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KR101998659B1 - 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치 - Google Patents

코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치 Download PDF

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KR101998659B1
KR101998659B1 KR1020180067344A KR20180067344A KR101998659B1 KR 101998659 B1 KR101998659 B1 KR 101998659B1 KR 1020180067344 A KR1020180067344 A KR 1020180067344A KR 20180067344 A KR20180067344 A KR 20180067344A KR 101998659 B1 KR101998659 B1 KR 101998659B1
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신재욱
김병호
이정진
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Abstract

본 발명은 기존의 정전용량 포스 센서 스위치에 있어서의 문제점인 판스프링의 반복적인 사용으로 인한 내구성 저하를 해결하기 위해 판스프링 대신에 코일스프링을 사용한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 관한 것이다. 본 발명의 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치는 고정 전극부(110), 상기 고정 전극부(110)의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변 전극 단자부(120), 및 상기 가변 전극 단자부의 상부에 전기 접속 가능하도록 배치되며 압축하려고 하는 힘에 저항하며 상기 고정 전극부와의 거리 변화에 따라 가변되는 정전용량을 형성하는 코일스프링(130)을 구비한 포스 센서(100); 및 보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)의 하부에서 삽입 결합되는 보스(320), 및 상기 포스센서(100)가 장착되고 상기 보스(320)가 상기 코일 스프링(130)의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스(310)가 결합되도록 구성된 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300)를 포함한다.

Description

코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치{CAPACITIVE FORCE SENSOR SWITCH WITH COIL SPRING}
본 발명은 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 관한 것으로서, 특히, 기존의 정전용량 포스 센서 스위치에 있어서의 문제점인 판스프링의 반복적인 사용으로 인한 내구성 저하를 해결하기 위해 판스프링 대신에 코일스프링을 사용한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 관한 것이다.
일반적으로 정전용량 포스 센서는 압력에 의해 가변되는 정전용량 변화를 감지하여 정압이나 동압을 측정하거나, 연속적 변화를 가지는 스위칭 신호를 생성하도록 적용되며, 비접지식과 접지식으로 분류된다.
접지식 정전용량 포스 센서는 절연체 기판 상에 장착되는 고정전극과 이 고정전극과 일정 간격 이격 배치되는 타 전극으로서의 다이어프램 등의 가변 전극을 포함하여 구성된다. 즉, 가변전극과 고정전극이 접지됨이 없이 정전용량을 형성하여 구성된 포스 센서를 비접지식 정전용량 포스 센서라 정의한다.
그리고 접지식 정전용량 포스 센서는 절연체 기판 상에 장착되는 정전용량부와 이 정전용량부와 일정 간격 이격 배치되는 가변전극부를 포함하여 구성된다. 즉, 정전용량부가 스위칭을 위한 정전용량을 형성하고 이 정전용량부의 정전용량을 가변시키는 가변전극이 접지되는 구조를 가지는 포스 센서를 접지식 정전 용량 포스 센서라 정의한다.
이러한 정전용량 포스 센서들은 포스 터치 기능을 갖는 전자기기, 압력감응 터치패널, 자동차용 터치식 죠그 셔틀, 메탈 터치패널 스위치 등에 적용되어 외부의 압력에 따라 가변 전극이 가변되어 고정전극과의 사이의 정전 용량을 변화시키고, 변화된 정전용량을 감지하여 압력신호 또는 스위칭 신호를 출력하도록 동작된다.
국내 특허 출원 2017-0062520호 공보(이하, 선행 문헌이라 함)에는 정전용량 포스 센서 스위치가 개시되어 있다. 이 정전용량 소스 센서 스위치는 고정 전극부(110); 상기 고정 전극부(110)의 외주연에 배치되는 제 2 가변전극 단자부(120); 및 상기 제 2 가변전극 단자부(120)에 얹혀 접속되어 상기 고정 전극부(110)와 일정 간격 이격된 후 정전용량을 형성하고 외부 압력에 의해 가변되어 정전용량을 변화시키는 가변 전극부(130)를 포함하여 구성된다. 가변 전극부(130)는 탄성지지체(133)와 가변전극(131)를 포함하며 일체형의 판스프링으로 구성된다.
그러나 위 선행 문헌은 가변 전극부(130)가 일체형의 판스프링으로 되어 있으므로 반복적인 사용 시 가변전극(131)이 탄성지지체(133)로부터 분리될 가능성이 높으므로 내구성 저하된다는 문제점이 있었다.
국내 특허 출원 2017-0062520호 공보
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반복적인 사용 시에도 내구성이 저하되지 않는, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치는 고정 전극부, 상기 고정 전극부의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변 전극 단자부, 및 상기 가변 전극 단자부의 상부에 전기 접속 가능하도록 배치되며 압축하려고 하는 힘에 저항하며 상기 고정 전극부와의 거리 변화에 따라 가변되는 정전용량을 형성하는 코일스프링을 구비한 포스 센서; 및 보스홀이 형성된 상부 케이스, 상기 보스홀의 하부에서 삽입 결합되는 보스, 및 상기 포스센서가 장착되고 상기 보스가 상기 코일 스프링의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스가 결합되도록 구성된 하부케이스를 구비하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 고정 전극부는, 충전되는 전하의 용량 크기에 따라 표면적을 조절하도록 수평 중심선을 기준으로 상하 대칭을 이루면서 지그재그 형상으로 형성되는 다수의 절개홈을 가지는 원판형의 고정전극을 포함할 수 있다.
상기 실시형태에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 있어서, 상기 가변 전극 단자부는 상기 고정 전극부의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변전극단자, 상기 하부 케이스의 외부로 노출되도록 상기 가변전극단자에서 돌출되는 TX 단자, 및 상기 고정 전극부와 상기 코일스프링이 일정 간격을 유지하도록 상기 가변전극단자에서 상 방향으로 돌출되는 복수개의 받침부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 의하면 고정 전극부, 상기 고정 전극부의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변 전극 단자부, 및 상기 가변 전극 단자부의 상부에 전기 접속 가능하도록 배치되며 압축하려고 하는 힘에 저항하며 상기 고정 전극부와의 거리 변화에 따라 가변되는 정전용량을 형성하는 코일스프링을 구비한 포스 센서; 및 보스홀이 형성된 상부 케이스, 상기 보스홀의 하부에서 삽입 결합되는 보스, 및 상기 포스센서가 장착되고 상기 보스가 상기 코일 스프링의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스가 결합되도록 구성된 하부케이스를 구비하는 케이스;를 포함하여 구성됨으로써, 기존의 정전용량 포스 센서 스위치에 있어서의 문제점인 판스프링의 반복적인 사용으로 인한 내구성 저하를 해결할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 고정전극의 변형 실시예들을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 고정전극의 변형 실시예들을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 포스 센서(100)와 케이스(300)를 포함한다.
포스센서(100)는 하부 케이스(330)에 장착되는 고정 전극부(110), 고정 전극부(110)의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변 전극 단자부(120), 및 가변 전극 단자부(120)의 상부에 전기 접속 가능하도록 배치되며 유저의 손가락에 의해 압축하려고 하는 힘에 저항하며 고정 전극부(110)와의 거리 변화에 따라 가변되는 정전용량을 형성하는 코일스프링(130)을 구비한다.
고정 전극부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 포스 센서(100)의 감지 감도 요구에 따른 정전용량을 갖기 위해 충전되는 전하의 용량 크기에 따라 표면적을 조절하기 위해 절개홈(113)이 사용되며, 절개홈(113)의 개수에 따라 여러 가지 형태를 나타낸다.
절개홈(113)은 충전되는 전하의 용량 크기에 따라 표면적을 조절하도록 수평 중심선을 기준으로 상하 대칭을 이루면서 지그재그 형상으로 다수개 형성된다.
고정 전극부(110)는 케이스(300)에 장착되는 경우 외부로 노출되어 기판에 납땜 등에 의해 접속 연결되는 RX 단자(115)를 구비하도록 프레스 가공 등에 의해 제작 형성된다.
가변 전극 단자부(120)는 고정 전극부(110)의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변전극단자(121), 하부 케이스(330)의 외부로 노출되도록 가변전극단자(121)에서 돌출되는 TX 단자(123), 및 고정 전극부(110)와 코일스프링(130)이 일정 간격을 유지하도록 가변전극단자(121)에서 상 방향으로 돌출되는 복수개의 받침부(122)를 포함한다.
가변 전극 단자부(120)는 구리 등의 도전체로 주물 또는 프레스 가공 등을 수행하여 형성될 수 있다.
케이스(300)는 보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 보스홀(311)의 하부에서 삽입 결합되는 보스(320), 및 포스센서(100)가 장착되고 보스(320)가 코일 스프링(130)의 상부에 장착된 후 상부 케이스(310)가 결합되도록 구성된 하부케이스(330)를 구비한다.
상부 케이스(310)의 측면에는 결합홀(315)이 관통 형성된 결합부(313)가 아래 방향으로 연장 형성된다.
보스(320)는 하단부의 둘레가 돌출되어 보스홀(311)의 테두리 저면에 걸리어지는 형상으로 형성된다.
하부 케이스(330)는 포스 센서(100)가 장착되는 포스 센서 장착홈(335)이 중앙부에 형성되는 박스 형상으로 형성된다. 상부 케이스(310)의 결합부(313)가 결합되는 하부 케이스(330)의 양 측면에는 상부 케이스(310)의 결합홀(315)에 삽입되어 고정시키는 결합턱(333)이 각각 형성된다. 또한 하부 케이스(330)의 결합턱(333)이 형성되지 않은 양측면에는 가변전극단자부(120)의 TX 단자(123)와 고정 전극부(110)의 RX 단자(115)가 외부로 노출되도록 관통 결합되는 단자관통홀이 각각 형성된다.
위와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치에 의하면 고정 전극부(110), 고정 전극부(110)의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변 전극 단자부(120), 및 가변 전극 단자부(120)의 상부에 전기 접속 가능하도록 배치되며 압축하려고 하는 힘에 저항하며 고정 전극부(110)와의 거리 변화에 따라 가변되는 정전용량을 형성하는 코일스프링(130)을 구비한 포스 센서(100); 및 보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 보스홀(311)의 하부에서 삽입 결합되는 보스(320), 및 포스센서(100)가 장착되고 보스(320)가 코일 스프링(130)의 상부에 장착된 후 상부 케이스(310)가 결합되도록 구성된 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300);를 포함하여 구성됨으로써, 기존의 정전용량 포스 센서 스위치에 있어서의 문제점인 판스프링의 반복적인 사용으로 인한 내구성 저하를 해결할 수 있다.
즉, 기존 포스센서 스위치의 가변전극부 대신에 코일스프링(130)을 사용함으로써 반복적인 보스(320)의 푸싱 동작에 의해서도 가변전극부의 중앙부 분리나 단자 끝 부분의 파손을 방지할 수 있어 내구성이 높고, 제조공정도 간단해 질 수 있는 장점을 가지고 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 포스 센서
110: 고정 전극부
115: RX 단자
120: 가변 전극 단자부
121: 가변 전극 단자
122: 받침부
123: TX 단자
130: 코일스프링
300: 케이스
310: 상부케이스
311: 보스홀
313: 결합부
315: 결합홀
320:보스
330: 하부케이스
333: 결합턱
335: 포스 센서 장착홈

Claims (3)

  1. 고정 전극부(110), 상기 고정 전극부(110)의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변 전극 단자부(120), 및 상기 가변 전극 단자부의 상부에 전기 접속 가능하도록 배치되며 압축하려고 하는 힘에 저항하며 상기 고정 전극부와의 거리 변화에 따라 가변되는 정전용량을 형성하는 코일스프링(130)을 구비한 포스 센서(100); 및
    보스홀(311)이 형성된 상부 케이스(310), 상기 보스홀(311)의 하부에서 삽입 결합되는 보스(320), 및 상기 포스센서(100)가 장착되고 상기 보스(320)가 상기 코일 스프링(130)의 상부에 장착된 후 상기 상부 케이스(310)가 결합되도록 구성된 하부케이스(330)를 구비하는 케이스(300);를 포함하며,
    상기 가변 전극 단자부(120)는
    상기 고정 전극부(110)의 둘레에 일정 간격을 두고 배치되는 가변전극단자(121),
    상기 하부 케이스(330)의 외부로 노출되도록 상기 가변전극단자(121)에서 돌출되는 TX 단자(123), 및
    상기 고정 전극부(110)와 상기 코일스프링(130)이 일정 간격을 유지하도록 상기 가변전극단자(121)에서 상 방향으로 돌출되는 복수개의 받침부(122)를 포함하는, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 전극부(110)는,
    충전되는 전하의 용량 크기에 따라 표면적을 조절하도록 수평 중심선을 기준으로 상하 대칭을 이루면서 지그재그 형상으로 형성되는 다수의 절개홈(113)을 가지는 원판형의 고정전극(111)을 포함하는, 코일스프링을 갖는 정전용량 포스 센서 스위치.
  3. 삭제
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009272354A (ja) * 2008-04-30 2009-11-19 Omron Corp 可変容量コンデンサ封止用誘電材料、可変容量コンデンサおよび素子集合体
JP2013537972A (ja) * 2010-09-30 2013-10-07 シェンゼン キングイールド テクノロジー カンパニー，リミテッド 可動電極装置、圧力センサー及び電子圧力計
KR101677183B1 (ko) * 2016-03-22 2016-11-17 주식회사 앱코 정전용량 무접점 키보드
KR20170062520A (ko) 2015-01-07 2017-06-07 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 무선 통신 장치, 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법
KR20180005475A (ko) * 2016-07-06 2018-01-16 주식회사 앱코 정전용량 무접점 키보드의 교환식 키모듈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009272354A (ja) * 2008-04-30 2009-11-19 Omron Corp 可変容量コンデンサ封止用誘電材料、可変容量コンデンサおよび素子集合体
JP2013537972A (ja) * 2010-09-30 2013-10-07 シェンゼン キングイールド テクノロジー カンパニー，リミテッド 可動電極装置、圧力センサー及び電子圧力計
KR20170062520A (ko) 2015-01-07 2017-06-07 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 무선 통신 장치, 무선 통신 시스템 및 무선 통신 방법
KR101677183B1 (ko) * 2016-03-22 2016-11-17 주식회사 앱코 정전용량 무접점 키보드
KR20180005475A (ko) * 2016-07-06 2018-01-16 주식회사 앱코 정전용량 무접점 키보드의 교환식 키모듈

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