CN102654585A - 乘员检测传感器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种乘员检测传感器(1)，其包括传感器主体(11)和连接器(12)。传感器主体(11)包括第一膜和第二膜(41，42)以及设置在所述膜之间的(41，42)间隔物43。传感器主体(11)包括与连接器(12)耦接的第一端部和第二端部。传感器主体(11)包括传感器部分(2)和与传感器部分(2)耦接的耦接部分(3)。耦接部分(3)包括沿车辆座椅(9)的挂槽(91)弯曲的弯曲部(35)。在第二端部和弯曲部(35)之间的部分中，与弯曲部(35)形成前的平直状态相比，第一膜(41)的与第二膜(42)相对的位置在吸收由弯曲部(35)产生的应力的方向上偏移。

Description

乘员检测传感器及其制造方法
技术领域
本发明涉及乘员检测传感器。
背景技术
一些车辆包括基于载荷来检测乘员乘坐情况的乘员检测传感器，如在JP-A-2006-32150中所公开的。乘员检测传感器可以由柔性膜制成。
其上设置乘员检测传感器的车辆座椅的缓冲垫具有挂槽。在乘员检测传感器由膜制成的情况下，所述膜根据挂槽的形状弯曲。膜弯曲时产生应力，并且传感器部分经受由该应力引起的载荷。因此，传感器的精确性可能下降。此外，传感器部分可能被损坏，而所述膜可能与间隔物分离。
发明内容
本公开内容的一个目的是提供一种乘员检测传感器，其可以具有高的传感器精确性并且可以减少传感器部分的损坏，即使在乘员检测传感器沿着车辆座椅的挂槽弯曲时也是如此。本公开内容的另一目的是提供一种乘员检测传感器的制造方法，所述乘员检测传感器可以具有高的传感器精确性并且可以减少传感器部分的损坏。
本公开内容的第一方面包括传感器主体和连接器。传感器主体包括第一膜、第二膜、间隔物和粘合剂。第一膜包括第一导电层和第一覆盖层。第一导电层具有第一表面和第二表面。第一覆盖层覆盖第一导电层的第一表面。第二膜包括第二导电层和第二覆盖层。第二导电层具有第一表面和第二表面。第二覆盖层覆盖第二导电层的第一表面。间隔物设置在第一导电层的第二表面和第二导电层的第二表面之间。间隔物限定在第一导电层和第二导电层之间提供间隔的通孔。粘合剂粘接第一导电层和间隔物，以及第二导电层和间隔物。传感器主体包括第一端部和第二端部。连接器与传感器主体的第一端部耦接，并且被配置为将传感器主体和外部装置电耦接。传感器主体包括传感器部分和与传感器部分耦接的耦接部分，其中在传感器部分中由间隔物提供间隔。耦接部分包括沿着车辆座椅的挂槽弯曲的弯曲部。在第二端部和弯曲部之间的部分，与弯曲部形成之前的平直状态相比，第一膜的与第二膜相对的位置在吸收(absorb)由弯曲部产生的应力的方向上偏移。
在上述乘员检测设备中，第一膜的与第二膜相对的位置与平直状态相比发生偏移，并且由弯曲部所产生的应力被吸收和释放。因此，可以减少施加到传感器部分的应力，而且乘员检测传感器可以具有高的传感器精确性并且可以减少传感器部分的损坏。
在根据本公开内容的第二方面的乘员检测传感器的制造方法中，形成包括第一导电层和第一覆盖层的第一膜，形成包括第二导电层和第二覆盖层的第二膜，以及形成限定通孔的间隔物。第一导电层具有第一表面和第二表面。第一覆盖层覆盖第一导电层的第一表面。第一膜包括第一末端和第二末端。第二导电层具有第一表面和第二表面。第二覆盖层覆盖第二导电层的第一表面。第二膜包括第一末端和第二末端。用粘合剂粘接第一导电层的第二表面和间隔物以及第二导电层的第二表面和间隔物，从而形成传感器主体。传感器主体包括传感器部分和与传感器部分耦接的耦接部分，其中在传感器部分中由间隔物中的通孔提供间隔。使连接器耦接第一膜的第一末端和第二膜的第一末端。至少在使间隔物粘接第一导电层和第二导电层中之一后，通过沿着车辆座椅的挂槽弯曲传感器主体的耦接部分来形成弯曲部。至少在弯曲部形成后通过温度老化(temperature aging)处理传感器主体。
通过温度老化，第一膜和第二膜在吸收并释放由形成弯曲部所产生的应力的方向上偏移。因此，上述方法可以制造可具有高的传感器精确性并且可减少传感器部分损坏的乘员检测传感器。
附图说明
本公开内容的其他目的和优势将根据以下参照附图的详细描述而更为明了。在附图中：
图1是根据本公开内容的一个实施方案的乘员检测传感器的平面图。
图2是沿着图1中的线II-II截取的乘员检测传感器的截面图。
图3是沿着图1中的线III-III截取的乘员检测传感器的截面图。
图4是示出沿着乘员检测传感器纵向截取的弯曲部的截面图。
图5是示出其中乘员检测传感器设置在座椅上的状态的平面图。
图6是沿着图5中的线VI-VI截取的乘员检测传感器的截面图。
图7是乘员检测传感器的第二端部的截面图。
图8是示出乘员检测传感器的制造方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，根据本公开内容的一个实施方案的乘员检测传感器1包括传感器主体11和连接器12。传感器主体11包括多个传感器部分2和多个耦接部分3。
每个传感器部分2根据载荷建立和中断电连接。如图2所示，每个传感器部分2包括第一膜构件21、第二膜构件22、间隔物构件23和粘合剂24。
第一膜构件21具有平膜的形状并且主要由具有柔性的树脂如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成。在第一膜构件21的一侧部分，银层C1和碳层C2堆叠。银层C1由银(Ag)制成，银是导电材料并且通过印刷形成。碳层C2由碳制成，并且通过在银层C1的表面上印刷而形成。第一膜构件21的另一侧部分是覆盖层F1，所述覆盖层F1覆盖银层C1和碳层C2。换言之，第一膜构件21包括第一导电层(即银层C1和碳层C2)和覆盖层F1。第一导电层包括第一表面和第二表面，并且第一覆盖层F1覆盖第一导电层的第一表面。
第二膜构件22具有平膜的形状并且主要由以类似于第一膜构件21的方式具有柔性的树脂如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成。在第二膜构件22的一侧部分，银层C5和碳层C4堆叠。银层C5由银(Ag)制成，银是导电材料并且通过印刷形成。碳层C4由碳制成，并且通过在银层C5的表面上印刷而形成。第二膜构件22的另一侧部分是覆盖层F2，所述覆盖层F2覆盖银层C5和碳层C4。换言之，第二膜构件22包括第二导电层(即银层C5和碳层C4)和覆盖层F2。第二导电层包括第一表面和第二表面，并且第二覆盖层F2覆盖第二导电层的第一表面。
间隔物构件23具有平膜的形状并且由具有柔性的绝缘树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。间隔物构件23设置在第一膜构件21中的碳层C2和第二膜构件22中的碳层C4之间。换言之，间隔物构件22设置在第一导电层的第二表面和第二导电层的第二表面之间。间隔物23在平面内具有环形(donut)形状。换言之，间隔物构件23在该平面内的中心部分处限定通孔23a。通孔23a从一侧到另一侧穿透间隔物构件23的中心部分。由于通孔23a，在第一导电层和第二导电层之间限定了间隔层C3。
第一膜构件21的一侧部分(即碳层C2)与间隔物构件23的一侧通过粘合剂24彼此粘接。第二膜构件22的一侧部分(即碳层C4)与间隔物构件23的另一侧通过粘合剂24彼此粘接。粘合剂24可以由丙烯酸类粘合剂材料制成。
耦接部分3是传感器主体11中除了传感器部分2之外的部分。耦接部分3之一将一个传感器部分2与另一个传感器部分2电耦接。另一个耦接部分3将一个传感器部分2与连接器12电耦接。如图3所示，每个耦接部分3包括第一膜构件31、第二膜构件32、间隔物构件33和粘合剂34。
第一膜构件31具有平膜的形状并且主要由具有柔性的树脂如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成。第一膜构件31与传感器部分2中的第一膜构件21一体式形成。换言之，第一膜构件21和第一膜构件31包含在一张膜中(下文中称为第一膜41)。
在第一膜构件31的一侧部分，设置银层C1和碳层C2。银层C1由银制成，银是导电材料并且通过印刷形成。第一膜构件31的另一侧部分是覆盖层F1，所述覆盖层F1覆盖银层C1和碳层C2。换言之，第一膜构件31以类似于传感器部分2中的第一膜构件21的方式包括第一导电层(即银层C1和碳层C2)和覆盖层F1。
第二膜构件32具有平膜的形状并且主要由具有柔性的树脂如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成。第二膜构件32与传感器部分2中的第二膜构件22一体式形成。换言之，第二膜构件22和第二膜构件32包含在一张膜中(下文中称为第二膜42)。
在第二膜构件32的一侧部分，设置银层C5和碳层C4。银层C5由银制成，银是导电材料并且通过印刷形成。第二膜构件32的另一侧部分是覆盖层F2，所述覆盖层F2覆盖银层C5和碳层C4。换言之，第二膜构件32以类似于传感器部分2中的第二膜构件22的方式包括第二导电层(即银层C5和碳层C4)和覆盖层F2。
间隔物构件33具有与第一膜构件31和第二膜构件32类似的平膜形状。间隔物构件33由具有柔性的绝缘树脂如PET制成。间隔物33设置在第一膜构件31中的碳层C2和第二膜构件32中的碳层C4之间。间隔物构件33不限定通孔23a。换言之，耦接部分3不包括间隔层C3。间隔物构件33与间隔物构件23一体式形成。换言之，间隔物构件23和间隔物构件33包含在一个间隔物43中。
第一膜构件31的一侧部分和间隔物构件33的一侧部分通过粘合剂34彼此粘接。第二膜构件32的一侧部分和间隔物构件33的另一侧部分通过粘合剂34彼此粘接。粘合剂34可以由丙烯酸类粘合剂材料制成。
如图4至图6所示，耦接部分3在对应于车辆座椅9的挂槽91的位置处包括弯曲部35。弯曲部35沿着挂槽91弯曲。弯曲部35包括第一弯曲部分351、第二弯曲部分352、第三弯曲部分353和第四弯曲部分354。
在车辆座椅9中，以使得第一膜41成为上表面并且第二膜42成为下表面这样的方式设置传感器主体11。第一弯曲部分351和第四弯曲部分354以凸出方式弯曲。第二弯曲部分352和第三弯曲部分353以凹陷方式弯曲。每个弯曲部分351-354的弯曲形状均固定。第二弯曲部分352和第三弯曲部分353可以用保护器(未显示)连结。第二弯曲部分352和第三弯曲部分353可以作为一个V形弯曲部分形成。
传感器主体11包括第一端部和第二端部。连接器12与传感器主体11的第一端部耦接。连接器12与传感器主体11和外部装置电耦接。在传感器主体11的第二端部，可以设置传感器部分2。传感器主体11的纵向在从第一端部到第二端部的方向上。第一膜41、第二膜42和间隔物43中的每一个均具有在传感器主体11的第一端部处的第一末端和在传感器主体11的第二端部处的第二末端。
如图5和图6所示，乘员检测传感器1设置在车辆座椅9的表面部分处。具体而言，传感器部分2设置在缓冲垫92和座椅套93之间，并且连接器12通过在缓冲垫92的后部提供的通孔94而设置在缓冲垫92之下。
当乘员坐在车辆座椅9上时，传感器部分2中的第一膜41被下压，而且第一导电层C1、C2与第二导电层C4、C5在间隔层C3处接触。因此，第一导电层C1、C2与第二导电层C4、C5电耦接，传感器部分2建立电连接的信息通过连接器12传递到外部装置。通过上述方式，乘员检测传感器1检测乘员的乘坐情况。
如图7所示，在传感器主体11的第二端部处，第一膜41的第二末端从与第二膜42的第二末端相对的位置偏移。换言之，第一膜41的第二末端和第二膜42的第二末端没有排列在一条线上。第二膜42的第二末端相对于第一膜41的第二末端向车辆前方突出。换言之，第一膜41的第二末端相对于第二膜42的第二末端向传感器主体11的第一端部偏移，亦即向车辆后方移动。
在形成弯曲部35之前的平直状态中，第一膜41和第二膜42以使得第一膜41的平面形状与第二膜42的平面形状彼此对应的方式布置。换言之，在平直状态中，第一膜41的第二末端与第二膜42的第二末端布置在一条线中。
在本实施方案中，传感器主体11包括弯曲部35和间隙44。间隙44约为因形成弯曲部35而导致的间隙Lx的一半。弯曲部分351-354中的两个以凸出方式弯曲，弯曲部分351-354中的另外两个以凹陷方式弯曲。在设计中，弯曲部35消除(cancel)了第一膜41和第二膜42之间的间隙。因此在设计中，在弯曲部35处所需的第一膜41的长度L1(图4的虚线-两点式划线之间的长度)等于在弯曲部35处所需的第二膜42的长度L2。
然而在实践中，传感器主体11的厚度(垂直方向的宽度)随着弯曲部的位置变化，而且第一膜41和第二膜42之间的间隙未被消除。在实践中，由第一弯曲部分351和第四弯曲部分354产生的间隙的影响很大。因此，在弯曲部35处所需的第一膜41的长度L1比在弯曲部35处所需的第二膜42的长度L2长出Lx的长度。
在本实施方案中，第一膜41的第二末端相对于第二膜42的第二末端向传感器主体11的第一端部(即向连接器12)偏移Lx/2，这对应于所需长度L1、L2之间的间隙的一半。换言之，第一膜41的第二末端相对于第二膜42的第二末端在纵向上向传感器主体11的第一端部偏移。
第一膜41向传感器主体11的第一端部偏移，其为第一膜41恢复至原始长度的方向，也就是说，由弯曲部35所引起的延伸被松弛的方向。因此，由弯曲部35的形成所引起的应力可以被吸收。
将参照图8描述乘员检测传感器1的制造方法。在S1处，通过印刷电极墨在第一膜41和第二膜42上形成银层C1、C5和碳层C2、C4。在S2处，对第一膜41、第二膜42和间隔物43冲压，并且在间隔物43对应于传感器部分2的部分中提供通孔23a。
在S3处，将间隔物43设置在第一膜41中的碳层C2和第二膜42中的碳层C4之间。然后，用粘合剂24、34使第一膜41与间隔物43彼此粘接，并且用粘合剂24、34使第二膜42和间隔物43彼此粘接。换言之，将第一膜41和第二膜42粘接至间隔物43。
在S4处，冲压经粘合的膜41-43以使其具有预定的轮廓形状。通过从S1至S4的上述过程，可以制造传感器主体11。在目前的状态中，第一膜41、第二膜42和间隔物43的第一末端沿直线布置，并且第一膜41、第二膜42和间隔物43的第二末端沿直线布置。
在S5处，将连接器12与传感器主体11的第一端部耦接。连接器12可以是已知的连接器。在S6处，在传感器主体11的耦接部分中形成弯曲部35。弯曲部35在耦接部分3待设置于车辆座椅9的挂槽91中的部分处形成。在弯曲部35处，耦接部分3沿着挂槽91弯曲，并且弯曲形状被固定。在弯曲形状被固定的状态下，保护器可以与弯曲部分352、353连结。在S7处，在弯曲部35形成的状态下用温度老化法处理传感器主体11。
换言之，本发明的制造方法包括形成第一膜41和第二膜42的膜形成过程；形成间隔物43的间隔物形成过程；粘合过程，其中将间隔物43设置在第一膜41和第二膜42之间并且用粘合剂24、34将间隔物43与第一膜41和第二膜42粘接；连接器与传感器主体11耦接的连接器耦接过程；在传感器主体11中形成弯曲部35的弯曲过程；以及用温度老化处理传感器主体11的温度老化过程。
在低于室温(约20℃)的温度下进行温度老化。例如，在-30℃至室温的温度下进行温度老化。在温度老化过程中，粘合剂24、34的粘合强度下降。因此，由弯曲部35引起的应力变得比粘合强度更大。因此，在传感器主体11在第二端部(车辆前方)和弯曲部35之间的部分中，第一膜41相对于间隔物43向第一端部(车辆后方)偏移，并且第二膜42相对于间隔物43向第二端部偏移。因此，与弯曲部35形成之前的平直状态相比，第一膜41的第二末端的与第二膜42的第二末端相对的位置偏移(即S4和S6的状态)，从而产生间隙。
第一膜41的第二末端和第二膜42的第二端部之间的间隙对应于由弯曲部35的形成所引起的间隙Lx的约一半(即Lx/2)。间隙的另一半于传感器主体11在弯曲部35和第一端部(车辆后方)之间的部分中产生。然而，将最接近第一端部的传感器部分2和连接器12耦接的耦接部分3比其他部分长得多，并且间隙通过耦接部分3的膨胀和收缩被吸收。因此，在弯曲部35和第一端部之间的部分中产生间隙的可能性较小。但是，在弯曲部35和第一端部之间的部分中可以产生间隙。
如上所述，在根据本发明实施方案的乘员检测传感器1中，第一膜41的与第二膜42相对的位置在其中由于形成弯曲部35所引起的应力通过温度老化被吸收或释放的方向(即纵向)上偏移。因此，可以减少由于弯曲部35而对传感器部分2施加的应力，并且可以限制传感器部分2的错误检测和损坏。
本公开内容不限于上述实施方案。例如，在温度老化后，在传感器主体11的第二端部处产生的间隙可以通过沿直线切割第一膜41的第二末端和第二膜42的第二末端来消除。而且在这种情况下，第一膜41的预定位置(例如传感器部分2的位置)的与第二膜42的预定位置(例如传感器部分2的位置)相对的位置与弯曲部35形成前的平直状态中的相对位置不同。换言之，第一膜构件21和第二膜构件22的相对位置从初始相对位置偏移。而且在这种情况下，乘员检测传感器1可以具有上述优势。
在形成乘员检测传感器1的另一方法中，形成第一膜41和第二膜42，而且间隔物43与第一膜41和第二膜42中的一者粘接。接着，在与间隔物43粘接的膜41、42中的一者中形成弯曲部35。然后，膜41、42中的另一者与间隔物43在形成弯曲部35的状态下粘接。而且在这种情况下，如果第一膜41和第二膜42具有相同长度(形状)，则在端部产生间隙并且应力被吸收。
温度老化可以在高于室温的温度下进行，例如，在室温至80℃之间。而且在这种情况下，粘合强度暂时下降，在第一膜41和第二膜42的端部之间产生间隙。然而由于第一膜41和第二膜42可在高于室温的温度下变形(膨胀)。因此，当温度老化在低于室温的温度下进行时，可以更有保证地吸收应力。温度老化的温度可以根据粘合剂24、34的材料发生变化。当粘合剂24、34是丙烯酸类粘合剂时，温度老化可以在-30℃至0℃之间进行。导电层还可以由其他导电材料例如铜制成。
在S5处的连接器耦接过程可以在S6处的弯曲部形成过程或S7处的温度老化过程之后进行。换言之，在S1至S4处形成传感器主体11后可以形成弯曲部35并且可以进行温度老化。可以在传感器主体11中形成两个或更多个弯曲部35。只要在传感器主体11的第二端部和弯曲部35之间的部分中，第一膜41朝向第一端部在纵向上偏移，则间隙不限于Lx/2。第一膜41和第二膜42由具有柔性的树脂制成。第一膜41和第二膜42可以由比其他组件刚性更低的软树脂制成。间隔物43由具有柔性和绝缘性质的树脂制成。间隔物43可以由硬树脂制成。

Claims (5)

1.一种乘员检测传感器(1)，其设置在车辆座椅的表面上并且配置为通过接收由于乘员乘坐而产生的载荷来检测所述乘员的乘坐，所述乘员检测传感器(1)包括传感器主体(11)和连接器(12)，
其中所述传感器主体(11)包括：
第一膜(41)，所述第一膜(41)包括第一导电层(C1、C2)和第一覆盖层(F1)，所述第一导电层(C1、C2)具有第一表面和第二表面，所述第一覆盖层(F1)覆盖所述第一导电层(C1、C2)的所述第一表面；
第二膜(42)，所述第二膜(42)包括第二导电层(C4、C5)和第二覆盖层(F2)，所述第二导电层(C4、C5)具有第一表面和第二表面，所述第二覆盖层(F2)覆盖所述第二导电层(C4、C5)的所述第一表面；
间隔物(43)，所述间隔物(43)设置在所述第一导电层(C1、C2)的所述第二表面和所述第二导电层(C4、C5)的所述第二表面之间，所述间隔物(43)限定用于在所述第一导电层(C1、C2)和所述第二导电层(C4、C5)之间提供间隔(C3)的通孔(23a)；和
粘合剂(24、34)，所述粘合剂(24、34)粘接所述第一导电层(C1、C2)和所述间隔物(43)以及所述第二导电层(C4、C5)和所述间隔物(43)，
其中所述传感器主体(11)包括第一端部和第二端部，
其中所述连接器(12)与所述传感器主体(11)的所述第一端部耦接，并且配置为使所述传感器主体(11)和外部装置电耦接，
其中所述传感器主体(11)包括传感器部分(2)和与所述传感器部分(2)耦接的耦接部分(3)，在所述传感器部分(2)中由所述间隔物(43)提供间隔(C3)，
其中所述耦接部分(3)包括沿着所述车辆座椅(9)的挂槽(91)弯曲的弯曲部(35)，
其中，在所述第二端部和所述弯曲部(35)之间的部分中，与所述弯曲部(35)形成前的平直状态相比，所述第一膜(41)的与所述第二膜(42)相对的位置在吸收由于所述弯曲部(35)所产生的应力的方向上偏移。
2.根据权利要求1所述的乘员检测传感器(1)，
其中所述第一膜(41)和所述第二膜(42)各自具有在所述传感器主体(11)的所述第一端部处的第一末端和在所述传感器主体(11)的所述第二末端处的第二末端，和
其中所述第一膜(41)的所述第二末端从与所述第二膜(42)的所述第二末端相对的位置偏移。
3.根据权利要求1或2所述的乘员检测传感器(1)，
其中当在所述弯曲部(35)处所需的所述第一膜(41)的长度与在所述弯曲部(35)处所需的所述第二膜(42)的长度之差表示为Lx时，与所述弯曲部(35)形成前的平直状态相比，所述第一膜(41)的与所述第二膜(42)相对的位置偏移Lx/2。
4.一种乘员检测传感器(1)的制造方法，所述乘员检测传感器(1)设置在车辆座椅的表面上并且配置为通过接收由于乘员乘坐而产生的载荷来检测所述乘员的乘坐，所述方法包括：
形成包括第一导电层(C1、C2)和第一覆盖层(F1)的第一膜(41)，所述第一导电层(C1、C2)具有第一表面和第二表面，所述第一覆盖层(F1)覆盖所述第一导电层(C1、C2)的所述第一表面，所述第一膜(41)包括第一末端和第二末端；
形成包括第二导电层(C4、C5)和第二覆盖层(F2)的第二膜(42)，所述第二导电层(C4、C5)具有第一表面和第二表面，所述第二覆盖层(F2)覆盖所述第二导电层(C4、C5)的所述第一表面，所述第二膜(42)包含第一末端和第二末端；
形成限定通孔(23a)的间隔物(43)，
用粘合剂(24、34)粘接所述第一导电层(C1、C2)的所述第二表面和所述间隔物(43)以及所述第二导电层(C4、C5)的所述第二表面和所述间隔物(43)，从而形成传感器主体(11)，所述传感器主体(11)包括传感器部分(2)和与所述传感器部分(2)耦接的耦接部分(3)，其中在所述传感器部分(2)中由所述间隔物(43)中的通孔(23a)提供间隔(C3)；
使连接器(12)耦接所述第一膜(41)的所述第一末端以及所述第二膜(42)的所述第一末端；
至少在使所述间隔物(43)粘接所述第一导电层(41)和所述第二导电层(42)中的一者后，通过沿着所述车辆座椅(9)的挂槽(91)弯曲所述传感器主体(11)的所述耦接部分(3)来形成弯曲部(35)；和
至少在形成所述弯曲部(35)后通过温度老化处理所述传感器主体(11)。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其中所述温度老化在低于室温的温度下进行。
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