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專利名稱：具有電容式接近傳感器的傳感器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在主體中安裝電容式接近傳感器以檢測外部物體的存在。本發(fā)明更多 地尤其(但非專門地)涉及在車輛中，尤其是在車輛保險杠中安裝電容式接近傳感器。
背景技術(shù)：
接近傳感器已經(jīng)用于各種工業(yè)應(yīng)用中，用于探明物體的存在并避免和物品碰撞。 在應(yīng)用的一個領(lǐng)域中，已將接近傳感器裝配到車輛的后側(cè)和/或保險杠上，這樣在車輛倒 車時，如果接近傳感器靠近物體時就發(fā)出警報信號，從而可以安全地避免碰撞而同時仍允 許駕駛員將車輛方便地停靠在物體附近。WO 01/08925 (AB汽車電子有限公司)描述了一種用于車輛的電容式接近傳感器， 這種傳感器由兩個金屬條帶或者其他導(dǎo)電材料構(gòu)成，彼此絕緣并且設(shè)置在車輛保險杠的內(nèi) 部。向外背向車輛的一個條帶被稱為傳感器板，并且向內(nèi)面向車輛的另一個條帶被稱為防 護板。兩個板均連接到控制單元。當(dāng)車輛接近外部物體時控制單元監(jiān)控傳感器板和(電) 接地之間的電容中發(fā)生的變化，并且為駕駛員提供傳感器板(并且，因此也可以說車輛)和 物體之間距離的指示。GB-A-2 400 666 (也是AB汽車電子有限公司的)提到了 W001/08925中所述類 型的電容式接近傳感器的制作方法，即用導(dǎo)電性油墨將傳感器板和防護板絲網(wǎng)印刷到塑料 薄膜基底的相對面上，或者由層合到塑料薄膜基底的鋁箔形成傳感器板和防護板。GB-A-2 400 666還描述了使用一種無需膠合劑就可將傳感器保持在車輛保險杠中的保持系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種類型的電容式接近傳感器，其中傳感器導(dǎo)體和防護導(dǎo)體設(shè)置在介 電膜基底的相對表面上。這類傳感器的優(yōu)點是其能夠以較低的成本制作成平板的形狀，這 種平板的形狀比較容易存儲和操作。因為這些傳感器是柔性的，因而可以較為容易地施加 到平支撐表面上，還可以施加到某些不平坦表面上(最為典型的，這些表面只有一個曲率 軸，但這些表面也可以圍繞第二個軸具有受限的曲率)。然而，當(dāng)這種傳感器被施加到具有 更復(fù)雜形狀(例如一些車輛保險杠的向內(nèi)彎曲的(即，凹曲的)內(nèi)表面)的支撐表面時，需 要注意盡可能地確保避免在傳感器基底中形成褶皺和折痕，這些褶皺和折痕能夠干擾傳感 器的正確工作并且影響其耐用性。傳感器基底中的褶皺和折痕可能使得灰塵和/或水滲透 進并滯留在傳感器和支撐表面之間。水的堆積，特別是在傳感器導(dǎo)體和支撐表面之間，可影 響傳感器的電容性功能，而在傳感器和支撐表面之間任何位置上灰塵的堆積可使傳感器的 表面被磨損從而引起傳感器故障。另一個危險是當(dāng)水滯留在傳感器和支撐表面之間時，由于水凍結(jié)而致使傳感器被損壞。減少在傳感器基底中形成的褶皺和折痕數(shù)量的一個方式是當(dāng)傳感器基底被施加 到成形的支撐表面上時，在基底上合適的點處做出錐形的切口，以便使得基底更易于適應(yīng) 支撐表面的形狀。這增加了附接過程的復(fù)雜度，因為必須考慮支撐表面的形狀來精心選擇 切口的形狀和位置，以獲得所期望的效果并且避免給傳感器基底引入過多的弱點。本發(fā)明涉及如何能夠避免這樣的問題，同時提供將電容式接近傳感器附接到支撐 表面的系統(tǒng)，該系統(tǒng)十分穩(wěn)固以便來經(jīng)受在使用過程中其所產(chǎn)生的力和所處的環(huán)境條件。 在具體情況下，其中傳感器被附接到車輛后側(cè)或者車輛保險杠上，附接系統(tǒng)應(yīng)該能夠經(jīng)受 車輛正常使用所產(chǎn)生的力以及所處的環(huán)境條件，這些環(huán)境條件可包括溫度變化以及暴露于 灰塵和/或水和/或油中。本發(fā)明涉及一種傳感器組件，該組件包括安裝到主體表面上來感測外部物體的存 在的電容式接近傳感器。該傳感器包括具有前后主表面的介電膜基底，該前后主表面在使 用時分別面向主體的外部和內(nèi)部；位于前主表 面上的傳感器導(dǎo)體；以及位于后主表面上為 傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體。本發(fā)明還涉及到以下情況，其中至少在傳感導(dǎo)體區(qū)域， 傳感器所安裝的主體表面沒有提供一個基本上平的區(qū)域以便將傳感器直接安裝到其上面。 根據(jù)本發(fā)明，傳感器設(shè)有到表面的安裝使得至少在傳感器導(dǎo)體區(qū)域阻止水/灰塵進入和滯 留在傳感器和所述表面之間(至少在正常使用期間)，并且保持所述傳感器在基本上平的 狀態(tài)。在本發(fā)明的上下文以及用于主體所述表面中的術(shù)語“基本上平”包括以下情況，其 中所述表面僅在一定程度上是非平面的，但至少在傳感器導(dǎo)體區(qū)域仍允許傳感器附接到表 面上而未產(chǎn)生褶皺和/或折痕。因此，當(dāng)用于表面時，“基本上平”可以包括具有單一曲率軸 的表面并且甚至還包括圍繞第二個軸具有受限曲率的一些表面。當(dāng)用于傳感器時，術(shù)語“基 本上平”包括以下情況，其中傳感器僅在一定程度上是非平面的，但至少在傳感器導(dǎo)體區(qū)域 不會在傳感器中產(chǎn)生褶皺和/或折痕。通常傳感器被安裝到一個支撐表面，該支撐表面不允許直接的附接，從而至少在 傳感器導(dǎo)體區(qū)域不會在傳感器中產(chǎn)生褶皺和/或折痕。然而，至少在傳感器導(dǎo)體區(qū)域中，傳 感器被保持在基本上平的狀態(tài)并且阻止(至少在正常使用期間)水/灰塵進入和滯留在傳 感器和支撐表面之間。在一些情況下，在正常使用時有可能允許水(如，雨水)在傳感器和 支撐表面之間通過而未影響傳感器的性能。例如，當(dāng)傳感器設(shè)有GB-A-2，374，422中所述的 超防護導(dǎo)體時，就是這種情況。在實施例中，所述的主體表面可以是一個內(nèi)表面和/或可以是向內(nèi)彎曲的(S卩，凹 曲的)。例如，該表面可以是車輛保險杠向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面，在這種情況下，使用本發(fā)明增加 了電容式接近傳感器可以方便地被使用的車輛保險杠的范圍。在一些實施例中，傳感器可 以容易地用在圍繞兩個軸線(如，垂直軸線和水平軸線)彎曲的車輛保險杠中。換言之，傳 感器可以用在具有復(fù)合曲率的保險杠中以及那些基本上平或僅圍繞單一軸線彎曲的保險 杠中。當(dāng)傳感器在基底的前主表面上還包括超防護導(dǎo)體時是有利的，傳感器安裝為使得超 防護導(dǎo)體處于較為靠近保險杠的向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面上。傳感器組件可以在車輛保險杠制造 后設(shè)置其中，但也可以在保險杠制造過程中并入進來。本發(fā)明還提供一種電容式接近傳感器，該傳感器安裝到主體的表面用于感測外部物體的存在，該傳感器包括具有前后主表面的介電膜基底，該前后主表面在使用時分別面向主體的外部和內(nèi)部，位于前主表面上的傳感器導(dǎo)體，以及位于后主表面上為傳感器導(dǎo)體 提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；其中該傳感器基底預(yù)成形有彎曲線，沿著該彎曲線能夠?qū)鞲衅?彎曲以使其形狀適合于附接到所述主體的表面。根據(jù)本發(fā)明的這個方面，例如可以使用機 械附接裝置將傳感器安裝在車輛保險杠中，以便使其緊密地貼合保險杠的形狀。本發(fā)明還提供制造車輛保險杠組件的一種方法，包括以下步驟提供包括介電膜 基底的電容式接近傳感器，該介電膜基底在其前主表面上具有傳感器導(dǎo)體，以及在其后主 表面上具有為傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；提供車輛保險杠，該車輛保險杠的向內(nèi) 彎曲的內(nèi)表面被成形為，至少在該傳感器導(dǎo)體區(qū)域中，其不提供將傳感器直接附接到其上 的基本上平的區(qū)域；在該保險杠內(nèi)部放置傳感器，使得傳感器的前后主表面分別面向和背 向該保險杠；以及將該傳感器以如下方式安裝到保險杠的向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面，即，使得至少 在傳感器導(dǎo)體區(qū)域中阻止水/灰塵進入和滯留在傳感器和保險杠之間(至少在車輛的正常 使用期間)，但傳感器被保持在基本上平的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供制造車輛保險杠組件的一種方法，包括以下步驟 提供車輛保險杠；提供包括介電膜基底的電容式接近傳感器，該介電膜基底在其前主表面 上具有傳感器導(dǎo)體，以及在其后主表面上具有為傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；提供 被成形為符合保險杠的彎曲內(nèi)表面的形成物；在該形成物上設(shè)置傳感器，使得該傳感器的 后主表面面向形成物；并且將形成物插入保險杠以在保險杠的內(nèi)表面上設(shè)置傳感器。該形 成物可以是保險杠的填料，在傳感器已設(shè)置在保險杠的內(nèi)表面上后填料保持在保險杠中適 當(dāng)?shù)奈恢谩１景l(fā)明因此還提供一種電容式接近傳感器，用于安裝到主體的成形表面以感測外 部物體的存在，該傳感器包括具有前后主表面的介電膜基底，該前后主表面在使用時分別 面向主體的外部和內(nèi)部，位于前主表面上的傳感器導(dǎo)體，以及位于后主表面上為傳感器導(dǎo) 體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；該傳感器被設(shè)置在形成物上，該形成物被成形為適于所述主體 的成形表面使得該形成物能夠用于在所述成形表面上固定傳感器。僅以舉例的方式，將結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明的傳感器組件，其中


圖1示出了電容式接近傳感器一個主表面的示意性平面圖；圖2示出了在圖1的線2-2處截取的傳感器放大示意性橫截面圖；圖3示出了安裝在車輛保險杠的內(nèi)表面上的傳感器示意性平面圖；圖4示出了在圖3的線4-4處截取的示意性橫截面圖；圖5類似于圖3，但示出了以另外一種方式安裝在車輛保險杠內(nèi)表面上的傳感器；圖6示出了在圖5的線6-6處截取的示意性橫截面圖；圖7是圖1和2所示類型的帶有不同形狀基底的電容式接近傳感器的示意性平面 圖；圖8示出了在圖7的線8-8處截取的安裝在保險杠的內(nèi)表面上的傳感器的示意性 橫截面圖；圖9示出了圖8組件的示意性縱向截面圖10類似于圖3，但示出了以另外一種方式安裝在車輛保險杠內(nèi)表面上的傳感 器；圖11示出了在圖10的線11-11處截取的示意性橫截面圖；圖12的視圖與圖11類似，但示出了以另外一種方式安裝在車輛保險杠內(nèi)表面上 的傳感器；圖13和14的視圖分別類似于圖3和4，但示出了以另外一種方式安裝 在車輛保險 杠內(nèi)表面上的傳感器；圖15是圖1和2所示類型的另一種電容式接近傳感器的示意性平面圖；圖16是在圖15的線16-16處截取的安裝在保險杠的內(nèi)表面上的傳感器的分解的 示意性橫截面圖；圖17是在車輛保險杠中安裝圖1所示類型傳感器的方法的示意圖；以及圖18至20示出了根據(jù)本發(fā)明的其他傳感器組件部件的示意性橫截面圖。
具體實施例方式本文所用的術(shù)語“膜基底”是指在兩個方向上具有延伸的制品，且其延伸量超過了 基本垂直于所述兩個方向的第三方向上的延伸量，系數(shù)至少為5，更優(yōu)選地是至少為10。更 通常來講，本文所用的術(shù)語“膜”是指柔性薄片狀材料，并且不但包括薄膜而且包括薄片、 箔、條帶、層合物和絲帶等。本文所用的術(shù)語“介電”是指具有特定體電阻率的材料，這種體電阻率是根據(jù)ASTM D 257測定的，至少為IX IO12 Ω cm并且更優(yōu)選地至少為IX IO13 Ω cm。本文所用的術(shù)語“導(dǎo)
電的”是指具有表面電阻率的材料，這種表面電阻率是根據(jù)ASTM B193-01測定的，小于1 Ω/
2
cm ο圖1和圖2所示的電容式接近傳感器1包括介電膜基底層2，其周邊形狀由傳感器 的期望位置確定，下文中將詳細(xì)描述。圖1示意性地示出基底層2呈現(xiàn)大致矩形的形狀。圖1所示的基底層2的前主表面有傳感器6和超防護導(dǎo)體7，這兩者在基底層的 表面上間隔開，并且相互之間通過居間基底材料電隔離。超防護導(dǎo)體7包括大致沿基底層 2的長度延伸的平的導(dǎo)電帶。傳感器導(dǎo)體6呈現(xiàn)出更復(fù)雜的設(shè)計，并且包括任意展平的若 干導(dǎo)電帶6a，導(dǎo)電帶6a基本上沿著基底層2的長度相互平行地延伸，和包括位于導(dǎo)電帶6a 的兩個端部附近的平行的(但更短)任意展平的若干額外的導(dǎo)電帶6b，導(dǎo)電帶6b形成了瓣 狀類型區(qū)域。傳感器導(dǎo)體的導(dǎo)電帶6a、6b在兩處瓣狀區(qū)域通過導(dǎo)電帶6c連接到一起，導(dǎo)電 帶6c以某個角度橫跨整個導(dǎo)電帶6a、6b陣列。應(yīng)當(dāng)理解的是，示于圖1中的導(dǎo)電帶6a、6b 和6c的具體構(gòu)造和數(shù)量并非不變的，可以修改。圖2同時示出了傳感器導(dǎo)體6和超防護導(dǎo) 體7，它們分別通過粘合劑6'、7'連接到基底層2。圖1中不可見的基底層2的后主表面上有導(dǎo)電層形式的防護導(dǎo)體8，導(dǎo)電層優(yōu)選 地覆蓋基底的面積，該面積在尺寸上至少對應(yīng)于在另一側(cè)面上由傳感器導(dǎo)體6所占用的面 積。在圖1和2所示的傳感器中，防護導(dǎo)體8基本完全覆蓋了它所附接的基底層2的后表 面(在這種情況下，是通過粘合劑8a)。防護導(dǎo)體8通過居間電介質(zhì)基底層2電隔離于傳感 器和超防護導(dǎo)體6、7。正如至此所述，帶有傳感器導(dǎo)體6的基底層2、防護導(dǎo)體8和超防護導(dǎo)體7可以附接到任何適合的主體表面，例如車輛保險杠的內(nèi)側(cè)以用作電容式接近傳感器。為此目的，在 車輛保險杠的情況下，基底層設(shè)置在圖1的前主表面(即，帶有傳感器和超防護導(dǎo)體6、7的 表面)背向車輛和后主表面(即，帶有防護導(dǎo)體8的表面)面向車輛。導(dǎo)體6、7、8連接到電 控制單元上(未示出)，當(dāng)車輛接近外部物體時控制單元可監(jiān)控傳感器導(dǎo)體6和(電)接地 之間的電容中發(fā)生的變化，并且從而為駕駛員提供傳感器導(dǎo)體(并且，因此也可以說車輛) 和物體之間距離的指示。在監(jiān)控過程中，防護導(dǎo)體8起到屏障的作用，以降低傳感器導(dǎo)體6 對車輛主體方向上位于其后面的任何物體的靈敏度，同時將電信號施加到超防護導(dǎo)體7以 使得防護導(dǎo)體8看起來甚至更大，并且因此將雨天環(huán)境中流淌在整個保險杠外部的雨滴對 來自傳感器導(dǎo)體6的信號的影響降至最小。這種類型的電容式接近傳感器操作的進一步信 息可以從例如上述的WO 01/08925和GB-A-2 400 666以及從GB-A-2 374 422 (也是AB汽 車電子有限公司)來獲得。例如，在W002/19524(也是AB汽車電子有限公司)中描述了電 容式接近傳感 器信號的測量和處理。如果需要的話，可以將整個傳感器1封閉在保護性覆蓋膜(未示出)中。在一些情況下，特別是傳感器1要安裝的主體表面實際上是平的，或者如果不平， 則具有相對簡單的形狀(例如，僅在一個方向上是彎曲的和/或具有相對較少的不規(guī)則部 分)，此時利用例如涂敷到傳感器的整個前表面上的粘合劑將傳感器直接施加到此表面上 是可能的。然而，在大部分情況中，傳感器要安裝的表面會有更復(fù)雜的形狀(例如，其可以 在兩個垂直的方向上是彎曲的和/或具有不規(guī)則部分，例如突出的肋塊)，在將傳感器直接 施加到該表面上時，需要格外注意防止在傳感器基底層2中形成褶皺和折痕。在很多情況 下，例如在車輛保險杠內(nèi)部凹曲的表面上使用傳感器，將傳感器直接施加到該表面上，而不 允許在基底層2上形成褶皺和/或折痕或者在基底層形成適合形狀的切口，這是不可能的。 在基底層2上是不希望出現(xiàn)褶皺和/或折痕的，特別是在傳感器導(dǎo)體6的區(qū)域中，因為它們 可以像已描述的那樣，例如通過允許水和/或灰塵滲透和滯留在傳感器6和支撐表面之間 而干擾傳感器的正確工作和影響其耐用性。切割基底層2以便能將其安裝到支撐表面，從 而可以獲得更令人滿意的結(jié)果，但這種方法較為復(fù)雜、耗時并且成本高。圖3和4示出了可以將傳感器1附接到主體的成形表面的一種方法，而不會在基 底層2上形成褶皺和/或折痕并且不需要切割基底層2以便其可以適合于貼合表面。在圖 3和4所示的實例中，將傳感器1附接到車輛保險杠11的內(nèi)表面10上，但應(yīng)當(dāng)理解，可以采 用相似的方法將傳感器附接到其他成形的表面上。在圖3和4的組件中，傳感器1僅在基底層2的周邊12處附接到車輛保險杠11 的內(nèi)表面10，而不是貼著保險杠的內(nèi)向曲面在基本上平的狀態(tài)橫跨整個曲面延伸，從而在 傳感器和保險杠表面之間就存在著間隙13。傳感器1的周邊12到保險杠表面10的附接 可以采用任意適合的方式(包括，例如通過粘合劑或焊接)來實現(xiàn)，同時考慮到基底層2和 傳感器所附接的表面的性質(zhì)。在特殊的情況下，其中基底層2是聚合物膜，用于將傳感器1 的周邊12附接到保險杠表面10的適合的粘合劑包括熱熔粘合劑，例如粘合劑可以商品名 "Jet-melt 3748Adhesive"從美國明尼蘇達(dá)州圣保羅市的3M公司購得，并且包括水/化 學(xué)固化粘合劑，例如粘合劑可以商品名"Scotch-Weld StructuralPlastic Adhesives”和 "Scotch-Weld Polyurethane Reactive Adhesives” 也可從 3M 公司購得，而合適的焊接 包括超聲波焊、熔焊以及激光焊。特別地，傳感器周邊12的上部到保險杠表面10的附接應(yīng)當(dāng)形成防止水和/或灰塵在傳感器和保險杠之間滲透的密封。傳感器周邊12的剩余部分到保險杠表面的附接可以形成相似的密封，但在一些情況下，僅在間隔的位置上將傳感器 周邊的剩余部分附接到保險杠表面就足夠了或者更可取。圖5和6示出了類似于圖3和4所示的組件，所不同的是，傳感器1安裝在具有更 大表面積的非金屬承載基底15上，傳感器的后面臨接承載基底。在這種結(jié)構(gòu)中，是承載基 底而不是傳感器基底層2在其周邊16處附接到車輛保險杠11的內(nèi)表面10。如果傳感器基 底層2的大小、形狀或材料不允許傳感器1容易地直接附接到保險杠上，這樣的結(jié)構(gòu)可以是 優(yōu)選的。例如，承載基底15可以是柔性膜、剛性注模元件、機械元件、或者擠出型聚合物薄 板。根據(jù)適用于圖3和4以及圖5和6的組件的修改形式，傳感器1 (或者是其所安裝 的較大基底15)不直接在其周邊附接到保險杠11的內(nèi)表面10上。相反，傳感器通過附接 條帶附接到保險杠，該附接條帶具有沿其長度的柔性區(qū)，在此柔性區(qū)上條帶可以彎曲以確 保正確地設(shè)置傳感器。修改形式的實施例示于圖18至20中。在圖18所示的實施例中，傳感器1通過附接條帶60附接到車輛保險杠11的內(nèi)表 面10上，該附接條帶包括沿條帶長度機械聯(lián)鎖的兩個部分61、62。機械聯(lián)鎖件包括可再封 口的扣件63，這種扣件可以按照需要允許傳感器1附接到保險杠11和從保險杠11移除。 另外，在附接條帶60中形成鉸鏈64，每個鉸鏈沿著扣件63的每一側(cè)以提供增加的柔韌性。 可再封口扣件63可以是任意適合的類型，一個實例是所熟知的用在塑料儲物袋上的“壓合 式拉鏈(press-to-close zipper)，，。附接條帶60的一個部分61被傳感器1周邊附近的泡沫條帶65固定(或者，在圖 5和6所示組件的情況中，是傳感器所安裝的較大基底15的周邊)。附接條帶60的另一個 部分62被泡沫條帶66固定在保險杠11的內(nèi)表面10上的適合位置中，選擇位置來確保傳 感器1在基本上平的狀態(tài)橫跨保險杠的彎曲部分，以上已結(jié)合圖3至6進行了描述。附接 條帶60中的鉸鏈64提供附加的柔韌性以使得附接條帶能適應(yīng)保險杠中的彎曲，在很多情 況下甚至包括保險杠端部中的彎曲。根據(jù)傳感器1和/或保險杠11的形狀，附接條帶60 可能不必在傳感器的整個周邊附近進行延伸例如在一些情況下，僅沿著傳感器周邊的上 部來設(shè)置附接條帶60就足夠了。例如可由任意適合的聚合物材料通過擠壓形成附接條帶60。如果不需要將傳感器 1從保險杠移開，可以省略再封口扣件63，前提條件是鉸鏈64本身對附接條帶60賦予了足 夠的柔韌性使其能適應(yīng)保險杠11中的彎曲。用于將附接條帶60固定到傳感器和固定到保 險杠的泡沫條帶65、66可以由任意適合的替代物來代替，例如其他形式的粘合帶、粘合劑 層以及焊件。如以上結(jié)合圖3和4所描述的，傳感器周邊的上部到保險杠表面10的附接尤 其應(yīng)當(dāng)形成防止水和/或灰塵在傳感器和保險杠之間滲透的密封。圖19示出了圖18的附接系統(tǒng)的一種修改形式。在這種情況中，附接條帶60的部 分62是用泡沫條帶66正對面的引導(dǎo)槽70來形成的，其中可以設(shè)置涂敷輥(未示出)以將 泡沫條帶66涂敷到保險杠11的內(nèi)表面10。另外，形成與再封口扣件63相鄰的帶有凸緣72 的引導(dǎo)槽的側(cè)邊71，該凸緣72被成形用于懸在扣件之上并減少在扣件兩部分之間滲透的 水份進入傳感器1和保險杠11之間空隙的危險。應(yīng)當(dāng)理解，引導(dǎo)槽70的使用并不限于結(jié) 合再封口扣件的附接條帶60:相似的引導(dǎo)槽可以在不結(jié)合再封口扣件的附接條帶上使用，并且還可以在圖5和6所示組件的基底15上使用。在這些情況中，不需要凸緣72。在圖20所示的實施例中，圖18和19中的再封口扣件63被省略了并且用鉸鏈部分75形成附接條帶60 (其現(xiàn)在是一體式元件)，鉸鏈部分允許附接條帶60如圖所示沿它的 長度對折，從而減少附接條帶占用的保險杠11的內(nèi)表面10的面積。圖7至9示出了另一種方法，在該方法中圖1和2所示類型的電容式接近傳感器 1可以附接到車輛保險杠11的內(nèi)表面10，或者其他成形的表面。同樣在這種情況中，傳感 器1安裝在(例如，層合到)承載基底20上，傳感器的后面與承載基底相鄰。承載基底20 與圖5和6中的承載基底不同之處在于其是專門成形的并且按彎曲線21預(yù)先成形的，這樣 其可以在垂直和水平兩個方向上均適于保險杠的形狀。布置彎曲線21以便它們位于傳感 器導(dǎo)體6所占用的承載基底的區(qū)域(并且優(yōu)選地，在傳感器1所占用區(qū)域的邊緣處或外側(cè)) 外側(cè)，從而允許承載基底更貼切地適于保險杠的形狀，同時傳感器導(dǎo)體(并且有可能地，是 傳感器的整體或者至少是其主要部分)仍保持在基本上平的狀態(tài)。如以上結(jié)合圖3至圖6 所描述的，承載基底20可以通過粘合劑或通過焊接附接到保險杠表面10。或者，因為在這 種情況中承載基底20可以緊密地貼合保險杠的形狀，使用夾子22或者其他形狀的機械附 接裝置將承載基底固定到保險杠是有能的。機械附接裝置22可以作為保險杠11的整體部 分來形成并且設(shè)置在承載基底20的預(yù)形成附接孔23中，從而有助于將傳感器1附接到保 險杠上。圖7至9所示的結(jié)構(gòu)在傳感器1和保險杠11的內(nèi)表面10之間產(chǎn)生了小間隙，并 且當(dāng)保險杠的構(gòu)造減少了水和/或灰塵進入和滯留在該間隙中的危險時，這種結(jié)構(gòu)是適合 的。在某些情況中，保險杠的構(gòu)造允許水(通常是雨水)通過該間隙，但特別是當(dāng)傳感器1 具有上述的超防護導(dǎo)體時這種構(gòu)造是可取的。圖10和11示出了用于傳感器1預(yù)形成的支撐體25的用法，該支承體在一個側(cè)面 26上成形適于保險杠11的內(nèi)表面10，而在另一個側(cè)面上成形以提供傳感器1所安裝的基 本上平的表面27。支撐體25可以由任意具有所要求的形狀的適合材料形成，優(yōu)選的是諸如 閉孔聚合物泡沫的低密度材料。適合的材料是聚乙烯、聚氨酯、以及聚苯乙烯泡沫。支撐體 可以在具有與保險杠11相同形狀的模具中或者通過加工來形成。然后，支撐體25可以通 過粘合劑附接到保險11的內(nèi)表面10，傳感器1同樣可以粘結(jié)方法粘合到支撐體。或者，傳 感器1可以首先附接到保險杠上(例如，如以上結(jié)合圖3和4所述)，然后將用于支撐體的 材料注射進入傳感器和保險杠之間的間隙。根據(jù)保險杠11的內(nèi)部形狀，在一些情況下省略圖10和11的預(yù)成形的支撐體25 并將足夠厚度的可壓縮材料層(例如聚合物泡沫)層合到傳感器1的正面，以使得傳感器 能夠平滑地安裝在保險杠內(nèi)側(cè)，這是有可能的。例如，當(dāng)保險杠的內(nèi)表面除了存在一些不規(guī) 則部分(例如直立的肋塊)足夠平時，這種類型的結(jié)構(gòu)是適用的。圖12示出了圖3和4所示結(jié)構(gòu)的進一步的修改形式，其中傳感器1在其周邊通過 粘合泡沫條帶30附接到保險杠表面10，該粘合泡沫條帶可以是連續(xù)的或者是分成若干段 的。如所示，泡沫條帶30圍繞傳感器的整個周邊延伸，但這不是必需的。如果需要的話，可 以將另一個泡沫條帶31置于傳感器1和保險杠11之間的間隙13中，以便給傳感器提供額 外的支撐。如果需要的話，可以在圖3到6所示結(jié)構(gòu)中的傳感器1和保險杠11之間的間隙 13中提供類似的泡沫條帶31。例如，泡沫條帶30、31可以是市售的粘合泡沫條帶。
另一種使用泡沫條帶將傳感器1附接到保險杠11的方法示于圖13和14中。在 這種情況中，在傳感器導(dǎo)體6所在的區(qū)域中，在傳感器1的整個上部使用更寬的粘合泡沫條 帶35來將傳感器附接到保險杠的內(nèi)表面10。泡沫條帶35在傳感器導(dǎo)體的區(qū)域中阻止水 /灰塵進入和滯留在傳感器和保險杠表面10之間，并且還保持傳感器區(qū)域保持在基本上平 的狀態(tài)。另一方面，傳感器的下部向著保險杠的下部向下延伸，基本上自由地懸掛并貼著保 險杠表面10的輪廓。如果需要的話，傳感器1的下部可以附接到保險杠表面10上，但僅僅 是在間隔的位置36上。可以通過若干片的粘合泡沫條帶或者以其他任何適合的方式在這 些間隔位置36上進行附接。圖15和 16示出了圖13和14中所示結(jié)構(gòu)的修改形式，其中沿著傳感器1的頂部 在其后主表面上額外提供了加固條帶40。有利地，加固條帶40起到將傳感器彎曲進入保險 杠并幫助傳感器通過泡沫條帶35附接到保險杠表面10上。如圖15所示，加固條帶在傳感 器的每一端處均延伸出來以提供其可以獨立地附接到保險杠11的位置。圖16示出圖15 中帶有車輛保險杠11的傳感器的截面分解圖，且除了加固條帶40，該圖還示出泡沫條帶35 和粘合層42、43、44，通過這些粘合層，條帶40、傳感器1和泡沫條帶35彼此附接并附接到 保險杠上。圖16還示出了將傳感器1的下部附接到保險杠11的一片粘合條帶46，以及保 護泡沫條帶35上的粘合劑44直到傳感器1處于保險杠的位置中的隔離襯墊45。圖17示出了在車輛保險杠11的內(nèi)表面10上安裝圖1和2所示類型傳感器1的 方法。這種方法要求使用形成物50，該形成物體的正面51被成形為對應(yīng)于保險杠的內(nèi)表面 10的形狀。形成物50可以在具有與保險杠11相同形狀的模具中或者通過加工來形成。傳 感器1位于形成物50的正面51上，傳感器的后主表面(即，防護導(dǎo)體8)與面51相鄰，在此 處以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄⑺潭ǎ缡褂孟鄬^低強度的粘合劑。因為正面51是凸形的， 相比于保險杠11的內(nèi)向彎曲的內(nèi)面，很容易將傳感器以粘結(jié)方法設(shè)置在這個面上，并且如 果需要的話，可以通過在正面51上提供定位點來協(xié)助該過程。當(dāng)要求將傳感器1附接到保 險杠11的內(nèi)表面10時，傳感器的前主表面或者保險杠的內(nèi)表面被涂敷有粘合劑，然后形成 物50被插入到保險杠以便將傳感器置于需要的位置中。因為形成物的正面51的形狀對應(yīng) 于保險杠的內(nèi)表面10的形狀，所以可以較為容易地實現(xiàn)傳感器1的正確定位。然后形成物 50被抽回并相對容易地與傳感器1分離，因為傳感器1正通過更強的粘合劑附接到保險杠 11上。優(yōu)選地，形成物50是可重復(fù)使用的并且可由低成本的材料形成，這種材料易于模 制成保險杠的內(nèi)部形狀。有利地，形成物的正面至少具有一定程度的彈性從而有助于附接 傳感器1，而不會形成可覺察的褶皺和/或折痕。用于形成物的適合材料是丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯(ABS)共聚物。如果在使用之前傳感器1可以存儲在所要求形狀的形成物50 上，這是更為有利的。或者，形成物50可以是準(zhǔn)備保留在保險杠內(nèi)部的泡沫填料，在這種情況中，其和 傳感器之間的粘合會更加持久。在圖17所示的方法中，將傳感器設(shè)置在保險杠11中之前粘合劑可以涂敷到傳感 器1的正面，在這種情況中，可以通過隔離襯墊保護此粘合劑直到傳感器1即將被附接到保 險杠的內(nèi)表面10上時才移除隔離襯帶。在上述結(jié)構(gòu)的每一個中，傳感器1頂部的超防護導(dǎo)體7仍設(shè)置在較為靠近保險杠的內(nèi)表面處，并且因此仍能夠執(zhí)行其雨天環(huán)境中保險杠的整個外部流淌的水滴對傳感器的影響最小化的預(yù)期功能。 盡管以上描述具體涉及了傳感器1到車輛內(nèi)表面的附接，但也存在很多其他的電 容式接近傳感器可以使用以及可能需要被附接到成形表面的情況。例如，在車輛的情況中， 接近傳感器可以用在任何非導(dǎo)電面板(例如車門板)以及引擎頂蓋上，其目的是檢測即將 到來的沖擊并啟動適當(dāng)?shù)陌踩珯C制(如，氣囊)。電容式接近傳感器可以用于諸如機械臂 的移動的物體以控制移動并防止碰撞，或者用于檢測器中，以對移動物體作出響應(yīng)(例如 用于控制自動門的傳感器使得其可以對人或者物體的接近作出響應(yīng))。電容式接近傳感 器還可以用于檢測空間是否被占用，如在車輛內(nèi)部，以確定單人座位是否被占用并啟用，如 果必要的話，啟動警報信號來指示相應(yīng)的安全帶未被使用。電容式接近傳感器進一步被用 作接觸式傳感器，當(dāng)人員或物體直接地或通過薄絕緣體層接觸其時該接觸式傳感器就被啟 動。很多其他用法對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，上述具體使用方法僅是作為實例來 提供。
權(quán)利要求
一種傳感器組件，包括安裝到主體的表面上的電容式接近傳感器，用于感測外部物體的存在，其中(i)所述傳感器包括具有前后主表面的介電膜基底，所述前后主表面在使用時分別面向主體的外部和內(nèi)部；位于前主表面上的傳感器導(dǎo)體；以及位于后主表面上為所述傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；(ii)至少在所述傳感器導(dǎo)體區(qū)域中，所述主體的表面被成形為使得其不提供基本上平的用于傳感器直接附接到其上的區(qū)域；以及(iii)傳感器安裝為，至少在所述傳感器導(dǎo)體區(qū)域中，阻止水/灰塵進入和滯留在所述傳感器和所述表面之間，并且所述傳感器保持在基本上平的狀態(tài)下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其中所述主體的表面是主體的內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器組件，其中所述主體的表面是向內(nèi)彎曲的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其中所述主體是車輛保險杠，并且所述主體的 表面是所述保險杠向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器基底以如下方式在其周邊處直 接附接到所述保險杠的內(nèi)表面，即，使得所述傳感器基底在基本上平的狀態(tài)下橫跨所述內(nèi) 表面的向內(nèi)彎曲部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器基底安裝在承載基底上，所述 承載基底以如下方式在其周邊直接附接到所述保險杠的內(nèi)表面，即，使得所述承載基底在 基本上平的狀態(tài)下橫跨所述內(nèi)表面的向內(nèi)彎曲部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的傳感器組件，其中所述傳感器/承載基底周邊的上部附 接到所述保險杠的內(nèi)表面從而形成密封，所述密封阻止水/灰塵進入所述傳感器和所述保 險杠之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器組件，其中所述傳感器/承載基底周邊的其余部分在 間隔的位置上附接到所述保險杠的內(nèi)表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項所述的傳感器組件，其中所述傳感器/承載基底焊接 或者粘合到所述保險杠的內(nèi)表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，包括附接到所述保險杠內(nèi)部的傳感器支撐體， 所述支撐體被成形為在一側(cè)適于所述保險杠的內(nèi)表面，在另一側(cè)具有安裝所述傳感器的平 表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器組件，其中所述支撐體包括泡沫材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器通過泡沫材料附接到所述保 險杠的內(nèi)表面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器組件，其中所述傳感器的前主表面層合到附接于所 述保險杠的內(nèi)表面的泡沫材料層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器組件，其中所述傳感器通過至少一個泡沫條帶在所 述傳感器基底的周邊處附接到所述保險杠的內(nèi)表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感器組件，其中在所述傳感器基底的上部處的泡沫條帶 形成阻止水/灰塵進入所述傳感器和所述保險杠之間的密封。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器組件，其中所述傳感器的下部在間隔的位置上附接到所述保險杠的內(nèi)表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項所述的傳感器組件，其中所述泡沫粘附于所述傳感 器并粘附于所述保險杠的內(nèi)表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器基底被彎曲以貼合所述內(nèi)表 面的向內(nèi)彎曲部分，同時將所述傳感器導(dǎo)體區(qū)域保持在基本上平的狀態(tài)下。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的傳感器組件，其中所述傳感器通過機械附接裝置附接到所 述保險杠的內(nèi)表面。
20.據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感器組件，其中所述機械附接裝置位于所述傳感器基底中 的預(yù)形成的孔中。
21.據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器安裝包括再封口機械扣件，通過 該扣件所述傳感器能夠從所述車輛保險杠中移除并能夠在其中進行替換。
22.據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器安裝包括沿著所述傳感器的周 邊延伸并將所述傳感器連接到所述保險杠的內(nèi)表面的附接條帶，其中所述附接條帶具有縱 向延伸的鉸鏈區(qū)域，所述附接條帶能夠圍繞該鉸鏈區(qū)域撓曲。
23.據(jù)權(quán)利要求22所述的傳感器組件，其中所述附接條帶焊接或者粘結(jié)于所述保險杠 的內(nèi)表面和/或所述傳感器上。
24.一種電容式接近傳感器，用于安裝到主體的表面以感測外部物體的存在，所述傳感 器包括具有前后主表面的介電膜基底，所述前后主表面在使用時分別面向所述主體的外 部和內(nèi)部；位于前主表面上的傳感器導(dǎo)體；以及位于后主表面上為所述傳感器導(dǎo)體提供電 屏蔽的防護導(dǎo)體；其中所述傳感器基底預(yù)成形有彎曲線，沿著所述彎曲線能夠?qū)⑺鰝鞲?器彎曲以使其形狀適合于附接到所述主體的表面。
25.據(jù)權(quán)利要求24所述的傳感器，其中所述彎曲線位于所述傳感器所在的基底的區(qū)域 外側(cè)。
26.據(jù)權(quán)利要求24或25所述的傳感器，其中所述傳感器基底設(shè)有預(yù)形成的孔，所述傳 感器能夠通過該孔附接到所述主體的表面上。
27.一種制造車輛保險杠組件的方法，包括以下步驟(i)提供包括介電膜基底的電容式接近傳感器，所述介電膜基底在其前主表面上具有 傳感器導(dǎo)體，以及在其后主表面上具有為所述傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；( )提供車輛保險杠，所述車輛保險杠的向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面被成形為，至少在所述傳 感器導(dǎo)體區(qū)域中，其不提供將所述傳感器直接附接到其上的基本上平的區(qū)域；(iii)在所述保險杠內(nèi)部放置傳感器，使得所述傳感器的前后主表面分別面向和背向 所述保險杠；以及(iv)將所述傳感器以如下方式安裝到所述保險杠的向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面，即，使得至少 在所述傳感器導(dǎo)體區(qū)域中阻止水/灰塵進入和滯留在所述傳感器和所述保險杠之間，但所 述傳感器被保持在基本上平的狀態(tài)下。
28.—種制造車輛保險杠組件的方法，包括以下步驟(i)提供車輛保險杠；( )提供包括介電膜基底的電容式接近傳感器，所述介電膜基底在其前主表面上具有 傳感器導(dǎo)體，以及在其后主表面上具有為所述傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體；(iii)提供被成形為適于所述保險杠的彎曲內(nèi)表面的形成物；(iv)在所述形成物上設(shè)置所述傳感器，使得所述傳感器的后主表面面向所述形成物；以及(ν)將所述形成物插入所述保險杠中以在所述保險杠的內(nèi)表面上設(shè)置所述傳感器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，包括在所述傳感器已位于保險杠的內(nèi)表面上之后從 所述保險杠取回所述形成物的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的方法，其中所述傳感器通過粘合劑附接到所述保險杠 的內(nèi)表面上。
31.根據(jù)權(quán)利要求28至30中任一項所述的方法，包括步驟將粘合劑涂敷到所述傳感 器的前主表面，利用隔離襯墊保護粘合劑，并且在所述傳感器設(shè)置在保險杠的內(nèi)表面上之 前移除所述隔離襯墊。
32.一種電容式接近傳感器，用于安裝到主體的成形表面以感測外部物體的存在，所述 傳感器包括具有前后主表面的介電膜基底，所述前后主表面在使用時分別面向主體的外 部和內(nèi)部；位于前主表面上的傳感器導(dǎo)體；以及位于后主表面上為所述傳感器導(dǎo)體提供電 屏蔽的防護導(dǎo)體；所述傳感器被設(shè)置在形成物上，所述形成物被成形為適于所述主體的成 形表面使得所述形成物能夠用于在所述成形表面上定位所述傳感器。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的傳感器，用于安裝到車輛保險杠的向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面上， 其中所述形成物是用于所述保險杠的填料。
34.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器組件，其中所述傳感器還包括位于所述基底的前主 表面上的超防護導(dǎo)體，所述傳感器安裝為使得所述超防護導(dǎo)體處于較為靠近所述保險杠的 向內(nèi)彎曲的內(nèi)表面上。
全文摘要
一種傳感器組件，所述組件包括安裝到主體的成形表面，例如車輛保險杠(11)的內(nèi)表面(10)上的用于感測外部物體存在的電容式接近傳感器(1)。傳感器，所述傳感器包括具有前后主表面的介電膜基底(2)，所述前后主表面在使用時分別面向主體的外部和內(nèi)部，位于前主表面上的傳感器導(dǎo)體(6)以及位于后主表面上為所述傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽的防護導(dǎo)體(8)。至少在所述傳感器導(dǎo)體區(qū)域中，所述傳感器(1)安裝的所述表面(10)不提供用于直接附接所述傳感器的基本上平的區(qū)域，并且為了確保傳所述感器的正確工作，將所述傳感器安裝設(shè)計為阻止水/灰塵進入和滯留在所述傳感器和成形表面之間，并且至少在所述傳感器導(dǎo)體區(qū)域中，使得所述傳感器基底的主要部分保持在基本上平的狀態(tài)下。
文檔編號G01R13/00GK101821133SQ200880111262
公開日2010年9月1日 申請日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者加雷思·M·瓊斯, 大衛(wèi)·庫克, 奈杰爾·W·S·馬特切特, 弗雷德里克·茹韋, 戴夫里格·E·克萊蒙特, 海倫·G·詹姆斯, 理查德·A·洛伊德, 羅伯特·G·埃夫里, 菲利普·A·羅蘭茲, 馬丁·哈格多恩, 馬爾科姆·F·道格拉斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司