KR950009024B1 - 개선된 작동자 어셈블리의 가진 푸쉬 스위치 - Google Patents

개선된 작동자 어셈블리의 가진 푸쉬 스위치 Download PDF

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세이치 이와사
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1995년08월10일
세키자와 스토무
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Abstract

내용 없음.

Description

개선된 작동자 어셈블리를 가진 푸쉬 스위치
제1도는 본 발명의 푸쉬 스위치에 사용된 박막 시이트형 스위치의 조립 사시도.
제2a도는 비작동 상태에서의 제1도의 박막 시이트형 스위치에 대한 횡단면도.
제2b도는 접점부가 폐쇄될 때의 동도.
제3a도 및 제3b도는 종래의 푸쉬 버튼 스위치에 대한 횡단면도.
제4a도 및 제4b도는 가스가 밀봉된 기밀성 막의 돔형 작동자가 사용된 각각 비작동 상태 및 손가락으로 누른 상태에서의 본 발명의 푸쉬 스위치의 제1실시예에 대한 횡단면도.
제5도는 작동자 어셈블리가 두개의 기밀성 막을 가진 제4(a) 및 4(b)도의 작동자 어셈블리의 변형예인 본 발명의 제2실시예에 대한 횡단면도.
제6도는 작동자 어셈블리가 발포 탄성체의 본체 및 그 본체에 내장된 기밀성막을 구비하고 있는 작동자 어셈블리의 다른 변형예인 본 발명의 제3실시예에 대한 횡단면도.
제7a도 및 제7b도는 슬라이더 어셈블리가 각각 제4a도 및 제4b도의 돔형 작동자 어셈블리 구조체에 부가된 본 발명의 제4실시예에 대한 횡단면도.
제8a도 및 제8b도는 각각 키톱 부재가 본 발명의 작동자 어셈블리상에 부가된 본 발명의 제5실시예에 대한 개략 단면도 및 조립 사시도.
제9a도 및 제9b도는 작동자 어셈블리가 발포 탄성체의 작동자 본체 및 다른 탄성체의 측벽을 구비하고 있는 각각 비작동 상태와 누름상태에서의 본 발명의 제6실시예에 대한 횡단면도.
제10a도 및 제10b도는 슬라이더 어셈블리가 발포 탄성체의 작동자 어셈블리에 부가된 각각 비작동 상태 및 누름 상태에서의 본 발명의 제7실시예에 대한 횡단면도.
제11a도 및 제11b도는 압력 분산판이 제10a도 및제10b도의 슬라이더 어셈블리와 작동자 어셈블리 사이에 부가된 각각 비작동 상태 및 누름 상태에서의 본 발명의 제8실시예에 대한 횡단면도.
제12a도 및 제12b도 또는 각각 제11a도 및 제11b도에서 사용된 압력 분산판에 대한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 10 : 돔형 작동자(domed actuator)
2, 2a, 2b : 키톱(Key-top) 부재
3 : 슬라이더(slider) 4 : 하우징(housing)
5 : 키바톰(Key-bottom) 부재 6, 6a, 6b : 압력 분산판
11 : 상부 부재 11a, 11b : 탄성막
12 : 바닥 부재 13, 13a, 13c : 기밀성-봉합부
14 : 작동자 본체 또는 탄성체 15 : 측면 지지 탄성 부재
30 : 슬라이더 어셈블리(slider assembly 40 : 홀(hole)
50 : 탄성 부재 50a : 돌출부
60 : 위치 이동 방지수단 70, 80 : 스프링
100 : 스위칭 소자 어셈블리(switching-element assembly)
110, 110a, 110b : 접점부 111a : 상부 시이트
111b : 하부 시이트 112 : 스페이서(spacer)
113a, l13b : 배선 패턴 140 : 탄성 부재
200 : 지지 패널(support panel) 300 : 손가락 끝
본 발명은 전자회로를 개폐하는 푸쉬 스위치(push switch)의 개량에 관한 것으로, 구체적으로는 경량, 소형 구조의 키보드용의 개선된 작동자 어셈블리(actuator assembly)를 갖는 푸쉬 스위치에 관한 것이다.
최근 정보 처리 기기의 발전에 따라, 푸쉬 스위치는 오퍼레이터와의 통신 수단으로서 중요한 역할을 담당 하고 있다. 이 푸쉬 스위치는 소형, 경량, 박형화가 요구될 뿐만 아니라 푸쉬 스위치의 누름 조작시 보다 쾌적한 조작감(터치감)을 필요로 한다. 휴대용 OA(사무 자동화)기기의 응용이 증대됨에 따라 보다 터치 감각이 좋은 박형, 경량의 스위치 소자에 대한 요구가 한층 높아지게 되었다.
일반적으로, 푸쉬 스위치는 전자 회로를 개폐하는 스위칭 소자 어셈블리(switching-element assembly) 및 스위칭 소자 어셈블리에 손가락에 의한 누름 작용을 전달하기 위한 작동자 어셈블리(actuator assembly)로 구성된다. 푸쉬 스위치의 스위칭 소자 어셈블리로는 여러가지 타입이 알려져 있는바 특징 응용목적에 따라 리드 스위치(lead switch), 메카니칼 스위치(mechanical switch), 박막 스위치(memberane switch), 전도성 고무 스위치(conductive rubber switch) 등이 사용되고 있다.
제1도 및 제2a도, 제2b도는 박형 키보드에 사용되는 박막 시이트형 스위치(membrance sheet type switch)로 알려져 있는 스위치 소자 어셈블리(100)의 구조예를 도시한 것이다. 제1도는 조립 사시도, 제2(a) 및 2(b)도는 횡단면도이다.
제1도에서, 스위치 소자 어셈블리(100)는 폴리에스테르 등의 가요성 필름상에 Ag(은) 또는 C(탄소) 잉크로 각각 배선 패턴(113a), (l13b) 및 복수의 접점부(110a), (110b)가 인쇄된 상부 시이트(111a) 및 하부 시이트(111b)와, 이들 시이트가 적층될 때 접점부(110a), (110b)에 대응하는 위치에서 홀(hole)을 갖는 스페이서(spacer)(112)로 구성된다.
제2a도 및 제2b도는 두 가지 다른 상태의 스위치 소자 어셈블리를 도시한 것으로, 제2a도는 접점부의 오프 상태를 나타내고 제2(b) 또는 두개의 접점부(110a), (110b)가 푸쉬 스위치에 대한 누름력에 의해 폐쇄될 때 접점부의 온상태를 나타낸다.
제3a도는 박막 시이트형의 스위치 소자 어셈블리(100)를 갖는 종래의 푸쉬 스위치(푸쉬 버튼 스위치라고 함)의 전체 구조예에 대한 횡단면도이다. 이 푸쉬 스위치는 또한 철등으로된 지지 패널(support panel)(200)을 구비하며, 스위칭 소자 어셈블리(100)가 그 위에 배치된다. 스위칭 소자 어셈블리(100) 상에는 하우징(housing)(4)이 배치되고, 하우징(4)의 홀 내에 슬라이더(slider)(3)가 이동 가능하게 배치되며, 슬라이더(3) 상에 키톱(Key-top) 부재(2)가 고정된다. 키톱 부재(2)가 손가락으로 눌려질 때 쾌적한 키터치 감각을 얻기 위해 두개의 스프링(70), (80)이 설치된다. 스프링(80)의 단부에 고정된 키바톰(KLey-bottom) 부재(5)는 스위칭 소자 어셈블리(100)를 눌러서 앞서 설명한 바와 같이 두개의 접점부(110a), (110b) 사이를 접촉시킨다. 이러한 형태의 푸쉬 스위치에서는 스위칭 소자 어셈블리 상에 설치된 모든 구성 요소가 푸쉬 스위치용 작동자 어셈블리 역할을 한다.
제3b도는 종래의 푸쉬 스위치의 다른 예에 대한 횡단면도이다. 제3a도와 제3b도의 구조적 차이는 후자 타입의 푸쉬 스위치는 스프링(80)이 하나뿐이고 슬라이더(3)의 바닥을 향해 돌출된 구형부를 갖는 고무 시이트로된 탄성 부재(50)를 추가로 구비한다는 점이다. 탄성 부재(50)는 내측벽 표면의 중앙에 돌출부(56a)를 가지며, 돌출부(50a)는 제3(a)도의 키바톰 부재(5)로서 작용한다. 제3(b)도의 푸쉬 스위치는 접점부가 폐쇄될 때 양호한 스냅 감각을 준다. 제3(b)도의 작동자 어셈블리는 광의로서 작동자 어셈블리(50)로 구성되며, 협의로서 슬라이더(3), 하우징(4), 키톱 부재(3), 스프링(80) 등을 구비한 슬라이더 어셈블리로 구성된다.
일반적으로, 쾌적한 키터치 감각을 얻기 위해서, 키상부 스트로크 길이는 약 3 내지 4㎜가 바람직하며, 슬라이더를 흔들림 없이 원만히 이동시키기 위해서 슬라이더 길이(제3(a)도에 도시된 길이 L)는 약 12㎜가 필요하다. 더 작은 규격이 사용될 수도 있지만 제3(a) 및 3(b)도에 도시된 바와 같은 지지 패널(200), 스위칭 소자 어셈블리(100) 및 자동자 어셈블리를 구비한 푸쉬 버튼 스위치의 전체 높이는 적어도 약 10㎜가 필요하다.
이에 대하여 최근 가령 약 1㎜ 내지 2㎜의 짧은 스트로크 길이를 가진 스위치 소자가 쾌적한 키터치 감각을 희생시킨 상태로 실용화되었다. 그러나, 흔히 사용되는 입력 장치에 사용되는 푸쉬 스위치의 경우에는 키터치 감각을 희생시키는 것은 적합하지 않다.
또한, 제3a도 및 제3b도에 도시된 바와 같은 기존의 푸쉬 버튼 스위치에서는, 대부분의 구성 요소가 ABS 수지와 같은 플라스틱 재료로 만들어지며, 하우징, 슬라이더, 키톱 부재, 스프링 등으로 구성된 슬라이더 어셈블리를 구비한 작동자의 무게가 푸쉬 버튼 스위치의 전체 중량의 약 60%가 된다. 쾌적한 키터치 감각을 얻기 위해 스트로크 길이가 커진다는 사실이 부분적으로 중량 증가의 원인이 된다.
한편, 푸쉬 스위치를 박형, 경량을 필요로 하는 휴대용 장치에 적용함에 있어서는, 제3a도에 도시된 바와 같은 스프링(70)이 없는 약 1㎜ 내지 2㎜의 스트로크 길이를 가진 푸쉬 스위치가 이용된다. 이러한 타입에서는, 접촉 에러 문제가 발생되는데, 키상부가 하향 바닥 위치로 눌러질 때(충돌 작용시)만 접점부가 폐쇄되기 때문에 키상부가 가벼운 손가락 터치로써 눌려질 경우에는 푸쉬 스위치가 접촉하지 않게 된다. 따라서 복수개의 푸쉬 스위치가 사용되는 키보드에 적용함에 있어서는, 입력 에러가 빈번히 발생되어 재입력 조작이 필요하게 된다.
박막 시이트형의 스위칭 소자 어셈블리를 사용하는 박형 푸쉬 스위치를 얻기 위해, 몇 가지 타입의 푸쉬 스위치가 제안되어 왔다. 그들 중에서, 일본 공개 특허 공보 소 57-55020호(1982. 4. 1. 공개, 1980. 8. 15.자로 출원된 미국 특허 제4,520,248호와 동일)에서는 박막헝 스위칭 소자 어셈블리 상에 설치된 작동자 어셈블리로서 1매의 발포 탄성체(elastic foaming material)가 사용되고 있다. 그리고 일본 공개 특허 공보 소 60-127619호(1985. 7. 8. 공개)에서는 볼록형의 변형 가능한 시이트 및 볼록형 부분의 주변에서 합쳐진 평면 시이트(양자 모두 플라스틱 재료로 됨)로 구성된 작동자 어셈블리가 쾌적한 클릭 감각(click feeling)을 얻기 위한 작동자로 사용되고 있다. 상기 특허 출원들에서는 박형 푸쉬 스위치를 얻기 위해 슬라이더 어셈블리가 사용되고 있지 않다.
본 발명의 일반적 목적은 박형, 소형, 간단한 구조의 푸쉬 스위치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 푸쉬 스위치를 누를 때 쾌적한 키터치 감각을 갖는 푸쉬 스위치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 푸쉬 스위치의 최상부를 누르는 동작 도중에 스위칭 소자를 폐쇄시키는 푸쉬 스위치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 작동자 어셈블리가 다른 작동자 어셈블리로 손쉽게 대체될 수 있는 푸쉬 스위치를 제공하는 것이다.
본 발명의 푸쉬 스위치는 지지부, 지지부상에 설치된 스위칭 소자 어셈블리, 스위칭 소자 어셈블리상에 설치된 작동자 어셈블리를 구비하는데, 박막 시이트형의 상기 스위칭 소자 어셈블리는 수직으로 배치된 제1 및 제2접점부를 가지며, 제2접점부는 제2접점부를 향해 탄성적으로 이동될 수 있어 작동자 어셈블리에 의해 눌려질 때 제1접점부와 접촉하게 된다.
본 발명의 특별한 특징은 작동자 어셈블리의 구조에 있는데, 그 작동자 어셈블리는 돔형의 가스가 밀봉된 탄성막의 기밀성 봉합부를 구비함으로써 기밀성 봉합부의 바닥면이 스위칭 작용을 행하는 스위칭 소자 어셈블리를 누르게 된다. 이러한 작동자 어셈블리의 몇가지 변형예가 기재되며, 본 발명의 작동자 어셈블리는 또한 손가락에 의해 누름 작용을 손쉽게 하기 위한 슬라이더 어셈블리를 구비한다.
[제1실시예]
제4a도 및 제4b도는 본 발명에 따른 푸쉬 스위치의 제1실시예를 도시한 것으로서 제4(a)도는 비작동 상태에서의 횡단면도, 제4(b)도는 푸쉬 스위치가 눌려질때의 횡단면도이다.
푸쉬 스위치의 스위칭 소자 어셈블리(100)는 철, 알루미늄 등의 지지 패널(200)사에 놓인다. 스위칭 소자 어셈블리(100)는 각각 배선 패턴 및 접점부(110a), (110b)를 가진 폴리에스테르등의 가요성막의 상부 시이트(111a) 및 하부 시이트(111b)를 구비한다. 이들은 AG(은) 또는 C(탄소) 잉크를 사용하여 그 위에 인쇄된다. 스페이서(112)는 두개의 시이트가 적층될 때 접점부에 대응하는 위치에서 홀을 갖는다.
스위칭 소자 어셈블리(100)의 접점부(110) 상에는 돔형 작동자(1a)가 배치되는데, 그 돔형 작동자는 공기로 밀폐되고 예컨대 폴리에틸렌막 또는 실리콘 고무로 된 탄성 막으로 이루어지는 상부 부재(top member)(11) 및 편평한 바닥 부재(bottom member)(12)로 구성된다. 다시말하여, 가스가 봉입 밀폐된다. 상부 부재(11)는 약 1㎜의 두께를 갖고 바닥 부재(12)는 약 0.3 내지 0.5㎜의 두께를 갖는다. 두개의 부재(11, 12)는 편리하게 대기압의 공기를 에워싼 접착제로써 접합될 수도 있다.
작동자 어셈블리의 상부 부재(11)는 손가락에 의한 쾌적한 터치 감각을 위해 구형 표면 또는 원추형의 측벽부를 가진 편평한 상부 손가락 터치부(20)를 가질 수도 있다. 돔형 작동자(1a)의 규격은 원만한 취급을 위해 적절히 결정된다.
제4b도에 도시한 바와 같이, 손가락 터치부(20)가 손가락 끝(300)으로 눌려질때, 돔형 작동자(1a)는 그 내부에 가스(공기) 압력이 발생하여 그 아래에 있는 상부 시이트(111a)를 균일하게 누르게 된다. 스페이서(112)가 스위칭 소자 어셈블리의 접점부의 위치에 홀을 가지고 있으므로, 상부 시이트(111a)는 아래쪽으로 구부러지고 접점부(110a)가 접점부(110b)와 접촉하게 되어 그 결과 그 접점부들에 접속된 회로를 폐쇄시키게 된다. 이러한 동작시, 손가락 터치부(20)는 접점부가 폐쇄된 후 더 아래쪽으로 눌려질 수 있다. 따라서, 스위칭 작용의 기능은 손가락의 하향 스트로크 이동 도중에 달성될 수 있다.
손가락 끝(300)의 누름력이 손가락 터치부(20)로부터 제거될 때, 돔형 작동자(la)는 밀봉된 가스 및 탄성상부 부재(11)에 의한 탄성력에 의해 제4(a)도에 도시한 원래의 형태로 복원되고, 접점부(110a), (110b)가 개방된다.
이 실시예에 있어서, 작동자 어셀블리는 돔형 작동(1a)와 같은 간단한 구조이기 때문에, 매우 가벼운 중량을 갖는 푸쉬 스위치가 슬라이더 하우징, 스프링 등이 없이도 실현될 수 있다.
돔형 작동자(1a)에 밀봉된 압축 가스 압력은 손가락에 반발력을 주며 이것은 또한 쾌적한 키터치 감각을 준다. 일반적으로 누름동작시 스트로크 길이와 비례적으로 증가하는 반발력이 쾌적한 키터치 감각을 준다는 사실은 잘 알려져 있다. 이 실시예에서의 반발력은 밀폐된 가스의 양에 따라 변화된다. 이 경우에는, 반발력이 스트로크 길이의 증가에 따라 정비례적으로 증가하지는 않지만 반발력이 단조롭게 증가되어 쾌적한 감각을 준다는 것을 확인할 수 있다.
손가락 끝(300)에 의해 감지된 반발력의 양은 밀폐된 가스의 압력을 변화시키거나 기밀성 탄성막(11)의 재료를 폴리에틸린 또는 실리콘 고무 이외의 다른 탄성을 가진 재료로 바꿈으로써 임의로 설정될 수 있다.
[제2실시예]
제5도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 것이다.
돔형 작동자(1b)는 탄성막(11a), (11b) 및 (12)로 형성되며, 그에 따라 탄성막(11b)에 의해 두개의 봉합부(13a), (13b)가 구분된다. 제1봉합부(13a), 즉 구획이 탄성막(11a), (11b)에 의해 기밀성을 갖고 형성되어 제1가스를 함유하며, 또한 제2봉합부(13b)가 탄성막(11b), (12)에 의해 기밀성을 갖고 형성되어 제2가스를 함유한다. 다른 부분은 제1실시예에서 설명한 것과 동일하다. 두개의 봉합부(13a), (13b)는 별도로 형성되어 함께 적층될 수도 있다.
돔형 작동자(1b)는 두개의 기밀성 봉합부로 분할되기 때문에, 제1가스 및 제 2가스의 가스 압력은 서로 다르게 결정될 수 있으며 그 결과보다 쾌적한 키터치 감각을 얻게 된다. 예를 들어, 제1가스의 압력이 제2가스의 압력보다 낮게 설정될 경우, 스위칭 소자 어셈블리(100)를 폐쇄하는데 필요한 스트로크 길이가 더 길어질 수 있다.
[제3실시예]
제6도는 본 발명의 제3실시예를 도시한 것이다.
돔형 작동자(1c)는 폴리우레탄 스폰지＜소위 몰토프렌(Moltoplen)＞과 같은 발포 탄성체의 작동자 본체(14)를 구비하며 돔형상으로 형성된다. 작동자는 그것의 상부면이 손가락 터치부(20)를 형성하는 절두 사각원추형과 같은 다른 형상일 수도 있다. 기밀성 봉합부(13c)는 가스를 밀봉한 탄성막(11b) 및 (12)에 의해 형성되고 작동자 본체(14)에 내장된다. 기밀성 봉합부(13c)는 제4(a)도의 돔형 작동자(1a)와 유사한 방법으로 형성될 수 있다. 다른 부분은 앞서 설명한 실시예의 경우와 동일하다.
이 실시예에서는, 발포 탄성체로 된 작동자 본체(14)가 제5도의 봉합부(13a)를 대신한다. 이 실시예는 제5도에 도시한 것보다 긴 스트로크 길이를 얻을 수 있다.
작동자 본체(14) 및 돔형 봉합부(13c) 형상 및 크기는 푸쉬 스위치의 필요성에 따라 적절히 결정될 수 있다.
[제4실시예]
제7a도 및 제7b도는 본 발명의 제4실시예를 도시한 것으로서, 제7a도는 비작동 상태에서의 횡단면도, 제7(b)도는 키톱 부재가 눌려질때의 횡단면도이다.
제7a도 및 제7b도에서, 작동자 어셈블리(10)는 제4a도, 5, 6도에 사용된 것(1a, 1b, 1c) 중에서 선택된 어느 하나일 수도 있지만 여기서는 제4(a)도의 돔형 작동자(1a)가 이 양 도면에서 사용된다.
작동자 어셈블리(10) 상에는 슬라이더(3)가 하우징(4)의 홀을 통해 위아래로 활강하고 슬라이더(3)의 키바톰 부재(5)가 작동자 어셈블리(10)와 접촉하게끔 슬라이더 어셈블리(30)가 구성된다. 슬라이더(3)의 상부에는 손가락 터치부(20)를 가진 키톱 부재(2b)가 고정되며, 제7(a) 및 7(b)도의 푸쉬 스위치가 키보드의 통상의 키톱 부재 사용시 느낄 수 있는 것과 동일한 감각을 갖고 조작될 수 있다.
하우징(4)은 나사 수단 또는 삽입 수단(도시생략)에 의해 지지 패널(200)에 고정된다. 슬라이더 어셈블리(30)를 제외한 다른 부분은 앞서 설명한 실시예의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다.
제7b도에 도시한 바와 같이, 손가락 끝(300)이 손가락 터치부(20)를 누를 때, 키바톰 부재(5) 즉 슬라이더(3)의 바닥끝은 돔형 작동자(10)를 아래쪽으로 누르고 그 내부의 밀폐된 가스 압력이 발생하여 균일한 압력을 아래에 설치된 접점부(110) 상에 전달한다. 그 결과, 접점부(110a)가 아래쪽으로 눌려져서 접점부를 폐쇄시켜 스위칭 작용을 행하게 된다.
두께가 얇고 중량이 가벼운 종래의 푸쉬 스위치에서는, 스위칭 소자 어셈블리(100)의 접점부(110)를 직접 누르는 슬라이더 어셀블리가 이용되었다.
그러나 이 실시예에서는 접점부가 슬라이더(3)에 의해 그들 사이의 작동자 어셈블리(10)를 통해 간접적으로 눌려진다. 따라서, 가스 압력이 적절히 선택되면, 슬라이더(3)가 스트로크의 바닥끝에서 아래로 가기 전에 접점부가 폐쇄될 수 있으며 슬라이더(3)가 탄성 작동자 어셈블리(10)에 의한 반발력에 대항하여 더 눌러질 수 있다. 그러므로, 스트로크 이동 도중에 스위칭 작용이 달성될 수 있다.
[제5실시예]
제8a 및 제8b도는 본 발명의 제5실시예를 도시한 것으로서, 제8a도는 횡단면도, 제8b도는 작동자 어셈블리의 조립 사시도이다.
이 도면에서, 돔형 작동자(1)는 제4(a), 5, 6도에서 사용된 것(1a, 1b, 1c) 중 어느 하나일 수도 있다. 키톱 부재(2a)는 염화 비닐로 만들어지고 투명성을 가지며 단단한 얇은 시이트로 형성되고 오목한 상부면을 갖는다. 그것의 바닥면상에는 문자 및 기호와 같은 마크(21)가 인쇄되는데, 그 마크는 투명한 키톱 부재(2a)를 통해 상부측에서 볼 때 정상적인 마크 패턴이 보여질 수 있게끔 전방측 및 후방측을 반전시키는 방식으로 인쇄된다. 돔형 작동자(1) 및 키톱 부재(2a)는 이 도면에 도시한 바와 같이 접착제로 하게 고정된다.
이 실시예는 키보드에 사용되는 푸쉬 스위치에 적합하다. 일반적으로, 키보드의 키톱 부재는 그것의 기능을 나타내는 문자 또는 기호를 갖기 때문에 장시간 사용시 키톱 부재 상의 빈번한 손가락 터치로 인해, 인쇄된 마크가 지워버리는 문제점이 있다. 이 실시예는 동일한 인쇄법을 사용하여 상기한 문제점을 저렴한 비용으로 해소할 수가 있다.
[제6실시예]
제9(a) 및 9(b)도는 본 발명의 제6실시예를 도시한 것으로서 제9(a)도는 비작동 상태에서의 횡단면도, 제9(b)도는 푸쉬 스위치가 눌려질 때의 횡단면도이다.
돔형 작동자(1d)는 폴리우레탄 스폰지[소위 몰토프렌(Moletoplen)]과 같은 발포탄성체로 이루어진 탄성체(14) 및 가요성 재료로 되어 있으나 그 자체로서 직립 형태로 되게 충분한 강도를 가진 측면 지지 탄성 부재(15)를 구비한다. 다른 부분은 앞서 설명한 실시예에 사용된 것과 동일하므로 고에 대한 설명은 생략한다.
앞서 관련 기술로서 설명된 일본 공개 특허 공보 소 57-55020호에서는, 사용된 작동자가 그것의 측벽상에 지지 부재를 갖지 않는다. 따라서, 발포성 재료의 작동자가 너무 신축성이 있는 경우 누름 동작시 흔들리게 되어 원활한 스트로크가 달성될 수 없다.
이에 대하여, 본 실시예의 돔형 작동자는 탄성체(14)를 에워싸는 측면 지지 탄성 부재(15)를 가지며, 그 탄성 부재는 그 자체로서 직립 형태가 되기에 충분한 강도를 갖는 탄성 재료로 만들어진다. 따라서, 탄성체(14)가 그 자체로서 직립 형태가 되기에 충분한 강도를 갖지 않는 경우에도, 돔형 작동자 어셈블리가 흔들거리지 않아 누름 동작이 원활하고 안정하게 된다.
측면 지지 탄성 부재(15)용 재료로는 염화 비닐, 폴리스티렌 등과 같은 적당한 경로를 갖는 플라스틱 재료가 사용되며, 그밖에 실리콘 고무가 사용될 수도 있다. 또한, 측면 지지 부재(15)가 주름진 형태로 형성될 경우 측면 지지 탄성 부재(15)용 재료로는 금속이 사용될 수 있다.
어떠한 재료가 사용되던 간에, 측면 지지 탄성 부재는 수직 방향(스트로크 방향)으로 용이하게 이동될 수 있지만 측면 방향으로는 이동하기 어렵게끔 형성되는 것이 중요하다.
[제7실시예]
제10a도 및 제10b도는 본 발명의 제7실시예를 도시한 것으로서 제10(a)도는 비작동 상태에서의 횡단면도, 제10(b)도는 키톱 부재가 눌려질 때의 횡단면도이다.
이 도면에서는, 편평한 탄성 부재(140)가 예컨대 폴리우레탄 스폰지[소위 몰토프렌(Moltoplen)]과 같은 발포 탄성체로 만들어져서 스위칭 소자 어셈블리(100)상에 배치된다. 편평한 탄성 부재(140)의 상부면 및 스위칭 소자 어셈블리(100)의 접점부(110) 위에는 슬라이더 어셈블리(30)가 배치되는데, 슬라이더(3)는 하우징(4)에 마련된 홀을 통과하여 위 아래로 이동할 수 있으며, 키바톰 부재(5)는 탄성 부재(140)의 상부면과 접촉하게 된다. 슬라이더(3)의 최상부에는 키톱 부재(2b)가 도면에 도시한 바와 같이 고정되며, 따라서 푸쉬 스위치가 통상의 푸쉬 버튼 스위치에 의해 얻어진 것과 동일한 감각으로 조작될 수 있다.
이 실시예에서는, 슬라이더(3)의 키바톰 부재(5)가 스위칭 소자 어셈블리(100)의 접점부(110)를 직접 누르지 않고, 접점부(110)가 제7(a) 및 7(b)도의 경우처럼 편평한 탄성 부재(140)를 거쳐 간접적으로 눌려진다. 편평한 탄성 부재(140)의 신축성의 적절한 선택에 의해, 접점부는 키바톰 부재가 스트로크의 바닥끝으로 하강하기 전에 폐쇄될 수 있다. 슬라이더(3)가 편평한 탄성 부재(140)의 반발력에 대항하여 더욱 하강할 수 있으므로, 스위칭 작용은 스트로크 이동 도중에 실행될 수 있다.
[제8실시예]
제11a도 및 제11b도는 본 발명의 제8실시예를 도시만 것으로서 제11(a)도는 비작동 상태에서의 횡단면도, 제11(b)도는 키톱 부재가 눌려질 때의 횡단면도이다. 여기서는 제10(a) 및 10(b)도의 구조에 압력 분산판(6)이 부가된다. 제12(a) 및 12(b)도는 이 실시예의 특별한 특징인 압력 분산판의 예를 도시한 것이다.
압력 분산판(6)은 폴리스티렌과 갈은 플라스티 재료 또는 알루미늄 등과 같은 금속이다. 이 실시예에서는, 압력 분산판(6)이 키바톰 부재(5)와 편평한 탄성 부재(140) 사이에 배치되므로, 키바톰 부재(5)의 누름력이 작은 영역으로 집중되지 않고 가까운 지역 위에 분산된다. 슬라이더(3)의 축방향선이 푸쉬 스위치의 조립 단계후 접점부(110)의 축방향 선과 일치하지 않는 경우에도, 누름력이 접점부(110)에 효과적으로 전달된다.
상기한 장점은 복수의 푸쉬 스위치가 키보드를 형성하기 위해 사용된 경우 특히 효과적이다. 압력 분산판(6)을 사용한 결과, 키바톰 부재(5)는 편평한 탄성 부재(140)를 직접 누르지 않아 수명이 현저히 개선되어 그것을 사용한 장치의 신뢰성을 향상시키게 된다.
또한 제12a도 및 제12b도에 도시한 바와 같이 가령 요부, 홀, 철부 등을 형성함으로써 압력 분산판(6)의 위치 이동을 방지하기 위한 수단(60)을 제공하는 것이 효과적이다. 물론, 압력 분산판(6)의 형태는 원형, 타원형, 사각형, 구형, 다각형 중의 어느 하나일 수도 있다. 제12(a)도는 원형, 제12(b)도는 사각형이다.
[보충 설명]
모든 실시예에 대한 설명을 통해, 단일 푸쉬 스위치의 구조는 위에서 설명한 바와 같다. 그러나, 본 발명에 따라 복수의 푸쉬 스위치가 이용될 경우, 매트릭스 스위치 어레이 또는 키보드가 용이하게 형성되는데 이 실시예에서 사용된 지지 패널(200)과, 스위칭 소자 어셈블리(100) 및 편평한 탄성 부재(140)는 복수의 푸쉬 스위치를 포함하도록 집적된 구조로 변형된다.
돔형 작동자 경우에는, 필요한 경우 몇 가지 타입의 복수개의 돔형 작동자가 일체식 성형 기술에 의해 연속적으로 함께 형성된다. 이것은 가공 및 조립 효율을 개선시켜 줄 것이다.
실시예들의 모든 타입의 돔형 작동자(1a) 내지(1d) 및(10)를 구비한 작동자 어셈블리는 스위칭 소자 어셈블리(100) 상에 고정된다. 그러나, 작동자 어셈블리는 점착성 접착제 또는 삽입 기구가 고정시 사용될 경우 그것이 제거되거나 다른 타입의 작동자 어셈블리로 대체될 수 있게끔 배치될 수도 있다. 돔형 작동자 를 다른 특성을 가진 다른 타입의 대체함으로써, 소비자의 기호에 맞는 상이한 키터치 감각을 갖는 키보드가 얻어질 수 있다.
본 발명은 그것의 기술적 사상 또는 필수적 특징으로부터 일탈하지 않고 다른 특정의 형태로 구현될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시에는 모든 면에서 예를 들 것으로서 이에 국한되지 않으며, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구 범위로서 표현된다. 따라서, 청구의 범위와 동등한 의미 및 범주에 속하는 모든 변형 및 수정은 본 발명의 범위에 포함될 것이다.

Claims (11)

  1. 스위칭 소자 어셈블리 및 그 스위칭 소자 어셈블리 상에 배치된 작동자 어셈블리를 구비하는데, 상기 스위칭 소자 어셈블리는 서로 수직으로 배치된 제1고정 접점부와 제2이동 접점부를 포함하고, 이 제2이동 접점부는 제1고정 접점부를 향해 이동될 수 있어 상기 작동자 어셈블리에 의해 눌려질 때 제1고정 접점부와 접촉하며, 상기 작동자 어셈블리는 탄성막의 돔형 상부면과 탄성막의 편평한 바닥면을 가지며 그 내부에 가스가 밀봉된 돔형 기밀성 봉합부를 포함하며, 상기 돔형 상부면은 상기 바닥면에 고정됨으로써 돔형 기밀성 봉합부를 형성하고, 상기 돔형 기밀성 봉합부의 바닥면은 돔형 기밀성 봉합부의 상부면에 누름력이 인가될 때 제2이동 접점부를 누르도록 상기 제2이동 접점부에 배치되는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돔형 탄성막은 구면의 상부 부재 및 편평한 바닥 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기밀성 봉합부가 다른 가스를 밀봉한 돔형의 탄성막으로 된 다른 기밀성 주봉합부에 내장되고, 상기 제1기밀성 봉합부의 바닥면이 노출되어 스위칭 소자 어셈블리의 상부면과 접촉하게 되므로, 상기 제1기밀성 봉합부 및 상기 다른 주봉합부는 상기 작동자 어셈블리를 형성하는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 작동자 어셈블리는 돔형의 발표·탄성체의 본체를 추가로 구비하며, 상기 기밀성 봉합부는 돔형의 발포 탄성체의 본체에 내장되고, 상기 기밀성 봉합부의 바닥면이 노출되어 스위칭 소자 어셈블리의 상부면과 접촉하게 되므로, 상기 기밀성 봉합부 및 상기 본체는 상기 작동자 어셈블리를 형성하는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 스위칭 소자 어셈블리 및 작동자 어셈블리는 지지 패널상에 배치되는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  6. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 작동자 어셈블리는 그 위에 배치된 슬라이더 어셈블리를 추가로 구비하며, 상기 슬라이더 어셈블리는 수직 홀을 갖는 고정 하우징, 상기 홀내에서 수직으로 이동할 수 있는 슬라이더 상에 고정된 키톱 부재를 추가로 구비하고, 상기 슬라이더의 바닥면이 돔형 작동자의 상부면과 접촉함으로써, 키톱 부재의 누름력이 상기 돔형 작동자 어셈블리에 대한 누름력으로 변환되는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  7. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 작동자 어셈블리는, 투명 재료로 만들어지고, 상기 작동자 어셈블리의 상부면에 고정되며, 그 바닥면 상에 문자 및 기호와 같은 인쇄 마크를 갖는 키톱 부재를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  8. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 스위칭 소자 어셈블리상의 상기 작동자 어셈블리의 구성은 대체 가능한 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  9. 지지 패널에 배치된 제1항, 제3항 또는 제4항에 기재된 바와 같은 복수개의 푸쉬 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 매트릭스 스위치 어레이.
  10. 스위칭 소자 어셈블리 및 그 스위칭 소자 어셈블리 상에 배치된 작동자 어셈블리를 구비하는데, 상기 스위칭 소자 어셈블리는 서로 수직으로 배치된 제1고정 접점부와 제2이동 접점부를 포함하고, 이 제2이동 접점부는 제1고정 접점부를 향해 이동될 수 있어 상기 작동자 어셈블리에 의해 눌려질 때, 제1고정 접점부와 접촉하며, 상기 작동자 어셈블리는 돔형의 발포 탄성체로된 작동자 본체 및 작동자 본체에 내장된 기밀성 봉합부를 구비하는데, 상기 기밀성 봉합부는 돔형의 가스가 밀봉된 탄성막으로 이루어져서 상기 제2이동 접점부 상에 배치되며, 이에 따라 기밀성 봉합부의 바닥면은 작동자 본체의 상부면에 대한 누름력에 의해 상기 제2이동 접점부를 누르도록 된 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
  11. 스위칭 소자 어셈블리와, 스위칭 소자 어셈블리 상에 배치된 작동자 어셈블리 및 작동자 어셈블리 상에 배치된 슬라이더 어셈블리를 구비하는데, 상기 스위칭 소자 어셈블리는 서로 수직으로 배치된 제1고정 접점부와 제2이동 접점부를 포함하고, 이 제2이동 접점부는 제1고정 접점부를 향해 이동될 수 있어 상기 작동자 어셈블리에 의해 눌려질 때 제1고정 접점부와 접촉하며, 상기 작동자 어셈블리는 돔형의 가스가 밀봉된 탄성막의 기밀성 봉합부를 포함하며, 상기 슬라이더 어셈블리는 수직 홀을 갖는 고정 하우징과, 상기 홀 내에서 수직으로 이동할 수 있는 슬라이더 및 슬라이더상에 고정된 키톱 부재를 구비하고, 슬라이더의 바닥끝이 작동자 어셈블리의 상부면과 접촉하며, 이에 따라 키톱 부재의 누름력은 제2이동 접점부에 대한 상기 작동자 어셈블의 누름력으로 변환되는 것을 특징으로 하는 푸쉬 스위치.
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