KR20210078782A - 다방향 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 하우징에 지지되고, 다방향으로 분할된 플레이트 형상의 스프링 전극, 상기 스프링 전극을 관통하여 상기 베이스 하우징과 체결되고, 상면에 굴곡면이 형성된 체결 볼트 및 상기 체결 볼트의 굴곡면에 지지되고, 상기 스프링 전극을 가압할 수 있는 푸쉬부를 포함하는 P타입 스위치를 포함하는 다방향 스위치로서, 본 발명에 의하면, 기존 스위치 구조와 달리 대량의 전력을 공급 가능하고, 구조를 단순화하여 자동화 및 대량생산 대응이 용이하며, 전력 공급을 위한 전극부의 접촉이 체결에 의해 완벽하게 이루어져 불량 및 내구 문제 발생 가능성이 매우 낮다.

Description

다방향 스위치{MULTI-DIRECTIONAL SWITCH}

본 발명은 스위치에 관한 것으로서, 특히 다방향 절환이 가능하며 대량의 전력을 공급 가능한 다방향 스위치에 관한 것이다.

스위치는 램프나 모터와 같은 부하에 전력을 공급하여 작동시키는 부품이다. 그렇기 때문에 장치를 구동시키기 위해서는 충분한 전력을 공급하여야 한다. 스위치에서 직접 부하를 연결 할 수 있는 경우이면 가장 바람직하지만, 대부분의 스위치는 부하를 구동시키는 데 충분한 전력을 공급하지 못하여 릴레이를 연결하기 위한 저전력만 공급하고, 실제 부하 연결은 릴레이 또는 전력소자를 통해 하게 된다.

직접 전력을 구동시킬 수 있는 경우도 있기는 하지만, 이 경우에 전력 전달의 안정성을 위해 스위치의 디자인이 굉장히 제한되게 된다.

직구동형 스위치는 2가지 분류로 구분된다. 슬라이딩식 직구동 스위치의 경우 판재의 슬라이딩 접촉에 의해 전력을 전달하지만, 계면물질로 그리스를 반드시 사용해야 하기 때문에 계면 탄화 및 부식에 매우 취약하다.

맞대기식 접점의 경우 접점이 빠른속도로 접촉하여 그 상태를 유지해야 하기 때문에 적합한 형상을 선정하는 것이 매우 어렵다. 때문에 특정한 구조의 스위치가 전세계적으로 사용되고 있는 상황이다.

선행특허 1(일본 공개특허공보 제2000-315445호)의 텍타일 스위치는 충분한 전력을 공급하지 못하고, 선행특허 2(일본 공개특허공보 제2010-040431호), 선행특허 3(한국 공개특허공보 제10-2017-0069534호)에 개시된 구조는 전력 공급은 가능하나 불량을 유발할 수 있는 원인을 내포한다.

즉, 택타일 스위치를 사용할 경우 구조상의 취약점에 의해 대량의 전력을 공급하는 것이 불가능하고, 충분한 전도성을 가지는 돔 구조 설계가 불가능하다.

그리고, P 타입 스위치는 스위치의 구조가 복잡하여 대량생산이 불가능하고 접촉부가 취약해 대량의 전력을 공급할 경우 내구성에 문제가 있다.

예로서, 도 1과 같은 별물형의 기존 4-way 스위치의 경우는 4way 구동을 위해 매우 복잡한 구조가 필요하다.

즉, 수직방향으로 세워진 막대(1)는 4축 이동을 위해 2개의 조각으로 분리되어 힌지에 의해 작동한다. 또한 스위치를 밀어주기 위한 별도의 구조물(2)을 중간에 삽입해야 하고, P 타입 스위치가 4개 모서리에 하나씩 위치하게 된다.

이때 스위치는 전극 형성을 위해 각각 3개의 별물, 총 12개의 전기회로로 구성된다.

또한 스위치를 구성하는 전기 통전 루트가 P 타입 스프링이 밀어주는 힘만으로 유지되기 때문에, 마모 부식에 의한 통전 불량 발생 가능성이 매우 크고, 그로 인해 추가적인 도금 공정을 필요로 한다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

일본 공개특허공보 제2000-315445호 일본 공개특허공보 제2010-040431호 일한국 공개특허공보 제10-2017-0069534호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 기존 스위치 구조와 달리 대량의 전력을 공급 가능하고, 구조를 단순화하여 자동화 및 대량생산 대응이 용이하며, 전력 공급을 위한 전극부의 접촉이 체결에 의해 완벽하게 이루어져 불량 및 내구 문제 발생 가능성이 매우 낮은 다방향 스위치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 다방향 스위치는, 베이스 하우징에 지지되고, 다방향으로 분할된 플레이트 형상의 스프링 전극, 상기 스프링 전극을 관통하여 상기 베이스 하우징과 체결되고, 상면에 굴곡면이 형성된 체결 볼트 및 상기 체결 볼트의 굴곡면에 지지되고, 상기 스프링 전극을 가압할 수 있는 푸쉬부를 포함하는 P타입 스위치를 포함한다.

상기 P타입 스위치는, 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 측단으로부터 하방향으로 연장되는 푸쉬부, 상기 체결 볼트의 굴곡면 상에 안착되는 굴곡면을 가진 체결부를 포함한다.

그리고, 상기 푸쉬부에는 측면으로부터 돌출된 걸림단이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 푸쉬부는 상기 스프링 전극의 분할된 수만큼 분할 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 체결 볼트의 굴곡면은 오목면으로 형성되고, 상기 체결부의 굴곡면은 하방향으로 볼록한 볼록면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 체결 볼트의 굴곡면은 볼록면으로 형성되고, 상기 체결부의 굴곡면은 하방향으로 오목한 오목면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 체결 볼트는 버스바와 체결되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 스프링 전극의 분할된 각 단부에는 접점이 배치되고, 상기 접점에 자성체가 부착되며, 상기 베이스 하우징에 구비되는 솔레노이드를 더 포함할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 일 관점에 의한 다방향 스위치는, 베이스 하우징에 지지되고, 다방향으로 분할된 플레이트 형상의 스프링 전극, 상기 스프링 전극을 관통하여 상기 베이스 하우징과 체결되는 체결 볼트 및 상기 체결 볼트에 지지되고, 상기 스프링 전극을 가압할 수 있는 푸쉬부를 포함하는 P타입 스위치를 포함하고, 상기 체결 볼트는 버스바와 체결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 푸쉬부는 상기 스프링 전극의 분할된 수만큼 분할 형성된 것을 특징으로 한다.

기존 스위치의 경우 대전력을 흘리는데 제한적이나, 본 발명을 이용할 경우 대전력의 회로를 간단한 구조로 구성할 수 있다.

그리고, 기존 스위치의 경우 대전력의 회로를 구성할 수 없기 때문에 내구성과 성능 확보를 위해 릴레이를 추가로 설치 구성해야 한다.

또한, 기존 스위치의 경우 4way 형태를 구성하기 위하여 매우 복잡한 구조와 많은 부품이 필요하지만 본 구조를 이용할 경우 부품수가 획기적으로 축소되고, 내구 신뢰성은 더 높아지는 효과를 가진다.

그리고, 기존 스위치의 경우 접촉 방식으로 구동부가 지속적으로 마모되어 통전불량을 유발할 수 있으나, 본 발명의 경우 마모부가 존재하지 않아 내구 신뢰성이 우수하다.

또한, 기존 스위치의 경우 형상과 접점의 수에 제약이 있는 반면 본 발명의 경우 형상과 접점의 수에 제약이 없다. 즉, 3점, 4점, 6점, 8점 등 다양한 형태로 제작이 가능하고 가로 판 형태를 수직으로 접게 되면 수직방향 구동도 가능하게 된다.

그리고, 기존 스위치의 경우 구동을 위해 상부에 위치한 레버를 4방향으로 작동시켜야 하고, 그로인해 복잡한 힌지 구조를 가지게 되지만, 본 발명의 예에서 볼트의 형상 변경을 통해 상부 구조물이 유동할 수 있는 지지대 역할을 하여 4방향, 6방향 등 다양한 방향으로의 작동이 가능하다.

또한, 기존 스위치의 경우 작동을 위해 수직형태의 접점과 이를 작동하기 위한 긴 레버가 필요하지만(2cm 이상), 본 발명의 기술을 이용할 경우 높이 0.5 cm 수준의 스위치를 구성할 수 있다.

나아가, 본 발명의 구조물은 기계적 작동 뿐만 아니라 솔레노이드를 이용하여 구동시킬 수 있으므로, 다채널 릴레이 제작이 가능하다.

도 1은 종래의 4-way 스위치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다방향 스위치의 평면 형상을 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면 형상을 도시한 것이다.
도 4는 도 3을 기준으로 본 발명의 다방향 스위치의 동작 상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 다방향 스위치의 일 부분을 도시한 것이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다방향 스위치의 일 응용예를 각각 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다방향 스위치의 다른 일 응용예를 각각 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 다방향 스위치의 평면 형상을 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면 형상을 도시한 것이다. 그리고, 도 4는 도 3을 기준으로 본 발명의 다방향 스위치의 동작 상태를 도시한 것이다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 다방향 스위치를 설명하기로 한다.

본 발명은 자동차용 시트 스위치 또는 이와 유사한 기기에 사용되는 스위치에 관한 것이다. 본 스위치의 작동을 통해 시트 내부에 위치한 모터가 작동하여 시트의 위치를 이동시키거나 등받이 또는 요추 지지대를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 하지만 기존의 시소 타입 직구동형 스위치는 2방향으로만 작동이 가능하여 4방향 작동이 불가능하고, 2방향 작동의 경우에도 작동을 위해 매우 복잡한 스위치 구조가 필요하다. 4방향 작동을 위해서는 택타일 스위치 4개 + 릴레이 4개의 형태를 사용하여야 하며, 구성은 가능하지만 릴레이의 추가로 비용이 크게 상승하게 된다. 이를 대체하기 위한 기계식 직구동 스위치의 경우에도 P 타입 스프링 스위치를 4방향에 배치하여 형상에 제약이 따르고, 제조 공정이 매우 복잡하고 자동화에 불리한 단점을 가진다.

반면, 본 발명의 다방향 스위치는 탄성 복원력을 가지며, 다방향으로 분할된 플레이트 형태의 스프링 전극(120)을 포함하고, 스프링 전극(120)을 고정시키는 체결 볼트(110)와, 체결 볼트(110) 상측에 배치되고 스프링 전극(120)을 누를 수 있는 P 타입 스위치(130)를 포함한다.

스프링 전극(120)은 베이스 하우징(10)에 형성된 전극 지지부(11) 상에 지지 배치되고, 도시와 같이, 베이스 하우징(10)에 복수의 접점(12), 도시상에서는 4방향 접점(12)이 배치되고, 4방향으로 분할된 스프링 전극(120)의 각 단부의 4개의 접점(121)이 서로 맞물림으로써 통전시키게 된다.

체결 볼트(110)는 스프링 전극(120)을 관통하여 베이스 하우징(10)과 체결됨으로써, 스프링 전극(120)을 전극 지지부(11) 상에 고정시킨다.

나아가, 체결 볼트(110)의 상면은 라운드진 굴곡면으로 형성된다. 도시의 예에서와 같이, 체결 볼트(110)의 상면은 오목면으로 형성될 수 있다.

그리고, 체결 볼트(110) 상측에 배치되는 P 타입 스위치(130)는 상부 플레이트(131), 푸쉬부(132), 체결부(134)로 구성된다.

상부 플레이트(131)는 대체로 평탄할 수 있으며, 도시와 같이 상부 하우징(20) 간에 형성된 공간에 배치되어 조작 가능하게 구성된다.

푸쉬부(132)는 상부 플레이트(131)의 측단으로부터 하방향으로 연장되고, 도시와 같이 4-way 스위치의 경우에는 푸쉬부(132)는 4 부분으로 형성될 수 있다.

체결부(134)는 P 타입 스위치(130)를 체결 볼트(110) 상에 지지되게 하는 것으로서, 앞서 예에서와 같이 체결 볼트(110)의 상면(111)이 오목면일 경우 체결부(134)는 하방향으로 볼록면으로 구성되어 체결 볼트(110)의 오목면 상에 안착된다.

본 발명은 이와 같이 P 타입 스위치를 1축에 2개씩 또는 십자형 4개 형태로 제작하여 중앙부를 볼팅 체결로 고정한다.

그리고, 체결 볼트(110)는 버스바와 체결됨으로써, 도 4와 같이 B+ 전원공급 회로의 역할을 함으로써, 고부하 연결이 가능하게 된다.

도시와 같이, 4 방향 중 일 방향의 상부 플레이트(131)를 푸쉬하면, 푸쉬부(132)가 스프링 전극(120)을 누르게 되고, 스프링 전극(120)의 해당 접점(121)이 베이스 하우징(10)의 접점과 맞닿게 되어 통전됨으로써 부하에 전원을 공급하게 된다. 그리고, 푸쉬부(132) 측방으로 돌출되어 형성되는 걸림단(133)이 상부 하우징(20)에 걸림으로써 과도한 변형을 방지시키고, 누르는 힘이 해제되면 스프링 전극(120)은 탄성 복원력에 의해 원위치로 복원된다.

나아가, 도 5에 나타낸 바와 같이, 체결 볼트(110-1)의 상면(11-1)이 볼록면으로 형성되고, P 타입 스위치(130)의 체결부(134-1)가 하방향으로 오목한 오목면으로 구성되어 맞물릴 수도 있으며, 이와 같은 구성에 의해서 다방향 푸쉬가 자유롭게 구현 가능하다.

한편, 본 발명의 스프링 전극(120)은 프레스에 의한 타발법으로 제조가 가능하기 때문에 다양한 형상으로 구현이 가능하다.

즉, 도 6a와 같은 3방향 분할된 스프링 전극(120-1), 도 6b와 같이 6방향 분할된 스프링 전극(120-2), 도 6c와 같은 卍 자 형태의 스프링 전극(120-3), 도 6d와 같이 사선으로 접은 卍 자 형태 등으로 구현이 가능하다.

또한 원형 형태도 구현될 수 있으며, 3접점, 6접점, 8접점 등 다양한 형태로 구성이 가능해진다.

나아가, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 스프링 전극(120) 접점(121) 아래에 자성체(221)를 부착시킬 수 있다.

이 경우 자성체(221)에 인접하여 하우징에 구비되는 솔레노이드(222)에 의해 스프링 전극(120-1, 120-4)을 구동시킴으로써 다채널의 릴레이를 제작할 수가 있다.

즉, 자기를 띠는 물질이면 가능하며, 강자성체인 경우 보다 바람직하다.

이상에서 살펴본 본 발명의 다방향 스위치는 대량의 전력을 공급 가능하며, 마모부식의 가능성이 없어져, 무도금 또는 저렴한 주석도금 사양만 적용하더라도 충분한 내구성능을 확보할 수 있다.

또한, 수직방향의 장착이 가능하므로 제조 공정 자동화에 매우 유리한 특성을 가지고, 공정 단순화, 부품수 축소, 도금공정 삭제, 두께 감소 등으로 원가 절감이 가능해진다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

110 : 체결 볼트
111 : 굴곡면
120 : 스프링 전극
121 : 접점
130 : P 타입 스위치
131 : 상부 플레이트
132 : 측방 푸쉬부
133 : 걸림단
134 : 체결부

Claims (10)

1. 베이스 하우징에 지지되고, 다방향으로 분할된 플레이트 형상의 스프링 전극;
   상기 스프링 전극을 관통하여 상기 베이스 하우징과 체결되고, 상면에 굴곡면이 형성된 체결 볼트; 및
   상기 체결 볼트의 굴곡면에 지지되고, 상기 스프링 전극을 가압할 수 있는 푸쉬부를 포함하는 P타입 스위치를 포함하는,
   다방향 스위치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 P타입 스위치는,
   상부 플레이트;
   상기 상부 플레이트의 측단으로부터 하방향으로 연장되는 푸쉬부;
   상기 체결 볼트의 굴곡면 상에 안착되는 굴곡면을 가진 체결부를 포함하는,
   다방향 스위치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 푸쉬부에는 측면으로부터 돌출된 걸림단이 형성된 것을 특징으로 하는,
   다방향 스위치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 푸쉬부는 상기 스프링 전극의 분할된 수만큼 분할 형성된 것을 특징으로 하는,
   다방향 스위치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 체결 볼트의 굴곡면은 오목면으로 형성되고, 상기 체결부의 굴곡면은 하방향으로 볼록한 볼록면으로 형성된 것을 특징으로 하는,
   다방향 스위치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 체결 볼트의 굴곡면은 볼록면으로 형성되고, 상기 체결부의 굴곡면은 하방향으로 오목한 오목면으로 형성된 것을 특징으로 하는,
   다방향 스위치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 체결 볼트는 버스바와 체결되는 것을 특징으로 하는,
   다방향 스위치.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 스프링 전극의 분할된 각 단부에는 접점이 배치되고, 상기 접점에 자성체가 부착되며, 상기 베이스 하우징에 구비되는 솔레노이드를 더 포함하는,
   다방향 스위치.
9. 베이스 하우징에 지지되고, 다방향으로 분할된 플레이트 형상의 스프링 전극;
   상기 스프링 전극을 관통하여 상기 베이스 하우징과 체결되는 체결 볼트; 및
   상기 체결 볼트에 지지되고, 상기 스프링 전극을 가압할 수 있는 푸쉬부를 포함하는 P타입 스위치를 포함하고,
   상기 체결 볼트는 버스바와 체결되는 것을 특징으로 하는,
   다방향 스위치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 푸쉬부는 상기 스프링 전극의 분할된 수만큼 분할 형성된 것을 특징으로 하는,
    다방향 스위치.

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