의 타측단에서 상부로 연장 연결되어 상기 공간부(14)의 상측 돌출단(141)을 지지하는 탄성발생부(153)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 완충재(1)는 소정 길이의 바(bar) 타입인 것을 특징으로 하는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 완충재(1)는 'D'자형 또는 유사 사다리꼴 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 광폭부(12)의 전도성 시트(2) 외면에 구비된 전도성 점착층(3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스위치용 전도성 폼 개스킷.

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