KR102010173B1 - Pressure sensor for sensing vertical pressure and Method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서 및 이의 제조 방법이 개시된다. 개시된 압력 센서는 다수 개의 층으로 적층된 다수 개의 압력 센서부;를 포함하되, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수 및 단위 면적당 전도성 입자의 양 중에서 적어도 하나는 서로 다르다. A pressure sensor for sensing pressure in the vertical direction and a method of manufacturing the same are disclosed. The disclosed pressure sensor includes a plurality of pressure sensor units stacked in a plurality of layers, wherein at least one of the pressure elastic modulus and the amount of conductive particles per unit area of each of the plurality of pressure sensor units is different from each other.

Description

수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서 및 이의 제조 방법{Pressure sensor for sensing vertical pressure and Method for manufacturing the same}Pressure sensor for sensing vertical pressure and method for manufacturing the same}

본 발명의 실시예들은 수직 방향의 압력을 센싱하여 다양한 감지 성능을 구현하는 압력 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a pressure sensor and a method for manufacturing the same, which realize various sensing performances by sensing pressure in a vertical direction.

압력 센서는 수직 방향의 압력의 센싱하는 장치로서, 압력을 감지하는 원리에 따라 다양한 종류가 존재하며, 일례로, 압저항형 압력 센서, 압전형 압력 센서, 정전용량형 압력 센서, 텍스타일 압력 센서 등이 있다. Pressure sensor is a device for sensing the pressure in the vertical direction, there are various types according to the principle of sensing the pressure, for example, piezoresistive pressure sensor, piezoelectric pressure sensor, capacitive pressure sensor, textile pressure sensor, etc. There is this.

특히, 텍스타일 압력 센서는 단층 구조를 가지며, 다층 구조 직물(2층 이상의 섬유 구조체로써 편물, 부직포에도 가능)의 상부 및 하부에 전도성 입자를 포함하는 섬유(도전사)을 교차하여 접촉되지 않게 배치되는 구조를 가진다. In particular, the textile pressure sensor has a single layer structure and is arranged so as not to cross and cross a fiber (conductive) containing conductive particles on the upper and lower portions of the multilayer structure fabric (which can be knitted or nonwoven as a two or more layered fiber structure). Has

도 1는 상기에서 설명한 단층의 텍스타일 압력 센서를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 텍스타일 압력 센서에 압력이 인가되는 경우, 섬유 내의 전도성 입자들이 움직이고, 전도성 입자의 거리 변화에 따라 저항이 변화하는 현상을 이용하여 압력이 감지된다. 1 is a diagram illustrating a single-layer textile pressure sensor described above. Referring to FIG. 1, when pressure is applied to a textile pressure sensor, the conductive particles in the fiber move, and the pressure is sensed using a phenomenon in which the resistance changes according to the distance change of the conductive particles.

한편, 텍스타일 압력 센서는 압력 탄성 계수(즉, 모듈러스) 또는 섬유에 포함되는 전도성 입자의 양에 따라서 압력 민감도가 조절된다. 즉, 압력 탄성 계수가 작거나 전도성 입자의 양이 많을수록 압력 민감도가 높아지고, 압력 탄성 계수가 크거나 전도성 입자의 양이 적을수록 압력 민감도가 낮아진다. 이는 도 2에 도시된 바와 같다. On the other hand, the textile pressure sensor is adjusted to the pressure sensitivity according to the pressure elastic modulus (ie modulus) or the amount of conductive particles included in the fiber. That is, the smaller the pressure elastic modulus or the larger the amount of conductive particles, the higher the pressure sensitivity, and the larger the pressure elastic modulus or the smaller the amount of the conductive particles, the lower the pressure sensitivity. This is as shown in FIG.

다시 말해, 낮은 압력 탄성 계수를 갖거나 전도성 입자의 양이 많은 텍스타일 압력 센서(도 2의 (a))는 압력 민감도가 높은 센서로서, 최소 감지 압력 및 최대 감지 압력이 낮다. 다시 말해, 높은 압력 민감도를 가지는 텍스타일 압력 센서는 낮은 압력에는 반응할 수 있지만 높은 압력에는 반응할 수 없는 특징이 있다. In other words, a textile pressure sensor (FIG. 2A) having a low pressure elastic modulus or having a large amount of conductive particles is a sensor having high pressure sensitivity, and has a low minimum and maximum detection pressure. In other words, a textile pressure sensor with high pressure sensitivity is characterized by being able to respond to low pressure but not to high pressure.

그리고, 높은 압력 탄성 계수를 갖거나 전도성 입자의 양이 적은 텍스타일 압력 센서(도 2의 (b))는 압력 민감도가 낮은 센서로서, 최소 감지 압력 및 최대 감지 압력이 높다. 다시 말해, 낮은 압력 민감도를 가지는 텍스타일 압력 센서는 높은 압력에는 반응할 수 있지만 낮은 압력에는 반응할 수 없는 특징이 있다.In addition, a textile pressure sensor (FIG. 2B) having a high pressure elastic modulus or a small amount of conductive particles is a sensor having low pressure sensitivity, and has a high minimum and maximum detection pressure. In other words, textile pressure sensors with low pressure sensitivity are characterized by being able to respond to high pressures but not to low pressures.

즉, 상기에서 설명한 종래의 단층의 일반적인 텍스타일 압력 센서는 최소 감지 압력 및 최대 감지 압력이 모두 낮거나(도 2의 (a)), 또는 최소 감지 압력 및 최대 감지 압력이 모두 높기 때문에(도 2의 (b)), 감지 압력의 범위가 한정되어 있는 문제점이 있다. That is, the conventional single-layer conventional textile pressure sensor described above has a low minimum and maximum detection pressure (FIG. 2A) or high minimum and maximum detection pressure (FIG. 2). (b)) There is a problem that the range of the sensing pressure is limited.

상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 수직 방향의 압력을 센싱하여 다양한 감지 성능을 구현하는 압력 센서 및 이의 제조 방법을 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to propose a pressure sensor and a method of manufacturing the same to implement a variety of sensing performance by sensing the pressure in the vertical direction.

본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention may be derived by those skilled in the art through the following examples.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서에 있어서, 다수 개의 층으로 적층된 다수 개의 압력 센서부;를 포함하되, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수 및 단위 면적당 전도성 입자의 양 중에서 적어도 하나는 서로 다른 것을 특징을 하는 압력 센서가 제공된다. According to an embodiment of the present invention to achieve the above object, in the pressure sensor for sensing the pressure in the vertical direction, a plurality of pressure sensor unit stacked in a plurality of layers; including, the plurality of pressure sensors A pressure sensor is provided characterized in that at least one of the pressure elastic modulus of each of the parts and the amount of conductive particles per unit area are different from each other.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서의 제조 방법에 있어서, 각 층 마다 상이한 밀도로 절연성 섬유실을 짜서 다수의 층으로 적층된 텍스타일을 하나의 공정으로 생성하는 단계; 및 상기 적층된 텍스타일에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅하는 단계;를 포함하되, 상기 전도성 입자가 함침된 다수의 층 각각이 적층된 구조를 가지는 다수 개의 압력 센서부를 구성하고, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수는 상기 밀도 차이로 인해 서로 다른 것을 특징을 하는 압력 센서의 제조 방법이 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in the manufacturing method of the pressure sensor for sensing the pressure in the vertical direction, weaving an insulating fiber yarn with a different density for each layer to produce a textile laminated in multiple layers in one process Doing; And impregnating or printing conductive particles on the laminated textile; comprising a plurality of pressure sensor parts each having a structure in which a plurality of layers impregnated with the conductive particles are laminated, and each of the plurality of pressure sensor parts. The pressure elastic modulus of is provided by the pressure sensor is characterized in that different from each other due to the density difference.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서의 제조 방법에 있어서, 각 층 마다 상이한 밀도로 전도성 섬유실을 짜서 다수의 층으로 적층된 텍스타일을 하나의 공정으로 생성하는 단계;를 포함하되, 상기 다수의 층 각각이 적층된 구조를 가지는 다수 개의 압력 센서부를 구성하고, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수는 상기 밀도 차이로 인해 서로 다른 것을 특징을 하는 압력 센서의 제조 방법이 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in the manufacturing method of the pressure sensor for sensing the pressure in the vertical direction, weaving a conductive fiber yarn with a different density for each layer by woven textiles laminated in a plurality of layers in one process Including, but comprising, a plurality of pressure sensor unit having a structure in which each of the plurality of layers are stacked, the pressure elastic modulus of each of the plurality of pressure sensor unit is different from each other due to the density difference A method of manufacturing a pressure sensor is provided.

본 발명에 따른 압력 센서는 다양한 감지 성능을 구현할 수 있는 장점이 있다. Pressure sensor according to the present invention has the advantage that can implement a variety of sensing performance.

또한, 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the effect of this invention is not limited to the above-mentioned effect, It should be understood that it includes all the effects which can be inferred from the structure of the invention described in the detailed description of this invention, or a claim.

도 1 및 도 2는 종래의 텍스타일 압력 센서의 개념을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 동작 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압력 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 2개의 층으로 적층된 텍스타일을 일체로 생성하는 개념을 설명하기 위한 도면이다. 1 and 2 illustrate the concept of a conventional textile pressure sensor.
3 is a view showing a schematic configuration of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation concept of the pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a schematic configuration of a pressure sensor according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a pressure sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining the concept of integrally generating textiles stacked in two layers according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.

"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as "first" and "second" may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term “and / or” includes any combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다. 3 is a view showing a schematic configuration of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서(300)는 수직 방향의 압력을 센싱하는 센서로서, 웨어러블 디바이스 제품(신발, 의류, 침구류 등), 바이오 센서 등에 이용될 수 있으며, 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the pressure sensor 300 according to an embodiment of the present invention may be used as a sensor for sensing pressure in a vertical direction, and may be used in a wearable device product (shoes, clothes, bedding, etc.), a biosensor, or the like. , The first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320.

제1 압력 센서부(310)는 단층의 압력 센서로서, 압력 센서(300)의 제1 층에 배치된다. The first pressure sensor unit 310 is a single layer pressure sensor and is disposed in the first layer of the pressure sensor 300.

이 때, 제1 압력 센서부(310)는 제직, 편성 및 자수 중 하나의 방법을 이용하여 생성된 텍스타일 형태의 재질의 단층의 압력 센서일 수 있으며, 텍스타일을 구성하는 섬유는 전도성 섬유이거나, 또는 절연성 섬유에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅하여 생성될 수 있다. At this time, the first pressure sensor unit 310 may be a pressure sensor of a single layer of a textile material produced by using one of weaving, knitting, and embroidery, and the fibers constituting the textile are conductive fibers, or It can be produced by impregnating or printing conductive particles in an insulating fiber.

그리고, 제2 압력 센서부(320) 역시 단층의 압력 센서로서, 압력 센서(300)의 제2 층에 배치된다. In addition, the second pressure sensor unit 320 is also a single layer pressure sensor, and is disposed in the second layer of the pressure sensor 300.

이 때, 제2 압력 센서부(320) 역시 제직, 편성 및 자수 중 하나의 방법을 이용하여 생성된 단층의 텍스타일 형태의 재질일 수 있으며, 텍스타일을 구성하는 섬유는 전도성 섬유이거나, 또는 절연성 섬유에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅하여 생성될 수 있다.In this case, the second pressure sensor unit 320 may also be a single-layer textile material formed using one of the methods of weaving, knitting, and embroidery, and the fibers constituting the textile may be conductive fibers or insulating fibers. It can be produced by impregnating or printing conductive particles.

이하, 설명의 편의를 위해, 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)가 텍스타일 형태의 재질인 것으로 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, for convenience of description, it is assumed that the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 are made of a textile material. However, the present invention is not limited thereto.

요컨대, 압력 센서(300)는 서로 다른 2개의 압력 센서부(310, 320)가 서로 적층되어 있는 구조를 가진다. 이 때, 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)는 동일한 높이를 가질 수 있다. 그리고, 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320) 각각은 서로 별도로 생성된 후 적층될 수도 있고, 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)가 연속 공정을 통해 적층된 구조로 한번에 제조될 수도 있다. 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)의 제조는 아래에서 "압력 센서의 제조 방법"에서 상세하게 설명하기로 한다. In other words, the pressure sensor 300 has a structure in which two different pressure sensor units 310 and 320 are stacked on each other. In this case, the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 may have the same height. In addition, each of the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 may be separately generated and stacked, and the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 may be continuous. It may be manufactured at once in a laminated structure through a process. Fabrication of the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 will be described in detail in the "method of manufacturing the pressure sensor" below.

한편, 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)는 특정 크기의 압력 탄성 계수(즉, 모듈러스)을 가지며, 이는 조절될 수 있다. 그리고, 압력 탄성 계수의 조절을 통해 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)의 압력 민감도가 조절될 수 있다. 즉, 압력 탄성 계수가 낮고 드레이프성이 높은 경우 압력 민감도가 커지고, 압력 탄성 계수가 높고 드레이프성이 낮은 경우 압력 민감도가 낮아진다. Meanwhile, the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 have a pressure elastic modulus (that is, modulus) of a specific size, which can be adjusted. In addition, pressure sensitivity of the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 may be adjusted by adjusting the pressure elastic modulus. That is, when the pressure elastic modulus is low and the drape is high, the pressure sensitivity is increased, and when the pressure elastic modulus is high and the drape is low, the pressure sensitivity is low.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 압력 센서부(310)의 압력 탄성 계수와 제2 압력 센서부(320)의 압력 탄성 계수는 서로 다를 수 있다. 이를 통해, 압력 센서(300)의 감지 압력의 범위를 넓힐 수 있는 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, the pressure elastic modulus of the first pressure sensor unit 310 and the pressure elastic modulus of the second pressure sensor unit 320 may be different from each other. Through this, there is an advantage that can widen the range of the sensing pressure of the pressure sensor 300.

보다 상세하게, 제1 압력 센서부(310)는 제1 크기의 압력 탄성 계수를 가지는 단층의 압력 센서이고, 제2 압력 센서부(320)는 제1 크기보다 작은 제2 크기의 압력 탄성 계수를 가지는 단층의 압력 센서일 수 있다. 즉, 제1 압력 센서부(310)의 압력 탄성 계수는 제2 압력 센서부(320)의 압력 탄성 계수보다 클 수 있다. More specifically, the first pressure sensor unit 310 is a pressure sensor of a single layer having a pressure elastic modulus of the first size, and the second pressure sensor unit 320 has a pressure elastic modulus of the second size smaller than the first size. The branch may be a monolayer pressure sensor. That is, the pressure elastic modulus of the first pressure sensor unit 310 may be greater than the pressure elastic modulus of the second pressure sensor unit 320.

다시 말해, 도 4를 참조하면, 낮은 압력 탄성 계수를 갖는 압력 센서를 상부에, 높은 압력 탄성 계수를 갖는 압력 센서를 하부에 적층하여 다층의 압력 센서(300)를 구성하는 경우(도 4의 (a)), 최소의 압력이 압력 센서(300)에 인가되면 낮은 압력 탄성 계수의 압력 센서(즉, 제2 압력 센서부(320))가 압력 변화를 감지하여 최소 압력에도 센서가 반응하며(도 4의 (b)), 최대의 압력이 압력 센서(300)에 인가되면 낮은 압력 탄성 계수의 압력 센서(즉, 제2 압력 센서부(320))와 높은 압력 탄성 계수의 압력 센서(즉, 제1 압력 센서부(310)) 모두가 압력 변화를 감지한다(도 4의 (c)). 따라서, 압력 센서(300)는 최소 압력 및 최대 압력을 모두 감지할 수 있게 되며(멀티 센서), 단층의 압력 센서보다 감지 압력의 범위가 넓은 장점이 있다. In other words, referring to FIG. 4, when a pressure sensor having a low pressure elastic modulus is stacked on the upper side and a pressure sensor having a high pressure elastic modulus is laminated on the lower portion to configure the multilayer pressure sensor 300 (FIG. a)) When the minimum pressure is applied to the pressure sensor 300, the pressure sensor of low pressure elastic modulus (that is, the second pressure sensor unit 320) detects the pressure change and the sensor responds to the minimum pressure (Fig. 4 (b)), when the maximum pressure is applied to the pressure sensor 300, the pressure sensor of the low pressure elastic modulus (that is, the second pressure sensor unit 320) and the pressure sensor of the high pressure elastic modulus (that is, All of the one pressure sensor unit 310 detects a pressure change (FIG. 4C). Therefore, the pressure sensor 300 is able to detect both the minimum pressure and the maximum pressure (multi-sensor), there is an advantage of a wider range of detection pressure than the pressure sensor of a single layer.

즉, 서로 다른 압력 민감도를 가지는 단층의 압력 센서를 적층하여 하나의 압력 센서로 제작하면 최소의 압력에도 저항이 변화하면서 최대의 압력에도 저항이 변화하는 고효율의 센서를 제작할 수 있다. 또한, 단층의 압력 센서를 사용자가 필요한 성능 범위에 따라 적층하여 커스터마이징된 압력 센서를 제작할 수 있다. In other words, if a single pressure sensor is stacked by stacking pressure sensors having different pressure sensitivity, the sensor can be manufactured with a high efficiency in which the resistance changes even at the maximum pressure while the resistance changes at the minimum pressure. In addition, a single-layer pressure sensor may be stacked according to a performance range required by a user to manufacture a customized pressure sensor.

한편, 동일한 섬유실(원사)의 섬유 밀도의 조절을 통해 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)의 압력 탄성 계수를 조절하거나 제1 압력 센서부(310) 및 제2 압력 센서부(320)를 서로 다른 섬유실의 사용함으로써 압력 탄성 계수를 조절할 수 있다. Meanwhile, the pressure elastic modulus of the first pressure sensor unit 310 and the second pressure sensor unit 320 may be adjusted or the first pressure sensor unit 310 and the second pressure may be adjusted by controlling the fiber density of the same fiber chamber (yarn). By using the pressure sensor unit 320 with different fiber chambers, the pressure elastic modulus can be adjusted.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일한 섬유실을 사용하는 경우, 단위 면적당 전도성 입자의 양은 동일하게 하고, 섬유 밀도를 서로 다르게 하여 압력 탄성 계수를 조절할 수 있다. 즉, 제1 압력 센서부(310)는 섬유 밀도를 크게 형성하고, 제2 압력 센서부(320)는 섬유 밀도를 작게 형성할 수 있다. 이 때, 절연성 섬유의 밀도가 작은 압력 센서부일수록 함침 횟수 및 프린팅 횟수를 증가시켜 단위 면적당 전도성 입자의 양을 동일하게 할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, when the same fiber yarn is used, the amount of conductive particles per unit area may be the same, and the pressure elastic modulus may be adjusted by different fiber densities. That is, the first pressure sensor unit 310 may have a large fiber density, and the second pressure sensor unit 320 may have a small fiber density. At this time, the pressure sensor portion having a smaller density of the insulating fiber may increase the number of times of impregnation and the number of printing to make the amount of conductive particles per unit area equal.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 서로 다른 섬유실을 사용하는 경우, 압력 탄성 계수가 큰 섬유실(예를 들어, 나일론 재질의 섬유실)로 제1 압력 센서부(310)를 형성하고, 압력 탄성 계수가 작은 섬유실(예를 들어, 폴리 우레탄 재질의 섬유실)로 제2 압력 센서부(320)를 형성할 수 있다. 이 때, 단위 면적당 전도성 입자의 양은 동일하다. According to another embodiment of the present invention, in the case of using different fiber yarns, the first pressure sensor unit 310 is formed of a fiber yarn having a large pressure elastic modulus (for example, a nylon fiber yarn), and the pressure The second pressure sensor unit 320 may be formed of a fiber chamber having a small modulus of elasticity (for example, a fiber chamber made of polyurethane). At this time, the amount of conductive particles per unit area is the same.

또한, 상기에서 설명한 내용은 3 이상의 단층의 압력 센서를 적층하는 압력 센서의 경우에도 적용될 수 있다. In addition, the above description may also be applied to the case of a pressure sensor for laminating three or more single-layer pressure sensors.

도 5에서는 N개(N는 2 이상이 정수임)의 층으로 적층된 N개의 압력 센서부를 포함하는 압력 센서를 도시하고 있다. FIG. 5 shows a pressure sensor including N pressure sensor units stacked in N layers (N is an integer of 2 or more).

도 5를 참조하면, N개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수는 서로 다를 수 있다. 이 경우, N개의 압력 센서부는 압력 탄성 계수의 크기를 기준으로 하여 적층 순서가 결정될 수 있다. 일례로, 도 5에서는 다수 개의 압력 센서부의 압력 탄성 계수가 큰 순서부터 다수 개의 압력 센서부를 적층하는 일례를 도시하고 있다. 즉, N개의 압력 센서부 중 최고층의 압력 센서부는 낮은 높은 압력 탄성 계수를 가지고, 다수 개의 압력 센서부 중 최저층의 압력 센서부는 가장 높은 압력 탄성 계수를 가지며, 최저층의 압력 센서부를 기준으로 하여, 압력 탄성 계수의 내림 차순으로 다수 개의 압력 센서부가 적층될 수 있다. Referring to FIG. 5, the pressure elastic modulus of each of the N pressure sensor units may be different from each other. In this case, the stacking order of the N pressure sensor units may be determined based on the magnitude of the pressure elastic modulus. For example, FIG. 5 illustrates an example of stacking a plurality of pressure sensor units in order of increasing pressure elastic modulus of the plurality of pressure sensor units. That is, the pressure sensor part of the highest layer among the N pressure sensor parts has a low high pressure elastic modulus, the pressure sensor part of the lowest layer among the plurality of pressure sensor parts has the highest pressure elastic modulus, and based on the pressure sensor part of the lowest layer, A plurality of pressure sensor units may be stacked in descending order of modulus of elasticity.

또한, N개의 압력 센서부 각각의 재질은 제직, 편성 및 자수 중 하나의 방법을 이용하여 생성된 텍스타일 재질일 수 있으며, N개의 압력 센서부 각각의 텍스타일을 구성하는 섬유는 전도성 섬유이거나, 또는 절연성 섬유에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅하여 생성될 수 있다. 이 경우, N개의 압력 센서부 각각은 서로 별도로 생성된 후 적층될 수도 있고, 바람직하게는 N개의 압력 센서부는 연속 공정을 통해 적층된 구조로 한번에 제조될 수도 있다. In addition, the material of each of the N pressure sensor units may be a textile material generated by using one of the methods of weaving, knitting, and embroidery. The fibers constituting the textile of each of the N pressure sensor units may be conductive fibers or insulating materials. It can be produced by impregnating or printing the conductive particles in the fiber. In this case, each of the N pressure sensor units may be generated separately from each other and then stacked. Preferably, the N pressure sensor units may be manufactured at once by a stacked structure through a continuous process.

그리고, 상기에서는 압력 탄성 계수를 중심으로 다층 구조를 형성하는 일례를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 층의 전도성 입자의 양을 달리하여 압력 센서를 구성할 수도 있다. 즉, 상부층에는 압력 민감도를 높이기 위해 많은 양의 전도성 입자를 포함하는 섬유로 구성되는 압력 센서부를 배치하고, 하부층에는 압력 민감도를 낮게 하기 위해 적은 양의 전도성 입자를 포함하는 섬유로 구성된 압력 센서부를 배치할 수 있다.
In addition, in the above, an example of forming a multilayer structure based on the pressure elastic modulus has been described, but according to another embodiment of the present invention, the pressure sensor may be configured by varying the amount of conductive particles in each layer. That is, a pressure sensor portion composed of fibers containing a large amount of conductive particles is disposed in the upper layer to increase pressure sensitivity, and a pressure sensor portion composed of fibers containing a small amount of conductive particles is disposed in the lower layer in order to lower the pressure sensitivity. can do.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서의 제조 방법의 흐름도를 도시한 도면이다. 이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명하기로 한다. 6 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a pressure sensor according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, a process performed for each step will be described.

먼저, 단계(610)에서는 다수의 층으로 적층된 텍스타일을 일체로 생성한다. First, in step 610 to create a textile integrally stacked in a plurality of layers.

도 7에서는 2개의 층으로 적층된 텍스타일을 일체로 생성하는 개념을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 7 is a diagram for describing a concept of integrally generating textiles stacked in two layers.

도 7을 참조하면, 단계(610)에서는 각 층 마다 상이한 밀도로 섬유실을 짠다. 여기서, 제직, 편성 및 자수 중 하나의 방법이 이용될 수 있다. 따라서, 다수의 층으로 적층된 텍스타일을 하나의 공정으로 생성할 수 있다.Referring to FIG. 7, in step 610, the fiber yarns are woven at different densities for each layer. Here, one method of weaving, knitting and embroidery can be used. Thus, textiles stacked in multiple layers can be produced in one process.

이 때, 섬유실은 절연성 섬유실 또는 전도성 섬유실일 수 있고, 각 층의 섬유실은 동일한 재질의 섬유실일 수 있으며, 단위 면적당 전도성 입자의 양은 동일하다. 만약, 섬유실이 전도성 섬유실인 경우, 단계(610)을 통해 압력 센서의 제조 방법이 완료되며, 섬유실이 절연성 섬유실인 경우, 단계(620)가 더 수행된다. 즉, 섬유실이 절연성 섬유실인 경우, 단계(620)에서는 상기 적층된 텍스타일에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅한다. 이 때, 함침을 이용하는 경우, 전도성 입자가 포함된 용액에 상기 적층된 텍스타일을 담궜다가 빼서 전도성 입자를 함침할 수 있다. In this case, the fiber yarn may be an insulating fiber yarn or a conductive fiber yarn, the fiber yarn of each layer may be a fiber yarn of the same material, and the amount of conductive particles per unit area is the same. If the fiber yarn is a conductive fiber yarn, the method of manufacturing the pressure sensor is completed through step 610, and if the fiber yarn is an insulating fiber yarn, step 620 is further performed. That is, when the fiber yarn is an insulating fiber yarn, in step 620, the laminated textile is impregnated or printed with conductive particles. In this case, when the impregnation is used, the conductive particles may be impregnated by dipping the laminated textile in a solution containing the conductive particles.

따라서, 전도성 섬유실로 짜진 다수의 층 또는 전도성 입자가 포함된 절연성 섬유실로 짜진 다수의 층이 다수 개의 압력 센서부를 구성하고, 다수 개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수는 상기 밀도 차이로 인해 서로 다르다. Thus, a plurality of layers woven from conductive fiber yarns or a plurality of layers woven from insulating fiber yarns containing conductive particles constitute a plurality of pressure sensor portions, and the pressure elastic modulus of each of the plurality of pressure sensor portions is different from each other due to the density difference.

일례로, 압력 센서가 2층으로 적층되는 경우, 섬유실이 촘촘하게 존재하는 제1 층의 경우 많은 높은 압력 탄성 계수를 가지고, 섬유실이 느슨하게 존재하는 제2 층의 경우 낮은 압력 탄성 계수를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 도 3과 같은 압력 센서를 제조할 수 있다. In one example, when the pressure sensor is stacked in two layers, it has many high pressure elastic modulus for the first layer in which the fiber yarn is densely present, and low pressure elastic modulus for the second layer in which the fiber yarn is loosely present. Thus, the method according to the present invention can produce a pressure sensor as shown in FIG.

지금까지 본 발명에 따른 압력 센서의 제조 방법의 실시예들에 대하여 설명하였고, 앞서 도 3 내지 도 5에서 설명한 압력 센서(300)에 관한 구성이 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Embodiments of the method for manufacturing the pressure sensor according to the present invention have been described so far, and the configuration of the pressure sensor 300 described above with reference to FIGS. 3 to 5 may be applied to the present embodiment as it is. Therefore, more detailed description will be omitted.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help the overall understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, Various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention. .

Claims (9)

수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서에 있어서,
다수 개의 층으로 적층된 다수 개의 압력 센서부;를 포함하며,
상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 압력 탄성 계수 및 단위 면적당 전도성 입자의 양 중에서 적어도 하나는 서로 다르며, 상기 압력 탄성 계수의 크기 또는 상기 단위 면적당 전도성 입자의 양을 기준으로 하여 상기 다수 개의 압력 센서부의 적층 순서가 결정되되, 상기 압력 탄성 계수를 기준으로 하는 경우 상기 압력 탄성 계수가 큰 순서부터 차례대로 상기 다수 개의 압력 센서부가 적층되고, 상기 단위 면적당 전도성 입자의 양을 기준으로 하는 경우 상기 단위 면적당 전도성 입자의 양이 적은 순서부터 차례대로 상기 다수 개의 압력 센서부가 적층되며,
상기 압력 탄성 계수를 기준으로 하여 텍스타일 재질의 상기 다수 개의 압력 센서부 각각을 적층하는 경우에 있어서, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각이 동일한 섬유실의 재질인 경우, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 단위 면적당 전도성 입자의 양은 동일하게 하고 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 섬유 밀도를 서로 다르게 하여 상기 다수 개의 압력 센서부의 압력 탄성 계수를 조절하고, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각이 서로 다른 섬유실의 재질인 경우, 상기 다수 개의 압력 센서부 각각의 단위 면적당 전도성 입자의 양은 동일하게 하고 압력 탄성 계수가 서로 다른 섬유실을 사용하여 상기 다수 개의 압력 센서부의 압력 탄성 계수를 조절하되, 상기 섬유 밀도가 촘촘할수록 상기 압력 탄성 계수의 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서.In the pressure sensor for sensing the pressure in the vertical direction,
It includes; a plurality of pressure sensor unit stacked in a plurality of layers,
At least one of the pressure elastic modulus and the amount of conductive particles per unit area of each of the plurality of pressure sensor units is different from each other, and the stack of the plurality of pressure sensor parts based on the size of the pressure elastic modulus or the amount of conductive particles per unit area. The order is determined, but when the pressure elastic modulus is based on the pressure elastic modulus in order from the larger order of the plurality of pressure sensor units are stacked, the conductive particles per unit area when based on the amount of the conductive particles per unit area The plurality of pressure sensor units are stacked in order from the order of small amount of
In the case of stacking each of the plurality of pressure sensor units of textile material based on the pressure elastic modulus, when each of the plurality of pressure sensor units is a material of the same fiber yarn, each unit of the plurality of pressure sensor units The amount of conductive particles per area is the same and the fiber density of each of the plurality of pressure sensor units is different from each other to adjust the pressure elastic modulus of the plurality of pressure sensor units, and each of the plurality of pressure sensor units is formed of a different fiber chamber. In this case, the amount of conductive particles per unit area of each of the plurality of pressure sensor units is the same, and the pressure elastic modulus of the plurality of pressure sensor units is adjusted using a fiber chamber having a different pressure elastic modulus, but as the fiber density becomes more dense, Vertical, characterized in that the size of the pressure elastic modulus increases A pressure sensor for sensing pressure of the fragrance. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다수 개의 압력 센서부가 텍스타일 재질을 가지는 경우, 연속 공정을 통해 상기 적층되는 다수 개의 압력 센서부가 제조되는 것을 특징으로 하는 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서.The method of claim 1,
When the plurality of pressure sensor unit has a textile material, the pressure sensor for sensing the pressure in the vertical direction, characterized in that the laminated plurality of pressure sensor unit is manufactured through a continuous process. 제1항에 있어서,
상기 다수 개의 압력 센서부가 절연성 섬유의 텍스타일 재질인 경우, 상기 다수 개의 압력 센서부는 상기 절연성 섬유에 전도성 입자를 함침하거나 프린팅하여 생성되는 것을 특징으로 하는 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서. The method of claim 1,
And when the plurality of pressure sensor parts are made of a textile material of insulating fibers, the plurality of pressure sensor parts are generated by impregnating or printing conductive particles on the insulating fibers. 제5항에 있어서,
상기 절연성 섬유의 밀도가 작은 압력 센서부일수록 함침 횟수 및 프린팅 횟수를 증가시켜 전도성 입자의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 수직 방향의 압력을 센싱하는 압력 센서. The method of claim 5,
The pressure sensor for sensing the pressure in the vertical direction, characterized in that the pressure sensor portion having a smaller density of the insulating fiber increases the number of impregnation and the number of printing to increase the amount of conductive particles. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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