KR100622491B1 - 가속도계를 이용한 다기능 스위치 - Google Patents

가속도계를 이용한 다기능 스위치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가속도계를 이용한 다기능 스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 조작에 의하여 이동되는 스위치커버와; 상기 스위치커버의 수평방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하며, 상기 스위치커버 내측에 수평으로 장착되는 수평가속도계와; 상기 수평가속도계와 함께 상기 스위치커버 내측에 수직으로 장착되며, 상기 스위치커버의 수직방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하는 수직가속도계와; 상기 수직가속도계와 상기 수평가속도계에 의하여 검출된 아날로그 신호를 전달받아 디지탈 신호로 변환시키는 컨버터와; 상기 컨버터에 의하여 전달된 디지탈 신호를 분석하여 상기 스위치커버의 동작상태에 따른 제어신호를 보내는 제어부로 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 각 방향의 스위치 동작을 감지하기 위한 다기능 스위치의 복잡한 구조가 간단하게 되어 원가절감과 조립공정이 단순화 되며, 비접촉 방식 센서인 가속도계를 사용하는 것에 의하여 반복적인 사용에도 부품마모에 의한 동작신뢰성이 저하되는 현상이 발생됨을 억제하게 된다.
가속도계, 다기능 스위치, 스위치커버

Description

가속도계를 이용한 다기능 스위치{Multi-function switch with accelerometer}
도 1은 종래 다기능 스위치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명 실시예에 의한 가속도계를 이용한 다기능 스위치를 도시한 도면.
도 3은 도 2에 사용된 수평가속도계에 사용되는 가속도계칩을 상세 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
20 : 다기능 스위치 30 : 스위치커버
32 : 상측면 34 : 고정부
36 : 하측면 38 : 통공
40 : 가속도계 42 : 수평가속도계
43 : X축 출력핀 44 : Y축 출력핀
45 : 수직가속도계 50 : 컨버터
55 : 제어부 60 : 지지부
62 : 상단돌출부재 64 : 몸체부재
66 : 하단돌출부재 70 : 완충부
80 : 장착패널 82 : 연결공
85 : 가이드패널 87 : 가이드홀
본 발명은 가속도계를 이용한 다기능 스위치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위치커버에 수평과 수직으로 부착된 가속도계에 의하여 수평방향과 수직방향의 스위치 동작상태를 감지하게 되며, 이로 인하여 종전 보다 동작 신뢰성과 내구성이 향상된 가속도계를 이용한 다기능 스위치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 등에 사용되는 다기능 스위치는 누름스위치의 기능과 수평방향에서 X축과 Y축 방향의 동작을 감지하게 된다.
상기와 같은 다기능 스위치는, 비교적 좁은 설치공간에서 하나의 스위치로 다양한 동작상태의 스위치 기능을 겸하게 된다.
이하, 도 1을 참조하여 종래 다기능 스위치를 설명하기로 한다.
수평방향의 X축과 Y축으로 이동됨과 상하 동작됨을 센싱하기 위한 다기능 스위치(1)에서, 손잡이에 해당되는 스위치 커버(3) 내측에는 상하 동작됨을 센싱하기 위한 누름스위치(5)가 설치된다.
상기 스위치커버(3) 하측에는 조작감을 부드럽게 하기 위한 고무패킹 등으로 이루어진 완충부(7)가 설치된다.
상기 누름스위치(5)는 지지대(9) 상단에 설치되며, 상기 지지대(9) 하단에는 안내돌기가 돌출 형성된다.
상기 스위치커버(3)와 완충부(7)가 차례로 적층되어 결합되는 장착패널(13)에는 상기 지지대(9)가 이동되기 위한 연결공(15)이 형성되어 있으며, 상기 연결공(15) 주변에는 접촉센서(17)가 설치되어 상기 스위치커버(3)와 함께 이동되는 상기 지지대(9)의 동작상태를 센싱하게 된다.
상기 연결공(15)을 통하여 하측으로 내려간 안내돌기(11)는 가이드패널(18)에 형성된 가이드홀(19)을 따라서 이동이 안내된다.
상기 구성을 갖는 종래 다기능 스위치는 평면에서 X축 방향과 Y축 방향의 동작은 접촉센서(17)에 의하여 센싱되고, 상하 방향인 Z축 방향의 동작은 누름스위치(5)에 의하여 센싱된다.
상기와 같이, 종래 다기능 스위치(1)는 동작 상태를 센싱하기 위하여 5개의 센서가 사용되며, 상기 센서들은 접촉 방식으로 동작되는 것에 의하여 지속적인 사용시 부품 마모등에 의하여 동작불량이 발생하게 된다.
그리고, 많은 부품수에 의하여 조립공정이 더욱 복잡하게 되어 조립공정이 길어지게 되며, 불량율 발생이 높아지게 되어 생산성이 저하된다.
그리고, 상기 접촉 방식에 의하여 동작되는 센서인 누름스위치(5)와 접촉센서(17)에 의하여 조작감에 대한 소비자의 불만이 제기될 수 있으며, 다양한 소비자의 기호를 충족시키지 못하게 된다.
상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다기능스위치의 동작상태를 접촉식 센서를 다수개 사용하여 센싱하는 것에 의하여 원가상승 및 조립공정 증가와 지속적인 사용에 의한 마모에 의하여 동작이상이 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 가속도계를 이용한 다기능 스위치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 사용자의 조작에 의하여 이동되는 스위치커버와; 상기 스위치커버의 수평방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하며, 상기 스위치커버 내측에 수평으로 장착되는 수평가속도계와; 상기 수평가속도계와 함께 상기 스위치커버 내측에 수직으로 장착되며, 상기 스위치커버의 수직방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하는 수직가속도계와; 상기 수직가속도계와 상기 수평가속도계에 의하여 검출된 아날로그 신호를 전달받아 디지탈 신호로 변환시키는 컨버터와; 상기 컨버터에 의하여 전달된 디지탈 신호를 분석하여 상기 스위치커버의 동작상태에 따른 제어신호를 보내는 제어부로 구성된다.
바람직하게, 상기 수평가속도계와 수직가속도계에 사용되는 가속도계칩은, 상기 가속도계 칩이 장착된 평면을 X축과 Y축으로 설정하면, 상기 X축 또는 Y축으로의 칩의 움직임에 의한 가속도 발생에 따라서, 측면에 형성된 X축 출력핀과 Y축 출력핀으로 특정 전압이 나오게 되는 동작 특성을 갖게 된다.
그리고, 상기 제어부에는 운전자 정보 시스템(DIS;Driver information system)이 적용되어서, 상기 수평가속도계와 수직가속도계에 의하여 측정된 값 중에서, 사용자가 상기 스위치커버를 조작하는 동작에 의하여 발생된 값 이외의 다른 값인 차량 주행에 의한 가속도값 등이 필터링 된다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 각 방향의 스위치 동작을 감지하기 위한 다기능 스위치의 복잡한 구조가 간단하게 되어 원가절감과 조립공정이 단순화 되며, 비접촉 방식 센서인 가속도계를 사용하는 것에 의하여 반복적인 사용에도 부품마모에 의한 동작신뢰성이 저하되는 현상이 발생됨을 억제하게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명 실시예에 의한 가속도계를 이용한 다기능 스위치를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에 사용된 수평가속도계에 사용되는 가속도계칩을 상세 도시한 도면이다
수평방향으로 상호 교차되는 X,Y축 방향과 상하이동되는 Z축 방향의 동작상태를 갖는 다기능 스위치(20)의 상단에는 사용자의 조작에 의하여 이동되는 스위치커버(30)가 설치된다.
상기 스위치커버(30)의 상측면(32)에는 내측에 설치홈이 형성된 고정부(34)가 구비되며, 상기 스위치커버(30)의 하측면(36)에는 상기 고정부(34)와 대응되는 위치에 통공(38)이 형성된다.
상기 하측면(36)에는 상기 스위치커버(30)의 수평방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하는 동작상태를 갖는 수평가속도계(42)가 수평으로 장착된다.
그리고, 스위치커버(30)의 수직방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하는 수직가속도계(45)는 상기 수평가속도계(42)와 함께 상기 스위치커버(30) 내측에 수직으로 장착된다.
상기 수평가속도계(42)와 수직가속도계(45)는 본 발명 실시예에 의한 가속도계(40)를 구성하게 되며, 각각 가속도계칩을 사용하게 된다.
상기 가속도계칩이 사용된 수평가속도계(42)를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
사각판넬 형상을 이루는 수평가속도계(42)는 모서리를 따라서 핀이 형성되어 있으며, 상기 핀 가운데 X축 출력핀(43)과 Y축 출력핀(44)이 일측 모서리에 형성된다.
상기와 같은 상태에서 가속도칩을 사용한 상기 수평가속도계(42)가 X축 또는 Y축으로 움직이게 되며, 이로 인한 가속도가 발생되면 측면에 형성된 X축 출력핀(43)과 Y축 출력핀(44)으로 특정 전압이 나오게 되는 동작 특성을 갖게 된다.
상기와 같은 동작특성은 축 방향만 바뀌어서 수직가속도계(45)에 동일하게 적용된다.
본 발명 실시예에 사용된 가속도계(40)는 에어백 전개시에 충격등을 감지하 는 센서등에 사용되기도 하며, 그외 다른 검출장치에 널리 사용되는 가속도계 중에 하나이다.
상기 수직가속도계(45)와 상기 수평가속도계(42)에 의하여 검출된 아날로그 신호를 전달받아 디지탈 신호로 변환시키는 컨버터(50)와, 상기 컨버터(50)에 의하여 전달된 디지탈 신호를 분석하여 상기 스위치커버(30)의 동작상태에 따른 제어신호를 보내는 제어부(55)가 각각 구비된다.
상기 스위치커버(30)에 삽입 장착되는 지지부(60)는 상단돌출부재(62)와 몸체부재(64)와 하단돌출부재(66)로 각각 구분되며, 상기 상단돌출부재(62)는 상기 몸체부재(64) 내측으로 일정 길이가 탄성적으로 이동가능하게 설치된다.
상기 스위치커버(30)와 완충부(70)가 차례로 적층되어 설치되는 장착패널(80)에는 상기 지지부(60)가 통과되기 위한 연결공(82)이 형성되어 있다.
상기 연결공(82)을 통하여 하측에 위치된 하단돌출부재(66)는 가이드패널(85)에 형성된 가이드홀(87)을 따라서 이동됨으로 인하여 상기 스위치커버(30)의 수평방향 움직임을 안내하게 된다.
상기 제어부(55)에는 운전자 정보 시스템(DIS;Driver information system)이 적용되어서, 상기 수평가속도계(42)와 수직가속도계(45)에 의하여 측정된 값 중에서, 사용자가 상기 스위치커버(30)를 조작하는 동작에 의하여 발생된 값 이외의 다른 값인 차량 주행에 의한 가속도값 등이 필터링 된다.
그리고, 운전자들의 동작 특성이 각각 다르므로, 각 운전자의 동작특성에 따른 값을 입력하게 됨도 상기 운전자 정보 시스템에 의하여 가능하게 된다.
상기 운전자 정보 시스템은 소프트웨어적인 것으로서, 전자화된 일부 자동차의 제어부(55)에 적용되고 있는 기술이다.
상기 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 가속도계를 이용한 다기능 스위치의 동작을 설명하기로 한다.
상기 스위치커버(30)를 수평방향으로 이동시키면, 상기 지지부(60)의 하단돌출부재(66)가 가이드홀(87)을 따라서 이동되는 것에 의하여, 상기 스위치커버(30)도 X축 또는 Y축 방향으로 이동된다.
상기와 같은 스위치커버(30)의 이동에 의하여 수평가속도계(42)에 가속도가 발생하게 되며, 도 3에 도시된 바와 같이, X축이나 Y축 방향으로 수평가속도계(42)가 이동하게 되면, X축 출력핀(43)과 Y축 출력핀(44)에서 특정 전압이 발생되어 상기 스위치커버(30)의 수평동작을 감지하여 상기 컨버터(50)에 아날로그 신호를 보내게 된다.
그리고, 상기 스위치커버(30)가 상하측으로 이동할 경우에는, 상기 수직가속도계(45)가 상기 수평가속도계(42)와 동일 방식으로 작동하여 상기 컨버터(50)에 아날로그 신호를 보내게 된다.
상기 컨버터(50)에 전달된 아날로그 신호는 디지털 신호로 전환되어 제어부(55)로 보내지게 되며, 상기 제어부(55)에에서는 전달된 신호를 바탕으로 상기 스위치커버(30)의 동작상태에 맞는 제어신호를 보내게 된다.
상기 스위치커버(30)가 상하 동작될때 상기 상단돌출부재(62)가 고정부(34)에 삽입된 상태에서 상기 몸체부재(64) 내측으로 일정 길이 이동하게 되며, 상기 완충부(70)도 고무등의 탄성 재료로 이루어진것에 의하여 상기 스위치커버(30)의 상하 동작시 원활한 조작감을 부여하게 된다.
운전자 정보 시스템(DIS;Driver information system)이 적용된 제어부(55)에는 사용자가 직접 다기능 스위치(20)를 조작하지 않은 다른 값은 필터링하게 되어 동작신뢰도를 향상시키게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 가속도계를 이용한 다기능 스위치에 의하면, 비접촉신 센서인 가속도계를 사용하는 것과 수평방향과 수직방향의 가속도계를 2개만 사용하는 것에 의하여 원가절감과 조립공정 감소를 가져오게 되며, 비접촉식으로 동작되는 것에 의하여 지속적인 사용시 마모에 의한 동작이상이 발생되는 문제점이 해결되어 향상된 동작신뢰성과 내구성을 제공하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 사용자의 조작에 의하여 이동되는 스위치커버와;
    상기 스위치커버의 수평방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하며, 상기 스위치커버 내측에 장착되는 수평가속도계와;
    상기 수평가속도계와 함께 상기 스위치커버 내측에 장착되며, 상기 스위치커버의 수직방향의 동작 가속도를 감지하여 아날로그 신호로 출력하는 수직가속도계와;
    상기 수직가속도계와 상기 수평가속도계에 의하여 검출된 아날로그 신호를 전달받아 디지탈 신호로 변환시키는 컨버터와;
    상기 컨버터에 의하여 전달된 디지탈 신호를 분석하여 상기 스위치커버의 동작상태에 따른 제어신호를 보내는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가속도계를 이용한 다기능 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수평가속도계와 수직가속도계에 사용되는 가속도계칩은, 상기 가속도계 칩이 장착된 평면을 X축과 Y축으로 설정하면, 상기 X축 또는 Y축으로의 칩의 움직임에 의한 가속도 발생에 따라서, 측면에 형성된 X축 출력핀과 Y축 출력핀으로 특정 전압이 나오게 되는 동작 특성을 갖게 됨을 특징으로 하는 가속도계를 이용한 다기능 스위치.
  3. 삭제
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