KR20190116936A - 스위치 장치 - Google Patents

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KR20190116936A
KR20190116936A KR1020190039618A KR20190039618A KR20190116936A KR 20190116936 A KR20190116936 A KR 20190116936A KR 1020190039618 A KR1020190039618 A KR 1020190039618A KR 20190039618 A KR20190039618 A KR 20190039618A KR 20190116936 A KR20190116936 A KR 20190116936A
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cavity
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쇼 오가와
도모유키 후나야마
야스히사 오오타
유야 고토
나오유키 다카다
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카부시키가이샤 토카이리카덴끼 세이사쿠쇼
도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

스위치 장치는 적어도 하나의 제1 접점이 설치되고 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하는 기판, 및 기판을 덮는 탄성 시트인 접촉 고무로서, 제1 접점에 대응하는 제2 접점을 포함하는 제2 접촉부를 제1 접점에 접촉 및 분리 가능하도록 탄성 변형 가능하게 형성하도록 구성되는 돔 형상 공동과, 관통 구멍에 대응해서 설치된 통기용 공동부와, 기판과 탄성 시트 사이에서 공동 및 통기용 공동부와 연통하는 공기 홈을 구비하는, 접촉 고무를 포함한다. 관통 구멍은 기판의 회로에 전기적으로 연결되지 않은 독립 관통 구멍이다.

Description

스위치 장치{SWITCH DEVICE}
본 발명은 스위치 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 이물질의 침입을 억제하기 위한 구조를 갖는 스위치 장치에 관한 것이다.
관련 기술의 스위치 장치의 예로서, 돔 형상으로 탄성 금속판을 형성함으로써 형성된 반전판(가동 접촉판)이 스위치 기판의 고정 스위치 접점 상에 장착되는 구조를 갖는 스위치가 있다(예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2005-158720A호).
일본 특허 출원 공개 제2005-158720A호에 개시된 관련 기술의 스위치에서는, 가동 접촉판을 덮는 가요성 차폐판이 스위치 보드 위에 설치된다. 차폐판에는 가동 접촉판과 스위치 기판 사이에 형성된 공간과 연통하고 또한 외기와 연통하는 공기 통기용 구멍이 관통해서 설치된다.
차폐판을 압박하면, 가동 접촉판이 고정 접촉판과 접촉하게 됨으로써, 가동 접촉판이 반전되어 스위치가 ON 상태로 된다. 차폐판의 압박의 해제는 탄성력에 의해 가동 접촉판을 원래의 상태로 자동으로 복귀시키고, 따라서 가동 접촉판을 고정 접촉판으로부터 분리시켜 스위치를 OFF 상태로 만든다.
일본 특허 출원 공개 제2005-158720A호는 스위치 보드 위의 차폐판에 의해 커버가 제공되는 구조에서, 스위치 압박 조작 중에 압축되는 스위치 내부의 공기로 인한 스위치 압박 조작의 어려움이 확실하게 방지될 수 있다는 것을 기술하고 있다.
그러나, 관련 기술의 이러한 유형의 스위치에서는, 가동 접촉판과 스위치 기판 사이에 형성된 공간과 연통하는 공기 통기용 구멍이 가동 접촉판을 덮는 차폐판에 설치되기 때문에, 먼지 또는 물방울과 같은 이물질의 침입이 발생할 수 있다. 이물질이 이 공간에 침입하여 축적되는 경우, 접촉 불량, 단락 등이 가동 접촉판과 스위치 기판의 고정 스위치 접점 사이에서 발생할 가능성이 있으며, 이는 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 이물질의 침입을 억제할 수 있는 스위치 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 양태에 따른 스위치 장치는, 적어도 하나의 제1 접점이 설치되고 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하는 기판, 및 기판을 덮는 탄성 시트인 접촉 고무로서, 제1 접점에 대응하는 제2 접점을 포함하는 제2 접촉부를 제1 접점에 접촉 및 분리 가능하도록 탄성 변형 가능하게 형성하도록 구성되는 돔 형상 공동과, 관통 구멍에 대응해서 설치된 통기용 공동부와, 기판과 탄성 시트 사이에서 공동 및 통기용 공동부와 연통하는 공기 홈을 구비하는, 접촉 고무를 포함하고, 관통 구멍은 기판의 회로에 전기적으로 연결되지 않은 독립 관통 구멍이다.
또한, 본 발명의 양태에 따른 스위치 장치에서, 기판은 관통 구멍 중 적어도 두 개의 관통 구멍을 포함한다.
본 발명의 양태에 따른 스위치 장치는, 기판의 배면에 대면하여 배치되는 커버 부재를 더 포함하고, 관통 구멍과 대면하는 커버 부재의 표면과 기판 사이의 간극이 규정된 크기의 이물질보다 작도록 설정된다.
본 발명의 양태에 따르면, 먼지 및 물방울과 같은 이물질의 침입을 억제할 수 있는 스위치 장치가 제공될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 스위치 장치의 주요 구성요소의 예를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 1b는 실시예에 따른 스위치 장치의 내부 구조의 예를 설명하기 위한 주요 구성요소의 단면 평면도.
도 1c는 실시예에 따른 스위치 장치에 사용되는 기판의 예를 설명하기 위한 평면도.
도 2는 실시예에 따른 스위치 장치 내부의 공기 유동을 설명하기 위한 도 1a에 대응하는 주요 구성요소의 단면도.
도 3은 실시예에 따른 스위치 장치 내부의 공기의 유동을 설명하기 위한 도 1b에 대응하는 주요 구성요소의 단면 평면도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예에 따른 스위치 장치를 설명한다.
(스위치 장치의 전체 구성)
이하에서 설명되는 실시예는 에어컨 및 도어 미러와 같은 차량 장착 장치, 개인용 컴퓨터 및 휴대폰과 같은 원격 조작 장치, 냉장고 및 세탁기와 같은 가정 전기 장치와 같은 다양한 장치의 스위치 장치에 적용될 수 있다.
도 1a에서, 스위치 장치(1)는 제1 스위치부(10) 및 제2 스위치부(10)인 두 개의 스위치부를 포함하고, 스위치부는 조작 부재의 압박 조작에 응답하여 스위치 동작을 수행하도록 구성된다. 각각의 스위치부(10)는 기판(2)의 배선에 전기적으로 접속되는 두 개의 제1 접점(11, 11), 및 제1 접점(11)과 접촉 및 분리할 수 있는 제2 접점(12)을 갖는 탄성 변형 가능한 돔 형상의 제1 또는 제2의 제2 접촉부(3, 4)에 의해 구성되고, 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2의 제2 접촉부(3, 4)의 각각은 기판(2)을 덮는 하나의 탄성 시트(5)의 제1 접점(11)에 대응하는 부분에서 돔 형상 공동으로서 형성된다. 제2 접촉부(12)가 제1의 제2 접촉부(3)의 공동(13)을 형성하는 내부 저면과 제2의 제2 접촉부(4)의 공동(14)을 형성하는 내부 저면 각각에 설치된다. 커버 부재(6)가 기판(2)의 배면에 대면하여 배치되고, 탄성 시트(5)는 커버 부재(6)에 의해 고정식으로 지지된다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 제1 접점(11)은 사행하는 도체, 굴곡된 도체, 및 분기된 도체가 기판(2) 상에 연속되고, 두 개의 제1 접점(11, 11)이 서로 결합된 빗살 형상으로 형성되는 패턴을 갖는다. 이러한 구성에 의해, 제2 접촉부(3, 4)의 압박 조작 중에 제2 접점(12)이 제1 접점(11)으로부터 이탈할 때에도, 접촉 편차의 허용 범위가 확장될 수 있어, 제1 접점(11)과 제2 접점(12) 사이의 도통 불량 등이 경감될 수 있게 한다.
제1 접점(11) 및 제2 접점(12)은 구리 또는 은과 같은 전도성 특성을 갖는 금속 재료로 제조된다. 기판(2)은 절연성 강성 판으로 제조되고, 탄성 시트(5)는 고무 재료 또는 연성 수지 재료와 같은 탄성을 갖는 부재로 제조된다. 도시된 예에서, 실리콘 고무로 형성된 접촉 고무(100)가 돔 형상 공동인 두 개의 제2 접촉부(3, 4) 및 탄성 시트(5)에 사용된다.
상술한 바와 같이, 접촉 고무(100)는 기판(2)을 덮는 탄성 시트(5)이고, 제1 접점(11)에 대응하는 제2 접점(12)을 갖는 제2 접촉부(3, 4)를 제1 접점(11)에 접촉 및 분리 가능하도록 탄성 변형 가능하게 형성하도록 구성되는 돔 형상 공동(13, 14)과, 관통 구멍(21)에 대응해서 설치된 통기용 공동부(51)와, 기판(2)과 탄성 시트(5) 사이에서 공동(14) 및 통기용 공동부(51)와 연통하는 공기 홈(41)에 의해 구성된다.
(이물질의 침입을 억제하는 기구의 구성)
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 탄성 시트(5)의 배면과 기판(2) 사이에, 제1의 제2 접촉부(3)의 공동(13) 및 제2의 제2 접촉부(4)의 공동(14)과 연통하는 제1 공기 홈(31)과, 제2의 제2 접촉부(4)의 공동(14)과 연통하는 제2 공기 홈(41)이 형성된다. 제2 공기 홈(41)은 탄성 시트(5)의 배면에 오목하게 형성되고 함몰된 통기용 공동부(51)와 연통한다.
제1 공기 홈(31) 및 제2 공기 홈(41)은 탄성 시트(5)의 배면에서 후방 표면에서 함몰된 오목한 홈 형상으로 형성된다. 제1 공기 홈(31)과 제2 공기 홈(41)은 하나의 경로로서 연결된다. 그 결과, 제1 및 제2의 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내에 존재하는 공기는 진입 및 배출될 수 있다.
제1 공기 홈(31) 및 제2 공기 홈(41)은 제2 접촉부(3, 4)가 압박될 때 공기가 통과할 수 있는 정도로 공기 홈의 공간적 형상이 유지될 수 있는 강도를 갖는다는 점에 유의하여야 한다.
제1 공기 홈(31) 및 제2 공기 홈(41)은 비선형 경로로 형성되고, 경로는 비선형적으로 만곡되거나, 사행되거나, 굴곡되거나 등으로 형성되도록 구성되어, 통기용 공동부(51)로부터 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내로의 먼지 또는 물방울과 같은 이물질의 침입이 저지된다.
제2 접촉부(3)의 공동(14)과 연통하는 제1 공기 홈(31) 및 제2 접촉부(4)의 공동(14)과 연통하는 제2 공기 홈(41)이 하나의 공기 경로 홈과 연결되어 형성되기 때문에, 이는 제1의 제2 접촉부(3) 및 제2의 제2 접촉부(4)에서 동시에 접촉 불량과 같은 불량이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다.
도시된 예에서, 제1 공기 홈(31)은 제1의 제2 접촉부(3)의 공동(13)으로부터 연장되는 직선 경로와 제2의 제2 접촉부(4)의 공동(14)으로부터 연장되는 직선 경로 사이의 중간 부분에서 크랭크 형상으로 굴곡된 굴곡 경로(32)를 갖는다. 공기 홈 중 다른 하나인, 제2 공기 홈(41)은 제1 공기 홈(31)과 마찬가지로, 크랭크 형상으로 굴곡된 굴곡 경로(42)를 갖는다.
제1 공기 홈(31) 및 제2 공기 홈(41)은 하나의 직선을 연결하는 직선 경로가 아닌 비선형 경로를 형성하기 때문에, 먼지, 물방울 등과 같은 이물질이 통기용 공동(51) 내에 존재하더라도, 제2 접촉부(3, 4)가 압박 조작될 때에 통기용 공동부(51)의 내부로부터 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내로의 이물질의 침입이 저지된다. 따라서, 이것은 제2 접점(12)과 제1 접점(11) 사이의 도통 불량 등을 감소시킨다.
기판(2)을 관통하여 형성된 두 개의 관통 구멍(21, 21)이 제2 공기 홈(41)과 연통하는 통기용 공동부(51)와 연통한다. 통기용 공동부(51)의 내부 저면은 제2 공기 홈(41)의 내부 저면보다 크게 구성된다. 관통 구멍(21)은 기판(2)에 대면하여 배치되는 커버 부재(6)의 내부 공간(61)과 연통한다.
이들 관통 구멍(21)은 통기용 공동부(51)에 대응하는 위치에 설치되고 공기 홈(41)과 연통한다. 제1 접점(11) 또는 기판(2)의 회로에 전기적으로 연결되지 않고 기판 상에 장착되는 전기 부품, 리드 등이 삽입되지 않은 독립적인 관통 구멍으로서, 관통 구멍(21)은 제2 접촉부(3, 4)가 압박 조작될 때 제1의 제2 접촉부(3)의 공동(13) 및 제2의 제2 접촉부(4)의 공동(14) 내에 존재하는 공기가 진입 및 배출되게 하는 입구로서 기능한다. 관통 구멍을 제1 접점(11) 및 기판(2)의 회로와 전기적으로 독립적으로 만듦으로써, 관통 구멍 내로 물방울 등이 침입하는 경우에도, 관통 구멍 부분의 전기 부식, 회로의 단락 등이 억제될 수 있다.
기판(2)의 관통 구멍(21)과 대면하는 커버 부재(6)의 표면과, 기판(2)의 배면 사이에 형성된 간극(15)은 규정된 크기의 이물질보다 작은 값으로 설정된다. 이러한 규정된 크기는 먼지, 물방울, 또는 개미와 같은 곤충의 침입을 방지할 수 있는 크기, 예를 들어 약 0.3 mm 이하이다. 이 간극(15)은 먼지 및 물방울과 같은 이물질뿐만 아니라 개미와 같은 곤충의 침입을 억제하는 크기로 설정된다.
도시된 예에서, 기판(2)의 관통 구멍(21)과 대면하는 커버 부재(6)의 표면은 커버 부재(6)의 저면으로부터 돌출하는 융기부(62)의 상부에 의해 구성된다. 융기부(62)의 상부에는 두 개의 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내의 공기가 관통 구멍(21)을 통해 진입 및 배출되도록 통기용 리세스(63)가 설치된다. 통기용 리세스(63)의 내부 저면과 기판(2)의 배면 사이에 형성된 간극(15)은 규정된 크기의 이물질보다 작은 값, 예를 들어 약 0.3 mm 이하로 설정된다.
두 개의 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내에 존재하는 공기가 통과하여 유출 및 유입되는 입구는, 두 개의 관통 구멍(21)에 의해 구성될 필요는 없다. 입구는 두 개 이상의 관통 구멍(21)에 의해 구성될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1의 제2 접촉부(3)가 압박 조작될 때, 제2 접촉부(3)는 반전 조작에 의해 압축 및 변형된다. 제2 접촉부(3)의 제2 접점(12)의 하부 표면은 기판(2)의 제1 접점(11)과 접촉하고, 제1 접점(11) 및 제2 접점(12)은 스위치 ON 상태로 된다.
제2 접촉부(3)의 반전 동작시에, 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내에 존재하는 공기는 제1 공기 홈(31) 및 제2 공기 홈(41)에 의해 구성된 하나의 경로 홈으로부터 통기용 공동부(51) 및 관통 구멍(21)을 통해 기판(2)의 배면측으로 방출될 수 있다.
한편, 제1의 제2 접촉부(3)의 압박력이 해제될 때, 제2 접촉부(3)는 탄성 복원력으로 인해 원래의 돔 형상으로 자동으로 복귀된다. 제2 접촉부(3)의 제2 접점(12)은 기판(2)의 제1 접점(11)으로부터 분리되고, 제1 접점(11) 및 제2 접점(12)은 스위치 OFF 상태로 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 접촉부(3)가 자동으로 복귀될 때, 이는 관통 구멍(21), 통기용 공동부(51), 제2 공기 홈(41), 및 제1 공기 홈(31)을 통해 기판(2)의 배면 상의 공기를 흡입하는 효과를 갖고, 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내로 공기를 안내한다.
(실시예의 효과)
상술한 구성을 갖는 스위치 장치(1)에 따르면, 상술한 효과에 추가하여 이하의 효과가 달성될 수 있다.
두 개의 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내에 존재하는 공기가 유출 및 유입되는 입구로서, 두 개 이상의 관통 구멍(21)을 제공함으로써, 하나의 관통 구멍이 막히는 경우에도, 각각의 제2 접촉부(3, 4)의 공동(13, 14) 내에 존재하는 공기는 막혀 있지 않은 다른 관통 구멍을 통해 기판(2)의 배면측으로 그리고 그로부터 유동할 수 있다.
기판(2) 상에 장착된 장착 부품과 제1 점점(11)을 연결하기 위한 관통 구멍과, 제1 접점(11) 또는 기판(2)의 회로에 연결되어 있지 않은 독립 관통 구멍(21)을 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 이물질의 침입을 억제하는 기구가 효율적으로 제조될 수 있다.
상기 실시예에서, 각각 제1 접점(11) 및 제1의 제2 접촉부(3)의 세트, 및 제1 접점(11) 및 제2의 제2 접촉부(3)의 세트인 스위치부(10)의 두 개의 세트에 의해 구성되는 스위치 장치(1)가 예시된다. 여기서, 스위치 장치는 두 개 이상의 스위치부(10)를 동시에 스위칭하도록 구성된 스위치 장치, 또는 두 개 이상의 스위치부(10) 중 어느 하나를 개별적으로 스위칭하도록 구성된 스위치 장치일 수 있다.
또한, 스위치 장치는 두 개 이상의 스위치부(10)에 의해 구성될 필요는 없으며, 물론 단일 스위치부(10)에 의해 구성될 수도 있다.
상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 대표적인 실시예, 변형예 및 도시된 예가 예시되었지만, 전술된 실시예, 변형예, 및 도시된 예는 본 특허 청구범위의 범주를 제한하지 않고 그 요지로부터 벗어남이 없이 다양한 양태로 구현될 수 있다. 이와 같이, 실시예, 변형예, 및 도시된 예에서 설명된 특징의 모든 조합은 본 발명의 문제점을 해결하기 위한 수단의 일부분일 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다.
1: 스위치 장치
2: 기판
3, 4: 제2 접촉부
5: 탄성 시트
6: 커버 부재
10: 스위치부
11: 제1 접점
12: 제2 접점
13, 14: 공동
15: 간극
21: 관통 구멍
31, 41: 공기 홈
32, 42: 굴곡 경로
51: 통기용 공동부
61: 내부 공간
62: 융기부
63: 통기용 리세스
100: 접촉 고무

Claims (7)

  1. 스위치 장치이며,
    적어도 하나의 제1 접점이 설치되고 적어도 하나의 관통 구멍을 포함하는 기판; 및
    기판을 덮는 탄성 시트인 접촉 고무로서, 제1 접점에 대응하는 제2 접점을 포함하는 제2 접촉부를 제1 접점에 접촉 및 분리 가능하도록 탄성 변형 가능하게 형성하도록 구성되는 돔 형상 공동과, 관통 구멍에 대응해서 설치된 통기용 공동부와, 기판과 탄성 시트 사이에서 공동 및 통기용 공동부와 연통하는 공기 홈을 구비하는, 접촉 고무를 포함하고,
    관통 구멍은 기판의 회로에 전기적으로 연결되지 않은 독립 관통 구멍인, 스위치 장치.
  2. 제1항에 있어서, 기판은 관통 구멍 중 적어도 두 개의 관통 구멍을 포함하는, 스위치 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    기판의 배면에 대면하여 배치되는 커버 부재를 더 포함하고,
    관통 구멍과 대면하는 커버 부재의 표면과 기판 사이의 간극이 규정된 크기의 이물질보다 작도록 설정되는, 스위치 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 홈은 비선형 경로를 포함하는, 스위치 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 고무는 공동 중 적어도 두 개의 공동을 포함하고,
    공동 중 적어도 두 개의 공동 중 인접한 공동을 연결하는 공기 홈이 비선형 경로를 포함하는, 스위치 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 통기용 공동부는 제1 접점 및 제2 접점 중 어느 것도 갖지 않는, 스위치 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 고무는 적어도 두 개의 공동을 포함하고,
    적어도 두 개의 공동과, 적어도 두 개의 공동의 단부에 인접한 통기용 공동부는 단일 공기 홈을 형성하고,
    단일 공기 홈은 통기용 공동부로부터 적어도 두 개의 공동 중 가장 먼 공동에서 종료되는, 스위치 장치.
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