KR19980063592A - 프린트 배선 회로 상의 전기 스위치 장치와 이 장치를 포함하는시계 - Google Patents

프린트 배선 회로 상의 전기 스위치 장치와 이 장치를 포함하는시계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회로의 평면(16)과 평행한 방향(A)으로 압력이 가해질 때 프린트 배선 회로(13)와 공동작용하고 이 회로에 수직으로 접속하는 전기 스위치 장치(14)에 관한 것이다.
상기 스위치는 프린트 배선 회로에 평행한 방향(A)으로 누름 단추(4)에서 가해지는 압력을 받는 돌출부(25)를 포함하는 탄성 접촉 요소(22)로 구성된다. 접촉 요소의 적어도 하나의 가요성 레그(28)는 프린트 배선 회로에 고정된다. 이 접촉 요소의 또다른 레그(26)는 단부에서 접촉부(27)를 지탱하는데 접촉 요소가 제어 압력에 의해 구부려질 때 상기 접촉부는 회로의 패드로 내려간다.
본 발명은, 특히 손목 시계에서, 키이 또는 누름 단추에 의해 제어되는 스위치에 관한 것이다.

Description

프린트 배선 회로 상의 전기 스위치 장치와 이 장치를 포함하는 시계
본 발명은 절연 기판을 포함하는 프린트 배선 회로 상의 전기 스위치 장치에 관련되는데 상기 절연 기판은 스위치의 영역에서 한 평면에 뻗어있고 프린트 배선 회로의 적어도 하나의 전도 패드를 지탱한다. 또, 상기 전기 스위치 장치는 기판에 대하여 고정된 부착점에 결합된 접촉 요소를 포함하고, 이 접촉 요소는 그것이 전도 패드와 접촉하지 않는 정지 위치와 접촉 요소의 접촉부가 상기 패드와 접촉하는 접속 위치 사이에서 탄성 변형될 수 있고, 제어 요소는 기판의 평면과 평행한 방향으로 작용하는 압력이 가해지는 방향으로 움직일 수 있고 상기 접촉 요소를 접속 위치에 두기 위해서 전술한 방향으로 접촉 요소를 미는 평면으로부터 이격되어 있다.
본 발명은 케이스와 이 케이스 내에 전술한 장치를 포함하는 시계에 관한 것이다.
프린트 배선 회로 상에 장착되고 제어 단추 상에 가해지는 수동 압력에 의하여 접속하는 대부분의 스위치에서, 압력은 프린트 배선 회로의 평면에 수직으로 가해진다. 왜냐하면 이것이 가장 간단한 구조이기 때문이다. 그러나 제어 요소가 측부에 배치되어야 하고 회로의 평면에 평행하게 작용해야 하는 많은 케이스들이 있다. 일반적인 케이스는, 예를 들어 초시계나 다기능 시계와 같은 시계 케이스인데, 프린트 배선 회로는 시계 케이스의 윗면과 뒷면 덮개에 평행을 이루는 반면에, 케이스의 측부보다는 외부 동체와 접촉을 통하여 부주의한 충격에 노출될 수 있는 윗면에 제어 누름 단추를 배치하는 것이 선호된다. 종래의 해법은 누름 단추 및, 프린트 배선 회로 바깥쪽에 배치된 스위치를 사용하고 누름 단추의 작용 방향으로, 즉 프린트 배선 회로의 평면과 평행하게 접속시킨다. 이것은 시계 케이스와 같은 소형 물체에서 불편한 공간을 요구한다. 특허 US-A-4 062 181, US-A-4 122 664 및 EP-A-0703 512는 전술한 종류의 장치를 기술한다.
기판의 평면과 평행한 슬릿으로 미끄럼 운동하는 제어 단추에 의해 작동되고 평평한 기판 상에 직접 장착되는 가요성 접촉 스트립을 가지는 유형의 스위치가 조립된 탁상 알람 시계는 US-A-4 423 966에 공지되어 있다. 이 스트립은 캠으로서 약간 기울어져 작동하는 램프를 구비하기 위해서 완전히 벌려진 역 V형을 취하는데 스트립의 자유 단부가 기판 상의 접촉 패드에 접촉할 때까지 스트립을 내려주기 위해서 미끄럼 운동을 하는 동안 제어 단추는 상기 캠에 접한다. 이런 구조는 시계에는 적합하지 못한데, 왜냐하면 슬릿 안으로 물이 스며들 수 있고 이 스위치는 너무 부정확하여서 초시계 기능을 제어하지 못하기 때문이다. 또, 캠 표면상에서 단추의 마찰은 작동자에게 불편함을 주고 마모를 일으킨다.
US 특허 제 4 144 428은 전술한 유형의 스위치, 즉 접촉 패드를 지지하는 기판에 더 가까이 배치되도록 접촉 요소를 변형함으로써 기판의 평면과 평행하게 작용하는 제어 운동을 전기 접촉의 접속 운동으로 바꾸어 주는 유형의 스위치를 나타낸다. 역 직사각형 U형 금속 프레임은 프린트 배선 회로 판에 고정되는데 상기 판은 가로로 놓이고 프레임을 통하여 미끄럼 운동을 하는 가로 누름 단추 용두 축을 지지한다. 제어 요소는 프레임의 내각에 접하는 고정된 지지점과 용두 축의 칼라에 의해 형성된 가동성 지지점을 포함하는 가요성 스트립이다. 이 용두축을 밀 때, 스트립은 아래쪽을 향하여 구부려지고 프린트 배선 회로 상의 접촉 패드에 접촉한다. 이런 구조물은 비교적 중량이 많이 나가고 프린트 배선 회로 상에 공간을 필요로 하고 작동에 영향을 미칠 수 있는 마모 및 윤활 문제를 일으킨다.
본 발명의 목적은 아주 간단하고 경제적이면서, 손목 시계와 같은 소형 물체에서도 사용될 수 있을 정도로 작은 공간을 필요로 하고 신뢰성 높게 작동하는 스위치 장치를 프린트 회로 상에 구비함으로써, 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.
본 발명은, 부착점이 기판의 평면에 인접하여 놓이고, 부착점과 가압점 사이에서 접촉 요소를 구부리기 쉬워서, 일정 압력으로 구부려지고 전도 패드와 접촉할 때 기판의 평면과 수직인 궤도를 접촉부가 따르는 특징을 가지는, 전술한 유형의 전기 스위치 장치에 관련된다.
만약 기판이 수평으로 배치된다면, 제어 요소가 스위치를 접속하도록 작동될 때, 접촉 요소는 기판 평면에 인접하여 선호적으로는 그 평면에 배치된 부착점에 인접하여 주로 구부려지므로, 접착 요소의 나머지 부분은 주요 벤딩 부분 둘레에서 피벗 운동을 일으킨다. 접촉 요소의 접촉부가 기판 평면에 인접하여 있으면 그것의 궤도는 하강하고 상기 평면과 직각을 이룬다. 반대로, 가압점은 이 평면과 이격되어서 수평 부품을 가지는 궤도를 따른다. 가압점이 주요 벤딩 영역과 직각으로 배치된다면 상기 궤도는 완전히 수평을 이룰 수 있다.
접촉 요소는 상기 평면에서 멀리 이격된 돌출부, 이 돌출부에 결합되고 접촉부를 포함하는 제 1 레그 및, 돌출부에 결합되고 부착점에 고정된 제 2 가요성 레그로 이루어지는데, 가압점은 돌출부에 배치된다.
본 발명에 따른 장치에서 접촉 요소의 부착점은 기판 상에 배치되어서 이 요소가 프린트 배선 회로에 고정되거나 기판에 대해 고정된 다른 요소에 배치되므로, 프린트 배선 회로는 작은 공간을 필요로 한다. 부착점이 기판 상에 있다면, 프린트 배선 회로는 부착점에서 제어 요소와 전기 연결된 제 2 전도 패드를 포함한다. 또, 프린트 배선 회로 위에 뻗어 있는 요소를 바라지 않는다면 압력 작용점을 포함하는, 접촉 요소의 돌출부가 제어 요소를 향하여 기판의 끝단 너머로 뻗을 수 있다.
본 발명은 전술한 장치와 케이스를 포함하는 시계에 관련되는데, 기판의 평면은 케이스의 뒷면 덮개와 평행을 이루고 제어 요소는 케이스의 중심에 배치되고 접촉 요소를 가지는 수동 누름 단추, 압력 작용 방향에 대하여 직각을 이루는 베어링 면을 포함하는 특징을 가진다.
이것은 시계 케이스에서 횡방향으로 배치된 누름 단추의 작용을 통하여 프린트 배선 회로에 직접 접속하고, 종래의 구조로 만들 수 있는 전기 접촉 요소가 구비될 수 있다는 것을 의미한다. 특히 간단한 실시예에서, 누름 단추는 탄성 중합체 물질로 만들어질 수 있는 요소에 의해 형성된다.
특히 누름 단추는 볼 형태인 전동 장치나 접촉 요소에 대하여 직접 접하도록 배치될 수 있고 누름 단추 베어링 면과 접촉 요소 사이에 삽입될 수 있고, 상기 전동 장치는 압력이 가해지는 방향으로 움직일 수 있도록 케이스 안으로 안내된다.
본 발명의 다른 특징과 장점은 첨부 도면을 참고로, 여러 가지 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 알 수 있다.
도 1 은 본 발명의 선호되는 실시예에 따른 전기 스위치 장치를 포함하는 시계의 부분 횡단면도.
도 2 는 도 1에 나타낸 스위치 접촉 요소의 확대된 측면도.
도 3 은 도 1에 나타낸 스위치의 확대된 평면도.
도 4 는 본 발명의 또다른 실시예를 나타낸 도 1과 유사한 도면.
도 5 는 도 4에 나타낸 접촉 요소의 평면도.
도 6 은 도 4에 나타낸 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면.
*부호 설명
1 ... 케이스 2 ... 뒷면 덮개
3 ... 중앙 부분 4, 34 ... 누름 단추
5 ... 유리 끼우는 홈 6 ... 시계 유리
7 ... 지침반 9 ... 중심축
10, 36 ... 헤드 11, 38 ... 베어링 면
13 ... 프린트 배선 회로 14 ... 전기 스위치
15 ... 절연 기판 17, 18 ... 전도 트랙
19, 20 ... 전도 패드 22, 42 ... 접촉 요소
26, 28 ... 가요성 레그 37 ... 내부 용두 축
40 ... 보올
도 1에 나타낸 시계는 뒷면 덮개(2)를 포함하는 케이스(1), 하나 이상의 가로 누름 단추(4)가 끼워 맞추어진 중앙 부분(3), 유리 끼우는 홈(5) 및 디지털이나 아날로그 표시부, 예를 들면 도면에 나타내지 않은 시계 바늘을 덮는 유리(6) 및 지침반(7)으로 구성된다. 뒷면 덮개(2)와 지침반(7) 사이에 도면에 나타내지 않은 시계 운동을 억제하는 중심부(8)가 있다.
본 발명의 실시예에서, 뒷면 덮개(2)와 중앙 부분(3)은 합성 물질로 만들어진 단일 피이스로 형성되는데 여기에 합성 물질로 만들어진 유리 끼우는 홈(5)이 용접된다. 시계 유리(6)는 유리 끼우는 홈(5)에 결합되고 지침반(7)을 유지한다. 도면에 나타낸 누름 단추(4)는 변형 가능한 탄성 중합체 물질로 만들어지고 중심 부분(3)의 가로 오리피스에 수용되고 선호적으로 주조 성형에 의해 만들어지는 부분이다. 누름 단추(4)는 케이스의 뒷면 덮개(2)와 평행한 중심축(9), 케이스 바깥쪽으로 튀어나온 헤드(10) 및, 케이스 대향 부분(8)내에 누름 단추의 돌출부(12)상에 정렬된 베어링 면(11)으로 구성된다. 상기 베어링 면은 평평한 것이 선호되고 누름 단추가 정지 위치에 있을 때 뒷면 덮개(2)와 직각을 이룬다. 누름 단추(4)는 원형 또는 타원형이다.
그러나, 제어 요소를 작동시켜 누름 단추의 축(9)과 평행하게 작용하는 압력 A 방향으로 베어링 면(11)을 운동시킨다면, 전술한 대로 다른 유형의 누름 단추 또는 제어 요소가 본 발명에서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.
케이스 대향 부분(8)은 전기 스위치(14)가 끼워 맞추어진 프린트 배선 회로(13)를 포함한다. 일반적인 유형의 프린트 배선 회로(13)는 케이스(1)의 뒷면 덮개와 평행한 평면(16)에서 뻗어있는 비교적 단단한 판으로 형성된 절연 기판(15)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서, 기판(15)은 뒷면 덮개(2)에 직접 고정되지만, 케이스의 또다른 고정 요소에 고정될 수도 있다. 기판의 윗면에서, 프린트 배선 회로(13)는 접촉 요소(22)의 두 부착점(23)을 형성하는 두 개의 리벳에 의해 프린트 배선 회로(13)에 고정된 금속 접촉 요소(22)를 가지는 스위치(14)의 부분을 형성하는 각각의 전도성 패드(19, 20)(도 3)에 결합된 전도성 트랙(17, 18)으로 이루어진다. 도 2와 도 3은 판금으로 절단되고 구부려지는 접촉 요소(22)의 모양을 정밀하게 나타내었다. 상기 접촉 요소(22)는 기판(15)에 대해 상승된, 즉 누름 단추(4)의 대향한 베어링 면(11)으로 뻗어있고 기판의 평면(16)에서 이격된 돌출부(25)를 포함한다. 돌출부(25)의 중심에 제 1 가요성 레그(26)의 한쪽 단부가 결합되고 위쪽으로 약간 구부려진 레그의 다른 쪽 단부는 프린트 배선 회로(13)의 전도성 패드(20) 위에 놓인 접촉부(27)를 형성한다. 제 1 레그(26)의 각 면에, 돌출부(25)의 각 단부는 제 2 가요성 레그(28)에 결합되는데 제 2 레그의 다른 쪽 단부(29)는 대응하는 리벳에 의해 프린트 배선 회로(13)에 고정된 푸트를 형성한다. 도 3은 푸트(29) 중 하나가 전도성 패드(19)에 적용되고, 이 전도성 패드는 전도성 트랙(17)에 의해 프린트 배선 회로의 접지 터미널에 결합된다.
누름 단추(4)의 헤드(10)가 수동으로 눌러질 때, 그것의 베어링 면(11)은 화살표 A방향으로, 도 1에서 점선으로 나타낸 접속 위치로 움직이고, 동일한 방향으로 접촉 요소(22)의 돌출부(25)를 민다. 이 압력에 의해 접촉 요소(22)의 제 2 레그(28)는 구부려지는데 여기에서 벤딩 모멘트는 가장 크다. 즉 대응하는 부착점(23)에 인접한 벤딩 영역(30)에서 가장 크다. 이런 벤딩 효과는 전도성 패드(20)와 접촉할 때까지 접촉부(27)를 내려주어서, 프린트 배선 회로의 트랙(17, 18) 사이에서 전기 연결하도록 스위치(14)를 닫는다. 이 위치에서, 제 1 레그(26)의 가요성은 누름 단추(4)에서 정지 장치의 필요성을 없앤다.
누름 단추(4)상에 가해지는 압력이 해제될 때, 접촉 요소(22)는 탄성에 의해 연속선으로 나타낸 정지 위치로 되돌아와서 스위치(14)는 다시 열려진다.
전술한 접촉 요소(22) 구조의 장점은 평면도에서 돌출부(25)가 프린트 배선 회로(13)의 가장자리(31) 너머로 뻗어 있으므로, 이 가장자리는 누름 단추(4)에 인접하여 배치할 필요가 없다. 이것은 누름 단추의 길이 감소를 허용한다.
도 4와 5에 나타낸 실시예에서, 시계 케이스(1)는 시계 케이스(1)의 중심 부분(3)에 주조 성형함으로써 고정되고, 원형 또는 타원형 벨 모양으로 변형될 수 있는 중심체(35)를 가지고, 탄성 중합체로 만들어진 누름 단추(34)를 포함한다. 누름 단추(34)는 돌출한 외부 헤드(36) 및 내부 용두 축(37)을 포함하는데 그것의 단부는 누름 단추의 축(39)과 직각을 이루는 베어링 면(38)을 형성한다. 절연 플라스틱재로 만들어진 보올(40)은 베어링 면(38)과 스위치(14)의 접촉 요소(42) 사이에 삽입되고, 누름 단추(34)에 의해 밀려질 때 A방향으로 미끄럼 운동을 하도록, 접촉 요소(42)에 의해 뒤로 밀려질 때 반대쪽 방향으로 미끄럼 운동을 하도록 보올은 케이스(1)의 도관에서 안내된다.
접촉 요소(42)는 전술한 대로 접촉 요소(22)와 다른 모양을 가지지만, 이것은 접촉 요소(22)와 유사한 방식으로 작동된다. 이것은 제 1 레그(44) 사이의 구부려진 돌출부(43)를 형성하도록, 역 U 모양으로 구부려진 금속 스트립을 포함하는데, 레그의 구부려진 자유 단부는 접촉부(45)를 형성하고 제 2 가요성 레그(46)는 부착점(48)을 형성하는 두 개의 리벳에 의해 프린트 배선 회로(13)에 고정된 확대된 푸트(47)를 레그의 단부에 포함한다. 누름 단추(34)가 눌러질 때, 도 4에서 점선으로 나타낸 접속 위치로 레그의 바닥을 구부려주기 위해서 보올(40)은 돌출부(43)나 접촉 요소(42)의 제 2 레그(46)의 상단에 대하여 눌러진다. 접촉부(45)는 프린트 배선 회로의 대응하는 접촉 패드에 대하여 접하도록 수직으로 내려진다.
보올(40)에 의하여 누름 단추(34)와 스위치(14) 사이에서 일정한 거리를 유지할 수 있는 장점을 가진다. 누름 단추가 금속으로 만들어진다면, 누름 단추와 스위치 사이에서 전기 절연된다.
그러나, 전술한 접촉 요소(42)는 직접 접하는 누름 단추에 의해 제어될 수 있다.
도 6에 나타낸 또다른 실시예에서, 도 4와 5에 나타낸 장치와 유일한 차이점은 접촉 요소(42)가 프린트 배선 회로(13)에 고정되지 않고 다른 고정된 피이스(50), 예를 들면 접지 터미널에 전기 연결된 금속 피이스에 고정된다는 것이다. 케이스의 뒷면 덮개(2)가 금속으로 만들어진다면, 접촉 요소(42)는 이 뒷면 덮개에 직접 고정될 수 있다. 이 실시예의 장점은 좀더 쉽게 저장하고 조작할 수 있으면서, 프린트 배선 회로(13)의 높이와 길이를 감소시킬 수 있다는 것이다. 이 실시예는 프린트 배선 회로의 기판이 구부려지기 쉬운 경우에, 또는 접촉 요소가 쉽게 고정되는 것을 막는 유형인 경우에 유리할 수 있다.
본 발명은 시계에 이용할 수 있다고 기술되었지만, 본원 발명의 적용 범위는 키이, 누름 단추, 레버 등과 같은 모든 제어 요소와, 프린트 배선 회로 상의 모든 유형의 스위치에 사용할 수 있고, 상기 요소는 프린트 배선 회로와 평행하게 작용한다.

Claims (12)

  1. 스위치(14)의 영역에서 한 평면(16)에 뻗어있고 프린트 배선 회로의 적어도 하나의 전도성 패드(20)를 지지하는 절연 기판(15)으로 이루어지고, 스위치 장치는 기판에 대하여 고정된 부착점(23, 48)에 결합된 접촉 요소(22, 42)를 포함하고, 상기 접촉 요소는 그것이 전도성 패드와 접촉하지 않는 정지 위치와 접촉 요소의 접촉부(27, 45)가 패드와 접촉하는 접속 위치 사이에서 탄성 변형될 수 있고, 제어 요소(4, 34)는 기판의 평면과 평행하게 작용하는 압력(A) 방향으로 움직일 수 있고 상기 접촉 요소를 접속 위치에 두도록 전술한 방향으로 접촉 요소를 미는 평면으로부터 이격되어 있는, 프린트 배선 회로(13)상의 전기 스위치 장치에 있어서, 부착점(23, 48)은 기판(15)의 평면(16)에 인접하여 배치되고 접촉 요소(22, 42)는 부착점과 가압점 사이에서 구부려지므로, 접촉 요소는 상기 압력 하에서 구부려지고 접촉부(27, 45)는 전도 패드와 접촉할 때 기판의 평면과 직각을 이루는 궤도를 따르는 것을 특징으로 하는 전기 스위치 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 접촉 요소는 상기 평면(16)으로부터 이격된 돌출부(25, 43), 접촉부를 포함하고 돌출부에 결합된 제 1 레그(26, 44), 부착점에 고정되고 돌출부에 결합된 제 2 가요성 레그(28, 46)를 포함하고, 압력 적용점은 돌출부에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 부착점(23, 48)은 상기 기판에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 프린트 배선 회로는 부착점에서 접촉 요소(22, 42)에 전기적으로 연결된 제 2 전도성 패드(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 부착점(23, 48)은 상기 기판에 배치되고 접촉 요소(22)의 돌출부(25)는 제어 요소를 향하여 기판(15)의 가장자리(31) 너머로 뻗어있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 2항에 있어서, 제어 요소(22, 42)는 판금으로 절단되고 구부려지는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 돌출부(25)는 압력 방향(A)에 대하여 수직으로 장방형을 취하고 접촉 요소는 각각의 부착점(23)에 고정되고 돌출부의 각 단부에 결합된 두 개의 제 2 레그(28)를 포함하고, 단일 제 1 레그(26)는 두 레그 사이의 돌출부에 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 접촉 요소(42)는 U 형태로 구부려진 스트립이고, U 형태의 곡선부는 상기 돌출부(43)를 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 기판(15)의 평면(16)은 케이스의 뒷면 덮개(2)와 평행을 이루고 제어 요소는 케이스의 중앙 부분(3)에 배치되고 접촉 요소와 대향한 수동 누름 단추(4, 34) 및, 압력이 가해지는 방향(A)에 대해 직각을 이루는 베어링 면(11, 38)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 장치와 케이스(1)로 이루어진 시계.
  10. 제 9항에 있어서, 누름 단추(4, 34)는 탄성 중합체 물질로 만들어지고 변형될 수 있는 요소에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 시계.
  11. 제 9항에 있어서, 누름 단추의 베어링 면(11)은 접촉 요소에 대해 직접 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 시계.
  12. 제 9항에 있어서, 보올(40) 모양인 전동 요소는 누름 단추의 베어링 면(38)과 접촉 요소(42) 사이에 삽입되고, 상기 요소는 압력이 작용하는 방향(A)으로 움직일 수 있도록 케이스 내에서 안내되는 것을 특징으로 하는 시계.
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