KR200456076Y1

KR200456076Y1 - 키패드용 메탈 돔 스위치

Info

Publication number: KR200456076Y1
Application number: KR2020100009230U
Authority: KR
Inventors: 곽영갑
Original assignee: 주식회사 마그마
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2011-10-11
Also published as: JP3165574U; US8431853B2; CN201936793U; US20110278148A1

Abstract

돔형상 금속판의 정점부에 상향돌출되는 가압집중돌출부를 굽힘가공 또는 하프 블랭킹가공에 의해 프레스 성형할 때, 기립부의 구조적 강도를 유지하면서도 기립부의 돌출 높이를 높게 형성하여 키버튼의 누름조작시 클릭감을 최적의 상태로 유지할 수 있고, 메탈돔스위치의 외관 및 치수의 변형 없이 가압집중돌출부의 높이를 높게 형성할 수 있는 키패드용 메탈 돔 스위치를 개시한다.
본 고안은, 돔형상의 금속판 정점부에 기립부와 가압면으로 이루어지는 가압집중돌출부를 돌출 형성한 키패드용 메탈 돔 스위치에 있어서, 상기 가압집중돌출부의 기립부는, 펀치와 다이를 이용하는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹에 의한 프레스 성형에 의하여 복수개의 기립면과 복수개의 단차면으로 이루어지는 계단형상으로 형성되고, 상기 기립부의 전체 높이는, 금속판 재료두께(t)의 1.0~3.0t로 형성하고, 상기 기립부의 전체 높이는 복수개의 기립면 수와 각 기립부의 높이를 설정하는 것에 의해 형성된다. 또한 상기 가압집중돌출부의 주변에는 복수개의 하향접촉돌기를 하방으로 돌출시켜 형성한 것이다.

Description

키패드용 메탈 돔 스위치{Metal dome switch for keypad}

본 고안은 키패드용 메탈 돔 스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대 단말기 등의 키패드에 구비된 키버튼의 정중앙부를 정확하게 누름조작하지 않아도 돔형상 금속판의 정점부가 정상적으로 오목하게 탄성변형하여 스위칭기능이 항상 정확하게 이루질 수 있음과 동시에, 클릭감도 최적의 상태로 유지할 수 있는 키패드용 메탈 돔 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰과 같은 휴대용 단말기에 사용되는 키패드는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상,하부케이스(1,2) 내에 구비되어 상면에 접속단자(3a)가 형성된 인쇄회로기판(3), 상기 인쇄회로기판(3) 상에 배치되어 접속단자(3a)에 선택적으로 접촉 및 이격하는 것에 의해 스위칭 기능을 수행하는 다수의 메탈돔스위치(4), 상기 인쇄회로기판(3) 상에 구비되어 메탈돔스위치(4)가 설치되는 스페이서(5), 상기 스페이서(5)에 부착되어 메탈돔스위치(4)를 고정하는 테이프(6), 상기 메탈돔스위치(4)의 상부에 구비되어 도시하지 않은 램프로부터 입사된 광을 표면으로 발산하는 도광판(7), 상기 도광판(7) 상에 구비되는 합성수지재의 상부시트(8), 및 상기 상부케이스(1)에 설치되어 메탈돔스위치(4)를 가압하여 탄성변형시키기 위한 키버튼(9)으로 구성된다.

따라서, 사용자가 키버튼(9)을 눌렀다가 놓는 동작에 의해 도 3a에 도시된 바와 같이 메탈돔스위치(4)의 정점부가 오목하게 탄성변형하여 접속단자(3a)에 접촉 및 이격하여 스위칭기능이 이루어지도록 되어 있다.

또한, 메탈돔스위치(4)가 위치한 상부시트(8)의 저면에 가압집중돌출부(8a)가 형성되어 있고, 이 가압집중돌출부(8a)는 키버튼(9)의 누름조작에 의한 가압력이 메탈돔스위치(4)의 정점부에 집중하여 가압되도록 함으로써 메탈돔스위치(4)의 탄성변형이 정상적으로 이루어져 스위칭기능이 정확하게 수행되도록 함과 동시에, 키버튼(9)의 누름조작시의 클릭감을 좋게 하는 기능을 수행하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 휴대폰용 키패드는, 도 2에 도시된 바와 같이 사용자가 키버튼(9)의 정중앙부를 화살표방향(a)과 같이 정확하게 누르는 경우에는, 상부시트(8)의 가압집중돌출부(8a)가 메탈돔스위치(4)의 정중앙부를 화살표방향(a')과 같이 가압하게 되고, 이로써 도 3a에서와 같이 돔형태 금속판의 정점부가 하방으로 탄성변형하여 정상적인 스위칭 기능이 수행되고 클릭감도 좋아지지만, 사용자가 부주의하여 키버튼(9)의 정중앙부에서 벗어난 주변부를 화살표방향(b 또는 c)과 같이 누르는 경우에는, 상부시트(8)의 가압집중돌출부(8a)가 메탈돔스위치(4)의 정중앙부에서 벗어난 부위를 화살표방향(b' 또는 c')과 같이 경사지게 가압하게 된다.

이 경우, 도 3b에 도시된 바와 같이 메탈돔스위치(4)의 정점부는 돔형상의 곡면으로 되어 있기 때문에, 가압력이 작용하는 부위는 탄성변형이 크게 이루어지고 가압력이 작용하지 않는 반대방향은 탄성변형이 작게 이루어지게 된다.

따라서 메탈돔스위치(4)의 정점부가 한쪽으로 치우쳐 탄성변형하는 것에 의해 접속단자(3a)와 접촉되지 않는 오동작이 발생하여 재차 키버튼(9)을 눌러야 하는 번거로움이 있었고, 접속단자(3a)와 접촉하여 스위칭기능이 수행된다고 하여도 클릭감이 현저히 저하되는 문제가 있다.

더욱이 상부시트(8)가 내부에서 유동하여 가압집중돌출부(8a)가 메탈돔스위치(4)의 정중앙부로부터 조금이라도 벗어나는 경우, 키버튼(9)의 정중앙부를 정확하게 누름조작하여도 메탈돔스위치(4)의 정점부를 정상적으로 오목하게 탄성변형시킬 수 없어 역시 스위칭 기능이 저하되고, 이를 위해 종래에는 상부시트(8)가 유동하지 못하도록 인쇄회로기판(3) 등에 견고하게 고정하였던 것으로, 이로 인해 키패드의 조립공정이 번거롭게 되고 조립공정이 추가되어 조립성 및 생산성이 저하되는 단점이 있었다.

이러한 단점은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부시트(18)에 형성되었던 가압집중돌출부를 제거하고, 대신 메탈돔스위치(14)의 정점부에 가압집중돌출부(14a)를 상방으로 돌출 형성하여 키버튼(19)의 누름력이 가압집중돌출부(14a)를 통해 메탈돔스위치(14)의 정점부에 집중되도록 함으로써 해결할 수 있었다.

그러나, 상기한 메탈돔스위치(14)의 구성은 가압집중돌출부(14a)의 높이를 어느 정도 높게 형성해야 키버튼(19) 누름 조작시의 클릭감을 최적의 상태로 유지할 수 있지만, 가압집중돌출부(14a)의 높이를 높게 형성할 수 없는 한계 때문에, 클릭감을 최적의 상태로 유지할 수 없는 단점이 있다.

즉, 메탈돔스위치(14)는 탄성이 높은 스텐레스스틸재의 박판으로 제조되고, 가압집중돌출부(14a)는 도 5a에 도시된 바와 같이 돔형상의 금속판으로부터 돌출하는 기립부(4a-1)와 편평한 가압면(4a-2)으로 이루어진 것으로, 펀치와 다이의 클리어런스(틈새)(c)를 매우 좁게 설정하는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의한 프레스 성형으로 형성된다.

굽힘가공과 하프 블랭킹 가공은, 펀치 직경과 다이 구멍 사이의 클리어런스(틈새)(c)를 각각 재료두께(t)의 0.3~1t 과 0.03~0.1t로 설정하는 차이만 있을 뿐, 유사한 프레스 가공법으로서 다른 프레스 가공법에 비하여 탄성이 높은 스테인레스스틸재의 메탈돔스위치에 가압집중돌출부(14a)와 같이 작은 돌출부를 형성할 때, 메탈돔스위치의 외관 및 치수의 변형을 최소화하면서 원하는 위치에 정확하게 형성할 수 있지만, 연질의 금속재료를 성형하는 드로잉 가공과 같은 프레스 성형으로는 탄성이 높은 스테인레스스틸재로 제조되는 메탈돔스위치의 가압집중돌출부(14a)를 형성하기 어려울 뿐만 아니라, 메탈돔스위치의 외관 및 치수의 변형이 심하여 적용하기 곤란하다.

그러나, 상기한 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공은, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 형성하고자 하는 가압집중돌출부(14a)의 높이(h)에 비례하여 기립부(14a-1)의 두께(a)가 얇아지는 것으로, 도 5a에서와 같이 기립부(14a-1)의 높이(h)를 금속판 재료두께(t)의 1/2t 이하로 형성할 경우는, 기립부(14a-1)의 두께(a) 변화가 작아 구조적 강도를 어느 정도 유지할 수 있지만, 도 5b에서와 같이 높이(h)를 금속판 재료두께(t)의 1/2t 이상 높게 형성하고자 하는 경우는, 기립부(14a-1)의 두께(a)도 점점 얇아지게 되므로, 기립부(14a-1)의 구조적 강도가 취약해지고 심하게는 크랙이 발생하여 수십만 번 반복하여 동작해야 하는 메탈 돔 스위치의 특성상 적용할 수 없으며, 특히 펀치와 다이의 틈새가 굽힘가공에 비해 더욱 좁게 설정되는 하프 블랭킹 가공의 경우에는 기립부(14a-1)의 두께(a)가 더욱 얇아져 구조적 강도가 더욱 취약할 뿐만 아니라 심하게는 기립부가 절단되어 버려 적용할 수 없다.

따라서 종래에는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의한 프레스 성형으로 가압집중돌출부(14a)의 기립부(14a-1) 높이를 재료두께(t)에 대하여 1/2t이상 형성하는 것이 곤란함에 따라, 가압집중돌출부(4a)의 돌출 높이가 너무 낮아 키버튼의 누름 조작시 최적의 클릭감을 발휘할 수 없는 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 돔형상 금속판의 정점부에 상향돌출되는 가압집중돌출부를 굽힘가공 또는 하프 블랭킹가공에 의해 프레스 성형할 때, 기립부의 구조적 강도를 유지하면서도 기립부의 돌출 높이를 높게 형성하여 키버튼의 누름조작시 클릭감을 최적의 상태로 유지할 수 있고, 메탈돔스위치의 외관 및 치수의 변형을 최소화하면서 가압집중돌출부의 높이를 높게 형성할 수 있는 키패드용 메탈 돔 스위치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 돔형상의 금속판 정점부에 기립부와 가압면으로 이루어지는 가압집중돌출부를 돌출 형성한 키패드용 메탈 돔 스위치에 있어서, 상기 가압집중돌출부의 기립부는, 펀치와 다이를 이용하는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹에 의한 프레스 성형에 의하여, 복수개의 기립면과 복수개의 단차면으로 이루어지는 계단형상으로 형성된 키패드용 메탈 돔 스위치에 특징이 있다.

이때, 상기 기립부의 전체 높이는, 금속판 재료두께(t)의 1.0~3.0t로 형성하고, 상기 기립부의 전체 높이는 복수개의 기립면 수와 각 기립면의 높이를 설정하는 것에 의해 형성되며, 바람직하게는 상기 복수개의 기립면은 제1 내지 제3 기립면으로 이루어지고, 상기 제1 내지 제3 기립면 각각의 높이는 1/3~1/2t로 형성하는 것이 좋다.

또한, 본 고안은 상기 복수개의 단차면을 가압집중돌출부의 돌출방향으로 각각 경사지게 형성한 키패드용 메탈 돔 스위치에 특징이 있다.

또한, 본 고안은, 상기 가압집중돌출부의 주변에 복수개의 하향접촉돌기를 하방으로 돌출시켜 형성하고, 상기 계단형상의 가압집중돌출부는, 환형으로 돌출형성하는 것도 바람직하다.

이러한 특징적 구성을 가지는 본 고안에 의하면, 돔형상의 금속판 정점부에 상향돌출되는 가압집중돌출부를 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의한 프레스 성형으로 형성하되, 가압집중돌출부의 기립부를 복수개의 기립면과 복수개의 단차면을 가지는 계단형상으로 형성하고, 각 기립면의 높이를 금속판의 재료두께(t)에 대하여 1/3~1/2t로 형성함에 따라 가압집중돌출부의 각 기립면에 대한 구조적 강도를 유지하면서 기립부의 전체 높이를 재료두께(t)의 1.0t 이상 높게 형성하는 것이 가능하게 되어 키버튼 누름 조작시의 클릭감도 최적의 상태로 유지할 수 있으며, 또한 탄성이 높은 스테인레스스틸재의 메탈돔스위치에 가압집중돌출부와 같이 매우 작은 돌출부를 계단형상으로 높게 형성할 때, 메탈돔스위치의 외관 및 치수의 변형을 최소화하면서 원하는 위치에 정확하게 형성할 수 있는 유용한 고안인 것이다.

도 1은 일반적인 휴대폰용 키패드를 나타낸 주요부 평면도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3a 및 도 3b는 종래에 따른 메탈돔스위치의 작동상태를 나타낸 확대단면도.
도 4는 종래의 다른 메탈돔스위치가 설치된 휴대폰용 키패드의 주요부 구성을 나타낸 단면도.
도 5a 내지 도 5b는 종래에 따른 메탈돔스위치의 가압집중돌출부를 펀치와 다이를 이용한 프레스 가공에 의해 형성하는 과정을 나타내 확대단면도.
도 6은 본 고안에 따른 메탈 돔 스위치의 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 메탈 돔 스위치의 단면도.
도 8은 도 6에서 가압집중돌출부의 다른 변형예를 나타낸 단면도.
도 9는 본 고안의 다른 실시예에 따른 메탈 돔 스위치의 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 메탈 돔 스위치의 단면도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 6 및 도 7은 본 고안에 따른 키패드용 메탈 돔 스위치를 나타낸 사시도 및 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 고안의 메탈 돔 스위치는, 탄성이 높은 스테인레스스틸재의 박판을 프레스 성형하여 형성된 돔형상 금속판(110)으로 이루어지며, 돔형상 금속판(110) 정점부에 가압집중돌출부(120)를 일체적으로 상향 돌출시키고, 상기 가압집중돌출부(120)의 주변에는 인쇄회로기판의 접속단자와의 전기적 접촉기능을 향상시키기 위한 복수개의 접촉돌기(130)를 하향 돌출시켜 구성된다.

따라서 키버튼(도시하지 않음)의 가압시 가압력이 가압집중돌출부(120)로 집중되어 돔형상 금속판(110)의 정점부를 아래방향으로 오목하게 탄성변형시켜 인쇄회로기판의 접속단자와 접촉함으로써 스위칭 기능이 수행되고, 복수개의 접촉돌기(130)에 의해서는 복수의 점 접촉을 유도하여 접속단자 상에 존재하는 이물질에 의해 접촉 불량이 발생하는 것을 방지하게 된다.

이때, 상기 메탈돔스위치의 가압집중돌출부(120)는, 돔형상 금속판(110)의 정점부로부터 상향 돌출되는 기립부(121)와 가압면(123)으로 이루어지고, 상기 기립부(121)는 복수개의 기립면(121a,121b,121c)과 복수개의 단차면(122a,122b)으로 이루어지는 계단형상으로 형성된다.

상기 계단형상의 가압집중돌출부(120)는, 펀치와 다이를 이용한 굽힘 가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의한 프레스 성형으로 형성되는 것으로, 사이즈가 다른 3조의 펀치와 다이를 이용하여 각 단을 하나씩 펀칭하여 형성하거나, 계단형상으로 형성된 1조의 펀치와 다이를 이용하여 각 단을 한번에 펀칭하여 형성할 수도 있다.

이와 같이 가압집중돌출부(120)를 계단형상으로 형성하면, 펀치와 다이의 틈새를 매우 좁게 설정하는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의해서도 각 기립면(121a,121b,121c)의 구조적 강도를 유지하면서 가압집중돌출부(120)의 전체 높이(H)를 금속판 재료두께(t)에 대하여 1.0t 이상 높게 형성할 수 있다.

예를 들면 본 실시예에서와 같이, 가압집중돌출부(120)의 기립부(121)를 제1 내지 제3 기립면(121a,121b,121c)과 제1 및 제2 단차면(122a,122b)을 가지는 3단의 계단형상으로 돌출 형성하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 기립면(121a,121b,121c) 각각의 높이(h1,h2,h3)를 돔형상의 금속판(110) 재료두께(t)에 대하여 1/3~1/2t로 설정하면, 제1 내지 제3 기립면(121a,121b,121c)의 복수단 각각의 두께(a1,a2,a3)를 1/2~1t범위로 유지하여 구조적 강도를 유지하면서, 제1 내지 제3 기립면(121a,121b,121c)의 전체 높이(H)를 1~1.5t로 형성하여 클릭감을 좋게 할 수 있다.

또한, 도시하지는 않았지만, 가압집중돌출부(120)의 기립부(121)를 제1 및 제2 기립면과 제1 단차면을 가지는 2단의 계단형상으로 돌출 형성하는 경우에는, 제1 및 제2 기립면의 전체 높이(H)를 1t로 형성할 수 있고, 4단 내지 6단의 계단형상으로 돌출 형성하는 경우에는, 기립부(121)의 전체 높이(H)를 2.0~3.0t로 형성할 수 있다.

이와 같이 본 고안은 펀치와 다이의 틈새를 매우 좁게 설정하는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의한 프레스 성형시, 가공가압집중돌출부(120)의 기립부(121) 전체 높이(H)를, 각 기립면 및 단차면의 수와 각 기립면의 높이(h)를 설정하는 것에 의해 금속판 재료두께(t)에 대하여 1t 이상 높게 형성할 수 있다. 따라서, 가압집중돌출부(120)의 구조적 강도를 유지하면서도 종래에 비하여 가압집중돌출부의 높이를 높게 형성할 수 있어 키버튼의 누름조작시 클릭함을 최적의 상태로 유지할 수 있으며, 탄성이 높은 스테인레스스틸재의 메탈돔스위치에 가압집중돌출부(120)와 같이 매우 작은 돌출부를 계단형상으로 높게 형성할 때, 메탈돔스위치의 외관 및 치수의 변형을 최소화하면서 원하는 위치에 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 본 고안은 상기 가압집중돌출부(120)의 주변에 복수개의 하향접촉돌기(130)가 하방으로 돌출형성되어 있고, 이 하향접촉돌기(130)에 의해서는 키버튼의 누름조작시 메탈돔스위치의 정점부가 하방으로 오목하게 변형하여 하부의 인쇄회로기판의 접속단자와 전기적으로 접촉할 때, 복수의 점 접촉을 유도하여 접속단자 상면에 존재하는 이물질에 의해 접촉불량이 발생하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

이러한 하향접촉돌기(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 120도 등 간격으로 3개를 형성하여도 좋고, 도시하지는 않았지만 90도 등 간격으로 4개를 형성하여도 좋다.

또한, 도 8은 전술한 실시예에서 가압집중돌출부(120)의 다른 변형예를 나타낸 단면도로서, 기립부(121)를 구성하는 복수개의 단차면(122a,122b)을 가압집중돌출부(120)의 돌출방향으로 각각 경사지게 형성한 구성이다. 이러한 구성에 의하면, 전술한 실시예에 비하여 복수개의 단차면(122a,122b)이 돌출방향으로 경사진 만큼 가압집중돌출부(120)의 전체높이(H)를 더욱 높일 수 있다.

상기한 본 고안의 실시예에서는 상기 계단형상의 가압집중돌출부(120)를 원형으로 돌출시킨 것으로 예시하였으나, 삼각형 또는 사각형으로 돌출형성할 수도 있다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 전술한 실시예의 계단형상 가압집중돌출부(120)를, 돔형상 금속판(110)의 정점부에 환형으로 형성한 계단형상 가압집중돌출부(220)로 돌출 형성하여도 전술한 실시예와 동일한 작용을 수행할 수 있다. 이때, 복수개의 하향접촉돌기(130)는 환형의 계단형상 가압집중돌출부(220) 안쪽 바닥면에 형성하는 것이 바람직하다.

지금까지 설명된 실시예는 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상과 실용신안등록청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 고안의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

110 : 금속판 120,220 : 가압집중돌출부
121 : 기립부 121a,121b,121c : 기립면
122a,122b : 단차면 123 : 가압면
130 : 하향접촉돌기

Claims

돔형상의 금속판 정점부에 기립부와 가압면으로 이루어지는 가압집중돌출부를 돌출 형성한 키패드용 메탈 돔 스위치에 있어서,
상기 가압집중돌출부의 기립부는, 펀치와 다이를 이용하는 굽힘가공 또는 하프 블랭킹 가공에 의한 프레스 성형에 의하여, 복수개의 기립면과 복수개의 단차면으로 이루어지는 계단형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 키패드용 메탈 돔 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 기립부의 전체 높이(H)는, 금속판 재료두께(t)의 1.0~3.0t로 형성하고, 상기 기립부의 전체 높이(H)는 복수개의 기립면 수와 각 기립면의 높이(h)를 설정하는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 키패드용 메탈 돔 스위치.
제 2 항에 있어서, 상기 복수개의 기립면은 제1 내지 제3 기립면으로 이루어지고, 상기 제1 내지 제3 기립면 각각의 높이는 1/3~1/2t로 형성하는 것을 특징으로 하는 키패드용 메탈 돔 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 단차면을 가압집중돌출부의 돌출방향으로 각각 경사지게 형성한 것을 특징으로 하는 키패드용 메탈 돔 스위치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 계단형상의 가압집중돌출부가 환형으로 돌출형성된 것을 특징으로 하는 키패드용 메탈 돔 스위치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 가압집중돌출부의 주변에 복수개의 하향접촉돌기를 하방으로 돌출시켜 형성한 것을 특징으로 하는 키패드용 메탈 돔 스위치.