KR20040104682A

KR20040104682A - 스위치

Info

Publication number: KR20040104682A
Application number: KR10-2004-7017521A
Authority: KR
Inventors: 씨. 와그너필립파; 풀포드캐다린
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-12-10
Also published as: AU2003219444A1; JP2005524210A; EP1502270A1; GB0209888D0; WO2003094187A1; US20060071751A1; CN1650378A

Abstract

위빙 패브릭 스위치는 통상적으로 서로가 공간적으로 분리된 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)로 분할되는 위빙된 패브릭(41)을 포함한다. 제 1 및 제 2 경계들(50 및 51) 사이의 제 1 레이어(44)의 길이가 제 1 및 제 2 경계들(50 및 51) 사이의 제 2 레이어(45)의 대응하는 길이보다 더 길기 때문에, 제 1 레이어(44)는 z 방향으로 변형되며, 통상 서로 이격된 제 1 레이어(44)와 제 2 레이어(45)를 유지하며 보이드(46)를 정의한다. 제 1 레이어(44)의 복수의 도전 요소들(47) 제 2 레이어(45)의 복수의 도전 요소들(48)로부터 물리적으로 분리되며 스위치는 전기적으로 '오프'상태 이다. 제 1 레이어(44)를 변형시키는 탄력적 힘의 인가는 제 1 레이어(44)의 복수의 도전 요소들(47)이 제 2 레이어(45)의 복수의 도전 요소들(48)에 접속하게 되는 요인이 된다.

Description

스위치{Switch}

의류 또는 다른 부드러운 아이템들에 전기 또는 전자 장치를 통합하거나 적응시키는 작업은 디자이너에게 많은 문제점을 제시한다. 스위치들의 결합(incorporation)의 예는 일반적이다.

전기 스위치들을 의류에 통합시키는 접근은, 의류에 바느질되거나, 접착되거나, 그렇지 않으면 장착되는 표준 "기성품(off the shelf)"의 전자 요소들을 이용하는 것이다. 불행하게도, 이러한 접근은 종래의 전자 장치의 사용을 근본적으로 의도하여 이러한 요소들로부터 유발되는 수많은 불이익을 갖는다. 이러한 종래의 장비에서 이러한 스위치들은 인쇄 회로 보드나 다른 부분들에 그들을 부착함으로써 쉽게 장착된다. 그러나, 보통 유연한 직물 재료로 제조되는 의류 및 비품(furnishing)의 경우에, 스위치들이 성공적으로 접착될지라도, 완성된 부착은 스위치의 작동, 특히 한 손만 사용하는 작동이 어렵도록 항상 정확한 것이 아니다. 공지된 간단한 토글 스위치(simple toggle switch)의 예를 취하면, 스위치의 기본적인 부분은 레버 부분이 작동되는 동안 견고하게 유지될 필요가 있다. 스위치의 만족스럽지 못한 물리적 부착 때문에 스위치 작동에 문제들이 있는 한편, 다른 결점은, 이러한 요소들이 깔끔하게 통합되고, 그 아이템들에 부착되어 아이템의 특성을 유지하기보다는, 요소들이 위에 붙어있는 의류 또는 비품의 촉감 및 외관을 갖는다는 것이다.

상기 후자의 포인트는 의복 또는 비품의 물품을 선택할 때 첫 번째로 고려할 사항이 그 외관이기 때문에 중요하다. 의류의 또는 다른 물품의 매력을 손상시키는 스위치의 포함은 설계자 또는 소비자의 관점에서 바람직하지 못하다. 의류 또는 비품에서 사용하는 눈에 보이는 스위치들은 적절해 보여야 하는데, 중요한 설계 특징으로서, 불연속적 구현 또는 숨겨진 것으로서 통합되는지 여부이다. 많은 경우에 물리적인 유연성의 정도를 갖는 요소에 대한 요구가 있기 때문에 인가되거나 통합되는 물품의 모양의 어느 정도까지의 확인은 가능하다. 물품이 유연한 경우에, 요소는 그 물품과 함께 유연해 질 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 전통의 전자 요소들은 이 요구를 항상 만족하지는 않는다.

이러한 종래의 요소들의 사용은, 의복 또는 가구 구성 산업에서 일반적으로 이용되는 기계들 및 프로세스들이 스위치들을 패브릭에 연결하도록, 스위치들에 물리적인 부착을 제공하거나 거기에 전기 접속을 하도록, 설계되지 않았기 때문에 제조업자들에게 문제들을 또한 유발한다.

패브릭으로 구성된 스위치를 제공하는 한 가지 공지된 접근은 EP-A-0 989 509에서 논의되었다. 전기적 도전 패브릭의 두 가지 평면들은 전기적 절연 메쉬(electrically insulating mesh)에 의해 서로 분리되어 있다. 힘이 평면들 중 하나에 인가될 때, 두 도전 평면들은 메쉬에 의해 서로 접해질 수 있으며, 따라서, 도전 평면들 사이에 전기적 연결을 제공할 수 있다. 상기 3층 구조는, 상기 구조를 기초로 스위치들의 유연성을 궁극적으로 제한하는 잠재성을 가지며 이러한 스위치들의 프로파일을 증가시킬 필요가 있다. 함께 접착되는 3개의 레이어들에 의해 생성되는 구조의 경우, 접착 작용을 실행하는 상기 요구는 제품의 비용들에서 잠재적인 부가를 갖는다. 두 개의 전기적 도전 패브릭 평면들은 접히는 부근에서 메쉬를 통해 함께 힘을 받을 수 있기 때문에 EP-A-0 989 509에 의해 설명된 구조는 그 구조가 포개질 때 의도되지 않은 작동을 이따금 겪을 수 있음이 WO-A-00/72239에 나타난다. 이러한 의도되지 않은 작동의 문제를 다루기 위해, WO-A-00/72239는 전기적으로 도전되도록 짜여진 센트럴 레이어와 날실 짜임 구조(warp knit construction)의 전기적으로 절연된 2개의 매개 '메쉬' 레이어들에 의해 분리된 2개의 전기적으로 도전된 위빙(woven)된 외곽 패브릭 레이어들을 포함하는 5층의 레이어 구조를 제안하는데, 한 메쉬 레이어는 도전 외곽 패브릭 레이어들과 센트럴 레이어 사이에 각각 위치된다. 적절한 압력의 인가시에 두 개의 전기적 도전 외각 패브릭 레이어들은, 외곽 도전 패브릭 레이어들 사이에 도전 경로를 제공하는 센트럴 레이어를 절연 메쉬의 틈들을 통해 센트럴 도전 레이어에 접속시킨다. 상기 5층 구조는, 상기 구조를 기초로 스위치들의 유연성을 궁극적으로 제한하는 잠재성을 가지며 상기 스위치들의 프로파일을 증가시킬 필요가 있다. 함께 접착되는 5층의 레이어들에 의해 생성되는 구조의 경우, 5층의 레이어들을 제공하고 접착 작용을실행하는 상기 필요는 제품의 비용들에서 잠재적인 부가를 갖는다.

본 발명은 스위칭 장치에 관한 것으로서, 특히, 의류 및 부드러운 비품들(soft furnishings)과 같은 유연한 물품들(flexible articles)에 이용하기 적합한 스위칭 장치에 관한 것이나, 이에 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 위빙하기 위한 블록 스레딩 플랜(block threading plan)을 도시한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예인 위빙하기 위한 펙 플랜(peg plan)을 도시한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 합성도이다.

도 4는 본 발명의 스위치의 제 1 실시예의 배면 투시를 도시한다.

도 5a는 제 1 구성으로 제 1 실시예 스위치의 도 4의 A-A 라인을 따라 취한 부분적인 횡단면을 도시한다.

도 5b는 제 2 구성으로 제 1 실시예 스위치의 부분적인 횡단면을 도시한다.

도 6은 본 발명에 따라 구성되고 제 1 실시예의 12개의 스위치들을 포함하는 패브릭 키패드의 평면도를 도시한다.

도 7a는 제조하는 동안 위빙 룸(weaving loom)에서 유지되면서 제 1 실시예의 스위치를 생성하기 위한 위브의 요소들의 부분적인 횡단면을 도시한다.

도 7b는 위빙 룸으로부터 제거된 후 스위치를 생성하도록 형성된 도 7a의 위브의 부분적인 단면을 도시한다.

본 발명의 목적은 의류, 부드러운 비품들 등에 통합될 수 있는 전기적 스위치를 제공하는 것이다.

적어도 하나의 스위치 영역을 갖는 위빙 구조(woven structure)를 포함하고, 상기 위빙 구조는 통상적으로 서로가 공간적으로 분리된 제 1 레이어 및 제 2 레이어를 나타내도록 분할하는, 직물 스위치로서, 힘을 인가하면 상기 제 1 레이어 및 제 2 레이어 중 적어도 하나는 제 2 레이어 및 제 1 레이어 중 다른 하나를 향해 각각 이동 가능하며, 상기 스위치의 작동 원인인, 직물 스위치(textile switch)가 본 발명에 의해 제공된다. 그러므로, 전체의 스위치는 위빙 구조로서, 선택적으로는 단일 위빙 동작(single weaving operation)으로 제공될 수 있다. 이러한 스위치는, 특히 단일 천 구조일 때, 제품의 저렴한 비용을 가질 수 있고, 낮은 프로파일이 될 수 있으며, 위빙 구조의 패턴을 바꿈으로써 대량의 구성들로 간단히 제공될 수 있다. 이러한 위빙 스위치는 높은 정도의 물리적인 유연성을 제공하는 잠재성을 갖는다.

선택적으로, 제 1 레이어 및 제 2 레이어 중 적어도 하나는 스위치 접속 부분들을 형성하도록 하나 이상의 전기적 도전 요소를 포함한다. 스위치 영역의 제 1 레이어 또는 제 2 레이어는 이러한 전기적 도전 요소들로, 또는 전기적 도전 요소들 및 전기적 절연 요소들의 조합으로 배타적으로 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 레이어 중 적어도 하나를 각각 제 2 레이어 및 제 1 레이어 중 다른 하나를 향해이동하도록 하는 적절한 힘의 인가에 의해, 제 1 레이어의 전기적 도전 요소들은 제 2 레이어의 전기적 도전 요소들과 물리적 및 전기적인 접속을 구축할 수 있고, 따라서, 상기 스위치는 접속하게 된다.

선택적으로, 제 1 레이어 및 제 2 레이어 중 적어도 하나는 캐패시터의 양극들을 형성하도록 하나 이상의 전기적 도전 요소들을 포함한다. 이 배열에서, 제 1 레이어 및 제 2 레이어 중 적어도 하나는 제 2 레이어 및 제 1 레이어 중 다른 하나를 향해 이동하도록 하는 적절한 힘의 인가에 의해, 제 1 레이어에 의해 형성된 캐패시터 플레이트는 제 2 레이어에 의해 형성된 캐패시터 플레이트를 향해 이동하게 될 수 있으며, 따라서, 두 플레이트들 사이의 분리를 감소시킨다. 플레이트들 사이의 분리는 두 플레이트들에 의해 형성된 캐패시터의 값에 영향을 미치며 이 캐패시턴스의 측정들은 스위치가 작동되는지 여부를 입증하도록 관찰될 수 있다.

선택적으로, 제 1 레이어 및 제 2 레이어 중 적어도 하나는 하나 이상의 섬유 광 요소(fibre optic element)를 포함한다. 힘의 인가하면 제 1 및 제 2 레이어 중 적어도 하나는 각각 제 2 및 제 1 레이어 중 다른 하나를 향해 이동하도록 하며, 하나 이상의 광 섬유 요소를 포함하는 레이어를 탄력적으로 변형시킬 수 있으며, 따라서, 각각의 광 요소들로부터 광의 누출을 변경시킨다.

선택적으로, 직물 스위치의 제 1 레이어 및 제 2 레이어는 스위칭 영역내에서 제 2 레이어 또는 제 1 레이어 중 다른 하나 보다 크기가 더 큰 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 하나에 의해 통상 이격된다.

선택적으로, 직물 스위치의 제 1 레이어 및 제 2 레이어는 비선형 프로파일을 채택하도록 생성되는 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 적어도 하나에 의해 통상 이격된다.

본 발명의 이들 및 다른 측면들 및 선택적인 특징들은 독자가 이제 참조하고 본 명세서에 첨부된 청구범위에 나타난다.

여기에 첨부한 도면들을 참조하여, 단지 예시적인 방식으로, 본 발명이 이제 설명된다.

도면들은 개략적이며, 크기에 대해서는 도시되지 않았음이 주목된다. 도면들 부분의 상대적인 차수들과 비율들은 도면들의 간결함과 편의를 위해 사이즈는 과장 또는 축소되어 도시되어 있다. 동일한 참고 부호들은 다른 실시예들에 대응하거나 유사한 특징들을 참조하여 일반적으로 이용되었다

도 1의 블록 스레딩 플랜(10)은 샤프트들(shafts)(20)에 대한 것이며, 본 발명의 제 1 실시예의 스위치를 위빙하기 위해 위빙 룸(weaving loom)의 요구된 셋-업 관점들을 나타내는 것으로서 본 기술의 숙련된 기술자에 의해 이해될 것이다. 도 2의 펙 플렌(peg plan)(20)은 본 발명의 제 1 실시예의 스위치의 위빙에 응용 가능하다. 도 3에 도시된 합성도(30)는 본 발명의 제 1 실시예의 스위치에 응용 가능하다.

도 4를 참조하면, 스위치(40)는 위빙된 패브릭(41)으로 구성된다. 패브릭(41)은 절연 재료로 일반적으로 제조되며, 하나 이상의 스위치 경계 영역(42) 및 하나 이상의 스위치 영역(43)을 포함하는 다수의 부분들을 포함한다. 상기 스위치 영역 또는 각각의 스위치 영역(43)내에서, 위빙된 패브릭(41)은 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)를 형성하도록 분할한다. 레이어들의 분할은 제 1 레이어(44)와 제 2 레이어(45) 사이에서 일반적으로 공기로 채워진 패브릭 위브의 공백(46)을 형성한다. 제 1 레이어(44)는 제 2 레이어(45)를 향하여 위치한 복수의 도전 요소들(47)을 구비한다. 제 1 레이어의 복수의 도전 요소들(47)은 제 1 스위치 접촉을 형성한다. 제 2 레이어(45)는 제 1 레이어(44)를 향하여 위치한 복수의 전기적 도전 요소들(48)을 구비한다. 그러므로, 제 1 레이어의 도전 요소들(47)은 제 2 레이어의 도전 요소들(48)을 향하고 있다. 제 2 레이어의 복수의 도전 요소들(48)은 제 2 스위치 접촉을 형성한다. 제 2 레이어(45)의 경우에, 복수의 전기적 도전 요소들(48)은 임의적이지만, 상대적으로 큰 틈들(49)에 의해 이격되고, 상기 틈들은 부가적인 도전 요소들(48)과, 도전 요소들의 대안적인 형태와, 절연 요소들 또는 어떤 적절한 조합으로 채워질 수 있다.

설명된 예시적인 스위치에서, 위빙된 패브릭(41)은 경계 영역들(42) 및 스위치 영역(43)의 제 1 경계(50) 및 제 2 경계(51)에서 하강하는 위치들에서 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)를 형성하도록 분할한다. 경계들(50,51)은 도면들에서 점선들로 도시된다. 제 1 및 제 2 레이어들은 위브 프로세스에 의해 상기 경계 위치들에서 서로 고정되어 있다. 선택적으로, 이러한 고정은 예를 들어 바느질(stitching)에 의해 보강될 수 있다. 스위치의 횡단면을 보면, 특히 도 5a를 참조하면, 제 1 및 제 2 경계들(50 및 51) 사이의 길이 스패닝(length spanning)에 의한 제 1 레이어(44)의 사이즈는 제 1 및 제 2 경계들(50 및 51) 사이의 길이 스패닝에 의한 제 2 레이어(45)의 사이즈 보다 더 크다는 것을 주목한다. 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)는 위브 프로세스에 의해 경계들(50 및 51)에서 서로 접착되고, 경계들(50 및 51) 사이를 스패닝하는 제 1 레이어(44)의 길이는 경계들(50 및 51) 사이를 스패닝하는 제 2 레이어(45)의 대응하는 길이보다 더 길기 때문에,제 1 레이어(44)는 z 방향에서 변형되며, 그로 인해, 위브(41)의 경계 영역들(42)과 비교할 때 스위치 영역(43)내에서 버지(bulge) 또는 "블리스터(blister)"를 생성한다. 그러므로, 통상적으로 버지를 채택하는 경향은 서로 이격된 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)를 유지하여 보이드(void)(46)를 정의한다. 이러한 제 1 조건에서, 제 1 레이어(4)의 복수의 도전 요소들(47)은 제 2 레이어(45)의 복수의 도전 요소들(48)로부터 물리적으로 분리되며, 스위치는 '오프' 또는 전기적으로 '오픈'상태가 된다.

도 5b에서 'F'로 표시된 충분한 힘의 인가는, 제 1 레이어(44)의 탄력적인 변형을 일으키고, 제 1 레이어(44)를 제 2 레이어(45) 방향으로 이동시키고, 제 1 레이어(44)의 복수의 도전 요소들(47)을 제 2 레이어(45)의 복수의 도전 요소들(48)에 접촉시킨다. 이러한 제 2 조건에서, 전기적 연속성은 복수의 도전 요소들(47 및 48) 사이에 확립되어, 그 결과로서, 스위치는 '온' 또는 전기적으로 '클로즈' 상태로 된다.

힘 'F'의 제거는, 제 1 레이어(44)가 제 2 레이어(45)로부터 탄력적으로 이동하는 것을 허용하며, 스위치는 전기적으로 '오픈'되는 제 1 조건을 다시 시작한다.

위빙된 스위치의 구조적인 관점들에 있어서, 도면들에서 위빙된 재료들의 날실(warp)은 y 방향으로 도시되며, 위빙된 재료들의 씨실(weft)은 x 방향으로 도시된다. 도시된 제 1 실시예 스위치(40)의 경우에, 위빙된 스위치는 날실 방향의 방사들(yarns)이 나일론 모노필라멘트(nylon monofilament)로 되어 있고, 씨실 방향의 방사들이 2-60의 코튼으로 되어 있는 위빙 구조로 생성된다. 본 기술의 숙련된 기술자는 일반적 형태의 나일론 및 코튼은 전기적으로 절연된 재료들임을 이해할 것이다. 위브는 코팅된 폴리아미드(polyamide)의 복수의 전기적 도전 방사들에 의해 날실의 선택된 영역들에서 보충된다. 이들 다른 날실 방사들은 스위치 영역들(43) 근처의 제 1 레이어(44)내에서 제공되며, 이들 다른 방사들은 제 1 레이어(44)의 복수의 전기적 도전 요소들(47)을 형성한다. 위브는 엘라스테인(elastaine)(예를 들어 Lycra)과 스테인레스 스틸 믹스 또는 동등한 임의의 다른 이러한 스트레치 도전체(stretch conductor)의 조합으로 구성된 방사들에 의해 씨실에서 부가적으로 보충된다. 이러한 부가적인 보충적 씨실 방사들은 패브릭(41)의 스위치 경계 영역들(42)에 제공되지만, 제 2 레이어(45)의 복수의 도전 요소들(48)을 형성하도록 스위치 영역(43)내에서 제 1 경계(50)에서 제 2 경계(51)까지 연장한다. 엘라스테인은 이것의 세로 방향으로 탄성적으로 연장 가능하다. 스테인레스 스틸이 전기적 도전되는 것은 본 기술의 숙련된 기술자에 의해 이해될 것이다.

스위치는 심미적 또는 기술적인 유리함의 이유로 날실 또는 씨실의 부가적인 방사를 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 칼라 방사 또는 아이콘은, 스위치 영역들(43)에서 경계 영역들(42)로부터 그를 구별하도록 위빙될 수 있으며, 그러므로 스위치를 작동하기 위해 패브릭을 누르는 사용자에게 표시를 제공한다. 스위치 영역(43)에서의 아이콘의 제공은 스위치의 기능을 사용자에게 표시하는 역할을 할 수 있다.

도 6을 참고하면, 40a, 40b, ....40l로 표시된 제 1 실시예의 12개의 스위치들을 갖는 패브릭 키패드(60)가 도시된다. 'y' 방향으로 정렬된 스위치들은 공통 도전 날실 방사들을 공유한다. 예를 들어, 스위치들(40a, 40d, 40g, 및 40j)은 47a로 표시된 동일한 날실 방사들을 공유한다. 또한 도시된 다른 스위치들에 대해는 공통 도전 날실 방사들(47b 및 47c)이 도시되어 있다. 'x' 방향으로 정렬된 스위치들은 공통 도전 씨실 방사들을 공유한다. 예를 들어, 스위치들(40a, 40b, 및 40c)은 48a로 표시된 동일한 도전 씨실 방사들을 공유한다. 또한 공통 도전 씨실 방사들(48a, 48b 및 48c)이 도시되어 있다. 공통 도전 날실 및 씨실 방사들은 도 6에서 점선들로 도시되어 있다.

전기적 접속들은 스위치들(40a 내지 40l) 중 어느 하나가 작동되는 지를 확립하기 위해, 공통 도전 날실 방사들(47a, 47b, 47c)과 공통 도전 씨실 방사들(48a, 48b, 48c, 및 48d)의 그룹들 각각으로 이루어질 수 있다. 매트릭스 어드레싱 설계들은, 본 기술의 숙련된 기술자에 의해 이해될 수 있는 것처럼, 도전 날실 방사들(47a, 47b, 47c)에 의해 형성된 칼럼들과 도전 씨실 방사들(48a, 48b, 48c, 48d)에 의해 형성된 로우들을 스캔하는데 이용될 수 있다.

사용자에게 스위치의 기능들을 나타내는 숫자나 다른 기호들 또는 아이콘을 지니는 스위치들이 도시됨을 주목한다. 이러한 기호들 또는 아이콘은 그 자체로 위빙된 패턴에 의해 형성될 수 있다. 위빙 패턴은 숫자들 또는 알파벳의 글자들과 같은 아이콘들 또는 기호들의 선택을 나타내도록 변경될 수 있다.

제 1 실시예의 스위치(또는 이러한 스위치들의 키패드)를 생성하기 위한 제 1 방법에 있어서, 날실 및 씨실의 방사들은 위빙 프로세스 동안 장력 하에서 유지된다. 이는, 조합된 엘라스테인 및 스테인레스 스틸 씨실 방사들(탄성적으로 연장 가능)이 상기 위브에서 형성되면서, 스트레칭되어 그들의 세로 방향으로 실질적으로 전체 범위로 연장되는 결과를 얻는다. 경계 영역들(42)에 있어서, 그들 씨실 방사들은 날실 방사와 함께 견고하게 위빙되어, 룸으로부터 위빙된 패브릭을 제거할 때, 견고하게 패킹된 날실 섬유들은, 엘라스테인 및 코튼 믹스 씨실 방사들(elastaine and cotton mix weft yarns)이 경계 영역들(42)내에서 수축하는 것을 방지한다. 씨실과 같은 방향의 장력하에서 유지되는 위브의 일부는 도 7a에 도시되어 있다.

그러나, 스위치 영역(43)에 있어서, 엘라스테인 및 스테인레스 스틸 믹스 씨실 방사들은 어떠한 날실 방사들과 함께 위빙되지 않으며, 그래서, 룸으로부터 위빙된 패브릭을 제거할 때, 씨실 방사의 그들 부분들은

제 1 레이어(44)보다 더 짧게 되는 스위치의 제 2 레이어(45)(씨실 방사들로 형성됨)를 결과로서 얻도록 길이의 감소를 나타내도록 수축하며, 그로 인해, 도 7b에 도시된 것처럼, 버지(bulge out)되도록 제 1 레이어를 강제한다.

제 1 실시예의 스위치(또는 그러한 스위치들의 키패드)를 생성하기 위한 제 2 방법에 있어서, 날실 및 씨실의 방사들은, 스위치를 생성하기 위한 제 1 방법에서 상술한 것과 유사한 방법으로, 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)를 갖는 경계 영역들(42) 및 스위치 영역 또는 영역들(43)을 생성하도록 위빙된다. 그러나, 이 경우에, 제 2 레이어(45)의 씨실 방사(48)는 신축 가능한 방사(retractable yarn)로 교체될 수 있다. 신축 가능한 방사는 탄력적으로 신장될 수 없지만, 적당한 처리를 통해, 그의 세로 방향으로 영구히 수축되도록 구성될 수 있다. 또한, 씨실의 일부는 도 7a에 다이어그램으로 도시되어 있다. 룸(loom)으로부터 제거 이후에, 스위치 영역들은, 스위치의 제 2 레이어(45)의 씨실 방사가 제 1 레이어(44)보다 짧은, 스위치의 제 2 레이어(45)를 형성하기 위해 길이의 감소를 나타내도록 수축되어, 그로 인해, 도 7에 다이어그램으로 도시된 것처럼, 버지되도록 제 1 레이어를 강제하는 것으로 처리된다. 제 2 레이어(45)는 엘라스테인 방사들을 또한 포함하는 것이 가능하다. 적어도 신축 가능한 방사 및/또는 엘라스테인 방사들에는 전기적으로 도전 특성이 제공되어야 하고, 이는 스테인레스 스틸(이미 언급된 바와 같이)과 같은 도전 재료들내에 혼합되거나 고유한 전기적으로 도전 특성들을 갖는 재료의 엘라스테인 또는 신축 가능한 방사를 제공함으로써 실행될 수 있다.

이러한 신축 가능한 방사들이 다양하게 존재한다. 한 예는 부식 용액으로 처리될 때 수축하는 코튼 방사인데, 이 효과는 리넨 패브릭(seersucker fabric)을 제조할 때 이용되었다. 다른 예는 도전 필라멘트들과 혼합된 임시의 직물 방사(false twist textured yarn)인데, 이러한 방사는 스팀을 적용하는 경우에 직경이 증가하지만 길이가 감소한다. 아크릴계 신축 가능한 방사가 이용 가능하다. 탄성적으로 신장 가능한 방사의 형태는, 적당한 처리시에, 방사를 구성하는 각각의 폴리머의 수축 율을 변경하여 직물에서 본래의 스트레치를 대신 허용하는 방사의 축 길이를 따라 나선을 형성하는 코일 효과를 얻는 듀폰트 2-성분 방사(Dupont bi-component yarn)이다.

날실 및 씨실에 이용된 방사 또는 방사들의 정확한 선택과, 또한 방사/방사들의 카운트(count) 및 세트는 스위치의 요구된 특성들에 의존하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 섬유들 또는 방사들은 모노필라멘트, 멀티필라멘트 또는 컷 스태이플 방사들(cut staple yarns)일 수 있다. 모노필라멘트 방사들, 멀티필라멘트 방사들 또는 멀티필라멘트 방사들의 선택된 섬유들은 전기적으로 도전 또는 전기적으로 절연 재료들로 코팅될 수 있다. 다른 예에 있어서, 방사들은 연속적인 금속 필라멘트를 드로잉(drawing)함으로써 생성될 수 있거나, 컷 스태이플 섬유들은 카딩(carded) 및 스퍼닝(spun)될 수 있다. 방사들이 멀티필라멘트인 경우에, 전기적으로 절연 섬유들, 전기적으로 도전 섬유들 또는 둘 다의 혼합을 포함할 수 있다. 방사 타입 및 위브 패턴은 요구된 전기, 촉각 및 물리적인 수행 특성들을 성취하기 위해 선택될 수 있다. 절연 재료들이 요구되는 경우에, 나일론, 폴리에스테르, 울, 코튼 또는 그것들의 조합들과 같은 절연체인 임의의 적당한 방사들이 이용될 수 있다. 도전 방사들이 요구될 때, 엘라스테인 및 스테인레스 스틸 믹스 대신에, 도전 요소를 포함하는 둘 이상의 재료들의 다른 재료들 또는 조합들이 이용될 수 있다. 방사들은 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트일 수 있다.

상기 스위치 실시예는 서로 접촉하는 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)의 도전 요소들의 작용에 의존한다. 그러나, 통상 이격된 적어도 두 레이어들을 갖는 위빙된 패브릭 스위치의 개념으로부터 벗어나지 않는 스위칭 원리들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45) 중 하나는 도전 코일들을 포함하도록 형성될 수 있다. 이러한 코일들은 자수 처리(embroidering process)를 통해 제공될 수 있다. 이 배열에 있어서, 적절한 힘의 인가에 의해, 제 1 레이어및 제 2 레이어 중 적어도 하나를 제 2 레이어 및 제 1 레이어의 다른 하나 쪽으로 각각 이동시키며, 제 1 레이어에 제공되는 도전 코일은 제 2 레이어에 제공되는 도전 코일쪽으로 이동될 수 있으며, 이에 의해 서로에 대하여 두 개의 도전 코일들의 간격을 변경한다. 두 개의 도전 코일들(및 서로에 대하여 코일들의 실제 이동)의 간격은 코일들의 측정된 전기적 특성들에 영향을 끼치며, 이러한 측정들은 스위치가 작동되었는지의 여부를 확립하기 위해 관찰될 수 있다.

제 1 레이어(44) 또는 제 2 레이어(45) 중 하나는 도전 방사의 고 비율을 포함함으로써 캐패시터의 플레이트들을 제공하기 위해 형성될 수 있다. 또한, 광 섬유들은 스위칭을 검출하도록 레이어들에 포함될 수 있다. 이는 광의 전송을 위한 하나 이상의 광섬유를 제 1 레이어(44)에 근방의 위브(41)의 씨실에 포함함으로써 실행될 수 있다. 광섬유가 벤딩(bent)될 때, 전송 손실들은 벤딩의 정도에 따라 변경될 수 있고, 손실들의 연장은 스위치가 작동되는지 여부를 결정하는데 이용될 수 있다.

스위치의 생성동안, 제 1 레이어(44)의 바람직한 버징(bulging)으로 인해 제 2 레이어(44)가 약 30% 수축하는 경우에 유익함을 발견하였다. 위브의 특정 영역들의 선택적인 수축은, 예를 들어 부식 소다 용액(caustic soda solution)으로 셀룰로우스 섬유의 영역들을 프린팅하는 프린팅 기술들에 의해서도 얻어질 수 있다.

제 1 레이어(44)의 블리스터(blister) 또는 '버지(bulge)'을 형성하도록 돕기 위해, 위브에서 본래의 '곡률(curvature)'을 부가하는 것이 가능하다. 이는 성능 및 신뢰성 면에서 스위치의 작동 가능한 특징들을 개선하기 위해 이용될 수 있다. 날실 방향의 경우에, 이를 행하는 한 방법은 룸 상에 두 개의 빔을 사용하거나 서로 다른 장력들에서 설정된 각각의 빔을 갖는 것이다. 변화된 장력들은 방사가 각각의 구조를 통해 얼마나 견고하게 작동하는지에 의존하여 씨실에서 성취될 수 있다. 그렇지 않으면, 얼마나 견고하게 영역들을 위빙하는지에 의존하여 여러 가지 방식들로 방사기 이동하도록 허용하는 플레인 위브/홉색(plain weave/hopsack)과 같은 위브 구조들을 변경하는 것을 이용할 수 있다.

설명된 바와 같이, 예시된 스위치의 제 1 레이어(44)는 돔 형상(dome shape)보다는 원통형의 형태를 갖는다. 그러나, 이는 필수적인 것이 아니며, 스위치 영역의 제 1 레이어 및 제 2 레이어(22, 45)는 위브 구조 또는 추가의 스윙(supplemental sewing)에 의해 각각의 주변(periphery)에서 함께 결합될 수 있다.

스위치의 디자인은 컴퓨터 프로그램 제품의 형태로, 선택적으로 데이터 케리어상에 제공될 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 제품은 전형적으로, 필수는 아니지만, 위빙 장치를 제어하는 컴퓨터에 의해 판독될 수 있다. 이 경우에, 위브 패턴들은 전자 데이터 프로그램들로서 팔릴 수 있다.

본 명세서로부터, 본 기술의 당업자에게는 다른 수정안들이 명백히 존재할 것이다. 예를 들어, 씨실 방사들에서 구현되는 것으로 설명된 특징들은 날실 방사들에서 및 그 역으로도 구현될 수 있다. 이러한 수정안들은, 본 명세서에서 이미 설명된 특징들을 대신하거나 특징들에 부가하여 이용될 수 있는 위브 직물들 및 그 어플리케이션들의 디자인, 제조 및 이용에 있어 이미 공지된 다른 특징들을 포함할 수 있다.

Claims

적어도 하나의 스위치 영역(43)을 갖는 위빙된 구조(woven structure)를 포함하는 직물 스위치(40)로서, 상기 영역에서 상기 위빙된 구조는 통상적으로 서로 이격된 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)를 나타내도록 분할하고, 힘의 인가에 대하여 상기 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45) 중 적어도 하나는 상기 제 2 레이어(45) 및 제 1 레이어(44) 중 다른 하나를 향해 각각 이동 가능하여, 상기 스위치를 작동시키는, 직물 스위치(40).
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 레이어(44) 및 상기 제 2 레이어(45) 중 적어도 하나는 스위치 접촉 부분들을 형성하도록 하나 이상의 전기적 도전 요소(47,48)를 포함하는, 직물 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 레이어(44) 및 상기 제 2 레이어(45) 중 적어도 하나는 캐패시터의 전극들을 형성하도록 하나 이상의 전기적 도전 요소를 포함하는, 직물 스위치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 레이어(44) 및 상기 제 2 레이어(45) 중 적어도 하나는 하나 이상의 섬유 광 요소(fibre optic element)를 포함하는, 직물 스위치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)는 상기 스위칭 영역(43)내에서 상기 제 2 레이어 또는 제 1 레이어 중 다른 하나 보다 크기가 더 큰 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 하나에 의해 통상 이격된, 직물 스위치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)는 비선형 프로파일을 채택하도록 생성되는 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 적어도 하나에 의해 통상 이격된, 직물 스위치.
위빙된 구조의 직물 스위치(40)를 생성하는 방법에 있어서,

방사들(yarns)이 제 1 레이어(44) 및 제 2 레이어(45)를 형성하도록 배열된 영역(43)을 포함하도록 패브릭을 위빙함에 의해 위빙된 구조를 생성하는 단계로서, 각각의 레이어는, 외부 힘의 인가될 때 다른 레이어와 협력하여 스위치로서 기능을 하도록 배열되는, 상기 위빙된 구조를 생성하는 단계를 포함하는, 직물 스위치 생성 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 레이어(44) 또는 제 2 레이어(45)에 탄성적으로 연장 가능한 방사들을 포함시키는 단계로서, 위빙 룸(weaving loom)으로부터 상기 위빙된 구조의 제거시에 상기 탄성적으로 연장 가능한 방사들을 포함하는 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 하나는, 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 상기 다른 하나가 상기 탄성적으로 연장 가능한 방사들을 포함하는 상기 레이어로부터 이격되어 휘어지도록(buckle) 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 상기 다른 하나 보다 더 수축하는, 상기 탄성적으로 연장 가능한 방사들을 포함시키는 단계를 더 포함하는, 직물 스위치 생성 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 제 1 레이어(44) 또는 제 2 레이어(45)에 수축 가능한 방사들(contractible yarns)을 포함시키는 단계와,

상기 수축 가능한 방사들을 포함하는 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어가 상기 수축 가능한 방사들과 접촉하도록 처리하는 단계로서, 상기 수축 가능한 방사들을 포함하는 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 하나는, 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 상기 다른 하나가 상기 수축 가능한 방사들을 포함하는 상기 레이어로부터 이격되어 휘어지도록 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어 중 다른 하나 보다 더 팽창하는, 상기 제 1 레이어 또는 제 2 레이어가 상기 수축 방사들과 접촉하도록 처리하는 단계를 더 포함하는, 직물 스위치 생성 방법.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 비선형 프로파일을 채택하고 상기 제 2 레이어 또는 제 1 레이어 중 다른 하나로부터 자연스럽게 이격되어 구부러지도록(bow) 상기 제 1 레이어(44) 또는 제 2 레이어(45) 중 적어도 하나를 위빙하는 단계를 더 포함하는, 직물 스위치 생성 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 적어도 하나의 직물 스위치(40)를 포함하는 키패드(60) 또는 키보드(60).
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 스위치 또는 제 11 항의 상기 키패드(60) 또는 키보드(60)를 포함하는 의류 또는 비품(furniture)의 물품.