KR930000088Y1 - 전기 스위치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기 스위치

제1도는 본 고안에 따른 한쌍의 판형 스프링 접속부가 작동부재와 결합된 형태를 나타낸 도면.

제2도는 본 고안에 따른 수직 폐쇄형 스프링 접속부의 측면도.

제3도 및 제4도는 작동으로 인한 두개의 연속 위치점에서 수직 폐쇄형 접속부와 작동 부재에 대한 측면도.

제5도는 본 고안에 따른 수직 개방향 접속부의 측면도.

제6도는 본 고안에 따른 이격전 접속형(make-before-break)스프링 접속부재의 측면도.

제7도는 본 고안에 따른, 받침점이 기판의 일부분으로 제작된 수직-폐쇄형 스프링 접속부의 측면도.

제8도는 연속적으로 폐쇄되는 2개의 수직 개방 접속부를 갖는 스프링 부재를 도시한 도면.

제9도는 전화기 세트에서 라인 스위치 장치에서 사용되는 여러개의 다중 판형 접속부를 도시한 도면.

제10도는 제9도의 단면도로서, 본 고안의 양호한 실시예에 있어서 라인 스위치 플런저와 다중 스프링 접속부와의 상호 작용을 설명한 도면.

제11도는 다중 스프링부재를 유지하는 인쇄 배선 기판을 제거한 후, 제10도 도면의 단면도.

제12도는 제9도 내지 제11도의 전화기 세트에서 사용된 인쇄 배선 기판의 배치 관계를 상세히 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 작동자 11, 12 : 리브

30, 31 : 스프링부재 40 : 기판

301 : 고정점 302, 303 : 요곡부

510, 512 : 와이어

본 고안은 전기 스위치, 특히 이 전기 스위치에 사용되는 캔틸레버식 판형 스프링 접속부(cantilever leaf spring contacts)에 관한 것이다.

바람직한 전기 스위치는, 접속부가 어디에 위치하는가에 따라 이 스위치내의 한 배열체가 (가) 활성에 따라 통상개방 및 폐쇄인 스위치, (나) 활성에 따라 통상폐쇄 및 개방인 스위치이거나, (다) 하나는 통상 개방 상태에 있고 다른 하나는 통상 폐쇄 상태에 있는(또는 이와 반대의 상태도 가능함) 한쌍의 접속부를 갖는 스위치를 제공할 수 있다.

부가적으로, 인쇄 배선 기판(PWB)상에는 공간상의 제약이 있기 때문에, PWB상에 탑재된 소형 구성으로 스위칭 기능을 행하도록 하는 것이 가능하다. 예컨대 전화기에서는 여러 스위치가 PWB상에 스위치 후크나 전자 회로와 같이, 사용자 작동키 사이에 삽입된다. 이러한 스위치들은 전화기의 기계적인 구성에 용이하게 부착할 수 없는 그들 자체의 특수 패킹을 갖고 있다.

미국 특허 제 4,099,037호, 고안의 명칭이 "Keyboard Switch Assembly Having Cantilevered Leaf Spring Contact Assembly on Common Conductive Frame'인 특허에서는 푸시버튼형 키가 복수개의 통상 개방형 접속부를 활성화 하는 것이 도시되어 있다. 이들 접속부 들은 절연층상에서 기판에 리벳 고정된 복수개의 동일 한 프레임이다. 스위치 패킹이 전화기 세트 장치용에서 유선형이더라도, 리벳과 절연층의 사용은 적합치 않다. 또한 단지 통상 개방(접속)에 관해서만 도시되어 있지만, 통상 폐쇄(이격) 접속부들로 여러 장치에서 바람직하다. 동일한 키보드에서 접속과 이격의 혼합은, 동일한 프레임 상에 위치한 다른 기판의 도입없이, 상기 특허의 스위치 구조를 이용하는 것은 적당치 않다.

따라서 본 고안의 목적은 비용이 낮고, 규격이 작은 전기 스위치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또다른 접속은 하나의 기판상에 탑재된 복수개의 스프링 부재를 갖고, 통상 개방 접속부 및 통상 폐쇄 개방부를 설치할 수 있는 스위치를 제공하는데 있다.

본 고안은 저규격의 부품으로 스프링 기능과 접속 기능이 결합되어 있는 스위치에 관한 것이다. 상기 스위치는 캔틸레버형 스프링 부재와 중심에 위치한 지렛대를 구비한다. 작동자는, 자유 단부가 인가된 힘의 방향과 반대 방향으로 이동되게끔, 상기 지렛대와 캔틸레버 스프링 부재 사이에 힘을 부가하도록 위치된다.

실시예에서의 스프링부재는 한 단부가 인쇄 배선 기판의 슬롯에 끼워진 곡선 형태이다. 삽입된(고정된) 단부는 전기적 접속부가 인쇄 배선 기판상에 위치한 전도체 경로와 접속을 이룬다.

한 실시예에서는 중심에 위치에 지렛대는 스프링 부재내의 요곡부를 구비하며, 이 요곡부는 작동자가 스프링 부재에 힘을 가할때 폐쇄되는 통상 개방 접속부로서 동작한다.

다른 한 실시예에서는 스프링 부재의 자유단부는 작동부재가 스프링부재에 힘을 가할때 개방되는 통상 폐쇄 접속부로서 동작한다.

본 고안의 특징은, 각 스프링 부재는 한쌍의 접속부가 이격전 접속(make-before-break) 동작을 할 수 있다.

본 고안의 또하나의 특징은, 다중 스프링부재는 동일한 작동자에 의해 작동될 수 있으며, 각 스프링부재는 접속부가 어디에 위치하는가에 따라 통상 개방형 스위치 이거나 또는 통상 폐쇄형 스위치일 수 있다.

본 고안에 관한 그밖의 목적과 특징은 첨부 도면을 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안에 따른 한쌍의 스프링부재(30, 31)를 갖는 스위치를 도시하고 있다. 각 스프링부재는 금속판이 길게 연장되어 있다. 금속판의 재질은 자체에 탄성력이 부가된 인청동(phosphor bronze)이다. 스프링 부재(30, 31)는 그 단부가 캔틸레버 구성으로 하여서 기판(40)내에 들어간다. 따라서 스프링부재(30)가 동작 상태시에는 와이어(510)와 (512)의 접속은 스프링부재(30)와 접극 패드(511)를 통해서 이루어진다. 이와 비슷하게 스프링부재(31)의 작용에 의하여 와이어(520)와 (522) 사이의 접속은 스프링부재(31)와 접극패드(521)를 통해서 이루어진다.

스프링부재(30)의 구조를 살펴보면, 이 부재에는 스위치 작동시에 접속 상태를 양호하게 하기 위한 한쌍의 요곡부(302, 303)를 갖는다. 요곡부(303)는 패드(511)와 양호한 전기적 접속을 행하기 위하여 귀금속판으로 되어 있다. 요곡부(303)의 볼록한 부분이 패드(511)와 접속되는 부분이다.

작동자(10)는 한쌍의 탑재 블럭(20)을 갖는 기판(40)에 고정된다. 탑재 블럭과 작동자에는 서로 정렬된 일렬의 구멍이 있어서, 이들 구멍에 강철핀(21)이 삽입되어 서로 고정된다. 앞서 언급된 바와 같이, 스프링부재(30, 31)에는 캔틸레버 구성의 일단에서만 기판(40)과 견고하게 고정된다. 제1도에 도시된 바와 같이, 견고한 고정은 와이어(510, 520)가 스프링부재에 부착된 부분에서 이루어진다. 작동자 (10)에는 스프링부재(30)과 (31) 각각이 연속적으로 동작되도록 한쌍의 리브(11, 12)를 갖고 있다.

제2도는 스프링부재(30)의 구조를 상세히 도시한 것이다. 도면에서 스프링부재(30)는 고정 단부점(301)에서 기판(400)에 고정됨은 물론, 이 지점에서 전기적 접속이 이루어질 수도 있다. 기판(4OO)은 와이어링 패드 등과 같은 부품을 내장한 인쇄 회로 기판일 수도 있다. 상기 기판(400)은 스프링부재가 다른 전기 부속품보다 더 많은 공간을 필요로 하지 않도록 하는데 적합하기 때문에, 소형의 스위치를 제공한다. 또한 인쇄 회로 기판에 직접 탑재시키는 것은, 부가적인 전기적인 접속 또는 기계적인 접속등과 같이 일괄적 조립 스위치에 대한 여분의 비용을 절감시켜준다. 스프링부재(30)는 도시된 바와 같이 곡선 형태이어서 스프링부재(30)의 단부점에서 기판(400)과 물리적인 접속을 이룬다(그러나 스프링부재의 중간 부분은 돌출되어 있다). 스프링부재(30)는 폐쇄시에 접속패드(511)에 접속된다. 요곡부(303)는 캔틸레버 구조체의 자유 단부면에 위치한다. 접속 패드(511)는 전기 전도성의 금속이다. 본 실시예에서 상기 금속 부분은 기판 하부면상의 인쇄 배선 경로 또는 와이어에 요곡부(303)와 접속 패드(511)를 상호 접속시키기 위하여, 기관(400)내의 1개 구멍을 관통하고 있다. 제12도에 도시된 바와 같이 요곡부(303)와 접속 패드(511)는 다른 인쇄 배선 기판 부품이나 기판 상부면상의 경로와 접속될 수 있다.

제3도는 스위치의 기능을 설명하기 위하여 스프링부재(30)와 일체화된 작동자(10)를 도시하고 있다. 작동자(10)는 제1도에서 설명한 바와 같이 탑재 블럭에 피봇식으로 접속을 이룬다. 강철핀은 작동자내의 구멍에 끼워진다. 리브(11)는 작동자가 하방으로 이동함에 따라서 스프링부재(30)를 하방으로 밀면서 접속을 이룬다. 이러한 작동자의 하향으로의 이동 압력은, 패드(511)와 접속을 이루게한다. 이러한 접속 동작은 접극면을 깨끗이 닦는다.

제4도는 작동자(10)가 하향으로 이동한 후, 스프링부재(30)의 위치를 도시한 것이다. 스프링부재의 중심부에 있는 요곡부(302)가 기판(4OO)과 기계적인 접속을 이룬 후에, 스프링부재상에 리브(11)로부터의 어떤 하향압력이 있으면 스프링부재(30)의 요곡부(303)가 상승하여 패드(511)와 이격된다. 따라서 요곡부(302)는 지렛대로서 역할을 한다. 지금까지는 고정점(301)이 스프링부재(30)가 회전할 수 있는 한 지점이기 때문에 지렛대 역할을 했다. 이때에 요곡부(303)는 스프링부재(30)의 임의의 지점에 있을 수 있어서, 요곡면(302)의 선택적인 위치 또는 리브(11)의 선택적인 위치에 의하여, 작동자(10)의 이동 상태시에 여러 동작 지점중 임의의 한 지점에서 패드 접속부(511)와의 접속을 이격시킬 수 있다는 점은 상당히 주목할만하다. 제1도는 리브(11), (12)의 선택적 위치가 소정의 순서로 작동되는 것을 도시하고 있다.

제5도 내지 제8도에는 본 고안에 따른 가능한 다양한 여러 장치를 도시한 것으로서, 몇개의 접속 구성을 보여주고 있다. 예컨대 제5도는 요곡부(32)가 리브(11)의 하향 이동에 응답하여 패드 접속부(520)와 간단히 "접속"을 이루는 상태를 도시하고 있다.

제6도는 1개의 스프링부재에서 접속 기능과 이격 기능을 설명하는 것으로서, 요곡부(302)는 요곡부(303)가 패드 접속부(511)에서 이격되기 전에 패드 접속부(520)와 접속된다.

여기서 스프링부재(30)는 이격되기 전에 접속되는 스위치에서 전달 접속부로서 동작한다. 요곡부(302)는 접속이 필요없을때, 요곡부(302)는 지렛대에 의해서 제7도에 도시된 기판으로 대체될 수 있다.

제7도를 살펴보면, 고정점(301)은 초기에 전체 스프링부재(30)가 지렛대(411)와 접속을 이룰때까지 주위를 이동하는 지렛대를 제공한다. 그후 2개의 지렛대가 역할을 한다. 즉 (가) 지렛대(301, 고정점)는 스프링부재(30)의 제1부분이 주위를 이동하는 이동점을 제공하며(상기 제1부분은 요곡부(303)와 리브(11) 사이의 영역에 있다). (나) 지렛대(401)는 스프링부재(30)의 제2부분이 주위를 이동하는 이동점을 제공한다(제2부분을 요곡부(303)와 리브(11) 사이에 있다). 지렛대(411)는 평탄한 기판상의 임의 지점에서 돌출된 부분이다. 기판이 절연 하우징인 경우, 지렛대(411)는 스프링부재의 임의의 지점과 고정점 사이의 한곳에 표면을 성형화 할 수 있다. 기판이 인쇄 배선 기판인 경우, 지렛대(411)는 레지스터와 같은 부품일 수 있다. 이 부품은 기계적인 내구력과 절연성이 좋으며, 다른 구성 부품과도 전기적으로 절연 상태를 유지한다.

제8도는 본 고안의 또다른 예로서, 스프링부재(30)는 고정점에서 적합한 고정형태를 하고 있어서, 접속 부품(302, 520)과 (303, 511)이 개방 상태로 되어 있다. 요곡부(303)는 요곡부(302)보다 크게 제작되어서, 접속 부품(303, 511)은 리브(11)가 하향으로 이동함에 따라 접속 부품(302, 520)에 앞서 접속이 이루어지게 한다. 접속 부품(303, 511)은 리브(11)의 하향 이동에 따라 다시 개방 상태가 된다. 따라서 작동자가 하향 이동되는 동안에 하나의 스프링 부재에 의하여 3개의 스위치 동작이 연속적으로 행해진다. 이러한 동일의 동작은 요곡부(302, 303)가 동일한 규격일때 가능하다. 즉 이 경우에는 스프링부재의 곡선형을 재조정할 필요가 있다.

마지막으로, 가장 중요한 것은 1개의 작동자가 복수개의 스프링 부재를 작동시켜서, 제4도 내지 제8도에 도시된 바와 같이 독립적으로 서로 다른 스위치 작동 효과를 가져온다. 1개의 작동자로서 동작되는 여러개의 스프링부재를 갖는 스위치의 바람직한 응용예는, 이하에서 제9도 내지 제12도를 참조하여 설명될 전화기의 라인 스위치이다.

특히 전화 수화기를 수납한 전화기 기판부가 제9도에 도시되었다. 전화기 기판에는 인쇄 배선 기판(400)이며, 이 위에 스프링부재(300)가 탑재된다. 작동자(100)는 라인 스위치이며, 전화기 기판에 고정된 탑재 블럭(200)에 의해서 유지된다. 리브(100), (120)는 작동자(100)구조체의 성형화로 제작된다. 전화 수화기(도시하지 않음)가 기판상에 놓일때, 작동자(100)는 하향으로 압력을 받아서, 스프링부재(300)를 작동상태에 있도록 한다. 수화기의 무게는 스프링부재(300)의 복원력을 초과하도록 선정된다.

제10도는 제9도에 도시된 작동자(100) 부위의 단면도이다. 작동자(100)는 수화기가 기판상에 있을때의 온-후크 상태를 굵은 선으로 표시하였다. 작동자(100)는 인쇄 배선 기판(400)상에 탑재된 스프링부재(300)를 리브(110), (120)에 의하여 연속적으로 작동되도록 핀(210)을 주축으로 하여 움직인다. 작동자(100)는 수화기가 기판에서 들렸을때의 "오프-후크" 위치를 도면에서 점선으로 표시하였다. 스프링부재(300)의 복원력은 작동자(100)를 상기 위치점으로 밀어올린다. 전화 수화기의 무게와 핀(210)의 적정 위치에 의한 지레 작용은 개개의 스프링 부재가 전화기의 온-후크, 오프-후크 상태시에 소정의 위치에 있도록 해준다.

제11도는 제10도에 도시된 단면도를 개략적으로 도시한 것으로서 인쇄 배선 기판을 생략하여 도시하였다. 이 도면에서 우리는 스프링부재가 없을때에 정지한 작동자의 위치에 관해 주목하자. 스프링부재의 복원력은, 일반적으로 전화기 라인 스위치와 관계된 코일형 스프링의 필요성을 배제시킨다.

제12도는 스프링부재(300)를 내장한 인쇄 배선 기판(4OO)의 상세도이다. 여러개의 부품(42O)은 서로 접속되어 있으며, 또한 인쇄 배선로(410)상의 스프링부재(300)와도 접속된다. 인쇄 배선 기판내의 홀(450)은 작동자 아암(100, 제9도 내지 제11도 참조)이 이 홀을 통해 이동 되도록 위치한다. 홀(450)은 불규칙적인 형태이어서, 독자는 이 홀의 방향을 식별할 수 있다(예컨대 제12도에서는 인쇄 배선 기판이 상향으로 하여 부품과 접하고 있는 반면, 제9도에서는 하향으로 하여 부품과 접하고 있다. 각 스프링부재에 의해 달성되는 특정 동작은 제12도에서 명기하지 않았지만, 앞서 설명한 바와 같이 각 스프링부재는 제4도 내지 제8도에서 설명한 여러 응용예 중의 한가지일 수 있다.

본 고안의 다양한 실시예에 관하여 설명하였지만, 본 고안의 기술 사상에 의거하여 각종의 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 변형예도 본 고안에 속하지만, 1개 이상의 스프링부재를 별개의 스위치(stand-alone switch)로서 이용하기 위해 분리 하우징으로 한다거나, 1개 이상의 스프링부재를 삽입한 여러개의 평형 기판(하나의 기판은 스프링부재를 유지시키고, 다른 하나의 기판은 스프링부재가 릴레이와 유사한 동작을 할때 이들 스프링부재와 전기접속이 되도록 위치한다)을 이용하는 것에도 제한되는 것은 아니다.

Claims (7)

1. 전기 스위치에 있어서, 1개의 자유단부률 갖고, 이 자유단부와는 다른 한 단부(301)에서 기판부재(400)에 부착되어 있으며, 상기 자유단부에서 전기적 전도 부분(303)과, 상기 단부(301)와 자유단부 사이에 위치하고 기판부재 방향(400)으로 향한 돌출부(302)를 갖는 연장형 스프링부재(30)와, 힘은 단부(301)와 돌출부(302) 사이에 있는 한 지점상에 가해지며, 또한 이 힘은 돌출부(302)가 기판부재(400)와 물리적인 접속이 행해진 후에 자유단부가 기판부재(400)에서 이격되도록 하며, 스프링 부재를 상기 기판부재(400)로 향해 구동되는 방향으로 스프링부재(30)에 상기 힘을 가하는 부재(11)와, 상기 스프링부재(30)의 이동에 응답해서, 스프링 부재 (30)의 자유단부에서 전기적 전도 부분(303)과 전기적 접속을 "접속"과 "이격"이 행해지도록 기판부재(400)상에 위치한 제1금속 소자(511)를 구비한 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기 접속부(510)는 단부(301)에서 상기 스프링부재와 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
3. 제1항에 있어서, 스프링부재(30)의 자유단부에서 전기적 전도 부분(303)과 제1금속 소자(511)는 힘을 가하는 부재(11)에 의해 스프링부재(30)에 힘이 가해지기 전에, 전기 접속에 있는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
4. 제1항에 있어서, 상기 스프링부재(30)의 자유단부에서 전기 전도 부분(303)과 제1금속 소자(511)는 힘을 가하는 부재(11)에 의해 스프링부재(10)에 힘이 가해지기 전에 전기 접속에 있지 않는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
5. 제1항에 있어서, 상기 스프링부재(30)의 자유단부에서 전기 전도 부분(303)은 스프링부재(30)에서 형성된 요곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
6. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(302)는 스프링부재(30)에서 형성된 요곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.
7. 제1항에 있어서, 상기 기판부재(40)는, 스프링부재(30)의 이동에 응답하여, 스프링부재(30)상의 돌출부(302)와 전기적 접속을 "접속"과 "이격"이 행해지도록 기판부재(400)상에 위치한 제2금속소자(502)를 부가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 스위치.