KR900001453B1 - 돔 스프링(dome spring)을 사용한 푸쉬버튼 스위치 및 그 스위치 소자 - Google Patents

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내용 없음.

Description

돔 스프링(dome spring)을 사용한 푸쉬버튼 스위치 및 그 스위치 소자

제1도는 종래예의 푸쉬버튼 스위치의 개략적인 단면도.

제2도는 종래예의 푸쉬버튼 스위치의 다른 하나의 개략적인 단면도.

제3도는 푸쉬버튼 스위치용 접촉기로서 사용되는 돔 스프링의 압력-변위 특성도.

제4도는 푸쉬버튼 스위치로서 스냅(snap, 동작을 갖는 키이톱(key top)의 압력-변위 특성도.

제5a, b도는 본 발명에 따른 푸쉬버튼 스위치의 개략적인 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 푸쉬버튼 스위치의 분해 부품 배열도의 일례.

제7a, b도는 본 발명인 제5b도의 구조에 따른 푸쉬버튼 스위치의 단면도이고,

제7a도는 키이톱에 압력을 가하지 않은 상태이고, b도는 키이톱에 압력이 가해지는 순간을 나타낸다.

제8도는 본 발명인 제5a도에 따른 레버(lever) 및 스위치 소자의 분해 부품 배열 투시도.

제9도는 제8도의 레버 및 단자판을 사용한 푸쉬버튼 스위치의 단면도.

제10도는 상기 제9도에서 언급한 푸쉬버튼 스위치의 다른 하나의 단면도로서 단면이 90˚회전된 것.

제11도는 원형 돔 스프링이 삽입된 단자판의 투시도.

제12도는 원형 돔 스프링에 사용된 단자판의 상면도(top view).

제13도는 직사각형 돔 스프링이 삽입된 단자판의 투시도.

제14도는 직사각형 돔 스프링의 투시도.

제15도는 직사각형 돔 스프링과 외부 및 내부 접점용 덴트(dent)를 나타내는 것으로서 단자판의 상면도.

제16도는 플란자(plunger)와 함께 키이톱을 고정시키는 방법에 대한 개선을 원근법에 의하여 설명하는 것으로, a도는 키이톱, b도는 플란자, c도는 키이톱 지지대로 형성되는 구멍에 플란자를 결합시키는 내부 부품확대도.

제17a도는 제16b도에서 보인 플란자의 부분 단면도.

제17b도는 플란자가 초기 상태로 복귀할때에 충격 및 잡음을 흡수하는 플란자 상부의 부분 투시도.

제18도는 키이 톱 위에 가해지는 비정상적인 누르는 힘을 완화시키는 플란자, 레버, 코일 스프링 및 단자판이 조립된 것의 개략적인 측면도.

제19도는 키이 톱 위에 가해지는 비정상적인 누르는 힘이 완화된 것을 나타낸 것으로서 키이 톱의 변위대 상부에서의 힘 및 하부에서의 플란자와 레버사이의 간격을 설명하는 특성 곡선.

제20a도는 개선된 스위치 소자의 상면도로서 직사각형 돔 스프링이 제거된 것.

제20b도는 a도에서 보인 스위치 소자의 단면도.

제21도는 제20도에서 보인 스위치 소자의 분해 부품 배열 투시도.

제22도는 세로축을 따라 g로 표시된 스냅력이 스위치 소자의 개선된 구조에 의하여 f로 증가되는 것을 나타내는 곡선.

제23도는 스위치 소자의 다른 개선에 관한 것으로서 간단한 제조공정에 의하여 금속판으로 만들어진 외부 및 내부 전극패턴.

제24도는 제23도에서 보인 전극 패턴을 위한 주형(molding)공정의 다음의 컷 오프 패턴도이다.

본 발명은 데이터 입출력 단자용 키이 보드에 주로 사용되는 푸쉬버튼 스위치에 관한 것으로서 특히 스위치 소자에서 사용된 돔 스프링을 작동함에 있어서 적당한 탄성 변환 구조의 플란자 및 스냅 동작을 갖는 그 세부구조에 관한 것이다.

본 발명은 적은 비용으로 생산되고 소형이면서 높은 신뢰도를 가지며 좋은 동작 특성을 실현하는 키이보드 스위치를 제공한다.

푸쉬버튼 스위치는 기계적 접촉 소자를 사용하는 스위치, 홀(holl)소자와 같은 비 접촉 소자를 사용하는 스위치, 전도막(conductive membrane)을 사용하는 스위치 등 몇가지 형태로 분류된다. 본 발명은 기계적 접촉소자로써 돔 스프링을 사용하는 첫 번째 유형에 속한다.

키이보드 오퍼레이터에게 좋은 동작 감촉을 주기 위하여 푸쉬버튼 스위치는 50내지 70그람 정도로 키이 톱상에 가해지는 누르는 힘으로 접점을 서로 단락하고 그 순간에 15그람 이상으로 상기 누르는 힘을 갑자기 감소시키는 스냅 동작을 가질 필요가 있다. 이 누르는 힘의 차는 다음부터 간단히 스냅력이라 한다. 돔 스프링은 스위치 소자에 형성된 내부 및 외부 접점 사이의 회로를 단락 및 개방하는 접촉기로서 적당한 소자이다.

돔 스프링을 사용한 푸쉬 버튼 스위치의 일례가 1983. 1. 23일자 S.Kamei, H.Nabetani 및 R.Kinoshita가 출원한 미국 특허번호 4, 370, 543에 명시되어 있다.

돔 스프링을 사용한 종래예의 구조가 제1도와 제2도에 도시되어 있다. 제1도는 푸쉬버튼 스위치의 개략적인 도식적 단면도이다. 스위치 소자 1은 돔 스프링 11, 주형된 절연체로 만들어진 단자판 12, 각 리드 단자 15와 16을 각각 갖는 외부 접점 13과 내부 접점 14로 구성되어 진다. 플란자 18을 갖는 키이 톱 17은 힘을 받아 하우징(housing) 50(부분적으로 도시됨)의 윗부분에 제공된 구멍25로 미끄러져 내려간다. 플란자 18의 이동은 코일 스프링 20과 한끝 22가 단자판 12에 고정된 액츄에이터(actuator)21을 통하여 돌 스프링 11로 전달된다.

액츄에이터 21은 단자판 12내에 형성된 원형 덴트(dent)24에 삽입되어 있고 바깥쪽으로 볼록한 돔 스프링 11의 중심부에서 돌기 23을 갖는다. 액츄에이터 21의 운동에 따른 돌기 23의 누르기 동작으로 돔 스프링은 외측으로 볼록한 형태에서 오목한 형태로 변형되어 외부 점검 13과 내부 접점 14 사이의 회로를 단락한다. 키이톱에서 누르는 힘이 제거되면 돔 스프링 11과 코일 스프링 20은 이들의 탄성 복원력 때문에 초기 상태로 되돌아가고 외부 접점 13과 내부 접점 14사이의 회로는 개방된다.

돔 스프링의 특성은 직경, 두께, 곡면의 반경, 물질의 강도등과 같은 설계 파라메타에 의존한다. 푸쉬 버튼 스위치에서 접촉기로 사용되는 돔 스프링의 압력-변위 특성의 일례를 제3도에 도시하였다. 가로축상에 나타낸 변위는 매우 적고 세로축상에 표시된 소요의 누르는 힘은 직접 구동을 하기에 너무 크기 때문에 손가락의 촉감이 좋을 수가 없다. 따라서 레버 기능을 가진 액츄에이터 21과 코일 스프링 20이 키이 톱상의 누르는 힘을 감소시키고 그것에 대한 적당한 변위를 얻기 위하여 삽입된다. 결과로서 나타난

제1도 및 2도에서 설명한 바와 같은 푸쉬버튼 스위치는 스위치의 다른 구성품과 비교하여 비교적 긴 액츄에이터 21을 필요로 한다는 데에 문제점이 있다. 이것은 스냅가능한 위치로 돔 스프링을 변형하는데 드는 힘이 그 설계 조건을 따라 수백 그람 정도를 요하기 때문인데 그것은 오퍼레이타의 손가락 감촉에 적당하다고 생각되는 50 내지 70그람의 힘의 두배 내지는 다섯배이다. 따라서 액츄에이터 21은 레버 기능을 가질 필요가 있고 또 고정점 22와 그것의 돌기점 23 사이의 거리는 수배에 해당하는 길이를 가질 필요가 있다.

그러므로 종래예의 돔 스프링을 사용하는 푸쉬버튼 스위치는 긴 액츄에이터를 갖는 스위치용 하우징이 대형으로 되거나 스위치 소자/액츄에이터 어셈블리 및 키이톱/플란자 어셈블리가 키이 보드 구조에 부분적으로 설치되는 문제점이 있었다.

스위치가 좁은 하우징에서 조립되어야 할 때에는 만족할 만한 누르는 힘 또는 스냅력을 얻기가 어렵다.

따라서 본 발명의 일반적인 목적은 접촉기로써 돔 스프링을 갖는 소형의 푸쉬버튼 스위치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 키이 톱상에서 부드러운 누르는 힘 및 동작중의 스냅 동작에서 만족할만한 촉감을 갖는 푸쉬 버튼 스위치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 높은 신뢰도를 가지며 대량 생산에 적합한 푸쉬버튼 스위치를 제공하는 것이다.

상기 서술한 그리고 관련된 목적들은 밑판에 수직으로 설치되어 있는 단자판에 형성된 덴트에 스프링을 구성하는 스위치 구조를 가진 본 발명에 의하여 달성될 수 있다. 그러므로 플란자 이동의 방향은 돔 스프링상에서 누르는 운동에 수직이고 따라서 플란자의 운동은 액츄에이터로써 레버를 사용하여 돔 스프링상의 수평 압박운동으로 변화된다. 스위치 소자 및 레버 구조의 이러한 배열은 스위치의 크기를 소형화 하는데 기여한다.

레버 구조의 두가지 형태, 즉 돔 스프링상에서 안쪽으로 압박동작을 갖는 것과 바깥쪽으로 압박동작을 갖는 것을 설명한다. 레버는 한쪽에서 플란자로부터의 작용점, 그리고 그 다른 한쪽에 피봇축을 중심으로 움직 일 수 있는 점을 갖는 수평 아암(arm)부분을 가지며, 첫 번째 아암에 수직으로 피봇점에서 뻗어나가고 그 끝 부분에 돌기를 갖는 두 번째 아암부를 가지며 따라서 두 번째 아암의 연장 방향과 그 위에 형성된 돌기의 사이드는 돔 스프링이 위에서 레버의 압박 동작의 방향을 결정한다. 더 상세한 설명은 뒤에서 제기된 실시예를 설명하면서 하기로 한다.

몇가지 다른 개선점이 본 발명에서 나타난다.

단자판과 밑판을 하나로 통합하고 동시에 주형하는 제조 방법을 설명하는데 이것은 제조 비용을 감소시키는데 기여한다.

돔 스프링에 대해서는 윗부분이 원형인 일반적인 것을 사용하는 대신에 직사각

스위치 소자에서 돔 스프링이 접촉기로써 사용되는 경우에 내부 접점과 돔 스프링은 돔 스프링이 스냅작에서 뒤집혀질 때, 충격에 의하여 상처를 입을수 있다. 충격을 완화하기 위하여 프레임의 돌출부상과 같은 탄성체상에서 내부 접점을 형성하는 방법을 설명한다. 스위치 소자의 이러한 설계는 또한 스냅 동작에서 냅력을 증가시키는 효과가 있다.

이들에 대한 자세한 설명과 플란자 및 레버 설계의 변경에 의하여 신뢰도를 증가시키는 방법, 낮는 비용으로 외부 및 내부 접점을 제조하는 설계등과 같은 다른 개선점들은 도면에 따라서 본 발명에 대하여 상술된 명세서를 읽음으로써 명확해진다. 전 도면을 통하여 같은 참조 숫자는 동일 또는 유사한 부품을 표시한다.

제5도(a)와 (b)는 본 발명에 따른 구조의 기본을 설명하는 푸쉬 버튼 스위치의 도식적 단면도이다.

제5도(a)와 (b)의 구조는 단자판 12, 외부 및 내부 접점과 돔 스프링으로 구성되는 스위치 소자 1과 액츄에이터의 구조상의 배열에서 제1도 또는 제2도의 것과 확실히 구별된다. 제5도(a)와 (b)에서 레버 40이 액츄에이터로 사용되고 단자판 12는 그 표면의 방향이 플란자 스트로크 181과 평행하게 배열되고 밑판 30상에 수직으로 고정된다.

레버 40은 강재로 만들어지고, 피봇 점 41이 있으며, 이 점의 주위에서 움직일 수 있다. 키이 톱 17을 누름으로써 플란자가 아랫쪽으로 이동할때에 코일 스프링 20은 레버 40의 끝부분 42를 누르게 된다. 레버의 다른 한 끝 43은 제5도(a)의 경우에 수평으로 그리고 바깥쪽으로 움직여서 끝부분 43에 형성된 돌기 431이 돔 스프링 11을 바깥쪽으

제5도(b)에서 돔 스프링은 그 볼록면이 바깥쪽으로 배치되어져 있다. 레버 40이 끝부분 42에서 눌러지면 다른 한끝 43에 형성된 돌리 431은 돔스프링을 안쪽으로 누르게 된다.

따라서 운동 방향은 제5도(a)의 경우의 반대이다.

제5도(b)의 실시예의 일례가 푸쉬버튼 스위치의 분해 부품 배열도인 제6도의 구조로써 실체화된다. 단자판 12는 밑판 30에 수직으로 단단히 고정되고, 덴트 24에 설치되면서 그 볼록면이 바깥쪽으로 되어 있는 돔 스프링 11, 외부 접점 13과 내부 접점 14, 절연막 26과 외부 및 내부 접점에 각각 결합되는 리드 단자 15 및 16으로 구성되어진다. 리드 단자 15와 16은 밑판에 형성된 구멍 33을 통하여 삽입되고 거기에 고정된다.

레버 40은 네 개의 아암 401-404와 이들 아암에 의하여 형성된 구멍 405를 갖는 직사각형 모양이다. 두 번째 및 네 번째의 서로 대응하는 두 개의 아암 402와 404의 각 외측에는 밑판 30의 지지부 32에 형성된 구멍 321에 끼워지는 피봇으로써 돌기 411이 형성되어 있고 따라서 레버40은 돌기 411주위에서 피봇을 중심으로 회전할 수 있다. 플란자 18과 접촉하는 첫 번째 아암 401의 중앙 상단부에는 돌기 407이 코일 스프링 20을 위한 시트(seat)로써 형성되고 세 번째 아암 403의 내부 표면의 중심부에는 또 하나의 돌기 408(제6에는 도시되지 않았고, 제7도에 도시되어 있음)이 형성되어 돔 스프링 11의 중심부를 안쪽으로 누른다. 하우징 50에는 플란자가 미끄러져 오르내리는 구멍 51과 단

하우징 50에는 바닥부의 외부 표면에 네 개의 돌기 53(이들중, 두 개가 제6도에 도시되어 있음)이 있고 이 돌기는 하우징 50을 밑판 30에 형성된 덴트 또는 구멍 31을 사용하여 밑판에 고정시키는데 사용된다.

조립된 상기 스위치의 단면도가 제7도(a)와 (b)에 나타나 있고, 여기에서 제7도(a)는 키이 톱상에서 누르는 힘이 없을 때의 것이고 제7도(b)는 키이톱이 눌러져서 돔 스위치가 변형되고 회로가 단락되는 순간을 나타낸다.

제7도(a)와 (b)는 플란자 18이 상부 구멍 182를 가지고 있고, 키이 톱 17에는 그 바닥 표면상에 형성된 돌기 171이 있으며 따라서 두 개의 부품이 단단히 결합된다. 플란자 18도 또한 하부구멍 183과 돌기 184를 가지고 있다. 코일 스프링 20의 상부는 상기 구멍 183과 돌기 184사이에 삽입되고 하부는 레버 아암 401상에 형성된 돌기 407위에 장착된다. 플란자 18에는 제6도에서 보인바와 같이 계단 185가 있어서 하우징 50으로부터 빠져 나오는 것을 방지한다.

키이톱이 눌러질 때, 운동은 플란자와 코일 스프링 20을 경유하여 레버 401에 전달된다. 레버 아암 401은 아랫쪽으로 힘을 받고, 돌기 408은 오른쪽으로 움직여서 제7도(b)에서 보인 바와 같이 돔 스프링 11을 누른다.

누르는 힘이 제거되면 돔 스프링 11과 코일 스프링 20에 의한 탄성력이 제7도(a)에서 보인 것처럼 플란자를 원위치 시킨다.

제6도와 7도에서 단자판 12와 밑판 30은 따로 따로 제조되어 그후에 조립된다. 그러나 이들은 모노블록(monobloc) 주형 공정으로 쉽게 제조될 수 있고, 단일체로 집적될 수 있으며 이것에 의하여 리드단자, 접점과 이들 사이의 내부 연결리드가 동시에 주

제8도는 제5도(a)에 따른 레버 및 단자판 구조의 다른 형태의 분해 부품 배열 투시도이고, 제9도 및 10도는 레버구조의 이러한 형태를 사용하여 조립된 푸쉬버튼 스위치의 단면도이다.

제8도에서 레버 40은 두 개의 아암 412와 413을 가지며, 아암 422는 아암 413의 중심부에 결합되어 우측으로 T자 모양을 형성한다. 아암 412에는 돌기 407이 코일 스프링 20을 위한 시트로써 형성되고 아암 413은 양끝 부위에 두 개의 고리가 있으며, 또한 그 중심부에 돌기 408(제9도)이 있다. 단자판 12의 양쪽 측면에는 두 개의 돌기 121가 있고 레버 40이 여기에 걸린다. 따라서 레버는 돌기 121의 주위에서 축을 중심으로 움직일 수 있다.

제8도에서는 직사각형의 돔 스프링 11이 전에 사용했던 원형 대신으로 사용되었고, 그 볼록면이 안쪽으로 위치하고 있다. 직사각형 스프링을 사용하는 이유는 나중에 좀 더 자세히 설명한다. 돔 스프링을 덮기 위하여 절연막 26과 접착성막 27이 사용된다. 단자판 12는 밑판 30과 하우징 50 사이에 고정된다.

제8도에서 보인 스위치 소자와 레버가 푸쉬버튼 스위치에 조립된 뒤에 누르는 힘이 없는 상태의 단면도가 제9도엔 도시되어 있다. 플란자 18이 눌러지면 레버는 돌기 121의 피봇 위치 주위에서 시계 방향으로 회전하고 돌기 408이 제9도에서 왼쪽으로 수평하게 움직여서 돔 스프링 111을 눌러준다. 제10도는 제9도의 X-X'선을 따라 화살표 방향으로 취해진 또 하나의 단면도이다.

일반적으로 사용된 원형 돔 스프링 11이 단자판 12에 형성된 덴트 24에 위치된다. 제11도는 이러한 단자판의 투시도이고, 제12도는 원형돔 스프링이 없는 상태에서의

반경 r을 갖는 돔 스프링이 삽입되어 세 개의 외부접접 13위에 설치됨으로써 항상 이들과는 접촉하여 있다. 그러나 내부 접점 14는 돔 스프링이 중심부에서 바깥쪽으로 볼록하게 되어 있기 때문에 돔 스프링과는 분리되어 있다. 누르는 동작이 돔 스프링에 가해지면 형이 바뀌어져서 그 곡면의 방향이 바깥쪽으로 볼록하던 것이 오목하게 변형된다. 따라서 외부접점 13과 내부 접점 14가 단락된다.

키이 보드 오퍼레이터에 더 좋은 촉감을 주기 위하여 돔 스프링의 중앙부에서의 변위는 그 스냅 동작의 순간에 커야할 필요가 있다. 돔 스프링을 설계하는데 있어서, 변위는 그 지름이 커짐에 따라 증가한다. 예를 들면 변위를 50% 증가 시키기 위해서는 지름을 약 40% 정도 증가 시킬 필요가 있고 이는 스위치의 크기를 증대시키게 된다. 변위는 또한 돔 스프링의 곡면의 반경이 감소할 때에 증가하지만, 이 방법은 누르는 힘을 크게 해야하고, 스위치의 수명을 단축 시킨다.

제13도는 제8도의 설명에서 이미 사용된 직사각형의 돔 스프링 111을 갖는 개량된 단자판 12의 투시도이다. 단자판은 직사각형 돔 스프링 111이 내장될 직사각형의 덴트 241을 가지며 단자판의 외부 크기는 제11도의 것과 똑같다.

제14도는 돔 스프링 111의 투시도이고, 제15도는 돔 스프링이 없는 단자판의 상면도이다. 원 242는 일반적으로 사용된 반경 r을 가진 종래의 원형 돔 스프링의 사이즈_a

r_a=1.4r

돔 스프링의 네 개의 코너는 덴트 241의 코너에 형성된 각 외부 접점 13위에 놓여지고 네 개의 접점은 서로 연결되어 리드단자 15로써 끌어내어진다. 두 개의 내부 접점 14는 서로 연결되어 리드단자 16으로 끌어내어진다.

직사각형의 돔 스프링 111을 갖는 상기 단자판의 구조를 이용할 때에 스냅 동작순간의 변위는 반경 r_a'의 원형 돔 스프링의 구조를 사용할 때와 같고 이 경우의 변위는 반경 r을 가진 원형 돔 스프링의 약 1.5배이며, 이것은 스위치의 동작과 촉감을 향상시킨다.

제7도에서 설명한 바와 같이 종래의 예에서는 키이 톱 17이 플란자 18에 고정되고 그 밑면에 형성된 돌기 171을 플란자 18의 구멍 182에 일치시킨다. 플란자와 키이톱은 둘다 플라스틱재로 만들어지고 제조할 때에 치수상의 오차를 가지며 따라서 키이 톱은 주위 온도 변화 또는 장시간 동작으로 인한 마모에 의하여 야기되는 변형 때문에 플란자로부터 빠지는 경향이 있다.

키이 톱이 빠지는 것을 방지하기 위하여 제16도에서 보인 바와 같이 키이 톱 및 플란자의 구성에 피팅 메카니즘(fitting mecanism)이 추가된다. 제16도(a)는 키이 톱의 밑측으로부터의 투시도이다. ＂[＂과＂]＂의 형상으로 되어 있고 외부 표면에 돌기 190을 각각 갖는 두 개의 지지대 172와 173이 키이톱의 바닥면상에 형성된다. 플란자의 투시도가 제16도(b)에 도시되어 있다. 직사각형의 구멍 182에는 제16도(c)에서 보인 바와 같이

부품 188은 제조 공정에서 단일체로 플란자와 함께 주형된다.

제16도(b)의 Y-Y선을 따라 취해진 단면도가 제17도(a)에 나타나 있다. 구멍 182에는 계단 189가 서로 대응하는 측변의 각 내부 표면에 형성되어 지지대 172와 173에 형성된 돌기 190을 이용하여 지지대 172와 173을 고정시킨다. 조립되고 고정되어 있는 키이톱과 플란자의 단면도가 제10도에 도시되어져 있다.

키이 톱에서 누르는 힘이 제거되면 플란자는 돔 스프링과 코일 스프링의 스프링 동작에 의하여 초기 상태로 되돌아가기 시작하여 하우징에 형성된 스토퍼에 의하여 정지되고 범프(bump)에서 잡음을 발생한다. 제16도(b), 제17도(a) 및 (b)에서 서로 대응하는 벽의 두 바깥 표면에 두 개의 바깥쪽으로 돌출한 스티크(stick)191이 형성된다. 제10도에서 보인 바와 같이 하우징 50의 상부에는 플란자용 구멍 51을 형성하고 두 개의 계단 54와 55가 내부 표면에 형성된다. 탄성이 있는 스티크 191이 먼저 계단 54에 충돌하고 충격을 흡수하면서 약간 변형되며 여기에서 잡음이 발생한다. 다음에 플란자 벽의 상부 192가 하우징의 두 번째 계단 55와 충돌하고 플란자를 완전히 정지시킨다.

플자란 구조에 관한 또하나의 개선점이 플란자 18, 레버 40, 코일 스프링 20 및 단자판 12가 조립되어 있는 계략적 측면도인 제18도에서 설명되고, 여기에서 플란자 18은 제16(b)에서 Z-Z선을 따라 취해진 단면도로써 나타나 있다. 제18도에서 플란자에는 두 개의 킷 오프 부분 193과 194가 있다.

일반적으로 레버 아암 412는 우측 끝부분에 점선으로 표시된 길이를 가지고 있고, 따라서 플란자의 컷 오프 부분 194는 제16도(b)에서 보인 바와 같이 필요치 아니하다. 피봇 부분 주위에서 레버를 움직이는데에 비정상적인 힘이 요구되는 등의 비 정상적인 조건이 레버 후크 414와 피봇 121 사이의 불량 결합이나 돔 스프링의 탄력성의 진동 때문에 발생하면 레버 아암 412의 상단부 417이 컷 오프부 194를 형성하는 밑면 195에 의하여 눌러지고 따라서 레버가 강제로 아래쪽을 향하여 이동한다.

이것은 제19도에 의하여 더 확실히 알수가 있고, 여기에서 가로축은 플란자의 변위를, 그리고 위쪽 곡선에 대한 세로축은 플란자의 누르는 힘을 나타내며, 아래쪽 곡선에 대한 세로축은 상단부 417과 밑변 195 사이의 거리를 나타낸다. (제1도에서 w로 표시됨, 곡선 A와 B는 스위치의 정상동작을 나타낸다. 누르는 힘을 크게 필요로하는 비정상 동작시에 곡선 A는 컷오프부 194와 레버 아암의 연장없이 A＂의 패턴을 취하지만, 플란자와 레버의 구조가 개선된 경우에는 곡선 A'로서 나타낸 패턴을 취하며 이는 더 적은 누르는 힘을 요하는 w=0 지점에서 레버의 끝에 플란자에 의하여 강제로 직접 가해지는 힘을 나타난다.

돔 스프링을 사용한 종래의 스위치 소자는 제11도와 제12도에서 보인 구조를 가지며 여기에서 리드 단자와 접점은 둘다 금속판으로 제조되고 접점과 리드 단자부위를 제외하고는 플라스틱 물질로 주형된다. 따라서 외부 및 내부 접점 13과 14는 플라스틱 보디에 단단하게 형성된다. 돔 스프링이 뒤집히는 각각의 시간에 내부 접점 14의 표면은 그로부터 충격 또는 상처를 받는다. 이것은 접촉 특성의 오기능을 야기하고 스냅 동작을 그 변위를 감소시킨다.

제20도 (a)와 (b)는 직사각형의 돔 스프링이 없는 상태에서 스위치 소자의 상면도

제22도는 고정된 내부 접점 형태의 종래 스위치 소자를 사용하는 경우 (곡선 B)와 상기 언급한 개량형을 사용한 다음 경우(곡선 A)의 두가지 경우에 대한 누르는 힘 대 키이 톱 변위의 관계를 나타낸다. 곡선상의 X점은 스냅 동작 지점을 나타내고 누르는 힘은 점 Y'에서 Y로 바뀐다. 두점 X와 Y 또는 Y' 사이의 누르는 힘의 차이를 의미하는 스냅력의 큰 것이 바람직하다. 이것은 제22도에서 g 또는 f의 크기로써 나타내어 진다. 탄력성이 있는 내부 접점을 사용하는 곡선 A는 스냅력을 증가시키고 오퍼레이터에 더 좋은 촉감을 주는데 기여하며 또한 스냅 동작에서 충격을 흡수하고 접점의 손상을 감소시키는데 기여한다.

상기 설명한 제20도와 21도의 스위치 소자는 외부 및 내부 전극이 따로 따로 제조되어 계속적으로 조립되는 구조를 갖는다. 같은 특징을 갖는 또 하나의 방법을 제23도와 제24도에 나타내었다. 제23도에서 외부 접점 13과 내부 접점 14, 리드 단자와 15와 16 및 상호 연결 배선부 131과 141이 단일펀치 아웃 공정으로 연속하여 제조되고 이 경우는 두 개의 패턴이 길다란 금속판으로부터 동시에 펀치됨을 나타낸다. 그 다음으로 형성된 패턴을 주형 처리하고, 최종적으로 제24도에서 보인 해치된 영역 150에 대하여 컷

본 발명은 그 취지 또는 근본적인 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 특징 형태에서 실시될 수 있다. 따라서 지금까지 상술한 실시예는 모든 점에서 설명하는 것일 뿐, 제한하는 것이 아니며 본 발명의 범위는 전술한 내용보다는 오히려 첨부된 청구 범위에서 지적되고 따라서 청구범위와 동일한 의미와 범위내에서 일어나는 모든 변화는 여기에 포함된 것으로 간주한다.

Claims (15)

1. 외부 접점(13)과 내부 접점(14)를 갖는 단자판(12)의 덴트(24)에 삽입된 돔 스프링(11), 스위치 동작으로 눌러질 수 있는 키이톱(17)과 플란자(18), 동작에 의해서 키이톱(17)이 돔 스프링(11)을 향하여 눌려지고 외부접점(13)과 내부접점(14)사이의 전기적 연결을 성취하기 위하여 돔 스프링을 변형시킬 때 플란자(18)의 운동을 전달하기 위한 스프링/레버(20/40)배열로 이루어진 것에 있어서, 스프링/레버(20/40) 배열이 스프링(20)과 레버(40), 첫 번째와 두 번째 아암부를 갖는 레버(40). 그의 한쪽 끝은 스프링(20)을 통하여 플란자(18)의 운동을 받는 돌기(407)과 그의 다른쪽 끝에서 움직일 수 있는 레버(40) 주위의 피봇축(41)을 갖는 떨어진 피봇축(41)의 끝(43)위의 돌기부(408)을 갖고 첫 번째 아암부에 대하여 직각인 피봇축(41)로부터 연장된 두 번째 아암부(403)으로 이루어지고, 돔 스프링(11)과 단자판(12)가 플란자(18) 운동 방향과 평행한 방향으로 위치하고, 스프링/레버(20/40) 배열은 플란자(18)의 운동에 응하여 첫 번째 아암부의 한쪽 끝의 변위가 플라자 운동 방향에 대해 역방향으로 두 번째 아암부에 형성된 돌기 (408)의 변위이고, 돌기(408)을 돔 방향으로 설치된 돔 스프링(11)을 변형시키는 것을 특징으로 하는 푸쉬버튼 스위치.
2. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 레버(40)가 피봇(41)을 중심으로 위치되고, 그 끝에서 상기 코일 스프링(20)의 하향 운동이 바깥쪽으로 볼록면을 가진 상기 돔 스프링(11)에서 피봇부에 인접한 상기 레버(40)의 다른쪽 끝(43)에 제공된 돌기(431)에 의하여 안쪽을 향한 수평으로 누르는 동작의 전환되는 푸쉬버튼 스위치.
3. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 레버(40)가 피봇(41)을 중심으로 위치되고, 그 끝에서 상기 코일 스프링(20)의 하향 운동이 안쪽으로 볼록면을 가진 상기 돔 스프링(11)에서 피봇부(41)에 인접한 상기 레버(40)의 다른쪽 끝(43)에 제공된 돌기 (431)에 의하여 바깥쪽을 향하여 수평으로 누르는 동작으로 전환되는 푸쉬버튼 스위치.
4. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 단자판(12)이 상기 밑판(30)에 수직으로 설치되고 상기 단자판(12)의 밑면에 리드 단자(15,16)을 가지며, 상기 리드단자(15,16)는 상기 밑판(30)에 제공된 구멍(33)을 통하여 단단히 고정되고, 상기 단자판(12)의 윗면은 상기 하우징(50)의 윗분부분에제공된 구멍(25)에 의하여 지지되는 푸쉬버튼 스위치.
5. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 단자판(12)과 상기 밑판(30)이 단일체로 결합되고, 플라스틱의 물질을 사용하여 모노블록 주형 처리로 제조되는 푸쉬버튼 스위치.
6. 청구범위 제2항에 있어서, 상기 레버(40)가 네 개의 아암(401,402,403,404)으로 이루어진 직사각형으로 되어있고, 서로 대향하는 두 번째 및 네 번째 아암(402,404)의 두 바깥 표면에 상기 레버(40)의 피봇으로써 상기 돌기(411)를 가지고 있으며, 상기 네 개의 아암(401,402,403,404)에 의하여 형성된 구멍(405)를 통하여 상기 단자판(12)이 통과할 수 있으며, 첫 번째 아암(401) 위에 상기 코일 스프링(20)용 시트(seat)로써, 돌기(407)를 가지고 있고, 세 번째 아암(403)의 내측 표면에 상기 돔 스프링(11)을 작동시키기 위하여 또 하나의 돌기(408)를 갖는 푸쉬버튼 스위치.
7. 청구범위 제3항에 있어서, 상기 레버(40)가 두 개의 아암(412,413)이 있는 T자형 구조를 가지고 있고, 첫 번째 아암(412)은 양쪽끝 부분에 돌기(407)를 가지고 있으며, 두 번째 아암(413)은 양쪽끝 부분에 걸고리(414)를 가지고 있으며, 상기 단자판(12)에 제공된 돌기(121)에 피봇을 중심으로 설치되고, 상기 두 번째 아암(413)은 또한 아암의 중심부에 상기 돔 스프링(111)을 작동시키기 위하여 돌기(408)를 갖는 푸쉬버튼 스위치.
8. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 단자판(12)이 직사각형의 덴트(24)를 가지고 있고, 그 코너에 첫 번째 돌출 접점(13)이 형성되고, 중심부에 두번째 돌출 접점(14)이 형성되며, 상기 돔 스프링(111)이 직사각형인 푸쉬버튼 스위치.
9. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 플란자(18)가 구멍(182)를 가지고 있고, 그 내부에는 지지체(172)(173)에 형성된 돌기(190)가 제공되어 플란자(18) 스트로크의 방향에 축방향으로 배열되어 있으며, 상기 키이톱(17)의 지지체(172)(173)에 제공된 돌기(190)는 플란자(18)의 구멍(182) 내부에 맞물려 지는 것이 가능하며, 상기 플란자(18)의 구멍(182)내에서 상기 돌기(19)에 변하는 내측벽에 계단(189)이 형성되고, 이것에 의하여 상기 키이톱(17)이 상기 지지체(172)(173)의 외부 표면에 형성된 돌기(190)에 의하여 고정되는 푸쉬버튼 스위치.
10. 청구범위 제1항에 있어서, 상기 플란자(18)가 그 양측면에 외측으로 돌출한 스티크(stick)(19)를 가지고 있고, 상응하는 내부 계단(54,55)이 상기 하우징(50)의 상부에 제공되어 상기 플란자(18)가 정지 위치로되돌아 갈때에 충격을 흡수할 수가 있고, 이 때문에 상기 돌출한 스티크(191)는 플란자(18)의 스토퍼가 작동할 때까지 변형되어지는 푸쉬버튼 스위치.
11. 청구범위 제7항에 있어서, 상기 플란자(18)에 대하여 컷 오프부(193,194)가 제공되고, 상기 레버의 첫번째 아암(412)이 상기 컷 오프의 가상의 벽 부분까지 연장되고, 상기 컷 오프부(193,194)에스 플란자(18)의 인접한 바닥 표면과 상기 레버(40)의 끝 사이의 간격은 상기 레버(40)의 누르는 힘이 설계된 제한치 이상일 때에는 상기 플란자(18)의 하향운동이 상기 레버 아암(412)의 끝을 눌러 주는 기능을 갖도록 선택되는 푸쉬버튼 스위치.
12. 스위치 소자에 있어서, 외부 접점(13) 및 내부 접점(14)과 리드 단자(15,16), 그리고 돔 스프링(11)용 덴트가 단자판(12), 상기 외부 및 내부 접점(13,14)을 덮기 위하여 상기 덴트(24)에 삽입되고, 자극이 없을 때에는 바깥쪽으로 볼록면을 가지며, 볼록에서 오목 구조로 형이 변함에 따라 상기 돔 스프링(11)을 자극함으로써 상기 외부 및 내부 접점(13,14) 사이에 전기적 결합을 이루게 하는 상기 돔 스프링(11), 탄성이 있는 상기 내부 접점을 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 소자.
13. 청구범위 제12항에 있어서, 상기 각 내부 접점(14)이 멘더링 금속 프레임(621)의 돌출부에 형성되는 스위치 소자.
14. 청구범위 제13항에 있어서, 상기 단자판(12)이 덴트(24)가 베이스 판(64), 내부 접점(14)이 있는 첫 번째 금속 프레임(621), 구멍이 있는 절연막(63), 그리고 외부 접점(13)이 있는 두 번째 금속 프레임으로 구성되는 스위치 소자.
15. 청구범위 제12항에 있어서, 상기 외부 및 내부 접점(13,14), 리드단자(15,16), 그리고 상기 접점(13,14)과 상기 리드단자(15,16) 사이의 상호 연결 배선부가 하나로 이루어져 있는 금속판으로부터 펀치 아웃처리에 의하여 계속적으로 형성되어지고, 상기 단자판(12)이 계속하여 주형처리 및 컷 오프 처리에 의하여 형성되어지는 스위치 소자.

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