KR20200125880A - 정전용량식 터치 스위치 - Google Patents

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KR20200125880A
KR20200125880A KR1020190049354A KR20190049354A KR20200125880A KR 20200125880 A KR20200125880 A KR 20200125880A KR 1020190049354 A KR1020190049354 A KR 1020190049354A KR 20190049354 A KR20190049354 A KR 20190049354A KR 20200125880 A KR20200125880 A KR 20200125880A
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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Abstract

회로기판과 절연체 케이스 사이에 제조상 공차가 발생하더라도 터치 감도를 일정하게 유지시킬 수 있는 정전용량식 터치 스위치가 제공된다. 정전용량식 터치 스위치는, 회로기판에 실장되며 절연체 케이스 내측에 설치되어 동작하는 정전용량식 터치 스위치에 있어서, 도전성 고무로 이루어져 일단부가 회로기판의 전극패턴에 접하고 타단부는 절연체 케이스 내측면에 접하는 연장전극과, 탄성을 갖는 재질로 이루어지며 일단부가 연장전극에 부착되며 타단부에 회로기판에 형성된 관통공을 통과하여 후크 결합하는 적어도 하나의 후크 결합부가 형성된 전극 고정부를 포함한다.

Description

정전용량식 터치 스위치{Touch switch}
본 발명은 스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회로기판과 절연체 케이스 사이에 제조상 공차가 발생하더라도 터치 감도를 일정하게 유지시킬 수 있는 정전용량식 터치 스위치에 관한 것이다.
터치 스위치는 인체의 접촉에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 작동하는 스위치로, 제품의 외면을 형성하는 케이스에 터치부가 마련되고, 케이스의 내부에 회로기판이 일정 간격 이격 배치되며, 회로기판과 케이스 사이에 도전성부재가 배치된 비교적 간단한 구성으로 이루어진다. 터치 스위치는 인체가 케이스를 통해서 간접적으로 도전성부재에 접촉하게 되면 인체의 정전용량에 기인하여 전하량이 변화되며, 전하량의 변화를 통해 회로기판에서 인체의 접촉유무를 판단하여 온/오프 동작이 이루어진다. 이와 같은, 터치 스위치는 물리적인 힘을 가하지 않고 스위치를 단순 터치하여 작동하며, 다른 종류의 스위치에 비해 반복적인 작동에 따른 고장이 발생하지 않으며, 제품의 외면으로 스위치가 돌출되지 않는 장점이 있다.
그러나, 종래의 터치 스위치는 금속으로 이루어진 도전성부재를 케이스와 회로기판 사이에 고정시켜 사용하면서 별도의 납땜 작업을 필요로 할 뿐만 아니라, 제조상 공차로 인하여 케이스와 회로기판 사이의 간격이 달라질 경우 터치 감도가 변하는 등 문제가 발생하였다.
따라서, 상기와 같은 종래의 구조로부터 발생하는 문제를 해결할 수 있는 터치 스위치를 필요로 하였다.
대한민국 등록특허 제10-0832471호, (2008.05.20.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 회로기판과 절연체 케이스 사이에 제조상 공차가 발생하더라도 터치 감도를 일정하게 유지시킬 수 있는 정전용량식 터치 스위치에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 스위치는, 회로기판에 실장되며 절연체 케이스 내측에 설치되어 동작하는 정전용량식 터치 스위치에 있어서, 도전성 고무로 이루어져 일단부가 상기 회로기판의 전극패턴에 접하고 타단부는 상기 절연체 케이스 내측면에 접하는 연장전극과, 탄성을 갖는 재질로 이루어지며 일단부가 상기 연장전극에 부착되며 타단부에 상기 회로기판에 형성된 관통공을 통과하여 후크 결합하는 적어도 하나의 후크 결합부가 형성된 전극 고정부를 포함한다.
상기 연장전극은, 중앙에 관통홀이 형성된 통형상으로 형성되며 상기 회로기판과 상기 절연체 케이스 사이의 간격이 변하여 길이방향으로 신축되더라도 상기 절연체 케이스와 접하는 면의 면적은 일정하게 유지될 수 있다.
상기 연장전극은, 상기 절연체 케이스와 접촉하는 제1 접촉유지부와, 상기 전극패턴에 접하고 상기 고정부에 고정되는 제2 접촉유지부와, 상기 제1 접촉유지부와 상기 제2 접촉유지부 사이에 형성되어 상기 길이방향으로 탄성을 유지하며 신축되는 신축부를 포함할 수 있다.
상기 제1 접촉유지부와 상기 제2 접촉유지부 중 어느 하나는 직경이 크게 형성되고, 상기 신축부는 상기 제1 접촉유지부와 상기 제2 접촉유지부 사이를 경사면으로 연결할 수 있다.
상기 신축부는 상기 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 주름이 형성될 수 있다.
상기 고정부는, 상기 연장전극과 이중사출 방식으로 형성되어 상기 연장전극에 일체로 형성될 수 있다.
상기 후크 결합부는, 상기 고정부와 동일 재질로 일체로 형성되며 상기 관통공을 관통하는 상기 회로기판의 반대면으로 완전히 노출되는 고정줄과, 상기 고정줄 중 일부가 외측으로 확장되어 상기 회로기판의 반대면에 걸려 고정되는 고정돌기를 포함할 수 있다.
상기 고정돌기는 상기 고정줄의 길이방향으로 중간부분에 위치하여, 상기 고정줄은 상기 고정돌기가 상기 회로기판에 삽입되기 전에 상기 회로기판을 관통하여 노출될 수 있다.
상기 고정돌기는, 복수 개가 상기 고정줄의 길이방향을 따라 직렬로 배치될 수 있다.
본 발명의 정전용량식 터치 스위치는, 회로기판과 절연체 케이스 사이에 공차가 발생하더라도 도전성 고무로 이루어진 연장전극이 절연체 케이스와 접촉을 일정하게 유지할 수 있다. 특히, 연장전극과 회로기판의 접촉을 유지하기 위하여 납땜 등의 공정을 필요로 하지 않으며, 실리콘 등의 탄성을 이용하여 연장전극을 회로기판에 밀착 고정할 수 있다.
또한, 연장전극의 길이가 신축하더라도 절연체 케이스와 접하는 부분의 면적은 항상 일정하게 유지할 수 있어, 사용자에 의한 터치 감도를 항상 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 정전용량식 터치 스위치가 배치된 사시도이다.
도 2는 도 1의 정전용량식 터치 스위치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 정전용량식 터치 스위치가 회로기판에 결합되는 도면이다.
도 4는 도 1의 정전용량식 터치 스위치에 가해지는 힘에 의해 변형되는 고정부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치의 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 정전용량식 터치 스위치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 정전용량식 터치 스위치에 대해 구체적으로 설명하고, 도 3 및 도 4를 참조하여 도 1의 정전용량식 터치 스위치의 작동과정에 대해 구체적으로 설명한 후에, 도 5 및 도 6을 참조하여 다른 실시예에 의한 정전용량 터치 스위치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 정전용량식 터치 스위치가 배치된 사시도이고, 도 2는 도 1의 정전용량식 터치 스위치의 단면도이고, 도 3은 도 1의 정전용량식 터치 스위치가 회로기판에 결합되는 도면이고, 도 4는 도 1의 정전용량식 터치 스위치에 가해지는 힘에 의해 변형되는 고정부를 도시한 도면이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치(1)는 제품의 외형을 이루는 절연체 케이스(40)에 전달되는 인체의 접촉을 제품의 내측에 배치된 회로기판(30)으로 전달하여 제품의 온/오프를 작동하기 위한 터치 스위치이다. 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)는 절연체 케이스(40)의 외측에 전달되는 접촉을 절연체 케이스(40)와 이격배치된 회로기판(30)에 전달하기 위해, 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이에 도전성 고무로 이루어진 연장전극(10)을 배치한다. 본 발명은 연장전극(10)이 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이를 연결하여, 절연체 케이스(40)의 외측에서 접촉에 의한 정전용량의 변화를 회로기판(30)에서 감지하여 제품의 온/오프를 작동한다. 특히, 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)는 연장전극(10)이 신축 가능한 도전성 고무로 형성되어 절연체 케이스(40)와 회로기판(30)에 밀착되어 접촉을 유지할 수 있으며, 고정부(20)의 구조에 의해 접촉을 유지하기 위한 납땜 등과 같은 별도의 고정작업을 필요로 하지 않고 회로기판(30)에 밀착 고정될 수 있다. 또한, 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)는 회로기판(30)과 절연체 케이스(40) 사이에 제조상 공차가 발생하더라도 연장전극(10)이 절연체 케이스(40)와 회로기판(30)에 밀착되어 접촉을 일정하게 유지할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 의한 정전용량식 터치 스위치(1)는 도전성 고무로 이루어져 일단부가 회로기판(30)의 전극패턴(32)에 접하고 타단부는 절연체 케이스(40) 내측면에 접하는 연장전극(10)과, 탄성을 갖는 재질로 이루어지며 일단부가 연장전극(10)에 부착되며 타단부에 회로기판(30)에 형성된 관통공(31)을 통과하여 후크 결합하는 적어도 하나의 후크 결합부(21)가 형성된 전극 고정부(20)를 포함한다.
회로기판(30)은 전자제품의 부품간 회로를 연결할 때 전선을 사용하지 않고 보드에 회로를 그려 전기를 통할 수 있게 만든 것으로, 일종의 인쇄회로기판(30)(PCB, printed circuit board)을 예로 들어 설명한다. 회로기판(30)은 절연체 케이스(40)와 마주하는 일측면에 전극패턴(32)이 형성되고, 전극패턴(32)과 인접한 위치에 LED 소자(33)가 실장될 수 있다. 전극패턴(32)은 인체의 접촉에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 일종의 회로로, 회로기판(30)의 일측면에 실장되어, 절연체 케이스(40)를 통해 간접적으로 연장전극(10)에 접촉하게 되면 정전용량이 변하여 접촉여부를 판단할 수 있다. 아울러, 회로기판(30)은 전극패턴(32)이 형성되는 인접한 위치에 고정부(20)가 결합되는 관통공(도 3의 31참조)이 형성될 수 있다. 관통공(31)은 절연체 케이스(40)와 마주하는 회로기판(30)의 일측면을 관통하여 형성될 수 있으며, 도 2에서 회로기판(30)의 상하부를 관통하여 형성될 수 있다. 또한, 관통공(31)은 전극패턴(32)과 LED 소자(33)의 외측에 회로기판(30)의 상하부를 관통하여 형성되되, 전극패턴(32)과 LED 소자(33)를 둘러싸도록 복수 개가 이격형성될 수 있다. 즉, 회로기판(30)은 절연체 케이스(40)와 마주하는 일측면에 전극패턴(32)과 LED 소자(33)가 실장되며, 전극패턴(32)과 인접한 위치에 복수 개의 관통공(31)이 형성된다.
절연체 케이스(40)는 전자제품의 외관을 형성하는 것으로, 앞서 설명한 회로기판(30)의 외측에 회로기판(30)과 이격배치되되, 전극패턴(32)과 LED 소자(33)가 실장된 일측면과 마주하도록 배치된다. 절연체 케이스(40)는 전극패턴(32) 및 LED 소자(33)의 수직선상의 외측면에 인체와 접촉하는 터치부(도시하지 않음)가 형성될 수 있으며, 터치부와 마주하는 내측면에 연장전극(10)이 밀착된다. 연장전극(10)의 일단부가 전극패턴(32)에 접하고 타단부가 절연체 케이스(40)에 접하도록 배치되어 터치부가 연장전극(10)의 타단부와 마주하는 절연체 케이스(40)의 외측에 형성될 수 있다. 사용자는 터치부를 접촉하게 되면, 절연체 케이스(40)를 통해 간접적으로 연장전극(10)에 접촉하게 되고 연장전극(10)을 통해 회로기판(30)의 전극패턴(32)에 대전되는 전하량의 변화를 감지하여 전자제품의 온/오프를 작동할 수 있다. 이때, 연장전극(10)은 도전성 고무로 이루어져 절연체 케이스(40)와 접촉을 일정하게 유지할 수 있으며, 하단부에 배치되는 고정부(20)의 구조를 통해 별도의 공정을 거치지 않고 회로기판에 밀착 고정될 수 있다. 이하, 연장전극(10)과 고정부(20)에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 연장전극(10)은 회로기판(30)과 절연체 케이스(40) 사이를 연결하여 절연체 케이스(40)의 외측에 접촉되는 사용자의 정전용량의 변화를 회로기판(30)으로 전달하는 도전성 부재로, 회로기판(30)과 절연체 케이스(40) 사이에 개재된다. 연장전극(10)은 내부에 빈 공간이 형성되고 양단부가 개방된 원통형상의 도전성 고무로 형성되어, 일단부가 회로기판(30)의 전극패턴(32)에 접하고 타단부가 절연체 케이스(40) 내측면에 접하도록 회로기판(30)과 절연체 케이스(40) 사이에 배치된다. 다시 말해, 연장전극(10)은 중앙에 상하부를 관통하는 관통홀(11)이 형성된 통형상으로 형성되며, 일단부에 절연체 케이스(40)와 접촉하는 제1 접촉유지부(10a)가 형성되고 타단부에 전극패턴(32)과 접하는 제2 접촉유지부(10b)가 형성될 수 있다. 이때, 연장전극(10)은 절연체 케이스(40)의 내측과 회로기판(30)과 밀착되는 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)가 탄성재질로 형성되되, 강성이 크고 내부가 비어있는 통 형상으로 형성되어 절연체 케이스(40)와 접하는 부분의 면적이 일정하게 유지하고 사용자에 의한 터치 감도를 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 연장전극(10)은 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b) 중 어느 하나는 직경이 크게 형성되어 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b) 사이를 경사면으로 연결하는 신축부(10c)를 형성할 수 있다. 신축부(10c)는 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b) 사이를 연결하는 연장전극(10)의 일부로, 도2에 도시된 바와 같이, 제1 접촉유지부(10a)의 직경이 제2 접촉유지부(10b)의 직경 보다 크게 형성되어 하향으로 경사지게 형성된 경사면을 형성할 수 있다. 신축부(10c)는 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)를 연결하여 연장전극(10)과 일체로 형성되되, 제1 접촉유지부(10a) 및 제2 접촉유지부(10b) 보다 작은 강성을 가지도록 형성되어, 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)의 길이방향으로 탄성을 유지하며 신축될 수 있다.
연장전극(10)은 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b) 사이에 형성된 신축부(10c)를 포함하여, 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격이 서로 다르게 형성되더라도 신축부(10c)가 길이방향으로 신축하여 절연체 케이스(40)와 접촉을 일정하게 유지할 수 있어, 사용자에 의한 터치 감도를 일정하게 유지할 수 있다.이와 관련하여 도 4에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
연장전극(10)은 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)의 직경이 절연체 케이스(40)에 형성되는 터치부의 크기나 회로기판에 형성되는 전극패턴(32)의 크기에 따라 서로 다른 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 명세서 상에서는 도면에 도시된 바와 같이, 제1 접촉유지부(10a)의 직경이 제2 접촉유지부(10b)의 직경보다 더 크게 형성된 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 터치부의 터치 범위나 전극패턴(32) 및 LED소자(33)의 범위에 따라 동일하거나 서로 다르게 게 형성될 수도 있다. 또한, 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)의 단면이 원형으로 형성되고, 신축부(10c)가 경사면으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않고 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)의 단면이 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있으며, 신축부(10c)가 경사면이 아닌 신축 가능한 주름으로 형성될 수 있다.
한편, 위와 같이 형성되는 본 발명의 연장전극(10)은 도전성 고무로 형성되어 종래의 스프링과 같이 납땜 등과 같은 방법으로 고정될 수 없으며, 납땜 등과 같은 별도의 공정을 필요로 하지 않는 고정부(20)에 의해 회로기판(30)에 고정될 수 있다.
고정부(20)는 연장전극(10)을 회로기판(30)의 전극패턴(32)에 밀착 시키기 위해 고정부재로, 회로기판(30)의 관통공(31)에 결합되는 후크 결합부(21)를 형성하고 연장전극(10)과 일체로 형성되어, 연장전극(10)과 회로기판(30)의 접촉을 유지할 수 있다. 고정부(20)는 탄성을 갖는 재질로 이루어지며 내부에 빈 공간이 형성되고 양단부가 개방된 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 고정부(20)는 일단부가 연장전극(10)에 부착되며 회로기판(30)에 형성된 관통공(31)을 통과하여 후크 결합되는 적어도 하나의 후크 결합부(21)가 형성된다. 구체적으로, 고정부(20)는 내부에 빈 공간을 형성하고 내주면이 제2 접촉유지부(10b)가 형성되는 연장전극(10) 하단부의 외주면과 고정된다. 연장전극(10)은 고정부(20)의 내주면에 고정되되, 고정부(20)와 이중사출 방식으로 형성되어 고정부(20)와 일체로 형성될 수 있다. 연장전극(10)과 고정부(20)는 이중사출 방식에 의해 일체로 형성되기에, 서로 고정되기 위한 별도의 고정부재를 필요로 하지 않는다. 계속해서, 고정부(20)는 연장전극(10) 하단부의 외주면을 감싸도록 형성되지만, 이와 반대로, 외주면이 연장전극(10) 하단부의 내측에 삽입되어 고정될 수도 있다. 연장전극(10)과 일체로 형성되는 고정부(20)는 내부에 형성된 빈 공간에 전극패턴(32) 및 LED 소자(33)가 배치될 수 있도록 회로기판(30)의 일측면에 밀착배치될 수 있다. 특히, 고정부(20)는 내부 빈 공간에 전극패턴(32) 및 LED 소자(33)가 배치되되 연장전극(10)이 전극패턴(32)과 접하도록 회로기판(10)에 밀착 배치될 수 있다. 고정부(20)는 상기와 같이 회로기판(10)의 일측면에 배치되며 하단부에 연장형성되는 후크 결합부(21)에 의해 회로기판(30)에 고정되어 연장전극(10)을 회로기판(30)에 고정시킬 수 있다.
후크 결합부(21)는 고정부(20)의 하단부로부터 하부를 향하여 연장형성되어 고정부(20)와 일체로 형성될 수 있다. 후크 결합부(21)는 고정부(20)와 동일 재질로 형성되며 고정부(20)의 하단부로부터 하부를 향하여 연장 형성되는 고정줄(21a)과, 고정줄(21a) 중 일부가 외측으로 확장되는 고정돌기(21b)를 포함할 수 있다. 후크 결합부(21)는 고정줄(21a)이 고정부(20)로부터 연장형성되어 회로기판(30)에 형성된 관통공(31)을 통과하여 회로기판(30)의 반대면으로 완전히 노출되며, 고정줄(21a)의 외주면으로부터 외측으로 확장되어 형성되는 고정돌기(21b)가 회로기판(30)의 반대면에 걸려 고정부(20)와 연장전극(10)을 회로기판(30)에 완전하게 고정시킬 수 있다. 이와 같은 고정돌기(21b)는 고정줄(21a)의 길이방향으로 중간부분 즉, 고정부(20)의 하단부로부터 회로기판(30)의 두께를 이루는 위치에 위치하여 고정줄(21a)이 회로기판(30)에 삽입되었을 때 고정부(20)를 회로기판(30)에 완전하게 밀착시킬 수 있다. 고정돌기(21b)는 고정줄(21a)의 외주면에 복수 개가 고정줄(21a)의 길이방향을 따라 이격되도록 직렬로 배치될 수 있다. 이로 인해, 복수 개의 회로기판(30)이 중첩되어 두께가 다르게 형성되더라도 회로기판(30)의 두께에 따라 서로 다른 위치에 형성된 고정돌기(21b)가 회로기판(30)의 하단부에 후크 결합되어 연장전극(10)을 전극패턴(32)에 밀착하여 고정시킬 수 있다. 특히, 고정줄(21a)은 최하단에 형성된 고정돌기(21b)로부터 끝단부까지의 길이가 회로기판(30)의 두께보다 길게 형성되어, 고정돌기(21b)가 회로기판(30)에 삽입되기 전에 관통공(31)을 관통하여 회로기판(30)의 하부로 노출될 수 있다. 이에, 연장전극(10)과 일체로 형성된 고정부(20)가 관통공(31)의 상부에 배치되고, 관통공(31) 통해 회로기판(30)의 하부로 노출된 고정줄(21a)의 끝단부에 고정줄(21)을 잡아당기는 손잡이부를 형성할 수 있으며, 손잡이부를 잡아당겨 연장전극(10)을 회로기판(30)의 상부에 밀착시킬 수 있다. 이로 인해, 연장전극(10)이 회로기판(30)과 접촉을 유지 하기 위해 납땜 등과 같은 별도의 공정을 필요로 하지 않고 연장전극(10)을 회로기판(30)에 밀착시켜 제2 접촉유지부(10b)와 전극패턴(32)이 접촉을 일정하게 유지할 수 있으며, 이와 관련하여 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)가 회로기판(30)에 결합되는 도면을 도시하고 있다. 먼저, 정전용량식 터치 스위치(1)를 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 연장전극(10)이 전극패턴(32)과 접할 수 있도록 하도록 회로기판(30)의 상부에 위치시킨다. 전극패턴(32)과 인접한 위치에 관통공(31)이 형성되어 연장전극(10)을 전극패턴(32)의 수직상방에 위치시킬 경우, 고정줄(21a)이 관통공(31)을 관통하여 회로기판(30)의 하부에 위치할 수 있다. 이때, 회로기판(30)의 하부로 노출된 고정줄(21a)의 끝단부를 하부를 향하여 잡아당기게 될 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 탄성재질로 형성된 고정줄(21a)이 탄성변형되면서 당겨지게 된다. 회로기판(30)의 하부에서 고정줄(21a)을 연속적으로 잡아당기면, 고정돌기(21b)가 관통공(31)의 내측으로 삽입될 수 있다. 이때, 고정돌기(21b)는 고정줄(21a)의 끝단부로부터 고정부(20)의 하단부를 향하여 폭이 점차 커지도록 경사지게 형성되어 관통공(31)에 용이하게 삽입될 수 있다. 고정돌기(21b)는 고정줄(21a)과 마찬가지로 탄성재질로 형성되어 탄성변형되면서 관통공(31)을 관통할 수 있으며, 관통공(31)을 관통하여 회로기판(30)의 하부로 노출될 경우 관통공(31)의 직경보다 커지도록 탄성복원하여 회로기판(30)에 후크 결합될 수 있다. 계속해서 도 3의 (c)를 참조하면, 회로기판(30)에 결합되는 고정부(20)는 후크 결합부(21)에 의해 회로기판(30)의 하부로 당기는 힘이 작용하여 회로기판(30)에 밀착되어 접촉을 유지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)는 별도의 공정을 거치지 않고 고정부(20)의 구조를 통해 연장전극(10)과 회로기판(30)의 접촉을 유지할 수 있어 작업시간이 현저하게 줄어드는 특징이 있다. 또한, 연장전극(10)은 전극패턴(32)에 밀착 배치된 상태에서 LED 소자(33)가 관통홀(11)에 위치하여 LED 소자(33)의 빛이 확산되거나, 터치부를 제외한 절연체 케이스(40)의 외측에서 불빛이 새어 나오는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)는 절연체 케이스(40)와 회로기판(30)의 사이에 제조상의 공차가 발생하더라도, 연장전극(10)이 경사면을 이루는 신축부(10c)를 형성하고 고정부(20)가 탄성을 갖는 재질로 형성되어, 연장전극(10)이 전극패턴(32) 및 절연체 케이스(40)에 밀착 고정될 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 4의 (a)와 (b)에서 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격 ℓ1과 ℓ2는 제조상의 공차로 인해 서로 다르게 형성되거나, 조립할 때 발생한 오차로 인해 서로 다르게 형성된 간격을 의미할 수 있다. 또한, 이외에도 다른 제품을 설계하거나 크기가 다르게 형성된 설계로 서로 다르게 형성된 간격을 포함할 수도 있다. 도 4의 (a)에서의 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격 ℓ1이 도 4의 (b)에서의 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격 ℓ2 보다 길게 형성되는 것을 예로 들어 설명하도록 한다. 본 발명의 정전용량식 터치 스위치(1)는 도 4의 (a) 및 (b)에서와 같이 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격이 서로 다르게 형성되더라도, 연장전극(10)의 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)가 절연체 케이스(40)의 내측면과 회로기판(30)의 전극패턴(32)에 밀착 배치될 수 있다. 본 발명의 연장전극(10)은 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b) 사이를 연결하는 신축부(10c)가 경사면으로 형성되어 길이방향으로 탄성을 효과적으로 유지할 수 있다. 이에, 도 4의 (a)에서와 같이 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격 ℓ1이 늘어나게 될 경우 신축부(10c)의 길이 ℓ1'가 연장전극(10)의 길이방향으로 늘어나 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)가 절연체 케이스(40)와 전극패턴(32)에 탄성력을 가하며 밀착 배치될 수 있다. 또한, 도 4의 (b)에서와 같이 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격 ℓ2가 줄어들게 될 경우, 신축부(10c)가 신축되면서 길이 ℓ2'가 연장전극(10)의 길이방향으로 줄어들어 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)가 절연체 케이스(40)와 전극패턴(32)에 밀착 배치될 수 있다. 특히, 본 발명은 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 간격이 ℓ1과 같이 늘어나더라도, 연장전극(10)의 일단부가 고정부(20)에 의해 회로기판(30)에 완전하게 고정된 상태에서 신축부(10c)가 늘어나기에 연장전극(10)이 전극패턴(32)으로부터 들뜨는 현상을 방지하고 접촉을 항상 유지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이 간격에 공차가 발생하더라도 연장전극(10)의 제1 접촉유지부(10a)와 제2 접촉유지부(10b)가 절연체 케이스(40)와 전극패턴(32)에 밀착 배치되어, 사용자에 의한 터치 감도를 항상 일정하게 유지할 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치에 관하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치의 사시도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치(1a)는 연장전극(101)의 신축부(101c)를 제외하면 이미 설명한 제1 실시예와 사실상 동일하다. 따라서, 이미 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치(1a)는 연장전극(101)의 신축부(101c)가 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 주름을 형성할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 연장전극(101)은 신축부(101c)가 경사면이 아닌 다수 개의 주름이 형성된 구조로 형성될 수 있다. 주름 형식으로 형성된 신축부(101c)는 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이에서 절연체 케이스(40)와 회로기판(30)으로 탄성력을 제공할 수 있다. 또한, 신축부(101c)는 제1 실시예에서의 신축부(10c)와 마찬가지로, 절연체 케이스(40)와 회로기판(30) 사이의 이격된 간격이 다르게 형성되더라도 상방 및 하방으로 탄성력을 제공하여 제1 접촉유지부(101a)와 제2 접촉유지부(도시하지 않음)가 절연체 케이스(40)의 내측과 전극패턴(32)에 밀착되고, 접하는 면적이 일정하게 유지될 수 있다.
아울러, 제2 실시예에서의 정전용량식 터치 스위치(1a)는 후크 결합부(21)가 복수 개의 고정돌기(21b)가 고정줄(21a)의 길이방향을 따라 직렬로 배치될 수 있다. 다만, 이와 같은 후크 결합부(21)의 구조가 본 실시예에서만 적용될 필요는 없으며, 복수 개의 고정돌기(21b)가 형성된 후크 결합부(21)가 제1 실시예의 정전용량식 터치 스위치(1)에 적용될 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치에 관하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치의 사시도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치(1b)는 연장전극(102)의 다면 형상을 제외하면 이미 설명한 제1 실시예와 사실상 동일하다. 따라서, 이미 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 정전용량식 터치 스위치(1b)는 연장전극(102)의 제1 접촉유지부(102a)와 제2 접촉유지부(도시하지 않음)의 단면이 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 연장전극(10) 양단부의 제1 접촉유지부(102a)와 제2 접촉유지부는 단면이 원형이 아닌 사각형으로 형성될 수 있다. 연장전극(102)은 단면 형상이 절연체 케이스(40) 터치부의 형상에 따라 변경될 수 있으며, 형상뿐만 아니라 제1 접촉유지부(102a)와 제2 접촉유지부의 크기 및 직경도 터치범위에 따라 변경될 수 있다. 아울러, 단면 형상이 사각형 형상으로 형성된 정전용량식 터치 스위치(1b)는 신축부(102c)가 도면에 도시된 바와 같이 반드시 경사면으로 형성될 필요 없으며, 도 2의 주름 형식으로 형성된 신축부(101c)가 본 실시예의 구조에 적용될 수 있다. 아울러, 고정돌기(21b)는 도면에 도시된 형상에 한정될 필요는 없으며, 고정줄(21a)의 직경보다 큰 직경을 갖는 구형상이나 굴곡진 형상으로 형성될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1, 1a, 1b: 정전용량식 터치 스위치
10, 101, 102: 연장전극 10a, 101a, 102a: 제1 접촉유지부
10b: 제2 접촉유지부 10c, 101c, 102c: 신축부
11: 관통홀 20: 고정부
21: 후크결합부 21a: 고정줄
21b: 고정돌기 30: 회로기판
31: 관통공 32: 전극패턴
33: LED 소자 40: 절연체 케이스
ℓ1, ℓ2: 회로기판과 절연체 케이스가 이격된 거리
ℓ1', ℓ2': 신축부의 길이

Claims (9)

  1. 회로기판에 실장되며 절연체 케이스 내측에 설치되어 동작하는 정전용량식 터치 스위치에 있어서,
    도전성 고무로 이루어져 일단부가 상기 회로기판의 전극패턴에 접하고 타단부는 상기 절연체 케이스 내측면에 접하는 연장전극;
    탄성을 갖는 재질로 이루어지며 일단부가 상기 연장전극에 부착되며 타단부에 상기 회로기판에 형성된 관통공을 통과하여 후크 결합하는 적어도 하나의 후크 결합부가 형성된 전극 고정부를 포함하는 정전용량식 터치 스위치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연장전극은, 중앙에 관통홀이 형성된 통형상으로 형성되며 상기 회로기판과 상기 절연체 케이스 사이의 간격이 변하여 길이방향으로 신축되더라도 상기 절연체 케이스와 접하는 면의 면적은 일정하게 유지되는 정전용량식 터치 스위치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연장전극은, 상기 절연체 케이스와 접촉하는 제1 접촉유지부와, 상기 전극패턴에 접하고 상기 고정부에 고정되는 제2 접촉유지부와, 상기 제1 접촉유지부와 상기 제2 접촉유지부 사이에 형성되어 상기 길이방향으로 탄성을 유지하며 신축되는 신축부를 포함하는 정전용량식 터치 스위치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 접촉유지부와 상기 제2 접촉유지부 중 어느 하나는 직경이 크게 형성되고,
    상기 신축부는 상기 제1 접촉유지부와 상기 제2 접촉유지부 사이를 경사면으로 연결하는 정전용량식 터치 스위치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신축부는 상기 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 주름이 형성된 정전용량식 터치 스위치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는, 상기 연장전극과 이중사출 방식으로 형성되어 상기 연장전극에 일체로 형성되는 정전용량식 터치 스위치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후크 결합부는, 상기 고정부와 동일 재질로 일체로 형성되며 상기 관통공을 관통하는 상기 회로기판의 반대면으로 완전히 노출되는 고정줄과, 상기 고정줄 중 일부가 외측으로 확장되어 상기 회로기판의 반대면에 걸려 고정되는 고정돌기를 포함하는 정전용량식 터치 스위치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정돌기는 상기 고정줄의 길이방향으로 중간부분에 위치하여,
    상기 고정줄은 상기 고정돌기가 상기 회로기판에 삽입되기 전에 상기 회로기판을 관통하여 노출되는 정전용량식 터치 스위치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정돌기는, 복수 개가 상기 고정줄의 길이방향을 따라 직렬로 배치되는 정전용량식 터치 스위치.
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