KR200468443Y1 - 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 소정 부하에 대한 전원 공급을 제어함으로써 상기 부하의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈과; 상기 제어 모듈의 동작을 조작하기 위한 사용자 조작을 입력받아 상기 제어 모듈로 조작 신호를 출력하는 조작 모듈을 구비한 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치에 있어서, 상기 조작 모듈은 사용자가 손가락으로 터치가능한 복수의 터치 영역과, 상기 복수의 터치 영역 중 적어도 하나에 손가락이 터치되면 손가락에 의해 정전용량이 변경된 터치 영역을 식별하고 상기 식별된 터치 영역에 대응하는 상기 조작 신호를 출력하는 감지 회로를 포함하고, 적어도 상기 터치 영역은, 절연성 물질로 이루어진 기판과, 상기 기판의 상면에 전도성 물질을 인쇄하는 방식으로 형성되며 상기 감지 회로에 연결되는 전도성 패턴과, 절연성 물질을 상기 기판의 상면측에 인쇄하는 방식으로 상기 전도성 패턴을 덮도록 형성된 보호층을 구비한 터치 유닛을 포함하고, 상기 터치 유닛은 사용자가 상기 기판의 하면을 터치하도록 상기 기판의 하면이 사용자를 향하여 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치{ELECTRIC DEVICE HAVING TOUCH MODULE}

본 고안은 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기 밥솥에 있어서 터치형 조작 모듈의 절연 성능을 간단한 구조 변경에 의해 획기적으로 향상시킨 기술에 관한 것이다.

일반적으로 전기 압력 밥솥은 전기를 이용하여 내솥 내부를 고온의 압력 상태로 유지시키면서 취사를 행하는 전기 장치이다. 도 1은 일반적인 전기 압력 밥솥에 대한 구조를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 압력 밥솥 본체(1)의 내부에는 소정의 안착 공간이 구비되고, 이와 같은 안착 공간에는 음식물이 출납되도록 상부가 개방된 내솥(3)이 안착된다. 이때, 내솥(3)의 개방된 상부 또는 본체의 안착 공간은 본체(1)의 상부에 상하로 회동가능하게 힌지결합된 본체 뚜껑(5)에 의하여 선택적으로 개폐된다.

상기 본체(1)의 전면에는 취사, 조작 취소, 보온 등과 같은 다수의 버튼과 전기 압력 밥솥의 현재 상태를 나타내는 디스플레이창이 형성된 조작 모듈(12)이 구비된다.

이러한 조작 모듈(12)에 구비된 다수의 버튼들은, 최근에는 정전용량형 터치 버튼으로 대체되고 있는 추세이다.

한편, 정전용량형 터치 버튼은, 기저를 이루는 기본 필름과, 기본 필름 상에 형성된 전도성 패턴과, 전도성 패턴의 절연 및 보호를 위한 보호층이 형성된 구조를 갖는다(도 3 참조). 그리고 이 위에 해당 버튼의 기능이 문자 또는 기호로 인쇄된 조작 커버가 올려진 상태로 전기 압력 밥솥의 일측에 배치된다.

동작에 있어서는, 사용자가 손가락으로 터치하는 영역에 전도성 전극 패턴을 형성하고, 이 전극 패턴에 손가락이 터치되면, 인체에 의한 정전용량의 변화를 감지하여 해당 버튼의 터치 여부를 감지하도록 하고 있다.

하지만, 이러한 터치 버튼은, 사용자가 터치 버튼을 조작하기 위하여 조작 커버를 직접 건드리거나 또는 손가락으로 누르게 되므로, 오랜 사용으로 조작 커버가 손상되어 보호층이 직접 노출될 수 있으며, 이때, 보호층마저도 추가적인 터치에 의해 손상되거나 제조 결함에 의해 보호층이 완전하게 형성되지 않은 경우에는, 전도성 패턴의 절연을 보장할 수 없게 되며 전기 압력 밥솥의 오동작을 초래할 수 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안은, 사용자에 의해 항시 터치 조작되는 터치형 조작 모듈의 전도성 패턴에 대한 절연 성능을 향상시키고자 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 소정 부하에 대한 전원 공급을 제어함으로써 상기 부하의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈과; 상기 제어 모듈의 동작을 조작하기 위한 사용자 조작을 입력받아 상기 제어 모듈로 조작 신호를 출력하는 조작 모듈을 구비한 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치에 있어서, 상기 조작 모듈은 사용자가 손가락으로 터치가능한 복수의 터치 영역과, 상기 복수의 터치 영역 중 적어도 하나에 손가락이 터치되면 손가락에 의해 정전용량이 변경된 터치 영역을 식별하고 상기 식별된 터치 영역에 대응하는 상기 조작 신호를 출력하는 감지 회로를 포함하고, 적어도 상기 터치 영역은, 절연성 물질로 이루어진 기판과, 상기 기판의 상면에 전도성 물질을 인쇄하는 방식으로 형성되며 상기 감지 회로에 연결되는 전도성 패턴과, 절연성 물질을 상기 기판의 상면측에 인쇄하는 방식으로 상기 전도성 패턴을 덮도록 형성된 보호층을 구비한 터치 유닛을 포함하고, 상기 터치 유닛은 사용자가 상기 기판의 하면을 터치하도록 상기 기판의 하면이 사용자를 향하여 배치된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 기판을 구성하는 절연성 재질은 투명 또는 반투명 재질인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조작 모듈은, 상기 기판의 상면측에 배치되어 사용자를 향하여 발광하는 발광 소자를 더 포함하고, 상기 조작 모듈은 상기 터치 영역에 손가락의 터치가 발생한 경우 상기 발광 소자를 발광시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 고안에 따른 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치는 전기 밥솥이다. 이때, 상기 부하는 상기 전기 밥솥에 안착된 내솥을 가열하는 가열 수단이고, 상기 제어 모듈은 사용자가 조작한 명령에 따라 상기 가열 수단을 동작시켜 상기 내솥에 담겨진 음식물을 가열조리하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성에 의해 이루어지는 본 고안은, 터치형 조작 모듈의 전기 장치에 대한 장착 방식을 단순히 변경하는 것만으로도, 전도성 패턴을 덮는 절연성 보호층의 형성이 불량일지라도, 사용자에 의해 항시 터치 조작되는 터치형 조작 모듈의 전도성 패턴에 대한 절연 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 전기 압력 밥솥의 외형을 보여주는 도면이다.
도 2는 전기 압력 밥솥의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 3은 본 고안에 따른 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치에 있어서, 조작 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 고안에 따른 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치에 있어서, 조작 모듈 중 터치 필름의 구조 및 본 고안에의 적용 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 고안에 따른 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈이 전기 장치에 설치된 형태를 보여주는 단면도이다.

본 고안에서 개시하는 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치는, 사용자가 조작 모듈에 의해 조작을 입력할 수 있고, 조작에 따라 부하의 동작을 제어하는 제어 모듈을 갖는 모든 전기 장치를 의미할 수 있으나, 이하의 설명에서는, 전기 장치가 전기 압력 밥솥인 것으로 상정하여 설명한다. 이에 의해, 상기 부하는 전기 밥솥에 안착된 내솥을 가열하는 가열 수단일 수 있고, 상기 제어 모듈은 사용자가 조작 모듈을 통해 입력한 명령에 따라 가열 수단을 동작시켜 내솥에 담겨진 음식물을 가열조리한다.

도 1은 일반적인 전기 압력 밥솥의 외형을 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 일반적으로, 전기 압력 밥솥의 본체(10) 내부에는 소정의 안착 공간이 구비되고, 이와 같은 안착 공간에는 조리 전후의 음식물이 출납되도록 상부가 개방된 내솥(20)이 안착된다. 이때, 내솥(20)의 개방된 상부는, 본체(10)의 상부에서 상하로 회동 가능하게 힌지 결합된 본체 뚜껑(30)에 의해 개폐될 수 있다.

이러한 전기 압력 밥솥에 있어서 본체(10)의 전면측에는 사용자가 취사, 보온, 동작 취소, 메뉴 선택 등의 기능을 입력하기 위한 다수의 버튼들과 전기 압력 밥솥의 현재 상태를 시각적으로 표시하기 위한 디스플레이 창이 형성된 조작 모듈(12)이 배치된다.

도 2는 전기 압력 밥솥의 구성을 간략하게 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 가열 수단은, 전기 압력 밥솥의 본체 내에 장착된 저항 방식, 유도 가열 방식, 적외선 가열 방식 등 다양한 가열 원리를 이용하여 내솥을 가열하는 수단일 수 있다.

조작 모듈(12)은, 전기 압력 밥솥의 일측에 형성되어 사용자가 원하는 조작을 입력할 수 있도록 구성된다. 조작 모듈(12)은, 사용자가 간단히 조작할 수 있는 스위치 또는 누름 버튼일 수 있으나, 본 고안에서는, 인체에 의한 정전 용량의 변화를 감지할 수 있는 정전용량 방식의 터치 버튼인 것으로 한다.

전원 공급 수단(14)은, 가정용 또는 산업용 상용 교류/직류 전원을 입력받아서 가열 수단을 동작시킬 수 있는 구동 전원을 출력한다.

제어 모듈(13)은, 조작 모듈(12)을 통해 입력되는 사용자 조작에 대응하여 가열 수단(15)으로의 구동 전원의 출력량을 제어하여 내솥에 담겨진 음식물을 조리한다. 또한, 제어 모듈(13)에는, 각종 센서들 또는 타이머(도시하지 않음)가 연결되어 조리 동작을 조절할 수 있도록 구성된다.

이 중, 본 고안은, 조작 모듈의 구조에 대해서 관심을 갖는다.

도 3은 전기 압력 밥솥에 구비된 조작 모듈, 특히, 정전용량형 터치 방식으로 동작하는 조작 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 조작 모듈(12)은, 도면에서와 같이 일반적으로, 3층 구조로 이루어진다. 즉, 버튼의 위치가 인쇄 표시되며 사용자가 직접 터치하게 되는 부분인 조작 커버(130)와, 조작 커버의 뒷면에서 사용자의 터치에 의한 전하의 이동 경로를 형성하기 위한 전도성 패턴(152)이 형성된 터치 필름(150)과, 전하의 이동에 의한 정전 용량의 변화를 감지하고 감지된 버튼에 대한 조작 신호를 출력하는 회로 기판(160)을 포함한다.

조작 커버(130)에는 하나 또는 복수의 버튼이 형성된다. 실제로 각 버튼은 소정의 버튼 영역을 인쇄 방식으로 표시한 것이고, 또한, 표시된 영역이 어떤 기능을 입력하기 위한 터치 영역인지 표시되어 있다.

또한, 조작 커버(130)에는 전기 압력 밥솥의 각종 상태를 시각적으로 보여주는 디스플레이창(135)이 투명 또는 반투명으로 형성되어 있다.

이러한 조작 커버(130)는, 일례로서, 투명 재질이며, 절연성 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 조작 커버(130)는, 전기 압력 밥솥의 외형을 따라 굽혀질 수 있도록, 유연성 재질로 이루어질 수도 있다.

터치 필름(150)은, 조작 커버(130)의 안쪽면에 가까이 또는 접하도록 배치되어 있다. 터치 필름(150)은 절연성 재질로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 터치 필름(150)은 유연성 재질로 이루어짐으로써, 조작 커버(130)의 굽혀짐과 더불어 굽혀질 수 있다.

터치 필름(150)에는, 조작 커버(130)의 버튼 영역에 대응하는 위치에 터치 영역(T)이 형성된다. 터치 영역(T)에는, 사용자가 손가락으로 버튼 영역을 터치할 때, 인체에 의하여 전하가 이동할 수 있도록 전도성 물질의 패턴이 형성된다. 도면에서는 전도성 패턴(152)의 일례로서 그물망 형태를 도시하고 있다.

전도성 패턴(152)은 전도성 라인(153)에 의하여 터치 필름(150)의 일측에서 동시에 외부로 흘러나갈 수 있도록 구성된다. 이 부분에는 접속부(155)가 형성되어 후술하는 회로 기판(160)의 커넥터(164)에 결합되도록 구성된다.

전도성 패턴(152)은, 금속 물질의 도선 형태일 수 있으나, ITO와 같은 물질을 스크린 인쇄와 같은 방식으로 형성할 수도 있다.

터치 필름(150)은, 터치 필름의 기본 형태를 구성하는 기본 필름(151)과, 기본 기판에 형성된 전도성 패턴(152)과, 전도성 패턴을 절연시키기 위해 덮는 보호층(154)을 적층한 3층 구조로 이루어지는데, 이에 대해서는, 도 4를 참조하여 후술한다.

터치 필름(150)은 보통 투명 재질로 이루어지기 때문에, 디스플레이창(135)을 형성하기 위한 특별한 설계는 불필요하다. 하지만, 터치 필름(150)이 불투명 재질로 구성되는 경우에는 디스플레이창(135)을 위하여, 대응하는 위치에 구멍을 뚫는 방식으로 대응할 수도 있다.

회로 기판(160)은, 터치 필름의 접속부(155)와 전기적으로 결합되기 위한 커넥터(164)를 구비하고 있으며, 터치 영역(T)에 대응하는 위치에는, 터치가 입력되는 경우에 해당 버튼의 후방에서 발광 조명하기 위한 발광 소자(166)들이 배치될 수 있다. 또한, 디스플레이창(135)에 대응하는 위치에는, 디스플레이 소자(165)가 배치될 수 있다.

더욱, 회로 기판(160)의 일측에는, 터치를 감지하고, 터치가 발생한 버튼을 식별하고, 해당 버튼을 식별하는 조작 신호를 출력하는 감지 회로(161)와, 감지 회로(161)에서 출력하는 조작 신호를 전기 압력 밥솥의 제어 모듈(13)과 통신하기 위한 통신 수단으로서 커넥터(도시하지 않음)가 배치될 수 있다.

본 도 3에서는, 본 고안의 이해를 위하여, 전도성 패턴이 전방에 형성되어 있는 것처럼 도시하고 있지만, 실제로는 뒷면에 형성된 것으로 이해해야 한다.

도 4는, 위와 같이 구성된 조작 모듈에 있어서, 터치 필름의 구조 및 본 고안에 따른 조작 모듈에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 터치 필름(150)은, 투명 절연성 재질로 구성된 기본 필름(151)과, 그 위에 터치 영역(T)을 구성하기 위한 전도성 패턴(152)과, 전도성 라인(153)과, 전도성 패턴 및 전도성 라인을 다른 회로 구성과 절연시키기 위하여 또한 다른 회로 구성과의 접촉에 의해 패턴이 손상되는 것을 방지하기 위하여 전도성 패턴 및 전도성 라인을 덮는 절연성 물질의 보호층(154)으로 구성된다.

보호층(154)은, 기본 필름(151)에서 전도성 패턴이 형성된 면의 전체면을 고르게 덮도록 구성될 수도 있으나, 제조 비용의 절감을 위하여, 도 4와 같이, 전도성 패턴을 덮을 수 있도록만 형성될 수 있다.

도 4에서, A 방향의 화살표는, 종래의 터치 버튼 구조에서, 사용자의 접촉이 이루어지는 방향을 설명하는 것이다. 즉, 종래에는, 기본 필름(151)을 전기 압력 밥솥의 안쪽을 향하도록 배치하고, 보호층(154)을 사용자측(바깥쪽)으로 배치한 후, 도 3에서와 같은 조작 커버(130)를 설치하였다. 이러한 구성에서는, 보호층(154)이 조작 커버(130)에 접촉하게 되는데, 사용자가 오랜 시간 동안 버튼 영역을 터치하게 되면, 조작 커버(130)와 보호층(154)이 서로 마찰하여 보호층(154)이 손상되고, 나중에는 전도성 패턴(152)이 손상되어 터치 입력의 감도가 떨어지거나, 다른 회로와의 합선에 의해 조작 모듈(12)의 고장을 초래할 수 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안에서는, B 방향으로부터 사용자가 접촉할 수 있도록 터치 필름(150)을 배치한다. 이렇게 사용자가 B 방향에서 터치 필름(150)을 터치한다면, 기본 필름(151)이 조작 커버(130)에 접하게 배치되는 것이 된다. 기본 필름(151)은 비교적 단단하기 때문에, 조작 커버(130)와 다수 접촉하더라도 손상의 정도가 적다. 이로써, 전도성 패턴(152)에 대한 한 층 강화된 절연성을 보장할 수 있으며, 전도성 패턴(152)의 손상이 발생하지 않아서, 조작 모듈(12)의 사용 기간을 늘리고 조작 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 5는, 본 고안에 따른 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈이 전기 장치에 설치된 형태를 보여주는 단면도이다. 도면에서는, 터치 필름(150)의 접속부(155)가 회로 기판(160)의 커넥터(164)에 결합된 상태이며, 터치 영역(T)의 위치에 대응하는 부분의 기본 필름(151)에는 전도성 패턴(152)이 형성되어 있고, 또한, 터치 영역(T)의 위치에 대응하는 부분의 회로 기판(160)에는 발광 소자(166)가 배치되어 있다.

한편, 터치 필름 중 기본 필름(151)의 후면에는 조작 커버(130)가 접하고 있으며, 조작 커버(130)의 바깥쪽에는 사용자가 B 방향으로부터 조작할 수 있도록 구성되어 있다.

Claims (4)

1. 소정 부하에 대한 전원 공급을 제어함으로써 상기 부하의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈과;
   상기 제어 모듈의 동작을 조작하기 위한 사용자 조작을 입력받아 상기 제어 모듈로 조작 신호를 출력하는 조작 모듈을 구비한 전기 장치에 있어서,
   상기 조작 모듈은 사용자가 손가락으로 터치가능한 복수의 터치 영역과, 상기 복수의 터치 영역 중 적어도 하나에 손가락이 터치되면 전하의 이동에 의해 정전용량이 변경된 터치 영역을 식별하고 상기 식별된 터치 영역에 대응하는 상기 조작 신호를 출력하는 감지 회로를 포함하고,
   적어도 상기 터치 영역은, 절연성 물질로 이루어진 기본 필름과, 상기 기본 필름의 상면에 전도성 물질을 인쇄하는 방식으로 형성되며 상기 감지 회로에 연결되는 전도성 패턴과, 절연성 물질을 상기 기본 필름의 상면측에 인쇄하는 방식으로 상기 전도성 패턴을 덮도록 형성된 보호층을 구비한 터치 필름을 포함하고,
   상기 터치 필름은 사용자가 상기 기본 필름의 하면을 터치하도록 상기 기본 필름의 하면이 사용자를 향하여 배치된 것을 특징으로 하는 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기본 필름을 구성하는 절연성 재질은 투명 또는 반투명 재질인 것을 특징으로 하는 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 조작 모듈은,
   상기 기본 필름의 상면측에 배치되어 사용자를 향하여 발광하는 발광 소자를 더 포함하고, 상기 조작 모듈은 상기 터치 영역에 손가락의 터치가 발생한 경우 상기 발광 소자를 발광시키는 것을 특징으로 하는 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전기 장치는 전기 밥솥이고,
   상기 부하는 상기 전기 밥솥에 안착된 내솥을 가열하는 가열 수단이고,
   상기 제어 모듈은 사용자가 조작한 명령에 따라 상기 가열 수단을 동작시켜 상기 내솥에 담겨진 음식물을 가열조리하는 것을 특징으로 하는 절연 성능이 향상된 터치형 조작 모듈을 갖는 전기 장치.

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