WO2012043979A2 - 장애물 감지용 센서스트립 및 그 결합구조 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sensor strip used in a system for detecting an obstacle by using a change in capacitance, and more particularly, to a sensor strip which reduces the risk of malfunction by using a curved strip electrode on one side.
- Obstacle detection system is largely divided into contact type and non-contact type.
- the contact type is a method of detecting the presence of an obstacle by detecting a change in electrical load or a change in pneumatic pressure caused by the contact of the obstacle.
- a method of determining whether an obstacle exists before reaching it a method of using capacitance is typical.
- Figure 1 shows a schematic configuration diagram of a conventional obstacle detection system for detecting a change in capacitance, by using a signal output from the capacitance detection module 12, the capacitance detection module 12 for detecting the capacitance It includes a control module 18 for determining the presence of the obstacle, the power supply line 20 for transmitting the output signal of the capacitive sensing module 12 to the control module 18.
- the capacitive sensing module 12 is coupled to one or more sensor strips 14 installed along the periphery of the door or window and to the ends of the respective sensor strips 14 to detect the capacitance of the sensor strip 14.
- the sensing circuit 16 is included.
- the control module 18 compares the output signal of the capacitive sensing circuit 16 with a reference value and determines that the obstacle is close when the control signal is out of the allowable range, so that the control module 18 automatically turns on or off the door or window. It transmits and stops the operation of the door or window or serves to operate in the opposite direction.
- a cavity 43 is formed in the longitudinal direction in the sensor body 41 of a rubber material having excellent flexibility, and the cavity ( The first electrode 42 and the second electrode 44 are disposed to face the upper and lower portions 43.
- the second electrode 44 may be omitted since the vehicle body serves as an electrode.
- the capacitive sensing circuit 16 is connected to the sensor strip 14, and the capacitive sensing circuit 16 is inserted into the cavity 43 of the sensor strip 14 in a state of being mounted on a PCB board, and then made of rubber material.
- the molding is integrated with the sensor strip 14.
- a predetermined capacitance is formed between the first electrode 42 and the second electrode 44 of the sensor strip 14, and the capacitance changes when an obstacle approaches from the outside. Therefore, it is possible to determine whether an obstacle is approached by detecting a change in capacitance of the sensor strip 14.
- the conventional sensor strip 14 has some problems as follows.
- the conventional first electrode 42 and the second electrode 44 have a metal mesh structure in which metal yarns are braided, resulting in a thick electrode and a high manufacturing cost. There is this.
- the electrode If the thickness of the 42 and 44 is too thick, the lateral sensitivity is increased, and the capacitance is changed by the window 60 moving upwardly from the side. As a result, the control module 18 misjudges that the obstacle is close to the window 60. You can stop the operation.
- the sensor strip 14 should be installed far enough from the end of the vehicle body 50, but it is very difficult to secure an area required for the vehicle strip 50.
- reducing the width of the electrodes 42 and 44 may reduce the lateral sensitivity to some extent, but the overall sensitivity is also reduced, thereby preventing the real obstacle from being properly detected.
- the PCB board on which the capacitive sensing circuit 16 is mounted is inserted into the cavity 43 formed inside the sensor strip 14 and the rubber It should be molded with a material, the molding operation is difficult because the molding liquid flows into the cavity 43 during the molding process.
- the side sensitivity needs to be lowered.
- the overall detection area needs to be enlarged. have.
- the present invention is to solve this problem, the object of the present invention is to provide a sensor strip that is easy to manufacture and low production cost. It also aims to reduce the risk of malfunction of the sensor strip.
- the sensor body of the strip form having a reference surface coupled to the object on one side; It is embedded in the sensor body in the longitudinal direction, and provides a sensor strip for detecting the obstacle including a plate-shaped strip electrode closer to the reference surface toward the central portion in the width direction.
- the strip electrode may have a curved cross section with respect to the width direction, or may have a V-shaped cross section symmetrical with respect to the center portion and inclined with respect to the reference plane. have.
- the strip electrode may be characterized in that it comprises a first strip electrode and a second strip electrode disposed in parallel to each other.
- the sensor body of the strip form having a reference surface coupled to the object on one side; It is embedded in the sensor body in the longitudinal direction, and provides a sensor strip for detecting the obstacle including a plate-shaped strip electrode away from the reference surface toward the central portion in the width direction.
- the sensor body in the form of a strip having a reference surface coupled to the object on one side is filled without a cavity (cavity), and has an insertion groove on one end surface;
- a sensor for detecting an obstacle including a molding part formed to surround the PCB board and the conductive protective case in a state in which at least a part of the PCB board is inserted into the insertion groove of the sensor body to integrate the PCB board and the sensor body;
- the present invention provides a coupling structure of the sensor strip for detecting the obstacle, characterized in that the grounding member which is projected to the outside of the molding portion coupled to the vehicle body is connected to the conductive protective case.
- the present invention also includes a first strip electrode and a second strip electrode in which the strip electrodes are parallel to each other, wherein the first strip electrode is connected to a connection terminal formed on the PCB substrate in the molding part, and the second strip electrode is provided.
- the electrode protrudes to the outside of the molding part to provide a coupling structure of the sensor strip for detecting the obstacle, characterized in that coupled to the vehicle body or electrically connected to the conductive protective case inside the molding part.
- the senor body is provided with a coupling protrusion or coupling groove formed along the longitudinal direction
- the sensing region is equipped with a carrier having a coupling groove or coupling protrusion corresponding to the coupling protrusion or coupling groove of the sensor body. It provides a coupling structure of the sensor strip for detecting the obstacle, characterized in that the sensor body is coupled to slide on the carrier.
- the lateral sensitivity can be lowered by concentrating the sensing region of the sensor strip toward the center, and thus the problem of obstructing the operation by misinterpreting the window moving upward in the vehicle as an obstacle can be solved. .
- the use of a thin metal plate as a strip electrode has the effect of reducing the production cost compared to the conventional, there is no cavity inside the sensor body has the advantage of easy molding work.
- the sensing area of the sensor strip is widened, it is possible to improve the accuracy of obstacle detection in the side door or the rear door.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an obstacle sensing system using a change in capacitance
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional sensor strip.
- FIG. 3 is a view showing a state in which the sensor strip is installed near the window of the vehicle
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the sensor strip according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the sensor strip according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the sensor strip according to the first embodiment of the present invention is mounted on a carrier
- FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure of a sensor strip in which two strip electrodes are embedded.
- FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a coupling structure of a sensor strip in which one strip electrode is embedded
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the sensor strip according to the second embodiment of the present invention.
- sensor strip 110 sensor body
- Second strip electrode 140 Molding part
- the sensor strip 100 has a strip-shaped sensor body 110 having a substantially rectangular cross-sectional structure, and the sensor body 110.
- the first strip electrode 120 and the second strip electrode 130 are embedded in the longitudinal direction to face each other.
- the sensor body 110 is preferably made of a soft material such as rubber, and the inside thereof is filled without any cavity. However, depending on the installation position, it is also possible to use a sensor body 110 of a hard material that is not easily bent.
- a thin plate-shaped metal strip having a width of about 4 to 5 mm and a thickness of about 0.2 mm is used as the first strip electrode 120 and the second strip electrode 130 in order to lower lateral sensitivity.
- the first and second strip electrodes 120 and 130 are characterized in that they are closer to the reference plane 112 from the peripheral portion to the central portion in the width direction.
- the sensing region is concentrated toward the central axis of the first and second strip electrodes 120 and 130. And the side sensitivity is lowered.
- each strip electrode 120 and 130 having a width of 4 mm preferably has a diameter of about 2 to 3 cm in the circumference of the strip electrode 120 and 130.
- each strip electrode 120 and 130 may be manufactured by bending the center portion to have a substantially V-shaped cross-sectional structure as shown in FIG. 5 without forming a curved body.
- the inclined surface between the central portion and both side ends is a flat surface rather than a curved surface.
- the distance between both side ends of the first and second strip electrodes 120 and 130 is preferably about 4 to 5 mm, and it is preferable to process the curved surface only at the bent center part to prevent the charge from being concentrated due to the sharply formed center part. Do.
- FIGS. 4 and 5 show that two strip electrodes 120 and 130 are embedded in the sensor body 110, but the sensor strip 100 is close to the reference plane 112 when directly attached to the metallic body.
- the second strip electrode 130 may be omitted.
- the metal body serves as a second strip electrode facing the first strip electrode 120.
- the sensor strip 100 may be directly attached to the vehicle body, but for easy replacement, the sensor strip 100 may be mounted on the carrier 200 after the separate carrier 200 is mounted on the vehicle body as shown in FIG. 6. It can also be installed.
- the coupling groove 114 is formed in the longitudinal direction on the reference plane 112 of the sensor body 110, and the coupling protrusion 210 corresponding to the coupling groove 114 is formed in the carrier 200. In the direction.
- Coupling groove 114 has a wider structure of the inner space than the inlet, the coupling protrusion 210 has a form that engages inside the coupling groove 114. Therefore, after the carrier 200 is attached to the vehicle body, the coupling protrusion 210 of the carrier 200 is inserted into the coupling groove 114 of the sensor strip 100 from the side of the carrier 200, and then the sensor strip 100. If you push the sensor strip 100 can be easily mounted. Even during replacement, the sensor strip 100 can be easily removed.
- the coupling groove may be formed in the carrier 200 and the coupling protrusion corresponding to the sensor body 110 may be formed.
- the insertion groove 116 is formed at its end, the PCB substrate 150 is mounted with a capacitance sensing circuit It is integrated with the PCB substrate 150 by molding a rubber material in one state of being inserted into the insertion groove 116.
- the PCB 150 may be inserted all or partially in the insertion groove 116.
- the conductive protective case 160 made of a metal covering the capacitive sensing circuit is mounted on the PCB 150, not only can the circuit be protected but also the influence of electromagnetic waves can be prevented.
- the first strip electrode 120 protruding to the end of the sensor body 110 is connected to the connection terminal 152 formed on the PCB substrate 150, the ground terminal formed on the PCB substrate 150 ( Not shown) is electrically connected to the conductive protective case 160.
- the ground member 162 is formed on the conductive protective case 160 and the ground member 162 is connected to the second strip electrode 130 to connect the ground terminal of the PCB 150 and the second strip electrode 130 to each other. Can be electrically connected.
- the molding unit 140 integrating the PCB board 150 and the sensor body 110 has the PCB board 150 in a state in which the first strip electrode 120 is connected to the connection terminal 152 formed on the PCB board 150. It should be formed to surround both the conductive protective case 160 and.
- the ends of the ground member 160 and the second strip electrode 130 are connected to each other inside the molding unit 140, but the present invention is not limited thereto. Accordingly, the ends of the ground member 160 and the second strip electrode 130 may be exposed to the outside of the molding unit 140 to be coupled to the vehicle body 300 using bolts or the like.
- the power line 170 connecting the external control module and the capacitance sensing circuit mounted on the PCB 150 is drawn out from the end of the molding part 140.
- a transmission line for transmitting a detection signal generated by the capacitance sensing circuit to an external control module is also drawn out of the molding unit 140.
- the transmission line may be omitted.
- the sensor strip 100 integrated with the PCB substrate 150 is attached to the vehicle body 300 using the adhesive 310.
- it may be coupled to the carrier 200.
- the vehicle body 300 may serve as the second strip electrode.
- the sensor strip 100 having only the first strip electrode 120 embedded therein may be used.
- the ground member 160 of the conductive protective case 160 exposed to the outside of the molding unit 140 should be coupled to the vehicle body 300.
- the sensor strip 100 according to the first embodiment of the present invention is mainly for controlling the side window of the vehicle and is proposed to lower the side sensitivity so that the upwardly moving window is not recognized as an obstacle.
- the sensor strip 100 installed in the window only need to detect whether there is an obstacle in the area where the window is elevated, so the detection area may be relatively narrow, but the sensor is installed around the side door or the rear door that is automatically opened and closed.
- the strip 100 should have a wider sensing area. For example, a person (obstacle) may be in various positions when loading or loading with the rear door or trunk door open, so it must be properly detected.
- FIG. 9 shows a sensor strip 100 according to a second embodiment of the present invention, a strip-shaped sensor body 110 having a substantially rectangular cross-sectional structure, and a longitudinal direction inside the sensor body 110.
- the first strip electrode 120 and the second strip electrode 130, which are embedded and oppose each other, are the same as in the first embodiment.
- the first and second strip electrodes 120 and 130 are characterized in that they move away from the reference plane 112 toward the center from the periphery in the width direction. That is, as illustrated, when the cross-sectional structures of the first and second strip electrodes 120 and 130 have a convex curvature with respect to the reference plane 112, the sensing region is widened toward the periphery of the first and second strip electrodes 120 and 130. It works.
- the strip electrodes 120 and 130 of the sensor strip 100 according to the first embodiment and the strip electrodes 120 and 130 of the sensor strip 100 according to the second embodiment have opposite curvatures. It can be used for windows or upside down for doors.
- the sensor strip 100 of the present invention has been described as being installed in a vehicle, the sensor strip 100 of the present invention is applied to a window or a door that is automatically opened and closed, and thus its use is not limited to the vehicle. to be.
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Abstract
본 발명은 정전용량의 변화를 이용하여 장애물의 접근을 감지하는 센서스트립을 개시한다. 본 발명의 센서스트립은, 일측에 대상물에 결합하는 기준면을 가지는 스트립형태의 센서바디; 상기 센서바디의 내부에 길이방향으로 매설되고, 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 상기 기준면과 가까워지는 판상의 스트립전극을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서스트립의 감지영역을 중심부쪽으로 집중시킴으로써 측방 감도를 낮출 수 있으며, 따라서 차량에서 상향운동하는 윈도우를 장애물로 오판하여 그 동작을 방해하는 문제점이 해소될 수 있다. 또한 얇은 금속판을 스트립전극으로 이용하므로 종래에 비해 생산비용이 절감되는 효과가 있으며, 센서바디의 내부에 공동이 없으므로 몰딩작업이 용이한 장점이 있다.
Description
본 발명은 정전용량의 변화를 이용하여 장애물을 감지하는 시스템에 사용되는 센서스트립에 관한 것으로서, 구체적으로는 일방으로 만곡된 판상의 스트립전극을 사용함으로써 오작동의 위험을 줄인 센서스트립에 관한 것이다.
종래에는 자동차의 도어를 수동으로 온/오프하는 경우가 대부분이었지만 최근 들어서는 버튼조작을 통해 자동으로 온/오프할 수 있도록 제작되는 경우가 늘고 있다.
이에 따라 손이나 신체의 일부가 도어나 윈도우에 끼이는 안전사고를 방지하기 위하여 장애물이 있으면 도어나 윈도우의 동작을 중단시킬 수 있는 장애물 감지시스템에 대한 요구도 커지고 있다.
장애물 감지시스템은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분되며, 접촉식은 장애물의 접촉으로 인해 발생하는 전기적 부하의 변화나 공압의 변화를 감지하여 장애물의 존재여부를 판단하는 방법이고, 비접촉식은 도어나 윈도우에 장애물이 닿기 전에 장애물의 존재여부를 판단하는 방법으로서 정전용량을 이용하는 방법이 대표적이다.
도 1은 정전용량의 변화를 감지하는 종래 장애물 감지시스템의 개략적인 구성도를 나타낸 것으로서, 정전용량을 감지하는 정전용량 감지모듈(12), 정전용량 감지모듈(12)에서 출력된 신호를 이용하여 장애물의 존재여부를 판단하는 제어모듈(18), 정전용량 감지모듈(12)의 출력신호를 제어모듈(18)로 전달하는 전원선(20)을 포함한다.
정전용량 감지모듈(12)은 도어나 윈도우의 주변부를 따라 설치되는 하나 이상의 센서스트립(14)과 상기 각 센서스트립(14)의 단부에 결합되어 센서스트립(14)의 정전용량을 감지하는 정전용량 감지회로(16)를 포함한다.
제어모듈(18)은 정전용량 감지회로(16)의 출력신호를 기준값과 비교하여 허용범위를 벗어나면 장애물이 근접한 것으로 판단하여 도어나 윈도우를 자동으로 온/오프시키는 개폐모듈(30)로 제어신호를 전송하여 도어나 윈도우의 동작을 중단시키거나 반대방향으로 동작시키는 역할을 한다.
한편 종래의 센서스트립(14)은 도 2의 단면도에 도시된 바와 같이, 유연성이 뛰어난 고무재질의 센서바디(41)의 내부에 길이방향으로 공동(cavity)(43)이 형성되고, 상기 공동(43)의 상하부에 제1전극(42)과 제2전극(44)이 대향하여 설치된 구조를 가진다. 센서스트립(14)의 기준면(45)이 차체에 바로 부착되는 경우에는 차체가 전극 역할을 하므로 제2전극(44)이 생략될 수도 있다.
센서스트립(14)에는 정전용량 감지회로(16)가 연결되며, 정전용량 감지회로(16)는 PCB기판상에 탑재된 상태에서 센서스트립(14)의 공동(43)에 삽입된 후 고무재질로 몰딩됨으로써 센서스트립(14)과 일체화 된다.
센서스트립(14)의 제1전극(42)과 제2전극(44)의 사이에는 소정의 정전용량이 형성되고, 이러한 정전용량은 외부에서 장애물이 접근하면 그 값이 변하게 된다. 따라서 센서스트립(14)의 정전용량의 변화를 감지하여 장애물의 접근여부를 판단할 수 있는 것이다.
그런데 종래의 센서스트립(14)에는 다음과 같은 몇 가지 문제점이 있다.
첫째, 종래의 제1전극(42)과 제2전극(44)은 금속사(絲)가 편조된 메탈메쉬(metal mesh) 구조를 가지는데, 이로 인해 전극의 두께가 두꺼워지고 제작비용이 비싼 단점이 있다.
둘째, 전극의 두께가 두꺼워지면 센서스트립(14)의 측방에서 근접하는 물체에 의해 정전용량이 쉽게 변하는 특징이 있으며, 이로 인해 윈도우의 닫힘 동작이 방해되는 경우가 종종 발생한다.
구체적으로 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이 센서스트립(14)이 차체(50)의 주변부, 즉, 윈도우(60)의 상단이 삽입되는 팩킹부(52)의 주변을 따라 설치되는 경우에 전극(42,44)의 두께가 너무 두꺼우면 측방 감도가 높아져 측방에서 상향 운동하는 윈도우(60)에 의해 정전용량이 변화되고, 이로 인해 제어모듈(18)이 장애물이 근접한 것으로 오판하여 윈도우(60)의 작동을 중단시킬 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위해서는 센서스트립(14)을 차체(50)의 단부로부터 충분히 멀리 설치해야 하는데 차체(50)에서 이에 필요한 영역을 확보하기는 매우 어려운 실정이다.
또한 전극(42,44)의 폭을 줄이면 측방 감도를 어느 정도 줄일 수는 있으나 이렇게 하면 전체적인 감도도 함께 줄어들기 때문에 진짜 장애물을 제대로 감지하지 못하는 문제점이 있다.
셋째, 전술한 바와 같이 정전용량 감지회로(16)가 탑재된 PCB기판을 센서스트립(14)의 단부에 연결하기 위해서는 센서스트립(14)의 내부에 형성된 공동(43)에 PCB기판을 삽입하고 고무 재질로 몰딩해야 하는데, 몰딩 과정에서 공동(43)의 내부로 몰딩액이 흘러 들어가기 때문에 몰딩작업이 어려운 문제점이 있다.
넷째, 차량의 측면 윈도우의 부근에 장착되는 센서스트립(14)의 경우에는 측방 감도를 낮출 필요가 있으나, 이와 달리 자동으로 개폐되는 측방도어 또는 후방도어의 경우에는 감지영역을 전반적으로 확대할 필요가 있다. 그러나 종래의 센서스트립(14)으로는 전극의 폭을 늘리지 않고는 감지영역을 증가시킬 방법이 없으며, 센서스트립(14)의 설치영역이 매우 제한적인 점을 감안하면 전극의 폭을 늘리는 데도 한계가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제작이 간편하고 생산비용이 저렴한 센서스트립을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 센서스트립의 오작동 위험을 줄이는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 일측에 대상물에 결합하는 기준면을 가지는 스트립형태의 센서바디; 상기 센서바디의 내부에 길이방향으로 매설되고, 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 상기 기준면과 가까워지는 판상의 스트립전극을 포함하는 장애물 감지용 센서스트립을 제공한다.
본 발명에 따른 센서스트립에서 상기 스트립전극은 상기 폭방향을 기준으로 곡선형의 단면을 가지거나, 상기 중앙부를 기준으로 대칭적이면서 상기 기준면에 대해 경사진 V자형의 단면을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 스트립전극은 서로 이격되어 평행하게 배치된 제1스트립전극 및 제2스트립전극을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 일측에 대상물에 결합하는 기준면을 가지는 스트립형태의 센서바디; 상기 센서바디의 내부에 길이방향으로 매설되고, 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 상기 기준면과 멀어지는 판상의 스트립전극을 포함하는 장애물 감지용 센서스트립을 제공한다.
또한 본 발명은, 일측에 대상물에 결합되는 기준면을 가지며 그 내부가 공동(cavity)없이 충진되어 있고, 일 단부면에 삽입홈을 구비하는 스트립형태의 센서바디; 상기 센서바디의 내부에 길이방향으로 매설되고, 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 상기 기준면과 가까워지거나 멀어지는 판상의 스트립전극; 상기 스트립전극과 전기적으로 연결되는 정전용량 감지회로가 탑재된 PCB기판; 상기 정전용량 감지회로를 커버하기 위해 상기 PCB기판에 장착되고, 상기 PCB기판의 접지단자와 연결되는 도전성 보호케이스; 상기 센서바디의 상기 삽입홈에 상기 PCB기판의 적어도 일부를 삽입한 상태에서 상기 PCB기판과 상기 도전성 보호케이스를 둘러싸도록 형성되어 상기 PCB기판과 상기 센서바디를 일체화시키는 몰딩부를 포함하는 장애물 감지용 센서스트립을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 도전성 보호케이스에 상기 몰딩부의 외부로 돌출되어 차체에 결합되는 접지부재가 연결된 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 스트립전극이 서로 평행한 제1스트립전극과 제2스트립전극을 포함하며, 상기 제1스트립전극은 상기 몰딩부의 내부에서 상기 PCB기판에 형성된 연결단자에 연결되고, 상기 제2스트립전극은 상기 몰딩부의 외부로 돌출되어 차체에 결합되거나 상기 몰딩부의 내부에서 상기 도전성 보호케이스에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조를 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 센서바디는 길이방향을 따라 형성된 결합돌기 또는 결합홈을 구비하고, 감지영역에는 상기 센서바디의 결합돌기 또는 결합홈에 대응하는 결합홈 또는 결합돌기를 구비하는 캐리어가 장착되어, 상기 센서바디가 상기 캐리어에 슬라이딩할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조를 제공한다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 센서스트립의 감지영역을 중심부쪽으로 집중시킴으로써 측방 감도를 낮출 수 있으며, 따라서 차량에서 상향운동하는 윈도우를 장애물로 오판하여 그 동작을 방해하는 문제점이 해소될 수 있다.
또한 얇은 금속판을 스트립전극으로 이용하므로 종래에 비해 생산비용이 절감되는 효과가 있으며, 센서바디의 내부에 공동이 없으므로 몰딩작업이 용이한 장점이 있다.
또한 본 발명의 제2실시예에 따르면 센서스트립의 감지영역이 넓어지므로 측방도어 또는 후방도어에서 장애물 감지의 정확도를 개선할 수 있다.
도 1은 정전용량 변화를 이용하는 장애물 감지시스템의 개략적인 구성도
도 2는 종래의 센서스트립을 나타낸 단면도
도 3은 차량의 윈도우 부근에 센서스트립이 설치된 모습을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 센서스트립의 단면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 센서스트립의 변형예를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 센서스트립이 캐리어에 장착된 모습을 나타낸 단면도
도 7은 2개의 스트립전극이 내장된 센서스트립의 결합구조를 예시한 단면도
도 8은 한 개의 스트립전극이 내장된 센서스트립의 결합구조를 예시한 단면도
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 센서스트립의 단면도
[부호의 설명]
100: 센서스트립 110: 센서바디
112: 기준면 114: 결합홈
116: 삽입홈 120: 제1스트립전극
130; 제2스트립전극 140: 몰딩부
150: PCB기판 152: 연결단자
160: 도전성 보호케이스 162: 접지부재
170: 전원선 200: 캐리어
210: 결합돌기
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제 1 실시예
본 발명의 제1실시예에 따른 센서스트립(100)은 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이, 대략 사각의 단면구조를 가지는 스트립(strip) 형태의 센서바디(110)와, 상기 센서바디(110)의 내부에 길이방향으로 매설되어 서로 대향하는 제1스트립전극(120) 및 제2스트립전극(130)을 포함한다.
센서바디(110)는 고무 등의 연성재질인 것이 바람직하며 그 내부는 공동(cavity)없이 모두 충진되어 있다. 다만 설치위치에 따라서는 쉽게 휘어지지 않는 경성재질의 센서바디(110)를 사용할 수도 있다.
한편 이하에서는 설명의 편의를 위하여 센서바디(110)에서 차체 또는 후술하는 캐리어(200)에 결합하는 면을 기준면(112)이라 칭하기로 한다.
본 발명에서는 측방 감도를 낮추기 위해 약 4~5㎜의 폭과 약0.2㎜의 두께를 가지는 얇은 판상의 금속스트립을 제1스트립전극(120)과 제2스트립전극(130)으로 이용한다.
특히 본 발명의 제1실시예에서는 제1 및 제2스트립전극(120,130)이 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 기준면(112)에 가까워지는 점에 특징이 있다. 예를 들어 도시된 바와 같이 제1 및 제2스트립전극(120,130)이 기준면(112)에 대해 오목한 곡률의 단면구조를 갖도록 하면 감지영역이 제1 및 제2스트립전극(120,130)의 중심축쪽으로 집중되고 측방 감도가 낮아지는 효과가 있다.
실험에 따르면 4mm의 폭을 가지는 각 스트립전극(120,130)은 상기 각 스트립전극(120,130)에 접하는 원주의 직경이 약 2~3cm 정도인 것이 바람직하다.
제작의 편의를 위해서는 각 스트립전극(120,130)을 곡면체로 형성하지 않고 도 5에 도시된 바와 같이 대략 V형태의 단면구조를 갖도록 중앙부를 절곡하여 제작할 수도 있다. 이 경우 중앙부와 양 측단부의 사이의 경사면은 곡면이 아닌 평면이 된다.
제1 및 제2스트립전극(120,130)의 양 측단부간의 거리는 약4~5mm 인 것이 바람직하며, 중앙부가 뾰족하게 형성되어 전하가 집중되는 것을 방지하기 위하여 절곡된 중앙부에 한해서는 곡면으로 가공하는 것이 바람직하다.
도 4 및 도 5에는 센서바디(110)의 내부에 2개의 스트립전극(120,130)이 매설된 것으로 도시되었으나, 센서스트립(100)을 금속재질의 차체에 직접 부착하는 경우에는 기준면(112)에 가까운 제2스트립전극(130)은 생략될 수도 있다. 이 경우에는 금속재질의 차체가 제1스트립전극(120)에 대향하는 제2스트립전극의 역할을 한다.
한편 센서스트립(100)은 차체에 직접 부착할 수도 있으나, 간편한 교체를 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 차체에 별도의 캐리어(200)를 장착한 후 상기 캐리어(200)에 센서스트립(100)를 장착할 수도 있다.
캐리어(200)를 이용하는 경우에는 센서바디(110)의 기준면(112)에 결합홈(114)을 길이방향으로 형성하고 캐리어(200)에는 결합홈(114)에 대응하는 결합돌기(210)를 길이방향으로 형성한다.
결합홈(114)은 입구보다 내부공간의 폭이 넓은 구조를 가지며, 결합돌기(210)는 결합홈(114)의 내부에 계합하는 형태를 가진다. 따라서 캐리어(200)를 차체에 부착한 상태에서 캐리어(200)의 측방으로부터 센서스트립(100)의 결합홈(114)에 캐리어(200)의 결합돌기(210)를 삽입한 후 센서스트립(100)을 밀어 넣으면 간편하게 센서스트립(100)을 장착할 수 있다. 교체시에도 간편하게 센서스트립(100)을 분리할 수 있다.
반대로 캐리어(200)에 결합홈을 형성하고 센서바디(110)에 이에 대응하는 결합돌기를 형성할 수도 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 센서스트립(100)은 도 7의 설치단면도에 도시된 바와 같이, 그 단부에 삽입홈(116)을 형성하고, 정전용량 감지회로가 탑재된 PCB기판(150)의 일단을 삽입홈(116)에 삽입한 상태에서 고무재질로 몰딩함으로써 PCB기판(150)과 일체화된다. PCB기판(150)은 삽입홈(116)에 전부 삽입될 수도 있고 일부만이 삽입될 수도 있다.
이때 도시된 바와 같이 PCB기판(150)에 정전용량 감지회로를 커버하는 금속재질의 도전성 보호케이스(160)를 장착하면 회로를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 전자기파의 영향을 방지할 수 있다.
구체적인 연결방법을 살펴보면, 센서바디(110)의 단부로 돌출된 제1스트립전극(120)은 PCB기판(150)에 형성된 연결단자(152)에 연결되고, PCB기판(150)에 형성된 접지단자(도시하지 않았음)는 도전성 보호케이스(160)와 전기적으로 연결된다. 또한 도전성 보호케이스(160)에 접지부재(162)를 형성하고 상기 접지부재(162)를 제2스트립전극(130)에 연결함으로써 PCB기판(150)의 접지단자와 제2스트립전극(130)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
PCB기판(150)과 센서바디(110)를 일체화시키는 몰딩부(140)는 PCB기판(150)에 형성된 연결단자(152)에 제1스트립전극(120)을 연결한 상태에서 PCB기판(150)과 도전성 보호케이스(160)를 모두 감싸도록 형성해야 한다.
한편 도 7에는 접지부재(160)와 제2스트립전극(130)의 단부가 몰딩부(140)의 내부에서 서로 연결된 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 접지부재(160)와 제2스트립전극(130)의 단부를 각각 몰딩부(140)의 외부로 노출시켜 볼트 등을 이용하여 차체(300)에 결합할 수도 있다.
외부의 제어모듈과 PCB기판(150)에 탑재된 정전용량 감지회로를 연결하는 전원선(170)은 몰딩부(140)의 단부에서 외부로 인출된다. 또한 도시하지는 않았지만 정전용량 감지회로에서 발생한 감지신호를 외부의 제어모듈로 전송하는 전송라인도 몰딩부(140)의 외부로 인출된다. 다만 감지신호를 무선으로 송출하는 경우에는 전송라인이 생략될 수도 있다.
이러한 공정을 거쳐 PCB기판(150)과 일체화된 센서스트립(100)은 점착제(310)를 이용하여 차체(300)에 부착된다. 이와 달리 캐리어(200)에 결합할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
한편 차체(300)가 도전체이면 차체(300)가 제2스트립전극의 역할을 할 수 있으므로 이 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 제1스트립전극(120)만이 내장된 센서스트립(100)을 사용하고, 몰딩부(140)의 외부로 노출된 도전성 보호케이스(160)의 접지부재(160)를 차체(300)에 결합해야 한다.
제 2 실시예
본 발명의 제1실시예에 따른 센서스트립(100)은 주로 차량의 측면 윈도우의 제어를 위한 것으로서 상향운동하는 윈도우를 장애물로 인식하지 않도록 측방감도를 낮추기 위해 제안된 것이다.
그런데 윈도우에 설치되는 센서스트립(100)은 윈도우가 승강하는 영역에 장애물이 있는지 여부만을 감지하면 되므로 감지영역이 상대적으로 좁아도 무방하지만, 자동으로 개폐되는 측방도어 또는 후방도어의 주변에 설치되는 센서스트립(100)은 그 감지영역이 보다 넓어야 한다. 예를 들어 후방도어 또는 트렁크 도어를 열어 놓은 채 짐을 싣거나 부릴 때에는 사람(장애물)이 다양한 위치에 있을 수 있으므로 이를 제대로 감지할 수 있어야 하기 때문이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 센서스트립(100)을 나타낸 것으로서, 대략 사각의 단면구조를 가지는 스트립 형태의 센서바디(110)와, 상기 센서바디(110)의 내부에 길이방향으로 매설되어 서로 대향하는 제1스트립전극(120) 및 제2스트립전극(130)을 포함하는 점은 제1실시예와 동일하다.
다만 본 발명의 제2실시예에서는 제1 및 제2스트립전극(120,130)이 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 기준면(112)에서 멀어지는 점에 특징이 있다. 즉, 도시된 바와 같이 제1 및 제2스트립전극(120,130)의 단면구조가 기준면(112)에 대해 볼록한 곡률을 가지도록 하면 감지영역이 제1 및 제2스트립전극(120,130)의 주변부쪽으로 넓어지는 효과가 있다.
이 경우에도 중앙부가 절곡된 뒤집어진 V자 형태의 단면구조를 가지도록 제작할 수 있다. 그밖에 제1및 제2스트립전극(120,130)의 곡률, 센서바디(110)의 재질, PCB기판과의 결합형태 등은 전술한 제1실시예의 경우와 동일하므로 설명을 생략하기로 한다.
제1실시예에 따른 센서스트립(100)의 스트립전극(120,130)과 제2실시예에 따른 센서스트립(100)의 스트립전극(120,130)은 서로 반대의 곡률을 가지므로 하나의 제품을 필요에 따라 윈도우용으로 사용하거나 상하를 뒤집어서 도어용으로 사용할 수도 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 센서스트립(100)이 차량에 설치되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 센서스트립(100)은 자동으로 개폐되는 윈도우나 도어에 적용되는 것이므로 그 용도가 차량에 한정되지 않음은 물론이다.
또한 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의해 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있으며, 변형된 실시예라 하더라도 후술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.
Claims (5)
- 일측에 대상물에 결합되는 기준면을 가지며 그 내부가 공동(cavity)없이 충진되어 있고, 일 단부면에 삽입홈을 구비하는 스트립형태의 센서바디;상기 센서바디의 내부에 길이방향으로 매설된 스트립전극;상기 스트립전극과 전기적으로 연결되는 정전용량 감지회로가 탑재된 PCB기판;상기 정전용량 감지회로를 커버하기 위해 상기 PCB기판에 장착되고, 상기 PCB기판의 접지단자와 연결되는 도전성 보호케이스;상기 센서바디의 상기 삽입홈에 상기 PCB기판의 적어도 일부를 삽입한 상태에서 상기 PCB기판과 상기 도전성 보호케이스를 둘러싸도록 형성되어 상기 PCB기판과 상기 센서바디를 일체화시키는 몰딩부;를 포함하는 장애물 감지용 센서스트립
- 제1항에 있어서,상기 스트립전극은 금속판으로 이루어지며, 폭방향을 기준으로 주변부에서 중앙부로 갈수록 상기 기준면과 가까워지거나 멀어지는 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립
- 제1항에 따른 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조에 있어서,상기 도전성 보호케이스에는 상기 몰딩부의 외부로 돌출되어 차체에 결합되는 접지부재가 연결된 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조
- 제1항에 따른 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조에 있어서,상기 스트립전극은 서로 평행한 제1스트립전극과 제2스트립전극을 포함하며,상기 제1스트립전극은 상기 몰딩부의 내부에서 상기 PCB기판에 형성된 연결단자에 연결되고,상기 제2스트립전극은 상기 몰딩부의 외부로 돌출되어 차체에 결합되거나 상기 몰딩부의 내부에서 상기 도전성 보호케이스에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조
- 제1항에 따른 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조에 있어서,상기 센서바디는 길이방향을 따라 형성된 결합돌기 또는 결합홈을 구비하고, 감지영역에는 상기 센서바디의 결합돌기 또는 결합홈에 대응하는 결합홈 또는 결합돌기를 구비하는 캐리어가 장착되어, 상기 센서바디가 상기 캐리어에 슬라이딩할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 장애물 감지용 센서스트립의 결합구조
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