KR102483658B1 - 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치 - Google Patents

정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치 Download PDF

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Abstract

정전용량의 변화를 감지하는 센서부를 이용하여 인체의 끼임에 의한 안전 사고를 방지할 수 있는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치를 개시한다. 개시된 발명은 피동체에 접근한 인체에 의해 눌려지는 외부 도전체와 내부 도전체의 간격에 대응하는 정전용량의 변화를 감지하는 센서부, 센서부의 감지 신호와 기준값을 비교하여 피동체에서의 인체의 끼임 현상을 지시하는 끼임 발생 신호를 출력하는 신호 처리부, 피동체를 이동시키기 위하여 모터를 구동하는 모터 구동부, 신호 처리부로부터 끼임 발생 신호를 입력받으면 피동체를 정지시키거나 반대 방향으로 이동시키기 위하여 모터 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치{Apparatus For Preventing The Parts Of The Body Pinch Using Variation Of Capacitance}
본 발명은 정전용량의 변화를 감지하는 센서부를 이용하여 인체의 끼임에 의한 안전 사고를 방지할 수 있는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치에 관한 것이다.
자동차의 슬라이딩 도어는 운전자나 탑승객이 버튼 하나로 문을 여닫을 수 있어 편리하기는 하나, 운전자가 탑승객을 미처 확인하지 않고 문을 닫을 경우 슬라이딩 도어에 인체의 끼임 발생되어 탑승객이 다치는 문제점이 발생되었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래기술로서 하기의 [문헌 1]은 레이저광을 조사하기 위한 레이저발광부와 레이저발광부로부터 조사된 레이저광을 수광하는 레이저수광부를 구비하고, 레이저수광부가 승합차량의 슬라이딩 도어 끼임부에서의 물체 끼임 상태를 감지한다. 그러나 [문헌 1]의 경우 고가의 장비인 레이저발광부와 레이저수광부가 사용됨에 따라 사용자의 경제적 부담이 증대되고, 비포장도로와 같이 악조건하에서 차량이 운행되면 차량 운행 중 발생되는 진동에 의해 레이저발생부 및 레이저수광부가 오작동하는 문제가 있다.
하기의 [문헌 2]는 포토센서를 통해 슬라이딩 도어와 차체 사이에 존재하는 물체를 감지하여 신체나 옷자락이 슬라이딩 도어와 차체 사이에 협착되는 안전사고를 방지한다. 그러나 [문헌 2]의 경우 포토센서에 이물질에 의해 오염되거나 비산 먼지, 강한 햇빛에 의한 오작동을 일으키기 때문에 안전성에 문제가 있다.
다른 종래기술에서 모터회전 상태를 감지하여 물체의 끼임을 감지하여 슬라이딩 도어를 이동시키는 모터를 제어하는 기술이 개시되어 있으나, 도어에 끼임이 발생하여 일정한 기계적 압력이 걸려야 모터의 이상 상태를 감지하기 때문에 반응 속도가 느린 노약자나 어린이에게 심각한 안전사고를 초래하는 문제가 있다.
다른 종래기술에서 정전용량 센서를 이용하여 물체를 감지하는 방식이 개시되어 있으나 빗물에 적셔지는 경우 정확하게 물체를 감지하지 못하는 오작동을 일으키는 문제가 있다.
[문헌 1] 한국등록특허 제10-0520356호(2005.10.04. 등록) [문헌 2] 한국등록특허 제10-1566977호(2015.11.02. 등록)
없음
본 발명의 목적은 인체에 의해 가해지는 터치 압력에 따라 눌려지는 센서부를 이용하여 정전용량의 변화를 감지하여 인체의 끼임에 의한 안전 사고를 방지할 수 있는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치는, 피동체에 전기적으로 접지된 외부 도전체와 내부 도전체의 간격에 대응하는 정전용량의 변화를 감지하는 센서부; 상기 센서부의 감지 신호와 기준값을 비교하여 상기 피동체에서 인체의 끼임 발생을 지시하는 끼임 발생 신호를 출력하는 신호 처리부; 상기 피동체를 이동시키기 위하여 모터를 구동하는 모터 구동부; 상기 신호 처리부로부터 끼임 발생 신호를 입력받으면 상기 피동체를 정지시키거나 반대 방향으로 이동시키기 위하여 상기 모터 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 피동체는 자동차에 장착된 부속물로서 측면 도어, 트렁크 도어, 창문, 썬루프, 승강기의 출입문, 지하철 출입문 중 어느 하나이고, 상기 센서부는 피동체의 측부 형상에 대응하여 구부러지는 스트립 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 센서부는 상기 외부 도전체, 내부 도전체, 및 지지부를 일체화하고, 상기 지지부는 외부 도전체와 내부 도전체 사이에 결합되어 외부 도전체와 내부 도전체가 직접 접촉되지 않도록 하여 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지부는 길이 방향을 따라 양측에 수직으로 돌출 기둥이 형성되고, 서로 마주보는 돌출 기둥 사이에 움푹 패인 안착홈이 형성되며, 상기 안착홈에 내부 도전체의 바닥면이 접촉하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지부의 양측 기둥 외측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제1슬릿이 형성되고, 상기 지지부의 양측 기둥 내측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제1끼움돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 외부 도전체의 내측에 한 쌍의 제2끼움돌기가 형성되고, 상기 제2끼움돌기가 지지부의 제1슬릿에 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 내부 도전체의 양측 기둥 외측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제2슬릿이 형성되고, 상기 제2슬릿에 지지부의 제1끼움돌기가 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지부에 매립된 제1신호케이블이 밖으로 인출되어 상기 신호 처리부에 연결되고, 상기 외부 도전체에 매립된 제2신호케이블이 밖으로 인출되어 상기 신호 처리부에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 외부 도전체는 돔 형상으로 형성되고, 상기 외측 도전체의 일측 단부와 상기 내부 도전체의 일측 단부는 톱니 모양으로 형성되며, 상기 외부 도전체와 내부 도전체 사이에 공기층이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 센서부는 3중 사출 성형기를 이용하여 상기 외부 도전체, 내부 도전체, 및 지지부를 일체로 성형하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 외부 도전체는 인체에 의한 터치 압력에 따라 눌려지는 유연한 재질로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 외부 도전체와 내부 도전체는 열가소성 엘라스토머와 탄소나노튜브의 복합소재로 성형할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열가소성 엘라스토머에 배합하는 탄소나노튜브의 배합 비율은 20 ~ 60 중량%인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 지지부는 열가소성 엘라스토머로 성형할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 센서부는 외부 도전체와 내부 도전체의 간격에 따라 정전 용량과 저항의 변화를 출력하며, 상기 신호 처리부는 상기 센서부의 감지된 정전용량과 사전 설정된 제1기준값을 비교하는 제1비교기, 상기 센서부의 저항 변화에 대응하는 분압 전압과 사전 설정된 제2기준값을 비교하는 제2비교기를 포함하고, 상기 제1비교기는 감지된 정전용량이 제1기준값보다 크면 끼임 발생 신호를 출력하며, 상기 제2비교기는 감지된 저항에 대응하는 분압 전압이 제2기준값보다 작으면 끼임 발생 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 외부 도전체와 내부 도전체가 일체화되어 가느다란 스트립 형태로 제작하여 대상물의 형상에 대응하여 구부러지게 설치 가능하여 설치 작업이 쉽고 간편하게 이루어질 수 있으며, 자동차의 슬라이딩 도어, 파워 윈도우, 승강기의 슬라이딩 도어 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.
본 발명에 따르면 외부 도전체와 내부 도전체로 구성된 센서부의 정전 용량 변화에 따라 끼임 발생을 감지할 수 있고, 외부 도전체에 과도한 외력이 가해져 외부 도전체와 내부 도전체가 붙은 상황에서는 센서부의 저항 변화에 따라 끼임 발생을 감지할 수 있어 다양한 사용 환경에서 동작 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면 외부 도전체와 내부 도전체 사이에 대향하는 표면적이 커지도록 톱니 모양으로 형성하기 때문에 외부 도전체와 내부 도전체의 간격에 비례적으로 변화하는 정전용량을 민감하게 감지할 수 있어 센서 성능을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 센서부의 외부 도전체를 밀봉 처리하고, 외부 도전체가 접지 구조를 적용하기 때문에 빗물이나 먼지 등의 이물질에 의한 오작동을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서부의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서부의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 센서부의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서부와 신호 처리부의 상세 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인체에 의해 센서부에 가해지는 터치 압력에 따라 변화하는 정정용량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치의 제어 블록도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
실시예에 따른 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치는 전동 모터를 이용하여 자동차에 설치된 슬라이딩 도어를 구동시킬 때 사용자 부주의로 인한 끼임 발생에 대비하기 위하여, 정전용량의 변화를 감지하는 센서부를 이용하여 슬라이딩 도어를 자동으로 멈추게 하거나 반대 방향으로 구동시키는 안티핀치(anti-pinch) 기능을 구비하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다. 이러한 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치는 전동 모터를 이용하여 피동체를 구동시키는 다양한 기술 분야에 적용할 수 있다. 예를 들어 자동차에 장착된 부속물로서 측면 도어, 트렁크 도어, 창문, 썬루프를 자동 개폐할 수 있는 전동 자동 개폐 시스템이 유저 편의 기능의 하나로서 채택된 경우 실시예에 따른 자동 슬라이딩 도어의 안전 장치가 부가될 수 있다. 다른 예로서 빌딩의 승강기 출입문이나 지하철 출입문과 같이 자동 개폐 방식을 채택하고 있는 경우 실시예에 따른 자동 슬라이딩 도어의 안전 장치가 부가될 수도 있다.
실시예에 따른 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치는, 자동 슬라이딩 도어에 접근하는 인체에 의해 가해진 터치 압력에 비례적인 정전용량의 변화를 감지하는 센서부(100)를 포함할 수 있다.
상기 센서부(100)는 전동 모터에 의해 전진 또는 후퇴하는 피동체로서 슬라이딩 도어의 측부에 설치될 수 있다. 이 센서부(100)의 위치가 특정하게 제한될 필요는 없으며, 접근하는 인체에 의해 가해지는 터치 압력에 반응할 수 있도록 외부로 노출된 지점에 제한없이 설치될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(100)는 길이 방향으로 연장 형성될 수 있다. 상기 센서부(100)는 슬라이딩 도어의 측부 형상에 대응하여 구부러지는 스트립 형태로 제작할 수 있다. 상기 센서부(100)는 지지부(110), 내부 도전체(120), 및 외부 도전체(130)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(110) 및 내부 도전체(120)가 상기 외부 도전체(130)에 내장되어 일체화된다.
상기 지지부(110)는 외부 도전체(130)와 내부 도전체(120) 사이에 결합되어 외부 도전체(130)와 내부 도전체(120)가 직접 접촉되지 않도록 한다. 또한 상기 지지부(110)는 전기적 절연성 재질로 제작되고, 예를 들어 사출 성형기에 열가소성 엘라스토머(TPE : thermoplastic elastomer)를 공급하여 성형할 수 있다.
상기 외부 도전체(130)는 외부로 노출되는 센서부(100)의 외피로서 내부가 비어 있는 돔 형상의 외관을 형성하며, 인체에 의한 터치 압력에 의해 눌려질 수 있는 유연한 재질로 제작될 수 있다. 상기 외부 도전체(130) 내부에 터널 형상의 수용 공간(134)이 형성되고, 이 수용 공간(134)에 지지부(110)와 내부 도전체(120)가 수용된다.
상기 외부 도전체(130) 및 내부 도전체(120)는 열가소성 엘라스토머(TPE)와 탄소나노튜브(CNT)의 복합소재를 사출 성형기에 공급하여 성형할 수 있다. 여기서 열가소성 엘라스토머(TPE)에 배합하는 탄소나노튜브(CNT)에 의해 도전성을 가지는 것인데, 배합 비율은 20 ~ 60 중량%이다.
상기 지지부(110), 내부 도전체(120), 및 외부 도전체(130)는 3중 사출 성형기를 이용하여 일체로 성형할 수 있고, 공통 소재로서 열가소성 엘라스토머(TPE)를 채택하고 있기 때문에, 지지부(110)를 매개로 접합되는 내부 도전체(120)와 외부 도전체(130)는 계면 접합력이 우수하고 내구성이 향상된다.
상기 지지부(110)는 길이 방향을 따라 양측에 수직으로 돌출 기둥이 형성되고, 서로 마주보는 돌출 기둥 사이에 움푹 패인 안착홈(112)이 형성된다.
상기 지지부(110)의 바닥면과 양측면이 외부 도전체(130)의 내측면에 접촉하고, 상기 지지부(110) 상면의 안착홈(112)에 내부 도전체(120)의 바닥면이 접촉하게 된다.
상기 지지부(110)의 양측 기둥 외측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제1슬릿(113)이 형성되고, 양측 기둥 내측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제1끼움돌기(111)가 형성된다.
상기 외부 도전체(130)의 내측에 한 쌍의 제2끼움돌기(132)가 형성되는데, 제2끼움돌기(132)가 수용 공간(134)에 수용되는 지지부(110)의 제1슬릿(113)에 결합된다.
상기 내부 도전체(120)의 양측 기둥 외측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제2슬릿(123)이 형성된다. 안착홈(112)에 위치하는 내부 도전체(120)의 제2슬릿(123)에 지지부(110)의 제1끼움돌기(111)가 결합된다.
상기 지지부(120)에 매립된 제1신호케이블(122)이 밖으로 인출되어 후술하는 신호 처리부(200)에 연결되고, 상기 외부 도전체(130)에 매립된 제2신호케이블(133)이 밖으로 인출되어 신호 처리부(200)에 연결된다.
도 3을 참고하여, 상기 외부 도전체(130)의 바닥면이 대상물의 고정부(101)에 결합되는데, 외부 도전체(130)가 전기적으로 접지될 수 있도록 고정부(101)는 도체로 구현된다. 또한 상기 외부 도전체(130)의 양측 단부는 밀봉 처리하여 기밀성을 확보할 수 있다.
실시예에서 상기 고정부(101)는 자동차의 프레임 바디의 일부가 될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어 상기 외부 도전체(130)는 설치 지점의 도전성 대상물에 전기적으로 연결하여 접지시킬 수 있다.
상기 외부 도전체(130)의 수용 공간(134)에는 상기 지지부(110)와 내부 도전체(120)에 의해 채워지지 않은 빈 공간이 형성되는데, 즉 상기 외부 도전체(130)의 내측 상부와 내부 도전체(120) 사이에 공기층(140)이 형성된다.
상기 공기층(140)을 사이에 두고 상기 내부 도전체(120)의 제1첨두(121)와 상기 외부 도전체(130)의 제2첨두(131)가 대향 배치되어 일정 간격(d) 떨어져 있다. 이렇게 일정 간격(d) 떨어진 정상 상태에서 외부 도전체(130)와 내부 도전체(120)의 정전용량이 기준값으로 설정될 수 있다.
인체에 의한 터치 압력으로 유연한 외부 도전체(130)가 눌려져 일시적으로 형태 변형이 발생하면 서로 대향하는 제1첨두(121)와 제2첨두(131)의 간격이 좁아질 수 있다. 터치 압력에 따라 제1첨두(121)와 제2첨두(131)의 간격이 좁아지거나 넓어지므로, 이 간격의 변화에 대응하여 정전 용량의 변화를 유도할 수 있다. 실시예에서 상기 내부 도전체(120)의 제1첨두(121)와 상기 외부 도전체(130)의 제2첨두(131)는 톱니 모양으로 형성한다. 대향하는 제1첨두(121)와 제2첨두(131)가 톱니 모양으로 형성되므로 서로 근접하는 경우 대향하는 표면적이 커짐에 따라 정전 용량의 변화를 민감하게 감지할 수 있다.
상기 외부 도전체(130)가 슬라이딩 도어에 접근한 인체에 의해 눌려지는 경우, 외부 도전체(130)의 제2첨두(131)는 내부 도전체(120)의 제1첨두(121) 측으로 접근하고 이러한 외부 도전체(130)의 변위에 따라 간격(d)이 변화한다. 이 간격(d)에 대응하는 정전용량의 변화를 감지함으로써 인체의 끼임 현상을 인식할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 센서부와 신호 처리부의 상세 회로도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서부에 가해지는 인체에 의한 터치 압력에 따라 변화하는 정정용량을 나타내는 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정전용량(Cs)과 저항(Rs)으로 구성된 등가회로에 의해 상기 센서부(100)를 설명할 수 있다. 외부 도전체(130)의 변위에 따라 내부 전도체(120)의 제1첨두(121)와 외부 전도체(130)의 제2첨두(131)의 간격(d)이 변화하고, 이 간격(d)의 변화에 대응하는 정전용량(Cs)과 저항(Rs)에 따른 감지 신호가 신호 처리부(200)에 인가된다.
상기 센서부(100)의 정전용량(C)은 (수학식1)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020096206010-pat00001
여기서 d는 내부 전도체의 제1첨두와 외부 전도체의 제2첨두의 거리, S 는 내부 전도체의 제1첨두와 외부 전도체의 제2첨두 사이에 대향하는 표면적, ε은 유전율이다.
도 5를 참고하여, 인체에 의한 터치 압력이 가해져 외부 도전체(130)가 눌려져 간격(d)이 좁아지면 센서부(100)의 정전용량(C)은 제1기준값(Cth) 보다 커지게 된다. 이렇게 정전용량(C)이 제1기준값(Cth) 보다 커지면 끼임 현상(Pinch)이 발생된 경우로 인식할 수 있다(포인트 K의 왼쪽 영역).
한편 인체에 의한 터치 압력이 해제되면 가해지는 눌림이 해제됨에 따라 외부 도전체(130)는 원래 형태로 복원되면 간격(d)이 넓어짐에 따라 센서부(100)의 정전용량(C)은 제1기준값(Cth) 보다 작아져 초기값(Co)에 수렴하게 된다. 정전용량(C)이 제1기준값(Cth) 보다 작아져 초기값(Co)에 수렴하면 끼임 현상(Pinch)이 발생하지 않은 안전한 상태(Safe)로 인식할 수 있다(포인트 K의 오른쪽 영역).
다시 도 4를 참고하여, 상기 신호 처리부(200)는 센서부(100)의 감지 신호와 기준값을 비교하고, 슬라이딩 도어에서 끼임 현상이 발생시 끼임 발생 신호를 후술하는 제어부(210)에 인가한다.
상기 신호 처리부(200)는 제1비교기(201), 제2비교기(202), OR 게이트(203)를 포함할 수 있다.
상기 제1비교기(201)는 센서부(100)의 감지된 정전용량(Cs)과 사전 설정된 제1기준값(Cth)을 비교한다. 정전용량(Cs)이 제1기준값(Cth) 보다 크면 즉 끼임 발생된 경우 끼임 발생 신호를 OR 게이트(203)에 인가한다.
한편 상기 외부 도전체(130)에 가해지는 누름의 정도가 과도하게 커서 외부 도전체(130)의 제2첨두(131)와 내부 도전체(120)의 제1첨두(121)가 붙게 되면 캐패시터의 성질을 잃어버린다. 이에 따라 정전용량의 변화에 대응한 인체의 끼임 현상을 인식할 수 없게 된다.
이를 고려하여 두 도전체(130)(120) 사이의 저항(Rs)의 변화를 감지하여 끼임의 발생을 인식할 수 있도록 후술하는 신호 처리부(200)의 제2비교기(202)를 구비한다.
상기 제2비교기(202)는 센서부(100)의 감지된 저항에 의해 변화하는 분압 전압(VsAv)과 사전 설정된 제2기준값(Vth)을 비교한다. 분압 전압(VsAv)이 사전 설정된 제2기준값(Vth)보다 작으면 끼임 현상이 발생된 경우로 인식하여 끼임 발생 신호를 OR 게이트(203)에 인가한다.
상기 OR 게이트(203)는 제1비교기(201)의 끼임 발생 신호와 제2비교기(202)의 끼임 발생 신호를 인가받아 제어부(210)에 출력한다.
도 6을 참고하여, 상기 제어부(210)는 신호 처리부(200)의 OR 게이트(203)로부터 끼임 발생 신호를 인가받으면, 모터 구동부(220)를 제어하여 슬라이딩 도어를 이동시키기 위해 구동중인 모터를 정지하거나 반대 방향으로 모터를 구동하여 인체의 끼임에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.
또한 상기 제어부(210)는 경고음 출력부(230)를 통해 경고음을 출력하여 외부 사용자에 대한 끼임 발생을 확인할 수 있도록 한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 센서부 110 : 지지부
111 : 제1끼움돌기 113 : 제1슬릿
120 : 내부 도전체 121 : 제1첨두
122 : 제1신호케이블 123 : 제2슬릿
130 : 외부 도전체 131 : 제2첨두
132 : 제2끼움돌기 133 : 제2신호케이블
200 : 신호 처리부 201 : 제1비교기
202 : 제2비교기 203 : OR 게이트
210 : 제어부 220 : 모터 구동부
230 : 경고음 출력부

Claims (15)

  1. 피동체에 전기적으로 접지된 외부 도전체와 내부 도전체의 간격에 대응하는 정전용량의 변화를 감지하는 센서부;
    상기 센서부의 감지 신호와 기준값을 비교하여 상기 피동체에서 인체의 끼임 발생을 지시하는 끼임 발생 신호를 출력하는 신호 처리부;
    상기 피동체를 이동시키기 위하여 모터를 구동하는 모터 구동부;
    상기 신호 처리부로부터 끼임 발생 신호를 입력받으면 상기 피동체를 정지시키거나 반대 방향으로 이동시키기 위하여 상기 모터 구동부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 외부 도전체는 기밀성을 확보할 수 있도록 양측 단부가 밀봉 처리되고, 상기 외부 도전체와 내부 도전체 사이에 대향하는 표면적이 커지도록 상기 외부 도전체의 일측 단부와 상기 내부 도전체의 일측 단부는 톱니 모양으로 형성되며,
    상기 센서부는 상기 외부 도전체, 내부 도전체, 및 지지부를 일체화하고,
    상기 지지부는 외부 도전체와 내부 도전체 사이에 결합되어 외부 도전체와 내부 도전체가 직접 접촉되지 않도록 하여 전기적으로 절연시키며, 길이 방향을 따라 양측에 수직으로 돌출 기둥이 형성되고, 서로 마주보는 돌출 기둥 사이에 움푹 패인 안착홈이 형성되며,
    상기 안착홈에 내부 도전체의 바닥면이 접촉하고, 상기 지지부의 양측 기둥 외측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제1슬릿이 형성되며, 상기 지지부의 양측 기둥 내측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제1끼움돌기가 형성되고,
    상기 외부 도전체의 내측에 한 쌍의 제2끼움돌기가 형성되며, 상기 제2끼움돌기가 지지부의 제1슬릿에 결합되는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피동체는 자동차에 장착된 부속물로서 측면 도어, 트렁크 도어, 창문, 썬루프, 승강기의 출입문, 지하철 출입문 중 어느 하나이고,
    상기 센서부는 피동체의 측부 형상에 대응하여 구부러지는 스트립 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 도전체의 양측 기둥 외측에 길이 방향을 따라 연장된 한 쌍의 제2슬릿이 형성되고,
    상기 제2슬릿에 지지부의 제1끼움돌기가 결합되는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 지지부에 매립된 제1신호케이블이 밖으로 인출되어 상기 신호 처리부에 연결되고, 상기 외부 도전체에 매립된 제2신호케이블이 밖으로 인출되어 상기 신호 처리부에 연결되는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 3중 사출 성형기를 이용하여 상기 외부 도전체, 내부 도전체, 및 지지부를 일체로 성형하는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 외부 도전체는 인체에 의한 터치 압력에 따라 눌려지는 유연한 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 외부 도전체와 내부 도전체는 열가소성 엘라스토머와 탄소나노튜브의 복합소재로 성형할 수 있는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머에 배합하는 탄소나노튜브의 배합 비율은 20 ~ 60 중량%인 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 열가소성 엘라스토머로 성형할 수 있는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 외부 도전체와 내부 도전체의 간격에 따라 정전 용량과 저항의 변화를 출력하며,
    상기 신호 처리부는 상기 센서부의 감지된 정전용량과 사전 설정된 제1기준값을 비교하는 제1비교기, 상기 센서부의 저항 변화에 대응하는 분압 전압과 사전 설정된 제2기준값을 비교하는 제2비교기를 포함하고,
    상기 제1비교기는 감지된 정전용량이 제1기준값보다 크면 끼임 발생 신호를 출력하며,
    상기 제2비교기는 감지된 저항에 대응하는 분압 전압이 제2기준값보다 작으면 끼임 발생 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치.
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